TWI744492B - 具有鎖定機構的氣動夾頭 - Google Patents

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TWI744492B
TWI744492B TW107106504A TW107106504A TWI744492B TW I744492 B TWI744492 B TW I744492B TW 107106504 A TW107106504 A TW 107106504A TW 107106504 A TW107106504 A TW 107106504A TW I744492 B TWI744492 B TW I744492B
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冨田浩平
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Abstract

即使在以一對的指狀部把持工件時中斷壓縮空氣的供給的情況下，仍可以防止工件的掉落。 　　具有：夾頭機構(1)，是使氣缸管(11)的內部的活塞(12)藉由壓縮空氣的作用進行動作，以連結於該活塞(12)的桿(13)使一對的指狀部(5、5)開閉來把持工件(W)；以及鎖定機構(2)，是將前述指狀部(5、5)鎖定於工件把持位置，前述鎖定機構(2)，具有：第1鎖定構件(47)，是與前述的指狀部(5、5)的開閉一齊位移；第2鎖定構件(48)，是藉由卡止於該第1鎖定構件(47)來將前述指狀部(5、5)鎖定於工件把持位置；以及驅動裝置(50)，是使前述第1鎖定構件(47)和第2鎖定構件(48)相對地位移於鎖定位置和非鎖定位置。

Description

具有鎖定機構的氣動夾頭
本發明是有關於藉由壓縮空氣的作用使一對的指狀部開閉來把持工件的氣動夾頭，更詳細來說，是有關於具備用於將前述一對的指狀部鎖定於工件把持位置的鎖定機構的具有鎖定機構的氣動夾頭。
藉由壓縮空氣的作用使一對的指狀部開閉來把持工件般構成的氣動夾頭，如專利文獻1-3所揭示般已為周知。該氣動夾頭的構造，一般來說在主體的內部內建氣缸機構，並且在該主體的外部具有將前述一對的指狀部開閉自如地配置的構造，藉由使前述氣缸機構的活塞藉由壓縮空氣的作用動作，以連結於該活塞的桿使前述一對的指狀部位移，來將工件把持於該一對的指狀部之間，改變該工件的方向，或將該工件往其他的場所搬運。
然而，以往的氣動夾頭在以前述指狀部把持工件時因某種的原因造成壓縮空氣的供給中斷的情況下，前述指狀部的把持力消失而工件移動或掉落，不僅容易導致該工件的破損和周邊機器的破損等，即使對於操作者來說也是非常危險的問題。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1 日本特開平7-100785號公報 　　專利文獻2 日本特開平10-166290號公報 　　專利文獻3 日本特開2010-69570號公報
[發明所欲解決之問題]
本發明的技術的課題是在於提供：即使在以一對的指狀部把持工件時壓縮空氣的供給中斷的情況下，藉由將前述指狀部鎖定於工件把持位置仍可以防止工件的掉落，安全性良好之具有鎖定機構的氣動夾頭。 [解決問題之技術手段]
為了解決前述課題，所以本發明的具有鎖定機構的氣動夾頭，其特徵為：具有：夾頭機構，是使氣缸管的內部的活塞藉由壓縮空氣的作用進行動作，藉由連結於該活塞的桿的進退移動使一對的指狀部開閉來把持工件；以及鎖定機構，是將前述一對的指狀部鎖定於工件把持位置，前述鎖定機構，具有：第1鎖定構件，是與前述一對的指狀部的開閉一齊位移；第2鎖定構件，是藉由卡止於該第1鎖定構件來將前述一對的指狀部鎖定於工件把持位置；以及驅動裝置，是使前述第1鎖定構件和第2鎖定構件相對地位移於彼此卡止的鎖定位置和彼此分開的非鎖定位置。
在本發明中，前述氣缸管，在夾頭本體的氣缸孔內被收容成能以軸線作為中心而在固定的角度範圍往復旋轉，並且構成：連結於前述驅動裝置，藉由前述驅動裝置，將前述第1鎖定構件及第2鎖定構件的任一方，經由前述氣缸管朝前述鎖定位置和非鎖定位置驅動。
在該情況下，較理想為在前述氣缸管的外周和前述氣缸孔的內周之間，連通於設置在前述夾頭本體的第1埠的第1環狀流路、以及連通於設置在該夾頭本體的第2埠的第2環狀流路，是以包圍前述氣缸管的外周的方式形成，連結前述活塞的一側的第1壓力室和前述第1環狀流路的第1通孔、以及連結前述活塞的另一側的第2壓力室和前述第2環狀流路的第2通孔，形成在前述氣缸管的側面。
另外，在本發明中，較理想為前述驅動裝置是由擺動式致動器所形成，該擺動式致動器具有藉由壓縮空氣的作用而在固定的角度範圍往復旋轉的輸出軸，該輸出軸連結於前述氣缸管。
