JP4304631B2 - チャック装置 - Google Patents

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Description

本発明は、把持機構を開閉動作させることによりワークの把持を行うことが可能なチャック装置に関する。
従来から、例えば、工作機械の先端に取り付けられ、駆動力を付勢してチャックを開閉動作させることにより種々の部品等を把持するチャック装置が知られている。
本出願人は、モータ等の駆動源による駆動力によって開閉自在な一組の把持爪を有するチャック装置を提案している（特許文献１参照）。一般的に、形状の異なる様々なワークを把持する際には、前記ワークによって把持される部位が異なってくるため、上述したチャック装置を複数組み合わせて前記ワークの形状に応じて使い分けることにより対応している。しかしながら、近年、様々なワークの把持を単一のチャック装置で行いたいという要請がある。
特開２００５−１６１４５４号公報
本発明は、前記の提案に関連してなされたものであり、ワークの形状に応じて自在に把持機構を変位させ、前記ワークを所望の位置で確実に把持することが可能なチャック装置を提供することを目的とする。
前記の目的を達成するために、本発明は、開閉自在に設けられる把持機構を介してワークを把持するチャック装置において、
圧力流体が供給される一組のポートを有し、前記ポートから供給される圧力流体の作用下に軸線方向に沿って変位するピストンが内装されるボディと、
前記ボディに連結され、電気信号によって回転駆動する駆動部と、
前記ピストンに連結され、該ピストンの変位作用下に開閉自在に設けられた一組の第１把持部と、前記駆動部の駆動作用下に開閉自在に設けられ、前記第１把持部の開閉方向と略直交方向に開閉する一組の第２把持部とを有する把持機構と、
を備え、前記第１把持部は前記ピストンの変位作用下に前記ボディに設けられたベース体のレール溝に沿って互いに接近離間する一組の変位ブロックを有し、前記それぞれの変位ブロックはホルダに連結され、前記ホルダは前記第２把持部を構成するフィンガを変位自在に保持することを特徴とする。
本発明によれば、圧力流体によって把持機構を構成する一組の第１保持部を開閉動作させると共に、駆動部を電気信号により駆動させ、その駆動作用下に前記把持機構を構成する第２把持部を前記第１把持部の開閉方向と略直交方向に自在に開閉動作させる。すなわち、ワークを把持する把持機構を、第１及び第２把持部から構成すると共に、圧力流体による第１把持部の開閉動作と、前記駆動部による第２把持部の開閉動作とをそれぞれ別個に独立して行うことができる。
従って、把持機構によってワークの把持を行う際に、駆動部の駆動作用下に第２把持部を開閉動作させて該ワークにおける所望の把持位置に位置決めし、圧力流体によって第１把持部を開閉動作させて前記ワークを位置決めされた所望の把持位置で把持することができる。その結果、ワークの把持を行う前に、該ワークの形状に応じて第２把持部で予め所望の把持位置へと位置決めしておくことにより、形状の異なる様々なワークの把持を単一のチャック装置で確実に行うことができる。
また、駆動部と第２把持部との間には、該駆動部の回転方向への駆動力を前記第２把持部の直線運動へと変換する変換機構を有し、
前記変換機構は、前記駆動部と共に回転駆動する回転軸と、
前記第２把持部の係合部が係合される円弧状の溝部を有し、前記回転軸と共に回転する回転体と、
前記係合部が挿通され、前記回転軸を中心として略水平方向に延在したガイド溝と
を備えるとよい。
すなわち、駆動部からの駆動力が、変換機構を構成する回転軸に伝達され、該回転軸と共に回転する回転体を介して第２把持部へと伝達される。この際、回転体の溝部に係合された第２把持部の係合部は、該回転体の回転に伴って前記溝部によって半径方向へと導かれ、且つ、前記係合部が略水平方向に延在したガイド溝に挿通されているため、前記ガイド溝によるガイド作用下にガイド溝に沿って略水平方向に変位する。その結果、係合部を有する一組の第２把持部が、駆動部からの回転方向の駆動力によって略水平方向に直線方向へと変位する。
さらに、回転体を、回転軸に対して軸線方向に沿って変位自在に係合し、且つ、前記回転軸に対する回転方向への相対変位を規制することにより、前記回転体は、駆動部からの駆動力が回転軸を介して確実に伝達されると共に、前記回転体が軸線方向に沿って変位可能となる。そのため、駆動部からの回転方向への駆動力を回転体を介して確実に第２把持部へと伝達して開閉動作させると共に、第１把持部が開閉動作する際に、前記回転体を回転軸に沿って変位させることが可能となる。
