(57)【要約】【課題】  産業用移送装置に取り付けて使用するハンド装置の構造を簡略化して重量及び設備費を低減させる。【解決手段】  産業用移送装置に取り付けられる支持部材３０に、ワークＷに対し所定の位置関係で係止可能な基盤部材１０を、第１の方向Ｘとこれと異なる第２の方向Ｙの動きを許容するように支持し、基盤部材に第１の方向の動きは拘束して第２の方向の動きは許容するように連結した中間軸２４は、支持部材には第１の方向の動きは許容して第２の方向の動きは拘束するように連結される。基盤部材と支持部材の間に係合離脱可能に設けた第１及び第２係合部２６ａ，２７ａは通常はスプリング２９により係合されている。基盤部材をワークに係合押圧し、スプリングに抗して後退させて第１及び第２係合部を離脱させた状態で、基盤部材に設けたクランプ爪８０ｂは中間部材２４を介して支持軸により開閉可能である。【選択図】    図２
2005342791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
産業用移送装置に取り付けてワークをクランプするのに使用するハンド装置において、前記ワークに対し所定の位置関係で係止可能な基盤部材と、前記産業用移送装置に取り付けられて前記基盤部材を所定の第１の方向及びこれと異なる第２の方向の２つの動きを許容するように支持する支持部材と、前記基盤部材に対しては前記第１の方向の動きは拘束して前記第２の方向の動きは許容するように連結されるとともに前記支持部材に対しては前記第１の方向の動きは許容して前記第２の方向の動きは拘束するように連結された中間部材と、前記基盤部材またはこれに取り付けられた部材と前記支持部材またはこれに取り付けられた部材の前記第１の方向において互いに接近離隔される部分にそれぞれ設けられこの両部材の前記第２の方向における少なくとも２つの相対位置において互いに係合離脱可能である第１係合部及び第２係合部と、前記基盤部材に設けられ同基盤部材に対する前記中間部材の前記第２の方向における動きと連動して作動されて前記ワークを前記基盤部材にクランプ・アンクランプするクランプ爪と、前記基盤部材またはこれに取り付けられた部材と前記支持部材またはこれに取り付けられた部材の間に介装されて前記基盤部材を前記第１の方向に沿って付勢して自由状態では前記第１係合部と第２係合部を互いに係合させる付勢部材を備えてなり、前記基盤部材が前記支持部材を介して前記産業用移送装置により移動され前記ワークに対し前記所定の位置関係で係止されて停止された後に前記支持部材を前記産業用移送装置により前記第１の方向にさらに移動することにより前記基盤部材を前記付勢部材に抗して前記支持部材に対し移動させ、これにより前記第１係合部と第２係合部の係合を離脱させて前記基盤部材と支持部材の前記第２の方向における相対的動きを可能とし、この状態で産業用移送装置により前記支持部材を前記第２の方向に動かすことにより前記中間部材を前記基盤部材に対し動かして前記クランプ爪による前記ワークのクランプ・アンクランプを行うよう構成したことを特徴とするハンド装置。
【請求項２】
請求項１に記載のハンド装置において、前記支持部材は前記産業用移送装置に取り付けられて前記第１の方向と平行な中心軸線を有する支持軸とし、前記基盤部材は前記支持軸の中心軸線方向に沿った前記第１の方向と同中心軸線回りの回転方向である前記第２の方向の動きを許容するように支持されたメインプレートとし、前記中間部材は前記メインプレートには前記支持軸と同軸的に回転自在に支持されるとともに前記支持軸には軸線方向では摺動自在で回転は拘束されるように連結された中間軸とし、前記第１係合部及び第２係合部は前記メインプレートまたはこれに取り付けられた部材と前記支持軸またはこれに取り付けられた部材に前記中心軸線と同軸的にそれぞれ固定された第１クラッチディスク及び第２クラッチディスクの互いに対向する部分に設け、前記付勢部材は前記メインプレートまたはこれに取り付けられた部材と前記支持軸またはこれに取り付けられた部材の間に介装したスプリングであることを特徴とするハンド装置。
【請求項３】
請求項２に記載のハンド装置において、前記中間軸とクランプ爪の間に設けられ前記メインプレートに対する前記中間軸の回転を前記メインプレートに対する前記クランプ爪の移動に変換して同クランプ爪により前記ワークをクランプさせる連動機構を備えたことを特徴とするハンド装置。
【請求項４】
請求項３に記載のハンド装置において、前記クランプ爪は互いに対向する少なくとも１対とし、前記連動機構は前記中間軸の回転を前記少なくとも１対のクランプ爪の開閉に変換することを特徴とするハンド装置。
【請求項５】
請求項２〜請求項４の何れか１項に記載のハンド装置において、前記第１係合部及び第２係合部は前記第１クラッチディスク及び第２クラッチディスクの互いに対向する面の外縁部にそれぞれ円周方向に沿って形成されて互いに噛合する多数の係合突起よりなることを特徴とするハンド装置。
【請求項６】
請求項１に記載のハンド装置において、前記支持部材は前記産業用移送装置に取り付けられる平板状の支持プレートとし、前記基盤部材は前記支持プレートと平行に配置され前記中間部材を介して前記支持プレートにそれと直交する前記第１の方向とそれと平行な前記第２の方向に移動可能に支持された平板状のメインプレートとし、前記中間部材は前記支持プレートと平行に配置され前記メインプレートには前記第２の方向に移動可能に支持されるとともに前記支持プレートには前記第１の方向では移動自在で前記第２の方向では相対移動が拘束されるように連結された中間プレートとし、前記第１係合部及び第２係合部は前記メインプレートまたはこれに取り付けられた部材と前記支持プレートまたはこれに取り付けられた部材の互いに対向して接近離隔する部分に設け、前記付勢部材は前記中間プレートまたはこれに取り付けられた部材と前記支持プレートまたはこれに取り付けられた部材の間に介装したスプリングであることを特徴とするハンド装置。
【請求項７】
請求項６に記載のハンド装置において、前記中間プレートとクランプ爪の間に設けられ前記メインプレートに対する前記中間プレートの前記第２の方向における移動を前記メインプレートに対するクランプ爪の移動に変換して同クランプ爪により前記ワークをクランプさせる連動機構を備えたことを特徴とするハンド装置。
【請求項８】
請求項７に記載のハンド装置において、前記連動機構は前記クランプ爪を前記第２の方向における前記支持プレート及び中間プレートの移動と逆向きに移動させ、前記支持プレートには前記クランプ爪と協働して前記ワークをクランプする第２のクランプ爪を設けたことを特徴とするハンド装置。
【請求項９】
請求項６〜請求項８の何れか１項に記載のハンド装置において、前記第１係合部及び第２係合部は、前記メインプレートまたはこれに取り付けられた部材と前記支持プレートまたはこれに取り付けられた部材の互いに対向する部分の何れか一方に設けられて前記第１の方向と平行な軸線を有する１個または複数の係合ピンと、前記メインプレートまたはこれに取り付けられた部材と前記支持プレートまたはこれに取り付けられた部材の互いに対向する部分の他方に設けられて前記係合ピンと係合可能な複数または１個の係合孔よりなることを特徴とするハンド装置。
【請求項１０】
請求項１に記載のハンド装置において、前記支持部材は前記産業用移送装置に取り付けられる平板状の支持プレートとし、前記基盤部材は前記支持プレートと平行に配置され前記中間部材を介して前記支持プレートにそれと平行な前記第１の方向とそれと直交する前記第２の方向に移動可能に支持された平板状のメインプレートとし、前記中間部材は前記支持プレートと平行に配置されて前記メインプレートには前記第２の方向に移動可能に支持されるとともに前記支持プレートには前記第１の方向では移動自在で前記第２の方向では相対移動が拘束されるように連結された中間プレートとし、前記第１係合部及び第２係合部は前記メインプレートまたはこれに取り付けられた部材と前記支持プレートまたはこれに取り付けられた部材の前記第１の方向において互いに対向して接近離隔される部分に設け、前記付勢部材は前記メインプレートまたはこれに取り付けられた部材と前記支持プレートまたはこれに取り付けられた部材の間に介装したスプリングであることを特徴とするハンド装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のハンド装置において、前記中間プレートとクランプ爪の間に設けられ前記メインプレートに対する前記中間プレートの前記第２の方向における移動を前記メインプレートに対する前記クランプ爪の移動に変換して同クランプ爪により前記ワークをクランプさせる連動機構を備えたことを特徴とするハンド装置。
