KR102474486B1

KR102474486B1 - 파지 장치

Info

Publication number: KR102474486B1
Application number: KR1020197035183A
Authority: KR
Inventors: 지닝 리우; 가즈히코 나카자토
Original assignee: 사노 인더스트리얼 캄파니 리미티드
Priority date: 2017-07-11
Filing date: 2018-04-04
Publication date: 2022-12-06
Anticipated expiration: 2038-04-04
Also published as: US20200061719A1; JP7007825B2; CN110636919A; WO2019012758A1; EP3653334B1; MX2019012369A; HUE067589T2; JP2019018249A; EP3653334A4; US10953476B2; EP3653334A1; KR20200028885A

Abstract

피파지 부재의 장착이 용이함과 함께, 파지력이 높고, 신뢰성이 높은 파지를 실현할 수 있는 파지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이 목적을 달성하기 위해서, 심금부(14)를 구비하고, 해당 심금부의 축심과 공통되는 축심의 환상 공간(15)이 심금부의 주위에 형성된 본체(10)와, 해당 본체의 상기 환상 공간 내에, 해당 환상 공간을 구획 형성하는 주위벽과의 사이에 압력실(16)을 갖는 상태이며, 또한, 심금부와의 사이에 관상의 피파지 부재를 삽입할 수 있는 간극이 형성된 상태에서 끼워넣어진 고무 탄성체(50)와, 상기 압력실로 유체를 유도하는 통로(17)를 갖고, 상기 통로를 통해 상기 압력실로 유도된 유체압에 의해 상기 고무 탄성체를 상기 심금부 방향으로 팽출 변형시켜, 심금부에 장착된 관상의 피파지 부재를 심금부와 팽출 변형된 고무 탄성체에 의해 파지하는 파지 장치(1)로 하였다.

Description

파지 장치

본 발명은, 파지 장치에 관한 것으로서, 특히 유체압에 의해 탄성 부재를 변형시켜 피파지 부재를 파지하는 유체압을 이용한 파지 장치에 관한 것이다.

종래부터 공작물, 공구 등의 피파지 부재를 파지하는 장치로서, 특허문헌 1 내지 3 등에 개시된 유체압을 이용한 파지 장치가 알려져 있다. 이들 파지 장치는, 기본적으로는 본체와, 이 본체와의 사이에 압력실을 형성하는 상태에서 본체에 끼워넣어진 탄성 부재를 갖고, 피파지 부재를 파지할 때에는, 이 탄성 부재의 적어도 일부가 압력실로 유도된 유체압에 의해 본체로부터 이격되는 방향, 즉 피파지 부재를 향해 팽출시킴으로써 피파지 부재에 압접시키고, 이로써 피파지 부재가 탄성 부재의 팽출부 사이에 끼워져서 파지되도록 한 것이다.

일본 특허공고 소63-50123호 공보 일본 실용신안 출원공개 평6-36709호 공보 일본 특허 제5753261호 공보

그런데, 상기한 종래의 유체압을 이용한 파지 장치에서는, 탄성 부재로서, 예를 들어 금속으로 이루어지는 박육 통형상체를 사용하고, 해당 박육 통형상체에 유체압을 외주로부터 작용시켜, 박육 통형상체를 탄성 변형의 범위 내에 있어서 직경 축소시키고 있는 것이다. 그 때문에, 직경 축소량이 비교적 작고, 따라서, 박육 통형상체와, 그 박육 통형상체의 내측에 삽입되는 피파지 부재와의 간극을 크게 하는 것이 곤란하며, 간극이 좁기 때문에 박육 통형상체에 피파지 부재를 신속하고, 확실하게 삽입하는 것이 어렵다는 과제가 있었다. 이점은 특히, 자동화에 있어서 로봇 핸드 등에 의해 박육 통형상체에 피파지 부재를 삽입하고자 하면, 박육 통형상체에 대해서 피파지 부재를 높은 정밀도로 위치 결정하여 이동시킬 필요가 있어, 피파지 부재를 이동시키는 로봇 핸드 등에 높은 정밀도가 요구되고, 그만큼 설비비가 급등한다는 과제가 있었다.

