JP2011073121A - 工具固定グリッパ - Google Patents

Abstract

【課題】工具ホルダにかかる応力を低減し、工具ホルダの変形や損耗を防止するとともに、グリッパ本体部材の変形や破損を防止できる工具固定グリッパを提供する。
【解決手段】工具ホルダ２を収容する収容部１１を備えたグリッパ本体部材１０と、収容部１１の内側に設けられ工具ホルダ２を把持する把持部材３０とを備えて構成され、収容部１１は、その内側面１２が工具ホルダ２の外周面３と所定の隙間をあけて非接触となる形状に形成され、把持部材３０は、弾性部材にて構成されて収容部１１の内側面１２に沿った形状を呈し、その内側端面３１が収容位置における工具ホルダ２の外周面３よりも内側に位置するように形成されており、工具ホルダ２を収容部１１に収容した際に、把持部材３０は工具ホルダ２に押圧されて圧縮状態となりその弾性復元力で工具ホルダ２を把持することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、工具固定グリッパに関する。

工具固定グリッパは、自動工具交換装置の工具マガジン等に設けられ工具を保持した工具ホルダを把持するものであって、従来は、例えば、特許文献１に示すようなものがあった。特許文献１の工具グリッパは、合成樹脂にて構成され平面視Ｃ字状に形成された工具把持部で工具ホルダを把持するようになっている。工具ホルダの着脱時には、工具ホルダの外周面が工具把持部の先端を押し広げることで、工具ホルダが工具把持部の内側に挿入され、または内側から離脱される。そして、工具ホルダの把持時には、工具ホルダはその外周面を工具把持部の内周面によって締め付けられて固定されている。

特開平８−２５７８６２号公報

ところで、前記した従来の工具グリッパでは、工具把持部が合成樹脂にて形成されているので弾性変形するものの比較的硬く構成されている。そのため、工具ホルダの着脱時に、工具把持部が押し広げられるが、これが元の形状に戻ろうとする復元力が強く、その先端部が工具ホルダの外周面に強く擦れることとなり、工具ホルダの着脱を繰り返すうちに、工具ホルダが損耗してしまう虞があった。また、工具把持部の基端部には繰り返し応力がかかるので、工具把持部の変形や破損の虞があった。さらに、工具ホルダの把持時には、硬質の工具把持部が常時工具ホルダを締め付けているので、工具ホルダの変形や工具グリッパの破損が発生してしまう虞があった。

そこで、本発明は前記の問題を解決するために案出されたものであって、工具ホルダにかかる応力を低減し、工具ホルダの変形や損耗を防止するとともに、グリッパ本体部材の変形や破損を防止できる工具固定グリッパを提供することを課題とする。

前記課題を解決するための請求項１に係る発明は、工具を保持した工具ホルダを把持する工具固定グリッパにおいて、前記工具ホルダを収容する収容部を備えたグリッパ本体部材と、前記収容部の内側に設けられ前記工具ホルダを把持する把持部材とを備えて構成され、前記収容部は、その内側面が前記工具ホルダの外周面と所定の隙間をあけて非接触となる形状に形成され、前記把持部材は、弾性部材にて構成されて、前記収容部の内側面に取り付けられ、その内側端面が収容位置における前記工具ホルダの外周面よりも内側に位置するように形成されており、前記工具ホルダを前記収容部に収容した際に、前記把持部材は前記工具ホルダに押圧されて圧縮状態となりその弾性復元力で前記工具ホルダを把持することを特徴とする。

このような構成によれば、グリッパ本体部材の収容部の内側面に設けられ弾性部材にて構成された把持部材を圧縮状態で把持してその弾性復元力で工具ホルダを把持しているが、収容部の内側面と工具ホルダの外周面とは、所定の隙間をあけて非接触となっているので、グリッパ本体部材に過大な応力がかかることはない。したがって、グリッパ本体部材の変形や破損を防止できるとともに、工具ホルダにも収容部への挿入時や把持時において過大な応力がかかることはないので、工具ホルダの変形や損耗を防止することができる。

請求項２に係る発明は、前記収容部が、前記グリッパ本体部材の周縁部をＵ字状に切り欠いて形成されており、前記把持部材が、前記収容部の内側面に沿ったＵ字状を呈し、このＵ字の開口部分に内側に延出する突起部を備えていることを特徴とする。このような構成によれば、工具ホルダは、収容部および把持部材のＵ字開口部分から収容部内へ挿入することとなるが、工具ホルダの収容部への挿入時には、突起部が収容部側に押されて変形して工具ホルダが円滑に移動することができる。また、工具ホルダの把持時には、工具ホルダは把持部材および突起部によって略全周から押圧されるので確実に固定される。さらに、工具ホルダの収容部からの離間時には、突起部が収容部とは反対側に押されて変形して工具ホルダが円滑に移動することができる。

