JP4615517B2 - 空気式角グリッパーの構造 - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

（技術分野）
本発明は、一般に、機械加工される及び／又は自動処理する部材を把持するための空気式グリッパーに関し、特に、空気式角グリッパー、即ち反対である開閉方向に角運動可能な２つのジョーを保持するグリップを有するグリッパー、を準備するための改善された構成要素について述べる。

（技術の状況）
考慮される空気式グリッパーについて種々の形状、寸法及び取扱い容量が可能であるが、各グリッパーには通常、本体、該本体のチャンバ又はスリーブにおいて前後に移動する空気式ピストン、駆動機構を介してピストンに連結され、本体内で支持、作動される２つのグリップ、及びグリップに固定されて処理する部材をブロック及び開放する２つのジョーを含む。グリップは開口位置と閉鎖位置との間の相対する方向で角度をなして、駆動機構を利用してピストンの二者択一の運動に応じて、移動可能である。グリップの回転は、閉鎖位置を始点とし、其々が開口位置の約９０度までの範囲で選択又は調節可能である。

上記空気式グリッパーの構成要素は工作機械で機械加工される。通常、グリッパーの本体は１つのブロックであり、そのブロックを初めは未加工状態のブロックから開始し、適切に機械加工及び掘削して、操作部品及びチャックの付属品を受容するのに適するよう製作する。

上記チャックの同様な作成工程は、しかしながら、研削作業及び要求される作業時間のため、また多くの場合必要となる最小加工公差のために、極めて面倒で費用がかかる。

一方、形成方法としては、例えば金型鋳造、焼結、鍛造及び同様な方式が知られるが、こうした方法により部材を作成できるだけでなく、仕上げまで、複雑な形状で、最小公差及び高レベルの精度で、寸法や表面共に対して行える。しかしながら、これらの形成方法は、当該空気式角チャックを実現するのに、チャック構成要素の通常の構成が理由で、適用されていない。

（発明の目的及び概要）
本発明の主な目的は、空気式の角グリッパーを実現する際に上述した形成方法の幾つかを効果的に採用して、それにより上記チャックの作成及び組立てに要する時間及び費用を解消する又は少なくとも最小限に抑えることである。

本発明の別の目的は、空気式角グリッパーを限られた数の予め成形した構成要素で構成して実現することであり、該構成要素は互いに及び補助要素を間に挟んで補完的に結合でき、その結果生じるグリッパーの機能を確保しつつ、グリッパーの性能及び寿命をさらに向上させることができる。

本発明の上記の目的を達成するために、グリッパー本体を２つの補完的部品で構成し、該部品を個々に前述した方法の１つを使用して製造し、その後組立てて、一体のブロックに形成する。該ブロックではグリッパーの他の構成及び機能要素を受容、支持及びガイドできる状態になっており、該他の構成及び機能要素も同じ形成方法を使用して製作可能である。

（発明の詳細な説明）
図示した空気式角グリッパーには、本体１１、該本体内で移動するピストン１２、ピストン１２と関連する駆動機構１３、２つのグリップ１４で、相対方向に、其々が自らのピン又は軸１４’を中心に回転し、駆動機構１３を経てピストン１２により移動するグリップ１４、及び取手に取付ける２つのグリッパージョー（図示せず）を備える。

本体１１は２つの対称的な要素又はシェル１５から成り、それらは同型であり、そのため同じ型枠を使用して、効果的には金型鋳造、焼成又は鍛造による成形加工で任意の適切な原材料を用いて製作される。

２つのシェル１５は一方が他方と対向して位置する。それらを組み合わせ、次に互いに連結させると以下の記述のようになる。各シェル‐図２‐には支持基部１６を備え、該支持基部１６から中間部が、上横片１８’により連絡する２つの肩部１８から見ると、盛上っている。

２つの耳部１９は両側から突出しており、支持基部１６があるとすると、各側に、その基部に対して垂直で、対向するシェル１５に向かい開口する半穴２０、及び内在する半六角形の凹部２０’を有している。