또한, 상기한 종래의 유체압을 이용한 파지 장치에서는, 단순히 탄성 부재를 유체압에 의해 직경 축소하고, 해당 직경 축소된 탄성 부재에 의해 피파지 부재를 주위로부터 끼워 넣는 것이다. 그 때문에, 파지력은 그다지 강한 것이 아니며, 빼내는 방향에 힘이 가해진 경우 등에는, 비교적 약한 힘에 의해 피파지 부재가 빠져버린다는 과제도 있었다.

본 발명은, 상술한 배경 기술이 갖는 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 피파지 부재의 장착이 용이함과 함께, 파지력이 높고, 신뢰성이 높은 파지를 실현할 수 있는 파지 장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 다음의 〔1〕내지〔5〕에 기재된 파지 장치로 하였다.

〔1〕심금부를 구비하고, 해당 심금부의 축심과 공통되는 축심의 환상 공간이 심금부의 주위에 형성된 본체와, 해당 본체의 상기 환상 공간 내에, 해당 환상 공간을 구획 형성하는 주위벽과의 사이에 압력실을 갖는 상태이며, 또한, 심금부와의 사이에 관상의 피파지 부재를 삽입할 수 있는 간극이 형성된 상태에서 끼워넣어진 고무 탄성체와, 상기 압력실로 유체를 유도하는 통로를 갖고, 상기 통로를 통해 상기 압력실로 유도된 유체압에 의해 상기 고무 탄성체를 상기 심금부 방향으로 팽출 변형시켜, 심금부에 장착된 관상의 피파지 부재를 해당 심금부와 팽출 변형된 고무 탄성체에 의해 파지하는 것을 특징으로 하는, 파지 장치.

〔2〕상기 심금부는 기단측으로부터 선단측을 향해 점차 가늘어지는 테이퍼가 되어 있는 것을 특징으로 하는, 상기〔1〕에 기재된 파지 장치.

〔3〕상기 심금부는 관상으로 형성되고, 해당 관상의 심금부를 통해 고온 유체가 장착된 관상의 피파지 부재 내에 유입되는 것을 특징으로 하는, 상기〔1〕에 기재된 파지 장치.

〔4〕상기 본체에는 냉매 통로가 형성되고, 해당 냉매 통로에 냉매를 공급함으로써 냉각되는 것을 특징으로 하는, 상기〔1〕에 기재된 파지 장치.

〔5〕상기 고무 탄성체는 실리콘 고무, 에틸렌 고무, 부틸 고무, 클로로프렌 고무 중 적어도 1종으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 상기〔1〕에 기재된 파지 장치.

상기한 본 발명에 관한 파지 장치에 의하면, 탄성 부재로서 고무 탄성체를 사용하고 있다. 그 때문에, 변형량은 크고, 심금부와의 사이에 관상의 피파지 부재를 삽입할 수 있는 간극을 충분히 둘 수 있음과 함께, 심금부가 피파지 부재의 장착에 있어서 그 삽입을 서포트하는 역할도 하므로, 피파지 부재의 장착에 높은 정밀도가 요구되지 않아, 자동화가 용이하게 된다. 또한, 심금부에 장착된 관상의 피파지 부재를 심금부와 팽출 변형된 고무 탄성체에 의해 끼워 넣는 상태에서 파지하는 구성의 것이다. 그 때문에, 파지력이 높고, 신뢰성이 높은 파지를 실현할 수 있는 장치로 된다.

도 1은, 본 발명에 관한 파지 장치의 일 실시 형태를 나타낸 사시도이다.
도 2는, 도 1에 도시한 파지 장치의 분해 사시도이다.
도 3은, 도 1에 도시한 파지 장치의 종단면도이다.
도 4는, 도 1에 도시한 파지 장치의 사용 공정을 나타낸 도면이며, 관상의 피파지 부재를 파지 장치에 장착하는 공정을 나타낸 단면도이다.
도 5는, 도 1에 도시한 파지 장치의 사용 공정을 나타낸 도면이며, 관상의 피파지 부재를 파지 장치에 장착한 상태를 나타낸 단면도이다.
도 6은, 도 1에 도시한 파지 장치의 사용 공정을 나타낸 도면이며, 관상의 피파지 부재를 파지 장치에 의해 파지하는 공정을 나타낸 단면도이다.
도 7은, 도 1에 도시한 파지 장치의 사용 공정을 나타낸 도면이며, 관상의 피파지 부재를 파지 장치로부터 빼내는 공정을 나타낸 단면도이다.
도 8은, 도 6의 주요부를 확대한 단면도이다.

