JPH0631673A

JPH0631673A - 単動型開閉チャック

Info

Publication number: JPH0631673A
Application number: JP20434392A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ito; 武士伊藤
Original assignee: MACH ENG KK; Machine Engineering Co Ltd
Current assignee: MACH ENG KK; Machine Engineering Co Ltd
Priority date: 1992-07-09
Filing date: 1992-07-09
Publication date: 1994-02-08

Abstract

(57)【要約】【目的】二重ピストンの背反運動がアクションレバー
を介し開閉爪の開閉運動に変換される単動型の開閉チャ
ックにおいて、アクションレバーの回動軸に対する、単
動用に準備された付勢力に基づく負荷が軽減される構造
の提供。【構成】ボディ１のシリンダ部７に二重ピストン４
が、その外側ピストン３と少なくとも押出し方向に係合
する補助ピストン２０を介して装着され、シリンダ部７
と補助ピストン２０間に補助ピストン２０を押出し方向
へ弾性的に常時付勢する付勢室２１が形成される共に、
補助ピストン２０の押出し側面とシリンダ部の間にシリ
ンダ側流体室３０が形成され、内側ピストン２と外側ピ
ストン３との間にピストン側流体室３１が形成され、シ
リンダ側流体室３０とピストン側流体室３１が常時連通
されていると共に、シリンダ側流体室３０に駆動圧力が
供給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、組立部品の供給、排
出、位置決めなどを行う組立機器の把持用ツール、ある
いはロボットのハンドツールとして使用されるチャック
に関する。

【０００２】

【従来技術】流体圧を駆動圧力して、ボディの先端部に
配置された開閉爪を開閉する開閉チャックは、開閉の２
作動の内、一作動時にのみ駆動圧力を供給する単動型
（例えば、特公昭６２−２９５５号公報）、および、２
作動時共に駆動圧力を供給する複動型（例えば、実公平
２−１７８２２号公報）共に、種々のものが提案されて
いる。また、ボディに装着された二重ピストンの背反運
動をアクションレバーを介しスライド爪（開閉爪）の平
行開閉運動に変換する構成も公知となっている（前記の
実用新案公報、および実開昭６３−１８６５８７号公報
など）。

【０００３】図９〜図１０は、この種の平行開閉チャッ
クの単動型を示し、概略でつぎの構造を備える。ボディ
１、内側ピストン２と外側ピストン３からなる二重ピス
トン４、アクションレバー５およびスライド爪６を備え
る。二重ピストン４はボディ１のシリンダ部７に装着さ
れ、シリンダ部７と内側ピストン２の間にシリンダ側エ
ア室８（流体室）がポートＰ1 を備えて構成されると共
に、内側ピストン２と外側ピストン３の間にピストン側
エア室９がポートＰ2 を備えて構成されている。ポート
Ｐ2 はこの場合、常時大気に解放されている。また、内
側ピストン２と外側ピストン３の間には、単動用のクラ
ンプばね１０が装着されている。クランプばね１０はそ
の弾発力により二重ピストン４を駆動してスライド爪
６，６間に対象部品（ワーク）を把持できる充分な弾力
を備え、常時予圧状態となるように装着されている。

【０００４】アクションレバー５，５は、それぞれボデ
ィ１に回動軸１１で回動可能に軸着され、回動軸１１を
中心として両側に外側受け部１２と内側受け部１３およ
びこれらの間に突出して形成された係合部１４を備えた
三角形状である。スライド爪６は、アクションレバー
５，５の回動軸１１に長孔およびローラーを介して支持
され、二重ピストン４の移動方向（押出し、引き込み方
向）と直交する方向へ平行に移動できるように配置され
ている。

【０００５】そして、二重ピストン４の内側ピストン２
の押出し側端がアクションレバー５，５の内側受け部１
３，１３に当接し、外側ピストン３の押出し側端がアク
ションレバー５，５の外側受け部１２，１２に当接す
る。アクションレバー５，５の係合部１４，１４はそれ
ぞれスライド爪６のピン１５に係合される。

