JP3142240U

JP3142240U - ワーク把持装置

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Publication number: JP3142240U
Application number: JP2008001837U
Authority: JP
Inventors: 千元杉山; 竜男定地
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2008-03-27
Filing date: 2008-03-27
Publication date: 2008-06-05
Anticipated expiration: 2018-03-27

Abstract

【課題】一方向に整列し個々にワークを保持する保持治具を有し且つ該保持治具間のピッチを変更可能な把持装置においてピッチ変更時においてワークに加えられる衝撃の低減を図るワーク把持装置を提供する。
【解決手段】３個の把持治具３、当該把持治具を懸架する第一のブロック５ａ、第二のブロック５ｂ及び第三のブロック５ｃ、当該ブロックを支持する支持バー７、当該ブロックの動作端部を規定する端部材９、及び当該ブロックを駆動する駆動力を提供するアクチュエータ１１を有する。支持バー７は、当該ブロック各々の上部に設けられた貫通孔を貫通するように配置された上部支持バー７ａと、ブロック下部に設けられた貫通孔を貫通し且つ上部支持バーと平行になるように配置された下部支持バー７ｂとからなる。
【選択図】図１

Description

本考案は、複数のワーク各々を個別に把持可能な複数の把持治具を有するワーク把持装置に関する。より詳細には、一方向に配置される複数の把持治具を有する把持装置であって、当該把持治具各々の間隔を変換することが可能なワーク把持装置に関する。

例えば３個以上の複数のワークを各々対応する把持治具によって吊り下げ様式にて把持し、当該ワークを移送する装置がある。このような装置において、ワークが供給されこれを把持する際のワーク間ピッチと、例えばワーク載置等、把持状態開放時におけるワーク間ピッチとが異なることがある。具体的にはコンベア等によってワークが搬送され供給された場合にはワーク間隔は殆ど密着した状態となる。また、これらワークをケーシングしようとした場合にはトレイ、箱等の大きさ、配置等に応じて所定のピッチを保持してワークの把持を開放し、ワークの移載をなる必要がある。このようなケーシング等を行う際にこれら把持治具間の距離を変更する装置は、例えば特許文献１に開示されている。

このような構成として、例えば特許文献２に示すような、把持治具上部にローラを取り付け、該ローラを溝状のガイドに倣わせて移動させることにより把持治具間のピッチを変更するものが知られている。また、特許文献１、３、或いは４に示されるように、把持治具を有するブロックをピッチ変換方向に対して移動自在に取り付け、狭ピッチ時に用いるストッパと広ピッチ時に用いるストッパとを各ブロックに固定する構成も知られている。

特開平０９−２２６９３４号公報特開２００４−１７１９４４号公報特開平１０−０１７１５０号公報特開２００７−２０３４１３号公報

上述した構成は、機構自体が簡易且つ操作が容易であることから広く用いられている。しかしながら、当該構成においては、ピッチ変換完了時に把持治具を有するブロックが所謂玉突き状態のようにぶつかり合って停止するため、当該ブロックに対して衝撃が加えられるという難点がある。このような衝撃においては、衝突に基づく急停止であることから、理論的には無限大の加速後が把持治具に対して付加されることとなる。例えば、把持治具によって把持されるワークが近年小型化著しい電子部品或いは異形形状である場合、当該衝撃によってワークが破損する、或いは把持し他ワークを落とす等の把持状態の劣化を引き起こす可能性もある。