本発明によれば、以下の効果が得られる。
すなわち、把持機構によってワークの把持を行う際、駆動部の駆動作用下に第２把持部を開閉動作させて該ワークにおける所望の把持位置に位置決めし、圧力流体によって第１把持部を開閉動作させて前記ワークを位置決めされた所望の把持位置で把持することができる。その結果、ワーク形状に応じて把持機構を制御することにより形状の異なる様々なワークを確実に把持することが可能となる。
また、第１及び第２駆動部を設け、前記第２駆動部の駆動作用下に第２把持部を開閉動作させて該ワークにおける所望の把持位置に位置決めし、前記第１駆動部によって第１把持部を開閉動作させて前記ワークを位置決めされた所望の把持位置で把持することができる。その結果、ワーク形状に応じて把持機構を制御することにより形状の異なる様々なワークを確実に把持することが可能となる。
本発明に係るチャック装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係るチャック装置を示す。
このチャック装置は、図１〜図７に示されるように、筒状に形成されたチャックボディ（ボディ）１２と、前記チャックボディ１２の内部に変位自在に設けられるピストン１４と、前記ピストン１４のロッド部１６に係合されたレバー１８ａ、１８ｂを介して開閉動作する一組の把持部（第１把持部）２０ａ、２０ｂを有する把持機構２２と、前記チャックボディ１２の側部に装着される駆動部２４と、前記駆動部２４から出力された駆動力を変速するギア機構２６と、前記駆動力を回転変位から水平方向への直線変位へと変換し、前記把持機構２２へと伝達するカム機構（変換機構）２８とを含む。
チャックボディ１２は、断面略矩形状に形成され、その内部には軸線方向に沿って貫通した貫通孔３０（図３参照）が形成されると共に、その側面には、前記貫通孔３０の内部に圧力流体を供給する第１及び第２ポート３２、３４が開口している。
この貫通孔３０には、開口した一端部側にキャップ３６が嵌合され、前記キャップ３６によって前記貫通孔３０が閉塞される。キャップ３６の外周面には、環状のシール部材３８が装着されているため、前記シール部材３８が貫通孔３０の内周面に当接することにより該貫通孔３０内の気密が保持されると共に、該貫通孔３０の内周面に装着された係止リング４０によって前記キャップ３６が保持される。
第１及び第２ポート３２、３４は、チャックボディ１２の軸線方向（矢印Ｘ１、Ｘ２方向）に所定間隔離間して設けられ、前記第１ポート３２がピストン１４の一端面側（矢印Ｘ１方向）に連通し、前記第２ポート３４が前記ピストン１４の他端面とキャップ３６との間に連通している。なお、第１及び第２ポート３２、３４は、図示しない圧力流体供給源に接続されている。
また、チャックボディ１２の他端部には、プレート状のベース体４２が連結され、前記ベース体４２には、把持機構２２を構成する一組の変位ブロック４４ａ、４４ｂが変位自在に案内されるレール溝４６が形成される。このレール溝４６は、ベース体４２においてチャックボディ１２とは反対側の側面に一直線状に形成され、且つ、前記チャックボディ１２の軸線と略直交する長手方向（矢印Ｙ方向）に沿って延在している（図５及び図６参照）。
ピストン１４の一端面には、例えば、ゴム等の弾性材料からなるダンパ４８が装着され、前記ピストン１４が把持機構２２側（矢印Ｘ１方向）に向かって変位して前記貫通孔３０の内壁面に当接する際の衝撃が緩衝される。
一方、ピストン１４は、該ピストン１４の外周面が貫通孔３０の内周面に沿って摺接するように設けられ、前記外周面の環状溝に装着されたピストンパッキン５０が前記内周面に当接している。これにより、ピストン１４の一端面側及び他端面側における貫通孔３０内の気密が好適に保持される。
また、ピストン１４の外周面には、ピストンパッキン５０に隣接して磁石５２が配設され、前記磁石５２の磁気を図示しない位置検出センサで検知することにより、前記ピストン１４の変位位置が確認される。
また、ピストン１４の一端面側には、半径内方向に縮径して把持機構２２側（矢印Ｘ１方向）に向かって延在したロッド部１６を有し、前記ピストン１４の他端面は、キャップ３６と対向するように配置される。このロッド部１６は、貫通孔３０に対して縮径したロッド孔５４に挿通され、該ロッド孔５４の内周面に設けられたロッドパッキン５６が外周面に当接している。
