(57)【要約】【課題】被把持物の把持や把持の解除を簡単かつ短時間で行うことにある。【解決手段】一対の把持アーム２と、各把持アーム２を内方に付勢するコイルスプリング（付勢手段）３と、各把持アーム２の把持部２３の間隔を、各把持部２３を円柱状ワークＷに押し付けた際に各把持アーム２の先端部がコイルスプリング３の付勢力に抗して外方に揺動を開始するのを可能にする間隔にすべく、各把持アーム２の内方への移動を規制するストッパ４と、各把持アーム２の間に受け入れられて各把持部２３によって把持された円柱状ワークＷを、コイルスプリング３の付勢力に抗して把持部２３の間から押し出して円柱状ワークＷの把持を解除する押圧部材（把持解除手段）５１とを備えた構成になっている。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基端部がフレームに回動自在に支持され、先端部が外方向に揺動することによって被把持物を受け入れるとともに、上記先端部が内方に揺動することによって、上記先端部の内側に設けた把持部によって上記被把持物を把持する一対の把持アームと、
この一対の把持アームを内方に付勢する付勢手段と、
上記一対の把持アームの把持部の間隔を、当該一対の把持アームの把持部を上記被把持物に押し付けた際に当該一対の把持アームの先端部が上記付勢手段の付勢力に抗して外方に揺動を開始するのを可能にする間隔にすべく、当該一対の把持アームの内方への移動を規制するストッパと、
上記一対の把持アームの間に受け入れられて上記各把持部によって把持された上記被把持物を、上記付勢手段の付勢力に抗して上記把持部の間から押し出して上記被把持物の把持状態を解除する把持解除手段とを備えてなることを特徴とする把持装置。
【請求項２】
上記一対の把持アームは、上記フレームに沿って、同軸状に複数設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】
上記把持解除手段は、上記複数対の把持アームの軸方向に沿って長く延在していることを特徴とする請求項２に記載の把持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被把持物の把持および把持の解除が容易な把持装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の把持装置としては、例えば特開平１１−３１４８７９号公報に示すものが知られている。この把持装置は、上端部が支持板に回動自在に連結され、下端部が内外方向に揺動自在にされた一対のアームと、各アームの上端部に形成されたアーム係止部に係止する座金と、この座金をアーム係止部に押し付けた状態に固定することにより、アームを物品を保持した状態に維持するナットとを備えた構成になっている。
【０００３】
このように構成された把持装置を用いて物品を把持するには、まず、ナットを緩めて、座金をアーム係止部から外し、これにより、各アームを揺動自在な状態にする。そして、全体を下方に移動する。そうすると、各アームは、その下端部が物品の外周面に当たることによって互いに開く方向に自然に揺動することになる。したがって、全体が下方に移動することによって、当該各アームの間に物品が挿入された状態になる。そこで、座金をアーム係止部に係止させるとともに、ナットをねじ込む。これにより、各アームが内側に移動して物品を把持した状態になる。
【０００４】
また、物品の把持を解除するには、ナットを緩めてから、座金をアーム係止部から外して、各アームを揺動自在な状態にする。そして、全体を上方に移動する。これにより、物品の把持を解除することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の把持装置においては、物品の把持および把持の解除のたびに、ナットを締め付けたり、緩めたり等の作業を行わなければならないので、把持および把持の解除作業が面倒で時間がかかるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記事情に基づいてなされたものであり、被把持物の把持や把持の解除を簡単かつ短時間で行うことのできる把持装置を提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、基端部がフレームに回動自在に支持され、先端部が外方向に揺動することによって被把持物を受け入れるとともに、上記先端部が内方に揺動することによって、上記先端部の内側に設けた把持部によって上記被把持物を把持する一対の把持アームと、この一対の把持アームを内方に付勢する付勢手段と、上記一対の把持アームの把持部の間隔を、当該一対の把持アームの把持部を上記被把持物に押し付けた際に当該一対の把持アームの先端部が上記付勢手段の付勢力に抗して外方に揺動を開始するのを可能にする間隔にすべく、当該一対の把持アームの内方への移動を規制するストッパと、上記一対の把持アームの間に受け入れられて上記各把持部によって把持された上記被把持物を、上記付勢手段の付勢力に抗して上記把持部の間から押し出して上記被把持物の把持状態を解除する把持解除手段とを備えてなることを特徴としている。