JPH077113Y2 - 把持装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、たとえば、ロボツト用ハンドに備えられ
て、ワーク（工作物）を把持する把持装置に関するもの
である。

［従来の技術］ この種の把持装置としては、ヒンジからなる関節を有す
るフインガにケーブルを設け、このケーブルの引つ張り
操作によつて、上記フインガを閉じてワークを把持した
り、フインガを開いてワークの把持を解除するものが知
られている。

［考案が解決しようとする課題］ ところで、上記把持装置では、ケーブルをフインガの内
側と外側の両方に装着する必要がある。しかも、上記ケ
ーブルを案内するためのプーリやホースを別途設ける必
要がある。このため、部品点数が増加するとともに、構
造が複雑となる。

さらに、上記のようにフインガを開閉動作させるために
は、内側のケーブルを緊張または弛緩させると同時に、
外側のケーブルを弛緩または緊張させる必要がある。こ
のため、モータでケーブルを引張り操作する場合には、
モータの制御が困難となる。

この点に関し、従来、複数のアームをヒンジ支持し、各
ヒンジ部に設定された蛇腹状アクチュエータにエアを供
給し、上記各アームを回動操作してワークを把持するよ
うに構成したものが知られている（たとえば、特公昭57
-39911号公報参照）。

また、他の把持装置として、複数のフインガをヒンジ支
持し、各ヒンジ部における基端側のフインガに設定され
たピストン式アクチュエータにエアを供給し、先端側の
フインガを上記アクチュエータのピストン先端部で押圧
して回動操作し、ワークを把持するように構成したもの
が知られている（たとえば、実公昭49-31332号公報参
照）。

上記各構成によれば、アクチュエータにエアを供給して
アームやフインガを駆動するものであるから、ケーブル
式のものに比較して構造および駆動制御が容易である。

しかしながら、前者の蛇腹状アクチュエータは、それ自
体が伸縮する構造であるため、ワークをソフトタッチで
把持することが可能であるけれども、その繰り返し伸縮
動作により、強度疲労が著じるしく、かつ、局部的に無
理な応力が作用して短寿命である。

他方、後者のピストン式アクチュエータは、ピストン先
端部でフインガを直接押圧して回動させる構造であり、
上記ピストン先端部との間の摺動摩擦で上記フインガが
常時堅固に押圧保持されて柔軟な回動が得にくいため、
ワークをソフトタッチで把持することが困難で、これを
損傷させるおそれがある。

〔考案の目的〕

この考案は上記課題を解消するためになされたもので、
長寿命で、かつワークを損傷のおそれなく適正に把持す
ることができる把持装置を提供することを目的ととす
る。

〔課題を解決するための手段〕

この考案による把持装置は、ワークを把持する指装置
が、装置本体に固定れた第１のシリンダと、この第１の
シリンダの先端部にヒンジを介して回動自在に支持され
た第２のシリンダと、上記第１のシリンダに摺動自在な
第１のピストンと、上記第１のシリンダ内における第１
のピストンの基端側に形成された第１の空気室と、上記
第２のシリンダに摺動自在な第２のピストンと、上記第
２のシリンダ内における第２のピストンの先端側に形成
された第２の空気室と、上記第１のシリンダと第２のピ
ストンとに連結された可撓性を有する連結部材と、上記
第１および第２の空気室に連通するエア通路とを備えた
ことを特徴とする。

〔作用〕

上記構成において、第１の空気室にエアを供給すると、
そのエアは連結部材のエア通路を通って第２の空気室に
供給され、第１および第２のピストンと第１および第２
のシリンダとの間の相対的な移動で上記両空気室が膨張
する。

他方、第１および第２のピストンは連結部材で所定間隔
をもって互いに連結保持され、かつ、第１のシリンダと
第２のシリンダとは互いに回動自在にヒンジ支持されて
いる。

したがって、上記両空気室の膨張により、上記第２のシ
リンダは第１のシリンダに対しヒンジを介して回動し、
ワークを把持することができる。その際、上記連結部材
は第２のシリンダの回動に追従し、その可撓性でもって
長手方向へ緩やかな曲率状に湾曲し、上記第２のシリン
ダのスムーズな回動を達成することができる。

この回動に際し、第２のシリンダは、可撓性をもった連
結部材で保持されて柔軟な回動が得られるため、ワーク
をソフトタッチで把持して、これを損傷させるおそれが
ない。

また、上記連結部材は第２のシリンダの回動に追従して
長手方向へ緩やかな曲率状に湾曲するものであり、それ
自体が伸縮する構造でないため、強度疲労や無理な曲部
的応力の発生がなく、長寿命である。

［実施例］ 以下、この考案の一実施例を図面にしたがつて説明す
る。

第１図はこの考案の第１の実施例を示す斜視図であり、
図において、把持装置は、装置本体１に固定された２列
の指装置2A,2Bと、各指装置2A,2Bのエアポート３に接続
される三方弁４と、正圧用ポンプ５とを備えている。６
はワークＷを把持するための把持棒で、上記各列の指装
置2A,2Bに個別に装着されている。

