JP2009214204A - ロボットハンド - Google Patents

Abstract

【課題】空気圧を失っても、ワークを把持する把持力を失うことがないロック機構を備えたロボットハンドを提供すること。
【解決手段】エアシリンダ１１にピストンロッド２２が抜け出る方向（左方向）へ移動することを規制することができるロック機構Ｒを備えた。また、ワーク把持爪３６の接続部４３は、加圧スプリング３８を介在させてピストンロッド２２により押圧されるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロック機構を備えたロボットハンドに関するものである。

従来、自動車の部品などを搬送する場合や組み立てる場合、作業用ロボットのロボットハンドが部品を把持し、搬送又は組み立てる（特許文献１参照）。特許文献１に記載の組立ロボットのロボットハンドは、ワークを把持するワーク把持用爪と、当該ワーク把持用爪を開閉させるための爪開閉用エアシリンダと、ワーク把持用爪を移動させる爪引出用エアシリンダを備えている。そして、組立ロボットは、爪引出用エアシリンダを動作させることにより、ワーク把持用爪の位置をワークの位置まで移動させ、爪開閉用エアシリンダを動作させることにより、ワーク把持用爪にワークを把持させる。このように、組立ロボットのロボットハンドを動作させることにより、部品を搬送又は組み立てる。
特開平５−３０９５８４

ところで、エアシリンダに空気圧を導入するための空気圧配管が各エアシリンダに接続されている。この空気圧配管は、通常細長くなっているため、作業中に引っ掛かりやすい。このため、空気圧配管とエアシリンダの接続がはずれたり、空気圧配管が破損したりする虞があった。そして、空気圧配管がエアシリンダからはずれる又は破損すると、ワーク把持用爪がスプリングなどの機械構成により把持力を得ている場合と異なり、把持力を一気に失い、ワークを把持できなくなる虞がある。すなわち、作業中に自動車の部品などの重量が大きいワークがロボットハンドから落下する虞があるという問題があった。

この発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、空気圧を失っても、ワークを把持する把持力を失うことがないロック機構を備えたロボットハンドを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、エアが導入されることにより、予め決められた方向にピストンを移動させるエアシリンダと、前記ピストンが移動方向とは逆方向に移動することを防止するロック機構と、一対の爪部を有し、予め決められた作動方向に沿って押圧されることにより前記爪部が接近してワークを把持するワーク把持手段と、を備え、前記ピストンは、前記ワーク把持手段の前記作動方向に沿って移動して、前記ワーク把持手段に対して弾性部材を介在して押圧するように構成されていることを要旨とする。

請求項２に記載の発明は、エアが導入されることにより、予め決められた方向にピストンを移動させるエアシリンダと、前記ピストンが移動方向とは逆方向に移動することを防止するロック機構と、一対の爪部を有し、予め決められた作動方向に沿って押圧されることにより前記爪部が離間してワークを把持するワーク把持手段と、を備え、前記ピストンは、前記ワーク把持手段の前記作動方向に沿って移動して、前記ワーク把持手段に対して弾性部材を介在して押圧するように構成されていることを要旨とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記ワーク把持手段は、所定方向に沿って押圧されることにより、一対の爪部が互いに接近するようなリンク機構を有することを要旨とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記ワーク把持手段は、一方の爪部はエアシリンダに固定され、他方の爪部はピストンに前記弾性部材を介して固定されており、前記ピストンが予め決められた作動方向に移動することにより、他方の爪部が一方の爪部に接近するように構成されていることを要旨とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の発明において、前記ワーク把持手段は、前記ピストンの移動方向において、前記弾性部材よりも前記エアシリンダ側に配置されていることを要旨とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の発明において、前記弾性部材は、前記ピストンの移動方向において、前記ワーク把持手段よりも前記エアシリンダ側に配置されていることを要旨とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項６のうちいずれか一項に記載の発明において、ロック機構は、斜板が前記ピストンに対して傾斜することにより、前記ピストンのピストンロッドと圧接して前記ピストンの移動を規制する斜板式ロック機構であることを要旨とする。

本発明によれば、空気圧を失っても、ワークを把持する把持力を失うことがないロック機構を備えたロボットハンドを提供することができる。

以下、本発明をその一種であるロボットハンドに具体化した一実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。なお、以下の説明において、ロボットハンド１０の「左」「右」「上」「下」は、図１に示す矢印Ｙ１の方向を左右方向、矢印Ｙ２の方向を上下方向とする。

