JPS5997882A - 物品のグリツプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は、所定寸法範囲内にあるφ１種の形状の異な
る物品のグリップ動作が単一の構成により容易確実に行
える物品のグリップ装置に関するものである。

背景技術 例えば、自動挿入機等を用いて物品をプリント基板等の
取付基板上に挿入装着する場合、これを物品取出位置で
把握保持し挿入位置の脱落等がなく確実に移送できるよ
うにする詳とが必要である。

ところで、このような挿入機が適用される物品は一般に
単純な円形や矩形のような整った形状ではなく不整不定
の複雑な形状を有するものが多い。

しかも、近時その種類もカテゴリーの異なる形状のもの
が多数増加している。そして、このような形状の異なる
多種の物品を同一工程で基板上に順次挿着しなければな
らない。したがって、これに適用される物品のグリップ
機構は、所定の寸法範囲内にある各種の任意形状の物品
に広く適用できる汎用性のあるものを用意しておくこと
が必要となる。

しかしながら、従来のグリップ機構は個々の物品の形状
等に合わせて個別に製作され、又は形状が同一カテゴリ
ーに属する２〜３種程度の極めて少数の物品に限り共用
化できるように構成されたものがほとんどであり、汎用
性に極めて乏しいものであった。したがって、物品の外
形形状等が異なる毎に夫々別個のグリップ機構を別途に
用意しなければならず、その設計製作工程だけでかなり
の時間と労力を要しているのが実状である。しかも、物
品毎に製作しなければならないため、コスト高になる問
題も生ずる。

発明の開示 この発明は上述した従来の問題を解消するためになされ
たもので、所定寸法範囲内にある多種の任意形状物品の
グリップ動作が容易確実に行える汎用性に優れた構造が
簡単で安価な物品のグリップ装置を提供することを目的
としている。

この目的を達成するために、この発明は、エアシリンダ
等の駆動手段と、該駆動手段の駆動により往復移動する
ように支持された周面に周方向に沿う複数の突起又は歯
を有する回転体と、複数の部材を長手方向に連結してな
り、各部材の夫々が連結部を支点に物品の握持方向に折
曲回動可能に枢着され、かつ取付基端部が該握持方向に
一体で回動するように支持された一対の物品の握持体と
、該握持体の内壁面又は外壁面に長手方向に沿って設け
られ、かつ一端が前記握持体の自由端に固定されると共
に他端が前記回転体の両側周面に沿って延び、該他端部
に前記突起又は歯と噛合する複数の孔又は歯を有しかつ
前記回転体の移動によシ同方向に摺動するスチールベル
ト状の一対の帯状体とを主たる構成要素としている。

この発明によれば、多棟の外形形状等の異なる物品のグ
リップ動作が単一の構成手段によって極めて容易にかつ
確実簡単に行え、各種の物品に広く適用することが可能
となる。したがって、汎用性に優れた物品のグリップ装
置を提供することができる。しかも、単一の装置で広範
囲の異種物品のグリップに適用対処することが可能とな
るため、従来のような形状等が異なる物品毎に別個にグ
リップ機構を設ける場合に比べて設計製作に要する時間
や労力も大幅に削減され、従来要していたグリップ機構
製作上のコストを大幅に低減することができる。

発明を実施するだめの最良の形態 以下、この発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明
する。

第１図はこの発明に係る物品のグリップ装置の一例を示
すもので、自動挿入機等の本体（図示せず）にアーム１
０が上下動可能かつ物品の取出位置と設置位置つまシ挿
入位置との間を旋回又は揺動等によって移動可能に支持
されている。アーム１０の一端部に駆動手段の一例とし
てのエアシリンダ１１が設置されている。エアシリンダ
１１のロッド１１０の端部に取付具１２が取付けられて
おり、その先端部にスプロケット１３が回動可能に支持
されている。スプロケット１３の局面には周方向に複数
の突起１３０・・・が所定間隔で突設されている。スプ
ロケット１３はエアシリンダ１１５− の駆動によりそのロッド１１０と共に軸方向に所定スト
ロークで往復駆動される。スプロケット１３の上方には
後述する第１の部材２０１，２１１に外方に開く力を与
えるカム１４が設けられている。カム１４は取付具１２
に固定されており、スプロケット１３はこのカム１４の
下方で回動する。カム１４の両側は先端方向に先細り状
に所定角度で傾斜縮小している。