請求項３に係る発明は、前記収容部の内側面に、前記工具ホルダの外周面に形成された溝部に入り込む凸部が形成されていることを特徴とする。このような構成によれば、収容部の凸部が工具ホルダの外周面に形成された溝部に入り込むことで、挿入時の位置決めを行うことができるとともに、工具ホルダを収容部に確実に係止することができる。

本発明によれば、工具ホルダにかかる応力を低減し、工具ホルダの変形や損耗を防止するとともに、グリッパ本体部材の変形や破損を防止することができるといった優れた効果を発揮する。

本発明の第一実施形態に係る工具固定グリッパを示した図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。 本発明の第一実施形態に係る工具固定グリッパの収容部への工具ホルダの挿入時の状態を示した平面図である。 本発明の第一実施形態に係る工具固定グリッパの工具ホルダの把持時の状態を示した図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。 本発明の第二実施形態に係る工具固定グリッパを示した図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。 本発明の第二実施形態に係る工具固定グリッパの工具ホルダの把持時の状態を示した図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。 （ａ）は本発明の第三実施形態に係る工具固定グリッパを示した平面図、（ｂ）は工具ホルダの把持時の状態を示した断面図である。

まず、本発明の第一実施形態について説明する。第一実施形態に係る工具固定グリッパ１は、図１に示すように、工具ホルダ２を収容する収容部１１を備えたグリッパ本体部材１０と、収容部１１の内側に設けられ工具ホルダ２を把持する把持部材３０とを備えて構成されている。そして、収容部１１は、その内側面１２が工具ホルダ２の外周面３と所定の隙間をあけて非接触となる形状に形成され、把持部材３０は、弾性部材にて構成されて収容部１１の内側面１２に沿った形状を呈し、その内側端面が工具ホルダ２の収容位置における外周面３よりも内側に位置するように形成されており、工具ホルダ２を収容部１１に収容した際に、把持部材３０は工具ホルダ２に押圧されて圧縮状態となりその弾性復元力で工具ホルダ２を把持することを特徴とする。

図３に示すように、工具ホルダ２は、ホルダ胴部４と、このホルダ胴部４の一方に設けられたシャンク部５と、ホルダ胴部４の他方に設けられた工具把持部６をと備えて構成されている。ホルダ胴部４には、工具ホルダ２を把持するための溝部７が形成されている。溝部７は、ホルダ胴部４の軸方向中心に向かうに連れて縮径するテーパ状に形成されている。本実施形態では、ホルダ胴部４の溝部７の周面が、特許請求の範囲における「工具ホルダ２の外周面３」を構成している。

グリッパ本体部材１０は、プラスチック等の比較的硬質な樹脂あるいは金属材料にて構成されている。図１に示すように、グリッパ本体部材１０は、平面視矩形形状を呈しており、その周縁部の一辺をＵ字状に切り欠いて収容部１１が形成されている。収容部１１の内側面１２は、開口部側は平面視で互いに平行な直線状に形成され、奥側は平面視半円状に形成されている。互いに平行に対向する直線部分１２ａ，１２ａは、工具ホルダ２のホルダ胴部４の外径寸法より長い距離で離間している。半円部分１２ｂは、直線部分１２ａ，１２ａの離間距離（工具ホルダ２のホルダ胴部４の外径寸法より長い）と同じ直径で形成されている。

収容部１１の内側面１２には、工具ホルダ２の外周面３に形成された溝部７に入り込む凸部１３が形成されている。凸部１３は、グリッパ本体部材１０の厚さ方向（図１の（ｂ）中、上下方向）の中間部に配置され、断面長方形を呈している。凸部１３は、工具ホルダ２を収容部１１に収容した際に、先端が工具ホルダ２の溝部７と所定の間隔を空けるように構成されており、非接触の状態で溝部７に入り込む。凸部１３は、収容部１１の内側面１２の形状に沿って、同じ幅に形成されており、平面視Ｕ字状を呈している。