依據本發明的一個具體的構成態樣，前述一對的指狀部是受到支撐軌開閉自如地支撐，前述第1鎖定構件是分別安裝於前述一對的指狀部，前述第2鎖定構件，在配設於前述支撐軌的周圍的支撐構件處安裝有2個，藉由前述支撐軌及支撐構件的任一方連結於前述氣缸管，以該氣缸管使前述支撐軌或支撐構件往復旋轉，而構成：前述第1鎖定構件及第2鎖定構件，在彼此卡止及分開的位置相對地位移。
在該情況下，較理想為前述第1鎖定構件及第2鎖定構件具有彼此卡止的楔形面，該楔形面是朝前述第1鎖定構件或第2鎖定構件的位移方向亦即圓周方向，並朝與該圓周方向交叉的方向傾斜。 　　另外，較理想為前述支撐構件形成環狀，且以包圍前述支撐軌的外周的方式配設，前述第2鎖定構件安裝於該支撐構件的直徑方向的相對位置。
依據本發明的其他的具體的構成態樣，前述第1鎖定構件是由朝與軸線正交的方向設置在前述桿的軸狀的構件所形成，前述第2鎖定構件是由可卡止於前述第1鎖定構件的鉤形的構件所形成。
在該情況下，也可以前述桿和第1鎖定構件是配置成即使前述氣缸管旋轉也不會與該氣缸管一齊旋轉，前述第2鎖定構件是與該氣缸管一齊旋轉地連結於前述氣缸管。 [發明效果]
依據本發明，由於可以將把持工件的指狀部，藉由鎖定機構來鎖定於工件把持位置，因而即使在工件的把持中因某種的原因而中斷對於夾頭機構的壓縮空氣的供給，仍舊可防止前述工件的位置偏移和掉落等。因此，防止前述工件掉落所造成的該工件的破損和周邊機器的破損等，也確保操作者的安全。
在第1圖至第9圖，表示本發明所涉及的具有鎖定機構的氣動夾頭的第1實施方式。該第1實施方式的氣動夾頭100是將藉由氣缸裝置4使一對的指狀部5、5開閉來進行工件W的把持及釋放的夾頭機構1，以及將前述一對的指狀部5、5鎖定於工件把持位置的鎖定機構2，沿著通過該夾頭本體3的中心的軸線L，一體組合於形成四角塊狀的一個夾頭本體3。
如從第1圖至第6圖所瞭解般，前述夾頭機構1，具有：前述氣缸裝置4；前述一對的指狀部5、5；支撐軌8，是將該一對的指狀部5、5開閉自如地支撐；以及一對的開閉桿9、9，是將前述氣缸裝置4的桿13的直線動作變換成前述一對的指狀部5、5的開閉動作，其具體的構造如下。
前述氣缸裝置4，具有：氣缸管11，是一端(上端)釋放且另一端(下端)閉塞的圓筒形；活塞12，是經由活塞襯墊14朝軸線L方向滑動自如且以該軸線L為中心來可相對旋轉地收容於該氣缸管11的內部；以及前述桿13，是將基端部連結於該活塞12且先端部從前述氣缸管11的釋放端往外部凸出。形成環狀的桿蓋15氣密固定在前述氣缸管11的釋放端，前述桿13經由桿襯墊16朝軸線L方向滑動自如且以該軸線L為中心可相對旋轉地貫通該桿蓋15的中心孔。
前述活塞襯墊14是收容於形成在前述活塞12的外周的襯墊保持槽內，前述桿襯墊16是收容於形成在前述桿蓋15的內周的襯墊保持槽內。 　　另外，用於防止前述桿襯墊16的脫落和傾斜等的襯墊支撐部17，是安裝在前述桿蓋15的下端面，用來緩和該活塞12抵接於前述桿蓋15的襯墊支撐部17時的衝撃的阻尼器22，是安裝在前述活塞12的上端部。
第1壓力室18a形成在前述活塞12以及前述氣缸管11的底壁11a之間，第2壓力室18b形成在前述活塞12和前述桿蓋15之間，連通於前述第1壓力室18a的第1通孔19a，以及連通於前述第2壓力室18b的第2通孔19b，形成在前述氣缸管11的側面。 　　另外，檢測該活塞12的動作位置時的測試對象的環狀的磁鐵20，是經由磁鐵架21來安裝在朝前述活塞12的前述第1壓力室18a側的端面。
前述氣缸管11是經由軸承23以前述軸線L為中心僅固定的角度範圍，可相對地往復旋轉地收容在形成於前述夾頭本體3的內部的氣缸孔24的內部。另外，三個氣缸襯墊25a、25b、25c設置在前述氣缸管11的外周和前述氣缸孔24的內周之間，連通於前述第1通孔19a的第1環狀流路26a，以及連通於前述第2通孔19b的第2環狀流路26b，是以包圍前述氣缸管11的外周的方式來形成在這三個氣缸襯墊25a、25b、25c之間，連通於前述第1環狀流路26a的第1埠27a，以及連通於前述第2環狀流路26b的第2埠27b，是設置在前述夾頭本體3的側面。
所以，如果將前述第1埠27a及第2埠27b，藉由未圖示的電磁閥來交互連接於供氣側和排氣側的話，因為壓縮空氣通過前述第1環狀流路26a和第2環狀流路26b、以及前述第1通孔19a和第2通孔19b，交互供排於前述第1壓力室18a及第2壓力室18b，所以前述活塞12及桿13進行往復運動(垂直移動)。換言之，如果將前述第1埠27a連接於壓縮空氣源，並且將前述第2埠27b釋放於大氣的話，因為壓縮空氣供給於前述第1壓力室18a所以活塞12及桿13上升(參照第7圖)，另外，將前述第2埠27b連接於壓縮空氣源，並且如果將前述第1埠27a釋放於大氣的話，因為壓縮空氣供給於前述第2壓力室18b所以活塞12及桿13下降(參照第2圖)。
