(57)【要約】  本体ハウジング（４）と、本体ハウジング（４）のジョー案内部（８）でスライド可能に案内される少なくとも１つのジョー（１０）と、本体ハウジング（４）の中でスライド可能に案内されるピストン（１８）とを有し、ピストン（１８）はピストン面（２０）を有し、ピストン（１８）はジョー（１０）と運動結合され、ピストン（１８）にはピストン面（２０）に対して横向きに延びるピストンロッド（２２）が配置され、ピストン面（２０）の面重心（２４）はピストンロッド（２２）の中心長軸（２６）から間隔をおいている、オートメーションコンポーネント又はクランプ装置（２）。
2018527531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体ハウジング（４）と、前記本体ハウジング（４）のジョー案内部（８）でスライド可能に案内される少なくとも１つのジョー（１０）と、前記本体ハウジング（４）の中でスライド可能に案内されるピストン（１８）とを有し、前記ピストン（１８）はピストン面（２０）を有し、及び、前記ピストン面（２０）に対して横向きに延びる、前記ピストン（１８）に配置されたピストンロッド（２２）を有し、前記ピストン（１８）は前記ジョー（１０）と運動結合され、前記ピストン面（２０）の面重心（２４）は前記ピストンロッド（２２）の中心長軸（２６）から間隔をおいているオートメーションコンポーネント又はクランプ装置（２）において、面重心（２４）は前記ピストン面（２０）の平面で見て前記ピストンロッド（２２）の円周（２８）の内部に位置することを特徴とするオートメーションコンポーネント又はクランプ装置（２）。
【請求項２】
前記本体ハウジング（４）は前記本体ハウジングにより形成されるシリンダ壁を有するシリンダ（１２）を含み、その中で前記ピストン（１８）がスライド可能に案内されて配置されることを特徴とする、請求項１に記載のオートメーションコンポーネント又はクランプ装置（２）。
【請求項３】
前記ピストン面（２０）は非対称に構成されることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のオートメーションコンポーネント又はクランプ装置（２）。
【請求項４】
前記ピストン面（２０）は対称軸（３０）を有し、面重心（２４）は前記対称軸（３０）上に位置することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のオートメーションコンポーネント又はクランプ装置（２）。
【請求項５】
前記対称軸（３０）は前記ジョー（１０）のスライド方向（６）に対して横向きに延びることを特徴とする、請求項４に記載のオートメーションコンポーネント又はクランプ装置（２）。
【請求項６】
前記ピストン面（２０）は楕円状の形状から出発して短半径（ｃ）の方向に拡大していることを特徴とする、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のオートメーションコンポーネント又はクランプ装置（２）。
【請求項７】
前記ピストンロッド（２２）は円筒状に構成され、中心長軸（２６）に対する面重心（２４）の間隔は前記ピストンロッド（２２）の直径の２％から１０％、特に６％から９％であることを特徴とする、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のオートメーションコンポーネントクランプ装置（２）。
【請求項８】
前記ピストン（１８）は多角形の外側輪郭を有することを特徴とする、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のオートメーションコンポーネント又はクランプ装置（２）。
【請求項９】
前記ピストン（１８）は曲線を描く外側輪郭を有し、
その曲率はどの個所でも方向が同じであり、
及び／又は
その曲率はいずれの個所でもゼロにならず、
及び／又は
その個別セグメントは接線連続的及び／又は曲率連続的及び／又は曲率変化連続的な移行を有することを特徴とする、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のオートメーションコンポーネント又はクランプ装置（２）。
【請求項１０】
コーナーが面取りされて構成されることを特徴とする、請求項８又は請求項９に記載のオートメーションコンポーネント又はクランプ装置（２）。
【請求項１１】
面重心（２４）は前記ジョー（１０）のスライド方向（６）に対して平行及び／又は横向きに前記中心長軸（２６）から間隔をおくことを特徴とする、請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載のオートメーションコンポーネント又はクランプ装置（２）。
【請求項１２】
面重心（２４）は前記本体ハウジング（４）のハウジング壁に対して平行及び／又は横向きに前記中心長軸（２６）から間隔をおくことを特徴とする、請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載のオートメーションコンポーネント又はクランプ装置（２）。
【請求項１３】
請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載のオートメーションコンポーネント又はクランプ装置（２）のためのピストン（１８）。
【請求項１４】
