JP2016120532A - チャック装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異物流通阻止部材を目的に応じたものに容易に交換することができ、設備投資を抑制することができるチャック装置を提供する。
【解決手段】チャック装置１０は、駆動機構１２によって開閉動作する複数のフィンガ１４が配設される配設孔１６が形成されたチャックボディ１８と、フィンガ挿通孔１０６が形成された複数のカバー部２０とを備える。各カバー部２０は、チャックボディ１８に対して着脱可能に設けられることにより、目的に応じた異物流通阻止部材１１２が装着された別のカバー部２０に交換可能となっている。
【選択図】図３

Description

本発明は、開閉自在に設けられた複数の可動部を介してワークを把持するチャック装置に関する。

従来、ワークの把持、搬送等にエアチャック等のチャック装置が広汎に利用されている。チャック装置は、例えば、チャックボディ（ケーシング）内に２つの可動部（ガイドピン）を互いに反対向きに直線的に配設し、シリンダの作用下にこれら可動部を開閉することにより、各可動部に装着された爪によってワークを把持する（例えば、特許文献１参照）。そして、このようなチャック装置では、チャックボディの内壁面と可動部の外壁面との間にダストシール用のシール部材が配設されている。

特開昭５９−１６６４８４号公報

ところで、チャック装置は、様々な環境で使用されるものであって、前記シール部材は、使用環境に対応したものが用いられる。すなわち、例えば、粉塵が発生する環境であれば粉塵流入防止用のシール部材が用いられ、水等の液体を使用する環境であれば液体流入防止用のシール部材が用いられ、溶接環境であればスパッタ流入防止用（可動部に付着したスパッタを削ぎ落とす目的）のシール部材が用いられる。また、クリーン環境であれば、チャック装置の内部発塵を外部に流出させないために、発塵流出防止用のシール部材が用いられる。

このようなシール部材（異物流通阻止部材）は、通常、チャックボディに対して圧入、止め輪、又は接着等の方法により直接的に装着されるため交換が容易ではない。また、目的に応じて（異物の種類、大きさ、形状等に応じて）異物流通阻止部材の形状等も異なるため、例えば、粉塵流入防止用のシール部材が配置されていた箇所（環状溝等）に液体流入防止用のシール部材を装着することができないこともある。そのため、使用環境が変化すれば、目的に応じた異物流通阻止部材（異物に対応したシール部材）が組み込まれたチャック装置を新たに準備する必要があり、設備投資の増加を招くおそれがある。

本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、異物流通阻止部材を目的に応じたものに容易に交換することができ、設備投資を抑制することができるチャック装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るチャック装置は、開閉自在に設けられた複数の可動部を介してワークを把持するチャック装置であって、外部に開口して各前記可動部が配設される配設孔が形成されたチャックボディと、複数の前記可動部を開閉動作させる駆動手段と、各前記可動部が挿通する挿通孔が形成された複数のカバー部と、各前記挿通孔を構成する内壁面に装着されて前記配設孔及び前記外部の異物の流通を阻止する複数の異物流通阻止部材と、を備え、各前記カバー部は、前記チャックボディに対して着脱可能に設けられることにより、目的に応じた異物流通阻止部材が装着された別のカバー部に交換可能となっていることを特徴とする。

このような構成によれば、チャックボディからカバー部を取り外し、目的に応じた異物流通阻止部材が装着された別のカバー部を当該チャックボディに対して取り付けることができる。これにより、使用環境が変化したとしても、新たにチャック装置を準備する必要がなく、異物流通阻止部材を目的に応じたものに容易に交換することができるので、設備投資を抑制することができる。

上記のチャック装置において、前記カバー部と前記チャックボディとの間には、シール部材が設けられていてもよい。このような構成によれば、カバー部及びチャックボディの間における異物の流通を阻止することができる。

