JP2017011108A - 把持装置及び把持方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被把持材を把持する把持力を容易に調整する。
【解決手段】把持装置１０は、固定片１２ｂと、固定片に離接可能に構成された第一可動片１３を有する把持具７と、第一可動片の他端側に第一可動片に連続して設けられた第二可動片１８と、第一可動片と第二可動片１８の間に介在して第一可動片と第二可動片１８の間隔を広げるように付勢する第一スプリング１９と、第二可動片１８を任意の位置にまで移動させる駆動装置２６とを備える。駆動装置２６が、第一スプリング１９の付勢力に抗して第二可動片１８を固定片側に移動可能なカム２７と、カム２７を任意の位置に変位させるモータ２８とを備え、カム２７が第二可動片１８に外周が当接する板カム２７であって、板カム２７の外周に第二可動片１８を接触させるように第二可動片１８を付勢する第二スプリング２２を更に備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、線材等の被把持材を把持する把持力を変更可能な把持装置及び把持方法に関するものである。

従来、線材を巻回する巻線装置などに使用される線材の把持装置では、互いに接近して間に存在する線材を把持する一対の把持片と、一対の把持片を互いに接近して閉じる方向に付勢するスプリングと、そのスプリングの付勢力に抗して一対の把持片を離間させて開せる駆動装置である流体圧シリンダとを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０００−３３１８６０号公報

一方、近年の巻線装置においては、巻回する線材の引き回しやその処理まで行う様なものも開発されるに至っている。従って、このような巻線装置などに使用される線材の把持装置では、線材を一対の把持片により把持して、その一対の把持片に対する線材の移動を禁止し、その一対の把持片をそれらが把持する線材と共に移動させて、それに把持された線材を引き回す他に、一対の把持片により線材を比較的弱い力で把持して、その一対の把持片に対する線材の移動を許容し、線材の移動を許容しつつ一対の把持片を移動させて、それに把持された線材を一対の把持片の間で滑らせながら引き延ばすようなことも要求されるに至った。

しかし、流体圧シリンダにより一対の把持片を離間させて開き、その間に線材を挿入し、その後に流体圧シリンダを解除して、スプリングにより一対の把持片を互いに接近させて閉じて、その一対の把持片により線材を把持させる従来の把持装置では、線材を把持する把持力の調整が、バネ定数の異なるスプリングに取り替えなければ変化させることができず、その変更調整が困難となる不具合があった。

本発明の目的は、線材等の被把持材を把持する把持力を容易に調整し得る把持装置及び把持方法を提供することにある。

本発明の把持装置は、固定片とその固定片に一端が対向して固定片に離接可能に構成された第一可動片を有する把持具と、その第一可動片の他端側に設けられた第二可動片と、第一可動片と第二可動片の間に介在して第一可動片と第二可動片の間隔を広げるように付勢する第一スプリングと、第一スプリングの付勢力に抗して第二可動片を任意の位置にまで移動させる駆動装置とを備える。

ここで、把持具が把持する線材の長手方向に把持具が移動可能に基台に設けられ、把持具を一方の方向に移動するように付勢する小バネと、その小バネの付勢力に抗して把持具の所定値以上の一方の方向への移動を禁止する係止材が設けられることが好ましい。

また、駆動装置は、第二可動片を移動可能なカムと、そのカムを任意の位置に変位させるモータとを備えることが好ましく、カムが第二可動片に外周が当接する板カムである場合には、その板カムの外周に第二可動片を接触させるように第二可動片を付勢する第二スプリングを更に備え、モータは第二スプリングの付勢力に抗してカムを変位させて第二可動片を第一可動片側に移動可能に構成することが好ましい。

本発明の把持方法は、上記把持装置を用い、第二可動片を第一可動片に離接させ、第一可動片と第二可動片の間隔を変化させて固定片と第一可動片が把持する被把持材の把持力を変更させることを特徴とする。第二可動片を移動可能なカムと、そのカムを任意の位置に変位させるモータとを更に備える場合、モータによるカムの変位量によって第二可動片を第一可動片に離接させることが好ましい。

