JPH0644587Y2 - 把持装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は把持装置に関し、一層詳細には、ワーク、例え
ば、シリンダブロックに形成されている孔部内で膨径し
て前記シリンダブロックを把持する保持手段を進退自在
なブラケットに対し前記孔部の軸線方向と直交する方向
に移動自在に装着し、これによって保持手段とシリンダ
ブロックとに位置ずれが惹起しても当該保持手段自体が
ブラケットに対し個別に変位して前記シリンダブロック
を確実に把持することを可能にした把持装置に関する。

［考案の背景］ 一般に、工場内において、種々の作業を自動的に行うラ
イン生産システムが広範に採用されるに至っている。例
えば、エンジンを構成するシリンダブロック等のワーク
では、ダイカストマシン等により鋳造成形された後、加
工ステーションに搬送されて張り取り作業が施される。
次いで、前記ワークは搬送手段を介して熱処理ステーシ
ョンへと搬送され、所定のパレット上に位置決め載置さ
れる。その後、前記パレットを熱処理炉内に搬入してワ
ークに熱処理を行い、さらに冷却した後にこのパレット
上のワークを次なる作業位置へと送り出している。この
ようにしてシリンダブロック等のように鋳造成形される
ワークの各種処理作業を自動的に遂行している。

ところで、前述した熱処理ステーションにおいて、搬送
手段からパレット上に、あるいは前記パレットから他の
搬送手段へとワークを自動的に移動させるために把持装
置を設けている。その際、把持装置はワークの所定の部
分、例えば、このワークがシリンダブロックであればシ
リンダボア部に保持手段を係合して前記シリンダブロッ
クを保持している。このため、前記シリンダボア部が保
持手段に対し位置ずれを生ずれば、この保持手段により
シリンダブロックを把持することが出来ない場合があ
る。従って、搬送手段並びにパレットに対しワークを正
確に位置決めすべく、特別な位置決め装置が必要とな
り、設備費が高騰するという不都合が指摘されている。

しかも、シリンダブロック等のように鋳造成形されるワ
ークでは、ワーク毎に寸法精度にばらつきが生ずる場合
が多く、夫々のワークを正確に位置決めしたとしてもこ
のワークの所定の部位を把持手段に対し確実に位置決め
出来るとは限らない。この結果、ワークの把持不良を惹
起し易いという欠点が顕在化する。

［考案の目的］ 本考案は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、ワークに形成されている孔部に挿入され膨径し
て前記ワークを保持する保持手段を用意し、ワークに対
し進退自在なブラケットに前記保持手段を前記孔部の軸
線方向と略直交する方向に移動自在に装着し、前記ブラ
ケットをワークに対し変位させて保持手段を前記ワーク
の孔部内に挿通した後これを膨径させて前記孔部内壁面
を押圧する際、当該保持手段と孔部とが位置ずれを惹起
していても該保持手段が移動して前記孔部の軸線と同軸
上になるよう構成し、これによってワークを搬送手段や
パレット等に対し高精度に位置決めする必要がなく、設
備費を廉価に抑えることが出来ると共に、ワークを確実
に把持して自動的且つ効率的な作業工程を遂行すること
を可能にした把持装置を提供することを目的とする。

［目的を達成するための手段］ 前記の目的を達成するために、本考案はワークに形成さ
れた孔部内で膨径し前記孔部の内壁面を押圧して前記ワ
ークを保持すると共に、板体に一体的に係着される第１
および第２保持手段と、 それぞれの円弧面同士を摺接させて前記第１および第２
保持手段を位置決め支持する第１および第２支持板と、 前記ワークに対し進退自在なブラケットと、 前記第１および第２保持手段を、それぞれの軸線方向が
常時同一方向に維持された状態で前記孔部の軸線方向と
略直交する方向に移動可能に支持するための案内手段
と、 を備え、 前記案内手段は、前記第１および第２支持板と前記ブラ
ケットとの間に介装される弾性体と、 前記ブラケットに回転自在に設けられ、前記板体を前記
軸線方向と略直交する平面内で種々の方向に移動自在に
載置する回転体と、 を有することを特徴とする。

