(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線状のフレーム、前記フレームの両端にそれぞれ設けられたローラ、前記ローラ間に巻き掛けられた無端の環状体、前記フレームに沿って移動し、把持対象物を把持する一対の把持部材、及び、前記環状体の走行を制限する制限手段、を備えた把持ユニットと、
前記把持部材を開閉させる開閉力付勢手段と、を備え、
一方の前記把持部材と前記環状体の第１の部位とが固定され、他方の前記把持部材と前記第１の部位に対して走行方向が逆の前記環状体の第２の部位とが固定され、
前記把持ユニットと、前記開閉力付勢手段とが分離可能であり、
更に、前記開閉力付勢手段を備えた、前記把持ユニットとは別体の付勢ユニットを備え、
前記付勢ユニットは、前記制限手段を操作して前記環状体の走行の制限及びその解除を行なう操作ユニットを備え、
前記把持ユニットは、
前記把持ユニットを移動又は回転する装置と前記把持ユニットとを連結するための軸と、前記フレームと、を接続する連結部材を備えたことを特徴とする把持装置。
【請求項２】
２つの支軸間に巻き掛けられた無端の環状体、前記環状体の走行により開閉し、把持対象物を把持する一対の把持部材、及び、前記環状体の走行を制限する制限手段、を備えた把持ユニットと、
前記把持部材を開閉させる開閉力付勢手段と、を備え、
一方の前記把持部材と前記環状体の第１の部位とが固定され、他方の前記把持部材と前記第１の部位に対して走行方向が逆の前記環状体の第２の部位とが固定され、
前記把持ユニットと、前記開閉力付勢手段とが分離可能であり、
更に、前記開閉力付勢手段を備えた、前記把持ユニットとは別体の付勢ユニットを備え、
前記付勢ユニットは、前記制限手段を操作して前記環状体の走行の制限及びその解除を行なう操作ユニットを備え、
前記把持ユニットは、
前記把持ユニットを移動又は回転する装置と前記把持ユニットとを連結するための軸と、前記把持ユニットと、を接続する連結部材を備えたことを特徴とする把持装置。
【請求項３】
前記開閉力付勢手段が前記把持部材を開閉可能な第１の位置と、前記開閉力付勢手段が前記把持ユニットから分離した第２の位置と、の間で移動可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の把持装置。
【請求項４】
前記把持部材が前記開閉力付勢手段と係止する係止部を有し、
前記把持ユニットと前記開閉力付勢手段とが分離することにより前記係止部と前記開閉力付勢手段との係止が解除されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の把持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生産設備等においてワーク等の把持対象物を把持する把持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
生産設備等においては、ワークの搬送、回転等の各種処理のためにワークを把持する把持装置が必要とされる。この場合、ワークのサイズは単一であるとは限られず、複数のサイズを有する場合もある。例えば、ブラウン管のパネルは、十数インチから数十インチに渡る各種サイズが存在する。
【０００３】
複数のサイズを有するワークに対応して、１台の装置で各種サイズのワークを把持する把持装置が提案されている。このような把持装置には、サイズが異なるワークを把持する場合であっても、その把持中心位置が一定に維持されることが要求される。
【０００４】