把持部材３０は、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲスポンジ）等の比較的軟質の可撓性を有する弾性部材にて構成されている。ニトリルゴムは、耐油性、耐摩耗性に優れており、軟質のものが採用されている。把持部材３０は、上下二つに分割されて、収容部１１の内側面１２の、凸部１３の上下にそれぞれ設けられている。把持部材３０は、平面視Ｕ字状を呈している。把持部材３０は、断面長方形を呈しており、収容部１１の内側面１２および凸部１３の上下面にそれぞれ接着されて取り付けられている。把持部材３０の内側端面３１は、収容位置における工具ホルダ２の溝部７の周面よりも内側に位置するようになっている。把持部材３０は、工具ホルダ２を収容部１１に収容した際（把持時）に、収容部１１の内側面１２と、工具ホルダ２の溝部７の周面との間で圧縮され、その弾性復元力で工具ホルダ２を外側から挟んで把持する。工具ホルダ２の把持力は、把持部材３０のつぶし代（圧縮量）によって決まり、つぶし代が大きいほど、把持力も大きくなる。

把持部材３０のＵ字の開口部分には、内側に延出する一対の突起部３２，３２が形成されている（図１の（ａ）参照）。突起部３２は、収容部１１に収容された状態の工具ホルダ２の外周面３に略沿う形状に形成されており、工具ホルダ２を収容部１１の奥側へ押えることで、工具ホルダ２を確実に固定する。

次に、前記構成の工具固定グリッパ１のグリッパ本体部材１０の収容部１１に工具ホルダ２を挿入する際の状態を説明しつつ、作用効果を説明する。

まず、図２に示すように、工具ホルダ２を、収容部１１および把持部材３０の開口部分から、把持部材３０の突起部３２を押し退けるように奥側へ挿入する。このとき、把持部材３０は、比較的軟質なニトリルゴムにて構成されているので、工具ホルダ２の表面（溝部７の周面）に沿って収容部１１の奥側に変形し、工具ホルダ２を円滑に通過させる。したがって、工具ホルダ２の表面を損耗させることはない。さらに、このとき、凸部１３が収容部１１の内側に突出しており、工具ホルダ２を収容部１１に挿入すると、溝部７に凸部１３が入り込み、凸部１３がガイドレールの機能を果たす。これによって、工具ホルダ２の位置決めを行うことができ、工具ホルダ２が所定の位置に挿入される。

また、収容部１１の内側面１２の互いに平行に対向する直線部分１２ａ，１２ａが、工具ホルダ２のホルダ胴部４の外径寸法より長い距離で離間しているので、工具ホルダ２の表面が、収容部１１の内側面１２に当接することはない。ここで、収容部１１の内側面１２には、把持部材３０が工具ホルダ２に押されて圧縮されてその圧力が伝わるが、工具ホルダ２を把持可能な程度の圧力なので、グリッパ本体部材１０に過大な荷重はかからず、グリッパ本体部材１０が変形することはない。

その後、図３に示すように、工具ホルダ２をさらに奥へ挿入して、収納位置まで移動させる。このとき、把持部材３０は、図３の（ｂ）に示すように、工具ホルダ２の溝部７の周面によって収容部１１の内側面１２側に圧縮されて変形する。ここで、把持部材３０の内側先端部分は、凸部１３の先端と溝部７の周面との隙間に押し出されて圧縮されつつ変形している。この状態で、把持部材３０は、元の形状に復元しようとして、工具ホルダ２の溝部７の周面を押圧する。図３の（ａ）に示すように、把持部材３０は、その弾性復元力によって、図中、左右および下側から工具ホルダ２を押圧しているので、工具ホルダ２を把持することとなる。ここで、弾性復元力は工具ホルダ２を把持可能な程度の適度な応力であるので、工具ホルダ２を変形させることはない。

また、把持部材３０の開口部側には、内側に延出した突起部３２が形成されているので、突起部３２が工具ホルダ２の開口部側の側面に奥側へ向かって当接することとなる。したがって、把持部材３０は、工具ホルダ２を略全周から押圧することとなり、工具ホルダ２を確実に固定することができるとともに、工具ホルダ２が開口部側にずれるのを防止できる。

さらに、このように工具ホルダ２を把持した状態では、図３の（ｂ）に示すように、工具ホルダ２の溝部７に、グリッパ本体部材１０の凸部１３が入り込んでいるので、工具ホルダ２を図中、上下方向（工具ホルダ２の軸方向）に移動させようとする過大な応力がかかっても、溝部７の周面に凸部１３が当接することで、工具ホルダ２を確実に掛止できる。したがって、工具ホルダ２がその軸方向に落下するのを防止することができる。

なお、工具ホルダ２の収容部１１からの離間時には、工具ホルダ２を移動させようとする外力がかかり突起部３２が収容部１１とは反対側に押されて変形するので、工具ホルダ２が円滑に外側へ移動することができる。