前述指狀部5是從側面觀看形狀形成L字形或倒T字形的構件，具有：縱長的把持部5a、以及連接於該把持部5a的基端部的橫長的滑動部5b，其構成為：板狀的夾頭墊片6藉由螺絲32安裝在前述把持部5a的內側面，且將工件W把持在相對的夾頭墊片6、6之間。 　　後述之第1鎖定構件47、47逐一安裝在前述兩個的夾頭墊片6、6，針對該第1鎖定構件47的構造後續將詳細說明。
另外，前述支撐軌8是左右細長的構件，在上端面具有往左右延伸的導引槽8a，前述指狀部5的滑動部5b摺動自如地嵌合於該導引槽8a內。該支撐軌8是固定安裝於導軌架37，該導軌架37是形成於前述夾頭本體3的第1端3a側。該導軌架37是形成將圓筒的中央部分朝直徑方向切除的形狀，具有：一對的安裝壁38、38，具有圓弧狀的外周面；以及空間部39，是形成於該一對的安裝壁38、38間。具有螺絲孔40a的台階部40形成在前述一對的安裝壁38、38的對向面，藉由將前述支撐軌8載置在該台階部40的上方，且將軌固定螺絲41穿過該支撐軌8的螺絲插孔且螺入於前述螺絲孔40a，而固定成該支撐軌8在前述一對的安裝壁38、38間覆蓋前述空間部39。 　　前述導軌架37也可以與前述夾頭本體3一體形成，或獨立於該夾頭本體3來形成，且以螺絲來安裝於該夾頭本體3。
前述開閉桿9、9是形成為L字形的構件，且收容於以前述支撐軌8覆蓋的前述空間部39內，各開閉桿9的中間部藉由桿軸44旋轉自如地支撐，該桿軸44的兩端部是藉由嵌合於形成在前述導軌架37的一對的安裝壁38、38的支撐孔38a、38a內，而受到前述導軌架37支撐。另外，成為U字形的缺口9a、9a形成在前述開閉桿9、9的基端部，該缺口9a、9a卡合於前述桿13的先端的卡合銷45，另一方面，具有圓弧狀的外側面的卡合部9b、9b形成在前述開閉桿9、9的先端部，該卡合部9b、9b通過形成於前述支撐軌8的開口8b，而擺動自如地嵌合於形成在前述指狀部5、5的下端面的卡合凹部5c、5c內。
藉由該構成，當如第2圖至第4圖所示般，前述氣缸裝置4的活塞12及桿13下降時，因為前述一對的開閉桿9、9是先端的卡合部9b、9b朝彼此靠近的方向旋轉，所以前述一對的指狀部5、5閉合，當如第7圖及第8圖所示般，前述活塞12及桿13上升時，因為前述一對的開閉桿9、9是先端的卡合部9b、9b朝彼此遠離的方向旋轉，所以前述一對的指狀部5、5張開。藉由如此般的指狀部5、5的開閉動作，將工件W把持在前述夾頭墊片6、6間，或將把持的工件W釋放。
接下來，針對前述鎖定機構2進行說明。如從第1圖至第6圖所瞭解般，該鎖定機構2，具有：一對的前述第1鎖定構件47、47，是設置於前述一對的指狀部5、5；一對的第2鎖定構件48、48，是藉由朝以前述軸線L為中心的圓周方向的位移而接觸和離開於該第1鎖定構件47、47；鎖定構件位移機構49，是使該第2鎖定構件48、48朝前述圓周方向位移；以及驅動裝置50，是使該鎖定構件位移機構49動作。此外，為了容易理解，所以在圖中，構成前述第2鎖定構件48、48，以及前述鎖定構件位移機構49的各零件，總而言之，在與前述第2鎖定構件48、48成為一體進行位移(旋轉)的零件上加上網點。
前述第1鎖定構件47，具有：前述指狀部5的把持部5a所嵌合的凹部47b、以及形成於該凹部47b的兩側的安裝部47c，在使前述把持部5a嵌合於前述凹部47b內的狀態下，藉由將前述安裝部47c以鎖定構件固定螺絲51固定於前述夾頭墊片6，分別安裝於前述一對的指狀部5、5，與該一對的指狀部5、5的開閉一齊位移。而且，朝該第2鎖定構件48的位移方向(圓周方向)且朝與該位移方向交叉的方向傾斜的第1楔形面47a，形成在前述第1鎖定構件47的外側面，換言之，即朝前述第2鎖定構件48側的面。
另一方面，前述第2鎖定構件48是形成為四角塊狀的構件，朝與該第1鎖定構件47的第1楔形面47a相同方向傾斜的第2楔形面48a，形成在其內側面，換言之，即朝前述第1鎖定構件47側的面。這些第2楔形面48a及第1楔形面47a也可以直線傾斜，但在圖示的例子中，皆彎曲程度較小的凸曲面狀傾斜。
另外，前述第2鎖定構件48是藉由將安裝部48b以安裝螺絲56固定來安裝在環狀的支撐構件55的上端，該支撐構件55是配設於前述夾頭本體3的導軌架37的周圍(循一對的指狀部5、5的周圍)。前述支撐構件55是以覆蓋前述空間部39的側面的方式配設，連結於前述夾頭機構1的氣缸管11，藉由該氣缸管11，以前述軸線L為中心而在固定的角度範圍往復旋轉。前述一對的第2鎖定構件48、48安裝於前述支撐構件55的位置，是該支撐構件55的直徑方向的相對的位置。 　　所以，前述第1鎖定構件47的第1楔形面47a，以及前述第2鎖定構件48的第2楔形面48a，是朝與前述支撐構件55的圓周交叉的方向傾斜。
