(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
実質的に直方形のチャックボディ内に相互に平行に並設された一対のシリンダ機構と、各シリンダ機構のシリンダ孔内の各ピストンにより相対する方向に開閉駆動される一対の把持部材と、上記一対のピストンに設けたラックと噛合して、それらのピストンの動作を同期させるピニオンと、上記チャックボディに組付けられ、それら一対の把持部材をシリンダ機構の駆動方向と平行な方向にガイドする、把持部材の開閉方向に長いレール状に形成されたガイド部材とを備えた開閉チャックにおいて、
上記ピニオンを、上記チャックボディにおける一対のシリンダ機構の間に設けた凹部内に配設して、該凹部の開口を上記ガイド部材で覆うと共に、該ガイド部材にピニオンの軸の一端側を軸支させた、
ことを特徴とする開閉チャック。
【請求項２】
請求項１に記載の開閉チャックにおいて、各把持部材が、対応するシリンダ機構のピストンに連結されるアームをそれぞれ備え、該アームが、把持部材において把持対象物の把持のためにガイド部材によりガイドされるスライド部材の把持面側に取付けるための取付片を有していて、該取付片が、スライド部材の上記把持面側に、把持部材の摺動方向から螺挿される取付ねじにより固定されているもの。
【請求項３】
請求項１または２に記載の開閉チャックにおいて、各ピストンの両端付近に位置検出用磁石を設け、チャックボディの両側面に、それぞれ１個の磁気検出スイッチ取付用溝を設けたもの。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業用ロボットのアーム等に取り付けてワーク等の対象物の把持、搬送に使用する開閉チャックに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
産業用ロボットのアーム等に取り付けてワーク等の対象物の把持、搬送に使用する開閉チャックとしては、図６に示す特開平９−３８８８１号のチャックが公知である。このチャック５０は、実質的に直方形のチャックボディ５１内に相互に平行に並設した一対のシリンダ機構５２，５２を設け、それらのシリンダ機構５２，５２におけるのシリンダ孔５３内のピストン５４を相対する方向に駆動することにより、対象物を把持する一対の把持部材５５，５５（図６においては片方のみあらわれている。）が、チャックボディ５１の中央部に設けたレール状のガイド部材５６によってガイドされ、それらの把持部材５５，５５をシリンダ機構５２，５２の駆動方向と平行な方向に開閉駆動するものである。この開閉チャック５０には、各ピストン５４，５４の動作を同期させるため、これら一対のピストン５４，５４に設けたラック５７と噛合するピニオン５８が、一対のシリンダ孔５３，５３の間に設けられている。
この開閉チャック５０においては、チャックボディ５１の把持部材が組付けられている面と、それに対向する面との間の厚さｔを、シリンダ孔の軸方向長さに影響されることなく薄くすることができるため、チャック全体の厚さＴをある程度まで薄形化することが可能である。
【０００３】
しかしながら、上記開閉チャック５０では、ピニオン５８の軸５８ａの上端を、チャックボディ５１によって軸支し、そのチャックボディ５１上にガイド部材５６を設ける必要があるため、ピニオン５８の軸５８ａの長さと軸線上にあるガイド部材５６の厚さとの関係から、チャック全体をそれ以上薄形化するのは極めて困難である。
また、上記開閉チャック５０では、チャックボディ５１に軸支部材５９によりピニオン５８を組付ける必要があるため、チャック全体の構成が複雑で、組立ても煩雑である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の技術的課題は、一対の把持部材がシリンダ機構の駆動方向と平行に開閉する上述の開閉チャックにおいて、チャック全体のより一層の薄形化を図ることにある。