上記各列の指装置2A,2Bは、第２図のように、左右対称
構造となつている。これらの指装置2A,2Bは、第１のシ
リンダ11、第２のシリンダ12、ヒンジ25、第１および第
２のピストン14,15、連結部材16などを備えている。

上記第１のシリンダ11は、基端部11aが装置本体１にボ
ルト（図示せず）で固定されている。この第１のシリン
ダ11は、先端部11bが開口しており、この先端部11b側か
ら第１のピストン14が摺動自在に装入されている。上記
第１のシリンダ11内における第１のピストン14の基端側
Ｃには、第１の空気室21が形成されている。この第１の
空気室21は、第１のシリンダ11の側壁に穿設されたエア
ポート３を介して、第１のエア通路31に連通するととも
に、上記第１のピストン14内に形成された第２のエア通
路32に連通している。

第１のシリンダ11の先端部11bにおける内側Ｅには、ヒ
ンジ25を介して、第２のシリンダ12が矢印Ａで示す方向
に回動自在に支持されている。この第２のシリンダ12
は、基端部12aが開口しており、この基端部12a側から第
２のピストン15が摺動自在に装入されている。上記第２
のシリンダ12内における第２のピストン15の先端側Ｄに
は、第２の空気室22が形成されている。

上記第１のピストン14と第２のピストン15とは、可撓性
を有する連結部材16によつて互いに連結されている。こ
の連結部材16内には、第３のエア通路33が形成されてお
り、この第３のエア通路33は、上記第１のピストン14内
の第２のエア通路32に連通するとともに、上記第２のピ
ストン15内に形成された第４のエア通路34を介して、上
記第２の空気室22に連通している。また、上記連結部材
16は、ゴムのような可撓性チユーブからなり、第３図の
ように、第２のシリンダ12がヒンジ25を軸として矢印Ａ
で示す方向へ回動する際に、この第２のシリンダ12の回
動方向に撓むことができ、しかも、第１および第２の空
気室21,22の膨張力によつて座屈しない程度の強度を有
している。また、上記連結部材16とピストン14,15と
は、接着剤を用いて互いに接着してもよく、あるいは、
インサート成型などによる一体成型としてもよい。な
お、17はピストン14,15に装着されたエアシール、18は
ボルト孔、27はヒンジ25に装着された復帰ばねである。

一方、上記第１の空気室21と第１のエア通路31とを連通
させるエアポート３は、第４図のように、指装置2A,2B
のうち、互いに対向する１組の指装置だけに形成され、
他の２組の指装置には形成されておらず、その代りに、
これら２組の指装置には、それぞれ、上記１組の指装置
における第１の空気室21に連通するエア連絡路35がそれ
ぞれ形成されている。なお、36は栓体、37はシールリン
グである。

つぎに、上記構成の動作を説明する。

まず、第１図の指装置2A,2Bを駆動してワークＷを把持
するにあつては、第２図の三方弁４のポートａが大気に
開放された状態から、第３図のように、三方弁４を回転
操作して、三方弁４のポートｃを正圧用ポンプ５に連通
させるとともに、ポートｂを閉塞部51に対向させ、ポー
トａを第１のエア通路31に連通させる。これにより、ポ
ンプ５からの圧縮エアがエアポート３を通つて第１の空
気室21に送入される。このとき、第４図のエア連絡路35
によつて、各指装置2A,2Bの第１の空気室21にそれぞれ
エアが送入される。さらに、上記エアは第１の空気室21
から第３図における第2,第３および第４のエア通路32,3
3,34を通つて、第２の空気室22にも送入される。これに
より、両空気室21,22が膨張する一方で、両シリンダ11,
12が互いにヒンジ25で回動自在に連結されているから、
第２のシリンダ12が、ヒンジ25の軸まわりに矢印Ａで示
す方向へ回動する。ここで、上記第２のシリンダ12の回
動時に、連結部材16が第２のシリンダ12の回動方向Ａに
撓むことができるから、第２のシリンダ12がヒンジ25の
軸まわりに回動するのを防げない。したがつて、各把持
棒６によりワークを把持できる。

つぎに、上記ワークの把持を解除するにあたつては、三
方弁４のポートｃがポンプ５に連通した第３図の状態か
ら、第２図のように、三方弁４を回転操作して、三方弁
４のポートａを大気に開放させる。これにより、上記第
１の空気室21へのエアの送入が停止され、第２のシリン
ダ12は復帰ばね27により元の位置に戻り、ワークの把持
を解除できる。

上述から明らかなように、第１の空気室21にエアを供給
すると、そのエアは連結部材16のエア通路33を通って第
２の空気室22に供給され、第１および第２のピストン1
4,15と第１および第２のシリンダ11,12との間の相対的
な移動で上記両空気室21,22が膨張する。

