JP5489814B2 - Opening and closing chuck - Google Patents
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Description
本発明は、開閉チャックに関するものである。 The present invention relates to an opening / closing chuck.
産業設備等においてワークを搬送する場合、産業用ロボットが広く用いられており、この産業用ロボットはアームに取り付けられた開閉チャックによりワークを把持する。このような開閉チャックとして、例えば、特許文献1には、エアシリンダ機構によって作動するものが提案されている。この開閉チャックは、第1及び第2のシリンダ室を有しており、各シリンダ室には第1及び第2のピストンが摺動可能に設置されている。この開閉チャックにおいて、第1のシリンダ室の右端と第1のピストンとの間に圧縮空気を供給すると、第2のシリンダ室の左端と第2のピストンとの間にも圧縮空気が流入し、第1のピストンは左側に、第2のピストンは右側に移動する。一方、第2のシリンダ室の右端と第2のピストンとの間に圧縮空気を供給すると、第1のシリンダ室の左端と第1のピストンとの間にも圧縮空気が流入し、第1のピストンは右側に、第2のピストンは左側に移動する。このように、第1及び第2のピストンが互いに逆方向に移動することで、第1及び第2のピストンと連結部材を介して連動する把持部材が開閉し、ワークを把持することができる。
When transporting workpieces in industrial facilities or the like, industrial robots are widely used, and these industrial robots grip a workpiece by an open / close chuck attached to an arm. As such an open / close chuck, for example,
しかしながら、上述したような開閉チャックは内部に2つのピストンが設置されていることで寸法が大きくなってしまうため、小型化の要望があった。そこで、本発明は、小型の開閉チャックを提供することを課題とする。 However, the open / close chuck as described above has a demand for downsizing because the size of the open / close chuck is increased due to the two pistons installed therein. Then, this invention makes it a subject to provide a small opening / closing chuck | zipper.
本発明に係る開閉チャックは、上記課題を解決するためになされたものであり、シリンダ室及び収容空間を内部に有しており、外部と前記シリンダ室とを連通する第1の長孔及び外部と前記収容空間とを連通する第2の長孔が形成されているハウジングと、前記シリンダ室内を摺動し、第1のラック部分が形成されたピストンロッドと前記ピストンロッドの両端に設けられた第1及び第2のピストンヘッドとを有する、ピストンと、前記ピストンと平行に移動可能なよう前記収容空間に収容され、前記第1のラック部分と平行に延びる第2のラック部分が形成されているラック部材と、前記第1及び第2のラック部分と噛み合うピニオンと、前記第1の長孔を介して前記ピストンに連結されている第1のスライダと、前記第2の長孔を介して前記ラック部材に連結されている第2のスライダと、を備え、前記第1のピストンヘッドと前記シリンダ室の一方の端部との間に第1の密閉空間が画定され、前記第2のピストンヘッドと前記シリンダ室の他方の端部との間に第2の密閉空間が画定されている。 The open / close chuck according to the present invention has been made to solve the above-described problems, and has a cylinder chamber and a housing space inside, and a first elongated hole and an outside that communicate the outside with the cylinder chamber. And a housing formed with a second elongated hole communicating with the housing space, a piston rod sliding in the cylinder chamber and having a first rack portion, and provided at both ends of the piston rod A piston having a first and a second piston head, and a second rack portion formed in the housing space so as to be movable in parallel with the piston and extending in parallel with the first rack portion are formed. A rack member, a pinion meshing with the first and second rack portions, a first slider connected to the piston via the first elongated hole, and via the second elongated hole A second slider coupled to the rack member, wherein a first sealed space is defined between the first piston head and one end of the cylinder chamber, and the second piston A second sealed space is defined between the head and the other end of the cylinder chamber.
上記開閉チャックは、第1又は第2の密閉空間に圧縮空気を供給することにより、シリンダ室内においてピストンを摺動させる。ピストンが摺動すると、ラック部材はピニオンによって収容空間内をピストンと逆方向に移動し、この結果、第1及び第2のスライダが近接及び離間する。このように、ラック部材は、ピニオンの回転により動かされるものであって、ピストンのように圧縮空気により作動するものではないため、圧縮空気の圧力等を考慮して寸法を決定する必要がない。このため、ラック部材の寸法を小さくすることができ、このラック部材に合わせて収容空間の寸法も小さくすることができる。これにより、二つのピストンを使用していた従来の開閉チャックよりも小型化することができる。 The opening / closing chuck slides the piston in the cylinder chamber by supplying compressed air to the first or second sealed space. When the piston slides, the rack member moves in the accommodation space in the opposite direction to the piston by the pinion, and as a result, the first and second sliders approach and separate. As described above, the rack member is moved by the rotation of the pinion and is not operated by the compressed air like the piston. Therefore, it is not necessary to determine the size in consideration of the pressure of the compressed air. For this reason, the dimension of a rack member can be made small and the dimension of an accommodation space can also be made small according to this rack member. Thereby, it can be reduced in size compared with the conventional open / close chuck which used two pistons.