各シェル１５の中間部１７には円筒状空洞２１を中央に形成するが、該空洞２１の軸は支持基部１６と平行である。上記空洞２１は対向するシェルの対応する空洞に向かい開口する一方、その反対側部分は端壁２２により閉鎖され、該端壁には穴２２’が穿孔されている。横方向に、中間部１７には２つの側面１７’を有し、各側に上記円筒状空洞２１の軸に平行な長手方向の溝１７’’を有する。

中間部１７には、円筒状空洞２１の両側部分に、該空洞に平行に、穴２３を対称的に、例えば各側に２つずつ穿孔する。空洞２１の開口側から、前述した２つの穴２３に合わせて、対角線的に反対側に芯合わせ用突起２３’を成形し、他の２つの穴２３に合わせて凹部２３’’を存在させる。

各シェル１５の上肩部１８にはチャンバ２４を、保護キャップ３４がその片方側をシェルの表に向けて開口し、他方側を開口部２４’に来るようにして、形成する。チャンバ２４では、その底部に摺動面２５が、及びチャンバの対向する側面に２つのハウジング２６が存在する。摺動面２５を、円筒状空洞２１に平行にその上部に設け、該空洞の開口側の一端部に半溝穴２５’を備える。チャンバ２６内部の各側面のハウジング２６には、取手１４のピン又は回転軸１４’を支持するための支持要素２７を収容する。

ピストン１２、駆動機構１３、グリップ１４及び支持要素２７を、前述した形成方法の１つを使用しても実現できる。

ピストン１２には外周シール１２’を備え、ビストンの寸法を２つのシェルを１つに結合させて本体１１を形成するときにシェルの円筒状空洞２１において収容され摺動するよう決定する。

駆動機構１３はソリ形状で、中央穴２８を有し、その２つの対向する側面には２つの回転送り用ラック部分２９を有する。

グリップ１４を同じ型枠により形成する。各グリップは円筒状下部３０を有し、該下部３０には多角形の穴３０’が横断している。各グリップには２つの歯車３１を、両側に１つずつ関連させるが、各歯車３１は、片側に、多角形のハブ３２を有し、該ハブはグリップを横断する多角形の穴３０’に収容され嵌合される、またその反対側には円筒状のハブ３２’を有し、該ハブは前述した支持要素２７に形成された対応するハウジング部２７’に収容、挿入される。ボルト３３を歯車３１のハブ３２、３２’に通して、各取手１４其々に固定し、取手の回転軸１４’を支持要素２７について及び関して形成する。

各歯車３１の多角形のハブ３２側の側面には、そのため取手１４に向かいネック部３１’を成形して保護キャップ３４に関連させる。このキャップを、２つのグリップの相並んだ歯車のネック部がキャップに同時に係合するよう、成形する。キャップには中央上部と端部の下の両方に、若干の突出部３５、３６を其々備える。該突出部は対向する歯車と関連するキャップ方向に向き合っており、グリップ円筒状部分の外面に対するスクレーパーとして機能する。

１つのグリッパーを準備するには、歯車３１を、保護キャップ３４を歯車とグリップの間に介在させて、２つのグリップ１４の両側に固定し、確実に２つの相並んだ歯車を連動させ、歯車の円筒状ハブ３２’を図３で示すように支持要素２７で支持する。次に、駆動機構１３の片側を歯車３１に、他方側をピストン１２に図４に示すように連結する。駆動機構１３を、その回転送り用ラック部分２９が一方のグリップの両側にある歯車３１に面してそれらと噛合うよう位置決めし、また駆動ピン３７を用いてピストン１２と連絡する‐図１、図９及び図１０。

