JPH0739572Y2 - 多段開度チャック装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 ａ）産業上の利用分野 本考案は、例えば作業用ロボットの腕部先端に取り付け
られ、ワークを把持して搬送や組立て等を行うのに使用
されるチャック装置に関する。

ｂ）従来の技術 従来のチャック装置としては、例えば特開昭60−52282
号公報のように、往復動するシリンダ等の駆動源のロッ
ドにラックを連結し、更にこのラックに対して一対のピ
ニオンを噛合させ且つピニオンから延在するアームによ
り各把持爪を最大開度まで開閉自在に構成したものがあ
る。

ｃ）考案が解決しようとする課題 ところで、この種のチャック装置は例えば第10図のよう
に、開閉駆動される左右一対のアーム101,101に各々把
持爪102,102が取り付けられ、この把持爪102,102で電子
部品等のワーク103を掴むと共に、同じくチャック装置
に取り付けられたシリンダ104がバネ105に支弾された押
出杆106を介して当該ワーク103を押下げ、脚部103aをプ
リント基板107の取付穴107aに差し込んだ後にアーム10
1,101および把持爪102,102を各々拡開させて装置全体を
引き上げる部品の自動挿入作業等に使用される。

この場合に、ワーク103を掴む以前には当該ワーク103の
設置されている位置が多少ずれていても確実に掴むこと
ができるようにチャックの最大開度がなるべく大きくな
ることが望ましい。またワーク103からチャックを解放
するときには、プリント基板107上に隣接して既に挿入
されている別の電子部品を変形や破損させないように開
度をなるべく小さくすることが望ましい。

しかしながら、前記した従来のチャック装置ではワーク
を開放する場合にもチャックは最大開度まで開いてしま
うので、上記の理由から特に電子部品が密集しているプ
リント基板上での使用には適合し得ず、このチャックを
使用するために敢えて余分なスペースを持たせると、基
板設計が標準外になって面倒になると共に、基板やこの
基板が組込まれた装置全体を大型化させる等の問題が生
ずる。

また、開度が小さいと大きなワークを掴むことができな
いし、逆に開度が大きすぎると小さなワークを掴んだり
開放させる動作に無駄が生じて作業能率を低下させる。

そこで本考案は、これらの課題を解決するために最大開
度の他に中間開度でも使用できるようにしたチャック装
置の提供を目的とするものである。

〔考案の構成〕

ａ）課題を解決するための手段 本考案の第１の要旨は、駆動部である揺動アクチュエー
タと、この揺動アクチュエータの出力軸が突設される一
方端部に装着されたアーム開閉機構部とで構成され、上
記の揺動アクチュエータは、ケーシング内へ同心円状に
配設された複数の揺動ベーン構造を有し、内側の揺動ベ
ーン構造のケーシングは外側の揺動ベーン構造のケーシ
ングに対して回動自在に支承されて回動軸を形成すると
共に、当該回動軸に外側の揺動ベーン構造の揺動ベーン
が取り付けられ、最も内側の揺動ベーン構造の揺動ベー
ンには出力軸が連結されて中間停止可能に構成され、上
記のアーム開閉機構部は、出力軸の延在方向に直交する
態様で当該出力軸の両側へ間隔をおいて対向状に配設さ
れ、揺動アクチュエータの最も外側のケーシングの端部
に取り付けられた一対のガイド軌道台と、先端にワーク
を把持するためのアームが各々設けられてガイド軌道台
に沿って摺動自在な一対のスライド軸と、一方が上記の
揺動アクチュエータの出力軸に取り付けられ、他方が上
記の各スライド軸に取り付けられて当該出力軸の揺動回
転運動を直進往復運動に変換して各スライド軸に伝達す
るリンク機構とで構成されている多段開度チャック装置
である。

