JP3468803B2 - グリッパ着脱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は容器処理の一環として整
列した容器をグリッパで把持し、箱内に収納又は取り出
すグリッパ着脱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のグリッパ着脱装置を図５及び図６
によって説明する。図５において、１は着脱対象のびん
又は缶等の容器、２は容器１を把持する中空状のグリッ
パ、３は図示しない空気供給源と連通する連通孔３ａを
有するブラケットで、該ブラケット３には前記連通孔３
ａと連通する貫通孔４ａを有する軸４が挿着されてい
る。５は一端を前記軸４に、他端を貫通孔６ａを有する
軸６に挿着されたエアカップリングで、該エアカップリ
ング５を介して軸４，６の貫通孔４ａ，６ａが連通して
いる。７は軸６とグリッパ２を連結するためのゴムホー
スである。

【０００３】上記構成において、図示しない空気供給源
から供給された空気が連通孔３ａ、貫通孔４ａ、エアカ
ップリング５、貫通孔６ａ及びゴムホース７を介してグ
リッパ２の中空部２ａに導入されると、中空部２ａが空
気の圧力で膨張して容器１の頭部を把持して、図示しな
い手段により次工程に搬送する。ここで、中空部２ａの
空気を抜き去ることによりグリッパ２は容器１を解放
し、元の位置に戻る。ここで、取扱う容器１の種類や高
さが異なる場合には、軸６やグリッパ２を変更する必要
があるが、その交換方法としては、図６の如くエアカッ
プリング５から下を取り外して交換する方法がとられ
る。なお、エアカップリング５は構造及び耐久性の面か
ら金属製のものが使われ、軸６には樹脂が用いられる。
また軸６を分離した際に空気をストップする機構が内蔵
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のグリッパ着
脱装置には解決すべき次の（１）〜（４）の課題があっ
た。

【０００５】（１）従来のエアカップリングの雄と雌の
嵌合は比較的に固く、着脱する場合に両者の軸心が傾く
と更にこじり力が発生して、容易には着脱できない。ま
た、グリッパの着脱交換に時間がかかり過ぎる。

【０００６】（２）従来のエアカップリングは構造及び
耐久性の面から金属製のものが使われるので装置の重量
が重くなる。

【０００７】（３）エアカップリングを軸と結合すると
きに、金属製のカップリングと樹脂製の軸を結合するの
で両者の軸心がずれ易い。

【０００８】（４）自動着脱を行う場合、一般のエアカ
ップリングでは自動着脱装置の機構が複雑となる。

【０００９】本発明は上記課題を解決するため、雌雄の
カプラをわずか回転するだけで着脱できるグリッパ着脱
装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題の解決
手段として次の（１），（２）に記載のグリッパ着脱装
置を提供しようとするものである。

【００１１】（１）．支持ブラケットに流体流通可能な
管軸体によって懸垂支持され、流体動作によって容器等
の物品を把持解放するグリッパを下部に有するととも
に、用途に応じてグリッパ側を中途に設けたエアカップ
リングによって着脱するグリッパ着脱装置において、２
個以上の突起を外周に有する小径部と、該突起からずれ
た位置に軸に沿って２個以上のキー溝を有する大径部と
で成る雄カプラと、同雄カプラの突起と係合する側面視
がＬ字形または逆Ｌ字形の溝とを有し、雄カプラの小径
部に摺動自在に外嵌裝される雌カプラと、前記雄カプラ
の大径部に摺動自在に外嵌裝され、内周部に前記雄カプ
ラのキー溝及び前記雌カプラのＬ字形又は逆Ｌ字形の溝
に嵌合するすべりキーを有するキャップとを備えた、エ
アカップリングを具備してなることを特徴とするグリッ
パ着脱装置。