為了將前述支撐構件55連結於前述氣缸管11，所以在該氣缸管11的上端部，朝遠離前述軸線L的方向延伸的一對的支撐構件安裝部57、57形成在該氣缸管11的直徑方向的相對的位置。該支撐構件安裝部57的先端部是通過形成於前述導軌架37的擺動用缺口部39a而往該導軌架37的外側凸出，前述支撐構件55以支撐構件固定螺絲58來固定於該支撐構件安裝部57的先端。
藉由該構成，當藉由使前述氣缸管11朝單一方向旋轉而使前述支撐構件55以軸線L為中心旋轉既定的角度，如在第4圖以實線所示般，使前述第2鎖定構件48、48的第2楔形面48a、48a楔狀抵接或卡止於前述第1鎖定構件47、47的第1楔形面47a、47a時，一對的指狀部5、5是鎖定於該位置，且無法釋放。此時，藉由前述第1楔形面47a和第2楔形面48a抵接所產生的楔形效應，發揮助力作用，鎖定時的保持力非常大。
此外，在前述氣缸管11的旋轉時，因為前述桿13是在其先端以卡合銷45實質上連結於前述一對的開閉桿9、9的狀態下，且該開閉桿9、9不旋轉，所以不會與前述氣缸管11一齊旋轉。此時與該氣缸管11一齊旋轉的是前述桿蓋15、桿襯墊16、及襯墊支撐部17。
另外，藉由使前述氣缸管11朝反方向旋轉來使前述支撐構件55朝反方向旋轉，如在第4圖以鏈線所示般，當使前述第2鎖定構件48、48離開前述第1鎖定構件47、47時，可以解除一對的指狀部5、5的鎖定，釋放該指狀部5、5。
前述氣缸管11是連結於前述驅動裝置50，藉由該驅動裝置50擺動旋轉，該驅動裝置50是以螺絲59來安裝於前述夾頭本體3的下端亦即第2端3b側。
前述驅動裝置50是以葉片形的擺動式致動器來形成。該擺動式致動器，具有：致動器主體60，是由第1主體部分60a及第2主體部分60b形成；葉片室61，是形成於該致動器主體60的內部；葉片62，是在固定的角度範圍擺動自如地收容於該葉片室61的內部；以及輸出軸63，是配設於前述軸線L上，前述葉片62安裝於該輸出軸63。另外，將壓縮空氣供給及排出於前述葉片62的兩側的壓力室的第3埠64a及第4埠64b，是設置在前述致動器主體60，藉由通過該第3埠64a及第4埠64b將壓縮空氣供排於前述壓力室，前述葉片62以軸線L為中心在固定的角度範圍往復旋轉，通過前述輸出軸63取出其旋轉力。
前述輸出軸63是經由安裝於該輸出軸63的連接構件65，以及卡止於該連接構件65的調整構件66來連結於前述氣缸管11，經由該連接構件65及調整構件66使前述氣缸管11驅動或旋轉。所以，前述鎖定構件位移機構49是由前述連接構件65及調整構件66、前述氣缸管11、以及前述支撐構件55所構成。 　　圖中賦予符號69的構件是將前述調整構件66連結於氣缸管11的底面的連結螺子，同樣地賦予符號59的構件是用來將前述致動器主體60的第2主體部分60b安裝於前述夾頭本體3的下端部的安裝螺絲。
另外，前述調整構件66是用來進行前述氣缸管11(所以，支撐構件55及第2鎖定構件48)的旋轉角度的設定及調整的構件，具有兩個止動桿66a、66a。對此，兩隻的調整螺栓67、67可進退操作地安裝於在前述夾頭本體3，該兩隻的調整螺栓67、67的先端分別對向於前述兩個的止動桿66a、66a。藉此，前述氣缸管11可以在前述兩個的止動桿66a、66a抵接於兩個的調整螺栓67、67的角度範圍內進行往復旋轉，其旋轉角度可以藉由將前述調整螺栓67、67進退操作來調整。
另外，用來安裝磁性感測器的感測器安裝槽68形成在前述夾頭本體3的側面，藉由以前述磁性感測器來檢測安裝於前述氣缸裝置的活塞12的磁鐵20的磁性，可以檢測前述活塞12的動作位置。
具有前述構造的氣動夾頭100，是使用於例如將夾頭本體3安裝於自動機械的工作臂，藉由前述一對的指狀部5、5來把持工件W，將該工件W進行方向轉換或往其他的場所搬運的情況等。此時，前述夾頭機構1的氣缸裝置4和鎖定機構2的驅動裝置50是連接於彼此不同的氣壓源。該氣動夾頭100所進行的工件W的把持及釋放動作是如下述般進行。
首先，從在第2圖及第4圖所表示的狀態，藉由使前述驅動裝置50的葉片62藉由壓縮空氣的作用而在第4圖的半順時針旋轉，且經由氣缸管11使前述支撐構件55朝同方向旋轉，使前述第2鎖定構件48、48位移至從第1鎖定構件47、47離開的鏈線位置後，如第7圖及第8圖所示般，藉由將壓縮空氣供給於前述氣缸管11的第1壓力室18a內使前述活塞12及桿13上升，以使一對的指狀部5、5釋放。
接著，如在第8圖以鏈線所示般，使須把持的工件W介於前述一對的指狀部5、5的夾頭墊片6、6間，在該狀態下，藉由將壓縮空氣供給於前述氣缸管11的第2壓力室18b內來使前述活塞12及桿13下降，並將前述指狀部5、5閉鎖，如第9圖所示般，將工件W把持在前述夾頭墊片6、6間。
之後，藉由使前述驅動裝置50的葉片62藉由壓縮空氣的作用旋轉，且使位於第8圖的位置的前述支撐構件55及第2鎖定構件48、48，經由氣缸管11朝時計方向旋轉，如第9圖所示般，使前述第2鎖定構件48、48的第2楔形面48a、48a楔狀抵接於前述第1鎖定構件47、47的第1楔形面47a、47a。如此一來，前述一對的指狀部5、5藉由前述第2鎖定構件48、48鎖定於工件把持位置，且無法釋放。
