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技術 把持装置

出願人 三桜工業株式会社
発明者 劉吉寧中里和彦
出願日 2017年7月11日 (2年11ヶ月経過) 出願番号 2017-135680
公開日 2019年2月7日 (1年4ヶ月経過) 公開番号 2019-018249
状態 未査定
技術分野 曲げ・直線化成形、管端部の成形、表面成形 マニプレータ
主要キーワード 被把持部材 縮径量 自動車配管 雌ネジ穴 常温空気 膨出変形 環状空間内 ネジ挿通孔
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この項目の情報は公開日時点(2019年2月7日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (9)

課題

被把持部材の装着が容易であるとともに、把持力が高く、信頼性の高い把持を実現できる把持装置を提供すること。

解決手段

芯金部14を備え、該芯金部の軸心と共通する軸心の環状空間15が芯金部の周囲に形成された本体10と、該本体の前記環状空間内に、該環状空間を画成する周壁との間に圧力室16を有する状態で、且つ、芯金部との間に管状の被把持部材を挿入し得る間隙が形成された状態で嵌め込まれたゴム弾性体50と、前記圧力室に流体を導く通路17とを有し、前記通路を介して前記圧力室に導かれた流体圧によって前記ゴム弾性体を前記芯金部方向に膨出変形させ、芯金部に装着された管状の被把持部材を芯金部と膨出変形したゴム弾性体とによって把持する把持装置1とした。

概要

背景

従来より、工作物工具等の被把持部材把持する装置として、特許文献1〜3等に開示された流体圧を利用した把持装置が知られている。これらの把持装置は、基本的には、本体と、この本体との間に圧力室を形成する状態で本体に嵌め込まれた弾性部材とを有し、被把持部材を把持する際には、この弾性部材の少なくとも一部が圧力室に導かれた流体圧によって本体から離れる方向、すなわち被把持部材に向けて膨出させることにより被把持部材に圧接させ、もって被把持部材が弾性部材の膨出部に挟まれて把持されるようにしたものである。

概要

被把持部材の装着が容易であるとともに、把持力が高く、信頼性の高い把持を実現できる把持装置を提供すること。芯金部14を備え、該芯金部の軸心と共通する軸心の環状空間15が芯金部の周囲に形成された本体10と、該本体の前記環状空間内に、該環状空間を画成する周壁との間に圧力室16を有する状態で、且つ、芯金部との間に管状の被把持部材を挿入し得る間隙が形成された状態で嵌め込まれたゴム弾性体50と、前記圧力室に流体を導く通路17とを有し、前記通路を介して前記圧力室に導かれた流体圧によって前記ゴム弾性体を前記芯金部方向に膨出変形させ、芯金部に装着された管状の被把持部材を芯金部と膨出変形したゴム弾性体とによって把持する把持装置1とした。

目的

本発明は、上述した背景技術が有する課題に鑑み成されたものであって、その目的は、被把持部材の装着が容易であるとともに、把持力が高く、信頼性の高い把持を実現できる把持装置を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

芯金部を備え、該芯金部の軸心と共通する軸心の環状空間が芯金部の周囲に形成された本体と、該本体の前記環状空間内に、該環状空間を画成する周壁との間に圧力室を有する状態で、且つ、芯金部との間に管状の被把持部材を挿入し得る間隙が形成された状態で嵌め込まれたゴム弾性体と、前記圧力室に流体を導く通路とを有し、前記通路を介して前記圧力室に導かれた流体圧によって前記ゴム弾性体を前記芯金部方向に膨出変形させ、芯金部に装着された管状の被把持部材を芯金部と膨出変形したゴム弾性体とによって把持することを特徴とする、把持装置

請求項2

上記芯金部は基端側から先端側に向けて徐々に細くなるテーパが付けられていることを特徴とする、請求項1に記載の把持装置。

請求項3

上記芯金部は管状に形成され、該管状の芯金部を介して高温流体が装着された管状の被把持部材内に流入され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

上記本体には冷媒通路が形成され、該冷媒通路に冷媒を供給することにより冷却されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の把持装置。