［実施態様］ 次に、本考案に係る把持装置について好適な実施態様を
挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

第１図において、参照符号10はロボットのアームを示
し、このアーム10は図示しないロボット本体の作用下に
所定の軌跡に沿って変位自在である。アーム10の先端部
には回転駆動源12が固着されており、この回転駆動源12
を介して本実施態様に係る把持装置14が前記アーム10に
回転自在に装着される。

すなわち、前記把持装置14は断面Ｌ字状を呈する板体16
を含み、この板体16の一端部に回転駆動源12から延在す
る図示しない回転駆動軸が係着されると共に、この板体
16の他端部側には鉛直方向に指向して延在する支持部材
18が保持される。前記支持部材18には鉛直方向に指向し
て一対の平行なガイドレール20a、20bが形成され、前記
ガイドレール20a、20bの下部側には開口部22が画成され
ると共に、この開口部22に近接し水平方向に膨出する支
持部材18の下部に回転駆動源24が固着される。前記回転
駆動源24の図示しない回転駆動軸にはカップリング25を
介してボールねじ26の一端部が軸着され、このボールね
じ26の他端部は水平方向に膨出する支持部材18の上部に
回転自在に支承される。

次いで、前記支持部材18に昇降台28が配設される。この
場合、昇降台28はガイドレール20a、20bに挟持されるよ
うにして支持部材18に昇降自在に設けられており、この
昇降台28の上部側にはボールねじ26を嵌合するためのナ
ット部材30が係着される。一方、昇降台28の下部側は支
持部材18の開口部22を挿通して下方に延在しており、こ
の下部側に支持部材18の下部とは逆方向に突出してブラ
ケット部32が形成され、このブラケット部32に保持手段
34が装着される。

すなわち、第２図並びに第４図ａおよびｂに示すよう
に、ブラケット部32には所定間隔離間して孔部36a、36b
が穿設され、前記孔部36a、36bを囲繞するようにしてガ
イド部材38a乃至38fが固着される。前記ガイド部材38a
乃至38fには夫々回転自在に球体40a乃至40fが配設され
ており、これらの球体40a乃至40f上に板体42が移動自在
に載設される。この板体42の下面部にはホルダ44a、44b
が所定間隔離間して固着され、この場合、前記ホルダ44
aは実質的にブラケット部32の孔部36aを遊嵌する第１の
円筒部46とこの第１円筒部46より大径で且つ後述するシ
リンダブロックの孔部の直径より小径な第２の円筒部48
とからなる。第４図ａおよびｂに示すように、第２円筒
部48には第１円筒部46の孔部より大径な孔部50が画成さ
れており、この孔部50は第２円筒部48の外周面部に所定
角度間隔ずつ離間して形成される４つの開口部52a乃至5
2dを介して外部に開放する（第２図参照）。また、第２
円筒部48の外周面部には周方向に溝部54a、54bが形成さ
れる。

次いで、第２円筒部48の開口部52a乃至52dから孔部50内
にカム片56a乃至56dが配設される。前記カム片56a乃至5
6dの外周面58a乃至58dは後述するシリンダブロックのボ
ア部内周面に対応して形成されており、前記外周面58a
乃至58dに第２円筒部48の溝部54a、54bに連通する溝部6
0a乃至60d並びに62a乃至62dが刻設される。さらに、カ
ム片56a乃至56dの内面側には第１円筒部46から離間する
方向に指向して徐々に拡開するテーパ孔を画成すべく円
弧状の傾斜面64a乃至64dが形成される。なお、カム片56
a乃至56dの溝部60a乃至60dとホルダ44aの溝部54a並びに
前記カム片56a乃至56dの溝部62a乃至62dと前記ホルダ44
aの溝部54bとに夫々リング状のコイルスプリング65a、6
5bが一体的に嵌合する（第２図参照）。これによって、
カム片56a乃至56dはホルダ44aの半径内方向に常時押圧
されている。