そのような把持装置としては、例えば、ブラウン管のパネル把持装置であれば、特開平１１−２１３８８５号公報に記載された発明が提案されている。この把持装置によれば、各種パネルサイズを、その把持中心位置がズレることなく把持することが可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、複数のサイズに対応した従来の把持装置では、装置の複雑化や重量化の傾向がある。例えば、従来の把持装置では、把持具の開閉にスプリングを用いたものが主流となっているが、この構成の場合、機構が複雑化する傾向があり、また、ワークを把持したまま回転させるような場合には、遠心力に対抗するためのカウンターウエイトが必要とされ、装置の重量化の傾向があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、比較的簡素な構成で、また、軽量化を図り得る把持装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、直線状のフレーム、前記フレームの両端にそれぞれ設けられたローラ、前記ローラ間に巻き掛けられた無端の環状体、前記フレームに沿って移動し、把持対象物を把持する一対の把持部材、及び、前記環状体の走行を制限する制限手段、を備えた把持ユニットと、前記把持部材を開閉させる開閉力付勢手段と、を備え、一方の前記把持部材と前記環状体の第１の部位とが固定され、他方の前記把持部材と前記第１の部位に対して走行方向が逆の前記環状体の第２の部位とが固定され、前記把持ユニットと、前記開閉力付勢手段とが分離可能であり、更に、前記開閉力付勢手段を備えた、前記把持ユニットとは別体の付勢ユニットを備え、前記付勢ユニットは、前記制限手段を操作して前記環状体の走行の制限及びその解除を行なう操作ユニットを備え、前記把持ユニットは、前記把持ユニットを移動又は回転する装置と前記把持ユニットとを連結するための軸と、前記フレームと、を接続する連結部材を備えたことを特徴とする把持装置が提供される。
【０００９】
また、本発明によれば、２つの支軸間に巻き掛けられた無端の環状体、前記環状体の走行により開閉し、把持対象物を把持する一対の把持部材、及び、前記環状体の走行を制限する制限手段、を備えた把持ユニットと、前記把持部材を開閉させる開閉力付勢手段と、を備え、一方の前記把持部材と前記環状体の第１の部位とが固定され、他方の前記把持部材と前記第１の部位に対して走行方向が逆の前記環状体の第２の部位とが固定され、前記把持ユニットと、前記開閉力付勢手段とが分離可能であり、更に、前記開閉力付勢手段を備えた、前記把持ユニットとは別体の付勢ユニットを備え、前記付勢ユニットは、前記制限手段を操作して前記環状体の走行の制限及びその解除を行なう操作ユニットを備え、前記把持ユニットは、前記把持ユニットを移動又は回転する装置と前記把持ユニットとを連結するための軸と、前記把持ユニットと、を接続する連結部材を備えたことを特徴とする把持装置が提供される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る把持装置１の外観図である。図１は、把持装置１がブラウン管のパネルＰを把持した態様を示しているが、ブラウン管のパネルと共に用いられるシャドウマスク（アパーチャグリル）といった他のワークの把持に用いることも勿論可能である。
【００１１】
把持装置１は、把持対象物であるパネルＰを把持する把持ユニット１００と、把持ユニット１００に対して、開閉力を付勢する付勢ユニット２００と、から構成されている。
【００１２】
把持ユニット１００は、直線状のフレーム１０１を備える。このフレーム１０１は、例えば、中空筒状の角型鋼材等を加工してなり、その両端には、それぞれローラ１０２ａ及びｂが回転自在に取り付けられている。ローラ１０２ａ及びｂ間には、環状に形成された無端のベルト１０３が一定の張力下で巻き掛けられており、このベルト１０３はローラ１０２ａ及びｂに支持されて、いわゆるベルトコンベアのベルトのように循環的な走行が可能である。
【００１３】
ベルト１０３としては、例えば、樹脂性のベルト等を挙げることができる。しかし、ベルト１０３のような環状体として、例えば、無端のワイヤやチェーンを採用することもできる。また、ベルト１０３として歯付ベルト等も採用することができる。ベルト１０３に代えて、チェーンや歯付ベルトを採用した場合、ローラ１０２としては、それらに対応した歯付のスプロケットを採用することが望ましい。
【００１４】