本考案の第２の要旨は、上記の揺動アクチュエータの他
方端部には、上記の出力軸と回動軸とが各々突設され、
当該出力軸と回動軸に各々係合して揺動角度を規制する
調整可能な角度調整機構部が設けられている多段開度チ
ャック装置である。

ｂ）実施例 以下に、本考案を図示の実施例に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は本考案による一実施例のチャック装置の平面
図、第２図は同正面図、第３図は同背面図を各々示す。
このチャック装置は、大別すると内外へ同心状に配設さ
れた各揺動ベーンに連動した出力軸と回動軸によって中
間停止が可能な状態で揺動回転される駆動部を形成する
揺動アクチュエータ１と、この揺動アクチュエータ１の
一端側に設けられて出力軸と回動軸の揺動回転運動を直
進往復運動に変換すると共に、把持爪が取り付けられる
アームを開閉操作させるアーム開閉機構部２と、揺動ア
クチュエータ１の他端側に設けられて出力軸および回動
軸の揺動範囲を規制する角度調整機構部３で構成されて
いる。

尚、揺動アクチュエータ１の一端側には前記ワーク103
を押下げるためのシリンダ104に相当するシリンダ4,4が
取り付けられ、揺動アクチュエータ１の他端側にはこの
チャック装置を作業用ロボットの腕部に固定するための
取付フランジ５が連結棒６を介して取り付けられてい
る。

上記の揺動アクチュエータ１は、本件出願人が先に提案
して実開昭63−91707号公報で開示されたものと同様の
構成のために茲では詳細な説明は省略して主要な構成の
みを説明する。

揺動アクチュエータ１は、第４図の縦断面図と同図にお
けるＡ−Ａ断面を示す第５図のように構成されている。
ケーシング７の前後両端側の内周部には各々軸受8,8が
設けられ、この軸受８を介してその内周側に筒状の回動
軸９が回動自在に支承されていると共に、当該ケーシン
グ７は中央の内周部が環状に凹陥されて回動軸９の外周
との間に外側のベーン室10が形成されている。

この回動軸９には、上記外側のベーン室10内へ突設され
て先端がケーシング７の内周面を摺接する外側の揺動ベ
ーン11が一体に固定されており、またケーシング７の内
周部には揺動ベーン11のストッパーとなる固定シュー12
が取り付けられている。この外側の揺動ベーン11の固定
シュー12とによって区画された二つの各外側のベーン室
10内には、ポートP1,P2を介して流体圧が供給され、切
換弁13の制御によって外側の揺動ベーン11と一緒に回動
軸９が矢印Ｐのように時計方向または反時計方向へ揺動
回転される。

また回動軸９の前後両端側の内周部には各々軸受14,14
が設けられ、この軸受14を介して軸心を貫通する状態で
出力軸15が回動自在に支承されていると共に、当該出力
軸15が貫通する回動軸９の中央内周部は環状に凹陥され
て出力軸15の外周との間に内側のベーン室16が形成され
ている。

この出力軸15には、上記内側のベーン室16内へ突設され
て先端が回動軸９の内周面を摺接する内側の揺動ベーン
17が一体に固定されており、また回動軸９の内周部には
揺動ベーン17のストッパーとなる固定シュー18が取り付
けられている。この内側の揺動ベーン17と固定シュー18
とによって区画された二つの各内側のベーン室16内に
は、ポートP3,P4を介して流体圧が供給され、切換弁19
の制御によって内側の揺動ベーン17と一緒に出力軸15が
矢印Ｓのように時計方向または反時計方向へ揺動回転さ
れる。

上記の揺動アクチュエータ１では、先ず内側の揺動ベー
ン17を最大揺動角度Φ１まで回動させると出力軸15は最
大揺動角度Φ１の位置で中間停止され、次いで外側の揺
動ベーン11を最大揺動角度Φ２まで回動させると回動軸
９と一緒に当該回動軸９をハウジングとする内側の揺動
ベーン17が出力軸15を上記中間停止位置のままで連動さ
れながら最大揺動角度Φ２の位置まで回動する。従っ
て、出力軸15は起点位置に対してΦ１＋Φ２まで回動さ
れることになる。