本発明の把持装置及び把持方法では、第一可動片と第二可動片の間隔を広げる第一スプリングを備えるので、その第一可動片と第二可動片の間隔が変化すると、その第一スプリングが付勢する第一可動片の付勢力が変化する。このため、第二可動片を移動させて、第一可動片と第二可動片の間隔を変化させることにより、第一可動片が固定片とともに被把持材である線材を把持する把持力を変更させることができる。

一方、本発明の把持装置及び把持方法では、第二可動片を移動させるカムをモータにより任意の位置にまで変位可能にすれば、モータがカムの変位量を変更調整するように制御するだけで、被把持材を把持する把持力を容易に変化させることが可能となる。

依って、本発明の把持装置及び把持方法では、被把持材である線材を把持する把持力を容易に調整し得るものとなる。

本発明の把持装置を示す正面図である。 その把持装置が線材を把持した状態を示す図１に対応する正面図である。 その線材を把持した把持具が移動した状態を示す図２に対応する正面図である。 その把持装置が線材を弱く把持した状態を示す図２に対応する正面図である。 その把持装置の上面図である。 その把持装置の裏面図である。 その把持装置のモータ側の側面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 その把持装置が把持した線材を引き回す状態を示す図である。

次に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図７に示すように、本発明の把持装置１０は、例えば、線材９を巻回する巻線装置等において、被把持材である線材９を把持するため、又はその線材９を引き延ばすために用いられるものであり、その巻線装置等に取り付けられる基台１１を備える。この基台１１には、図示しない巻線機等に取付けるための複数の取付孔１１ａが形成される。

基台１１の一面には、長尺材である台座８が取付けられ、この台座８の先端側には第一レール１６がこの台座８の長手方向に直交して設けられる。そして、この第一レール１６には可動台１６ａが移動可能に設けられ、この可動台１６ａには把持具７が取付けられる。即ち、基台１１には台座８を介して把持具７が取付けられる。

この把持具７は、可動台１６ａに小ねじ８ａにより取り付けられた本体部材１２を有し、この本体部材１２には把持具７を構成する第一可動片１３が移動可能に収容される溝１２ａと、その溝１２ａの端部にその溝１２ａを閉塞する固定片１２ｂとが形成される。第一可動片１３は、一端が固定片１２ｂに対向するように溝１２ａに収容されて長手方向に移動可能な長尺の板材であって、図８に示すように、本体部材１２には、溝１２ａに収容された第一可動片１３の溝１２ａからの離脱を防止する係止具１４が小ねじ１５により取付けられる。

図１〜図４に戻って、従って、基台１１に台座８を介して設けられた把持具７は、固定片１２ｂと、その固定片１２ｂに一端が対向してその固定片１２ｂに離接可能に構成され、固定片１２ｂとの間に被把持材である線材９が存在したならば、その固定片１２ｂに接近してその固定片１２ｂと共に線材９を把持する第一可動片１３とを有するものとなる。そして、台座８には、固定片１２ｂと第一可動片１３が把持する線材９と平行な第一レール１６が設けられ、この第一レール１６に把持具７がその線材９と平行に移動可能に設けられることになる。

一方、第一可動片１３の他端側における台座８には、第一可動片１３に連続するような第二レール１７が設けられ、この第二レール１７に長尺状の第二可動片１８が移動可能に設けられる。この第二可動片１８は、第一可動片１３の他端側に、その第一可動片１３に連続し、その第一可動片１３の延長線上において移動可能に設けられる。