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記一対の把持アームは、上記フレームに沿って、同軸状に複数設けられていることを特徴としている。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、上記把持解除手段は、上記複数対の把持アームの軸方向に沿って長く延在していることを特徴としている。
【００１０】
上記のように構成された請求項１〜３に記載の発明においては、一対の把持アームの先端部を被把持物に向けて移動すると、各把持部が被把持物の外周面に押し付けられた状態なることから、当該外周面からの反力を受け、各把持アームの先端部が付勢手段の付勢力に抗して互いに開く方向に揺動する。そして、各把持アームをさらに被把持物側に移動すると、各把持部が被把持物を超えて移動することになることから、各把持部が付勢手段の付勢力によって互いに内方に移動し、被把持物の裏側を把持した状態になる。
したがって、極めて簡単かつ短時間で被把持物を把持することができる。
【００１１】
また、上記把持状態を解除するには、把持解除手段を被把持物に向けて移動し、被把持物を各把持部の間から押し出す。これにより、把持状態が解除されることになる。
したがって、極めて簡単かつ短時間で被把持物の把持の解除を行うことができる。
【００１２】
また、被把持物としては、円柱状のものはもちろんのこと、楕円柱状、長円柱状、４角以上の多角柱状のものも把持および把持の解除を行うことができる。すなわち、断面の外周縁が円形状、楕円形状、長円形状、４角以上の多角形状に形成されたものや、外周面に凹凸がある丸太等の軸状に形成されたものも、極めて簡単かつ短時間で把持および把持の解除を行うことができる。
なお、４角の多角柱状のもの、すなわち四角柱状の被把持物については、その一つの角部の両側に各把持部が当たるようにすることにより、当該被把持物の把持および把持の解除を行うことができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明においては、一対の把持アームがフレームに沿って、同軸状に複数設けられているので、被把持物を安定的に把持することができる。なお、把持アームとしては、少なくとも２対設けることによって、長尺の被把持物であっても安定的に把持することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明においては、把持解除手段が複数対の把持アームの軸方向に沿って長く延在しているので、被把持物を各対をなす把持アームから均等に押し出すことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図５を参照して説明する。
【００１６】
この実施の形態で示す把持装置は、図１および図２に示すように、基端部がフレーム１に回動自在に支持され、先端部が外方向に揺動することによって円柱状ワーク（被把持物）Ｗを受け入れるとともに、先端部が内方に揺動することによって、先端部の内側に設けた把持部２３によって円柱状ワークＷを把持する一対の把持アーム２と、各把持アーム２を内方に付勢するコイルスプリング（付勢手段）３と、各把持アーム２の把持部２３の間隔を、当該把持部２３、２３を円柱状ワークＷの外周面に押し付けた際に当該各把持アーム２の先端部がコイルスプリング３の付勢力に抗して外方に揺動を開始するのを可能にする間隔にすべく、当該各把持アーム２の内方への移動を規制するストッパ４、４と、上記各把持アーム２の間内に受け入れられて各把持部２３によって把持された円柱状ワークＷを、コイルスプリング３の付勢力に抗して把持部２３の間から押し出して円柱状ワークＷの把持状態を解除する押圧部材（把持解除手段）５１とを備えた構成になっている。
【００１７】
フレーム１は、帯状に長く形成された基板部１１と、この基板部１１の幅方向の各端部に沿って平行に設けられた側板部１２、１２とによって断面がコ字状の長尺のもので構成されているとともに、把持アーム２の基端部を回動自在に支持する支持ブラケット１３を備えた構成になっている。基板部１１、各側板部１２は、鋼板によって構成されており、互いにボルトによって連結されている。
【００１８】
また、支持ブラケット１３は、基板部１１における各側板部１２が設けられている側とは反対側の面（この実施の形態では上面）に設けられている。
