JP2002018761A - チャック装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多種の頭部４２形状を持つ異形ワーク４０に
対してツールチェンジすることなく対応できるチャック
装置を提供する。 【解決手段】 異形ワーク４０の頭部４２を吸着保持す
るワーク保持部１０と、本体部４１の一部を支持するチ
ャック爪２１と、そのチャック爪２１の支持動作を制御
する開閉駆動部２３とを備え、ワーク保持部１０とチャ
ック爪２１とを用いて異形ワーク４０を支持した。これ
により、多種の頭部４２形状に対しても共通のワーク保
持部１０で吸着保持することができ、ツールチェンジす
ることなく対応できる。また、チャック爪２１で異形ワ
ーク４０を挟んで支持することで安定した姿勢で持つこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多種類の異形ワー
クを扱うのに好適なチャック装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のチャック装置は、異形ワークの頭
部形状に合せてチャック爪を製作し、そのチャック爪を
開閉駆動部に付けて、その異形ワーク専用のチャック装
置として用いている。また、多種類の異形ワークを扱う
場合は、各異形ワークに対応した専用のチャック装置
（ツール）を準備しておき、いわゆるツールチェンジと
してチャック装置を付け替えることで対応している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この多
種類のチャック装置を付け替えることでの対応は、チャ
ック装置の費用が嵩むうえ、多種類のチャック装置を並
べて置くスペースが要り、そのスペースをもカバーして
作業を行なうために広い可動範囲を持ったロボット等の
マニピュレータ装置が必要となるという問題がある。

【０００４】また、ワークの種類が変わるたびにツール
チェンジが必要となり、その時間だけ本来の作業が遅れ
ることから、いわゆる段取ロスが発生してしまうという
問題がある。

【０００５】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて
成されたものであり、多種の頭部形状を持つ異形ワーク
に対してツールチェンジすることなく対応できるチャッ
ク装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明では、異形ワーク（４０）の頭
部（４２）を吸着保持するワーク保持部（１０）と、前
記本体部（４１）の一部を支持するチャック爪（２１）
と、そのチャック爪（２１）の支持動作を制御する開閉
駆動部（２３）とを備え、ワーク保持部（１０）とチャ
ック爪（２１）とを用いて異形ワーク（４０）を支持す
ることを特徴とする。

【０００７】これは、異形ワークの頭部上面が共通チャ
ック部位となることに着目し、その頭部上面を吸着保持
する部分と、移動や水平回転時に異形ワークが安定する
ように、頭部とは別の共通形状である円筒本体部を挟ん
で支持するチャック部とで構成した。

【０００８】これにより、多種の頭部形状に対しても共
通のワーク保持部で吸着保持することができ、ツールチ
ェンジすることなく対応できることとなる。また、チャ
ック爪で異形ワークを挟んで支持することで安定した姿
勢で持つことができる。

【０００９】請求項２記載の発明では、ワーク保持部
（１０）をチャック本体部（２）に回転可能に支持し、
ワーク保持部（１０）を回転させる回転駆動部（３０）
を設けたことを特徴とする。

【００１０】これにより、異形ワークをワーク保持部で
吸着保持した状態で回転位置決めが可能となる。

【００１１】これは、本チャック装置を、例えば異形ワ
ークの移し替え作業等に用いる場合において、作業時間
に余裕がある場合は、請求項１の構成で、異形ワークの
取り出し・セット時の回転位置決めはチャック装置が支
持されるロボット等のマニピュレータ装置の回転機構を
使って行なえばよいが、短時間での作業を要求される場
合、異形ワーク一本一本を移し替えていては間に合わな
い場合がでてくる。

【００１２】こういう場合は異形ワークを多数本同時に
移し替えることが有効であり、そのうえでワーク保持部
を回転させる回転駆動部を設けることにより、取り出し
時の異形ワークそれぞれの水平回転方向の向きから、セ
ット時の異形ワークそれぞれの水平回転方向の向きへ
と、移動している間にチャック装置それぞれが回転位置
決めできることから可能となる。

【００１３】請求項３記載の発明では、チャック爪（２
１）が開いた時に、そのチャック爪（２１）の下端位置
がワーク保持部（１０）のワーク吸着面より上方向に位
置することを特徴とする。

【００１４】これにより、例えばマガジン等で頭部が密
着した状態で異形ワークが供給される場合でも、押し上
げ機構等によりチャックする異形ワークを他のワークか
ら分離しなくとも、目的の異形ワークをそのまま吸着し
て持ち上げることにより他のワークと干渉することなく
取り出すことが可能となる。

