JP2009220244A - Rocking opening/closing chuck - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロボットハンドに取付けられてワークを把持したり、樹脂成形品取出し機の可動体に取付けられて樹脂成形品のランナを把持したりする揺動開閉チャックに関する。 The present invention relates to a swing opening / closing chuck that is attached to a robot hand and grips a workpiece, or is attached to a movable body of a resin molded product take-out machine and grips a runner of a resin molded product.
例えば特許文献1に示す揺動開閉チャックにあっては、チャックの閉動作を流体圧力によって行い、開動作をスプリングによって行うロボットハンド用揺動開閉チャックに於いて、ケーシングの内部に先端の断面形状がV形状のピストンを備え、前記ピストンの内部にガイドロッドとスプリングをピストンと同軸上で作用するよう配置し、尚且つピストンとガイドロッドにそれぞれ接触する接触部を設けた一対のフィンガーを備え、閉動作を流体圧力によってピストンのV部がフィンガーに接触しながら押し出されることによりフィンガー先端を閉方向へと動作させる事で行い、開動作を流体圧力の開放によって、ガイドロッドがスプリング力によりフィンガーと接触しながら押し出されることでフィンガー先端を開方向へと動作させるように構成される。
For example, in the swing opening / closing chuck shown in
しかし、上記揺動開閉チャックにあっては、フィンガーに対してピストンのV部を直接摺接してフィンガーを閉作動させる構成のため、両者間の摺動抵抗が大きくなると共に接触部が摩耗し易く、耐久性が悪かった。また、摺動抵抗に対抗する力でピストンを往復移動するため、高トルクの作動部材を使用する必要があり、チャック自体が大型化及び重量化する問題を有している。 However, in the above swing opening / closing chuck, the V portion of the piston is directly slidably contacted with the finger to close the finger, so that the sliding resistance between the two becomes large and the contact portion is easily worn. The durability was bad. In addition, since the piston is reciprocated with a force against the sliding resistance, it is necessary to use a high-torque operating member, which causes a problem that the chuck itself is increased in size and weight.
特に、樹脂成形品取出し機に装着されるチャックにあっては、成形品取出しサイクルを短縮すると共に一対の金型間に形成される狭小空間内に進入させて取出し動作を実行する必要から、チャックとして小型化及び軽量化が要求される。 In particular, in a chuck to be mounted on a resin molded product take-out machine, it is necessary to shorten the molded product take-out cycle and to enter the narrow space formed between a pair of molds to execute the take-out operation. As a result, downsizing and weight reduction are required.
更に、ピストンの非作動時には、一対のフィンガーを開放状態に保つため、ピストンに対してばねにより付勢されるガイドロッドを設けなければならず、ピストン構造が複雑化する問題を有している。また更に、フィンガーにピストンのV部を摺接させて該フィンガーを一段動作で開閉させる構造であるため、フィンガーに対する摺接抵抗を考慮して強固な把持力を得るには、把持トルク以上のトルクを有した作動部材を使用する必要がある。
解決しようとする問題点は、把持用フィンガーに対してピストンを直接接触させて開閉するため、両者間の摺動抵抗が増大して耐久性が悪くなる点にある。また、大きい摺動抵抗に抗して把持用フィンガーを強い把持力で開閉させるには、大型の流体圧作動部材を使用しなければならず、チャック自体が大型化する点にある。把持用フィンガーが一段動作で開閉するため、強い把持力が得られない点にある。 The problem to be solved is that the piston is brought into direct contact with the gripping fingers to open and close, so that the sliding resistance between them increases and the durability deteriorates. Further, in order to open and close the gripping fingers with a strong gripping force against a large sliding resistance, a large fluid pressure actuating member must be used, and the size of the chuck itself is increased. Since the gripping fingers are opened and closed in a single step, a strong gripping force cannot be obtained.