また、本実施形態では、回転自在のローラ１０２ａ及びｂを採用したが、ベルト１０３のような環状体を循環的に走行可能とし得るものであればこれに限られず、例えば、表面が滑らかな固定の軸等であってもよい。
【００１５】
次に、把持ユニット１００は、パネルＰを把持する一対の把持部材１０４ａ及びｂを備える。把持部材１０４ａ及びｂは、それぞれ、スライド部１０５ａ及びｂと、これに連結された把持部１０６ａ及びｂと、から構成されている。
【００１６】
スライド部１０５ａ及びｂは、中空筒状の角型鋼材であって、その内側をフレーム１０１が貫通しており、フレーム１０１に沿って滑らかに移動可能に構成されている。スライド部１０５ａ及びｂの上面には、該上面から突出した係止部１０７ａ及びｂが設けられており、これに付勢ユニット２００からの開閉力が付勢される。また、スライド部１０５ａ及びｂの側面には、ベルト１０３と、スライド部１０５ａ及びｂとを固定するための固定部材１０８ａ及びｂが設けられている。ベルト１０３とスライド部１０５ａ及びｂとを固定することにより、スライド部１０５ａ及びｂは、ベルト１０３が走行すると、これに従ってフレーム１０１上を移動することとなる。
【００１７】
ここで、スライド部１０５ａは固定部材１０８ａを介して、ベルト１０３の第１の部位に固定されており、スライド部１０５ｂは固定部材１０８ｂを介して、第１の部位に対して走行方向が逆のベルト１０３の第２の部位に固定されている。詳細には以下の通りである。
【００１８】
固定部材１０８ａは、スライド部１０５ａの付勢ユニット２００側の側面にのみ設けられており、スライド部１０５ａは、固定部材１０８ａを介して、ベルト１０３のうち付勢ユニット２００側の部位に固定されている。一方、固定部材１０８ｂは、スライド部１０５ｂの手前側（付勢ユニット２００と反対側）に設けられており、スライド部１０５ｂは、固定部材１０８ｂを介して、ベルト１０３のうち手前側の部位に固定されている。
【００１９】
そして、ベルト１０３は環状に構成されているため、これを走行させると、ローラ１０２ａとローラ１０２ｂとを結ぶ線を境にして、直線走行部分がそれぞれ逆方向に走行することとなる。例えば、図１のベルト１０３を時計回りに走行させるとすると、付勢ユニット２００側の部位は図１の右斜め上方へ走行し、手前側の部位はその逆方向に走行することとなる。
【００２０】
この結果、スライド部１０５ａ又はｂの少なくともいずれか一方をフレーム１０１上で移動させると、ベルト１０３が走行して他方のスライド部１０５ａ又はｂもフレーム１０１上を移動することとなる。そして、スライド部１０５ａ及びｂは、フレーム１０１上を逆方向に、かつ、等量だけ移動することとなる。
【００２１】
次に、把持部１０６ａ及びｂは、フレーム１０１の長手方向に略直行する方向に伸びた板状に形成されており、その中央部でスライド部１０５ａ及びｂにそれぞれ連結されている。また、把持部１０６ａ及びｂの内側の面には、パネルＰを安定して把持するためのパッド１０９が設けられている。
【００２２】
そして、スライド部１０５ａ及びｂがフレーム１０１上で移動すると、これと共に把持部１０６ａ及びｂも移動をし、把持部１０６ａ及びｂが開閉することとなる。この場合、スライド部１０５ａ及びｂは同期して移動し、移動量は等量となるので、把持部１０６ａ及びｂの開閉量もそれぞれ等量となり、異なるサイズのパネルＰを把持した場合でも、把持中心が一定に保たれる。
【００２３】
次に、フレーム１０１の中央部には、ベルト１０３の走行を制限するロック機構１１０が設けられている。ロック機構１１０の詳細は後述する。また、フレーム１０１の中央部には、吊り下げ軸１２０とフレーム１０１とを接続するための連結部材１２１が設けられている。連結部材１２１は、下方が開放したコ型のブロック状に構成されており、ロック機構１１０を上方から覆うように設けられている。吊り下げ軸１２０は、把持ユニット１００の昇降或いは水平移動させる搬送装置、或いは、把持ユニット１００を回転させる回転駆動装置等の装置と把持ユニット１００とを連結するための軸である。
【００２４】
