JPH0717488U

JPH0717488U - チャック

Info

Publication number: JPH0717488U
Application number: JP4747793U
Authority: JP
Inventors: 貴朗笹本; 茂明長坂; 裕之杉山
Original assignee: Pola Chemical Industries Inc
Current assignee: Pola Chemical Industries Inc
Priority date: 1993-08-31
Filing date: 1993-08-31
Publication date: 1995-03-28

Abstract

(57)【要約】【目的】複数種類の被把持物を把持することが可能で
ありながら、被把持物を常に正常な姿勢で把持できるチ
ャックを提供する。【構成】本考案のチャックは、先ずチャック全体をキャ
ップＣに向けて降下させる。すると、先ず、押え板１８
の基準面１８ａがキャップＣ上面Ｃ’に当接し、更なる
降下と共に上記両面を相互に圧接する。これにより、キ
ャップＣの姿勢が矯正される。この状態でシリンダ１内
に圧空エアーを導入すれば、ピストン５が降下し、この
動きがＬ字状アームを介して爪部１１ａに伝達され、爪
部１１ａがキャップＣに接近・当接して、キャップＣを
掴むことができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はチャックに関し、特に容器のキャップを着脱自在に保持するキャップチャック機構に好適に利用できるものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、フライス加工のような加工を部材に施す自動機械工作装置や、壜などの容器への液体等の内容物を充填する自動充填装置において、被把持物を着脱自在に把持するためのチャックが用いられてきた。この種のチャック機構としては図８に示されるような構成が用いられている。図８のチャック機構は自動充填装置の一部に適用されているキャップチャックであり、充填工程の最終段階において内容物が充填された壜等の容器の口を塞ぐために、キャップを掴んで容器の口部の位置まで運び、キャップを保持したまま降下してキャップを容器の口部に嵌着させた後、キャップを放す、という作業を繰り返すためのものである。

【０００３】この従来のチャック機構は、リンク機構により機械的に把持爪１１４を動作させて被把持物であるキャップＣを把持するいわゆる三ツ爪機構によるキャップチャックである。即ち、把持前の状態を示す図８（ａ）及び把持時の状態を示す図８（ｂ）に表されるように、エアーシリンダ装置により駆動されるピストン１１１の下向きの変位と共に、これと一体に設けられたヘッド１１２が下向きに駆動される。このヘッド１１２への駆動力は、図示せぬチャック本体に固定された軸１１３ａを支点に回動自在なＬ字アーム１１３を介して、爪ベース１１４ａに伝達される。この爪ベース１１４ａへ付加される駆動力により、爪１１４は図示せぬチャック本体に固定されたスライドベース１１５に沿って矢印Ｅ方向に変位する。

【０００４】以上のような爪駆動機構が、ピストン１１１の中心軸の周りに等角度間隔で３箇所に設けられている。従って、ピストン１１１の中心軸の延長上にキャップＣを位置させておけば、これら三つの爪の該中心軸側への移動によりキャップを保持できる。なお、１１６はキャップを放す際において、爪駆動機構を原状復帰させる引っ張りバネである。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上述した従来の三ツ爪機構によるチャック機構では、径（例えば、２５〜４０ｍｍ），及び、高さ（例えば、１５〜５０ｍｍ）が多少異なっても被把持物を把持することは可能であるが、爪という“点”で被把持物を把持しているため、被把持物を正常な姿勢から斜めになった状態で把持してしまうことがあり、しかも、一旦斜めになった状態で把持してしまうと正常な姿勢に復帰できないので、以後の作業工程ができなくなってしまうという問題があった。例えば、自動充填装置においては、キャップＣを斜めに把持してしまうと、容器口部への嵌着が容易に行えないという問題が生じていた。

【０００６】そこで、本考案の技術課題は、前記欠点に鑑み、複数種類の被把持物を把持することが可能でありながら、被把持物を常に正常な姿勢で把持できるチャックを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案によるチャックは、前記課題を解決するため、以下のような手段を採用した。

【０００８】即ち、被把持物をその側方から複数箇所において当接して把持する複数の把持部材を有するとともに、各把持部材の相互の間隔を拡縮するように把持部材の少なくとも一つを駆動する駆動源を有する把持手段と、前記把持部材で把持される前記被把持物の上面に当接すべき基準面を有し、この基準面を被把持物の上面に押し付ける押圧手段とを備えたことを特徴としている。

