(57)【要約】【課題】アームの細かな位置制御が可能なチャック装置を提供する。【解決手段】各リニアアクチュエータ１，２は、電磁コイル１０の通電に基づき可動磁石１５及びアーム１９，２５が矢印Ａ方向へ移動し、両アーム１９，２５間でワーク５０を挟持する。各リニアアクチュエータ１，２には、磁気検出素子（ホール素子）からなるアーム位置検出素子２４を設ける。アーム位置検出素子２４は、可動磁石１５の移動に伴う磁気変化を検出することに基づきアーム１９，２５の位置を検出する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置された一対の電磁コイルと、これら一対の電磁コイル間に移動可能に配設され前記電磁コイルの通電に基づく電磁作用により移動される可動磁石と、この可動磁石と共に移動されるように設けられたアームとを有し、互いに対向した両アーム間でワークを挟持する２組のリニアアクチュエータと、
磁気検出素子からなると共に前記各リニアアクチュエータに設けられ、前記可動磁石の移動に伴う磁気変化を検出することに基づき前記アームの位置を検出するアーム位置検出素子と、
これらアーム位置検出素子の検出結果に基づき前記電磁コイルを制御して前記アームを移動させる制御手段とを備えたことを特徴とするチャック装置。
【請求項２】
各リニアアクチュエータは、アームがワークに到達したことを検出するワーク検出手段を備えてい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３】
ワーク検出手段は、アームとワークとの間の距離に応じて変化する電気信号を利用したものであることを特徴とする請求項２記載のチャック装置。
【請求項４】
アームの目標位置をデジタルにて設定可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のチャック装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２つのアーム間でワークを挟持するチャック装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のチャック装置としては、電磁ソレノイド（双安定リニヤーソレノイド）のコイルに通電してプランジャを直線移動させ、リンク機構を介して一対の平行アームを開閉させる構成とすることにより、それら平行アーム間でワークを挟持する構成としたものが公知である（例えば、特許文献１）。このものにおいては、プランジャが移動する際に、渦電流によって逆方向の力を発生させて平行アームの動作を緩慢にし、ソフトチャックする構成となっている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−３９７７０号公報（段落番号［０００６］、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した構成のものでは、各平行アームの位置を検出するものがないため、アームの細かな位置制御を行うことができない。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、アームの細かな位置制御が可能なチャック装置を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、対向配置された一対の電磁コイルと、これら一対の電磁コイル間に移動可能に配設され前記電磁コイルの通電に基づく電磁作用により移動される可動磁石と、この可動磁石と共に移動されるように設けられたアームとを有し、互いに対向した両アーム間でワークを挟持する２組のリニアアクチュエータと、磁気検出素子からなると共に前記各リニアアクチュエータに設けられ、前記可動磁石の移動に伴う磁気変化を検出することに基づき前記アームの位置を検出するアーム位置検出素子と、これらアーム位置検出素子の検出結果に基づき前記電磁コイルを制御して前記アームを移動させる制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
上記した手段によれば、各リニアアクチュエータにおいて、電磁コイルの通電に基づき可動磁石と共にアームが移動する。このとき、アーム位置検出素子が可動磁石の移動に伴う磁気変化を検出することに基づきアームの位置を検出する。制御手段は、そのアーム位置検出素子の検出結果に基づき電磁コイルを制御してアームの位置を制御するので、アームの細かな位置制御が可能である。また、各アーム位置検出素子は、可動磁石の移動に伴う磁気変化を検出する磁気検出素子により構成しているので、省スペースで、正確な位置検出が可能となる。
【０００８】
この場合、各リニアアクチュエータに、アームがワークに到達したことを検出するワーク検出手段を設けることが好ましい（請求項２の発明）。これによれば、ワーク検出手段により、アームがワークに到達したことを検出することで、ワークに対してアームが行き過ぎてしまうことを防止することが可能となる。
【０００９】
上記ワーク検出手段としては、アームとワークとの間の距離に応じて変化する電気信号を利用したものとすることもできる（請求項３の発明）。これによれば、アームがワークに接触する前に、アームとワークとの間の距離を検出することが可能となる。
