(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに設けられて物品が挿入される挿入部を形成する弾性体と、この弾性体内に圧力流体を給排して上記挿入部の内径を拡縮させる圧力流体給排手段とを備え、上記挿入部に物品を挿入した状態で該挿入部の内径を収縮させて該物品を把持するようにしたグリッパにおいて、
上記ハウジングに、挿入部内に深く挿入された前進位置と、該挿入部内に浅く挿入され又は該挿入部から外れた退避位置とに進退動される膨張阻止部材を設け、この膨張阻止部材は、通常は付勢手段により上記前進位置に位置する一方、物品が挿入部内に挿入された際に該物品に当接して退避位置に移動され、かつこの膨張阻止部材は、挿入部内に挿入された状態ではその部分における挿入部の自由な収縮を阻止して他の部分の挿入部を収縮させることを特徴とするグリッパ。
【請求項２】
上記弾性体は、物品の挿入方向に複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載のグリッパ。
【請求項３】
上記複数の弾性体を第１弾性体と第２弾性体とから構成して、物品を第２弾性体の挿入部を介して第１弾性体の挿入部に挿入できるようにするとともに、各弾性体内に上記圧力流体給排手段から圧力流体を給排できるようにし、
また、上記前進位置を第１弾性体の挿入部内に深く挿入された位置とするとともに、上記退避位置を第１弾性体の挿入部から外れた位置とし、膨張阻止部材が退避位置に位置された状態では第１弾性体の挿入部と第２弾性体の挿入部とで物品を把持させ、膨張阻止部材が前進位置に位置された状態では第２弾性体の挿入部で物品を把持させることを特徴とする請求項２に記載のグリッパ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は物品を把持するグリッパに関し、より詳しくは給排される圧力流体によって拡縮する弾性体を備えるグリッパの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ハウジングに設けられて物品が挿入される挿入部を形成する弾性体と、この弾性体内に圧力流体を給排して上記挿入部の内径を拡縮させる圧力流体給排手段とを備えたものは知られている（特開平７−９６９１３号公報）。
この種のグリッパでは、拡大された挿入部に物品を挿入し、かつその状態で該挿入部の内径を収縮させて該物品を把持するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記グリッパでは、物品の長さが同じで太さが多少異なる場合には殆ど問題なく兼用して把持することができるし、また物品の挿入量が挿入部の有効挿入長を上回る場合にあっては長さおよび太さが多少異なっても兼用することができるが、挿入量が挿入部の有効挿入長を下回る場合には、例え太さがほぼ同じでもあっても空掴みする余剰部分が生じるために兼用できないといった問題がある。すなわち、余剰部分は通常よりも大きく膨張を繰り返すため弾性体の劣化の進行が速くなり耐久性が損なわれるとともに、また場合によっては物品を押し戻して挿入量を浅くしてしまうといった問題がある。
本発明は上述した事情に鑑み、従来に比較して兼用性を向上させながらも、耐久性を確保することができるグリッパを提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
すなわち請求項１の発明では、ハウジングに設けられて物品が挿入される挿入部を形成する弾性体と、この弾性体内に圧力流体を給排して上記挿入部の内径を拡縮させる圧力流体給排手段とを備え、上記挿入部に物品を挿入した状態で該挿入部の内径を収縮させて該物品を把持するようにしたグリッパにおいて、
上記ハウジングに、挿入部内に深く挿入された前進位置と、該挿入部内に浅く挿入され又は該挿入部から外れた退避位置とに進退動される膨張阻止部材を設け、この膨張阻止部材は、通常は付勢手段により上記前進位置に位置する一方、物品が挿入部内に挿入された際に該物品に当接して退避位置に移動され、かつこの膨張阻止部材は、挿入部内に挿入された状態ではその部分における挿入部の自由な収縮を阻止して他の部分の挿入部を収縮させるものである。
上述した請求項１の発明によれば、物品の挿入量が挿入部の有効挿入長よりも短い場合には、上記膨張阻止部材により弾性体の余剰部分の膨張を阻止することができる。またさらに膨張阻止部材を弾性体の挿入部から外れた退避位置に後退することができるように設定することにより、挿入部の有効挿入長よりも長い物品であっても把持することができる。