【０００９】本考案は、以下に示すように、様々な形態で実施可能である。被把持物としては、流動体の容器の押し込み式のキャップでも良く、同様に回転式のキャップでも良い。この場合には、チャック全体を回転させるようにすれば良い。さらに、被把持物としては、フライス加工や旋盤加工に様な機械加工工作を受ける被加工物でも良い。

【００１０】把持部材としては、把持手段の内側に被把持物を導入する方向と平行に設けられた柱状の爪でも良く、平面を有する把持部とそれを支える腕部からなるアームでも良く、円筒状の内面を有する凹部を複数に分割した形状のものでも良く、要は、物を把持できる形態のものであればよい。また、把持部材は複数であればあらゆる数をとることができる。

【００１１】駆動源としては、エアーシリンダ装置でも良く、回転モータやリニアモータを含む電気モータでも良く、あらゆる種類のソレノイドでも良く、要は把持部材を動かす動力を把持手段に与えるものであればよい。なお、ここで言う駆動源とはクランクハンドルのように人力を機械運動に変換する装置を含む広い概念である。

【００１２】また、駆動源からの駆動力を把持部材伝達するためには、直接連結しても良く、リンク機構で伝達しても良く、ギア列で伝達しても良く、ベルト又はチェーンで伝達しても良い。

【００１３】また、駆動源で駆動される把持部材の数は複数でも良く、また、全ての把持部材を駆動するようにしても良い。また、その駆動のし方は、中心点に向かって、全ての把持部材が直線移動しても良いし、スパイラル状に回転移動しても良いし、平行な移動軸に沿って移動しても良い。また、把持部材がスライド移動するようにしても良いし、軸を中心に回転するようにしてもよい。要は、複数の把持する部分が拡縮すれば良いのである。

【００１４】また、把持部材が拡縮動作をするのとは別に、把持部材をチャック本体から被把持物に向かって伸延するようにしても良い。また、押圧手段の付勢方法は、バネやエアダンパを用いて、エアチャック全体の下降によって被把持物の上面に押し付けるようにしても良いし、把持手段の駆動源とは別の駆動源をチャックに備えて、チャックの下降とは独立して押圧を行うようにしても良い。このようにすれば、押圧の動作のタイミングを自由に設定でき、把持手段による把持の前後で自由に行える。

【００１５】また、押圧手段としてバネ等を用いる場合には、予め、基準面を把持部材の先端近傍に位置させておいても良い。また、押圧手段の設置場所は複数の把持部材の間に配置しても良く、被把持物の形状に依っては把持部材の外側に置くことも可能である。

【００１６】また、押圧手段の押圧の方向は、被把持物の導入が各把持部材の解放端側から行われる場合にはそれと同方向に押圧しても良いが、被把持物の導入がこれ以外の場所からなされる場合、例えば、把持部材の側方向からなされる場合等には、導入方向と一致しなくても良い。

【００１７】また、基準面の形状は平面でも良く、３点支持ができる形状でも良い。要は、被把持物の上面と当接することにより、この上面と、相互に一義的な面方向関係で、安定に接することが出来る形状であれば良い。

【００１８】また、被把持物を地面に対して上方にセットしておき、下側から把持手段によって把持するチャックであっても良い。この場合には、被把持物の上面は地面に対しては下側になるが、本考案に言う「上面」とは、把持部材により把持される側面とは直交する方向の面の意であるから、本考案の範囲を逸脱するものではない。

【００１９】

【作用】

この考案によれば、先ず駆動手段による駆動，若くは把持部材の自然復帰力によって、各把持部材の相互間隔を被把持部材の幅よりも広げ、この間に被把持物を導入する。その後、駆動源を作動させて、少なくとも１つの把持部材を駆動して、各把持部材の相互間隔を狭める。それにより把持部材の駆動終了までの何れかの時点で把持部材は被把持物を把持する。そして、この把持動作を行う際に、押圧手段を作動させて被把持物の上面を基準面で押圧して、被把持物の姿勢を安定的な方向に矯正する。このような矯正を行えば、以後の作業を正確に行うことができる。

