JPH0512115B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ロボツト用のグリツパに関し、よ
り詳細には、加圧油、圧縮空気等の加圧流体を利
用してフインガーによつてワークを挾持するよう
にしたロボツト用グリツパに関するものである。

〔従来の技術〕

従来のこの種ロボツト用グリツパは、本体の左
右両側に一対のフインガーを互いに対向するよう
に設けると共に、左右両フインガーを本体内に設
けたピストンと連結し、加圧流体によつてピスト
ンを移動させることにより、両フインガー間の距
離を変えて掴むようにしたものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来のグリツパは、左右のフインガー
の自動調節機能がなく、両フインガーが同じ速度
で移動するようになつているので、ロボツト・ハ
ンドの中心と掴もうとするワークの中心とがずれ
ていた場合には、いずれか先にワークに接触する
フインガーに過大な力が作用し、ロボツトの関節
やワーク等に無理な力が作用することが多かつ
た。

そこで、この発明の目的は、ロボツト・ハンド
の中心とワークの中心とがずれていても各フイン
ガーが均等な力でワークを押圧することもでき、
ワークやロボツトを損傷させる恐れのないロボツ
ト用グリツパを提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、この発明では次のよ
うな技術的手段を講じている。

すなわち、グリツパ本体２と、当該グリツパ本
体２の外部においてその両側に互いに対向して設
けた一対のフインガー３ａ，３ｂと、上記グリツ
パ本体２内に設けた、上記各フインガー３ａ，３
ｂを駆動するための一対のシリンダ６ａ，６ｂと
を備え、当該シリンダ６ａ，６ｂに加圧流体を供
給・排出して上記両フインガー３ａ，３ｂによつ
てワーク９を掴むように構成されたロボツト用グ
リツパにおいて、上記一対のシリンダ６ａ，６ｂ
へ加圧流体を供給するための供給流路１２ａ，１
２ｂおよび上記一対のシリンダ６ａ，６ｂ内の加
圧流体を排出するための排出流路１６ａ，１６ｂ
の途中に調整弁１８を続けている。

当該調整弁１８は、上記グリツパ本体２内に形
成した空洞１９の内部にスプール２０を移動可能
に設けていると共に、上記一対のシリンダ６ａ，
６ｂの掴み側の室１３ａ，１３ｂと各々連通する
一対のパイロツト室２６ａ，２６ｂを有してお
り、かつ当該パイロツト室２６ａ，２６ｂ内の加
圧流体の圧力差によつて上記スプール２０が移動
するように構成されている。

上記スプール２０が中央位置にあるときには、
上記調整弁１８を通つてなされる上記各シリンダ
６ａ，６ｂへの加圧流体の供給と上記各シリンダ
６ａ，６ｂからの加圧流体の排出は、上記各フイ
ンガー３ａ，３ｂが同じ動きをするように行わ
れ、上記スプール２０が中央位置から外れたとき
には、先に移動を妨げられたフインガー（３ａま
たは３ｂ）を駆動するシリンダ（６ａまたは６
ｂ）への加圧流体の供給量および当該シリンダ
（６ａまたは６ｂ）からの加圧流体の排出量が減
少し、かつ他方のフインガー（３ａまたは３ｂ）
を駆動するシリンダ（６ａまたは６ｂ）からの加
圧流体の排出量が増加するように構成されてい
る。

上記スプール２０は、両端部に設けたピストン
部２３ａ，２３ｂと、当該ピストン部２３ａ，２
３ｂの間に等間隔に配置された二つの大径部２５
ａ，２５ｂと、当該大径部２５ａ，２５ｂおよび
上記ピストン部２３ａ，２３ｂの間に形成された
三つの小径部２４ａ，２４ｂ，２４ｃから構成す
ることができる。この場合、上記各供給流路１２
ａ，１２ｂは、上記小径部２４ａ，２４ｂ，２４
ｃのうち外側の二つの小径部２４ａ，２４ｂの周
囲を通つて各々接続され、上記各排出流路１６
ａ，１６ｂは、上記大径部２５ａ，２５ｂに形成
した環状溝を通つて各々接続されるようにする。

上記調整弁１８には、さらにもう一つの排出流
路２２を設けることができる。当該排出流路２２
は、上記小径部２４ａ，２４ｂ，２４ｃのうち中
央の小径部２４ｃの周囲に接続し、かつ流路断面
積を大きくするのが好ましい。