この支持ブラケット１３は、基端部が基板部１１の幅方向の中央部にボルトで固定されるようになっており、基板部１１から上方に突出する先端部には、回動支持ピン６を保持するピン保持孔１３ａが形成されている。そして、支持ブラケット１３は、ピン保持孔１３ａの軸線を基板部１１の延在する方向に向けた状態で当該基板部１１に固定さている。
【００１９】
また、対をなす各把持アーム２は、アーム本体２１と、アーム本体２１の基端部に設けられたブラケット２２と、アーム本体２１の先端部に設けられた把持部２３とを備えた構成になっている。
【００２０】
アーム本体２１は、帯状の鋼板をく字状に屈曲成形したものであり、その屈曲成形により凹状に形成された側が内方の面、すなわち内面になっている。そして、アーム本体２１の内面には、屈曲部を補強する鋼板製の補強板２１ａが溶接されているとともに、この補強板２１ａよりブラケット２２側の内面および外面に、同じく鋼板製の当て板２１ｂ、２１ｃが溶接されている。
【００２１】
ブラケット２２は、アーム本体２１の基端部内面から内方に突出するように形成されており、その先端部には回動支持ピン６と回動自在に嵌合する軸受孔２２ａが形成されている。このブラケット２２は、鋼板によって形成されたものであり、その基端部がアーム本体２１に溶接されている。
【００２２】
把持部２３は、円柱状の鋼材によって形成されたものであり、アーム本体２１の先端部内面に上記軸受孔２２ａの軸線と平行に延在するように溶接されている。なお、把持部２３は、球状の鋼材によって形成したものであってもよい。
【００２３】
コイルスプリング３は、その軸方向の各端部が支持バー３１を介して各アーム本体２１に連結されている。
支持バー３１は、基端部側に形成した雄ねじ部がアーム本体２１および当て板２１ｂ、２１ｃを貫通した状態で、当該アーム本体２１にナットＮ、Ｎによって固定されているとともに、先端部が各側板部１２を貫通して、当該各側板部１２の内方まで延在している。そして、支持バー３１の先端部には、コイルスプリング３の各端部と連結する連結部が設けられている。
【００２４】
ストッパ４は、各側板部１２のねじ孔に螺合するボルトによって構成されている。すなわち、ストッパ４は、各側板部１２に外方からねじ込まれ、その頭部４ａを内方の当て板２２ｂに当接させることによって、コイルスプリング３による付勢力に対して、各把持アーム２が内方へ揺動するのを所定の位置で阻止するようになっている。
また、ストッパ４は、側板部１２からの頭部４ａの突出量を調整することによって、各把持アーム２の内方への揺動位置を規制し、対向する把持部２３、２３の間隔を調整するようになっている。
そして、ストッパ４は、頭部４ａの突出量が変化しないように、ロックナット４１によって各側板部１２に確実に固定されるようになっている。
【００２５】
また、上述した支持ブラケット１３は、図３に示すように、基板部１１の長手方向の中央の位置から等寸法に振り分けられた二箇所の位置に設けられており、上記対をなす把持アーム２も各支持ブラケット１３に揺動自在に取り付けられている。
【００２６】
すなわち、一対の把持アーム２は、フレーム１の長手方向に沿って、同軸状に複数（この実施の形態では２組）設けられており、長尺の円柱状ワークＷを安定的に把持することが可能になっている。
また、上記押圧部材５１は、２組の把持アーム２の軸方向に沿って長く延在するもので構成されている。
【００２７】
すなわち、押圧部材５１は、図１および図２に示すように、基板５１ａ、側板５１ｂ、５１ｂ、リップ５１ｃ、５１ｃからなるリップみぞ形鋼によって形成されたものであり、基板５１ａを各把持部２３間に向けた状態（この実施の形態では下方に向けた状態）に設けられている。
そして、この押圧部材５１は、図３に示すように、その長手方向の各端部に配置されたエアシリンダ（駆動手段）５２、５２によって保持されている。
【００２８】
各エアシリンダ５２は、シリンダ部５２ａのヘッド部が基板部１１の長手方向の各端部の上面に固定され、シリンダ部５２ａのヘッド部から出没するロッド部５２ｂの先端部が基板部１１を貫通して押圧部材５１の各端部に連結されている。なお、ロッド部５２ｂの先端部は、押圧部材５１におけるリップ５１ｃ、５１ｃを溶接により連結してなる補強板（図示せず）に連結されている。
そして、エアシリンダ５２は、押圧部材５１を各把持部２３の間に向かう方向（この実施の形態では下方）および当該間から退く方向（この実施の形態では上方）に移動駆動するようになっている。
【００２９】
また、押圧部材５１内における基板５１ａ上には、図３に示すように、長手方向の中央の位置に光センサ５３が設けられているとともに、その中央の位置から等寸法に振り分けられた二箇所の位置に、機械式のリミットスイッチ５４が設けられている。
【００３０】
