JP2509119B2 - 四つ爪チャックハンド - Google Patents

四つ爪チャックハンド

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JP2509119B2
JP2509119B2 JP32706891A JP32706891A JP2509119B2 JP 2509119 B2 JP2509119 B2 JP 2509119B2 JP 32706891 A JP32706891 A JP 32706891A JP 32706891 A JP32706891 A JP 32706891A JP 2509119 B2 JP2509119 B2 JP 2509119B2
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cross
chucks
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勤三 小宮山
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Kawashima Packaging Machinery Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ワークを四方から囲ん
で安定してチャックできる四つ爪チャックハンドに関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のロボットハンドは二つ爪
チャック構造が一般的であり、例えば、特開昭52−5
1661号がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】特開昭52−51661号のハンド装置
は、ロッドと爪をリンクで連結しており、爪に遊びが生
じてしまうとともに、チャック寸法・チャック力を微調
整できないので、饅頭等の柔かいものであって、種々の
大きさのものを凹まさないでチャックするには不向きで
あった。
【0005】本発明は、ワークを四方から囲んで安定し
てチャックでき、チャック寸法を正確に微調整でき、フ
ィンガーチャックがガタつくことがなくチャック力を微
妙に調整でき、柔らかい品物や挟圧力で容易に破損し易
いワークについても、良好にチャックでき、部品点数が
少なく組付けが容易な軽量・頑丈な簡素な構造をした四
つ爪チャックハンドを提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するための手段として、ロボットあるいはマニピュ
レータのツール取付けフランジFに固定される上部ブラ
ケット10の下面に固定されたエアシリンダ装置20の
ピストンロッド21aと、前記上部ブラケット10と一
体的な下部ブラケット30に枢支された四つのフィンガ
ーチャック40,・・・とが連結され、エアシリンダ装
置20の引退作動により四つのフィンガーチャック4
0,・・・が閉じてワークWを四方からチャックするよ
うに構成された四つ爪チャックハンドであって、前記下
部ブラケット30は、下面にフィンガーチャック40を
受け入れる十字溝30aを有し、該十字溝30aの四方
にフィンガーチャック40の上端40aを受け入れて該
フィンガーチャック40を揺動可能に回転中心ピン50
で連結されており、前記フィンガーチャック40は、前
記十字溝30aに受け入れられた上端40aより内方へ
一体に延在するフォークエンド部40bに嵌挿された揺
動作動ピン41を有し、前記十字溝30aに収容された
十字プレート60の四方端60aが、前記四つのフィン
ガーチャック40のフォークエンド部40bに挟嵌され
かつ十字プレート60の四方端60aに端面より横方向
に刻設されたピン係合溝60bに前記揺動作動ピン41
を摺動可能に収容係合されており、前記十字プレート6
0と前記ピストン21とが連結ロッド70を介して連結
されており、前記下部ブラケット30に螺設されたスト
ッパ80が前記十字プレート60の上面を当接停止する
ようになっていることを特徴とする四つ爪チャックハン
ドを提供するものである。
【0007】
【作用】エアシリンダ装置20が引退駆動すると、ピス
トンロッド21aが引退し、ピストンロッド21aに連
結されている十字プレート60を上昇する。すると、十
字プレート60により揺動作動ピン41が持ち上げら
れ、フィンガーチャック40が回転中心ピン50を回転
中心として内方へ揺動して、ワークWを四方よりチャッ
クする。エアシリンダ装置20が伸長駆動すると、ピス
