JPH07290392A - 平行開閉チャック装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロボット等の産業機械に装着され、一対のフ
ィンガ１４の移動に伴ってワークを釈放自在に把持する
チャック装置について、把持しようとするワークの種類
が変わったときに、ボディ１、配管および配線をそのま
まに、フィンガ１４を支持したアダプタ１３のみを交換
すれば良く、ツールチェンジャが不要であり、アダプタ
１３をボディ１に対して自動的に着脱する構造を提供す
る。 【構成】 一対のフィンガ１４と、フィンガ１４を移動
自在に支持したアダプタ１３と、フィンガ移動用シリン
ダ部２、推力伝達部７およびアダプタロック用シリンダ
部２１を内蔵したボディ１と、を備え、アダプタ１３を
ボディ１に対して着脱自在とし、アダプタロック用シリ
ンダ部２１とアダプタ１３とに、アダプタロック用シリ
ンダ部２１への圧力の給排により係合または係合解除作
動するロック部２４を設けることにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、平行開閉チャック装置
に関する。本発明の平行開閉チャック装置は、ロボット
等の産業機械に装着され、一対のフィンガの移動に伴っ
てワークを釈放自在に把持するものである。

【０００２】

【従来の技術】公知の平行開閉チャック装置は一般に、
当該チャック装置全体を交換するために、ツールチェン
ジャを介して作業機械に装着されており、またその構成
部品である一対のフィンガを、同じく構成部品であるボ
ディに対して移動自在ではあるが、取り外しはできない
ように取り付けている。一対のフィンガには、把持しよ
うとするワークの大きさおよび形状に合った形状の一対
のアタッチメントが取り付けられる。またボディには、
その内部のピストンが所定の往復動位置に来たことを検
知し、もってフィンガが所定の移動位置にあることを検
知する磁気近接センサが取り付けられる。

【０００３】しかしながら、上記従来技術には、以下の
問題がある。 実作業に際しては、把持しようとするワークの種類
が複数あるのが普通である。したがって、このワークの
種類と同数のツールチェンジャのアダプタ、チャック装
置および磁気近接センサを用意しなければならないため
に、これらにツールチェンジャ本体を加えて、多大な部
品コストが必要である。 作業の進行に伴って、把持しようとするワークの種
類の分だけ、ツールチェンジャのアダプタ、チャック装
置および磁気近接センサを用意し、ツールチェンジャの
アダプタへの配管（作動圧力供給用）および配線（磁気
近接センサ作動用）を行なわなければならない。したが
って、これらの作業に多大な手間がかかる。 ツールチェンジャを備えたユニット全体が非常に大
掛かりなものであるために、産業機械の可搬送質量が小
さく、タクトタイムが長く、精度が良くない。

【０００４】また本願発明者が先に提案した実開平５−
８０６９１号考案においては、パチン錠を手作業で操作
するために、この操作が面倒または厄介である問題があ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の点に鑑
み、把持しようとするワークの種類と同数のチャック装
置および磁気近接センサが不要であるとともに、ツール
チェンジャが不要であり、もって、この分、部品コスト
を低減させた平行開閉チャック装置を提供することを目
的とする。また把持しようとするワークの種類が変わっ
ても、ツールチェンジャのアダプタ、チャック装置およ
び磁気近接センサを交換する必要がないとともに、ワー
クの種類の分だけ、配管および配線を行なう必要がな
く、もって、この分、組立作業を容易にした平行開閉チ
ャック装置を提供することを目的とする。またツールチ
ェンジャが不要であり、もって、この分、産業機械の可
搬送質量を大きく、タクトタイムを短く、精度を向上さ
せた平行開閉チャック装置を提供することを目的とす
る。またフィンガを支持したアダプタをボディに対して
着脱自在としたことに関連して、この接続に関する係合
または係合解除作動が、圧力の給排により自動的になさ
れ、もって上記手作業を不要とした平行開閉チャック装
置を提供することを目的とする。