【請求項１２】
請求項１０または請求項１１に記載のハンド装置において、前記第１係合部及び第２係合部は、前記メインプレートまたはこれに取り付けられた部材と前記支持プレートまたはこれに取り付けられた部材にそれぞれ設けられた第１クラッチ板及び第２クラッチ板の互いに対向する面に前記第２の方向に沿って形成されて互いに噛合する多数の係合突起よりなることを特徴とするハンド装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業用ロボットなどの産業用移送装置に取り付けてワークをクランプするのに使用するハンド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のハンド装置では、ワークのクランプ・アンクランプは、エアシリンダやロータリアクチュエータやモータなどのアクチュエータを使用して行っている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−２８８９７１号公報（段落〔０００３〕、段落〔０００５〕、図１、図２）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来技術のハンド装置は、上述のようにワークのクランプ・アンクランプを行うためにエアシリンダ、ロータリアクチュエータ、モータなどのアクチュエータを使用しており、ハンド装置自体の構造が複雑になって高価になるとともに重量が増大するので、その分だけ容量が大きい産業用移送装置が必要となり、さらにアクチュエータやその制御用機器も必要となるので設備費が増大するという問題がある。
【０００４】
本発明は、ハンド装置によるワークのクランプ・アンクランプを、産業用移送装置の動きを利用して行うようにすることにより、このような各問題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このために、本発明によるハンド装置は、産業用移送装置に取り付けてワークをクランプするのに使用するハンド装置において、ワークに対し所定の位置関係で係止可能な基盤部材と、産業用移送装置に取り付けられて基盤部材を所定の第１の方向及びこれと異なる第２の方向の２つの動きを許容するように支持する支持部材と、基盤部材に対しては第１の方向の動きは拘束して第２の方向の動きは許容するように連結されるとともに支持部材に対しては第１の方向の動きは許容して第２の方向の動きは拘束するように連結された中間部材と、基盤部材またはこれに取り付けられた部材と支持部材またはこれに取り付けられた部材の第１の方向において互いに接近離隔される部分にそれぞれ設けられこの両部材の第２の方向における少なくとも２つの相対位置において互いに係合離脱可能である第１係合部及び第２係合部と、基盤部材に設けられ同基盤部材に対する中間部材の第２の方向における動きと連動して作動されてワークを基盤部材にクランプ・アンクランプするクランプ爪と、基盤部材またはこれに取り付けられた部材と支持部材またはこれに取り付けられた部材の間に介装されて基盤部材を第１の方向に沿って付勢して自由状態では第１係合部と第２係合部を互いに係合させる付勢部材を備えてなり、基盤部材が支持部材を介して産業用移送装置により移動されワークに対し所定の位置関係で係止されて停止された後に支持部材を産業用移送装置により第１の方向にさらに移動することにより基盤部材を付勢部材に抗して支持部材に対し移動させ、これにより第１係合部と第２係合部の係合を離脱させて基盤部材と支持部材の第２の方向における相対的動きを可能とし、この状態で産業用移送装置により支持部材を第２の方向に動かすことにより中間部材を基盤部材に対し動かしてクランプ爪によるワークのクランプ・アンクランプを行うよう構成したことを特徴とするものである。
【０００６】
請求項１に記載のハンド装置において、支持部材は産業用移送装置に取り付けられて第１の方向と平行な中心軸線を有する支持軸とし、基盤部材は支持軸の中心軸線方向に沿った第１の方向と同中心軸線回りの回転方向である第２の方向の動きを許容するように支持されたメインプレートとし、中間部材はメインプレートには支持軸と同軸的に回転自在に支持されるとともに支持軸には軸線方向では摺動自在で回転は拘束されるように連結された中間軸とし、第１係合部及び第２係合部はメインプレートまたはこれに取り付けられた部材と支持軸またはこれに取り付けられた部材に中心軸線と同軸的にそれぞれ固定された第１クラッチディスク及び第２クラッチディスクの互いに対向する部分に設け、付勢部材はメインプレートまたはこれに取り付けられた部材と支持軸またはこれに取り付けられた部材の間に介装したスプリングとすることが好ましい。
【０００７】
請求項２に記載のハンド装置は、中間軸とクランプ爪の間に設けられメインプレートに対する中間軸の回転をメインプレートに対するクランプ爪の移動に変換して同クランプ爪によりワークをクランプさせる連動機構を備えたものとすることが好ましい。
【０００８】
請求項３に記載のハンド装置において、クランプ爪は互いに対向する少なくとも１対とし、連動機構は中間軸の回転を少なくとも１対のクランプ爪の開閉に変換するものとすることが好ましい。
【０００９】
請求項２〜請求項４の何れか１項に記載のハンド装置において、第１係合部及び第２係合部は第１クラッチディスク及び第２クラッチディスクの互いに対向する面の外縁部にそれぞれ円周方向に沿って形成されて互いに噛合する多数の係合突起よりなるものとすることが好ましい。
【００１０】
また、請求項１に記載のハンド装置において、支持部材は産業用移送装置に取り付けられる平板状の支持プレートとし、基盤部材は支持プレートと平行に配置され中間部材を介して支持プレートにそれと直交する第１の方向とそれと平行な第２の方向に移動可能に支持された平板状のメインプレートとし、中間部材は支持プレートと平行に配置されメインプレートには第２の方向に移動可能に支持されるとともに支持プレートには第１の方向では移動自在で第２の方向では相対移動が拘束されるように連結された中間プレートとし、第１係合部及び第２係合部はメインプレートまたはこれに取り付けられた部材と支持プレートまたはこれに取り付けられた部材の互いに対向して接近離隔する部分に設け、付勢部材は中間プレートまたはこれに取り付けられた部材と支持プレートまたはこれに取り付けられた部材の間に介装したスプリングとすることが好ましい。
【００１１】
請求項６に記載のハンド装置は、中間プレートとクランプ爪の間に設けられメインプレートに対する中間プレートの第２の方向における移動をメインプレートに対するクランプ爪の移動に変換して同クランプ爪によりワークをクランプさせる連動機構を備えたものとすることが好ましい。
【００１２】
請求項７に記載のハンド装置において、連動機構はクランプ爪を第２の方向における支持プレート及び中間プレートの移動と逆向きに移動させ、支持プレートにはクランプ爪と協働してワークをクランプする第２のクランプ爪を設けることが好ましい。
【００１３】
請求項６〜請求項８に記載のハンド装置において、第１係合部及び第２係合部は、メインプレートまたはこれに取り付けられた部材と支持プレートまたはこれに取り付けられた部材の互いに対向する部分の何れか一方に設けられて第１の方向と平行な軸線を有する１個または複数の係合ピンと、メインプレートまたはこれに取り付けられた部材と支持プレートまたはこれに取り付けられた部材の互いに対向する部分の他方に設けられて係合ピンと係合可能な複数または１個の係合孔よりなるものとすることが好ましい。
【００１４】
また、請求項１に記載のハンド装置において、支持部材は産業用移送装置に取り付けられる平板状の支持プレートとし、基盤部材は支持プレートと平行に配置され中間部材を介して支持プレートにそれと平行な第１の方向とそれと直交する第２の方向に移動可能に支持された平板状のメインプレートとし、中間部材は支持プレートと平行に配置されてメインプレートには第２の方向に移動可能に支持されるとともに支持プレートには第１の方向では移動自在で第２の方向では相対移動が拘束されるように連結された中間プレートとし、第１係合部及び第２係合部はメインプレートまたはこれに取り付けられた部材と支持プレートまたはこれに取り付けられた部材の第１の方向において互いに対向して接近離隔される部分に設け、付勢部材はメインプレートまたはこれに取り付けられた部材と支持プレートまたはこれに取り付けられた部材の間に介装したスプリングとすることが好ましい。
【００１５】
請求項１０に記載のハンド装置は、中間プレートとクランプ爪の間に設けられメインプレートに対する中間プレートの第２の方向における移動をメインプレートに対するクランプ爪の移動に変換して同クランプ爪によりワークをクランプさせる連動機構を備えたものとすることが好ましい。
