特開 2024-42432 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】P2024042432

(43)【公開日】2024-03-28

(54)【発明の名称】エアチャック

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/08 20060101AFI20240321BHJP

【ＦＩ】

B25J15/08 C

B25J15/08 U

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022147143

(22)【出願日】2022-09-15

(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】加藤 直熙

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707DS01

3C707ES03

3C707ET08

3C707EU04

3C707EW11

3C707HS14

3C707LV06

(57)【要約】      （修正有）

【課題】複数のフィンガ部の開き加減を調整可能なエアチャックを提供する。
【解決手段】複数のフィンガ部（３０、３２）を相互に離間する方向に付勢する離間付勢エア室と、複数のフィンガ部を相互に接近する方向に付勢する接近付勢エア室と、離間付勢エア室のエアを給排する第１電磁弁（８４）と、接近付勢エア室のエアを給排する第２電磁弁（８６）とを備え、第１電磁弁を供給ポート（７２）に接続する流路の途中に第１チェック弁が配置され、第２電磁弁を供給ポートに接続する流路の途中に第２チェック弁が配置され、第１電磁弁および第２電磁弁は、バルブボデイ（６６）に取り付けられる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリンダボデイとバルブボデイと複数のフィンガ部とを備えたエアチャックであって、
前記複数のフィンガ部を相互に離間する方向に付勢する離間付勢エア室と、前記複数のフィンガ部を相互に接近する方向に付勢する接近付勢エア室と、前記離間付勢エア室のエアを給排する第１電磁弁と、前記接近付勢エア室のエアを給排する第２電磁弁と、前記複数のフィンガ部の相互間隔を検出するセンサとを備え、前記センサによって検出される前記複数のフィンガ部の相互間隔が目標間隔となるように前記第１電磁弁および前記第２電磁弁が制御され、
前記離間付勢エア室および前記接近付勢エア室は、前記シリンダボデイに配置され、前記第１電磁弁および前記第２電磁弁は、前記バルブボデイに取り付けられ、前記第１電磁弁を前記バルブボデイの供給ポートに接続する流路の途中に第１チェック弁が配置され、前記第２電磁弁を前記供給ポートに接続する流路の途中に第２チェック弁が配置されるエアチャック。

【請求項2】

請求項１記載のエアチャックにおいて、
前記第１電磁弁は、前記離間付勢エア室に連通する第１ポートと、前記供給ポートに接続される第２ポートと、第１排気ポートに接続される第３ポートとを備え、前記第２電磁弁は、前記接近付勢エア室に連通する第１ポートと、前記供給ポートに接続される第２ポートと、第２排気ポートに接続される第３ポートとを備えるエアチャック。

【請求項3】

請求項２記載のエアチャックにおいて、
前記バルブボデイは、第１プレートおよび第２プレートによって構成され、前記第１プレートは、前記第１排気ポートおよび前記第２排気ポートを備え、前記第２プレートは、前記供給ポートを備えるエアチャック。

【請求項4】

請求項３記載のエアチャックにおいて、
前記第１電磁弁の前記第２ポートは、前記第１プレートに形成された第１供給通路および前記第２プレートに形成された第１供給通路を介して前記供給ポートに接続され、前記第２電磁弁の前記第２ポートは、前記第１プレートに形成された第２供給通路および前記第２プレートに形成された第２供給通路を介して前記供給ポートに接続され、前記第１チェック弁は、前記第２プレートの前記第１供給通路に接続される前記第１プレートの前記第１供給通路の端部に配置され、前記第２チェック弁は、前記第２プレートの前記第２供給通路に接続される前記第１プレートの前記第２供給通路の端部に配置されるエアチャック。

【請求項5】

請求項１記載のエアチャックにおいて、
前記シリンダボデイは、第１シリンダ孔および第２シリンダ孔を有し、前記第１シリンダ孔に第１ラックが配置され、前記第２シリンダ孔に第２ラックが配置され、前記第１ラックの一端に第１ピストンが連結され、前記第１ラックの他端に第２ピストンが連結され、前記第２ラックの一端に第３ピストンが連結され、前記第２ラックの他端に第４ピストンが連結され、前記離間付勢エア室は、前記第１ピストンによって区画される第１エア室および前記第４ピストンによって区画される第４エア室によって構成され、前記接近付勢エア室は、前記第２ピストンによって区画される第２エア室および前記第３ピストンによって区画される第３エア室によって構成され、前記第１ラックおよび前記第２ラックと噛み合うピニオンを備えるエアチャック。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エアにより駆動可能な複数のフィンガ部を備えるエアチャックに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、エアにより開閉可能な複数のフィンガ部を備え、ワークの把持、搬送および解放を行うエアチャックが知られている。複数のワークが床面等に密集して置かれている場合、複数のフィンガ部が大きく開いた状態でワークに接近すると、把持すべきワークに隣接するワークにフィンガ部が接触し、ワークの把持に支障を来たすおそれがある。複数のフィンガ部の開き加減を調整可能なエアチャックであれば、このような問題は生じない。

