JPH11114865A

JPH11114865A - リニアモータ式チャック

Info

Publication number: JPH11114865A
Application number: JP9296265A
Authority: JP
Inventors: Seiji Takanashi; 梨精二高; Koichiro Ishibashi; 橋康一郎石; Junji Sakashita; 下順二坂
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 1997-10-14
Filing date: 1997-10-14
Publication date: 1999-04-27

Abstract

(57)【要約】【課題】応答性良く作動し、しかも把持力の調節が容
易で小さい力でワークを把持できるチャックを提供す
る。【解決手段】リニアモータ式チャック１が、コイル１
２及びコイル１２への通電によって往復動する磁石駆動
体１８を有するリニアモータ３と、磁石駆動体１８と一
体に往復動するロッド４及びピストン４ａと、ワークを
把持するフィンガ５，５と、フィンガ５，５の開閉を案
内する案内機構６と、ロッド４とピストン４ａの往復動
をフィンガの開閉動作に変換する変換機構７と、コイル
１２への通電量を制御してワークの把持力を調節するコ
ントローラ１５とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁力によってフ
ィンガを開閉させる、電磁力利用のチャックに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】エアシリンダを備え、圧縮空気の給排に
よるエアシリンダの往復動によって複数のフィンガを開
閉させるエア式チャックは、特に例示するまでもなく既
に知られている。上記公知のエア式チャックは、構造が
簡単でかつ安価であるという利点を有するが、圧縮空気
を使用するためにフィンガの応答性が比較的遅く、また
フィンガによるワークの把持力の調節、特に小さい力で
ワークを把持することが困難である。

【０００３】即ち、ソレノイドへの通電によって切換弁
が作動しても、管路を通ってシリンダ室に供給される圧
縮空気の空気圧が、ピストンパッキン等の摺動シール部
の摺動抵抗や排気側シリンダ室の背圧より大きくならな
いとエアシリンダが動作しないために、フィンガの応答
性を早くすることが困難である。また、把持力を小さく
するために供給空気圧を低くしても、摺動シール部の摺
動抵抗より小さい把持力にすることは困難であり、しか
も供給空気圧を低くするとフィンガの応答性が一層遅く
なる。しかしながら、例えば半導体チップのような破損
し易いワークを把持するためには、把持力を小さくする
ことが必要である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する第１の課題は、フィンガ開閉の応答性が良いチャッ
クを提供することにある。また、本発明が解決しようと
する第２の課題は、応答性が良くしかも把持力の調節が
容易なチャックを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用】上記第１の課題
を解決するため、本発明のリニアモータ式チャックは、
コイル及び該コイルへの通電によって往復動する磁石駆
動体を有するリニアモータと；上記該磁石駆動体と一体
に往復動する移動体と；ワークを把持する複数のフィン
ガと；これらのフィンガの開閉を案内する案内機構と；
上記移動体の往復動をフィンガの開閉動作に変換する変
換機構とを備えていることを特徴としている。

【０００６】また、第２の課題を解決するため、上記リ
ニアモータ式チャックが、コイルへの通電量を制御して
ワークの把持力を調節するコントローラを備えているこ
とを特徴としている。

【０００７】さらに、これらの課題を解決するため、こ
れらのリニアモータ式チャックの変換機構が、移動体の
往復動によって揺動する複数のレバーを備え、上記レバ
ーとフィンガが、レバーの一端に形成した少なくとも一
部に球状部を有する係合子と、フィンガの上面に形成し
た係合孔とによって係合していることを特徴としてい
る。

【０００８】コイルに所定方向の電流を通電すると、磁
石駆動体及び移動体が速やかに移動し、この移動が変換
機構によってフィンガの閉鎖動作に変換されるので、複
数のフィンガが案内機構で案内されてワークを把持す
る。コイルへの通電方向を逆にすると、同様の動作によ
り複数のフィンガが開放動作して、把持したワークを解
放する。コイルへの通電による磁石駆動体の移動は、エ
アシリンダにおけるピストン及びロッドの移動と異なり
非常に速やかであるから、フィンガの応答性が著しく向
上する。

【０００９】また、コントローラによってコイルへの通
電量を制御することにより、フィンガによるワークの把
持力を自由に調節することができる。さらに、レバーと
フィンガを、レバー一端の球状部を有する係合子とフィ
ンガ上面の係合孔とで係合したことによって、係合子の
軸線が若干ねじれたり傾いたりしていてもこれらを吸収
できるので、フィンガを支障なく開閉することができ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】図は本発明の実施例を示し、この
リニアモータ式チャック１は、ボディ２と、ボディ２に
組み込まれたリニアモータ３と、リニアモータ３によっ
て往復動するロッド４及びピストン４ａと、ワーク（図
示省略）を把持する一対のフィンガ５，５と、これらの
フィンガを直線的に移動させるための案内機構６と、ロ
ッド４及びピストン４ａの往復動をフィンガ５，５の開
閉動作に変換するための変換機構７とを備えている（図
２参照）。