また、上記スプール２０が中心位置から外れた
ときに、加圧流体が、ワーク９に先に当接したフ
インガー（３ａまたは３ｂ）側のシリンダ（６ａ
または６ｂ）の掴み側の室（１３ａまたは１３
ｂ）および離し側の室（１５ａまたは１５ｂ）に
供給されるように構成すると良い。

〔作用〕

両フインガー３ａ，３ｂが等速で移動している
間は、パイロツト圧力供給流路２１ａ，２１ｂを
介して両パイロツト室２６ａ，２６ｂには同圧の
加圧流体が供給されるので、スプール２０は中央
位置に保たれる。この状態では、両フインガー３
ａ，３ｂは同じ速度で移動する。

一方のフインガー、たとえば右側のフインガー
３ａがワーク９によつて先に移動を妨げられる
と、フインガー３ａを駆動するシリンダ６ａの掴
み側の室１３ａ内の圧力が一時的に高まるので、
当該室１３ａと連通する調整弁１８のパイロツト
室２６ａ内の圧力が反対側のパイロツト室２６ｂ
内の圧力よりも高くなる。この結果、スプール２
０は左側に向かつて押圧され、中心位置から左側
に移動する。この状態では、上記シリンダ６ａの
掴み側の室１３ａへの加圧流体の供給量は絞ら
れ、同時に離し側の室１５ａからの流体の排出量
も絞られるので、両室１３ａ，１５ａ内の圧力は
短時間のうちに等しくなり、上記フインガー３ａ
の移動は速やかに停止される。

一方、ワーク９によつて移動を妨げられていな
い側のフインガー３ｂは、掴み側の室１３ｂへの
加圧流体の供給は今までと同様に続けられると共
に、離し側の室１５ｂ内の流体は急速に排出され
るので、フインガー３ａがワーク９に当接する前
よりも速い速度で移動し、短時間でワーク９に当
接することもできる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

第１図および第２図において、この発明に係る
ロボツト用グリツパ１は、グリツパ本体２の外側
において、左右に一対のフインガー３ａ，３ｂを
互いに対向して設けて構成されている。両フイン
ガー３ａ，３ｂは、いずれも支持シヤフト４ａ，
４ｂによつてグリツパ本体２に左右に移動可能に
取り付けられているが、支持シヤフト４ａ，４ｂ
の摺動を滑らかに行わせるために、支持シヤフト
４ａ，４ｂは、いずれもグリツパ本体２に固設さ
れたベアリング５を介して支持されている。

また、グリツパ本体２内には、上記フインガー
３ａ，３ｂ駆動用の一対のシリンダ６ａ，６ｂが
設けてあり、各シリンダ６ａ，６ｂのロツド７
ａ，７ｂの先端が各フインガー３ａ，３ｂに接続
されている。従つて、加圧流体の供給・排出によ
つてシリンダ６ａ，６ｂのピストン８ａ，８ｂが
移動すると、それによつてフインガー３ａ，３ｂ
が左右に移動し、ワーク９を掴んだり離したりす
ることができるものである。

１０，１１は、加圧流体用の供給ポートと排出
ポートで、供給ポート１０は、供給流路１２ｃ
と、供給流路１２ｃから分岐した二つ供給流路１
２ａ，１２ｂを介して、各シリンダ６ａ，６ｂの
外側の掴み側の室１３ａ，１３ｂに連通してい
る。また、排出ポート１１は、排出流路１４と、
排出流路１４に合流している二つの排出流路１６
ａ，１６ｂを介して、各シリンダ６ａ，６ｂの内
側の離し側の室１５ａ，１５ｂに連通している。
排出流路１６ａ，１６ｂの排出ポート１１側の端
部には、各々オリフイス１７が設けてあり、加圧
流体の排出量を絞つてピストン８ａ，８ｂを徐々
に移動させるようにしている。

グリツパ本体２の内部には、さらに、供給流路
１２ａ，１２ｂと排出流路１６ａ，１６ｂの途中
に調整弁１８が設けてある。この調整弁１８は、
グリツパ本体２に形成した円筒形の空洞１９の内
部にスプール２０を摺動可能に嵌合したものであ
り、左右のフインガー３ａ，３ｂに加わる力が同
じでないときにその動きを調整して、両フインガ
ー３ａ，３ｂがワーク９を均等な力で掴むように
する役目を果たすものである。

上記空洞１９の左右の端部には、シリンダ６
ａ，６ｂの掴み側の室１３ａ，１３ｂと各々連通
する一対のパイロツト圧力供給流路２１ａ，２１
ｂが接続されており、また、空洞１９の中央部に
は、排出流路１４に貫通するもう一つの排出流路
２２が接続されている。この排出流路２２には、
上記排出流路１６ａ，１６ｂに設けたようなオリ
フイス１７は設けられていないため、排出流路１
６ａ，１６ｂよりもかなり大きな流路断面積を有
する。