アーム１０の先端部両側に一対のフィンガー２０．２１
の基端部が物品の握持方向に回動可能に支持されている
。

フィンガー２０は第２図に示すように、第１〜第３の部
材２０１，２０２および２０３を長手方向に連結して構
成されている。なお、フィンガー２０゜２１は本例では
対称構造であるため、以下、説明の便宜１主として第１
図の左方に位置する一方のフィンガー２０について説明
する。

第１の部材２０１は両端部に外側方向に突出する略半円
形状の突出部２０４，２０５　　を有し、かつ先端部上
、下面は段付形状に所定深さで切欠かれ　６− ている。部材２０１の基端部は内壁面から距離ｔだけ離
れた突出部２０４の略中心位置で第１の軸３０１によっ
てアーム１０の先端−側部に回動可能に枢着されている
。

第２の部材２０２は第１の部材２０１と同様に両端部に
外側方向に突出する略半円形状の突出部２０６．２０７
　が設けられ、かつその両端部に第１および第３の部材
２０１，２０３の先端および基端部と夫々嵌合する凹部
が形成されている。第２の部材２０２０基端部は第１の
部材２０１の先端部に嵌合され、かつその基端突出部２
０６が第１の部材２０１の先端突出部２０５に第２の軸
３０２によって内壁面から距離ｔだけ離れた略中心位置
で枢着されている。

第３の部材２０３は基端部に外Ｉ１１方向に突出する略
半円形状の突出部２０８を有し、その基端部は第２の部
材２０２の先端凹部と嵌合するように上下面が段付形状
に切欠かれている。この第３の部材２０３は第２の部材
２０２と同様に基端部が第２の部材２０２の先端に嵌合
され、かつその基端突出部２０８が第２の部材の先端突
出部２０７に第３の軸３０３によって内壁面から距離ｔ
だけ離れた略中心位置で枢着されている。

かくして、第１〜第３の部材２０１　、２０２　、２０
３が第２〜第３の軸３０２，３０３　　によって長手方
向に一体に連結され、かつ第１の軸３０１によってアー
ム１０の先端に取付けられている。そして、第１〜第３
の各部材２０１，２０２，２０３は第１〜第３の各軸３
０１，３０２，３０３を中心に夫々単独に物品の握持方
向に折れ曲げられかつ回動することが可能であると共に
、第２および第３の部材２０２．２０３　　は一体で第
２の軸３０２を中心に同握持方向に折れ曲げられ回動で
きるようになっている。更に、第１〜第３の部材は全体
が一体となって第１の軸３０１の周りに回動できるよう
になっている。すなわち、フィンガー２０は多間部（図
示の例では３個の間部）を備えた物品の握持体である。

フィンガー２０の取付基端部すなわち第１の部材２０１
の基端内側部に上記カム１４の傾斜面と摺接するローラ
３０４が取付けられている。

フィンガー２０の内壁面にスチールベルト等からなる弾
性を有する帯状体２２が長手方向に沿って張設されてい
る。すなわち、第２図、第３図に示すようにフィンガー
２０を構成する第１〜第３の部材２０１，２０２，２０
３　　の内壁面に帯状体２２を嵌装する凹溝２２１，２
２２，２２３　　が長手方向に設けられている。各凹溝
２２１，２２２，２２３　の両測部前面には所定幅の係
止部２２４，２２５，２２６が長手方向に沿って設けら
れておシ、凹溝内に嵌装された帯状体２２の抜は止めな
らびにその位置規制を行うようになっている。帯状体２
２の一端は第３の部材２０３の先端自由端側にネジ止め
。

溶接等により固定されている。又、その他端は各凹溝２
２１，２２２，２２３　　を挿通して第１の部材２０１
の基端からスプロケット１３の円面に沿ってその後方に
所定の長さで延設されている。スプロケット１３の両側
に一対のガイド部材２４゜２５が配設されている。帯状
体２２の他端側は一方のガイド部材２４に案内されてス
プロケット１３９− の周面を摺接移動する。又、他方のガイド部月２５は後
述する他方のフィンガー２１に張設した帯状体２３の他
端側をスプロケット１３の円面に案内するようになって
いる。ガイド部材２４．２５のスプロケット１３と対向
する面に突起１３０・・・・・・をにがす溝２４０，２
５０が形成されている。帯状体２２の他端部にはスプロ
ケット１３の突起１３０・・・・・・と噛み合う複数の
孔２２０が長手方向に設けられている。帯状体２２は第
１〜第３の部材の各連結位置、つまり第２．第３の軸３
０２，３０３の周辺部で各凹溝２２１，２２２，２２３
　　による位置規制が解除され、自由動可能な状態にさ
れている。

