JP2004210479A

JP2004210479A - チャック装置及びそれに使用されるチャック爪、並びに搬送装置

Info

Publication number: JP2004210479A
Application number: JP2002382270A
Authority: JP
Inventors: Seiji Nakajima; 清治中島; Kunihiko Kubota; 邦彦窪田; Keiichi Fujimoto; 圭一藤本
Original assignee: Kirin Techno System Co Ltd
Current assignee: Omron Kirin Techno System Co Ltd
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2022-12-27
Also published as: JP4314382B2

Abstract

【課題】チャック爪を容易に着脱できるようにしたチャック装置を提供する。
【解決手段】掴み動作を実現すべく駆動されるアーム１５Ｌ、１５Ｒの先端部にチャック爪５０が着脱自在に装着されたチャック装置５において、アーム１５Ｌ、１５Ｒには円柱面状に窪んだ受け面４１が設けられ、受け面４１には受け面４１に沿って湾曲する円柱面状の外周面を備えた押え駒４３が一本のボルト４４を利用して取り付けられている。チャック爪５０には受け面４１に沿って湾曲して押え駒４３と受け面４１との間に挿入可能な取付基部５２が設けられる。
【選択図】図１０

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チャック装置及びそのチャック爪、並びにチャック装置を利用した搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビール壜の検査装置等に組み込まれる搬送装置として、壜が嵌り込む多数のポケットが外周に設けられたスターホイールと呼ばれる円盤を回転させつつ、各ポケットにおける壜の保持及び開放を切り替えてスターホイールの回転ｔ経路上の適宜の位置で壜の受け渡しを行えるようにしたスターホイール装置が知られている。スターホイール装置における壜の保持手段としては、例えば吸着カップを利用したもの（特許文献１参照）、一対の開閉可能なチャック爪を利用するもの（特許文献２参照）が知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１０６０３９号公報
【特許文献２】
特開平１０−７２４３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
吸着カップを利用する方式では、壜に付着した異物、ラベルかす、ラベルの接着剤等が吸着経路に吸い込まれて吸着力が低下し、吸着ミスを起こすおそれもある。破損した壜が紛れ込んだ場合に吸着パッドが損傷して吸着不能となるおそれもある。これらの理由から、スターホイールを高速化すると吸着カップ方式では容器の排出ミス等が多発し、検査装置の効率化に一定の制限が生じる。
【０００５】
一方、壜をチャック爪で掴む方式ではラベルかす等の付着の有無に拘わりなく壜を安定して保持できる。従って、スターホイールの高速化を図る場合にはチャック方式を利用することが有利と考えられている。しかしながら、多数のチャック装置を設けた場合には、それらのチャック装置に対してチャック爪を手際よく着脱できないとチャック爪の保守管理作業が煩雑化する。
【０００６】
そこで、本発明はチャック爪を容易に着脱できるようにしたチャック装置と、そのチャック装置で利用されるチャック爪、及びこれらを用いた搬送装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【０００８】
本発明のチャック装置は、掴み動作を実現すべく駆動されるアーム（１５Ｌ、１５Ｒ）の先端部にチャック爪（５０）が着脱自在に装着されたチャック装置（５）において、前記アームには円柱面状に窪んだ受け面（４１）が設けられ、前記受け面上には前記受け面に沿って湾曲する円柱面状の外周面を備えた押え駒（４３）が締め付け手段（４４；１００、１０１）により前記受け面に向かって締め付け可能な状態で設けられ、前記チャック爪には前記受け面に沿って湾曲して前記押え駒と前記受け面との間に挿入可能な取付基部（５２）が設けられることにより、上述した課題を解決する。
【０００９】
