JP2010214510A - 柱状体の搬送用チャック - Google Patents

Abstract

【課題】柱状体、特にハニカム成形体の搬送用チャックを提供する。
【解決手段】柱状体をしたワーク（１）のクランプとアンクランプを行う搬送用チャックであって、該搬送用チャックは、駆動ユニット（１２）と、該駆動ユニット（１２）により接近、又は、離間する２つのアーム（１１、１１’）と、該アーム（１１、１１’）に、それぞれ回動自在に取り付けられたＶ字型形状をした２つのチャック爪（１０、１０’）を具備し、前記チャック爪（１０、１０’）は、弾性部材（１９）により前記アーム（１１、１１’）に対して所定回動位置に復帰できるように付勢されていることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、柱状体、特にハニカム成形体の搬送用チャックに関する。

従来、Ｖ字型形状をした２つのチャック爪が、それぞれ対称に平行移動を行うことで、ワークのクランプとアンクランプを行うものが知られていた。この場合、ワークが片当たりするなどでＶ字型の爪が確実にワークに接触できずにクランプが安定しない可能性が生じていた。また、特許文献１に見られるように、Ｖ字型の爪の一方に平行リンクを介して自由度を持たせたものが知られているが、ワークが真円でない場合や、不規則形状をしている場合や、ワークが傾いた場合などには、接触しないポイントが発生し確実にワークをクランプすることできなかった。

実開平１−１３８６６３号公報

本発明は、上記問題に鑑み、確実にワークをクランプする、柱状体、特にハニカム成形体の搬送用チャックを提供するものである。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、柱状体をしたワーク（１）のクランプとアンクランプを行う搬送用チャックであって、該搬送用チャックは、駆動ユニット（１２）と、該駆動ユニット（１２）により接近、又は、離間する２つのアーム（１１、１１’）と、該アーム（１１、１１’）に、それぞれ回動自在に取り付けられたＶ字型形状をした２つのチャック爪（１０、１０’）を具備し、前記チャック爪（１０、１０’）は、弾性部材（１９）により前記アーム（１１、１１’）に対して所定回動位置に復帰できるように付勢されていることを特徴とする。
これにより、Ｖ字型チャック爪が自由に回動（揺動）できるので、クランプ時、真円でないワークや、不規則形状のワーク、脆性材のワークでもＶ字面が確実にワーク外周面と接触できる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記駆動ユニット（１２）により、前記２つのアーム（１１、１１’）が、それぞれ、対称に平行移動を行うことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記２つのアーム（１１、１１’）の平行移動方向が、Ｚ軸を垂直方向とした直交座標系のＹ軸方向であり、前記チャック爪（１０、１０’）の前記アーム（１１、１１’）に対する回動軸が、それぞれＺ軸方向であることを特徴とする。
これにより、クランプ時、真円でないワークや、不規則形状のワーク、脆性材のワークでもＶ字面が確実にワーク外周面と接触でき、搬送時にＶ字型の爪が確実にワーク１に接触することができるので、ワークが傾いた状態で搬送することが可能であり、搬送時のワークの落下や後工程へのワーク搬送ミス（パレット載替え不良等）が発生することがなくなる。

請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記チャック爪（１０、１０’）が、前記アーム（１１、１１’）に対して、さらに、Ｘ軸方向にも回動自在であることを特徴とする。これにより、Ｖ字型チャック爪が自由に回動（揺動）できるので、クランプ時、真円でないワーク、不規則形状のワークでもＶ字面が確実にワーク外周面と接触でき、さらに長手方向に曲がりを有するワーク１に対しても確実に把持することができるようになる。

請求項５の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の発明において、前記ワーク（１）が、ハニカム成形体であることを特徴とする。
これにより、成形乾燥工程での成形状態の良し悪し（出来栄え）によって寸法精度などが影響を受けても、ワークに対しＶ字状の爪において接触しないポイントが発生することがなく、どんな脆性材であっても確実にワークをクランプすることができる。

なお、上記に付した符号は、後述する実施形態に記載の具体的実施態様との対応関係を示す一例である。

本発明の基礎となった比較技術を示す斜視図である。 ワークの一例としてのハニカム成形体を示す図である。 比較技術の場合のクランプ状態を説明する説明図であり、（ａ）は、クランプ前の状態であり、（ｂ）は、クランプした時の状態である。 本発明の一実施態様の２つのチャック爪１０、１０を示す図であり、（ａ）は、側面図、（ｂ）は、正面図、（ｃ）は平面図である。 チャック爪の斜視図で、（ａ）は、図４のチャック爪、（ｂ）は、チャック爪の別の実施形態である。 本発明の一実施態様の２つのチャック爪の作動を示す図である。（ａ）は、チャック爪がワークに接近前の状態、（ｂ）は、チャック爪がワークを把持した状態を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。各実施態様について、同一構成の部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。本発明の各実施形態が、本発明の基礎となった比較技術に対しても同一構成の部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