【００１１】上記ボディ２は、有底のシリンダ孔２ａ
と、該シリンダ孔２ａの底壁下方の直線状の溝２ｂとを
備え、シリンダ孔２ａの開口には、図示を省略している
取付ボルトによってキャップ８が取付けられており、底
壁にピストン４ａを支持する支持孔２ｃが形成されてい
る。上記リニアモータ３は、シリンダ孔２ａに嵌挿され
た磁性体よりなる円筒状のケース１０と、その内側の非
磁性体のボビン１１と、ボビン１１に巻かれた複数個
（図示の例は２個）のコイル１２，１２と、ボビン１１
内を往復動する後記磁石駆動体１８を備え、コイル１
２，１２は互いに反対の方向に巻かれている。また、ケ
ース１０の両端に、ボビン１１の軸方向端面に当接する
ハウジング１３とボビン押え１４（いずれも非磁性体）
が嵌着されている。そして、これらのコイル１２，１２
への通電量は、コントローラ１５によって調節（制御）
される。

【００１２】上記ロッド４は、ハウジング１３及びボビ
ン１１を通り、先端がボビン押え１４の支持孔１４ａに
よって支持されている。したがって、移動体を構成する
ロッド４とピストン４ａは、支持孔２ｃと１４ａとに支
持されて直線往復動する。また、ピストン４ａにおける
ロッド４と反対側の面には直径方向の溝４ｂが形成され
ており、溝４ｂの両側壁間に係止軸１６が取付けられて
いる。

【００１３】上記磁石駆動体１８は、複数個（図示の例
は３個）の磁石２１と、これらの磁石間の磁性体よりな
る複数個（図示の例は２個）のヨーク２２とを備えてい
る。これらの磁石２１とヨーク２２はいずれも中空円筒
状をなし、磁石２１は同一の磁極が軸方向に対向するよ
うに着磁されており、軸方向両側の押え板１９とＥ形止
め輪２０とによってロッド４に取付けられている。ま
た、磁石駆動体１８は、往復動してもヨーク２２，２２
が常にコイル１２，１２と対向するように関係付けられ
ている。

【００１４】上記ボディ２の溝２ｂ内には、変換機構７
を構成するＬ字形の一対のレバー２４，２４が、ピン２
５，２５によって揺動可能に取付けられており、レバー
２４の一端に形成したＵ字状の係止溝２４ａは、上記係
止軸１６に揺動可能に係止している。また、上記ボディ
２の溝２ｂの下側には、図示を省略している取付ボルト
によってガイドブロック２７が取付けられており、ガイ
ドブロック２７に溝２ｂと同じ方向の溝２７ａが形成さ
れている。そして、溝２７ａの内側面とフィンガ５，５
の両側面にそれぞれ案内溝２８，２８が形成され、これ
らの案内溝２８，２８の間に、複数個の転動部材（図示
の例はボール）２９，・・が転動可能に挿入されてい
る。上記フィンガ５の長手方向の両端面には、転動部材
２９の案内溝２８，２８からの抜け出しを防止するため
のプレート３０が取付けられている。

【００１５】ガイドブロック２７は、レバー２４との対
応位置に透孔２７ｂを有し、これらの透孔２７ｂを通っ
て溝２７ａ内に伸びるレバー２４の先端に球状の係合子
２４ｂが形成されており、この係合子２４ｂは、フィン
ガ５の上面に形成した平面視円形の係合孔５ａ内に、案
内溝２８とほぼ同じ高さにおいて挿入されている。しか
しながら、係合子２４ｂは必ずしも全体を球状にする必
要はなく、図２に示すように、係合孔５ａの壁面と当接
する側のみを球面として、これと直交する方向の面を平
面とすることができる。

【００１６】図１中の符号３１はロッド４とピストン４
ａの飛び出しを防止するためのＯリング、３２はチャッ
ク１を取付けるための取付孔、３３はフィンガ５にアタ
チメントを取付けるための取付孔である。なお、フィン
ガ５は２個に限定されるものではなく、円周方向に等間
隔に配設した３個または４個のフィンガとすることがで
きる。この場合、レバー２４もフィンガと同数とするこ
とは勿論である。