【００１５】請求項４記載の発明では、前記チャック爪
（２１）における異形ワーク（４０）を支持する部分
に、ローラー（２２）を回転可能に設けたことを特徴と
する。

【００１６】これにより、チャック爪で異形ワークを支
持した状態でも、異形ワークの円筒本体部の軸を中心に
軽く回転位置決めすることができ、異形ワークに傷を付
けることも防止できる。

【００１７】請求項５記載の発明では、ローラー（２
２）の外周を、回転軸方向に円弧状にしたことを特徴と
する。

【００１８】これにより、異形ワークの円筒本体部の径
が異なっていても同様に支持することが可能となり、ロ
ーラーのエッジにより異形ワークに傷を付けることも防
止できる。

【００１９】因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。

【００２０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を、図面
に基づき説明する。

【００２１】図２に、本発明のチャック装置でのチャッ
ク対象となる多種の異形ワーク４０を示すが、具体的に
は自動車用エンジン等の内燃機関に用いられる点火コイ
ルであり、エンジンの各気筒毎でシリンダヘッド上の点
火プラグに接続するよう、ヘッドカバーから差し込んで
取り付けられる。

【００２２】本例の点火コイル４０は、頭部となるコイ
ルケース部４２と、その下方に設けられた円筒本体部と
なるコイルブーツ部４１とからなる。

【００２３】コイルケース部４２は、内部にコアとコイ
ルが配置され上面から絶縁用封入樹脂で埋められてい
る。また、外周側面にはこの点火コイル４０をヘッドカ
バーに取り付けるための締め付け部４３と、給電用のコ
ネクタ部４４が出ている。

【００２４】次に、コイルブーツ部４１は、内部に点火
プラグと接続するためのスプリングが設けられ、導電用
金属パイプやターミナルピン・接続プレート等を介して
コイルケース部４２内のコイルに接続されている。

【００２５】しかし、この点火コイル４０は、車両メー
カーとエンジン形式とで仕様が異なり、それにより締め
付け部４３・コネクタ部４４を含めたコイルケース部４
２の外形状も、コイルブーツ部４１の径や長さも異なり
多種となる。

【００２６】次に、図３に本発明のチャック装置を用い
たワーク移し替え工程の概要を示す。当工程は、具体的
には点火コイル４０の性能検査ラインの先頭工程であ
り、前工程で完成品となりライン間搬送用のマガジン５
１に位置決めされて供給されてくる点火コイル４０を、
ロボット５２の手先に付けたチャック装置１を用いてラ
イン内搬送用のパレット５３に移し替えている。

【００２７】因みに、ラインのサイクルタイムが短いこ
とより、２ヶ取りで対応しており、マガジン５１上に収
納効率を上げるため詰めて並べられた点火コイル４０を
２ヶ同時に取り上げ、移動と同時に各点火コイル４０の
回転位置決めを行なって、２ヶのパレット５３に同時に
点火コイル４０をセットしている。

【００２８】次に、本発明のチャック装置の構造を説明
する。

【００２９】図１は、本発明の一実施形態におけるチャ
ック装置１の側面図で、点火コイル４０（以下、ワーク
という）のチャック状態を示す。

【００３０】大別すると、チャック本体部２と、ワーク
４０の上面をバキューム保持するワーク保持部１０と、
ワーク４０の円筒本体部４１を挟んで支持するチャック
部２０とからなり、連結部４で図３に示すロボット５２
の手先に取り付けられる。

【００３１】ワーク保持部１０は、先端にバキュームパ
ッド１１を付け、中空パイプ１２を通してエアー継ぎ手
１３から図示しないバキューム装置へとつながってい
る。

【００３２】またワーク保持部１０は、中空パイプ１２
がチャック本体部２にベアリング３で回転自在に支持さ
れており、回転駆動部３０で回転させて保持したワーク
４０の回転位置決めができるようになっている。

【００３３】回転駆動部３０は、モータ３１に取り付け
たプーリー３２とワーク保持部１０に取り付けたプーリ
ー３３をベルト３４でつないで連動させ、モータ３１の
角度変化をワーク保持部１０の角度変化としている。

【００３４】チャック部２０は、先端側にワーク支持用
のローラー２２を組み込んだチャック爪２１を開閉駆動
部２３で開閉させている。図４は、図１中のＡ−Ａ断面
と、その直交断面で見たワーク４０とローラー２２の関
係を示し、ワーク４０の円筒本体部４１をローラー２２
で挟み込んで支持している。

【００３５】因みに、ローラー２２の外周には回転軸方
向に円弧状とした樹脂リング２２ａを嵌めて、支持する
円筒本体部４１の径が変わってもエッジで当たらないよ
うになっている。

