(57)【要約】【課題】径の異なる物品の円形断面部を確実に把持することができる把持装置を提供する。【解決手段】一端が回転自在に支持された両開き構成の一対の把持具２，２を有し、一対の把持具２，２によって円形断面部１０２を把持する構成で、径の異なる円形断面部１０２Ａ，１０２Ｂをほぼ同一の中心位置Ｇにて把持することを可能とした把持装置において、各把持具２，２にはそれぞれ円形断面部１０２Ａ，１０２Ｂに当接する２箇所の突起５，６を設け、４点で物品の円形断面部１０２を把持する構成となっていることを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が回転自在に支持された両開き構成の一対の把持具によって物品の円形断面部を把持する構成で、径の異なる円形断面部の中心位置をほぼ同一の位置にて把持することを可能とした把持装置において、
各把持具にはそれぞれ円形断面部の円周方向に沿って所定間隔離れた位置に２箇所の突起が設けられ、該突起によって４点で物品の円形断面部を把持する構成となっていることを特徴とする把持装置。
【請求項２】
突起の円形断面部との当接部は断面円弧形状となっている請求項１に記載の把持装置。
【請求項３】
少なくとも一つの突起の当接部の曲率半径をほぼゼロにして尖った形状とし回転防止機能を持たせたことを特徴とする請求項２に記載の把持装置。
【請求項４】
把持具に設けられる２箇所の突起の位置は、径の異なる円形断面部を把持した際に、各円形断面部の中心位置がほぼ同一の状態で、かつ把持具の回転中心に対する移動角度が相互に等しくなるように決められていることを特徴とする請求項１，２または３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、一端が回転自在に支持された一対の把持具によって物品の円形断面部を把持する把持装置に関し、特に径の異なる物品の円形断面部を中心位置を変えることなく把持することを可能とした把持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ペットボトル等の容器の搬送は円形のボトルネック部を把持装置で挟む機構が大多数採用されており、ボトルネック部の径が変更になった場合には把持装置の交換が必要とされている。しかし、容器の搬送ラインでは数百個単位の把持装置が使用されており、交換作業には膨大なコストと労力が必要とされる。
このような労力を軽減するために、特許文献１に記載のように、径の異なる物品の円形断面部を同じ把持具によって把持することを可能とする把持装置が提案されている。
【０００３】
この特許文献１に記載の把持装置は、回転軸を中心に互いに反対方向に対称的に揺動する一対の把持具を備え、この把持具によって径の異なる円形物品を把持するようになっている。円形物品を把持する各把持具の挟持面はＶ字形状に形成され、直径の異なる円形物品を把持した際に各円形物品の中心がＶ字形状の挟持面の２等分線の交点上に位置するように設定されていた。
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の把持装置は、把持具の挟持面がＶ字形に形成されていたので、挟持面に対する当接部の位置が、大径の物品と小径の物品とで移動する。そのため、把持具の挟持面の傾斜角度および傾斜面を正確に成形する必要がある。
また、大径の物品を把持した場合には、Ｖ字状の挟持面に当接する当接部間の間隔が大きいが、小径の物品を把持した場合には当接部間の間隔が狭くなり、把持している物品が揺れやすくなって安定しない。
