(57)【要約】【課題】被把持部材の装着が容易であるとともに、把持力が高く、信頼性の高い把持を実現できる把持装置を提供すること。【解決手段】芯金部１４を備え、該芯金部の軸心と共通する軸心の環状空間１５が芯金部の周囲に形成された本体１０と、該本体の前記環状空間内に、該環状空間を画成する周壁との間に圧力室１６を有する状態で、且つ、芯金部との間に管状の被把持部材を挿入し得る間隙が形成された状態で嵌め込まれたゴム弾性体５０と、前記圧力室に流体を導く通路１７とを有し、前記通路を介して前記圧力室に導かれた流体圧によって前記ゴム弾性体を前記芯金部方向に膨出変形させ、芯金部に装着された管状の被把持部材を芯金部と膨出変形したゴム弾性体とによって把持する把持装置１とした。【選択図】 図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯金部を備え、該芯金部の軸心と共通する軸心の環状空間が芯金部の周囲に形成された本体と、該本体の前記環状空間内に、該環状空間を画成する周壁との間に圧力室を有する状態で、且つ、芯金部との間に管状の被把持部材を挿入し得る間隙が形成された状態で嵌め込まれたゴム弾性体と、前記圧力室に流体を導く通路とを有し、前記通路を介して前記圧力室に導かれた流体圧によって前記ゴム弾性体を前記芯金部方向に膨出変形させ、芯金部に装着された管状の被把持部材を芯金部と膨出変形したゴム弾性体とによって把持することを特徴とする、把持装置。
【請求項２】
上記芯金部は基端側から先端側に向けて徐々に細くなるテーパが付けられていることを特徴とする、請求項１に記載の把持装置。
【請求項３】
上記芯金部は管状に形成され、該管状の芯金部を介して高温流体が装着された管状の被把持部材内に流入されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の把持装置。
【請求項４】
上記本体には冷媒通路が形成され、該冷媒通路に冷媒を供給することにより冷却されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の把持装置。
【請求項５】
上記ゴム弾性体はシリコンゴム、エチレンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴムの少なくとも一種から成ることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の把持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、把持装置に関するもので、特に流体圧により弾性部材を変形させて被把持部材を把持する流体圧を利用した把持装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、工作物、工具等の被把持部材を把持する装置として、特許文献１〜３等に開示された流体圧を利用した把持装置が知られている。これらの把持装置は、基本的には、本体と、この本体との間に圧力室を形成する状態で本体に嵌め込まれた弾性部材とを有し、被把持部材を把持する際には、この弾性部材の少なくとも一部が圧力室に導かれた流体圧によって本体から離れる方向、すなわち被把持部材に向けて膨出させることにより被把持部材に圧接させ、もって被把持部材が弾性部材の膨出部に挟まれて把持されるようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公昭６３−５０１２３号公報
【特許文献２】実開平６−３６７０９号公報
【特許文献３】特許第５７５３２６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記した従来の流体圧を利用した把持装置では、弾性部材として、例えば金属からなる薄肉筒状体を使用し、該薄肉筒状体に流体圧を外周から作用させ、薄肉筒状体を弾性変形の範囲内において縮径させているものであるため、縮径量が比較的小さく、従って、薄肉筒状体と、その薄肉筒状体の内側に挿入される被把持部材との間隙を大きくすることが困難であり、間隙が狭いために薄肉筒状体に被把持部材を迅速、確実に挿入することが難しいという課題があった。このことは特に、自動化にあたってロボットハンド等によって薄肉筒状体に被把持部材を挿入しようとすると、薄肉筒状体に対して被把持部材を高い精度で位置決めして移動させる必要があり、被把持部材を移動させるロボットハンド等に高い精度が要求され、その分設備費が高騰するという課題があった。
【０００５】
また、上記した従来の流体圧を利用した把持装置では、単に弾性部材を流体圧によって縮径し、該縮径した弾性部材によって被把持部材を周囲から挟み込むものであるので、その把持力はさほど強いものではなく、抜き方向に力が加わった場合等には、比較的弱い力によって被把持部材が抜けてしまうという課題もあった。
【０００６】
本発明は、上述した背景技術が有する課題に鑑み成されたものであって、その目的は、被把持部材の装着が容易であるとともに、把持力が高く、信頼性の高い把持を実現できる把持装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した目的を達成するため、本発明は、次の〔１〕〜〔５〕に記載した把持装置とした。