また、上記開閉チャックにおいて、ピストン、ラック部材、並びに第1及び第2のスライダを高さ方向にこの順に並べることもできる。この構成によれば、開閉チャックの奥行方向の寸法を小さくすることができ、さらに、連結部材を介さなくても、第1のスライダとピストン、及び第2のスライダとラック部材とを連結することができる。 In the opening / closing chuck, the piston, the rack member, and the first and second sliders can be arranged in this order in the height direction. According to this configuration, the dimension of the opening / closing chuck in the depth direction can be reduced, and the first slider and the piston, and the second slider and the rack member can be connected without using a connecting member. Can do.
また、上記開閉チャックにおいて、第2の長孔を収容空間として使用し、ラック部材を第2の長孔内に収容することもできる。この構成によれば、開閉チャックの高さ方向の寸法を小さくすることができる。 In the opening and closing chuck, the rack member can be accommodated in the second elongated hole by using the second elongated hole as the accommodating space. According to this structure, the dimension of the opening / closing chuck in the height direction can be reduced.
また、上記開閉チャックにおいて、シリンダ室は、一方の端部に取り外し可能な第1の密閉部材が装着され、他方の端部に取り外し可能な第2の密閉部材が装着されており、第1及び第2のピストンヘッドはピストンロッドから分離可能であってもよい。この構成によれば、シリンダ室内から第1及び第2のピストンヘッドのみを取り出すことが可能となり、第1及び第2のピストンヘッドのメンテナンスが容易になる。 In the opening / closing chuck, the cylinder chamber is provided with a removable first sealing member at one end and a removable second sealing member at the other end. The second piston head may be separable from the piston rod. According to this configuration, only the first and second piston heads can be taken out from the cylinder chamber, and maintenance of the first and second piston heads is facilitated.
また、上記開閉チャックは、外側に突出するとともにピストンと平行に延びるガイドレールがハウジングに形成され、第1及び第2のスライダがこのガイドレール上を摺動するよう構成されていてもよい。この構成によれば、ハウジングとガイドレールとが一体的に形成されていることで、開閉チャックの剛性を高くすることができる。 The opening / closing chuck may be configured such that a guide rail that protrudes outward and extends parallel to the piston is formed in the housing, and the first and second sliders slide on the guide rail. According to this configuration, since the housing and the guide rail are integrally formed, the rigidity of the opening / closing chuck can be increased.
上記ガイドレール及び凹部を形成した場合、第1及び第2のスライダの側壁部に循環ボールベアリングを組み込むこともできる。この循環ボールベアリングのボール群の一部は、ガイドレールと対向する面において露出しており、ガイドレールに形成された転動溝と係合し、この転動溝上を転動する。この構成によれば、第1及び第2のスライダの移動をスムーズに行うことができ、また、多数のボールがハウジングに接触することで開閉チャックの剛性を高くすることもできる。 When the guide rail and the recess are formed, a circulating ball bearing can be incorporated in the side walls of the first and second sliders. A part of the ball group of the circulating ball bearing is exposed on a surface facing the guide rail, engages with a rolling groove formed on the guide rail, and rolls on the rolling groove. According to this configuration, the first and second sliders can be moved smoothly, and the rigidity of the open / close chuck can be increased by contacting a large number of balls with the housing.
本発明によれば、開閉チャックを小型化することができる。 According to the present invention, the open / close chuck can be reduced in size.