図１には、ロボットハンド１０の側断面図が図示されている。ロボットハンド１０は、図１に示すように、長筒状のエアシリンダ１１を備えている。このエアシリンダ１１は、アクチュエータ本体としてのシリンダケース１２を備えている。このシリンダケース１２は、アルミ等の金属押出材よりなるシリンダチューブであり、平面視が矩形状をなす直方体状をなしている。

シリンダケース１２には、シリンダケース１２の左右方向に沿って延びるシリンダ孔１３が形成されている。このシリンダ孔１３の一方（左方）の開口はロッドカバー１４によって封止され、シリンダ孔１３の他方（右方）の開口はヘッドカバー１５によって封止されている。ロッドカバー１４及びヘッドカバー１５はＣリング等によってシリンダケース１２から抜け止めされている。したがって、シリンダケース１２内にてシリンダ孔１３は、前記ロッドカバー１４及びヘッドカバー１５によって気密が保持されるシリンダ室となっている。

前記シリンダ室には、ピストン１８がシリンダケース１２の左右方向に沿って摺動可能に収容されている。ピストン１８の周面にはピストンパッキン１９が装着されている。したがって、前記シリンダ室は、ピストン１８によってロッドカバー１４側のロッド側シリンダ室２０とヘッドカバー１５側のヘッド側シリンダ室２１とに区画されている。また、ピストン１８の周面には磁石Ｍが装着されている。このため、磁石Ｍは前記ピストン１８とともにシリンダケース１２の左右方向へ移動する構成とされている。なお、図示しないが、ピストン１８の位置検出用の位置検出スイッチが装着されるようになっており、この位置検出スイッチが、ピストン１８とともに移動する磁石Ｍを検出することにより、シリンダケース１２内でのピストン１８の位置を検出するようになっている。

このピストン１８の左端面には、ロッドとしての円柱状のピストンロッド２２が一体的に設けられている。このピストンロッド２２の一方側（左側）は、シリンダケース１２の左端面からシリンダケース１２外へ突出している。

また、ロッド側シリンダ室２０には、ピストンロッド２２が外側（図１において左側）へ移動することを防止できるロック機構（斜板式ロック機構）Ｒが設けられている。本実施形態のロック機構Ｒは、図１に示すように、ピストンロッド２２に対して傾斜する板状の斜板３０と、板状の支持板３１から構成されている。支持板３１は、その平面部がピストンロッド２２と直交するようにシリンダ孔１３に固定されている。この支持板３１のほぼ中央には、ピストンロッド２２が挿通される貫通孔３１ａが設けられており、ピストンロッド２２は、支持板３１の貫通孔３１ａを介して左右方向へ移動可能となっている。

そして、斜板３０は、その平面が支持板３１と対向するように支持板３１と隣接されていると共に、一方の端部（本実施形態では、図１における下側端部）を中心として支持板３１に対して離れる方向（図１では左方向（ロッドカバー１４方向））へ傾斜可能に固定されている。なお、斜板３０の下端は、エアシリンダ１１の内側側面（シリンダ孔１３内）に形成された溝部３２と係合するようになっている。また、斜板３０には、ピストンロッド２２が挿通される貫通孔３０ａが設けられている。この斜板３０の貫通孔３０ａは、斜板３０の平面に対して傾斜するように貫通形成されている。具体的には、斜板３０がロッドカバー１４側へ所定角度傾斜した場合に、左右方向（ピストンロッド２２の軸方向）に沿って貫通するように形成されている。従って、斜板３０が、下端を中心として支持板３１に対して所定角度以上傾斜すると、斜板３０の貫通孔３０ａはピストンロッド２２の外周と圧接することとなる。

また、斜板３０と支持板３１との間には、傾斜用スプリング３３が設けられている。この傾斜用スプリング３３は、斜板３０の中心部からずれて（本実施形態では、図１に示すように斜板３０の中心部よりも上部に）設けられており、斜板３０が下端を中心として支持板３１に対して離れる方向（図１では左方向（ロッドカバー１４側方向））へ傾斜するように弾性力を加えるようになっている。