このロッド部１６には、一組のレバー１８ａ、１８ｂがピン５８を介して回動自在に係合される。このレバー１８ａ、１８ｂは、それぞれ断面略Ｌ字状に形成され、その折曲した略中央部が、チャックボディ１２に設けられた一組のリンクピン６０を介してそれぞれ回動自在に軸支されている。また、レバー１８ａ、１８ｂの一端部側には、それぞれ半円状に切り欠かれた切欠部６２が形成され、ロッド部１６の端部に装着されたピン５８にそれぞれ係合されている。一方、レバー１８ａ、１８ｂは、リンクピン６０に支持された部位から他端部側に向かって徐々に細軸状に形成され、把持機構２２を構成する変位ブロック４４ａ、４４ｂの内部にそれぞれ軸支されている。
すなわち、一組のレバー１８ａ、１８ｂは、ロッド部１６の軸線方向（矢印Ｘ１、Ｘ２方向）に沿った変位作用下にリンクピン６０を介して他端部側が互いに接近又は離間するように回動変位する。
把持機構２２は、図５及び図６に示されるように、ベース体４２のレール溝４６に沿って変位自在に設けられる一組の変位ブロック４４ａ、４４ｂと、前記変位ブロック４４ａ、４４ｂにそれぞれ連結される一組のホルダ６４ａ、６４ｂと、前記ホルダ６４ａ、６４ｂに対して変位自在に保持される把持部２０ａ、２０ｂとを有する。
変位ブロック４４ａ、４４ｂは、ホルダ６４ａ、６４ｂと対向した側面に形成されたボルト孔６８に該ホルダ６４ａ、６４ｂを連結するボルト６６が螺合される。また、変位ブロック４４ａ、４４ｂは、幅方向に拡幅してレール溝４６に係合される拡幅部７０と、前記拡幅部７０の中央部に設けられ、レール溝４６側に向かって開口してレバー１８ａ、１８ｂの他端部が挿入されるレバー孔７２とを有する。
拡幅部７０は、変位ブロック４４ａ、４４ｂの下端部に形成され、該拡幅部７０の両側部に形成された溝部には複数のボール７４が一直線状に装着されると共に、前記変位ブロック４４ａ、４４ｂの端面に装着されたカバープレート７６によって前記ボール７４が溝部内に保持される。なお、レール溝４６の断面形状は、変位ブロック４４ａ、４４ｂの拡幅部７０に対応した形状で形成されている。そして、レール溝４６の延在方向に沿って変位ブロック４４ａ、４４ｂを挿入させた際に、拡幅部７０に保持されたボール７４が前記レール溝４６の内壁面に当接することにより、前記変位ブロック４４ａ、４４ｂがレール溝４６に沿って変位する際の変位抵抗が軽減され、前記変位ブロック４４ａ、４４ｂがレール溝４６に沿って円滑に変位する。
また、レバー孔７２に挿入されたレバー１８ａ、１８ｂがピストン１４の変位作用下にリンクピン６０を介して回動変位することにより、前記レバー１８ａ、１８ｂの他端部が互いに接近又は離間するように変位する。そのため、一組の変位ブロック４４ａ、４４ｂが、レール溝４６に沿って互いに接近・離間する方向（図３中、矢印Ａ１、Ａ２方向）へと一直線状に変位する。すなわち、ピストン１４のストローク変位が、一組のレバー１８ａ、１８ｂを介して該ピストン１４の変位方向（矢印Ｘ１、Ｘ２方向）と略直交する略水平方向（矢印Ｙ方向）へと変換される。すなわち、一組の変位ブロック４４ａ、４４ｂを互いに接近又は離間させる方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）への変位へと変換される。
一組のホルダ６４ａ、６４ｂは、断面略コ字状に形成され、ボルト６６が挿通される孔部７８を有した底壁部７９と、該底壁部７９に対して略直角に立設された側壁部８０と、前記側壁部８０の端部からそれぞれ突出した一組の鍔部８２とからなる。この底壁部７９の孔部７８にボルト６６を挿通し、変位ブロック４４ａ、４４ｂのボルト孔６８に螺合させることにより、前記ホルダ６４ａ、６４ｂが前記変位ブロック４４ａ、４４ｂに対して連結される。すなわち、ホルダ６４ａ、６４ｂが、変位ブロック４４ａ、４４ｂと共にレール溝４６に沿って変位自在となる。
また、ホルダ６４ａ、６４ｂの側壁部８０には、後述する回転シャフト（回転軸）８４が挿通される挿通孔８６が略中央部に形成されると共に、前記挿通孔８６を中心とした両側部には、該挿通孔８６から離間する方向に向かってそれぞれ延在する一組のガイド溝８８ａ、８８ｂが形成される。このガイド溝８８ａ、８８ｂは、挿通孔８６を中心として略対称に配置され、略水平方向に延在する長孔状に形成される（図４、図５及び図６参照）。
一組の鍔部８２は、前記側壁部８０及び底壁部７９に対してそれぞれ略直角に立設し、把持部２０ａ、２０ｂを支持するガイドシャフト９０が保持される一組の保持孔９２ａ、９２ｂを有する。この保持孔９２ａ、９２ｂは、一方の鍔部８２と他方の鍔部８２にそれぞれ対向して一直線上となるように設けられ、一方の保持孔９２ａにガイドシャフト９０の一端部が保持され、他方の保持孔９２ｂに前記ガイドシャフト９０の他端部が保持される。