本考案のこのような背景に鑑みてなされたものであり、複数のワークを各々把持する把持治具を有し且つ移送時においてこれら把持されたワーク各々の間隔（ピッチ)を変換可能とするワーク把持装置において、当該変換時において把持治具及びワークに対して与えられる衝撃等の負荷を低減する効果を得、且つ当該効果に基づいて移送速度を高め装置の稼働率向上を可能とすることを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るワーク把持装置は、一方向に整列し個々にワークを保持する複数の保持治具を有し且つ保持治具間のピッチを変更可能な把持装置であって、一方向に延在する支持バーと、一方向に沿って駆動力を供給可能なアクチュエータと、複数の保持治具を各々懸架する複数のブロックであって、支持バーに対して固定される第一のブロックと、支持バーにより一方向に摺動可能に支持される第二のブロックと、第一のブロックと共に前記第二のブロックを挟むように配置され、支持バーにより第一の方向に摺動可能に支持され、且つアクチュエータと連結されてアクチュエータからの駆動力を付加される第三のブロックと、からなる複数のブロックと、一方向にブロック間のピッチの最小値を規定する収縮側ストッパと、ブロック各々の間において前記ブロック各々が離間する方向に抗力を呈する緩衝体と、を有することを特徴としている。

なお、上述したワーク把持装置において、緩衝体より呈される抗力の作用する作用線は、アクチュエータが第三のブロックに駆動力を付加する作用線と一致することが好ましい。また、収縮側ストッパは作用線を軸として隣接するブロックの一方から他方に向かって突出することが好ましい。

本考案によれば、容易且つ簡便な機構により複数のワークを各々把持する把持治具を有するワーク把持装置において、移送時において把持されたワーク各々のピッチを変換する際に、把持治具及びワークに対して与えられる衝撃等の負荷を低減することが可能となる。また、移載時にワークに対して与えられる衝撃等負荷の低減が可能となることから、移送速度の高速化及びこれに伴う稼働率の向上が見込める。更に、衝撃の低減によって作業性が向上し、衝撃等の付加による移載時の把持劣化或いはワーク自体の破損を防止することも可能となる。

以下に図面を参照し、本考案の一実施の形態について説明する。図１は把持治具が３個からなる把持装置の概略構成を示している。本実施形態に係る把持装置１は、３個の把持治具３、当該把持治具を懸架する第一のブロック５ａ、第二のブロック５ｂ及び第三のブロック５ｃ、当該ブロックを支持する支持バー７、当該ブロックの動作端部を規定する端部材９、及び当該ブロックを駆動する駆動力を提供するアクチュエータ１１を有する。支持バー７は、当該ブロック各々の上部に設けられた貫通孔を貫通するように配置された上部支持バー７ａと、ブロック下部に設けられた貫通孔を貫通し且つ上部支持バーと平行になるように配置された下部支持バー７ｂとからなる。

端部材９は、これら支持バー７の一方の端部に固定される。該端部材９に最も近い位置に配置される第一のブロック５ａは、固定具１３により支持バー７に対して固定される。アクチュエータ１１は支持バー７の他方の端部に固定され、該端部に最も近い位置に配置される第三のブロック５ｃと連結されて、支持バー７の延在方向に当該第三のブロック５ｃを駆動する。第二のブロック５ｂ及び第三のブロック５ｃは、不図示のベアリング等の公知の構成により、支持バー７によって当該支持バーの延在方向に対してスライド（移動及び摺動）可能に支持される。ここで、各々のブロックのスライド動作を円滑に実行するために、アクチュエータ１１が第三のブロック５ｃに対して駆動力を付加する位置は、一対の支持バー７に支持された状態における当該ブロックの重心位置に対して該支持バーの延在方向から作用する位置である第三のブロック５ｃの側面であることが好ましい。各々のブロックは一対の支持バー７ａ、７ｂの延在方向に対して垂直な方向に長い略直方体形状を有し、下方端部において各々把持治具３を懸架している。なお、当該把持治具３については、例えば真空吸着、挟持等の方法によりワーク２を把持するが、これら把持方法を実行する各種構成に関しては、本考案の主たる構成と直接的な関係を有しないことからここでの説明は省略する。

第一のブロック５ａは第二のブロック５ｂと向かい合う面において、当該第二のブロック５ｂ方向に突出する第一の収縮側ストッパ１５ａを有する。また、第二のブロック５ｂは、第三のブロック５ｃと向かい合う面において、当該第三のブロック５ｃ方向に突出する第二の収縮側ストッパ１５ｂを有する。なお、これらストッパは、各々のブロックが安定して停止するという観点から、一対の支持バー７に支持された状態における当該ブロックの重心位置より該支持バーの延在方向に突出することが好ましく、前述したアクチュエータ１１の駆動力の付加の作用軸と一致して突出することが好ましい。しかしながら、当該ストッパは、本形態の如く一方のブロックから他方のブロックに突出する形状のみならず、突出形状部を有さずにブロック自体が互いに当接してストッパの機能を果たすこととしても良い。

