JPH10264070A - 流体圧作動式チャック装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピストンにより直接フィンガーを開閉動作さ
せることにより、チャック装置の小形化を達成する。 【解決手段】 ブロック状のチャック本体には、２つの
シリンダ室１３，１４がそれぞれのシリンダ室１３，１
４の横方向にずらして相互に直角をなして形成されてい
る。シリンダ室１３にはそれぞれピストンロッド１６
ａ，１６ｂが設けられたピストン１５ａ，１５ｂが逆向
きとなって摺動自在に装着され、シリンダ室１４にもそ
れぞれピストンロッドが設けられたピストンが逆向きと
なって摺動自在に装着されている。それぞれのピストン
ロッドには、ワークを把持するためのフィンガー３１
ａ，３１ｂが設けられており、これらにはチャック爪３
６ａ，３６ｂが取り付けられるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はワークを把持するた
めの４つの爪をそれぞれピストンにより直接駆動するよ
うにした流体圧作動式チャック装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンベアにより送られてきたワークを１
つずつ加工ステーションに据え付けたり、複数のワーク
をそれぞれ組立ステーションに搬送する作業を行う場合
のように、ワークを１つずつ把持してある位置から他の
位置に搬送する場合には、自動搬送装置や搬送ロボット
が使用される。

【０００３】搬送ロボットによりワークを搬送する場合
には、ロボットのアームの先端にワークの把持動作を行
うためのチャック装置が装着されるようになっており、
そのチャック装置にはワークを把持するための複数のチ
ャック爪が取り付けられることになる。チャック爪を駆
動するために、電動モータを使用したものや、空気圧シ
リンダを使用したものがあるが、特に、電子部品などの
ように比較的小形の部品をワークとしてこれを搬送する
場合には、サイズに比して大きな出力を得ることができ
ることから、空気圧シリンダを使用することが多い。

【０００４】従来では、空気圧シリンダ内に組み込まれ
たピストンの直線方向の移動を揺動アームを介してフィ
ンガーやチャック爪の開閉運動に変換するようにした
り、カムを介してフィンガーなどの開閉運動に変換する
ようにした構造のチャックが提案されている。このよう
な構造のチャックとしては、たとえば、実開平6-80583
号公報や特開平8-19983 号公報に記載されるようなもの
がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ピスト
ンの直線移動を揺動アームなどを介してフィンガーやチ
ャック爪の開閉運動に変換する場合には、運動の変換機
構部をチャック装置内に組み込まなければならず、チャ
ック装置の構造が複雑となってしまい、チャック装置の
小形化を達成することが困難である。また、空気圧シリ
ンダの直線運動を揺動アームなどを介してフィンガーや
チャック爪の開閉運動に変換する場合には、揺動アーム
をフィンガーに係合させることになり、フィンガーの円
滑な開閉動作の妨げとなるのみならず、チャックの耐久
性に限度がある。

【０００６】本発明の目的は、ピストンにより直接フィ
ンガーを開閉動作させることにより、チャックの小形化
を達成することにある。

【０００７】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【０００９】すなわち、本発明の流体圧作動式チャック
装置は、相互に平行となった２つの第１側面と、これら
の第１側面に対して直角をなすとともに相互に平行とな
った２つの第２側面とを有し、前記第１側面に直角方向
に形成された第１シリンダ室と、前記第２側面に直角方
向に形成されて前記第１シリンダ室に対して直角方向と
なった第２シリンダ室とが形成されたブロック状のチャ
ック本体と、前記第１シリンダ室内に相互に逆向きに摺
動自在に装着された２つの第１ピストンに設けられ、そ
れぞれ２つの前記第１側面から突出する２つの第１ピス
トンロッドからなる第１ピストンロッド対と、前記第２
シリンダ室内に相互に逆向きに摺動自在に装着された２
つの第２ピストンに設けられ、それぞれ２つの前記第２
側面から突出する２つの第２ピストンロッドからなる第
２ピストンロッド対と、それぞれ前記チャック本体に形
成されたガイドに摺動自在に装着され、前記第１ピスト
ンロッド対をなす２つの第１ピストンロッドにそれぞれ
連結された２つの第１フィンガーからなる第１フィンガ
ー対と、それぞれ前記チャック本体に形成されたガイド
に摺動自在に装着され、前記第２ピストンロッド対をな
す２つの第２ピストンロッドにそれぞれ連結された２つ
の第２フィンガーからなる第２フィンガー対とを有し、
それぞれの前記フィンガーをピストンにより直接駆動す
るようにしたことを特徴とする。