請求項４の発明は、アームの目標位置をデジタルにて設定可能であることを特徴とする。これによれば、制御手段による制御が簡単にできる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施例について図１ないし図１０を参照して説明する。まず、図１及び図２には、チャック装置の全体の構成が示されている。これら図１及び図２において、２組のリニアアクチュエータ１，２が対向する状態で配置されている。これら２組のリニアアクチュエータ１，２は、基本的には同じ構成であるので、図１及び図２の左側のリニアアクチュエータ１を代表して、図３ないし図７も参照して説明する。
【００１１】
リニアアクチュエータ１は、基本的には、図５に示す固定子３と、図４に示す可動子４とから構成される。このうち、固定子３は、図５に示すように、上下のヨーク５，６と、前後のバックヨーク７，８と、これらバックヨーク７，８の内面側にプリント基板９を介して装着された一対の電磁コイル１０，１０とから構成されている。一対の電磁コイル１０，１０は、それぞれ小判状に巻回されていて、所定の隙間を介して対向配置されている。上下のヨーク５，６の内面には、当該ヨーク５，６に固定されたスライダガイド１１と、このスライダガイド１１に対してスライドするスライダ１２が設けられている。各スライダ１２は、一対の電磁コイル１０間に配置されて、図１の左右方向にスライド可能である。
【００１２】
これに対して可動子４は、図４に示すように、図示のように着磁された永久磁石からなる可動磁石１５と、この可動磁石１５を上下から保持するマグネットホルダ１６，１７と、下側のマグネットホルダ１７に連結部１８，１８を介して連結されたアーム１９とから構成されている。このうち、上下のマグネットホルダ１６，１７は、上記スライダ１２にこれと一体にスライドするように取り付けられている。可動磁石１５は、一対の電磁コイル１０間に配置され、スライダ１２と一体に図１の左右方向に移動可能とされている。
【００１３】
上記アーム１９は、上記固定子３の下側のヨーク６の下方に配置されている。アーム１９の右側面には、図７に示すように、一対の電極２０，２０が絶縁体２１を介して設けられていると共に、一対の電極２０間に溝部２２が形成されている。一対の電極２０，２０は、これらが導電性を有するワーク５０に接触した際に、そのワーク５０を介して導通することで、アーム１９がワーク５０に到達したことを検出するワーク検出手段を構成する。なお、図７において、各電極２０からはリード線２０ａが導出されている。この場合、ワーク５０は六角柱状のブロックとなっている。
【００１４】
そして、前後のバックヨーク７，８の左側部には、ストッパ２３が固定状態に設けられていて、このストッパ２３の内面側に、図６に示すように、磁気検出素子、例えばホール素子からなるアーム位置検出素子２４が設けられている。このアーム位置検出素子２４は、可動磁石１５の左側方に位置していて、その可動磁石１５が左右方向（矢印Ａ方向及び反矢印Ａ方向）へ移動することに伴い、可動磁石１５からの磁束が変化し、その磁束の変化を検出することに基づきアームの位置を検出する。
【００１５】
右側のリニアアクチュエータ２は、左側の上記リニアアクチュエータ１に対して次の点が異なっている。すなわち、図１及び図７において、右側のリニアアクチュエータ２のアーム２５の左側面には、溝部２２は形成されているが、電極２０は設けられていない。
ここで、左右のリニアアクチュエータ１，２は、互いのアーム１９，２５を対向させ状態で、それぞれの固定子３が所定の位置に固定される。
【００１６】
一方、図８には、チャック装置の電気的構成がブロックによって示されている。この図８において、制御手段を構成する制御装置２６は、例えばマイクロコンピュータを含んだ構成のもので、左右のリニアアクチュエータ１，２に共通のものである。この制御装置２６は、目標値などを入力するための入力手段２７と、リニアアクチュエータ１，２の各アーム位置検出素子２４と、左側のリニアアクチュエータ１の電極２０の各信号が入力されると共に、それらの信号と予め備えた制御プログラムに基づき、リニアアクチュエータ１，２の各電磁コイル１０を制御すると共に、表示手段２８を制御する機能を有している。
【００１７】
このとき、各アーム位置検出素子２４の検出信号は、図示しない増幅回路により増幅された後、図示しないＡ／Ｄ変換器によりデジタル信号に変換されて制御装置２６に入力され、この値をアーム１９，２５の位置データとする。
【００１８】
ここで、例えば左側のリニアアクチュエータ１において、アーム１９（可動子４）の左右方向の可動幅（移動可能寸法）は、０．５ｍｍに規制されている。電磁コイル１０に一方向の電流を流し、アーム１９を左端に移動させたときの位置データをＰ０とし、次に、電磁コイル１０に電流を逆方向に流し、アーム１９を右端まで移動させたときの位置データをＰ１とする。そして、位置制御の分解能を上記可動幅の１／４０９６とした場合、図１０に示すように、アーム１９を移動させたい位置をＮとすると、目標となるアーム１９の位置データ（目標位置）ＰＮは、次式により求められる。