上記スプール２０は、左右対称の形状とされ、
左右両端部に空洞１９の内壁面と摺動する円柱形
のピストン部２３ａ，２３ｂを有している。ま
た、各ピストン部２３ａ，２３ｂに隣接して、二
つの小径部２４ａ，２４ｂが形成されていると共
に、各小径部２４ａ，２４ｂに隣接して二つの大
径部２５ａ，２５ｂが形成されている。両大径部
２５ａ，２５ｂの間すなわちスプール２０の中央
部には、さらに小径部２４ｃが形成されている。
上記の二つの大径部２５ａ，２５ｂは、上記ピス
トン部２３ａ，２３ｂから等しい距離にある。三
つ小径部２４ａ，２４ｂ，２４ｃと空洞１９の内
壁面との間には、かなり大きな隙間があるので、
加圧流体はこの隙間を通つて流動することができ
る。また、二つの大径部２５ａ，２５ｂは、いず
れも中央部に窪みが形成されて両端部が鍔状にな
つているので、鍔状の端部が空洞１９の内壁面と
摺動し、また加圧流体は、中央部の窪みと空洞１
９の内壁面との間に形成される円環状の溝を通つ
て流動することができる。

なお、上記ピストン部２３ａ，２３ｂおよび上
記大径部２５ａ，２５ｂの鍔状端部は、空洞１９
の内壁に密接しているので、加圧流体の左右方向
すなわち空洞１９の長軸方向の流動は、これらの
部分によつてほとんど妨げられ、互いに隣接する
二つの空間はほぼ完全に遮断される。

上記スプール２０は、通常は第１図に示すよう
に中央位置にあり、この状態では、二つの供給流
路１２ａ，１２ｂの上方部分と下方部分とは、い
ずれも二つの外側の小径部２４ａ，２４ｂの周囲
の隙間を介して互いに通過している。また、同様
にして、二つの排出流路１６ａ，１６ｂの上方部
分と下方部分とは、いずれも二つの大径部２４
ａ，２４ｂの環状溝を介して互いに連結してお
り、もう一つの排出流路２２は中央の小径部２４
ｃの周囲の隙間に通じている。

上記調整弁１８は、上記スプール２０が左右い
ずれかの方向に移動すると、後述するように各流
路の接続状態が変わり、フインガー３ａ，３ｂの
移動速度を自動的に調整するものである。

次に、以上のように構成したグリツパ１の作動
状態について説明する。

両フインガー３ａ，３ｂによつてワーク９を掴
むときには、加圧油、圧縮空気等の加圧流体を供
給ポート１０から供給すると共に排出ポート１１
から排出するが、この加圧流体は、供給流路１２
ｃおよびそれから分岐した供給流路１２ａ，１２
ｂの上方部分を通つて調整弁１８に流入する。

調整弁１８内では、スプール２０は通常、第１
図に示すように中央位置にあり、供給流路１２
ａ，１２ｂの上方部分と下方部分は、スプール２
０の左右の小径部２４ａ，２４ｂの周囲の隙間を
介して互いに連通しているので、加圧流体は、さ
らに各シリンダ６ａ，６ｂの掴み側の室１３ａ，
１３ｂに流入する。また、排出流路１６ａ，１６
ｂの上方部分と下方部分は、スプール２０の二つ
の大径部２５ａ，２５ｂの環状溝を介して互いに
連通しているので、供給と同時に、各シリンダ６
ａ，６ｂの離し側の１５ａ，１５ｂ内の加圧流体
は、排出流路１６ａ，１６ｂおよびおそれらが合
流する排出流路１４を通つて、排出ポート１１か
ら外部に排出される。このとき、流体はオリフイ
ス１７によつて絞られて徐々に排出されるため、
両フインガー３ａ，３ｂは徐々に内側に向かつて
移動する。

両フインガー３ａ，３ｂがほぼ等速で移動して
いるときは、各シリンダ６ａ，６ｂの掴み側の室
１３ａ，１３ｂからパイロツト圧力供給流路２１
ａ，２１ｂを介して調整弁１８のスプール２０の
左右のパイロツト室２６ａ，２６ｂに送られるパ
イロツト圧は、ほぼ同圧であるため、スプール２
０は中央位置を保つ。