図１は、本発明の基礎となった比較技術を示す斜視図である。図２は、ワークの一例としてのハニカム成形体を示す図である。図３は、比較技術の場合のクランプ状態を説明する説明図であり、（ａ）は、クランプ前の状態であり、（ｂ）は、クランプした時の状態である。図１に示すように、Ｖ字型形状をした２つのチャック爪１０、１０’は、アーム１１，１１’に固定され、アーム１１，１１’はロッド１４、１４’に固定されている。

駆動ユニット１２によりロッド１４、１４’をそれぞれ対称に平行移動させて、アーム１１，１１’を開閉させる。これにより、２つのチャック爪１０、１０’でワーク１のクランプとアンクランプを行って、ロボットハンドなどに、固定部１３で連結して、ワーク搬送を行っていた。固定部１３を設けず直接搬送装置そのものに付属させても良い。

比較技術の場合にクランプするワーク１を、図３に示すような円筒状ハニカム成形体を一例として挙げて説明する。このハニカム成形体（構造体）は、セラミックス粉末と水分とを含有するセラミックス原料を押出成形した後乾燥したもので、ハニカム状に配置された隔壁２と、隔壁の周囲を囲う外皮３とを有している。隔壁の厚みが１５０μｍ以下であり、外皮の厚みが０．８ｍｍ以下の場合があり、極めて脆弱であるとともに、真円でないことが多く、反りや曲がりが発生することも多い。

さらに、図３に示すように、Ｖ字型の爪が確実にワーク１に接触できずクランプが安定せず、ワーク１が傾いた状態で搬送してしまうことがあって、搬送時のワークの落下や後工程へのワーク搬送ミス（パレット載替え不良等）が発生する。成形乾燥工程での成形状態の良し悪し（出来栄え）によって寸法精度などが影響を受けて、ほとんどのワークが真円でないことが多い。したがって、ワークに対しＶ字状の爪が平行移動すると接触しないポイントが発生してしまい（原則は４点接触だが、２〜３点接触になってしまう）、確実にワークをクランプすることができない。

以下、図面を参照して、本発明の一実施態様を説明する。
本発明の一実施態様も、図１の比較技術と同様に、アーム１１に取り付けられたＶ字型形状をした２つのチャック爪１０、１０’が、駆動ユニット１２によりそれぞれ対称に平行移動を行うことで、ワーク１のクランプとアンクランプを行う。ロボットハンドなどに、駆動ユニット１２に設けられた固定部１３で連結して、ワーク搬送を行う。固定部１３は、必ずしもロボットハンドに限らず、搬送装置であれば固定部１３で連結して適用することができる。ロボットの場合、直交座標Ｘ−Ｙ−Ｚに３軸移動するものであっても、２軸移動のものであってもよい。その他スカラー型のものであってもよい。固定部１３を設けず直接搬送装置そのものに付属させても良い。

図４は、本発明の一実施態様の２つのチャック爪１０、１０’を示す図であり、（ａ）は、側面図、（ｂ）は、正面図、（ｃ）は平面図である。図５は、チャック爪の斜視図で、（ａ）は、図４のチャック爪、（ｂ）は、チャック爪の別の実施形態である。チャック爪１０、１０’は左右面対称に設置されているので一方のみ説明する。
図４に示すアーム１１には、スペース２１、２２が設けられており、桁２３、２４を利用して、図５（ａ）に示すチャック爪１０が、ピン１５で枢着されている。ピン１５にはつば部１７が設けられており、つば部１７は桁２３に係止される。ピン１５は、桁２３、２４を貫通して、ネジ１８で固定されている。チャック爪１０には、軸受け１６が設けられており、ピン１５が、桁２３、２４間において、チャック爪１０の軸受け１６を貫通して、チャック爪１０が、垂直軸（図５のＺ軸）周りに回動自在になっている。なお、座標系は、図１、図５に解説のために表示したが、これに限定されるものではない。

チャック爪１０の裏面には穴２０が設けられており、アーム１１に設けられた穴２０’との間にバネ１９が、ピン１５に対して左右対称に２個設けられている。チャック爪１０の表面はＶ字形溝となっており、チャック爪１０と同様な構造となっているチャック爪１０’との間で、ワーク１を把持することができるようになっている。チャック爪１０、１０’は、それぞれ爪部２６とＶ字ブロック部２７とから構成されている。爪部２６は、凹凸面、ギザギザ面で構成してもよく、また、軟質金属、弾性体パットのようなもので構成しても良い。

