特開 2023-74709 支点開閉型エアチャック

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023074709

(43)【公開日】2023-05-30

(54)【発明の名称】支点開閉型エアチャック

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/08 20060101AFI20230523BHJP

   B25J 19/00 20060101ALI20230523BHJP

【ＦＩ】

B25J15/08 D

B25J19/00 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021187797

(22)【出願日】2021-11-18

(71)【出願人】

【識別番号】000102511

【氏名又は名称】ＳＭＣ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100077665

【弁理士】

【氏名又は名称】千葉 剛宏

(74)【代理人】

【識別番号】100116676

【弁理士】

【氏名又は名称】宮寺 利幸

(74)【代理人】

【識別番号】100191134

【弁理士】

【氏名又は名称】千馬 隆之

(74)【代理人】

【識別番号】100136548

【弁理士】

【氏名又は名称】仲宗根 康晴

(74)【代理人】

【識別番号】100136641

【弁理士】

【氏名又は名称】坂井 志郎

(74)【代理人】

【識別番号】100180448

【弁理士】

【氏名又は名称】関口 亨祐

(72)【発明者】

【氏名】奥島 綾介

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707CY27

3C707ES03

3C707ET03

3C707HS14

(57)【要約】

【解決手段】支点開閉型エアチャック１０は、ボデイ１２に取り付けられフィンガ８０に接触する多孔質体９４、９６、１１０を備え、パージ用エアが多孔質体を通過して外部に排出される。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一対のフィンガがボデイに取り付けられた回動支持軸の回りに回動可能に支持され、一対の前記フィンガを開閉駆動する駆動部が前記ボデイの内部に配置される支点開閉型エアチャックであって、
前記ボデイに取り付けられ前記フィンガに接触する多孔質体を備え、パージ用エアが前記多孔質体を通過して外部に排出される支点開閉型エアチャック。

【請求項2】

請求項１記載の支点開閉型エアチャックにおいて、
前記フィンガは、回動部および把持部から構成され、前記回動部は、第１湾曲面および第２湾曲面を有し、前記ボデイは、ボデイ本体およびエンドプレートを含み、前記第１湾曲面と接触する第１多孔質体が前記エンドプレートに取り付けられ、前記第２湾曲面と接触する第２多孔質体が前記ボデイ本体に取り付けられる支点開閉型エアチャック。

【請求項3】

請求項２記載の支点開閉型エアチャックにおいて、
矩形状の前記第２多孔質体は、嵌合により前記ボデイ本体に取り付けるための段部を両端に備え、前記第２湾曲面は、前記第２多孔質体の前記段部における角部に接触する支点開閉型エアチャック。

【請求項4】

請求項２記載の支点開閉型エアチャックにおいて、
前記第２多孔質体は、パージ用エアの通路となる孔部を備える支点開閉型エアチャック。

【請求項5】

請求項２記載の支点開閉型エアチャックにおいて、
前記駆動部は、ピストンに連結される駆動ロッドを備え、前記第２多孔質体は、前記駆動ロッドが挿通される孔部を備える支点開閉型エアチャック。

【請求項6】

請求項２記載の支点開閉型エアチャックにおいて、
前記回動部は、前記回動支持軸の軸線と垂直な端面を有し、前記回動部の前記端面と接触する第３多孔質体が前記ボデイ本体に取り付けられる支点開閉型エアチャック。

【請求項7】

請求項６記載の支点開閉型エアチャックにおいて、
前記第３多孔質体は、前記回動支持軸が挿通される孔部を備える支点開閉型エアチャック。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回動する一対の把持部材を備えた支点開閉型エアチャック、特に、防塵機能を有する支点開閉型エアチャックに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、軸回りに回動する一対の把持部材を用いてワークを把持する支点開閉型エアチャックが知られている。例えば、特許文献１には、ボデイに回動可能に支持された一対の把持部材をシリンダ機構によって駆動するチャック装置が記載されている。