本発明の他の技術的課題は、上記チャック全体の薄形化と同時に、上記チャックの構造を簡素化と組立ての簡単化を図ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の開閉チャックは、実質的に直方形のチャックボディ内に相互に平行に並設された一対のシリンダ機構と、各シリンダ機構のシリンダ孔内の各ピストンにより相対する方向に開閉駆動される一対の把持部材と、上記一対のピストンに設けたラックと噛合して、それらのピストンの動作を同期させるピニオンと、上記チャックボディに組付けられ、それら一対の把持部材をシリンダ機構の駆動方向と平行な方向にガイドする、把持部材の開閉方向に長いレール状に形成されたガイド部材とを備えた開閉チャックにおいて、上記ピニオンを、上記チャックボディにおける一対のシリンダ機構の間に設けた凹部内に配設して、該凹部の開口を上記ガイド部材で覆うと共に、該ガイド部材にピニオンの軸の一端側を軸支させたことを特徴とするものである。
【０００６】
上記構成を有する開閉チャックは、ピニオンの軸の一端側をガイド部材によって軸支させて、チャックボディの無駄なスペースを省略したため、チャックボディ自体を薄形化することができ、これにより、チャック全体のより一層の薄形化を図ることができる。
また、ガイド部材によってピニオンの軸の一端側を軸支するため、チャックボディに対するピニオンの取付けとガイド部材の取付けとを個別に行う必要がなく、それらを同時に行うことができるため、従来必要であったピニオンの軸を軸支する部材の省略と組立ての効率化を実現し、構造の簡素化と組立ての簡単化を図ることができる。
【０００７】
本発明の開閉チャックにおいては、各把持部材が、対応するシリンダ機構のピストンに連結されるアームをそれぞれ備え、該アームが、把持部材において把持対象物の把持のためにガイド部材によりガイドされるスライド部材の把持面側に取付けるための取付片を有していて、該取付片が、スライド部材の上記把持面側に、把持部材の摺動方向から螺挿される取付ねじにより固定されているものとすることができる。
このような方向からの取付ねじによる固定は、ピニオン軸方向での取付ねじによる固定の場合ように、スライド部材の薄さが取付ねじ長さにより制限されることが無く、スライド部材を可能な範囲内で薄くすることを可能にするものである。
【０００８】
また、本発明においては、各ピストンの両端付近に位置検出用磁石を設け、チャックボディの両側面に、それぞれ１個の磁気検出スイッチ取付用溝を設けることができ、これによって、チャックボディの一側面のスイッチ取付溝しか利用できない場合でも、ピストンが両端のいずれかの位置にあることの検出を１つのスイッチ取付溝内に２つの磁気検出スイッチを収容して行うことが可能となる。
そのため、チャックボディの各側面にそれぞれ１個のスイッチ取付溝を設けるだけでチャックの動作位置が検知可能になり、狭い空間に２つのスイッチ取付溝を設ける場合に比してチャックを薄形化することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１乃至図４は本発明の開閉チャックの一実施例を示すもので、この実施例の開閉チャックは、実質的に直方形のチャックボディ１と、該チャックボディ１内に相互に平行に並設された一対の流体圧駆動のシリンダ機構２Ａ，２Ｂと、これら一対のシリンダ機構２Ａ，２Ｂにより開閉駆動される一対の把持部材３，３と、これら一対の把持部材３，３をシリンダ機構２Ａ，２Ｂの駆動方向と平行な方向にガイドするガイド部材４とを備えている。
【００１０】
上記一対のシリンダ機構２Ａ，２Ｂは、チャックボディ１に穿設された一対のシリンダ孔５Ａ，５Ｂと、それらシリンダ孔５Ａ，５Ｂに摺動自在に嵌挿されたピストン６Ａ，６Ｂと、各シリンダ機構２Ａ，２Ｂに対して圧縮流体の給排を行うポート１８，１９を備え、上記各シリンダ孔５Ａ，５Ｂの一端側を塞ぐポート付きエンド部材７Ａ，７Ｂと、各シリンダ孔５Ａ，５Ｂの他端側を気密に塞ぐエンド部材８Ａ，８Ｂにより構成されている。
この一対のシリンダ機構２Ａ，２Ｂは、上記ポート付きエンド部材７Ａ，７Ｂの各ポート１８，１９を通じて圧縮流体を給排することにより、それぞれのピストン６Ａ，６Ｂが相対する方向に往復駆動される。
【００１１】