第一のブロック５ａには、一対の支持バー７を含む面の断面形状が略コの字状であって、一方の脚部が第一のブロック５ａと接続され、他方の脚部が第二のブロック５ｂ側に張り出すように形成された、第一のコの字状部材１７ａが更に固定されている。第二のブロック５ｂには、第一のコの字状部材１７ａの両脚の間に突き出すように形成された第一のＩ状部材１９ａ、及び一対の支持バー７を含む面の断面形状が略コの字状であって、一方の脚部が第二のブロック５ｂと接続され、他方の脚部が第三のブロック５ｃ側に張り出すように形成された、第二のコの字状部材１７ｂが各々固定されている。更に、第三のブロック５ｃには、第二のコの字状部材１７ｂの両脚の間に突き出すように形成された第二のＩ状部材１９ｂが固定されている。第一のコの字状部材１７ａの他方の脚部は第一のＩ状部材１９ａと、また第二のコの字状部材１７ｂの他方の脚部は第二のＩ状部材１９ｂと、各々当接することによってこれらが接続されるブロック間の間隔がこれ以上広がることを防止する伸延側ストッパとして作用する。

第一のブロック５ａと第二のブロック５ｂとの間には、第一の収縮側ストッパ１５ａと軸心が位置するように配置され、一方の端部が第一のブロック５ａと接続され且つ他方の端部が第二のブロック５ｂと接続される第一のバネ２１ａが配置される。また、第二のブロック５ｂと第三のブロック５ｃとの間には、第二の収縮側ストッパ１５ｂと軸心が位置するように配置され、一方の端部が第二のブロック５ｂと接続され且つ他方の端部が第三のブロック５ｃと接続される第二のバネ２１ｂが配置される。例えば第一のブロック５ａと第二のブロック５ｂとの間隔が狭まり第一の収縮側ストッパ１５ａが第二のブロック５ｂと突き当たる場合であっても、第一のバネ２１ａによって突き当たる際に各々に加えられる衝撃を緩和することが可能となる。また、第一のバネ２１ａと第二のバネ２１ｂとは、同一の特性を有するバネである。これらバネは、各ブロックの間隔が最も伸延した場合であっても、無負荷の状態での所謂自然長から押し縮められた状態で個々のブロック間に配置されている。従って、第二のブロック５ｂと第三のブロック５ｃとのブロックピッチを伸延させる方向にアクチュエータ１１が第三のブロック５ｃを駆動させた場合、これらバネの抗力により個々のブロックのピッチも自動的に伸延されることとなる。

なお、本実施形態においては、所謂つるまきバネを用いることとし、当該バネの中央軸心に収縮側ストッパが配置されることとしている。しかしながら、本発明の実施形態は当該バネに限定されず、最終的に収縮側ストッパに発生する衝撃を緩和可能であってその際の作用線が、一対の支持バー７に支持された状態における当該ブロックの重心位置を通り且つ該支持バーの延在方向と一致するように、バネ、ゴム等の弾性部材或いは所謂ダンパーのような粘性を用いた緩衝体等、総括して緩衝体を称呼され得る部材を配していれば良い。このような条件に適するように弾性部材を配置することによって、個々のブロックに与えられる可能性のある衝撃を最も効果的且つ衝撃を分散することなく緩和することが可能となる。

