JP7022429B2 - 吸着位置決め構造体及び吸着位置決め装置 - Google Patents

Description

本発明は、機械加工されるワークを吸着して位置決めするための吸着位置決め装置に関する。

曲げ加工、プレス加工が施され、曲面、凹凸形状を有する金属板、ガラス、ＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastic、炭素繊維強化プラスチック）製品等のワークの吸着搬送、加工時の固定を行うための吸着位置決め装置が従来技術として知られている（特許文献１）。

この吸着位置決め装置は、ロボットの先端に装着される。その吸着位置決め装置のハウジングから吸着部材が上方に向けて突設される。ハウジング内に環状のピストンが上下方向へ移動可能に挿入される。そのピストンの外周壁にテーパ面が下方に向けて先細りするように形成される。そのピストンの外周壁の外側に位置決めピンが周方向に所定の間隔をあけて設けられる。その位置決めピンがハウジングに上下方向に移動可能となると共に、進出バネによって上方へ付勢される。その位置決めピンにスリーブが外嵌めされ、そのスリーブが外力によって弾性的に縮径可能となっている。そのスリーブの外周テーパ面がピストンのテーパ面に当接されている。

複雑な形状の薄板状のワークを吸着位置決め装置によって吸着固定するときには、ロボットによって吸着部材がワークに当接する位置へ移動される。このとき、位置決めピンがワークの形状に倣うようにして後退する。次いで、ピストンを下方へ移動させると、そのピストンがスリーブを縮径させて、スリーブの内周面が位置決めピンの外周面に係合される。これにより、吸着部材と位置決めピンによってワークが吸着固定される。

欧州特許出願公開第２７４５９８７号明細書

しかしながら、上述のような従来技術は、ロボットによって移動される吸着部材と、ハウジングに対して上下方向へ移動可能な位置決めピンとを別々に設ける。このため、機械加工されるワークを吸着して位置決めするための吸着位置決め装置の構成が煩雑になるという問題がある。

本発明の一態様は、機械加工されるワークを吸着して位置決めするための吸着位置決め装置の構成を簡素にすることを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、例えば図１から図３Ｄ、図４から図５Ｄ、図６から図７Ｄに示すように、吸着位置決め装置を次のように構成する。

即ち、ロボットのアームに取り付けるために設けられたハウジング２、２Ｂ、２Ｃに軸心方向へ移動可能に支持された出力ロッド３、３Ｂ、３Ｃであって、機械加工されるワークＷを吸着するために前記軸心方向に形成されたエア排出路１１、１１Ｂ、１１Ｃを有する出力ロッド３、３Ｂ、３Ｃと、前記出力ロッド３、３Ｂ、３Ｃに外嵌されると共に、テーパ外周面１２を有し、縮径側に弾性変形可能なスリーブ４と、前記ハウジング２、２Ｂ、２Ｃに挿入されて前記スリーブ４のテーパ外周面１２に対面するテーパ内周面１３を有する伝動具５、５Ｂ、５Ｃと、前記テーパ内周面１３と前記テーパ外周面１２との間に挿入された複数のボールＢと、前記ワークＷを吸着するために前記エア排出路１１、１１Ｂ、１１Ｃと連通するように前記出力ロッド３、３Ｂ、３Ｃに取り付けられた吸着パッド７と、を備えるものである。

本発明は次の作用効果を奏する。

即ち、縮径側に弾性変形したスリーブによりハウジングに対して上下方向に位置決めされた出力ロッドが、その内部に形成されたエア排出路を通してワークを吸着する。このため、出力ロッドによりワークを位置決め及び吸着することが可能になる。従って、前述した従来技術のように、ロボットによって移動される吸着部材と、ハウジングに対して上下方向へ移動可能な位置決めピンとを別々に設ける必要が消滅する。この結果、機械加工されるワークを吸着して位置決めするための吸着位置決め装置の構成を簡素にすることができる。

