【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異なる内径サイズに対応する円筒状基体を把持する把持装置ならびに把持方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から円筒状基体を把持する把持装置および方法は種々検討されている（例えば、特許文献１ないし３参照）。
このような、従来種々行われている機械的なメカニズムによる把持装置及び方法は、例えば、特許文献１に記載のように、風船体と着脱式上下スペーサで各種サイズに対応する方法や、特許文献２に記載のように、異なるサイズの風船体を連結することで各種サイズに対応する方法である。
また、特許文献３に記載のように、リンク部材により連結された内径保持アームが放射状に開くことで各種サイズに対応する方法も知られている。
しかしながら、従来の把持装置、把持方法の多くは、把持できる内径の範囲が限定され、この範囲から外れる内径のサイズには異なる装置を用意しなければならず、装置コスト増、把持作業の繁雑化という不具合がある。
【特許文献１】特開平８−１９２９８６号公報
【特許文献２】特許第２６３５１１７号
【特許文献３】特開平６−３２８０１８号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記したような従来の方法では、例えば、特許文献１に記載の方法は、各種サイズに対応したスペーサを着脱しなければならず、特許文献２に記載の方法は内径の種類が規定の範囲を外れた場合に連結する機構も増やさなければならず装置が大型化してしまうという問題があった。
また、特許文献３に記載の方法はφ４０程度以下の内径では製作が困難であり、製作したとしても各部品を細くしなければならず大口径厚肉の円筒状基体を把持するには強度が不足してしまうという問題があった。
電子写真装置用の感光体ドラムにおいては 主として浸漬塗工を行うために様々な直径の素管へ対応することが求められているがいまだ十分とはいえない。
そこで本発明の目的は、上記の問題点を解決するために、各種サイズの円筒状基体を把持するための把持装置ならびに把持方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、少なくとも機械的な把持機構を有する円筒状基体把持装置において、
前記把持機構は、駆動軸歯車と、該駆動軸歯車の外径側において噛合しつつ周方向に３等分以上に配置された少なくとも３つの従動用歯車と、各従動用歯車の軸心に固定される従動軸と、各従動軸と一体化され且つ各従動軸を中心として揺動するアームと、各アームから軸方向へ延びるツメと、を備えることを特徴とする。
請求項２記載の発明では、前記ツメの表面が弾性部材からなる請求項１に記載の円筒状基体把持装置を主要な特徴とする。
請求項３記載の発明では、前記ツメが伸縮自在である請求項１または２のいずれか１項記載の円筒状基体把持装置を主要な特徴とする。
請求項４記載の発明では、前記ツメが自転するコロ状である請求項１ないし３のいずれか１項記載の円筒状基体把持装置を主要な特徴とする。
請求項５記載の発明では、前記コロ状のツメの表面が弾性体である請求項４記載の円筒状基体把持装置を主要な特徴とする。
請求項６記載の発明に係る円筒状基体把持方法では、機械的な把持機構による円筒状基体の内径把持方法において、駆動軸歯車の外周に噛合する３つ以上の従動用歯車の回動力を各従動用歯車の従動軸を介して把持用のツメに伝達することにより各従動軸を介して各ツメを揺動させることを特徴とする。
請求項７記載の発明では、前記ツメの表面が弾性部材からなる請求項６記載の円筒状基体把持方法を主要な特徴とする。
請求項８記載の発明では、前記ツメが伸縮自在である請求項６または７のいずれか１項記載の円筒状基体把持方法を主要な特徴とする。
請求項９記載の発明では、前記ツメが自転するコロ状である請求項６ないし８のいずれかに１項記載の円筒状基体把持方法を主要な特徴とする。
請求項１０記載の発明では、前記コロ状のツメの表面が弾性体である請求項９記載の円筒状基体把持方法を主要な特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の円筒状基体把持装置の実施の形態（把持機構）を示す概略斜視図である。駆動軸１に組み込まれた駆動用歯車２を中心とした外径位置には、周方向に３等分した位置に夫々従動用歯車３および従動軸４を配置してある。
各従動軸４の先端には中心に向けて、すなわち、駆動軸１に向けてアーム５を配置しその先端にツメ６を配置してある。このツメ６の外側に弾性部材７が配置されていることによってこの弾性部材７が金属表面からなる円筒状基体に対して滑り止めとなり円筒状基体の把持が確実となる。
この円筒状基体把持装置は、機械的な把持機構を有している。この把持機構は、駆動軸１により回転駆動される駆動軸歯車２と、駆動軸歯車２の外径側において噛合しつつ周方向に３等分以上に配置された少なくとも３つの従動用歯車３と、各従動用歯車３の軸心に固定される従動軸４と、各従動軸４と一体化され且つ各従動軸４を中心として揺動するアーム５と、各アーム５から軸方向へ延びるツメ６と、を備えている。ツメ６の外周には、弾性部材７が配置されている。