【0003】

特許文献１には、エアシリンダの動作位置を任意に位置決めすることが可能な複動形エアシリンダの位置決め制御機構が記載されている。この位置決め制御機構は、ピストンの動作位置を測定するセンサを備え、ピストンが目標位置に到達すると、複動形エアシリンダの各圧力室にエアを給排するための電磁弁がすべてオフになり、各圧力室のエアが封じ込められる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００８－２４９０２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記複動形エアシリンダの位置決め制御機構をエアチャックに適用すれば、複数のフィンガ部の開き加減を調整できるので、複数のワークが床面等に密集して置かれている場合でも、一つのワークを把持することが可能である。

【0006】

しかしながら、各圧力室にエアを給排するための電磁弁をすべてオフしても、電磁弁においてエア漏れを完全になくすことは難しいため、複数のフィンガ部の相互間隔が適正に保持されない場合がある。また、経時変化によりピストンのシール部等においてエア漏れが生じる可能性があるため、複数のフィンガ部の相互間隔が適正に保持されない場合がある。

【0007】

本発明は、上述した課題をコンパクトな構成によって解決することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、シリンダボデイとバルブボデイと複数のフィンガ部とを備えたエアチャックであって、複数のフィンガ部を相互に離間する方向に付勢する離間付勢エア室と、複数のフィンガ部を相互に接近する方向に付勢する接近付勢エア室と、離間付勢エア室のエアを給排する第１電磁弁と、接近付勢エア室のエアを給排する第２電磁弁と、複数のフィンガ部の相互間隔を検出するセンサとを備え、センサによって検出される複数のフィンガ部の相互間隔が目標間隔となるように第１電磁弁および第２電磁弁が制御される。離間付勢エア室および接近付勢エア室は、シリンダボデイに配置され、第１電磁弁および第２電磁弁は、バルブボデイに取り付けられる。第１電磁弁をバルブボデイの供給ポートに接続する流路の途中に第１チェック弁が配置され、第２電磁弁を供給ポートに接続する流路の途中に第２チェック弁が配置される。

【発明の効果】

【0009】

本発明に係るエアチャックは、第１チェック弁および第２チェック弁を備えるので、所定の動作状態において、エア漏れが発生しても即座にエアが補充され、複数のフィンガ部の相互間隔が所定値に保持される。また、離間付勢エア室および接近付勢エア室がシリンダボデイに配置され、第１電磁弁および第２電磁弁がバルブボデイに取り付けられるので、必要なエア回路をコンパクトに配置することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係るエアチャックの外観図である。

【図2】図２は、図１のエアチャックの正面図である。

【図3】図３は、図２のエアチャックのＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面図である。

【図4】図４は、図２のエアチャックのＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図である。

【図5】図５は、フィンガ部同期機構の構造が分かるように、図１のエアチャックの一部を部品または部品群に展開した図である。

【図6】図６は、バルブボデイの構造が分かるように、図１のエアチャックを部品または部品群に展開した図である。

【図7】図７は、図２のエアチャックのＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿う断面図である。

【図8】図８は、図２のエアチャックのＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。

【図9】図９は、図１のエアチャックの流体回路を概念的に示す回路図である。

【図10】図１０は、図１のエアチャックの開動作における流体回路を概念的に示す回路図である。

【図11】図１１は、図１のエアチャックの閉動作における流体回路を概念的に示す回路図である。

【図12】図１２は、図１のエアチャックの中間停止における流体回路を概念的に示す回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図１および図２に示されるように、本発明の実施形態に係るエアチャック１０は、シリンダボデイ１２、第１フィンガ部３０、第２フィンガ部３２およびバルブボデイ６６を含む。また、エアチャック１０は、フィンガ部同期機構、エア駆動部および電磁弁制御部を含む。エアチャック１０は、例えば、ロボットアームの先端に取り付けられて使用される。以下において、上下方向に関する言葉を用いたときは、シリンダボデイ１２に対してバルブボデイ６６が配置される向きを「上」と定義したことに基づく。