【００１０】本発明にあっては、フィンガーを直接ピス
トンにより作動するようにしているので、揺動アームや
カムなどを介してピストンの運動をフィンガーに伝達す
るようにした場合と相違して、チャック装置を小形化す
ることが可能となり、しかも、フィンガーを円滑に作動
させることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００１２】図１は本発明の一実施の形態である流体圧
作動式チャック装置の全体を示す斜視図であり、このチ
ャック１は、たとえば図７に示されるように、ロボット
２のアーム３の先端に装着され、コンベア４により送ら
れてきたワークＷをロボット２により他の位置に搬送す
る際に、ワークＷを把持するために使用される。

【００１３】このチャック１はほぼ立方体形状となった
ブロック状のチャック本体１ａを有し、このチャック本
体１ａにはロボット２のアーム３の先端に取り付けられ
る取付面１０が設けられている。この取付面１０に対し
てそれぞれ直角をなし、相互に平行となった２つの第１
側面１１ａ，１１ｂと、これらの第１側面１１ａ，１１
ｂおよび取付面１０に直角をなし、相互に平行となった
２つの第２側面１２ａ，１２ｂとがチャック本体１ａに
は形成されている。

【００１４】図２は図１の正面図であり、図４は図２に
おける４−４線に沿う断面図である。図４に示すよう
に、それぞれの第１側面１１ａ，１１ｂに直角方向とな
って、チャック本体１ａには第１シリンダ室１３が形成
されている。また、図５は図４における５−５線に沿う
断面図であり、図５に示すように、それぞれの第２側面
１２ａ，１２ｂに直角方向となって、チャック本体１ａ
には第２シリンダ室１４が形成されている。これら２つ
のシリンダ室１３，１４は、上下方向にずれるととも
に、相互に直角方向に向きがずれており、第１シリンダ
室１３の向きをＸ方向とすると、第２シリンダ室１４の
向きはＹ方向となっている。

【００１５】第１シリンダ１３内には、図４に示すよう
に、相互に逆向きとなって摺動自在に２つのピストン１
５ａ，１５ｂが装着され、それぞれのピストン１５ａ，
１５ｂに設けられたピストンロッド１６ａ，１６ｂはそ
れぞれ第１側面１１ａ，１１ｂから突出し、これらの２
つのピストンロッド１６ａ，１６ｂにより第１ピストン
ロッド対１６が構成されている。

【００１６】第２シリンダ１４内には、図５に示すよう
に、相互に逆向きとなって摺動自在に２つのピストン１
７ａ，１７ｂが装着され、それぞれのピストン１７ａ，
１７ｂに設けられたピストンロッド１８ａ，１８ｂはそ
れぞれ第１側面１２ａ，１２ｂから突出し、これらの２
つのピストンロッド１８ａ，１８ｂにより第２ピストン
ロッド対１８が構成されている。

【００１７】図４に示すように、チャック本体１ａに
は、シリンダ室１３を閉じるとともにそれぞれのピスト
ンロッド１６ａ，１６ｂをシールするために、２つのロ
ッドカバー２１がねじ結合され、それぞれのロッドカバ
ー２１にはシール部材２２が設けられている。同様に、
図５に示すように、チャック本体１ａには、シリンダ室
１４を閉じるとともにそれぞれのピストンロッド１８
ａ，１８ｂをシールするために、２つのロッドカバー２
３がねじ結合され、それぞれのロッドカバー２３にはシ
ール部材２４が設けられている。

