(57)【要約】【課題】駆動源が遮断されても、保持していた被加工物を脱落することなく、保持した状態を維持可能な、チャック装置を提供する。【解決手段】駆動体１１と、駆動体１１に隣接して配置した動力伝達機構１２を搭載し、この動力伝達機構１２は、駆動体１１による高周波振動を往復動動作に変換する直動変換手段１６と、この直動変換手段１６に連動して、可動爪１３，１３の開閉動作を案内する直動案内手段１７とを具備する。駆動体１１は、圧電素子としてピエゾ素子の積層体を複数ブロック、一体化して構成する。  駆動体１１による高周波振動を伝達するための突起部材１８を、動力伝達機構１２に隣接する駆動体１１の側面に配設する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波振動を発する駆動体（１１）により動力伝達機構（１２）を作動させることで、対をなす可動爪（１３，１３）を、チャックすべき被加工物（Ｗ）に対応して互いに開閉動作させて、可動爪（１３，１３）により被加工物（Ｗ）をチャックするチャック装置（１０）であって、
前記動力伝達機構（１２）は、駆動体（１１）による高周波振動を往復動動作に変換する直動変換手段（１６）と、
この直動変換手段（１６）に連動して、前記可動爪（１３，１３）の開閉動作を案内する直動案内手段（１７）とを具備し、
前記駆動体（１１）には、前記直動変換手段（１６）と常時接触し、駆動体（１１）による高周波振動を伝達するための突起部材（１８）を配設したことを特徴とするチャック装置。
【請求項２】
前記突起部材（１８）は、前記駆動体（１１）に単列で複数設けることで、高周波振動の伝達能力を確保するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のチャック装置。
【請求項３】
前記直動変換手段（１６）は、前記駆動体（１１）における突起部材（１８）が、常時接する伝達板（１９）と、
伝達板（１９）を当接して、ピニオンギヤ（２０）を介在させた一対のラック（２１，２１）とを備えることを特徴とする請求項１記載のチャック装置。
【請求項４】
前記直動案内手段（１７）はリニアガイド（２２）と、
このリニアガイド（２２）上に移動可能に設けた移動子（２３，２３）とを備え、
これら移動子（２３，２３）に、前記可動爪（１３，１３）を、それぞれ連動可能に、且つ互いに把持面を対向するように設ける一方、
前記移動子（２３，２３）を、前記直動変換手段（１６）におけるラック（２１，２１）に、それぞれ連動可能に結合したことを特徴とする請求項１または３に記載のチャック装置。
【請求項５】
前記駆動体（１１）は、圧電素子の積層体を複数ブロック、一体化して構成してなることを特徴とする請求項１ないし３記載のうち、いずれか１に記載のチャック装置。
【請求項６】
前記可動爪（１３）の移動方向に直交する方向と、前記駆動体（１１）の振動方向が所定角度を有することを特徴とする請求項１ないし３，５記載のうち、いずれか１に記載のチャック装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動源が遮断されても、保持していた被加工物を脱落することなく、保持した状態を維持可能な、チャック装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のチャック装置では、ベースとなるチャック本体と、部品をチャック保持するチャック部と、チャック部の移動を案内する案内手段と、この案内手段を移動させる駆動部とを備えている。
例えば、特許文献１においては、端部を有するワークを二点で挟持し、ワークの両端に生じた高さ方向のばらつき、および横または径方向のばらつきを矯正し、挟持位置から他の位置へ搬送する方法および装置に関するもので、ここでのチャックは、３つの爪を備え、鳥足のごとくワークを三点支持により挟持可能に開閉する機構を有しており、一対のチャックでワークを水平に挟持するとしている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−７５１９号公報
【０００４】
また前記装置では、高さ調節機構がチャックベースの天板の下側に下向きに取り付けられており、この高さ調節機構は上下移動可能なシリンダの下端にチャックの基部が固定され、ワークの挟持位置を垂直方向に任意の位置に調節制御可能としている。
【０００５】
さらに、図１０に示すチャック装置１では、ベースとなるチャック本体２（固定爪を有する）と、チャック本体２に案内され、互いに開閉可能に移動する一対の可動爪３，３と、可動爪３，３に駆動リンク手段４を介して動力を伝達する、エアを駆動源とした駆動体５とを具備している。
すなわち、このチャック装置１では、駆動体５を、駆動源としてのエアにより、図中、Ａ方向に作動させることで、駆動リンク手段４を介して、一対の可動爪３，３を矢印Ｂ方向に開閉させ、被加工物を掴んだり放したりする構成である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、駆動源としてのエアが遮断されると駆動体５の位置保持ができず、一対の可動爪３，３を動かすことは勿論、ある位置で拘束した状態に維持することはできない。このため被加工物を保持しておくことはできず、落下してしまう。