【0012】

図３および図４に示されるように、直方体状のシリンダボデイ１２は、第１シリンダ孔１４および第２シリンダ孔１６を有する。第１シリンダ孔１４および第２シリンダ孔１６は、シリンダボデイ１２の長手方向（Ｘ方向）に貫通する。第１シリンダ孔１４の一端は、第１エンドキャップ１８ａによって閉塞され、第１シリンダ孔１４の他端は、第２エンドキャップ１８ｂによって閉塞される。第２シリンダ孔１６の一端は、第３エンドキャップ１８ｃによって閉塞され、第２シリンダ孔１６の他端は、第４エンドキャップ１８ｄによって閉塞される。これらのエンドキャップ１８ａ～１８ｄは、Ｃ形止め輪２０によってシリンダボデイ１２に固定される。

【0013】

図５に示されるように、シリンダボデイ１２は、後述するピニオン３８を収容するための凹部２２を有する。この凹部２２は、シリンダボデイ１２の下面に開口し、第１シリンダ孔１４および第２シリンダ孔１６と繋がっている。シリンダボデイ１２の下面には、ガイドレール２８が取り付けられる。シリンダボデイ１２の側面は、後述する位置センサ８８を取り付けるためのセンサ溝２４を有する。なお、参照符号３６で示される部材は、ガイドレール２８をシリンダボデイ１２に取り付けるためのボルトである。

【0014】

第１フィンガ部３０および第２フィンガ部３２は、それぞれ複数のボール３４を介してガイドレール２８にスライド可能に支持される（図４参照）。第１フィンガ部３０および第２フィンガ部３２には、ワークを把持するためのアタッチメント（図示せず）が取り付けられる。

【0015】

フィンガ部同期機構は、ピニオン３８、第１ラック４０、第２ラック４２および一対のジョイント４４によって構成される。シリンダボデイ１２の凹部２２に配置されるピニオン３８は、ピニオン３８の軸線回りに回動（自転）できるように、シリンダボデイ１２およびガイドレール２８に支持される。

【0016】

円柱状の第１ラック４０は、第１シリンダ孔１４に挿通され、Ｘ方向に移動可能に支持される。円柱状の第２ラック４２は、第２シリンダ孔１６に挿通され、Ｘ方向に移動可能に支持される。第１ラック４０の側面は、ピニオン３８の歯３８ａと噛み合う歯部４０ａを有するとともに、一方のジョイント４４が係合する凹溝４０ｂを有する。第２ラック４２の側面は、ピニオン３８の歯３８ａと噛み合う歯部４２ａを有するとともに、他方のジョイント４４が係合する凹溝４２ｂを有する。第１ラック４０および第２ラック４２には、それぞれ一対のマグネット４８が取り付けられている（図３参照）。

【0017】

第１ラック４０がＸ１方向に移動すると、ピニオン３８が所定方向に回動し、第２ラック４２がＸ２方向に移動する。第１ラック４０がＸ２方向に移動すると、ピニオン３８が上記所定方向とは逆方向に回動し、第２ラック４２がＸ１方向に移動する。すなわち、第１ラック４０および第２ラック４２は、同期して互いに反対方向に移動する。

【0018】

一方のジョイント４４に形成された凸部４４ａは、第１ラック４０の凹溝４０ｂに係合し、他方のジョイント４４に形成された凸部４４ａは、第２ラック４２の凹溝４２ｂに係合する。これにより、一方のジョイント４４は、第１ラック４０と一体となってＸ方向に移動し、他方のジョイント４４は、第２ラック４２と一体となってＸ方向に移動する。一方のジョイント４４は、第１フィンガ部３０に取り付けられ、他方のジョイント４４は、第２フィンガ部３２に取り付けられる。したがって、第１フィンガ部３０および第２フィンガ部３２は、フィンガ部同期機構によって、同期して互いに反対方向に移動する。

【0019】

エア駆動部は、第１ピストン５２、第２ピストン５４、第３ピストン５６および第４ピストン５８を含む（図３参照）。第１ラック４０の一端に第１ボルト５２ｂにより連結される第１ピストン５２は、第１シリンダ孔１４に摺動可能に配置される。第１ラック４０の他端に第２ボルト５４ｂにより連結される第２ピストン５４は、第１シリンダ孔１４に摺動可能に配置される。第２ラック４２の一端に第３ボルト５６ｂにより連結される第３ピストン５６は、第２シリンダ孔１６に摺動可能に配置される。第２ラック４２の他端に第４ボルト５８ｂにより連結される第４ピストン５８は、第２シリンダ孔１６に摺動可能に配置される。