次に、付勢ユニット２００の構成について説明する。付勢ユニット２００は、基台２０１と、基台２０１上に搭載され、基台２０１の上面に設けられたレール２０１ａに沿って、前進、後退が可能なＬ字型のステージ２０２と、を備える。ステージ２０２の背面側には、基台２０１上に設けられたエアシリンダ２０３のロッド２０３ａの端部が接続されており、このエアシリンダ２０３の伸縮により、ステージ２０２は把持ユニット１００方向に前進又は後退する。
【００２５】
ステージ２０２上には、把持ユニット１００に対して開閉力を付勢するための平板状の一対のアーム２０４ａ及びｂと、把持ユニット１００のロック機構１１０を操作するための操作ユニット２０５と、が搭載されている。
【００２６】
アーム２０４ａ及びｂは、その先端部に、把持ユニット１００の係止部１０７ａ及びｂに係止するコ型に開放した切り欠き部２０６が設けられている。また、アーム２０４ａ及びｂは、ステージ２０２上に設けられたレール２０７に沿ってそれぞれ移動可能に構成されている。
【００２７】
アーム２０４ｂ上には、エアシリンダ２０８の本体部分が固定されており、また、エアシリンダ２０８のロッド２０８ａの先端はアーム２０４ａに固定されている。そして、エアシリンダ２０８の伸縮により、アーム２０４ａ及びｂがレール２０７に沿って移動し、両者が近接又は離隔する方向に移動する。
【００２８】
次に、ロック機構１１０及び操作ユニット２０５について図８を参照して説明する。図８は、操作ユニット２０５によりロック機構１１０が操作される態様を示した要部の平面視図（一部破断）であり、図８（ａ）がアンロック時の態様を、図８（ｂ）がロック時の態様を示している。図中、吊り下げ軸１２０と連結部材１２１とは省略している。
【００２９】
ロック機構１１０は、フレーム１０１の上面中央に設けられた軸１１１ａに回動自在に支持された直線板状のレバー１１１と、フレーム１０１の両側に設けられたＴ字型の押圧ブロック１１２と、を備える。
【００３０】
押圧ブロック１１２には、トグルクランプ１１３の一端が回動可能に軸支されている。このトグルクランプ１１３は、押圧ブロック１１２に対して図８（ａ）又は図８（ｂ）の２つの位置の間でのみ回動する。トグルクランプ１１３の他端は、レバー１１１に回動自在に軸支されている。
【００３１】
押圧ブロック１１２は、フレーム１０１の幅広の部分に対向して配置されている。図８（ａ）に示すアンロック時には、ベルト１０３は、押圧ブロック１１２とフレーム１０１の幅広の部分との間の隙間を通っている。構成を明確にするため、図面上は誇張しているが、押圧ブロック１１２とベルト１０３との間、及び、ベルト１０３とフレーム１０１との間の隙間は、極めて微細であり、両者が接するか接しない程度の隙間となっている。
【００３２】
支持部材１１４ａ及びｂは、フレーム１０１の側方に突出するようにフレーム１０１に固定されており、レバー１１１の回動範囲を制限する。レバー１１１の一方の先端には、操作ユニット２０５に係止する切り欠き１１１ｂが設けられている。
【００３３】
操作ユニット２０５は、エアシリンダ２０４１と、エアシリンダ２０４１のロッド２０４１ａの先端に設けられた係止部２０５２と、を備える。係止部２０５２は、先端がコ型に形成されており、ここにレバー１１１の先端が挿通可能である。また、係止部２０５２には、突起２０５２ａが設けられており、レバー１１１の切り欠き１１１ｂを係止可能になっている。
【００３４】
次に、ロック機構１１０の動作について説明する。図８（ａ）のアンロック時においては、押圧ブロック１１２とフレーム１０１の幅広の部分との間をベルト１０３が自由に通過することが可能である。従って、ベルト１０３は走行が可能な状態にある。
【００３５】
一方、操作ユニット２０５のエアシリンダ２０４１を収縮すると、係止部２０５２の突起２０５２ａがレバー１１１の切り欠き１１１ｂに係止して図８の右方向にレバー１１１の先端を引き寄せることとなる。これにより、レバー１１１が軸１１１ａ回りに回動し、併せてトグルクランプ１１３も回動する。
【００３６】