なお、例えば前述したコの字状部材及びＩ状部材の組み合わせによって、収縮側のストッパを構築することも可能である。しかしながら、この場合、個々のブロックがストッパの当接により移動を停止する際に、アクチュエータ１１から加えられる駆動力の作用する軸線は、第三のブロック５ｃを介して当初軸線と異なる位置にシフトしてしまう。このため、ブロック停止時にストッパを中心とする回転方向のモーメントが働き、バネ等弾性他の配置も当該モーメントを考慮した位置に配置せねば効果的な衝撃の緩和作用を得ることができなくなる恐れがある。本考案の如く、弾性体の作用軸線をアクチュエータ１１から加えられる駆動力の作用軸線と一致させ、且つ当該軸線状に収縮側及び伸延側の少なくとも一方のストッパの軸線も当該作用軸線と一致させることにより、このような回転のモーメントを考慮する必要がなくなり、簡易な構成によって効果的な衝撃緩和の効果を得ることが可能となる。

次に当該構成を有する把持装置の実際の動作について、図面を参照して説明する。以下に示す図２Ａ〜図２Ｄは各々該把持装置における把持治具間隔の収縮時及び伸延時とこれら動作の中間時の状態を示している。なお、これら図は図１と同様の様式にて当該装置を示すものであって、前述した構成に関しては同一の参照符号を用いて以下の説明を行う。図２Ａは、把持治具３のピッチが最も大きくなった状態（ピッチＰ＝Ｐ_１）をしめしている。当該状態において、第一のコの字状部材１７ａと第一のＩ状部材１９ａと、及び第二のコの字状部材１７ｂと第二のＩ状部材１９ｂとは各々当接若しくは最も接近した状態にある。また、第一のバネ２１ａ及び第二のバネ２１ｂは、各々自然状態から縮められ、各々のブロックを互いに離間させる方向の力を個々のブロックに作用させている。

把持治具３のピッチ収縮に際して、アクチュエータ１１が第三のブロック５ｃに対して、当該ブロック５ｃが端部材９方向にスライドするように駆動力を加える。当該駆動力に応じて第三のブロック５ｃが端部材９方向に移動し、また、第一のバネ２１ａ及び第二のバネ２１ｂが互いに均等な負荷を両端部に配置されるブロックに加える作用によって第一のブロック５ａと第二のブロック５ｂとの間隔、及び第二のブロック５ｂと第三のブロック５ｃとの間隔とを一致させる。その結果、個々のブロック間のピッチはＰ＝Ｐ_２となる。当該状態を図２Ｂに示す。当該状態より、更にアクチュエータ１１が作動し、第一の収縮側ストッパ１５ａ及び第二の収縮側ストッパ１５ｂが作用して、個々のブロック間のピッチがＰ＝Ｐ_３なる最小ピッチとなった状態を図２Ｃに示す。図２Ｂに示す状態から図２Ｃに示す状態に至る過程において、第一のバネ２１ａ及び第二のバネ２１ｂは徐々に収縮し、個々のブロックの間隔を広げようとする力を増加させる。従って、収縮側ストッパ１５が作用する段階において、これらバネからブロックに作用する力は最大となり、ブロックとストッパとの衝突時の衝撃を最も効果的に緩和する。

当該状態からブロック間のピッチを伸延させる場合には、アクチュエータ１１を動作させ、第三のブロック５ｃをアクチュエータ１１側に移動させる。この伸延操作における途中の過程を図２Ｄに示す。個々のストッパは、個々のブロックの間に配置されるバネから加えられる抗力により各ブロックは略同時且つ略同一の速度で各々離間され、対応する部材から各々離れている。ここで、もし各ブロック間にバネが存在しない場合には、伸延操作は第三のブロック５ｃがまず動作し、当該ブロック５ｃと第二のブロック５ｂとの伸延用ストッパが作用した後に第三のストッパ５ｃと連動し第二のストッパ５ｂがピッチ伸延の動作を開始し、以下順次伸延用ストッパの作用開始とこれに伴う個々のブロックが摺動が続けられることとなる。従って、後に駆動が開始されるブロックについては動作開始する際に動き始める合計質量が大きくなってしまい、当該ブロックにおける伸延用ストッパに加えられる衝撃も大きくなってしまう。本実施形態の如くバネを自然長より縮めておき常時ブロック間に伸延側に作用する抗力を負荷しておくことによってこのような伸延用ストッパに対する衝撃の負荷を防止或いは抑制することが可能となる。図２Ｄに示す状態から更にアクチュエータ１１が動作し、コの字状部材１７とＩ状部材１９とが各々当接することにより、ピッチＰ＝Ｐ_１となり、ピッチの伸延動作は図２Ａに示す状態に至って停止する。