【００１７】上記実施例は、コントローラ１５からコイ
ル１２，１２に所定の方向の電流（直流）を通電する
と、フレミング左手の法則により磁石駆動体１８、ロッ
ド４及びピストン４ａが図において上動するので、係止
軸１６に係止する係止溝２４ａによって一対のレバー２
４，２４がピン２５を中心として内向きに揺動する。し
たがって、これらのレバー２４の係合子２４ｂと係合す
る一対のフィンガ５が、案内溝２８に沿ってワークを把
持する方向に移動する（図１の右半分参照）。コイル１
２，１２への通電方向を逆にすると、磁石駆動体１８、
ロッド４及びピストン４ａが図において下動するので、
一対のレバー２４がピン２５を中心として外向きに揺動
して、一対のフィンガ５が案内溝２８に沿ってワークを
解放する方向に移動する（図１の左半分参照）。

【００１８】上記実施例は、リニアモータ３によって一
対のフィンガ５，５を開閉させるので、エアシリンダに
よってフィンガを開閉させる公知のチャックと異なり、
フィンガ５の応答性が著しく向上する。実験によると、
公知のエアチャックのフィンガは、約180 サイクル／分
の頻度で開閉するが、上記実施例のフィンガの開閉頻度
は1500サイクル／分以上となるから、応答性が８倍以上
向上する。また、フィンガ５，５によるワークの把持力
は、コントローラ１５によるコイル１２への通電量の制
御によって任意の力に調節できるので、破損し易いワー
クであってもそれに応じた小さい力で把持することがで
きる。

【００１９】上記ロッド４とピストン４ａは、両側が支
持孔２ｃと１４ａとに支持されているので、磁石駆動体
１８が取付けられていてもスムーズに往復動してがたつ
くことはない。また、レバー２４の係合子２４ｂが、案
内機構６とほぼ同じ高さにおいてフィンガ５の係合孔５
ａに係合しているために、フィンガ５に開閉動作に伴う
こじり力が作用しないので、転動部材２９．・・の転動
と相まってフィンガ５の開閉動作が円滑である。さら
に、少なくとも係合子２４ｂの係合部を球状体として係
合孔５ａに係合させたことにより、係合子２４ｂが係合
孔５ａ内において自由に向きを変えることができるた
め、係合子２４ｂの軸線が若干ねじれていたり傾いてい
たりしても、係合子２４ｂが単に向きを変えるだけでこ
れらのねじれや傾きが吸収されるので、係合子２４ｂと
係合孔５ａとの間にこじり力やトルク等が作用しても、
その動作に影響がない。

【００２０】

【発明の効果】本発明のリニアモータ式チャックは、リ
ニアモータへの通電によってフィンガを開閉させるの
で、フィンガ開閉の応答性を著しく早くすることができ
る。また、コントローラでコイルの通電量の制御するこ
とによって、複数のフィンガによるワークの把持力を自
由に調節できるので、ワークの強度に応じたフィンガの
把持力の調節が極めて容易であり、しかも小さい把持力
でワークを把持することができる。

【００２１】さらに、レバーとフィンガを、球状部を有
するレバーの係合子とフィンガ上面の係合孔とによって
係合したために、レバーによるフィンガの開閉時にフィ
ンガにこじりが生じないので、その開閉動作がスムーズ
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の縦断側面図である。

【図２】同じく要部破断側面図である。

【符号の説明】

１リニアモータ式チャック３リニアモータ４ピストン５フィンガ５ａ係合孔６案内機構７変換機構１２コイル１５コントローラ１８磁石駆動体２４レバー２４ｂ係合子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コイル及び該コイルへの通電によって往復
動する磁石駆動体を有するリニアモータと；上記該磁石
駆動体と一体に往復動する移動体と；ワークを把持する
複数のフィンガと；これらのフィンガの開閉を案内する
案内機構と；上記移動体の往復動をフィンガの開閉動作
に変換する変換機構とを備えている、ことを特徴とする
リニアモータ式チャック。
【請求項２】コイルへの通電量を制御してワークの把持
力を調節するコントローラを備えている、ことを特徴と
する請求項１に記載したリニアモータ式チャック。
【請求項３】変換機構が、移動体の往復動によって揺動
する複数のレバーを備え、上記レバーとフィンガが、レバーの一端に形成した少な
くとも一部に球状部を有する係合子と、フィンガの上面
に形成した係合孔とによって係合している、ことを特徴
とする請求項１または請求項２のいずれかに記載したリ
ニアモータ式チャック。