JP4348656B2 - 非同期平行開閉形チャック - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２爪の平行開閉形チャックにおける一方の把持部材の閉位置を基準として対象物を位置決めして把持できるようにした非同期平行開閉形チャックに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空気圧により直線的に平行開閉する一対の把持部材によって把持対象物を把持するエアチャックとしては、チャックボディに内蔵されたエアシリンダ機構のピストンの駆動により動作するロッドと、対象物を把持する一対の把持部材と、把持部材を直線的に移動させて平行開閉させる案内部材と、ロッドの動作を一対の把持部材の開閉動作に変換する一対のＬ字状のレバーとを備えたものが一般的である。
【０００３】
この種のエアチャックは、ピストンの駆動によりロッドが動作すると、一対のレバーが互いに一定角度回転し、それにより、一対の把持部材が同期して開閉し、それらの把持部材間の中央で把持対象物を把持するものであり、これに対して、一対の把持部材のそれぞれを個別的に駆動し、非同期でそれらの把持部材を開閉させるようにした非同期形のチャックも公知である。この種のチャックは、一方の把持部材によって把持対象物の把持位置の位置決めを行なった後、他方の把持部材を移動させて対象物を把持するもので、対象物を所定の位置に正確且つ確実に把持することが可能なものである。
【０００４】
この非同期形のチャックは、前述した把持部材が同期駆動されるチャックと多くの共通する構造を有しながら、それとまったく個別的に設計、製造されるのが通例であり、そのため、製造コストが高くなり、また、把持部材の駆動力に差をもたせると同時に、非同期に駆動する必要があるため、駆動部分の構造が複雑化し、しかも、同期して平行開閉するチャックとの間で部品の互換性に乏しく、この点でもチャック製造コストを高めていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題を解消するためになされたもので、その技術的課題は、基本的には、把持部材が同期して開閉するチャックの部品を可及的にそのまま使用できるようにした非同期平行開閉形チャックを提供することにある。
また、本発明の他の技術的課題は、二つの把持部材を異なる駆動力で開閉動作させるシリンダを同径にして、この点でも可及的に部品の共通化をはかれるようにした、非同期平行開閉形チャックを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の非同期平行開閉形チャックは、把持対象物を把持するための一対の平行開閉する把持部材と、これらの把持部材を平行開閉するように案内する案内部材と、上記一対の把持部材と駆動用のシリンダ機構との間にあって、そのシリンダ機構の動作を各把持部材の開閉動作に変換する二つのレバーを設けた平行開閉形チャックにおいて、上記シリンダ機構は、チャックボディ内に並設した二つのシリンダと、それらの各シリンダ内に摺動自在に嵌装され、シリンダ内への圧縮空気の給排により相互に平行な軸方向の同じ向きに駆動されて、上記レバーのそれぞれを駆動する各二つのピストン及びピストンロッドとを備え、且つ、併設した上記二つのピストンに、把持部材の閉動作時に一方のピストンロッドから把持部材に作用する操作力を他方の把持部材に作用する操作力に比べて大きくする受圧面積差を持たせると共に、上記操作力が大きい一方のピストンロッドによる把持部材の閉動作を他方の把持部材の閉動作よりも早期に完了するための時差給気手段を設け、それにより把持対象物の把持位置を設定するものであり、上記時差給気手段として、上記一方の把持部材を閉動作させるピストンの受圧面積が大きい方のシリンダに、把持部材の閉動作時に圧縮空気を給気し、把持部材の開動作時に圧縮空気を排気する給排口を設け、そのシリンダから他方の把持部材を閉動作させるための隣接するシリンダに給排気する流路を、両シリンダ間の貫通孔により形成し、該流路に絞りを設けたことを特徴とするものである。
上記チャックにおいては、一方のピストンロッドから把持部材に作用する操作力を他方の把持部材に作用する操作力に比べて大きくする二つのピストンの受圧面積差を、二つのピストンを同径にし、ピストンロッドに径差を持たせることにより生じさせたものとするのが有効である。
【０００８】
また、本発明においては、把持部材に作用する操作力を他方に比べて大きくした一方のピストンに、閉動作時のストロークを調整する調整手段を設けることができる。