【００１２】（２）．上記（１）記載のグリッパ着脱装
置において、雌カプラ及びキャップの外周に各半径方向
に突設されたピンと、同ピンに上端に設けられた溝によ
って係合する作動筒と、同作動筒の複数をその筒軸廻り
に回転可能に天板に支承するフレームと、同フレームに
対し上記作動筒を揺動可能に作動筒外周に突設されたア
ームと、同アーム同士をピンを介して連結する連結棒
と、同連結棒を駆動可能に上記フレームに設けられたエ
アシリンダとを具備してなることを特徴とするグリッパ
着脱装置。

【００１３】

【作用】本発明は上記のように構成されるので次の作用
を有する。

【００１４】（１）．上記（１）の構成にあっては２個
以上の突起を外周に有する小径部と該突起からずれた位
置に軸に沿って２個以上のキー溝を有する大径部とでな
る雄カプラと同雄カプラの突起と係合する、側面視がＬ
字型または逆Ｌ字形の溝を有し、雄カプラの小径部に摺
動自在に外嵌裝される雌カプラと、前記雄カプラの大径
部に摺動自在に外嵌裝され、内周部に前記雄カプラのキ
ー溝及び前記雌カプラのＬ字形又は逆Ｌ字形の溝に嵌合
するすべりキーを有するキャップを有したエアカップリ
ングを備えるので、手動でエアカップリングを、容易に
短時間で、かつ、雌雄の軸心を一致して結合することが
できる。

【００１５】即ち、手動でエアカップリングを結合する
場合は、まずキャップを持ち上げ、雄カプラの突起と雌
カプラのＬ字型溝の縦溝を合わせて両者を軸方向に差込
み、円周方向に回転して突起がＬ字型溝の横溝に入った
状態で止める。次いで前記キャップを下げ、すべりキー
を雌カプラのＬ字形溝の縦溝に挿入して前記雄カプラの
突起が逆回転して外れないようにロックする。

【００１６】因みに通常、雄カプラはカプラ脱離時の空
気ストップ用ボーム弁を内蔵するが、ボール弁は雌カプ
ラのプッシャピンに押されて開き、空気流通状態とな
る。雄カプラと雌カプラの間はＯリングで機密にシール
される。

【００１７】（２）．上記（２）の構成にあっては上記
（１）の構成に加え、雌カプラ及びキャップの外周に各
半径方向に突設されたピンと、同ピンに上端の溝で係合
する作動筒と、同作動筒の複数を筒軸廻りに回転可能に
天板に支承するフレームと、同フレームに対し上記作動
筒を揺動できるよう作動筒外周に突設されたアームと、
同アーム同士をピン連結する連結棒と、同連結棒を駆動
可能に上記フレームに設けられたエアシリンダとを具備
するので、交換のために装着すべきグリッパを作動筒に
上方より挿入して雌カプラに突設されたピンを作動筒の
上端の溝に係合させ、懸吊状態とし、その上にたとえば
グリッパヘッド移動装置等で移動させた雄カプラを上下
に対向載置して下降させると、雄カプラを内包する状態
で懸吊されているキャップは、その外周に突設されたピ
ンが作動筒の上端の溝に係合して停止し、雄カプラのみ
がその外周の突起を雌カプラのＬ字型溝の縦溝に係合し
て下降し、溝の下端に当って止まる。

【００１８】この状態で、エアシリンダを作動させ、連
結棒を介してアームを操作させると作動筒はフレーム上
で回転し、ピンを介して雌カプラ及びキャップを所要量
回転させて静止する雄カプラの上記突起が雌カプラのＬ
字型溝の横溝に入り、その溝端で停止する。

【００１９】次いで、グリッパヘッド移動装置を上昇さ
せると、雄カプラと雌カプラはカップリングされた状態
で引き上げられ、キャップのすべりキーは自重で下がり
雌カプラのＬ字形溝の縦溝に入って雄カプラの突起をロ
ック（横溝内での移動を防止）し、交換用のグリッパ
（雌カプラ側）は作動筒の中を通って外に取出される。