如此在將前述指狀部5、5鎖定於工件把持位置的狀態下，藉由前述工作臂的動作來進行改變前述工件W的方向或將該工件W往其他的場所搬運的作業。此時，即使因某種的原因，對於前述夾頭機構1亦即氣缸裝置4的壓縮空氣的供給中斷，由於前述一對的指狀部5、5仍原樣維持著把持工件W的狀態，把持力不降低，所以可防止該工件W的位置偏移和掉落等。因此，防止前述工件W掉落所造成的該工件W的破損和周邊機器的破損等，也確保操作者的安全。
釋放前述氣動夾頭100所把持的工件W時是從第9圖的狀態，首先，藉由前述驅動裝置50經由氣缸管11使支撐構件55朝逆時針方向旋轉，藉由使前述第2鎖定構件48、48位移至從第1鎖定構件47、47分開的位置(參照第8圖)來解除指狀部5、5的鎖定。接下來，如第7圖及第8圖所示般，藉由使氣缸裝置4的桿13上升且釋放前述指狀部5、5，以使前述工件W釋放。
前述氣動夾頭100因為前述第2鎖定構件48、48的第2楔形面48a、48a及第1鎖定構件47、47的第1楔形面47a、47a分別形成傾斜面，所以也可以對應於不同厚度的工件W。在該情況下，將厚度比第9圖表示的工件W大的工件W予以把持時，前述第2鎖定構件48的第2楔形面48a和第1鎖定構件47的第1楔形面47a嚙合的程度是比第9圖的情況小，相反地，將厚度比第9圖表示的工件W小的工件W予以把持時，前述第2鎖定構件48的第2楔形面48a和第1鎖定構件47的第1楔形面47a嚙合的程度是比第9圖的情況大。
在第10圖至第16圖，表示本發明所涉及的具有鎖定機構的氣動夾頭的第2實施方式。在前述的第1實施方式的氣動夾頭100中，為了將前述一對的指狀部5、5鎖定於工件把持位置，所以前述第1鎖定構件47、47及第2鎖定構件48、48之中，使第2鎖定構件48、48旋轉，但在該第2實施方式的氣動夾頭200中，則是使前述第1鎖定構件47、47旋轉。
因此，在前述氣動夾頭200中，如第10圖至第12圖所示般，藉由將安裝有前述第1鎖定構件47、47的指狀部5、5，經由支撐軌8連結於氣缸管11，且以該氣缸管11使前述支撐軌8及指狀部5、5旋轉，以使前述第1鎖定構件47、47旋轉，安裝有前述第2鎖定構件48、48的支撐構件55是固定於夾頭本體3。
另外，為了使前述指狀部5、5及支撐軌8旋轉時，開閉桿9、9和桿13及活塞12也可以一齊旋轉，在氣缸裝置4中，構成為：藉由設置止轉件於前述氣缸管11和活塞12，該氣缸管11和活塞12不在以軸線L為中心的旋轉方向彼此一體化來相對地旋轉，但在軸線L方向相對地位移自如。
以下，針對第2實施方式的前述構成及作用進行說明，但該說明中，對於與前述第1實施方式共通的零件給予與該第1實施方式相同符號，與前述第1實施方式不同構造則給予新的符號。 　　另外，即使在該第2實施方式的圖中，為了容易理解，所以在與前述第1鎖定構件47、47一體進行位移(旋轉)的零件加上網點。
成為直徑比該氣缸管11更大的圓筒形的導軌架201是形成在前述氣缸管11的上端部。朝該導軌架201的直徑方向延伸的台階部202形成在該導軌架201的上端部，藉由前述支撐軌8載置在該台階部202上，將穿過該支撐軌8的螺絲插孔的軌固定螺絲41螺入於前述台階部202的螺絲孔204，以使該支撐軌8固定於前述氣缸管11。前述台階部202的寬度及深度是與前述支撐軌8的寬度及高度大致相同程度。 　　前述導軌架201是與前述氣缸管11一體形成，也可以獨立於該氣缸管11來形成，以螺絲來安裝於該氣缸管11。
另外，在夾頭本體3的上端亦即第1端3a，嵌合於前述支撐構件55的內部的環狀的嵌合部205形成於中央，並且四個螺絲孔206形成於四個角落，藉由將前述支撐構件55，在藉由前述嵌合部205的嵌合而定位的狀態載置於該第1端3a上，將***於該支撐構件55的螺絲插孔的固定螺絲207螺合於前述螺絲孔206，以使前述支撐構件55固定於前述夾頭本體3。
該氣動夾頭200之前述以外的構造，由於實質上與前述第1實施方式的氣動夾頭100的構造相同，所以該構造中，與第1實施方式相同的主要構成部分是給予與該第1實施方式相同符號而省略其說明。
在具有前述構造的氣動夾頭200中，以一對的指狀部5、5把持工件時，如第10圖及第11圖所示般，藉由使前述氣缸管11憑借驅動裝置50以軸線L為中心旋轉，以使前述指狀部5、5的方向，成為位於前述第1鎖定構件47、47不接觸於第2鎖定構件48、48的位置的方向。此時，前述活塞12和桿13及開閉桿9也與前述氣缸管11一齊旋轉。此外，在圖示的例子中，將前述指狀部5、5的方向，成為位於前述第1鎖定構件47、47對於第2鎖定構件48、48相差90度的位置的方向，但即使不是如此般的方向也無妨。 　　而且，藉由將壓縮空氣供給於前述氣缸管11的第1壓力室18a內且使前述活塞12及桿13上升，如第13圖及第14圖所示般，使一對的指狀部5、5釋放。