そして、斜板３０が下端を中心として支持板３１に対して所定角度傾斜して、斜板３０の貫通孔３０ａがピストンロッド２２の外周と圧接すると、斜板３０がエアシリンダ１１の内側側面と係合してピストンロッド２２が左方向へ移動することを規制する。これにより、ピストンロッド２２が、ロック機構Ｒにより左方向へ移動することが規制されている。また、傾斜用スプリング３３により、斜板３０は傾斜するように弾性力が加えられているために、通常状態では、斜板３０が傾斜してピストンロッド２２をロックするように構成されている。

また、斜板３０には、Ｌ字状の手動解除レバー３４が図１において上端に突出形成されている。この手動解除レバー３４は、エアシリンダ１１の内側側面（シリンダ孔１３内）に形成された溝部３５に突出している。そして、この手動解除レバー３４を操作することにより、斜板３０の平面をピストンロッド２２に対して直交するように移動させることができる。すなわち、手動解除レバー３４を操作することにより、ピストンロッド２２のロックを手動で解除する（ピストンロッド２２を左右方向に移動可能にする）ことができる。

そして、エアシリンダ１１の側面には、加圧エアを供給する供給ポート２３〜２５が複数（本実施形態では３つ）設けられている。供給ポート２３〜２５のうち、一番左側の第１供給ポート２３は、ロッド側シリンダ室２０のうち、ロック機構Ｒより左側のシリンダ室（以下、ロッド側第１シリンダ室２０ａと示す）に加圧エアを供給するようになっている。

この第１供給ポート２３から加圧エアがロッド側第１シリンダ室２０ａ内に導入されると、ロッド側第１シリンダ室２０ａ内の空気圧が大きくなる。そして、斜板３０に加えられる傾斜用スプリング３３の弾性力及び斜板３０の自重等よりもロッド側第１シリンダ室２０ａ内の空気圧が大きくなった場合には、斜板３０が直立する方向へ移動する。これにより、斜板３０の貫通孔３０ａがピストンロッド２２と圧接しなくなり、ピストンロッド２２の左方向への移動規制が解除される。すなわち、ピストンロッド２２を左方向へ移動させる際には、第１供給ポート２３から加圧エアを導入してロッド側第１シリンダ室２０ａの空気圧を高くする一方、ピストンロッド２２をロックする際には、ロッド側第１シリンダ室２０ａの空気圧を低くすることとなる。

また、供給ポート２３〜２５のうち、左から２番目の第２供給ポート２４は、ロッド側シリンダ室２０のうち、ロック機構Ｒより右側のシリンダ室（以下、ロッド側第２シリンダ室２０ｂと示す）に加圧エアを供給するようになっている。また、供給ポート２３〜２５のうち、一番右側（左から３番目）の第３供給ポート２５は、ヘッド側シリンダ室２１に加圧エアを供給するようになっている。

第２供給ポート２４から加圧エアがロッド側第２シリンダ室２０ｂに導入されると、ロッド側第２シリンダ室２０ｂ内の空気圧が高まる。そして、ロッド側第２シリンダ室２０ｂ内の空気圧がヘッド側シリンダ室２１内の空気圧よりも所定の高さ分高くなると、ピストン１８がヘッドカバー１５側方向（図１において右方向）に移動する。一方、この第３供給ポート２５から加圧エアがヘッド側シリンダ室２１に導入されると、ヘッド側シリンダ室２１内の空気圧が高まる。そして、ヘッド側シリンダ室２１内の空気圧がロッド側第２シリンダ室２０ｂ内の空気圧よりも所定の高さ分高くなると、ピストン１８がロッドカバー１４側方向（図１において左方向）に移動する。

そして、このように構成されたエアシリンダ１１から突出するピストンロッド２２の端部には、後述するワーク把持爪３６が取り付けられる円柱状の取付部３７が固定されている。前記取付部３７は、その軸方向がピストンロッド２２の軸方向に沿うようにピストンロッド２２の先端に固定されている。また、取付部３７は、その軸心がピストンロッド２２の軸心と一致するように固定されている。また、取付部３７の直径は、ピストンロッド２２の直径と比較して小さく形成されている。