この実施例の場合、図２において、左側に位置するポート１８から圧縮流体を供給すると、その圧縮流体は、左側のシリンダ機構２Ａのポート付きエンド部材７Ａ側の圧力室２５Ａ内と、該圧力室２５Ａと連通する流通路２０と通じている、右側のシリンダ機構２Ｂの反対側のエンド部材８Ｂ側の圧力室２６Ｂ内とに流入する。
一方、右側に位置するポート１９からは、シリンダ機構２Ｂのポート付きエンド部材７Ｂ側の圧力室２５Ｂ内の圧縮流体と、該圧力室２５Ｂと連通する流通路２１と通じている、シリンダ機構２Ａの反対側のエンド部材８Ａ側の圧力室２６Ａ内の圧力流体とが排出され、これにより、各ピストン６Ａ，６Ｂが相互に反対方向に駆動される。
逆に、ポート１９から圧縮空気を供給すると、シリンダ機構２Ｂのポート付きエンド部材７Ｂ側の圧力室２５Ｂと、シリンダ機構２Ａのエンド部材７Ａ側の圧力室２６Ａとに流入し、ポート１８からは、シリンダ機構２Ａのポート付きエンド部材７Ａ側の圧力室２５Ａと、シリンダ機構２Ｂのエンド部材８Ｂ側の圧力室２６Ｂからの圧縮流体が排出され、これにより、各ピストン６Ａ，６Ｂが相互に逆方向に駆動される。
【００１２】
上記各ピストン６Ａ，６Ｂには、後述するピニオン１１と相互に噛合するラック９Ａ，９Ｂが、それぞれの歯部が相互に対向するように設けられ、一方、上記記シリンダ孔５Ａ，５Ｂには、各ピストン６Ａ，６Ｂのラック９Ａ，９Ｂと上記ピニオン１１とを相互に噛合させるためのラック用開口１０Ａ，１０Ｂが、各シリンダ孔５Ａ，５Ｂの軸線方向と平行に設けられている。
また、上記各ピストン６Ａ，６Ｂの両端部には、シリンダ孔５Ａ，５Ｂの圧力室内から圧縮流体が流出しないように、シール部材１６がそれぞれ取付けられている。
【００１３】
上記各ピストン６Ａ，６Ｂの両端付近には、位置検出用の永久磁石２７がそれぞれ取付けられていて、チャックボディ１の外側の両側面にそれぞれ１個設けた磁気検出スイッチ取付用溝１ａ，１ａにおける両端部に近い位置に収容される磁気検出スイッチ（図示せず）によって、それらのピストン６Ａ，６Ｂの動作位置を検出することができるようにしている。
これにより、チャックボディ１の一側面のスイッチ取付溝１ａしか利用できない場合でも、ピストンが両端のいずれかの位置にあることの検出を１つのスイッチ取付溝１ａ内に２つの磁気検出スイッチを収容して行うことが可能となるため、チャックボディの各側面にそれぞれ１個のスイッチ取付溝を設けるだけでチャックの動作位置が検知可能になり、狭い空間に２つのスイッチ取付溝を設ける場合に比してチャックを薄形化することができる
なお、この実施例の場合、上記永久磁石２７は、ピストン６Ａ，６Ｂの両端付近に設けた嵌入孔内に嵌入されていて、ピストン６Ａ，６Ｂの摺動の妨げにならないようになっている。
【００１４】
上記チャックボディ１の内部における一対のシリンダ機構２Ａ，２Ｂの間には、その周面にピストン６Ａ，６Ｂの各ラック９Ａ，９Ｂと噛合する前記ピニオン１１が回動自在に配設されている。
このピニオン１１は、上記シリンダ孔５Ａ，５Ｂのラック用開口１０Ａ，１０Ｂを通して、各ピストン６Ａ，６Ｂのラック９Ａ，９Ｂと相互に噛合することにより、それらピストン６Ａ，６Ｂの動作を同期させるためのものである。
【００１５】
上記チャックボディ１は、上記ピニオン１１の軸線方向と直交する外表面のうち一方の面側に、上記一対のシリンダ機構２Ａ，２Ｂの駆動方向と平行な凹溝１２が形成されている。
そして、この凹溝１２の中央部に、上記ピニオン１０を回動自在に収容する凹部１３が設けられていて、該凹部１３内底において該ピニオン１１の軸１１ａの一端側がチャックボディ１によって軸支されている。
【００１６】
上記凹溝１２内には、一対のシリンダ機構２Ａ，２Ｂの駆動方向と平行な方向に長い１本のレール状に形成された上記ガイド部材４が、上記凹部１３の開口を塞ぐように配設されていて、上記一対の把持部材３，３が共にこのガイド部材４に組付けられている。
このガイド部材４は、チャックボディ１への取付面側の中央に設けられた軸支孔４ａによって、上記ピニオン１１の軸１１ａの一端側を回動自在に直接軸支していて、これにより、このピニオン１１の軸１１ａがチャックボディ１とガイド部材４とによって軸支されることとなる。