次に、掴むべきワーク９の中心とグリツパ１の
中心とずれているため、右側のフインガー３ａの
みが先にワーク９に当接したとすると、第２図に
示すように、スプール２０は左側に移動する。な
ぜなら、右側のフインガー３ａの運動がワーク９
によつて妨げられると、右側のシリンダ６ａの掴
み側の室１３ａ内の圧力が背圧の影響によつて一
時的に高くなり、このため、パイロツト圧力供給
流路２１ａを介して掴み側の室１３ａと連通して
いる調整弁１８の右側のパイロツト室２６ａ内の
圧力も高くなる。これに対し、左側のフインガー
３ｂは運動を続けているので、上記のような背圧
は生じない。こうして、スプール２０のピストン
部２３ａ，２３ｂに作用する圧力に差が生じ、こ
の圧力差によつてスプール２０は左側に押圧され
るからである。

第２図の状態では、右側の供給流路１２ａが右
側のピストン部２３ａによつて絞られるため、右
側のシリンダ６ａの掴み側の室１３ａへの加圧流
体の供給量が減少する。また、それと同時に、離
し側の室１５ａ内の加圧流体の排出量も、スプー
ル２０の右側の大径部２５ａによつて絞られ、排
出量もかなり減少することになる。この状態で
は、さらに、加圧流体の一部が、供給流路１２ａ
の下方部分と排出流路１６ａの下方部分を通つて
両方の室１３ａ，１５ａ内に流入するため、両室
１３ａ，１５ａ内の圧力は短時間で等しくなり、
フインガー３ａを内側に移動させる力はなくなる
ため、フインガー３ａはその位置で保持される。

左側のシリンダ３ｂでは、供給流路１２ｂはス
プール２０によつて絞られないので、掴み側の室
１３ｂへの加圧流体の供給量は変化しない。これ
に対し、離し側の室１５ｂ内の加圧流体の排出
は、排出流路１６ｂの下方部分が、左側の大径部
２５ｂの環状溝および中央の小径部２４ｃの周囲
を介して、排出流路１６ｂの上方部分および中央
の排出流路２２に連通するので、排出量は大きく
増加する。特に、オリフイス１７が設けられてな
く流路断面積の大きい中央の排出流路２２を通つ
て排出されるため、排出量は非常に大となる。こ
のため、左側のフインガー３ｂは、右側のフイン
ガー３ａがワーク９に当接する前よりもかなり速
い速度で移動する。

そして、フインガー３ｂがワーク９に当接した
ならば、右側のフインガー３ａについて上述した
ようにして、スプール２０の両ピストン部２３
ａ，２３ｂに作用する力に差が生じるので、スプ
ール２０は右側に移動し、やがて圧力はバランス
してスプール２０は中央位置に復帰する。こうし
て、ワーク９は両フインガー３ａ，３ｂよつて等
しい力で押圧されて掴まれることになる。

掴んだワーク９を離すときは、上記とは逆に加
圧流体を排出ポート１１から供給し、供給ポート
１０から排出すればよい。こうすると、加圧流体
によつて各シリンダ６ａ，６ｂのピストン８ａ，
８ｂが外側に向かつて動かされ、両フインガー３
ａ，３ｂは互いに離れるので、ワーク９を離すこ
とができる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、この発明に係
るグリツパ１は、グリツパ１の中心とワーク９の
中心とがずれていても、自動的に両フインガー３
ａ，３ｂの移動速度が調節されて両フインガー３
ａ，３ｂは均等な力でワーク９を掴むことがで
き、ワーク９やロボツトに無理な力をかけて損傷
させる恐れがなく、また構成も簡単である等に優
れた効果を有するものである。

また、上記調整弁１８にもう一つの排出流路２
２を設けると、排出流路の断面積が非常に大とな
り、ワーク９に当接しない側のフインガー３ｂま
たは３ａを迅速に移動してワーク９に当接させる
ことができる。