【０００６】また、これに加えて、アダプタの有無を検
出し、これを外部に信号として出力することが可能な平
行開閉チャック装置を提供することを目的とする。また
アダプタによるフィンガの支持構造が小型、軽量であ
り、かつ高剛性、高寿命、高精度である平行開閉チャッ
ク装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の平行開閉チャック装置は、互いに対向した
一対のフィンガと、前記フィンガをその対向方向へ移動
自在に支持したアダプタと、フィンガ移動用シリンダ
部、前記フィンガ移動用シリンダ部の推力を前記フィン
ガに伝達する推力伝達部およびアダプタロック用シリン
ダ部を内蔵したボディと、を備え、前記アダプタを前記
ボディに対して着脱自在とし、前記アダプタロック用シ
リンダ部と前記アダプタとに、前記アダプタロック用シ
リンダ部への圧力の給排により係合または係合解除作動
するロック部を設けることにした（請求項１）。

【０００８】また、これに加えて、ボディに、アダプタ
の有無を検出するとともに外部に信号を出力する検出手
段が取り付けられていることにした（請求項２）。また
アダプタが、直動ベアリングの転動体のみを介してフィ
ンガを移動自在に支持していることにした（請求項
３）。

【０００９】

【作用】上記構成を備えた本発明の平行開閉チャック装
置においては、ボディが産業機械に直接接続され、この
ボディに対して配管および配線が接続される。把持しよ
うとするワークの種類が変わったときには、ボディ、配
管および配線はそのままで、フィンガを支持したアダプ
タのみが交換される。ボディがそのままであるために、
ボディの交換のために用いられてきたツールチェンジャ
が不要となる。またロック部が、アダプタロック用シリ
ンダ部への圧力の給排により、自動的に係合または係合
解除作動するために、パチン錠を操作するときのような
手作業が不要となる。

【００１０】またボディに、アダプタの有無を検出する
とともに外部に信号を出力する検出手段が取り付けられ
ていると、この検出手段による検出および信号出力作動
により、アダプタの有無を検出し、これを外部に信号と
して出力することが可能である。またアダプタが、直動
ベアリングの転動体のみを介してフィンガを移動自在に
支持していると、アダプタによるフィンガの支持構造が
小型、軽量であり、かつ高剛性、高寿命、高精度とな
る。

【００１１】

【実施例】つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説
明する。

【００１２】図１ないし図１２に示すように、当該平行
開閉チャック装置は、互いに対向した一対のフィンガ１
４と、このフィンガ１４をその対向方向へ移動自在に支
持したアダプタ１３と、フィンガ移動用シリンダ部２、
このフィンガ移動用シリンダ部２の推力をフィンガ１４
に伝達する推力伝達部７およびアダプタロック用シリン
ダ部２１を内蔵したボディ１と、を備えており、一対の
フィンガ１４に、ワーク（図示せず）を直接、把持する
一対のアタッチメント（図示せず）が取り付けられてい
る。このアタッチメントは、ワークを旨く把持し得るよ
うに、把持しようとするワークの大きさおよび形状に合
った形状を備えており（ワークの大きさおよび形状によ
り異なる形状を備えている）、かつ一旦、フィンガ１４
に取り付けられたら、取り外されないものである（した
がって、アタッチメントのみの交換は予定されていな
い）。