接著，在使工件W介於前述一對的指狀部5、5的夾頭墊片6、6間的狀態下，藉由將壓縮空氣供給於前述氣缸管11的第2壓力室18b內使前述活塞12及桿13下降，且將前述指狀部5、5閉鎖，而將工件W予以把持。
之後，如第15圖及第16圖所示般，藉由以前述驅動裝置50使前述氣缸管11以軸線L為中心旋轉，且使前述第1鎖定構件47、47的第1楔形面47a、47a楔狀抵接於第2鎖定構件48、48的第2楔形面48a、48a，以使前述一對的指狀部5、5鎖定於工件把持位置。
欲釋放前述指狀部5、5所把持的工件W時，只須進行把持該工件W時的前述操作的反向操作即可。
第2實施方式的氣動夾頭200為了進行如此般動作，所以在該第2實施方式中，用於使前述第1鎖定構件47、47位移的鎖定構件位移機構49，可以由連接構件65及調整構件66；氣缸裝置4；開閉桿9、9；支撐軌8；指狀部5、5；及夾頭墊片6、6來構成。
在第17圖至第27圖表示本發明所涉及的具有鎖定機構的氣動夾頭的第3實施方式。該第3實施方式的氣動夾頭300和前述第1實施方式的氣動夾頭100的主要不同處是第1鎖定構件47及第2鎖定構件48的形狀及配置。換言之，在該第3實施方式的氣動夾頭300中，第1鎖定構件47是成為軸狀形，且安裝於使一對的指狀部5、5開閉的桿13，前述第2鎖定構件48是形成為可卡止於前述軸狀的第1鎖定構件47的鉤形，且直接安裝於氣缸管11。
另外，與此相關，在第1實施方式的氣動夾頭100中，用來安裝前述第2鎖定構件48所必須的環狀的支撐構件55，在該第3實施方式的氣動夾頭300中被省略，而且在第1實施方式的氣動夾頭100中，形成於保持支撐軌8的導軌架37的擺動用缺口部39a則未形成在該第3實施方式的氣動夾頭300的導軌架37。
以下，說明第3實施方式的氣動夾頭300的構造及作用，但此時，針對具有實質上與前述第1實施方式的氣動夾頭100相同構成的主要部分及零件，給予與該第1實施方式相同符號並省略其具體的說明，針對具有與前述第1實施方式不同構造的部分及零件，則給予新的符號來進行其說明。 　　另外，即使在該第3實施方式的圖中，為了容易理解，所以在與前述氣缸管11一體進行位移(旋轉)的零件加上網點。
如從第18圖及第19圖所瞭解般，前述第1鎖定構件47是由將桿13和前述一對的開閉桿9、9予以連結的卡合銷45所形成。換言之，前述第1鎖定構件47是剖面形成為圓形的軸狀，朝與前述軸線L正交的方向延伸，兼作前述卡合銷45。另外，前述第1鎖定構件47的長度是比前述氣缸管11的直徑長，該第1鎖定構件47的兩端是比前述氣缸管11的外周面更往外側凸出，前述第2鎖定構件48卡止的卡止部47A分別形成在該凸出的兩端部。另外，前述第1鎖定構件47的兩端部是以在軸線L方向位移自如且在以軸線L為中心的旋轉方向為固定的方式，嵌合於形成在前述導軌架37的內面的導引槽37a(參照第24圖)內。
另一方面，如第20圖及第21圖所詳細表示般，前述第2鎖定構件48是從側面觀看形成大致Z字形的構件，具有：卡止及分開於前述卡止部47A的爪部301、從該爪部301的基端部朝下方(縱向)延伸的腳部302、以及從該腳部302的下端部朝橫向細長延伸的腳底部303，整體沿前述氣缸管11的圓周的形狀彎曲。
前述爪部301是朝與前述第1鎖定構件47交叉的方向(橫向)延伸，上下兩面具有楔形面304a、304b，其中，形成於下端面的下部楔形面304a是往該爪部301的先端側逐漸朝接近於上方亦即上部楔形面304b的方向傾斜，形成於上端面的上部楔形面304b是往該爪部301的先端側逐漸朝接近於下方亦即前述下部楔形面304a的方向傾斜。
前述第2鎖定構件48是以對應於前述第1鎖定構件47的兩端的卡止部47A、47A的方式在氣缸管11的上端部安裝兩個。兩個的第2鎖定構件48、48是彼此具有同一形狀，且將前述爪部301的先端朝氣缸管11的圓周方向彼此配置在相同方向。為了安裝該第2鎖定構件48，所以藉由形成為凸緣狀的安裝部305以往該氣缸管11的直徑方向外側凸出的方式形成在前述氣缸管11的上端部，形成為沿著該安裝部305的圓周彎曲的長槽狀的兩個的安裝槽306形成在隔著該安裝部305的上端面的前述軸線L相對的位置上，使前述腳底部303嵌合於該安裝槽306的內部，將固定銷307從前述安裝部305的側面方向***於形成在該安裝部305及前述腳底部303的固定孔303a，以使前述第2鎖定構件48固定於前述氣缸管11。
前述第3實施方式的氣動夾頭300除了在前述的點之外與第1實施方式的氣動夾頭100不同的點在於：導軌架37以架固定螺絲310來固定於夾頭本體3的第1端3a；以及在將支撐指狀部5、5的支撐軌8以軌固定螺絲41固定於前述導軌架37的台階部40的情況下，藉由將定位螺絲309安裝於該導軌架37的側面的螺絲孔308，以該定位螺絲309將前述支撐軌8推壓於前述台階部40的相反側的側壁40b，以使該支撐軌8在正確定位的狀態下固定。