次に、アーム開閉機構部２の構成を前記第１図乃至第４
図に新たな第６図を加えて説明する。

このアーム開閉機構部２は、基台30,31と、ガイド軌道
台32,33と、スライド軸34,35と、アーム36,37と、カム
板38と、連結杆39,40と、調整板41,42を主要部品として
構成されている。

基台30,31は各々直方体状で、前記揺動アクチュエータ
１側から突設された出力軸15を中心とした対向位置に配
置され、回動軸９の端面側のケーシング７に固定されて
いる。

ガイド軌道台32,33は、長手方向に沿った内側面にＶ形
状のガイド溝32a,33aが各々形成された直方体状で、当
該各ガイド溝32a,33aが内向き対向状に平行する態様で
基台30,31上に各々載置され、ネジ43によって各々基台3
0,31に固着されている。

カム板38は、中心に軸孔38aが穿設された円板状で、当
該軸孔38aの対向位置から上方へ各々突設する一対のピ
ン44,45が固定状態で植設されており、軸孔38aへ出力軸
15の突出端部を挿入して当該軸孔38aと直交するネジ孔3
8bに螺合させたネジ46を介して出力軸15に固定される。

スライド軸34,35は、長手方向に沿った両側面にＶ形状
のガイド溝34a,34bとガイド溝35a,35bが各々形成された
直方体状で、上面側からは長手方向と直角で内向きに延
在されるアーム36,37が各々突設され、下面側からはピ
ン47,48が各々突設されている。このスライド軸34,35
は、ガイド溝34aをガイド軌道台32のガイド溝32aと、ガ
イド溝34bをスライド軸35のガイド溝35bと、ガイド溝35
aをガイド軌道台33のガイド溝33aと各々対面させると共
に、スライド軸34側のアーム36の一部がスライド軸35の
上面側へ突設され、スライド軸35側のアーム37の一部が
スライド軸34の上面側へ突設される態様で各ガイド軌道
台32,33間へ並設されている。そして、これらの対面す
るガイド溝の間には当該ガイド溝内へ収容させた態様で
ローラ49が介在され、スライド軸34,35をガイド軌道台3
2,33に沿って各々摺動自在に移動できるよう係合させて
いる。

尚、符号50,51はローラ49がスライド軸のガイド溝から
抜け出すのを阻止するために当該スライド軸の端部に取
り付けられたワッシャとネジ、符号52はローラ49がガイ
ド軌道台のガイド溝から抜け出すのを阻止するために当
該スライド軸の端部に取り付けられたネジを各々示すも
のである。

連結杆39,40は、嵌合孔39a,39bと嵌合孔40a,40bが各々
穿設された直方体状で、嵌合孔39aにはカム板38のピン4
4が嵌合孔40aにはカム板38のピン45が各々枢着されると
共に、嵌合孔39bにはスライド軸34のピン47が嵌合孔40b
にはスライド軸35のピン48が各々枢着され、当該連結杆
39,40を介してカム板38と各スライド軸34,35がリンク結
合されている。

調整板41,42は、上部側に調整ネジ53が螺合するネジ孔4
1a,42aが穿設されて下部側が基台30,31の外側面に各々
ネジ止めされるが、その際に当該調整板41,42の上部側
の内側面とガイド軌道台32,33の外側面との間には間隙
が形成されており、ネジ孔41a,42aに螺合させた調整ネ
ジ53でガイド軌道台32,33の外側面を押圧することによ
って、スライド軸34,35の平行度および押付け力を調整
するようにしている。尚、この調整板41,42は前記シリ
ンダ４の取付け板も兼用している。