光センサ５３は、図２に示すように、基板５１ａに形成された貫通孔から発した光を円柱状ワークＷに当て、当該円柱状ワークＷから反射した光を受けることにより、当該円柱状ワークＷの有無を検出するようになっている。
【００３１】
リミットスイッチ５４は、図１に示すように、基板５１ａに形成された貫通孔から出没するレバー部５４ａによって、円柱状ワークＷの有無を検知するものであり、特にレバー部５４ａの貫通孔内への没入によって、円柱状ワークＷが基板５１ａに接した状態を検知するようになっている。
【００３２】
また、フレーム１は、図３に示すように、その基板部１１の長手方向の中央部に連結された主駆動シリンダ７によって移動駆動（この実施の形態の場合は上下方向に移動駆動）されるようになっている。
さらに、フレーム１には、その長手方向の各端部で、かつ幅方向の両側の４つの位置に、駆動力を発することのない伸縮シリンダ８が連結されている。各伸縮シリンダ８は、上記主駆動シリンダ７と平行に配置され、主駆動シリンダ７の伸縮に伴って伸縮することによって、フレーム１の方向を安定的に維持するようになっている。
【００３３】
また、図３において、９は、主駆動シリンダ７、伸縮シリンダ８等を保持する溶接構造物の梁である。
【００３４】
上記のように構成された本実施の形態の把持装置においては、軸線を略水平方向に向けて置かれた円柱状ワークＷを把持し、この円柱状ワークＷを所定の高さまで持ち上げることができる。また、円柱状ワークＷの把持状態を解除することによって、所定の位置に供出することができる。
【００３５】
円柱状ワークＷを把持するには、図４（ａ）に示すように、各エアシリンダ５２によって押圧部材５１を上方に最も引き上げてから、主駆動シリンダ７によって全体を下方に移動し、各対をなす把持アーム２の各把持部２３を円柱状ワークＷの外周面における頂部の左右に押し付ける。そうすると、図４（ｂ）に示すように、円柱状ワークＷの外周面からの反力を受けて各把持部２３がコイルスプリング３の付勢力に抗して外方に移動することになる。そしてさらに、図４（ｃ）、（ｄ）に示すように、各把持部２３が円柱状ワークＷの上下の中央より下方に移動すると、今度は各把持部２３がコイルスプリング３の付勢力によって、内方に移動し、円柱状ワークＷの外周面を下方から把持した状態になる。
【００３６】
また、この際、円柱状ワークＷの外径が把持を可能とする許容最大限のものであれば、図１および図４に示すように、押圧部材５１の基板５１ａの下面が円柱状ワークＷの外周面に当接することになる。すなわち、押圧部材５１および把持部２３、２３の三点で円柱状ワークＷを安定的に保持することになる。この際、リミットスイッチ５４のレバー部５４ａの没入によって円柱状ワークＷが正規の位置に確実に収容されたことを検知することができるとともに、光センサ５３によっても円柱状ワークＷが各把持アーム２内に存在していることが検知される。
【００３７】
ただし、図２に示すように、円柱状ワークＷの外径が許容最大限のものより小さい場合には、各把持部２３が円柱状ワークＷを把持した状態になり、把持アーム２がストッパ４に当たった状態になっても、円柱状ワークＷと押圧部材５１との間に隙間があくことになる。この場合は、把持部２３による把持が完了した後に、押圧部材５１をエアシリンダ５２によって押し下げて、当該押圧部材５１を円柱状ワークＷの外周面に当接させる。この際、リミットスイッチ５４のレバー部５４ａの没入によって、押圧部材５１が円柱状ワークＷの外周面に当接したことが検知されることから、押圧部材５１を円柱状ワークＷの外周面にほとんど荷重を作用させることなく当接させることができる。
【００３８】
したがって、種々の径の円柱状ワークＷを押圧部材５１および把持部２３の三点で確実に支持することができる。
そして、図４（ｅ）、（ｆ）に示すように、主駆動シリンダ７によって全体を上方に移動することにより、円柱状ワークＷを安定的に持ち上げることができる。
【００３９】
一方、円柱状ワークＷの把持を解除するには、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、円柱状ワークＷを水平状の供出位置Ｇ上に移動する。そして、図４（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）に示すように、主駆動シリンダ７によって全体を上方に移動しながら、エアシリンダ５２によって押圧部材５１を下方に移動する。そうすると、円柱状ワークＷを供出位置Ｇ上に維持しながら、当該円柱状ワークＷをコイルスプリング３の付勢力に抗して各把持部２３の間から押し出すことができる。
【００４０】
