(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のチャックユニットでワークを把持するようにした把持装置であって、それぞれのチャックユニットは、それぞれの把持爪を進退動させる進退動機構と、それぞれの把持爪の一部がワークに接触した時点で把持爪の移動を停止させる移動停止機構と、すべての把持爪が停止した状態で把持爪に把持力を伝達してワークを把持させる把持機構を備えたことを特徴とするワーク把持装置。
【請求項２】
請求項１に記載のワーク把持装置において、前記移動停止機構は、前記把持爪がワークに接触したことを検知する接触検知手段と、前記進退動機構から把持爪に伝達される駆動力を切離すことの出来る駆動力切離し手段を備え、前記接触検知手段によって把持爪がワークに接触したことを検知すると、前記駆動力切離し手段によって進退動機構による把持爪への駆動力伝達を切離すようにしたことを特徴とするワーク把持装置。
【請求項３】
請求項２に記載のワーク把持装置において、前記駆動力切離し手段は、前記接触検知手段としての接触子と把持爪との間のカム機構で構成され、該カム機構は、把持爪上に固定される支持ブロックと、該支持ブロックに対して軸まわりに揺動自在なアームと、該アームの先端側に取り付けられるカムフォロアーと、前記接触子の基端側に形成されるカム溝から構成され、前記カムフォロアーは前記カム溝内に係合しているものであり、接触子がアームに対して相対的に後退することで、カムフォロアーがカム溝内を前進して溝の前方側端部まで移動すると、前記アームが、把持爪に伝達される駆動力を切り離す位置まで揺動し、接触子がアームに対して相対的に前進することで、カムフォロアーがカム溝内を後退して溝の後方側に移動すると、前記アームが、把持爪に駆動力を伝達する位置に揺動するものであることを特徴とするワーク把持装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のワーク把持装置において、前記把持機構は、前記把持爪の移動方向と平行に移動自在な楔部材を有し、この楔部材がワーク把持側に向けて移動するとくさび作用によって把持爪に係合し、ワーク解放側に向けて移動すると把持爪から離脱する一方向クラッチ手段を備えたことを特徴とするワーク把持装置。
【請求項５】
請求項４に記載のワーク把持装置において、前記楔部材は、前記把持爪に形成される凹部溝内に配設され、前記楔部材の両側の勾配面と凹部溝の内側面との間にはローラが配設され、楔部材が前進すると両側のローラが凹部溝の側面に押し付けられることによって、楔部材の前進力を把持爪に伝達して把持力を発生させることが出来るようにされ、楔部材を後退させると、ローラと凹部溝側面の接触が外れて把持力が伝達されなくなるようにされるものであることを特徴とするワーク把持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークを把持する際、把持方向に対してワークに無理な力を加えないようにしたワーク把持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば縦型の加熱炉を用いてガラス棒を加熱し、これを延伸するような場合、上方で加熱したガラス棒を下方に送り込み、送り込まれたガラス棒の下端部を送り方向と直角方向に進退動する把持爪で把持するような装置が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のようなワーク把持装置の場合、ガラス棒の下端部を把持する把持爪が軸方向と直角方向に進退動するため、例えば把持爪の位置ずれ等によって把持する際に軸の直交方向に力が作用すると、延伸されるガラス棒に曲りが生じるといった不具合が発生する。
【０００４】
しかも、従来の把持装置では、上記のような把持爪の位置ずれ等が生じた場合、その修正が困難で、位置合わせに長時間を要したりして手間がかかる上に、結局正確な把持が出来ないためにガラス棒に曲りが発生することも多かった。
【０００５】
そこで本発明は、例えばチャック機構が多少位置ずれ等を起こしても、ワークに倣うように把持することで、把持方向に対して無理な力が加わらないような把持装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、複数のチャックユニットでワークを把持するようにした把持装置において、それぞれのチャックユニットに、それぞれの把持爪を進退動させる進退動機構と、それぞれの把持爪の一部がワークに接触した時点で把持爪の移動を停止させる移動停止機構と、すべての把持爪が停止した状態で把持爪に把持力を伝達してワークを把持する把持機構を設けた。