このようにして組立てた、図４に相当する部分組立て物を、次に図５に示すように、互いに対面して位置する２つのシェル１５の間に取付ける。正確には、ピストン１２を、一列になり、合わせてピストン用チャンバを形成する円筒状空洞２１内に収容し、駆動ピン３７を該空洞上部の溝穴２５’に収容する。このようにして、駆動機構１３を摺動面２５に置き、支持要素２７をシェル自身の上肩部１８で形成したハウジング２６に嵌合させ、グリップ１４を上記肩部間の空隙に入れる。最後に２つのシェル１５を互いにボルト３８及び関連するナット３９を穴２３に挿入して固定し、それにより、図６及び図７に示すように、グリッパーの機能素子を包含する１つの立体を形成する。シェルを組み立てると、側面の耳部１９にそれらの半穴２０が合わさった形で形成され、この穴は使用時に支持体上にグリッパーを固定するネジに対するハウジングとなる。上記ハウジング２０其々には、半六角形の凹部２０’を備えるため、ナット２０を収容、保持でき、それにより各固定用ネジを、必要に応じて、上下両方から付けられる。

このようにして製造したグリッパーにおいて、ピストンとしては、簡易式又は二重効用式で、空気圧の供給／排出を二者択一的にピストンが収容される空洞内で行なうことで運動するものが可能である。こうしたピストンの交互の運動は駆動機構１３の類似の運動に対応しており、該駆動機構の回転送り用ラックは、噛合わされる歯車を介して、グリップの回転を、グリップ同士が接近した閉鎖位置‐図５‐と、グリップが乖離して、互いに反対方向に回転した開口位置‐図７‐とでは、逆方向に発生させる。グリップの回転は約９０度まで広げられるが、ピストンのストロークを制限するスペーサーを使用して調節可能である。

本発明のグリッパーは、しかしながら、添付図を参照して継続される本記述において、より詳細に説明されるだろう。以下に添付図を表示するが、それらに限定されない。
本発明による空気式角グリッパーを実現するための構成要素全体の分解図である。 グリッパー本体を形成する２つのシェルの片方全体の拡大図であり、他方のシェルは同型である。 関連する支持、制御及び保護要素と共に組立てたグリップの全体図。 駆動ピストンと関連させた図３の群である。 グリッパー組立ての中間段階である。 グリップが閉鎖位置にある組立てたグリッパーである。 グリップが開口位置にある組立てたグリッパーである。 グリップが閉鎖位置にある組立てたチャックの断面図である。 組立てたグリッパーの縦断面図である。 組立てたグリッパーの横断面図である。 組立てたグリッパーの端面図である。

符号の説明

１１ 本体
１２ ピストン
１３ 駆動機構
１４ グリップ、取手
１５ シェル
１６ 支持基部
１７ 中間部
１８ 肩部
１８’ 上横片
１９ 耳部
２０ 半穴
２０’ 半六角形の凹部
２１ 円筒状空洞
２２ 端壁
２２’、２３、３０’ 穴
２３’ 芯合わせ用突起
２４ チャンバ
２４’ 開口部
２５ 摺動面
２５’ 半溝穴
２６、２７’ ハウジング
２７ 支持要素
２８ 中央穴
２９ 回転送り用ラック部分
３０ 円筒状下部
３１ 歯車
３２、３２’ ハブ
３３ ボルト
３４ 保護キャップ
３５、３６ 突出部
３７ 駆動ピン
３８ ボルト
３９ ナット

Claims (4)