【0020】

第１ピストン５２と第１エンドキャップ１８ａとの間に第１エア室６０ａが形成される。第１エア室６０ａは、第１ピストン５２に装着されたピストンパッキン５２ａ、第１エンドキャップ１８ａに装着されたガスケット６２ａ、および、第１ピストン５２に装着されたガスケット６４ａにより、外部から気密に保持される。第２ピストン５４と第２エンドキャップ１８ｂとの間に第２エア室６０ｂが形成される。第２エア室６０ｂは、第２ピストン５４に装着されたピストンパッキン５４ａ、第２エンドキャップ１８ｂに装着されたガスケット６２ｂ、および、第２ピストン５４に装着されたガスケット６４ｂにより、外部から気密に保持される。第１エア室６０ａのエアが作用する第１ピストン５２の受圧面積は、第２エア室６０ｂのエアが作用する第２ピストン５４の受圧面積と等しい。

【0021】

第３ピストン５６と第３エンドキャップ１８ｃとの間に第３エア室６０ｃが形成される。第３エア室６０ｃは、第３ピストン５６に装着されたピストンパッキン５６ａ、第３エンドキャップ１８ｃに装着されたガスケット６２ｃ、および、第３ピストン５６に装着されたガスケット６４ｃにより、外部から気密に保持される。第４ピストン５８と第４エンドキャップ１８ｄとの間に第４エア室６０ｄが形成される。第４エア室６０ｄは、第４ピストン５８に装着されたピストンパッキン５８ａ、第４エンドキャップ１８ｄに装着されたガスケット６２ｄ、および、第４ピストン５８に装着されたガスケット６４ｄにより、外部から気密に保持される。第３エア室６０ｃのエアが作用する第３ピストン５６の受圧面積は、第４エア室６０ｄのエアが作用する第４ピストン５８の受圧面積と等しい。

【0022】

第１エア室６０ａおよび第４エア室６０ｄは、シリンダボデイ１２に形成された第１エア通路２６ａを介して相互に連通している（図９参照）。第２エア室６０ｂおよび第３エア室６０ｃは、シリンダボデイ１２に形成された第２エア通路２６ｂを介して相互に連通している。なお、図９において、第１エア室６０ａおよび第４エア室６０ｄは、便宜上、相互に区別することなく示されている。また、第２エア室６０ｂおよび第３エア室６０ｃは、便宜上、相互に区別することなく示されている。

【0023】

第１エア室６０ａおよび第４エア室６０ｄにエアが供給されると、第１フィンガ部３０および第２フィンガ部３２は、相互に離間する方向に付勢される。第１エア室６０ａおよび第４エア室６０ｄは、本発明の「離間付勢エア室」に相当する。第２エア室６０ｂおよび第３エア室６０ｃにエアが供給されると、第１フィンガ部３０および第２フィンガ部３２は、相互に接近する方向に付勢される。第２エア室６０ｂおよび第３エア室６０ｃは、本発明の「接近付勢エア室」に相当する。

【0024】

バルブボデイ６６は、第１プレート６８および第２プレート７０によって構成される。第１プレート６８は、シリンダボデイ１２の上面に取り付けられる。第２プレート７０は、第１プレート６８の上面に取り付けられる。第１プレート６８の側面は、第１排気ポート７４および第２排気ポート７６を備える（図８参照）。第１排気ポート７４には第１可変絞り弁７４ａが付設されている（図９参照）。第１排気ポート７４から排出されるエアの速度は、第１可変絞り弁７４ａによって調整可能である。第２排気ポート７６には第２可変絞り弁７６ａが付設されている（図９参照）。第２排気ポート７６から排出されるエアの速度は、第２可変絞り弁７６ａによって調整可能である。第２プレート７０の側面は、エア供給源５０からエアを受け入れる単一の供給ポート７２を備える。

【0025】

電磁弁制御部は、第１電磁弁８４、第２電磁弁８６、位置センサ８８およびコントローラ（図示せず）を含む。第１電磁弁８４および第２電磁弁８６は、第１排気ポート７４および第２排気ポート７６から離れた第１プレート６８の側面に取り付けられる（図８参照）。第１電磁弁８４および第２電磁弁８６は、２位置で切り替え可能な３ポート電磁弁として構成されている。

【0026】

図９に示されるように、第１電磁弁８４の第１ポート８４ａは、第１プレート６８に形成された第１エア通路６８ａを介して、シリンダボデイ１２の第１エア通路２６ａに連通する。第１電磁弁８４の第２ポート８４ｂは、第１プレート６８に形成された第１供給通路６８ｃおよび第２プレート７０に形成された第１供給通路７０ａを介して、供給ポート７２に接続される。第１電磁弁８４の第３ポート８４ｃは、第１プレート６８に形成された第１排気通路６８ｅを介して第１排気ポート７４に接続される。