【0003】

特許文献１のチャック装置では、ボデイの一端部にカバー部材を取り付けることによって、ボデイの内部に塵埃が侵入するのを防止している。具体的には、把持部材の回動部に備えられた第１湾曲部をボデイの角部に接触させ、把持部材の回動部に備えられた第２湾曲部をカバー部材の凹部に接触させている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１０－８０８８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、把持部材の回動部をボデイおよびカバー部材に接触させて隙間をなくすためには、各部材の寸法精度を極めて高くしなければならない。また、完全に隙間なく接触させようとすれば、把持部材が回動する際の摺動抵抗が大きくなってしまう。

【0006】

防塵対策として、把持部材の外側を覆うゴム製のダストカバーをボデイに取り付けることが考えられる。ただし、把持部材をスライドさせる平行開閉型エアチャックの把持部材と違って、支点開閉型エアチャックの把持部材は、可動範囲が大きい。このため、ダストカバーが把持部材に接触して破けることを避けるためには、大きなダストカバーが必要となり、装置が大型化してしまう。

【0007】

別の防塵対策として、把持部材とボデイとの間にガスケット等のゴム製のシール材を配置することも考えられる。しかしながら、ゴム製のシール材を用いたのでは、把持部材が回動する際の摺動抵抗が大きくなってしまう。

【0008】

本発明は、上述した課題を解決することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、一対のフィンガがボデイに取り付けられた回動支持軸の回りに回動可能に支持される支点開閉型エアチャックであり、一対のフィンガを開閉駆動する駆動部がボデイの内部に配置される。この支点開閉型エアチャックは、ボデイに取り付けられフィンガに接触する多孔質体を備え、パージ用エアが多孔質体を通過して外部に排出される。

【発明の効果】

【0010】

本発明に係る支点開閉型エアチャックによれば、ボデイに取り付けられフィンガに接触する多孔質体を備え、パージ用エアが多孔質体を通過して外部に排出される。このため、フィンガの摺動抵抗を増加させることなく、ボデイの内部に塵埃が侵入するのを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係る支点開閉型エアチャックの斜視図である。

【図2】図２は、図１の支点開閉型エアチャックの平面図である。

【図3】図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図である。

【図4】図４は、図２のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図である。

【図5】図５は、図１の支点開閉型エアチャックの第１多孔質体の取付け状態を示す図である。

【図6】図６は、図１の支点開閉型エアチャックの第２多孔質体の斜視図である。

【図7】図７は、図１の支点開閉型エアチャックの第３多孔質体の斜視図である。

【図8】図８は、図１の支点開閉型エアチャックの第３多孔質体の取付け状態を示す図である。

【図9】図９は、図１の支点開閉型エアチャックにおけるパージ用エアの流れを示す図である。

【図10】図１０は、図１の支点開閉型エアチャックの一対のフィンガが開いたときの図３に対応する図である。

【図11】図１１は、図１の支点開閉型エアチャックの一対のフィンガが閉じたときの図３に対応する図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

図１～図４に示されるように、本発明の実施形態に係る支点開閉型エアチャック１０は、ボデイ１２と、一対のフィンガ８０と、駆動部５８と、第１～第３多孔質体９４、９６、１１０とを備える。一対のフィンガ８０は、ボデイ１２に回動可能に支持される。駆動部５８は、ピストン６０およびピストン６０に一体的に連結された駆動ロッド７０を含み、ボデイ１２の内部に配置される。一対のフィンガ８０は、駆動部５８によって開閉駆動される。以下の説明において、上下に関する言葉を用いたときは、便宜上、図３における方向をいうものであって、部材等の実際の配置を限定するものではない。