【００２０】なお、押圧手段による押圧を把持手段による把持の前に行えば、被把持物の姿勢の矯正のために、被把持物がセットされていた面，例えば被把持物を載置する台座上面をも利用することができ、押圧を把持の後に行えば、被把持物がセットされていた面がどの様な状態であっても、これから離れて姿勢の矯正ができる。

【００２１】把持部材の形状が被把持物の導入方向と平行な柱状の爪とすれば、あらゆる高さの被把持物に対応することができるとともに、あらゆる外周形状の被把持物を把持することができる。

【００２２】押圧部材が把持部材の間に位置していれば、押圧手段は一つで済み、よって、複数の押圧手段間における押圧力のバランス取りに煩わされる必要がない。押圧手段の押圧方向が被把持物の導入の向きと逆向きであれば、チャック全体の降下の力を押圧に利用することができ、機構をシンプルにできる。

【００２３】押圧手段による基準面の付勢にバネを利用すれば、さらに機構をシンプルにできる。押圧手段にパイプと棒を用いれば、あらゆる押圧位置において押圧方向を一定に保つことができる。

【００２４】被把持物を把持していない状態において基準面を把持部材の先端近傍に位置させておいておけば、特別な操作なしで、あらゆる高さの被把持物を押圧することができる。

【００２５】

【実施例】

次に、本考案の一実施例を図面を参照して説明する。以下に説明する実施例は、本考案によるチャックを、自動充填装置におけるキャップチャックに適用した実施例である。

【００２６】図１及び図２は、この実施例におけるキャップチャックの部分断面図である。ここでは、被把持物であるキャップの把持位置側から見た状態を示す底面図である図３におけるＡ−Ａ線に沿った部分断面を表し、図３に表されている三つの爪１１ｂ，１１ｂ，１１ｂのうち一つの爪についての駆動機構を示している。

【００２７】図１及び図２において、駆動源としてのエアシリンダ装置は、上下方向に開口する円筒状のシリンダ１を有し、その下側開口端１ａ外周に、これと同軸の円盤状のフランジ部１ｂを有する。シリンダ１の上端面には、圧空エアーを導入・排出するエアー出入口１ｃが穿たれている。

【００２８】このフランジ部１ｂの縁部下面には、角柱状の支持柱２が、シリンダ１の軸と平行に垂設されている。図７の側視図に示されるように、支持柱２の下端部にはシリンダ１の軸と平行な矩形の第１の切欠き２ａが形成されているとともに、上端部近傍には、同じくシリンダ１の軸と平行な矩形の第２の切欠き２ｂが形成されている。

【００２９】各支持柱２，２，２の末端（下端）相互間には、図３に示される様に、等角度間隔で放射状に三方に伸びる形状のスライドベース３が架設されている。このスライドベース３の各放射部分は、一対の平行なガイド３ａ，３ａからなり、これらガイド３ａ，３ａの間がスリットガイド３ｂとなっている。また、図７に示されるように、スリットガイド３ｂ内面には、断面逆台形のあり溝状のスライド溝３ｃが設けられている。

【００３０】これらフランジ部１ｂ，支持柱２，及び、スライドベース３によって確定される空間の残りの面（側面）は、側板４によって覆われている。この側板４は、底面側から見た際には、スライドベース３とその形状が一致するので、図３には表れない。

【００３１】シリンダ１の内側には円柱状のピストン５が進退自在に挿通しおり、駆動源としてのエアシリンダ装置を構成している。６はピストン５の周面に穿たれた円周溝にはめられたシール用のＯリングであり、シリンダ１とピストン５によって確定される空間を気密にしている。

【００３２】ピストン５の下端面には円盤形状の昇降ヘッド７が、同軸な位置関係で、ネジ７ａにより固定されている。この昇降ヘッド７の各支持柱に対応する位置には、下向きに垂れた角柱形状の作動ロッド８が固着されている。

【００３３】作動ロッド８の外周側面にはピン１２が植設されている。このピン１２の軸部は支持柱２の第２の切欠き２ｂを貫通しているとともに、その頭部にはシリンダ１のフランジ部１ｂ上に植設されたピン１３との間に引張バネ１４が掛け渡されている。従って、昇降ヘッド７の移動範囲は、切欠き２ｂ内でのピン１２の移動範囲に制限されるとともに、昇降ヘッド７には、常に上方向に移動しようとする引張バネ１４による付勢力が付加されている。