以下、本発明に係る開閉チャックの一実施形態について図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, an embodiment of an open / close chuck according to the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態に係る開閉チャック1は、図1に示すように、ハウジング2と、ハウジング2内に収容されるピストン3及びラック部材4と、ハウジング2上を摺動する第1及び第2のスライダ5a、5bと、を備えている。なお、図1において、横方向を幅方向、上下方向を高さ方向、幅方向及び高さ方向と垂直な方向を奥行方向と称する。
As shown in FIG. 1, the open /
ハウジング2は、図1及び図2に示すように、上方に突出し幅方向に延びるガイドレール21が形成されており、このガイドレール21の上面には、後述するシリンダ室と連通する第1及び第2の長孔22a、22bが形成されている。ガイドレール21の側面には、図2に示すように、後述する循環ボールベアリング52のボール群が転動するための転動溝23が形成されている。また、ハウジング2は、図1(a)に示すように、幅方向に貫通するシリンダ室24が内部に形成されており、このシリンダ室24の両端部には第1及び第2の密閉部材6a、6bが取り外し可能に装着されている。第1及び第2の密閉部材6a、6bは、外周面に環状溝が形成されており、この環状溝内に収容された第1及び第2のOリング61a、61bによってシリンダ室24の内面に気密に接触している。動力源である圧縮空気をシリンダ室24内に供給するために、ハウジング2は、図2及び3に示すように、正面に第1及び第2の供給ポート25a、25bが形成され、底面には第3及び第4の供給ポート25c、25dが形成されている。また、ハウジング2の内部には、ピニオン7が回転軸71周りに回動可能に取り付けられており、このピニオン7を介してピストン3とラック部材4とが連動する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ピストン3は、図1に示すように、シリンダ室24内に摺動可能に収容されており、ピストンロッド31を備えている。このピストンロッド31の両端には第1及び第2のピストンヘッド32a、32bが配置されており、この第1及び第2のピストンヘッド32a、32bはピストンロッド31と分離している。第1のピストンヘッド32aは、外周面に環状溝が形成されており、この環状溝内に第1のパッキン33aが収容されている。これにより、第1のピストンヘッド32aは、シリンダ室24の内面に気密に接触し、第1の密閉部材6aとの間で第1の密閉空間26aを画定している(図1(b))。この第1の密閉空間26aは、圧縮空気を給排気可能なよう、ハウジング2の第1及び第3の供給ポート25a、25cを介して外部と連通している。同様に、第2のピストンヘッド32bは、外周面の環状溝内に第2のパッキン33bが収容されており、この第2のパッキン33bによってシリンダ室24の内面に気密に接触し、第2の密閉部材6bとの間で第2の密閉空間26bを画定している(図1(a))。この第2の密閉空間26bは、圧縮空気を給排気可能なよう、ハウジング2の第2及び第4の供給ポート25b、25dを介して外部と連通している。ピストンロッド31は、上面に第1のラック部分34が形成され、この第1のラック部分34がハウジング2内のピニオン7と噛み合っている。
As shown in FIG. 1, the
ラック部材4は、図1に示すように、ピストン3と平行に移動可能なよう、ハウジング2の第2の長孔内22bに収容されている。このラック部材4の下面には第2のラック部分41が形成されており、この第2のラック部分41がハウジング2内のピニオン7と噛み合っている。なお、本実施形態では、第2の長孔22bを収容空間としても使用する。
As shown in FIG. 1, the
第1及び第2のスライダ5a、5bは、ワークを把持するための爪が取り付けられるものであり、図4及び図5に示すように、ハウジング2上に摺動可能に設置されている。より詳細には、第1及び第2のスライダ5a、5bは、下面に凹状のガイド溝51a、51bが形成されており、このガイド溝51a、51b内にハウジング2のガイドレール21を収容した状態でガイドレール21上を摺動する。第1及び第2のスライダ5a、5bは、側壁部に第1及び第2の循環ボールベアリング52a、52bが組み込まれており、この第1及び第2の循環ボールベアリング52a、52bのボール群の一部がガイド溝51a、51bの内側面において露出している。この露出したボール群がガイドレール21の転動溝23上を転動することで、第1及び第2のスライダ5a、5bはスムーズに移動する。
The first and
図1に示すように、第1のスライダ5aは、連結ピン8によって第1の長孔22aを介してピストンロッド31に連結されており、ピストン3と連動する。また、第2のスライダ5bは、連結ねじ9によって第2の長孔22b内のラック部材4に連結されており、ラック部材4と連動する。この第1及び第2のスライダ5a、5bの側壁部下面には、図4に示すように、第1及び第2のマグネット10a、10bが取り付けられており、この第1及び第2のマグネット10a、10bとハウジング2の背面に取り付けられた近接センサ11とにより、第1及び第2のスライダ5a、5bの位置が検出される。
As shown in FIG. 1, the
次に、上述したように構成された開閉チャック1の作動について説明する。本実施形態においては、ハウジング2の第1及び第2の供給ポート25a、25bを使用するため、第1及び第2の供給ポート25a、25bに継手(図示省略)を介して圧縮空気供給源(図示省略)を接続し、第3及び第4の供給ポート25c、25dを封鎖しておく。なお、第1の供給ポート25aの代わりに第3の供給ポート25cを使用してもよく、第1及び第3の供給ポート25a、25cの両方を使用することもできる。また、第2の供給ポート25bの代わりに第4の供給ポート25dを使用してもよく、第2及び第4の供給ポート25b、25dの両方を使用することもできる。
Next, the operation of the open /