이하, 본 발명에 관한 파지 장치의 실시 형태를, 도면에 기초하여 상세히 설명한다.

도면은, 본 발명에 관한 파지 장치의 일 실시 형태를 나타낸 것으로, 이 도시한 파지 장치(1)는 본체(10)와, 해당 본체(10) 내에 수납되고, 유체압에 의해 변형되어 관상의 피파지 부재 P를 파지하는 고무 탄성체(50)를 갖고 있다.

본체(10)는 보디부(11)와, 2매의 덮개부(12, 13)로 구성되어 있다. 이들 본체(10)를 형성하는 재료는 강성이 있고, 열전도율이 양호한 재료인 것이 바람직하며, 예를 들어 알루미늄, 구리, SUS, 놋쇠 등의 열과 압력에 견딜 수 있는 재질의 금속으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

보디부(11)는 대략 원기둥 형상이며, 그 축심을 따라 심금부(14)가 형성되고, 해당 심금부(14)의 주위에, 일 측단에 개구되는 상기 심금부의 축심과 공통되는 축심의 환상 공간(15)이 형성되어 있다. 상기 환상 공간(15)을 구획 형성하는 주위벽에는, 그 전체 둘레에 걸쳐 압력실로 되는 오목 홈(16)이 형성되고, 해당 오목 홈(16)에 연통되는 통로(17)에 고압 유체를 도입하는 조인트(18)가 접속되어 있다.

상기 심금부(14)는, 그 기단측으로부터 선단측을 향해 점차 가늘어지는 테이퍼가 되어져 있다. 이 테이퍼 각도는 0.5 내지 3.0도가 바람직하고, 0.7 내지 1.5도가 특히 바람직하다. 또한, 해당 심금부(14)는, 그 내부를 유체가 통과할 수 있도록 관상으로 형성되고, 해당 관상의 심금부(14)에 연통되는 통로(19)에 고온 유체를 도입하는 조인트(20)가 접속되어 있다.

보디부(11)에는, 상기 환상 공간(15)이 개구되는 측단과 반대측의 측단에 개구되는 환상 냉매 통로(21)가 형성되고, 해당 환상 냉매 통로(21)에 연통되는 통로(22)를 통해 냉매를 공급하는 조인트(23)가 접속되어 있다. 또한, 보디부(11)의 양쪽 측단에는, 동일 원주상에 적당한 간격을 두고 암나사 구멍(24, 24)을 각각 천공해서 형성시키고 있다.

덮개부(12, 13)는, 또한 상기 보디부(11)의 외경과 대략 동일한 외경의 원판 형상으로 형성되고, 그 판면에는, 상기 보디부(11)의 양쪽 측단에 각각 형성된 암나사 구멍(24, 24)에 대응하는 위치에 나사 삽입 관통 구멍(25, 26)이 각각 형성되어 있다. 또한, 한쪽 덮개부(12)에는, 그 중심으로 상기 보디부(11)에 형성된 심금부(14)가 삽입된 상태에 면하고, 해당 심금부(14)에 관상의 피파지 부재 P를 장착할 수 있는 간극을 확보한 내경의 피파지 부재 삽입 구멍(27)이 천공 형성되고, 일 측면에 O링(28)을 끼워넣는 환상 홈(29)이 형성되어 있다. 다른 쪽 덮개(13)에는, 상기 심금부(14)에 고온 유체를 도입하는 조인트(20)가 돌출되는 관통 구멍(30)이 형성되어 있다.

상기 보디부(11)에 형성된 환상 공간(15)에는, 고무 탄성체(50)가 끼워넣어지고, 상기 덮개부(12)가, 환상 공간(15)의 개구를 막는 상태에서 나사(31)에 의해 설치되고, 상기 덮개부(13)가, 냉매 통로(21)의 개구를 막는 상태에서 나사(32)에 의해 설치된다.