請求項5

上記ゴム弾性体はシリコンゴムエチレンゴムブチルゴムクロロプレンゴムの少なくとも一種から成ることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の把持装置。

技術分野

0001

本発明は、把持装置に関するもので、特に流体圧により弾性部材を変形させて被把持部材把持する流体圧を利用した把持装置に関するものである。

背景技術

0002

従来より、工作物工具等の被把持部材を把持する装置として、特許文献1〜3等に開示された流体圧を利用した把持装置が知られている。これらの把持装置は、基本的には、本体と、この本体との間に圧力室を形成する状態で本体に嵌め込まれた弾性部材とを有し、被把持部材を把持する際には、この弾性部材の少なくとも一部が圧力室に導かれた流体圧によって本体から離れる方向、すなわち被把持部材に向けて膨出させることにより被把持部材に圧接させ、もって被把持部材が弾性部材の膨出部に挟まれて把持されるようにしたものである。

先行技術

0003

特公昭63−50123号公報
実開平6−36709号公報
特許第5753261号公報

発明が解決しようとする課題

0004

ところで、上記した従来の流体圧を利用した把持装置では、弾性部材として、例えば金属からなる薄肉筒状体を使用し、該薄肉筒状体に流体圧を外周から作用させ、薄肉筒状体を弾性変形の範囲内において縮径させているものであるため、縮径量が比較的小さく、従って、薄肉筒状体と、その薄肉筒状体の内側に挿入される被把持部材との間隙を大きくすることが困難であり、間隙が狭いために薄肉筒状体に被把持部材を迅速、確実に挿入することが難しいという課題があった。このことは特に、自動化にあたってロボットハンド等によって薄肉筒状体に被把持部材を挿入しようとすると、薄肉筒状体に対して被把持部材を高い精度で位置決めして移動させる必要があり、被把持部材を移動させるロボットハンド等に高い精度が要求され、その分設備費が高騰するという課題があった。

0005

また、上記した従来の流体圧を利用した把持装置では、単に弾性部材を流体圧によって縮径し、該縮径した弾性部材によって被把持部材を周囲から挟み込むものであるので、その把持力はさほど強いものではなく、抜き方向に力が加わった場合等には、比較的弱い力によって被把持部材が抜けてしまうという課題もあった。

0006

本発明は、上述した背景技術が有する課題に鑑み成されたものであって、その目的は、被把持部材の装着が容易であるとともに、把持力が高く、信頼性の高い把持を実現できる把持装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0007

上記した目的を達成するため、本発明は、次の〔1〕〜〔5〕に記載した把持装置とした。
〔1〕芯金部を備え、該芯金部の軸心と共通する軸心の環状空間が芯金部の周囲に形成された本体と、該本体の前記環状空間内に、該環状空間を画成する周壁との間に圧力室を有する状態で、且つ、芯金部との間に管状の被把持部材を挿入し得る間隙が形成された状態で嵌め込まれたゴム弾性体と、前記圧力室に流体を導く通路とを有し、前記通路を介して前記圧力室に導かれた流体圧によって前記ゴム弾性体を前記芯金部方向に膨出変形させ、芯金部に装着された管状の被把持部材を該芯金部と膨出変形したゴム弾性体とによって把持することを特徴とする、把持装置。
〔2〕上記芯金部は基端側から先端側に向けて徐々に細くなるテーパが付けられていることを特徴とする、上記〔1〕に記載の把持装置。
〔3〕上記芯金部は管状に形成され、該管状の芯金部を介して高温流体が装着された管状の被把持部材内に流入されることを特徴とする、上記〔1〕又は〔2〕に記載の把持装置。
〔4〕上記本体には冷媒通路が形成され、該冷媒通路に冷媒を供給することにより冷却されることを特徴とする、上記〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の把持装置。
〔5〕上記ゴム弾性体は、シリコンゴムエチレンゴムブチルゴムクロロプレンゴムの少なくとも一種から成ることを特徴とする、上記〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の把持装置。