【００２０】結合を外す場合は、上述の逆操作を行えば
よい。

【００２１】

【実施例】本発明の第１、第２実施例を図１〜図４によ
り説明する。図１、図２は第１、第２実施例共用の図、
図３、図４は第２実施例の図である。なお、第１実施例
は手動着脱を、第２実施例は自動着脱を行なえるよう構
成されている。

【００２２】（第１実施例）請求項１の発明に係る第１
実施例を図１、図２により説明する。

【００２３】図１は本実施例のグリッパ着脱装置のカッ
プリング状態、即ち、グリッパ（雌カプラ側）が上方の
雄カプラ側に係合した状態の側面図で、中心線の片側は
断面で示してある。図２は図１の要部の分解斜視図であ
る。

【００２４】理解を容易にするため、図２の斜視図で本
実施例のカップリング（装着）を先ず概述すると、上方
の雄カプラ１０が下方の雌カプラ２０に挿入される。そ
の際、雄カプラ１０の鉤突起１２ｃが雌カプラ２０のＬ
字型溝の縦溝２１ｂに係合して滑り降る。そして雄カプ
ラ１０を雌カプラ２０に対し、反時計方向にわずか回転
すると鉤突起１２ｃがＬ字型溝の横溝２１ｃに入る。こ
の状態でキャップ１６のすべりキー１６ｂが雄カプラ１
０のキー溝１２ｂから雌カプラ２０のＬ字型溝の縦溝２
１ｂにキャップ１６と共に滑り落ち、鉤突起１２ｃが横
溝２１ｃ内に拘束され、カップリングが完了する。

【００２５】従って、その他の部分は本実施例には特段
の関係はない。なお、ピン１７，２３は後述の第２実施
例でのみ用いられる。

【００２６】図１、図２において、２は中空部２ａを有
し、図示しない容器を把持するグリッパ、３は図示省略
のグリッパヘッド移動装置に懸架されているブラケッ
ト、４は貫通孔４ａを有する軸でその上部を前記ブラケ
ット３に図示のように円錐面で挿着支持されており、ま
た図示省略の空気供給源と連通している。６は貫通孔６
ａを有し下端が前記グリッパ２に螺着されている軸であ
る。

【００２７】１０は雄カプラ、２０は雌カプラで、両者
でエアカップリング（従来例の５に相当）を構成してい
る。１１はジョイント、１２はボールボックス、１３は
弁の作用をなすボール、１４はスプリング、１５はＯリ
ングで、これらで前記の雄カプラ１０を構成している。
１６は筒状のキャップである。ボールボックス１２の外
周は上部が大径部、下部が小径部となっており、大径部
の上端には円錐面１２ａを、側面には２個の深さが前記
小径部に達するキー溝１２ｂを有し、小径部には該キー
溝１２ｂから約４０°、円周方向にずれた位置に２個の
鉤突起１２ｃを有し、また下部の溝にＯリング１５を保
持している。キャップ１６は内周の上部に上記円錐面１
２ａと当接する円錐面１６ａを、また上端から下方に向
いて高さのほぼ半分の位置まで、ほぼ軸対称に２個のす
べりキー１６ｂを有していて、軸方向に摺動自在に前記
ボールボックス１２の大径部に外嵌裝され、すべりキー
１６ｂはキー溝１２ｂに嵌まり、最下降位置では上部の
円錐面１６ａがボールボックス１２の上部の円錐面１２
ａに当接するようになっている。（１７は後述する第２
実施例で自動着脱を行う場合にキャップ１６に追加され
るピンである）。