トンロッド21aが伸長し、十字プレート60が下降さ
れ、フィンガーチャック40が外側へ揺動してワークW
のチャックを解除する。ワークWが均一かつ正確な寸法
であり、該ワークWを微小なチャック力で掴む必要があ
る場合、四つのフィンガーチャック40,・・・のチャ
ック寸法がワークWの寸法に対して例えば0.5mm小
さくなるように微調整する必要がある。このとき、スト
ッパ80を回すことにより十字プレート60の上昇停止
位置を微調整することができ、ワークWを小さな力で安
定して掴むことができる。
【0008】
【実施例】以下、本発明に係る四つ爪チャックハンドの
第一実施例を図1ないし図3を参照して説明する。この
四つ爪チャックハンドは、上部ブラケット10の下面に
ピストン21を下向きにして固定されたエアシリンダ装
置20の該ピストンロッド21aと、前記上部ブラケッ
ト10と一体的な下部ブラケット30に枢支された四つ
のフィンガーチャック40,・・・とが十字プレート6
0と連結ロッド70によって連結され、エアシリンダ装
置20の引退作動により四つのフィンガーチャック4
0,・・・が閉じてワークWを四方からチャックするよ
うに構成されている。特に、この四つ爪チャックハンド
は、下部ブラケット30の下面の十字溝30aの四方に
フィンガーチャック40の上端40aを受け入れて回転
中心ピン50で枢支され、十字溝30aに収容された十
字プレート60の四方端60a,・・・が、四つのフィ
ンガーチャック40,・・・のフォークエンド部40
b,・・・に挟嵌されかつ同四方端60a,・・・に刻
設されたピン係合溝60b,・・・に、フィンガーチャ
ック40のフォークエンド部40bに嵌挿された揺動作
動ピン41が摺嵌され、連結ロッド70により十字プレ
ート60とピストンロッド21aとが連結され、下部ブ
ラケット30のボス部に筒状ストッパ80が螺合され、
該筒状ストッパ80の下端が十字プレート60を上昇停
止することにより、チャック寸法が決められ、フィンガ
ーチャック40の下半分のチャック爪42が差し込み交
換可能に構成されている。
【0009】上部ブラケット10は、水平スカラーロボ
ットの第二アームAの先端に設けられた昇降自在かつ回
転自在な筒状な縦軸Tの下端に設けられたツール取付け
フランジFに、スタッドボルト・ナットB・Nにより離
隔固定されている。エアシリンダ装置20は、頭部側シ
リンダ室22aに高圧空気を供給することによりピスト
ンロッド21aが引退し、かつ底部側シリンダ室22b
に内蔵しているコイルばね23の付勢により復帰される
構造の単動形エアシリンダ装置が採用され(復動形エア
シリンダ装置でも良い)、筒状な縦軸Tに通される管C
を介して該縦軸Tの上端に設けられた回転管ジョイント
Jに接続され、さらにまた、回転管ジョイントJに接続
されホースHを介して図示しない電磁三方弁に接続さ
れ、さらに図示しないコンプレッサー等の高圧空気源に
接続されている。従って、エアシリンダ装置20は、高
圧空気源の高圧空気を頭部側シリンダ室22aに供給さ
れることにより、伸長作動(往動)するようになってお
り、電磁三方弁が切替え駆動されると、高圧空気の供給
が電磁三方弁で遮断されかつ頭部側シリンダ室22a内
の高圧空気の排出が電磁三方弁の空気放出ポートより放
出となって保障され、コイルばね23の付勢と重力の共
同作用によりピストンロッド21aが伸長作動(復動)
するようになっている。
【0010】下部ブラケット30は、円板部が四組のス
タッドボルト・ナットD・E,・・・を介して上部ブラ
ケット10と一体的に連結されている。そして、該下部
ブラケット30は、円板部30bの中央に開口を有しか
つ円板部30bの上面に開口を囲んで雌ねじを有するボ
ス部30cを備え、また円板部30bの下面より四個の
L字突起部30dが延設されて十字溝30aが形成さ
れ、該十字溝30a内に十字プレート60を受け入れる
とともに、該十字溝30aの四方端60aに四個のフィ
ンガーチャック40,・・・の上端40a,・・・を受
け入れて該L字突起部30dと該フィンガーチャック4
0を回転中心ピン50で連結されており、もって、下部
ブラケット30がフィンガーチャック40を揺動可能に
支持している。十字プレート60は、四方端60aの端
面より揺動作動ピン41が水平に入り込み中央方向へ摺
動できるように、該四方端60aの端面より凹設された
ピン係合溝60bを有し、上面中央部に雌ねじ部60c
を有する連結部が突設されている。
【0011】フィンガーチャック40は、前述のよう
に、上端を下部ブラケット30の十字溝30aに受け入