【０００７】
そして、それぞれのチャックユニットの把持爪をそれぞれの進退動機構により前進させて、各把持爪の一部がワークに軽く当接した段階でそれぞれの移動停止機構により各把持爪を停止させ、すべての把持爪が軽く当接した状態で把持機構により強い力を伝達して把持すれば、チャックユニットの位置が多少ずれていてもワークに無理な力が加わらない。
この際、チャックユニットの数、すなわち把持爪の数は任意であり、例えばワーク軸の周囲に沿って２セットまたは３セット以上のチャックユニットを等間隔に設け、把持爪を半径方向に進退動させることによって、全方向から均等な力で把持出来るようにする。
また、例えば把持爪の進退動を駆動する進退動機構の駆動源は、把持機構の駆動源とは別個にし、例えば空気圧、油圧、電気等を利用して構成する。
【０００８】
また移動停止機構のワークへの接触を検知する手段は任意であり、例えば電気的センサを使用しても良く、あるいは機械的に接触する接触子を使用しても良く、その他の手段でも良い。
更に、把持爪の一部がワークに接触した時点で把持爪を停止させる手段も任意であり、駆動源自体を停止させるようにしても良く、あるいはカム機構等を用いて把持爪と駆動源の連結を外すようにしても良く、その他の手段でも良い。
【０００９】
把持機構は、把持爪の位置がどこにあっても把持力を伝達出来るよう、例えば係脱自在な楔機構あるいはその他の任意の手段によって構成し、例えば前記進退動機構の駆動源とは別個の空気圧、油圧、電気等の駆動源を利用する。
また駆動源の力は、倍力機構やその他のリンク機構等を介して強力にして把持爪に伝達することが好ましい。
【００１０】
また請求項２では、移動停止機構に、把持爪がワークに接触したことを検知する接触検知手段と、前記進退動機構から把持爪に伝達される駆動力を切離すことの出来る駆動力切離し手段を設け、接触検知手段によって把持爪がワークに接触したことを検知すると、駆動力切離し手段によって進退動機構による把持爪への駆動力伝達を切離すようにした。
【００１１】
このように把持爪がワークに接触した時点で、把持爪への駆動力伝達を切離すようにすることで、ワークに無理な力を加えないようにする。
【００１２】
この際、請求項３のように、駆動力切離し手段を、接触検知手段としての接触子と把持爪との間のカム機構で構成し、該カム機構は、把持爪上に固定される支持ブロックと、該支持ブロックに対して軸まわりに揺動自在なアームと、該アームの先端側に取り付けられるカムフォロアーと、前記接触子の基端側に形成されるカム溝から構成され、前記カムフォロアーは前記カム溝内に係合しているものであり、接触子がアームに対して相対的に後退することで、カムフォロアーがカム溝内を前進して溝の前方側端部まで移動すると、前記アームが、把持爪に伝達される駆動力を切り離す位置まで揺動し、接触子がアームに対して相対的に前進することで、カムフォロアーがカム溝内を後退して溝の後方側に移動すると、前記アームが、把持爪に駆動力を伝達する位置に揺動するものすれば、装置構成を簡素にすることが出来、また安価に構成出来る。
【００１３】
また請求項４では、把持機構として、把持爪の移動方向と平行に移動自在な楔部材を有し、この楔部材がワーク把持側に向けて移動するとくさび作用によって把持爪に係合し、ワーク解放側に向けて移動すると把持爪から離脱する一方向クラッチ手段を設けた。
【００１４】
このように楔部材が把持側に移動した時だけに把持爪に係合させ、逆の解放側に移動した時は把持爪から離脱するようにすれば、把持爪がどの位置にあっても、楔部材を通して把持力を伝達することが出来る。
ここで楔部材と把持爪の位置関係は、くさび作用が得られれば任意であり、例えば把持爪に凹部溝等を設けて楔部材を内部に配設するようにしても良く、または左右、上下方向に隣接させるようにしても良い。
【００１５】
また請求項５では、楔部材を把持爪に形成される凹部溝内に配設し、楔部材の両側の勾配面と凹部溝の内側面との間にローラを配設し、楔部材が前進すると両側のローラが凹部溝の側面に押し付けられることによって、楔部材の前進力を把持爪に伝達して把持力を発生させることが出来るようにされ、楔部材を後退させると、ローラと凹部溝側面の接触が外れて把持力が伝達されなくなるようにされるようにした。