【００２８】２１は雌カプラ２０を構成するソケット
で、複数の連通孔２１ａを有する隔壁によって上下に仕
切られ、上部は前記ボールボックス１２の小径部に外嵌
裝され、下部には軸６が螺着され、外径はボールボック
ス１２の大径と等しく、前記隔壁の中心部には上側に突
出するプッシャピン２２が螺着されている。また上部の
側壁には縦溝２１ｂと横溝２１ｃで形成されるＬ字形、
又は逆Ｌ字形の溝が点対称に２個設けられており、縦溝
２１ｂの巾及び横溝２１ｃの高さは前記ボールボックス
１２の鉤突起１２ｃの巾及び高さよりそれぞれ僅かに大
きくなっている。（２３は後述する第２実施例で自動着
脱を行う場合にソケット２１に追加されるピンであ
る）。

【００２９】なお、上述の雄カプラ１０及び雌カプラ２
０の各部品はスプリング１４を除き総て樹脂製とする。
但し、重量を考慮する必要なき場合には金属製とするこ
ともできる。

【００３０】次に上記構成の作用について説明する。

【００３１】先ず、エアカップリングを結合する場合を
説明する。まずキャップ１６を上側に持ち上げてボール
ボックス１２の鉤突起１２ｃを目視し、この鉤突起１２
ｃにソケット２１の縦溝２１ｂを合わせて雌カプラ２０
を持上げ、縦溝２１ｂの下端を鉤突起１２ｃの下面に当
接させ、次いで円周方向に水平に回転して前記鉤突起１
２ｃを横溝２１ｃに入れる。このとき縦溝２１ｂと雄カ
プラ１０のキー溝１２ｂとの位置が合い、それを介して
キャップ１６のすべりキー１６ｂと縦溝２１ｂとの円周
方向の位置が合うのでキャップ１６を下げ（又は自然に
滑り落ちて）、すべりキー１６ｂを縦溝２１ｂに嵌め
て、鉤突起１２ｃが円周方向に移動しないようにロック
する。なお雌カプラ２０が結合されていないときは、ボ
ールボックス１２内のボール１３は、スプリング１４に
押されてボールボックス１２の下部の円錐面に気密に当
接して空気の放出を防いでいるが、雌カプラ２０が結合
されると、ソケット２１に固設されたプッシャピン２２
に押されて持上がり、グリッパ２の中空部２ａに通ずる
通路が開き、またボールボックス１２の小径部とソケッ
ト２１の内径部との間はＯリング１５によって気密に保
たれる。

【００３２】ここで、キャップ１６のすべりキー１６ｂ
がボールボックス１２の外周の大径部のキー溝１２ｂ
に、一部はつねにかかっているようにする為、ジョイン
ト１１にキャップ１６の上昇を制限するストッパをつけ
るようにすればキー溝合せの必要がなくより効率的であ
る。

【００３３】その他の作用は従来例と同様なので説明を
省略する。

【００３４】以上はグリッパ着脱装置を結合する場合に
ついて説明したが雌カプラ２０を外す場合は上述の逆操
作によって行なう。

【００３５】（第２実施例）請求項２の発明に係る第２
実施例を図１〜図４により説明する。なお、第１実施例
と同様の構成部材については必要ある場合を除き、説明
を省略する。

【００３６】本実施例は第１実施例における作用（結合
及び分離）を自動化した場合に相当するグリッパ着脱装
置で、図１、図２に関する限り、２点鎖線で示す、ピン
１７がキャップ１６に、ピン２３が雌カプラ２０に、そ
れぞれ外周の半径方向に突設される以外、第１実施例と
同様である。

【００３７】図３は本実施例のグリッパの自動着脱装置
３０の斜視図、図４は図３の作動筒３２群のうちの１個
を拡大して示した斜視図である。なお、図３では一例と
して５個×２列のグリッパを同時に着脱できる自動着脱
装置を示してある。

