JP3051714B2 - 開閉チャック - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、産業用ロボットの
アームに取り付けてワークの搬送に使用する開閉チャッ
クに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の開閉チャックとして、図８及び
図９に示すように、短柱状をしたチャックボディ１の先
端面に、ワークをチャックする複数のジョー部材２を放
射方向に開閉自在なるように配設し、これらのジョー部
材２をチャックボディ１に内蔵したエアシリンダ装置に
よって開閉するようにしたものは公知である。この開閉
チャックには、先端面の中央部に、ばね４で該先端面か
ら突出する方向に弾発されたプッシャ３が設けられてい
て、上記ジョー部材２によりチャックされて目的の場所
に搬送されたワークがその場所で解放されたとき、この
ワークを上記プッシャ３で押し出すようになっている。

【０００３】ところが、上記従来の開閉チャックは、プ
ッシャ３やそれを付勢するばね４等をチャックボディ１
の先端面に取り付けているため、構造が複雑で組み立て
やメンテナンスに手数がかかるという欠点があった。即
ち、チャックボディ１の先端面の複数のジョー部材２で
取り囲まれた狭い部分に、必要な孔径及び深さを持った
窪みやガイド等を加工し、それらに上記プッシャ３やば
ね４等の部材を組み込んだり、それらの部品を保持する
部材をねじで取り付けるなどの面倒な作業を行わなけれ
ばならない。しかも、プッシャ３を取り外したり交換し
たりする作業も簡単に行うことができない。

【０００４】また、上記従来例として示した開閉チャッ
クは、エアシリンダ装置のピストンロッドと各ジョー部
材２とを鉤形に折れ曲がったレバーを介して連結した構
成であるため、ピストンロッドをチャックボディ１の先
端面近くまで延設する必要がなく、従って該チャックボ
ディ１の先端面に、ある程度の孔径及び深さを持った窪
みを形成することが可能である。しかし、上記ピストン
ロッドと各ジョー部材とを、該ピストンロッドの先端に
放射状に形成したカムと各ジョー部材に形成したカム受
け溝とで連結した構成を持つチャックにおいては、上記
カムとの位置関係でチャックボディの先端面に深い窪み
を形成することが非常に困難である。このため、このよ
うなカム式の連結機構を持つ開閉チャックにおいては、
従来例のようにプッシャをチャックボディの先端面中央
部に埋め込み状態に取り付けることは困難である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の主たる技術的
課題は、エアシリンダ機構におけるピストンロッドと各
ジョー部材とを、該ピストンロッドの先端に放射状に形
成したカムと各ジョー部材に形成したカム受け溝とで連
結した構成を有する開閉チャックにおいて、ワークを押
し出すためのプッシャをチャックボディの先端面中央部
に簡単に取り付けられるようにすることにある。

【０００６】本発明の他の技術的課題は、上述した開閉
チャックにおいて、チャックボディに対するプッシャの
着脱を簡単化して組み立て作業及びメンテナンスを容易
にすることにある。

【０００７】本発明の更に他の技術的課題は、上述した
開閉チャックにおいて、防塵性を高めてジョー部材及び
プッシャの動作を確実ならしめることにある。

【０００８】本発明の更に他の技術的課題は、上述した
開閉チャックにおいて、ワークのチャック及び解放の動
作を簡単且つ確実に検出できるようにすることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の開閉チャックは、ワークをチャックするた
めのチャック本体と、該チャック本体に着脱自在のプッ
シャとによって構成されている。上記チャック本体は、
短柱状をしたチャックボディに、放射方向に開閉自在な
るように配設された複数のワークチャック用のジョー部
材と、これらのジョー部材を開閉させるエアシリンダ装
置と、該エアシリンダ装置におけるピストンの動作をジ
ョー部材の開閉動作に変換するカム式の連結機構と、チ
ャックボディの中央部を軸線方向に貫通するプッシュロ
ッド用摺動孔とを有し、該摺動孔は、上記ピストンに嵌
着されたピストンロッドの中央部を摺動自在なるように
貫通するパイプ部材により形成されていて、該パイプ部
材の先端の一部がチャックボディの先端面から外部に突
出している。一方、上記プッシャは、上記チャックボデ
ィの後端面に取り付けるためのロッドホルダと、該ロッ
ドホルダに基端部を前後進自在なるように支持されて上
記摺動孔内にチャックボディの後方から挿入された上記
プッシュロッドと、該プッシュロッドを前進させるため
に上記ロッドホルダに内蔵された押圧手段とからなって
いる。

