JP2012006023A - トランスファプレスのフィード装置のクランプ機構 - Google Patents

Abstract

【課題】一対の把持アームを確実に同一タイミングで作動させて異なる外形のワークを適正に把持する。
【解決手段】基台１上に前後動可能に設けられた第１移動体２と、第１移動体２上に前後動可能に設けられた第２移動体４と、第２移動体４の両側対称位置に設けられて、互いに接近する方向と離間する方向へ直線移動可能で、基端５１から先端５３へ向けて互いに相対間隔が大きくなるように傾斜する背面５２ａを有するとともに先端５３には互いに対向する把持部５４を備えた一対の把持アーム５Ａ，５Ｂと、第１移動体２の両側対称位置で中間部が軸支されて前方へ突出し、その先端ローラ３２がそれぞれ把持アーム５Ａ，５Ｂの背面５２ａに当接する一対の操作アーム３Ａ，３Ｂと、操作体７１を前方へ付勢するバネ部材７２と、操作体７１と各操作アーム３Ａ，３Ｂの基端とに両端が回動可能に連結されたリンクアーム６Ａ，６Ｂとを具備している。
【選択図】 図１

Description

本発明はトランスファプレスのフィード装置のクランプ機構に関し、特にワークを片方のみから良好に挟持してハンドリングすることができるクランプ機構に関する。

図８には従来のトランスファプレス９のフィード装置９４を示す。図中、９１はボルスタ、９２はコモンプレート、９３はコモンプレート９２上に連設された金型である。フィード装置９４は各金型９３の両側に設けられており、両フィード装置９４に設けたフィンガー９４１が各金型９３内のワークＷの両側に近接して対向している。そして、両フィード装置９４のフィンガー９４１を対向方向へ接近移動させることによってワークＷを把持する。このような構造は例えば特許文献１に示されている。

特開２００４−７４２０９

上記従来の構造において、サイクルタイムを短縮する等ためには離間待機状態のフィンガー９４１を可能な限り金型９３に近接させて位置させる必要がある。このため型替えの際に両側から延びるフィンガー９４１が金型９３と干渉するおそれがあり、これを避けるために、フィンガー９４１を取り外したり、退避位置へ移動させたりする手間を要していた。そこで、図９に示すように、ワークＷの一方側のみに一対の把持アーム９４１Ａ，９４１Ｂを備えたフィード装置９４を設けてワークＷを把持するようにすれば、金型９３を把持アーム９４１Ａ，９４１Ｂとは反対側の側方へ引き出すことによって容易に型替えを行うことができる。しかし、この場合には一対の把持アーム９４１Ａ，９４１Ｂを確実に同一タイミングで作動させて外形の異なるワークＷを適正に把持する必要がある。

そこで、本発明はこのような課題を解決したもので、一対の把持アームを確実に同一タイミングで作動させて異なる外形のワークを適正に把持することができるトランスファプレスのフィード装置のクランプ機構を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明では、ワーク搬送方向へ往復移動可能な基台（１）と、前記基台（１）上に前後動可能に設けられた第１移動体（２）と、前記第１移動体（２）を前後方向へ移動させる駆動手段(１６)と、前記第１移動体（２）上に前後動可能に設けられた第２移動体（４）と、前記第２移動体（４）を前方へ付勢する第１付勢手段(２３)と、前記第２移動体（４）の両側対称位置に設けられて、互いに接近する方向と離間する方向へ直線移動可能で、基端(５１)から先端(５３)へ向けて互いに相対間隔が大きくなるように傾斜する背面を有するとともに前記先端(５３)には互いに対向する把持部(５４)を備えた一対の把持アーム(５Ａ，５Ｂ)と、これら把持アーム(５Ａ，５Ｂ)を離間方向へ付勢する第２付勢手段(４２)と、前記第１移動体（２）と一体に前方へ移動する前記第２移動体（４）の移動を途中で規制するストッパ部材（１７，２４）と、前記第１移動体（２）の両側対称位置で中間部が軸支されて前方へ突出し、その先端(３２)がそれぞれ前記把持アーム(５Ａ，５Ｂ)の背面(５２ａ)に当接する一対の操作アーム（３Ａ，３Ｂ）と、前記第１移動体（２）上に前後動可能に設けられた操作体（７１）と、前記操作体（７１）を前方へ付勢する第３付勢手段（７２）と、前記操作体（７１）と前記各操作アーム（３Ａ，３Ｂ）の基端とに両端が回動可能に連結され、前記第３付勢手段（７２）の付勢力を前記操作アーム（３Ａ，３Ｂ）に伝達して当該操作アーム（３Ａ，３Ｂ）の先端(３２)によって前記把持アーム（５Ａ，５Ｂ）の背面（５２ａ）を押圧させるリンクアーム（６Ａ，６Ｂ）とを具備している。