このチャック装置によれば、ボルトを緩めて受け面と押え駒との間の隙間を拡大し、その隙間にチャック爪の取付基部を挿入して押え駒を受け面に向かって締め付けることにより押え駒と受け面とでチャック爪を挟み込んで保持することができる。受け面と押え駒とが円柱面状であるためにチャック爪が受け面及び押え駒で回り止めされる。そのため、押え駒やチャック爪を回り止めするためにさらなる操作を行う必要がない。例えば、ボルトが一本しかなくてもチャック爪がボルトの周りに回転するおそれがない。従って、本発明のチャック装置によればチャック爪を容易に着脱することができる。
【００１０】
本発明のチャック装置において、締め付け手段は好適にはボルトである。特に回り止めが不要であることから、一つの押え駒に対して単一のボルトを締め付け手段として用いるだけでよい。ボルトを利用する場合、前記チャック爪の前記取付基部には前記ボルトを通すためのスリット（５３）が形成されていることが望ましい。このようなスリットにボルトを通すようにすれば、ボルトを取り外さなくても取付基部を受け面と押え駒との間の隙間内の奥深くまで挿入することができる。従って、チャック爪の着脱がさらに容易に行える。
【００１１】
前記アームには前記掴み動作に伴って前記チャック爪に作用する反力を受けるためのチャック受け部（４０）が設けられ、前記チャック受け部の前記チャック爪と接する側に連なるようにして前記受け面が形成され、前記受け面に対する前記ボルトの取付方向は、前記アームの後端側へ向かうほど前記受け面から前記アームの前記チャック爪と接する側に対する裏面側に向かうように設定されてもよい。この態様によれば、チャック受け部を薄くしてもボルトのねじ込み深さを十分に確保することができる。
【００１２】
さらに、前記受け面の背後には前記アームを回転可能に支持するアーム軸（１６Ｌ、１６Ｒ）が設けられ、前記ボルトが前記受け面と前記アーム軸との間にねじ込まれてもよい。これにより、アーム軸を避けながらボルトのねじ込み深さを大きく取ることができる。
【００１３】
前記アームが左右一対設けられ、各アームの内側に前記受け面が設けられ、前記ボルトは各アームの内側から前記押え駒を貫いて前記アームにねじ込まれるように設けられ、前記チャック爪の先端部には前記ボルトを操作するための工具が挿入可能なスリット（５４）が設けられてもよい。この態様によれば、チャック爪の先端側のスリットを利用してレンチ等の工具を挿入することにより、チャック爪の間に隠れたボルトを容易かつ十分に操作できるようになる。
【００１４】
各アームの受け面に取り付けられた前記押え駒同士の間には、それらの押え駒同士を相互に引き寄せ合うように作用するばね手段（４５）が設けられてもよい。この場合には、ボルトを緩めると押え駒がばね手段に引っ張られて受け面から離れる方向に移動する。従って、押え駒と受け面との間の隙間に対してチャック爪の取付基部を容易に抜き差しすることができる。
【００１５】
前記チャック爪は種々の材料から構成してよいが、望ましくはチャック爪を金属製とするとよい。金属製であればチャック爪を薄くしても十分な強度が確保でき、チャック爪の弾性を利用して掴むべき物品の形状や大きさに対するチャック爪の適応性を高めることができる。また、チャック爪を薄くすることにより、特に多数のチャック装置を並べて使用する際にチャック装置同士のピッチを縮めて省スペースを実現することができる。
【００１６】
本発明のチャック爪は、一端側には掴み動作を行う把持部（５１）が形成され、他端側には円柱面状に湾曲した取付基部（５２）が形成されているものである。このようなチャック爪は本発明のチャック装置に好適に利用することができる。
【００１７】
なお、前記取付基部には、当該取付基部が描く円柱面形状の周方向に延びるスリット（５３）が設けられてもよい。また、前記把持部（５１）においても、当該把持部を前記当該取付基部が描く円柱面形状の軸線方向に分割するスリット（５４）が設けられてもよい。
【００１８】
さらに、本発明の搬送装置は、所定の中心の周りに旋回可能な移動体（６）と、上述した本発明のチャック装置（５）とを備え、前記チャック装置は前記移動体の外周に沿って複数並べて設けられているものである。このような搬送装置によれば、チャック爪を容易に着脱できるという本発明のチャック装置の利点を効果的に発揮させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のチャック装置が適用されたビール壜搬送用のスターホイール装置の平面図である。スターホイール装置１は、例えば壜ＢＴを検査するための検査装置の出口側スターホイール装置として構成されており、検査中の壜ＢＴを保持する別のスターホイール装置２から搬入位置Ｐ１にて壜ＢＴを受け取って第１搬出位置Ｐ２又は第２搬出位置Ｐ３から第１搬送コンベア３又は第２搬出コンベア４に送り出すように構成されている。壜ＢＴを保持するため、スターホイール装置１の外周には多数のチャック装置５…５が周方向に一定のピッチで並べて設けられている。