従動用歯車３の回動によって従動軸４及びアーム５が一体的に回動すると、アーム先端のツメ６が従動軸４を中心として内外方向へ揺動する。このことによって、各ツメ６は円筒状基体の内径の大小に関係なく、確実に把持することが可能となる。
弾性部材７はウレタン材質などの硬質ゴム状の材質が好ましく、すべり機能を高めるには 横筋などを付ければなお良い。
図２は円筒状基体内に配置した図１の把持装置を示す概略断面図である。図２に示すように中心に位置する駆動軸１を矢印方向に回転させることで駆動用歯車２が回転し駆動用歯車２と噛み合って配置された従動用歯車３が駆動軸１とは逆方向に回転する。
そのことで従動軸４の回転に合わせて中心方向を向いていたツメ６を連結したアーム５がツメ６を中心から外側に開かせることで、把持部であるツメ６が円筒状基体８内径に接触し把持することとなる。駆動軸の駆動は、電気あるいは空気制御どのようなものでも良い。
【０００６】
図３は図１の把持装置の駆動歯車および従動歯車を真上から見た平面図である。図４はロータリーアクチュエータを備えた形で示す図１の把持装置の概略断面図である。図５は図１の把持装置の弾性部材およびアームを真下から見た底面図である。
図４において、ロータリーアクチュエータ９およびベアリング１０を除いては図１の構成と同一であるので説明を省略する。
図６はアームの動きを示す概略図である。アーム５は従動軸４を中心として０〜１８０°の範囲で動くことによって種々の円筒径に対応することができる。ツメ６は、伸縮自在とすることで円筒状基体８の長さに応じて確実な保持をすることができる。
また、この場合に、ツメ６は先端をコロとすることによって円筒状基体８の保持ならびにリリースを容易に行うことができる。
図４に戻って、本発明の実施の形態を具体的な数値を付して説明するが、これらにより本発明の技術的範囲が限定されるものではない。
図４に示す把持装置で円筒状基体８の把持を行った。この場合に、
・駆動軸１と従動軸４の中心間距離３６ｍｍ、
・従動軸４とツメ６の中心間距離２８．５ｍｍ、
・ツメ６に取り付けられた弾性部材７の外径１０ｍｍ、
・回転の駆動は空気圧作動のロータリーアクチュエータ９を使用、
の条件によって、当該把持装置により各種円筒サイズにおいて円筒状基体の把持を行った。
結果は以下の表の通りであり、
いずれも良好な把持ができた。内径特有の把持装置に比べて、装置切り換え時間が少なくて済んだ。
【０００７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１によれば、本発明の把持装置の使用によって種々のサイズの円筒状基体の把持が可能となる。
請求項２によれば、ツメの表面が弾性部材からなるので、円筒状基体の把持が確実となるという効果を奏する把持装置を提供できる。
請求項３によれば、前記ツメが伸縮自在であるので、長尺の円筒状基体の確実な把持ができる。
請求項４によれば、ツメが自転するコロ状であるので、円筒状基体のリリースを容易に行うことができる。
請求項５によれば、コロ状のツメの表面が弾性体であるので、円筒状基体のリリース容易さと把持の確実さの両立ができる。
請求項６によれば、本発明の把持方法の使用によって種々のサイズの円筒状基体の把持が可能となる。
請求項７によれば、ツメの表面が弾性部材からなるので、円筒状基体の把持が確実となるという効果を奏する把持方法を提供できる。
請求項８によれば、前記ツメが伸縮自在であるので、長尺の円筒状基体の確実な把持ができる。
請求項９によれば、ツメが自転するコロ状であるので、円筒状基体のリリースを容易に行うことができる。
請求項１０によれば、コロ状のツメの表面が弾性体であるので、円筒状基体のリリース容易さと把持の確実さの両立ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の円筒状基体把持装置の実施の形態を示す概略斜視図である。
【図２】円筒状基体内に配置した図１の把持装置を示す概略断面図である。
【図３】図１の把持装置の駆動歯車および従動歯車を真上から見た平面図である。
【図４】ロータリーアクチュエータを備えた形で示す図１の把持装置の概略断面図である。
【図５】図１の把持装置の弾性部材およびアームを真下から見た底面図である。
【図６】アームの動きを示す概略図である。
【符号の説明】
１ 駆動軸
２ 駆動用歯車
３ 従動用歯車
４ 従動軸
５ アーム
６ ツメ
７ 弾性部材
８ 円筒状基体[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a gripping device and a gripping method for gripping cylindrical substrates corresponding to different inner diameter sizes.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various gripping devices and methods for gripping a cylindrical substrate have been studied (for example, see Patent Documents 1 to 3).