その他の公知技術として、特許文献２，３に記載の把持装置も知られているが、いずれも把持具の挟持面が直線的なＶ字形状を有する構成で、特許文献１と同様の問題がある。
【特許文献１】特開平１−２６７２１４号
【特許文献２】実開平６１−１２０４９３号
【特許文献３】特開平１０−２５０８３８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記した従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、径の異なる物品の円形断面部を安定して確実に把持することが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】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、一端が回転自在に支持された両開き構成の一対の把持具によって物品の円形断面部を把持する構成で、径の異なる円形断面部の中心位置をほぼ同一の位置にて把持することを可能とした把持装置において、
各把持具にはそれぞれ円形断面部の円周方向に沿って所定間隔離れた位置に２箇所の突起が設けられ、該突起によって４点で物品の円形断面部を把持する構成となっていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明は、突起の円形断面部との当接部は断面円弧形状となっていることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、少なくとも一つの突起の当接部の曲率半径をほぼゼロにして尖った形状とし回転防止機能を持たせたことを特徴とする。
【０００８】
請求項４に係る発明は、把持具に設けられる２箇所の突起の位置が、径の異なる円形断面部を把持した際に、各円形断面部の中心位置がほぼ同一の状態で、把持具の回転中心に対する移動角度が相互に等しくなるように決められていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る発明によれば、各把持具について２箇所、計４箇所の突起で把持するようになっているので、従来のように傾斜したＶ字形状の挟持面を正確に成形する必要はない。
また、２箇所の突起の当接幅は、把持する円形断面部の径が異なっても変化しないので、従来のように円形断面部の径が小さい場合に当接部の幅が狭くなるようなことがなく、物品を安定して支持できる。
【００１０】
請求項２に係る発明によれば、突起の当接部を断面円弧形状としたので、径が異なる円形断面部に対しても常に同一の接触状態が維持される。
【００１１】
請求項３に係る発明によれば、少なくとも一つの突起を尖った形状として回転防止機能を持たせることにより、把持した物品を安定して保持することができる。
【００１２】
請求項４に係る発明によれば、把持具に設けられる２箇所の突起の位置を、径の異なる円形断面部を把持した際に、各円形断面部の中心位置がほぼ同一の状態で、把持具の回転中心に対する移動角度が相互に等しくなるように定めるだけで、簡単に適正な突起の位置を選定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る把持装置を示している。
この把持装置１は、図１（Ｃ）に示すようなペットボトル等の容器１００の口頸部１０１の付け根に位置する円形断面部としてのボトルネック部１０２を把持するネックグリッパとして使用される。
【００１４】
把持装置１の構成は、一端が回転自在に支持され左右対称的に開閉する両開き構成の一対の把持具２，２を有し、この一対の把持具２，２によってボトルネック部１０２を把持する構成となっており、径の異なるボトルネック部、図示例では基準となる第１ボトルネック部１０２Ａと、第１ボトルネック部１０２Ａより大径の第２ボトルネック部１０２Ｂの中心位置をほぼ同一位置に把持することを可能としている。以下、この同一の中心位置を把持中心Ｇとする。