本発明には、次の構成を加えることが好ましい。

前記ワークＷは機械加工される板状部材であり、前記ワークＷが、位置ずれを防止するための位置ずれ防止部１４を有する。

この場合、撓みが生じやすい板状部材を機械加工のために精密に水平方向に位置決めすることができる。

上記の発明には、例えば、図１、図２Ａから図２Ｄ、図４、図５Ａから図５Ｄ、図６、及び図７Ａから図７Ｄに示すように、次の構成を加えることが好ましい。

前記出力ロッド３、３Ｂ、３Ｃのエア排出路１１、１１Ｂ、１１Ｃの前記ワークＷ側に前記ワークＷと当接可能に取り付けられた着座部８をさらに備える。

この場合、着座部がワークに当接して吸着することにより、ワークを確実に吸着することができる。

上記の発明には、例えば図１から図３Ｄに示すように、次の構成を加えることが好ましい。

前記伝動具５を前記軸心方向へ移動させて前記ボールＢを介して前記スリーブ４を縮径側に弾性変形させる駆動部材（ロック用ピストン）１７をさらに備える。

この場合、スリーブを容易に縮径側に弾性変形させて出力ロッドを位置決めすることができる。

上記の発明には、例えば図４から図５Ｄ、図６から図７Ｄに示すように、次の構成を加えることが好ましい。

前記伝動具５Ｂ、５Ｃの環状受圧面に作用して前記伝動具５Ｂ、５Ｃを前記軸心方向へ移動させる圧縮エアが供給されるロック用作動室２５をさらに備える。

この場合、伝動具を容易に軸心方向へ移動させてスリーブを縮径側に弾性変形させることができる。

本発明の一態様によれば、機械加工されるワークを吸着して位置決めするための吸着位置決め装置の構成を簡素にすることができる。

図１は、第１実施形態に係る吸着位置決め装置の正面断面図である。 図２Ａから図２Ｄは、第１実施形態に係る吸着位置決め装置の動作を説明するための図である。 図３Ａから図３Ｄは、第１実施形態の変形例に係る吸着位置決め装置の動作を説明するための図である。 図４は、第２実施形態に係る吸着位置決め装置の正面断面図である。 図５Ａから図５Ｄは、第２実施形態に係る吸着位置決め装置の動作を説明するための図である。 図６は、第３実施形態に係る吸着位置決め装置の正面断面図である。 図７Ａから図７Ｄは、第３実施形態に係る吸着位置決め装置の動作を説明するための図である。

以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図１から図２Ｄによって説明する。図１は、吸着位置決め装置１の正面断面図である。図２Ａから図２Ｄは、吸着位置決め装置１の動作を説明するための図である。

（吸着位置決め装置１の構成）
吸着位置決め装置１のハウジング２は、下ハウジング２ａと上ハウジング２ｂとを有する。下ハウジング２ａは、上端壁２ｃと下端壁２ｅと胴部２ｄとを有する。上ハウジング２ｂは、上端壁２ｆと胴部２ｇとを有する。ハウジング２は、複数の締結ボルト(図示せず)によってロボットのアームＲに取り付けられる。

上記ハウジング２に出力ロッド３が上下方向へ移動可能に支持される。その出力ロッド３には、テーブルＴに載置されるワークＷを吸着するためのエア排出路１１が上下方向に形成される。出力ロッド３は、ワークＷを吸着するためのエアを排出するためのエア排出機構(図示せず)に接続される。

出力ロッド３は、上ハウジング２ｂの上端壁２ｆに設けられた封止具４３と、下ハウジング２ａの上端壁２ｃに設けられた封止具４５と、下ハウジング２ａの下端壁２ｅに取り付けられた封止具４４とにより、下端壁２ｅに取り付けられた円筒部材４６、上端壁２ｃ、及び上端壁２ｆに保密状に上下方向に移動可能に挿入される。

出力ロッド３の下端に中空の支持ロッド１６が下向きに突出するように挿入される。その支持ロッド１６の下部に吸着パッド７が外嵌めされる。支持ロッド１６の下端に着座部８が設けられる。着座部８はエア排出路１１と連通する横溝を有する。

上記出力ロッド３の外周面に設けた狭持固定領域Ａに、筒状のコレットによって構成したスリーブ４が外嵌される。そのスリーブ４の外周壁に、下方に向けてすぼまるテーパ外周面１２が形成されると共に、スリーブ４の周壁に、上下方向へ延びる１つのスリット１５が形成される。そのスリット１５によってスリーブ４が弾性的に縮径可能になっている。

スリーブ４の外周側に環状の伝動具５が配置され、その伝動具５のテーパ内周面１３がスリーブ４のテーパ外周面１２に下側から対面される。そのテーパ外周面１２と上記テーパ内周面１３との間に形成された環状テーパ隙間には多数のボールＢが挿入される。

伝動具５を上方へ押動させるロック用ピストン１７が、下ハウジング２ａの胴部２ｄの内周面と円筒部材４６の外周面との間に上下方向に移動可能に且つ伝動具５の下側に保密状に挿入される。そのロック用ピストン１７の上側にロック解除用作動室１８が形成される。上記ロック解除用作動室１８に呼吸孔１９が連通される。上記呼吸孔１９は、下ハウジング２ａの胴部２ｄに形成されている。また、ロック用ピストン１７の下側にロック用作動室２５が形成される。上記ロック用作動室２５に給排路２６が連通される。給排路２６は、下ハウジング２ａの胴部２ｄに形成されている。

上記の伝動具５と上端壁２ｃとの間にロック解除バネ２７が装着される。

上ハウジング２ｂの胴部２ｇに形成されるシリンダ孔に駆動用ピストン２０が保密状に挿入され、その駆動用ピストン２０から出力ロッド３が下方へ突設されている。

また、前記の駆動用ピストン２０の下側に形成された後退用作動室２１が、前記上ハウジング２ｂの胴部２ｇ内に形成された給排路２２へ連通される。そして、駆動用ピストン２０の上側に形成された進出用作動室２３が、前記胴部２ｇ内に形成された別の給排路２４へ連通される。