【００１０】上記構成を有する開閉チャックによれば、
ピストンロッドと各ジョー部材とをカム式の連結機構で
連結した構成であるにも拘らず、プッシャをチャックボ
ディの先端面中央部に位置するように取り付けることが
できる。しかも、上記ロッドホルダとプッシュロッドと
押圧手段とを一つにまとめることによってプッシャが１
個の独立する部品として構成され、それがチャックボデ
ィに簡単に着脱できるようになっているため、開閉チャ
ックの組み立てやメンテナンスが非常に容易である。

【００１１】

【００１２】本発明において好ましくは、上記チャック
ボディの先端部に、各ジョー部材とチャックボディとの
摺動部分を覆うように柔軟性ある防塵カバーを被着する
ことである。この場合、上記防塵カバーからプッシュロ
ッドの先端部を突出させるに当っては、該プッシュロッ
ドが防塵カバーと直接擦り合わないないように、上記パ
イプ部材の先端を防塵カバーから密に露出させ、このパ
イプ部材を介してプッシュロッドを突出させることが望
ましい。また、各ジョー部材が外部に露出する放射孔の
周囲には、ジョー部材の開閉に伴う防塵カバーの放射方
向への伸縮を容易にするための襞を形成することが望ま
しい。

【００１３】本発明の具体的な構成態様によれば、上記
押圧手段が圧縮ばね又はエアシリンダ装置により構成さ
れる。

【００１４】本発明において好ましくは、ジョー部材開
閉用のエアシリンダ機構のピストンに永久磁石を取り付
けると共に、上記チャックボディの外側面にセンサ取付
溝を形成し、このセンサ取付溝に取り付けた磁気センサ
で上記永久磁石を検出することにより、ワークのチャッ
ク及び解放動作を検出可能とすることである。

【００１５】プッシャの押圧手段がエアシリンダ装置か
らなる場合は、この押圧手段のエアシリンダ機構にも上
記と同様の磁気検出機構を取り付けることにより、ワー
クの押し出し動作も同時に検出できるようにすることが
望ましい。

【発明の実施の形態】

【００１６】図１ないし図４は本発明に係る開閉チャッ
クの一実施例を示すもので、この開閉チャックは、ワー
クをチャックするためのチャック本体１１と、該チャッ
ク本体１１から解放されたワークをその位置に押し出す
ためのプッシャ１２とからなっている。

【００１７】上記チャック本体１１は、産業用ロボット
のアームに取り付けるための短円柱状をしたチャックボ
ディ１４を有し、このチャックボディ１４に、ワークを
チャックする３つのジョー部材１５と、これらのジョー
部材１５を開閉させるエアシリンダ装置１６と、該エア
シリンダ装置１６におけるピストン２３の動作をジョー
部材１５の開閉動作に変換するカム式の連結機構１７
と、チャックボディ１４の中央部を軸線方向に貫通する
プッシュロッド３８用の摺動孔１８とが設けられてい
る。

【００１８】上記各ジョー部材１５は、チャックボディ
１４の先端面と該先端面を塞ぐプレート１９とに放射状
に形成されたガイド溝２０内に、チャックボディ１４の
半径方向に移動自在なるように嵌合されている。これら
の各ジョー部材１５の内端部には傾斜するカム受溝３２
が形成され、また各ジョー部材１５の先端面には、ワー
クチャック用のアタッチメントを取り付けるための螺子
孔１５ａが設けられている。