本発明は、先端部に把持部及び後端部に作動部を有し、中間部にて揺動可能に支持される一対の把持用フィンガーと、各把持用フィンガーを、把持部相互が離間する方向へ揺動する弾性部材と、先端側に傾斜角度が大きい第1傾斜部及び上記傾斜角度が小さい第2傾斜部が順に設けられたカム部材と、カム部材を移動する作動部材と、弾性部材により付勢された作動部によりカム部材の先端部に当接するボール部材とを備え、作動部材の作動に伴って移動するカム部材の第1傾斜部を摺接するボール部材により作動部を弾性部材の弾性力に抗して互いに離間する方向へ押圧して把持用フィンガーを、把持部によるワークの把持が可能な位置まで揺動した後に、続いて第2傾斜部を摺接するボール部材により作動部を更に互いに離間する方向へ押圧して把持用フィンガーを、把持部がワークを把持する位置へ揺動することを特徴とする。 The present invention has a gripping portion at the front end portion and an operation portion at the rear end portion, and the gripping portions are separated from each other by a pair of gripping fingers supported so as to be swingable at the intermediate portion. An elastic member that swings in the direction, a cam member provided with a first inclined portion having a large inclination angle and a second inclined portion having a small inclination angle on the distal end side, an operating member that moves the cam member, and an elastic member And a ball member that abuts on the tip of the cam member by the actuating portion biased by the actuating member. After pressing the gripping fingers against the elastic force in directions away from each other and swinging the gripping fingers to a position where the gripping portion can grip the workpiece, the operation portion is subsequently moved by the ball member slidably contacting the second inclined portion. Further away from each other The pressure and gripping fingers, the grip portion is characterized by swinging to a position for gripping the workpiece.
本発明は、把持用フィンガーに対する摺動抵抗を低減して耐久性を高めることができる。小型のピストンで高い把持力を得ることができ、チャック自体を小型化することができる。把持用フィンガーを多段動作で開閉することにより高い把持力を得ることができる。 The present invention can improve the durability by reducing the sliding resistance with respect to the gripping fingers. A high gripping force can be obtained with a small piston, and the chuck itself can be downsized. A high gripping force can be obtained by opening and closing the gripping fingers in a multistage operation.
本発明は、作動部材の作動に伴って移動するカム部材の第1傾斜部に摺接するボール部材により作動部を弾性部材の弾性力に抗して互いに離間する方向へ押圧して把持用フィンガーを、把持部によるワークの把持が可能な位置まで揺動した後に、続いてボール部材を第2傾斜部に摺接して作動部を更に互いに離間する方向へ押圧して把持用フィンガーを、把持部がワークを把持する位置へ揺動することを最良の形態とする。 According to the present invention, the gripping fingers are pressed by pressing the operating portions in directions away from each other against the elastic force of the elastic members by the ball members slidingly contacting the first inclined portions of the cam members that move with the operation of the operating members. Then, after swinging to a position where the workpiece can be gripped by the gripping portion, the ball member is then slidably brought into contact with the second inclined portion and the operating portion is further pressed away from each other so that the gripping finger The best mode is to swing to the position where the workpiece is gripped.
以下に実施形態を示す図に従って本発明を説明する。
図1及び3に示すように、揺動開閉チャック1のケーシング3前部には、一対の把持用フィンガー5が配置されている。各把持用フィンガー5は、先端部側に把持部5aが設けられると共に他端部側に作動部5bが設けられる。そして各把持用フィンガー5は、作動部5b寄りの中間部がケーシング3に取付けられた支持軸7に揺動するように軸支され、把持部5aが互いに近づく方向へ揺動された際に、各把持部5aの把持面が微小間隔をおいて相対させられる。
The present invention will be described below with reference to the drawings showing embodiments.