【００２０】
図２に示すように、チャック装置５は、ベース１０と、壜ＢＴを掴むチャック爪５０とを備えている。ベース１０はスターホイール装置１のホイール（移動体）６の外周にボルト等の固定手段７を利用して固定されている。ホイール６は不図示の駆動装置により図１のホイール中心Ｃｗを中心として所定の回転方向（図１に矢印Ｒで示す。）に旋回駆動される。従って、チャック装置５もホイール６とともにホイール中心Ｃｗの周りに回転駆動される。
【００２１】
ベース１０にはガイド１３が取り付けられている。ガイド１３は壜ＢＴの外周に沿って湾曲したガイド面１３ａを備えている。ガイド１３のガイド面１３ａの曲率半径は、チャック装置５によって掴まれる壜ＢＴの直径の誤差を考慮して壜ＢＴの半径よりも幾らか大きく設定される。チャック装置５が複数のサイズの壜ＢＴに対応しているときは最大径の壜ＢＴに合わせてガイド１３を設けるか、又は壜ＢＴに応じてガイド１３を交換してもよい。但し、本実施形態において、チャック爪５０にて壜ＢＴを十分に拘束できるときはガイド１３を省略してよい。
【００２２】
図３〜図６に示すように、ベース１０の上面側には左右一対のアーム１５Ｌ、１５Ｒが上下方向に延びるアーム軸１６Ｌ、１６Ｒの周りに回転自在に取り付けられている。アーム軸１６Ｌ、１６Ｒは壜ＢＴの中心Ｃｂとホイール中心Ｃｗ（図１参照）とを結ぶ基準線ＣＬに関して対称な位置に設けられている。アーム軸１６Ｌ、１６Ｒの上端はトッププレート１４とボルト１４ａとを介して互いに連結されている。図２に示すようにトッププレート１４にもガイド１３が取り付けられている。なお、この実施形態では、基準線ＣＬに沿ってホイール中心Ｃｗ側からチャック装置５をみた状態でチャック装置５の左右を定義する。従って、図３の基準線ＣＬよりも上側、図４の右側がそれぞれチャック装置５の左側に相当する。
【００２３】
図３、図５及び図６に示すように、アーム１５Ｌの内側にはアーム軸１６Ｌと平行にローラ軸１７が取り付けられ、そのローラ軸１７の下部の外周には第１ローラ１８が回転自在に取り付けられている。ベース１０の下面側にはブラケット２０がボルト２０ａを利用して固定され、ブラケット２０には上下方向に延びるカム軸２１が回転自在に取り付けられている。カム軸２１は基準線ＣＬ上でかつローラ軸１７よりもホイール中心Ｃｗ側（図５において左方）にずらして配置されている。図７にも示したようにカム軸２１の下端部はベース１０の下方に突出し、その突出部分にはカム駆動レバー２２がカム軸２１と一体に回転できるように取り付けられている。カム駆動レバー２２の先端には操作部材としてのカム駆動ローラ２３が支軸（ボルト）２４を中心として回転可能に取り付けられている。
【００２４】
図５に示すようにカム軸２１の上端部にはアーム駆動カム２５がカム軸２１と一体に回転できるように取り付けられている。図８に詳しく示すように、アーム駆動カム２５は第１ローラ１８と接するカム面２６を備えている。カム面２６は、第１凹部２６ａと、保持部としての第２凹部２６ｂと、それらの間に配置される凸部２６ｃとを相互に滑らかに接続して構成されている。各凹部２６ａ、２６ｂの曲率半径は第１ローラ１８の半径と同一か僅かに大きい。カム軸２１の回転中心からのカム面２６の距離は第１凹部２６ａの底において最小となり、凸部２６ｃと第２凹部２６ｂとの境界付近で最大となる。カム軸２１の回転中心から第２凹部２６ｂの底までの距離はカム軸２１の回転中心から第１凹部２６ａの底までの距離よりも十分に大きい。
【００２５】
図３及び図９に示すように、右側のアーム１５Ｒにはアーム駆動部２８がカム軸２１と対向するように設けられ、そのアーム駆動部２８にはカム面３０が設けられている。カム面３０に対応してローラ軸１７の外周には第２ローラ３１が回転自在に取り付けられている。左側のアーム１５Ｌの背後にはポスト３２が配置され、そのポスト３２の上端はトッププレート１４に固定されている（図５参照）。図９に示すようにポスト３２にはばね受け穴３２ａが設けられ、そのばね受け穴３２ａと右側のアーム１５Ｒの後端側に設けられたばね受け穴１５ａとの間にはコイルばね３３が圧縮状態で取り付けられている。ポスト３２はトッププレート１４、アーム軸１６Ｌ、１６Ｒを介してベース１０と連結されることにより、アーム１５Ｌ、１５Ｒの支持手段の一部として機能する。従って、アーム１５Ｒは支持手段との間に設けられた付勢手段としてのばね３３によりチャック爪５０を閉じる方向に押し付けられていることになる。ポスト３２にはコイルばね３３の内周をガイドするボルト３４が取り付けられている。
【００２６】