次に、角度調整機構部３の構成を前記第１図乃至第４図
に新たな第７図を加えて説明する。

この角度調整機構部３は、前記揺動アクチュエータ１の
内側の揺動ベーン17とこれに連動する出力軸15の開閉角
度を規制する第一の角度調整部と、外側の揺動ベーン11
とこれに連動する回動軸９の開閉角度を規制する第二の
角度調整部とで構成されている。

第一の角度調整部は、軸心に出力軸15が回動自在に挿通
されると共に、多数のタップ穴60aが円周方向に沿って
穿設されて回動軸９に固着された回転円板60と、このタ
ップ穴60aのいずれかを介して回転円板60上の所定角度
位置に取付けられた一対の各ストッパー61,62と、出力
軸15の端部に固着されて軸半径方向へ延在された第一の
操作レバー63とで構成されている。尚、回動軸９の端部
には一体の蓋9aが回転円板60に対して回動自在な状態で
取り付けられていると共に、各ストッパー61,62には微
調整用ネジ61a,62aと緩み止めナット61a,62bが各々設け
られている。

また第二の角度調整部は、揺動アクチュエータ１のケー
シング７の側板に対して円周方向に沿って穿設された多
数のタップ穴7aのいずれかを介して所定角度位置に取り
付けられた一対の各ストッパー64,65と、回動軸９に固
着されて軸半径方向へ延在された第二の操作レバー66と
で構成されている。尚、ストッパー65には、微調整用ネ
ジ65aと緩み止めナット65bが各々設けられている。

次に以上の構成によるチャック装置の動作について、第
８図に示す角度調整機構部３の動作と第９図で示すアー
ム開閉機構部２の動作とを関連付けながら説明する。
尚、この例では出力軸15を駆動する内側の揺動ベーン17
の最大揺動角度が例えば少なくとも30度以上で、回動軸
９を駆動する外側の揺動ベーン11の最大揺動角度が例え
ば少なくとも60度以上揺動可能な構成のものとし、この
出力軸15の揺動角度を角度調整機構部３の第一の角度調
整部によって０度〜30度に規制すると共に、回動軸９の
揺動角度を角度調整機構部３の第二の角度調整部によっ
て０度〜60度に規制した場合に付いて説明する。

先ず、揺動アクチュエータ１の内側の揺動ベーン17と外
側の揺動ベーン11とを各々揺動起点側へ操作して出力軸
15と回動軸９を図面上で時計方向へ回転させると、第８
図（ａ）のように第一の角度調整部では出力軸15に連結
された第一の操作レバー63がストッパー61に係止され、
第二の角度調整部では回動軸９に連結された第二の操作
レバー66がストッパー64に係止された揺動角が０度の状
態になる。

この時にアーム開閉機構部２では、出力軸15に連結され
たカム板38と当該カム板38に突設された各ピン44,45は
図面上で反時計方向への回転力を受ける。しかし、一端
がピン44に枢着され他端がスライド軸34に突設されたピ
ン47に枢着された連結杆39と、一端がピン45に枢着され
他端がスライド軸35に突設されたピン48に枢着された連
結杆40は、各ガイド軌道台32,33によって各スライド軸3
4,35が短手方向への移動を規制されているので、回転力
が直進運動力に変換されて各連結杆39,40は軸心と直交
する方向で各々内向きに平行移動する。

これにより、第９図（ａ）のように各スライド軸34,35
は各ガイド軌道台32,33に沿って摺動しながら逆方向へ
外向きに各々平行移動され、当該各スライド軸34,35に
設けられた各アーム36,37は内向きに平行移動されて全
閉状態になる。

次に、揺動アクチュエータ１の内側の揺動ベーン17のみ
を操作して出力軸15を図面上で反時計方向へ回転させる
と、第８図（ｂ）のように第一の角度調整部では出力軸
15に連結された第一の操作レバー63がストッパー62に係
止され、揺動角が30度の位置で中間停止状態になる。

