JP2014172144A

JP2014172144A - つかみ装置

Info

Publication number: JP2014172144A
Application number: JP2013049332A
Authority: JP
Inventors: Yoshito Gomi; 義人五味
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2013-03-12
Filing date: 2013-03-12
Publication date: 2014-09-22
Anticipated expiration: 2033-03-12
Also published as: JP5718394B2

Abstract

【課題】装置を大型化、重量化することなく、重い対象物を把持することを可能とすること。
【解決手段】弾性体からなる弾性膜体１２に基体２０が挿通され、基体２０に弾性膜体１２の両端がそれぞれ全周に亘って固定されて弾性膜体１２の内側が密閉されており、基体２０の軸方向一端部２０Ｂに給排気口２６が形成され、基体２０に、給排気口２６と弾性膜体１２の内側とを連通する吸排気用の通路２４が形成されており、吸排気用の通路２４を通って弾性膜体１２の内側にエアが流入することで弾性膜体１２が膨張するつかみ装置１０において、弾性膜体１２における少なくとも対象物１４を把持する当接面１２Ｃに滑り防止手段５０が設けられており、対象物１４をつかんだ際に対象物１４が滑り難くなっている。
【選択図】図３

Description

本発明は、部品などの対象物を把持するためのつかみ装置に関する。

部品などの対象物を把持するためのつかみ装置としては、例えば、特許文献１に記載のつかみ装置が知られていている。特許文献１に記載のつかみ装置では、弾性膜体の内側に基体が挿通されており、基体の外周面に弾性膜体の両端がそれぞれ全周に亘って固定されている。また、基体には給排気口と、給排気口と弾性膜体の内側とを連通する第１空気通路が形成されており、第１空気通路を通って弾性膜体の内側にエアを流入することで、弾性膜体が膨張し対象物に当設し、対象物を把持するようになっている。

特開２０１１−１１５８８０号公報

ところで、特許文献１に記載のつかみ装置では、弾性膜体における対象物を把持する当接面が滑らかになっている。このため、対象物を把持する際に対象物が滑り易く、重い対象物をつかみ難い。一方、重い対象物を把持するためには、弾性膜体の大型化等によって対象物を把持する力を大きくする必要があり、装置の大型化、重量化に繋がる。

本発明は、装置を大型化、重量化することなく、重い対象物を把持可能とすることができるつかみ装置を提供することを課題とする。

本発明の請求項１に記載のつかみ装置は、吸排気用の通路が形成された基体と、前記基体の外側または内側に配設され、前記基体との間に密閉空間を形成し、前記密閉空間への流体の供給により膨張して対象物を把持する弾性膜体と、前記弾性膜体における少なくとも前記対象物を把持する当接面に設けられた滑り防止手段と、を有する。

請求項１に記載のつかみ装置では、弾性膜体の径方向内側または径方向外側に対象物を配置した状態で、吸排気用の通路を通じて流体を密閉空間に供給することで弾性膜体が膨張（弾性変形）して対象物を把持する。そして、膨張した弾性膜体の密閉空間から吸排気用の通路を通じて流体を排出することで弾性膜体が収縮（復元）して対象物を放す。

ここで、請求項１に記載の本発明では、弾性膜体における少なくとも対象物を把持する当接面に滑り防止手段が設けられており、滑り防止手段が設けられていない場合に比べて摩擦係数が大きくなっている。このため、対象物をつかんだ際に、対象物が滑り難い。この結果、滑り防止手段が設けられていない場合に比べて重い対象物を把持することが可能になる。また、弾性膜体における少なくとも対象物を把持する当接面に滑り防止手段を設ける構成のため、装置が大型化、重量化することもない。

請求項２記載の本発明は請求項１に記載のつかみ装置において、前記滑り防止手段は前記当接面に形成された凹凸部である。

請求項２に記載の本発明では、滑り防止手段を当接面に形成された凹凸部としているため、簡単な構成で、装置を大型化、重量化することなく、重い対象物を把持することが可能になる。

請求項３記載の本発明は請求項２に記載のつかみ装置において、前記凹凸部は、前記弾性膜体を製造する金型に形成された凹凸で形成される。

請求項３に記載の本発明では、凹凸部が弾性膜体を製造する金型に形成された凹凸で形成されるため、製造が容易である。

請求項４記載の本発明は請求項２に記載のつかみ装置において、前記凹凸部は、前記弾性膜体を製造した後の後加工で形成される。

請求項４に記載の本発明では、凹凸部が弾性膜体を製造した後の後加工で形成されるため、凹凸部の摩擦係数（粗さ）を容易に調整することができる。

請求項５記載の本発明は請求項１〜４の何れか１項に記載のつかみ装置において、前記弾性膜体は、軸方向の一端部が内側へ折り返されており、両端部が前記基体へ固定され、中間部が膨張し前記対象物に当接する筒状ゴムである。