なお、一組のホルダ６４ａ、６４ｂは、互いの鍔部８２が対向するようにチャックボディ１２の軸線を中心として略対称に配置される。
把持部２０ａ、２０ｂは、一方及び他方のホルダ６４ａ、６４ｂ及び変位ブロック４４ａ、４４ｂに対してそれぞれ一組ずつ設けられ、該把持部２０ａ、２０ｂは、一組のフィンガ（第２把持部）９３ａ、９３ｂから構成される。このフィンガ９３ａ、９３ｂは、ブロック状の本体部９４から突出してワークＷ（図３参照）を把持する爪部９６と、前記本体部９４に貫通してガイドシャフト９０が挿通されるガイド孔９８と、前記爪部９６と略直交して略水平方向に突出したピン部（係合部）１００とを有し、前記ピン部１００がホルダ６４ａ、６４ｂの側壁部８０側（矢印Ａ２方向）となるようにそれぞれ配置されて一組のガイド溝８８ａ、８８ｂに対してそれぞれ挿通される。また、ピン部１００には、その外周面の環状溝に抜止リング１０１が装着される。この抜止リング１０１は、ピン部１００が後述するカムプレート１２０ａ、１２０ｂのカム溝１２８ａ、１２８ｂに挿通された後に装着される。そのため、ピン部１００が、カムプレート１２０ａ、１２０ｂ及びホルダ６４ａ、６４ｂに対して脱抜することが防止される。
すなわち、把持部２０ａ、２０ｂは、一組のホルダ６４ａ、６４ｂに対してそれぞれ一組ずつ設けられ、チャック装置１０の全体としては二組設けられると共に、前記把持部２０ａ、２０ｂを構成するフィンガ９３ａ、９３ｂは、ホルダ６４ａ、６４ｂについてそれぞれ２つずつ設けられ、前記チャック装置１０としては４つ設けられている。
なお、一方及び他方のホルダ６４ａ、６４ｂにそれぞれ設けられる一組のフィンガ９３ａ、９３ｂを含む把持部２０ａ、２０ｂは、それぞれ同一形状に形成されるため、前記一方のホルダ６４ａ、６４ｂに設けられる把持部２０ａ、２０ｂについてのみ説明し、他方のホルダ６４ａ、６４ｂに設けられる把持部２０ａ、２０ｂについての詳細な説明は省略する。
一組のフィンガ９３ａ、９３ｂは、ホルダ６４ａ、６４ｂにおける挿通孔８６の軸線を中心として略対称形状に形成され、前記ホルダ６４ａ、６４ｂに保持されたガイドシャフト９０によって一方及び他方の鍔部８２の間に変位自在に支持される。これにより、一組のフィンガ９３ａ、９３ｂは、ホルダ６４ａ、６４ｂ及び変位ブロック４４ａ、４４ｂと共にベース体４２のレール溝４６に沿って直線的に変位する。
また、一組のフィンガ９３ａ、９３ｂは、一方のフィンガ９３ａのピン部１００がホルダ６４ａ、６４ｂにおける一方のガイド溝８８ａに挿通されると共に、他方のフィンガ９３ｂのピン部１００が他方のガイド溝８８ｂに挿通され、ガイドシャフト９０によるガイド作用下にホルダ６４ａ、６４ｂに対して略水平方向（図４、図７中、矢印Ｂ１、Ｂ２方向）に変位自在に設けられる。
すなわち、把持部２０ａ、２０ｂは、該把持部２０ａ、２０ｂを構成する一組のフィンガ９３ａ、９３ｂがそれぞれ一組のホルダ６４ａ、６４ｂに対してそれぞれ変位自在に支持されることにより、チャックボディ１２の軸線を中心として略対称に配置される。
駆動部２４は、図２及び図３、図６に示されるように、電源からの通電作用下に回転駆動する回転駆動源１０２（例えば、ブラシレスモータ）からなり、前記回転駆動源１０２は、チャックボディ１２の側部に固定ボルト１０４で固定された取付ブラケット１０６に装着される。この回転駆動源１０２の駆動軸１０８が、チャックボディ１２の軸線と略平行に設けられ、取付ブラケット１０６に挿通された先端部に、ギア機構２６を構成する駆動ギア１１０が装着される。
ギア機構２６は、回転駆動源１０２の駆動軸１０８に装着され、ウォームギアからなる駆動ギア１１０と、該駆動ギア１１０に噛合され、前記取付ブラケット１０６に回転自在に軸支されるサブギア１１２と、前記サブギア１１２に噛合されると共に回転シャフト８４に連結されるメインギア１１４とを含む。
サブギア１１２は、駆動ギア１１０の軸線と略直交するように配置され、該駆動ギア１１０に嵌合される第１ギア部１１６と、前記第１ギア部１１６と隣接し、メインギア１１４に噛合される第２ギア部１１８とを有する。なお、第１ギア部１１６は、噛合される駆動ギア１１０と同様にウォームギアからなる。そして、サブギア１１２は、駆動軸１０８からの駆動力の伝達方向が略直交方向へと変換されて伝達される。