ワークＷは、折り曲げられた板状部材であり、テーブルＴに設けられた位置ずれ防止ピン２８に挿入されるための位置ずれ防止部としての位置ずれ防止穴１４を有する。

（吸着位置決め装置１の動作）
上記吸着位置決め装置１は、図１、図２Ａ～２Ｄに示すように、次のように動作する。

図１の後退ロック解除状態（初期状態）においては、吸着位置決め装置１の進出用作動室２３から給排路２４を通って圧縮エアが排出され、後退用作動室２１に給排路２２を通って圧縮エアが供給される。このため、出力ロッド３に形成された駆動用ピストン２０は上昇して上端壁２ｆに受け止められている。

図１の初期状態の吸着位置決め装置１を、図２Ａに示すワークＷの上方位置へロボットによって移動させる。このとき、ワークＷは、位置ずれ防止ピン２８及び位置ずれ防止穴１４によってテーブルＴ上に位置決めされた状態で載置されている。また、吸着パッド７はワークＷから離間している。

また、ロック用作動室２５から圧縮エアが給排路２６を通って排出されるので、ロック解除バネ２７の下方への付勢力によって伝動具５を介してロック用ピストン１７が下降されて下端壁２ｅに受け止められている。スリーブ４は当該スリーブ４の弾性復元力によって拡径された状態である。

そして、上記の吸着位置決め装置１を図２Ａの後退ロック解除状態から図２Ｂの進出ロック解除状態に進出駆動させるときには、後退用作動室２１から圧縮エアが給排路２２を通って排出され、進出用作動室２３に圧縮エアが給排路２４を通って供給される。すると、駆動用ピストン２０が下降されていき、吸着パッド７のリップ部がワークＷに当接される。次いで、着座部８の下端面がワークＷの上面に受け止められて、出力ロッド３の下降動作が停止される。

次に、上記の吸着位置決め装置１を図２Ｂの進出ロック解除状態から図２Ｃの進出ロック状態に駆動させていくときには、ロック用作動室２５に給排路２６から圧縮エアが供給されると、ロック用ピストン１７が伝動具５をロック解除バネ２７の下方への付勢力に抗して上方へ押動していく。このため、伝動具５のテーパ内周面１３が複数のボールＢを半径方向の内方に押し、複数のボールＢがスリーブ４のテーパ外周面１２を半径方向の内方に押す。この結果、スリーブ４が縮径側に弾性変形して出力ロッド３が上下方向へ移動するのを制限（ロック）し、上下方向に位置決めする。

その後、エア排出路１１内の圧縮エアの排出により、着座部８を通してワークＷを吸着する。次に、図２Ｃに示す進出ロック状態の吸着固定装置１をロボットのアームＲによって持ち上げると、図２Ｄに示されるように、吸着位置決め装置１により吸着及び位置決めされたワークＷが持ち上がる。そして、ロボットはワークＷを他の機械加工をすべき場所へ搬送する。

このように、縮径側に弾性変形したスリーブ４により位置決めされた出力ロッド３が、吸着パッド７とワークＷとの間に形成された空間内の圧縮エアを、出力ロッド３内のエア排出路１１を通して外部へ排出することによりワークＷを吸着する。

このとき、エア排出路１１内の圧力が、予め設定された圧力（閾値）を下回る。その下降圧力を（図示しない）圧力スイッチによって検出する。これにより、吸着固定装置１によってワークＷが吸着固定されたことが確認される。

このため、出力ロッド３によりワークＷを位置決め及び吸着することが可能になるので、ロボットによって移動される吸着部材と、ハウジングに対して上下方向へ移動可能な位置決めピンとを別々に設ける必要が消滅する。この結果、機械加工されるワークＷを吸着して位置決めするための吸着位置決め装置１の構成を簡素にすることができる。

また、ハウジングに対して上下方向へ移動可能な位置決めピンを多数本設ける必要もなくなる。

（変形例）
図３Ａから図３Ｄは、第１実施形態の変形例に係る吸着位置決め装置１Ａの動作を説明するための図である。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能をする部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

前述した吸着位置決め装置１は、出力ロッド３に装着した支持ロッド１６の下端に、ワークＷに当接する着座部８を取付けていた。しかしながら、本発明はこれに限定されない。

即ち、図３Ａから図３Ｄに示すように、着座部８を省略し、吸着パッド７の下端のみがワークＷを下方に押してワークＷに当接するようにしてワークＷを吸着するように吸着位置決め装置１Ａを構成してもよい。この場合は、より簡単な構成によりワークＷを吸着及び位置決めすることができる。

〔第２実施形態〕
本発明の第２実施形態について、図４から図５Ｄによって以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

図４は、吸着位置決め装置１Ｂの正面断面図である。図５Ａから図５Ｄは、吸着位置決め装置１Ｂの動作を説明するための図である。

（吸着位置決め装置１Ｂの構成）
吸着位置決め装置１Ｂのハウジング２Ｂは、略円筒状の外ハウジング２ｈと略円柱状の内ハウジング２ｉとを有する。外ハウジング２ｈは、下端壁２ｅと胴部２ｄとを有する。ハウジング２Ｂは、複数の締結ボルト(図示せず)によってロボットのアームＲに取り付けられる。