【００１３】図１の内部構造において、略箱形を呈する
ボディ１の正面に開口した一対の圧力供給ポート３（図
２参照）からフィンガ移動用シリンダ部２のシリンダ室
４に圧縮空気（作動圧力）が交互に供給されると、ピス
トン５が往復動し、ピストン５に接続されたロッド８が
軸方向に往復動する。ロッド８が往復動すると、一対の
レバー１０がそれぞれ、ボディ１に立設された支点ピン
６を中心として、所定の回転角度をもって対称的に往復
回転（揺動）する。ロッド８とレバー１０はそれぞれ、
ロッド８に突設された駆動ピン９と、レバー１０に設け
られた切欠部１１との係合により、直線運動を回転運動
に変換すべく接続されている。一対のレバー１０が対称
的に往復回転すると、一対のフィンガ１４がそれぞれ互
いの対向方向に、すなわち互いに近付いたり離れたりす
る方向に、直線的にかつ対称的に往復動する（図５参
照）。レバー１０とフィンガ１４はそれぞれ、レバー１
０に突設された作用ピン１２と、フィンガ１４に設けら
れた切欠部１５との係合により、回転運動を直線運動に
変換すべく接続されている。作用ピン１２と切欠部１５
は、アダプタ１３がボディ１に接続されるのに伴って係
合し、アダプタ１３がボディ１から取り外されるのに伴
って、係合が外される。フィンガ１４はそれぞれアダプ
タ１３に支持され、かつこのアダプタ１３に、多数の転
動体１８を備えた直動ベアリング１７を介して直線的に
往復動自在に接続されている。アタッチメントはそれぞ
れフィンガ１４の下側に、位置決めピン１６により位置
決めされた状態で固定されている。

【００１４】一対のフィンガ１４を支持したアダプタ１
３は、以下の構成により、ボディ１に着脱自在に接続さ
れている。

【００１５】すなわち、図１に示したように、ボディ１
の内部において、フィンガ移動用シリンダ部２を真ん中
に挾んで、その左右に、一対のアダプタロック用シリン
ダ部２１が設けられており、このアダプタロック用シリ
ンダ部２１とアダプタ１３とにそれぞれ、アダプタロッ
ク用シリンダ部２１への圧力の給排により係合または係
合解除作動するロック部２４が設けられている。一対の
ロック部２４は互いに対称であり、それぞれ以下の構成
を備えている。

【００１６】すなわち、アダプタロック用シリンダ部２
１のシリンダ室２２にピストン２３が摺動自在に内挿さ
れており、ピストン２３にロッド２５が接続され、ロッ
ド２５が下方に長く突出し、ロッド２５の周面に、上向
きの押圧斜面２７を備えた切欠状の押圧部２６が設けら
れている。ボディ１の正面壁部および背面壁部に、フィ
ンガ移動用シリンダ部２１の下方に位置して、横長長円
形を呈する一対のガイド用凹部２８が設けられており、
このガイド用凹部２８に、平行ピン状、ローラ状または
ボール状の係合体２９が、ガイド用凹部２８の長円形に
沿って、かつこの長円形の範囲内で、左右方向にスライ
ドまたは転動自在に係合されている。アダプタ１３の上
部左右に一対のフック部３０が設けられており、このフ
ック部３０にそれぞれ、係合体２９が着脱自在に係合す
る略円弧形の係合用凹部３１が設けられている。フック
部３０にそれぞれ、上方へ向けて開口し、下方へ向けて
先止りの位置決め用凹部３２が設けられている。またピ
ストン２３の下側のシリンダ室２２に、ピストン２３お
よびロッド２５を上方に向けて弾性付勢するスプリング
３３が挿入されている。

【００１７】図５は、アダプタ１３が、ロック部２４を
介してボディ１に接続された状態を示している。すなわ
ち、アダプタロック用シリンダ部２１のピストン２３お
よびロッド２５がそれぞれ往復動の略上限に位置してお
り、ロッド２５の下端部２５ａがアダプタ１３の位置決
め凹部３２に上下方向に余裕を持って摺動自在に挿入さ
れており、係合体２９が、ロッド２５の押圧部２６の押
圧斜面２７に、図上Ａ方向に押されて、フック部３０の
係合用凹部３１に係合している。この状態で、フィンガ
移動用シリンダ部２のシリンダ室４に圧縮空気（作動圧
力）を供給することにより、フィンガ１４が往復動し、
アタッチメントがワークを把持または釈放することは、
上記したとおりである。