As shown in FIGS. 1 and 3, a pair of gripping
また、各把持用フィンガー5間には、圧縮ばね、ゴム等の弾性部材9が支持軸7より把持部5a寄りに装着され、該弾性部材9の弾性力により把持部5a相互を常に離間させる開放側、従って作動部5b相互を互いに近づく方向へ揺動するように付勢する。
An
ケーシング3の後部には、揺動開閉チャック1の中心軸線と一致する方向に軸線を有したエアーシリンダーや電動モータ等の作動部材11(図は、作動部材としてシリンダーを採用した例を示す。)が取付けられる。該作動部材11内には、ピストン13が摺動するように支持され、該ピストン13は、内蔵された圧縮ばね15により図2に示す軸線方向右側へ移動するように付勢される。また、把持用フィンガー5側のピストン13には、カム軸等のカム部材17が設けられる。該カム部材17としては、ピストン13に一体形成した構造、またはピストン13とは別部材のカム部材17をピストン13に固着した構造のいずれであってもよい。
An
上記カム部材17の先端部には、小径軸部17a、第1傾斜軸部17b及び第2傾斜軸部17cが先端から後方に向かって形成される。小径軸部17aは、所定の外径及び軸線長さに形成され、揺動開閉チャック1の非作動時には、後述する一対のボール部材19相互間に位置して支承する。第1傾斜軸部17aは、小径軸部17aとの境界から軸線方向に対して大きい角度で傾斜するように徐々に大径になりながら所定の軸線幅で延びる傾斜外周面に形成される。また、第2傾斜軸部17cは、第1傾斜軸部17bとの境界から軸線方向に対して小さい角度で傾斜するように徐々に大径になりながら第1傾斜軸部17bの軸線長さより長い軸線幅で延びる傾斜外周面に形成される。
A small-
図2に示す軸線方向右側へ移動した上記カム部材17の小径軸部17aと各把持用フィンガー5の作動部5bに応じたケーシング3には、軸線直交方向両側に延びるガイド凹部3aがそれぞれ形成され、各ガイド凹部3a内には、ボール部材19が軸線直交方向へそれぞれ移動可能に配置される。そして各ボール部材19は、弾性部材9の弾性力により互いに近づく方向に付勢された作動部5bによりカム部材17の小径軸部17aにそれぞれ当接するように押圧される。
In the
尚、一方の把持用フィンガー5の把持部5aには、近接スイッチ、マイクロスイッチ等の把持検知器21が取付けられ、各把持用フィンガー5が閉動作されてワークや、樹脂成形品のランナ(以下、これらを総称してワークWとする。)を把持した際に、電気信号を出力してワークWが把持されたことを検知する。
A
次に、上記のように構成された揺動開閉チャック1の作用を説明する。
ワークの非把持時においては、ピストン13は、圧縮ばね15の弾性力により図2に示す軸線方向右側へ移動されている。この状態において、一対の把持用フィンガー5は、弾性部材9の弾性力により支持軸7を中心に各把持部5aが互いに離間する方向へ揺動して開状態になっている。また、把持用フィンガー5の作動部5bは、上記弾性部材9の弾性力により互いに近づく方向へ揺動してボール部材19がカム部材17の小径軸部17aに圧接するように押圧している。
Next, the operation of the swing opening /
When the workpiece is not gripped, the
次に、各把持用フィンガー5の把持部5a間に位置するワークWを把持するには、把持部5a相互間にワークWが位置した状態で作動部材11の正圧室内に所要圧力の流体(空気、作動油)を供給してピストン13を、圧縮ばね15の弾性力に抗して一定の速度及びトルクで軸線方向左側へ移動させる。これによりボール部材19は、ピストン13と一体に移動するカム部材17の第1傾斜軸部17b及び第2傾斜軸部17cの順に摺接することにより軸線直交方向で、互いに離間する方向へ移動し、外周面に当接する作動部5bを互いに離間する方向へ移動させて各把持用フィンガー5を、弾性部材9の弾性力に抗して把持部5a相互が互いに近づく方向へ揺動させる。(図4参照)
Next, in order to grip the workpiece W positioned between the gripping
カム部材17に対するボール部材19の摺接初期においては、ボール部材19が摺接する第1傾斜軸部17bが、軸線方向に対して大きい角度で傾斜しているため、カム部材17の移動ストロークに対して各把持用フィンガー5を大きい揺動角度で揺動させる。このとき、第1傾斜軸部17bが軸線方向に対して大きい角度で傾斜しているため、ボール部材19の摺接抵抗が大きくなるが、ワークWに対して各把持用フィンガー5が非把持状態、従って無負荷状態であるため、作動部材11のトルクで各把持用フィンンガー5を短時間に大きい角度で揺動させることができる。
At the initial stage of sliding contact of the
そして図5に示すように、軸線方向左側に対するカム部材17の移動に伴ってボール部材19の摺接面が第1傾斜軸部17bから第2傾斜軸部17cに移ると、ボール部材19は、第2傾斜軸部17cに対する摺接に伴って、更に軸線直交方向外側へ移動して当接する作動部5bを外側へ押圧して各把持用フィンガー5を、弾性部材9の弾性力に抗して把持部5a相互が更に近づく方向へ揺動してワークWを把持させる。このとき、第1傾斜軸部17bに比べて軸線方向に対する第2傾斜軸部17cの傾斜角度が小さく、第2傾斜軸部17cに対するボール部材19の摺接抵抗が小さいため、各把持用フィンガー5を作動部材11のトルクで確実に揺動し、該トルクに応じた把持力でワークWを把持させる。
Then, as shown in FIG. 5, when the sliding contact surface of the
尚、各把持用フィンガー5によるワークWの把持を解除するには、作動部材11に対する流体の供給を中断して排出することによりピストン13を、圧縮ばね15の弾性力により図2に示す位置に戻す。これによりカム部材17の復動に伴って各ボール部材19が第2傾斜軸部17c、第1傾斜軸部17b及び小径軸部17aの順に摺接することにより軸線直交方向の互いに近づく方向へ移動し、作動部5bに対する押圧が解除される。そして各把持用フィンガー5を弾性部材9の弾性力により、把持部5a相互が離間する方向、従って作動部5a相互が近づく方向へ付勢されて揺動することによりワークWの把持を解除させる。