【０００６】そして、概略でつぎのように作動する。
今、ポートＰ1 からシリンダ側エア室８に駆動圧力が供
給されると、内側ピストン２が押出し側に移動され、ア
クションレバー５の内側受け部１３が押される。これに
より、アクションレバー５は回動軸１１を中心に外側へ
回動され、スライド爪６はピン１５を介して内側ピスト
ン２の移動方向とは直交する方向へ平行に開かれる（図
１０）。同時に、アクションレバー５が外側へ回動され
ることにより、その外側受け部１２は外側ピストン３を
上方へ押し上げるので、外側ピストン３は引き込み方向
に移動し、ピストン側エア室９に配置されたクランプば
ね１０は圧縮される。

【０００７】ついで、ポートＰ１が大気に解放される
と、単動用のクランプばね１０が伸長して前記とは逆
に、内側ピストン２が引き込まれ、外側ピストン３が押
出される。すると、スライド爪６，６は閉じ、その間に
対象部品を把持する。把持状態は、前記の単動用のクラ
ンプばね１０が発揮する弾力（単動用に準備された付勢
力）で維持される。これによって、駆動圧力を供給する
エア系統にトラブルが発生しても、対象部品を取り落と
すような事故が防止される。

【０００８】このように、二重ピストン４における内側
ピストン２と外側ピストン３は、移動方向が常に相互に
反対となる背反運動を行う。また、ボディ１に装着され
た二重ピストン４の背反運動がアクションレバー５，５
を介しスライド爪６，６の平行開閉運動に変換されてい
る。

【０００９】しかし、従来のこの構造を持つ単動型開閉
チャックには、開閉爪（スライド爪６）の開き時、閉じ
時にかかわらず、駆動用スプリング１０の比較的大きな
力が常に、アクションレバー５，５を支持する回動軸１
１，１１に作用しており、この負荷により、回動軸１１
およびこの軸に関するベアリングが磨耗しやすくチャッ
クの寿命が短くなる傾向があった。また、トルクに対す
る負荷も大きい。

【００１０】この傾向は、回動軸１１をアクションレバ
ー５，５の内側受け部１３，１３の位置に移動し、回動
軸１１をアクションレバー５の一端と内側ピストン２の
押し出し側端を回動自在に結合する軸とした場合も同じ
である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、ボディに
開閉爪が開閉可能に配置され、ボディに装着された二重
ピストンの背反運動がアクションレバーを介し開閉爪の
開閉運動に変換される単動型の開閉チャックにおいて、
アクションレバーの回動軸に対する、単動用に準備され
た付勢力に基づく負荷が軽減される構造の提供を課題と
する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】ボディに開閉爪が開閉可
能に配置され、ボディに装着された二重ピストンの背反
運動がアクションレバーを介し開閉爪の開閉運動に変換
されるチャックに関する。ボディはシリンダ部を備え、
シリンダ部に前記の二重ピストンがその外側ピストンと
少なくとも押出し方向に係合する補助ピストンを介して
装着される。

【００１３】シリンダと補助ピストン間に補助ピストン
を押出し方向へ弾性的に常時付勢する付勢室が形成され
ると共に、補助ピストンの押出し側面とシリンダの間に
シリンダ側流体室が形成される。二重ピストンの内側ピ
ストンと外側ピストン間にピストン側流体室が形成され
る。シリンダ側流体室とピストン側流体室が常時連通さ
れていると共に、シリンダ側流体室に駆動圧力が供給さ
れる。

【００１４】

【作用】補助ピストンは、シリンダ側流体室に供給され
た駆動圧力によって、付勢室による外側ピストンに対す
る付勢力の大部分を支持する。内側ピストンと外側ピス
トンはピストン側流体室に導入される駆動圧力によって
背反運動し、アクションレバーを介して開閉爪を開閉す
る。付勢室の付勢力は、シリンダ側流体室の駆動圧力が
消失すると外側ピストンを押出し、アクションレバーを
介して開閉爪を閉じる。