本発明はこのような課題を解決するために提案されたものであって、例え、駆動源が遮断されても、保持していた被加工物を脱落することなく、保持した状態を維持可能な、チャック装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、高周波振動を発する駆動体（１１）により動力伝達機構（１２）を作動させることで、対をなす可動爪（１３，１３）を、チャックすべき被加工物（Ｗ）に対応して互いに開閉動作させて、可動爪（１３，１３）により被加工物（Ｗ）をチャックするチャック装置（１０）において、動力伝達機構（１２）は、駆動体（１１）による高周波振動を往復動動作に変換する直動変換手段（１６）と、この直動変換手段（１６）に連動して、可動爪（１３，１３）の開閉動作を案内する直動案内手段（１７）とを具備し、駆動体（１１）には、直動変換手段（１６）と常時接触し、駆動体（１１）による高周波振動を伝達するための突起部材（１８）を配設したことを特徴とする。
このような構成により、駆動体（１１）による高周波振動を突起部材（１８）を介して直動変換手段（１６）により、往復動作に変換し、直動変換手段（１６）により直動案内手段（１７）を連動させて、可動爪（１３，１３）の開閉動作を案内することができる。
【０００８】
なお、上記各構成要素、並びに以下に記載する各構成要素に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明では、突起部材（１８）は、駆動体（１１）に単列で複数設けることで、高周波振動の伝達能力を確保するようにしたことを特徴とする。
これにより、個々の突起部材（１８）による高周波振動の伝達能力を高めることができる。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明では、直動変換手段（１６）は、駆動体（１１）における突起部材（１８）が、常時接する伝達板（１９）と、伝達板（１９）を当接して、ピニオンギヤ（２０）を介在させた一対のラック（２１，２１）とを備えることを特徴とする。
駆動体（１１）による高周波振動は、突起部材（１８）、伝達板（１９）へと伝わる。
伝達板（１９）と突起部材（１８）とは常時接触しているので、伝達板（１９）へは、高周波振動は、接触した面圧の高低で伝わり、この面圧の高低が高周波振動の進行に伴って進行し、接触するラック（２１）を一方向に押圧し、ピニオンギヤ（２０）を介して接触していない方の他方のラック（２１）を逆方向に移動させることができる。
このようにして、高周波振動は、一対のラック（２１，２１）に対し、互いに接近、離反する動作を与えることができる。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明では、直動案内手段（１７）はリニアガイド（２２）と、このリニアガイド（２２）上に移動可能に設けた移動子（２３，２３）とを備え、これら移動子（２３，２３）に、可動爪（１３，１３）を、それぞれ連動可能に、且つ互いに把持面を対向するように設ける一方、移動子（２３，２３）を、直動変換手段（１６）におけるラック（２１，２１）に、それぞれ連動可能に結合したことを特徴とする。
このような構成によれば、駆動体（１１）の高周波振動により、一対のラック（２１，２１）が、互いに接近、離反する動作を行うと、これによりラック（２１，２１）と構造的に一体化した移動子（２３，２３）をリニアガイド（２２）に沿って連動させることができ、結果、可動爪（１３，１３）を開閉動作することができる。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明では、駆動体（１１）は、圧電素子の積層体を複数ブロック、一体化して構成してなることを特徴とする。
駆動体（１１）は、超音波領域の高周波で振動する。このため、伝達板（１９）と突起部材（１８）とは常時接触しているので、駆動体（１１）からの振動は、伝達板（１９）へ接触した面圧の高低で伝わり、この面圧の高低が超音波領域の高周波振動の進行に伴って進行し、接触するラック（２１）を一方向に押圧し、ピニオンギヤ（２０）を介して接触していない方の他方のラック（２１）を逆方向に移動させることができる。
【００１３】
さらに請求項５に記載の発明では、可動爪（１３）の移動方向に直交する方向と、駆動体（１１）の拡縮方向が所定角度を有することを特徴とする。
このような構成により、駆動体（１１）の拡縮動作によって、伝達板（１９）には、所定角度方向から伝達され、これによって、直動変換手段（１６）における一対のラック（２１，２１）に対しては、好適に移動方向に力が及ぼされ、可動爪（１３）の開閉動作が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１に本発明にかかるチャック装置１０を模式的に示す。