In order to release the gripping of the workpiece W by the gripping
本実施例は、ワークWを把持する際に、各把持用フィンガー5を、カム部材17の移動初期においては、第1傾斜軸部17bにより大きい揺動角度、その後においては第2傾斜軸部17cにより小さい揺動角度で揺動することにより作動部材11のトルクに応じた把持力でワークWを確実に把持することができる。また、低トルクの作動部材11であっても、該トルクに応じた把持力を得ることができ、装置自体を小型化及び軽量化することができる。
In this embodiment, when gripping the workpiece W, each
上記説明は、カム部材17の先端側に、軸線方向に対する傾斜角度が異なる第1傾斜軸部17b及び第2傾斜軸部17cを連続するように一体形成する構成としたが、図6に示すように先端側に幅が一定の平面部51a、軸線方向に対する傾斜角度が大きい第1カム面51b及び第1カム面51bに比べて軸線方向に対する傾斜角度が小さい第2カム面51cを順に連続して形成したカム板51によりカム部材を構成し、ピストン13に対して該カム板51を一体若しくは別体で設ける構成であってもよい。
In the above description, the first
該カム板51は、ピストン13の移動に伴って第1カム面51b及び第2カム面51cに摺接するボール部材19を異なる速度で移動して各把持用フィンガー5を揺動させることによりワーク把持に要する時間の短縮化を図りながら作動部材11のトルクに応じた所定の把持力でワークWを確実に把持することができる。
As the
1 揺動開閉チャック
3 ケーシング
5 把持用フィンガー
5a 把持部
5b 作動部
7 支持軸
9 弾性部材
11 作動部材
13 ピストン
15 圧縮ばね
17 カム部材
17a 小径軸部
17b 第1傾斜軸部
17c 第2傾斜軸部
19 ボール部材
DESCRIPTION OF
Claims (6)
各把持用フィンガーを、把持部相互が離間する方向へ揺動する弾性部材と、
先端側に傾斜角度が大きい第1傾斜部及び上記傾斜角度が小さい第2傾斜部が順に設けられたカム部材と、
カム部材を移動する作動部材と、
弾性部材により付勢された作動部によりカム部材の先端部に当接するボール部材と、
を備え、
作動部材の作動に伴って移動するカム部材の第1傾斜部を摺接するボール部材により作動部を弾性部材の弾性力に抗して互いに離間する方向へ押圧して把持用フィンガーを、把持部によるワークの把持が可能な位置まで揺動した後に、続いて第2傾斜部を摺接するボール部材により作動部を更に互いに離間する方向へ押圧して把持用フィンガーを、把持部がワークを把持する位置へ揺動する揺動開閉チャック。 A pair of gripping fingers having a gripping portion at the front end portion and an operating portion at the rear end portion and supported so as to be swingable at the intermediate portion;
An elastic member that swings each gripping finger in a direction in which the gripping portions are separated from each other;
A cam member in which a first inclined portion having a large inclination angle and a second inclined portion having a small inclination angle are sequentially provided on the distal end side;
An actuating member for moving the cam member;
A ball member that comes into contact with the tip of the cam member by the operating portion biased by the elastic member;
With
The gripping finger is moved by the gripping portion by pressing the operation portion in a direction away from each other against the elastic force of the elastic member by the ball member slidingly contacting the first inclined portion of the cam member moving with the operation of the operation member. Position where the gripping part grips the workpiece by swinging to a position where the workpiece can be gripped, and then pressing the operating part further away from each other by the ball member slidingly contacting the second inclined part. Swing open / close chuck that swings to the right.
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