上記のチャック装置において、前記チャックボディには、流体が流通する所定の流体流路と前記配設孔とを連通する連通孔が形成されていてもよい。

このような構成によれば、例えば、流体流路を介してチャック装置の周囲の異物が存在しない空間に配設孔を大気開放することができる。これにより、流体流路を介して配設孔に異物が流入することを阻止しつつ複数の可動部を円滑に動作させることができる。また、例えば、流体流路を介して配設孔に空気等の流体を供給することにより、外部から配設孔への異物の流入をより効果的に阻止することができる。さらに、例えば、流体流路を介して配設孔の流体を吸引することにより、配設孔における内部発塵が外部に流出することを効果的に阻止することができる。

上記のチャック装置において、前記駆動手段は、前記チャックボディに設けられた筒状のシリンダ本体と、前記シリンダ本体内に摺動可能に配設されて流体圧の作用下に往復運動するピストンと、前記ピストンの往復運動を複数の前記可動部の開閉動作に変換するカム部と、を有していてもよい。このような構成によれば、簡易な構成で複数の可動部を開閉動作させることができる。

本発明によれば、チャックボディからカバー部を取り外し、目的に応じた異物流通阻止部材が装着された別のカバー部をチャックボディに対して取り付けることができるので、異物流通阻止部材を目的に応じたものに容易に交換することができ、設備投資を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係るチャック装置の平面図である。 前記チャック装置の正面図である。 前記チャック装置の開状態を示す縦断面図である。 カム部及びカム溝の構成を示す断面説明図である。 前記チャック装置の閉状態を示す縦断面図である。

以下、本発明に係るチャック装置について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

本実施形態に係るチャック装置１０は、開閉自在に設けられた複数のフィンガ１４を介してワークを把持、搬送等を行うためのものであって、エアにより駆動するエアチャック装置として構成されている。ただし、チャック装置１０は、電気により駆動する電動チャック装置として構成されていても構わない。

図１〜図３に示すように、チャック装置１０は、駆動機構（駆動手段）１２と、駆動機構１２の作用下に開閉動作する複数（本実施形態では３つ）のフィンガ（可動部）１４と、これらフィンガ１４が配設される配設孔１６が形成されたチャックボディ１８と、これらフィンガ１４に対応して設けられた複数のカバー部２０とを備えている。

駆動機構１２は、略円筒状のシリンダ本体２２と、シリンダ本体２２の一端側の開口部を閉塞するキャップ２４と、軸線方向に変位可能な状態でシリンダ本体２２内に摺動可能に配設されたピストン２６と、ピストン２６に設けられたピストンロッド２８と、ピストンロッド２８が挿通するロッド孔３０が形成されてシリンダ本体２２の他端側の開口部を閉塞するロッドカバー３２と、ピストンロッド２８に設けられたカム部３４とを有している。

シリンダ本体２２の外周面には、軸線方向に沿って延在した複数のセンサ溝３６が周方向に並んで形成されている。センサ溝３６には、ピストン２６の軸線方向の位置を検出する図示しない磁気センサが装着される。

また、シリンダ本体２２には、キャップ２４及びピストン２６の間に形成された第１シリンダ室３８に連通する第１ポート４０と、ピストン２６及びロッドカバー３２の間に形成された第２シリンダ室４２に連通する第２ポート４４と、チャックボディ１８に形成された連通孔４６を介して配設孔１６に連通する第３ポート４８とが形成されている。

第１ポート４０及び第２ポート４４には、ピストン２６を駆動するための圧縮流体（駆動流体）を供給又は排気するための図示しない配管（エアチューブ）が接続されている。第３ポート４８は、シリンダ本体２２の他端面に開口しており、図示しないシール部材によって連通孔４６に気密に連通している。

第３ポート４８には、所定の流体流路（エアチューブ）５２が接続されている。本実施形態では、配設孔１６は、流体流路５２、第３ポート４８、及び連通孔４６を介してチャック装置１０の周囲の異物が存在しない空間に連通（大気開放）している。

また、例えば、チャック装置１０を異物（粉塵、水等の液体、スパッタ等）が発生する環境で使用する場合には、流体流路５２を介して配設孔１６に空気等の流体を供給して加圧してもよい。これにより、外部から配設孔１６への異物の流入を効果的に抑えることができる。