図３に示すように、コイルばね３３よりも下方においてアーム１５Ｌ、１５Ｒのばね受け部１５ｂ、１５ｃの間には別の付勢手段としてのコイルばね３５が圧縮状態で取り付けられている。これらのコイルばね３３、３５の反発力によりアーム１５Ｌ、１５Ｒはアーム軸１６Ｌ、１６Ｒを中心としてそれぞれの先端のチャック受け部４０が閉じる方向（基準線ＣＬに接近する方向）に付勢されている。これにより、カム面３０が第２ローラ３１に押し付けられ、第２ローラ３１と同軸の第１ローラ１８がアーム駆動カム２５のカム面２６に押し付けられる。従って、アーム駆動カム２５の回転に連動して第１ローラ１８及び第２ローラ３１がアーム軸１６Ｌの周りに移動し、それに伴ってアーム１５Ｌもアーム軸１６Ｌの周りに回転する。また、第２ローラ３１の移動に追従してアーム１５Ｒのアーム駆動部２８がアーム軸１６Ｒの周りに回転し、それによりアーム１５Ｒもアーム軸１６Ｒの周りに回転する。
【００２７】
図８（ａ）に示すように、第１ローラ１８がカム面２６の第１凹部２６ａと噛み合った位置ではカム軸２１がアーム軸１６Ｌ、１６Ｒの間でかつ基準線ＣＬ上に位置してアーム１５Ｌ、１５Ｒの先端のチャック受け部４０が閉じている。図８（ｂ）に示すように第１ローラ１８がカム面２６の第２凹部２６ｂに向けて移動するようにアーム駆動カム２５が回転すると、カム軸２１がホイール６の外周側に押し出されてアーム１５Ｌ、１５Ｒがチャック受け部４０を開くようにしてアーム軸１６Ｌ、１６Ｒの周りに回転する。そして、第１ローラ１８が凸部２６ｃを乗り越えて第２凹部２６ｂに噛み合うと、コイルばね３３、３５がアーム１５Ｌ、１５Ｒを閉じようとする力に抗して第１ローラ１８は第２凹部２６ｂと噛み合った状態に保持される。但し、第１ローラ１８が凸部２６ｃを乗り越えられるだけの回転モーメントをアーム駆動カム２５に付加すれば、ばね３３、３５の力によりカム２５はその第１凹部２６ａが第１ローラ１８と噛み合う位置まで回転する。
【００２８】
以下では、アーム駆動カム２５の図８（ａ）の位置を拘束位置、図８（ｂ）の位置を解放位置と呼ぶ。図７に示すカム駆動ローラ２３は、アーム駆動カム２５が拘束位置のときにホイール中心Ｃｗ側に後退し、アーム駆動カム２５が解放位置のときにホイール６の外周側へ変位するようにアーム駆動カム２５と関連付けられている。
【００２９】
次に、チャック爪５０の取付構造を説明する。図３及び図９に示すように、アーム１５Ｌ、１５Ｒのチャック受け部４０の基端部の内面側には円筒面状に窪んだ受け面４１が形成され、受け面４１にはそれぞれ１本のねじ孔４２が形成されている。ねじ孔４２はアーム１５Ｌ、１５Ｒの内側から外側に向かうほど半径方向内周側に後退するようにアーム１５Ｌ、１５Ｒを斜めに貫いている。図１０にも示したように、受け面４１には円筒状の押え駒４３がアーム１５Ｌ、１５Ｒの内側から単一のボルト４４をねじ孔４２にねじ込むことによって取り付けられている。これらの押え駒４３を利用することにより、各アーム１５Ｌ、１５Ｒの先端にチャック爪５０が装着される。押え駒４３の上端部同士及び下端部同士の間にはばね手段としてのコイルばね４５、４５が引っ張られた状態で架け渡されている。なお、図９は押え駒４３の上端側のコイルばね４５を示している。下側のコイルばね４５の一部は図３に現れている。
【００３０】
チャック爪５０はステンレス鋼板のように剛性の高い薄板を板金加工して形成されている。図１１に示すように、チャック爪５０は、壜ＢＴを掴むための把持部５１と、アーム１５Ｌ、１５Ｒに取り付けられるための取付基部５２とを備えている。取付基部５２は受け面４１に沿って延びるように湾曲し、その上下方向のほぼ中央には取付基部５２の周方向に延びるスリット５３が形成されている。把持部５１側にも同様にスリット５４が形成されている。スリット５４により把持部５１は上下に分割されている。把持部５１側のスリット５４はねじ孔４２の中心線上を横切るようにして延びており、そのスリット５４の幅はボルト４４の操作用の工具（例えば六角レンチ）が挿入可能な大きさに設定されている。なお、図１１に想像線で示すように、把持部５１の内面側に滑り止め部材５０ａを設けてもよい。
【００３１】
チャック爪５０の取り付けは次のようにして行われる。ボルト４４を緩めて押え駒４３と受け面との間にチャック爪５０の板厚よりも幾らか大きな隙間を生じさせ、チャック爪５０を受け面４１に沿って回転させつつ取付基部５２を押え駒４３と受け面４１との隙間に挿入する。ボルト４４はスリット５３に通すようにする。その後にボルト４４を締め付けることにより、受け面４１と押え駒４３とでチャック爪５０の取付基部５２を強固に挟み込む。チャック爪５０を取り外す際にはボルト４４を緩めてチャック爪５０の取付基部５２を押え駒４３と受け面４１との間から抜き取ればよい。
【００３２】