本第１発明において、ワークを把持する場合には、駆動手段によって第１移動体を前方へ移動させる。第２移動体がストッパ部材によって規制されるまでは、第１移動体上の第２移動体および把持アームはその状態を保ったまま第１移動体と共に前方へ移動し、一対の把持アームがワークを挟持できる位置まで進出する。第１移動体をさらに前進させると、第２移動体はストッパ部材によってその前進が規制されるから、第１移動体上に設けられた操作アームのみが当該第１移動体と共に前進し、一対の操作アームの先端が各把持アームの背面を押して、第２付勢手段の付勢力に抗して把持アームを対向方向内方の接近方向へ同タイミングで同量直線移動させ、先端把持部の間にワークを挟持する。

把持アームは平面視でその姿勢を変えることなく内外方向へ近接ないし離間直線移動させられるから、ワークの外径が大小変化しても、両把持アームの先端は常にワーク外周面の径方向対称位置に当接して確実な把持機能が発揮される。ここで、第１移動体の前進距離が一定であるのに対してワークの外径が大小変化するとこれに応じて把持アームおよび操作アームの位置が変動するが、これは第３付勢手段を適当に伸縮させつつ操作体が前後動することにより吸収される。このようにして、一対の把持アームを確実に同一タイミングで作動させて、異なる大きさのワークを適正に把持することができる。ワークを把持した後は基台がワーク搬送方向へ移動させられる。その後、第１移動体を後退させると把持アームが開いてワークの把持が解消される。

本第２発明では、前記一対の把持アーム（５Ａ，５Ｂ）は各基端（５１）がガイド軸（４１）に嵌装されてこれに沿って互いに接近する方向と離間する方向へ直線移動可能としてあり、前記第２付勢手段（４２）を前記把持アーム（５Ａ，５Ｂ）の基端（５１）間の、前記ガイド軸（４１）の周囲に配設する。

なお、上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以上のように、本発明のトランスファプレスのフィード装置のクランプ機構によれば、一対の把持アームを確実に同一タイミングで作動させて、異なる外形のワークを適正に把持することができる。そして、本発明のクランプ機構を使用すれば、ワーク（金型）の一方側のみにフィード装置を設けることができるから、金型をフィード装置とは反対側の側方へ引き出すことによって容易に型替えを行うことができる。

本発明の一実施形態を示す、クランプ機構が原位置にあるときのフィード装置の平面図である。 クランプ機構が前進位置にあるときのフィード装置の平面図である。 クランプ機構がクランプ位置にあるときのフィード装置の平面図である。 クランプ機構がアンクランプ位置にあるときのフィード装置の平面図である。 クランプ機構がミスクランプの場合のフィード装置の平面図である。 クランプ機構がクランプ位置にあるときのフィード装置の部分断面側面図である。 操作アームのローラ設置部の垂直断面図である。 従来のトランスファプレスのフィード装置の概略平面図である。 従来のトランスファプレスのフィード装置の概略平面図である。

図１には本発明に係るフィード装置のクランプ機構の平面図を示し、図６にはその部分断面側面図を示す。なお、図１はクランプ機構Ｍが原位置にある状態、図６はクランプ機構Ｍがクランプ位置にある状態である。フィード装置は基台１を備えており、当該基台１は上下二段の図略の駆動テーブル機構によって、所定タイミングで図１で紙面垂直の上下方向と紙面の左右方向へ往復移動させられる。

基台１の上方には第１移動体２が設けられている。第１移動体２は図１の左右方向へ延びる一定幅の長板で、その上面には必要数（例えば図８に示すフィード装置を実現するには４個）のクランプ機構Ｍが長手方向へ等間隔で設置されている。図１は複数設けたクランプ機構の一つを示している。

第１移動体２は図６に示すように、ブロック状ナット部材１２上に支持されている。ナット部材１２は四角柱体で、その上面に第１移動体２が載設されているとともに、その下面は基台１上に設けたレール部材１１にガイドされて、図６の左右方向（図１では上下方向）へ直線移動可能に案内されている。

ナット部材１２の中央にはボールネジ部材１３が貫通螺合している。ボールネジ部材１３の基端部は基台１上に設けた軸受け部材１４に回転自在に支持されており、カップリング部材１５を介して基台１上に設けた駆動手段としてのモータ１６の出力軸１６１に連結されている。したがって、モータ１６を正逆回転させることによって、ボールネジ部材１３とナット部材１２を介して第１移動体２が直線前後動（図１の上下、図６の左右）させられる。なお、図１では第１移動体２は後端位置にある。