【００１８】図３（Ｂ）に示すように、チャック本体１
ａの下面はその中央部に凹部２５が形成され、外周部に
は枠部２６が設けられており、この枠部２６には、図１
に示すように、Ｘ方向のガイド溝２７とＹ方向のガイド
溝２８とがそれぞれ形成されている。

【００１９】図４に示すように、第１ピストンロッド対
１６を構成する２つの第１ピストンロッド１６ａ，１６
ｂにはナット２９ａ，２９ｂによりそれぞれ第１フィン
ガー３１ａ，３１ｂが取り付けられており、これら２つ
の第１フィンガーにより第１フィンガー対３１が構成さ
れている。同様に、図５に示すように、第２ピストンロ
ッド対１８を構成する２つの第２ピストンロッド１８
ａ，１８ｂにはナット３０ａ，３０ｂによりそれぞれ第
２フィンガー３２ａ，３２ｂが取り付けられている。

【００２０】第１フィンガー３１ａ，３１ｂは、図１に
示すように、それぞれＸ方向のガイド溝２７に入り込む
突起部３３を有し、ガイド溝２７に摺動自在に装着され
ており、第２フィンガー３２ａ，３２ｂは、同様に、そ
れぞれＹ方向のガイド溝２８に入り込む突起部３４を有
し、ガイド溝２８に摺動自在に装着されている。チャッ
ク本体１ａ側のガイド溝をガイド用突起とし、それぞれ
のフィンガーにガイド用突起が入り込む溝を形成するよ
うにしても良い。

【００２１】図３（Ｂ）に示すように、それぞれのフィ
ンガー３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂの先端面には、
ねじ孔３５が形成されており、図４および図５において
二点鎖線で示すように、それぞれのねじ孔３５にねじ部
材をねじ結合させて、合計４つのチャック爪３６ａ，３
６ｂ，３７ａ，３７ｂがそれぞれフィンガーに取り付け
られるようになっている。

【００２２】対をなす２つのチャック爪３６ａ，３６ｂ
を相互に接近させて閉状態に設定するとともに、対をな
す他の２つのチャック爪３７ａ，３７ｂを相互に接近さ
せて閉状態に設定することにより、ワークＷをチャック
爪により把持することができる。フィンガーが後退限位
置となり、チャック爪が全閉位置となると、フィンガー
の内面はそれぞれ側面に図示するように接触することに
なる。

【００２３】この位置においては、それぞれ対をなす２
つのピストンの端面が相互に接触するようになっている
が、フィンガーの後退限位置は、ピストン相互の接触位
置あるいはフィンガーがチャック本体１ａの側面に接触
する位置のいずれかににより設定するようにしても良
い。

【００２４】ピストン１７ａが後退限位置となると、ピ
ストン１７ｂも後退限位置となり、それぞれの後退限位
置を検出するために、一方のピストン１７ｂの内部には
永久磁石が組み込まれており、その磁力に感応するセン
サを取り付けるための取付孔４５が図２に示すように、
チャック本体１ａの側面１２ｂに開口して形成されてい
る。同様の他の一対のピストン１５ａ，１５ｂの後退限
位置を検出するために、図示しないセンサがチャック本
体に設けられている。

【００２５】２つの第１ピストン１５ａ，１５ｂを相互
に接近させて２つのチャック爪３６ａ，３６ｂを閉状態
に設定するために、図２に示すように、チャック本体１
ａには空気圧ポート３８ａが形成され、この空気圧ポー
ト３８ａはそれぞれのピストン１５ａ，１５ｂの先端側
に形成された空気圧室３９ａに対して、図６（Ａ）に示
すように流路４０ａにより案内されるようになってい
る。一方、２つの第１ピストン１５ａ，１５ｂを相互に
離反させて２つのチャック爪３７ａ，３７ｂを開状態に
設定するために、図２に示すように、チャック本体１ａ
には空気圧ポート３８ｂが形成され、この空気圧ポート
３８ｂはそれぞれのピストン１５ａ，１５ｂの相互間に
形成された空気圧室３９ｂに対して、図６（Ａ）に示す
ように流路４０ｂにより案内されるようになっている。