【００１９】上記エアシリンダ装置１６は、チャックボ
ディ１４の内部のシリンダ孔内に該チャックボディ１４
の軸線方向に摺動自在に挿入された上記ピストン２３
と、該ピストン２３に連結されたピストンロッド２４と
を有し、チャックボディ１４の側面には、上記ピストン
２３の両側のヘッド室２５ａとロッド室２５ｂとに個別
に連通する２つのポート（図示せず）が開口している。

【００２０】上記ピストンロッド２４の先端は、ロッド
室２５ｂの端部の隔壁２８を貫通してカム室２９内に突
出し、この先端部外周に３つのカム３１が形成されてい
る。これらのカム３１は、上記各ジョー部材１５のカム
受溝３２と共に上述したカム式の連結機構１７を構成す
るもので、図５からも分かるように、上記ピストンロッ
ド２４の下端に等角度で放射方向に３つ形成され、各カ
ム３１が３つのジョー部材１５の一つとそれぞれ対応し
ている。これらのカム３１は、下方に行くほど次第にピ
ストンロッド２４に近づく方向に傾斜していて、それと
同じ方向に傾斜する上記カム受溝３２内に摺動自在なる
ように嵌合している。

【００２１】従って、上記ヘッド室２５ａ及びロッド室
２５ｂへの圧縮空気の給排によりピストン２３が動作し
て、ピストンロッド２４が図１に示す位置まで前進する
と、各カム３１がそれぞれジョー部材１５をチャックボ
ディ１４の半径方向外側に押し動かすため、３つのジョ
ー部材１５の間隔が広がり、ピストンロッド２４が後退
すると、カム受溝３２に係合している各カム３１がそれ
ぞれのジョー部材１５をチャックボディ１４の半径方向
内側に引き寄せるため、３つのジョー部材１５の間隔が
狭まることになり、これによって３つのジョー部材１５
の下面のチャック用アタッチメント間に、ワークをチャ
ックすることができる。

【００２２】また、上記摺動孔１８は、チャックボディ
１４に嵌着されたパイプ部材３５により形成されてい
る。該パイプ部材３５は、上記ピストン２３に貫通状態
に取り付けられたピストンロッド２４の中央部を、該ピ
ストンロッド２４が摺動状態で移動できるように貫通
し、先端３５ａがチャックボディ１４の先端面から外部
に突出している。

【００２３】一方、上記プッシャ１２は、上記チャック
ボディ１４の後端面に取り付けるためのフランジ状の取
付部３７ａを有する短円筒形のロッドホルダ３７と、該
ロッドホルダ３７に基端部を前後進自在なるように支持
された上記プッシュロッド３８と、該プッシュロッド３
８を前進方向に付勢する押圧手段としてのコイルばね３
９とからなっており、このコイルばね３９は、プッシュ
ロッド３８の基端部に取り付けられたばね座４０とロッ
ドホルダ３７の上面を塞ぐ天板３７ｂとの間に縮設され
ている。

【００２４】このプッシャ１２は、上記プッシュロッド
３８をチャックボディ１４の後方から摺動孔１８内に挿
入してロッドホルダ３７をチャックボディ１４の後端面
にボルト４１で固定することにより、チャック本体１１
に着脱自在に取り付けられており、このときプッシュロ
ッド３８の先端３８ａは、チャック本体１１から必要長
さだけ突出している。

【００２５】上記プッシャ１２は、各ジョー部材１５が
ワークをチャックするときプッシュロッド３８が該ワー
クに押されて後退し、コイルばね３９を圧縮する。そし
て、上記ワークが目的の場所に搬送されてジョー部材１
５から解放されると、プッシュロッド３８がコイルばね
３９の付勢力で該ワークをその場所に押し出す。

【００２６】上記プッシャ１２は、メンテナンス時や交
換時等にそれを取り外す必要がある場合には、ロッドホ
ルダ３７を固定してあるボルト４１を取り外し、プッシ
ュロッド３８を該チャックボディ１４の後方へ引き抜く
ことにより該チャック本体１１から取り外すことができ
る。

【００２７】このように上記プッシャ１２は、ロッドホ
ルダ３７とプッシュロッド３８とコイルばね３９とを一
つにまとめることによって１個の独立する部品として構
成され、それをチャックボディ１４に簡単に着脱できる
ようになっているため、開閉チャックの組み立てやメン
テナンス等が非常に容易である。