請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載のオートメーションコンポーネント又はクランプ装置（２）のためのピストンロッド（２２）が配置されたピストン（１８）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本体ハウジングと、本体ハウジングのジョー案内部でスライド可能に案内される少なくとも１つのジョーと、本体ハウジングの中でスライド可能に案内されるピストンとを有し、ピストンはピストン面を有し、且つピストン面に対して横向きに延びるピストンに配置されたピストンロッドを有し、ピストンはジョーと運動結合されている、オートメーションコンポーネント又はクランプ装置に関する。本発明は、これに対応するピストンも対象とする。
【背景技術】
【０００２】
オートメーションコンポーネント又はクランプ装置は多様な形態で周知となっている。オートメーションコンポーネントとしては、特にグリップ装置、リニアモジュール又はリニアアクスル、コンベヤ装置又は昇降装置などが考慮の対象となる。
【０００３】
ピストン力を最大化するために（ピストン力＝ピストン面積×圧力）、できる限り広いピストン面積を求める需要がある。
【０００４】
たとえば特許文献１より、ハウジング本体と、本体ハウジングの中でジョー案内部にスライド可能に支承された位置調節可能な２つのジョーとを有するパラレルグリッパの形態のオートメーションコンポーネントが公知である。このときジョーは楔形フック伝動装置によって位置調節可能であり、楔形フック伝動装置は、本体ハウジングの中で案内される楕円形のピストンを介して位置調節可能である。
【０００５】
このとき楕円形のピストンを設けることで、いっそう広いピストン面積を提供することができ、ピストン面の面重心は中心長軸と一致する。それによって揺動モーメントを排除することができる。しかし、このような種類のピストンの構成にはコスト面から厳しい限度が課される。
【０００６】
特許文献２より、請求項１のプレアンブルの構成要件を有するオートメーションコンポーネントが公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】欧州特許第１２６３５５４Ｂ１号明細書
【０００８】
【特許文献２】ドイツ特許出願公開第１０２０１００２１２４７Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、従来技術の上述した欠点に対する対処法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題は請求項１の構成要件によって解決される。それによると、ピストン面の面重心がピストンロッドの中心長軸から間隔をおくことが意図される。このとき面重心は、ピストン面の平面で見たとき、ピストンロッドの円周の内部に位置する。中心長軸に対する面重心の間隔に基づき、操作時に揺動モーメントが生じる。しかしこの揺動モーメントは、ピストンロッドの円周の内部で作用するので、ピストンロッドへ直接的に導入される。
【００１１】
本体ハウジングは、特に、本体ハウジングにより形成されるシリンダ壁を有するシリンダを含んでいる。それにより、ジョーのための油圧式又は空気圧式の調節装置として構成されるピストン・シリンダ・ユニットが提供される。ジョーとピストンないしピストンロッドとの運動結合は、たとえばピストンロッドに配置される楔形フックを通じて行うことができ、それにより、楔形フック伝動装置を介してジョーを位置調節可能である。
【００１２】
ピストン面は非対称に構成されることが考えられ、すなわち対称要素が存在しない。それにより、本体ハウジングの利用できる面積を最善に活用することができる。その一方で、ピストン面が対称軸を有することも考えられ、面重心は対称軸上に位置する。軸対称性が成立するとき、周知のとおり重心は常に対称軸上に位置する。このとき、対称軸がジョーのスライド方向に対して横向きに延びていると、特別に好ましいことが判明している。それにより、スライド方向に対して横向きのピストンの揺動モーメントが、特別にわずかしかマイナスに作用しない。
【００１３】
このとき特に、ピストン面は楕円状の形状から出発して短半径の方向に拡大していることが考えられる。短半径は、特に、ジョーのスライド方向に対して横向きに延びてよい。このとき短半径は、ピストンの最短の直径の半分に相当するのに対して、長半径はピストンの最大の直径の半分に相当する。
【００１４】
ピストンロッドは円筒状に構成され、中心長軸に対する面重心の間隔は、ピストンロッドの直径の２％から１０％、特に６％から９％であることが考えられる。ピストンロッドは、特に、１４ｍｍから１８ｍｍ、特に１６ｍｍの直径を有することができ、このとき面重心は０．５ｍｍから１．５ｍｍ、特に１ｍｍだけ中心長軸から間隔をおいていてよい。
【００１５】
ピストンは平面視て多角形の外側輪郭を有することができる。それによっても、利用できる本体ハウジング面積の最善の活用が可能となる。改善された封止を実現するために、このときコーナーが面取りされて構成されていてよい。
【００１６】
このとき外側輪郭は曲線を描くことができ、その曲率はどの個所でも方向が同じであり、すなわち同じ正負記号を有し、及び／又はその曲率はいずれの個所でもゼロにならず、曲率ゼロは直線に相当する。さらに、外側輪郭を描く個別セグメントは接線連続的及び／又は曲率連続的及び／又は曲率変化連続的な移行を有することができる。
【００１７】