そこで、夫々のカム片56a乃至56dの傾斜面64a乃至64dに
円錐カム66が摺接する。すなわち、板体42の上面側には
ホルダ44aを構成する第１円筒部46と同軸的にシリンダ6
8が固着され、このシリンダ68から鉛直下方向に延在す
るロッド70は前記第１円筒部46内に嵌合している。前記
ロッド70の先端部には前述したカム片56a乃至56dの傾斜
面64a乃至64dと同一のテーパ面を有する円錐カム66が一
体的に形成されており、この円錐カム66の先端部には徐
々に縮径する円錐部を設けている。

なお、ホルダ44bは前述したホルダ44aと同様に構成され
るものであり、同一の構成要素には同一の参照符号を付
してその詳細な説明は省略する。

次いで、ホルダ44a、44bは支持板74a、74bを介して位置
決め支持される。前記支持板74a、74bには夫々のホルダ
44a、44bの第１円筒部46、46を嵌合するための孔部76
a、76bが穿設されると共に、夫々の支持板74a、74bの端
部に形成される同一半径を有する円弧面77aと77bとが摺
接している。この場合、第３図に示すように、支持板74
aの両側部とブラケット部32に固着された係止部材78a、
78bとの間にコイルスプリング80a、80bが介装され、夫
々のコイルスプリング80a、80bの弾発力を介して支持板
74aが支持板74b側に押圧される。一方、支持板74bにも
同様に、ブラケット部32に設けられた係止部材78c、78d
と前記支持板74bの両側部との間にコイルスプリング80
c、80dが介装され、前記コイルスプリング80c、80dの弾
発力を介して当該支持板74bは支持板74a側に押圧されて
いる。

本実施態様に係る把持装置は基本的には以上のように構
成されるものであり、次にその作用並びに効果について
説明する。

なお、第１図に示すように、当該把持装置14の下方向に
はパレット100が配設されており、このパレット100には
夫々対をなし且つ剣山状の位置決め部材102a、102bが所
定間隔離間して複数組立設されており、夫々の位置決め
部材102a、102bを介してワーク、例えば、シリンダブロ
ック104が多段に重畳されている。この場合、シリンダ
ブロック104にはシリンダボアを画成する４つの孔部106
a乃至106dが形成されており、位置決め部材102a、102b
は最外方に位置する孔部106aと106dとに嵌合して夫々の
シリンダブロック104の位置決めをなし、他の孔部106
b、106cには当該把持装置14を構成するホルダ44a、44b
を挿通する。

このように、パレット100に位置決め部材102a、102bを
立設し、夫々の位置決め部材102a、102bにシリンダブロ
ック104を嵌合保持することによりパレット100を移動す
る際にシリンダブロック104が前記パレット100上から落
下する等の不都合を回避することが出来る。

次いで、パレット100上に載置されているシリンダブロ
ック104を図示しない搬送系へと送り出す作業について
以下に詳細に説明する。

先ず、ロボット（図示せず）の駆動作用下にアーム10を
所定の方向に変位させると共に、回転駆動源12の駆動作
用下に板体16を介して当該把持装置14の夫々のホルダ44
a、44bをパレット100上に載設されているシリンダブロ
ック104に対し位置決めする。さらに、回転駆動源24の
駆動作用下にカップリング25を介してボールねじ26を所
定方向に回転させると、これに係合するナット部材30を
介し昇降台28がガイドレール20a、20bの案内作用下に下
降する。このため、ブラケット部32に装着されている夫
々のホルダ44a、44bがパレット100の最上位に位置する
シリンダブロック104の孔部106b、106cに臨入する。

その際、シリンダ68の駆動作用下に予め円錐カム66を鉛
直下方向に変位させておけば、この円錐カム66に摺接す
るカム片56a乃至56dはコイルスプリング65a、65bの弾発
力を介し半径内方向に変位してその外周面58a乃至58dが
第２円筒部48の外周面と略同一面上に位置している。従
って、ホルダ44a、44bは夫々の孔部106b,106c内に遊嵌
する（第４図ａ参照）。