上記外ハウジング２ｈの下端壁２ｅに出力ロッド３Ｂが封止具４４により上下方向へ保密状に移動可能に支持される。その出力ロッド３Ｂには、テーブルＴに位置決めされたワークＷを吸着するためのエア排出路１１Ｂが上下方向に形成される。出力ロッド３Ｂは、ワークＷを吸着するためのエアを排出するためのエア排出機構(図示せず)に接続される。

出力ロッド３Ｂには内周段部４１が設けられており、後述する駆動用ピストンロッド４７Ｂの係止部４２が行き当たる構造になっている。内周段部の一部には縦溝３ａが設けられており、内ハウジング２ｉと出力ロッド３Ｂとの間の環状隙間３８と、エア排出路１１Ｂとが連通する構造になっている。

出力ロッド３Ｂの下端に中空の支持ロッド１６が下向きに突出するように挿入される。その支持ロッド１６の下部に吸着パッド７が外嵌めされる。支持ロッド１６の下端に着座部８が設けられる。

上記出力ロッド３Ｂの外周面に設けた狭持固定領域Ａに、筒状のコレットによって構成したスリーブ４が外嵌される。そのスリーブ４の外周壁に、下方に向けてすぼまるテーパ外周面１２が形成されると共に、スリーブ４の周壁に、上下方向へ延びる１つのスリット１５が形成される。そのスリット１５によってスリーブ４が弾性的に縮径可能になっている。

スリーブ４の外周側に環状の伝動具５Ｂが配置され、その伝動具５Ｂのテーパ内周面１３がスリーブ４のテーパ外周面１２に下側から対面される。そのテーパ外周面１２と上記テーパ内周面１３との間に形成された環状テーパ隙間には、多数のボールＢが挿入される。

内ハウジング２ｉは、外ハウジング２ｈに上方から保密状に挿入される。

伝動具５Ｂは、内ハウジング２ｉの外周面に封止具３３により保密状に上下方向へ移動可能に支持され、及び、外ハウジング２ｈの下端壁２ｅの外周面に封止具３４により上下方向へ保密状に移動可能に支持される。

この伝動具５Ｂと内ハウジング２ｉとの間にロック解除用作動室１８が形成される。上記ロック解除用作動室１８は、スリット１５、内ハウジング２ｉと出力ロッド３Ｂとの間の環状隙間３８、及び縦溝３ａを通って上記エア排出路１１Ｂと連通される。排出路３２は上記ロック解除用作動室１８と連通される。上記排出路３２は、ハウジング２Ｂの外ハウジング２ｈおよび内ハウジング２ｉに形成されている。

吸着用のエアは、エア排出路１１Ｂ、縦溝３ａ、環状隙間３８、スリット１５、ロック解除用作動室１８、及び排出路３２を通って排出される。

上記の伝動具５Ｂと内ハウジング２ｉとの間にロック解除バネ２７が装着される。

内ハウジング２ｉは、下方に向かって開口するピストン穴２９を有する。このピストン穴２９は、下側から順に形成される小径穴２９ｃと中径穴２９ｂと大径穴２９ａとを有する。この大径穴２９ａの内周面に封止具３７により保密状に支持される駆動用ピストン２０Ｂから駆動用ピストンロッド４７Ｂが下向きに突設される。その駆動用ピストンロッド４７Ｂが小径穴２９ｃと中径穴２９ｂとを通って出力ロッド３Ｂのエア排出路１１Ｂに挿入される。その駆動用ピストンロッド４７Ｂの下部に設けた係止部４２が、出力ロッド３Ｂの内周段部４１に下側から接当している。

また、前記の駆動用ピストン２０Ｂの上側に形成された進出用作動室２３が、前記外ハウジング２ｈの胴部２ｄ内に形成されたロック用給排路２４Ｂへ斜め通路３５を通って連通される。

駆動用ピストンロッド４７Ｂの係止部４２と支持ロッド１６との間に進出用作動バネ２３Ｂが装着される。内ハウジング２ｉの内周段部４８Ｂの上端面と駆動用ピストン２０Ｂの下端面との間に後退用作動バネ２１Ｂが装着される。出力ロッド３Ｂの内周段部４１は、上記内ハウジング２ｉの小径穴２９ｃを形成する内周段部４８Ｂと駆動用ピストンロッド４７Ｂの係止部４２との間に位置する。