面重心は、ジョーのスライド方向に対して平行及び／又は横向きに中心長軸から間隔をおいていてよい。しかしながら、重心がジョーのスライド方向に対して横向きにのみ中心長軸から間隔をおいていると、特別に好ましいことが判明している。このときピストンの揺動モーメントが特別にわずかな影響しか及ぼさない。
【００１８】
特に、面重心は本体ハウジングのハウジング壁に対して平行及び／又は横向きに中心長軸から隔たっていてよい。
【００１９】
前記課題は、本発明によるオートメーションコンポーネント又はクランプ装置のためのピストンによっても解決される。特に本発明は、本発明によるオートメーションコンポーネント又はクランプ装置のためのピストンロッドが配置されたピストンによって解決される。このときピストンのピストン面の面重心は、ピストンロッドの中心長軸から隔たっている。
【００２０】
本発明のその他の具体的事項や好ましい実施形態は以下の記述から読み取ることができ、該記述を用いて本発明の実施例が詳しく記載、説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】底面プレート、ピストン、並びにジョーのないパラレルグリッパの形態のオートメーションコンポーネントを示す斜視図である。
【図２】図１のパラレルグリッパを示す平面図である。
【図３】底面プレート、ピストン、並びにジョーとともに線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿って図２のパラレルグリッパを示す断面図である。
【図４】図１から３に示すパラレルグリッパのためのピストン及びこれに配置されたピストンロッドである。
【図５】図４に示された態様の平面図である。
【図６】図４に示された態様の下面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、パラレルグリッパとして構成されたグリップ装置２を示している。このグリップ装置は、長手方向６にジョー案内部８へ挿入可能であり、そこでスライド可能に支承可能である２つのグリッパジョー１０（図３参照）のための長手方向６に延びるジョー案内部８を有する本体ハウジング４を含んでいる。長手方向６は、ここではスライド方向６にも相当する。グリッパジョー１０の上面には、ここでは詳しくは説明しない広義のグリップフィンガ部材を取外し可能に取り付けるための組付開口部が設けられている。
【００２３】
本体ハウジング４にはセンサ溝４０が設けられていて、これに位置センサを配置することができる。
【００２４】
図１から３からさらに見て取ることができるとおり、本体ハウジング４にはシリンダスペース１２が設けられ、シリンダスペース１２のシリンダ底面１４は開口部１６を有し、ジョー案内部８に連通している。図３から明らかなように、ピストン１８がシリンダスペース１２の中でスライド可能に案内される。
【００２５】
図３から６から明らかなとおり、ピストン１８はピストン面２０を有している。このピストン面は、ピストン１８のスライド方向２５に対して横向きにピストン円周によって占められる面に相当し、ないしはシリンダ壁によって占められる面に相当する。ピストン１８には、ピストン面２０に対して横向きに延びるピストンロッド２２が配置されている。ピストンロッド２２は、シリンダスペース１２の底面１４の開口部１６を貫通する。シリンダスペース１２はシリンダカバー３６を通じて閉鎖される。ピストンロッド２２は、ねじ３８によってピストン１８にねじ止めされる。
【００２６】
ここではピストン面２０は、ピストンロッド２２の中心長軸２６から間隔をおく面重心２４を有する。図２及び６に見て取れるように、ピストン面２０の面重心２４はピストンロッド２２の円周ｕの内部に位置している。ピストンロッド２２は直径ｄを有する円筒状に構成され、面重心２４はピストンロッドの直径の２〜１０％の間隔ｅだけ中心長軸２６から間隔をおいている。
【００２７】
特に図５及び６から明らかなように、ピストン１８ないしピストン面２０は対称軸３０を有している。したがって、面重心２４は対称軸３０上に位置する。対称軸３０は、ジョー１０のスライド方向６に対して横向きに延びる。すなわち面重心２４は、スライド方向６に対して横向きに、中心長軸２６から間隔をおいている。
【００２８】
図４に見て取れるとおり、ピストンロッド２２には、それぞれウェブ区域３２とフック区域３４とを有する、対称軸３０に対して鏡像対称の２つの楔形フック３１が配置されている。楔形フック３１は、グリッパジョー１０の対応する案内溝と協同作用し、それにより、このような楔形フックを介して、ピストン１８とグリッパジョー１０との運動結合が提供される。それに伴い、ピストン１８並びにシリンダスペース１２を含むピストン・シリンダ・ユニットが、グリッパジョー１０のための油圧式又は空気圧式の調節装置を形成する。
【００２９】
主要な発明思想は図１及び２並びに５を合わせて参照することで明らかとなる。従来施術より、それぞれ２つの短半径ａと２つの長半径ｂとが存在する楕円形のピストンが公知である。本件ではピストン面２０は、楕円状の形状から出発して短半径ｃの方向に拡大されている。したがって、スライド方向６では等しい長さの２つの半径ｂが存在するのに対して、スライド方向６に対して横向きには短半径ａと長半径ｃとが存在する。センサ溝４０の存在に基づき、ピストン面を短半径ａの方向へ拡大することは設計上から不可能である。しかし半径ｃの方向へは拡大が可能である。その帰結として、中心長軸２６から離れていく面重心２４の変位が生じる。しかしこの些細な欠点は、ピストン面２０の拡大によるピストン力（ピストン力＝ピストン面積×圧力）に関わる利点で補って余りある。
