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KR102282818B1 - 파지 장치 - Google Patents

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KR102282818B1
KR102282818B1 KR1020197033926A KR20197033926A KR102282818B1 KR 102282818 B1 KR102282818 B1 KR 102282818B1 KR 1020197033926 A KR1020197033926 A KR 1020197033926A KR 20197033926 A KR20197033926 A KR 20197033926A KR 102282818 B1 KR102282818 B1 KR 102282818B1
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KR
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gripping device
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요스케 하루나
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가부시키가이샤 코스멕
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Abstract

파지 장치를 구성하는 착탈 기구(23, 63)는, 가동 부재(3, 4)에 형성된 안내 구멍(24, 64) 내에 돌설되는 통 모양의 지지 부재(44, 84)와, 지지 부재(44, 84)의 지지 구멍(45, 85)에 반경방향으로 이동 가능하게 삽입되는 계합 부재(46, 86)와, 안내 구멍(24, 64)에 삽입되는 조작 부재(49, 89)와, 조작 부재(49, 89)의 내주벽에 형성되는 쐐기부(50, 90)와, 클로 부재(22, 62)에 돌설됨과 아울러, 지지 부재(44, 84)의 통공(51, 91)에 삽입 가능하게 되어 있는 연결 로드(53, 93)와, 연결 로드(53, 93)의 외주벽에 형성되는 계지부(56, 96)를 구비한다.

Description

파지 장치
이 발명은, 클로(claw, 爪) 부재를 가동 부재에 의해 좌우방향으로 이동시키는 것에 의해, 파지(把持) 대상물을 파지하는 장치에 관한 것으로서, 더 구체적으로는, 클로 부재를 가동 부재에 착탈 가능하게 연결시키는 착탈(着脫) 기구를 구비하는 파지 장치에 관한 것이다.
이 종류의 착탈 기구를 구비하는 파지 장치로는, 종래에는, 특허문헌 1(일본국·특개2016-030320호 공보)에 기재된 것이 있다. 그 종래 기술은, 다음과 같이 구성되어 있다.
로봇의 다관절 암(arm)의 선단부에 파지 장치의 본체가 장착된다. 그 본체 내에 설치되는 구동 수단에 의해서 2개의 가동 부재가 가까워지는 방향 및 멀어지는 방향으로 이동된다. 각 가동 부재에 클로 부재가 착탈 기구에 의해서 착탈 가능하게 연결된다. 그 착탈 기구는, 다음과 같이 구성된다. 가동 부재의 하면으로부터 연결 로드가 아래쪽으로 돌설(突設)된다. 그 연결 로드가, 클로 부재의 상부에 형성된 장착 구멍에 삽입 가능하게 되어 있다. 그 연결 로드의 상단부에는 영구자석이 장착된다. 그 영구자석에 흡착(吸着)되는 피흡착부(被吸着部)가, 클로 부재의 장착 구멍의 둘레벽(周壁)에 설치된다. 또한, 그 연결 로드의 외주벽에 지지 구멍이 반경방향으로 형성되어, 그 지지 구멍에 압축 스프링과 계합 볼(ball)이 반경방향으로 이동 가능하게 장착된다. 그 압축 스프링이 계합 볼을 반경방향의 바깥쪽으로 부세(bias, 付勢)한다. 그 계합 볼이, 클로 부재의 장착 구멍의 내주벽(內周壁)에 형성된 오목부에 삽입 가능하게 되어 있다. 상기 연결 로드가 장착 구멍에 삽입되었을 때, 연결 로드의 영구자석이 클로 부재의 피흡착부에 흡착함과 아울러, 계합 볼이 장착 구멍의 오목부에 계합(engage)된다. 이에 의해, 연결 로드와 클로 부재가 연결된다.
특허문헌 1 : 일본 특개2016-030320호 공보
상기 종래 기술은 다음의 문제가 있다.
상기 클로 부재가 해당 가동 부재로부터 분리되는 방향으로, 상기 영구자석이 피흡착부에 흡착하는 힘 및 압축 스프링의 부세력을 초과해서, 어떤 외력이 해당 클로 부재에 작용하는 일이 있다. 이 경우, 클로 부재가 가동 부재로부터 조금이라도 이간(離間)되면, 상기 흡착력이 급격히 저하하여, 클로 부재가 가동 부재로부터 의도치 않게 분리된다.
본 발명의 목적은, 파지 장치의 클로 부재를 가동 부재에 강력하게 연결할 수 있는 착탈 기구를 구비하는 파지 장치를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 예를 들면, 도 1 내지 도 2b에 나타내는 바와 같이, 파지 장치를 다음과 같이 구성했다.