以上の構成からなる把持装置を用いることにより、各ブロックの運動エネルギーがバネ力により緩和され、移動端における衝撃は勿論、隣り合わせるブロック間において生じ得る衝撃についてもこれを緩和することが可能となる。即ち、移載時にワークに対して与えられる衝撃等負荷の低減が可能となることから、移送速度の高速化及びこれに伴う稼働率の向上が見込める。更に、衝撃の発生方向と衝撃緩和に作用する力の発生軸とが一致していることから、衝撃等の付加及び衝撃の緩和に伴うブロックの軸ブレが防止され、移載時の把持劣化或いはワーク自体の破損を防止することも可能となる。

次に、本考案の更なる実施形態について説明する。図３は、図１及び２に示す実施形態において３個だった把持治具をより多数とした形態を示している。なお、図３は当該実施形態に係る把持装置１を図１と同様の様式にて示したものであり、図１に示した構成と同一の構成に関しては同じ参照番号を付記して示すこととする。また、本実施形態についての説明は、図１に示した実施形態と異なる部分について述べることとする。

本実施形態では、先に述べた実施形態における第二のブロック５ｂが複数個配置されている。また、第二のブロック５ｂに付随して配置されていた第二のコの字状部材１７ｂ、第一のＩ状部材１９ａ、第二のストッパ１５ｂ、及び第二のバネ２１ｂについても個々の第二のブロック５ｂに対して同様に配置されている。本形態においても、アクチュエータ１１から第三のブロック５ｃに加えられた駆動力は、個々のブロック間に配置されたバネによって相互に分散されて、各ブロックのピッチを一定に保とうとする。また、ピッチの収縮限において、バネによる抗力が作用することによりストッパとブロックとの接触、或いはコの字状部材とＩ状部材との接触により発生する衝撃が緩和される。

なお、本実施の形態においては、支持バー７に固定される第一のブロック５ａを並置される複数の第二のブロック５ｂの端部に配置することとしている。しかしながら、支持バー７に固定されるブロック５ａを複数個配置されるブロックにおける略中央部分に配置することとしても良い。このような実施形態を図４に示す。図４は、図３に示す実施形態において端部に配置されブロック５ａを中央部に配置した形態を示している。なお、図４は当該実施形態に係る把持装置１を図３と同様の様式にて示したものであり、図３に示した構成と同一の構成に関しては同じ参照番号を付記して示すこととする。また、本実施形態についての説明は、図３に示した実施形態と異なる部分について述べることとする。

本実施形態では、５個の把持治具及びブロックを用いることとし、支持バー７の延在方向に並べて配置されるブロックにおける中央のブロックを前述した第一のブロック５ａとして固定具１３により支持バー７に固定している。また、アクチュエータ１１は支持バー７の両端部に、駆動軸方向を一致させて互いに向かい合うように配置される。なお、ストッパ１５については、隣接するブロックにおける一方、同図においては紙面横方向に並んだ左側のブロックより右側のブロックに向かって突き出すように、且つ図１に示した配置の条件を満たすように配置されている。当該ストッパ１５は、隣接するブロック間の一方の側に配置され、且つ当該装置においてブロック間ピッチを最も収縮させた際に当該ストッパが同時に作用するように配置されていれば良い。本実施形態では装置組立時の作業性の容易化及び個々の部材の作製の容易化の観点から、ストッパ１５の配置を個々のブロックに対して全て同一としている。また、バネ２１については、図１に示した配置の条件を満たすように且つ個々のブロックを繋げるように配置されている。更に、コの字状部材１７及びＩ状部材１９は、各々のブロックに対して一対配置されることとし、当該装置においてブロック間ピッチを最も伸延させた際に、これら部材同士が当接し合ってブロック間ピッチを所定の一定値に保つことを可能としている。