【００１８】図５の状態から、把持しようとするワーク
の種類の変更に伴って、フィンガ１４を支持したアダプ
タ１３を交換するに際しては、先ず、ボディ１の正面に
開口した圧力供給ポート３４の一方（図２参照）から各
アダプタロック用シリンダ部２１の、ピストン２３の上
側のシリンダ室２２に圧縮空気（作動圧力）を供給する
（下側のシリンダ室２２からは空気排出）。すると、ピ
ストン２３およびロッド２５がスプリング３３を押し縮
めながら下方へ移動し、図６に示すように、ロッド２５
の下端面２５ｂがアダプタ１３（位置決め用凹部３２の
内部底面３２ａ）に当接する。この過程で、ロッド２５
の押圧部２６の押圧斜面２７の高さ位置が下がるため
に、この押圧斜面２７が係合体２９をＡ方向へ押圧する
のが停止せしめられ、更に係合体２９がフック部３０の
係合用凹部３１から外れる方向（Ｂ方向）へ移動するの
を許容される。ロッド２５の下端面２５ｂがアダプタ１
３に当接してからも圧縮空気の供給が続けられ、ロッド
２５がその下端面２５ｂにおいてアダプタ１３を下方に
押圧し、アダプタ１３が、図７に示すように、押し下げ
られ、図８に示すように、ボディ１から外される。この
一連の作動は、外されたアダプタ１３が所定の場所に置
かれるように、所定の場所で行なわれる。

【００１９】次いで、産業機械（図示せず）を動かし
て、アダプタ１３無しの状態のボディ１を、これから接
続しようとするアダプタ１３のところへ持って行き、圧
力供給ポート３４への圧縮空気（作動圧力）の供給を停
止すると、ピストン２３およびロッド２５が移動し、ロ
ッド２５の押圧部２６の押圧斜面２７が係合体２９をＡ
方向へ押圧し、係合体２９がフック部３０の係合用凹部
３１に係合し、アダプタ１３がボディ１に接続される。
アダプタ１３がボディ１に接続されたら、下側のシリン
ダ室２２には常時、圧縮空気を供給するが、故障等、何
らかの理由により、圧縮空気が下側のシリンダ室２２か
ら抜けてしまっても、スプリング３３の弾性により、ロ
ック状態が維持される。

【００２０】図１に示したように、ボディ１の上部に、
取付部材３５をもって、フィンガ１４の移動位置を検出
するとともに外部に信号を出力する変位センサ３６が取
り付けられている。この変位センサ３６は、その端面３
６ａとピストン５の端面５ａとの距離Ｌに応じて電圧を
略直線的に出力するものであり、この電圧をアンプ（図
示せず）により増幅し、補正し、シーケンサ、メータリ
レー（何れも図示せず）等に入力する。シーケンサ、メ
ータリレー等は、入力された電圧により、間接的に、ワ
ークの判別および把持の有無を判断する。

【００２１】図３および図４に示したように、ボディ１
の一角にセンサ取付用凹部３７が設けられており、この
センサ取付用凹部３７に、アダプタ１３の有無を検出す
るとともに外部に信号を出力する近接センサ３８が挿入
されている。この近接センサ３８は、その端面にアダプ
タ１３が近付いたか否かで出力電圧を変化させるもので
あり、この電圧をシーケンサ（図示せず）に入力する。
シーケンサは、入力された電圧により、着脱の確認を行
なう。尚、この近接センサ３８は、これに代えて、電気
接点による検出機構（ボディに一対のソケットを互いに
略平行に取り付けるとともに、アダプタに略コの字また
は略Ｕの字のピンを取り付け、ソケットがピンに嵌って
シーケンサへ電流が流れるか否かにより、アダプタの有
無を検出する）であっても良い。