発明の効果

0008

上記した本発明に係る把持装置によれば、弾性部材としてゴム弾性体を使用しているため、その変形量は大きく、芯金部との間に管状の被把持部材を挿入し得る間隙を十分に取れるとともに、芯金部が被把持部材の装着に際してその挿入をサポートする役目も果たすので、被把持部材の装着に高い精度が要求されず、自動化が容易なものとなる。また、芯金部に装着された管状の被把持部材を芯金部と膨出変形したゴム弾性体とによって挟み込む状態で把持する構成のものであるので、把持力が高く、信頼性の高い把持を実現できる装置となる。

図面の簡単な説明

0009

本発明に係る把持装置の一実施形態を示した斜視図である。
図1に示した把持装置の分解斜視図である。
図1に示した把持装置の縦断面図である。
図1に示した把持装置の使用工程を示した図であって、管状の被把持部材を把持装置に装着する工程を示した断面図である。
図1に示した把持装置の使用工程を示した図であって、管状の被把持部材を把持装置に装着した状態を示した断面図である。
図1に示した把持装置の使用工程を示した図であって、管状の被把持部材を把持装置によって把持する工程を示した断面図である。
図1に示した把持装置の使用工程を示した図であって、管状の被把持部材を把持装置から抜く工程を示した断面図である。
図6の要部を拡大した断面図である。

実施例

0010

以下、本発明に係る把持装置の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。

0011

図面は、本発明に係る把持装置の一実施形態を示したものであり、この図示した把持装置1は、本体10と、該本体10内に収納され、流体圧によって変形して管状の被把持部材Pを把持するゴム弾性体50を有している。

0012

本体10は、ボディ部11と、2枚の蓋部12,13とから構成されている。これらの本体10を形成する材料は、剛性があり、熱伝導率が良好である材料であることが好ましく、例えば、アルミ、銅、SUS、真鍮などの熱と圧力に耐えられる材質の金属で形成されていることが好ましい。

0013

ボディ部11は略円柱形状で、その軸心に沿って芯金部14が形成され、該芯金部14の周囲に、一側端に開口する前記芯金部の軸心と共通する軸心の環状空間15が形成されている。上記環状空間15を画成する周壁には、その全周に亘って圧力室となる凹溝16が形成され、該凹溝16に連通する通路17に高圧流体を導入する継手18が接続されている。

0014

上記芯金部14は、その基端側から先端側に向けて徐々に細くなるテーパが付けられている。このテーパ角度は、0.5〜3.0度が好ましく、0.7〜1.5度が特に好ましい。また、該芯金部14は、その内部を流体が通過し得るように管状に形成され、該管状の芯金部14に連通する通路19に高温流体を導入する継手20が接続されている。

0015

ボディ部11には、上記環状空間15が開口する側端と反対側の側端に開口する環状冷媒通路21が形成され、該環状冷媒通路21に連通する通路22を介して冷媒を供給する継手23が接続されている。また、ボディ部11の両側端には、同一円周上に適度な間隔を開けて雌ネジ穴24,24がそれぞれ穿設させている。

0016

蓋部12,13は、ともに上記ボディ部11の外径と略同一の外径の円板形状に形成され、その板面には、上記ボディ部11の両側端にそれぞれ形成された雌ネジ穴24,24に対応する位置にネジ挿通孔25,26がそれぞれ形成されている。また、一方の蓋部12には、その中心に上記ボディ部11に形成された芯金部14が挿入された状態で臨み、該芯金部14に管状の被把持部材Pを装着し得る間隙を確保した内径の被把持部材挿入穴27が穿設され、一側面にOリング28を嵌め込む環状溝29が形成されている。他方の蓋体13には、上記芯金部14に高温流体を導入する継手20が突出する貫通穴30が形成されている。

0017

上記ボディ部11に形成された環状空間15には、ゴム弾性体50が嵌め込まれ、上記蓋部12が、環状空間15の開口を塞ぐ状態でネジ31によって取り付けられ、上記蓋部13が、冷媒通路21の開口を塞ぐ状態でネジ32によって取り付けられる。