【０００９】
上記構成を有する非同期平行開閉形チャックにおいては、操作力の大きい方の把持部材のシリンダに圧縮空気を供給してその把持部材を閉動作させ、把持対象物に対する把持位置を決定し、その際、該シリンダから他方の把持部材のシリンダに時差給気手段を構成する絞りのある流路を介して圧縮空気が供給されて、その把持部材が駆動されることにより、操作力の大きい把持部材の閉位置を基準として対象物が把持される。
このチャックは、一対の把持部材、これらの把持部材を平行開閉するように案内する案内部材、シリンダ機構の動作を各把持部材の開閉動作に変換する二つのレバー等の各種部品は、把持部材が同期して開閉するチャックの部品をそのまま使用できるため、同期形のチャックとの間で部品の共通化をはかり、部品の互換性を高めることができ、これにより、チャック全体の製造のコストを従来より著しく抑えることができる。
また、二つの把持部材を異なる駆動力で開閉動作させるシリンダを同径にすることにより、シリンダ機構内で共通の部品を使用することができる部分が増えるため、一層の部品の共通化をはかり、部品点数少なくすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１乃至図３は、本発明に係る非同期平行開閉形チャックの第１実施例を示すもので、この実施例のチャックは、シリンダ機構が内蔵されたチャックボディ１と、把持対象物を把持するための一対の平行開閉する把持部材５ａ，５ｂと、これらの把持部材５ａ，５ｂを平行開閉するように案内する案内部材８と、上記一対の把持部材５ａ，５ｂと駆動用のシリンダ機構との間にあって、そのシリンダ機構の動作を各把持部材５ａ，５ｂの開閉動作に変換する二つのレバー７ａ，７ｂとを備えている。
上記把持部材５ａ，５ｂや、案内部材８、レバー７ａ，７ｂ等の部品は、把持部材が同期して駆動する同期開閉形チャックで一般的に使用される部品と同形のものが共通部品として使用されている。
【００１１】
上記シリンダ機構は、チャックボディ１内に並設した、互いに同径の二つのシリンダ２ａ，２ｂと、それらの各シリンダ２ａ，２ｂ内に摺動自在に嵌装され、シリンダ２ａ，２ｂ内への圧縮空気の給排により相互に平行な軸方向に駆動されて、上記レバー７ａ，７ｂのそれぞれを駆動する、互いに同径の二つのピストン３ａ，３ｂ、及び各ピストン３ａ，３ｂにそれぞれ設けられたピストンロッド４ａ，４ｂとを備えている。
また、上記チャックボディ１の端部には、各シリンダ２ａ，２ｂの一端側を気密に塞ぐエンド部材６ａ，６ｂが取付けられている。
なお、ピストン３ｂには、位置検出用の永久磁石１５が取付けられていて、チャックボディ１の外側面に取付けられる磁気センサ（図示せず）によってピストン３ｂの動作位置を検出することができる。
【００１２】
上記各ピスロンロッド４ａ，４ｂは、ピスロンロッド４ａがレバー７ａを介して把持部材５ａと、ピストンロッド４ｂがレバー７ｂを介して把持部材５ｂとそれぞれ連動し、ピストン３ａ，３ｂを駆動することにより、把持部材５ａ，５ｂにそれぞれ操作力を作用させて、把持部材５ａ，５ｂをこれらピストンロッド４ａ，４ｂの軸線と直交する方向に開閉動作させるものである。
ピストン３ａ，３ｂは、それらが図１及び図３において上動することにより把持部材５ａ，５ｂが閉動作を行ない、逆に、ピストン３ａ，３ｂが下動することにより把持部材５ａ，５ｂが開動作を行なうものである。
【００１３】
これらのピストンロッド４ａ，４ｂは、図１及び図２からわかるように、ピストンロッド４ｂの方が、ピストンロッド４ａよりもその直径が大きく形成されていて、ピストンロッド４ａ，４ｂの径差によって両ピストン３ａ，３ｂに受圧面積差を生じさせ、把持部材５ａと把持部材５ｂとの間で閉動作のための駆動力に差をもたせるようにしている。即ち、ピストン３ａの駆動によってピストンロッド４ａに生じる操作力を、ピストン３ｂからに生じる操作力に比べて大きくすることにより、把持部材５ａに作用する操作力を把持部材５ｂに作用する操作力より大きくして、把持部材５ａの駆動力により把持位置の位置決めを行なえるようにしている。なお、他の手段によって両ピストン３ａ，３ｂに受圧面積差を付与することもできる。
【００１４】
また、上記チャックボディ１の側面には、上記ピストン３ａのピストンロッド側に連通して、シリンダ２ａ，２ｂにピストン３ａ，３ｂをヘッド側に駆動するための圧縮空気を供給するポート１０と、ピストン３ｂのヘッド側に連通して、シリンダ２ａ，２ｂにピストン３ａ，３ｂをロッド側に駆動するための圧縮空気を供給するポート１１とがそれぞれ開口している。