〔１〕芯金部を備え、該芯金部の軸心と共通する軸心の環状空間が芯金部の周囲に形成された本体と、該本体の前記環状空間内に、該環状空間を画成する周壁との間に圧力室を有する状態で、且つ、芯金部との間に管状の被把持部材を挿入し得る間隙が形成された状態で嵌め込まれたゴム弾性体と、前記圧力室に流体を導く通路とを有し、前記通路を介して前記圧力室に導かれた流体圧によって前記ゴム弾性体を前記芯金部方向に膨出変形させ、芯金部に装着された管状の被把持部材を該芯金部と膨出変形したゴム弾性体とによって把持することを特徴とする、把持装置。
〔２〕上記芯金部は基端側から先端側に向けて徐々に細くなるテーパが付けられていることを特徴とする、上記〔１〕に記載の把持装置。
〔３〕上記芯金部は管状に形成され、該管状の芯金部を介して高温流体が装着された管状の被把持部材内に流入されることを特徴とする、上記〔１〕又は〔２〕に記載の把持装置。
〔４〕上記本体には冷媒通路が形成され、該冷媒通路に冷媒を供給することにより冷却されることを特徴とする、上記〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の把持装置。
〔５〕上記ゴム弾性体は、シリコンゴム、エチレンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴムの少なくとも一種から成ることを特徴とする、上記〔１〕〜〔４〕のいずれかに記載の把持装置。
【発明の効果】
【０００８】
上記した本発明に係る把持装置によれば、弾性部材としてゴム弾性体を使用しているため、その変形量は大きく、芯金部との間に管状の被把持部材を挿入し得る間隙を十分に取れるとともに、芯金部が被把持部材の装着に際してその挿入をサポートする役目も果たすので、被把持部材の装着に高い精度が要求されず、自動化が容易なものとなる。また、芯金部に装着された管状の被把持部材を芯金部と膨出変形したゴム弾性体とによって挟み込む状態で把持する構成のものであるので、把持力が高く、信頼性の高い把持を実現できる装置となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る把持装置の一実施形態を示した斜視図である。
【図２】図１に示した把持装置の分解斜視図である。
【図３】図１に示した把持装置の縦断面図である。
【図４】図１に示した把持装置の使用工程を示した図であって、管状の被把持部材を把持装置に装着する工程を示した断面図である。
【図５】図１に示した把持装置の使用工程を示した図であって、管状の被把持部材を把持装置に装着した状態を示した断面図である。
【図６】図１に示した把持装置の使用工程を示した図であって、管状の被把持部材を把持装置によって把持する工程を示した断面図である。
【図７】図１に示した把持装置の使用工程を示した図であって、管状の被把持部材を把持装置から抜く工程を示した断面図である。
【図８】図６の要部を拡大した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る把持装置の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
図面は、本発明に係る把持装置の一実施形態を示したものであり、この図示した把持装置１は、本体１０と、該本体１０内に収納され、流体圧によって変形して管状の被把持部材Ｐを把持するゴム弾性体５０を有している。
【００１２】
本体１０は、ボディ部１１と、２枚の蓋部１２，１３とから構成されている。これらの本体１０を形成する材料は、剛性があり、熱伝導率が良好である材料であることが好ましく、例えば、アルミ、銅、ＳＵＳ、真鍮などの熱と圧力に耐えられる材質の金属で形成されていることが好ましい。
【００１３】
ボディ部１１は略円柱形状で、その軸心に沿って芯金部１４が形成され、該芯金部１４の周囲に、一側端に開口する前記芯金部の軸心と共通する軸心の環状空間１５が形成されている。上記環状空間１５を画成する周壁には、その全周に亘って圧力室となる凹溝１６が形成され、該凹溝１６に連通する通路１７に高圧流体を導入する継手１８が接続されている。
【００１４】
上記芯金部１４は、その基端側から先端側に向けて徐々に細くなるテーパが付けられている。このテーパ角度は、０．５〜３．０度が好ましく、０．７〜１．５度が特に好ましい。また、該芯金部１４は、その内部を流体が通過し得るように管状に形成され、該管状の芯金部１４に連通する通路１９に高温流体を導入する継手２０が接続されている。
【００１５】
ボディ部１１には、上記環状空間１５が開口する側端と反対側の側端に開口する環状冷媒通路２１が形成され、該環状冷媒通路２１に連通する通路２２を介して冷媒を供給する継手２３が接続されている。また、ボディ部１１の両側端には、同一円周上に適度な間隔を開けて雌ネジ穴２４，２４がそれぞれ穿設させている。
【００１６】
蓋部１２，１３は、ともに上記ボディ部１１の外径と略同一の外径の円板形状に形成され、その板面には、上記ボディ部１１の両側端にそれぞれ形成された雌ネジ穴２４，２４に対応する位置にネジ挿通孔２５，２６がそれぞれ形成されている。また、一方の蓋部１２には、その中心に上記ボディ部１１に形成された芯金部１４が挿入された状態で臨み、該芯金部１４に管状の被把持部材Ｐを装着し得る間隙を確保した内径の被把持部材挿入穴２７が穿設され、一側面にＯリング２８を嵌め込む環状溝２９が形成されている。他方の蓋体１３には、上記芯金部１４に高温流体を導入する継手２０が突出する貫通穴３０が形成されている。