れられ回転中心ピン50で連結されていて、該上端40
aより内方へ一体に延在するフォークエンド部40bに
嵌挿された揺動作動ピン41を有し、フォークエンド部
40bに十字プレート60の対応する一端60aを挟嵌
し、揺動作動ピン41が、十字プレート60のピン係合
溝60bに摺嵌されている。該フィンガーチャック40
は、下部ブラケット30及び十字プレート60に連結ま
たは係合される上半分のフィンガー部43と、該フィン
ガー部43に継ぎ足した状態に連結されワークWをチャ
ックする下半分のチャック爪42とに分離可能に構成さ
れている。詳述すると、フィンガー部43とチャック爪
42は、フィンガー部43の継ぎ足し面43a(下端
面)より穿設された孔43bに差し込まれた結合ピン4
4に、チャック爪42の上部端面42aより穿設された
結合孔42bを合わせて、フィンガー部の継ぎ足し面4
3a(下端面)とチャック爪42の被継ぎ足し面42a
(上端面)が当接するまで、結合ピン44と結合孔42
bの差し込み嵌合が行われており、チャック爪42の上
部が、フィンガー部43の下端に形成された張出部43
cと、フィンガー部43の外側面43dに止めねじ45
で固定された結合ピン44と平行して下方へのびている
板ばね46とで挟持され、かつ板ばね46の下端に形成
された内向きの係止爪46aがチャック爪42の外側面
に形成された凹部42cに係合されている。従って、チ
ャック爪42は、引き抜き・差し込みによって交換でき
る。チャック爪42は、下半分がワークWの大きさに合
わせて所要に屈曲している。
【0012】連結ロッド70は、頭部の上端より穿設さ
れた雌ねじ70aにピストンロッド21a先端の雄ねじ
部21bが螺合され、かつ該螺合が、ピストンロッド2
1a先端の雄ねじ部21bに螺合されたロックナット7
1によって緊結されているとともに、雄ねじ部70bが
十字プレート60の雌ねじ部60cがばね座金72を挟
んで固く螺合されている。特に、ピストンロッド21a
先端の雄ねじ部21bと連結ロッド70の雄ねじ部70
bは、互いに逆ねじとなるように形成されていることに
よって、ピストンロッド21aと十字プレート60とが
連結ロッド70を介して上述した連結(実際の組付け)
が実現されている。すなわち、下部ブラケット30の中
央部の開口より連結ロッド70を通して連結ロッド70
の雌ねじ70aをピストンロッド21a先端の雄ねじ部
21bに合わせた後、十字プレート60を下部ブラケッ
ト30の十字溝30aに入れて十字プレート60の雌ね
じ部60cを連結ロッド70の雄ねじ部70bに合わ
せ、十字プレート60を持ち上げながら、連結ロッド7
0の頭部をスパナによって回していくことにより連結ロ
ッド70がピストンロッド21aと十字プレート60の
両方に同時に螺合していき、もって連結部の構造が部品
点数が少なく簡素になり、簡単・確実に組付けられてい
る。
【0013】筒状ストッパ80は、外面80aに雄ねじ
が形成され上端に六角形の鍔部80bを有する形状であ
り、下部ブラケット30のボス部30cの雌ねじに螺合
され、下部ブラケット30の十字溝30aに突出して十
字プレート60の上昇停止位置を規制するようになって
いる。筒状ストッパ80は、六角形の鍔部80bをスパ
ナで回すことにより、下端の十字溝30aより突出する
寸法を任意に設定することができる。従って、筒状スト
ッパ80をスパナで回すことによって、ピストン21と
十字プレート60との連結長さを変えることになく、エ
アシリンダ装置20のピストンロッド21aの引退停止
位置を極めて簡単に調整でき、もって、チャック寸法を
容易に微調整できるようになっている。
【0014】図4に示す四つ爪チャックハンドは、第一
実施例のワークWよりも大きいワークWをチャックでき
るチャック爪42’に交換した実施例を示す。図5に示
す四つ爪チャックハンドは、連結ロッド70とピストン
ロッド21aとの螺合連結状態が第一実施例とは逆転し
た状態、すなわち、連結ロッド70の頭部の上面に雄ね
じ部70a’が形成され、該雄ねじ部70a’でピスト
ンロッド21aの先端に形成された雌ねじ部21b’に
螺合されている実施例を示す。図6に示す四つ爪チャッ
クハンドは、連結ロッド70と十字プレート60との螺
合連結状態が第一実施例とは逆転した状態、すなわち、
連結ロッド70の下面より雌ねじ部70b’が形成され
該雌ねじ部70b’で十字プレート60に形成された雄
ねじ部60c’に螺合されている実施例を示す。なお、
図4ないし図6の実施例の他の構成部分は、第一実施例
と同一であるので、主要な符号を付して説明は省略す