このチャック装置１０は、ロボットなどの搬送手段（図示省略）に取り付けて、搬送手段でチャック装置１０を被加工物Ｗの位置に移動位置決めし、駆動体１１により動力伝達機構１２を作動させることで、対をなす可動爪１３，１３を、チャックすべき被加工物Ｗに対応して互いに開閉動作させて、可動爪１３，１３間に被加工物Ｗを挿入してチャックし、例えば組立ラインなどの別工程に被加工物Ｗを搬送し、被組立部材の所定箇所に被加工物Ｗを載置して組み付ける組立工程に供するようにしている。
【００１５】
すなわち、チャック装置１０は、ロボットなどの搬送手段に取り付けるための取付基部１４に取着したベースとなるチャック本体１５に、駆動体１１と、駆動体１１に隣接して配置した動力伝達機構１２を搭載している。
この動力伝達機構１２は、駆動体１１による高周波振動を往復動動作に変換する直動変換手段１６と、この直動変換手段１６に連動して、可動爪１３，１３の開閉動作を案内する直動案内手段１７とを具備している。
【００１６】
駆動体１１は、例えば圧電素子を用いており、細部は図示せず、詳細は説明しないが、圧電素子としてブロック状のピエゾ素子の積層体を複数ブロック、一体化して構成している。
ピエゾ素子のブロック状積層体は、電力源（図示せず）から、所定の高周波電圧を印加することでそれに応じた体積上の微小な歪が生じ、超音波領域の高周波で微小な体積変動（拡縮）動作を行う構成としている（図６〜図９参照）。
そして駆動体１１には、隣接する動力伝達機構１２に対し、この駆動体１１の微小な体積変動動作を伝達するための突起部材１８が、動力伝達機構１２に隣接する駆動体１１の側面に、複数、所定のパターンで規則的に配設している。
【００１７】
次に、動力伝達機構１２について主な構成要素を示し、説明する。
動力伝達機構１２における直動変換手段１６は、駆動体１１における突起部材１８を、常時、接触するようにした伝達板１９と、伝達板１９に当接して、ピニオンギヤ２０を介在させた一対のラック２１，２１とにより構成している。
【００１８】
また、動力伝達機構１２における直動案内手段１７はリニアガイド２２と、このリニアガイド２２上に移動可能に載置した移動子２３，２３とを備え、これら移動子２３，２３に、外枠部材２４，２４を介して可動爪１３，１３を、それぞれ連動可能に互いに把持面を対向するように設けている。
そして、移動子２３，２３には、直動変換手段１６におけるラック２１，２１を、それぞれ連動可能に結合している。
【００１９】
また、リニアガイド２２中央には、チャック本体１５との間で基軸２５が介設され、基軸２５には、ピニオンギヤ２０が介在されている。このピニオンギヤ２０には、基軸２５を挟んで配置した一対のラック２１，２１を噛み合わせている。これらラック２１，２１は、リニアガイド２２上を移動可能に搭載した移動子２３，２３にそれぞれ、外枠部材２４，２４を介して接続している。
【００２０】
さらに、ラック２１，２１のうち、駆動体１１側に位置するラック２１は、伝達板１９と接している（図４参照）。この伝達板１９には、駆動体１１における微小な体積変動動作を伝達するための突起部材１８が全面に亘って当接している。
【００２１】
次に、可動爪１３，１３について説明する（図２〜図４参照）。
可動爪１３，１３は、基部側に、移動子２３，２３と一体的に固定した外枠部材２４，２４に、それぞれ取付基部１３ａ，１３ａを介してボルト止めしている。
そして可動爪１３，１３の先端側には、それぞれ側方に囲み形状に張り出させた、把持部１３ｂ，１３ｂを設けている。これら把持部１３ｂ，１３ｂは、互いに囲み内側を対向するようにしている。
【００２２】
本発明にかかるチャック装置１０は、以上のように構成されるものであり、次に、その作用を説明する。
先ず、チャック装置１０をロボット等の搬送手段（図示省略）に取付けるために、取付基部１４をボルト止めする。
次に、搬送手段でチャック装置１０を被加工物Ｗが置かれた位置に移動させ、駆動体１１を駆動する。この際、駆動体１１は、図示しない電力源により、超音波領域の高周波の電圧が印加される。
【００２３】
駆動体１１は、ブロック状のピエゾ素子の積層体を複数ブロック、一体化して構成しているので、ピエゾ素子のブロック状積層体は、所定の高周波電圧を印加されると、それに応じた体積上の微小な歪が生じ、高周波で微小な体積変動（拡縮）動作を行う。
【００２４】
この場合、動力伝達機構１２に隣接する駆動体１１の側面には、微小な体積変動動作を伝達するための突起部材１８が、複数、規則的に配設しているので、これら突起部材１８が常時、接触する伝達板１９には、高周波振動は、接触した面圧の高低で伝わり、この面圧の高低が高周波振動の進行に伴って進行する。
【００２５】
そうすると、ラック２１には、例えば図６〜図９で示すように、一方向へと押圧され、これによりラック２１は、その一方向に移動させることができる。このとき、ピニオンギヤ２０を介してもう片方のラック２１が連動する。その際、ラック２１とピニオンギヤ２０との噛み合わせの関係から、双方のラック２１，２１の移動方向は逆方向となり、これによりラック２１，２１と構造的に一体化した、外枠部材２４，２４、移動子２３，２３をリニアガイド２２に沿って連動させることができ、結果、可動爪１３，１３を開閉作動することができるのである（図５参照）。