【００２８】上記開閉チャックはまた、ジョー部材１５
が開閉してワークをチャックし又は解放したことを検出
するための機構を備えている。この検出機構は、ジョー
部材１５の動きを直接検出するものではなく、ピストン
２３の動作位置を検出することによって間接的にジョー
部材１５の動きを検出するようにしたもので、次のよう
に構成されている。即ち、上記ピストン２３の外周面に
は位置検出用の永久磁石４５が取り付けられ、これに対
してチャックボディ１４の外側面には、上記永久磁石４
５を検出する磁気センサを取り付けるためのセンサ取付
溝４６ａ，４６ｂが、該チャックボディ１４の軸線方向
に長く形成され、このセンサ取付溝４６ａ，４６ｂに磁
気センサを取り付けることにより、ピストン２３の動作
位置を検出できるようになっている。上記センサ取付溝
４６ａ，４６ｂは、プッシャ１２におけるロッドホルダ
３７の取付部３７ａに達している。上記２つのセンサ取
付溝４６ａ，４６ｂは、それぞれ磁気センサを取り付け
ることにより、ピストン２３の位置を往復の両方におい
て検出することができ、いずれか１つのセンサ取付溝４
６ａ又は４６ｂに磁気センサを取り付けることにより、
ピストン２３の位置を往復何れか一方において検出する
ことができる。

【００２９】上述したように、ピストン２３の動作位置
を検出することによって間接的にジョー部材１５の動き
を検出する方法は、ジョー部材１５の動きを直接検出す
る方法に比べ、非常に有効である。即ち、開閉チャック
のチャックボディ１４は、配管接続用のポート２６ａ，
２６ｂを設けたり、ロボットアーム等に固定するための
取付孔等を設ける必要上、必然的にある程度大きな肉厚
を備えることになる。このため、該チャックボディ１４
の外周に上記センサ取付溝４６ａ，４６ｂを形成し、該
取付溝に設けた磁気センサでピストン２３の永久磁石４
５を検出するように構成することにより、該チャックボ
ディ１４の形態をピストン２３の位置検出のために有効
に利用することができる。例えば、小さな部品であるジ
ョー部材１５に永久磁石を取り付け、チャックボディ１
４の内部の狭いスペースに設けた磁気センサで該永久磁
石を検出する場合に比べ、簡単で合理的な設計とするこ
とができる。また、上記センサ取付溝４６ａ，４６ｂを
チャックボディ１４の軸方向に長く形成することができ
るため、磁気センサの取付位置を調整することによって
ピストン２３をそのストロークの全域において検出する
ことができる。

【００３０】上記チャックボディ１４の先端部には、上
記ジョー部材１５とチャックボディ１４との摺動部分を
覆うと共に、パイプ部材３５とピストンロッド２４との
摺動部分をも覆う、柔軟性ある防塵カバー５０が被着さ
れている。この防塵カバー５０は、合成ゴム等の伸縮性
のある素材によって浅いキャップ状に形成されたもの
で、チャックボディ１４の先端部からその先端面と側面
の一部を覆うように被着されている。この防塵カバー５
０には、各ジョー部材１５を外部に密に露出させるため
の複数の矩形状をした放射孔５１と、プッシュロッド３
８の先端部を外部に密に露出させるための中心孔５２と
が形成されており、上記各放射孔５１の周囲には、ジョ
ー部材１５の開閉に伴う防塵カバー５０の放射方向への
伸縮を容易にするための襞５３が形成されている。この
襞５３は、防塵カバー５０を内側へ折り曲げることによ
り形成されたもので、伸縮の度合いが最も大きい放射孔
５１と中心孔５２との間の部分５３ａで襞幅及び深さが
最大になっている。