取付部３７の先端には、ワーク把持爪３６を、ピストンロッド２２の先端とで挟み込むように、加圧スプリング３８が挿入されている。そして、この加圧スプリング３８を収容するように、有底円筒形状のスプリング収容部３９が取付部３７に取り付けられている。スプリング収容部３９は、図１に示すようにその開口部がワーク把持爪３６に対向するように取付部３７に挿入されている。なお、スプリング収容部３９の軸方向（図１において左右方向）の長さは、加圧スプリング３８の軸方向の長さより短くなっている。このため、スプリング収容部３９に加圧スプリング３８を収容した際、軸方向に力が加えられていなければ、加圧スプリング３８は、スプリング収容部３９の開口部から突出する（はみ出す）ようになっている。

また、スプリング収容部３９の底部には、取付部３７の先端が突出することができるように貫通孔３９ａが形成されている。取付部３７の先端は、当該スプリング収容部３９の貫通孔３９ａを介してスプリング収容部３９の底部から突出しており、当該突出している箇所には、スプリング収容部３９の底部と係合する抜止防止部４０が固定されている。前記抜止防止部４０は、スプリング収容部３９の貫通孔３９ａの径よりも大きな径にて形成されており、抜止防止部４０が取付部３７の先端に固定されると、スプリング収容部３９の底部が抜止防止部４０と係合し、スプリング収容部３９及び加圧スプリング３８がピストンロッド２２から抜けでないようになっている。

次に、ワーク把持爪３６について説明する。
ワーク把持爪３６は、ピストンロッド２２を中心として対称となるように構成されている。ワーク把持爪３６は、ワークを把持する（又はワークを把持する把持部材が取り付けられる）一対の爪部４１と、爪部４１と接続部４３を繋ぐ一対のアーム部４２と、一対のアーム部４２を連結する接続部４３から構成されている。

前記接続部４３は、図１及び図２に示すように、取付部３７の軸方向（図１において左右方向）に沿って移動可能となるように、取付部３７に取り付けられている。その一方で、接続部４３は、ピストンロッド２２の先端と係合するように取り付けられている。すなわち、ピストンロッド２２の径は、取付部３７の径と比較して大きいため、接続部４３は、軸方向においてピストンロッド２２側へ（図１において右側へ）の移動が規制されている。また、ピストンロッド２２の先端と接触する側とは反対側の接続部４３には、加圧スプリング３８が接している。以上のように、接続部４３は、ピストンロッド２２の先端と加圧スプリング３８によって挟まれている。

そして、接続部４３の長手方向両端部には、それぞれアーム部４２の長手方向における一方の端部が回転可能に固定されている。アーム部４２の長手方向において、当該アーム部４２の他端には、爪部４１の長手方向における一方の端部が回転可能に固定されている。爪部４１の回転軸と、アーム部４２の回転軸は、互いに平行となっている。また、爪部４１の回転軸と、アーム部４２の回転軸は、ピストンロッド２２の軸方向に対して直交する角度となっている。また、ワーク把持爪３６の両側面（図３において左右側面）に対して板状の保持板４４が設けられている。すなわち、保持板４４は、爪部４１の回転軸と直交するように設けられている。爪部４１の長手方向略中央部は、前記保持板４４に対して回転可能に固定されている。なお、保持板４４は、エアシリンダ１１に固定されている。

そして、アーム部４２の長手方向の長さは、図２に示すように、アーム部４２と接続部４３が直線状に並んだとき（アーム部４２の長手方向と、接続部４３の長手方向が同じ方向となったとき）、アーム部４２と爪部４１との間の角度が略９０度となるように形成されている。従って、接続部４３が図１においてピストンロッド２２の軸方向に沿って右方向へ移動し、アーム部４２と爪部４１との間の角度が略９０度となると、爪部４１の間が狭くなるようにリンク機構が構成されている。その一方、接続部４３が、図２においてピストンロッド２２の軸方向に沿って左方向へ移動することにより、一対の爪部４１の間が広くなる（外側に開く）ようにリンク機構が構成されている。これにより、接続部４３をピストンロッド２２の作動方向（左右方向）に移動させることにより、ワーク把持爪３６にワークを把持することができる。なお、爪部４１の先端には、ワークの大きさや形状に合わせて、ワークを把持するための補助部材が取り付けられる場合もある。

次に、ワークを保持（把持）する際のロボットハンド１０の動きについて説明する。
図１に示すように、爪部４１間の距離が離れた状態で、ワークを所定の位置に配置する。そして、第２供給ポート２４から加圧エアをロッド側第２シリンダ室２０ｂに供給し、ピストンロッド２２を右方向へ移動させる（ピストンロッド２２をシリンダ孔１３内へ挿入させる）。