以上のチャック装置５の構成において、アーム１５Ｌ、１５Ｒの相互の動作関係はカム面３０の形状により様々に変化させることができる。ここでは、基準線ＣＬに関してチャック爪５０が対称に動作するようにカム面３０の形状を定めている。但し、一方のチャック爪５０を先行して開く等、カム面３０の形状に応じてチャック爪５０、５０には様々な動作を与えることができる。
【００３３】
図１に示すように、搬入位置Ｐ１及び搬出位置Ｐ２、Ｐ３にはそれぞれ操作部６０，７０，８０が設けられている。図１２に示すように、搬入位置Ｐ１の操作部６０にはカムブロック６１が設けられている。カムブロック６１はスターホイール装置１の固定部分、例えばベースに取り付けられてホイール６の回転に対し一定位置に拘束されている。カムブロック６１にはホイール中心Ｃｗ側に面するカム面６１ａが形成されている。カム面６１ａは、チャック装置５のアーム駆動カム２５が解放位置にあるときのカム駆動ローラ２３と接触し、第１ローラ１８がアーム駆動カム２５の第２凹部２６ｂから脱出できる位置までホイール６の回転を利用してカム駆動ローラ２３をホイール中心Ｃｗ側に送り込む。
【００３４】
図１３及び図１４に示すように、搬出位置Ｐ２の操作部７０にはロータ７１が設けられている。ロータ７１は上下方向の軸線を中心として回転自在に設けられており、その外周にはカム駆動ローラ２３と接触可能な一対のアーム７１ａ、７１ａが形成されている。また、図１に示すように、ロータ７１は伝達機構７２を介してサーボモータ７３の出力軸７３ａと接続されている。伝達機構７２には例えばベルト式の伝達装置が用いられる。サーボモータ７３により、ロータ７１は一方のアーム７１ａをチャック装置５側に突き出した作用位置（図１４）と、その作用位置よりも各アーム７１ａをホイール中心Ｃｗ側に引っ込めた待機位置（図１３）との間で回転駆動される。図１４に示したように、ロータ７１が作用位置にあるときのアーム７１ａは、チャック装置５のアーム駆動カム２５が拘束位置にあるときのカム駆動ローラ２３と接触し、アーム駆動カム２５が解放位置に移動するまでホイール６の回転を利用してカム駆動ローラ２３をホイール６の外周側に送り込む。ロータ７１が待機位置にあるときはアーム７１ａはアーム駆動カム２５の位置に拘わりなくカム駆動ローラ２３よりもホイール中心Ｃｗ側に後退する。
【００３５】
次に、以上のように構成されたスターホイール装置１の動作を説明する。まず、スターホイール装置１の搬入位置Ｐ１ではホイール６の回転に伴ってチャック装置５が順次繰り出される。搬入位置Ｐ１の手前においてアーム駆動カム２５は解放位置にあり、チャック爪５０は互いに開いた状態である。チャック装置５がホイール６により搬入位置Ｐ１まで搬送されると、カム駆動ローラ２３がカム面６１ａと接してホイール中心Ｃｗ側に押し込まれ、それにより、第１ローラ１８がアーム駆動カム２５の第２凹部２６ｂを脱出してアーム駆動カム２５が拘束位置に戻る。これによりチャック爪５０が閉じる。このチャック爪５０の閉じる動作に連動してスターホイール装置２からチャック爪５０同士の間に壜ＢＴが渡されて壜ＢＴがチャック爪５０、５０によって掴まれる（図１２参照）。
【００３６】
チャック爪５０に掴まれた壜ＢＴはホイール６の回転に伴ってまず第１搬出位置Ｐ２へ搬送される。その第１搬出位置Ｐ２においてはロータ７１が図１３に示す待機位置に保持されており、壜ＢＴが第１搬出コンベア３へ搬出すべき壜ＢＴであるときはその壜ＢＴを保持するチャック装置５のカム駆動ローラ２３が第１搬出位置Ｐ２に搬出されるタイミングに合わせてサーボモータ７３が駆動されてアーム７１ａが図１４に示す作用位置に駆動される。これにより、カム駆動ローラ２３がアーム７１ａと接して外周側に押し込まれ、アーム駆動カム２５が拘束位置から解放位置へ駆動される。従って、チャック爪５０が開いて壜ＢＴは第１搬出コンベア３に搬出される。壜ＢＴの搬出後は次のチャック装置５のローラ２３がアーム７１ａの回転範囲に達する前にロータ７１が一旦待機位置へ戻される。
【００３７】
一方、第１搬出コンベア３への搬出が不適当な壜ＢＴが第１搬出位置Ｐ２に送られてきた場合にはサーボモータ７３が駆動されず、ロータ７１は待機位置に保持される。従って、その壜ＢＴを保持するチャック装置５のカム駆動ローラ２３はアーム７１ａと接触できず、アーム駆動カム２５は拘束位置に保持される。従って、図１３に示すように、搬出が不適当な壜ＢＴはチャック爪５０から解放されず、第１搬出位置Ｐ１を素通りして次の第２搬出位置Ｐ３に向かう。
【００３８】
図１５に示すように第２搬出位置Ｐ３では、ホイール６の回転に伴って順次送り込まれるチャック装置５のカム駆動ローラ２３がカム面８１ａと接触して各アーム駆動カム２５が拘束位置から解放位置へと必ず駆動される。そのため、第２搬出位置Ｐ３においてチャック爪５０は必ず開かれる。これにより、第２搬出位置Ｐ３まで搬送された壜ＢＴは第２搬出コンベア４へ搬出される。