そして楔部材が把持側に前進すると、ローラが凹部溝の内側面に押し付けられてくさび作用が得られるようにすれば、楔部材が直接凹部溝の内側面に摺接して磨耗が進行するような不具合を防止できる。
また、楔部材を把持爪の凹部溝内に配設すれば、装置の小型化およびコンパクト化が図れる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について添付した図面に基づき説明する。
ここで図１は本発明に係るワーク把持装置全体を上方から見た図で一部（左方の２セット）のチャックユニットは把持爪の内部構造を示し、一部（右方の１セット）のチャックユニットは外観を示す説明図、図２は図１のＡ−Ａ線方向から見た図で左側のチャックユニットは外観を示し右側のチャックユニットは把持爪の内部構造を示す説明図、図３は図１のＢ方向から見た説明図、図４はチャックユニットの斜視図で把持爪が停止した後の状態の説明図、図５は把持爪を把持方向に移動させている説明図で、図４のＣ−Ｃ断面に対応する部分図である。
【００１７】
本発明に係るワーク把持装置は、例えば縦型の加熱炉を用いて上方から送り込まれるガラス棒を加熱し、このガラス棒を延伸するような延伸装置において、加熱部を延伸させるためにガラス棒の下端部を水平方向から把持するような装置に適用され、ワークの軸中心とチャックユニットの相対位置が多少ずれていても、ワークに倣うように把持することで、軸方向と直交方向に無理な力が加わらないようにされている。
【００１８】
すなわち、図１乃至図３に示すように、ワーク把持装置１の基盤２の中央部には、ワークを挿通させるための円形の貫通孔３が形成され、この貫通孔３の周囲を取り巻くような状態で３組のチャックユニット４が円周上等間隔に配設されている。
【００１９】
そしてこのチャックユニット４は、ワークを把持する把持爪５と、この把持爪５を中央のワークに向けて半径方向に進退動させる進退動機構６と、把持爪５の一部がワークに当接すると把持爪５の前進を停止させる移動停止機構７と、すべての把持爪５が移動停止した状態で把持爪５に把持力を伝達してワークを把持させる把持機構８を備えており、当初、それぞれの進退動機構６によってそれぞれの把持爪５を前進させ、把持爪５の先端部がワークに当接して軽く押し付けられた状態になると把持爪５の前進を停止させるとともに、すべての把持爪５の先端がワークに軽く押し付けられた状態になった時点で、把持機構８により把持爪５に強い把持力を伝達してワークを把持するようにしている。
【００２０】
それでは、各機構等の構成の細部について順次説明する。
前記把持爪５は、図４にも示すように、両側面が一対のガイド板１０にガイドされて前後方向に摺動自在とされ、この把持爪５の上部には、後述する接触子１７が前後方向にスライド自在に配設されるとともに、把持爪５の下面には、前後方向に延出する凹部溝５ｍが設けられ、この凹部溝５ｍ内に、後述する楔部材２８やローラ３０が配設されている。
【００２１】
前記進退動機構６は、一方側のガイド板１０端部の取付板１１に固定される進退動シリンダユニット１２と、この進退動シリンダユニット１２のシリンダロッド先端に固定される駆動バー１３と、この駆動バー１３の下端部に取り付けられる押し用ドッグ１４及び戻し用ドッグ１５を備えており、前記駆動バー１３は、ガイド板１０上部に取り付けられたレール１６に沿って摺動自在にされている。
【００２２】
そして、進退動シリンダユニット１２を伸張作動させると、駆動バー１３が前進して、押し用ドッグ１４により後述するアーム２２を介して所定の位置まで把持爪５を前進させ、進退動シリンダユニット１２を後退作動させると、戻し用ドッグ１５により後述する支持ブロック２０を介して把持爪５を後退させることが出来るようにしている。
【００２３】
尚、押し用ドッグ１４によって把持爪５を前進させている際、接触子１７の先端がワークに接触すると、以下に詳述する移動停止機構７により押し用ドッグ１４とアーム２２の係合を切離し、進退動シリンダユニット１２の駆動力が把持爪５に伝達されるのを遮断するようにしている。
【００２４】
前記移動停止機構７は、ワークへの接触を検知する接触検知手段としての接触子１７と、この接触子１７を前方に付勢するバネ１８と、接触子１７と把持爪５との間に構成される駆動力切離し手段としてのカム機構１９を備えており、このカム機構１９は、把持爪５上に固定される支持ブロック２０と、この支持ブロック２０に対して軸２１まわりに揺動自在なアーム２２と、このアーム２２の先端側に取り付けられるカムフォロアー２３と、接触子１７の基端側に形成されるカム溝１７ｃから構成され、前記カムフォロアー２３は前記カム溝１７ｃ内に係合している。