この時にアーム開閉機構部２では、出力軸15に連結され
たカム板38が図面上で時計方向への回転力を受ける。こ
れにより、各連結杆39,40を介してリンク結合されてい
る各スライド軸34,35は、第９図（ｂ）のように各ガイ
ド軌道台32,33に沿って摺動しながら逆方向へ内向きに
各々平行移動される。従って、各スライド軸34,35に設
けられている各アーム36,37は外向きに平行移動され、
当該各アーム36,37を揺動角30度に相当する開度位置
（中間開度状態）まで拡開することができる。

また、上記とは逆の操作をすれば第９図（ｂ）の中間開
度状態から第９図（ａ）の全閉状態にすることができる
ので、各アーム36,37に第10図のように一対の把持爪10
2,102を取り付けておくと、小さなワークを確実且つ能
率良く掴むことができると共に、狭い場所でも周囲に影
響を与えることなくワークを掴んだり解放させることが
できる。

次に、上記第８図（ｂ）の状態で揺動アクチュエータ１
の外側の揺動ベーン11を操作して回動軸９を図面上で反
時計方向へ回転させると、当該回動軸９をハウジングと
した内側の揺動ベーン17も出力軸15を揺動角が30度の位
置で中間停止したままの状態で一緒に回動され、第８図
（ｃ）のようにその揺動角である60度分まで回動して操
作レバー66がストッパー65に係止される位置で停止す
る。従って、出力軸15は第８図（ａ）の状態から90度揺
動されることになる。

この時にアーム開閉機構部２では、出力軸15に連結され
たカム板38が図面上で更に時計方向への回転力を受ける
ので、各スライド軸34,35は第９図（ｃ）のように更に
逆方向へ内向きに各々平行移動されて外向きに平行移動
された各アーム36,37を揺動角90度分に相当する最大開
度状態まで拡開させることができる。

また、上記とは逆の操作をして第９図（ｂ）の中間開度
状態にしたり、一旦第９図（ｂ）の中間開度状態にした
後に引き続き第９図（ａ）の全閉状態まですることがで
きる。従って、各アーム36,37に第10図のように一対の
把持爪102,102を取り付けておくと、大きなワークや多
少位置がずれて載置されているワークでも確実に掴んだ
り解放させることができる。

特に第10図のように使用する場合には、最大開度状態か
ら開度を小さくして把持爪102がワーク103を確実に掴む
ようにし、ワーク103を解放するときには中間開度状態
を限度に開いて周囲の電子部品を損傷しないようにでき
る。

以上、30度の位置で中間停止する場合について説明した
が、０度の状態から揺動アクュエータ１の外側の揺動ベ
ーン11のみを先ず操作した場合には揺動角が60度の位置
でも中間停止状態にすることができるので、アーム開閉
機構部２は前記30度の第１の中間開度位置以外に60度に
相当する第２の中間開度位置まで拡開することができ
る。このように２個所の中間開度位置が得られるので、
形状や大きさの異なる２種類のワークに対しても同時に
対応できるなど、使用状況に応じた広範な使用が可能で
ある。

尚、本考案は前記した実施例に限定されるものではな
く、要旨の範囲内において各種の変形を採り得るもので
ある。

例えば、駆動部である揺動アクチュエータを実施例では
二重の揺動ベーン構造にしたが、これを三重の揺動ベー
ン構造にすることも可能である。また、アーム開閉機構
部においてリンク結合部材の一つとして円板状のカム板
を用いているが、これを棒状のカム板にしても良い。

〔考案の効果〕

本考案のチャック装置では、最大開度状態と中間開度状
態の間や中間開度状態と全閉状態の間あるいは最大開度
状態と全閉状態の間でアームを拡縮させることができ、
これらを選択して多段開度での使用が可能である。

従って、例えばワークの形状が大きい場合には最大開度
状態と中間開度状態の間で使用し、ワークの形状が小さ
い場合には中間開度状態と全閉状態の間で使用すること
ができるので、組立ラインのように形状や寸法の異なる
多種のワークが取扱われる場所での使用にも適応し、無
駄な動きを少なくして能率的に作業を行うことができ
る。