As described above, for example, as described in Patent Document 1, a gripping device and a method using a mechanical mechanism that have been conventionally performed variously include a method of responding to various sizes with a balloon body and a detachable upper and lower spacer, and Patent Document 1. As described in 2, the method is adapted to various sizes by connecting balloons of different sizes.
Further, as described in Patent Literature 3, there is also known a method of coping with various sizes by radially opening an inner diameter holding arm connected by a link member.
However, many of the conventional gripping devices and gripping methods have a limited range of inner diameter that can be gripped, and a different device must be prepared for an inner diameter that is out of this range, which increases device cost and complicates gripping work. There is a problem.
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-192988 [Patent Document 2] Japanese Patent No. 2635117 [Patent Document 3] Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-328018 [0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional method as described above, for example, in the method described in Patent Document 1, spacers corresponding to various sizes must be attached and detached, and in the method described in Patent Document 2, the type of inner diameter falls within a specified range. In the case of disengagement, there is a problem in that the number of coupling mechanisms must be increased, and the device becomes large.
Further, the method described in Patent Document 3 is difficult to manufacture with an inner diameter of about φ40 or less, and even if it is manufactured, each part must be made thinner and a large-diameter thick cylindrical base has a high strength to grip. There was a problem of shortage.
Photoreceptor drums for electrophotographic devices are required to be able to handle various diameters of pipes mainly for dip coating, but this is still not sufficient.
Therefore, an object of the present invention is to provide a gripping device and a gripping method for gripping cylindrical substrates of various sizes to solve the above problems.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, in the invention according to claim 1, in a cylindrical substrate gripping device having at least a mechanical gripping mechanism,
The gripping mechanism is fixed to a drive shaft gear, at least three driven gears arranged at least three equally in the circumferential direction while meshing on the outer diameter side of the drive shaft gear, and fixed to the axis of each driven gear. A driven shaft, an arm integrated with each driven shaft and swinging about each driven shaft, and a claw extending from each arm in the axial direction.
According to a second aspect of the present invention, the main feature of the cylindrical substrate holding device according to the first aspect is that the surface of the claw is made of an elastic member.
According to a third aspect of the present invention, the main feature of the cylindrical substrate holding device according to any one of the first and second aspects is that the claw is extendable.
According to a fourth aspect of the present invention, a main feature of the cylindrical substrate gripping device according to any one of the first to third aspects is that the claw has a shape of a rotating roller.
According to a fifth aspect of the present invention, a cylindrical base holding device according to the fourth aspect is characterized in that the surface of the roller-shaped claw is an elastic body.
According to a sixth aspect of the present invention, in the method for gripping the inner diameter of a cylindrical substrate by a mechanical gripping mechanism, the rotating power of three or more driven gears meshing with the outer periphery of the drive shaft gear is adjusted. The transmission is transmitted to a gripping claw via a driven shaft of a driven gear, whereby each claw is rocked via each driven shaft.
According to a seventh aspect of the present invention, the main feature of the cylindrical substrate gripping method according to the sixth aspect is that the surface of the claw is made of an elastic member.
According to an eighth aspect of the present invention, the main feature of the cylindrical substrate gripping method according to any one of the sixth and seventh aspects is that the claw is stretchable.
According to a ninth aspect of the present invention, the main feature of the cylindrical substrate gripping method according to any one of the sixth to eighth aspects is that the claw has a shape of a rotating roller.
According to a tenth aspect of the present invention, the method according to the ninth aspect is characterized in that a surface of the roller-shaped claw is an elastic body.
[0005]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic perspective view showing an embodiment (gripping mechanism) of a cylindrical substrate gripping device of the present invention. A driven gear 3 and a driven shaft 4 are disposed at an outer diameter position centered on the driving gear 2 incorporated in the drive shaft 1 at three equally divided positions in the circumferential direction.
At the end of each driven shaft 4, an arm 5 is arranged toward the center, that is, toward the drive shaft 1, and a claw 6 is arranged at the end. By disposing the elastic member 7 on the outside of the claw 6, the elastic member 7 is prevented from slipping on the cylindrical base made of a metal surface, and the grip of the cylindrical base is ensured.
This cylindrical substrate gripping device has a mechanical gripping mechanism. The gripping mechanism includes a drive shaft gear 2 that is rotationally driven by a drive shaft 1, and at least three driven gears 3 that are arranged at least three equally in the circumferential direction while meshing on the outer diameter side of the drive shaft gear 2. A driven shaft 4 fixed to the axis of each driven gear 3, an arm 5 integrated with each driven shaft 4 and swinging about the driven shaft 4, and a claw extending from each arm 5 in the axial direction. 6 is provided. An elastic member 7 is arranged on the outer periphery of the claw 6.