【００１６】
請求項１０または請求項１１に記載のハンド装置において、第１係合部及び第２係合部は、メインプレートまたはこれに取り付けられた部材と支持プレートまたはこれに取り付けられた部材にそれぞれ設けられた第１クラッチ板及び第２クラッチ板の互いに対向する面に第２の方向に沿って形成されて互いに噛合する多数の係合突起よりなることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によるハンド装置は、産業用移送装置に取り付けてワークをクランプするのに使用するハンド装置において、ワークに対し所定の位置関係で係止可能な基盤部材と、産業用移送装置に取り付けられて基盤部材を所定の第１の方向及びこれと異なる第２の方向の２つの動きを許容するように支持する支持部材と、基盤部材に対しては第１の方向の動きは拘束して第２の方向の動きは許容するように連結されるとともに支持部材に対しては第１の方向の動きは許容して第２の方向の動きは拘束するように連結された中間部材と、基盤部材またはこれに取り付けられた部材と支持部材またはこれに取り付けられた部材の第１の方向において互いに接近離隔される部分にそれぞれ設けられこの両部材の第２の方向における少なくとも２つの相対位置において互いに係合離脱可能である第１係合部及び第２係合部と、基盤部材に設けられ同基盤部材に対する中間部材の第２の方向における動きと連動して作動されてワークを基盤部材にクランプ・アンクランプするクランプ爪と、基盤部材またはこれに取り付けられた部材と支持部材またはこれに取り付けられた部材の間に介装されて基盤部材を第１の方向に沿って付勢して自由状態では第１係合部と第２係合部を互いに係合させる付勢部材を備えている。第１係合部及び第２係合部により支持部材に係合された基盤部材が、支持部材を介して産業用移送装置により移動されワークに対し所定の位置関係で係止されて停止された後に支持部材を産業用移送装置により第１の方向にさらに移動すれば、基盤部材は付勢部材に抗して支持部材に対し移動され、これにより第１係合部と第２係合部の係合は離脱されて基盤部材と支持部材の第２の方向における相対的動きは可能となる。この状態で産業用移送装置により支持部材を第２の方向に動かすことにより中間部材を基盤部材に対し動かしてクランプ爪によるワークのクランプ・アンクランプが行われるので、ワークのクランプ・アンクランプのためのエアシリンダ、ロータリアクチュエータ、モータなどのアクチュエータは不要となる。これによりハンド装置自体の構造が簡略化されるとともに軽量化され、使用する産業用移送装置も小容量のもので足り、アクチュエータやその制御用機器も不要となるので設備費を低減させることができる。
【００１８】
支持部材は産業用移送装置に取り付けられて第１の方向と平行な中心軸線を有する支持軸とし、基盤部材は支持軸の中心軸線方向に沿った第１の方向と同中心軸線回りの回転方向である第２の方向の動きを許容するように支持されたメインプレートとし、中間部材はメインプレートには支持軸と同軸的に回転自在に支持されるとともに支持軸には軸線方向では摺動自在で回転は拘束されるように連結された中間軸とし、第１係合部及び第２係合部はメインプレートまたはこれに取り付けられた部材と支持軸またはこれに取り付けられた部材に中心軸線と同軸的にそれぞれ固定された第１クラッチディスク及び第２クラッチディスクの互いに対向する部分に設け、付勢部材はメインプレートまたはこれに取り付けられた部材と支持軸またはこれに取り付けられた部材の間に介装したスプリングとした請求項２のハンド装置によれば、両係合部により互いに係合されたメインプレートと支持軸を産業用移送装置により第１の方向に移動し、メインプレートがワークに対し所定の位置関係で係止されて停止された後に支持軸を産業用移送装置により第１の方向にさらに移動すれば、メインプレートはスプリングに抗して支持軸に対し移動して第１係合部と第２係合部の係合が外れてメインプレートと支持軸は中心軸線回りの相対回転が可能となる。この状態で産業用移送装置により支持軸をメインプレートに対し回転させれば中間軸を介してクランプ爪によるワークのクランプ・アンクランプが行われるので、ワークのクランプ・アンクランプのためのエアシリンダ、ロータリアクチュエータ、モータなどのアクチュエータは不要となる。従って請求項１の発明と同様、ハンド装置自体の構造が簡略化されるとともに軽量化されるので、使用する産業用移送装置も小容量のもので足り、アクチュエータやその制御用機器も不要となるので設備費を低減させることができる。
【００１９】
中間軸とクランプ爪の間に設けられメインプレートに対する中間軸の回転をメインプレートに対するクランプ爪の移動に変換して同クランプ爪によりワークをクランプさせる連動機構を備えた請求項３のハンド装置によれば、クランプ爪の作動の自由度を高めることができるので、種々のクランプ形式のハンド装置に適用することができる。
【００２０】
クランプ爪は互いに対向する少なくとも１対とし、連動機構は中間軸の回転を少なくとも１対のクランプ爪の開閉に変換するようにした請求項４のハンド装置によれば、クランプ爪によるワークＷのクランプを極めて確実に行うことができる。
【００２１】
第１係合部及び第２係合部は第１クラッチディスク及び第２クラッチディスクの互いに対向する面の外縁部にそれぞれ円周方向に沿って形成されて互いに噛合する多数の係合突起よりなるものとした請求項５のハンド装置によれば、クランプ爪によりワークをクランプしてスプリングにより第１係合突起と第２係合突起を係合した状態ではクランプ爪によるワークのクランプは確実に保持され、ワークの重量が大きくまた大きな外力が加わっても第１及び第２クラッチディスクが相対回動することはないので、ワークのクランプは確実で緩むおそれがない。
【００２２】
また、支持部材は産業用移送装置に取り付けられる平板状の支持プレートとし、基盤部材は支持プレートと平行に配置され中間部材を介して支持プレートにそれと直交する第１の方向とそれと平行な第２の方向に移動可能に支持された平板状のメインプレートとし、中間部材は支持プレートと平行に配置されメインプレートには第２の方向に移動可能に支持されるとともに支持プレートには第１の方向では移動自在で第２の方向では相対移動が拘束されるように連結された中間プレートとし、第１係合部及び第２係合部はメインプレートまたはこれに取り付けられた部材と支持プレートまたはこれに取り付けられた部材の互いに対向して接近離隔する部分に設け、付勢部材は中間プレートまたはこれに取り付けられた部材と支持プレートまたはこれに取り付けられた部材の間に介装したスプリングとした請求項６のハンド装置によれば、両係合部により互いに係合されたメインプレートと支持プレートを産業用移送装置により第１の方向に移動し、メインプレートがワークに対し所定の位置関係で係止されて停止された後に支持プレートを産業用移送装置により第１の方向にさらに移動すれば、メインプレートはスプリングに抗して支持プレートに対し移動して第１係合部と第２係合部の係合が外れてメインプレートと支持プレートはそれらと平行な第２の方向の移動が可能となる。この状態で産業用移送装置により支持プレートをメインプレートに対し移動させれば中間プレートを介してクランプ爪によるワークのクランプ・アンクランプが行われるので、ワークのクランプ・アンクランプのためのエアシリンダ、ロータリアクチュエータ、モータなどのアクチュエータは不要となる。従って請求項１及び請求項２の発明と同様、ハンド装置自体の構造が簡略化されるとともに軽量化されるので、使用する産業用移送装置も小容量のもので足り、アクチュエータやその制御用機器も不要となるので設備費を低減させることができる。
【００２３】
中間プレートとクランプ爪の間に設けられメインプレートに対する中間プレートの第２の方向における移動をメインプレートに対するクランプ爪の移動に変換して同クランプ爪によりワークをクランプさせる連動機構を備えた請求項７のハンド装置によれば、クランプ爪の作動の自由度を高めることができるので、種々のクランプ形式のハンド装置に適用することができる。
【００２４】
連動機構はクランプ爪を第２の方向における支持プレート及び中間プレートの移動と逆向きに移動させ、支持プレートにはクランプ爪と協働してワークをクランプする第２のクランプ爪を設けた請求項８のハンド装置によれば、連動機構により移動されるクランプ爪と支持プレートに設けられた第２のクランプ爪は互いに逆向きに移動するので、両クランプ爪によるワークのクランプは極めて確実に行われる。
【００２５】