파지 장치의 본체(1) 내에 구동 수단(2)이 설치된다. 상기 본체(1)의 선단부에 설치되는 가동 부재(3, 4)가, 구동 수단(2)에 의해서 수평방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 상기 가동 부재(3, 4)와 상기 클로 부재(22, 62)의 사이에 착탈 기구(23, 63)가 설치된다. 그 착탈 기구(23, 63)가, 파지 대상물(W)에 당접 가능하게 되어 있는 클로 부재(22, 62)를 상기 가동 부재(3, 4)에 착탈 가능하게 연결시킨다. 상기 착탈 기구(23, 63)는, 다음과 같이 구성된다. 상기 가동 부재(3, 4)에 안내 구멍(24, 64)이 상기 수평방향에 대해서 교차하는 방향으로 형성된다. 상기 가동 부재(3, 4)로부터 통 모양의 지지 부재(44, 84)가 상기 안내 구멍(24, 64) 내에 돌설된다. 상기 지지 부재(44, 84)의 통벽(筒壁)에 지지 구멍(45, 85)이 둘레방향으로 소정의 간격을 두고서 반경방향으로 관통된다. 상기 지지 구멍(45, 85)에 계합 부재(46, 86)가 반경방향으로 이동 가능하게 삽입된다. 상기 안내 구멍(24, 64)에 조작 부재(49, 89)가 삽입된다. 그 조작 부재(49, 89)가, 상기 가동 부재(3, 4) 내에 설치되는 착탈용 구동 수단(25, 65)에 의해서 축방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 상기 계합 부재(46, 86)에 계합되도록 쐐기부(50, 90)가 상기 조작 부재(49, 89)의 내주벽에 형성된다. 상기 클로 부재(22, 62)에 돌설되는 연결 로드(53, 93)가, 상기 지지 부재(44, 84)의 통공(筒孔)(51, 91)에 삽입 가능하게 되어 있다. 상기 연결 로드(53, 93)의 외주벽에 선단측으로 향함에 따라 축심에 가까워지도록 형성되는 계지부(係止部)(56, 96)가, 상기 계합 부재(46, 86)에 당접 가능하게 되어 있다.
상기 본 발명은 다음의 작용효과를 나타낸다.
상기 파지 장치에서는, 클로 부재가 착탈 기구를 통하여 가동 부재에 연결된 상태에서, 가동 부재로부터 이간(離間)되는 방향으로 어떤 외력이 클로 부재에 작용했을 때, 착탈 기구의 구성 부재끼리 사이에 생기는 마찰력이, 상기 외력에 대한 저항력으로서 연결 로드에 작용한다. 이에 의해, 그 외력이 연결 로드와 계지부와 계합 부재와 쐐기부를 통해서 조작 부재에 전해진다. 그 결과, 연결 로드가 지지 부재의 통공으로부터 의도치 않게 분리되는 일이 방지된다.
본 발명은, 아래의 구성을 포함하는 것이 바람직하다.
예를 들면, 도 1 내지 도 2b에 나타내는 바와 같이, 상기 안내 구멍(24, 64)에 유지 스프링(41, 81)이 설치된다. 상기 유지 스프링(41, 81)이 상기 조작 부재(49, 89)를 통해서 상기 계합 부재(46, 86)를 반경방향의 안쪽으로 부세한다.
이 경우, 어떤 원인에 의해 착탈용 구동 수단이 작동할 수 없게 되었을 때에도, 유지 스프링이 조작 부재의 쐐기부와 계합 부재를 통해 연결 로드의 계지부를 누르므로, 클로 부재가 가동 부재에 연결된 상태가 유지된다.
본 발명은, 아래의 구성을 포함하는 것이 바람직하다.
예를 들면, 도 3a 내지 도 4b에 나타내는 바와 같이, 상기 가동 부재(3, 4) 및 상기 클로 부재(22, 62) 중 어느 한쪽에 돌출부(58, 98)가 마련된다. 또한, 이 돌출부(58, 99)가 끼워지는 오목부(59, 99)가, 상기 가동 부재(3, 4) 및 상기 클로 부재(22, 62) 중 다른쪽에 형성된다.
이 경우, 파지용 구동 수단으로부터의 구동력이, 상기 돌출부 및 상기 오목부를 통해서 파지 대상물에 전달되므로, 연결 로드 등의 착탈 기구의 구성 부재가 상기 구동력에 의해 마모되거나 파손되거나 하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명은, 아래의 구성을 더 포함하는 것이 바람직하다.
예를 들면, 도 3a에 나타내는 바와 같이, 상기 돌출부(58)가 원기둥(圓柱) 모양으로 형성된다.
이 경우, 연결 로드 등의 착탈 기구의 구성 부재가 마모되거나 파손되거나 하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명은, 아래의 구성을 더 포함하는 것이 바람직하다.
예를 들면, 도 4a에 나타내는 바와 같이, 상기 돌출부(98)가 사각형 모양으로 형성된다.
이 경우, 수평면 내에서 회전시킬 수 있는 방향으로 클로 부재에 작용하는 외력(편심 하중)이, 상기 돌출부 및 상기 오목부를 통해서 가동 부재에 전해지므로, 연결 로드 등의 착탈 기구의 구성 부재가 상기 외력에 의해 마모되거나 파손되거나 하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명은, 아래의 구성을 포함하는 것이 바람직하다.
예를 들면, 도 5a 및 도 5b에 나타내는 바와 같이, 상기 가동 부재(3, 4) 및 상기 클로 부재(22, 62) 중 어느 한쪽에, 상기 가동 부재(3, 4)의 이동방향으로 연장되는 가이드 볼록부(100)가 형성된다. 또한, 이 가이드 볼록부(100)가 끼워지는 홈(groove)(101)이, 상기 가동 부재(3, 4) 및 상기 클로 부재(22, 62) 중 다른쪽에 형성된다.
이 경우, 수평면 내에서 회전시킬 수 있는 방향으로 클로 부재에 작용하는 외력(편심 하중)이, 상기 가이드 볼록부 및 상기 홈을 통해서 가동 부재에 전해지므로, 연결 로드 등의 착탈 기구의 구성 부재가 상기 외력에 의해 마모되거나 파손되거나 하는 것을 방지할 수 있다.