さらに、上記スプール２０が中心位置から外れ
たときに、加圧流体が、ワーク９に先に当接した
フインガー３ａまたは３ｂ側のシリンダ６ａまた
は６ｂの掴み側の室１３ａまたは１３ｂおよび離
し側の室１５ａまたは１５ｂに供給されように構
成すると、上記フインガー３ａまたは３ｂを迅速
に停止してワーク９やロボツトに無理な力がかか
る時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係るロボツト用グリツパ
の一実施例を示す断面説明図である。第２図は、
スプール左側へ移動したときの状態を示す、調整
弁の拡大断面説明図である。 １……ロボツト用グリツパ、２……グリツパ本
体、３ａ，３ｂ……フインガー、６ａ，６ｂ……
シリンダ、７ａ，７ｂ……シリンダのロツド、８
ａ，８ｂ……シリンダのピストン、９……ワー
ク、１０……供給ポート、１１……排出ポート、
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ……供給流路、１３ａ，
１３ｂ……掴み側の室、１４，１６ａ，１６ｂ，
２２……排出流路、１５ａ，１５ｂ……離し側の
室、１７……オリフイス、１８……調整弁、１９
……空洞、２０……スプール、２１ａ，２１ｂ…
…パイロツト圧力供給流路、２３ａ，２３ｂ……
ピストン部、２４ａ，２４ｂ，２４ｃ……小径
部、２５ａ，２５ｂ……大径部、２６ａ，２６ｂ
……パイロツト室。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ グリツパ本体２と、当該グリツパ本体２の外
   部においてその両側に互いに対向して設けた一対
   のフインガー３ａ，３ｂと、上記グリツパ本体２
   内に設けた、上記各フインガー３ａ，３ｂを駆動
   するための一対のシリンダ６ａ，６ｂとを備え、
   当該シリンダ６ａ，６ｂに加圧流体を供給・排出
   して上記両フインガー３ａ，３ｂによつてワーク
   ９を掴むように構成されたロボツト用グリツパに
   おいて、 上記一対のシリンダ６ａ，６ｂへ加圧流体を供
   給するための供給流路１２ａ，１２ｂおよび上記
   一対のシリンダ６ａ，６ｂ内の加圧流体を排出す
   るための排出流路１６ａ，１６ｂの途中に調整弁
   １８を設けており、 当該調整弁１８は、上記グリツパ本体２内に形
   成した空洞１９の内部にスプール２０を移動可能
   に設けていると共に、上記一対のシリンダ６ａ，
   ６ｂの掴み側の室１３ａ，１３ｂと各々連通する
   一対のパイロツト室２６ａ，２６ｂを有してお
   り、かつ当該パイロツト室２６ａ，２６ｂ内の加
   圧流体の圧力差によつて上記スプール２０が移動
   するように構成されており、 しかも、上記スプール２０が中央位置にあると
   きには、上記調整弁１８を通つてなされる上記各
   シリンダ６ａ，６ｂへの加圧流体の供給と上記各
   シリンダ６ａ，６ｂからの加圧流体の排出は、上
   記各フインガー３ａ，３ｂが同じ動きをするよう
   に行われ、上記スプール２０が中央位置から外れ
   たときには、先に移動を妨げられたフインガー
   （３ａまたは３ｂ）を駆動するシリンダ（６ａま
   たは６ｂ）への加圧流体の供給量および当該シリ
   ンダ（６ａまたは６ｂ）からの加圧流体の排出量
   が減少し、かつ他方のフインガー（３ｂまたは３
   ａ）を駆動するシリンダ（６ｂまたは６ａ）から
   の加圧流体の排出量が増加するように構成されて
   いることを特徴とするロボツト用グリツパ。 ２ 上記スプール２０が、両端部に設けたピスト
   ン部２３ａ，２３ｂと、当該ピストン部２３ａ，
   ２３ｂの間に等間隔に配置された二つの大径部２
   ５ａ，２５ｂと、当該大径部２５ａ，２５ｂおよ
   び上記ピストン部２３ａ，２３ｂの間に形成され
   た三つの小径部２４ａ，２４ｂ，２４ｃから成
   り、しかも、上記各供給流路１２ａ，１２ｂは、
   上記小径部２４ａ，２４ｂ，２４ｃのうち外側の
   二つの小径部２４ａ，２４ｂの周囲を通つて各々
   接続され、上記各排出流路１６ａ，１６ｂは、上
   記大径部２５ａ，２５ｂに形成した環状溝を通つ
   て各々接続されている請求項１に記載のロボツト
   用グリツパ。 ３ 上記調整弁１８にもう一つの排出流路２２が
   設けてあり、当該排出流路２２は、上記小径部２
   ４ａ，２４ｂ，２４ｃのうち中央の小径部２４ｃ
   の周囲に接続されている請求項２に記載のロボツ
   ト用グリツパ。 ４ 上記スプール２０が中心位置から外れたとき
   に、加圧流体が、ワーク９に先に当接したフイン
   ガー（３ａまたは３ｂ）側のシリンダ（６ａまた
   は６ｂ）の掴み側の室（１３ａまたは１３ｂ）お
   よび離し側の室（１５ａまたは１５ｂ）に供給さ
   れるように構成されている請求項１ないし３のい
   ずれかに記載のロボツト用グリツパ。