第１係合部及び第２係合部は、メインプレートまたはこれに取り付けられた部材と支持プレートまたはこれに取り付けられた部材の互いに対向する部分の何れか一方に設けられて第１の方向と平行な軸線を有する１個または複数の係合ピンと、メインプレートまたはこれに取り付けられた部材と支持プレートまたはこれに取り付けられた部材の互いに対向する部分の他方に設けられて係合ピンと係合可能な複数または１個の係合孔よりなる請求項９のハンド装置によれば、クランプ爪によりワークをクランプしてスプリングにより係合ピンと係合孔を係合した状態ではクランプ爪によるワークのクランプは確実に保持され、ワークの重量が大きくまた大きな外力が加わってもメインプレートと支持プレートが相対移動することはないので、ワークのクランプが緩むおそれはない。
【００２６】
また、支持部材は産業用移送装置に取り付けられる平板状の支持プレートとし、基盤部材は支持プレートと平行に配置され中間部材を介して支持プレートにそれと平行な第１の方向とそれと直交する第２の方向に移動可能に支持された平板状のメインプレートとし、中間部材は支持プレートと平行に配置されてメインプレートには第２の方向に移動可能に支持されるとともに支持プレートには第１の方向では移動自在で第２の方向では相対移動が拘束されるように連結された中間プレートとし、第１係合部及び第２係合部はメインプレートまたはこれに取り付けられた部材と支持プレートまたはこれに取り付けられた部材の第１の方向において互いに対向して接近離隔される部分に設け、付勢部材はメインプレートまたはこれに取り付けられた部材と支持プレートまたはこれに取り付けられた部材の間に介装したスプリングとした請求項１０のハンド装置によれば、両係合部により互いに係合されたメインプレートと支持プレートを産業用移送装置により第１の方向に移動し、メインプレートがワークに対し所定の位置関係で係止されて停止された後に支持プレートを産業用移送装置により第１の方向にさらに移動すれば、メインプレートはスプリングに抗して支持プレートに対し移動して第１係合部と第２係合部の係合が外れてメインプレートと支持プレートはそれらと平行な第２の方向の移動が可能となる。この状態で産業用移送装置により支持プレートをメインプレートに対し移動させれば中間プレートを介してクランプ爪によるワークのクランプ・アンクランプが行われるので、ワークのクランプ・アンクランプのためのエアシリンダ、ロータリアクチュエータ、モータなどのアクチュエータは不要となる。従って請求項１、請求項２及び請求項６の発明と同様、ハンド装置自体の構造が簡略化されるとともに軽量化されるので、使用する産業用移送装置も小容量のもので足り、アクチュエータやその制御用機器も不要となるので設備費を低減させることができる。
【００２７】
中間プレートとクランプ爪の間に設けられメインプレートに対する中間プレートの第２の方向における移動をメインプレートに対するクランプ爪の移動に変換して同クランプ爪によりワークをクランプさせる連動機構を備えた請求項１１のハンド装置によれば、クランプ爪の作動の自由度を高めることができるので、種々のクランプ形式のハンド装置に適用することができる。
【００２８】
第１係合部及び第２係合部は、メインプレートまたはこれに取り付けられた部材と支持プレートまたはこれに取り付けられた部材にそれぞれ設けられた第１クラッチ板及び第２クラッチ板の互いに対向する面に第２の方向に沿って形成されて互いに噛合する多数の係合突起よりなるものとした請求項１２のハンド装置によれば、クランプ爪によりワークをクランプしてスプリングにより第１係合突起と第２係合突起を係合した状態ではクランプ爪によるワークのクランプは確実に保持され、ワークの重量が大きくまた大きな外力が加わっても第１及び第２クラッチディスクが相対回動することはないので、ワークのクランプは確実で緩むおそれがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
先ず図１〜図４により、本発明によるハンド装置の第１実施形態の説明をする。この第１実施形態のハンド装置は、６軸多関節型ロボット（産業用ロボット、産業用移送装置）３５に取り付けられた支持軸（支持部材）３０と、この支持軸３０にその中心軸線方向（第１の方向Ｘ）に摺動自在かつ同中心軸線を中心とする回転方向（第２の方向Ｙ）に回転自在に支持されたメインプレート（基盤部材）１０を備えている。またこのハンド装置はさらに、ワークＷをクランプ・アンクランプするためにメインプレート１０に設けられたクランプ爪２０ｂと、メインプレート１０に支持され支持軸３０により回転されてクランプ爪２０ｂを開閉させる中間軸（中間部材）２４と、メインプレート１０と支持軸３０の間に設けられた第１及び第２クラッチディスク２６，２７と、この両クラッチディスク２６，２７を係合させる向きに押圧するスプリング（付勢部材）２９を備えている。
【００３０】
主として図１及び図２に示すように、横長の厚い平板よりなるメインプレート１０の上面の一側部にはワークＷの一端面Ｗａに形成した位置決め孔Ｗｂに所定位置まで挿入可能な２個の段付の位置決めピン１６が直角に立設され、メインプレート１０の中央には中間軸２４が軸受ブッシュ１５を介して位置決めピン１６と平行に回転自在に支持され、またメインプレート１０の下側には隙間をおいて中間軸２４を囲むようにブラケット１３が固定されている。メインプレート１０と平行なブラケット１３の底板には、ガイドブッシュ１４を介して支持軸３０が中間軸２４と同軸的に回転及び軸線方向摺動自在に連結されており、支持軸３０はその基端側のフランジ部３０ｂ及びアダプタ３２を介して、６軸多関節型ロボット３５のアーム部先端に設けられた手首部３６の回転軸部３７に同軸的に取り付けられている。中間軸２４にはメインプレート１０から上側に突出する上端部にピニオン２３が同軸的に固定され、下端から同軸的に突出する平行に２面取りされた先端部２４ａは支持軸３０の先端に形成された連結孔３０ａ内に、軸線方向には摺動自在で回転は伝達するように連結されている。
【００３１】
また支持軸３０の先端部には外側に張り出す支持ディスク２８がリングナット３１により同軸的に固定され、ブラケット１３の内底面とこれと対向する支持ディスク２８の下面にはそれぞれ第１クラッチディスク２６と第２クラッチディスク２７が支持軸３０と同軸的に固定され、各クラッチディスク２６，２７の互いに対向する面の外周部には、離脱可能に互いに噛合される第１係合突起（第１係合部）２６ａ及び第２係合突起（第２係合部）２７ａが円周方向に沿って形成されている。支持ディスク２８の上面に同軸的に設けられた環状のスラスト軸受２８ａとメインプレート１０の下面の間には、円周方向を４等分した各位置にスプリング２９が介装され、メインプレート１０はこのスプリング２９により支持軸３０の中心軸線に沿って支持軸３０から離れる向きに、すなわちクランプ爪２０ｂによりワークＷがクランプされる側である上側に向かって付勢される。また両クラッチディスク２６，２７はこのスプリング２９により互いに接近する向きに付勢され、外力が加わらない自由状態ではクラッチディスク２６，２７の第１及び第２係合突起２６ａ，２７ａは互いに係合して停止されるようになっている。各スプリング２９は、メインプレート１０の下面に円周方向に沿って固定された４個の案内ロッド１７により位置決め保持されている。
【００３２】
主として図１及び図４に示すように、メインプレート１０の上面の長手方向両端部には、それぞれ内向きのクランプ爪２０ｂを有する１対のクランプブロック２０が、その下側に固定されたスライド部材２０ａとメインプレート１０の上面に固定された案内レール１１を介して半径方向に移動可能に案内支持されている。各クランプブロック２０に一端が固定された各ラック２２は互いに平行に内向きに延びて、中間軸２４に取り付けられたピニオン２３の両側に噛合され、各ラック２２の先端部はピニオン２３を越えた位置でメインプレート１０の上面に固定されたガイド部材１２により摺動自在に案内支持されている。このラック２２とピニオン２３が、メインプレート１０に対する中間軸２４の回転をクランプ爪２０ｂを備えた各クランプブロック２０の開閉に変換する連動機構２１を構成している。
【００３３】