この回動により、押圧ブロック１１２は、フレーム１０１の側面へ向かって移動する。レバー１１１の回動が終了すると、ベルト１０３が押圧ブロック１１２とフレーム１０１の幅広の部分との間に挟まれた状態になり、図８（ｂ）に示すロック時の態様に至る。
【００３７】
このロック時の態様では、ベルト１０３が押圧ブロック１１２とフレーム１０１との間に挟持されているので、その走行が制限され、ベルト１０３は走行できなくなる。また、トグルクランプ１１３を用いたことにより、エアシリンダ２０４１の収縮によるレバー１１１の先端の引き寄せを解除しても図８（ｂ）の態様が維持されることとなる。なお、図８（ｂ）のロック時の態様から、図８（ａ）のアンロック時の態様に戻す場合は、これらの逆の動作となる。
【００３８】
本実施形態では、以上のようなロック機構１１０及び操作ユニット２０５により、ベルト１０３の走行を制限することとしたが、ベルト１０３の走行を制限する構成としては、種々の構成が採用できる。例えば、ベルト１０３を歯付ベルトとし、ローラ１０２ａ及びｂをこれに対応する歯付のスプロケットとして構成した場合、ローラ１０２ａ及びｂの回転を制限する機構を設けることにより、ベルト１０３の走行をロックすることができる。
【００３９】
次に、係る構成からなる把持ユニット１００と付勢ユニット２００とによる把持装置１全体の把持動作について説明する。図２乃至図６は、把持装置１全体の把持動作（閉じる場合）途中の各態様を示した図であり、把持装置１の平面視図（一部省略）である。
【００４０】
図２は、把持装置１の初期状態を示している。初期状態において、付勢ユニット２００のステージ２０２は、把持ユニット１００から最も離れた位置に後退している。次に、把持ユニット１００により図１に示したパネルＰ等の把持対象物を把持する場合には、まず、エアシリンダ２０３を伸長してステージ２０２を把持ユニット１００へ所定位置まで前進させる。ステージ２０２には、アーム２０４ａ及びｂや操作ユニット２０５が搭載されており、これらも把持ユニット１００へ向けて前進する。その結果、アーム２０４ａ及びｂの先端の切り欠き部２０６と、スライド部１０５ａ及びｂの係止部１０７ａ及びｂと、が係合することとなる。また、操作ユニット２０５の係止部２０５２に、ロック機構１１０のレバー１１１の先端が挿通することとなる。その態様を示したのが図３である。
【００４１】
次に、エアシリンダ２０３の伸長を停止し、エアシリンダ２０８を収縮することにより、アーム２０４ａ及びｂを近接、すなわち閉じるように移動させる。すると、アーム２０４ａ及びｂの付勢力が、切り欠き部２０６と係合している係止部１０７ａ及びｂを介してスライド部１０５ａ及びｂに伝達され、スライド部１０５ａ及びｂが近接する方向にフレーム１０１上を移動する。この結果、スライド部１０５ａ及びｂに連結された把持部１０６ａ及びｂが閉じることとなる。
【００４２】
この時、上述したようにベルト１０３が走行し、ベルト１０３に固定部材１０８ａ及びｂを介して固定されたスライド部１０５ａ及びｂは、等量だけ移動する。よって、把持部１０６ａ及びｂは把持中心を維持したまま閉じて、把持対象物を把持することとなる。従って、大きさの異なる把持対象物であっても把持中心を維持して把持することができ、特に、多様なサイズが存在するブラウン管のパネルの把持に好適である。把持部１０６ａ及びｂが閉じた態様を示したのが図４である。
【００４３】
次に、閉じた把持部１０６ａ及びｂの状態を維持するためにロック機構１１０及び操作ユニット２０５によりベルト１０３をロックし、走行を制限する。その手順については、図８を参照して上述したとおりである。ベルト１０３をロックした態様を示したのが図５である。
【００４４】
次に、付勢ユニット２００のステージ２０２を把持ユニット１００から後退させる。後退させた態様を示したのが図６である。
【００４５】