【００３９】
以上のように、本実施形態のスターホイール装置１によれば、第１搬出位置Ｐ２に設置されたロータ７１の位置を切り替えることにより、壜ＢＴを第１搬出コンベア３又は第２搬出コンベア４に選択的に搬出することができる。例えば、スターホイール装置１の前に壜ＢＴやその内容物の検査が行われている場合に、検査に合格と判定された壜ＢＴが第１搬出位置Ｐ２に達するタイミングでロータ７１を待機位置から作用位置へ駆動すれば、第１搬出コンベア３には検査に合格した良品を搬出し、第２搬出コンベア４には検査に不合格の不良品を搬出することができる。
【００４０】
反対に、検査に合格した壜ＢＴが第１搬出位置Ｐ２に搬送されている場合にロータ７１を待機位置に保持し、不合格の壜ＢＴが第１搬出位置Ｐ２に送られてきたときにロータ７１を作用位置に駆動するようにすれば、第１搬出コンベア３に対して検査に不合格の不良品を搬出し、第２搬出コンベア４には検査に合格した良品を搬出することができる。つまり、通常時にはロータ７１を待機位置に保持して第１搬出位置Ｐ２におけるチャック爪５の開放を保留し、第２搬出位置Ｐ３にてカムブロック８１を利用してチャック爪５０を開いて壜ＢＴを解放し、検査不合格等の何らかの理由で壜ＢＴを選り分ける必要が生じたときにその壜ＢＴを保持するチャック装置５が第１搬出位置Ｐ２に達するタイミングでロータ７１を作用位置に切り替えてチャック爪５０を開き、その後、次の壜ＢＴが第１搬出位置Ｐ２に達するよりも早くロータ７１を待機位置へ戻すようにしてもよい。
【００４１】
本実施形態のスターホイール装置１又はチャック装置５によれば次のような作用効果が得られる。
【００４２】
（１）チャック装置５のカム駆動ローラ２３からカム面３０までが全て機械的に構成されているのでチャック爪５０の開閉動作の応答性及び信頼性が高く、ホイール６の高速化に対する適応性が高い。
【００４３】
（２）コイルばね３３、３５の力を利用してカム面２６、３０を相手方（従動子）のローラ１８、３１にそれぞれ密着させているので、アーム駆動カム２５とそれによって駆動されるアーム１５Ｌ、１５Ｒとを機械的に連結する必要がなく、組み立てや分解が容易に行える。また、カム面２６、３０をローラ１８、３１と接触させるので摩擦抵抗が低減されて動作が円滑化される。なお、本発明においては、カム駆動ローラ２３を利用したカム軸２１の回転をリンク機構によってアーム１５Ｌ、１５Ｒの開閉動作に変換してもよい。但し、リンク機構を利用する場合にはリンク同士やリンクとアーム等との連結が必要となり、組み立て工数が増加する。
【００４４】
（３）アーム駆動カム２５をコイルばね３３、３５に抗して解放位置に保持する第２凹部２６ｂをカム面２６に設けたので、チャック爪５０を開いた状態に保持するために、スターホイール装置１においてカム駆動ローラ２３をアーム駆動カム２５の解放位置に対応する位置に継続的に拘束する必要がない。従って、ロータ７１やカム８１は第１ローラ１８が凸部２６ｃを乗り越えて第２凹部２６ｂに入るまでローラ２３を押し込むだけでよく、アーム駆動カム２５が解除位置に切り替わった後もカム８１等でローラ２３を押え続けなくてもチャック爪５０を開いた状態に維持できる。このようなアーム駆動カム２５の自己保持作用がないとすれば、搬入位置Ｐ１においてまずチャック爪５０を開き、かつ壜ＢＴの受け取りに対応してチャック爪５０を閉じるようにカム６１を設計する必要が生じ、カム６１が複雑化する。
【００４５】
（４）チャック爪５０が閉じる方向にアーム１５Ｌ、１５Ｒを回転付勢するために、アーム１５Ｌ、１５Ｒ間にコイルばね３５を設けるだけでなく、アーム１５Ｌ、１５Ｒを回転自在に支持する側（ポスト３２）と一方のアーム１５Ｒとの間にもコイルばね３３を設けて一方のアーム１５Ｒをそのカム面３０が第２ローラ３１に押し付けられる方向に付勢している。仮にコイルばね３５のみを設けたならば、アーム１５Ｌ、１５Ｒがアーム軸１６Ｌ、１６Ｒを中心に図３の時計方向にそれぞれ回転してカム面３０と第２ローラ３１とが互いに離れ、それによりチャック爪５０、５０にガタツキが生じるおそれがある。しかしながら、コイルばね３３にてアーム１５Ｒがアーム軸１６Ｒの周りに反時計方向に付勢されることにより、そのようなアーム１５Ｒの回転が規制され、カム面３０と第２ローラ３１とを接触状態に保つことができる。
【００４６】
（５）ロータ７１の駆動にサーボモータ７３を利用しているので、ロータ７１の動作を高速かつ高精度に制御でき、ホイール６の高速化に対する適応性を高めることができる。
【００４７】