【００２５】
そしてこのカム溝１７ｃには、適切な傾斜角が付与されており、接触子１７がアーム２２に対して相対的に後退することで、カムフォロアー２３がカム溝１７ｃ内を前進して溝の前方側端部まで移動すると、前記アーム２２が、押し用ドッグ１４との係合が外れる位置まで揺動し、接触子１７がアーム２２に対して相対的に前進することで、カムフォロアー２３がカム溝１７ｃ内を後退して溝の後方側に移動すると、前記アーム２２が、押し用ドッグ１４に係合する位置に揺動するようにしている。
【００２６】
そして、接触子１７がばね１８によって前方に押圧された通常の状態では、カムフォロアー２３がカム溝１７ｃの後方側端部まで移動し、この時、接触子１７の前面は、把持爪５の前面を超えて更に前方に突出するようにしている。また、接触子１７がワークに当接してばね１８を縮めながら後退し、その先端面が把持爪５の先端面に概略一致すると、カムフォロアー２３がカム溝１７ｃの先端側端部まで移動し、アーム２２と押し用ドッグ１４の係合が外れるようにしている。
【００２７】
因みに、接触子１７が後退してその前面が把持爪５の前面に概略一致して、アーム２２と押し用ドッグ１４の係合が外れた時、その状態を、接触子１７に取り付けた検知用ドッグ２４と、把持爪５に取り付けた検出ユニット２５で検出出来るようにしている。
【００２８】
次に、前記把持機構８は、図１乃至図３に示すようなそれぞれのチャックユニット４に対応して設けられる把持シリンダユニット２６と、この把持シリンダユニット２６のシリンダロッド下端に倍力機構２７を介して連結され且つ把持爪５の凹部溝５ｍ内に配設される楔部材２８と、この楔部材２８の側方に配設される複数のローラ３０を備え、前記楔部材２８は、把持シリンダユニット２６の作動によって、倍力機構２７を介して前後方向に所定ストローク移動可能とされている。
【００２９】
そしてこの楔部材２８の両側面には、前方に向けて先細りとなる勾配面が２段形成され、把持シリンダユニット２６の駆動によって楔部材２８が前進すると両側のローラ３０が凹部溝５ｍの側面に押し付けられることによって、楔部材２８の前進力を把持爪５に伝達して把持力を発生させることが出来るようにされ、楔部材２８を後退させると、ローラ３０と凹部溝５ｍ側面の接触が外れて把持力が伝達されなくなるようにしている。
【００３０】
すなわち、この楔部材２８は、前進した時だけに把持爪５に係合して把持力を伝達することが出来、後退すると、把持爪５から離脱して把持力の伝達が中止される一方向クラッチとして作用し、把持爪５の位置がどの位置にあっても把持力を発生させることが出来る。
【００３１】
以上のように構成したワーク把持装置１の作用等について説明する。
チャックユニット４がワークを把持する前の待機状態では、進退動シリンダユニット１２が後退し、このため把持爪５も後退するとともに、把持爪５上の接触子１７はばね１８に押されてその前面が把持爪５の前面の位置を超えて前方に突出している。
【００３２】
ワークを把持するため、進退動シリンダユニット１２を伸張作動させると、駆動バー１３が前進し、図５に示すように、駆動バー１３の下端部の押し用ドッグ１４がアーム２２を押して前進するため把持爪５も前進する。
【００３３】
次いで接触子１７の先端がワークに当接すると、接触子１７は、ばね１８を縮めながら後退を始めるが、押し用ドッグ１４はまだアーム２２に係合しているため、把持爪５は前進を継続する。そして接触子１７の前面が把持爪５の前面に概略一致して把持爪５の前面が軽くワークに当接すると、カム溝１７ｃに係合するカムフォロアー２３の作用によってアーム２２が揺動し、押し用ドッグ１４とアーム２２の係合が外れる。
【００３４】
このため、把持爪５の位置はこの位置で停止し、その後の進退動シリンダユニット１２の伸張ストローク分は、駆動バー１３だけが前進する。
また、このような接触子１７の後退に伴う把持爪５とワークの接触状態は、それぞれの検知用ドッグ２４と検出ユニット２５によって検出される。
【００３５】
次に、すべての検出ユニット２５が把持爪５とワークの接触を検出すると、把持シリンダユニット２６が作動する。
すなわち、図２に示すような倍力機構２７を通して楔部材２８が前進し、両側のローラ３０が把持爪５の凹部溝５ｍに押し付けられて楔部材２８の前進力が把持爪５に伝達され、把持爪５は強い力でワークを把持する。