【００３８】これらの図に於いて、自動着脱装置３０は
次の部材よりなっている。即ち、３１はフレーム、３１
ａはその天板、３２は作動筒、３２ａはアーム、３３は
連結棒、３８はアーム３２ａと連結棒３３を回転自在に
連結するピン、３４はフレーム３１に固設されたエアシ
リンダ、３５は同エアシリンダ３４と連結棒３３をピン
を介して繋ぐリンクである。作動筒３２は例えばフラン
ジ部３２ｃと板ナット３７で挟持したメタル３６を介し
て、水平方向に回転自在にフレーム３１の天板３１ａに
設けられた孔に嵌裝支承されており、その上端、側壁に
は２個の縦溝３２ｂを備えていて、ソケット２１に設け
たピン２３と係合して同ソケット２１（及びその下方部
材）を支承しかつ円周方向の位置を規制するようになっ
ている。

【００３９】次に上記構成の作用について説明する。

【００４０】先ず、自動でエアカップリングを結合する
場合を説明する。自動着脱装置３０はたとえば図示省略
のグリッパヘッド移動装置の移動範囲内で、かつ箱詰ラ
インから外れた場所に、必要個数が置かれている。自動
着脱装置３０には図４に２点鎖線で示すようにピン２３
を縦溝３２ｂに係合して雌カプラ２０から下のグリッパ
２までの部品を装填しておく。装填は雌カプラ２０のピ
ン２３を自動着脱装置３０の作動筒３２の縦溝３２ｂに
嵌めて吊り下げる。雄カプラ１０から上の部品の一群は
ブラケット３を介して前記の図示省略のグリッパヘッド
移動装置によって、作動筒３２群の各軸心に一致するよ
う縦横のピッチを調整されて、自動着脱装置３０の真上
に運ばれた後、下降する。まずキャップ１６のピン１７
が作動筒３２の上端面に当接し、キャップ１６の下降は
停止し、一方、雄カプラ１０のボールボックス１２は下
降を続け、鉤突起１２ｃはソケット２１の縦溝２１ｂに
嵌まって下降し、縦溝２１ｂの下端に当接する。ここで
グリッパヘッド移動装置の下降を止め、エアシリンダ３
４によって連結棒３３を介して作動筒３２を水平方向
（両矢印方向）に回転させ、ソケット２１の横溝２１ｃ
に鉤突起１２ｃを嵌める。この回転によりソケット２１
の縦溝２１ｂはキャップ１６のすべりキー１６ｂの位置
と合う。次いでグリッパヘッド移動装置を上昇すれば、
雄カプラ１０と共に雌カプラ２０が作動筒３２を離れて
引き上げられ、キャップ１６はすべりキー１６ｂが縦溝
２１ｂに嵌まって止まり、結合が終了する。以後、グリ
ッパヘッド移動装置の上昇によってグリッパ２は作動筒
３２の内を通って外に出る。結合を外すには上述の逆操
作によって行なう。

【００４１】なお、因みにキャップ１６をバネ等で、常
に下方へ負荷される構成にしておけば、すべりキー１６
ｂが雄カプラ１０のキー溝１２ｂに係合した状態でソケ
ット２１の上端にストップされ、鉤突起１２ｃが横溝２
１ｃに滑り込んだときすべりキー１６ｂが縦溝２１ｂと
上下に一致することによって、ひとりでにすべりキー１
６ｂは縦溝２１ｂに入ってキャップ１６が下降すること
が確実、自動的に行なわれるが、すべりキー１６ｂをも
含めたキャップ１６と、雄カプラ１０、雌カプラ２０等
との嵌合を遊合状態にしておいても、キャップ１６の自
重によって同一目的を達成できる。

【００４２】以上の通り、第１、第２実施例によれば、
グリッパの着脱を、雄カプラ１０の鉤突起１２ｃを雌カ
プラ２０のＬ字型溝の縦溝２１ｂ、横溝２１ｃに係合、
キャップ１６のすべりキー１６ｂで拘束することのみに
よって、或はその逆操作によって行なうことができるの
で、従来のように嵌合が固くなり、着脱困難を生じた
り、着脱交換に時間がかかり過ぎたりすることがなくな
るという利点がある。