【0013】

ボデイ１２は、ボデイ本体１４およびエンドプレート４８を含む。エンドプレート４８は、ねじ部材５２によってボデイ本体１４の上端に取り付けられる。四角柱状のボデイ本体１４は、内部にシリンダ孔１６を有し、ピストン６０がシリンダ孔１６に摺動可能に配置される。シリンダ孔１６の下端は、キャップ５４によって閉塞される。シリンダ孔１６によって形成されるシリンダ室は、ピストン６０の上方の第１圧力室１８とピストン６０の下方の第２圧力室２０とに区画される。ボデイ本体１４は、第１圧力室１８にエアを給排する第１ポート２２および第２圧力室２０にエアを給排する第２ポート２４を備える。

【0014】

ボデイ本体１４は、シリンダ孔１６の上方において、一対の幅狭の側面３４の一方から他方に至るまで、幅広の側面３０と平行に切り欠かれている。すなわち、ボデイ本体１４は、シリンダ孔１６の上方において、一対の側壁２８を備える。なお、参照符号４７で示されるのは、ボデイ１２を図示しない搬送装置等に取り付けるための取付孔である。

【0015】

ピストン６０の外周部には、ピストンパッキン６２と、マグネット６４と、ウエアリング６６とが装着されている。ピストンパッキン６２は、第１圧力室１８と第２圧力室２０との間をシールする。ボデイ本体１４の幅広の側面３０は、センサ溝３２を有する。マグネット６４の磁束は、センサ溝３２に取り付けられる磁気センサ（図示せず）によって検出可能である。ピストン６０の上端には、ダンパ６８が取り付けられている。ダンパ６８は、ピストン６０が上端まで移動したときの衝撃を吸収する。

【0016】

駆動ロッド７０は、シリンダ孔１６に装着されたブッシュ７２に挿通され、上下に移動可能に支持される。シリンダ孔１６の上端には、駆動ロッド７０に摺接するロッドパッキン７４が装着されている。ロッドパッキン７４は、第１圧力室１８を気密に保持する。キャップ５４の外周部には、第２圧力室２０を外部から気密に保持するシール材５６が装着されている。駆動ロッド７０は、シリンダ孔１６から上方に延びる。駆動ロッド７０の上端部は、各フィンガ８０に向かう一対のアーム部７６を備える。各アーム部７６の先端には、円柱状の転動体７８が自転可能に支持されている。

【0017】

各フィンガ８０は、扇形状の回動部８２と、細長い把持部９２とから構成される。回動部８２および把持部９２は、一定の幅Ｗ０を有する。回動部８２は、ボデイ本体１４の一対の側壁２８の間に配置される。ボデイ本体１４の一対の側壁２８に跨って回動支持軸４０が取り付けられ、回動支持軸４０は、回動部８２の中心に装着されたブッシュ８８に挿通される。これにより、フィンガ８０は、回動支持軸４０の回りに回動可能に支持される。

【0018】

回動部８２は、エンドプレート４８と向き合う第１湾曲面８４および後述するボデイ本体１４の嵌合凹部４２と向き合う第２湾曲面８６を有する。第１湾曲面８４および第２湾曲面８６は、回動支持軸４０の軸線回りにそれぞれ一定の曲率半径を有する。第１湾曲面８４の曲率半径は、第２湾曲面８６の曲率半径よりも大きい。また、回動部８２は、ボデイ本体１４の側壁２８と向き合う二つの端面を有する。回動部８２の端面は、回動支持軸４０の軸線と垂直である。把持部９２は、回動部８２の第１湾曲面８４の周方向一端部から径方向外方に延びる。

【0019】

回動部８２は、第１湾曲面８４の周方向他端部から所定深さまで延びる溝部９０を有する。駆動ロッド７０のアーム部７６に支持された転動体７８は、回動部８２の溝部９０に配置され、転動しながら溝部９０内を移動可能である。これにより、駆動ロッド７０の上下方向の直線運動は、フィンガ８０の回転運動に変換される。駆動ロッド７０が上方に移動すれば、一対の把持部９２が開く方向に一対のフィンガ８０が回動し、駆動ロッド７０が下方に移動すれば、一対の把持部９２が閉じる方向に一対のフィンガ８０が回動する。