ピストンロッド２２をシリンダ孔１３内へ移動させると、それに伴い、加圧スプリング３８がスプリング収容部３９ごと抜止防止部４０に右方向へ押されてエアシリンダ１１側（右方向）へ移動する。すると、加圧スプリング３８は、取付部３７の軸方向に沿って移動可能に取り付けられている接続部４３に対して右方向へ押圧力を加えることとなる。接続部４３は、加圧スプリング３８により押圧力が加えられると、加圧スプリング３８に押されてピストンロッド２２と共に右方向へ移動することとなる。そして、接続部４３が、図１において軸方向に沿って右方向へ移動して、爪部４１とアーム部４２の角度が略９０度となり、リンク機構が作動し、爪部４１の間が狭くなる。この状態で、所定位置に配置されたワークは爪部４１により挟持され、把持されることとなる。

次に、ワークを把持していた際に、ロッド側第２シリンダ室２０ｂの加圧エアが漏れた場合について説明する。
ロッド側第２シリンダ室２０ｂの加圧エアが漏れると、ピストンロッド２２を挿入方向（右方向）へ向かわせる空気圧が無くなり、ピストンロッド２２が抜け出る方向（左方向）へ移動しようとする。そのとき、ロック機構Ｒが作動し、ピストンロッド２２の移動を規制する。これにより、ワーク把持爪３６にワークを把持させる。

ロック機構Ｒが作動する際、通常、ロック機構Ｒ自体にガタやバックラッシュが存在するため、ピストンロッド２２の移動を完全に規制することはできず、僅かに左方向へ移動することとなる。しかしながら、本実施形態では、ワーク把持爪３６の接続部４３は、ピストンロッド２２と一体移動するように固定されているわけではなく、加圧スプリング３８を介在させてピストンロッド２２と共に移動させている。このため、ピストンロッド２２が僅かに移動しても、加圧スプリング３８が接続部４３の位置を維持するように右方向へ押圧力を加える。従って、ワーク把持爪３６のワークを挟持する力は、バックラッシュにかかわらず、維持されることとなる。

以上詳述したように、本実施形態は、以下の効果を有する。
（１）エアシリンダ１１にピストンロッド２２が抜け出る方向（左方向）へ移動することを規制することができるロック機構Ｒを備えた。このため、ロッド側第２シリンダ室２０ｂの加圧エアが漏れ、ピストンロッド２２が抜け出る方向（左方向）へ移動しようとしても、ロック機構Ｒが作動し、ピストンロッド２２の移動を規制する。これにより、ロッド側第２シリンダ室２０ｂの加圧エアが漏れた場合であっても、ワーク把持爪３６にワークを挟持させることができる。また、ワーク把持爪３６の接続部４３は、加圧スプリング３８を介在させてピストンロッド２２により押圧される。このため、ロック機構Ｒ自体にガタやバックラッシュが存在して、ロック機構Ｒによる規制前にピストンロッド２２が僅かに移動しても、加圧スプリング３８が接続部４３の位置を維持するように右方向へ押圧力を加えることができる。すなわち、ワーク把持爪３６は、ワークを挟持する力を維持することができる。以上のことから、空気圧を失っても、ロボットハンド１０は、ワークを把持する把持力を維持することができる。

（２）ワーク把持爪３６は、ピストンロッド２２の移動方向において、加圧スプリング３８よりもエアシリンダ１１側に配置されている。すなわち、加圧スプリング３８が爪部４１の間に配置されている。このため、エアシリンダ１１内に加圧スプリング３８を設ける場合と比較してエアシリンダ１１の長手方向の長さを短くすることができる。

（第二実施形態）
次に、本発明を具体化した第二実施形態を説明する。なお、第一実施形態と同様の構成は、第一実施形態と同じ符号を付してその詳細な説明及び図面は省略又は簡略する。