【００２２】上記構成を備えた平行開閉チャック装置
は、ボディ１をもって、産業機械に直接装着され、上記
したように作動するもので、以下の効果を奏する。

【００２３】 把持しようとするワークの種類が変わ
ったときに、ボディ１、変位センサ３６、近接センサ３
８、配管および配線をそのままに、フィンガ１４を支持
したアダプタ１３のみを交換すれば良い。ボディ１がそ
のままであるために、ボディ１の交換のために用いられ
てきたツールチェンジャが不要である。したがってワー
クの種類に応じて複数用意しなければならないのが、フ
ィンガ１４を支持したアダプタ１３のみであるために、
用意しなければならない部品数が従来より少なくなり、
この分、部品コストを低減させることができる。 把持しようとするワークの種類が変わったときに、
ボディ１、変位センサ３６、近接センサ３８、配管およ
び配線をそのままに、フィンガ１４を支持したアダプタ
１３のみを交換すれば良い。したがって交換作業が従来
より容易である。 ツールチェンジャが不要であって、この分、ユニッ
ト全体が小型、軽量である。したがって産業機械の可搬
送質量が従来より大きくなり、タクトタイムが従来より
長くなり、精度が従来より良くなる。 アダプタロック用シリンダ部２１への圧力の給排に
より、ロック部２４が自動的に係合または係合解除作動
する。したがってパチン錠を操作するときのような手作
業が不要である。

【００２４】 アダプタロック用シリンダ部２１に、
アダプタ１３に設けられた位置決め用凹部３２に摺動自
在に挿入されるとともにピストン２３に接続されたロッ
ド２５が備えられているために、このロッド２５の位置
決め用凹部３２に対する挿入作動により、アダプタ１３
とボディ１とを、容易にかつ正確に位置決めすることが
できる。 アダプタロック用シリンダ部２１に、その一方向作
動時にアダプタ１３を押圧するとともにピストン２３に
接続されたロッド２５が備えられているために、このロ
ッド２５のアダプタ１３に対する押圧作動により、アダ
プタ１３をボディ１から自動的に押し外すことができ
る。また、これによりアダプタ１３をボディ１から強制
的に押し外すことになるために、当該チャック装置を垂
直下向き方向以外の方向で、使用することができる。 アダプタロック用シリンダ部２１に、ピストン２３
およびロッド２５を一作動方向に弾性付勢するスプリン
グ３３が備えられているために、このスプリング３３の
ピストン２３およびロッド２５に対する付勢作動によ
り、圧力の供給が中断されても、ロック部２４をロック
状態に維持することができる。したがってアダプタ１３
が不用意にボディ１から脱落することがない。 ボディ１に、フィンガ１４の移動位置を検出すると
ともに外部に信号を出力する変位センサ３６、またはア
ダプタ１３の有無を検出するとともに外部に信号を出力
する近接センサ３８が取り付けられているために、これ
らのセンサ３６，３８の検出および信号出力作動によ
り、フィンガ１４の移動位置またはアダプタ１３の有無
を検出し、これを外部に信号として出力することができ
る。したがってワークの把持に関しての自動制御が促進
される。 アダプタ１３が、直動ベアリング１７の転動体１８
のみを介してフィンガ１４を移動自在に支持している
（従来は、アダプタ１３が、直動ベアリング１７のベア
リングブロック（転動体支持体）および転動体１８を介
してフィンガ１４を移動自在に支持していた）ために、
アダプタ１３によるフィンガ１４の支持構造が小型、軽
量であり、かつ滑り軸受の場合と比較して、高剛性、高
寿命、高精度である。

【００２５】また更に、アダプタ１３が、焼き入れした
ステンレス鋼または軸受鋼により成形されていると、位
置決め用凹部３２も焼き入れされていることになるため
に、繰り返しの挿入動作による凹部３２のへたり、摩耗
が軽減される。

【００２６】

【発明の効果】本発明は、以下の効果を奏する。 把持しようとするワークの種類が変わったときに、
ボディ、配管および配線をそのままに、フィンガを支持
したアダプタのみを交換すれば良い。ボディがそのまま
であるために、ボディの交換のために用いられてきたツ
ールチェンジャが不要である。したがってワークの種類
に応じて複数用意しなければならないのが、フィンガを
支持したアダプタのみであるために、用意しなければな
らない部品数が従来より少なくなり、この分、部品コス
トを低減させることができる。 把持しようとするワークの種類が変わったときに、
ボディ、配管および配線をそのままに、フィンガを支持
したアダプタのみを交換すれば良い。したがって交換作
業が従来より容易である。 ツールチェンジャが不要であって、この分、ユニッ
ト全体が小型、軽量である。したがって産業機械の可搬
送質量が従来より大きくなり、タクトタイムが従来より
長くなり、精度が従来より良くなる。 アダプタロック用シリンダ部への圧力の給排によ
り、ロック部が自動的に係合または係合解除作動する。
したがってパチン錠を操作するときのような手作業が不
要である。