【0020】

エンドプレート４８は、フィンガ８０の回動時に把持部９２の通り道となる切欠き部５０を両端に有する。ボデイ本体１４の幅狭の側面３４は、一対の側壁２８の間で開口する開口部３６を有する。フィンガ８０の回動部８２および第１～第３多孔質体９４、９６、１１０は、ボデイ本体１４の開口部３６およびエンドプレート４８の切欠き部５０を通じてボデイ１２の内部が外部と直接繋がることを防いでいる。すなわち、シリンダ孔１６の上方において、外部から隔離されたパージエア貯留空間３８が形成されている。

【0021】

第１～第３多孔質体９４、９６、１１０は、繊維複合体であるルブリテーナから構成される。ただし、第１～第３多孔質体９４、９６、１１０に潤滑剤は含侵されていない。第１～第３多孔質体９４、９６、１１０は、内部に隙間を有する性質上、それ自体では、微細な塵埃が内部に侵入することを防止できない。しかし、後述するエアパージを行うことによって、外部から微細な塵埃が侵入するのを防止できる。

【0022】

フィンガ８０に接触する第１～第３多孔質体９４、９６、１１０は、変形抵抗が小さく、容易に変形する。第１～第３多孔質体９４、９６、１１０とフィンガ８０との間の隙間を確実に埋めるため、第１～第３多孔質体９４、９６、１１０を所定の圧力でフィンガ８０に接触させても、フィンガ８０が動くときの抵抗（摺動抵抗）は小さい。本実施形態では、第１～第３多孔質体９４、９６、１１０をルブリテーナから構成したが、フェルトあるいはスポンジから構成することもできる。

【0023】

図５に示されるように、第１多孔質体９４は、一定の幅Ｗ１を有する細長い矩形板状に形成される。第１多孔質体９４は、例えば接着剤を用いて、エンドプレート４８の下面に取り付けられる。第１多孔質体９４の幅Ｗ１は、フィンガ８０の回動部８２の幅Ｗ０と等しいか、それよりも僅かに大きい。フィンガ８０のすべての回動範囲で、フィンガ８０の回動部８２の第１湾曲面８４は、第１多孔質体９４の長さ方向の端部に接触する（図３参照）。第１多孔質体９４が第１湾曲面８４と接触する部位は、第１湾曲面８４に押されて変形する。

【0024】

図６に示されるように、第２多孔質体９６は、細長い板状の基部９８と、基部９８の両端からＬ字状に折れ曲がる一対の段部１０６とを有する。基部９８は、その長さ方向中央において、駆動ロッド７０が挿通される第１孔部１００を備える。また、基部９８は、その長さ方向の一方の端部において、パージ用エアの通路となる第２孔部１０２を備える。基部９８は、第１孔部１００の近傍から両側に突出する一対の突出部１０４を備える。第１孔部１００に駆動ロッド７０が挿通される前の状態では、第１孔部１００の内径は、駆動ロッド７０の外径よりも小さい。換言すれば、第１孔部１００に駆動ロッド７０が挿通されると、第１孔部１００が拡がる。

【0025】

図３に示されるように、第２多孔質体９６は、フィンガ８０の回動部８２の第２湾曲面８６と向き合うようにして、ボデイ本体１４に取り付けられる。ボデイ本体１４は、シリンダ孔１６の上端が開口する面を底面とする嵌合凹部４２を有する。段部１０６を有する第２多孔質体９６は、ボデイ本体１４の嵌合凹部４２に嵌合する。ボデイ本体１４は、一対の幅広の側面３０の内側に凹溝４４を有し、第２多孔質体９６の突出部１０４は、この凹溝４４に嵌合する（図４参照）。第２多孔質体９６の突出部１０４がボデイ本体１４の凹溝４４に嵌合することによって、第１孔部１００に挿通された駆動ロッド７０に引きずられて第２多孔質体９６の中央が持ち上がることが阻止される。