そこで、回転駆動源24の駆動を停止すると共にシリンダ
68を駆動してロッド70を鉛直上方向に変位させると、こ
のロッド70の端部に一体的に形成される円錐カム66が上
昇しこの円錐カム66の傾斜面がカム片56a内56dの傾斜面
64a乃至64dを半径方向に押圧する。このため、カム片56
a乃至56dはコイルスプリング65a、65bの弾発力に抗して
半径外方向に変位し、夫々のカム片56a乃至56dの外周面
58a乃至58dがシリンダブロック104の孔部106bを画成す
る内壁面に圧接することになる（第４図ｂ参照）。一
方、ホルダ44bにおいても同様に、夫々のカム片56a乃至
56dが膨径してシリンダブロック104の孔部106cの内壁面
に前記カム片56a乃至56dの外周面58a乃至58dが圧接する
ことになる。

次に、回転駆動源24を駆動してボールねじ26を前記とは
逆方向に回転させれば、このボールねじ26が嵌合するナ
ット部材30を介し昇降台28が鉛直上方向に変位する。従
って、夫々のホルダ44a、44bに保持されている最上位の
シリンダブロック104が上昇して位置決め部材102a、102
bから離脱し、回転駆動源12並びに図示しないロボット
の駆動作用下にアーム10を変位させて把持装置14に保持
されているシリンダブロック104を図示しない搬送系へ
と送り出す。

その際、シリンダ68を駆動してロッド70を下降させれ
ば、円錐カム66が下方向に変位してカム片56a乃至56dは
コイルスプリング65a、65bの弾発力を介して縮径しホル
ダ44a、44bによるシリンダブロック104の保持作用が解
除される。従って、回転駆動源24を駆動してブラケット
部32を上昇させれば、ホルダ44a、44bがシリンダブロッ
ク104から離脱することになり、次いで、前述したよう
にパレット100上に載置されている夫々のシリンダブロ
ック104の移送作業を行えばよい。

この場合、本実施態様によれば、シリンダブロック104
がパレット100に対し、あるいはこのパレット100に移送
される前の搬送手段に対して正確に位置決めされていな
くても、当該把持装置14を介して前記シリンダブロック
104を確実に保持することが出来る。

すなわち、第４図ａに示すように、例えば、シリンダブ
ロック104の孔部106bに位置ずれが惹起しており、前述
したように、把持装置14を下降させてホルダ44aを前記
孔部106b内に挿入した際、前記ホルダ44aと孔部106bと
が同軸上に位置しない場合がある。この状態で、シリン
ダ68を駆動しロッド70を介して円錐カム66を上昇させる
と、夫々のカム片56a乃至56dはこの円錐カム66を中心に
して同心円状に拡開変位し孔部106bの内壁面に片あたり
してしまう。

然しながら、当該把持装置14では、ホルダ44a、44bを板
体42に固着しこの板体42をブラケット部32に回転自在に
配設されている球体40a乃至40f上に載設すると共に、夫
々のホルダ44a、44bを保持する支持板74a、74bにコイル
スプリング80a乃至80dを係合している。このため、ホル
ダ44a、44bはブラケット部32に対し水平方向に自由に変
位することが出来る。従って、第４図ａに示すように、
ホルダ44aがシリンダブロック104の孔部106bに対し偏心
して遊嵌した状態でシリンダ68の駆動作用下にカム片56
a乃至56dを半径外方向に変位させると、先ず、カム片56
aが孔部106bを画成する内壁面に当接する。さらに、シ
リンダ68を駆動して円錐カム66を上昇させると前記カム
片56aがその外周面58aを介して前記内壁面を押圧し、こ
れによってホルダ44aには、第４図ａ中、矢印方向に押
圧力が作用する。このため、ホルダ44aを支持する支持
板74aが矢印方向に押圧され、この支持板74aに摺接する
支持板74bがコイルスプリング80c、80dの弾発力に抗し
て前記支持板74aと一体的に矢印方向に移動する。