【００３４】作動ロッド８の先端部に連接して、短腕部９ａと長腕部９ｂとからなるＬ字状アーム９が、側板４の内側にピン１０を軸にして枢止され、ピストン５の中心軸Ｂを含む面内で回動自在に設けられている。このＬ字状アーム９の短腕部９ａは作動ロッド８の先端部にピン９ｃによって回動自在に連結されている。ピン９が嵌り込む作動ロッド８の孔は、ピン９ｃの回動に伴う揺動を吸収するために、中心軸Ｂに直交する方向に伸延した長孔となっている。また、Ｌ字状アーム９の長腕部９ｂは爪ベース１１にピン９ｃによって回動自在に連結されている。ピン９が嵌り込む爪ベース１１の孔は、ピン９ｃの回動に伴う揺動を吸収するために、中心軸Ｂと平行な方向に伸延した長孔となっている。

【００３５】前記爪ベース１１の側面（紙面と平行な面）には、図１及び図７に示されるように、ピストン５の中心軸Ｂと直行する方向に沿って、スライド溝３ｃに対応した形状のスライド突起１１ｂが形成されている。爪ベース１１は、スライドベース３のスリットガイド３ｂを貫通して配置されているとともに、そのスライド突起１１ｂがスライド溝３ｃと摺動自在に嵌り合っているので、爪ベース１１は中心軸Ｂに対して離接可能となっている。また、爪ベース１１は、支持柱２の第１の切欠き２ａを貫通してスライドするので、支持柱２との干渉が避けられる。なお、爪ベース１１の下端面には、中心軸Ｂと平行に、把持部材としての角柱状の爪部１１ａが垂下して固着されている。

【００３６】以上説明したエアシリンダ装置，爪部１１ａ等により把持手段は構成されている。スライドベース３の中央部分にはガイドパイプ１５が、下方より挿入され、中心軸Ｂと軸合わせをした状態で、ネジ止め固定されている。このガイドパイプ１５を図４の部品図を用いて説明する。図４の（ａ），（ｂ），（ｃ）は、各々、ガイドパイプ１５の平面図，側面図，底面図である。これらの図より明らかなように、ガイドパイプ１５は、円筒状の本体部分１５ａと、本体部分１５ａの下端側開口縁部周囲に設けられた略正三角形状のフランジ部１５ｂとから構成されている。この本体部分１５ａには、相互に１８０゜離れた位置に、その中心軸と平行に、端部が閉じたスリット１５ｃ，１５ｃが形成されている。また、フランジ部１５ｂの各突出部分には、固定用皿ネジ１５ｄのためのザグリを有するネジ孔１５ｅ，１５ｅ，１５ｅが形成されている。なお、ガイドパイプ１５の上端１５ｆには、昇降ヘッド７の下面が、ピストン５の下降時に当接するので、その最大下降位置を規制する機能を有している。

【００３７】ガイドパイプ１５内には押え棒１６が、下方より挿入され、摺動自在に同軸に嵌合している。この押え棒１６は、図５（ａ）の平面図，及び、同図（ｂ）の側面図に表されているような円柱形状を有し、ジュラコン（ポリアセタール樹脂）から形成されている。この押え棒１６の外径はガイドパイプ１５の内径とほぼ同径である。押え棒１６をガイドパイプ１５内に嵌合した状態に於て、押え棒の上端部近傍に側方に向けて形成したピン挿通孔１６ａに、スリット１５ｃを介して外部から、ストッパピン１７が挿入されて植設されている。従って、押え棒１６とガイドパイプ１５との相互移動は、ストッパピン１７がスリット１５ｃ内で移動できる範囲に限定される。なお、１５ｂは、ストッパピン１７の抜け防止用の図示せぬネジをねじ込むためのネジ穴である。