したがって、弾性体の挿入部の有効挿入長を長く設定して兼用性を向上させても、膨張阻止部材によって余剰部分の空掴みが防止されるので、耐久性が損なわれることはないし、また余剰部分による物品の押し戻しを防止することができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下図示実施例について本発明を説明すると、図１において、２は本発明のグリッパ１を備えるケーサであり、このケーサ２は、所定間隔を開けて配設した一方のベルトコンベヤ３上を搬送される容器４（物品）を保持して他方のベルトコンベヤ５上を搬送されるケース６内に収容するようになっている。
上記ケーサ２は、床に固定したフレーム１０に揺動可能に軸支されて上方に伸びるロワアーム１１と、このロワアーム１１の上端に揺動可能に取付けられて図面上の左方に伸びるアッパーアーム１２と、このアッパーアーム１２の先端から下方に向けて伸びるとともに、その下端に上記グリッパ１が取付けられる中空の筒状部材１３とを備えている。なお、上記ロワアーム１１とアッパーアーム１２とからなるケーサ２は従来公知なので、ここでの詳細な説明は省略する。
【０００６】
上記グリッパ１は、図２に示すように、上記筒状部材１３に、その開口を下方に向けて取付けられたハウジング１５と、このハウジング１５内にその開口を下方に向けて圧入されて、実質的にハウジング１５の一部を構成するカップ状のインナー部材１６と、このインナー部材１６の下方に配置されて、矢印で示す容器４の挿入方向と交差する環状の第１弾性体１７と、この第１弾性体１７の下方に配置されて、容器４の挿入方向と交差する環状の第２弾性体１８と、上記インナー部材１６に設けられるとともに、上記第１弾性体１７の挿入部１７´内に挿入される膨張阻止部材１９とを備えている。
【０００７】
上記第１弾性体１７は、ハウジング１５内に圧入された筒状の第１カラー２５との間に圧力流体を保持することができるようなっている。すなわち、第１弾性体１７は、厚肉に形成されて第１カラー２５とインナー部材１６との間で気密を保持して挟持される環状の上方ビード部１７Ａと、この上方ビード部１７Ａに連設されて下方に向けて伸びる薄肉な筒状の拡縮部１７Ｂと、この拡縮部１７Ｂに連設されて、第１カラー２５とプレートリング２６との間で気密を保持して挟持される厚肉、かつ環状の下方ビード部１７Ｃとを備えており、該第１弾性体１７は、圧力流体が供給されていない図示収縮状態では、第１カラー２５に当接している。そして、この第１弾性体１７の内方を容器４が挿入される挿入部１７´としている。
他方、第２弾性体１８は、ハウジング１５内に圧入された筒状の第２カラー２７との間に圧力流体を保持することができるようなっている。すなわち、第２弾性体１８は、厚肉に形成されて第２カラー２７とプレートリング２６との間で気密を保持して挟持される環状の上方ビード部１８Ａと、この上方ビード部１８Ａに連設されて下方に向けて伸びる薄肉な筒状の拡縮部１８Ｂと、この拡縮部１８Ｂに連設されて、第２カラー２７とハウジング１５に螺合されるリング状のネジ４５との間で気密を保持して挟持される環状の下方ビード部１８Ｃとを備えており、該第２弾性体１８は、圧力流体が供給されていない図示収縮状態では、第２カラー２７に当接している。そして、この第２弾性体１８の内方を容器４が挿入される挿入部１８´としている。
上記リングねじ４５は、ハウジング１５との間で、インナー部材１６、第１弾性体１７および第１カラー２５、リングプレート２６、第２弾性体１８および第２カラー２７とを相互に圧接させて各部材間の気密を保持するとともに、テーパ状に拡径された内面下部を容器の肩部に当接させて容器の揺れを防止するようになっている。
【０００８】
上記インナー部材１６は、ハウジング１５との間に上記第１弾性体１７と第２弾性体１８との空間に圧力流体を給排する流路３０の上流部分を構成しており、すなわち、図２、図３に示すように、インナー部材１６の上部１６Ａの上面に形成されて、ハウジング１５の上部１５Ａの下面との間に十字状の半径方向空間２２´を形成する十字状のスリット２２と、インナー部材１６の上面１６Ａの角を全周にわたって面取されて、ハウジング１５の上部１５Ａの下面との間に上記半径方向空間２２´に連通する環状空間２３´を形成する円周方向面取り部２３と、さらにインナー部材１６の筒状部１６Ｂの外面の円周方向等間隔位置４箇所を軸方向に面取されて、ハウジング１５の筒状部１５Ｂの内面との間に上記環状空間２３´に連通する４本の軸方向空間２４´を形成する軸方向面取り部２４とを備えており、これら相互に連通する半径方向空間２２´、環状空間２３´および軸方向空間２４´とで流路３０の上流部分を構成している。そして、上記半径方向空間２２´の中心部は、ハウジング１５の上部１５Ａ内に埋設した継手３３内の通路４３と筒状部材１３内の通路４４とを介して図示しない開閉弁（圧力流体給排手段）に接続されている。この開閉弁は、上記通路４４を圧力流体供給源または大気とに選択的に接続するものである。