次に上述した第１実施形態のハンド装置の作動の説明をする。図１及び図４に示すようにハンド装置をアンクランプ状態として６軸多関節型ロボット３５の手首部３６の回転軸部３７に取り付けただけの自由状態では、クランプ爪２０ｂは開かれ、クラッチディスク２６，２７の各係合突起２６ａ，２７ａはスプリング２９により噛合されてメインプレート１０と支持軸３０は互いに拘束されているので、６軸多関節型ロボット３５の回転軸部３７により支持軸３０が第２の方向Ｙに回転されればメインプレート１０も一体的に回転される。そして６軸多関節型ロボット３５によりハンド装置を移動させて、図２に示すように、パレット（図示省略）上の所定位置にクランプされたワークＷの一端面Ｗａにメインプレート１０を第１の方向Ｘ（支持軸３０の中心軸線方向）から接近させて、位置決めピン１６を位置決め孔Ｗｂに所定位置まで嵌合挿入し、メインプレート１０がクランプブロック２０を介してワークＷの一端面Ｗａに当接して停止され、これによりメインプレート１０はワークＷに対し所定の位置関係で係止される。このように係止されてメインプレート１０が停止された後に、６軸多関節型ロボット３５により第１の方向Ｘにさらに移動すれば、メインプレート１０はスプリング２９に抗して支持軸３０から離れる向きに移動してクラッチディスク２６，２７の各係合突起２６ａ，２７ａの噛合が離脱され、メインプレート１０と支持軸３０は中心軸線回りの相対回転が可能となる。
【００３４】
この状態では位置決めピン１６がパレット上にクランプ固定されたワークＷの位置決め孔Ｗｂに係合されてメインプレート１０はワークＷに拘束されているので、６軸多関節型ロボット３５の回転軸部３７により支持軸３０を第２の方向Ｙで所定の向きに回転させれば中間軸２４はメインプレート１０に対し第２の方向Ｙに回転して、１対のクランプ爪２０ｂは連動機構２１を介して内向きに移動し、ワークＷの両側に形成した各凹部（ワークＷの一部）Ｗｃに係合して（図３のクランプ爪２０ｂの部分参照）、ワークＷをクランプする。そして、６軸多関節型ロボット３５により支持軸３０を第１の方向ＸでワークＷから離れる向きに後退させれば、第２クラッチディスク２７はスプリング２９により押圧されてその第２係合突起２７ａは、図３に示すように第１クラッチディスク２６の第１係合突起２６ａに噛合されてメインプレート１０と支持軸３０は相対回転不能に拘束される。以上によりワークＷは、メインプレート１０と支持軸３０が互いに拘束されたハンド装置によりクランプされる。そしてこれと前後してパレットに対するワークＷのクランプを解除すれば、ハンド装置によりクランプしたワークＷを、６軸多関節型ロボット３５により任意の場所に移動することができる。
【００３５】
移動先では、ワークＷを載置した状態において、先ず６軸多関節型ロボット３５により支持軸３０をスプリング２９に抗して第１の方向Ｘに移動してクラッチディスク２６，２７の各係合突起２６ａ，２７ａの噛合を外し、６軸多関節型ロボット３５の回転軸部３７により支持軸３０を第２の方向Ｙで前述した所定の向きと逆向きに回転させ、１対のクランプ爪２０ｂを外向きに移動させてワークＷの各凹部Ｗｃから離脱させる。そして支持軸３０を第１の方向Ｘその中心軸線方向である第１の方向Ｘに後退させれば、クラッチディスク２６，２７の各係合突起２６ａ，２７ａはスプリング２９により噛合されて、この作動の説明の最初に述べた自由状態に戻る。
【００３６】
上述した第１実施形態によれば、位置決めピン１６がパレット上にクランプされたワークＷの位置決め孔Ｗｂに係合されてメインプレート１０がワークＷに拘束された状態において、６軸多関節型ロボット３５の回転軸部３７により支持軸３０が回転されてクランプ爪２０ｂによるワークＷのクランプ・アンクランプが行われるので、ワークＷのクランプ・アンクランプのためのエアシリンダ、ロータリアクチュエータ、モータなどのアクチュエータは不要となる。なおこの第１実施形態では、６軸多関節型ロボット３５の回転軸部３７の回転によりクランプ爪２０ｂによるワークＷのクランプ・アンクランプを行うために、その間はメインプレート１０と支持軸３０の間の拘束を解除しているが、このための第１及び第２係合突起２６ａ，２７ａの係合離脱もメインプレート１０がクランプブロック２０を介してワークＷの一端面Ｗａに当接した後における６軸多関節型ロボット３５の回転軸部３７の中心軸線方向である第１の方向Ｘの移動により行っているので、このような係合離脱を行うためのアクチュエータも不要である。これによりハンド装置自体の構造が簡略化されるとともに軽量化されるので、使用する６軸多関節型ロボット３５も小容量のもので足り、アクチュエータやその制御用機器も不要となるので設備費を低減させることができる。
【００３７】
上述した第１実施形態では、支持軸３０を介して産業用ロボット３５によりハンド装置を支持して、メインプレート１０に設けた位置決めピン１６を第１の方向ＸからワークＷの位置決め孔Ｗｂに挿入してメインプレート１０をワークＷに対し所定の位置関係で係止させて停止してから、支持軸３０をそのまま連続して第１の方向Ｘに移動させ、クラッチディスク２６，２７の各係合突起２６ａ，２７ａの噛合を離脱してメインプレート１０と支持軸３０の相対回転を可能としており、このようにすれば産業用ロボット３５の制御は簡単になり、作動時間も短縮される。しかしながら本発明はこれに限られるものではなく、第１の方向Ｘ以外の方向からメインプレート１０をワークＷに接近させて所定の位置関係で係止させて停止した後、あらためて支持軸（支持部材）３０を第１の方向Ｘに移動させ、クラッチディスク２６，２７を離脱してメインプレート１０と支持軸３０の相対回転が可能とするようにしてもよい。
【００３８】
上述した第１実施形態では、メインプレート１０に対する中間軸２４の回転を、ワークＷをクランプするためのメインプレート１０に対するクランプ爪２０ｂの移動に変換するために連動機構２１を使用しており、このようにすれば連動機構２１の種類を選択することによりクランプ爪を異なる種々な軸線回りに揺動させるなどクランプ爪の作動の自由度を高めることができるので、クランプされるワークＷの形状に適した種々のクランプ形式のハンド装置に適用することができる。しかしながら本発明はこれに限られるものではなく、中間軸２４にクランプ爪を直接取り付けて作動させるなど、連動機構を使用することなく実施することもできる。なお、第１実施形態のように１対のクランプ爪５０ａを開閉する場合の連動機構も、前述した図４に示すようなラック２２とピニオン２３を使用した機構に限らず、図５に示すような中間軸２４に固定したディスク２３Ａと、このディスク２３Ａと各クランプブロック２０を連結するコネクチングロッド２２Ａを使用したクランク機構でもよいし、リンク機構（例えば後述する第２実施形態のリンク機構５１参照）でもよい。
【００３９】
また上述した第１実施形態では、クランプ爪２０ｂは互いに対向する１対とし、このクランプ爪２０ｂをラック・ピニオン機構２１を介して中間軸２４の回転により互いに逆向きに移動させて開閉させるようにしており、このようにすればクランプ爪２０ｂによるワークＷのクランプを確実に行うことができる。この対向して開閉するクランプ爪２０ｂは複数対設けてもよく、そのようにすればクランプ爪２０ｂによるワークＷのクランプは一層確実となる。しかしながら本発明はこれらに限られるものではなく、ワークＷの形状によっては、中間軸２４により移動されるクランプ爪２０ｂは１個とし、位置決めピン１６またはメインプレート１０に設けたその他の突起などとクランプ爪２０ｂの間でワークＷをクランプするようにすることも可能である。
【００４０】
また上述した第１実施形態では、第１及び第２クラッチディスク２６，２７には互いに対向する面の外縁部にそれぞれ円周方向に沿って互いに噛合する多数の係合突起２６ａ，２７ａが形成されており、このようにすれば複数の角度位置においてメインプレート１０と支持軸３０を係合離脱することができ、クランプ爪２０ｂによりワークＷをクランプしてスプリング２９により第１係合突起２６ａと第２係合突起２７ａを噛合した状態ではクランプ爪２０ｂによるワークＷのクランプは確実に保持され、ワークＷの重量が大きくまた大きな外力が加わっても第１及び第２クラッチディスク２６，２７が相対回動することはないので、ワークＷのクランプが緩むおそれはない。しかしながら本発明はこれに限られるものではなく、軽いワークＷをクランプする場合には、第１及び第２クラッチディスク２６，２７は互いに係合する摩擦面を有する摩擦クラッチとして実施することも可能である。
【００４１】
次に図６〜図１１により、本発明によるハンド装置の第２実施形態の説明をする。この第２実施形態のハンド装置は、第１実施形態の場合と同様な６軸多関節型ロボット３５の手首部３６の回転軸部３７に取り付けられる平板状の支持プレート（支持部材）６０と、この支持プレート６０と平行に配置され支持プレート６０に対しそれぞれ直交する第１の方向Ｘと平行な第２の方向Ｙに移動可能に支持された平板状のメインプレート（基盤部材）４０を備えている。またこのハンド装置はさらに、ワークＷをクランプ・アンクランプするためにメインプレート４０に設けられたクランプ爪５０ａと、メインプレート４０に支持され支持プレート６０により第２の方向Ｙに移動されてクランプ爪５０ａを移動させる中間プレート（中間部材）５４と、メインプレート４０と支持プレート６０に設けられて互いに係合可能な係合ピン（第１係合部）４４及び係合凹部（第２係合部）６３と、この係合ピン４４と係合凹部６３を互いに係合させる向きに押圧するスプリング（付勢部材）５８を備えている。この第２実施形態では、第２のクランプ爪６２が支持プレート６０に設けられている。