1. 本体内のチャンバ又はスリーブ内で二者択一的に運動する１つの空気式角ピストンと、本体において支持及びガイドされ、駆動機構を介してピストンと連結する２つのグリップと、及びグリップに固定されて処理する部材をブロック及び開放し、そこではグリップがピストンの交互の運動に応じて前記駆動機構により開口位置と閉鎖位置との間の両方向に角度をなして移動できる、２つのジョーとを備える空気式角グリッパーの構造であって、
   前記本体（１１）は２つの対称的な同型の要素又はシェル（１５）から成り、該シェルを別々に形成し実現及び仕上げ、その後向かい合わせに関連させ固定して、全体として前記ピストン（１２）と、前記駆動機構（１３）を横軸方向に前記グリップ（１４）を回転させるように受容しガイドする手段とを収容するチャンバを形成し、前記要素又はシェルを金型鋳造、焼結又は鍛造加工でこれら成形方法に適合する材料を使い製造し、
   前記本体（１１）の各要素又はシェル（１５）には支持基部（１６）を有し、該基部から中間部（１７）が上横片（１８’）により連絡される２つの肩部（１８）から見て、盛上っていること、各シェル（１５）の前記中間部（１７）には、その中央に対向するシェルの対応する空洞に向かい開口する円筒状空洞（２１）を形成し、前記空洞の反対側部分をその中に穴（２２’）を備える端壁（２２）で閉鎖し、各シェル（１５）の上部の壁（１８）でチャンバ（２４）を形成し、該チャンバはその一方側を対向するシェルに向けて開口し、他方側には開口部（２４’）を有すること、前記チャンバ（２４）において、摺動面（２５）及び、前記摺動面の両側には、２つのハウジング（２６）を備え、前記摺動面（２５）は円筒状空洞（２１）の上部に、前記円筒状空洞（２１）の中心軸と平行に配置され、前記空洞の開口側の一端部には半溝穴（２５’）を有すること、中間部（１７）において、前記空洞の外側の両側に、該空洞の軸と平行して、穴（２３）を設けて２つの対向するシェルを固定するネジを受容し、それによりシェルの空洞は一直線に並び前記ピストン用のチャンバを形成し、前記肩部間のチャンバに駆動機構及び関連する支持及び制御要素を有するグリップを収容し、該駆動機構を摺動面（２５）上に置きピストンと貫通ピンを用いて前記一直線に並んだ半溝穴（２５’）を通して連絡させ、グリップを前記肩部間の其々の隙間における開口部を通して延在させ、
   各グリップには下側に円筒状部（３０）を有し、該円筒状部には多角形の穴（３０’）が横断しており、該グリップの１側面に１つずつ、２つの歯車（３１）を連結させ、各歯車には、一方側に多角形のハブ（３２）を有して、それをグリップの横方向の穴（３０’）に収容し嵌合させ、反対側からは円筒状のハブ（３２’）を支持要素（２７）内に成形した対応するハウジング部（２７’）に収容し挿入し、歯車を其々のグリップにボルト（３３）を歯車のハブ（３２、３２’）に通して取付け、グリップの回転軸を形成し、前記支持体を備えてグリッパーの２つのグリップの相並ぶ歯車を支持することを特徴とする空気式角グリッパーの構造。
2. 駆動機構（１３）には１対の回転送り用ラックを有し、該ラックは一方のグリップの対向する歯車と噛合い、該歯車自身は他方のグリップの歯車と噛合うこと、を特徴とする請求項１に記載の空気式角グリッパーの構造。
3. 各歯車（３１）は、側面にグリップ（１４）に連結させる多角形のハブ（３２）と、保護キャップ（３４）と向かい合うネック部（３１’）が形成され、前記保護キャップは上部中央及び底両端部に突出部（３５、３６）を備えており、該突出部がグリップ側に位置するように、保護キャップ（３４）を前記グリップと向かい合うように配置し、同時に保護キャップを２つの歯車のネック部（３１’）とも係合させ、前記保護キャップの前記突出部（３５、３６）を、前記グリップ（１４）の反対側に位置するもう一つの保護キャップの突出部（３５，３６）と結合させて、前記グリップの円筒状部分の外部表面に対するスクレーパーとして機能させること、を特徴とする請求項１または２に記載の空気式角グリッパーの構造。
4. 本体の各シェル（１５）の支持基部の両側に固定用ネジのための半穴を有する２つの突起を形成し、各シェルの中間部分の両側面には付属品を付与するための長手方向の溝を備えること、を特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の空気式角チャックの構造。

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