また筒状の第１カラー２５は、ハウジング１５との間で上記流路３０の中間部分を構成しており、図２、図４に示すように、ハウジング１５内に圧接される環状フランジ部２５Ａの外周面の円周方向等間隔位置４箇所に形成されて、ハウジング１５の筒状部１５Ｂの内面との間に軸方向に伸びる軸方向空間２８´を形成する軸方向面取り部２８と、上記環状フランジ部２５Ａの下端に連接されて、ハウジング１５の筒状部１５Ｂの内面との間に、上記４本の軸方向空間２８´に連通する環状空間２５Ｂ´を形成する小径部２５Ｂと、この小径部２５Ｂの円周方向等間隔位置に形成されて該小径部２５Ｂを貫通するとともに、上記環状空間２５Ｂ´と第１弾性体１７と第１カラー２５との間の空間に連通する貫通孔２９とを備えており、これら相互に連通する軸方向空間２８´、環状空間２５Ｂ´および貫通孔２９とで流路３０の一部を構成している。そして、上記軸方向空間２８´と軸方向空間２４´とは、ハウジング１５の筒状部１５Ｂの内面を円周方向に切欠いた環状溝１５Ｃにより相互に連通されており、この環状溝１５Ｃも実質的に流路３０の一部を構成するものである。
次に筒状の第２カラー２７は、ハウジング１５との間で流路３０の下流部分を構成しており、図２、図５に示すように、ハウジング１５内に気密を保持して圧接する環状フランジ部２７Ａの上端に連接されて、ハウジング１５の筒状部１５Ｂの内面との間に、環状空間２７Ｂ´を形成する小径部２７Ｂを備えており、上記環状フランジ部２７Ａによって流路３０が閉鎖されている。そして、上記環状空間２７Ｂ´と環状空間２５Ｂ´とは、プレートリング２６の外周部の円周方向等間隔位置を切欠いた複数の切欠き２６Ａにより連通されている。
これにより、開閉弁により圧力流体供給源と通路４４と通路３３とを連通させた際には、流路３０を介して第１弾性体１７と第１カラー２５との環状空間に圧力流体が供給される一方、第２弾性体１８と第２カラー２７との空間に圧力流体が供給されるので、第１弾性体１７と第２弾性体１８とが同時に膨張して挿入部１７´、１８´とが収縮して縮径される（図示せず）。
【０００９】
次に、膨張阻止部材１９について説明する。この膨張阻止部材１９は、概略カップ状に形成されて、収縮時における第１弾性体１７の挿入部１７´よりも小径、かつ膨張時の第１弾性体１７の挿入部１７´よりも大径に形成された有底筒状のカップ部１９Ａと、このカップ部１９Ａの上端に連接されて、半径方向外方に膨出してインナー部材１６の内面に摺接する断面円弧状の摺接部１９Ｂとを備えている。
そして、開口側を上方に向けたカップ部１９Ａ内には、インナー部材１６の上部１６Ａの下面に形成した凸部１６Ｃに連結されたスプリング４６（付勢手段）の下端部が圧入されており、このスプリング４６により膨張阻止部材１９は容器４の挿入方向と同一方向に進退動可能となっている。また上記カップ部１９Ａの外周面には、膨張阻止部材１９とインナー部材１６との間に形成される空間を外部に連通させる通気孔４７が設けられており、この通気孔４７により膨張阻止部材１９がインナー部材１９に対してスムースに進退動することができるようになっている。
上記インナー部材１６の内周面の下方位置に形成した環状溝１６Ｄ内には、半径方向内方に突出する環状のストッパリング４８が嵌合されており、スプリング４６により下方に向けて付勢される膨張阻止部材１９は、通常はフランジ部１９Ａがストッパリング４８に当接した前進位置に保持されている。この前進位置では、カップ部１９Ａの先端は、第１弾性体１７の軸方向中間部よりも下方に位置しており、これにより膨張時に最も半径方向内方に向けて膨出する軸方向中間部の膨張を阻止することができるようになっている。
【００１０】
上述した構成を有するグリッパ１によれば、容器４の首部４Ｂが長くグリッパ１内に挿入される挿入量が多い場合、具体的には首部４Ｂが第２弾性体１８の挿入部１８´を越えて第１弾性体１７の挿入部１７´まで挿入することができる場合には、該挿入部１７´内に深く挿入された膨張阻止部材１９に容器４を封栓するキャップ５０（封栓されていない場合には容器の口部が）が当接するようになる。