【0027】

図７に示されるように、第２プレート７０の第１供給通路７０ａに接続される第１プレート６８の第１供給通路６８ｃの端部には、第１チェック弁７８が配置されている。第１チェック弁７８は、可動体７８ａおよびスプリング７８ｂを含む（図６参照）。第１チェック弁７８は、供給ポート７２から第１電磁弁８４の第２ポート８４ｂに向かうエアの流れを許容し、第１電磁弁８４の第２ポート８４ｂから供給ポート７２に向かうエアの流れを阻止する。第１チェック弁７８は、第１プレート６８と第２プレート７０の接合面を含む箇所に配置されるので、可動体７８ａの着座面を含む第１チェック弁７８の構造と配置が簡単になる。

【0028】

第１電磁弁８４は、通電時（オン時）に第１位置に切り替えられ、非通電時（オフ時）に第２位置に切り替えられる。第１電磁弁８４が第１位置にあるとき、第１ポート８４ａは、第２ポート８４ｂに接続され、第３ポート８４ｃから切り離される。第１電磁弁８４が第２位置にあるとき、第１ポート８４ａは、第３ポート８４ｃに接続され、第２ポート８４ｂから切り離される。

【0029】

第２電磁弁８６の第１ポート８６ａは、第１プレート６８に形成された第２エア通路６８ｂを介して、シリンダボデイ１２の第２エア通路２６ｂに連通する。第２電磁弁８６の第２ポート８６ｂは、第１プレート６８に形成された第２供給通路６８ｄおよび第２プレート７０に形成された第２供給通路７０ｂを介して、供給ポート７２に接続される。第２電磁弁８６の第３ポート８６ｃは、第１プレート６８に形成された第２排気通路６８ｆを介して第２排気ポート７６に接続される。

【0030】

第２プレート７０の第２供給通路７０ｂに接続される第１プレート６８の第２供給通路６８ｄの端部には、第２チェック弁８０が配置されている。第２チェック弁８０は、可動体８０ａおよびスプリング８０ｂを含む（図６参照）。第２チェック弁８０は、供給ポート７２から第２電磁弁８６の第２ポート８６ｂに向かうエアの流れを許容し、第２電磁弁８６の第２ポート８６ｂから供給ポート７２に向かうエアの流れを阻止する。第２チェック弁８０は、第１プレート６８と第２プレート７０の接合面を含む箇所に配置されるので、可動体８０ａの着座面を含む第２チェック弁８０の構造と配置が簡単になる。

【0031】

第２電磁弁８６は、通電時（オン時）に第１位置に切り替えられ、非通電時（オフ時）に第２位置に切り替えられる。第２電磁弁８６が第１位置にあるとき、第１ポート８６ａは、第２ポート８６ｂに接続され、第３ポート８６ｃから切り離される。第２電磁弁８６が第２位置にあるとき、第１ポート８６ａは、第３ポート８６ｃに接続され、第２ポート８６ｂから切り離される。

【0032】

第１電磁弁８４および第２電磁弁８６は、コントローラに接続され、コントローラから出力される信号によってオンオフ制御される。シリンダボデイ１２のセンサ溝２４に取り付けられる位置センサ８８は、第１ラック４０または第２ラック４２に取り付けられたマグネット４８の磁界を検出する。第１ラック４０および第２ラック４２は同期して移動するので、位置センサ８８は、第１ラック４０のマグネット４８および第２ラック４２のマグネット４８のいずれか一方の磁界を検出するように配置すればよい。

【0033】

位置センサ８８は、コントローラに接続され、位置センサ８８で検出された信号は、コントローラに入力される。位置センサ８８で検出される信号は、第１ラック４０または第２ラック４２の位置（実位置）に関する信号である。第１ラック４０または第２ラック４２の位置は、第１フィンガ部３０および第２フィンガ部３２の相互間隔に対応する。

【0034】

第１ラック４０または第２ラック４２の目標位置が外部からコントローラに入力される。第１ラック４０または第２ラック４２の目標位置は、第１フィンガ部３０および第２フィンガ部３２の目標間隔に対応する。以下の説明において、冗長な表現を避けるため、「第１ラック４０または第２ラック４２の実位置」を「第１ラック４０の実位置」という場合がある。

【0035】

本発明の実施形態に係るエアチャック１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、以下、その作用について説明する。ロボットアームの先端に取り付けられたエアチャック１０が待機状態にあり、第１電磁弁８４および第２電磁弁８６のいずれもオフとなっている状態を初期状態とする（図９参照）。