[도 1] 도 1은, 본 발명의 일 실시형태를 나타내며, 착탈(着脫) 기구를 구비하는 파지(把持) 장치를 나타내는 단면시(斷面視)의 모식도이다.
[도 2] 도 2a는, 상기 착탈 기구의 릴리스(release) 상태를 나타내는 단면시의 부분도이다. 도 2b는, 상기 도 2a 중의 2B-2B선에 따른 단면도이다.
[도 3] 도 3a는, 상기 일 실시형태의 변형예를 나타내는, 도 2a에 상당한 도면이다. 도 3b는, 상기 도 3a 중의 3B-3B선에 따른 단면도이다.
[도 4] 도 4a는, 상기 일 실시형태의 변형예를 나타내는, 도 2a에 상당한 도면이다. 도 4b는, 상기 도 4a 중의 4B-4B선에 따른 단면도이다.
[도 5] 도 5a는, 상기 일 실시형태의 변형예를 나타내는, 도 2a에 상당한 도면이다. 도 5b는, 상기 도 5A 중의 5B-5B선에 따른 단면도이다.
도 1 내지 도 2b는, 본 발명의 일 실시형태를 나타내고 있다. 이 실시형태는, 워크(파지 대상물)(W)를 좌우로부터 압압(押壓)하는 파지 장치를 예시하고 있다. 우선, 도1에 따라, 파지 장치의 구조를 설명한다.
다관절 로봇(R)의 상단부(선단부)에 파지 장치의 본체(1)가 고정된다. 그 본체(1) 내에 설치된 구동 수단(2)에 의해서 제1 가동(可動) 부재(가동 부재)(3)와 제2 가동 부재(가동 부재)(4)가 가까워지거나 또는 멀어지도록 수평방향으로 이동된다.
상기 구동 수단(2)은 다음과 같이 구성된다.
상기 파지 장치의 본체(1) 내에 상하방향으로 형성되는 실린더 구멍(5)에, 피스톤(6)이 상하방향(축방향)으로 이동 가능하고 보밀상(保密狀)으로 삽입된다. 그 피스톤(6)으로부터 위쪽으로 돌설(突設)된 출력 로드(7)가, 본체(1)의 상벽(上壁)(1a)에 보밀상으로 삽입된다. 피스톤(6)의 상측에 클램프실(10)이 형성됨과 아울러, 피스톤(6)의 하측에 언클램프실(11)이 형성된다. 그 클램프실(10)에, 압축에어(압력유체)를 공급 및 배출하는 급배로(給排路)(12)가 본체(1)에 형성된다. 또한, 언클램프실(11)에, 압축에어를 공급 및 배출하는 다른 급배로(13)가 형성된다. 클램프실(10) 내에 유지 스프링(14)이 장착되며, 그 유지 스프링(14)이 본체(1)의 상벽(1a)에 대해 피스톤(6)을 아래쪽으로 부세(付勢)한다.
상기 출력 로드(7)의 선단부에 캠 부재(16)가 고정되며, 그 캠 부재(16)의 외주벽(外周壁)에 2개의 T다리(脚)(20, 60)가 위쪽으로 향함에 따라 가까워지도록, 또, 정면시(正面視)에서 좌우 대칭이 되도록 형성된다. 본체(1)의 상부에 제1 가동 부재(3)와 제2 가동 부재(4)가 수평방향으로 안내된다. 제1 가동 부재(3)의 왼쪽 벽에 형성되는 제1 T홈(21)에, 캠 부재(16)의 오른쪽 벽에 형성된 제1 T다리(20)가 삽입된다. 또한, 제2 가동 부재(4)의 오른쪽 벽에 형성되는 제2 T홈(61)에, 캠 부재(16)의 왼쪽 벽에 형성되는 제2 T다리(60)가 삽입된다.
상기 제1 가동 부재(3)의 상부에 제1 클로(爪) 부재(클로 부재)(22)를 착탈 가능하게 연결시키는 제1 착탈 기구(23)가, 제1 가동 부재(3)와 제1 클로 부재(22) 사이에 설치된다. 제2 가동 부재(4)의 상부에 제2 클로 부재(클로 부재)(62)를 착탈 가능하게 연결시키는 제2 착탈 기구(63)가, 제2 가동 부재(4)와 제2 클로 부재(60) 사이에 설치된다. 그 제1 클로 부재(22)와 제2 클로 부재(62)가 워크(W)에 좌우로부터 당접(contact) 가능하게 되어 있다.
상기 제1 착탈 기구(23)에서는, 제1 가동 부재(3) 내에 실린더 구멍(24)이 상하방향으로 형성되며, 그 실린더 구멍(24) 내에 제1 구동 수단(25)이 설치된다.
상기 제2 착탈 기구(63)에서도, 제2 가동 부재(4) 내에 상하방향으로 형성되는 실린더 구멍(64) 내에 제2 구동 수단(65)이 설치된다.
상기 제1 착탈 기구(23)의 제1 구동 수단(25)은, 다음과 같이 구성된다.
