(57)【要約】【課題】把持用フィンガーに対する摺動抵抗を低減して耐久性を高めることができる。小型のピストンで高い把持力を得ることができ、チャック自体を小型化することができる。把持用フィンガーを多段動作で開閉することにより高い把持力を得ることができる。【解決手段】作動部材の作動に伴って移動するカム部材の第１傾斜部を摺接するボール部材により作動部を弾性部材の弾性力に抗して互いに離間する方向へ押圧して把持用フィンガーを、把持部によるワークの把持が可能な位置まで揺動した後に、続いて第２傾斜部を摺接するボール部材により作動部を更に互いに離間する方向へ押圧して把持用フィンガーを、把持部がワークを把持する位置へ揺動する。【選択図】        図２
2009220244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部に把持部及び後端部に作動部を有し、中間部にて揺動可能に支持される一対の把持用フィンガーと、
各把持用フィンガーを、把持部相互が離間する方向へ揺動する弾性部材と、
先端側に傾斜角度が大きい第１傾斜部及び上記傾斜角度が小さい第２傾斜部が順に設けられたカム部材と、
カム部材を移動する作動部材と、
弾性部材により付勢された作動部によりカム部材の先端部に当接するボール部材と、
を備え、
作動部材の作動に伴って移動するカム部材の第１傾斜部を摺接するボール部材により作動部を弾性部材の弾性力に抗して互いに離間する方向へ押圧して把持用フィンガーを、把持部によるワークの把持が可能な位置まで揺動した後に、続いて第２傾斜部を摺接するボール部材により作動部を更に互いに離間する方向へ押圧して把持用フィンガーを、把持部がワークを把持する位置へ揺動する揺動開閉チャック。
【請求項２】
請求項１において、カム部材は、軸部材とし、該軸部材の先端部に、軸線に対して大きい傾斜角度で傾斜する外周面からなる第１傾斜部及び該第１傾斜部の境界から連続し、第１傾斜部の傾斜角度より小さい傾斜角度で傾斜する外周面からなる第２傾斜部を設けた揺動開閉チャック。
【請求項３】
請求項１において、カム部材は、板部材とし、該板部材の先端部に、長手方向に対して大きい傾斜角度で傾斜するテーパ面状の第１傾斜部及び該第１傾斜部の境界から連続し、第１傾斜部の傾斜角度より小さい傾斜角度で傾斜するテーパ面からなる第２傾斜部を設けた揺動開閉チャック。
【請求項４】
請求項１において、カム部材は、作動部材に一体形成した揺動開閉チャック。
【請求項５】
請求項１において、カム部材は、作動部材と別部材とした揺動開閉チャック。
【請求項６】
請求項１において、一方の把持用フィンガーには、検知器を設け、把持用フィンガーがワークを把持した際に電気信号を出力してワーク把持を検知可能にした揺動開閉チャック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットハンドに取付けられてワークを把持したり、樹脂成形品取出し機の可動体に取付けられて樹脂成形品のランナを把持したりする揺動開閉チャックに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に示す揺動開閉チャックにあっては、チャックの閉動作を流体圧力によって行い、開動作をスプリングによって行うロボットハンド用揺動開閉チャックに於いて、ケーシングの内部に先端の断面形状がＶ形状のピストンを備え、前記ピストンの内部にガイドロッドとスプリングをピストンと同軸上で作用するよう配置し、尚且つピストンとガイドロッドにそれぞれ接触する接触部を設けた一対のフィンガーを備え、閉動作を流体圧力によってピストンのＶ部がフィンガーに接触しながら押し出されることによりフィンガー先端を閉方向へと動作させる事で行い、開動作を流体圧力の開放によって、ガイドロッドがスプリング力によりフィンガーと接触しながら押し出されることでフィンガー先端を開方向へと動作させるように構成される。
【０００３】