これにより、図４（ｆ）に示すように、把持状態が解除される。また、各把持アーム２は、ストッパ４に当たって内方への移動が停止する。さらに、光センサ５３によって円柱状ワークＷを検出することができなくなることから、当該円柱状ワークＷを把持アーム２の内方から外に確実に排出したことが確認できる。
【００４１】
以上、各把持アーム２を円柱状ワークＷに向けて移動するだけで、極めて簡単かつ短時間で円柱状ワークＷを把持することができるとともに、各把持アーム２を円柱状ワークＷから退く方向に移動し、かつ押圧部材５１を円柱状ワークＷに向けて移動することによって、円柱状ワークＷの把持を極めて簡単かつ短時間で解除することができる。しかも、把持の解除時に各把持アーム２を円柱状ワークＷから退く方向に移動することにより、円柱状ワークＷを供出位置Ｇに置いた状態で、当該円柱状ワークＷの把持を解除することができる。
【００４２】
また、円柱状ワークＷの把持および把持の解除を主駆動シリンダ７やエアシリンダ５２によって全自動で行うことができるので、円柱状ワークＷの搬送経路の途中に設けることによって、その円柱状ワークＷの搬送の自動化に貢献することができる。
【００４３】
しかも、上記各把持部２３が円柱状に形成されていることから、各一対の把持アーム２の先端部の間隔がその先端に向けて徐々に広がった形状になっている。したがって、円柱状ワークＷをより円滑に各把持アーム２間内に取り込むことができる。球状の把持部２３を用いた場合も同様の作用効果を奏する。
【００４４】
さらに、対をなす把持アーム２を同軸状に２組設けているので、円柱状ワークＷを安定的に把持することができる。なお、把持アーム２としては、１対あるいは３対以上の複数設けるように構成してもよい。ただし、１対の場合には、円柱状ワークＷを安定的に保持することを可能にするため、各把持部２３として軸方向に長いものを採用することが好ましい。
【００４５】
そしてさらに、押圧部材５１が２組の把持アーム２の軸方向に沿って長く延在しているので、円柱状ワークＷを各対の把持アーム２から均等に押し出すことができる。したがって、円柱状ワークＷを供出位置Ｇ上に滑らかに搬出することができる。
【００４６】
また、円柱状ワークＷとしては、上述した円柱状のものはもちろんのこと、楕円柱状、長円柱状、４角以上の多角柱状のものも把持および把持の解除を容易かつ短時間で行うことができる。すなわち、断面の外周縁が円形状、楕円形状、長円形状、４角以上の多角形状に形成された軸状のものや、外周面に凹凸がある丸太等の軸状に形成されたものも、極めて容易かつ短時間で把持および把持の解除を行うことができる。
なお、四角柱状の円柱状ワークＷを把持する場合には、その一つの角部の両側に各把持部２３を当接させることにより、当該円柱状ワークＷの把持および把持の解除を行うことができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜３に記載の発明によれば、一対の把持アームの先端部を被把持物に向けて移動することにより、極めて簡単かつ短時間で被把持物を把持することができる。また、把持解除手段を被把持物に向けて移動して、被把持物を各把持部の間から押し出すことにより、極めて簡単かつ短時間で被把持物の把持の解除を行うことができる。
【００４８】
また、被把持物としては、円柱状のものはもちろんのこと、楕円柱状、長円柱状、４角以上の多角柱状のものも把持および把持の解除を行うことができる。すなわち、断面の外周縁が円形状、楕円形状、長円形状、４角以上の多角形状に形成されたものや、外周面に凹凸がある丸太等の軸状に形成されたものも、極めて簡単かつ短時間で把持および把持の解除を行うことができる。
【００４９】
請求項２に記載の発明によれば、一対の把持アームがフレームに沿って、同軸状に複数設けられているので、被把持物を安定的に把持することができる。
【００５０】
請求項３に記載の発明によれば、把持解除手段が複数対の把持アームの軸方向に沿って長く延在しているので、被把持物を各対をなす把持アームから均等に押し出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態として示した把持装置の要部説明図である。
【図２】同把持装置の要部説明図である。
【図３】同把持装置の側面図である。
【図４】同把持装置で円柱状ワークを把持する際の作用を示す説明図である。
【図５】同把持装置で円柱状ワークの把持を解除する際の作用を示す説明図である。
【符号の説明】
１　フレーム
２　把持アーム
３　コイルスプリング（付勢手段）
４　ストッパ
１３　支持ブラケット
２３　把持部
５１　押圧部材（把持解除手段）
Ｗ　円柱状ワーク（被把持物）
【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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