また、以上のような構成の工具固定グリッパ１によれば、把持部材３０が劣化したときに、容易に交換することができる。さらに、収容部１１に収容可能な工具ホルダであれば、工具ホルダの形状に応じて把持部材の形状を変えることで対応することが可能であり、グリッパ本体部材１０の汎用性を高めることができる。

以上説明したように、本実施形態に係る工具固定グリッパ１によれば、工具ホルダ２にかかる応力を低減し、工具ホルダ２の変形や損耗を防止するとともに、グリッパ本体部材１０の変形や破損を防止することができる。

次に、本発明の第二実施形態について説明する。第二実施形態に係る工具固定グリッパ５１は、図４および図５に示すように、第一実施形態で設けられていた凸部が設けられておらず、また、把持部材８０の形状が第一実施形態の把持部材と異なっている。

かかる工具固定グリッパ５１は、工具ホルダ２を収容する収容部６１を備えたグリッパ本体部材６０と、収容部６１の内側に設けられ工具ホルダ２を把持する把持部材８０とを備えて構成されている。そして、収容部６１は、その内側面６２が工具ホルダ２の外周面３と所定の隙間をあけて非接触となる形状に形成され、把持部材８０は、弾性部材にて構成されて収容部６１の内側面６２に沿った形状を呈し、その内側端面が工具ホルダ２の収容位置における外周面３よりも内側に位置するように形成されており、工具ホルダ２を収容部６１に収容した際に、把持部材８０は工具ホルダ２に押圧されて圧縮状態となりその弾性復元力で工具ホルダ２を把持する。

グリッパ本体部材６０は、第一実施形態のグリッパ本体部材１０と同様の材料にて構成されている。図４に示すように、グリッパ本体部材６０は、平面視矩形形状を呈しており、その周縁部の一辺をＵ字状に切り欠いて収容部６１が形成されている。収容部６１は、第一実施形態のグリッパ本体部材１０と同様に、工具ホルダ２の外形よりもひと回り大きい形状の内側面６２を備えている。

収容部６１の内側面６２の下部（図４の（ｂ）中、下側）には、収容部６１の内側に突出する棚部６３が形成されている。棚部６３は、把持部材８０を支える役目を果たす部分であって、把持部材８０の接合面積を多くすることで、把持部材８０のグリッパ本体部材６０への固定強度を高めている。棚部６３の先端は、工具ホルダ２のホルダ胴部４の外周面と所定の空間を空けるように構成されている。

収容部６１の内側面６２の直線部分６２ａ，６２ａには、円錐状の係止部６４が設けられている。係止部６４は、収容部６１の内側に向かって突出しており、把持部材８０にめり込むことで、工具ホルダ２の挿抜方向における把持部材８０のグリッパ本体部材６０への固定強度を高めている。

把持部材８０は、第一実施形態の把持部材３０と同様の材質で構成されており、収容部６１の内側面６２および棚部６３の上面にそれぞれ接着されている。把持部材８０の内側端面８１は、上下のコーナー部が面取りされて工具ホルダ２の溝部７の周面に沿う先細り形状になっている。把持部材８０の内側端面８１は、収容位置における工具ホルダ２の溝部７の周面よりも内側に位置するようになっており、把持部材３０は、工具ホルダ２を収容部６１に収容した際（把持時）に、収容部６１の内側面６２と、工具ホルダ２の溝部７の周面との間で圧縮され、その弾性復元力で工具ホルダ２を把持する。

把持部材８０のＵ字の開口部分には、内側に延出する一対の突起部８２，８２が形成されている（図４の（ａ）参照）。突起部８２は、第一実施形態の突起部３２と同等の形状を呈している。

以上のような構成によれば、第一実施形態と同様に、工具ホルダ２にかかる応力を低減し、工具ホルダ２の変形や損耗を防止するとともに、グリッパ本体部材６０の変形や破損を防止することができるといった作用効果を得られるほかに、以下のような作用効果を得られる。つまり、本実施形態では、把持部材８０の幅（グリッパ本体部材６０の内側面６２から内側端までの距離）を長く確保することができるので、弾性復元力を大きくすることができる。したがって、工具ホルダ２の把持強度を高めることができる。

また、棚部６３および係止部６４によって、把持部材８０のグリッパ本体部材６０への固定強度が高められている。

次に、本発明の第三実施形態について説明する。第三実施形態に係る工具固定グリッパ５５は、図６に示すように、収容部７１の形状が平面視円形であって、工具ホルダ２の工具把持部６を把持するようになっている。