これによりキャップ５０に当接した膨張阻止部材１９は、グリッパ１の下降に伴って図示前進位置からスプリング４６を圧縮しながらハウジング１５および第１弾性体１７に対して相対的に上昇（後退）して退避するようになっており、グリッパ１の下降が停止されるとその退避は停止される。
そして、グリッパ１の下降が停止すると、開閉弁（圧力流体切換え手段）により流路３０に圧力流体が供給されるようになっており、これにより第１弾性体１７の拡縮部１７Ｂと第２弾性体１８の拡縮部１８Ｂとが膨張してそれぞれの挿入部１７´、１８´が収縮する。
このとき、容器４のキャップ５０が第１弾性体１７の上端を越えない場合、具体的には容器の挿入量が第２弾性体１８の挿入部１８´の有効挿入長以上で第１弾性体１７の挿入部１７´の有効挿入長以下の場合には、第１弾性体１７は、膨張阻止部材１９とキャップ５０とを押圧把持し、また第２弾性体は、首部４Ｂを押圧把持する。これにより、挿入量が第２弾性体１８の有効挿入長以上で第１弾性体１７の有効挿入長以下の容器であっても、第１弾性体１７の部分的な空掴みを防止して容器４を良好に把持することができる。
他方、キャップ５０の上端が第１弾性体１７の上端を越える場合、具体的には容器の挿入量が第２弾性体１８と第１弾性体１７との総有効挿入長を上回る場合には、膨張阻止部材１９は、２点鎖線で示すように第１弾性体１７によって押圧を受けない位置まで上昇して退避することができるので、第１弾性体１７は、キャップ５０および首部４Ｂを把持する一方、第２弾性体１８も、首部４Ａを押圧把持するようになる。これにより、挿入量が第１弾性体１７と第２弾性体１８との総有効挿入長を上回る容器であっても良好に把持することができる。
また首部４Ｂが短くグリッパ内に挿入される挿入量が少ない容器４の場合、具体的には第２弾性体１８の挿入部１８´までは首部４Ｂが挿入されるが、第１弾性体１７の挿入部１７´までは挿入されない場合には、膨張阻止部材１９はストッパリング４８から離隔することはない。これにより第１弾性体１７は、挿入部１７´内に深く挿入された膨張阻止部材１９を押圧把持し、また第２弾性体１８は、キャップ５０を押圧把持するようになる。これにより、挿入量が第１弾性体１７の以下の容器であっても、第１弾性体１７の空掴みを防止して、第２弾性体１８だけで容器４を良好に把持することができる。
したがって、以上の説明より理解されるように、第１弾性体１７と第２弾性体１８とを挿入方向に併設して総有効挿入長を大きく設定しているので、兼用性を向上させることができ、またその際に場合によっては容器を空掴みする余剰部分が生じるが、この余剰部分の空掴みは膨張阻止部材１９によって阻止されるので第１弾性体１７の耐久性が損なわれることはない。
なお、上記第１弾性体１７と第２弾性体１８とが把持する容器の部位は、上述した説明に限定されるものではなく、キャップの軸方向寸法と容器の首部の挿入量等の条件により異なるものである。
【００１１】
次に、図６は本発明の第２実施例を示すものである。上記第１実施例では、容器４の挿入方向に交差させて第１弾性体１７と第２弾性体１８とを併設して有効挿入長を長く設定していたが、本実施例では第１弾性体を省略して第２弾性体に相当する弾性体１１８の有効挿入長を単一で長く設定したものである。
そして、弾性体１１８の拡縮部１１８Ｂの長さを長くしたのに伴い、図７に示すように、第１実施例の第２カラー２７に相当するカラー１２７の小径部１２７Ｂを軸方向に長く形成するとともに、該小径部１２７Ｂを貫通する貫通孔１４１も上下２段としている。そして、この筒状部１２７Ｂとハウジング１１５の筒状部１１５Ｂとで形成される環状空間１２７Ｂ´をハウジング１１５の筒状部１１５Ｂ内に形成した環状溝１１５Ｃを介して４本の軸方向空間１２４´に連通させている。
ところで、上記第１実施例では、膨張阻止部材１９は前進位置に位置している状態では、その先端は第１弾性体１７の軸方向中間部よりも下方に位置していたが、本実施例では、膨張阻止部材１１９が前進位置に位置している状態では、その先端は弾性体１１８の有効挿入長の中間よりもやや上方に位置している。すなわち、弾性体１１８の軸方向中間部は最も半径方向内方に膨張する部分であり、この軸方向中間部までは必ず容器を挿入されるようになっているので、膨張阻止部材１１９の先端を有効挿入長の半分よりも少なく設定したものである。