また、前記したプリント基板に対する電子部品の自動挿
入作業のように、ワークを掴むときには出来るだけ開度
を大きくして当該ワークの載置条件にかかわらず確実に
掴めるようにすると共に、当該当該ワークを解放すると
きには開度をできるだけ小さくして周囲の部品に損傷等
を与えないようにする場合には、最初は最大開度状態と
全閉状態の間で次に中間開度状態と全閉状態の間で使用
すれば容易に対応することができ、プリント基板を大型
化させたり部品配置のために設計作業を複雑にする等の
欠点を少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例によるチャック装置を示す全
体平面図、第２図は同正面図、第３図は同背面図、第４
図は同縦断面図、第５図は第４図のＡ−Ａ線断面図、第
６図は同装置におけるアーム開閉機構部の分解斜視図、
第７図は同装置における角度調整機構部の斜視図、第８
図は同装置におけるアーム開閉機構部の動作説明図、第
９図は同装置における角度調整機構部の動作説明図、第
10図は同装置の使用状態図である。 〔符号の説明〕 １…揺動アクチュエータ、２…アーム開閉機構部 ３…角度調整機構部、４…シリンダ ５…取付フランジ、６…連結棒 ７…ケーシング、8,14…軸受 ９…回動軸、10…外側のベーン室 11…外側の揺動ベーン、12,18…固定シュー 13,19…切換弁、15…出力軸 16…内側のベーン室、17…内側の揺動ベーン 30,31…基台、32,33…ガイド軌道台 32a,32b,33a,33b,34a,34b,35a,35b…ガイド溝 34,35…スライド軸、36,37…アーム 38…カム板、39,40…連結杆 41,42…調整板、38a…軸孔 38b…ネジ孔、43,46,51,52…ネジ 44,45,47,48…ピン、49…ローラ 50…ワッシャ 60…回転円板、60a…タップ穴 61,62,64,65…ストッパ 61a,62a,65a…微調整用ネジ 61b,62b,65b…緩み止めナット 63…第一の操作レバー 66…第二の操作レバー P1,P2,P3,P4…ポート

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動部である揺動アクチュエータと、この
   揺動アクチュエータの出力軸が突設される一方端部に装
   着されたアーム開閉機構部とで構成され、上記の揺動ア
   クチュエータは、ケーシング内へ同心円状に配設された
   複数の揺動ベーン構造を有し、内側の揺動ベーン構造の
   ケーシングは外側の揺動ベーン構造のケーシングに対し
   て回動自在に支承されて回動軸を形成すると共に、当該
   回動軸に外側の揺動ベーン構造の揺動ベーンが取り付け
   られ、最も内側の揺動ベーン構造の揺動ベーンには出力
   軸が連結されて中間停止可能に構成され、上記のアーム
   開閉機構部は、出力軸の延在方向に直交する態様で当該
   出力軸の両側へ間隔をおいて対向状に配設され、揺動ア
   クチュエータの最も外側のケーシングの端部に取り付け
   られた一対のガイド軌道台と、先端にワークを把持する
   ためのアームが各々設けられてガイド軌道台に沿って摺
   動自在な一対のスライド軸と、一方が上記の揺動アクチ
   ュエータの出力軸に取り付けられ、他方が上記の各スラ
   イド軸に取り付けられて当該出力軸の揺動回転運動を直
   進往復運動に変換して各スライド軸に伝達するリンク機
   構とで構成されていることを特徴とした多段開度チャッ
   ク装置。
2. 【請求項２】上記の揺動アクチュエータの他方端部に
   は、上記の出力軸と回動軸とが各々突設され、当該出力
   軸と回動軸に各々係合して揺動角度を規制する調整可能
   な角度調整機構部が設けられている請求項（１）に記載
   した多段開度チャック装置。