請求項５に記載の本発明では、筒状ゴムである弾性膜体は、軸方向の一端部が内側へ折り返されており、両端部が基体へ固定されている。そして、中間部が膨張して対象物に当接する。このため、弾性膜体における中間部に滑り防止手段を設ければよいため、製造が容易である。

以上説明したように、請求項１に記載の本発明のつかみ装置は、装置を大型化、重量化することなく、重い対象物を把持することが可能になる。

請求項２に記載のつかみ装置は、構成が簡単である。

請求項３に記載のつかみ装置は、製造が容易である。

請求項４に記載のつかみ装置は、凹凸部の摩擦係数を容易に調整することができる。

請求項５に記載のつかみ装置は、製造が容易である。

本発明の一実施形態を説明するためのつかみ装置を示す一部を断面図とした側面図である。図１の２−２断面線に沿った断面図である。本発明の一実施形態を説明するためのつかみ装置の使用状況を示す一部を断面図とした側面図である。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
なお、図１に示す一点鎖線１０Ａは、つかみ装置１０の中心軸線を示しており、以下、単に「軸線１０Ａ」と記す。また、本実施形態では、軸線１０Ａに沿った方向を「軸方向」とし、軸線１０Ａに直交する方向を「径方向」とし、軸線１０Ａ周りの方向を「周方向」とする。また、図１における軸方向上側が本発明における「軸方向一方側」に相当し、以下「基端側」と記す。また、その反対側（図１における軸方向下側）が本発明における「軸方向他方側」に相当し、以下「先端側」と記す。

図１に示すように、つかみ装置１０は、後述する弾性膜体１２の内側にエアを流入させることで当該弾性膜体１２を膨張させて対象物１４（図３に示す）を内側から把持する構成となっている。このつかみ装置１０の概略構成としては、柱状の基体２０と、その基体２０の外周に周設された弾性膜体１２と、基体２０に外装された筒状のアダプター２２と、を備えている。

基体２０は、例えばステンレスやアルミ等の金属からなる略円柱形状の硬質な部材であり、軸線１０Ａを中心軸線にして軸方向に沿って配設されている。この基体２０の先端部２０Ａは弾性膜体１２の内側に挿通されており、基体２０の基端部２０Ｂは弾性膜体１２の基端側に突出されている。この基体２０の基端部２０Ｂには、後述する第１空気通路２４にエアを流出入させるための給排気口２６が形成されている。この給排気口２６は、給排気管２８のコネクタ部２８Ａが接続可能な接続部を兼ねた孔であり、基体２０の基端面の中心部に配設されている。具体的には、給排気口２６は、コネクタ部２８Ａが螺合される雌ネジ状の孔であり、基体２０の基端面から軸方向先端側に向かって延在されている。

また、基体２０には、上記した給排気口２６から基体２０の先端部２０Ａの外周面まで延在して弾性膜体１２の内側に向けて開口した吸排気用の通路としての第１空気通路２４が形成されている。この第１空気通路２４は、弾性膜体１２の内側にエアを供給したり弾性膜体１２内のエアを排出したりするための給排気路であり、その概略構成としては、給排気口２６から軸方向先端側に向かって基体２０の先端面の手前まで延在する主路２４Ａと、その主路２４Ａの先端側の端部から径方向外側に向かって基体２０の先端部２０Ａの外周面まで延在する複数（２本）の分岐路２４Ｂ、２４Ｂと、を備えている。

上記した主路２４Ａは、軸線１０Ａを中心軸線にして軸方向に沿って延在する丸孔であり、その上端は、給排気口２６に連通されている。また、上記した分岐路２４Ｂは、径方向に沿って延在する丸孔であり、その一端が主路２４Ａに連通され、その他端が基体２０の外周面において弾性膜体１２の内側に向けて開口されている。また、複数の分岐路２４Ｂ、２４Ｂは、軸線１０Ａに対して対称に配設されている。すなわち、２本の分岐路２４Ｂ、２４Ｂは、図２に示すように、直線状に配置されており、２本の分岐路２４Ｂ、２４Ｂと主路２４Ａとが逆Ｔ字状に配設されている。