まず、第2の供給ポート25bから第2の密閉空間26bに圧縮空気を供給して、第1及び第2のスライダ5a、5bを互いに離間させる場合について説明する。第2の供給ポート25bから第2の密閉空間26bに圧縮空気を供給すると、この圧縮空気によって第2のピストンヘッド32bが押され、ピストン3及び第1のスライダ5aが左側へと移動する。このとき、第1の密閉空間26a内の空気は、第1のピストンヘッド32aに押されて第1の供給ポート25aから排出される。ピストン3が左側へ移動することに伴い、ピニオン7は、回転軸71を中心として図1における時計回りに回転し、ラック部材4を右側へと案内する。これにより、第2のスライダ5bはラック部材4とともに右側へと移動し、第1及び第2のスライダ5a、5bが互いに離間する(図1(a))。
First, a case where compressed air is supplied from the
次に、第1の供給ポート25aから第1の密閉空間26aに圧縮空気を供給して、第1及び第2のスライダ5a、5bを互いに近接させる場合について説明する。第1の供給ポート25aから第1の密閉空間26aに圧縮空気を供給すると、この圧縮空気によって第1のピストンヘッド32aが押され、ピストン3及び第1のスライダ5aが右側へと移動する。このとき、第2の密閉空間26b内の空気は、第2のピストンヘッド32bに押されて第2の供給ポート25bから排出される。ピストン3が右側へ移動することに伴い、ピニオン7は、回転軸71を中心として図1における反時計回りに回転し、ラック部材4を左側へと案内する。これにより、第2のスライダ5bはラック部材4とともに左側へと移動し、第1及び第2のスライダ5a、5bが互いに近接する(図1(b))。
Next, a case where compressed air is supplied from the
以上のように、本実施形態に係る開閉チャック1は、ピストン3とラック部材4とが連動することにより作動する。このラック部材4は、ピストンのように圧縮空気の圧力等を考慮して寸法を決定する必要がなく、小型化が可能であるため、開閉チャック1は、二つのピストンを用いていた従来のものよりも寸法が小さくなる。また、この開閉チャック1は、ピストン3、ラック部材4、並びに第1及び第2のスライダ5a、5bを高さ方向に並べたことで奥行方向の寸法を小さくすることができ、ラック部材4を第2の長孔22b内に収容したことで高さ方向の寸法を小さくすることもできる。さらに、シリンダ室24の両端部の第1及び第2の密閉部材6a、6bを取り外し可能とし、第1及び第2のピストンヘッド32a、32bをピストンロッド31から分離可能としたため、シリンダ室24の端部から第1及び第2のピストンヘッド32a、32bのみを取り出すことができ、例えば第1及び第2のパッキン33a、33bの交換等、第1及び第2のピストンヘッド32a、32bのメンテナンスが容易となる。
As described above, the open /
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態において、ピストン3及びラック部材4はハウジング2内において高さ方向に並べられていたがこれに限定されるものではなく、ピストンとラック部材とが奥行方向に並べられていてもよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these, A various change is possible unless it deviates from the meaning of this invention. For example, in the above embodiment, the
また、上記実施形態においては、ラック部材4は第2の長孔22b内に収容されていたが、ラック部材がピストンと平行に移動可能であればこれに限定されず、ハウジング内に第2の長孔とは別に収容空間を設け、この収容空間にラック部材を収容してもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、上記実施形態においては、ハウジング2に第1及び第2の長孔22a、22bを形成していたがこれに限定されず、第1の長孔と第2の長孔とが連結され一つの長孔となっていてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the 1st and 2nd
また、上記実施形態において、ハウジング2に第1〜第4の供給ポート25a〜25dが形成されていたが、第1及び第2の密閉空間に圧縮空気を供給することができればこれに限定されず、例えば、第1及び第2の密閉部材に供給ポートが形成されていてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the 1st-
また、上記実施形態において、シリンダ室24は、ハウジング2を貫通し、両端部に第1及び第2の密閉部材6a、6bが装着されていたが、シリンダの一方の端部と第1のピストンヘッドとの間で第1の密閉空間、他方の端部と第2のピストンヘッドとの間で第2の密閉空間を画定することができればこれに限定されず、例えば、シリンダ室がハウジングを貫通していなくてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、上記実施形態においては、第1及び第2のピストンロッド32a、32bはピストンロッド31と分離していたがこれに限定されず、第1及び第2のピストンヘッドがピストンロッドに分離可能に取り付けられていてもよく、また、第1及び第2のピストンヘッドがピストンロッドに固定されていてもよい。
In the above embodiment, the first and
また、上記実施形態においては、第1及び第2のスライダ5a、5bの下面にはガイドレール21を収容する第1及び第2のガイド溝51a、51bが形成されていたが、第1及び第2のスライダがハウジング上を摺動することができればこれに限定されず、例えば、第1及び第2のスライダにガイドレールに係合するための爪が形成されていてもよい。
In the above embodiment, the first and
また、上記実施形態において、第1のスライダ5aとピストン3とは連結ピン8によって連結されていたが、第1のスライダとピストンとを連動させることができればこれに限定されず、例えば、第1のスライダとピストンとが一体的に形成されていてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、上記実施形態において、第2のスライダ5bとラック部材4とは連結ねじ9によって連結されていたが、ラック部材と第2のスライダとを連動させることができればこれに限定されず、例えば、ラック部材と第2のスライダとを一体的に形成されていてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the