すなわち、第１〜第３の部材の各連結部内壁に凹溝２２
１，２２２および２２２　、２２３と夫々連なる空間部
２２７，２２８が形成され、帯状体２２はこの空間部の
位置で規制を解除され自由動を許されている。このよう
にすることで、帯状体２２は後述するように各凹溝の内
部を最短経路に沿って摺動できる。

各凹溝２２１，２２２，２２３の内壁面と帯状体と１０
− の間には多少のクリヤランスが設けられており、帯状体
２２がスムーズに摺動できるようになっている。

各部材２０１，２０２，２０３　の内壁面にはやや弾力
性を有する樹脂等からなる部１’４０１，４０２゜４０
３が夫々貼着、接着等により取付けられている。この部
材はフィンガーにより物品を握持した際、その保護を図
るだめのものである。なお、この部材はできるだけ摩擦
係数の大きいものであることが望ましい。

一方、フィンガー２１はフィンガー２０と対称構造であ
る他は該フィンガー２０と同様に構成されている。すな
わち、第１〜第３の部材２１１．　　−２１２．２１３
から成り、各部材が夫々に突出しだ突出部２１４，２１
５，２１６，２１７，２１８の略中心で第１〜第３の軸
３１１，３１２，３１３により一体に連結され、かつア
ーム１０の先端部に枢着されている。第１の部材２１１
の基端内側には上記ローラ３０４と同様のローラ３１４
が取付けられている。そして、各部材２１１，２１２，
２１３の内壁面には夫々凹溝２３１，２３２，２３３　
が設けられ、この凹溝内に上記帯状体２２と同様に構成
された帯状体２３が嵌装され張設されている。又、各凹
溝の両側前面には上述と同様の係止部２３４，２３５゜
２３６が夫々設けられており、帯状体２３の抜は止めな
らびに位置規制を行うようになっている。

更に、凹溝２３１と２３２問および２３２と２３３間に
帯状体２３を自由動させるだめの空間部２３７゜２３８
が夫々形成されている。又、帯状体２３の他端面には上
記突起１３０・・・・・・と噛み合う複数の孔２３０・
・・・・・が設けられている。

次に、以上あ構成による本発明装置を用いた物品のグリ
ップ動作について説明する。

先ず、第４図に示す物品を握持していない開放状態では
スプロケット１３はエアシリンダ１１のロッド１１０と
共に前方に所定ストロークで突出している。この突出に
よりスプロケット１３による帯状体２２．２３に対する
引張作用は解除され、両帯状体２２．２３はその弾性復
帰力により真直ぐな状態に伸長復帰している。したがっ
てフィンガー２０．２１は帯状体２２．２３の伸長によ
り真直ぐな状態に伸長している。更に、フィンガー２０
．２１はカム１４による第１の部材２０１゜２１１に対
する拡間作用により外側方向に所定の角度で回動拡開し
ている。

この状態で上記アーム１０を駆動し、本装置を物品の取
出位置上方に移動させる。物品Ａは第５図に示すように
、ベースプレート等の基盤５０上にビン脚等を介して挿
入仮固定され、水平方向への移動を規制されている。次
いで、本装置を降下させ、フィンガー２０．２１が物品
Ａを挾んでその両側に位置するように位置決め設置する
。その後、エアシリンダ１１を駆動してロッド１１０を
短縮させると、スプロケット１３はカム１４と共に第５
図の矢印１００で示すように、ガイド部材２４．２５の
内壁面に沿って後方に所定ストロークで移動する。この
場合、ガイド部材２４　、２５は帯状体２２．２３の他
端側をスプロケット局面に沿わせて摺動させるガイドで
あると同時に、スプロケット１３を移動方向に案内する
部材でもあ１３− る。