【0036】

初期状態では、第１エア室６０ａおよび第４エア室６０ｄのエアは、シリンダボデイ１２の第１エア通路２６ａ、第１プレート６８の第１エア通路６８ａ、第１電磁弁８４、第１排気通路６８ｅおよび第１排気ポート７４を通じて、大気に開放されている。また、第２エア室６０ｂおよび第３エア室６０ｃのエアは、シリンダボデイ１２の第２エア通路２６ｂ、第１プレート６８の第２エア通路６８ｂ、第２電磁弁８６、第２排気通路６８ｆおよび第２排気ポート７６を通じて、大気に開放されている。したがって、第１フィンガ部３０および第２フィンガ部３２をＸ方向に移動させる駆動力は生じない。

【0037】

床面に密集して置かれた複数のワークを一つずつ把持して搬送するため、外部からエアチャック１０に稼働指令が出される。コントローラには、ワークの配置状態（設置間隔）に応じた第１ラック４０の目標位置が予め入力されている。コントローラは、位置センサ８８で検出される第１ラック４０の実位置が目標位置となるように、第１電磁弁８４および第２電磁弁８６をオンオフ制御する。

【0038】

具体的には、第１ラック４０の実位置が目標位置よりも第１エンドキャップ１８ａに近く、第１フィンガ部３０と第２フィンガ部３２の相互間隔が所定値より短いときは、第１電磁弁８４がオンになり、第２電磁弁８６がオフになる。これにより、第１エア室６０ａおよび第４エア室６０ｄにエアが供給され、第２エア室６０ｂおよび第３エア室６０ｃのエアが排出される。第１フィンガ部３０および第２フィンガ部３２は、相互に離間する方向に駆動される（図１０参照）。第１フィンガ部３０および第２フィンガ部３２の移動速度は、第２排気ポート７６に付設された第２可変絞り弁７６ａの開度を変更することによって調整できる。

【0039】

一方、第１ラック４０の実位置が目標位置よりも第２エンドキャップ１８ｂに近く、第１フィンガ部３０と第２フィンガ部３２の相互間隔が所定値より長いときは、第１電磁弁８４がオフになり、第２電磁弁８６がオンになる。これにより、第２エア室６０ｂおよび第３エア室６０ｃにエアが供給され、第１エア室６０ａおよび第４エア室６０ｄのエアが排出される。第１フィンガ部３０および第２フィンガ部３２は、相互に接近する方向に駆動される（図１１参照）。第１フィンガ部３０および第２フィンガ部３２の移動速度は、第１排気ポート７４に付設された第１可変絞り弁７４ａの開度を変更することによって調整できる。

【0040】

第１ラック４０の実位置が目標位置に到達すると、第１電磁弁８４および第２電磁弁８６がいずれもオンになる（図１２参照）。第１エア室６０ａおよび第４エア室６０ｄのエアは、第１排気ポート７４に向かって流れることがなく、かつ、第１チェック弁７８の作用により、供給ポート７２に向かって流れることがない。同様に、第２エア室６０ｂおよび第３エア室６０ｃのエアは、第２排気ポート７６に向かって流れることがなく、かつ、第２チェック弁８０の作用により、供給ポート７２に向かって流れることがない。すなわち、第１～第４エア室６０ａ～６０ｄのエアは封じ込められた状態になり、第１ラック４０および第２ラック４２の移動が止まる。

【0041】

このとき、第１エア室６０ａのエア圧は、第２エア室６０ｂのエア圧と等しく、第１ピストン５２の受圧面積は、第２ピストン５４の受圧面積と等しい。このため、第１エア室６０ａのエア圧によって第１ラック４０がＸ２方向に付勢される力は、第２エア室６０ｂのエア圧によって第１ラック４０がＸ１方向に付勢される力と釣り合っている。同様に、第４エア室６０ｄのエア圧は、第３エア室６０ｃのエア圧と等しく、第４ピストン５８の受圧面積は、第３ピストン５６の受圧面積と等しい。このため、第４エア室６０ｄのエア圧によって第２ラック４２がＸ１方向に付勢される力は、第３エア室６０ｃのエア圧によって第２ラック４２がＸ２方向に付勢される力と釣り合っている。

【0042】

以上の作用により、第１ラック４０および第２ラック４２は、目標位置に安定して保持される。すなわち、第１フィンガ部３０と第２フィンガ部３２の相互間隔がワークの設置間隔に応じた所定値に保持される。その後、図示しないロボットアームが駆動され、エアチャック１０が把持対象のワークに接近する。このとき、第１フィンガ部３０と第２フィンガ部３２の相互間隔が所定値に保持されているので、第１フィンガ部３０および第２フィンガ部３２に取り付けられたアタッチメントが把持対象のワークに隣接するワークに接触することがない。