また、図１、図２に示すように、基体２０には、基体２０の基端部２０Ｂから先端部２０Ａまで延在して弾性膜体１２の先端側に向けて開口した複数（６本）の第２空気通路３４が形成されている。この第２空気通路３４は、弾性膜体１２の先方側にリークテスト用のエアを供給するための給気路であり、複数の第２空気通路３４は、第１空気通路２４を避けて主路２４Ａの周りに配設されている。第２空気通路３４の概略構成としては、基体２０の基端部２０Ｂの外周面から径方向内側に向かって主路２４Ａの手前まで延在する横孔３４Ａと、横孔３４Ａの端部から軸方向に沿って基体２０の先端面まで延在する縦孔３２Ｂと、を備えている。

横孔３４Ａは、径方向に沿って延在する丸孔であり、その一端が基体２０の基端部２０Ｂの外周面において開口されて後述するアダプター２２の連通路３６の内側に連通されている。縦孔３２Ｂは、軸方向に沿って延在する丸孔であり、その上端が横孔３４Ａの他端に連通され、下端が基体２０の先端面において外部に向けて開口されている。

また、複数の第２空気通路３４は、図２に示すように、平面視において主路２４Ａや分岐路２４Ｂと重ならない位置に配設されていると共に、主路２４Ａの周りに周方向に均等に配設されている。詳しく説明すると、複数の第２空気通路３４は、平面視において第１空気通路２４の分岐路２４Ｂ、２４Ｂを挟んで両側にそれぞれ複数本ずつ対称に配設されており、隣り合う第２空気通路３４同士は等間隔に配置されている。

また、図１に示すように、基体２０の先端部２０Ａには、図示せぬガイドコーンを取り付けるためのガイド取付部３８が形成されている。このガイド取付部３８は、図示せぬガイドコーンの雄ねじ状の取付部が螺着される雌ねじ孔であり、基体２０の先端面の中央部分に形成されている。なお、このガイド取付部３８は、上記した主路２４Ａの先方側に主路２４Ａと離間して形成されている。

弾性膜体１２は、弾性変形可能な円筒形状の弾性体（チューブ）であり、例えばナイロン糸などで補強された糸入りゴムからなる。この弾性膜体１２は、基体２０の先端部２０Ａの外周に外装されている。そして、弾性膜体１２の基端部１２Ａ（軸方向一端部）の外側には加締リング４０が周設されており、この加締リング４０が径方向内側に加締められることで、弾性膜体１２の基端部１２Ａが基体２０の外周面に全周に亘って固定されて基体２０の外周面に気密に接合されている。また、弾性膜体１２の先端部１２Ｂ（軸方向他端部）は、弾性膜体１２の内側に折り返されている。そして、その弾性膜体１２の先端部１２Ｂの外側には、弾性膜体１２の内側に配置された加締リング４２が周設されており、この加締リング４２が径方向内側に加締められることで、弾性膜体１２の先端部１２Ｂが基体２０の外周面に全周に亘って固定されて基体２０の外周面に気密に接合されている。このように弾性膜体１２の両端部１２Ａ、１２Ｂが基体２０の外周面に対してそれぞれ気密に接合されていることで、弾性膜体１２の内側が密閉される。なお、上記した弾性膜体１２の基端部１２Ａと先端部１２Ｂとの間の部分に、上記した第１空気通路２４の分岐路２４Ｂの開口端が形成されている。

図３に矢印で示すように、弾性膜体１２の内側に弾性膜体膨張用のエアを供給すると、エアは、主路２４Ａを先端側に向かって流通し、２本の分岐路２４Ｂ、２４Ｂにそれぞれ分流し、各分岐路２４Ｂ、２４Ｂの端部から弾性膜体１２の内側に流入するようになっている。これにより、弾性膜体１２がドーナツ状に膨張し、弾性膜体１２の外周面における当接面１２Ｃが対象物１４の内周面に密接し、対象物１４が内側から把持されるようになっている。

このとき、弾性膜体１２における対象物１４の内周面に密接する当接面１２Ｃには滑り防止手段の一例としての凹凸部５０が形成されている。この凹凸部５０は弾性膜体１２の収縮状態（図１に示す状態）で、軸線１０Ａに対して軸方向に沿って幅Ｗ１で形成されている。また、この凹凸部５０は、一例として平面状の凹部５２に複数の角錐形状の凸部５４が突出形成されている。また、凸部５４は、軸線１０Ａに対して収縮状態で所定角度θ１、一例として±θ１＝±４５度傾斜して形成されている。なお、角度θ１は０度、９０度等の他の角度でもよい。