상기 제1 가동 부재(3)의 제1 실린더 구멍(24)에 피스톤(26)이 상하방향으로 이동 가능하며 보밀상으로 삽입된다. 그 실린더 구멍(24)은, 하측에서부터 순서대로 형성되는 대경(大徑) 구멍(28)과 소경(小徑) 구멍(29)을 가진다. 대경 구멍(28)에 피스톤(26)의 대경부(大徑部)(30)가 보밀상으로 삽입되고, 소경 구멍(29)에 피스톤(26)의 소경부(小徑部)(31)가 보밀상으로 삽입된다. 피스톤(26)의 하측에 록실(lock室)(34)이 형성됨과 아울러, 대경 구멍(28)과 소경부(31) 사이에 릴리스실(release室)(35)이 형성된다. 록실(34)에 압축에어를 공급 및 배출하는 급배로(36)가 제1 가동 부재(3)에 형성된다. 또한, 릴리스실(35)에 압축에어를 공급 및 배출하는 다른 급배로(37)가 제1 가동 부재(3)에 형성된다. 그 피스톤(26)의 하부에 장착 구멍(40)이 형성되며, 그 장착 구멍(40)에 유지 스프링(41)이 장착된다. 그 유지 스프링(41)이 제1 가동 부재(3)의 하벽(下壁)(3b)에 대해 피스톤(26)을 위쪽으로 부세한다.
상기 제2 착탈 기구(63)의 제2 구동 수단(65)도 상기 제1 구동 수단(25)과 동일한 구성으로 되어 있다. 즉, 제2 가동 부재(4)의 실린더 구멍(64)에 피스톤(66)이 상하방향으로 이동 가능하며 보밀상으로 삽입된다. 실린더 구멍(64)의 대경 구멍(68)에 피스톤(66)의 대경부(70)가 보밀상으로 삽입되고, 실린더 구멍(64)의 소경 구멍(69)에 피스톤(66)의 소경부(71)가 보밀상으로 삽입된다. 압축에어가 급배로(76)를 통해 록실(74)에 공급 및 배출된다. 또한, 압축에어가 다른 급배로(77)를 통해 릴리스실(75)에 공급 및 배출된다. 그 피스톤(66)의 장착 구멍(80)에 유지 스프링(81)이 장착된다. 그 유지 스프링(81)이 제2 가동 부재(4)의 하벽(4b)에 대해 피스톤(66)을 위쪽으로 부세(bias)한다.
상기 제1 착탈 기구(23)에서는, 실린더 구멍(24)의 천정벽(天井壁)(24a)으로부터 통(筒) 모양의 지지 부재(44)가 아래쪽으로 돌설된다. 그 지지 부재(44)의 통벽(筒壁)에 지지 구멍(45)이 반경방향을 향해 4개 형성되어 있다(도 1 및 도 2a에는, 4개 중 2개의 지지 구멍(45)을 나타낸다). 각 지지 구멍(45)에 계합 볼(계합 부재)(46)이 반경방향으로 이동 가능하게 삽입된다. 또한, 피스톤(26)의 상부에 통 모양의 조작 부재(49)가 설치되며, 그 조작 부재(49)가 실린더 구멍(안내 구멍)(24)에 삽입된다. 그 조작 부재(49)의 내주벽(內周壁)에 홈이 위쪽으로 향함에 따라 반경방향의 바깥쪽으로 퍼지도록 상하방향으로 형성된다. 그 홈의 둘레벽(周壁)에 쐐기면(쐐기부)(50)이 형성되며, 그 쐐기면(50)에 계합(係合, engagement) 볼(46)이 당접 가능하게 되어 있다.
상기 제2 착탈 기구(63)에서도, 실린더 구멍(64)의 천정벽(64a)으로부터 통 모양의 지지 부재(84)가 아래쪽으로 돌설되며, 그 지지 부재(84)의 통벽에 지지 구멍(85)이 반경방향을 향해 형성되어 있다. 각 지지 구멍(85)에 계합 볼(계합 부재)(86)이 반경방향으로 이동 가능하게 삽입된다. 또한, 피스톤(66)의 상부에 통 모양의 조작 부재(89)가 설치되며, 그 조작 부재(89)의 내주벽에 홈이 위쪽으로 향함에 따라 반경방향의 바깥쪽으로 퍼지도록 상하방향으로 형성된다. 그 홈의 둘레벽에 형성되는 쐐기면(쐐기부)(90)에, 계합 볼(86)이 당접 가능하게 되어 있다.
상기 제1 착탈 기구(23)에서는, 상기 실린더 구멍(24)의 상측에 연통(連通)되는 삽입 구멍(51)이, 제1 가동 부재(3)의 상면(3a)에 개구(開口)된다. 그 삽입 구멍(51)의 오른쪽에 긴 구멍(長穴)(52)이 소정의 간격을 두고 상하방향으로 형성된다. 또한, 상기 클로 부재(22)의 하면으로부터 연결 로드(53) 및 핀(54)이 아래쪽으로 돌설된다. 연결 로드(53)가 삽입 구멍(51)에 삽입 가능하게 되어 있음과 아울러, 핀(54)이 긴 구멍(52)에 삽입 가능하게 되어 있다. 이에 의해, 제1 가동 부재(3)에 대해서 클로 부재(22)가 회전금지된다. 또한, 연결 로드(53)의 외주벽에 계지(係止) 홈(55)이 둘레방향으로 형성된다. 그 계지 홈(55)의 둘레벽에 계지부(56)가 위쪽으로 향함에 따라 축심(軸心)에 가까워지도록 형성되며, 그 계지부(56)에 제1 착탈 기구(23)의 계합 볼(46)이 계합 가능하게 되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 삽입 구멍(51)이 지지 부재(44)의 통공(筒孔)에 의해 구성되어 있다.