【図１】
2018527531.tif 000003
【図２】
2018527531.tif 000004
【図３】
2018527531.tif 000005
【図４】
2018527531.tif 000006
【図５】
2018527531.tif 000007
【図６】
2018527531.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成30年1月17日(2018.1.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体ハウジング（４）と、前記本体ハウジング（４）のジョー案内部（８）でスライド可能に案内される少なくとも１つのジョー（１０）と、前記本体ハウジング（４）の中でスライド可能に案内されるピストン（１８）とを有し、前記ピストン（１８）はピストン面（２０）を有し、及びピストンロッド側の前記ピストン面（２０）に対して横向きに延びる、前記ピストン（１８）に配置されたピストンロッド（２２）を有し、前記ピストン（１８）は前記ジョー（１０）と運動結合され、ピストンロッド側の前記ピストン面（２０）の面重心（２４）は前記ピストンロッド（２２）の中心長軸（２６）から間隔をおいているオートメーションコンポーネント又はクランプ装置（２）において、面重心（２４）はピストンロッド側の前記ピストン面（２０）の平面で見て前記ピストンロッド（２２）の円周（２８）の内部に位置することを特徴とするオートメーションコンポーネント又はクランプ装置。
【請求項２】
前記本体ハウジング（４）は前記本体ハウジングにより形成されるシリンダ壁を有するシリンダ（１２）を含み、その中で前記ピストン（１８）がスライド可能に案内されて配置されることを特徴とする、請求項１に記載のオートメーションコンポーネント又はクランプ装置（２）。
【請求項３】
前記ピストン面（２０）は非対称に構成されることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のオートメーションコンポーネント又はクランプ装置（２）。
【請求項４】
前記ピストン面（２０）は対称軸（３０）を有し、面重心（２４）は前記対称軸（３０）上に位置することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のオートメーションコンポーネント又はクランプ装置（２）。
【請求項５】
前記対称軸（３０）は前記ジョー（１０）のスライド方向（６）に対して横向きに延びることを特徴とする、請求項４に記載のオートメーションコンポーネント又はクランプ装置（２）。
【請求項６】
前記ピストン面（２０）は楕円状の形状から出発して短半径（ｃ）の方向に拡大していることを特徴とする、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のオートメーションコンポーネント又はクランプ装置（２）。
【請求項７】
前記ピストンロッド（２２）は円筒状に構成され、中心長軸（２６）に対する面重心（２４）の間隔は前記ピストンロッド（２２）の直径の２％から１０％、特に６％から９％であることを特徴とする、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のオートメーションコンポーネント又はクランプ装置（２）。
【請求項８】
前記ピストン（１８）は多角形の外側輪郭を有することを特徴とする、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のオートメーションコンポーネント又はクランプ装置（２）。
【請求項９】
前記ピストン（１８）は曲線を描く外側輪郭を有し、
その曲率はどの個所でも方向が同じであり、
及び／又は
その曲率はいずれの個所でもゼロにならず、
及び／又は
その個別セグメントは接線連続的及び／又は曲率連続的及び／又は曲率変化連続的な移行を有することを特徴とする、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のオートメーションコンポーネント又はクランプ装置（２）。
【請求項１０】
コーナーが面取りされて構成されることを特徴とする、請求項８又は請求項９に記載のオートメーションコンポーネント又はクランプ装置（２）。
【請求項１１】
面重心（２４）は前記ジョー（１０）のスライド方向（６）に対して平行及び／又は横向きに前記中心長軸（２６）から間隔をおくことを特徴とする、請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載のオートメーションコンポーネント又はクランプ装置（２）。
【請求項１２】
面重心（２４）は前記本体ハウジング（４）のハウジング壁に対して平行及び／又は横向きに前記中心長軸（２６）から間隔をおくことを特徴とする、請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載のオートメーションコンポーネント又はクランプ装置（２）。
【国際調査報告】
2018527531.tif 000009
2018527531.tif 000010
2018527531.tif 000011
2018527531.tif 000012
2018527531.tif 000013
2018527531.tif 000014