고무 탄성체(50)는, 두께가 두꺼운 원통 형상으로 형성되어 있으며, 탄성, 내충격성, 내열성 등의 관점에서, 실리콘 고무, 에틸렌 고무, 부틸 고무, 클로로프렌 고무에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 고무 탄성체(50)는 단일 재료로 한정되지 않고, 내층과 외층에 상이한 재료를 사용한 2층 구조 등으로 해도 된다.

고무 탄성체(50)는, 상기 본체(10)의 환상 공간(15) 내에, 해당 환상 공간(15)을 구획 형성하는 주위벽과의 사이에 압력실(오목 홈(16))을 갖는 상태이며, 또한, 심금부(14)와의 사이에 관상의 피파지 부재 P를 삽입할 수 있는 간극이 형성된 상태에서 끼워넣어진다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 관한 파지 장치(1)는, 다음과 같이 조작되고, 관상의 피파지 부재 P를 파지한다.

우선, 도 4에 도시한 바와 같이, 관상의 피파지 부재 P를 도시하지 않은 로봇 핸드 등에 의해 이동시켜, 파지 장치(1)에 형성된 피파지 부재 삽입 구멍(27)으로부터 삽입하고, 도 5에 도시한 바와 같이, 관상의 피파지 부재 P를 파지 장치(1)의 심금부(14)에 장착한다. 이때, 본 발명에 관한 파지 장치(1)에 의하면, 탄성 부재로서 고무 탄성체(50)를 사용하고 있기 때문에, 그 변형량은 크고, 심금부(14)와의 사이에 피파지 부재 P를 삽입할 수 있는 간극을 충분히 둘 수 있음과 함께, 심금부(14)가 피파지 부재 P의 장착에 있어서 그 삽입을 서포트하는 역할도 하므로, 관상의 피파지 부재 P의 심금부(14)에 대한 장착이 용이하게 된다.

계속해서, 도 6에 도시한 바와 같이, 조인트(18), 통로(17)를 통해 압력실을 구성하는 오목 홈(16)으로 고압 유체(예를 들어, 0.1 내지 0.5MPa의 압축 공기)를 도입하고, 압력실에 도입된 유체압에 의해 고무 탄성체(50)를 심금부(14) 방향으로 팽출 변형시켜, 심금부(14)에 장착된 관상의 피파지 부재 P를 심금부(14)와 팽출 변형된 고무 탄성체(50)에 의해 끼워 넣는 상태에서 파지한다. 이때, 도 8에 확대해서 나타낸 바와 같이, 상기 심금부(14)는 선단측을 향해 점차 가늘어지는 테이퍼가 되어 있으므로, 해당 심금부(14)를 따라 팽출 변형된 고무 탄성체(50)는 쐐기형상으로 변형되어 관상의 피파지 부재 P를 파지하게 되어, 보다 파지력이 높고, 신뢰성이 높은 파지를 실현할 수 있다.

또한, 상기한 파지 장치(1)에 있어서는, 조인트(20), 통로(19), 나아가 관상의 심금부(14)를 통해 장착된 관상의 피파지 부재 P 내에 고온 유체(예를 들어, 온도 110 내지 170도, 압력 0.1 내지 0.6MPa의 가열 증기)를 도입할 수 있다. 이에 의해 고무 탄성체(50)는 열팽창하여 보다 파지력이 향상됨과 함께, 관상의 피파지 부재 P를 가열할 수 있어, 굽힘 가공 등의 소정 가공을 관상의 피파지 부재 P에 실시할 수 있다.