そして、回転駆動源１０２からの駆動力が駆動ギア１１０からサブギア１１２を介してメインギア１１４へと伝達され、該メインギア１１４に連結された回転シャフト８４が前記駆動力によって回転駆動すると共に、前記回転駆動源１０２から出力される駆動力が所定の減速比で減速されて前記回転シャフト８４に対して出力される。
カム機構２８は、一組のホルダ６４ａ、６４ｂにそれぞれ形成された挿通孔８６に挿通され、一端部がメインギア１１４と連結される回転シャフト８４と、前記回転シャフト８４の両端部にそれぞれ挿通され、該回転シャフト８４と一体的に回転する一組のカムプレート（回転体）１２０ａ、１２０ｂとを含む。
回転シャフト８４は、例えば、断面略六角形状に形成され、軸線方向（矢印Ｙ方向）に沿って所定長さで形成される。すなわち、一組のホルダ６４ａ、６４ｂがベース体４２のレール溝４６に沿って互いに最も離間する方向（矢印Ａ２方向）へと変位した場合に、回転シャフト８４の一端部及び他端部が前記ホルダ６４ａ、６４ｂの挿通孔８６に対してそれぞれ保持される長さに設定される。なお、回転シャフト８４は、ベース体４２のレール溝４６に臨むように略平行に設けられている。
また、回転シャフト８４は、ホルダ６４ａ、６４ｂの挿通孔８６に挿通された後に、カムプレート１２０ａ、１２０ｂが両端部に装着される。
この回転シャフト８４の一端部には、図６に示されるように、メインギア１１４を連結するギア固定ボルト１２２が螺合されるねじ孔１２４が形成され、前記メインギア１１４に挿通されたギア固定ボルト１２２が取付ブラケット１０６を介してねじ孔１２４に螺合される（図２参照）。これにより、回転シャフト８４の一端部にメインギア１１４が連結され、一体的に回転変位する。
一組のカムプレート１２０ａ、１２０ｂは、円盤状に形成された同一形状からなり、略中央部に形成され、内部に回転シャフト８４が挿通されるボス部１２６と、前記ボス部１２６を中心として半径外方向に徐々に広がるように円弧状に形成された一組のカム溝（溝部）１２８ａ、１２８ｂとを有する。
ボス部１２６は、カムプレート１２０ａ、１２０ｂの軸線方向に沿って所定長だけ突出し、その略中央部には、回転シャフト８４の断面形状に対応して断面略六角形状に開口したシャフト孔１３０が形成される。そして、回転シャフト８４及びシャフト孔１３０が断面略六角形状に形成されているため、互いに回転方向へ相対変位することがなく、回転シャフト８４と共にカムプレート１２０ａ、１２０ｂが常に一体的に回転変位する（図４中、矢印Ｒ１、Ｒ２方向）。
換言すれば、回転シャフト８４及びシャフト孔１３０の断面形状は、断面略六角形状の場合に限定されず、断面非円形状で互いの相対変位が規制可能な形状であればよい。
カム溝１２８ａ、１２８ｂの一端部１３２ａは、図４に示されるように、ボス部１２６に隣接するようにカムプレート１２０ａ、１２０ｂの内周側に形成され、前記カム溝１２８ａ、１２８ｂの他端部１３２ｂは、前記ボス部１２６を挟んで前記一端部１３２ａと反対側となる前記カムプレート１２０ａ、１２０ｂの外周側に形成される。このカム溝１２８ａ、１２８ｂの一端部１３２ａ及び他端部１３２ｂは、ボス部１２６を挟んで略一直線上に配置され、前記カム溝１２８ａ、１２８ｂにおける一端部１３２ａと他端部１３２ｂとの間は、所定半径からなる円弧状に接続されている。
また、一組のカム溝１２８ａ、１２８ｂは、ボス部１２６を中心として互いに１８０°だけ回転させた位置となるように対称形状で形成される。
さらに、カム溝１２８ａ、１２８ｂの一端部１３２ａは、ホルダ６４ａ、６４ｂのガイド溝８８ａ、８８ｂにおいて挿通孔８６側となる内端部に臨み、前記カム溝１２８ａ、１２８ｂの他端部１３２ｂが、前記挿通孔８６に対して離間したガイド溝８８ａ、８８ｂの外端部に臨むように配置されている。すなわち、カムプレート１２０ａ、１２０ｂが回転シャフト８４と共に回転変位する際、カム溝１２８ａ、１２８ｂはガイド溝８８ａ、８８ｂにおける内端部と外端部との間で常に該ガイド溝８８ａ、８８ｂと連通した状態となり、且つ、その連通部位が前記内端部と外端部との間でカムプレート１２０ａ、１２０ｂの回転変位に伴って変化する。
換言すれば、カムプレート１２０ａ、１２０ｂが回転した際に、ガイド溝８８ａ、８８ｂ及びカム溝１２８ａ、１２８ｂに挿通された把持部２０ａ、２０ｂのピン部１００が、前記カム溝１２８ａ、１２８ｂによってカムプレート１２０ａ、１２０ｂの内周側又は外周側へと案内され、前記ピン部１００がガイド溝８８ａ、８８ｂに沿って略水平方向（矢印Ｚ方向）に変位することとなる。