図４に示すように、エアシリンダ１１の長手方向の長さは、第一実施形態と比較して長く形成されており、ロッドカバー１４は、シリンダ孔１３内に配置されている。
また、第二実施形態におけるスプリング収容部５１は、シリンダ孔１３の形状に合わせて形成されている。そして、スプリング収容部５１は、シリンダ孔１３に挿入されていると共に、接続部４３にその開口部が接続されており、接続部４３と一体的に移動するようになっている。また、スプリング収容部５１は、内部に加圧スプリング３８を収容している。また、スプリング収容部５１は、底部に貫通孔５１ａが形成されており、その貫通孔５１ａを介してピストンロッド２２の取付部３７が軸方向に沿って移動可能に挿入されている。加圧スプリング３８は、取付部３７に挿入されている。また、取付部３７の先端には押圧用フランジ部５２が形成されており、加圧スプリング３８の一端が圧接することができるようになっている。すなわち、加圧スプリング３８の一端を接続部４３側から押圧するようになっている。なお、加圧スプリング３８の他端は、スプリング収容部５１の底部と圧接するようになっている。

従って、ピストンロッド２２を右方向に移動させると、加圧スプリング３８を介してスプリング収容部５１及び接続部４３に右方向への押圧力が加わる。これにより、ワーク把持爪３６がワークを挟持するようになっている。なお、加圧エアがロッド側第２シリンダ室２０ｂから漏れた場合、ロック機構Ｒが設けられているため、左方向へのピストンロッド２２が第一実施形態と同様に規制される。その際、ロック機構Ｒのバックラッシュにより、ピストンロッド２２が僅かに移動したとしても、加圧スプリング３８を介在させて接続部４３に押圧力を加えているため、第一実施形態と同様に、ワークを把持させ続けることができる。

以上詳述したように、本実施形態は、第一実施形態の効果（１）に加えて、以下の効果を有する。
（３）加圧スプリング３８は、ピストンロッド２２の移動方向において、ワーク把持爪３６よりもエアシリンダ１１側に配置されている。すなわち、加圧スプリング３８がエアシリンダ１１内に配置されている。このため、加圧スプリング３８を爪部４１の間に設置する場合と比較してワークを把持する際に加圧スプリング３８が邪魔をせず、ワークを挟持させやすい。

（第三実施形態）
次に、本発明を具体化した第三実施形態を説明する。なお、第一実施形態と同様の構成は、第一実施形態と同じ符号を付してその詳細な説明及び図面は省略又は簡略する。また、本実施形態のワークは、筒形状のように凹状部分が設けられており、ロボットハンド１０は、凹状部分に両方の爪部４１を閉じた状態で配置して、爪部４１を広げることにより、ワークの内側からワークを把持するようになっている。

図５に示すように取付部３７には、加圧スプリング３８が挿入されており、加圧スプリング３８よりも取付部３７の先端側に接続部４３が取り付けられている。接続部４３は、スプリング収容部３９と一体構成されており、加圧スプリング３８を収容するようになっている。すなわち、加圧スプリング３８は、接続部４３よりもエアシリンダ１１側に配置されており、接続部４３とピストンロッド２２に挟まれるように配置されている。

また、取付部３７とピストンロッド２２との接続部分には、押圧用フランジ部５５が設けられており、加圧スプリング３８の一端をエアシリンダ１１側から押圧するようになっている。すなわち、加圧スプリング３８の右側（エアシリンダ１１側）に押圧用フランジ部５５が配置されている。

次に、ワークを把持する際のロボットハンド１０の動きについて説明する。
爪部４１間の距離が近づいた状態（爪部４１とアーム部４２の角度が略９０度の状態）で、ワークを所定の位置に配置する。そして、第３供給ポート２５から加圧エアをヘッド側シリンダ室２１に供給し、ピストンロッド２２を左方向へ移動させる（ピストンロッド２２をシリンダ孔１３から飛び出す方向へ移動させる）。

ピストンロッド２２をシリンダ孔１３外へ移動させると、それに伴い、押圧用フランジ部５５が加圧スプリング３８を図５において左方向へ移動する押圧力を加える。そして、加圧スプリング３８は、接続部４３を左方向へ押圧する。接続部４３は、加圧スプリング３８により押圧力が加えられると、加圧スプリング３８に押されてピストンロッド２２と共に左方向へ移動することとなる。そして、接続部４３が、軸方向に沿って左方向へ移動して、爪部４１が離れる（開く）こととなる。この状態で、所定位置に配置されたワークの内部に爪部４１が押しつけられ、把持されることとなる。