【００１７】
上記ボディ部１１に形成された環状空間１５には、ゴム弾性体５０が嵌め込まれ、上記蓋部１２が、環状空間１５の開口を塞ぐ状態でネジ３１によって取り付けられ、上記蓋部１３が、冷媒通路２１の開口を塞ぐ状態でネジ３２によって取り付けられる。
【００１８】
ゴム弾性体５０は、肉厚の円筒形状に形成されており、弾性、耐衝撃性、耐熱性等の観点から、シリコンゴム、エチレンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴムによって形成されていることが好ましい。また、ゴム弾性体５０は単一材料に限られず、内層と外層とで異なる材料を用いた二層構造等にしてもよい。
【００１９】
ゴム弾性体５０は、上記本体１０の環状空間１５内に、該環状空間１５を画成する周壁との間に圧力室（凹溝１６）を有する状態で、且つ、芯金部１４との間に管状の被把持部材Ｐを挿入し得る間隙が形成された状態で嵌め込まれる。
【００２０】
上記のように構成された本発明に係る把持装置１は、次のように操作され、管状の被把持部材Ｐを把持する。
【００２１】
先ず、図４に示したように、管状の被把持部材Ｐを図示しないロボットハンド等によって移動させ、把持装置１に形成された被把持部材挿入穴２７より挿入し、図５に示したように、管状の被把持部材Ｐを把持装置１の芯金部１４に装着する。この際、本発明に係る把持装置１によれば、弾性部材としてゴム弾性体５０を使用しているため、その変形量は大きく、芯金部１４との間に被把持部材Ｐを挿入し得る間隙を十分に取れるとともに、芯金部１４が被把持部材Ｐの装着に際してその挿入をサポートする役目も果たすので、管状の被把持部材Ｐの芯金部１４への装着が容易なものとなる。
【００２２】
続いて、図６に示したように、継手１８、通路１７を介して圧力室を構成する凹溝１６に高圧流体（例えば、０．１〜０．５ＭＰａの圧縮空気）を導入し、圧力室に導入した流体圧によってゴム弾性体５０を芯金部１４方向に膨出変形させ、芯金部１４に装着された管状の被把持部材Ｐを芯金部１４と膨出変形したゴム弾性体５０とによって挟み込む状態で把持する。この際、図８に拡大して示したように、上記芯金部１４は先端側に向けて徐々に細くなるテーパが付けられているので、該芯金部１４に倣って膨出変形したゴム弾性体５０は楔状に変形して管状の被把持部材Ｐを把持することとなり、より把持力が高く、信頼性の高い把持を実現することができる。
【００２３】
また、上記した把持装置１においては、継手２０、通路１９、更に管状の芯金部１４を介して装着された管状の被把持部材Ｐ内に高温流体（例えば、温度１１０〜１７０度、圧力０．１〜０．６ＭＰａの加熱蒸気）を導入することができる。これによりゴム弾性体５０は熱膨張してより把持力が向上するとともに、管状の被把持部材Ｐを加熱でき、曲げ加工等の所定加工を管状の被把持部材Ｐに施すことができる。
【００２４】
被把持部材Ｐに対する所定の加工作業等が終了すると、本発明に係る把持装置１による把持が解除される。被把持部材Ｐの把持を解除する場合は、高圧流体の継手１８を介しての圧力室への導入を停止し、ゴム弾性体５０の膨出変形をその弾性により元の状態に戻すとともに、高温流体の芯金部１４を介しての被把持部材Ｐへの導入を行っていた場合には、その導入も停止する。これにより、被把持部材Ｐへの把持が解除され、図７に示したように、被把持部材Ｐを図示しないロボットハンド等によって把持装置１から抜き去ることができる。この際、実施形態の把持装置１のように本体１０に冷媒通路２１を有する場合には、該冷媒通路２１に継手２３を介して冷媒（例えば、常温空気）を導入し、本体１０を急激に冷やすことによりゴム弾性体５０の熱膨張も無くした場合には、より容易に被把持部材Ｐを抜き取り易いものとすることができる。
【００２５】
以上、本発明に係る把持装置の実施形態につき説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。また、その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明に係る把持装置は、管状の被把持部材の装着が容易であるとともに、把持力が高く、信頼性の高い把持を実現できるものであるので、自動車配管用をはじめとする各種の配管用として用いられるスチール製、合成樹脂製のパイプの曲げ加工等の際に端部を把持する把持装置として、好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００２７】
１    把持装置
１０    本体
１１    ボディ部
１２，１３    蓋部
１４    芯金部
１５    環状空間
１６    凹溝（圧力室）
１７，１９，２２    通路
１８，２０，２３    継手
２１    環状冷媒通路
２４    雌ネジ穴
２５，２６    ネジ挿通孔
２７    被把持部材挿入穴
２８    Ｏリング
２９    環状溝
３０    貫通穴
３１，３２    ネジ
５０    ゴム弾性体
Ｐ    管状の被把持部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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