伝動具５Ｂを上昇させるためのロック用作動室２５が伝動具５Ｂとハウジング２との間に形成される。このロック用作動室２５は、外ハウジング２ｈの下端壁２ｅと伝動具５Ｂとの間に形成される下作動室２５Ａと、内ハウジング２ｉ、外ハウジング２ｈの胴部２ｄ、及び伝動具５Ｂとの間に形成されてロック用給排路２４Ｂ及び斜め通路３５に連通する上作動室２５Ｂと、下作動室２５Ａ及び上作動室２５Ｂとの間に絞り機構を設けるために、下作動室２５Ａ及び上作動室２５Ｂを連通させるように伝動具５Ｂの外周面に形成される絞り路３６とを含む。この絞り路３６の形状は特に限定されず、上下方向に沿って直線状に絞り路３６を形成してもよいし、螺旋状に絞り路３６を形成してもよい。また、絞り路３６の数も特に限定されず、１本形成してもよいし、複数本の絞り路３６を形成してもよい。

（吸着位置決め装置１Ｂの動作）
上記吸着位置決め装置１Ｂは、図４、図５Ａ～５Ｄに示すように、次のように動作する。

図４の後退ロック解除状態（初期状態）においては、吸着位置決め装置１Ｂの進出用作動室２３から斜め通路３５及びロック用給排路２４Ｂを通って圧縮エアが排出される。このため、駆動用ピストン２０Ｂは後退用作動バネ２１Ｂの付勢力により上昇して、駆動用ピストンロッド４７Ｂの係止部４２が出力ロッド３Ｂの内周段部４１を介して内ハウジング２ｉに受け止められている。

図４の初期状態の吸着位置決め装置１Ｂを、図５Ａに示すワークＷの上方位置へロボットによって移動させる。このとき、ワークＷは、位置ずれ防止ピン２８及び位置ずれ防止穴１４によってテーブルＴ上に位置決めされた状態で載置されている。また、吸着パッド７はワークＷから離間している。

ロック用作動室２５内の圧縮エアがロック用給排路２４Ｂを通って外部へ排出されるので、ロック解除バネ２７の下方への付勢力とによって伝動具５Ｂが下降されて下端壁２ｅに受け止められている。スリーブ４は当該スリーブ４の弾性復元力によって拡径された状態である。

そして、上記の吸着位置決め装置１Ｂを図５Ａの後退ロック解除状態から図５Ｂの進出ロック解除状態に進出駆動させるときには、ロック用給排路２４Ｂを通ってロック用作動室２５の上作動室２５Ｂに圧縮エアが供給される。そして、上作動室２５Ｂ内の圧縮エアが、斜め通路３５を通って進出用作動室２３に供給され、同時に、絞り機構として作用する絞り路３６を通って緩やかに下作動室２５Ａに供給される。すると、下作動室２５Ａの圧力よりも先に進出用作動室２３の圧力が上昇し、駆動用ピストン２０Ｂが後退用作動バネ２１Ｂに抗して下降されていき、これと同時に、進出用作動バネ２３Ｂが支持ロッド１６を下向きに押して出力ロッド３Ｂを下降させていく。これにより、吸着パッド７のリップ部がワークＷに当接される。次いで、着座部８の下端面がワークＷの上面に受け止められて、図５Ｂに示すように、出力ロッド３Ｂの下降動作が停止される。

次に、上記の吸着位置決め装置１Ｂを図５Ｂの進出ロック解除状態から図５Ｃの進出ロック状態にロック動作させていくときには、まず、ロック解除用作動室１８から排出路３２を通って圧縮エアが排出される。

そして、上作動室２５Ｂにロック用給排路２４を通って供給された圧縮エアが、絞り路３６を通って下作動室２５Ａに供給されて、前記の下作動室２５Ａの圧力が十分に上昇した時点で、上記の伝動具５Ｂの下端に形成した大面積の環状受圧面に上向きの力が作用すると共に、上記の伝動具５Ｂの上端に形成した小面積の環状受圧面に下向きの力が作用して、これらの上下の差力によって図５Ｃに示すように上記の伝動具５Ｂが上昇する。

このため、伝動具５Ｂのテーパ内周面１３が複数のボールＢを半径方向に内方に向かって押し、複数のボールＢがスリーブ４のテーパ外周面１２を半径方向に内方に向かって押す。この結果、スリーブ４が縮径側に弾性変形して出力ロッド３Ｂが上下方向へ移動するのを制限（ロック）し、上下方向に位置決めする。

そして、エア排出路１１Ｂ内のエアが縦溝３ａ、環状隙間３８、スリット１５、ロック解除用作動室１８、及び排出路３２を通って排出される。これにより、着座部８を通して吸着パッド７がワークＷを吸着する。次に、図５Ｄに示すように、ハウジング２Ｂが取り付けられたロボットのアームＲを上方向に移動させると、吸着位置決め装置１Ｂにより吸着されて位置決めされたワークＷが持ち上がる。そして、ロボットはワークＷを他の機械加工をすべき場所へ搬送する。

なお、ロック用給排路２４Ｂを通って上作動室２５Ｂに供給された圧縮エアが斜め通路３５を通って進出用作動室２３に供給される例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ロック用給排路２４Ｂから直接、進出用作動室２３に圧縮エアを供給し、進出用作動室２３に供給された圧縮エアが斜め通路３５を通って上作動室２５Ｂに供給されるように構成してもよいし、又は、ロック用給排路２４Ｂから斜め通路３５を通って上作動室２５Ｂと進出用作動室２３との双方に圧縮エアが供給されるように構成してもよい。