【００４２】
主として図６及び図８に示すように、横長の厚い平板よりなるメインプレート４０の下面の中央部両側には第１の方向Ｘと平行に、ワークＷの一端面Ｗａに形成した位置決め孔Ｗｂに所定位置まで挿入可能な２個の位置決めピン４３がボルト（図示省略）により直角に立設されている。またメインプレート４０には６軸多関節型ロボット３５への取付部側に大きいコ字状切欠き４０ｂが形成され、このコ字状切欠き４０ｂ内には第１リニアモーションガイド４１ａ，４１ｂを介して、中間プレート５４が第２の方向Ｙに移動自在に支持されており、メインプレート４０と中間プレート５４は同じ厚さで、その上下面は一平面上に整列されている。６軸多関節型ロボット３５への取付部と反対側となる支持プレート６０の上面に形成された大きい長方形の凹部６０ｂ内には、図６において第２の方向Ｙと直交する方向に並んで配置された２本の頭付のガイドピン５７がボルト５７ａにより第１の方向Ｘと平行に立設固定され、この各ガイドピン５７は、これと同じピッチで中間プレート５４を貫通するように挿入されてスナップリング５６ａ，５６ｂ及びカラー５６ｃを介して固定された２本のリニアブッシュ５６に摺動自在に嵌合されている。これにより中間プレート５４は支持プレート６０に第１の方向Ｘには移動自在で第２の方向Ｙでは相対移動が拘束されるように連結され、またメインプレート４０は、中間プレート５４を介して支持プレート６０に、第１の方向Ｘと第２の方向Ｙに移動可能に支持される。
【００４３】
主として図６及び図１１に示すように、コ字状切欠き４０ｂの一側となるメインプレート４０の先端部の下面には、第１の方向Ｘと平行な係合ピン（第１係合部）４４がボルト４４ａにより固定されている。また支持プレート６０の一側の係合ピン４４と対応する位置に固定された突出部６０ａには、係合ピン４４と係合可能な２つの係合孔６３ａ，６３ｂよりなる係合凹部６３が形成されている。この第２実施形態の２つの係合孔６３ａ，６３ｂは、互いに連続したひょうたん形となっている。中間プレート５４はリニアブッシュ５６の上端面とガイドピン５７の頭部の間に介装したスプリング５８により支持プレート６０に向けて下向きに付勢されるので、中間プレート５４に連結されたメインプレート４０も支持プレート６０に向かう下向き、すなわちクランプ爪５０ａによりワークＷがクランプされる下側に向かって付勢される。そして、係合ピン４４が２つの係合孔６３ａ，６３ｂの何れかと対応する所定位置にあり、かつ外力が加わらない自由状態では、係合ピン４４は２つの係合孔６３ａ，６３ｂの何れか一方と係合されて、中間プレート５４は支持プレート６０の上面に当接される。
【００４４】
主として図６及び図８に示すように、コ字状切欠き４０ｂと反対側となるメインプレート４０の下面に形成した溝形凹部４０ａ内には、第２リニアモーションガイド４２ａ，４２ｂを介してクランプブロック５０が第２の方向Ｙに移動自在に案内支持され、クランプブロック５０のコ字状切欠き４０ｂ側となる前側下部には前方に突出するクランプ爪５０ａが形成されている。４本の同一長のリンク５１ａと４つのリンクピン５１ｂ〜５１ｄを有するリンク機構よりなる連動機構５１は、中央部両側の各第１リンクピン５１ｂの下側に形成した頭部が、メインプレート４０の中央部上面に図６において第２の方向Ｙに対し直交する方向に整列して形成された２つの案内溝４０ｃに案内支持され、前端の第２リンクピン５１ｃは下端が支持プレート６０にねじ込み固定され中間プレート５４を摺動自在に貫通して上方に延び、後端の第３リンクピン５１ｄは、メインプレート４０に形成されて第２の方向Ｙに延びる長孔４０ｄを通ってクランプブロック５０に連結されている。これによりメインプレート４０に対し中間プレート５４が第２の方向Ｙに移動すれば、図６及び図７に示すようにリンク機構５１の形状が変化して、クランプ爪５０ａを設けたクランプブロック５０は支持プレート６０及び中間プレート５４と逆向きに第２の方向Ｙに移動される。
【００４５】
またボルト６１ａにより支持プレート６０に固定されて下方に延びるチャックアーム６１の下端には、支持プレート６０と平行にクランプブロック５０側に延びる第２のクランプ爪６２が固定され、その上側には第２のクランプ爪６２の先端よりも後退した当接部６２ａが設けられている。
【００４６】
次に上述した第２実施形態のハンド装置の作動の説明をする。図６、図８及び図１１(a) に示すようにハンド装置をアンクランプ状態として６軸多関節型ロボット３５の手首部３６の回転軸部３７に支持プレート６０を取り付けただけの自由状態では、クランプ爪５０ａは開かれ、スプリング５８により係合ピン４４が第１の係合孔６３ａに係合されてメインプレート４０と支持プレート６０は互いに拘束されているので、６軸多関節型ロボット３５により支持プレート６０が移動されればメインプレート４０も一体的に移動される。そして６軸多関節型ロボット３５によりハンド装置を移動させて、パレットＰ上の所定位置にクランプされたワークＷの一端面Ｗａにメインプレート４０を第１の方向Ｘから接近させて、図８に示すように、クランプブロック５０をワークＷのメインボアＷｄ内に入れるとともに位置決めピン４３を位置決め孔Ｗｂに所定位置まで嵌合挿入する。そしてメインプレート４０がワークＷの一端面Ｗａに当接して停止された後に、６軸多関節型ロボット３５により支持プレート６０を第１の方向Ｘにさらに移動すれば、図９及び図１１(b) に示すように、メインプレート４０はスプリング５８に抗して支持プレート６０から離れる向きに移動して第１の係合孔６３ａに対する係合ピン４４の係合が外れ、メインプレート４０及び中間プレート５４に対する支持プレート６０の第２の方向Ｙの移動が可能となる。
【００４７】
この状態では位置決めピン４３がパレットＰ上にクランプされたワークＷの位置決め孔Ｗｂに係合されてメインプレート４０はワークＷに拘束されているので、６軸多関節型ロボット３５により支持プレート６０をワークＷに向かう第２の方向Ｙに移動させれば中間プレート５４もメインプレート４０のコ字状切欠き４０ｂの奥部に向かって移動し、クランプブロック５０はリンク機構５１を介して支持プレート６０側に移動してその下部前端に設けたクランプ爪５０ａはメインボアＷｄ内の段部（ワークＷの一部）Ｗｃに係合され（図１０のクランプ爪５０ａの部分参照）、第２のクランプ爪６２は支持プレート６０とともに移動してワークＷの他端面Ｗｅの縁部の下側に入り、係合ピン４４は第２の係合孔６３ｂと対応する位置に移動される。そして、６軸多関節型ロボット３５により支持プレート６０を第１の方向Ｘに沿って中間プレート５４に向かって後退させれば、図１０及び図１１(c) に示すように、第２のクランプ爪６２はワークＷの他端面Ｗｅの縁部に係合され、中間プレート５４はスプリング５８により押圧されて支持プレート６０の上面に当接され、メインプレート４０の係合ピン４４は支持プレート６０に固定された突出部６０ａの第２の係合孔６３ｂに係合されてメインプレート４０と支持プレート６０は互いに拘束される。以上によりワークＷは、メインプレート４０と支持プレート６０が互いに拘束されたハンド装置によりクランプされる。そしてこれと前後してパレットＰに対するワークＷのクランプを解除すれば、ハンド装置によりクランプしたワークＷを、６軸多関節型ロボット３５により任意の場所に移動することができる。
【００４８】
移動先では、ワークＷを載置した状態において、先ず６軸多関節型ロボット３５によりメインプレート４０をスプリング５８に抗して第１の方向Ｘに移動して係合ピン４４を第２の係合孔６３ｂから離脱させるとともに第２のクランプ爪６２をワークＷの他端面Ｗｅの縁部から離脱させ、６軸多関節型ロボット３５により支持プレート６０をワークＷから離れる向きに第２の方向Ｙに移動させて、クランプブロック５０のクランプ爪５０ａをワークＷの段部Ｗｃから離脱させるとともに第２のクランプ爪６２を後退させる。そして支持プレート６０を第１の方向ＸでワークＷの一端面Ｗａから離れる向きに後退させれば、係合ピン４４はスプリング５８により第１の係合孔６３ａに係合して、この作動の説明の最初に述べた自由状態に戻る。
【００４９】