【００１７】
上記一対の把持部材３，３は、多数の鋼球１４ａを備えたリニアベアリング１４を有し、ガイド部材４にガイドされるように組付けられて把持対象物を把持するスライド部材３ａ，３ａと、シリンダ機構２Ａ，２Ｂ及びガイド部材４と干渉しない部分が他方の把持部材の方向に平行に延びるアーム３ｂ，３ｂとを備えていて、スライド部材３ａ，３ａが上記リニアベアリング１４を介して上記ガイド部材４の長手の両側面を挟むように組付けられることにより、把持部材３，３が全体として該ガイド部材４に摺動自在に組付けられている。
【００１８】
上記スライド部材３ａは、上記ガイド部材４に嵌め込むための溝１５を備えていて、該溝１５におけるガイド部材４の長手の両側面と対向する両溝壁に、上記リニアベアリング１４が設けられている。
この実施例の上記リニアベアリング１４は、スライド部材３ａ内に略楕円形を描くように穿設された二つのループ孔１４ｂ，１４ｂ内に多数の鋼球１４ａが回転自在に挿入された循環式のもので、把持部材３が動くと各鋼球１４ａがループ孔１４ｂ内を循環するように回転しながら移動するようになってる。
なお、このリニアベアリング１４は、このような循環式のもの限らず、溝に複数の鋼球や円柱状の転動子を取付けた直線式のものなど、任意の構成のものを用いることができる。
【００１９】
上記アーム３ｂは、上記スライド部材３ａと対応する上記各ピストン６Ａ，６Ｂとを連結して、これらのピストン６Ａ，６Ｂの駆動力をスライド部材３ａ，３ａに伝えて開閉駆動を行わせるものである。
このアーム３ｂは、チャックボディ１と相対する面側に設けられた駆動ピン３０を、各ピストン６Ａ，６Ｂのほぼ中央に設けられた嵌合溝１７に嵌合させることにより対応するピストン６Ａ，６Ｂと相互に連結されていて、ピストン６Ａ，６Ｂの駆動力が各駆動ピン３０，３０を通じて各アーム３ｂ，３ｂに伝達されるようになっている。
【００２０】
なお、各シリンダ機構２Ａ，２Ｂは、圧力室２５Ａ，２５Ｂ，２６Ａ，２６Ｂの気密性さえ保たれていればよいため、各ピストン６Ａ，６Ｂの駆動に伴って各嵌合溝１７，１７が移動する範囲においては、シリンダ孔５Ａ，５Ｂに開口が設けられていて、常に嵌合溝１７，１７が露出し、各駆動ピン３０，３０の移動を妨げないようにしている。
【００２１】
また、このアーム３ｂは、その一端側に、上記スライド部材３ａにおける把持面側に取付けるための取付片３１が設けられていて、スライド部材３ａの上記把持面側に、把持部材３の摺動方向から螺挿される取付ねじ３２によって固定されている。
このようにすることにより、上記スライド部材３ａに、相応の強度を確保した状態で取付ねじ３２を螺挿することができる程度の厚みがあれば、該スライド部材３ａの厚みを可及的に薄くすることができるため、ピニオン軸１１ａ方向での取付ねじ３２による固定の場合ように、スライド部材３ａの薄さが取付ねじ長さにより制限されることが無く、チャック全体としての厚みをより薄くすることが可能である。
【００２２】
上記構成を有する開閉チャックは、ポート１８，１９を通じてシリンダ機構２Ａ，２Ｂへの圧縮流体の給排を行うことにより、一対の把持部材３，３が開閉駆動される。
この開閉チャックは、ガイド部材４によってピニオン１１の軸１１ａの一端側を軸支したことにより、従来必要であったピニオンの軸を軸支する部材を省略することができるため、チャックボディ１の無駄なスペースを省略することができ、これにより、チャックボディ１自体を薄形化することができるため、チャック全体のより一層の薄形化を図ることができる。
また、チャックボディ１に対するピニオン１１の取付けとガイド部材４の取付けとを同時に行うことができるため、従来必要であったピニオンの軸を軸支する部材を省略することができ、これにより、組立ての効率化をも実現することができ、全体構造の簡素化と組立ての簡単化を図ることができる。
【００２３】