さらに、例えば、チャック装置１０をクリーン環境で使用する場合には、流体流路５２を介して配設孔１６の流体を吸引（真空吸引）してもよい。これにより、配設孔１６における内部発塵の外部への流出を効果的に抑えることができる。

シリンダ本体２２は、位置決めピン５４によってチャックボディ１８に位置決めされた状態で、複数のねじ部材によりチャックボディ１８に取り付けられている。

キャップ２４の外周面とシリンダ本体２２の内周面との間には、シール部材６０が介設されている。キャップ２４は、シリンダ本体２２の内周面に形成された環状溝に装着されたＣ字状の止め輪６２によって一端側の移動が阻止されている。

ピストン２６の外周面には、環状のピストンパッキン６４と環状のマグネット６６とが溝を介して装着されている。マグネット６６の磁気は、上述した磁気センサにより検出される。ピストン２６には、ピストン２６及びピストンロッド２８を連結するピストンボルト６８が挿通する段付きのボルト挿通孔７０が形成されている。ピストンロッド２８の頭部とボルト挿通孔７０を構成する壁面との間にはシール部材７２が介設されている。ピストンボルト６８は、ピストンロッド２８の一端面に形成されたねじ穴７４に螺合する。

ロッドカバー３２は、チャックボディ１８に対して一体的に設けられている。ロッドカバー３２の外周面とシリンダ本体２２の内周面との間には、シール部材７６が介設されている。ロッド孔３０を構成する壁面には、環状のロッドパッキン７８が溝を介して装着されている。

カム部３４は、ピストンロッド２８の他端面に一体的に設けられており、ピストン２６の往復運動を３つのフィンガ１４の開閉動作に変換する。具体的には、図４に示すように、カム部３４は、ピストンロッド２８の軸線回りに等間隔（１２０°間隔）に配設された３つのフィンガ１４に接触する３つの係合部８０を有している。各係合部８０は、ピストンロッド２８の軸線から半径方向外方に向かって延在すると共に先端部が幅広に形成されており、その先端面８２がピストンロッド２８の半径方向外方に向かうに従ってロッドカバー３２側に傾斜している（図３参照）。

各フィンガ１４は、略円柱状に形成されており、ピストンロッド２８の径方向に沿って延在している。各フィンガ１４には、係合部８０の幅広の先端部が挿入されるカム溝８４が形成されており、カム溝８４の底面８６が係合部８０の先端面８２と同じ傾斜角度で傾斜した状態で当該先端面８２に接触している。各フィンガ１４の先端部には、ワークを把持する爪部８８（図３参照）が装着される。

図１から諒解されるように、チャックボディ１８は、カム部３４を収容して平面視で円形状に形成されたチャックボディ本体９０と、チャックボディ１８から３つのフィンガ１４に沿ってピストンロッド２８の半径方向外方に向けて突出した３つの突出部９２とを有している。

チャックボディ本体９０の一端側には、ロッドカバー３２が一体的に設けられている。チャックボディ本体９０には、３つのフィンガ１４に沿って延在した図示しない案内溝が形成され、その案内溝に各フィンガ１４の一部が挿入されることにより、フィンガ１４の回転が規制されることとなる。

チャックボディ本体９０には、その他端側の開口部を閉塞するエンドプレート１００が複数のねじ部材によって固定されている。エンドプレート１００の外周面とチャックボディ１８との間には環状のシール部材１０４が介設されている。各突出部９２は、正面視で矩形状に形成されており、その中央部分の開口部を介してフィンガ１４の先端側が外部に露出している。

各カバー部２０は、フィンガ１４が挿通するフィンガ挿通孔１０６が形成されており、突出部９２に対して複数（図２では４つ）のねじ部材１０８によって着脱可能に取り付けられている。カバー部２０と突出部９２との間には、シール部材１１０が気密又は液密に介設されている。