상기 제2 착탈 기구(63)에서는, 상기 실린더 구멍(64)의 상측에 연통되는 삽입 구멍(91)이, 제2 가동 부재(4)의 상면(4a)에 개구된다. 그 삽입 구멍(91)의 왼쪽에 긴 구멍(92)이 소정의 간격을 두고 상하방향으로 형성된다. 또한, 상기 제2 클로 부재(62)의 연결 로드(93)가 삽입 구멍(91)에 삽입 가능하게 되어 있음과 아울러, 핀(94)이 긴 구멍(92)에 삽입 가능하게 되어 있는 것에 의해, 제2 가동 부재(4)에 대해서 클로 부재(62)가 회전금지된다. 또한, 연결 로드(93)의 계지 홈(95)의 계지부(96)에, 계합 볼(86)이 계합 가능하게 되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 삽입 구멍(91)이 지지 부재(84)의 통공에 의해 구성되어 있다.
상기 제1 착탈 기구(23)에서는, 상기 실린더 구멍(24)과 긴 구멍(52) 사이에 접촉식 센서(57)가 배치된다. 접촉식 센서(57)는, 릴리스 상태에서, 제1 가동 부재(3)의 상면(3a)으로부터 돌출하는 검지부(檢知部)(57b)와, 검지부(57b)를 수용함과 아울러 제1 가동 부재(3)에 끼워넣어(嵌入) 고정되는 센서 본체부(57a)를 구비한다.
상기 제2 착탈 기구(63)에서도, 상기 실린더 구멍(64)과 긴 구멍(92) 사이에 접촉식 센서(97)가 배치된다.
상기 제1 착탈 기구(23)는, 도 1 및 도 2a에 나타내는 바와 같이, 다음과 같이 작동한다.
도 2a에 나타내는 제1 착탈 기구(23)의 초기 상태(릴리스 상태)에서는, 록실(34)로부터 압축에어가 배출됨과 아울러, 릴리스실(35)에 압축에어가 공급되고 있다. 이 때문에, 릴리스실(35)의 압축에어에 상당한 아래쪽으로의 압압력(押壓力)이 유지 스프링(41)의 부세력에 대항하여 피스톤(26)을 아래쪽으로 이동시키도록 작용된다. 따라서, 계합 볼(46)이 지지 구멍(45) 내에서 반경방향의 바깥쪽으로 이동하는 것이 허용된다.
상기 파지 장치의 위쪽으로부터 제1 클로 부재(22)를, 어떤 반송(搬送) 기구에 의해 반입한다. 제1 클로 부재(22)의 연결 로드(53)가 삽입 구멍(51)에 삽입됨과 아울러, 제1 클로 부재(22)의 핀(54)이 제1 가동 부재(3)의 긴 구멍(52)에 삽입된다.
상기 제1 착탈 기구(23)를 도 2a의 릴리스 상태로부터 도 1의 록 상태로 록 구동시킬 때에는, 릴리스실(35)의 압축에어를 배출함과 함께, 록실(34)에 압축에어를 공급한다. 그러면, 우선, 록실(34)의 압축에어가 피스톤(26)을 위쪽으로 누르는 힘과 유지 스프링(41)의 위쪽으로의 부세력의 합력에 의해 피스톤(26)이 위쪽으로 이동되어 간다. 이어서, 조작 부재(49)의 쐐기면(50)이 계합 볼(46)을 반경방향의 안쪽으로 이동시켜 가서, 그 계합 볼(46)이 연결 로드(53)의 계지부(56)에 당접된다. 이어서, 피스톤(26)이 계합 볼(46)을 통해 연결 로드(53)를 아래쪽으로 끌어들여 가면, 제1 클로 부재(22)의 하면이 제1 가동 부재(3)의 상면(3a)에 밀어 붙여진다(押付). 이에 의해, 제1 착탈 기구(23)는, 릴리스 상태로부터 록 상태로 전환된다. 제1 착탈 기구(23)의 록 상태는, 접촉식 센서(57)에 의해 검지된다.
상기 제1 착탈 기구(23)를 도 1의 록 상태로부터 도 2a의 릴리스 상태로 릴리스 구동시킬 때에는, 록실(34)의 압축에어를 배출함과 함께, 릴리스실(35)에 압축에어를 공급한다. 그러면, 우선, 릴리스실(35)의 압축에어가 피스톤(26)을 아래쪽으로 누르는 힘이 유지 스프링(41)의 위쪽으로의 부세력에 대항하여 피스톤(26)을 아래쪽으로 이동시켜 간다. 이어서, 조작 부재(49)의 쐐기면(50)과 계합 볼(46) 사이에 간극(間隙)이 형성되며, 그 계합 볼(46)의 반경방향의 바깥쪽으로의 이동이 허용된다. 이에 의해, 제1 착탈 기구(23)는, 도 1의 록 상태로부터 도 2a의 릴리스 상태로 전환된다.
또한, 상기 제2 착탈 기구(63)의 작동은, 제1 착탈 기구(23)의 작동과 동일하므로, 그 기재를 생략한다.
상기 파지 장치는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 다음과 같이 작동한다.
상기 파지 장치를 도 1에 나타내는 언클램프 상태에서는, 본체(1) 내의 클램프실(10)로부터 압축에어(압축유체)가 배출됨과 함께, 언클램프실(11)에 압축에어가 공급되고 있다. 언클램프실(11)의 압축에어가 피스톤(6)을 유지 스프링(14)에 대항하여 상한(上限) 위치로 밀어서 이동시키고 있다(押動).