第１移動体２上には平面視で略四角形の第２移動体４が設けてあり、第２移動体４は第１移動体２上に設けた平行レール２１によって図１の紙面上下方向である前後方向へ移動可能である。第２移動体４の板面後端中央部上には後方へ開放する凹所を形成したバネ受けブロック４３が設けられて、これと第１移動体２の板面上に設けたバネ受けブロック２２間に、第１付勢手段としてのコイル状のバネ部材２３が左右一対（図１）配設されて、第２移動体４を前方（図１の上方）へ付勢している。これにより、第２移動体４はその前端が第１移動体２の前端よりも所定量前方へ突出している。

第２移動体４の前端縁には水平に左右方向へ円形断面のガイド軸４１が設けてあり、ガイド軸４１には詳細を後述する一対の把持アーム５Ａ，５Ｂの各筒状基端５１が回転可能に装着されている。そして、ガイド軸４１の周囲には第２付勢手段としてのコイル状のバネ部材４２が配設してあり、そのバネ力によって左右の把持アーム５Ａ，５Ｂは互いに離間する方向へ付勢されている。

把持アーム５Ａ，５Ｂのアーム部５２は第１移動体２を越えて前方へ延び、把持アーム５Ａ、５Ｂの先端５３下面には、把持部５４が互いに対向するように内方へ突設されている。把持部５４の先端は、挟持するワークＷ（本実施形態では円形）の外周にほぼ沿った円弧面に凹陥させてある。各把持アーム５Ａ，５Ｂのアーム部５２は互いに八の字形に開きながら前方へ突出しており、アーム部５２の背面５２ａは基端５１から先端５３へ向けて互いに相対間隔が大きくなるように傾斜している。

第１移動体２の前縁板面上には左右位置にそれぞれ軸部材３１が立設されて、これらに、一対の操作アーム３Ａ，３Ｂの各中間部が回動可能に支持されている。各操作アーム３Ａ，３Ｂの先端にはローラ３２が装着されて、これらローラ３２が各把持アーム５Ａ，５Ｂのアーム部５２の背面５２ａに当接している。図１に示すクランプ機構の原位置では、ローラ３２は各把持アーム５Ａ，５Ｂの背面５２ａの基端に当接している。なお、上記背面５２ａは図７に示すように、下半部が直立面となるとともに、上半部は下方へ向く傾斜面となっており、一方、ローラ３２はその断面形状が上記背面５２ａの形状に沿って上半部が上方へ向く傾斜面となっている。これにより、把持アーム５Ａ，５Ｂはローラ３２によって水平姿勢に支持されるとともに、後述するように必要に応じて上方へ持ち上げ旋回させることができる。

上記各操作アーム３Ａ，３Ｂのアーム部３３は前後方向へ延び、その後端にはリンクアーム６Ａ，６Ｂの一端がそれぞれ回動可能に連結されている。なお、アーム部３３のうち軸部材３１に対し前側部と後側部の長さの比は、ほぼ１：１となっている。上記各リンクアーム６Ａ，６Ｂの他端は、第１移動体２上に配設されたブロック状の操作体７１に回動可能に連結されている。

操作体７１は背後が、その凹所と第１移動体２上のバネ受けブロック７３との間に配設した第３付勢手段としてのコイル状バネ部材７２によって押圧付勢されている。この付勢力によって、左右のリンクアーム３Ａ，３Ｂを介して各操作アーム５Ａ，５Ｂの後端は外方へ押圧されており、これによって操作アーム前端のローラ３２が各把持アーム５Ａ，５Ｂのアーム部５２の背面５２ａに圧接させられている。なお、操作体７１の上方にはこれに向けて近接センサ７４が設けられて、後述するように把持アーム５Ａ，５Ｂによるミスグリップを検出している。

このような構造のクランプ機構Ｍにおいて、ワークＷを把持する場合にはモータ１６によってボールネジ１３を正転させ第１移動体２を原位置から前方へ移動させて、図２に示す前進位置へクランプ機構Ｍを位置させる。この状態では、第１移動体２上の第２移動体４、把持アーム５Ａ，５Ｂ、操作アーム３Ａ，３Ｂ、操作体７１およびバネ部材２３，４１，７２は原位置での状態を保ったまま第１移動体２と共に前方へ移動し、左右の把持アーム５Ａ，５ＢはワークＷを挟持できる位置まで進出する。

第１移動体２をさらに前進させると、第２移動体４はこれから垂下するように設けた柱状ストッパ部材２４（図６）が、基台１上に設けたＵ字チャンネルよりなるストッパ部材１７の前側側壁の内面に当接して前進が規制され、第１移動体２上に設けられた操作アーム３Ａ，３Ｂのみが第１移動体２と共にクランプ位置へ前進する。この結果、図３に示すように左右の操作アーム３Ａ，３Ｂ前端のローラ３２が各把持アーム５Ａ，５Ｂの背面５２ａを、基端５１から先端５３方向へ相対移動する。これにより、各把持アーム５Ａ，５Ｂはアーム部５２の背面５２ａが操作アーム３Ａ，３Ｂのローラ３２によって押されて、バネ部材４２の付勢力に抗して対向方向内方の近接方向へ同タイミングで同量移動させられ、把持部５４の間にワークＷを挟持する。