他方、第１および第２のピストン14,15は連結部材16で
定間隔をもって互いに連結保持され、かつ、第１のシリ
ンダ11と第２のシリンダ12とは互いに回動自在にヒンジ
25で支持されている。

したがって、上記両空気室21,22の膨張により、上記第
２のシリンダ12は第１のシリンダ11に対しヒンジ25を介
して回動し、ワークＷを把持することができる。その
際、上記連結部材16は第２のシリンダ12の回動に追従
し、その可撓性でもって第３図で示すように長手方向へ
緩やかな曲率状に湾曲し、上記第２のシリンダ12のスム
ーズな回動を達成することができる。

この回動に際し、第２のシリンダ12は、可撓性をもった
連結部材16で保持されて柔軟な回動が得られるため、ワ
ークＷをソフトタッチで把持して、これを損傷させるお
それがない。

また、上記連結部材16は第２のシリンダ12の回動に追従
して長手方向へ緩やかな曲率状に湾曲するものであり、
それ自体が伸縮する構造でないため、強度疲労や無理な
局部的応力の発生がなく、長寿命である。

第５図はこの考案の第２の実施例を示す断面図である。
この実施例は、シリンダの数を３つに増やして、これら
３つのシリンダ11,12,13を２つのヒンジ25,26を介して
直線状に連結したものである。ここで、中央の第２のシ
リンダ12は、基端側Ｃおよび先端側Ｄに開口しており、
基端側Ｃから第２のピストン15が、先端側Ｄから第３の
ピストン19がそれぞれ摺動自在に装入されている。第２
の空気室22と第３のエア通路23とは、第５ないし第７の
エア通路35,36,37を介して第３の空気室23に連通してい
る。なお、20は第４のピストンである。このように、シ
リンダ11,12,13の数を増やすことにより、上記実施例と
同様の効果が得られるとともに、第３のシリンダ13に装
着した把持棒６の回動角度をより大きくでき、大きさの
異なるワークの把持に適応させることができる。その他
の構成は第２図と同様であり、相当する部分には同一符
号を付して、詳しい説明を省略する。

上記実施例では、２列の指装置2A,2Bをそれぞれ３個設
けたけれども、他の個数であってもよいことはいうまで
もない。

〔考案の効果〕

以上詳述したように、この考案によれば、第１および第
２のシリンダをヒンジを介して回動自在に支持し、上記
各シリンダに第１および第２のピストンを摺動自在に嵌
合し、かつ上記各ピストンを可撓性の連結部材で連結す
るとともに、第１および第２の空気室に連通するエア通
路を上記連結部材に形成し、第１および第２の空気室に
供給されたエアで、上記各ピストンとシリンダとの間の
相対的な移動で上記両空気室を膨張させることにより、
上記第２のシリンダを第１のシリンダに対しヒンジを介
して回動させ、この回動に際し、第２のシリンダは、可
撓性をもった連結部材で保持されて柔軟な回動が得られ
るため、ワークをソフトタッチで把持して、これを損傷
させるおそれがない。

また、上記連結部材は第２のシリンダの回動に追従して
長手方向へ緩やかな曲率状に湾曲するものであり、それ
自体が伸縮する構造でないため、強度疲労や無理な局部
的応力の発生がなく、長寿命である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案による把持装置の一例を示す概略的な
斜視図、第２図は同把持装置の要部を示す断面図、第３
図は同把持装置の動作を説明するための要部の断面図、
第４図は第２図のIV-IV線に沿う断面図、第５図はこの
考案による把持装置の他の例を示す要部の断面図であ
る。 １……装置本体、2A,2B……指装置、11……第１のシリ
ンダ、11a……基端部、11b……先端部、12……第２のシ
リンダ、14……第１のピストン、15……第２のピスト
ン、16……連結部材、21……第１の空気室、22……第２
の空気室、25……ヒンジ、33……エア通路、Ｃ……基端
側、Ｄ……先端側、Ｗ……ワーク。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】指装置を駆動してワークを把持する把持装
   置であって、上記指装置は、装置本体に固定された第１
   のシリンダと、この第１のシリンダの先端部にヒンジを
   介して回動自在に支持された第２のシリンダと、上記第
   １のシリンダに摺動自在な第１のピストンと、上記第１
   のシリンダ内における第１のピストンの基端側に形成さ
   れた第１の空気室と、上記第２のシリンダに摺動自在な
   第２のピストンと、上記第２のシリンダ内における第２
   のピストンの先端側に形成された第２の空気室と、上記
   第１のシリンダと第２のピストンとに連結された可撓性
   を有する連結部材と、上記第１および第２の空気室に連
   通するエア通路とを備え、上記第１および第２の空気室
   に供給されたエアで、上記各ピストンとシリンダとの間
   の相対的な移動で上記両空気室を膨張させて上記第２の
   シリンダを第１のシリンダに対し回動させるように構成
   したことを特徴とする把持装置。