さらに、チャックボディ１内のシリンダ２ａとシリンダ２ｂとの間には、ピストン３ａ、３ｂのロッド側を連通させるロッド側流路１２と、ピストン３ａ、３ｂのヘッド側を連通させるヘッド側流路１３がそれぞれ設けられていて、上記ポート１０から給排気される圧縮空気は、シリンダ２ａとシリンダ２ｂとの間をロッド側流路１２を通じて流通し、上記ポート１１から給排気される圧縮空気は、シリンダ２ａとシリンダ２ｂとの間をヘッド側流路１３を通じて流通する。
【００１５】
上記ロッド側流路１２は、把持部材５ａの閉動作を把持部材５ｂの閉動作よりも早期に完了するための時差給気手段を構成する絞りが設けられていて、シリンダ２ｂへの圧縮空気の流入量を遅延させるようにしている。このように、シリンダ２ａとシリンダ２ｂとの間で圧縮流体の流入量を調整することにより、ピストン３ａの上動が完了した後、ピストン３ｂの上動を遅れて完了させて、把持部材５ａの閉動作が把持部材５ｂの閉動作よりも早期に完了するようにしている。
【００１６】
上記エンド部材６ａ，６ｂのうち、シリンダ２ａを塞ぐエンド部材６ａには、ピストンストローク調整用の調整手段を設けている。この調整手段は、上記エンド部材６ａの中央部に穿設したねじ孔１４ａに、エンド部材６ａを貫通して上記ピストン３ａのヘッド側に当接するねじ杆１４ｂを螺挿し、ロックナット１４ｃで固定することにより構成したもので、ねじ杆１４ｂの螺動によりピストン３ａのストローク長を調整し、把持部材５ａの閉動作位置、即ち把持位置を設定することができる。
【００１７】
上記チャックボディ１の下部には、凹部１６が形成されていて、該凹部１６内に、上記ピストンロッド４ａ，４ｂの先端を導出配置せしめると共に、それらの間に一対の略Ｌ字状のレバー７ａ，７ｂを配設している。
上記レバー７ａ，７ｂは、その中間部がチャックボディ１に軸１７ａ，１７ｂによってそれぞれ回転自在に枢支され、各レバー７ａ，７ｂの基端に設けた凹状の切込１８ａ，１８ｂに、上記ピストンロッド４ａ，４ｂの各先端を貫通する駆動ピン１９ａ，１９ｂをそれぞれ嵌入係止させて、ピストンロッド４ａ，４ｂの駆動により、各把持部材５ａ，５ｂの係合孔２０ａ，２０ｂのそれぞれに係合するレバー７ａ，７ｂの先端部２１ａ，２１ｂが一定範囲内で角度回動するようにしている。
【００１８】
さらに、上記チャックボディ１には、上記凹部１６を塞ぐように、ブロック状の案内部材８が固定され、該案内部材８の下面に、把持部材５ａ，５ｂの摺動方向に沿う凹溝９が設けられていて、該凹溝９の内側面間に上記把持部材５ａ，５ｂが転動部材２６により直線的に摺動自在にそれぞれ保持されている。
上記レバー７ａ，７ｂは、その先端部２１ａ，２１ｂが案内部材８における上記凹溝９内に開設された導孔８ａ，８ｂからそれぞれ導出され、凹溝９内に摺動自在の上記把持部材５ａ，５ｂの係合孔２０ａ，２０ｂに係合されている。
【００１９】
上記構成を有する非同期平行開閉形チャックは、ポート１０を通じて圧縮空気を供給すると、操作力の大きい方の把持部材５ａを駆動するシリンダ２ａ内のピストン３ａが、そのストローク調整のため予め調整されたねじ杆１４ｂに接触するまでヘッド側に駆動されて把持部材５ａが閉動作を行なう。この把持部材５ａによって把持対象物の把持位置が位置決めされる。そして、絞りのあるロッド側流通路１２を介してシリンダ２ａからシリンダ２ｂ内に圧縮空気が流入して、ピストン３ｂがヘッド側に駆動され上動することにより把持部材５ｂ駆動され、閉動作を行なう。これにより、把持部材５ａの閉位置を基準とした対象物の把持が完了する。
上記チャックは、一対の把持部材５ａ，５ｂや、これらの把持部材５ａ，５ｂを平行開閉するように案内する案内部材８、シリンダ機構の動作を各把持部材５ａ，５ｂの開閉動作に変換する二つのレバー７ａ，７ｂ等の各種部品は、把持部材が同期して開閉する同期開閉形のチャックの構成部品と同形のものをそのまま使用できるため、該同期開閉形のチャックとの間で部品の共通化をはかり、部品の互換性を高めることができる。
したがって、チャック全体の製造のコストを従来より著しく抑えることができる。
【００２０】