【００１５】
把持具２，２は直線状に延びる板状部材で、把持中心Ｇを通る対称軸線Ｍに対して左右対称に配置されている。各把持具２の回転軸３は、把持中心Ｇから第１，第２ボトルネック部１０２Ａ，１０２Ｂの径の２〜３倍程度離れた位置で、対称軸線Ｍから把持具２の幅の半分より若干大きい寸法だけ離間した位置に配置され、把持具２，２の互いに対向する側に位置する内側辺２ａ，２ａ間には若干隙間が設けられている。そして、小径の第１ボトルネック部１０２Ａを把持した状態で内側辺２ａ，２ａが互いに平行で、大径の第２ボトルネック部１０２Ｂを把持した状態で左右に所定角度だけ対称的に開くようになっている。
【００１６】
各把持具２，２の内側辺２ａ，２ａの自由端側には、把持中心Ｇを中心にして第１，第２ボトルネック部１０２Ａ，１０２Ｂの外周を取り囲む円弧状の湾曲部４，４が設けられ、この湾曲部４，４内周に第１，第２ボトルネック部１０２ＡＡ，１０２Ｂの円周方向に沿って所定間隔離れた位置に２箇所の第１，第２突起５，６が設けられ、第１，第２ボトルネック部１０２Ａ，１０２Ｂを４点で把持する構成となっている。第１突起５と第２突起６は、把持中心Ｇを通り対称軸線Ｍに対して直交する中心線Ｎに対して互いに反対側に位置し、図示例では、第１突起５は湾曲部４の付け根側（回転軸側）に、第２突起６は湾曲部４の先端部に設けられている。
【００１７】
小径の第１ボトルネック部１０２Ａを把持した状態では、第２突起６は把持中心Ｇを通る対称軸線Ｍに近接しており、第１突起５は対称軸線Ｍに対して第２突起６よりも離れた位置に位置している。大径の第２ボトルネック部１０２Ｂを把持した状態では、第１突起５と第２突起６は共に対称軸線Ｍから遠くなるが、回転軸３，３より遠い先端側の第２突起６の方が離れる割合が大きいので、対称軸線Ｍとの距離が第１突起５とほぼ同じ程度となる。
【００１８】
第１，第２突起５，６先端の第１，第２ボトルネック部１０２Ａ，１０２Ｂとの当接部は円弧形状となっている。したがって、小径の第１ボトルネック部１０２Ａを把持する場合と、大径の第２ボトルネック部１０２Ｂを把持する場合とで、第１，第２突起５，６先端の円周上を接点が移動するだけで、接触状態は円弧での点接触状態となる。
ここで、この把持具２，２の各第１，第２突起５，６（計４つの突起）のうち、少なくとも一つの突起については、図１（Ｄ）に示すように、円弧の曲率半径をほぼゼロとして尖った形状として回転防止機能を持たせてもよい。
本実施の形態によれば、各把持具２，２の第１，第２突起５，６の間隔は、把持するボトルネック部の径が異なっても変化しないので、小径の第１ボトルネック部１０２Ａを把持する場合、大径の第２ボトルネック部１０２Ｂを把持する場合のいずれにおいても、容器を安定して支持できる。
【００１９】
次に、把持装置の各把持具の形状、寸法を決定する方法について、図２を参照して説明する。
図２（Ａ）において、把持中心Ｇから第１，第２ボトルネック部１０２Ａ，１０２Ｂに当接する第１突起５の円弧中心までの距離をそれぞれｒ１、ｒ２とし、各把持具２の回転軸３の回転中心Ｏから第１突起５の円弧中心までの距離をＲ１とし、Ｒ１で描いた円とｒ１，ｒ２で描いた円の交点をＤ１，Ｄ２とし、交点Ｄ１，Ｄ２と回転中心Ｏを結ぶ線と交点Ｄ２と回転中心Ｏをとのなす角をα２−１とする。
【００２０】