【００１５】

【実施例】図１〜図４は、本発明による第１の実施例と
して単動型平行開閉チャックを示している。本発明によ
る単動型平行開閉チャック１６は、ボディ１、内側ピス
トン２と外側ピストン３からなる二重ピストン４、アク
ションレバー５，５および開閉爪としてスライド爪６，
６を備える。ボディ１は、シリンダ部７とベース部１７
で構成される。ベース部１７はボディ１の軸線ａに対し
直交する方向の軸線ｂと平行に、かつ、間隔をとって形
成された支持壁１８と嵌合部１９を備え、嵌合部１９を
シリンダ部７の開口部に嵌め込んでシリンダ部７とボル
ト等により固定され、一体のボディ１を構成する。シリ
ンダ部７は側面に駆動圧力を供給するためのポートＰを
備える。

【００１６】二重ピストン４はボディ１のシリンダ部７
に装着され、全体がシリンダ部７の内部を押出し方向
（図の下方）および引込み方向（同上方）へ移動が可能
である。そして、二重ピストン４の引込み側端部、すな
わち、外側ピストン３の引込み側端部に補助ピストン２
０が引込み側から前記の端部に係合して装着され、補助
ピストン２０とシリンダ部７との間に付勢室２１が形成
されている。

【００１７】この実施例において、付勢室２１には単動
用のクランプばね１０が、シリンダ部７側と補助ピスト
ン２０間にわたって装着され、補助ピストン２０を常
時、押出し側に付勢している。クランプばね１０は、常
時圧縮された状態にとどまる予圧状態で装着されてお
り、付勢室２１内で最も伸長した状態でもスライド爪
６，６で対象部品を把持できるだけの弾発力を保持して
おり、単動用に準備された付勢力である。符号２２、２
３はシールリングである。

【００１８】外側ピストン３は、前記の軸線ａに沿って
貫通孔を備えた筒状の部材で、貫通孔の引込み側端は、
盲ねじ２４で閉塞されると共に、この貫通孔に内側ピス
トン２が装着され、また、側面にポートＰs を備えてい
る。外側ピストン３の引込み側部分は細径とされ、押出
し側部分には前記の支持壁１８，１８間に位置し、か
つ、両側に広がる当接部２５，２５が形成されている。

【００１９】外側ピストン３は、細径部２６を密封隔壁
２７に摺動可能に貫通して、ボディ１に装着される。密
封隔壁２７は、円板状で中央に外側ピストン３が貫通す
る孔を有し、シリンダ部７にベース１７が組み付けられ
る時、同時にシリンダ部７に嵌め込まれてシリンダ部７
の内側に設けた段差部で位置決めされると共に、ベース
１７の嵌合部１９で固定される。符号２８，２９はシー
ルリングである。

【００２０】前記の補助ピストン２０が押出し側に移動
できる限度は、スライド爪６，６が閉じて密封隔壁２７
に接近する位置であり、補助ピストン２０の押出し側面
と密封隔壁２７の引込み側面とは対面し、両面間がシリ
ンダ側流体室３０（図２）とされる。そして、シリンダ
側流体室３０には、前記したシリンダ部７のポートＰと
外側ピストン３におけるポートＰs が常時、連通する。
前記のシールリング２２，２９は、シリンダ側流体室３
０を外部から密閉するためのものである。

【００２１】内側ピストン２は、前記のように外側ピス
トン３に形成された軸線ａ方向の貫通孔に摺動自在に装
着され、引込み側で外側ピストン３との間にピストン側
流体室３１を構成し、押出し側は端面がアクションレバ
ー５，５に対向して露出する。符号３２はシールリング
である。

【００２２】アクションレバー５，５は、ボディ１にお
ける支持壁１８，１８間に配置されてそれぞれ回動軸１
１で回動自在に軸支されている。回動軸１１は双方の支
持壁１８，１８に支持される（図３）。アクションレバ
ー５，５は、それぞれ回動軸１１を中心として両側に外
側受け部１２と内側受け部１３およびこれらの間に突出
して形成された係合部１４を備えた三角形状であり、装
着された状態で、外側受け部１２は外側ピストン３にお
ける前記の当接部２５に接触し、内側受け部１３は、内
側ピストン２の押出し側端面に接触した配置とされてい
る。