また、凹部５２と凹部５２（凸部５４と凸部５４）との間隔は全て等しくなっており、使用要件に応じて設定されている（一例として１ｍｍ）。また、凹部５２に対する凸部５４の高さは全て等しくなっており、使用要件に応じて設定されている（一例として１ｍｍ）。

なお、凹部５２の形状はＶ溝等の他の形状としてもよい。また、凸部５４の形状は円錐、半球等の他の凸形状としてもよい。さらに、凹部５２と凹部５２（凸部５４と凸部５４）との間隔は、全て等しくする必要はなく、膨張時の形状を考慮して異なる間隔としてもよい。

従って、弾性膜体１２における対象物１４を把持する当接面１２Ｃは、凹凸部５０が形成されていない部位に比べて摩擦係数が大きくなっている。このため、対象物１４をつかんだ際に、対象物１４が滑り難い。この結果、対象物１４を把持する当接面１２Ｃに凹凸部５０が形成されていない場合に比べて重い対象物１４を把持することが可能になる。

なお、筒状の弾性膜体１２を製造する際に使用する筒状の金型は、その内側面にブラスト加工、シボ加工、切削加工等によって凹凸が形成されており、この金型で筒状の弾性膜体１２を成形することで、筒状の弾性膜体１２における対象物１４を把持する当接面１２Ｃに凹凸部５０が形成されるようになっている。

アダプター２２は、例えば金属等からなる円筒形状の部材であり、基体２０の基端部２０Ｂの外周に装着されている。このアダプター２２の内周面には、周方向に延在する連通路３６が形成されている。この連通路３６は、アダプター２２の内周面全周に亘って形成された凹溝であり、上記した第２空気通路３４の横孔３４Ａの開口端に対応する軸方向位置に配設されており、複数の第２空気通路３４にそれぞれ連通されている。また、アダプター２２の内周面には、周方向に沿って延在する円環状のＯリング４４が装着されている。このＯリング４４は、アダプター２２の内周面と基体２０の基端部２０Ｂの外周面との間をシールする部材であり、例えばゴムや合成樹脂などの弾性体からなる。また、Ｏリング４４は、連通路３６の基端側（上側）及び先端側（下側）にそれぞれ配設されている。つまり、軸方向に間隔をあけて配設された一対のＯリング４４、４４の間に上記した連通路３６が形成されている。

また、アダプター２２には、上記した連通路３６に連通する給気口４６が形成されている。この給気口４６は、図３に矢印で示すようにリークテスト用のエアを上記した第２空気通路３４に流入させるための流入口であり、上記した連通路３６を介して第２空気通路３４に連通されている。また、この給気口４６は、給気管３０のコネクタ部３０Ａが接続可能な接続部を兼ねた孔である。詳しく説明すると、給気口４６は、コネクタ部３０Ａが螺合される雌ネジ状の孔であり、アダプター２２の外周面から径方向に沿って連通路３６まで延在されている。

（作用効果）
次に、上記したつかみ装置１０の作用と効果について説明する。

（対象物の把持）
つかみ装置１０を用いて対象物１４を把持する際には、まず、図１に示すように、給排気口２６に給排気管２８のコネクタ部２８Ａを螺着させ、つかみ装置１０に給排気管２８を接続しておく。その後、図３に示す対象物１４の内側に当該つかみ装置１０を挿入する。このとき、弾性膜体１２の内側にエアを供給せず、弾性膜体１２を萎んだ収縮状態にしておく。

続いて、図３に矢印で示すように、弾性膜体１２の内側に弾性膜体膨張用のエアを供給する。詳しく説明すると、給排気管２８から給排気口２６を介して第１空気通路２４にエアを供給する。このエアは、主路２４Ａを先端側に向かって流通し、２本の分岐路２４Ｂ、２４Ｂにそれぞれ分流し、各分岐路２４Ｂ、２４Ｂの端部から弾性膜体１２の内側に流入する。これにより、弾性膜体１２がドーナツ状に膨張し、弾性膜体１２の外周面が対象物１４の内周面に密接し、対象物１４が内側から把持される。