第一可動片１３の他端縁には第二可動片１８に向かう第一突起１３ａが形成され、その第一突起１３ａに臨む第二可動片１８の一端には、その第一突起１３ａに向かう第二突起１８ａが形成される。そして、第一可動片１３と第二可動片１８の間には第一コイルスプリング１９が挿入され、第一コイルスプリング１９の一端は第一突起１３ａに嵌入し、第一コイルスプリング１９の他端は第二突起１８ａに嵌入される。このように第一可動片１３と第二可動片１８の間に設けられた第一コイルスプリング１９は、第一可動片１３と第二可動片１８の間隔が狭まって圧縮されると、伸張しようとする付勢力により、第一可動片１３と第二可動片１８の間隔を広げるように付勢するものとなる。

また、第一可動片１３の側縁には切り欠き１３ｂが形成され、その切り欠き１３ｂに先端が係止する係止材２１が第二可動片１８に取付けられる。係止材２１は先端が折り曲げられて、全体としてＬ字状を成すものが用いられ、先端の折り曲げられた係止片２１ａが切り欠き１３ｂに進入するように第二可動片１８に取付けられる。

可動台１６ａと基台１１の間には、第一可動片１３を係止材２１に押しつけるように付勢する小バネ２０が介装され、第一可動片１３が係止材２１に押しつけられた状態で、この第二可動片１８が第一可動片１３の他端側に連続するように構成される。そして、図３に示すように、その小バネ２０の付勢力に抗して、把持具７を可動台１６ａと共に移動させると、その把持具７が把持する線材９の長手方向に移動可能に構成される。この時、第一可動片１３と第二可動片１８の間に設けられた第一コイルスプリング１９は斜めになるけれども、その第一コイルスプリング１９が第一可動片１３と第二可動片１８の間から離脱しない程度に把持具７の線材９の長手方向への移動が許容されるように構成される。

なお、図１〜図４における符号１６ｂは、小バネ２０の付勢力に抗して把持具７が移動しているか否かを検出する検出センサ１６ｂである。

また、係止材２１の係止片２１ａが進入する切り欠き１３ｂは、係止片２１ａが切り欠き１３ｂの第二可動片１８側の端縁に係止した状態で、第一及び第二可動片１３，１８のそれ以上の離間が防止され、第一コイルスプリング１９は圧縮された状態で第一可動片１３と第二可動片１８の間に存在するように構成される。

その一方で、切り欠き１３ｂは第一可動片１３の長手方向に長く形成され、係止片２１ａが切り欠き１３ｂの第二可動片１８側の端縁に係止した状態から、第一コイルスプリング１９が更に圧縮されることにより、第一及び第二可動片１３，１８が互いに接近することは許容されるように構成される。

また、台座８には、第二可動片１８を固定片１２ｂから離間する方向に付勢する第二コイルスプリング２２が設けられる。具体的には、第二可動片１８に第一係止ネジ２３が取付けられ、その第一係止ネジ２３に第二コイルスプリング２２の一端を係止させ、その第一係止ネジ２３より固定片１２ｂから遠ざかる位置の台座８に第二係止ネジ２４が取付けられる。第一及び第二係止ネジ２３，２４に第二コイルスプリング２２が引き延ばされた状態で、第二可動片１８に平行に架設され、第二コイルスプリング２２は縮まろうとする力により第一係止ネジ２３を第二可動片１８とともに第二係止ネジ２４側に引き戻し、第二可動片１８を固定片１２ｂから離間する方向に付勢するように構成される。

また、この線材把持装置１０は、第二コイルスプリング２２の付勢力に抗して第二可動片１８を固定片１２ｂ側の任意の位置にまで移動させる駆動装置２６が設けられる。この駆動装置２６は、第二可動片１８を固定片１２ｂ側に移動可能なカム２７と、そのカム２７を任意の位置に変位させるサーボモータ２８とを備える。