る。その他、本発明の四つ爪チャックハンドは、上記実
施例に限定されるものでなく、上部ブラケット10が、
マニアル操作により駆動されるマニピュレータのツール
取付けフランジFに固定されている態様も含むものであ
る。
【0015】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の四つ
爪チャックハンドによれば、四方から囲むように四つ爪
でチャックするため、ワークを安定して掴むことができ
る。また本発明の四つ爪チャックハンドによれば、エア
シリンダ装置の引退作動の停止位置を簡単に微調整で
き、もってチャック寸法を正確に微調整でき、またリン
ク方式を採用していないので、フィンガーチャックがガ
タつかないから、チャック力を微妙に調整できることに
なり、柔らかい品物や挟圧力で容易に破損し易いワーク
についても、良好にチャックできる。さらに、本発明の
四つ爪チャックハンドによれば、四つ爪チャック方式に
なるにも関わらずリンク方式を採用しておらず、下部ブ
ラケットの十字溝に十字プレートを収容し十字プレート
の四方端とフィンガーチャックを係合させた構成である
から、部品点数が少なく組付けが容易な軽量・頑丈な簡
素な構造が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る四つ爪チャックハンドの
ワークをチャックした時の要部縦断正面図。
【図2】図1のワークをチャック解除した時の要部縦断
正面図。
【図3】図1における IIIーIII 断面図。
【図4】図1のよりも大きいワークをチャックできるチ
ャック爪に交換した時の要部縦断正面図。
【図5】図1の連結ロッドとピストンロッドとの螺合連
結状態が逆転した状態の要部縦断正面図。
【図6】図1の連結ロッドと十字プレートとの螺合連結
状態が逆転した状態の要部縦断正面図。
【符号の説明】
F フランジ W ワーク 10 上部ブラケット 20 エアシリンダ装置 21a ピストンロッド 30 下部ブラケット 30a 十字溝 40 フィンガーチャック 40a 上端 40b フォークエンド部 41 揺動作動ピン 50 回転中心ピン 60 十字プレート 60a 四方端 60b ピン係合溝 70 連結ロッド 80 ストッパ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロボットあるいはマニピュレータのツー
    ル取付けフランジに固定される上部ブラケットの下面に
    固定されたエアシリンダ装置のピストンロッドと、前記
    上部ブラケットと一体的な下部ブラケットに枢支された
    四つのフィンガーチャックとが連結され、エアシリンダ
    装置の引退作動により四つのフィンガーチャックが閉じ
    てワークを四方からチャックするように構成された四つ
    爪チャックハンドであって、前記下部ブラケットは、下
    面にフィンガーチャックを受け入れる十字溝を有し、該
    十字溝の四方にフィンガーチャックの上端を受け入れて
    該フィンガーチャックを揺動可能に回転中心ピンで連結
    されており、前記フィンガーチャックは、前記十字溝に
    受け入れられた上端より内方へ一体に延在するフォーク
    エンド部に嵌挿された揺動作動ピンを有し、前記十字溝
    に収容された十字プレートの四方端が、前記四つのフィ
    ンガーチャックのフォークエンド部に挟嵌されかつ十字
    プレートの四方端に端面より横方向に刻設されたピン係
    合溝に前記揺動作動ピンを摺動可能に収容係合されてお
    り、前記十字プレートと前記ピストンとが連結ロッドを
    介して連結されており、前記下部ブラケットに螺設され
    たストッパが前記十字プレートの上面を当接停止するよ
    うになっていることを特徴とする四つ爪チャックハン
    ド。
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CN104760053A (zh) * 2015-04-10 2015-07-08 聊城大学 一种四爪夹持机械手机构
CN110371697B (zh) * 2019-08-09 2024-03-15 河南宾康智能装备有限公司 一种码砖机用定位式可快速更换卡头
CN115674235A (zh) * 2022-06-22 2023-02-03 上海智药科技有限公司 夹爪及带有该夹爪的夹取装置、移动机器人

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