상기 파지 장치를 도 1의 언클램프 상태로부터 클램프 상태로 클램프 구동시킬 때에는, 언클램프실(11)의 압축에어를 배출함과 동시에, 클램프실(10)에 압축에어를 공급해 간다. 그러면, 우선, 클램프실(10)의 압축에어가 피스톤(6)을 아래쪽으로 누르는 힘과 유지 스프링(14)의 아래쪽으로의 부세력에 의해 피스톤(6)이 아래쪽으로 이동해 간다. 그러면, 캠 부재(16)가 아래쪽으로 이동되어 가고, 그 캠 부재(16)가 제1 T다리(20)와 제1 T홈(21)을 통해 제1 가동 부재(3)를 왼쪽으로 이동시켜 감과 아울러, 캠 부재(16)가 제2 T다리(60)와 제2 T홈(61)을 통해서 제2 가동 부재(4)를 오른쪽으로 이동시켜 간다. 이에 의해, 제1 클로 부재(22)가 오른쪽으로부터 워크(W)에 당접됨과 동시에, 제2 클로 부재(62)가 왼쪽으로부터 워크(W)에 당접된다.
상기 실시형태는 다음의 장점을 나타낸다.
상기 제1 클로 부재(22)가 제1 가동 부재(3)에 장착된 상태(연결 상태)에서는, 제1 착탈 기구(23)의 피스톤(26)이 쐐기면(50)과 계합 볼(46)과 계지부(56)를 통해 연결 로드(53)를 삽입 구멍(51) 내에 끌어들이는 것에 의해, 제1 클로 부재(22)가 제1 가동 부재(3)의 상면(3a)에 강력하게 받아들여져 있다. 상기 연결 상태에서, 그 제1 클로 부재(22)의 연결 로드(53)에, 어떤 위쪽으로의 외력이 작용하는 일이 있다. 이때, 쐐기면(50)과 계합 볼(46) 사이, 및, 계합 볼(46)과 계지부(56) 사이에 마찰력이 생기고 있으며, 그 마찰력이 상기 위쪽으로 외력(外力)의 저항력으로서 제1 클로 부재(22)에 작용한다. 이에 의해, 상기 위쪽으로의 외력이 쐐기면(50)과 계합 볼(46)과 계지부(56)를 통해 피스톤(26)에 전해진다. 그 결과, 제1 클로 부재(22)가 가동 부재(3)로부터 의도치 않게 분리되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 제2 클로 부재(62)가 제2 가동 부재(4)에 장착된 상태(연결 상태)에서는, 제2 착탈 기구(63)의 피스톤(66)이 쐐기면(楔面, wedge surface)(90)과 계합 볼(86)과 계지부(係止部, lock portion)(96)를 통해 연결 로드(93)를 삽입 구멍(91) 내에 끌어들이는 것에 의해, 제2 클로 부재(62)가 제1 가동 부재(4)의 상면(4a)에 강력하게 받아들여져 있다. 상기 연결 상태에서, 그 제2 클로 부재(62)의 연결 로드(93)에, 어떤 위쪽으로의 외력이 작용하는 일이 있다. 이때, 쐐기면(40)과 계합 볼(86) 사이, 및, 계합 볼(86)과 계지부(96) 사이에 마찰력이 생기고 있으며, 그 마찰력이 상기 위쪽으로의 외력의 저항력으로서 제2 클로 부재(62)에 작용한다. 이에 의해, 상기 위쪽으로의 외력이 쐐기면(90)과 계합 볼(86)을 통해 계지부(96)에 전해진다. 그 결과, 제2 클로 부재(62)가 가동 부재(4)로부터 의도치 않게 분리되는 것을 방지할 수 있다.
도 3a, 및 도 3b는, 본 발명의 실시형태의 변형예를 나타내며, 상기 실시형태의 구성 부재와 동일한 부재(또는 유사한 부재)에는 원칙적으로 동일한 참조 숫자를 붙이고 있다.
도 3a, 및 도 3b의 변형예가 상기 실시형태와 다른 점은 다음과 같다.
제1 클로 부재(22)의 하면에 원기둥(圓柱) 모양의 돌출부(58)가 마련되며, 이 돌출부(58)로부터 연결 로드(53)가 아래쪽으로 돌설(突設)된다. 또한, 상기 돌출부(58)가 끼워지는 오목부(凹部)(59)가, 제1 가동 부재(3)의 상면에 마련된다. 본 변형예에서는, 실린더 구멍(24)의 위쪽에, 상기 오목부(59)가 형성되어 있다. 또한, 도 3b에 나타내는 바와 같이, 상기 오목부(59)는, 평면시(平面視)에서 원형 모양이다. 또한, 이들 구성은, 제2 착탈 기구(63) 측에서도 마찬가지이다.
상기 변형예는 다음의 장점을 나타낸다.
제1 클로 부재(22)가 워크(W)를 향해서 압압될 때, 구동 수단(2)으로부터의 구동력(압압력)이, 끼워 맞춰져 있는 상기 돌출부(58) 및 상기 오목부(59)를 통해 워크(W)에 전달되므로, 연결 로드(53) 등의 제1 착탈 기구(23)의 구성 부재가 상기 구동력에 의해 마모되거나 파손되거나 하는 것을 방지할 수 있다.