しかし、上記揺動開閉チャックにあっては、フィンガーに対してピストンのＶ部を直接摺接してフィンガーを閉作動させる構成のため、両者間の摺動抵抗が大きくなると共に接触部が摩耗し易く、耐久性が悪かった。また、摺動抵抗に対抗する力でピストンを往復移動するため、高トルクの作動部材を使用する必要があり、チャック自体が大型化及び重量化する問題を有している。
【０００４】
特に、樹脂成形品取出し機に装着されるチャックにあっては、成形品取出しサイクルを短縮すると共に一対の金型間に形成される狭小空間内に進入させて取出し動作を実行する必要から、チャックとして小型化及び軽量化が要求される。
【０００５】
更に、ピストンの非作動時には、一対のフィンガーを開放状態に保つため、ピストンに対してばねにより付勢されるガイドロッドを設けなければならず、ピストン構造が複雑化する問題を有している。また更に、フィンガーにピストンのＶ部を摺接させて該フィンガーを一段動作で開閉させる構造であるため、フィンガーに対する摺接抵抗を考慮して強固な把持力を得るには、把持トルク以上のトルクを有した作動部材を使用する必要がある。
【特許文献１】特開２００８−６５４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
解決しようとする問題点は、把持用フィンガーに対してピストンを直接接触させて開閉するため、両者間の摺動抵抗が増大して耐久性が悪くなる点にある。また、大きい摺動抵抗に抗して把持用フィンガーを強い把持力で開閉させるには、大型の流体圧作動部材を使用しなければならず、チャック自体が大型化する点にある。把持用フィンガーが一段動作で開閉するため、強い把持力が得られない点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、先端部に把持部及び後端部に作動部を有し、中間部にて揺動可能に支持される一対の把持用フィンガーと、各把持用フィンガーを、把持部相互が離間する方向へ揺動する弾性部材と、先端側に傾斜角度が大きい第１傾斜部及び上記傾斜角度が小さい第２傾斜部が順に設けられたカム部材と、カム部材を移動する作動部材と、弾性部材により付勢された作動部によりカム部材の先端部に当接するボール部材とを備え、作動部材の作動に伴って移動するカム部材の第１傾斜部を摺接するボール部材により作動部を弾性部材の弾性力に抗して互いに離間する方向へ押圧して把持用フィンガーを、把持部によるワークの把持が可能な位置まで揺動した後に、続いて第２傾斜部を摺接するボール部材により作動部を更に互いに離間する方向へ押圧して把持用フィンガーを、把持部がワークを把持する位置へ揺動することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、把持用フィンガーに対する摺動抵抗を低減して耐久性を高めることができる。小型のピストンで高い把持力を得ることができ、チャック自体を小型化することができる。把持用フィンガーを多段動作で開閉することにより高い把持力を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、作動部材の作動に伴って移動するカム部材の第１傾斜部に摺接するボール部材により作動部を弾性部材の弾性力に抗して互いに離間する方向へ押圧して把持用フィンガーを、把持部によるワークの把持が可能な位置まで揺動した後に、続いてボール部材を第２傾斜部に摺接して作動部を更に互いに離間する方向へ押圧して把持用フィンガーを、把持部がワークを把持する位置へ揺動することを最良の形態とする。
【実施例】
【００１０】
以下に実施形態を示す図に従って本発明を説明する。
図１及び３に示すように、揺動開閉チャック１のケーシング３前部には、一対の把持用フィンガー５が配置されている。各把持用フィンガー５は、先端部側に把持部５ａが設けられると共に他端部側に作動部５ｂが設けられる。そして各把持用フィンガー５は、作動部５ｂ寄りの中間部がケーシング３に取付けられた支持軸７に揺動するように軸支され、把持部５ａが互いに近づく方向へ揺動された際に、各把持部５ａの把持面が微小間隔をおいて相対させられる。
【００１１】
また、各把持用フィンガー５間には、圧縮ばね、ゴム等の弾性部材９が支持軸７より把持部５ａ寄りに装着され、該弾性部材９の弾性力により把持部５ａ相互を常に離間させる開放側、従って作動部５ｂ相互を互いに近づく方向へ揺動するように付勢する。