図４は本発明の非同期平行開閉形チャックの第２実施例を示すもので、この実施例のチャックは、シリンダ機構内の各二つのシリンダ２２ａ，２２ｂの径、各二つのピストン２３ａ，２３ｂの径及びピストンロッド２４ａ，２４ｂの径をそれぞれ互いに同径にして、二つのピストン２３ｂ及びピストン２３ａに、把持部材５ｂ及び他方の把持部材（図示せず）の閉動作時に、両ピストンロッド２４ｂ，２４ａから両把持部材に作用する操作力が実質的に同一となるように同じ受圧面積を持たせたものとしたうえで、ピストン２３ｂのピストンロッド２４ｂから把持部材５ｂに作用する操作力を小さくするためのばね２５を作用させている。なお、上記把持部材５ａを含めたその他の構成及び効果は前述の第１実施例と実質的に同等であるため、図４中の同一または相当部分には第１実施例と同じ符号を付して説明を省略する。
【００２１】
これにより、ピストン２３ａの上動がコイルばね２５の弾性力に抗して行なわれ、結果的に、上記把持部材５ｂの閉動作時には、ピストンロッド２４ｂから把持部材５ｂに作用する操作力は、他方の把持部材に作用する操作力に比べて小さくなる。
【００２２】
上記構成を有するチャックは、シリンダ機構内の二つのシリンダ２２ａ，２２ｂの径、ピストン２３ａ，２３ｂの径、ピストンロッド２４ａ，２４ｂの径をそれぞれ互いに同径にしたことにより、一つのシリンダ機構内においても共通の部品を使用でき、ピストンロッド２４ｂに永久磁石を取付けない場合にはピストン２３ｂ及びピストンロッド２４ｂも共通化できるため、一層の部品の共通化をはかることができる。
【００２３】
なお、その他の構成及び作用は前述の第１実施例と実質的に同等であるため、図４中の同一または相当部分に第１実施例と同じ符号を付して説明を省略する。
【００２４】
【発明の効果】
以上に詳述したように、本発明の非同期平行開閉形チャックは、把持部材が同期して開閉するチャックの部品をそのまま使用できるため、同期開閉形のチャックとの間で部品の共通化をはかり、部品の互換性を高めることができる。したがって、チャック全体の製造のコストを従来より著しく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のチャックの第１実施例を示す縦断側面図である。
【図２】同実施例の横断面図である。
【図３】同実施例の縦断正面図である。
【図４】本発明の第２実施例を示す縦断側面図である。
【符号の説明】
１ チャックボディ
２ａ，２ｂ，２２ａ，２２ｂ シリンダ
３ａ，３ｂ，２３ａ，２３ｂ ピストン
４ａ，４ｂ，２４ａ，２４ｂ ピストンロッド
５ａ，５ｂ 把持部材
７ａ，７ｂ レバー
８ 案内部材

Claims (3)

1. 把持対象物を把持するための一対の平行開閉する把持部材と、これらの把持部材を平行開閉するように案内する案内部材と、上記一対の把持部材と駆動用のシリンダ機構との間にあって、そのシリンダ機構の動作を各把持部材の開閉動作に変換する二つのレバーを設けた平行開閉形チャックにおいて、
   上記シリンダ機構は、チャックボディ内に並設した二つのシリンダと、それらの各シリンダ内に摺動自在に嵌装され、シリンダ内への圧縮空気の給排により相互に平行な軸方向の同じ向きに駆動されて、上記レバーのそれぞれを駆動する各二つのピストン及びピストンロッドとを備え、且つ、並設した上記二つのピストンに、把持部材の閉動作時に一方のピストンロッドから把持部材に作用する操作力を他方の把持部材に作用する操作力に比べて大きくする受圧面積差を持たせると共に、上記操作力が大きい一方のピストンロッドによる把持部材の閉動作を他方の把持部材の閉動作よりも早期に完了するための時差給気手段を設け、それにより把持対象物の把持位置を設定するものであり、
   上記時差給気手段として、上記一方の把持部材を閉動作させるピストンの受圧面積が大きい方のシリンダに、把持部材の閉動作時に圧縮空気を給気し、把持部材の開動作時に圧縮空気を排気する給排口を設け、そのシリンダから他方の把持部材を閉動作させるための隣接するシリンダに給排気する流路を、両シリンダ間の貫通孔により形成し、該流路に絞りを設けた、
   ことを特徴とする非同期平行開閉形チャック。
2. 一方のピストンロッドから把持部材に作用する操作力を他方の把持部材に作用する操作力に比べて大きくする二つのピストンの受圧面積差を、二つのピストンを同径にし、ピストンロッドに径差を持たせることにより生じさせたことを特徴とする請求項１に記載の非同期平行開閉形チャック。
3. 把持部材に作用する操作力を他方に比べて大きくした一方のピストンに、閉動作時のストロークを調整する調整手段を設けたことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の非同期平行開閉形チャック。

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