【0043】

エアチャック１０がワークを把持可能な位置まで移動した後、第２電磁弁８６はオンのまま、第１電磁弁８４がオフになる。第１フィンガ部３０および第２フィンガ部３２は、相互に接近する方向に駆動され、第１フィンガ部３０および第２フィンガ部３２に取り付けられたアタッチメントによってワークが把持される。その後、再びロボットアームが駆動され、ワークを把持したエアチャック１０が所定の場所まで移動する。

【0044】

ここまで、第１電磁弁８４および第２電磁弁８６がオンのとき、第１～第４エア室６０ａ～６０ｄのエアは封じ込められるとして説明した。厳密にいえば、第１電磁弁８４および第２電磁弁８６がオンのときでも、以下の場合は、第１～第４エア室６０ａ～６０ｄのエアは、完全には封じ込められない。

【0045】

ピストンパッキン５２ａまたはピストンパッキン５８ａでエア漏れが発生した場合、第１エア室６０ａおよび第４エア室６０ｄのエアは、完全には封じ込められない。ピストンパッキン５４ａまたはピストンパッキン５６ａでエア漏れが発生した場合、第２エア室６０ｂおよび第３エア室６０ｃのエアは、完全には封じ込められない。ガスケット６２ａ～６２ｄ、６４ａ～６４ｄでエア漏れが発生した場合も同様である。

【0046】

上記いずれの場合でも、第１チェック弁７８および第２チェック弁８０の作用により、第１ラック４０および第２ラック４２は、目標位置に安定して保持される。すなわち、第１フィンガ部３０と第２フィンガ部３２との相互間隔が所定値に保持される。

【0047】

例えば、ピストンパッキン５２ａまたはピストンパッキン５８ａでエア漏れが発生すると、第１エア室６０ａまたは第４エア室６０ｄのエアが外部に漏れる。しかしながら、第１チェック弁７８の作用により、エア供給源５０からのエアが第１エア室６０ａまたは第４エア室６０ｄに即座に補充される。このため、第１エア室６０ａおよび第４エア室６０ｄの圧力は低下せず、第１ラック４０および第２ラック４２は、目標位置に安定して保持される。

【0048】

ピストンパッキン５４ａまたはピストンパッキン５６ａでエア漏れが発生すると、第２エア室６０ｂまたは第３エア室６０ｃのエアが外部に漏れる。しかしながら、第２チェック弁８０の作用により、エア供給源５０からのエアが第２エア室６０ｂまたは第３エア室６０ｃに即座に補充される。このため、第２エア室６０ｂおよび第３エア室６０ｃの圧力は低下せず、第１ラック４０および第２ラック４２は、目標位置に安定して保持される。

【0049】

また、第１電磁弁８４および第２電磁弁８６がオンのとき、第１～第４エア室６０ａ～６０ｄのエアと一体となって挙動するエアを含めると、第１～第４エア室６０ａ～６０ｄのエアが完全には封じ込められない場合がさらにある。以下、具体的に述べる。

【0050】

第１電磁弁８４がオンのとき、シリンダボデイ１２の第１エア通路２６ａ、第１プレート６８の第１エア通路６８ａおよび第１供給通路６８ｃのエアは、第１エア室６０ａおよび第４エア室６０ｄのエアと一体的に挙動する。第２電磁弁８６がオンのとき、シリンダボデイ１２の第２エア通路２６ｂ、第１プレート６８の第２エア通路６８ｂおよび第２供給通路６８ｄのエアは、第２エア室６０ｂおよび第３エア室６０ｃのエアと一体的に挙動する。

【0051】

第１電磁弁８４においてエア漏れが発生した場合、第１プレート６８の第１エア通路６８ａおよび第１供給通路６８ｃのエアは、外部に漏れる。第２電磁弁８６においてエア漏れが発生した場合、第１プレート６８の第２エア通路６８ｂおよび第２供給通路６８ｄのエアは、外部に漏れる。いずれの場合でも、第１チェック弁７８および第２チェック弁８０の作用により、第１ラック４０および第２ラック４２は、目標位置に安定して保持される。すなわち、第１フィンガ部３０と第２フィンガ部３２との相互間隔が所定値に保持される。

【0052】

第１電磁弁８４においてエア漏れが発生すると、第１チェック弁７８の作用により、エア供給源５０からのエアが第１プレート６８の第１エア通路６８ａおよび第１供給通路６８ｃに即座に補充される。このため、第１エア室６０ａおよび第４エア室６０ｄの圧力は低下せず、第１ラック４０および第２ラック４２は、目標位置に安定して保持される。第２電磁弁８６においてエア漏れが発生すると、第２チェック弁８０の作用により、エア供給源５０からのエアが第１プレート６８の第２エア通路６８ｂおよび第２供給通路６８ｄに即座に補充される。このため、第２エア室６０ｂおよび第３エア室６０ｃの圧力は低下せず、第１ラック４０および第２ラック４２は、目標位置に安定して保持される。