このようにピン１５でＶ字状のチャック爪が自由に回動（揺動）できる構成にしたので、クランプ時、真円でないワークでもＶ字面が確実にワーク外周面と接触できる。アンクランプ時は、バネ１９で、もとの状態（中立位置）まで復元する。バネ（弾性部材）１９はつるまきバネに限らず、一般的な弾性体にしても良いが、クランプする対象が脆弱性を有する場合には、クランプ力を考慮して、弾性体のバネ定数を選定する必要がある。

図６は、本発明の一実施態様の２つのチャック爪１０、１０’の作動を示す図であり、（ａ）は、チャック爪がワークに接近前の状態であり、（ｂ）は、チャック爪がワークを把持した状態を示す図である。２つのＶ字型のチャック爪１０がワーク１に対し接近すると、まず、２面あるＶ字面の１面が、最初にワークに接触する。次に、チャック爪がワークに押されて（反力により）ピン１５を中心に回転し、反対側の残りの１面もワークに接触する。同様に、同じタイミングで反対側のチャックも、同じ動作を行いワーク１が確実に把持される。極めて脆弱なワーク１の場合、ワーク１が真円でない場合や不規則形状をしている場合であっても、チャック爪１０でワークを破損させることはなく、確実に２つのチャック爪１０、１０でクランプすることができる。

本発明の別の実施形態として、次のような変形形態が考えられる。以下、チャック爪１０、１０’は左右面対称に設置されているので一方のみ説明する。
図５（ｂ）に示すように、チャック爪１０の一部が、連接体３０の内部空間に挿入されて、Ｚ軸方向に第１ピン３１で回動自在に枢着されている。連接体３０には、両側面３３に第２ピン３２が突設されて、連接体３０はアーム１１のスペース２２内に挿入されて、第２ピン３２が、スペース２２の側面２５に設けられた軸支穴で回動自在に枢着されている。

したがって、チャック爪１０は、アーム１１に対して、まずＺ軸に回動でき、さらに、Ｘ軸方向に回動できることになり、自在継ぎ手で保持されることになる。これにより、前記一実施形態のように、極めて脆弱なワーク１の場合、ワーク１が真円でない場合や不規則形状をしている場合に加えて、さらに、曲がりを有するワーク１に対しても確実に把持することができるようになる。

図５（ｂ）の実施形態では、チャック爪１０の裏面には穴２０が４箇所設けられており、アーム１１に設けられた穴２０’との間にバネ１９が、ピン１５に対して上下左右に４個設けられている。また、図５（ｂ）の実施形態の自在継ぎ手の代わりに、球面継ぎ手でチャック爪１０をアーム１１に対して保持しても良い。この場合は、チャック爪１０とアーム１１が、離れ離れにならないように拘束され、かつ２軸方向に回動できるように付勢されて保持されていなければならない。球面継ぎ手としては、ボール部とそれを覆う球面凹部で構成すればよい。チャック爪の裏面で４箇所からバネで押圧して、チャック爪が所定の位置を保持できるようにする。

本発明の一実施形態の駆動ユニット１２は、平行ラックとピニオンで対称にＹ軸方向に平行移動させるようにしても良い。この場合は、電動モータでピニオンを駆動させて、アーム１１、１１’を移動させる。また流体圧でアーム１１、１１’を対称に平行移動させても良い。アームは、直線平行移動する搬送用チャックとして説明したが、これに限定されるものではなく、通常のグリッパに適用しても良い。アームは挟みのように枢着されたグリッパでも良い。

１ ワーク
１０、１０’ チャック爪
１１、１１’ アーム
１２ 駆動ユニット
１５ ピン
１９ バネ

Claims (5)

1. 柱状体をしたワーク（１）のクランプとアンクランプを行う搬送用チャックであって、該搬送用チャックは、駆動ユニット（１２）と、該駆動ユニット（１２）により接近、又は、離間する２つのアーム（１１、１１’）と、該アーム（１１、１１’）に、それぞれ回動自在に取り付けられたＶ字型形状をした２つのチャック爪（１０、１０’）を具備し、前記チャック爪（１０、１０’）は、弾性部材（１９）により前記アーム（１１、１１’）に対して所定回動位置に復帰できるように付勢されていることを特徴とする搬送用チャック。
2. 前記駆動ユニット（１２）により、前記２つのアーム（１１、１１’）が、それぞれ、対称に平行移動を行うことを特徴とする請求項１に記載の搬送用チャック。
3. 前記２つのアーム（１１、１１’）の平行移動方向が、Ｚ軸を垂直方向とした直交座標系のＹ軸方向であり、前記チャック爪（１０、１０’）の前記アーム（１１、１１’）に対する回動軸が、それぞれＺ軸方向であることを特徴とする請求項２に記載の搬送用チャック。
4. 前記チャック爪（１０、１０’）が、前記アーム（１１、１１’）に対して、さらに、Ｘ軸方向にも回動自在であることを特徴とする請求項３に記載の搬送用チャック。
5. 前記ワーク（１）が、ハニカム成形体であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の搬送用チャック。

Images