この実施の形態におけるカム２７は板カム２７であって、円板状の板カム２７をその中心から偏倚した位置にサーボモータ２８の回転軸２８ａを取付けるものとする。架台８の基端側における基台１１には、その架台８と並んでコ字状を成す取付具２９が取付けられ、この取付部２９を回転軸２８ａが貫通するようにサーボモータ２８が取付けられる。具体的に、このサーボモータ２８は、その回転軸２８ａを第二可動片１８の移動方向に直行させて、その回転軸２８ａに偏心して設けられた板カム２７の外周が第二可動片１８の他端に接触するように基台１１に取付けられる。そして、第二可動片１８の他端にはカム２７の外周を転動可能なローラ１８ｂが枢支される。

従って、第二コイルスプリング２２は、板カム２７の外周に第二可動片１８を接触させるように付勢するものとなり、サーボモータ２８はその第二コイルスプリング２２の付勢力に抗してカム２７を変位させて、その第二可動片１８を固定片１２ｂ側に移動可能に構成されたものとなる。

次に、このように構成された把持装置を用いた本発明の把持方法を説明する。

本発明の把持方法は、上述した把持装置１０を用いるので、固定片１２ｂと、その固定片１２ｂに一端が対向して固定片１２ｂに離接可能に構成され固定片１２ｂに接近して間に存在する線材９を把持可能な第一可動片１３と、第一可動片１３の他端側にその第一可動片１３に連続して設けられた第二可動片１８と、第一可動片１３と第二可動片１８の間に介在して第一可動片１３と第二可動片１８の間隔を広げるように付勢する第一コイルスプリング１９とを備えることを要件とする。

そして、第二可動片１８を第一可動片１３に離接させ、第一可動片１３と第二可動片１８の間隔を変化させて固定片１２ｂと第一可動片１３が把持する線材９の把持力を変更させることを特徴とする。以下に、本発明の把持方法を詳説する。

即ち、上述した把持装置１０では、図５に示すように、カム２７を変位させるサーボモータ２８を備えるので、本発明の把持方法は、サーボモータ２８によりカム２７を回転変位させても、第二コイルスプリング２２の付勢力により、第二可動片１８の他端はそのカム２７の外周に常に接触することになる。

第一及び第二可動片１３，１８は、それらの間にそれらの間隔を拡大させようとする第一コイルスプリング１９が介在するけれども、図１に示すように、係止片２１ａが切り欠き１３ｂの第二可動片１８側の端縁に係止した状態であれば、第一及び第二可動片１３，１８のそれ以上の離間は防止される。

このため、サーボモータ２８によりカム２７を回転変位させて、図１に示すように、第二可動片１８を固定片１２ｂから遠ざけると、第一可動片１３はその第二可動片１８とともに固定片１２ｂから遠ざかり、第一可動片１３の一端と固定片１２ｂの間に隙間を生じさせることができる。

このように、第一可動片１３の一端と固定片１２ｂの間に隙間を生じさせた状態で、線材９をその間に進入させる。この線材９の進入は、図示しない巻線装置等に設けられた線材９を繰り出すノズルを移動させることや、この把持装置１０自体を移動させることにより、行うことができる。

線材９を第一可動片１３の一端と固定片１２ｂの間に進入させた後には、図４に示すように、サーボモータ２８によりカム２７を再び回転させて変位させ、第二可動片１８を第二コイルスプリング２２の付勢力に抗して固定片１２ｂ側に移動させる。

すると、係止片２１ａが切り欠き１３ｂの第二可動片１８側の端縁に係止した状態であれば、第一及び第二可動片１３，１８のそれ以上の離間は防止され、それらの間隔を維持しながら、第一及び第二可動片１３，１８の双方が固定片１２ｂ側に移動し、第一可動片１３の一端は固定片１２ｂに近づくことになる。そして、図４に示すように、その間に挿入された線材９に両側から近づく固定片１２ｂ及び第一可動片１３の双方が当接した段階で、その線材９はそれらに把持されることになる。

固定片１２ｂ及び第一可動片１３が線材９を把持する把持力は、固定片１２ｂ及び第一可動片１３の双方が線材９に接触した程度ではゼロで有り、その段階から第二可動片１８を固定片１２ｂに向かって移動させることにより徐々に高まる。