0018

ゴム弾性体50は、肉厚円筒形状に形成されており、弾性耐衝撃性耐熱性等の観点から、シリコンゴム、エチレンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴムによって形成されていることが好ましい。また、ゴム弾性体50は単一材料に限られず、内層外層とで異なる材料を用いた二層構造等にしてもよい。

0019

ゴム弾性体50は、上記本体10の環状空間15内に、該環状空間15を画成する周壁との間に圧力室(凹溝16)を有する状態で、且つ、芯金部14との間に管状の被把持部材Pを挿入し得る間隙が形成された状態で嵌め込まれる。

0020

上記のように構成された本発明に係る把持装置1は、次のように操作され、管状の被把持部材Pを把持する。

0021

先ず、図4に示したように、管状の被把持部材Pを図示しないロボットハンド等によって移動させ、把持装置1に形成された被把持部材挿入穴27より挿入し、図5に示したように、管状の被把持部材Pを把持装置1の芯金部14に装着する。この際、本発明に係る把持装置1によれば、弾性部材としてゴム弾性体50を使用しているため、その変形量は大きく、芯金部14との間に被把持部材Pを挿入し得る間隙を十分に取れるとともに、芯金部14が被把持部材Pの装着に際してその挿入をサポートする役目も果たすので、管状の被把持部材Pの芯金部14への装着が容易なものとなる。

0022

続いて、図6に示したように、継手18、通路17を介して圧力室を構成する凹溝16に高圧流体(例えば、0.1〜0.5MPaの圧縮空気)を導入し、圧力室に導入した流体圧によってゴム弾性体50を芯金部14方向に膨出変形させ、芯金部14に装着された管状の被把持部材Pを芯金部14と膨出変形したゴム弾性体50とによって挟み込む状態で把持する。この際、図8に拡大して示したように、上記芯金部14は先端側に向けて徐々に細くなるテーパが付けられているので、該芯金部14に倣って膨出変形したゴム弾性体50は楔状に変形して管状の被把持部材Pを把持することとなり、より把持力が高く、信頼性の高い把持を実現することができる。

0023

また、上記した把持装置1においては、継手20、通路19、更に管状の芯金部14を介して装着された管状の被把持部材P内に高温流体(例えば、温度110〜170度、圧力0.1〜0.6MPaの加熱蒸気)を導入することができる。これによりゴム弾性体50は熱膨張してより把持力が向上するとともに、管状の被把持部材Pを加熱でき、曲げ加工等の所定加工を管状の被把持部材Pに施すことができる。

0024

被把持部材Pに対する所定の加工作業等が終了すると、本発明に係る把持装置1による把持が解除される。被把持部材Pの把持を解除する場合は、高圧流体の継手18を介しての圧力室への導入を停止し、ゴム弾性体50の膨出変形をその弾性により元の状態に戻すとともに、高温流体の芯金部14を介しての被把持部材Pへの導入を行っていた場合には、その導入も停止する。これにより、被把持部材Pへの把持が解除され、図7に示したように、被把持部材Pを図示しないロボットハンド等によって把持装置1から抜き去ることができる。この際、実施形態の把持装置1のように本体10に冷媒通路21を有する場合には、該冷媒通路21に継手23を介して冷媒(例えば、常温空気)を導入し、本体10を急激に冷やすことによりゴム弾性体50の熱膨張も無くした場合には、より容易に被把持部材Pを抜き取り易いものとすることができる。

0025

以上、本発明に係る把持装置の実施形態につき説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。また、その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

0026

本発明に係る把持装置は、管状の被把持部材の装着が容易であるとともに、把持力が高く、信頼性の高い把持を実現できるものであるので、自動車配管用をはじめとする各種の配管用として用いられるスチール製合成樹脂製のパイプの曲げ加工等の際に端部を把持する把持装置として、好適に用いることができる。

0027

1把持装置
10 本体
11 ボディ部
12,13 蓋部
14芯金部
15 環状空間
16凹溝(圧力室)
17,19,22通路
18,20,23継手
21 環状冷媒通路
24雌ネジ穴
25,26ネジ挿通孔
27被把持部材挿入穴
28 Oリング
29環状溝
30貫通穴
31,32ネジ
50ゴム弾性体
P 管状の被把持部材

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