1 開閉チャック
2 ハウジング
21 ガイドレール
22a 第1の長孔
22b 第2の長孔(収容空間)
23 転動溝
24 シリンダ室
3 ピストン
31 ピストンロッド
32a 第1のピストンヘッド
32b 第2のピストンヘッド
4 ラック部材
5a 第1のスライダ
5b 第2のスライダ
52a 第1の循環ボールベアリング
52b 第2の循環ボールベアリング
6a 第1の密閉部材
6b 第2の密閉部材
7 ピニオン
DESCRIPTION OF
23
Claims (6)
前記シリンダ室内を摺動し、第1のラック部分が形成されたピストンロッドと前記ピストンロッドの両端に設けられた第1及び第2のピストンヘッドとを有する、ピストンと、
前記ピストンと平行に移動可能なよう前記収容空間に収容され、前記第1のラック部分と平行に延びる第2のラック部分が形成されているラック部材と、
前記第1及び第2のラック部分と噛み合うピニオンと、
前記第1の長孔を介して前記ピストンに連結されている第1のスライダと、
前記第2の長孔を介して前記ラック部材に連結されている第2のスライダと、を備え、
前記第1のピストンヘッドと前記シリンダ室の一方の端部との間に第1の密閉空間が画定され、前記第2のピストンヘッドと前記シリンダ室の他方の端部との間に第2の密閉空間が画定されている、開閉チャック。 A housing having a cylinder chamber and a housing space inside, a first long hole communicating the outside and the cylinder chamber, and a second long hole communicating the outside and the housing space;
A piston sliding in the cylinder chamber and having a piston rod formed with a first rack portion and first and second piston heads provided at both ends of the piston rod;
A rack member that is housed in the housing space so as to be movable in parallel with the piston, and is formed with a second rack portion extending in parallel with the first rack portion;
A pinion that meshes with the first and second rack portions;
A first slider coupled to the piston through the first slot;
A second slider coupled to the rack member via the second elongated hole,
A first sealed space is defined between the first piston head and one end of the cylinder chamber, and a second sealed space is formed between the second piston head and the other end of the cylinder chamber. Opening and closing chuck with a sealed space defined.
前記第1及び第2のピストンヘッドは、前記ピストンロッドから分離可能である、請求項1〜3のいずれかに記載の開閉チャック。 The cylinder chamber is equipped with a removable first sealing member at the one end, and a removable second sealing member at the other end,
The open / close chuck according to claim 1, wherein the first and second piston heads are separable from the piston rod.
前記第1及び第2のスライダは、前記ガイドレール上を摺動する、請求項1〜4のいずれかに記載の開閉チャック。 The housing is formed with a guide rail that protrudes outward and extends in parallel with the piston.
The open / close chuck according to claim 1, wherein the first and second sliders slide on the guide rail.
前記ガイドレールは、前記露出したボール群と係合し当該ボール群を転動させるための転動溝が形成されている、請求項5に記載の開閉チャック。 In the first and second sliders, a circulation bearing is incorporated in a side wall portion, and a part of the ball group of the circulation bearing is exposed on a surface facing the guide rail,
The open / close chuck according to claim 5, wherein the guide rail is formed with a rolling groove for engaging with the exposed ball group to roll the ball group.
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