【００３１】また、上記防塵カバー５０からプッシュロ
ッド３８の先端部を突出させるに当っては、該プッシュ
ロッド３８が防塵カバー５０と直接擦り合わないないよ
うにするため、摺動孔１８を形成するパイプ部材３５の
先端３５ａを中心孔５２から密に露出させ、このパイプ
部材３５を介してプッシュロッド３８を突出させてい
る。これにより、該防塵カバー５０がプッシュロッド３
８と直接擦り合うことによる摩耗や、摺動抵抗によるプ
ッシュロッド３８の動作不良等を確実に防止することが
できる。

【００３２】図６及び図７は、プッシャの第２実施例を
示すもので、この第２実施例のプッシャ１２Ａが上記第
１実施例のプッシャ１２と相違する点は、押圧手段がコ
イルばね３９の代わりにエアシリンダ装置６０で形成さ
れていることである。即ち、この第２実施例のプッシャ
１２Ａは、ロッドホルダ３７の内部にシリンダ孔６１を
有していて、このシリンダ孔６１内にピストン６２が摺
動自在に挿入され、このピストン６２にプッシュロッド
３８の基端部が連結されている。そして、上記ロッドホ
ルダ３７の上面には、上記ピストン６２の両側のヘッド
室６１ａとロッド室６１ｂとに連通するポート６３ａ，
６３ｂが形成されている。

【００３３】また、上記プッシュロッド３８によるワー
クの押し出し動作を検出できるようにするため、上記ピ
ストン６２の外周面には位置検出用の永久磁石６５が取
り付けられ、これに対してロッドホルダ３７の外側面に
は、磁気センサを取り付けるための２本のセンサ取付溝
６６ａ，６６ｂが軸線方向に長く形成され、これらのセ
ンサ取付溝６６ａ，６６ｂに磁気センサを取り付けるこ
とにより、上記ピストン６２の動作位置を検出できるよ
うになっている。この検出装置は、上記チャック本体１
１に設けた検出装置と実質的に同じ構成である。

【００３４】この第２実施例のプッシャ１２Ａは、プッ
シュロッド３８を後退させた状態でジョー部材１５によ
りワークをチャックすることができると共に、該ジョー
部材１５がチャックしたワークを解放するタイミングに
合わせてプッシュロッド３８を前進させることができる
ため、チャック時にプッシュロッド３８による押圧力が
ワークに作用することを嫌う場合に好適に使用すること
ができる。また、プッシュロッド３８を動作させるタイ
ミングをワークの種類や押し出し条件等に合わせて適正
且つ自由に設定できるという利点がある。

【００３５】なお、この第２実施例のプッシャ１２Ａ
は、上記第１実施例のプッシャ１２と共通のチャック本
体１１に使用することができる。

【００３６】

【発明の効果】上記構成を有する本発明の開閉チャック
によれば、プッシャをチャック本体から独立する部品に
構成して着脱自在とすると共に、その取り付け時にプッ
シュロッドがチャック部材を貫通して先端面中央部に突
出するようにしたので、チャック本体がピストンロッド
と各ジョー部材とをカム式の連結機構で連結した構成で
あっても、上記プッシャをチャックボディの先端面中央
部に位置するように簡単且つ確実に取り付けることがで
きる。しかも、上記プッシャが独立部品として構成され
てチャックボディに着脱自在であるため、その組み付け
や交換作業が容易で、開閉チャックの製造やメンテナン
スに便利である。また、ジョー部材とチャックボディと
の摺動部分を防塵カバーで覆って防塵性を高めることに
より、上記ジョー部材及びプッシャの動作を確実ならし
めることができ、更に、ワークのチャック及び解放の動
作を簡単且つ確実に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の開閉チャックの一実施例を示す縦断正
面図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】図１の底面を防塵カバーの一部を破断して示す
図である。

【図４】図１の分解図である。

【図５】ピストンロッドとジョー部材とを連結する連結
機構を、１つのカムとジョー部材とを分離して示す平面
図である。

【図６】プッシャの第２実施例を示す縦断面図である。

【図７】図６の平面図である。

【図８】従来の開閉チャックの側面図である。

【図９】図８の底面図である。

【符号の説明】

１１ チャック本体 １２ プッシャ １４ チャックボディ １５ ジョー部材 １６，６０ シリンダ装置 １７ 連結機構 １８ 摺動孔 ２３，６２ ピスト
ン ２４ ピストンロッド ３１ カム ３２ カム受溝 ３５ パイプ部材 ３５ａ 先端 ３７ ロッドホルダ ３８ プッシュロッド ３８ａ 先端 ３９ コイルばね ４５，６５ 永久磁
石 ４６ａ，４６ｂ，６６ａ，６６ｂ センサ取付溝 ５０ 防塵カバー ５１ 放射孔 ５２ 中心孔 ５３ 襞