【００２３】スライド爪６（図４）は、２枚の対向した
壁３３，３４からなるスライド部３５と両対向壁３３，
３４の一端側に、これらを結合するように形成された１
個の爪部３６で構成されている。両対向壁３３，３４に
は、アクションレバー５，５の回動軸１１，１１に支持
したローラー４０，４０が貫通する２個の同じ大きさの
長孔３７，３８が形成され、爪部３６との結合個所に
は、ピン１５が両対向壁３３，３４に両端を支持されて
固定されている。また、対向壁３３，３４と爪部３６の
結合個所には、対向壁３３，３４の肉厚に相当する段部
３９が結合個所に沿って形成されている。

【００２４】スライド爪６は、２個の同じものが前記の
軸線ｂに沿って対向し、図４のようにスライド部３の対
向壁３３，３４を重合して組み合わされ、ボディ１の支
持壁１８，１８間に装着される。この場合、組み合わさ
れたスライド爪６，６の支持壁１８，１８に対向する面
は、前記の段部３９の存在で全体として平らな面とな
り、スライド爪６，６は軸線ｂに沿って滑らかに、相互
にスライド移動することができる。

【００２５】なお、装着はアクションレバー５，５の装
着と同時に行われる。すなわち、スライド爪６，６を組
み合わせ、爪部３６を閉じ状態とする。双方のスライド
爪６における対向壁３３および３４どうしは完全に重合
し、長孔３７どうし、３８どうしもほぼ完全に重合す
る。

【００２６】組み合わせたスライド爪６，６の対向壁３
３，３４間の間隙にアクションレバー５，５を、前記の
係合部１４をスライド爪６におけるピン１５に係合させ
て（図１）配置する。

【００２７】一方の支持壁１８の外方から回動軸１１を
挿通して順次、対向壁３３の長孔３７を貫通し、アクシ
ョンレバー５を回動自在に軸支し、さらに、他方の対向
壁３４の長孔３７を貫通して他方の支持壁１８に支持さ
せる。この時、重合した長孔３７の内周壁と回動軸１１
間にローラーベアリング４０（図１）が、対向壁３３，
３４側共に、介装され、回動軸１１に対し、スライド爪
６が長孔３７の長軸の範囲で軸線ｂ方向へ滑らかに移動
自在にされると共に、軸線ａ方向にはガタのないように
されている。長孔３８側におけるアクションレバー５も
同様に装着される。これにより、スライド爪６，６は、
ボディ１に取付けられる。

【００２８】以上の構成であって、図１において、ポー
トＰは大気に連通され、シリンダ側流体室３０およびこ
れにポートＰs で通じたピストン側流体室３１は、共に
大気に通じている。したがって、付勢室２１のクランプ
ばね１０は伸長して、補助ピストン２０が密封隔壁２７
に近接するまで押し出されるとスライド爪６，６が閉
じ、シリンダ側流体室３０はわずかな間隙を残して収縮
されている。そして、補助ピストン２０の移動にともな
い、補助ピストン２０に引込み側端を係合された外側ピ
ストン３が軸線ａに沿って押し出され、アクションレバ
ー５，５の外側受け部１２，１２が押圧され、アクショ
ンレバー５，５が内側に回動されている。これにともな
い、アクションレバー５の係合部１４とピン１５により
スライド爪６，６が軸線ｂに沿って閉じ方向に平行移動
されている。すなわち、チャック１６は閉じ状態にあ
る。

【００２９】一方、内側ピストン２はアクションレバー
５，５が内側に回動するとき内側受け部１３，１３によ
って押し上げられ、ピストン側流体室３１を収縮させて
いる。この時、ピストン側流体室３１は大気に連通して
いるので内側ピストン２は格別な抵抗なしに押し上げら
れる。