このとき、弾性膜体１２における対象物１４を把持する当接面１２Ｃは、凹凸部５０が形成されていない部位に比べて摩擦係数が大きくなっている。このため、対象物１４をつかんだ際に、対象物１４が滑り難い。この結果、対象物１４を把持する当接面１２Ｃに凹凸部５０が形成されていない場合に比べて重い対象物１４を把持することが可能になる。また、弾性膜体１２における対象物１４を把持する当接面１２Ｃに凹凸部５０を形成する構成のため、装置が大型化、重量化することもない。この結果、このつかみ装置１０が取り付けられる組立ロボット等の装置に加わる負荷が少なくなり、組立ロボット等の装置の寿命が延びたり、小型化が可能になる。

また、本実施形態では、滑り防止手段としての凹凸部５０を弾性膜体１２の当接面１２Ｃに形成しているため、簡単な構成で、つかみ装置１０を大型化、重量化することなく、重い対象物を把持することが可能になる。

また、本実施形態では、凹凸部５０が弾性膜体１２を製造する金型の内側面に形成された凹凸で形成されるため製造が容易である。さらに、弾性膜体１２における中間部に凹凸部５０を設ける構成のためこの点においても製造が容易である。なお、金型表面に形成する凹凸（シボ加工）はサンドペーパーの粒度で表現すると５００〜８００番程度の粗さが適している。

一方、対象物１４を把持したつかみ装置１０を対象物１４から離す際には、給排気管２８で第１空気通路２４内のエアを吸引する。これにより、弾性膜体１２内のエアが第１空気通路２４内に流入して弾性膜体１２内のエアが排出され、弾性膜体１２が萎んで収縮し、弾性膜体１２の当接面１２Ｃが対象物１４の内周面から離間し、つかみ装置１０が対象物１４から外れる。

（その他の実施形態）
以上に於いては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、弾性膜体１２を製造する金型の内側面に形成された凹凸で凹凸部５０を形成したが、これに代えて、弾性膜体１２を製造した後の後加工で、当接面１２Ｃに、ヤスリをかけることで凹凸部５０を形成してもよい。このように、凹凸部５０を後加工で形成する場合には、凹凸部の粗さ、言い換えれば、摩擦係数を容易に調整することができる。なお、金属製ヤスリを使用する場合、目の粗さは細目、もしくは油目が適している。

また、上記実施形態では、凹凸部５０を弾性膜体１２の収縮状態で、軸線１０Ａに対し軸方向に沿って幅Ｗ１で形成したが、凹凸部５０は少なくとも対象物１４を把持する当接面に形成されていればよい。一方、凹凸部５０を弾性膜体１２の全域に形成してもよい。

また、上記実施形態では、凹凸部５０を滑り防止手段の一具体例として説明したが、滑り防止手段は、必ずしも凹凸部５０である必要はなく、弾性膜体１２の当接面１２Ｃの摩擦係数を大きくする構成であれば、摩擦係数の大きいゴムシートを弾性膜体１２の当接面１２Ｃに接着する等の他の滑り防止手段を使用することもできる。

また、上記実施形態では、対象物１４を内側から把持するつかみ装置について説明したが、本発明は、特許第２７９３５４５号等に示されるような対象物の外側から把持するつかみ装置にも適用可能である。

１０つかみ装置
１２弾性膜体
１４対象物
２０基体
２２アダプター
２４第１空気通路（吸排気用の通路）
２６給排気口
２８給排気管
３０給気管
３４第２空気通路
３６連通路
４６給気口
５０凹凸部（滑り防止手段）

Claims

吸排気用の通路が形成された基体と、
前記基体の外側または内側に配設され、前記基体との間に密閉空間を形成し、前記密閉空間への流体の供給により膨張して対象物を把持する弾性膜体と、
前記弾性膜体における少なくとも前記対象物を把持する当接面に設けられた滑り防止手段と、
を有するつかみ装置。
前記滑り防止手段は当接面に形成された凹凸部である請求項１に記載のつかみ装置。
前記凹凸部は前記弾性膜体を製造する金型に形成された凹凸で形成される請求項２に記載のつかみ装置。
前記凹凸部は前記弾性膜体を製造した後の後加工で形成される請求項２に記載のつかみ装置。
前記弾性膜体は、軸方向の一端部が内側へ折り返されており、両端部が前記基体へ固定され、中間部が膨張し前記対象物に当接する筒状ゴムである請求項１〜４の何れか１項に記載のつかみ装置。