上述した第２実施形態によれば、位置決めピン４３がパレットＰ上にクランプされたワークＷの位置決め孔Ｗｂに係合されてメインプレート４０がワークＷに拘束された状態において、６軸多関節型ロボット３５により第２の方向Ｙに移動される支持プレート６０によりクランプ爪５０ａが移動してワークＷのクランプ・アンクランプが行われるので、ワークＷのクランプ・アンクランプのためのエアシリンダ、ロータリアクチュエータ、モータなどのアクチュエータは不要となる。なおこの第２実施形態では、６軸多関節型ロボット３５によりクランプ爪５０ａによるワークＷのクランプ・アンクランプを行うために、その間はメインプレート４０と支持プレート６０の間の拘束を解除しているが、このための係合凹部６３に対する係合ピン４４の係合離脱もメインプレート４０がワークＷの一端面Ｗａに当接した後における６軸多関節型ロボット３５による支持プレート６０の第１の方向Ｘの移動により行っているので、このような係合離脱を行うためのアクチュエータも不要である。これによりハンド装置自体の構造が簡略化されるとともに軽量化されるので、使用する６軸多関節型ロボット３５も小容量のもので足り、アクチュエータやその制御用機器も不要となるので設備費を低減させることができる。
【００５０】
上述した第２実施形態では、クランプ爪５０ａはリンク機構５１により支持プレート６０及び中間プレート５４と逆向きに移動させ、支持プレート６０にはクランプ爪５０ａと協働してワークＷをクランプする第２のクランプ爪６２を設けており、このようにすれば互いに逆向きに移動する２つのクランプ爪５０ａ，６２によりクランプがなされるので、ワークＷのクランプは極めて確実に行われる。しかしながら本発明はこれに限られるものではなく、ワークＷの形状によっては、第２のクランプ爪６２を省略して移動されるのはクランプ爪５０ａのみとし、位置決めピン４３またはメインプレート４０に設けたその他の突起などとクランプ爪５０ａの間でワークＷをクランプするようにすることも可能である。
【００５１】
上述した第２実施形態では、メインプレート４０に対する中間プレート５４の移動を、ワークＷをクランプするためのクランプ爪５０ａの移動に変換するために連動機構５１を使用しており、このようにすれば連動機構５１の種類を選択することによりクランプ爪を異なる種々な軸線回りに揺動させるなどクランプ爪の作動の自由度を高めることができるので、クランプされるワークＷの形状に適した種々のクランプ形式のハンド装置に適用することができる。しかしながら本発明はこれに限られるものではなく、中間軸２４にクランプ爪を直接取り付けて作動させるなど、連動機構を使用することなく実施することもできる。なお、この第２実施形態の中間プレート５４の移動をクランプ爪５０ａの移動に変換する連動機構５１は、図示のようなリンク機構の代わりに、第１実施形態のラック・ピニオン機構を使用することも可能である。
【００５２】
また上述した第２実施形態では、メインプレート４０と支持プレート６０に互いに係合可能な１個の係合ピン４４と２個の係合孔６３ａ，６３ｂよりなる係合凹部６３を設けており、このようにすればクランプ爪５０ａによりワークＷをクランプしてスプリング５８により係合ピン４４を係合凹部６３に係合した状態ではクランプ爪５０ａによるワークＷのクランプは確実に保持され、ワークＷの重量が大きくまた大きな外力が加わってもワークＷのクランプが緩むおそれはない。なお係合ピン４４と係合孔６３ａ，６３ｂの数は係合ピン４４と係合孔６３ａ，６３ｂが複数の位置で係合可能であれば任意であり、係合ピン４４と係合孔６３ａ，６３ｂをメインプレート４０と支持プレート６０の何れに設けるかも任意である。またこの第２実施形態の第１係合部４４と第２係合部６３は、係合ピン４４及びこれと係合可能な係合凹部６３とする代わりに、第１実施形態と同様な第１係合突起及び第２係合突起を直線状に配置したものを使用してもよい。
【００５３】
次に図１２〜図１６により、本発明によるハンド装置の第３実施形態の説明をする。この第３実施形態のハンド装置は、前述した各実施形態の場合と同様な６軸多関節型ロボット３５の手首部３６に取り付けられる厚い平板状の支持プレート（支持部材）９０と、この支持プレート９０と平行に配置され図１２の紙面内において支持プレート９０に対しそれぞれ平行な第１の方向Ｘと直交する第２の方向Ｙに移動可能に支持された平板状のメインプレート（基盤部材）７０を備えている。またこのハンド装置はさらに、ワークＷをクランプ・アンクランプするためにメインプレート７０に設けられたクランプ爪８０ｂと、メインプレート７０に第２の方向Ｙに移動可能に設けられてクランプ爪８０ｂを作動させる中間プレート（中間部材）７６と、メインプレート７０に固定されたブラケット７３と支持プレート９０の間に設けられた第１及び第２クラッチ板８６，８７と、この両クラッチ板８６，８７を係合させる向きに押圧するスプリング（付勢部材）９４を備えている。この第３実施形態では、メインプレート７０に固定爪８８ｂが設けられている。
【００５４】
主として図１２及び図１５に示すように、長方形の厚い平板よりなるメインプレート７０の一側面には、四角い有底箱状のブラケット７３が固定され、メインプレート７０と直交する第２の方向Ｙに沿って配置された作動軸８４は、ブラケット７３の底板とメインプレート７０の中央に設けたボールベアリング７４，７５により回転自在に支持されて、図において右側となる一端はメインプレート７０から外方に突出し、その先端にはピニオン８３が固定されている。両ベアリング７４，７５の間となる作動軸８４の外周に形成されたボールねじには、後述する中間プレート７６に取り付けられるボールナット８５が螺合されている。
【００５５】
産業用ロボット３５の手首部３６にアダプタ３８を介して固定された板材９１ａから起立されて手首部３６の中心軸線と平行に延びる４本の支持脚９１は、ブラケット７３の底板に形成された第１の方向Ｘに延びる長孔７３ａを通ってブラケット７３内に入り、その先端には厚い平板状の支持プレート９０が固定されている。この支持プレート９０の中央には第１の方向Ｘに延びる大きな長孔９０ａが形成され、メインプレート７０側となる一側面には、長孔９０ａの両側に配置した２対のスライド部材９２と案内レール７８を介して、長方形の中間プレート７６が第１の方向Ｘに摺動可能に案内支持されている。上述した作動軸８４に螺合されたボールナット８５は、支持部材７７により中間プレート７６の中央部に固定され、相当な隙間をおいて支持プレート９０の中央の長孔９０ａ内を通り抜けている。
【００５６】
主として図１２、図１５及び図１６に示すように、メインプレート７０の第２の方向Ｙにおける外面で図１２において下側となる位置には、内向きのクランプ爪８０ｂを有するクランプブロック８０が、その下側に固定された１対のスライド部材８０ａとメインプレート７０に固定された１対の案内レール７１を介して、第１の方向Ｘに移動可能に案内支持されている。このクランプブロック８０に一端が固定されたラック８２は第１の方向Ｘに内向きに延びて、作動軸８４の一端に取り付けられたピニオン８３の一側に噛合され、ラック８２の先端部はピニオン８３を越えた位置でメインプレート７０の上に固定されたガイド部材７２により摺動自在に案内支持されている。このラック８２、ピニオン８３、作動軸８４及びボールナット８５が、メインプレート７０に対する中間プレート７６の第２の方向Ｙにおける移動をメインプレート７０に対するクランプブロック８０の移動に変換してクランプ爪８０ｂによりワークＷをクランプ・アンクランプさせる連動機構８１を構成している。クランプの際にピニオン８３の一部と干渉するのを避けるために、クランプブロック８０の基部の一側には円弧状の凹部８０ｃが形成されている。また第１の方向Ｘでクランプブロック８０とは反対側となるメインプレート７０の外面には、クランプ爪８０ｂと対向する内向きの固定爪８８ｂを有する固定ブロック８８が基部８８ａを介して固定されている。
【００５７】
前述のように、支持プレート９０には中間プレート７６が第１の方向Ｘに摺動可能に案内支持されており、メインプレート７０とブラケット７３は中間プレート７６とともに支持プレート９０に対し第１の方向Ｘに移動されるので、支持プレート９０の第１の方向Ｘにおける一方の端面とこれと対向するブラケット７３の内面とは、互いに接近離隔可能である。このように第１の方向Ｘにおいて接近離隔可能に互いに対向される部分であるブラケット７３の内面と支持プレート９０の端面には、図１２〜図１４に示すように、幅が比較的狭い厚板状の第１クラッチ板８６と第２クラッチ板８７がそれぞれ固定され、この両クラッチ板８６，８７の対向する面には第２の方向Ｙに沿って互いに噛合する多数の第１係合突起（第１係合部）８６ａ及び第２係合突起（第２係合部）８７ａが形成されている。
【００５８】