【0026】

第２多孔質体９６の段部１０６の幅Ｗ２は、フィンガ８０の回動部８２の幅Ｗ０と等しいか、それよりも僅かに大きい。フィンガ８０のすべての回動範囲で、フィンガ８０の回動部８２の第２湾曲面８６は、第２多孔質体９６の段部１０６における角部１０８に接触する（図３参照）。第２多孔質体９６が第２湾曲面８６と接触する部位は、第２湾曲面８６に押されて変形する。

【0027】

図７に示されるように、第３多孔質体１１０は、細長い矩形板状に形成されている。第３多孔質体１１０は、フィンガ８０の回動部８２の端面と向き合うようにして、ボデイ本体１４に取り付けられる。図８に示されるように、ボデイ本体１４は、一対の側壁２８の内側に嵌合溝４６を有し、第３多孔質体１１０は、この嵌合溝４６に嵌合する。第３多孔質体１１０は、各フィンガ８０の回動部８２の二つの端面と対応して、合計４箇所に配置される。フィンガ８０のすべての回動範囲で、フィンガ８０の回動部８２の端面は、第３多孔質体１１０に所定の圧力で面状に接触する。第３多孔質体１１０は、長さ方向中央において、回動支持軸４０が挿通される孔部１１２を備える。

【0028】

ボデイ本体１４は、パージ用エアが供給される第３ポート２６と、第３ポート２６を第２多孔質体９６の第２孔部１０２に連通せしめる連通路２７とを備える（図３参照）。第３ポート２６から供給されたパージ用エアは、ボデイ本体１４の連通路２７および第２多孔質体９６の第２孔部１０２を通り、パージエア貯留空間３８に入り、パージエア貯留空間３８の圧力を高める。

【0029】

パージエア貯留空間３８に充填されたエアは、第１～第３多孔質体９４、９６、１１０の内部を通過した後、外部に排出される。このとき、エンドプレート４８と回動部８２の第１湾曲面８４との間で外部に露出する第１多孔質体９４の表面をエアが通過する（図１および図９参照）。また、ボデイ本体１４と回動部８２の第２湾曲面８６との間で外部に露出する第２多孔質体９６の表面をエアが通過する（図１および図９参照）。さらに、ボデイ本体１４と回動部８２の端面との間で外部に露出する第３多孔質体１１０の表面をエアが通過する（図１参照）。

【0030】

次に、図１０および図１１を参照しながら、支点開閉型エアチャック１０の開閉動作について説明する。支点開閉型エアチャック１０は、例えば、ワークを搬送する搬送装置に取り付けられる。図１０に示されるように、一対のフィンガ８０が一直線状に開いた状態を初期状態とする。

【0031】

搬送装置（図示せず）が駆動されて、支点開閉型エアチャック１０がワーク（図示せず）を把持可能な位置まで搬送される。その後、切換弁（図示せず）が所定の動作位置に切り換えられ、第１ポート２２がエア供給源（図示せず）に接続され、第２ポート２４が排気口（図示せず）に接続される。これにより、第１圧力室１８にエアが供給されるとともに第２圧力室２０のエアが排出され、ピストン６０および駆動ロッド７０が下方に移動する。

【0032】

駆動ロッド７０が下方に移動すると、一対の把持部９２が閉じる方向に一対のフィンガ８０が回動する。一対のフィンガ８０は、一対の把持部９２がエンドプレート４８に当接する位置まで回動し、閉じた状態となり（図１１参照）、ワークが一対のフィンガ８０の間で挟持される。なお、ワークの形状およびサイズに応じて、把持部９２に備えられた取付孔９３に図示しないアタッチメント部材を取付けることができる。