この際、一組のカム溝１２８ａ、１２８ｂは、ボス部１２６を中心として互いに１８０°だけ回転した対称となる位置に配置されているため、前記カム溝１２８ａ、１２８ｂにそれぞれピン部１００が挿通された把持部２０ａ、２０ｂにおけるフィンガ９３ａ、９３ｂが互いに相反する方向へと変位することとなる。すなわち、一組のフィンガ９３ａ、９３ｂは、ガイドシャフト９０によるガイド作用下に互いに接近・離間する方向（矢印Ｂ１、Ｂ２方向）に変位する。
本発明の実施の形態に係るチャック装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。なお、図３に示されるように、ピストン１４が把持機構２２側（矢印Ｘ１方向）に上昇し、一組の把持部２０ａ、２０ｂが開状態であり、且つ、図７に示されるように、前記把持部２０ａ、２０ｂを構成する一組のフィンガ９３ａ、９３ｂが互いに離間するように変位した開状態であるワークＷの非把持状態を初期状態とする。また、ここでは、平面部１３４に対して所定幅Ｌで突出した突出部１３６を有するワークＷをチャック装置１０によって把持する場合について説明する。
先ず、駆動部２４の駆動作用下にワークＷにおける突出部１３６の形状に応じて把持部２０ａ、２０ｂにおけるフィンガ９３ａ、９３ｂを変位させ、該フィンガ９３ａ、９３ｂを把持すべきワークＷの把持部位に位置決めする。
この場合には、図示しない電源より電流がコントローラを介して制御信号（パルス信号）として回転駆動源１０２へと印加され、該回転駆動源１０２の駆動作用下に駆動軸１０８を介してギア機構２６を構成する駆動ギア１１０が回転し、前記駆動ギア１１０と噛合したサブギア１１２を介してメインギア１１４が回転する。なお、回転駆動源１０２からの駆動力は、ギア機構２６を介して所定量だけ減速されてメインギア１１４に連結された回転シャフト８４へと伝達される。
そして、回転シャフト８４にメインギア１１４からの駆動力が伝達され、該回転シャフト８４が回転することにより、一組のカムプレート１２０ａ、１２０ｂが同一方向に回転する（例えば、図４中、矢印Ｒ１方向）。
換言すれば、カムプレート１２０ａ、１２０ｂには、カム溝１２８ａ、１２８ｂの他端部１３２ｂ側にピン部１００が位置した状態にあり、前記ピン部１００を前記カム溝１２８ａ、１２８ｂの一端部１３２ａ側に導く方向にカムプレート１２０ａ、１２０ｂが回転する。これにより、カムプレート１２０ａ、１２０ｂのカム溝１２８ａ、１２８ｂに沿って一組のピン部１００が該カムプレート１２０ａ、１２０ｂの内周側へと導かれ、該ピン部１００は、ガイド溝８８ａ、８８ｂとの係合作用下にその外端部側から内端部側へと互いに接近する方向（矢印Ｂ１方向）に変位する。
その結果、前記ピン部１００を有する一組のフィンガ９３ａ、９３ｂが、ホルダ６４ａ、６４ｂに保持されたガイドシャフト９０による案内作用下に互いに接近する方向（矢印Ｂ１方向）へと略水平に変位する（図８参照）。この際、フィンガ９３ａ、９３ｂの変位速度、変位量は同一となる。
そして、図８に示されるように、一組のフィンガ９３ａ、９３ｂは、互いに接近する方向へと変位し、ワークＷの突出部１３６に対して所定間隔離間した所望位置まで到達した後に、駆動部２４に対する電流の供給を停止させる。これにより、前記ワークＷの突出部１３６に対してフィンガ９３ａ、９３ｂの爪部９６が非接触の状態で位置決めされる。なお、この場合、ギア機構２６を構成する駆動ギア１１０及びサブギア１１２をウォームギアとしているため、駆動部２４からの駆動力が伝達されていない場合にその回転駆動がロックされる。そのため、位置決めされたフィンガ９３ａ、９３ｂを含む把持部２０ａ、２０ｂが開閉動作してしまうことがなく、一組の把持部２０ａ、２０ｂがワークＷに対して位置決めされた状態で保持される。
次に、ワークＷに対して所望位置で位置決めされたフィンガ９３ａ、９３ｂを含む把持部２０ａ、２０ｂによって前記ワークＷの把持を行う。
図３に示す初期状態から第１ポート３２に対して圧力流体を供給することにより、図９に示されるように、ピストン１４が把持機構２２から離間する方向（矢印Ｘ２方向）へと変位し、該ピストン１４のロッド部１６に係合された一組のレバー１８ａ、１８ｂの一端部がそれぞれ下方へと引張される。なお、この場合、第２ポート３４は大気開放状態としておく。これにより、一組のレバー１８ａ、１８ｂがそれぞれリンクピン６０を支点として他端部が互いに接近する方向へと回動し、前記他端部が係合された一組の変位ブロック４４ａ、４４ｂがベース体４２のレール溝４６に沿って互いに接近する方向（矢印Ａ１方向）へと略水平に変位する。