【００２６】２つの第２ピストン１７ａ，１７ｂを相互
に接近させて２つのチャック爪３７ａ，３７ｂを閉状態
に設定するために、図２に示すように、チャック本体１
ａには空気圧ポート４１ａが形成され、この空気圧ポー
ト４１ａはそれぞれのピストン１７ａ，１７ｂの先端側
に形成された空気圧室４２ａに対して、図６（Ａ）に示
すように流路４３ａにより案内されるようになってい
る。一方、２つの第２ピストン１７ａ，１７ｂを相互に
離反させて２つのチャック爪３７ａ，３７ｂを開状態に
設定するために、図２に示すように、チャック本体１ａ
には空気圧ポート４１ｂが形成され、この空気圧ポート
４１ｂはそれぞれのピストン１７ａ，１７ｂの相互間に
形成された空気圧室４２ｂに対して、図６（Ａ）に示す
ように流路４３ｂにより案内されるようになっている。
これらの流路４０ａ，４０ｂ，４３ａ，４３ｂは、それ
ぞれチャック本体１ａ内に形成されている。

【００２７】図６（Ｂ）はそれぞれの空気圧室に対して
圧縮空気を供給するための空気圧路の変形例であり、こ
の場合には、１つの空気圧ポート３８ａから４つの空気
圧室３９ａ，４２ａに圧縮空気を供給する一方、他の１
つの空気圧ポート３８ｂから２つの空気圧室３９ｂ，４
２ｂに圧縮空気を供給するようにしている。このタイプ
の場合には、チャック本体１ａには、２つの空気圧供給
ポートを設けることにより、４つのピストンを作動させ
ることができる。

【００２８】次に、上述した流体圧作動式チャック装置
を用いてワークＷを搬送する手順について説明する。

【００２９】このチャック装置は、図１に示すように、
チャック本体１ａの取付面１０に形成されたねじ孔４４
にねじ部材をねじ結合させることによって、図７に示す
ロボットのアームに取り付けられる。コンベアにより送
られたワークＷを１つずつ把持して他の位置にまで搬送
する際には、それぞれの空気圧室内に圧縮空気を供給し
て全てのピストンを前進限位置に移動させてチャック爪
を開いた状態のもとで、ワークＷが４つのチャック爪の
中に入り込む位置となるように、ロボットのアームを移
動させる。

【００３０】次いで、空気圧室内に圧縮空気を供給する
ことにより、全てのピストンを後退限位置に向けて移動
させてチャック爪を閉じる。これにより、チャック爪は
ワークＷに接触して、４つのチャック爪によりワークＷ
は把持されることになる。チャック爪つまりそれぞれの
ピストンの最大の開閉ストロークは、図示する場合に
は、４mm程度に設定されている。チャック爪が閉じられ
た時に、対となったそれぞれのピストンの後端面相互が
当接することにより、衝撃が発生するのを防止するため
に、対をなす２つのピンストンの一方には衝撃吸収用の
部材が組み込まれている。

【００３１】把持されたワークＷはアームの移動によっ
て、次の位置に搬送され、所定の位置まで搬送された状
態で、前述とは逆にチャック爪を開くと、ワークＷは所
定の位置に載置されることになる。

【００３２】把持されるワークＷとしては、円柱形状、
直方体形状、立方体形状あるいは異形状など種々の形状
のものを対象とすることができる。また、２つのチャッ
ク爪によってワークＷの把持を行うことができる場合に
は、２対のチャック爪のうち一対のみを作動させるよう
にしても良く、一対のチャック爪をフィンガーから取り
外すようにしても良い。