도 4a, 및 도 4b는, 본 발명의 실시형태의 변형예를 나타내며, 상기 실시형태의 구성 부재와 동일한 부재(또는 유사한 부재)에는 원칙적으로 동일한 참조 숫자를 붙이고 있다.
도 4a, 및 도 4b의 변형예가, 도 3a, 및 도 3b의 변형예와 다른 점은 다음과 같다.
본 변형예에서는, 제1 클로 부재(22)의 하면에 형성되는 돌출부(98)가 사각형 모양으로 형성된다. 또한, 도 4b에 나타내는 바와 같이, 상기 돌출부(98)가 끼워지는 오목부(99)는, 평면시에서 사각형 모양이다. 그리고 제1 클로 부재(22)에 핀(54)이 마련되어 있지 않고, 핀(54)이 설치되지 않으므로, 제1 가동 부재(3)에 긴 구멍(52)은 마련되지 않는다. 또한, 이들 구성은, 제2 착탈 기구(63) 측에서도 마찬가지이다.
상기 변형예는, 도 3a, 및 도 3b에 나타내는 변형예가 발휘하는 장점과 동일한 장점을 나타내는 것에 더하여, 다음의 장점을 더 발휘한다.
수평면 내에서 회전시킬 수 있는 방향으로 제1 클로 부재(22)에 작용하는 외력(편심 하중)이, 상기 돌출부(98) 및 상기 오목부(99)를 통해 제1 가동 부재(3)에 전해지므로, 연결 로드(53) 등의 제1 착탈 기구(23)의 구성 부재가 상기 외력에 의해 마모되거나 파손되거나 하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제1 가동 부재(3)에 대한 제1 클로 부재(22)의 회전금지 기능도 상기 돌출부(98) 및 상기 오목부(99)는 가진다.
도 5a, 및 도 5b는, 본 발명의 실시형태의 변형예를 나타내며, 상기 실시형태의 구성 부재와 동일한 부재(또는 유사한 부재)에는 원칙적으로 동일한 참조 숫자를 붙이고 있다.
도 5a, 및 도 5b의 변형예가 상기 실시형태와 다른 점은 다음과 같다.
제1 가동 부재(3)의 이동방향으로 연장되는 가이드 볼록부(100)가, 제1 가동 부재(3)의 상면에 마련된다. 또한, 이 가이드 볼록부(100)가 끼워지는 홈(101)이, 제1 클로 부재(22)의 하면에 마련된다. 또한, 이들 구성은, 제2 착탈 기구(63) 측에서도 마찬가지이다.
상기 변형예는 다음의 장점을 나타낸다.
수평면 내에서 회전시킬 수 있는 방향으로 제1 클로 부재(22)에 작용하는 외력(편심 하중)이, 상기 홈(101) 및 상기 가이드 볼록부(100)를 통해서 제1 가동 부재(3)에 전해지므로, 연결 로드(53) 등의 제1 착탈 기구(23)의 구성 부재가 상기 외력에 의해 마모되거나 파손되거나 하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제1 가동 부재(3)에 대한 제1 클로 부재(22)의 회전금지 기능도 상기 홈(101) 및 상기 가이드 볼록부(100)는 가진다.
상기의 각 실시형태는 다음과 같이 변경 가능하다.
상기 실시형태에서, 파지 장치의 위쪽으로부터 클로 부재(22, 62)를, 어떤 반송 장치 또는 수동에 의해 파지 장치의 본체(1)에 반입하는 것에 대신하여, 테이블 등의 위에 재치(載置)된 클로 부재(22, 62)의 위쪽으로부터 파지 장치를 어떤 반송 장치(로봇) 또는 수동에 의해 반입시키도록 해도 된다.
상기 파지 장치는, 로봇의 암(arm)의 선단에 설치되는 것에 대신하여, 테이블 등의 고정대(固定臺)에 장착되어도 된다.
상기 구동 수단(2, 25, 65)은, 작동실(클램프실(10), 록실(34, 74))에 유지 스프링(14, 41, 81)을 장착하는 것에 대신하여 다른 작동실(언클램프실(11), 릴리스실(35, 75))에 릴리스 스프링을 장착하는 구성으로 해도 된다.
또한, 구동 수단(2, 25, 65)은, 복동식(複動式) 실린더 대신에 단동식(單動式) 실린더여도 된다. 나아가, 구동 수단(2, 25, 65)은, 예시된 공압(空壓) 실린더 대신에, 유압(油壓) 실린더나 전동(電動) 액츄에이터여도 된다.
상기 지지 부재(44, 84) 및 조작 부재(49, 89)의 형상은, 통 모양에 한하지 않고, 다른 형상이어도 된다.
도 3a 내지 도 4b에 나타내는 실시형태(변형예)에서는, 클로 부재(22)에 돌출부(58, 98)가 마련되고, 가동 부재(3)에 오목부(59, 99)가 마련된다. 이와는 반대로, 클로 부재(22)에 오목부가 형성되고, 가동 부재(3)에 돌출부가 형성되어도 된다.
도 5a, 및 도 5b에 나타내는 실시형태(변형예)에서는, 가동 부재(3)에 가이드 볼록부(凸部)(100)가 마련되고, 클로 부재(22)에 홈(101)이 마련된다. 이와는 반대로, 가동 부재(3)에 홈이 형성되고, 클로 부재(22)에 가이드 볼록부가 형성되어도 된다.