以上により把持ユニット１００により把持対象物が把持される。この後、把持対象物を把持した把持ユニット１００は、搬送若しくは回転等、所望の操作がなされることとなる。この場合、把持ユニット１００は付勢ユニット２００は別のユニットを構成しているので、それ単独で搬送若しくは回転等され、付勢ユニット２００が一緒に搬送若しくは回転等されない。なお、把持対象物を開放する場合には、図６の態様からステージ２０２を再び把持ユニット１００へ前進させ、上述した把持動作と逆の動作を行わせればよい。
【００４６】
上述した把持ユニット１００は、把持機構としてスプリングを用いた従来の装置に比べて比較的構成が簡単であり、また、これを回転させる場合にカウンターウエイト等を必要としないことから、軽量化を図ることができる。また、本実施形態のように把持ユニット１００と付勢ユニット２００とを別体とすることにより、把持ユニット１００を単独で搬送、回転等させることができるので便利である。
【００４７】
＜他の実施形態＞
上記実施形態では、把持ユニット１００と付勢ユニット２００とを別体として構成したが、これらを一つにして構成してもよい。この場合において、付勢ユニット２００に相当する構成により常時把持部材１０４ａ及びｂを付勢することにより、ロック機構１１０を省略することもできる。
【００４８】
また、上記実施形態では、付勢ユニット２００によりスライド部材１０７ａ及びｂを付勢することにより、把持部材１０４ａ及びｂを開閉する構成を採用したが、ベルト１０３を走行することができれば把持部材１０４ａ及びｂを開閉することが可能である。従って、付勢ユニット２００に代えてベルト１０３を走行させる構成を採用したり、或いは、ベルト１０３を歯付ベルトで構成し、ローラ１０２ａ及びｂをこれに対応する歯付のローラとして構成した場合には、ローラ１０２ａ又はｂの少なくともいずれか一方を回転させることにより把持部材１０４ａ及びｂを開閉する構成を採用することもできる。
【００４９】
また、上記実施形態では、アーム２０４ａ及びｂの開閉にエアシリンダ２０８を用いたが、これに代えて、例えば、図７に示すようにモータとボールねじを用いることもできる。図７に示す例では、アーム２０４ｂにモータ２０８１を固定し、そのモータ２０８１の回転軸にボールねじ２０８２を接続している。また、ボールねじ２０８２に螺合するボールナット２０８３をアーム２０４ａに固定している。
【００５０】
係る構成において、ボールねじ２０８２をモータ２０８１により回転すると、ボールナット２０８３がボールねじ２０８２上を移動し、これによりアーム２０４ａ及びｂの開閉をすることができる。
【００５１】
このような構成を採用する利点は次の通りである。エアシリンダは、その種類にもよるが一般には伸縮力の制御は困難な場合が多く、把持ユニット１００の把持力の制御も困難である。しかしながら、図７に示す構成によれば、モータ２０８１のトルク制御により把持ユニット１００の把持力の制御も可能になる。
【００５２】
【発明の効果】
以上述べてきたとおり、本発明の把持装置によれば、比較的簡素な構成で、また、軽量化を図ることができる。また、把持ユニットを単独で搬送、回転等させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る把持装置１の外観図である。
【図２】把持装置１全体の把持動作（閉じる場合）途中の態様を示した図である。
【図３】把持装置１全体の把持動作（閉じる場合）途中の態様を示した図である。
【図４】把持装置１全体の把持動作（閉じる場合）途中の態様を示した図である。
【図５】把持装置１全体の把持動作（閉じる場合）途中の態様を示した図である。
【図６】把持装置１全体の把持動作（閉じる場合）途中の態様を示した図である。
【図７】アーム２０４ａ及びｂの開閉にモータとボールねじを用いた構成例を示す図である。
【図８】操作ユニット２０５によりロック機構１１０が操作される態様を示した要部の平面視図である。
【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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【図８】
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