そして、第二可動片１８を固定片１２ｂに向かって移動させようとする力と、第一コイルスプリング１９が第一及び第二可動片１３，１８を離間させようとする付勢力とが同一に成った後にあっても、第二可動片１８を固定片１２ｂに向かって更に移動させると、第一コイルスプリング１９の付勢力に抗して、固定片１２ｂと共に線材９を把持する第一可動片１３に向かって第二可動片１８が移動する。すると、図２に示すように、第一及び第二可動片１３，１８の間に介在された第一コイルスプリング１９は圧縮され、更に強い力で両者の間隔を広げようと付勢する。このように増加する第一コイルスプリング１９の付勢力は、固定片１２ｂ及び第一可動片１３が線材９を把持する把持力となる。

即ち、線材９を固定片１２ｂと第一可動片１３により把持する把持力は、第一可動片１３と第二可動片１８の間に設けられた第一コイルスプリング１９が第一及び第二可動片１３，１８の間の隙間を広げようとする付勢力と等しいものであり、その付勢力は第一コイルスプリング１９の圧縮量に比例することになる。そして、第一コイルスプリング１９の圧縮量は、第二可動片１８を移動させるカム２７の回転変位により変化し、本発明の線材把持装置１０は、そのカム２７をサーボモータ２８により任意の位置にまで変位可能に構成されている。

依って、本発明の把持装置１０及び把持方法では、カム２７の変位量によって閉じようとする固定片１２ｂと第一可動片１３による線材９の把持力を変更させることが可能なものとなる。そして、サーボモータ２８によりカム２７を変位させることによって、そのカム２７の変位量を容易に調整しうることから、本発明の把持装置１０及び把持方法は、被把持材である線材９を把持する把持力を容易に調整し得るものとなるのである。

そして、図２に示すように線材９を比較的強く把持して、その固定片１２ｂと第一可動片１３に対する線材９の移動を禁止し、その固定片１２ｂと第一可動片１３をそれらが把持する線材９と共に移動させれば、それに把持された線材９を、例えば、図９（ａ）に示すように、引き回すことが可能となる。

そして、本発明の線材把持装置１０では、把持具７が把持する線材９の長手方向に把持具７を移動可能に基台１１に設け、その把持具７を線材９の長手方向に移動可能にした。このため、例えば、把持具７が把持する線材９を基台１１と共に図９（ａ）のように引き回し、その後、図９（ｂ）のようにその基台１１を線材９の一方の方向に引っ張ると、図３に示すように、小バネ２０の付勢力に抗して、本体部材１２は基台１１に対して線材９の他の方向に移動し、小バネ２９が挟持具７を線材９の一方の方向に移動するように付勢する付勢力に等しい力で線材９を引っ張ることになる。そして、この状態は検出センサ１６ｂにより検出されることになる。よって、この状態で本体部材１２による線材９の挟持を解消すれば、線材９に小バネ２０が付勢する付勢力に等しい力を加えた状態で終了させることができる。

それに対して、図２に示すように、本体部材１２により線材９を比較的強く挟持して線材９の挟持具７に対する移動を禁止した状態で更に引っ張ると、図９（ｃ）に示すように、その線材９を引き回し途中の、例えばピン６の近傍において引き千切ることも可能となる。

その一方で、図４に示すように固定片１２ｂと第一可動片１３により線材９を比較的弱い力で把持すれば、その固定片１２ｂと第一可動片１３に対する線材９の移動は許容され、線材９の移動を許容しつつ固定片１２ｂと第一可動片１３を移動させれば、図９（ｄ）に示すように、それに把持された線材９を固定片１２ｂと第一可動片１３の間で滑らせながら引き延ばすようなことも可能となるのである。