（６）さらに、本実施形態におけるチャック爪５０の取付構造によれば次のような利点がある。まず、円筒状の受け面４１と円柱状の押え駒４３とでチャック爪５０を挟むようにしたので単一のボルト４４で締め付ける構成であってもチャック爪５０がボルト４４の周りに回転するおそれがない。また、ボルト４４を通すスリット５３を設けているので、チャック爪５０の着脱に際して押え駒４３もボルト４４もアーム１５Ｌ、１５Ｒから取り外す必要がない。従って、チャック爪５０の着脱が容易に行える。ボルト４４を緩めた際にコイルばね４５の引っ張り力で押え駒４３が受け面４１から引き離されるので、チャック爪５０の取付基部５２をより一層容易に装着することができる。
【００４８】
アーム１５Ｌ、１５Ｒの内側にチャック爪５０を装着しているので、壜ＢＴをチャック爪５０で掴んだ際の反力をアーム１５Ｌ、１５Ｒにて受けることができ、ボルト４４には反力が作用しない。従って、チャック爪５０の取付部分の剛性の確保に有利である。把持部５１側のスリット５４を利用してボルト４４を操作するための工具（レンチ）を挿入することができるので、片側のアーム１５Ｌ又は１５Ｒにチャック爪５０が取り付けられている場合でも、反対側のアーム１５Ｒ又は１５Ｌに対してチャック爪５０を容易に着脱することができる。スリット５４はねじ孔４２が斜めに傾けられているために必要となるが、そのような傾きを与えた理由は次の通りである。
【００４９】
チャック爪５０を強固に固定するためにはボルト４４のねじ込み深さを十分に確保する必要があるが、チャック装置５を周方向に並べた際のピッチを小さくしてホイール６へ取付可能なチャック装置５の個数を増やすためにはチャック受け部４０の厚さを強度維持に必要な範囲で可能な限り小さく制限する必要がある。従って、チャック受け部４０と直交する方向にねじ孔４２を形成しても十分なねじ込み深さは得られない。一方、チャック受け部４０の背後にはアーム軸１６Ｌ、１６Ｒが配置されるので、受け面４１から基準線ＣＬに沿ってねじ孔４２を形成してもねじ孔４２を十分に延ばすことができない。そこで、受け面４１から斜め外側に向かってねじ孔４２を延ばすことにより、限られた範囲内でねじ孔４２の長さを最大限に確保している。
【００５０】
さらに、チャック爪５０のスリット５４により把持部５１が上下に二分割されるので、壜ＢＴの形状に馴染むように把持部５１をスリット５４の上下で異なる形状に変形させることができる。なお、チャック爪５０をステンレス鋼等の金属材料で構成した場合には把持部５１が薄くても十分な剛性が確保され、かつ弾性変形も比較的大きく取れるので、図３に示すように直径が異なる壜ＢＴが取り込まれた場合でもチャック爪５０を弾性変形させることにより、チャック爪５０の交換なしで径の異なる壜ＢＴに対応できるようになる。但し、壜ＢＴに応じてチャック爪５０を交換してもよいことは勿論である。
【００５１】
上記の実施形態では締め付け手段としてボルトを用いたが、締め付け手段はこれに限らない。例えば、図１６に示すようにねじ孔４２を利用してロッド１００を装着し、その拡大部１００ａと押え駒４３との間にばね１０１を圧縮状態で取り付けることにより、ロッド１００とばね１０１とを締め付け手段として機能させることもできる。
【００５２】
本発明は上記の実施形態に限定されることなく、種々の形態にて実施してよい。例えば、チャック装置５において、アーム１５Ｌ、１５Ｒに対してチャック爪５０を上下方向に複数段に設けてもよい。二以上の対のアーム１５Ｌ、１５Ｒを上下方向に複数段に設けて、各アームに一以上のチャック爪を取り付けてもよい。チャック爪５０を上下方向に複数設ける場合には、チャック爪５０による掴み位置の壜ＢＴの形状に応じてチャック爪５０の把持部５１の形状を最適化することが望ましい。チャック爪５０の内面側にローラを自転可能に設け、壜ＢＴをローラを介して掴むことにより壜ＢＴをチャック爪５０に挟まれた状態で自転可能に保持してもよい。このような構成は壜ＢＴを回転させる検査工程等に適している。
【００５３】
本発明のチャック装置はスターホイール装置に好適に適用できるが、これに限らず容器を掴むことが求められる各種の搬送装置に適用可能である。また、本発明のチャック装置は一対のアームを開閉させて容器等の物品を把持する構成に限定されず、種々の形態のチャック装置に本発明を適用してよい。例えば、アームの開閉動作に代え、又は追加してアームをスライドさせて掴み動作を実現するチャック装置においても本発明に従ってチャック爪をアームに取り付けることができる。単一のアームで掴み動作を実現する場合でもチャック爪の取り付けに関しては本発明が適用できる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のチャック装置によれば、単一のボルトを操作するだけでチャック爪を着脱できかつチャック爪の回り止めも行えるので、チャック爪を容易に着脱することができる。特に多数のチャック装置が使用される搬送装置においてチャック爪の着脱作業の工数削減に顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のチャック装置が適用されたスターホイール装置の平面図。