かかる工具固定グリッパ５５は、工具ホルダ２を収容する収容部７１を備えたグリッパ本体部材７０と、収容部７１の内側に設けられ工具ホルダ２を把持する把持部材９０とを備えて構成されている。そして、収容部７１は、その内側面７２が工具ホルダ２の外周面３（本実施形態では、工具把持部６の周面が、特許請求の範囲における「工具ホルダ２の外周面３」を構成している。）と所定の隙間をあけて非接触となる形状に形成され、把持部材９０は、弾性部材にて構成されて収容部７１の内側面７２に沿った形状を呈し、その内側端面が工具ホルダ２の収容位置における外周面３よりも内側に位置するように形成されており、工具ホルダ２を収容部７１に収容した際に、把持部材９０は工具ホルダ２に押圧されて圧縮状態となりその弾性復元力で工具ホルダ２を把持する。

グリッパ本体部材７０は、第一実施形態のグリッパ本体部材１０と同様の材料にて構成されている。図６に示すように、グリッパ本体部材７０は、平面視矩形形状を呈しており、その中央部を円形に切り欠いて収容部７１が形成されている。収容部７１は、工具ホルダ２の工具把持部６の外形よりもひと回り大きい形状の内側面７２を備えている。

収容部７１の内側面７２の高さ方向（図６の（ｂ）の上下方向）中間部には、把持部材９０を収容する凹溝７３が形成されている。凹溝７３は断面長方形状を呈しており、収容部７１の内側面全周に渡って円環状に形成されている。

把持部材９０は、第一実施形態の把持部材３０と同様の材質で構成されており、断面長方形のリング状に形成されている。把持部材９０は、その外周側が収容部７１の内側面７２の凹溝７３内部に収容されて、把持部材９０の外周面が凹溝７３の底面に接着されている。把持部材９０の内周側は、凹溝７３から内側に突出しており、把持部材９０の内側端面９１は、収容位置における工具ホルダ２の工具把持部６の周面よりも内側に位置するようになっており、把持部材９０は、工具ホルダ２を収容部７１に収容した際（把持時）に、収容部７１の内側面７２の凹溝７３と、工具ホルダ２の工具把持部６の周面との間で圧縮され、その弾性復元力で工具ホルダ２を把持する。

以上のような構成によれば、工具ホルダ２にかかる応力を低減し、工具ホルダ２の変形や損耗を防止するとともに、グリッパ本体部材７０の変形や破損を防止することができるといった作用効果を得られる他に、工具ホルダ２のホルダ胴部４が、グリッパ本体部材７０の上側表面に載置されているので、落下することはない。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能であるのは勿論である。例えば、前記第一実施形態では、把持部材３０の開口部側に突起部３２が形成されているが、この突起部３２を無くして、把持部材の内側端面を直線状に形成してもよい。この場合も、工具ホルダを収容部に挿入すると、把持部材の奥側は押圧されて圧縮状態となり、開口部側は復元して元の形状に戻るので、工具ホルダの開口部側の側面に把持部材が当接することとなり、工具ホルダが開口部側にずれるのを防止できる。

１ 工具固定グリッパ
２ 工具ホルダ
３ 外周面
１０ グリッパ本体部材
１１ 収容部
１２ 内側面
１３ 凸部
３０ 把持部材
３１ 内側端面
３２ 突起部

Claims (3)

1. 工具を保持した工具ホルダを把持する工具固定グリッパにおいて、
   前記工具ホルダを収容する収容部を備えたグリッパ本体部材と、前記収容部の内側に設けられ前記工具ホルダを把持する把持部材とを備えて構成され、
   前記収容部は、その内側面が前記工具ホルダの外周面と所定の隙間をあけて非接触となる形状に形成され、
   前記把持部材は、弾性部材にて構成されて、前記収容部の内側面に取り付けられ、その内側端面が収容位置における前記工具ホルダの外周面よりも内側に位置するように形成されており、
   前記工具ホルダを前記収容部に収容した際に、前記把持部材は前記工具ホルダに押圧されて圧縮状態となりその弾性復元力で前記工具ホルダを把持する
   ことを特徴とする工具固定グリッパ。
2. 前記収容部は、前記グリッパ本体部材の周縁部をＵ字状に切り欠いて形成されており、
   前記把持部材は、前記収容部の内側面に沿ったＵ字状を呈し、このＵ字の開口部分に内側に延出する突起部を備えている
   ことを特徴とする請求項１に記載の工具固定グリッパ。
3. 前記収容部の内側面に、前記工具ホルダの外周面に形成された溝部に入り込む凸部が形成されている
   ことを特徴とする請求項２に記載の工具固定グリッパ。

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