그 밖에, 당업자가 상정(想定)할 수 있는 범위에서 여러 가지 변경을 할 수 있는 것은 물론이다.
1 : 본체 2 : 구동 수단
3 : 가동(可動) 부재 4 : 가동 부재
22 : 클로(爪, claw) 부재(제1 클로 부재)
23 : 착탈 기구(제1 착탈 기구)
24 : 안내 구멍(실린더 구멍)
25 : 착탈용 구동 수단(제1 구동 수단)
41 : 유지(holding) 스프링 44 : 지지 부재
45 : 지지 구멍
46 : 계합(係合, engagement) 부재(계합 볼)
49 : 조작 부재 50 : 쐐기(wedge)부(쐐기면)
53 : 연결 로드 56 : 계지부(係止部, lock portion)
58 : 돌출부 59 : 오목부
62 : 클로 부재(제2 클로 부재)
63 : 착탈 기구(제2 착탈 기구)
64 : 안내 구멍(실린더 구멍)
65 : 착탈용 구동 수단(제2 구동 수단)
81 : 유지 스프링 84 : 지지 부재
85 : 지지 구멍 86 : 계합 부재
89 : 조작 부재 90 : 쐐기부
93 : 연결 로드 96 : 계지부
98 : 돌출부 99 : 오목부
100 : 가이드 볼록부 101 : 홈(groove)

Claims (6)

  1. 파지(把持) 장치의 본체(1) 내에 설치되는 구동 수단(2)과,
    상기 구동 수단(2)에 의해서 수평방향으로 이동 가능하게 되도록 상기 본체(1)의 선단부(先端部)에 설치되는 가동(可動) 부재(3, 4)와,
    파지 대상물(W)에 당접(contact) 가능하게 되어 있는 클로(claw) 부재(22, 62)를 상기 가동 부재(3, 4)에 착탈(着脫) 가능하게 연결시킴과 아울러, 상기 가동 부재(3, 4)와 상기 클로 부재(22, 62)의 사이에 설치되는 착탈 기구(23, 63)를 구비하고,
    상기 착탈 기구(23, 63)는,
    상기 가동 부재(3, 4)에 상기 수평방향에 대해서 교차하는 방향으로 형성되는 안내 구멍(24, 64)과,
    상기 가동 부재(3, 4)로부터 상기 안내 구멍(24, 64) 내에 돌설(突設)되는 통 모양의 지지 부재(44, 84)와,
    상기 지지 부재(44, 84)의 통벽(筒壁)에 둘레방향(周方向)으로 소정의 간격을 두고서 반경방향으로 관통되는 지지 구멍(45, 85)과,
    상기 지지 구멍(45, 85)에 반경방향으로 이동 가능하게 삽입되는 계합(係合) 부재(46, 86)와,
    상기 가동 부재(3, 4) 내에 설치되는 착탈용 구동 수단(25, 65))에 의해서 축방향으로 이동 가능하게 되도록 상기 안내 구멍(24, 64)에 삽입되는 조작 부재(49, 89)와,
    상기 계합 부재(46, 86)에 계합되도록 상기 조작 부재(49, 89)의 내주벽(內周壁)에 형성되는 쐐기부(50, 90)와,
    상기 클로 부재(22, 62)에 돌설됨과 아울러, 상기 지지 부재(44, 84)의 통공(筒孔)(51, 91)에 삽입 가능하게 되어 있는 연결 로드(53, 93)와,
    상기 연결 로드(53, 93)의 외주벽(外周壁)에 선단측으로 향함에 따라 축심(軸心)에 가까워지도록 형성됨과 아울러, 상기 계합 부재(46, 86)에 당접 가능하게 되어 있는 계지부(係止部, lock portion)(56, 96)를 구비하는,
    것을 특징으로 하는 착탈 기구 부착 파지 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 안내 구멍(24, 64) 내에 유지(holding) 스프링(41, 81)이 설치되며,
    상기 유지 스프링(41, 81)이 상기 조작 부재(49, 89)를 통해서 상기 계합 부재(46, 86)를 반경방향의 안쪽으로 부세(付勢, bias)하는,
    것을 특징으로 하는 착탈 기구 부착 파지 장치.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 가동 부재(3, 4) 및 상기 클로 부재(22, 62) 중 어느 한쪽에 돌출부(58, 98)가 마련되며,
    상기 돌출부(58, 98)가 끼워지는 오목부(59, 99)가, 상기 가동 부재(3, 4) 및 상기 클로 부재(22, 62) 중 다른쪽에 마련되는,
    것을 특징으로 하는 착탈 기구 부착 파지 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 돌출부(58)가 원기둥(圓柱) 모양으로 형성되는,
    것을 특징으로 하는 착탈 기구 부착 파지 장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 돌출부(98)가 사각형 모양으로 형성되는,
    것을 특징으로 하는 착탈 기구 부착 파지 장치.
  6. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 가동 부재(3, 4) 및 상기 클로 부재(22, 62) 중 어느 한쪽에, 상기 가동 부재(3, 4)의 이동방향으로 연장되는 가이드 볼록부(100)가 마련되며,
    상기 가이드 볼록부(100)가 끼워지는 홈(101)이, 상기 가동 부재(3, 4) 및 상기 클로 부재(22, 62) 중 다른쪽에 마련되는,
    것을 특징으로 하는 착탈 기구 부착 파지 장치.
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