また、絞り路３６が伝動具５Ｂの外周面に形成される例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、外ハウジング２ｈの内周面に絞り路３６が形成されるように構成してもよい。

〔第３実施形態〕
本発明の第３実施形態について、図６から図７Ｄによって以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

図６は、吸着位置決め装置１Ｃの正面断面図である。図７Ａから図７Ｄは、吸着位置決め装置１Ｃの正面断面図であって、動作を説明するための図である。

（吸着位置決め装置１Ｃの構成）
吸着位置決め装置１Ｃのハウジング２Ｃは、上端壁２ｊと下端壁２ｋと胴部２ｍとを有する。ハウジング２Ｃは、複数の締結ボルト(図示せず)によってロボットのアームＲに取り付けられる。

上記ハウジング２Ｃの下端壁２ｋに出力ロッド３Ｃが封止具４４により上下方向へ保密状に移動可能に支持される。その出力ロッド３Ｃには、テーブルＴに位置決めされるワークＷを吸着するためのエア排出路１１Ｃが上下方向に形成される。出力ロッド３Ｃは、ワークＷを吸着するためのエアを排出するためのエア排出機構(図示せず)に接続される。

出力ロッド３Ｃの下端に中空の支持ロッド１６が下向きに突出するように挿入される。その支持ロッド１６の下部に吸着パッド７が外嵌めされる。支持ロッド１６の下端に着座部８が設けられる。出力ロッド３Ｃには内周段部４１が設けられており、後述する駆動用ピストンロッド４７Ｃの係止部４２が行き当たる構造になっている。内周段部の一部には縦溝３ａが設けられており、筒部材３１と出力ロッド３Ｃとの間の環状隙間３８と、エア排出路１１Ｃとが連通する構造になっている。

上記出力ロッド３Ｃの外周面に設けた狭持固定領域Ａに、筒状のコレットによって構成したスリーブ４が外嵌される。そのスリーブ４の外周壁に、下方に向けてすぼまるテーパ外周面１２が形成されると共に、スリーブ４の周壁に、上下方向へ延びる１つのスリット１５が形成される。そのスリット１５によってスリーブ４が弾性的に縮径可能になっている。

スリーブ４の外周側に環状の伝動具５Ｃが配置され、その伝動具５Ｃのテーパ内周面１３がスリーブ４のテーパ外周面１２に下側から対面される。そのテーパ外周面１２と上記テーパ内周面１３との間に形成された環状テーパ隙間には、多数のボールＢが挿入される。

伝動具５Ｃは、ハウジング２Ｃの胴部２ｍの内周面に封止具３３により保密状に上下方向へ移動可能に支持され、及び、下端壁２ｋの内周面に封止具３４により上下方向へ保密状に移動可能に支持される。ハウジング２Ｃの胴部２ｍの内周面から半径方向の内方へ突出する内周段部３０と伝動具５Ｃとの間にロック解除用作動室１８が形成される。上記ロック解除用作動室１８に排出路３２が連通される。上記排出路３２は、ハウジング２Ｃの胴部２ｍに形成されている。

上記の内周段部３０と伝動具５Ｃとの間にロック解除バネ２７が装着される。

出力ロッド３Ｃに挿入される筒部材３１の下端の内周段部４８Ｃの上面と駆動用ピストン２０Ｃの下面との間に後退用作動バネ２１Ｃが装着される。

筒部材３１は、上下に向かって開口するピストン穴２９を有する。このピストン穴２９は、下側から順に形成される小径穴２９ｃと中径穴２９ｂと大径穴２９ａとを有する。この大径穴２９ａの内周面に封止具３７により保密状に支持される駆動用ピストン２０Ｃから、駆動用ピストンロッド４７Ｃが下方へ突設される。その駆動用ピストンロッド４７Ｃが中径穴２９ｂと小径穴２９ｃとを通って出力ロッド３Ｃのエア排出路１１Ｃに挿入される。

上記ロック解除用作動室１８は、スリット１５、筒部材３１と出力ロッド３Ｃとの間の環状隙間３８、及び縦溝３ａを通ってエア排出路１１Ｃと連通される。

また、前記の駆動用ピストン２０Ｃの上側に形成された進出用作動室２３が、前記ハウジング２Ｃの胴部２ｍ内に形成された連通路３９を通って、上記胴部２ｍ内に形成されたロック用給排路２４Ｃへ連通される。

伝動具５Ｃを上昇させるためのロック用作動室２５が、伝動具５Ｃと下端壁２ｋと胴部２ｍとの間に形成される。このロック用作動室２５とロック用給排路２４Ｃとの間に絞り機構を設けるために、ロック用作動室２５とロック用給排路２４Ｃとを連通させるように下端壁２ｋと胴部２ｍとの間に絞り路４０が形成される。