【図２】図１のチャック装置の側面図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図。
【図４】チャック装置を図２の矢印ＩＶ方向からみた状態を示す図。
【図５】図３のＶ−Ｖ線に沿った断面図。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図。
【図７】チャック装置を図２の矢印ＶＩＩ方向からみた状態を示す図。
【図８】図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図。
【図９】図５のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図。
【図１０】チャック装置の先端側からの概略視図。
【図１１】チャック爪の斜視図。
【図１２】図１の搬入位置付近の拡大図。
【図１３】図１の第１搬出位置で壜の搬出を保留した様子を示す拡大図。
【図１４】図１の第１搬出位置で壜を搬出する様子を示す拡大図。
【図１５】図１の第２搬出位置で壜を搬出する様子を示す拡大図。
【図１６】締め付け手段の他の例を示す図。
【符号の説明】
１スターホイール装置（搬送装置）
２別のスターホイール装置
５チャック装置
６ホイール（移動体）
１５Ｌ、１５Ｒアーム
１６Ｌ、１６Ｒアーム軸
１７ローラ軸
１８第１ローラ
２１カム軸
２２カム駆動レバー
２３カム駆動ローラ
２５アーム駆動カム
２６カム面
３０カム面
３１第２ローラ
４０チャック受け部
４１受け面
４２ねじ孔
４３押え駒
４４ボルト
４５コイルばね（ばね手段）
５０チャック爪
５１把持部
５２取付基部
５３スリット
５４スリット
ＢＴ壜
Ｃｗホイール中心

Claims

掴み動作を実現すべく駆動されるアームの先端部にチャック爪が着脱自在に装着されたチャック装置において、前記アームには円柱面状に窪んだ受け面が設けられ、前記受け面上には前記受け面に沿って湾曲する円柱面状の外周面を備えた押え駒が締め付け手段により前記受け面に向かって締め付け可能な状態で設けられ、前記チャック爪には前記受け面に沿って湾曲して前記押え駒と前記受け面との間に挿入可能な取付基部が設けられている、ことを特徴とするチャック装置。
前記締め付け手段がボルトであることを特徴とする請求項１に記載のチャック装置。
前記チャック爪の前記取付基部には前記ボルトを通すためのスリットが形成されていることを特徴とする請求項２に記載のチャック装置。
前記アームには前記掴み動作に伴って前記チャック爪に作用する反力を受けるためのチャック受け部が設けられ、前記チャック受け部の前記チャック爪と接する側に連なるようにして前記受け面が形成され、前記受け面に対する前記ボルトの取付方向は、前記アームの後端側へ向かうほど前記受け面から前記アームの前記チャック爪と接する側に対する裏面側に向かうように設定されていることを特徴とする請求項２又は３に移載のチャック装置。
前記受け面の背後には前記アームを回転可能に支持するアーム軸が設けられ、前記ボルトが前記受け面と前記アーム軸との間にねじ込まれることを特徴とする請求項４に記載のチャック装置。
前記アームが左右一対設けられ、各アームの内側に前記受け面が設けられ、前記ボルトは各アームの内側から前記押え駒を貫いて前記アームにねじ込まれるように設けられ、前記チャック爪の先端部には前記ボルトを操作するための工具が挿入可能なスリットが設けられていることを特徴とする請求項４又は５に記載のチャック装置。
各アームの受け面に取り付けられた前記押え駒同士の間には、それらの押え駒同士を相互に引き寄せ合うように作用するばね手段が設けられていることを特徴とする請求項６に記載のチャック装置。
一端側には掴み動作を行う把持部が形成され、他端側には円柱面状に湾曲した取付基部が形成されていることを特徴とするチャック爪。
前記取付基部には、当該取付基部が描く円柱面形状の周方向に延びるスリットが設けられていることを特徴とする請求項８に記載のチャック爪。
前記把持部には、当該把持部を前記当該取付基部が描く円柱面形状の軸線方向に分割するスリットが設けられていることを特徴とする請求項８又は９に記載のチャック爪。
所定の中心の周りに旋回可能な移動体と、請求項１〜７のいずれか１項に記載のチャック装置とを備え、前記チャック装置は前記移動体の外周に沿って複数並べて設けられていることを特徴とする搬送装置。