另外，其他的不同點是藉由安裝一個調整螺栓67在夾頭本體，且將調整構件66的旋轉角度範圍以該一個調整螺栓67來調整，而調整前述第2鎖定構件48的鎖定解除位置。 　　該氣動夾頭300之前述以外的構造，實質上與前述第1實施方式的氣動夾頭100的構造相同。 　　此外，有關於第3實施方式的氣動夾頭300之前述定位螺絲309及一個調整螺栓67的構造，也可以適用於第1實施方式的氣動夾頭100及第2實施方式的氣動夾頭200。
接著，針對前述氣動夾頭300的作用進行說明，第22圖是表示藉由釋放一對的指狀部5、5而未把持工件W的狀態。此時，第1鎖定構件47是藉由桿13前進(上升)而位於上升位置，第2鎖定構件48是位於離開前述第1鎖定構件47的非鎖定位置。
由該狀態，以前述一對的指狀部5、5來把持工件W時，如第23圖及第24圖所示般，藉由以氣缸裝置4(參照第18圖)使前述桿13後退(下降)，以使前述一對的指狀部5、5閉合。此時，前述第1鎖定構件47也與桿13一齊下降。
之後，如第25圖及第26圖所示般，藉由以前述驅動裝置50使前述氣缸管11以軸線L為中心順時針旋轉，使兩個第2鎖定構件48、48位移到鎖定位置，且使該第2鎖定構件48、48的下部楔形面304a卡止於第1鎖定構件47的兩端的卡止部47A的上端面，以使前述一對的指狀部5、5鎖定於工件把持位置。
欲釋放前述指狀部5、5所把持的工件W時，只須進行把持該工件W時的操作的反向操作即可。
前述氣動夾頭300也可以如第27圖所示般，將具有中心孔H的工件W予以內徑夾緊。該內徑夾緊是藉由以前述氣缸裝置4使桿13下降來將一對的指狀部5、5成為閉合的狀態，在該狀態下將該指狀部5、5***於前述工件W的中心孔H內後，使前述桿13上升來釋放該一對的指狀部5、5，且使該指狀部5、5的外側面卡止於前述中心孔H的內周來進行。此時，前述第2鎖定構件48、48如在第27圖以鏈線所示般，位於離開前述第1鎖定構件47的非鎖定位置。
將前述工件W予以內徑夾緊後，藉由以驅動裝置50使前述氣缸管11旋轉，並將前述第2鎖定構件48、48如在第27圖以實線表示般位移到鎖定位置，因為該第2鎖定構件48、48的上部楔形面304b卡止於第1鎖定構件47的兩端的卡止部47A、47A的下端面，因而前述一對的指狀部5、5鎖定於工件把持位置。
此外，將工件W予以內徑夾緊時，也可以不將夾頭墊片6安裝於前述指狀部5、5。 　　另外，在圖示的實施方式中，前述第1鎖定構件47雖與前述卡合銷45兼用，但該第1鎖定構件47也可以與前述卡合銷45獨立設置。
在前述第3實施方式的氣動夾頭300中，將前述第1鎖定構件47形成非旋轉，使前述第2鎖定構件48、48經由氣缸管11以驅動裝置50進行旋轉，但相反地，也可以構成為：將前述第2鎖定構件48、48形成非旋轉，將前述第1鎖定構件47經由氣缸管11以驅動裝置50進行旋轉。在該情況下，只須構成為：與第2實施方式的氣動夾頭200同樣地，將前述第2鎖定構件48、48，經由適當的支撐構件來固定於夾頭本體3，將前述活塞12；桿13；第1鎖定構件47；開閉桿9、9；支撐軌8；以及指狀部5、5等，與前述氣缸管11一齊旋轉即可。
1‧‧‧夾頭機構2‧‧‧鎖定機構3‧‧‧夾頭本體5‧‧‧指狀部8‧‧‧支撐軌11‧‧‧氣缸管12‧‧‧活塞13‧‧‧桿18a‧‧‧第1壓力室18b‧‧‧第2壓力室19a‧‧‧第1通孔19b‧‧‧第2通孔24‧‧‧氣缸孔26a‧‧‧第1環狀流路26b‧‧‧第2環狀流路27a‧‧‧第1埠27b‧‧‧第2埠47‧‧‧第1鎖定構件47a‧‧‧第1楔形面48‧‧‧第2鎖定構件48a‧‧‧第2楔形面50‧‧‧驅動裝置55‧‧‧支撐構件63‧‧‧輸出軸100、200、300‧‧‧氣動夾頭W‧‧‧工件L‧‧‧軸線
第1圖是表示本發明所涉及的氣動夾頭的第1實施方式的立體圖，且將一對的指狀部閉合的狀態的圖。 　　第2圖是第1圖的中央縱剖面圖。 　　第3圖是第2圖的主要部分擴大圖。 　　第4圖是第1圖的俯視圖。 　　第5圖是第1圖的分解立體圖。 　　第6圖是第5圖的主要部分擴大圖。 　　第7圖是將一對的指狀部張開的狀態的前述氣動夾頭的中央縱剖面圖。 　　第8圖是第7圖的俯視圖。 　　第9圖是在將一對的指狀部鎖定於工件把持位置的狀態下的前述氣動夾頭的俯視圖。 　　第10圖是表示本發明所涉及的氣動夾頭的第2實施方式的中央縱剖面圖，且將一對的指狀部閉合的狀態的圖。 　　第11圖是第10圖的俯視圖。 　　第12圖是第2實施方式的氣動夾頭的分解立體圖。 　　第13圖是將一對的指狀部張開的狀態的第2實施方式的中央縱剖面圖。 　　第14圖是第13圖的俯視圖。 　　第15圖是將一對的指狀部鎖定於工件把持位置的狀態的第2實施方式的中央縱剖面圖。 　　