【0053】

本実施形態に係るエアチャック１０は、第１チェック弁７８および第２チェック弁８０を備えるので、所定の動作状態において、エア漏れが発生しても即座にエアが補充され、第１フィンガ部３０と第２フィンガ部３２の相互間隔が所定値に保持される。

【0054】

また、第１～第４エア室６０ａ～６０ｄがシリンダボデイ１２に配置され、第１電磁弁８４および第２電磁弁８６がバルブボデイ６６を構成する第１プレート６８に取り付けられるので、中間停止のために必要なエア回路をコンパクトに配置することができる。

【0055】

特に、シリンダボデイ１２の第１エア通路２６ａ、第１プレート６８の第１エア通路６８ａおよび第１供給通路６８ｃの合計長さを可及的に短くすることができる。すなわち、第１電磁弁８４がオンのときに第１エア室６０ａおよび第４エア室６０ｄのエアと一体的に挙動するこれらの通路の合計容積を可及的に小さくすることができる。このため、エアの圧縮性による第１ラック４０および第２ラック４２の停止位置の変化を可及的に小さくすることができる。

【0056】

同様に、シリンダボデイ１２の第２エア通路２６ｂ、第１プレート６８の第２エア通路６８ｂおよび第２供給通路６８ｄの合計長さを可及的に短くすることができる。すなわち、第２電磁弁８６がオンのときに第２エア室６０ｂおよび第３エア室６０ｃのエアと一体的に挙動するこれらの通路の合計容積を可及的に小さくすることができる。このため、エアの圧縮性による第１ラック４０および第２ラック４２の停止位置の変化を可及的に小さくすることができる。

【0057】

本実施形態では、離間付勢エア室が２つのエア室（第１エア室６０ａと第４エア室６０ｄ）によって構成され、接近付勢エア室が２つのエア室（第２エア室６０ｂと第３エア室６０ｃ）によって構成されている。しかしながら、離間付勢エア室および接近付勢エア室は、それぞれ単一のエア室によって構成されてもよい。

【0058】

また、本実施形態では、第１フィンガ部３０および第２フィンガ部３２がいずれもスライド可能に支持されるが、第１フィンガ部３０および第２フィンガ部３２の一方がシリンダボデイ１２に固定され、他方のみがスライド可能に支持されてもよい。本発明でいう「複数のフィンガ部を相互に離間する方向に付勢する」および「複数のフィンガ部を相互に近接する方向に付勢する」は、このような形態が含まれることを前提としている。この場合も、離間付勢エア室および接近付勢エア室は、それぞれ単一のエア室によって構成される。

【0059】

また、本実施形態では、ワークを把持するためのフィンガ部は、第１フィンガ部３０と第２フィンガ部３２によって構成されている。しかしながら、フィンガ部は、放射状に配置された３つ以上のフィンガ部によって構成されてもよい。

【0060】

また、本実施形態では、エアチャック１０は、コントローラを含む電磁弁制御部を備えるとして説明したが、コントローラの役割をＰＬＣ等の外部機器に担わせてもよい。

【0061】

本発明に係るエアチャックは、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】

【0062】

１０…エアチャック １２…シリンダボデイ
１４…第１シリンダ孔 １６…第２シリンダ孔
３０…第１フィンガ部（フィンガ部）
３２…第２フィンガ部（フィンガ部）
３８…ピニオン ４０…第１ラック
４２…第２ラック ５２…第１ピストン
５４…第２ピストン ５６…第３ピストン
５８…第４ピストン
６０ａ…第１エア室（離間付勢エア室）
６０ｂ…第２エア室（接近付勢エア室）
６０ｃ…第３エア室（接近付勢エア室）
６０ｄ…第４エア室（離間付勢エア室）
６６…バルブボデイ ６８…第１プレート
６８ｃ、７０ａ…第１供給通路 ６８ｄ、７０ｂ…第２供給通路
７０…第２プレート ７２…供給ポート
７４…第１排気ポート ７６…第２排気ポート
７８…第１チェック弁 ８０…第２チェック弁
８４…第１電磁弁 ８４ａ、８６ａ…第１ポート
８４ｂ、８６ｂ…第２ポート ８４ｃ、８６ｃ…第３ポート
８６…第２電磁弁 ８８…位置センサ（センサ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】