【００３６】次に、本発明のチャック装置１の作動を説
明する。

【００３７】図５は、図１中のＢ方向から見たチャック
時のチャック爪２１の動きを示す。

【００３８】まず（ａ）の状態で、目的のワーク４０を
ワーク保持部１０で吸着して持ち上げる。この時、開い
たチャック爪２１の先端はワーク吸着面より上にあっ
て、他のワーク４０との干渉を避けている。

【００３９】次に（ｂ）の状態で、チャックする円筒本
体部４１が他のワーク４０の頭部４２より上に出た状態
で、チャック爪２１を閉じて円筒本体部４１を挟んで支
持する。以降はこの状態で移動し、必要に応じて回転駆
動部３０でワーク保持部１０を回転させて、ワーク４０
の回転位置決めを行なう。

【００４０】アンチャック時は前述とは逆で、（ｂ）の
状態でチャック爪２１が当たらない高さまで下降し、チ
ャック爪２１を開いて（ａ）の状態とし、ワーク４０が
安定する高さまで下降したら吸着を切って終了する。

【００４１】前述のことより、多種の異形ワーク４０に
対しても共通のワーク保持部１０で吸着保持することが
でき、ツールチェンジすることなく対応できる。また、
チャック爪２１でワーク４０を挟んで支持することで安
定した姿勢で持つことができる。

【００４２】また、ワーク保持部１０を回転させる回転
駆動部３０を設けたことで、取り出し時のワーク向きか
ら、セット時のワーク向きへと、移動している間にチャ
ック装置１で回転位置決めでき、多数個取りもできる。

【００４３】また、開いたチャック爪２１がワーク吸着
面より上にあることで、マガジン５１等で頭部４２が密
着した状態で供給されても、目的のワーク４０をそのま
ま吸着して持ち上げることにより他のワーク４０と干渉
することなく取り出すことができる。

【００４４】また、チャック爪２１にローラー２２を設
けたことで、チャック爪２１でワーク４０を支持した状
態でも、円筒本体部４１の軸を中心に軽く回転位置決め
することができ、ワーク４０に傷を付けることもない。

【００４５】また、ローラー２２の外周を円弧状にした
ことで、円筒本体部４１の径が異なっていても同様に支
持することができ、ローラー２２のエッジによりワーク
４０に傷を付けることもない。

【００４６】（その他の実施形態）前述の実施形態で
は、異形ワーク４０をバキュームで吸着しているが、ワ
ークの特性により電磁石で吸着してもよい。また、ロー
ラー２２の代わりに摩擦抵抗の小さな材料をチャック爪
２１に取り付けてもよいし、円筒本体部４１の支持も図
４に示す４点支持を３点支持としてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態におけるチャック装置の部
分断面側面図で、ワークのチャック状態を示す。

【図２】チャック対象となる多種の異形ワークを示す説
明図である。

【図３】本発明のチャック装置を用いたワーク移し替え
工程の概要を示す説明図である。

【図４】図１中のＡ−Ａ断面と、その直交断面で見たワ
ークとローラーの関係を示す説明図である。

【図５】図１中のＢ方向から見たチャック時の爪の動き
を示す説明図である。

【符号の説明】

２ チャック本体部 １０ ワーク保持部 ２１ チャック爪 ２２ ローラー ２３ 開閉駆動部 ３０ 回転駆動部 ４０ 異形ワーク ４１ 本体部 ４２ 頭部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状の本体部（４１）の一端に非円筒
   状の頭部（４２）を持つ異形ワーク（４０）をチャック
   するチャック装置において、 前記異形ワーク（４０）の前記頭部（４２）を吸着保持
   するワーク保持部（１０）と、前記本体部（４１）の一
   部を支持するチャック爪（２１）と、そのチャック爪
   （２１）の支持動作を制御する開閉駆動部（２３）とを
   備え、前記ワーク保持部（１０）と前記チャック爪（２
   １）とを用いて前記異形ワーク（４０）を支持すること
   を特徴とするチャック装置。
2. 【請求項２】 前記ワーク保持部（１０）をチャック本
   体部（２）に回転可能に支持し、前記ワーク保持部（１
   ０）を回転させる回転駆動部（３０）を設けたことを特
   徴とする請求項１に記載のチャック装置。
3. 【請求項３】 前記チャック爪（２１）が開いた時に、
   そのチャック爪（２１）の下端位置が前記ワーク保持部
   （１０）のワーク吸着面より上方向に位置することを特
   徴とする請求項１または請求項２に記載のチャック装
   置。
4. 【請求項４】 前記チャック爪（２１）における前記異
   形ワーク（４０）を支持する部分に、ローラー（２２）
   を回転可能に設けたことを特徴とする請求項２または請
   求項３に記載のチャック装置。
5. 【請求項５】 前記ローラー（２２）の外周を、回転軸
   方向に円弧状にしたことを特徴とする請求項４に記載の
   チャック装置。