次に、ワークを把持していた際に、ヘッド側シリンダ室２１の加圧エアが漏れた場合について説明する。
ヘッド側シリンダ室２１の加圧エアが漏れると、ピストンロッド２２が抜け出る方向（左方向）へ向かわせる空気圧が無くなり、ピストンロッド２２が挿入する方向（右方向）へ移動しようとする。そのとき、ロック機構Ｒが作動し、ピストンロッド２２の移動を規制する。これにより、ワーク把持爪３６にワークを把持させる。なお、本実施形態のロック機構Ｒは、ピストンロッド２２が右方向へ移動する動きを規制するように構成されている。即ち、斜板３０が傾斜する方向が第一実施形態とは逆にして構成されている。

ロック機構Ｒが作動する際、通常、ロック機構Ｒ自体にガタやバックラッシュが存在するため、ピストンロッド２２の移動を完全に規制することはできず、僅かに右方向へ移動することとなる。しかしながら、本実施形態では、ワーク把持爪３６の接続部４３は、ピストンロッド２２と一体移動するように固定されているわけではなく、加圧スプリング３８を介在させてピストンロッド２２と共に移動させている。このため、ピストンロッド２２が僅かに移動しても、加圧スプリング３８が接続部４３の位置を維持するように左方向へ押圧力を加える。従って、ワーク把持爪３６のワークを挟持する力は、バックラッシュにかかわらず、維持されることとなる。

そして、本実施形態は、第一実施形態と同様の効果を有する。
（第四実施形態）
次に、本発明を具体化した第四実施形態を説明する。なお、第一実施形態と同様の構成は、第一実施形態と同じ符号を付してその詳細な説明及び図面は省略又は簡略する。

図６に示すように、一方の爪部は、エアシリンダ１１の開口部に固定されている。以下、エアシリンダ１１に固定された爪部６１を固定側爪部６１と示し、他方の爪部を移動側爪部６２と示す。また、エアシリンダ１１に固定された固定側爪部６１には、ピストンロッド２２が挿通する貫通孔６１ａが設けられている。他方の移動側爪部６２は、エアシリンダ１１に固定された固定側爪部６１に対してピストンロッド２２の軸方向に沿って移動可能に固定されている。また、移動側爪部６２には、ピストンロッド２２の先端に固定された取付部３７が挿通するための貫通孔６２ａが設けられている。

取付部３７は、移動側爪部６２の貫通孔６２ａから先端が突出しており、また、突出している部分に加圧スプリング３８が挿入されている。そして、加圧スプリング３８を覆うように円筒形状のスプリング収容部３９が備えられている。当該スプリング収容部３９は、取付部３７に固定されている。従って、ピストンロッド２２が右方向へ移動すると、加圧スプリング３８も右方向に移動して、圧縮されると共に、移動側爪部６２に対して右方向へ押圧力を加えることとなる。

次に、ワークを把持する際のロボットハンド１０の動きについて説明する。
図６に示すように、移動側爪部６２が固定側爪部６１から離れた状態で、ワークを所定の位置に配置する。そして、第２供給ポート２４から加圧エアをロッド側第２シリンダ室２０ｂに供給し、ピストンロッド２２を右方向へ移動させる（ピストンロッド２２をシリンダ孔１３内へ挿入させる）。

ピストンロッド２２をシリンダ孔１３内へ移動させると、それに伴い、加圧スプリング３８がスプリング収容部３９ごとエアシリンダ１１側（右方向）へ移動する。すると、加圧スプリング３８は、取付部３７の軸方向に沿って移動可能に取り付けられている移動側爪部６２に対して右方向へ押圧力を加えると共に、自ら圧縮されることとなる。移動側爪部６２は、加圧スプリング３８を介して押圧力が加えられると、加圧スプリング３８に押されてピストンロッド２２と共に右方向へ移動し、固定側爪部６１の間が狭くなる。これにより、所定位置に配置されたワークは移動側爪部６２及び固定側爪部６１により挟持され、把持されることとなる。

次に、ワークを把持していた際に、ロッド側第２シリンダ室２０ｂの加圧エアが漏れた場合について説明する。
ロッド側第２シリンダ室２０ｂの加圧エアが漏れると、ピストンロッド２２を挿入方向（右方向）へ向かわせる空気圧が無くなり、ピストンロッド２２が抜け出る方向（左方向）へ移動しようとする。そのとき、ロック機構Ｒが作動し、ピストンロッド２２の移動を規制する。これにより、移動側爪部６２及び固定側爪部６１にワークを把持させる。