【００１２】
ケーシング３の後部には、揺動開閉チャック１の中心軸線と一致する方向に軸線を有したエアーシリンダーや電動モータ等の作動部材１１（図は、作動部材としてシリンダーを採用した例を示す。）が取付けられる。該作動部材１１内には、ピストン１３が摺動するように支持され、該ピストン１３は、内蔵された圧縮ばね１５により図２に示す軸線方向右側へ移動するように付勢される。また、把持用フィンガー５側のピストン１３には、カム軸等のカム部材１７が設けられる。該カム部材１７としては、ピストン１３に一体形成した構造、またはピストン１３とは別部材のカム部材１７をピストン１３に固着した構造のいずれであってもよい。
【００１３】
上記カム部材１７の先端部には、小径軸部１７ａ、第１傾斜軸部１７ｂ及び第２傾斜軸部１７ｃが先端から後方に向かって形成される。小径軸部１７ａは、所定の外径及び軸線長さに形成され、揺動開閉チャック１の非作動時には、後述する一対のボール部材１９相互間に位置して支承する。第１傾斜軸部１７ａは、小径軸部１７ａとの境界から軸線方向に対して大きい角度で傾斜するように徐々に大径になりながら所定の軸線幅で延びる傾斜外周面に形成される。また、第２傾斜軸部１７ｃは、第１傾斜軸部１７ｂとの境界から軸線方向に対して小さい角度で傾斜するように徐々に大径になりながら第１傾斜軸部１７ｂの軸線長さより長い軸線幅で延びる傾斜外周面に形成される。
【００１４】
図２に示す軸線方向右側へ移動した上記カム部材１７の小径軸部１７ａと各把持用フィンガー５の作動部５ｂに応じたケーシング３には、軸線直交方向両側に延びるガイド凹部３ａがそれぞれ形成され、各ガイド凹部３ａ内には、ボール部材１９が軸線直交方向へそれぞれ移動可能に配置される。そして各ボール部材１９は、弾性部材９の弾性力により互いに近づく方向に付勢された作動部５ｂによりカム部材１７の小径軸部１７ａにそれぞれ当接するように押圧される。
【００１５】
尚、一方の把持用フィンガー５の把持部５ａには、近接スイッチ、マイクロスイッチ等の把持検知器２１が取付けられ、各把持用フィンガー５が閉動作されてワークや、樹脂成形品のランナ（以下、これらを総称してワークＷとする。）を把持した際に、電気信号を出力してワークＷが把持されたことを検知する。
【００１６】
次に、上記のように構成された揺動開閉チャック１の作用を説明する。
ワークの非把持時においては、ピストン１３は、圧縮ばね１５の弾性力により図２に示す軸線方向右側へ移動されている。この状態において、一対の把持用フィンガー５は、弾性部材９の弾性力により支持軸７を中心に各把持部５ａが互いに離間する方向へ揺動して開状態になっている。また、把持用フィンガー５の作動部５ｂは、上記弾性部材９の弾性力により互いに近づく方向へ揺動してボール部材１９がカム部材１７の小径軸部１７ａに圧接するように押圧している。
【００１７】
次に、各把持用フィンガー５の把持部５ａ間に位置するワークＷを把持するには、把持部５ａ相互間にワークＷが位置した状態で作動部材１１の正圧室内に所要圧力の流体（空気、作動油）を供給してピストン１３を、圧縮ばね１５の弾性力に抗して一定の速度及びトルクで軸線方向左側へ移動させる。これによりボール部材１９は、ピストン１３と一体に移動するカム部材１７の第１傾斜軸部１７ｂ及び第２傾斜軸部１７ｃの順に摺接することにより軸線直交方向で、互いに離間する方向へ移動し、外周面に当接する作動部５ｂを互いに離間する方向へ移動させて各把持用フィンガー５を、弾性部材９の弾性力に抗して把持部５ａ相互が互いに近づく方向へ揺動させる。（図４参照）
【００１８】
カム部材１７に対するボール部材１９の摺接初期においては、ボール部材１９が摺接する第１傾斜軸部１７ｂが、軸線方向に対して大きい角度で傾斜しているため、カム部材１７の移動ストロークに対して各把持用フィンガー５を大きい揺動角度で揺動させる。このとき、第１傾斜軸部１７ｂが軸線方向に対して大きい角度で傾斜しているため、ボール部材１９の摺接抵抗が大きくなるが、ワークＷに対して各把持用フィンガー５が非把持状態、従って無負荷状態であるため、作動部材１１のトルクで各把持用フィンンガー５を短時間に大きい角度で揺動させることができる。