【0033】

再び搬送装置が駆動されて、支点開閉型エアチャック１０がワークを解放する場所まで搬送される。その後、切換弁が別の動作位置に切り換えられ、第１ポート２２が排気口に接続され、第２ポート２４がエア供給源に接続される。これにより、第２圧力室２０にエアが供給されるとともに第１圧力室１８のエアが排出され、ピストン６０および駆動ロッド７０が上方に移動する。駆動ロッド７０が上方に移動すると、一対の把持部９２が開く方向に一対のフィンガ８０が回動し、ワークが解放される。ピストン６０は、ダンパ６８がブッシュ７２に当接するまで上方に移動し、一対のフィンガ８０は、再び一直線状に開いた状態になる（図１０参照）。

【0034】

次に、支点開閉型エアチャック１０における防塵機能について説明する。パージエア貯留空間３８は、フィンガ８０の回動部８２および第１～第３多孔質体９４、９６、１１０によって外部から隔離されている。第１～第３多孔質体９４、９６、１１０の内部に存在する隙間よりも大きい外部の塵埃は、当然のことながら、第１～第３多孔質体９４、９６、１１０の内部に侵入することができない。第１～第３多孔質体９４、９６、１１０の内部に存在する隙間より小さい外部の塵埃は、パージ用エアの供給によって、第１～第３多孔質体９４、９６、１１０の内部に侵入することができない。以下、パージ用エアの供給による防塵作用について説明する。

【0035】

第３ポート２６は、常に、エア供給源に接続されている。すなわち、第３ポート２６には、常に、パージ用エアが供給されている。第３ポート２６から供給されるパージ用エアは、パージエア貯留空間３８に入り、パージエア貯留空間３８の圧力を高めている。そして、パージエア貯留空間３８に充填されたエアは、第１～第３多孔質体９４、９６、１１０の内部を通過した後、外部に排出される。このとき、ボデイ１２と回動部８２との間で外部に露出する第１～第３多孔質体９４、９６、１１０の表面をエアが通過する。

【0036】

パージエア貯留空間３８の圧力は、第１～第３多孔質体９４、９６、１１０が外部に露出する表面における圧力（大気圧）よりも十分に高くなっている。このため、第１～第３多孔質体９４、９６、１１０の内部に存在する隙間より小さい外部の塵埃も、第１～第３多孔質体９４、９６、１１０の内部に侵入することができない。仮に、微細な塵埃が第１～第３多孔質体９４、９６、１１０の内部に侵入したとしても、パージ用エアとともに外部に排出される。

【0037】

本実施形態に係る支点開閉型エアチャック１０は、エンドプレート４８に取り付けられフィンガ８０に接触する第１多孔質体９４を備える。また、支点開閉型エアチャック１０は、ボデイ本体１４に取り付けられフィンガ８０に接触する第２多孔質体９６および第３多孔質体１１０を備える。また、パージ用エアが第１～第３多孔質体９４、９６、１１０を通過して外部に排出される。したがって、フィンガ８０の摺動抵抗を増加させることなく、ボデイ１２の内部に塵埃が侵入するのを防止できる。塵埃の侵入を防止することで、シリンダ孔１６内に配置されるロッドパッキン７４、ピストンパッキン６２等の耐久性が向上する。

【0038】

本実施形態では、パージ用エアが常に供給されているが、外部に存在する塵埃が少ない環境下で支点開閉型エアチャック１０が使用される場合は、パージ用エアを間欠的に供給してもよい。

【0039】

本発明に係る支点開閉型エアチャックは、上述した実施形態に限らず、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。

【符号の説明】

【0040】

１０…支点開閉型エアチャック １４…ボデイ本体（ボデイ）
４０…回動支持軸 ４８…エンドプレート（ボデイ）
６０…ピストン（駆動部） ７０…駆動ロッド（駆動部）
８０…フィンガ ８２…回動部
８４…第１湾曲面 ８６…第２湾曲面
９２…把持部 ９４…第１多孔質体（多孔質体）
９６…第２多孔質体（多孔質体） １００…第１孔部（孔部）
１０２…第２孔部（孔部） １０６…段部
１０８…角部 １１０…第３多孔質体（多孔質体）
１１２…孔部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】