そして、一組の変位ブロック４４ａ、４４ｂの変位作用下に一組のホルダ６４ａ、６４ｂが一体的に変位し、それに伴って、前記ホルダ６４ａ、６４ｂに保持された把持部２０ａ、２０ｂが互いに接近する方向（矢印Ａ１方向）へと変位する。その結果、一組の把持部２０ａ、２０ｂが、図９及び図１０に示されるように、ワークＷにおける平面部１３４の両側面に対して当接し、該把持部２０ａ、２０ｂのフィンガ９３ａ、９３ｂによって前記平面部１３４が所定の圧力で挟持されることにより把持される。
この場合、フィンガ９３ａ、９３ｂは、ワークＷの突出部１３６に対して所定間隔離間した位置に予め位置決めされているため、前記ワークＷを把持部２０ａ、２０ｂで把持した場合でも、該把持部２０ａ、２０ｂと突出部１３６とが所定間隔離間した状態で把持されることとなる。
一方、把持部２０ａ、２０ｂによるワークＷの把持状態を解除する場合には、図示しない切換弁の切換作用下に第１ポート３２に供給されていた圧力流体を第２ポート３４に対して供給する。この場合、第１ポート３２は大気開放状態としておく。これにより、第２ポート３４から貫通孔３０に導入された圧力流体の押圧作用下にピストン１４が把持機構２２側（矢印Ｘ１方向）に向かって変位し、それに伴って、ロッド部１６に係合された一組のレバー１８ａ、１８ｂがそれぞれリンクピン６０を支点として他端部が互いに離間する方向へと回動する（図３参照）。そのため、レバー１８ａ、１８ｂの係合された一組の変位ブロック４４ａ、４４ｂが、ベース体４２のレール溝４６に沿って互いに離間する方向（矢印Ａ２方向）へと略水平に変位し、ワークＷを把持した一組の把持部２０ａ、２０ｂが互いに離間する方向へと変位することにより、前記ワークＷの把持状態が解除される。
以上のように、本実施の形態では、圧力流体の供給作用下に開閉動作する一組の把持部２０ａ、２０ｂを備え、前記把持部２０ａ、２０ｂによってワークＷを把持することが可能であると共に、前記把持部２０ａ、２０ｂを構成する一組のフィンガ９３ａ、９３ｂを、通電作用下に駆動する駆動部２４の駆動作用下に前記把持部２０ａ、２０ｂの開閉方向と略直交方向に自在に開閉動作させることができる。すなわち、把持部２０ａ、２０ｂを圧力流体によって回転シャフト８４及びレール溝４６の軸線方向（矢印Ｙ方向）に沿って開閉動作させ、該把持部２０ａ、２０ｂを構成するフィンガ９３ａ、９３ｂを駆動部２４による駆動作用下に前記回転シャフト８４及びレール溝４６の軸線と略直交方向（矢印Ｚ方向）に沿って開閉動作させることができる。
また、圧力流体による把持部２０ａ、２０ｂの開閉動作と、駆動部２４によるフィンガ９３ａ、９３ｂの開閉動作とは、別個に独立して行うことができる。
これにより、把持部２０ａ、２０ｂによってワークＷが把持される前に、駆動部２４の駆動作用下にフィンガ９３ａ、９３ｂを変位させて該ワークＷにおける所望の把持部位に予め位置決めさせておくことができる。そのため、圧力流体によってワークＷを把持部２０ａ、２０ｂで把持する際に、該ワークＷにおける所望の把持位置で把持することができる。その結果、様々なワークＷの形状に応じて所望の位置にフィンガ９３ａ、９３ｂを含む把持部２０ａ、２０ｂを位置決めさせることにより、単一のチャック装置１０で形状の異なる様々なワークＷの把持を行うことができる。
すなわち、従来、複数のチャック装置を組み合わせて対応してきた形状の異なる様々なワークの把持作業と比較し、その作業工数を短縮することができると共に、設備を簡素化することができる。
また、把持機構２２では、圧力流体によって一組の把持部２０ａ、２０ｂを接近・離間させる方向に開閉動作させると共に、前記把持部２０ａ、２０ｂを構成するフィンガ９３ａ、９３ｂを駆動部２４からの駆動力によって開閉動作させている。この結果、フィンガ９３ａ、９３ｂによるワークＷの形状に応じた把持部位の位置決めを電気信号によって駆動する回転駆動源１０２の駆動作用下に高精度に行うことができると共に、前記ワークＷを把持する際には圧力流体による押圧作用下に大きな把持力が得られる。すなわち、フィンガ９３ａ、９３ｂの位置決めを行う際には駆動部２４からの駆動力を用い、ワークＷを把持する際に圧力流体による駆動力を用い、前記ワークＷの把持作業を効率的に行うことができる。
なお、上述したチャック装置１０の説明では、駆動部２４の駆動作用下にフィンガ９３ａ、９３ｂを変位させて予めワークＷに対する把持部２０ａ、２０ｂの位置決めを行った後に、前記把持部２０ａ、２０ｂによる前記ワークＷの把持を行う場合について説明したが、これに限定されるものではなく、前記フィンガ９３ａ、９３ｂによる位置決めと把持部２０ａ、２０ｂによる把持とを略同時に行うようにしてもよい。