【００３３】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変更可能であるとはいうまでもな
い。

【００３４】たとえば、図示する場合にはフィンガーに
対してチャック爪をねじ結合させるようにしているが、
フィンガーとチャック爪とを一体化した構造としても良
い。つまり、フィンガーによって直接ワークを把持する
ようにしても良い。また、図示するチャック装置はワー
クの把持を行うためにロボットに取り付けられている
が、上下方向および水平方向に移動する部材を有する自
動搬送装置に本発明のチャック装置を取り付けるように
しても良い。

【００３５】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００３６】(1).４つのフィンガーをそれぞれピストン
ロッドにより直接駆動するようにしたので、装置のサイ
ズを小形化することが可能となる。

【００３７】(2).それぞれのフィンガーの作動を円滑に
開閉作動させることができる。

【００３８】(3).流体圧によりフィンガーを開閉動作さ
せるようにしたので、サイズに比して大きな開閉力によ
りワークを把持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である流体作動式チャッ
ク装置を示す斜視図である。

【図２】（Ａ）は図１の正面図であり、（Ｂ）は同図
（Ａ）の右側面図である。

【図３】（Ａ）は図１の平面図であり、（Ｂ）は図１の
底面図である。

【図４】図２（Ａ）における４−４線に沿う断面図であ
る。

【図５】図４における５−５線に沿う断面図である。

【図６】（Ａ）はそれぞれのピストンの作動を制御する
ための空気圧回路を示す回路図であり、（Ｂ）は他のタ
イプの空気圧回路を示す回路図である。

【図７】流体圧作動式チャック装置を装着したロボット
を示す正面図である。

【符号の説明】

１ チャック １ａ チャック本体 １０ 取付面 １１ａ，１１ｂ 側面 １２ａ，１２ｂ 側面 １３，１４ シリンダ室 １５ａ，１５ｂ ピストン １６ 第１ピストンロッド対 １６ａ，１６ｂ ピストンロッド １７ａ，１７ｂ ピストン １８ 第２ピストンロッド対 １８ａ，１８ｂ ピストンロッド ２１ ロッドカバー ２２ シール部材 ２３ ロッドカバー ２４ シール部材 ２７，２８ ガイド溝 ３１ａ，３１ｂ 第１フィンガー ３２ａ，３２ｂ 第２フィンガー ３３，３４ 突起部 ３５ ねじ孔 ３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂ チャック爪 ３８ａ，３８ｂ 空気圧ポート ３９ａ，３９ｂ 空気圧室 ４０ａ，４０ｂ 流路 ４１ａ，４１ｂ 空気圧ポート ４２ａ，４２ｂ 空気圧室 ４３ａ，４３ｂ 流路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相互に平行となった２つの第１側面と、
   これらの第１側面に対して直角をなすとともに相互に平
   行となった２つの第２側面とを有し、前記第１側面に直
   角方向に形成された第１シリンダ室と、前記第２側面に
   直角方向に形成されて前記第１シリンダ室に対して直角
   方向となった第２シリンダ室とが形成されたブロック状
   のチャック本体と、 前記第１シリンダ室内に相互に逆向きに摺動自在に装着
   された２つの第１ピストンに設けられ、それぞれ２つの
   前記第１側面から突出する２つの第１ピストンロッドか
   らなる第１ピストンロッド対と、 前記第２シリンダ室内に相互に逆向きに摺動自在に装着
   された２つの第２ピストンに設けられ、それぞれ２つの
   前記第２側面から突出する２つの第２ピストンロッドか
   らなる第２ピストンロッド対と、 それぞれ前記チャック本体に形成されたガイドに摺動自
   在に装着され、前記第１ピストンロッド対をなす２つの
   第１ピストロッドにそれぞれ連結された２つの第１フィ
   ンガーからなる第１フィンガー対と、 それぞれ前記チャック本体に形成されたガイドに摺動自
   在に装着され、前記第２ピストンロッド対をなす２つの
   第２ピストロッドにそれぞれ連結された２つの第２フィ
   ンガーからなる第２フィンガー対とを有し、 それぞれの前記フィンガーをピストンにより直接駆動す
   るようにしたことを特徴とする流体圧作動式チャック装
   置。