【００１９】
そして図５に示すように、軸線方向左側に対するカム部材１７の移動に伴ってボール部材１９の摺接面が第１傾斜軸部１７ｂから第２傾斜軸部１７ｃに移ると、ボール部材１９は、第２傾斜軸部１７ｃに対する摺接に伴って、更に軸線直交方向外側へ移動して当接する作動部５ｂを外側へ押圧して各把持用フィンガー５を、弾性部材９の弾性力に抗して把持部５ａ相互が更に近づく方向へ揺動してワークＷを把持させる。このとき、第１傾斜軸部１７ｂに比べて軸線方向に対する第２傾斜軸部１７ｃの傾斜角度が小さく、第２傾斜軸部１７ｃに対するボール部材１９の摺接抵抗が小さいため、各把持用フィンガー５を作動部材１１のトルクで確実に揺動し、該トルクに応じた把持力でワークＷを把持させる。
【００２０】
尚、各把持用フィンガー５によるワークＷの把持を解除するには、作動部材１１に対する流体の供給を中断して排出することによりピストン１３を、圧縮ばね１５の弾性力により図２に示す位置に戻す。これによりカム部材１７の復動に伴って各ボール部材１９が第２傾斜軸部１７ｃ、第１傾斜軸部１７ｂ及び小径軸部１７ａの順に摺接することにより軸線直交方向の互いに近づく方向へ移動し、作動部５ｂに対する押圧が解除される。そして各把持用フィンガー５を弾性部材９の弾性力により、把持部５ａ相互が離間する方向、従って作動部５ａ相互が近づく方向へ付勢されて揺動することによりワークＷの把持を解除させる。
【００２１】
本実施例は、ワークＷを把持する際に、各把持用フィンガー５を、カム部材１７の移動初期においては、第１傾斜軸部１７ｂにより大きい揺動角度、その後においては第２傾斜軸部１７ｃにより小さい揺動角度で揺動することにより作動部材１１のトルクに応じた把持力でワークＷを確実に把持することができる。また、低トルクの作動部材１１であっても、該トルクに応じた把持力を得ることができ、装置自体を小型化及び軽量化することができる。
【００２２】
上記説明は、カム部材１７の先端側に、軸線方向に対する傾斜角度が異なる第１傾斜軸部１７ｂ及び第２傾斜軸部１７ｃを連続するように一体形成する構成としたが、図６に示すように先端側に幅が一定の平面部５１ａ、軸線方向に対する傾斜角度が大きい第１カム面５１ｂ及び第１カム面５１ｂに比べて軸線方向に対する傾斜角度が小さい第２カム面５１ｃを順に連続して形成したカム板５１によりカム部材を構成し、ピストン１３に対して該カム板５１を一体若しくは別体で設ける構成であってもよい。
【００２３】
該カム板５１は、ピストン１３の移動に伴って第１カム面５１ｂ及び第２カム面５１ｃに摺接するボール部材１９を異なる速度で移動して各把持用フィンガー５を揺動させることによりワーク把持に要する時間の短縮化を図りながら作動部材１１のトルクに応じた所定の把持力でワークＷを確実に把持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】揺動開閉チャックの全体を示す斜視図である。
【図２】揺動開閉チャックの構造を示す断面図である。
【図３】カム部材の先端部を拡大して示す説明図である。
【図４】第１傾斜軸部に対するボール部材の摺接状態を示す説明図である。
【図５】第２傾斜軸部に対するボール部材の摺接状態を示す説明図である。
【図６】カム部材の変更例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  揺動開閉チャック
３  ケーシング
５  把持用フィンガー
５ａ  把持部
５ｂ  作動部
７  支持軸
９  弾性部材
１１  作動部材
１３  ピストン
１５  圧縮ばね
１７  カム部材
１７ａ  小径軸部
１７ｂ  第１傾斜軸部
１７ｃ  第２傾斜軸部
１９  ボール部材
【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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