この結果、ホルダ44aが矢印方向に移動しシリンダ68の
作用下に円錐カム66が最上位の位置に至る際、カム片56
a乃至56dの外周面58a乃至58dが孔部106bの内壁面に均一
に圧接してこの内壁面をしっかりと押圧保持することが
可能となる（第４図ｂ参照）。

しかも、ホルダ44a、44bを係着する板体42はブラケット
部32に回転自在に支承されている球体40a乃至40f上に載
設されている。従って、夫々のホルダ44a、44bに外力、
すなわち、孔部106b、106cの内壁面による押圧力が作用
した際には前記板体42は同一平面内において極めて円滑
に種々の方向へと移動することが出来る。このため、ホ
ルダ44a、44bを夫々の孔部106b、106cに対し容易に且つ
正確に同軸的に移動させてシリンダブロック104を確実
に把持し得るという効果が顕在化する。

［考案の効果］ 以上のように、本考案によれば、ワークに予め形成され
ている孔部内で膨径し前記孔部の内壁面を押圧してワー
クを把持する保持手段を設けると共に、前記保持手段を
弾性体を介し前記孔部の軸線と略直交する方向に変位自
在にブラケットに装着し、前記ブラケットを前記ワーク
に進退自在に構成している。このため、ワークが高精度
に位置決めされていなくても、保持手段を前記ワークの
孔部に挿入して膨径させる際に前記保持手段自体が移動
して前記孔部の内壁面を強固に押圧保持することが出来
る。これによって、当該把持装置に対しワークを高精度
に位置決めすべく専用の位置決め装置を設ける必要がな
く、設備費を一挙に低廉に抑えることが可能となる効果
が得られる。さらに、当該把持装置は構成が簡単であ
り、前記把持装置自体を経済的に得ることが出来る。し
かも、特に、鋳造成形等により得られるワークのように
鋳造品毎に寸法精度にばらつきが生ずるものにあって
も、当該把持装置を介して前記ワークを確実に把持し、
効率的なライン工程を達成し得るという実質的な利点も
顕在化する。

以上、本考案について好適な実施態様を挙げて説明した
が、本考案はこの実施態様に限定されるものではなく、
例えば、夫々のホルダを嵌合する２つの支持板に代替し
て単一の支持板を用い、この支持板を複数のコイルスプ
リングで押圧あるいは引張して前記ホルダを保持するこ
とが出来る等、本考案の要旨を逸脱しない範囲において
種々の改良並びに設計の変更が可能なことは勿論であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る把持装置の概略斜視図、 第２図は当該把持装置の一部省略拡大斜視図、 第３図は当該把持装置の一部省略底面図、 第４図ａおよびｂは当該把持装置の動作説明図である。 10…アーム、14…把持装置 24…回転駆動源、34…保持手段 44a、44b…ホルダ、56a〜56d…カム片 66…円錐カム

フロントページの続き (72)考案者 中島 隆 埼玉県朝霞市栄町２―10―45 (72)考案者 窪嶋 和夫 東京都小平市美園町３―１―８ 株式会社 ダロス内 (56)参考文献 実開 昭61−181617（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−109892（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−117693（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ワークに形成された孔部内で膨径し前記孔
   部の内壁面を押圧して前記ワークを保持すると共に、板
   体に一体的に係着される第１および第２保持手段と、 それぞれの円弧面同士を摺接させて前記第１および第２
   保持手段を位置決め支持する第１および第２支持板と、 前記ワークに対し進退自在なブラケットと、 前記第１および第２保持手段を、それぞれの軸線方向が
   常時同一方向に維持された状態で前記孔部の軸線方向と
   略直交する方向に移動可能に支持するための案内手段
   と、 を備え、 前記案内手段は、前記第１および第２支持板と前記ブラ
   ケットとの間に介装される弾性体と、 前記ブラケットに回転自在に設けられ、前記板体を前記
   軸線方向と略直交する平面内で種々の方向に移動自在に
   載置する回転体と、 を有することを特徴とする把持装置。