なお、可動爪１３，１３を閉める動作をさせる場合は、高周波電圧の印加の仕方を換えることで達成される。このときは、図６〜図９に示すのとは逆方向にラック２１が押圧され、ラック２１，２１を逆に動かすことにより、可動爪１３，１３を閉めることができる。
【００２６】
被加工物Ｗをチャックするときは、搬送手段でチャック装置１０を移動し、上述した手順で、駆動体１１の電力源から駆動体１１へ高周波電圧を印加し、可動爪１３，１３間を開き、可動爪１３，１３間に被加工物Ｗを挿入する。
次に、駆動体１１への高周波電圧の印加を切り換えて駆動体１１を異なった高周波で作動し、可動爪１３，１３を互いに近接するように移動させて、可動爪１３，１３間に被加工物Ｗをチャック保持することができる。
【００２７】
以上のように、本発明では、駆動体１１の圧電素子に電力源より高周波電圧を印加することにより、駆動体１１を超音波領域の高周波で振動（拡縮駆動）させることができる。
すなわち、高周波電圧で駆動体１１を拡張させると、拡張時に駆動体１１は突起部材１８を介し、直動変換手段１６における伝達板１９、ラック２１，２１、直動案内手段１７における移動子２３，２３に伝達され、可動爪１３を移動させることができる。
【００２８】
また、駆動体１１の収縮時は、駆動体１１に取付けられた突起部材１８の動きが速く、直動変換手段１６における伝達板１９から瞬間的に離れて突起部材１８と伝達板１９の接触位置が移動する。
これを繰り返すことにより、伝達板１９と接するラック２１，２１を移動させることかでき、移動子２３，２３を介して可動爪１３を移動させて、部品をチャックすることができる。
【００２９】
ところで、可動爪１３，１３間に被加工物Ｗをチャック保持している際、駆動電源がオフとなったとしても、また、駆動体１１と可動爪１３とが瞬間的に離れるのは、駆動体１１の高速駆動中であって、常時駆動体１１が突起部材１８を介して直動変換手段１６における伝達板１９に低圧で接触した状態で、その接触した状態が維持されるから、ラック２１，２１はその位置のままで保持され、従って、移動子２３，２３は双方の間隔が維持されるから、可動爪１３，１３は被加工物Ｗを保持した状態を維持することができ、被加工物Ｗが落下するようなことはない。
【００３０】
以上、本発明について、一例を挙げ説明したが、駆動体１１の構成として圧電素子（ピエゾ素子）を用いる他、他の高周波振動子を用いることも可能である。
【００３１】
また、上述の一例では、突起部材１８を複数設けているが、これは高周波振動の波状振動を伝達するのに、より高い推力（把持力）を得るためであり、被加工物を落下させないためには、単体の突起部材１８の面圧による推力でも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明にかかるチャック装置の一つの実施の形態を示す、斜視説明図である。
【図２】図１に示すチャック装置の、一方向からの、側面説明図である。
【図３】図１に示すチャック装置の、平面説明図である。
【図４】図１に示すチャック装置の、別方向からの、側面説明図である。
【図５】本発明にかかるチャック装置の動力伝達機構における直動変換手段の作用を説明する模式図である。
【図６】本発明にかかるチャック装置の駆動体を構成する圧電素子のブロックの動作による、面圧高となる接触位置の移動を示した模式図である。
【図７】本発明にかかるチャック装置の駆動体を構成する圧電素子のブロックの動作による、面圧高となる接触位置の移動を示した模式図である。
【図８】本発明にかかるチャック装置の駆動体を構成する圧電素子のブロックの動作による、面圧高となる接触位置の移動を示した模式図である。
【図９】本発明にかかるチャック装置の駆動体を構成する圧電素子のブロックの動作による、面圧高となる接触位置の移動を示した模式図である。
【図１０】従来のチャック装置の一例を示す、模式図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０    チャック装置
１１    駆動体
１２    動力伝達機構
１３    可動爪
１３ａ    取付基部
１３ｂ    把持部
１４    取付基部
１５    チャック本体
１６    直動変換手段
１７    直動案内手段
１８    突起部材
１９    伝達板
２０    ピニオンギヤ
２１    ラック
２２    リニアガイド
２３    移動子
２４    外枠部材
２５    基軸
Ｗ    被加工物
【図１】
2008188725.tif 000003
【図２】
2008188725.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008188725.tif 000009
【図８】
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【図９】
2008188725.tif 000011
【図１０】
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