各カバー部２０には、フィンガ挿通孔１０６を介する配設孔１６及び外部の異物の流通を阻止する異物流通阻止部材１１２が装着されている。本実施形態では、カバー部２０は、目的に応じた異物流通阻止部材１１２が装着された別のカバー部２０に交換可能となっている。換言すれば、カバー部２０は、チャック装置１０の使用環境（異物の種類、大きさ、形状等）に応じて適切な異物流通阻止部材１１２が装着された別のカバー部２０に交換可能となっている。

本実施形態において、異物流通阻止部材１１２は、フィンガ挿通孔１０６を構成する内壁面に形成された第１環状溝１１４に装着された第１ダストシール部材１１６と、当該内壁面に形成された第２環状溝１１８に装着された第２ダストシール部材１２０とを含む。

第１ダストシール部材１１６は、第２ダストシール部材１２０よりもチャックボディ１８側に位置している。第１ダストシール部材１１６としては、例えば、潤滑剤が含浸されたルブリテーナが用いられる。

第２ダストシール部材１２０は、比較的大きな粉塵が発生する環境での使用であれば粉塵流入防止用のスクレーパが用いられ、比較的小さな粉塵が発生する環境での使用であれば乾式のルブリテーナが用いられる。また、水等の液体を使用する環境での使用であれば液体流入防止用のスクレーパが用いられ、溶接環境での使用であればスパッタ流入防止用（フィンガ１４に付着したスパッタを削ぎ落とす目的）のスクレーパが用いられる。さらに、クリーン環境での使用であれば配設孔１６における内部発塵の外部への流出を防止する発塵流出防止用のスクレーパが用いられる。

第１ダストシール部材１１６及び第２ダストシール部材１２０は、上述した例に限定されず、異物に応じて適宜選定される。

本実施形態に係るチャック装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。

本実施形態に係るチャック装置１０では、目的に応じた異物流通阻止部材１１２が装着されたカバー部２０をチャックボディ１８の突出部９２に対してねじ部材１０８により取り付けられる。すなわち、チャック装置１０を使用する環境に応じて異物に対応した異物流通阻止部材１１２が装着されたカバー部２０をチャックボディ１８に取り付ける。

この際、今回の使用環境とは異なる環境で使用されていたチャック装置１０を用いる場合（例えば、粉塵が発生する環境で使用されていたチャック装置１０を水が発生する環境で使用する場合）には、チャックボディ１８に装着されている各カバー部２０を取り外す。

そして、今回の使用環境に対応した異物流通阻止部材１１２（例えば、液体流入防止用のスクレーパとして構成された第１ダストシール部材１１６を含む異物流通阻止部材１１２）が装着された新たなカバー部２０を取り付ける。また、ワークに対応した爪部８８を各フィンガ１４に取り付ける。

ワークを把持する場合、先ず、第２ポート４４を大気開放した状態で第１ポート４０に圧縮流体を供給する。そうすると、流体圧の作用下にピストン２６がロッドカバー３２側に変位すると共にカム部３４がエンドプレート１００側に進行する。

これにより、カム部３４の係合部８０によって押圧された各フィンガ１４がピストンロッド２８の半径方向外方に沿って移動するため、３つの爪部８８の間隔が広がりチャック装置１０が開状態になる（図３参照）。なお、異物流通阻止部材１１２によって配設孔１６の気密性が高い場合であっても、フィンガ１４の動作時に配設孔１６は流体流路５２を介して大気開放しているので、フィンガ１４は円滑に動作する。

このとき、目的に応じた異物流通阻止部材１１２が装着されたカバー部２０をチャックボディ１８に取り付けているので、例えば、チャック装置１０をクリーン環境で使用する場合であっても、配設孔１６における内部発塵がフィンガ１４及びカバー部２０の間を介して外部に流出することはない。

次いで、ワーク及びチャック装置１０の相対位置を調整した状態で、第１ポート４０を大気開放すると共に第２ポート４４に圧縮流体を供給する。そうすると、圧縮流体の作用下にピストン２６がキャップ２４側に変位すると共にカム部３４がロッドカバー３２側に後退する。これにより、カム部３４の係合部８０によって各フィンガ１４が元の位置に向かって引き戻されるため、３つの爪部８８の間隔が狭くなると共にチャック装置１０が閉状態になりワークが爪部８８により把持される（図５参照）。