ここで、第１移動体２の前進距離が一定であるのに対してワークＷの外径が大小変化するとこれに応じて把持アーム５Ａ，５Ｂおよび操作アーム３Ａ，３Ｂの回動位置が変動するが、これはバネ部材７２を適当に伸縮させつつ操作片７１が前後動することにより吸収される。また、把持アーム５Ａ，５Ｂは平面視でその姿勢を変えることなくガイド軸４１に沿って内外方向へ移動させられるから、ワークＷの外径が大小変化しても、両把持アーム５Ａ，５Ｂの把持部５４先端は常にワークＷ外周面の径方向対称位置に当接して確実な把持機能が発揮される。

このようにして一対の把持アーム５Ａ，５ＢでワークＷを把持した状態で基台１を上昇させた後、クランプ機構Ｍの設置間隔と同距離移動させ、その後第１移動体２を後退させて把持アーム５Ａ，５Ｂを開いて、ワークＷの把持を解消する（図４）。このようにしてワークＷを隣接する次の金型へ移送供給する。その後、基台１を元の位置へ戻し、第１移動体２を後退させてクランプ機構Ｍを原位置へ戻す（図１）。新たなワークＷが供給されると、第１移動体２を前進させて再びワークＷの把持を行う。これを繰り返すことによって、ワークＷを順次連設された金型内へ移送供給することができる。

上記クランプ機構Ｍを設けたフィード装置は金型の一方にのみ設置すればよいから、金型をフィード装置とは反対側の側方へ引き出すことによって容易に型替えを行うことができる。

把持アーム５Ａ，５ＢがワークＷの把持に失敗（ミスグリップ）した場合（図５）には、把持アーム５Ａ，５Ｂが操作アーム３Ａ，３Ｂに押圧されて対向方向内方へ通常よりも大きく回動し、これに伴って操作体７１が前進して近接センサ７４下方の検知領域から外れる。これにより、近接センサ７４からワーク把持失敗の信号が出力され、フィード装置の作動が停止する。なお、ミスグリップの場合には、図６の鎖線で示すように、ガイド軸４１回りに把持アーム５Ａ，５Ｂを上方へ持ち上げ旋回させて、ワークＷを容易に取り去ることができる。

１…基台、１６…モータ（駆動手段）、１７…ストッパ部材、２…第１移動体、２３…バネ部材（第１付勢手段）、２４…ストッパ部材、３Ａ，３Ｂ…操作アーム、３２…ローラ（先端）、４…第２移動体、４１…ガイド軸、４２…バネ部材（第２付勢手段）、５Ａ，５Ｂ…把持アーム、５１…基端、５２…アーム部、５２ａ…背面、５３…先端、５４…把持部、６Ａ，６Ｂ…リンクアーム、７１…操作体、７２…バネ部材（第３付勢手段）。

Claims (2)

1. ワーク搬送方向へ往復移動可能な基台と、前記基台上に前後動可能に設けられた第１移動体と、前記第１移動体を前後方向へ移動させる駆動手段と、前記第１移動体上に前後動可能に設けられた第２移動体と、前記第２移動体を前方へ付勢する第１付勢手段と、前記第２移動体の両側対称位置に設けられて、互いに接近する方向と離間する方向へ直線移動可能で、基端から先端へ向けて互いに相対間隔が大きくなるように傾斜する背面を有するとともに前記先端には互いに対向する把持部を備えた一対の把持アームと、これら把持アームを離間方向へ付勢する第２付勢手段と、前記第１移動体と一体に前方へ移動する前記第２移動体の移動を途中で規制するストッパ部材と、前記第１移動体の両側対称位置で中間部が軸支されて前方へ突出し、その先端がそれぞれ前記把持アームの背面に当接する一対の操作アームと、前記第１移動体上に前後動可能に設けられた操作体と、前記操作体を前方へ付勢する第３付勢手段と、前記操作体と前記各操作アームの基端とに両端が回動可能に連結され、前記第３付勢手段の付勢力を前記操作アームに伝達して当該操作アームの先端によって前記把持アームの背面を押圧させるリンクアームとを具備するトランスファプレスのフィード装置のクランプ機構。
2. 前記一対の把持アームは各基端がガイド軸に嵌装されてこれに沿って互いに接近する方向と離間する方向へ直線移動可能としてあり、前記第２付勢手段を前記把持アームの基端間の、前記ガイド軸の周囲に配設した請求項１に記載のトランスファプレスのフィード装置のクランプ機構。

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