【００３８】押え棒１６の下端面には、ジュラコン（ポリアセタール樹脂）から成り下面に基準面１８ａを有する押え板１８が、ネジ穴１５ｃに螺合する図示せぬネジにより、同軸にネジ止め固定されている。この状態では、基準面１８ａの方向は、中心軸Ｂに対して直交する方向に維持されている。なお、押え板１８の縦断面図を図６に示すが、中央の穴１８ｂはネジ止め固定用のネジ孔であり、図示せぬネジのネジ頭が下面１８ａから突出せぬように、このネジ頭を収容するザグリが施されている。

【００３９】図１及び図２に示すように、フランジ部１５ｂと押え板１８との間に於て、押え棒１６には圧縮バネ１９が嵌装されている。従って、押え板１８には、常に下方に移動するように付勢力が加えられている。

【００４０】なお、突出時における基準面１８ａの位置が、爪部１１ａの先端位置と略同じ高さになるよう、押え棒１６及び爪部１１ａの長さが調整されている。次に、以上のように構成した本実施例の作用を説明する。

【００４１】最初に、図示せぬ水平方向アクチュエータ等によりキャップチャック全体を移動させて、部品トレー等の上面Ｄ上に予めセットされているキャップＣの上方にキャップチャックを配置する。この際、キャップＣの軸と中心軸Ｂとをを一致させるようにしておく。この状態においては、キャップチャックの各部は、引張バネ１４，及び、圧縮バネ１９のバネ力により、図１に示す状態に維持されている。

【００４２】しかる後に、図示せぬ垂直方向アクチュエータ等によりキャップチャック全体をキャップＣに向けて降下させる。すると、先ず、押え板１８の基準面１８ａがキャップＣの上面Ｃ’に当接する。

【００４３】圧縮バネ１９の付勢に坑して、キャップチャックを更に下降させると、押え棒１６は相対的にガイドパイプ１５内に押し込まれていくが、これにより圧縮ばね１９の付勢力は更に増大し、キャップＣは基準面１８ａにより、トレー上面Ｄ上に強く圧接させられる。この時、中心軸Ｂはトレー上面Ｄに対して垂直であるので、基準面１８ａとトレー上面Ｄとは、平行状態に維持されている。従って、キャップが多少正常な状態から傾いてセットされていたとしても、この圧接の過程で、キャップＣの上面Ｃ’が基準面１８ａに押し付けられ、また、キャップＣの下端縁部Ｃ”がトレー上面Ｄに押し付けられる。そのため、キャップＣは安定な姿勢をとろうととするので、これら各面が相互に密着する姿勢，即ち、正常な姿勢に、キャップＣの姿勢が矯正される。

【００４４】キャップチャックの下降は、爪部１１ａの先端がトレー上面Ｄに当接する寸前に停止させる。しかる後に、エアー出入口１ｃに予め接続しておいた図示せぬエアーチューブ等によりシリンダ１内に圧空エアー（約５Ｋｇ／ｃｍ²）を導入する。すると、ピストン５が押し下げられ、これにより、昇降ヘッド７が引張バネ１４の付勢に坑して下降させられる。

【００４５】昇降ヘッド７の下降動作は、作動ロッド８を介して、Ｌ字状アーム９の回転運動として伝達され、さらに、この回転運動は、中心軸Ｂに対する径方向への直進運動に変換されて、爪ベース１１に伝達される。この際、Ｌ字状アーム９の短湾部９ａと長湾部９ｂとの長さの相違により、昇降ヘッド７の下降動作は、動作量を増幅されて爪ベース１１に伝達される。

【００４６】爪ベース１１は、スライドベース３のスリット３ｂとの摺動等により、中心軸Ｂに対する径方向にのみに移動が制限されている。そのため、爪部１１ａは、中心軸Ｂ，従って、キャップＣの軸との平行状態を維持しつつ、キャップＣに接近し当接する。この際、キャップチャックの各爪部１１ａ，１１ａ，１１ａは、常に中心軸Ｂとの距離が同じになるように、同期して移動するので、キャップＣの軸が中心軸Ｂから多少ずれていたとしても、各爪部１１ａ，１１ａ，１１ａを接近させる過程で自動的に矯正することができる。また、各爪部１１ａ，１１ａ，１１ａの移動幅は、図１に示す状態の位置から押え板１８の側面に当接する位置までであり、比較的大きく取ってある（例えば、１８ｍｍ）ので、種々の大きさのキャップを把持することが出来る。また、キャップをその外周面全体ではなく、３点または線にて保持するので、種々の外周形状のキャップを把持することが出来る。