【００３０】結局、ポートＰが大気に連通されると、ク
ランプばね１０が外側ピストン３と内側ピストン２を、
外側ピストン３を押出す方向に背反運動させてスライド
爪６，６を閉じる。クランプばね１０の付勢力は、対象
部品を把持する力となり、その反力は回動軸１１，１１
で支持される。この場合にのみ、回動軸１１，１１には
クランプばね１０の付勢力が負荷として作用している。

【００３１】図１において、ポートＰに駆動圧力を供給
すると、シリンダ側流体室３０は密閉隔壁２７を不動側
として拡大され、補助ピストン２０が上昇されてクラン
プばね１０が圧縮される。同時に、ピストン側流体室３
１にも駆動圧力が供給され、ピストン側流体室３１が拡
大される。このため、外側ピストン３と内側ピストン２
は背反運動し、内側ピストン２の押出し側端面がアクシ
ョンレバー５，５の内側受け部１３，１３を押圧すると
共に外側ピストン３の当接部２５，２５が上方へ移動さ
れる。このため、アクションレバー５，５は外側に回動
して、係合部１４およびピン１５を介してスライド爪
６，６を軸線ｂに沿って開き方向に平行移動させる。す
なわち、チャック１６は、図２の開き状態となる。この
場合、クランプばね１０の付勢力はほとんどが駆動圧力
で支持された補助ピストン２０が支えており、二重ピス
トン４には作用しない。すなわち、回動軸１１，１１に
クランプばね１０の付勢力は、負荷として作用しない。

【００３２】図５は、第２の実施例を示し、前記した第
１実施例に対して、アクションレバー４１，４１が変形
されている。他の構成は、格別に異ならないので、同じ
符号を用いることとし、説明を省略する。

【００３３】第２実施例におけるアクションレバー４１
は、前記のアクションレバー５の場合と同様に、外側受
け部１２と内側受け部１３および係合部１４を備えて同
様な形状をしているが、中央部で回動軸１１により支持
壁１８、すなわち、ボディ１に軸支されるのではなく、
内側受け部１３が、回動軸４２により内側ピストン２の
押出し側端部に軸支されてボディ１に装着されている。
スライド爪６はスライド部３５に設けた長孔３７，３８
に支持壁１８，１８側からの突起４３が係合されてボデ
ィ１に支持され、かつ、平行に開閉可能とされている。

【００３４】クランプばね１０の付勢力で補助ピストン
２０が押出し方向に移動されると、外側ピストン３が押
出され、アクショクレバー４１，４１を介してスライド
爪６，６を閉じる。対象部品は、クランプばね１０の付
勢力で把持される。そして、その反力は回動軸４２に支
持される。しかし、ポートＰに駆動圧力が供給される
と、補助ピストン２０は持ち上げられてクランプばね１
０の付勢力が支持されると共に、ピストン側流体室３１
の拡大で、内側ピストン２が押出されると同時に、外側
ピストン３が引込み方向に移動されるという、両ピスト
ン２，３の背反運動でスライド爪６，６が平行に開かれ
る。この時は、クランプばね１０の付勢力は、補助ピス
トン２０で支持されているから、回動軸４２に何等作用
せず、負荷とならない。

【００３５】図６は、第３の実施例を示し、前記した第
１実施例に対して、アクションレバー５にスライド爪６
における爪部３６が一体に形成されている構成を特徴と
している。したがって、爪部３６はアクションレバー５
の回動と共に回動とし、開閉する。すなわち、第１実施
例が平行開閉チャックの構成を備えるのに対して、第３
実施例は、回動開閉チャックの構成を備える。なお、他
の構成および作動は、第１実施例の場合と格別に異なら
ないので、同じ構成部分に同じ符号を用いて説明を省略
する。第３実施例の場合にも、第１実施例の場合と同様
に、爪部３６が回動によって開かれているとき、付勢室
２１による付勢力はアクションレバー５の回動軸１１に
作用せず、負荷とならない。