【００３６】
以上のような一連の把持動作において、ワークとチャックユニット４の相対位置が多少ずれても、把持爪５はワークの位置に合わせて倣うように位置偏位することでワークに無理な力をかけず、最終的に強い力で把持することが出来る。
【００３７】
次にチャックを開く時は、まず把持シリンダユニット２６を作動させ、楔部材２８を後退させる。すると、ローラ３０と凹部溝５ｍの係合が外れて把持爪５はフリーの状態となる。
そして、進退動シリンダユニット１２を後退作動させれば、図５に示すような位置関係にある駆動バー１３下端部の戻し用ドッグ１５が支持ブロック２０に係合し、把持爪５を元の位置に復元させることが出来る。
【００３８】
そしてこの把持爪５の後退に伴って、接触子１７がばね１８の作用によって相対的に前進し、カムフォロアー２３の位置は最初の状態に戻される。
【００３９】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００４０】
例えば、チャックユニット４の数は任意であり、またワークはガラス棒以外のものでも良いことは言うまでもない。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように本発明に係るワーク把持装置は、複数のチャックユニットを備えたワーク把持装置において、チャックユニットに、把持爪を進退動させる進退動機構と、把持爪の一部がワークに接触した時点で把持爪の移動を停止させる移動停止機構と、すべての把持爪が停止した状態で把持爪に把持力を伝達してワークを把持させる把持機構を設けたため、すべての把持爪をワークに軽く当接させた状態から強い把持力で把持することが出来、チャックユニットとワークの相対位置が多少ずれていてもワークに無理な力が加わらない。
【００４２】
この際、移動停止機構として、把持爪がワークに接触したことを検知する接触検知手段と、進退動機構から把持爪に伝達される駆動力を切離すことの出来る駆動力切離し手段を設ければ好適であり、また、駆動力切離し手段を、接触検知手段と把持爪との間のカム機構で構成すれば、装置構成を簡素にすることが出来、また安価に構成出来る。
【００４３】
また把持機構として、把持方向に移動自在な楔部材と、把持爪に係脱する一方向クラッチ手段を設ければ、把持爪がどの位置にあっても、楔部材を通して把持力を伝達することが出来る。
この際、楔部材を把持爪の凹部溝内に配設し、楔部材の勾配面と把持爪の凹部溝の内側面との間にローラを配設すれば、楔部材と把持爪が直接摺接することによる磨耗等の不具合を抑制でき、しかも装置の小型化およびコンパクト化を図ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るワーク把持装置全体を上方から見た図で一部（左方の２セット）のチャックユニットは把持爪の内部構造を示し、一部（右方の１セット）のチャックユニットは外観を示す説明図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線方向から見た図で左側のチャックユニットは外観を示し右側のチャックユニットは把持爪の内部構造を示す説明図である。
【図３】図１のＢ方向から見た説明図である。
【図４】チャックユニットの斜視図で把持爪が停止した後の状態の説明図である。
【図５】把持爪を把持側に向けて移動させている説明図で、図４のＣ−Ｃ断面に対応する部分図である。
【符号の説明】
１…ワーク把持装置、  ２…基盤、  ３…貫通孔、
４…チャックユニット、  ５…把持爪、  ５ｍ…凹部溝、
６…進退動機構、  ７…移動停止機構、  ８…把持機構、
１０…ガイド板、  １１…取付板、  １２…進退動シリンダユニット、
１３…駆動バー、  １４…押し用ドッグ、  １５…戻し用ドッグ、
１６…レール、  １７…接触子、  １７ｃ…カム溝、  １８…ばね、
１９…カム機構、  ２０…支持ブロック、  ２１…軸、  ２２…アーム、
２３…カムフォロアー、  ２４…検知用ドッグ、  ２５…検出ユニット、
２６…把持シリンダユニット、  ２７…倍力機構、  ２８…楔部材、
３０…ローラ。
【図１】
0003901399.tif 000002
【図２】
0003901399.tif 000003
【図３】
0003901399.tif 000004
【図４】
0003901399.tif 000005
【図５】
0003901399.tif 000006