第２クラッチ板８７と反対側となる支持プレート９０の端面には、両側に張り出す受け板９３が固定され、この張り出した部分と第１クラッチ板８６と反対側となるブラケット７３の内面の間には、スプリング９４が介装されている。これにより外力が加わらない自由状態では、両クラッチ板８６，８７の第１及び第２係合突起８６ａ，８７ａは互いに係合して停止されるようになっている。各スプリング９４は、受け板９３に固定された案内ロッド９５により位置決め保持されている。
【００５９】
次にこの第３実施形態のハンド装置の作動の説明をする。図１２、図１３及び図１６に示すようにハンド装置をアンクランプ状態として６軸多関節型ロボット３５の手首部３６に取り付けた自由状態では、クランプ爪８０ｂは開かれ、両クラッチ板８６，８７の各係合突起８６ａ，８７ａはスプリング９４により係合されてメインプレート７０と支持プレート９０は互いに拘束されているので、６軸多関節型ロボット３５により支持プレート９０が移動されれば、メインプレート７０も一体的に移動される。そして先ず６軸多関節型ロボット３５により、ハンド装置を第２の方向Ｙに移動させて、開かれたクランプ爪８０ｂと固定爪８８ｂの間に、パレットＰ上の所定位置にクランプされたワークＷの上下端面Ｗａ，Ｗｅを入れ、固定爪８８ｂがワークＷの凹部Ｗｆと対応する位置になったところで第２の方向Ｙの移動を停止させて、第１の方向Ｘで固定爪８８ｂが凹部Ｗｆに向かう向きに移動させ、図１２に示すように固定爪８８ｂがワークＷに当接するまで凹部Ｗｆ内に挿入する。これによりメインプレート７０は固定爪８８ｂを介してワークＷに対し所定の位置関係で係止されて停止される。
【００６０】
このようにメインプレート７０がワークＷに対し停止された後に、６軸多関節型ロボット３５の手首部３６を第１の方向Ｘにさらに移動すれば、中間プレート７６に案内支持された支持プレート９０は、図１３に示すように、スプリング９４に抗して第１の方向Ｘに移動し、これに固定された第２クラッチ板８７も移動するので、両クラッチ板８６，８７の各係合突起８６ａ，８７ａの噛合が離脱され、ブラケット７３の底板に形成した長孔７３ａの一方の内端に支持脚９１の外周が当接して停止される。これによりメインプレート７０と中間プレート７６は第２の方向Ｙに相対移動可能となる。
【００６１】
この状態で産業用ロボット３５を作動させて、支持プレート９０並びにこれに支持された中間プレート７６及びボールナット８５を、図１３の二点鎖線に示すように、第２の方向Ｙでメインプレート７０に接近する向きに移動させれば、作動軸８４及びその先端に固定したピニオン８３がボールナット８５を介して所定の向きに回転され、ラック８２を介してクランプブロック８０はワークＷに向かう向きに移動され、二点鎖線８０Ａに示す位置に達すれば、クランプ爪８０ｂは二点鎖線８０ｂＡに示すようにワークＷのメインボアＷｄに係合して、ワークＷをクランプする。この状態では、ピニオン８３の一部はクランプブロック８０の基部の一側に形成された円弧状の凹部８０ｃ内に入っている。そして、６軸多関節型ロボット３５により支持プレート９０を第１の方向Ｘで、ブラケット７３の底板に形成した長孔７３ａの一方の内端から支持脚９１の外周が離れる向きに移動させて元の位置に戻せば、支持プレート９０及び第２クラッチ板８７はスプリング９４により戻され、第２クラッチ板８７の第２係合突起８７ａが第１クラッチ板８６の第１係合突起８６ａに係合されて停止され、支持プレート９０及び中間プレート７６はメインプレート７０に対し第２の方向Ｙの相対移動不能に拘束される。これによりワークＷは、凹部ＷｆとメインボアＷｄにそれぞれ係合された固定爪８８ｂと移動が拘束されたクランプ爪８０ｂを介して、ハンド装置によりクランプされる。そしてこれと前後してパレットＰに対するワークＷのクランプを解除すれば、ハンド装置によりクランプしたワークＷを、６軸多関節型ロボット３５により任意の場所に移動することができる。
【００６２】
移動先では、ワークＷを載置した状態において、先ず６軸多関節型ロボット３５により支持プレート９０をスプリング９４に抗して移動して両クラッチ板８６，８７の各係合突起８６ａ，８７ａの噛合を外し、支持プレート９０をメインプレート７０に対し後退させクランプ爪８０ｂを外向きに移動させてワークＷのクランプを解除する。そして支持プレート９０を第１の方向Ｘで元の位置に戻せば、両クラッチ板８６，８７の各係合突起８６ａ，８７ａはスプリング９４により噛合されて、この作動の説明の最初に述べた自由状態に戻る。
【００６３】
上述した第３実施形態でも、上述した各実施形態と同様、ワークＷのクランプ・アンクランプのためのエアシリンダ、ロータリアクチュエータ、モータなどのアクチュエータは不要となり、これによりハンド装置自体の構造が簡略化されるとともに軽量化されるので、使用する６軸多関節型ロボット３５も小容量のもので足り、アクチュエータやその制御用機器も不要となるので設備費を低減させることができる。
【００６４】
上述した各実施形態では、ハンド装置が取り付けられる産業用ロボット３５を６軸多関節型ロボットとした例につき説明したが、ハンド装置を取り付ける産業用ロボットは多関節系に限られるものではなく、極座標系、円筒座標系、直交座標系など任意である。さらに本発明のハンド装置は、産業用ロボットに限らず、マシニングセンタ、ツールチェンジ可能な組立機、汎用性のあるローダなどの種々の産業用移送装置（移送機能を有する産業用装置）に取り付けて使用することができる。例えば、マシニングセンタの場合には主軸にこのハンド装置を装着してパレット上でワークを移載するなどに使用することができ、ツールチェンジ可能な組立機の場合はツール取付部にこのハンド装置を取り付けて産業用ロボットの場合と同様に使用し、また汎用性のあるローダの場合はワーク把持部にこのハンド装置を取り付けて産業用ロボットの場合と同様に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明によるハンド装置の第１実施形態のアンクランプ状態における要部を破断した平面図である。
【図２】第１実施形態のクランプ途中における図１に相当する平面図である。
【図３】第１実施形態のクランプ状態における図１に相当する平面図である。
【図４】第１実施形態のアンクランプ状態における正面図である。
【図５】第１実施形態の変形例を示す図４に相当する正面図である。
【図６】本発明によるハンド装置の第２実施形態のアンクランプ状態における平面図である。
【図７】第２実施形態のクランプ状態における平面図である。
【図８】第２実施形態の図６の８−８断面図である。
【図９】第２実施形態のクランプ途中における図８に相当する断面図である。
【図１０】第２実施形態のクランプ状態における図８に相当する断面図である。
【図１１】第２実施形態の各作動状態における図６の１１−１１断面図である。
【図１２】本発明によるハンド装置の第３実施形態のアンクランプ状態における平面図である。
【図１３】第３実施形態のクランプ途中における平面図である。
【図１４】第３実施形態のクランプ状態における平面図である。
【図１５】第３実施形態の図１２の１５−１５断面図である。
【図１６】第３実施形態のアンクランプ状態における正面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０…基盤部材（メインプレート）、２０ｂ…クランプ爪、２１…連動機構（ラック・ピニオン機構、リンク機構）、２４…中間部材（中間軸）、２６…第１クラッチディスク、２６ａ…第１係合部（第１係合突起）、２７…第２クラッチディスク、２７ａ…第２係合部（第２係合突起）、２９…付勢部材（スプリング）、３０…支持部材（支持軸）、３５…産業用移送装置（産業用ロボット、６軸多関節型ロボット）、４０…基盤部材（メインプレート）、４４…第１係合部（係合ピン）、５０ａ…クランプ爪、５４…中間部材（中間プレート）、５８…付勢部材（スプリング）、６０…支持部材（支持プレート）、６２…第２のクランプ爪、６３…第２係合部（係合凹部）、６３ａ，６３ｂ…係合孔、７０…基盤部材（メインプレート）、７６…中間部材（中間プレート）、８０ｂ…クランプ爪、８１…連動機構（ラック・ピニオン機構、ボールねじ機構）、８６…第１クラッチ板、８６ａ第１係合部（第１係合突起）、８７…第２クラッチ板、８７ａ…第２係合部（第２係合突起）、９０…支持部材（支持プレート）、９４…付勢部材（スプリング）、Ｗ…ワーク、Ｗｃ…一部（凹部、段部）、Ｘ…第１の方向、Ｙ…第２の方向。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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