【００４３】また、操作簡便で過大荷重の負荷される懸
念がないので、グリッパ側をすべて樹脂製とすることが
でき、軽量な装置が得られるという利点がある。

【００４４】また、雄カプラ１０、雌カプラ２０を係合
した外周には両方にわたってキャップ１６が外装される
ので雌雄両カプラの軸心がずれることがないという利点
がある。

【００４５】また、第２実施例にあっては着脱を自動着
脱装置３０によって行なうことができるので、着脱が一
層、簡便能率化するという利点がある。

【００４６】

【発明の効果】本発明は上記のように構成されるので次
の（１）〜（３）の効果を有する。

【００４７】（１）雄カプラに雌カプラを挿入して回す
という簡潔な結合方式であり、構成部品の各部に無理な
力がかからず、着脱には大きな力を要せず容易に行うこ
とができる。そのため、着脱時間も短縮される。

【００４８】（２）構成部品に大きな局部応力が生じな
いので部品の樹脂化が可能となり、装置の軽量化ができ
る。

【００４９】（３）従来行われていない自動着脱が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１、第２実施例に係るグリッパ着脱
装置の側面図（片側断面）、

【図２】第１、第２実施例の分解斜視図、

【図３】本発明の第２実施例に係るグリッパ着脱装置に
おける自動着脱装置の斜視図、

【図４】図３の作動筒１個近傍の拡大斜視図、

【図５】従来例の側面図、

【図６】図５でエアカップリングを分離し、かつ、容器
１を除去した側面図である。

【符号の説明】

２ グリッパ ３ ブラケット ４，６ 軸 １０ 雄カプラ １２ｂ キー溝 １２ｃ 鉤突起 １５ Ｏリング １６ キャップ １６ｂ すべりキー １７ ピン ２０ 雌カプラ ２１ ソケット ２１ｂ 縦溝 ２１ｃ 横溝 ２３ ピン ３０ グリッパ自動着脱装置 ３１ フレーム ３１ａ 天板 ３２ 作動筒 ３２ａ アーム ３２ｂ 縦溝 ３３ 連結棒 ３４ エアシリンダ ３５ リンク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉富 和夫 名古屋市中村区岩塚町字高道１番地 三 菱重工業株式会社名古屋機器製作所内 (56)参考文献 実開 昭60−2606（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B65B 21/18 - 21/20 B65B 35/16 - 35/18 B65B 35/36 - 35/38 B25J 15/00 B25J 15/04 F16L 37/24 - 37/252

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持ブラケットに流体流通可能な管軸体
   によって懸垂支持され、流体動作によって容器等の物品
   を把持解放するグリッパを下部に有するとともに、用途
   に応じてグリッパ側を中途に設けたエアカップリングに
   よって着脱するグリッパ着脱装置において、２個以上の
   突起を外周に有する小径部と、該突起からずれた位置に
   軸に沿って２個以上のキー溝を有する大径部とで成る雄
   カプラと、同雄カプラの突起と係合する側面視がＬ字形
   または逆Ｌ字形の溝とを有し、雄カプラの小径部に摺動
   自在に外嵌裝される雌カプラと、前記雄カプラの大径部
   に摺動自在に外嵌裝され、内周部に前記雄カプラのキー
   溝及び前記雌カプラのＬ字形又は逆Ｌ字形の溝に嵌合す
   るすべりキーを有するキャップとを備えた、エアカップ
   リングを具備してなることを特徴とするグリッパ着脱装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のグリッパ着脱装置におい
   て、雌カプラ及びキャップの外周に各半径方向に突設さ
   れたピンと、同ピンに上端に設けられた溝によって係合
   する作動筒と、同作動筒の複数をその筒軸廻りに回転可
   能に天板に支承するフレームと、同フレームに対し上記
   作動筒を揺動可能に作動筒外周に突設されたアームと、
   同アーム同士をピンを介して連結する連結棒と、同連結
   棒を駆動可能に上記フレームに設けられたエアシリンダ
   とを具備してなることを特徴とするグリッパ着脱装置。