ロック機構Ｒが作動する際、通常、ロック機構Ｒ自体にガタやバックラッシュが存在するため、ピストンロッド２２の移動を完全に規制することはできず、僅かに左方向へ移動することとなる。しかしながら、本実施形態では、移動側爪部６２は、ピストンロッド２２と一体移動するように固定されているわけではなく、加圧スプリング３８を介在させてピストンロッド２２と共に移動させている。このため、ピストンロッド２２が僅かに移動しても、加圧スプリング３８が移動側爪部６２の位置を維持するように右方向へ押圧力（弾性力）を加える。従って、移動側爪部６２及び固定側爪部６１のワークを挟持する力は、バックラッシュにかかわらず、維持されることとなる。

そして、本実施形態は、第一実施形態と同様の効果を有する。
尚、上記実施形態は、次のような別の実施形態（別例）にて具体化できる。
○上実施形態では、加圧スプリング３８を使用したが、弾性部材ならば、任意に変更しても良い。例えば、ゴムや、皿バネ、磁気バネなどでもよい。

○上記第一実施形態では、ヘッド側シリンダ室２１に加圧エアを供給できるように構成されていたが、供給できなくても良い。
○上記実施形態では、斜板式のロック機構Ｒを設けたが、ピストンロッド２２の移動を規制できるならば、ロック機構Ｒを任意に変更しても良い。

○上記第３〜第４実施形態において、加圧スプリング３８を、ピストン１８の移動方向において、ワーク把持爪３６よりもエアシリンダ１１側に配置してもよい。

ロボットハンド１０の側断面図。 ロボットハンド１０の側断面図。 ロボットハンド１０の正面図。 第二実施形態のロボットハンド１０の側断面図。 第三実施形態のロボットハンド１０の側断面図。 第四実施形態のロボットハンド１０の側断面図。

符号の説明

１０…ロボットハンド、１１…エアシリンダ、１２…シリンダケース、１３…シリンダ孔、１４…ロッドカバー、１５…ヘッドカバー、１８…ピストン、２２…ピストンロッド、３０…斜板、３６…ワーク把持爪（ワーク把持手段）、３８…加圧スプリング、４１，６１…爪部、４２…アーム部、４３…接続部、Ｒ…ロック機構。

Claims (7)

1. エアが導入されることにより、予め決められた方向にピストンを移動させるエアシリンダと、
   前記ピストンが移動方向とは逆方向に移動することを防止するロック機構と、
   一対の爪部を有し、予め決められた作動方向に沿って押圧されることにより前記爪部が接近してワークを把持するワーク把持手段と、を備え、
   前記ピストンは、前記ワーク把持手段の前記作動方向に沿って移動して、前記ワーク把持手段に対して弾性部材を介在して押圧するように構成されていることを特徴とするロボットハンド。
2. エアが導入されることにより、予め決められた方向にピストンを移動させるエアシリンダと、
   前記ピストンが移動方向とは逆方向に移動することを防止するロック機構と、
   一対の爪部を有し、予め決められた作動方向に沿って押圧されることにより前記爪部が離間してワークを把持するワーク把持手段と、を備え、
   前記ピストンは、前記ワーク把持手段の前記作動方向に沿って移動して、前記ワーク把持手段に対して弾性部材を介在して押圧するように構成されていることを特徴とするロボットハンド。
3. 前記ワーク把持手段は、所定方向に沿って押圧されることにより、一対の爪部が互いに接近するようなリンク機構を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のロボットハンド。
4. 前記ワーク把持手段は、一方の爪部はエアシリンダに固定され、他方の爪部はピストンに前記弾性部材を介して固定されており、前記ピストンが予め決められた作動方向に移動することにより、他方の爪部が一方の爪部に接近するように構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のロボットハンド。
5. 前記ワーク把持手段は、前記ピストンの移動方向において、前記弾性部材よりも前記エアシリンダ側に配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載のロボットハンド。
6. 前記弾性部材は、前記ピストンの移動方向において、前記ワーク把持手段よりも前記エアシリンダ側に配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載のロボットハンド。
7. ロック機構は、斜板が前記ピストンに対して傾斜することにより、前記ピストンのピストンロッドと圧接して前記ピストンの移動を規制する斜板式ロック機構であることを特徴とする請求項１〜請求項６のうちいずれか一項に記載のロボットハンド。

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