【００２７】 ボディに、アダプタの有無を検出する
とともに外部に信号を出力する検出手段が取り付けられ
ている場合には、この検出手段による検出および信号出
力作動により、アダプタの有無を検出し、これを外部に
信号として出力することができる。したがってワークの
把持に関しての自動制御が促進される。 アダプタが、直動ベアリングの転動体のみを介して
フィンガを移動自在に支持している場合には、アダプタ
によるフィンガの支持構造が小型、軽量であり、かつ滑
り軸受の場合と比較して、高剛性、高寿命、高精度であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る平行開閉チャック装置の
内部構造説明図

【図２】同平行開閉チャック装置の正面図

【図３】同平行開閉チャック装置の側面図

【図４】同平行開閉チャック装置の平面図

【図５】同平行開閉チャック装置のフィンガ開状態を示
す内部構造説明図

【図６】同平行開閉チャック装置のアダプタ取外し次の
作動を示す内部構造説明図

【図７】同平行開閉チャック装置のアダプタ取外し次の
作動を示す内部構造説明図

【図８】同平行開閉チャック装置のアダプタ取外し次の
作動を示す内部構造説明図

【図９】同実施例に係るフィンガを支持したアダプタの
正面図

【図１０】同アダプタの側面図

【図１１】同アダプタの平面図

【図１２】同アダプタの底面図

【符号の説明】

１ ボディ ２ フィンガ移動用シリンダ部 ３，３４ 圧力供給ポート ４，２２ シリンダ室 ５，２３ ピストン ５ａ，３６ａ 端面 ６ 支点ピン ７ 推力伝達部 ８，２５ ロッド ９ 駆動ピン １０ レバー １１，１５ 切欠部 １２ 作用ピン １３ アダプタ １４ フィンガ １６ 位置決めピン １７ 直動ベアリング １８ 転動体 ２１ アダプタロック用シリンダ部 ２４ ロック部 ２５ａ 下端部 ２５ｂ 下端面 ２６ 押圧部 ２７ 押圧斜面 ２８ ガイド用凹部 ２９ 係合体 ３０ フック部 ３１ 係合用凹部 ３２ 位置決め用凹部 ３２ａ 内部底面 ３３ スプリング ３５ 取付部材 ３６ 変位センサ ３７ センサ取付用凹部 ３８ 近接センサ（検出手段）

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年６月１７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図９】

【図１０】

【図１２】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

【図１１】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに対向した一対のフィンガ（１４）
   と、前記フィンガ（１４）をその対向方向へ移動自在に
   支持したアダプタ（１３）と、フィンガ移動用シリンダ
   部（２）、前記フィンガ移動用シリンダ部（２）の推力
   を前記フィンガ（１４）に伝達する推力伝達部（７）お
   よびアダプタロック用シリンダ部（２１）を内蔵したボ
   ディ（１）と、を備え、前記アダプタ（１３）を前記ボ
   ディ（１）に対して着脱自在とし、前記アダプタロック
   用シリンダ部（２１）と前記アダプタ（１３）とに、前
   記アダプタロック用シリンダ部（２１）への圧力の給排
   により係合または係合解除作動するロック部（２４）を
   設けた平行開閉チャック装置。
2. 【請求項２】 請求項１の平行開閉チャック装置におい
   て、ボディ（１）に、アダプタ（１３）の有無を検出す
   るとともに外部に信号を出力する検出手段（３８）が取
   り付けられていることを特徴とする平行開閉チャック装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１の平行開閉チャック装置におい
   て、アダプタ（１３）が、直動ベアリング（１７）の転
   動体（１８）のみを介してフィンガ（１４）を移動自在
   に支持していることを特徴とする平行開閉チャック装
   置。