駆動用ピストンロッド４７Ｃの係止部４２と支持ロッド１６との間に進出用作動バネ２３Ｃが装着される。出力ロッド３Ｃの内周段部４１は、上記筒部材３１の小径穴２９ｃを形成する内周段部４８Ｃと駆動用ピストンロッド４７Ｃの係止部４２との間に位置する。

（吸着位置決め装置１Ｃの動作）
上記吸着位置決め装置１Ｃは、図６、図７Ａ～７Ｄに示すように、次のように動作する。

図６の後退ロック解除状態（初期状態）においては、吸着位置決め装置１Ｃの進出用作動室２３から連通路３９及びロック用給排路２４Ｃを通ってエアが排出される。このため、出力ロッド３Ｃに挿入された駆動用ピストン２０Ｃは後退用作動バネ２１Ｃの付勢力により上昇して、駆動用ピストンロッド４７Ｃの係止部４２が出力ロッド３Ｃの内周段部４１及び上記筒部材３１に受け止められている。

図６の初期状態の吸着位置決め装置１Ｃを、図７Ａに示すワークＷの上方位置へロボットによって移動させる。このとき、ワークＷは、位置ずれ防止ピン２８及び位置ずれ防止穴１４によってテーブルＴ上に位置決めされた状態で載置されている。また、吸着パッド７はワークＷから離間している。

ロック用作動室２５からにロック用給排路２４Ｃを通って圧縮エアが排出されるので、ロック解除バネ２７の下方への付勢力によって伝動具５Ｃが下降されて下端壁２ｋに受け止められている。スリーブ４は当該スリーブ４の弾性復元力によって拡径された状態である。

そして、上記の吸着位置決め装置１Ｃを図７Ａの後退ロック解除状態から図７Ｂの進出ロック解除状態に進出駆動させるときには、ロック用給排路２４Ｃ及び連通路３９を通って進出用作動室２３に圧縮エアが供給される。そして、ロック用給排路２４Ｃ及び絞り路４０を通ってロック用作動室２５に圧縮エアが緩やかに供給される。すると、絞り機構として作用する絞り路４０が付与されたロック用作動室２５の圧力よりも先に進出用作動室２３の圧力が上昇し、駆動用ピストン２０Ｃが後退用作動バネ２１Ｃに抗して下降されていき、これと同時に、進出用作動バネ２３Ｃが支持ロッド１６を下向きに押して出力ロッド３Ｃを下降させていく。これにより、吸着パッド７のリップ部がワークＷに当接される。次いで、着座部８の下端面がワークＷの上面に受け止められて、図７Ｂに示すように、出力ロッド３Ｃの下降動作が停止される。

次に、上記の吸着位置決め装置１Ｃを図７Ｂの進出ロック解除状態から図７Ｃの進出ロック状態にロック動作させていくときには、まず、ロック解除用作動室１８から排出路３２を通って圧縮エアが排出される。

そして、絞り路４０を通ってロック用給排路２４Ｃからロック用作動室２５に供給された圧縮エアの圧力が十分に上昇した時点で、上記の伝動具５Ｃの下側に形成した環状受圧面に上向きの力が作用して、図７Ｃに示すように、上記の伝動具５Ｃがロック解除バネ２７に抗して上昇する。

このため、伝動具５Ｃのテーパ内周面１３が複数のボールＢを半径方向の内方に向かって押し、複数のボールＢがスリーブ４のテーパ外周面１２を半径方向の内方に向かって押す。この結果、スリーブ４が縮径側に弾性変形して出力ロッド３Ｃが上下方向へ移動するのを制限（ロック）し、上下方向に位置決めする。

そして、エア排出路１１Ｃ内のエアが縦溝３ａ、環状隙間３８、スリット１５、ロック解除用作動室１８、及び排出路３２を通って排出される。これにより、着座部８を通して吸着パッド７がワークＷを吸着する。次に、図７Ｄに示すように、ハウジング２Ｃが取り付けられたロボットのアームＲを上方向に移動させると、吸着位置決め装置１Ｃにより吸着されて位置決めされたワークＷが持ち上がる。そして、ロボットはワークＷを他の機械加工をすべき場所へ搬送する。

上記の各実施形態は、次のように変更可能である。

前述の筒状のコレット（スリーブ４）は、例示したようにスリット１５を一つだけ設けたものに代えて、複数のスリットを設けたものであっても良い。さらに、上記コレットは例示した一体ものに代えて、複数の分割体で構成する事も可能である。この場合、上記の分割体は、自己の弾性復元力によって縮径解除される場合と、別途に設けた拡径用バネによって縮径解除される場合とが考えられる。

前記出力ロッド３等を下向きに進出させる手段は、例示の進出用作動バネ２３Ｂ・２３Ｃに代えて、ゴム等の弾性体であってもよく、さらには、圧縮流体等であってもよい。また、前記の駆動用ピストン２０Ｂ・２０Ｃを上向きに後退させる手段は、例示の後退用作動バネ２１Ｂ・２１Ｃに代えて、ゴム等の弾性体であってもよく、さらには、圧縮流体等であってもよい。