このとき、目的に応じた異物流通阻止部材１１２が装着されたカバー部２０をチャックボディ１８に取り付けているので、例えば、異物（粉塵、水等の液体、スパッタ等）が発生する環境で使用する場合であっても、フィンガ１４及びカバー部２０の間を介して外部から配設孔１６に異物が流入することはない。

なお、上述したように、第２ポート４４を大気開放した状態で第１ポート４０に圧縮流体を供給してチャック装置１０を開状態にすることにより、爪部８８により把持されたワークが開放される。

本実施形態によれば、チャックボディ１８からカバー部２０を取り外し、目的に応じた異物流通阻止部材１１２が装着された別のカバー部２０をチャックボディ１８に対して取り付けることができる。これにより、使用環境が変化したとしても、新たにチャック装置を準備する必要がなく、異物流通阻止部材１１２を目的に応じたものに容易に交換することができるので、設備投資を抑制することができる。また、カバー部２０と突出部９２との間にシール部材１１０を装着しているので、カバー部２０及び突出部９２の間における異物の流通を阻止することができる。

本実施形態では、流体流路５２を介してチャック装置１０の周囲の異物が存在しない空間に配設孔１６を大気開放することができる。これにより、流体流路５２を介して配設孔１６に異物が流入することを阻止しつつ複数のフィンガ１４を円滑に作動させることができる。

また、この流体流路５２を介して配設孔１６に空気等の流体を供給して配設孔１６の流体を加圧することにより、外部から配設孔１６への異物の流入をより効果的に阻止することができる。さらに、流体流路５２を介して配設孔１６の流体（空気）を吸引（真空吸引）することにより、配設孔１６における内部発塵が外部に流出することを効果的に阻止することができる。

本実施形態では、ピストン２６の往復運動をカム部３４によって複数のフィンガ１４の開閉動作に変換しているので、簡易な構成で複数のフィンガ１４を開閉動作することができる。

本実施形態に係るチャック装置１０は、上述した構成に限定されない。フィンガ１４の数は、３つに限定されることはなく、２つ又は４つ以上であってもよい。

本発明に係るチャック装置は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…チャック装置 １２…駆動機構（駆動手段）
１４…フィンガ（可動部） １６…配設孔
１８…チャックボディ ２０…カバー部
２２…シリンダ本体 ２６…ピストン
３４…カム部 ４０…第１ポート
４４…第２ポート ４６…連通孔
４８…第３ポート ５２…流体流路
１０６…フィンガ挿通孔 １１２…異物流通阻止部材
１１６…第１ダストシール部材 １２０…第２ダストシール部材

Claims (4)

1. 開閉自在に設けられた複数の可動部を介してワークを把持するチャック装置であって、
   外部に開口して各前記可動部が配設される配設孔が形成されたチャックボディと、
   複数の前記可動部を開閉動作させる駆動手段と、
   各前記可動部が挿通する挿通孔が形成された複数のカバー部と、
   各前記挿通孔を構成する内壁面に装着されて前記配設孔及び前記外部の異物の流通を阻止する複数の異物流通阻止部材と、を備え、
   各前記カバー部は、前記チャックボディに対して着脱可能に設けられることにより、目的に応じた異物流通阻止部材が装着された別のカバー部に交換可能となっていることを特徴とするチャック装置。
2. 請求項１記載のチャック装置において、
   前記カバー部と前記チャックボディとの間には、シール部材が設けられていることを特徴とするチャック装置。
3. 請求項１又は２に記載のチャック装置において、
   前記チャックボディには、流体が流通する所定の流体流路と前記配設孔とを連通する連通孔が形成されていることを特徴とするチャック装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のチャック装置において、
   前記駆動手段は、前記チャックボディに設けられた筒状のシリンダ本体と、
   前記シリンダ本体内に摺動可能に配設されて流体圧の作用下に往復運動するピストンと、
   前記ピストンの往復運動を複数の前記可動部の開閉動作に変換するカム部と、を有することを特徴とするチャック装置。

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