第16圖是第15圖的俯視圖。 　　第17圖是表示氣動夾頭的第3實施方式的立體圖。 　　第18圖是第17圖的中央縱剖面圖。 　　第19圖是第3實施方式的氣動夾頭的分解立體圖。 　　第20圖是第2鎖定構件的側視圖。 　　第21圖是第2鎖定構件的俯視圖。 　　第22圖是省略導軌架來表示一對的指狀部張開的狀態的氣動夾頭的側視圖。 　　第23圖是省略導軌架來表示一對的指狀部閉合而把持工件的狀態的氣動夾頭的側視圖。 　　第24圖是沿第23圖的XXIV-XXIV的剖面圖。 　　第25圖是省略導軌架來表示將一對的指狀部鎖定於工件把持位置的狀態的氣動夾頭的側視圖。 　　第26圖是沿第25圖的XXVI-XXVI的剖面圖。 　　第27圖是省略導軌架來表示將內徑夾緊工件的指狀部鎖定於工件把持位置的狀態的氣動夾頭的側視圖。
1‧‧‧夾頭機構
2‧‧‧鎖定機構
3‧‧‧夾頭本體
4‧‧‧氣缸裝置
5‧‧‧指狀部
5a‧‧‧把持部
5b‧‧‧滑動部
5c‧‧‧卡合凹部
6‧‧‧夾頭墊片
8‧‧‧支撐軌
8a‧‧‧導引槽
8b‧‧‧開口
9‧‧‧開閉桿
9b‧‧‧卡合部
11‧‧‧氣缸管
12‧‧‧活塞
13‧‧‧桿
14‧‧‧活塞襯墊
15‧‧‧桿蓋
16‧‧‧桿襯墊
17‧‧‧襯墊支撐部
18a‧‧‧第1壓力室
18b‧‧‧第2壓力室
32‧‧‧螺絲
44‧‧‧桿軸
50‧‧‧驅動裝置
58‧‧‧支撐構件固定螺絲
59‧‧‧螺絲
60‧‧‧致動器主體
60a‧‧‧第1主體部分
60b‧‧‧第2主體部分
61‧‧‧葉片室
62‧‧‧葉片
63‧‧‧輸出軸
65‧‧‧連接構件
66‧‧‧調整構件
69‧‧‧螺絲
100‧‧‧氣動夾頭

Claims (9)

  1. 一種具有鎖定機構的氣動夾頭，其特徵為：具有：夾頭機構，是使氣缸管的內部的活塞藉由壓縮空氣的作用進行動作，藉由連結於該活塞的桿的進退移動使一對的指狀部開閉來把持工件；以及鎖定機構，是將前述一對的指狀部鎖定於工件把持位置，前述鎖定機構，具有：第1鎖定構件，是與前述一對的指狀部的開閉一齊位移；第2鎖定構件，是藉由卡止於該第1鎖定構件來將前述一對的指狀部鎖定於工件把持位置；以及驅動裝置，是使前述第1鎖定構件和第2鎖定構件相對地位移於彼此卡止的鎖定位置和彼此分開的非鎖定位置；前述第1鎖定構件及前述第2鎖定構件，藉由以前述桿的軸線為中心的相對旋轉，而位移到前述鎖定位置與前述非鎖定位置。
  2. 如申請專利範圍第1項的氣動夾頭，其中，前述氣缸管，在夾頭本體的氣缸孔內被收容成能以軸線作為中心而在固定的角度範圍往復旋轉，並且構成：連結於前述驅動裝置，藉由前述驅動裝置，將前述第1鎖定構件及第2鎖定構件的任一方，經由前述氣缸管朝前述鎖定位置和非鎖定位置驅動。
  3. 如申請專利範圍第2項的氣動夾頭，其中，在前述氣缸管的外周和前述氣缸孔的內周之間，連通於設置在前述夾頭本體的第1埠的第1環狀流路、以及連通於設置在該夾頭本體的第2埠的第2環狀流路，是以包圍前述氣缸管的外周的方式形成，連結前述活塞的一側的第1壓力室和前述第1環狀流路的第1通孔、以及連結前述活塞的另一側的第2壓力室和前述第2環狀流路的第2通孔，形成在前述氣缸管的側面。
  4. 如申請專利範圍第2項的氣動夾頭，其中，前述驅動裝置是由擺動式致動器所形成，該擺動式致動器具有藉由壓縮空氣的作用而在固定的角度範圍往復旋轉的輸出軸，該輸出軸連結於前述氣缸管。
  5. 如申請專利範圍第2項的氣動夾頭，其中，前述一對的指狀部是受到支撐軌開閉自如地支撐，前述第1鎖定構件是分別安裝於前述一對的指狀部，前述第2鎖定構件，在配設於前述支撐軌的周圍的支撐構件處安裝有2個，藉由前述支撐軌及支撐構件的任一方連結於前述氣缸管，以該氣缸管使前述支撐軌或支撐構件往復旋轉，而構成：前述第1鎖定構件及第2鎖定構件，在彼此卡止及分開的位置相對地位移。
  6. 如申請專利範圍第5項的氣動夾頭，其中，前述第1鎖定構件及第2鎖定構件具有彼此卡止的楔形面，該楔形面是朝前述第1鎖定構件或第2鎖定構件的位移方向亦即圓周方向，並朝與該圓周方向交叉的方向傾斜。
  7. 如申請專利範圍第5項的氣動夾頭，其中，前述支撐構件形成環狀，且以包圍前述支撐軌的外周的方式配設，前述第2鎖定構件安裝於該支撐構件的直徑方向的相對位置。
  8. 如申請專利範圍第2項的氣動夾頭，其中，前述第1鎖定構件是由朝與軸線正交的方向設置在前述桿的軸狀的構件所形成，前述第2鎖定構件是由可卡止於前述第1鎖定構件的鉤形的構件所形成。
  9. 如申請專利範圍第8項的氣動夾頭，其中，前述桿和第1鎖定構件是配置成即使前述氣缸管旋轉也不會與該氣缸管一齊旋轉，前述第2鎖定構件是與該氣缸管一齊旋轉地連結於前述氣缸管。
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