スプロケット１３が移動すると、帯状体２２゜２３は均
等な力と移動量で後方すなわちスプロケットの移動方向
に引張られ、上記各凹溝内を同方向に同一量だけ摺動す
る。その際、帯状体２２゜２３は上記空間部２２７，２
２８　　および２３７，２３８の位置で自由動可能であ
るため、最短経路に沿って摺動する。そして、帯状体２
２．２３が引張られると、これに駆動されて第１〜第３
の部材２０１゜２０２　、２０３　および２１１，２１
２，２１３が第１〜第３の各軸３０１，３０２，３０３
および３１１，３１２゜３１３を中心に内方に夫々同一
角度で折シ曲げられ回動する。この場合、帯状体２２．
２３と各軸間は所定の間隔で離間しているため、帯状体
の引張シによる第１〜第３の部材の折り曲げ動作は両フ
ィンガー共にスムーズに行われる。このとき同時に、カ
ム１４による第１の部材２０１，２１１に対する拡開方
向への付勢が解除されるため、フィンガー２０．２１は
第１の軸３０１，３１１　を中心に内方に回動する。す
なわち、フィンガー２０゜１４− ２１は内方に折り曲げられながら一体で回動する。

次いで、いずれか一方のフィンガー、例えば第５図に示
す右方のフィンガー２１の内壁面が先ず物品Ａに当接す
る。すると、フィンガー２１の壁部に加わる摩擦作用に
よりスプロケット１３による帯状体２３に対する引張力
と反対方向に作用する負荷が増大する。すなわち、帯状
体２３の移動に該引張力と均衡する抵抗力が加わる。し
たがって帯状体２３の移動が停止すると同時に、フィン
ガー２１の回動が停止し待期した状態におかれる。

すると、スプロケット１３は第６図に示すように、突起
１３０と帯状体２３の孔２３０との噛合位置Ｂを中心に
回動しようとする。つまり、噛合位置Ｂを取り残すよう
な形でスプロケット全体が公転しようとする。その結果
、スプロケット１３は図の矢印１０１で示すように反時
計方向に自転しながら移動し、その自転量と移動量との
和に略相当する距離分だけ物品Ａと接していない他方の
側の帯状体２２を引張シ移動させる。この移動量は一方
の帯状体２３の移動停止によシ両帯状体が均等に移動し
た場合に比べて略二倍の量になる。したがって、フィン
ガー２０はやや速い速度で内方に折り曲げられ回動し一
方のフィンガー２１にやや遅れて物品Ａと接する。フィ
ンガー２０．２１が共に物品Ａに接すると、両帯状体２
２．２３に加わる負荷が均等になる。両者に加わる負荷
が均衡すると、スプロケット１３は自転を停止すると共
に後方への移動を続け、両帯状体２２．２３を均等な力
で引張り、フィンガー２０．２１を物品Ａと接した位置
から更に内方に折り曲げ回動させる。

かく℃、物品Ａはフィンガー２０．２１によって均等な
力で握持される（第７図参照）。フィンガー２０．２１
が物品Ａを握持すると、スプロケット１３がロックされ
回転方向に位置規制され、物品Ａを握持したフィンガー
２０．２１が物品移送途中で第７図の矢印１０２で示す
如く自由動し位置ズレするようなことを防止する。この
ロック機構は公知の手段をもって構成可能であるため、
図示を省略する。そして、スプロケット１３の駆動手段
としてエアシリンダを用いているため、フィンガーによ
って物品を握持した際、エアシリンダには負荷はほとん
ど加わらず無理なく握持した位置で停止させることがで
きる。この場合、エアシリンダにリードスイッチ等を設
け、フィンガーが物品を握持したことを自動検出できる
ようにしておけば更に良い。

本実施例によると、物品がピン脚等により基盤等に挿入
仮固定されるような場合において、物品に対するフィン
ガーの位置ズレ等によりいずれか一方のフィンガーのみ
が先に物品に接するような場合にも、該一方のフィンガ
ーが他方のフィンガーが物品に接するまでの間グリップ
動作を停止し待期した状態におかれる。そして、両フィ
ンガーが共に物品に接した後、はじめて両フィンガーに
よる均等な力でグリップ動作が行われる。したがって、
物品の設置状態の如何を問わず常時確実で良好なグリッ
プ動作が行える。

かくして物品が握持された後、本装置は上動すると共に
物品の設置位置の上方へと移動し、次いでこの位置で下
降し物品をプリント基板等の取付１７− 基板上の挿入位置に位置決め挿入する。