さらに、上記把持部材３，３を、該把持部材３，３の摺動方向から螺挿される取付ねじ３２によって、アーム３ｂ，３ｂをスライド部材３ａ，３ａの把持面側に取付ける構成としたことにより、スライド部材３ａの薄さが取付ねじ３２の長さにより制限されることが無いため、スライド部材３ａ，３ａの薄形化が図られる上、磁気検出スイッチ取付用溝１ａ，１ａを、チャックボディ１の外側の両側面にそれぞれ１個設けたことによってもチャックボディ１の薄形化が図るため、チャック全体としてもより一層の薄形化が可能である。
【００２４】
上記実施例においては、各ピストン６Ａ，６Ｂの駆動に伴ってそれぞれの嵌合溝１７，１７が移動する範囲においては、シリンダ孔５Ａ，５Ｂに開口が設けられていて、常に嵌合溝１７，１７が露出するようになっているが、必ずしもこのようにする必要はなく、シリンダ孔５Ａ，５Ｂに、各アーム３ｂ，３ｂの駆動ピン３０，３０が摺動自在に挿入可能な程度の幅の導出孔を、ピストン６Ａ，６Ｂの駆動方向に該駆動ピン３０移動範囲長さだけ設けて、ピストン６Ａ，６Ｂの露出を極力少なくするような構成としてもよい。
【００２５】
なお、上記実施例においては、駆動ピン３０，３０と、各把持部材３，３のレバー３ａ，３ａとによってシリンダ機構２Ａ，２Ｂの駆動力を各把持部材３，３に伝えるようにしているが、必ずしもこのような構成に限らず、任意の手段を用いて、シリンダ機構の駆動力を把持部材に伝えることができるのはもちろんである。
この場合、チャック全体の薄形化に影響を与えない構成のものを採用することが肝要である。
【００２６】
また、上記実施例においては、把持部材３のアーム３ｂの一端側に、スライド部材３ａにおける把持面側に取付けるための取付片３１を設け、該アーム３ｂを、スライド部材３ａの把持面側に把持部材３の摺動方向から螺挿させる取付ねじ３２によって
取付けた構成としているが（図４参照）、チャックボディ１の凹溝１２の溝底とスライド部材３ａの表面との間に空間的余裕がある場合や、チャック全体の厚みに若干の余裕を持たすことができる場合には、図５に示すような構成とすることができる。
【００２７】
即ち、図５に示す開閉チャックは、上記アーム３ｂの取付片３１に代えて、アーム３３ｂをスライド部材３３ａの長さ分だけ延長した板状に形成し、その延長部分を、スライド部材３３ａにおけるチャックボディ１と対向する面に、外チャックボディ１側から螺挿する取付ねじ３４によって取付けた構成としている。
なお、図５に示す実施例における上記以外の構成及び作用は、図１ないし図４に示す実施例と実質的に同じであるから、主たる対応部分に同一の符号を付して、それらの説明を省略する。
【００２８】
【発明の効果】
以上に詳述したように、本発明の開閉チャックによれば、ピニオンの軸の一端側をガイド部材によって軸支させたことにより、チャックボディの無駄なスペースを省略してチャックボディ自体を薄形化することができるため、チャック全体のより一層の薄形化を図ることができる。
また、ガイド部材によってピニオンの軸の一端側を軸支することによりピニオンの取付けとガイド部材の取付けと同時に行うことができるため、従来必要であったピニオンの軸を軸支する部材の省略化と組立ての効率化を実現し、構造の簡素化と組立ての簡単化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の開閉チャックの一実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例の一部破断断面図である。
【図３】本発明の実施例の底面図である。
【図４】本発明の実施例の側断面図である。
【図５】図４と異なる実施例を示す側断面図である。
【図６】従来の開閉チャックを示す横断面図である。
【符号の説明】
１  チャックボディ
１ａ  スイッチ取付溝
２Ａ，２Ｂ  シリンダ機構
３  把持部材
３ａ  スライド部材
３ｂ  アーム
４  ガイド部材
５Ａ，５Ｂ  シリンダ孔
６Ａ，６Ｂ  ピストン
９Ａ，９Ｂ  ラック
１１  ピニオン
１１ａ  軸
１３  凹部
３１  取付片
【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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