一方、図２（Ｂ）において、把持中心Ｇから第１，第２ボトルネック部１０２Ａ，１０２Ｂに当接する第２突起６の円弧中心までの距離をｒ３、ｒ４とし、各把持具２の回転軸３の回転中心Ｏから第２突起６の円弧中心までの距離をＲ２とし、Ｒ２で描いた円とｒ３，ｒ４で描いた円の交点をＤ３，Ｄ４とし、交点Ｄ３と回転中心Ｏを結ぶ線と交点Ｄ４と回転中心Ｏをとのなす角をα４−３とすると、α２−１とα４−３が同一となるようにＲ１，Ｒ２を設定する。この角度α２−１，α４−３は異種ネック径のボトルネック部１０２Ａ，１０２Ｂを把持した際の、第１，第２突起５，６の移動角度である。
すなわち、第１，第２突起５，６の位置は、径の異なるボトルネック部１０２Ａ，１０２Ｂを把持した際に、各ボトルネック部１０２Ａ，１０２Ｂの把持中心Ｇがほぼ同一の状態で、把持具の回転中心Ｏに対する移動角度α２−１，α４−３が相互に等しくなるように決められている
ｒ１，ｒ２は、それぞれ第１，第２ボトルネック部１０２Ａ，１０２Ｂのネック径と第１，第２突起５，６の円弧半径の和である。また、ｒ３，ｒ４はそれぞれ第１ボトルネック部１０２Ａ，１０２Ｂのネック径と第２突起６の円弧半径の和である。
【００２１】
このようにすれば、ボトルネック部１０２Ａ，１０２Ｂの中心座標位置Ｘ１が変化することなく把持中心Ｇに位置し、同一の把持装置１で異なる径の第１，第２ボトルネック部１０２Ａ，１０２Ｂの把持が可能となる。
なお、図２において、対称軸線ＭをＸ軸とし、回転中心Ｏを通り対称軸線Ｍと直交する軸線をＹ軸とし、ボトルネック部１２０Ａの中心座標（Ｘ，Ｙ）を（Ｘ１，０）、回転中心Ｏの座標を（０，Ｙ１）とする。
【００２２】
次に、図３を参照して、より具体的な計算例について説明する。
図３中の各辺Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｃの長さは次式で求められる。
Ａ１＝ｒ１−０＋ｒ１−１、Ａ２＝ｒ２−０＋ｒ１−１、Ａ３＝ｒ１−０＋ｒ１−２
Ａ４＝ｒ２−０＋ｒ１−２、Ｂ１＝Ｂ２＝Ｒ１、Ｂ３＝Ｂ４＝Ｒ２
Ｃ＝（Ｘ１２＋Ｙ１２）１／２
【００２３】
上記式について説明すると、図２に対して、図３では第１，第２突起５，６の円弧半径を（ｒ１−１）,（ｒ１−２）とし、第１，第２ボトルネック部１０２Ａ，１０２Ｂの半径を（ｒ１−０）,（ｒ２−０）として明示している。
図２（Ａ）のｒ１は、図３（Ａ）では辺Ａ１（把持中心Ｇと第１ボトルネック部１０２Ａに当接する第１突起５の円弧中心Ｄ１を結ぶ線）の長さ（ｒ１−０＋ｒ１−１）に対応し、図２（Ａ）のｒ２は図３（Ａ）では辺Ａ２（把持中心Ｇと第２ボトルネック部１０２Ｂに当接する第１突起５の円弧中心Ｄ２を結ぶ線）の長さ（ｒ２−０＋ｒ１−１）に対応する。また、図２（Ｂ）のｒ３は、図３（Ｂ）では辺Ａ３（把持中心Ｇと第１ボトルネック部１０２Ａに当接する第２突起６の円弧中心Ｄ３を結ぶ線）の長さ（ｒ１−０＋ｒ１−２）に対応し、図２（Ｂ）のｒ４は、図３（Ｂ）では辺Ａ４（把持中心Ｇと第２ボトルネック部１０２Ａに当接する第２突起６の円弧中心Ｄ４を結ぶ線）（ｒ２−０＋ｒ１−２）の長さに対応する。
【００２４】
また、図３（Ａ）の辺Ｂ１（回転中心Ｏと第１ボトルネック部１０２Ａに当接する第１突起５の円弧中心Ｄ１を結ぶ線）と、辺Ｂ２（回転中心Ｏと第２ボトルネック部１０２Ｂに当接する第１突起５の円弧中心Ｄ２を結ぶ線）の長さは図２（Ａ）のＲ１と等しい。
また、図３（Ｂ）中、辺Ｂ３（回転中心Ｏと第１ボトルネック部１０２Ａに当接する第２突起６の円弧中心Ｄ３を結ぶ線）と、辺Ｂ４（回転中心Ｏと第２ボトルネック部１０２Ｂに当接する第２突起６の円弧中心Ｄ４を結ぶ線）の長さは図２（Ｂ）のＲ２と等しい。
【００２５】
各辺Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４の対角αは、下記公式により求められる。