【００１９】
ＰＮ＝｛Ｎ×（Ｐ１−Ｐ０）／４０９６｝＋Ｐ０
上記構成において、ワーク５０を挟持すべく、入力手段２７によりアーム１９，２５の目標位置を入力しておく。制御装置２６は、その入力に基づき各リニアアクチュエータ１，２の電磁コイル１０に、アーム１９，２５が互いにワーク５０に向かうように通電する。すると、各可動磁石１５がスライダ１２と共に図１及び図２の矢印Ａ方向へ移動し、これに伴い各アーム１９，２５が同方向へ移動する。
【００２０】
このとき、制御装置２６は、アーム位置検出素子２４の検出信号によりアーム１９，２５の現在位置を検出し、その現在位置の位置データと、目標位置の位置データＰＮとの差がなくなるように電磁コイル１０に流す電流を制御する。これにより、両リニアアクチュエータ１，２の両アーム１９，２５間でワーク５０を挟持することができる（図９参照）。この場合、アーム１９，２５がワーク５０（目標位置）へ近づくにつれて、アーム１９，２５の移動速度（駆動トルク）を低下させることで、ワーク５０をソフトに挟持することが可能となる。
【００２１】
また、アーム１９の一対の電極２０がワーク５０に接触すると、これら電極２０間がワーク５０を介して導通するので、その信号を制御装置２６が受けることで、アーム１９がワーク５０に到達したことを検出する。制御装置２６は、アーム１９がワーク５０に到達したことを検出すると、電磁コイル１０に流す電流を小さくし、ワーク５０を保持するための電流に切り替える。なお、ワーク５０を挟持した後、その挟持を解放する際には、各電磁コイル１０に上記とは逆方向の電流を流すことで、アーム１９，２５がそれぞれワーク５０から離れる方向へ移動される。
【００２２】
上記した実施例によれば、各リニアアクチュエータ１，２において、アーム位置検出素子２４によりアーム１９，２５の位置を検出する構成としているので、それらアーム１９，２５の細かな位置制御が可能である。また、各アーム位置検出素子２４は、可動磁石１５の移動に伴う磁気変化を検出する磁気検出素子により構成しているので、省スペースで、正確な位置検出が可能となる。
【００２３】
また、一方のアーム１９に一対の電極２０を設け、この一対の電極２０により、アーム１９がワーク５０に到達したことを検出することで、ワーク５０に対してアーム１９が行き過ぎてしまうことを防止することが可能となる。
さらに、アーム１９，２５の目標位置をデジタルにて設定可能な構成としたので、制御装置２６の制御が簡単にできる。
【００２４】
図１１は本発明の第２実施例を示したものであり、この第２実施例は上記した第１実施例とは次の点が異なっている。すなわち、アーム１９の右側面部に、ワーク検出手段として、一対の電極２０に代えて、例えば渦電流変位センサ３０を設けている。
【００２５】
この渦電流変位センサ３０は、周知のように、励起用コイルと検出コイルとを備えていて、励起用コイルによってつくられた磁界により導電性のワーク５０に渦電流が発生する。この渦電流が発生する磁界と、励起用コイルの電流によってつくられた磁界と逆方向であり、これら２つの磁界が重なり合って、検出コイルの出力が変化する。その出力は、アーム１９とワーク５０との間の距離が小さいほど大きく、逆に距離が大きいほど小さくなるので、その検出コイルの出力からアーム１９とワーク５０との間の距離を非接触で検出することができる。つまり、この渦電流変位センサ３０は、アーム１９とワーク５０との間の距離に応じて変化する電気信号を利用したものである。
この場合、渦電流変位センサ３０に代えて、静電容量型変位センサを用いることもできる。
【００２６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、各リニアアクチュエータにおいて、アーム位置検出素子によりアームの位置を検出する構成としているので、それらアームの細かな位置制御が可能である。また、各アーム位置検出素子は、可動磁石の移動に伴う磁気変化を検出する磁気検出素子により構成しているので、省スペースで、正確な位置検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す縦断正面図
【図２】斜視図
【図３】リニアアクチュエータの要部の分解斜視図
【図４】リニアアクチュエータにおける可動子の斜視図
【図５】リニアアクチュエータにおける固定子の斜視図
【図６】アーム位置検出素子部分の斜視図
【図７】アーム及びワークの破断斜視図
【図８】電気的構成を示すブロック図
【図９】両アームによりワークを挟持した状態での斜視図
【図１０】アームの位置の割合と位置データとの関係を示す図
【図１１】本発明の第２実施例を示す図７相当図
【符号の説明】
図面中、１，２はリニアアクチュエータ、３は固定子、４は可動子、１０は電磁コイル、１５は可動磁石、１９はアーム、２０は電極（ワーク検出手段）、２２はワーク、２４はアーム位置検出素子、２５はアーム、２６は制御装置（制御手段）、５０はワークを示す。
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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