物品の挿入がなされた後、フィンガーが開かれ、物品を
解放する。その動作は以下のように行われる。

先ず、物品Ａを握持した状態からエアシリンダ１１を駆
動しそのロンド１１０を伸長させると、スプロケット１
３は第７図に示す位置から前方に所定ストロークで突出
移動する。そして、このスプロケットにより帯状体２２
．２３に加えられていた引張力が解除される。すると、
帯状体２２゜２３はその弾性復帰力によシ内方に湾曲し
た位置から真直ぐな状態に伸長復帰する。第１〜第３の
部材２０１，２０２，２０３および２１１，２１２，２
１３は帯状体２２．２３の伸長動作に付勢されて内方に
折り曲げられた位置からフィンガーの伸長方向に夫々回
動復帰する。このとき同時に、カム１４の先端はローラ
３０４，３１４　間に突出し、次いでカムの移動と共に
ローラ３０４，３１４がカム傾斜面に沿って摺動する。

すると、第１の部材２０１，２１１はカム１４の作用に
よって第１の軸３０１，３１１を中心１８− にして外側に開かれるような力を受ける。したがって、
フィンガー２０．２１は第７図に示す物品Ａを握持した
位置から伸長復帰すると同時に、第１の軸３０１，３１
１　を支点として更に外側方向に回動拡開する（第８図
参照）。かくて物品Ａがフィンガー２０．２１による握
持から解放される。

その後、本装置は上動し、次いで元の位置に移動復帰し
次のグリップ動作に備える。

なお、帯状体２２．２３は弾性体であることの他、折り
曲げられ又は湾曲した状態から伸長状態に確実に弾性復
帰でき、かつ伸長した状態で折り曲げようとする力に対
しである程度の抵抗力を発揮し伸長形状を保つことがで
きるような構成のものであることが必要である。

なお、実施例ではフィンガー２０．２１は対称構造であ
るように説明したが、両フィンガーを構成する部材を適
宜増減変更し非対称構造にすることも可能である。又、
帯状体２２．２３をフィンガー２０．２１の外壁面に張
設することも可能である。この場合は、エアシリンダが
突出する方向で帯状体をフィンガーの折り曲げ方向に引
張ることになるだめ、帯状体がスムーズに摺動できるよ
う別途配慮しておくことが必要である。更に、スプロケ
ット１３に替えて局面に複数の歯を有するタイミングギ
ヤのような回転体を用いることもできる。その場合に用
いられる帯状体としては、例えば弾性材からなりかつや
や剛性を有するタイミングベルトのようなものが掲げら
れる。

なお、本装置は各種設置状態にある任意形状物品のグリ
ップに広く適用できるものであシ、上述した物品がピン
脚等により仮固定されるような場合はもとより、物品が
自由動可能な状態で設置されているような場合にも支障
なく容易かつ適確にグリップ動作が行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の全体構成の一例を示す斜視図、第
２図は本発明装置で用いられる握持体であるフィンガー
の分解斜視図、第３図は同フィンガーの縦断断面図、第
４図ないし第８図は本発明装置を用いた物品のグリップ
動作を説明する夫々平面図である。 １１・・・・・・エアシリンダ（駆動手段）、１３・・
・・・・スプロケット（回転体）、１３０・・・突起、 ２０　、２１・・・・・・　フィンガー（握持体）、２
０１　、２１１・・・・・・第１の部材、２０２．２１
２・・・・・・第２の部材、２０３．２１３・・・・・
・第３の部材、３０１．３１１・・・・・・第１の軸、
３０２．３１２・・・・・・第２の軸、３０３　、３１
３・・・・・・第３の軸、２２．２３・・・・・・帯状
体、　　２２０，２３０・・・孔、１４・・・・・・　
カム、　　　　　３０４，３１４・・・ローラ、Ａ・・
・・・・・・・物品。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、エアシリンダ等の駆動手段と、該駆動手段の駆
   動により往復移動するように支持された周面に周方向に
   沿う複数の突起又は歯が設けられた回動可能な回転体と
   、複数の部材を長手方向に連結してなシ、各部材の夫々
   が連結部を中心に物品の握持方向に折れ曲げ可能に枢着
   されかつ基端部が該握持方向に一体で回動するように支
   持された一対の物品握持体と、該握持体の内壁面又は外
   壁面に長手方向に沿って設けられかつ、一端が前記握持
   体の先端側に固定されると共に他端が前記回転体の両側
   局面に沿って延び、該他端部に前記突起又は歯と噛合す
   る複数の孔又は歯を有しかつ前記回転体の移動により同
   方向に摺動するスチールベルト状の一対の帯状体とを備
   えて成る物品のグリップ装置。