α１＝ｃｏｓ−１（Ｂ１２＋Ｃ２−Ａ１）／（２Ｂ１・Ｃ）
α２＝ｃｏｓ−１（Ｂ２２＋Ｃ２−Ａ２）／（２Ｂ２・Ｃ）
α３＝ｃｏｓ−１（Ｂ３２＋Ｃ２−Ａ３）／（２Ｂ３・Ｃ）
α４＝ｃｏｓ−１（Ｂ４２＋Ｃ２−Ａ４）／（２Ｂ４・Ｃ）
【００２６】
大径，小径把持移動角度は、
α２−１＝α２−α１
α４−３＝α４−α３
であり、把持装置を小径の第１ボトルネック部と大径の第２ボトルネック部に対して共通把持装置とするためには、
α２−１＝α４−３
となるように各諸元（Ｘ１，Ｙ１，Ｒ１，Ｒ２，ｒ１−１，ｒ１−２）の値を設定する。
把持装置の第１，第２突起５，６の円弧半径ｒ１−１，ｒ１−２をゼロとした場合は、ボトル回転防止機能付きの把持装置として機能する。
【００２７】
表１には具体的な計算例を示している。
計算は、各パラメータを次の数値として計算した。
Ｘ１＝−７０．５
Ｙ１＝１４
Ｒ１＝６０
Ｒ２＝８５．６
ｒ１−２＝ｒ１−１＝２．５
ｒ１−０＝１３
ｒ２−０＝１７．５
【００２８】
【表１】
2005271096.tif 000003
【００２９】
表１に示すように、ボトルネック部の径ボトルネック部の径が２６ｍｍと３５ｍｍでボトルネック部の中心座標Ｘ１が把持中心Ｇに一致し、その間のネック径の場合のズレ量は最大で０．０８１ｍｍであり、実用上問題無いレベルである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は本発明の把持装置の把持具の構成を示すもので、同図（Ａ）は小径の第１ボトルネック部を把持した状態の概略平面図、同図（Ｂ）は大径の第２ボトルネック部を把持した状態の概略平面図、同図（Ｃ）はボトルネック部を把持した状態の部分側面図、同図（Ｄ）は突起先端を角形状とした構成例を示す部分断面図である。
【図２】図２（Ａ）は図１の把持装置の第１ボトルネック部と大径の第２ボトルネック部を把持した際の第１突起の移動状態を模式的に示す線図、図２（Ｂ）は図１の把持装置の第１ボトルネック部と第２ボトルネック部を把持した際の第２突起の移動状態を模式的に示す線図である。
【図３】図３は図２の模式図をより詳細に記載したもので、同図（Ａ）は第１突起の移動状態の模式線図、同図（Ｂ）は第２突起の移動状態の模式線図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  把持装置
２  把持具
２ａ  内側辺
３  回転軸
４  湾曲部
５  第１突起
６  第２突起
１００  容器、１０１  口頸部、１０２  ボトルネック部
１０２Ａ  第１ボトルネック部
１０２Ｂ  第２ボトルネック部
Ｎ  中心線
Ｇ  把持中心
Ｍ  対称軸線
ｒ１  把持中心Ｇから第１ボトルネック部１０２Ａに当接する第１突起の円弧中心までの距離
ｒ２  把持中心Ｇから第２ボトルネック部１０２Ｂに当接する第１突起の円弧中心までの距離
Ｒ１  回転中心から第１突起の円弧中心までの距離
Ｒ２  回転中心から第２突起の円弧中心までの距離
ｃ１，ｃ２  交点
Ｏ  回転中心
α２−１  第１，第２ボトルネック部を把持した際の第１突起の移動角度
α４−３  第１，第２ボトルネック部を把持した際の第２突起の移動角度
ｒ１−１  第１突起の円弧半径
ｒ１−２  第２突起の円弧半径
ｒ１−０  第１ボトルネック部のネック半径
ｒ２−０  第２ボトルネック部のネック半径
Ｘ１  ボトルネック部の中心座標
【図１】
2005271096.tif 000004
【図２】
2005271096.tif 000005
【図３】
2005271096.tif 000006