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−238586（ＪＰ，Ａ) 実開 平７−24582（ＪＰ，Ｕ) 実開 平９−61（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−53836（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B25J 15/08

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】短柱状をしたチャックボディに、放射方向
   に開閉自在なるように配設された複数のワークチャック
   用のジョー部材と、これらのジョー部材を開閉させるエ
   アシリンダ装置と、該エアシリンダ装置におけるピスト
   ンの動作をジョー部材の開閉動作に変換する連結機構
   と、チャックボディの中央部を軸線方向に貫通するプッ
   シュロッド用摺動孔とを有し、上記連結機構は、上記ピ
   ストンから延びるピストンロッドの先端に各ジョー部材
   に対応させて放射状に形成された傾斜カムと、各ジョー
   部材に形成されて上記カムが摺動自在に係合する傾斜カ
   ム受け溝とで構成され、また上記摺動孔は、チャックボ
   ディ内に嵌着されたパイプ部材により形成されていて、
   該パイプ部材が、上記ピストンに取り付けられたピスト
   ンロッドの中央部を摺動可能なるように貫通し、先端の
   一部がチャックボディの先端面から外部に突出している
   チャック本体； 上記チャック本体に着脱自在に構成され、上記チャック
   ボディの後端面に取り付けるためのロッドホルダと、該
   ロッドホルダに基端部を前後進自在なるように支持され
   て上記摺動孔内にチャックボディの後方から挿入された
   上記プッシュロッドと、該プッシュロッドを前進させる
   ために上記ロッドホルダに内蔵された押圧手段とからな
   る、上記ジョー部材から解放されたワークを押し出すた
   めのプッシャ； を有することを特徴とする開閉チャック。
2. 【請求項２】請求項１に記載の開閉チャックにおいて、
   上記プッシャの押圧手段が圧縮ばねからなっていて、該
   圧縮ばねが上記プッシュロッドとロッドホルダとの間に
   縮設されていることを特徴とするもの。
3. 【請求項３】請求項１に記載の開閉チャックにおいて、
   上記プッシャの押圧手段がエアシリンダ装置からなって
   いて、該エアシリンダ装置のピストンに上記プッシュロ
   ッドが取り付けられていることを特徴とするもの。
4. 【請求項４】請求項１又は２に記載の開閉チャックにお
   いて、上記エアシリンダ機構におけるピストンに位置検
   出用の永久磁石が取り付けられると共に、上記チャック
   ボディの外側面に磁気センサ取付用のセンサ取付溝が形
   成されていることを特徴とするもの。
5. 【請求項５】請求項３に記載の開閉チャックにおいて、
   ジョー部材開閉用のエアシリンダ機構とプッシュロッド
   押圧用のエアシリンダ機構とにおける各々のピストンに
   位置検出用の永久磁石が取り付けられると共に、上記チ
   ャックボディ及びロッドホルダの外側面にそれぞれ、磁
   気センサ取付用のセンサ取付溝が形成されていることを
   特徴とするもの。
6. 【請求項６】請求項１ないし５の何れかに記載の開閉チ
   ャックにおいて、上記チャックボディの先端部に、上記
   ジョー部材とチャックボディとの摺動部分を覆う柔軟性
   ある防塵カバーが被着され、該防塵カバーは、各ジョー
   部材を外部に密に露出させるための放射孔と、上記パイ
   プ部材の先端を外部に密に露出させるための中心孔とを
   有し、上記各放射孔の周囲には、ジョー部材の開閉に伴
   う防塵カバーの放射方向への伸縮を容易にするための襞
   が形成されていることを特徴とするもの。