When the driven shaft 4 and the arm 5 rotate integrally by the rotation of the driven gear 3, the claw 6 at the tip of the arm swings inward and outward about the driven shaft 4. As a result, each claw 6 can be reliably held regardless of the inner diameter of the cylindrical base.
The elastic member 7 is preferably made of a hard rubber-like material such as a urethane material. In order to enhance the sliding function, it is better to add a horizontal stripe or the like.
FIG. 2 is a schematic sectional view showing the gripping device of FIG. 1 arranged in a cylindrical base. As shown in FIG. 2, by rotating the drive shaft 1 located at the center in the direction of the arrow, the drive gear 2 rotates, and the driven gear 3 arranged in mesh with the drive gear 2 moves in the opposite direction to the drive shaft 1. To rotate.
As a result, the arm 5 connecting the claw 6 facing the center in accordance with the rotation of the driven shaft 4 causes the claw 6 to be opened outward from the center, so that the claw 6 serving as the gripping portion is attached to the inner diameter of the cylindrical base 8. It comes into contact and grips. The drive of the drive shaft may be any electric or pneumatic control.
[0006]
FIG. 3 is a plan view of the driving gear and the driven gear of the gripping device of FIG. 1 as viewed from directly above. FIG. 4 is a schematic sectional view of the gripping device of FIG. 1 shown with a rotary actuator. FIG. 5 is a bottom view of the elastic member and the arm of the gripping device of FIG. 1 as viewed from directly below.
In FIG. 4, the configuration is the same as that of FIG. 1 except for the rotary actuator 9 and the bearing 10, and a description thereof will be omitted.
FIG. 6 is a schematic view showing the movement of the arm. The arm 5 can cope with various cylindrical diameters by moving within a range of 0 to 180 ° about the driven shaft 4. The claws 6 can be securely held in accordance with the length of the cylindrical base 8 by making the claws 6 extendable.
Also, in this case, the claw 6 can easily hold and release the cylindrical base 8 by making the tip thereof a roller.
Returning to FIG. 4, the embodiment of the present invention will be described with specific numerical values, but these do not limit the technical scope of the present invention.
The cylindrical substrate 8 was gripped by the gripping device shown in FIG. In this case,
・ Distance between centers of the drive shaft 1 and the driven shaft 4 is 36 mm,
・ The distance between the center of the driven shaft 4 and the claw 6 is 28.5 mm,
An outer diameter of the elastic member 7 attached to the claw 6 is 10 mm;
・ Pneumatically operated rotary actuator 9 is used for driving the rotation.
Under the conditions described above, the cylindrical substrate was gripped in various cylindrical sizes by the gripping device.
The results are as in the table below,
In each case, good grip was obtained. The device switching time was shorter than that of a gripping device peculiar to the inside diameter.
[0007]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect, it is possible to grip cylindrical substrates of various sizes by using the gripping device of the present invention.
According to the second aspect, since the surface of the claw is made of an elastic member, it is possible to provide a gripping device having an effect of securely gripping the cylindrical base.
According to the third aspect, since the claw is extendable and retractable, it is possible to securely hold the long cylindrical base.
According to the fourth aspect, since the claw is in the shape of a rotating roller, the cylindrical base can be easily released.
According to the fifth aspect, since the surface of the roller-shaped claw is an elastic body, it is possible to achieve both easy release of the cylindrical base and secure grip.
According to claim 6, cylindrical substrates of various sizes can be gripped by using the gripping method of the present invention.
According to the seventh aspect, since the surface of the claw is made of an elastic member, it is possible to provide a gripping method that has an effect of reliably gripping the cylindrical base.
According to the eighth aspect, since the claw is extendable and retractable, a long cylindrical base can be securely held.
According to the ninth aspect, since the claw is in the shape of a rotating roller, the cylindrical base can be easily released.
According to the tenth aspect, since the surface of the roller-shaped claw is an elastic body, it is possible to achieve both easy release of the cylindrical base and secure grip.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an embodiment of a cylindrical substrate holding device of the present invention.
FIG. 2 is a schematic sectional view showing the gripping device of FIG. 1 arranged in a cylindrical substrate.
FIG. 3 is a plan view of a driving gear and a driven gear of the gripping device of FIG. 1 as viewed from directly above.
FIG. 4 is a schematic sectional view of the gripping device of FIG. 1 shown with a rotary actuator.
5 is a bottom view of the elastic member and the arm of the gripping device of FIG. 1 as viewed from directly below.
FIG. 6 is a schematic view showing the movement of an arm.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 drive shaft 2 drive gear 3 driven gear 4 driven shaft 5 arm 6 claw 7 elastic member 8 cylindrical base