なおそれ以外の構成は第１実施例と同一に構成されており、第１実施例と同一の部材には第１実施例で用いた符号に「１００」を加えた番号を付している。
【００１２】
上述した構成を有するグリッパ１０１によれば、容器の首部が長くグリッパ１０１内に挿入される挿入量が多い場合、具体的には容器に装着されたキャップを膨張阻止部材１１９に当接する位置まで挿入することができる場合には、キャップに当接した膨張阻止部材１１９は、グリッパ１０１の下降に伴って図示前進位置からスプリング１４６を圧縮しながらハウジング１１５および弾性体１１８に対して相対的に上昇して退避するようになっており、グリッパ１０１の下降が停止さるとその退避は停止される。
そして、上記グリッパ１０１の下降が停止すると、開閉弁（圧力流体切換え手段）により流路１３０に圧力流体が供給されるようになっており、これにより弾性体１１８の拡縮部１１８Ｂが膨張して挿入部１１８´は収縮する。
このとき、キャップが弾性体１１８の上端を越えない場合、具体的には挿入量が弾性体１１８の挿入部１１８´の有効挿入長以下の場合には、弾性体１１８は、膨張阻止部材１１９並びにキャップもしくは容器の首部を押圧把持する。これにより、挿入量が弾性体１１８の有効挿入長以下の容器であっても、弾性体１１８の部分的な余剰部分の空掴みを防止して容器を把持することができるし、またこのような余剰部分は場合によっては容器の押し戻すことがあるがそのような押し戻しを防止することもできる。
他方、キャップの上端が弾性体１１８の上端を越えた場合、具体的には容器の挿入量が弾性体１１８の有効挿入長を上回る場合には、膨張阻止部材１１９は、２点鎖線で示すように弾性体１１８によって押圧を受けない位置まで上昇して退避するので、弾性体１１８は、キャップおよび首部を把持するようになる。
したがって、以上の説明より理解されるように、単体の弾性体１１８の有効挿入長を大きく設定したことにより兼用性を向上させることができ、またその際に場合によっては容器を空掴みする余剰部分が生じるが、この余剰部分の空掴みは膨張阻止部材１１９によって阻止されるので耐久性が損なわれたり、或は余剰部分による容器の押し戻しを防止することができる。
なお、上記弾性体１１８が把持する容器の部位は、上述した説明に限定されるものではなく、キャップの軸方向寸法と容器の首部の挿入量等の条件により異なるものである。
【００１３】
なお、上記第１実施例では、第１弾性体１７と第２弾性体１８との２つの弾性体しか設けていなかったがこれに限定されるものではなく、それ以上の数の弾性体を配置してもよい。
【００１４】
また、上記第１実施例および第２実施例では、膨張阻止部材１９、１１９を弾性体１７、１１８と接触しない位置まで退避可能に構成していたがこれに限定されるものではない。
【００１５】
さらに、上記第１実施例および第２実施例では、各弾性体は連続して環状に形成されているがこれに限定されるものではなく、不連続であってもよい。
【００１６】
またさらに、上記第１実施例および第２実施例では、圧力流体を給排する流路をハウジング内に形成していたがこれに限定されるものではなく、ハウジングの外周面またはフレキシブルホースによって形成してもよく、特に弾性体が３つ以上になる場合にはその方が構成しやすい。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、従来に比較して弾性体の有効挿入長を長く設定して兼用性を向上させても、弾性体の耐久性が損なわれるのを防止することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例を示すケーサ２の側面図。
【図２】  グリッパ１の断面図。
【図３】  インナー部材１６を示す斜視図。
【図４】  第１カラー２５を示す斜視図。
【図５】  第２カラー２７を示す斜視図。
【図６】  第２実施例を示すグリッパ１０１の断面図。
【図７】  カラー１２７を示す斜視図。
【符号の説明】
１、１０１…グリッパ                    ４…容器（物品）
１５、１１５…ハウジング                １７…第１弾性体
１８…第２弾性体                        １１８…弾性体
１７´、１８´、１１８´…挿入部        １９、１１９…膨張阻止部材
【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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