【００３６】図７，図８は、使用態様を示し、ベース１
７の側面に縦方向に形成したＴ形溝に、先端に近接セン
サー４４を取付けた位置検出器４５を取付けたものであ
る。符号４６は、その検出対象で、外側ピストン３の当
接部２５のタップ孔に取付けられている。これにより、
制御装置側でスライド爪６，６の閉じ状態あるいは、対
象部品の把持状態を確認できる。位置検出装置４５はＴ
形溝内を上下に位置を調整可能で、この実施例において
上方位置とした場合には、スライド爪６，６の開き状態
を検出することができる。ベース１７の両側で一方を上
方位置、他方を下方位置に配置すると、スライド爪６，
６の開き状態と閉じ状態の双方を検出することができ
る。

【００３７】以上は、実施例であり、本発明は、図示し
た具体的構成に限定されない。付勢室２１が補助ピスト
ン２０に与える付勢力は、クランプばね１０によるばか
りでなく、エア圧であっても良い。この場合、付勢室２
１は気密にシールされ、加圧気体が封入されている。ま
た、シリンダ側流体室３０、ピストン側流体室３１に導
入される駆動圧力は、液圧、気体圧のいずれでも良い。

【００３８】さらに、二重ピストン４の外側ピストン３
と補助ピストン２０を一体に成形、あるいはビス等で固
定して一体に構成されても良い。ただし、第１実施例の
場合は、スライド爪６，６とアクションレバー５，５を
取り除けば、二重ピストン４だけを押出し側へ、そのま
ま取出すことができる。

【００３９】

【発明の効果】ボディに開閉爪が開閉可能に配置され、
ボディに装着された二重ピストンの背反運動がアクショ
ンレバーを介し開閉爪の開閉運動に変換される単動型開
閉チャックにおいて、アクションレバーを軸支する回動
軸に、単動用に準備された付勢力が負荷として作用する
割合が少なく、回動軸の磨耗や疲労が少なくなり、チャ
ックの寿命が長くなる。

【００４０】また、不要な負荷に対抗する必要がないの
で、スライド爪を開閉する動作が円滑に行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】断面で示す正面図（第１実施例）。

【図２】断面で示す正面図（ハッチングを省略）。

【図３】押出し側から見た側面図。

【図４】スライド爪の斜視図。

【図５】断面で示す正面図（第２実施例）。

【図６】断面で示す正面図（第３実施例）。

【図７】引き抜き側から見た側面図（使用例）。

【図８】断面で示す正面図（ハッチング省略）。

【図９】断面で示す正面図（従来例）。

【図１０】断面図で示す正面図（ハッチングを省略）。

【図１１】分解して示す斜視図（従来例）。

【符号の説明】

１ボディ２内側ピストン３外側ピストン４二重ピストン５アクションレバー６スライド爪
（開閉爪）１０クランプばね１１回動軸１６単動型平行開閉チャック２０補助ピスト
ン２１付勢室２７密封隔壁３０シリンダ側流体室３１ピストン側
流体室

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ボディに開閉爪が開閉可能に配置され、
ボディに装着された二重ピストンの背反運動がアクショ
ンレバーを介し開閉爪の開閉運動に変換されるチャック
であって、ボディはシリンダ部を備え、シリンダ部に前記の二重ピ
ストンがその外側ピストンと少なくとも押出し方向に係
合する補助ピストンを介して装着され、シリンダと補助ピストン間に補助ピストンを押出し方向
へ弾性的に常時付勢する付勢室が形成されると共に、補
助ピストンの押出し側面とシリンダの間にシリンダ側流
体室が形成され、二重ピストンの内側ピストンと外側ピストン間にピスト
ン側流体室が形成され、シリンダ側流体室とピストン側流体室が常時連通されて
いると共に、シリンダ側流体室に駆動圧力が供給される
ことを特徴とした単動型開閉チャック。
【請求項２】二重ピストンの外側ピストンと補助ピス
トンが一体に構成されていることを特徴とした請求項１
に記載の単動型開閉チャック。