피파지 부재 P에 대한 소정의 가공 작업 등이 종료되면, 본 발명에 관한 파지 장치(1)에 의한 파지가 해제된다. 피파지 부재 P의 파지를 해제하는 경우에는, 고압 유체의 조인트(18)를 통한 압력실로의 도입을 정지하고, 고무 탄성체(50)의 팽출 변형을 그 탄성에 의해 원래의 상태로 복귀시킴과 함께, 고온 유체의 심금부(14)를 통한 피파지 부재 P로의 도입을 행하고 있는 경우에는, 그 도입도 정지한다. 이에 의해, 피파지 부재 P에 대한 파지가 해제되고, 도 7에 도시한 바와 같이, 피파지 부재 P를 도시하지 않은 로봇 핸드 등에 의해 파지 장치(1)로부터 빼낼 수 있다. 이때, 실시 형태의 파지 장치(1)와 같이 본체(10)에 냉매 통로(21)를 갖는 경우에는, 해당 냉매 통로(21)에 조인트(23)를 통해 냉매(예를 들어, 상온 공기)를 도입하고, 본체(10)를 급격하게 냉각시킴으로써 고무 탄성체(50)의 열팽창도 없앤 경우에는, 보다 용이하게 피파지 부재 P를 빼내기 쉽도록 할 수 있다.

이상, 본 발명에 관한 파지 장치의 실시 형태에 관하여 설명하였지만, 본 발명의 기술적 범위는 상기 실시 형태에 기재된 범위에 한정되지 않음은 물론이다. 상기 실시 형태에, 다양한 변경 또는 개량을 가하는 것이 가능하다는 사실이 당업자에게 명백하다. 또한, 그와 같은 변경 또는 개량을 가한 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함될 수 있음이, 청구범위의 기재로부터 명백하다.

본 발명에 관한 파지 장치는, 관상의 피파지 부재의 장착이 용이함과 함께, 파지력이 높고, 신뢰성이 높은 파지를 실현할 수 있는 것이므로, 자동차 배관용을 비롯한 각종 배관용으로서 사용되는 스틸제, 합성 수지제의 파이프의 굽힘 가공 시 등에 단부를 파지하는 파지 장치로서, 바람직하게 사용할 수 있다.

1: 파지 장치
10: 본체
11: 보디부
12, 13: 덮개부
14: 심금부
15: 환상 공간
16: 오목 홈(압력실)
17, 19, 22: 통로
18, 20, 23: 조인트
21: 환상 냉매 통로
24: 암나사 구멍
25, 26: 나사 삽입 관통 구멍
27: 피파지 부재 삽입 구멍
28: O링
29: 환상 홈
30: 관통 구멍
31, 32: 나사
50: 고무 탄성체
P: 관상의 피파지 부재

Claims

기단측으로부터 선단측을 향해서 점차 가늘어지는 테이퍼가 되어 있는 심금부를 구비하고, 해당 심금부의 축심과 공통되는 축심의 환상 공간이 심금부의 주위에 형성되어 있음과 아울러 상기 선단측을 향해 가늘게 형성된 심금부의 선단이 돌출하고, 해당 심금부에 관상의 피파지 부재의 단부를 장착할 수 있는 내경의 피파지 부재 삽입 구멍이 설치된 본체와, 해당 본체의 상기 환상 공간 내에, 해당 환상 공간을 구획 형성하는 주위벽과의 사이에 압력실을 갖는 상태이며, 또한, 심금부와의 사이에 관상의 피파지 부재의 단부를 삽입할 수 있는 간극이 형성된 상태에서 끼워넣어진 고무 탄성체와, 상기 압력실로 유체를 유도하는 통로를 갖고, 상기 통로를 통해 상기 압력실로 유도된 유체압에 의해 상기 고무 탄성체를 상기 심금부 방향으로 팽출 변형시켜, 상기 피파지 부재 삽입 구멍을 통해 심금부에 장착된 관상의 피파지 부재의 단부를 심금부와, 해당 심금부를 따라 팽출 변형된 고무 탄성체에 의해 변형시킴과 아울러 파지하는 것을 특징으로 하는, 파지 장치.
제1항에 있어서,
상기 심금부는 관상으로 형성되고, 해당 관상의 심금부를 통해 고온 유체가 장착된 관상의 피파지 부재 내에 유입되는 것을 특징으로 하는, 파지 장치.
제1항에 있어서,
상기 본체에는 냉매 통로가 형성되고, 해당 냉매 통로에 냉매를 공급함으로써 냉각되는 것을 특징으로 하는, 파지 장치.
제1항에 있어서,
상기 고무 탄성체는 실리콘 고무, 에틸렌 고무, 부틸 고무, 클로로프렌 고무중 적어도 1종으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 파지 장치.
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