前記のテーパ外周面１２と上記テーパ内周面１３との間に形成された環状テーパ隙間の中間部材は、例示した多数のボールＢに代えて、低摩擦機能を備えた筒部材によって構成しても良い。

前記のテーパ外周面１２と上記テーパ内周面１３との間に形成された環状テーパ隙間の中間部材に係る構造は、例示した多数のボールＢ、及び、前述の筒状のコレットを利用したテーパ伝動機構に代えて、薄肉スリーブの外周に環状の作動室を形成して、その薄肉スリーブを流体圧力によって縮径させて出力ロッド３等をロックする機構であってもよい。

進出用作動室２３、後退用作動室２１、ロック用作動室２５、及びロック解除用作動室１８等へ供給される圧力流体は、圧縮エア等の気体に代えて、圧油等の流体であってもよい。

吸着位置決め装置１等は、出力ロッド３等の軸心が垂直方向になるように設置することに代えて、その軸心が水平方向や斜め方向になるように設置することも可能である。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１：吸着位置決め装置，２：ハウジング，３：出力ロッド，４：スリーブ，５：伝動具，７：吸着パッド，８：着座部，１１：エア排出路，１２：テーパ外周面，１３：テーパ内周面，１４：位置ずれ防止穴（位置ずれ防止部），１７：ロック用ピストン（駆動部材），Ｂ：ボール，Ｗ：ワーク，

Claims (5)

1. 軸心方向へ移動可能な出力ロッド（３、３Ｂ、３Ｃ）であって、機械加工されるワーク（Ｗ）を吸着するために前記軸心方向に形成されたエア排出路（１１、１１Ｂ、１１Ｃ）を有し、前記エア排出路（１１、１１Ｂ、１１Ｃ）と連通するように吸着パッド（７）が取り付けられた出力ロッド（３、３Ｂ、３Ｃ）と、
   前記出力ロッド（３、３Ｂ、３Ｃ）に外嵌されると共に、テーパ外周面（１２）を有し、縮径側に弾性変形可能なスリーブ（４）と、
   前記スリーブ（４）のテーパ外周面（１２）に対面するテーパ内周面（１３）を有する伝動具（５）と、
   前記テーパ内周面（１３）と前記テーパ外周面（１２）との間に挿入された複数のボール（Ｂ）と、
   前記伝動具（５）を前記軸心方向へ移動させて前記ボール（Ｂ）を介して前記スリーブ（４）を縮径側に弾性変形させる駆動部材（１７）と、
   を備える、
   ことを特徴とする吸着位置決め構造体。
2. 軸心方向へ移動可能な出力ロッド（３、３Ｂ、３Ｃ）であって、機械加工されるワーク（Ｗ）を吸着するために前記軸心方向に形成されたエア排出路（１１、１１Ｂ、１１Ｃ）を有し、前記エア排出路（１１、１１Ｂ、１１Ｃ）と連通するように吸着パッド（７）が取り付けられた出力ロッド（３、３Ｂ、３Ｃ）と、
   前記出力ロッド（３、３Ｂ、３Ｃ）に外嵌されると共に、テーパ外周面（１２）を有し、縮径側に弾性変形可能なスリーブ（４）と、
   前記スリーブ（４）のテーパ外周面（１２）に対面するテーパ内周面（１３）を有する伝動具（５Ｂ、５Ｃ）と、
   前記テーパ内周面（１３）と前記テーパ外周面（１２）との間に挿入された複数のボール（Ｂ）と、
   前記伝動具（５Ｂ、５Ｃ）の環状受圧面に作用して前記伝動具（５Ｂ、５Ｃ）を前記軸心方向へ移動させる圧縮エアが供給されるロック用作動室（２５）と、
   を備える、
   ことを特徴とする吸着位置決め構造体。
3. 請求項１または２の吸着位置決め構造体において、
   前記出力ロッド（３、３Ｂ、３Ｃ）のエア排出路（１１、１１Ｂ、１１Ｃ）の前記ワーク（Ｗ）側に前記ワーク（Ｗ）と当接可能に取り付けられた着座部（８）をさらに備える、
   ことを特徴とする吸着位置決め構造体。
4. 請求項１、２および３のいずれかの吸着位置決め構造体と、
   前記出力ロッドを前記軸心方向へ移動可能に支持するハウジング（２、２Ｂ、２Ｃ）であって、自装置をロボットのアームに取り付けるために設けられたハウジング（２、２Ｂ、２Ｃ）と、
   前記ワーク（Ｗ）を吸着するために前記エア排出路（１１、１１Ｂ、１１Ｃ）と連通するように前記出力ロッド（３、３Ｂ、３Ｃ）に取り付けられた吸着パッド（７）と、
   を備える、
   ことを特徴とする吸着位置決め装置（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）。
5. 請求項４の吸着位置決め装置において、
   前記ワーク（Ｗ）は機械加工される板状部材であり、
   前記ワーク（Ｗ）が、位置ずれを防止するための位置ずれ防止部（１４）を有する、
   ことを特徴とする吸着位置決め装置（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）。

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