【００４７】以上のように爪部１１ａ，１１ａ，１１ａがキャップを把持した後、シリンダ内の圧力が充分に上昇して把持が確実になった時点で、圧空エアーの導入を停止し、図示せぬ各アクチュエータ等を用いてキャップチャックを移動し、キャップＣを内容物（例えば液体）の充填が終了した図示せぬ容器（例えば壜）の口部に嵌着させる。

【００４８】この後、エアー出入口１ｃを介して図示せぬエアーチューブによってシリンダ１内の圧空エアーを排出すれば、引張バネ１４の付勢力によりピストン５や爪部１１ａは図１に示す初期状態に復元し、キャップＣを放す。そして、図示せぬ垂直方向アクチュエータ等によりキャップチャック全体を上昇させれば、圧縮バネ１９の付勢力により、押え棒１６や押え板１８は、同様に、図１に示す初期状態に復元する。

【００４９】複数の容器にキャップを嵌着させるには、以上の動作を繰り返し行えばよい。

【００５０】

【効果】

この考案によるチャックは、被把持物をその側方から複数箇所において当接して把持する複数の把持部材を有するとともに、各把持部材の相互の間隔を拡縮するように把持部材の少なくとも一つを駆動する駆動源を有する把持手段と、前記把持部材で把持される前記被把持物の上面に当接すべき基準面を有し、この基準面を被把持物の上面に押し付ける押圧手段とを備えたので、複数種類の被把持物を把持することが可能でありながら、被把持物を常に正常な姿勢で把持できる優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る一部断面図

【図２】図１の状態から変化させた状態を示す一部断面
図

【図３】本考案の一実施例に係る底面図

【図４】本考案の一実施例に係るガイドパイプを示し、
（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図

【図５】本考案の一実施例に係る押え棒を示し、（ａ）
は平面図、（ｂ）は側面図

【図６】本考案の一実施例に係る押え板の断面図

【図７】本考案の一実施例に係る支持柱，爪ベース，ス
ライドベースの側視図

【図８】従来のチャックを示し、（ａ）は動作前の状態
を示す断面図、（ｂ）は動作後の状態を示す断面図

【符号の説明】

１ピストン５シリンダ７昇降ヘッド８作動ロッド９Ｌ字状アーム１１ａ爪部１５ガイドパイプ１６押え棒１８押え板１９圧縮バネＣキャップＤ基準面

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】被把持物をその側方から複数箇所において
当接して把持する複数の把持部材を有するとともに、各
把持部材の相互の間隔を拡縮するように把持部材の少な
くとも一つを駆動する駆動源を有する把持手段と、前記把持部材で把持される前記被把持物の上面に当接す
べき基準面を有し、この基準面を被把持物の上面に押し
付ける押圧手段とを備えたことを特徴としたチャック。
【請求項２】前記把持部材は、前記把持手段の内側に被
把持物を導入する方向と平行に設けられた柱状の爪であ
ることを特徴とする請求項１記載のチャック。
【請求項３】前記押圧手段は、前記各把持部材に囲まれ
た位置に設けられていることを特徴とする請求項１記載
のチャック。
【請求項４】前記押圧手段は、前記把持手段の内側に被
把持物を導入する向きとは逆向きに被把持物を押圧する
ことを特徴とする請求項１記載のチャック。
【請求項５】前記押圧手段は、バネによって前記基準面
を付勢することを特徴とする請求項３又は４記載のチャ
ック。
【請求項６】前記基準面は、前記被把持物を把持してい
ないときに、把持部材の先端部と略同高さに付勢位置し
ていることを特徴とする請求項５に記載のチャック。
【請求項７】前記把持手段は前記把持部材を移動自在に
保持するガイド板を有するとともに、記押圧手段は、こ
のガイド板に固定されたパイプと、このパイプに挿入さ
れた棒と、この棒を突出するように付勢するバネとから
なることを特徴とする請求項４記載のチャック。
【請求項８】前記把持手段と前記押圧手段とは、相互に
独立して作動することを特徴とする請求項１記載のチャ
ック。