また、フィンガ９３ａ、９３ｂは、例えば、ワークＷの突出部１３６に対して当接するように変位させて位置決めさせてもよい。
一方、上述したチャック装置１０では、把持機構２２を構成する把持部２０ａ、２０ｂの開閉動作をチャックボディ１２に供給される圧力流体によって行うと共に、一組のフィンガ９３ａ、９３ｂの開閉を駆動部２４の駆動作用下に行う構成としているが、前記駆動部（第２駆動部）２４とは別の駆動部（第１駆動部）を設け、前記把持部２０ａ、２０ｂの開閉動作を前記別の駆動部によって行うようにしてもよい。この場合、チャック装置１０の把持機構２２による開閉動作を電気信号のみで制御することができると共に、その構成を簡素化することができ、さらに、開閉動作の制御を高精度に行うことが可能となる。
本発明に係るチャック装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
本発明の実施の形態に係るチャック装置の外観斜視図である。 図１のチャック装置を別の方向から見た外観斜視図である。 図１に示すチャック装置の全体縦断面図である。 図１に示すチャック装置の全体側面図である。 図１に示すチャック装置において把持機構をチャックボディ及びベース体から離脱させた一部分解斜視図である。 図２に示すチャック装置において駆動部、把持機構をチャックボディ及びベース体から離脱させた一部分解斜視図である。 図１に示すチャック装置の平面図である。 図７のチャック装置において駆動部の駆動作用下に把持機構が閉動作してワークの形状に応じて位置決めがなされた状態を示す平面図である。 図３のチャック装置において圧力流体の供給作用下に把持機構が閉動作し、ワークが一組の把持部によって把持された状態を示す全体縦断面図である。 図９に示すチャック装置の平面図である。
符号の説明
１０…チャック装置 １２…チャックボディ
１４…ピストン １８ａ、１８ｂ…レバー
２０ａ、２０ｂ…把持部 ２２…把持機構
２４…駆動部 ２６…ギア機構
２８…カム機構 ３０…貫通孔
３２…第１ポート ３４…第２ポート
４４ａ、４４ｂ…変位ブロック ４６…レール溝
６４ａ、６４ｂ…ホルダ ８４…回転シャフト
８８ａ、８８ｂ…ガイド溝 ９０…ガイドシャフト
９３ａ、９３ｂ…フィンガ ９６…爪部
１００…ピン部 １０２…回転駆動源
１０６…取付ブラケット １１０…駆動ギア
１１２…サブギア １１４…メインギア
１２０ａ、１２０ｂ…カムプレート １２６…ボス部
１２８ａ、１２８ｂ…カム溝

Claims (3)

  1. 開閉自在に設けられる把持機構を介してワークを把持するチャック装置において、
    圧力流体が供給される一組のポートを有し、前記ポートから供給される圧力流体の作用下に軸線方向に沿って変位するピストンが内装されるボディと、
    前記ボディに連結され、電気信号によって回転駆動する駆動部と、
    前記ピストンに連結され、該ピストンの変位作用下に開閉自在に設けられた一組の第１把持部と、前記駆動部の駆動作用下に開閉自在に設けられ、前記第１把持部の開閉方向と略直交方向に開閉する一組の第２把持部とを有する把持機構と、
    を備え、前記第１把持部は前記ピストンの変位作用下に前記ボディに設けられたベース体のレール溝に沿って互いに接近離間する一組の変位ブロックを有し、
    前記それぞれの変位ブロックはホルダに連結され、
    前記ホルダは前記第２把持部を構成するフィンガを変位自在に保持することを特徴とするチャック装置。
  2. 請求項１記載のチャック装置において、
    前記駆動部と第２把持部との間には、該駆動部の回転方向への駆動力を前記第２把持部の直線運動へと変換する変換機構を有し、
    前記変換機構は、前記駆動部と共に回転駆動する回転軸と、
    前記第２把持部の係合部が係合される円弧状の溝部を有し、前記回転軸と共に回転する回転体と、
    前記係合部が挿通され、前記回転軸を中心として略水平方向に延在したガイド溝と、
    を備えることを特徴とするチャック装置。
  3. 請求項２記載のチャック装置において、
    前記回転体は、前記回転軸に対して軸線方向に沿って変位自在に係合され、且つ、前記回転軸に対する回転方向への相対変位が規制されることを特徴とするチャック装置。
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