なお、上述した実施の形態では、カム２７として板カム２７を用いる場合を説明した。けれども、第一コイルスプリング１９の付勢力に抗して第二可動片１８を移動可能である限り、カム２７は、正面カム（溝カム）や立体カムであっても良い。

また、上述した実施の形態では、第一及び第二スプリングの双方がコイルスプリングである場合を説明した。けれども、第一可動片１３と第二可動片１８の間隔を広げ得る限り、第一スプリングはコイルスプリング以外の形式のスプリングであっても良く、板カム２７の外周に第二可動片１８を接触させ得る限り、第二スプリングはコイルスプリング以外の形式のスプリングであっても良い。

更に、上述した実施の形態では、カム２７を任意の位置に変位させるモータとしてサーボモータ２８を用いる場合を説明したけれども、このモータは、カム２７を任意の位置に変位させ得る限り、他の形式のモータであっても良い。

７ 挟持具
９ 被把持材（線材）
１０ 把持装置
１１ 基台
１２ｂ 固定片
１３ 第一可動片
１８ 第二可動片
１９ 第一コイルスプリング
２０ 小バネ
２１ 係止材
２２ 第二コイルスプリング
２６ 駆動装置
２７ カム
２８ モータ

Claims (6)

1. 固定片(12b)と前記固定片(12b)に一端が対向して前記固定片(12b)に離接可能に構成された第一可動片(13)を有する把持具(7)と、
   前記第一可動片(13)の他端側に設けられた第二可動片(18)と、
   前記第一可動片(13)と前記第二可動片(18)の間に介在して前記第一可動片(13)と前記第二可動片(18)の間隔を広げるように付勢する第一スプリング(19)と、
   前記第一スプリング(19)の付勢力に抗して前記第二可動片(18)を任意の位置にまで移動させる駆動装置(26)と
   を備えた把持装置。
2. 把持具(7)が把持する線材(9)の長手方向に前記把持具(7)が移動可能に基台(11)に設けられ、
   前記把持具(7)を一方の方向に移動するように付勢する小バネ(20)と、前記小バネ(20)の付勢力に抗して前記把持具(7)の所定値以上の一方の方向への移動を禁止する係止材(21)が設けられた請求項１記載の把持装置。
3. 駆動装置(26)が、第二可動片(18)を移動可能なカム(27)と、前記カム(27)を任意の位置に変位させるモータ(28)とを備えた請求項１又は２記載の把持装置。
4. カム(27)が第二可動片(18)に外周が当接する板カム(27)であって、前記板カム(27)の外周に前記第二可動片(18)を接触させるように前記第二可動片(18)を付勢する第二スプリング(22)を更に備え、
   モータ(28)は前記第二スプリング(22)の付勢力に抗して前記カム(27)を変位させて前記第二可動片(18)を前記第一可動片(13)側に移動可能に構成された請求項３記載の把持装置。
5. 固定片(12b)と、前記固定片(12b)に一端が対向して前記固定片(12b)に離接可能に構成され前記固定片(12b)に接近して間に存在する被把持材(9)を把持可能な第一可動片(13)と、
   前記第一可動片(13)の他端側に設けられた第二可動片(18)と、
   前記第一可動片(13)と前記第二可動片(18)の間に介在して前記第一可動片(13)と前記第二可動片(18)の間隔を広げるように付勢する第一スプリング(19)とを備え、
   前記第二可動片(18)を前記第一可動片(13)に離接させ、前記第一可動片(13)と前記第二可動片(18)の間隔を変化させて前記固定片(12b)と前記第一可動片(13)が把持する被把持材(9)の把持力を変更させる
   ことを特徴とする把持方法。
6. 第二可動片(18)を移動可能なカム(27)と、前記カム(27)を任意の位置に変位させるモータ(28)とを更に備え、
   前記モータ(28)による前記カム(27)の変位量によって前記第二可動片(18)を前記第一可動片(13)に離接させる請求項５記載の把持方法。

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