本実施形態では、アクチュエータ１１を複数必要とするというデメリットを有する。しかし、ブロックと支持バーとの摩擦力によりバネ同士に伝達される駆動力の減衰は図３に示す形態と比較して半分で済む。従って、図３に示す実施形態の場合と比較して、ピッチ変更中における各ブロック間のピッチの変位状態はより均一に保たれる。従って、図３に示す実施形態の場合と比較して、ストッパが作用する際に発生する衝撃も時間的に一致する頻度が高く、把持する治具に加わる衝撃の回数が減少して当該衝撃による把持不良を発生させる頻度を低減するという効果も見込める。

なお、第一のブロックは支持バーに固定されるブロックとして、また第三のブロックはアクチュエータにより駆動量を実際に付加されるブロックとして把握される。また、第二のブロックはこれら第一及び第三のブロックに挟まれるように配置されるブロック或いはブロック群として把握される。なお、先にも述べているが、本実施形態では衝撃の緩和を主たる目的として弾性体として所謂つるまきバネを用いているが、同様の作用を呈する緩衝体或いは弾性体であれば、板バネ等の各種のバネ、更にはゴム、樹脂からなる弾性体や所謂ダンパー等も指定するピッチ等によっては使用可能である。更に、当該弾性体は隣接するブロック各々にその端部が固定されて作用線がアクチュエータの作用線と一致していることが好ましい。

また、各ブロックを支持バーに対してスライド可能に支持させる構成は、公知のベアリング等、摺動抵抗を低減しつつブロックのスライドを可能とする各種構成を適用可能である。更にアクチュエータについては、トルク制御が可能なステップモータ等からなるアクチュエータ等も使用可能であるが、例えば一般的なエアシリンダからなるアクチュエータを用いる簡易的な構成によってこれらを構築することがより好ましい。

本考案の一実施形態に係る把持装置を模式的に示す図である。図１に示す把持装置について、把持治具間のピッチを変更する際の動作の一段階を模式的に示す図である。図１に示す把持装置について、把持治具間のピッチを変更する際の動作の一段階を模式的に示す図である。図１に示す把持装置について、把持治具間のピッチを変更する際の動作の一段階を模式的に示す図である。図１に示す把持装置について、把持治具間のピッチを変更する際の動作の一段階を模式的に示す図である。本考案の他の実施形態に係る把持装置を模式的に示す図である。本考案の他の実施形態に係る把持装置を模式的に示す図である。

符号の説明

１：把持装置、２：ワーク、３：把持治具、５：ブロック、７：支持バー、９：端部材、１１：アクチュエータ、１３：固定具、１５：ストッパ、１７：コの字状部材、１９：Ｉ状部材、２１：バネ

Claims

一方向に整列し個々にワークを保持する複数の保持治具を有し且つ前記保持治具間のピッチを変更可能な把持装置であって、
前記一方向に延在する支持バーと、
前記一方向に沿って駆動力を供給可能なアクチュエータと、
前記複数の保持治具を各々懸架する複数のブロックであって、前記支持バーに対して固定される第一のブロックと、前記支持バーにより前記一方向に摺動可能に支持される第二のブロックと、前記第一のブロックと共に前記第二のブロックを挟むように配置され、前記支持バーにより前記第一の方向に摺動可能に支持され、且つ前記アクチュエータと連結されて前記アクチュエータからの駆動力を付加される第三のブロックと、からなる前記複数のブロックと、
前記一方向において前記ブロック間のピッチの最小値を規定する収縮側ストッパと、
前記ブロック各々の間において前記ブロック各々が離間する方向に抗力を呈する緩衝体と、を有することを特徴とするワーク把持装置。
前記緩衝体より呈される抗力の作用する作用線は、前記アクチュエータが前記第三のブロックに駆動力を付加する作用線と一致することを特徴とする請求項１に記載のワーク把持装置。
前記収縮側ストッパは前記作用線を軸として隣接する前記ブロックの一方から他方に向かって突出することを特徴とする請求項１或いは２に記載のワーク把持装置。