夹头的制作方法
【专利摘要】夹头的驱动源(1)具有主体部(11)以及能够相对于主体部(11)沿直线移动的可动部(3)。在驱动源(1)的可动部(3)上连结有臂(24)。在驱动源(1)的主体部(11)上固定有支承部(28)。一对把持连杆(26a)、(26b)具有呈字母L形状相连接的第一部分(41)及第二部分(42)、以及弯曲部(43)，在第一部分(41)上设有用于夹持工件的一对把持部(4a)、(4b)。弯曲部(43)借助旋转轴(27a)、(27b)而可旋转地支承于支承部(28)。一对把持连杆(26a)、(26b)配置为弯曲部(43)朝向内侧。一对把持连杆(26a)、(26b)的第二部分(42)与臂(24)由一对中间连杆(25a)、(25b)连结。
【专利说明】
夹头
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于把持工件的夹头。
【背景技术】
[0002]作为把持工件的夹头，公知有设为利用一对把持部夹持工件的夹头。在典型的夹头中，一对把持部以能够在开闭方向上滑动的方式支承于夹头主体。驱动一对把持部的驱动机构是将旋转电动机和齿轮机构组合而成的驱动机构。但是，在该典型的夹头中，存在开闭速度较慢、难以小型化这样的问题。
[0003]为了解决该问题，在专利文献I中，作为驱动一对把持部的驱动机构，公开了代替旋转电动机及齿轮机构而使用了气缸及连杆机构的夹头。该夹头包括缸室以及在缸室内沿直线移动的活塞。在缸室中固定有在与活塞的移动方向正交的方向上延伸的导轨。在导轨上，一对把持部被引导为能够在开闭方向上移动。在活塞与一对把持部之间夹设有连杆机构。连杆机构构成为:当活塞向从缸室突出的方向移动时，一对把持部打开；当活塞向缸室内进入的方向移动时，则一对把持部闭合。
[0004]在先技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2011-212754号公报
【发明内容】
[0007]发明要解决的问题
[0008]近年来，由于作业的生产节拍的降低，期望夹头的小型化及高速化。在专利文献I所记载的夹头中，由于使用连杆机构将活塞的直线运动转换为把持部的开闭动作，因此具有能够使把持部高速地开闭这样的优点。但是，若想要确保把持部的开闭行程，则存在难以使夹头小型化这样的问题。
[0009]对此，本发明的目的在于提供一种能够实现小型化及高速化的夹头。
[0010]用于解决问题的方案
[0011]为了解决上述课题，本发明提供一种夹头，该夹头具备:驱动源，该驱动源具有主体部以及能够相对于所述主体部沿直线移动的可动部；臂，该臂连结于所述可动部;支承部，该支承部固定于所述主体部;一对把持连杆，该一对把持连杆具有呈字母L形状相连接的第一部分及第二部分，该一对把持连杆的弯曲部借助旋转轴而可旋转地支承于所述支承部，并且所述弯曲部配置为朝向内侧;一对把持部，该一对把持部设于所述一对把持连杆的所述第一部分，且用于夹持工件；以及一对中间连杆，该一对中间连杆的一端部可旋转地连结于所述臂，并且该一对中间连杆的另一端部可旋转地连结于所述一对把持连杆的所述第二部分。
[0012]发明效果
[0013]根据本发明，一对字母L形状的把持连杆的弯曲部配置为朝向内侧，并且弯曲部借助旋转轴而可旋转地支承于支承部，因此能够在确保了一对把持部的打开角度的基础上实现夹头的小型化。由于使用连杆机构将可动部的直线运动转换为把持部的开闭动作，因此能够使把持部高速地进行开闭。
【附图说明】
[0014]图1是本发明一实施方式的夹头的立体图。
[0015]图2是本实施方式的夹头的线性电动机的立体图(包括局部剖视图)。
[0016]图3是本实施方式的夹头的连杆机构的详细视图。
[0017]图4是示出本实施方式的夹头的开闭动作的图(图4(a)示出全开的夹头，图4(b)示出开始闭合的阶段的夹头，图4(c)示出全闭的夹头)。
[0018]图5是比较了在本实施方式和比较例中连杆机构的大小的图(5(a)、图5(c)示出将把持连杆形成为直线状的比较例，图5(b)示出将把持连杆形成为字母L形状的本实施方式)。
[0019]图6是比较了在本实施方式和比较例中连杆机构的大小的图(6(a)、图6(c)示出将把持连杆形成为直线状的比较例，图6(b)示出将把持连杆形成为字母L形状的本实施方式)。
[0020]图7是比较了在本实施方式和比较例中连杆机构的大小的图(7(a_l)、图7(a_2)示出将把持连杆的弯曲部朝向外侧的比较例，图7(b)示出将把持连杆的弯曲部朝向内侧的本实施方式)。
[0021]图8是比较了在本实施方式和比较例中层叠后的夹头的大小的图(图8(a_l)示出比较例的主视图，图8(a-2)示出比较例的侧视图，图8(b-l)示出本实施方式的主视图，图8(b-2)示出本实施方式的侧视图)。
[0022]图9是本实施方式的夹头的另一例的主视图。
【具体实施方式】
[0023]以下，基于附图详细说明本发明的一实施方式的夹头。图1示出本发明一实施方式的夹头的立体图。本实施方式的夹头具备作为驱动源的线性电动机1、以及用于夹持工件的作为把持部的左右一对的爪4a、4b。线性电动机I的作为可动部的驱动轴3配置于铅垂方向上。在线性电动机I的下部设有连杆机构2。当使线性电动机I的驱动轴3沿直线移动时，利用连杆机构2使爪4a、4b进行开闭。以下，依次说明线性电动机I及连杆机构2的结构。
[0024]如图2所示，线性电动机I具备主体部11以及驱动轴3。驱动轴3具备中空的管12以及收纳于管12的中空空间的多个磁铁13。磁铁13形成为圆柱状，且沿轴线方向被磁化。磁铁13以彼此之间相同极性相对的方式排列。在磁铁13之间夹设有例如由铁等磁性材料构成的磁极组件14。利用磁铁13及磁极组件14在驱动轴3上沿轴向交替形成N极和S极。
[0025]驱动轴3被沿轴向排列的多个线圈15包围。在驱动轴3与线圈15之间夹设有磁隙。线圈15由包括U、V、W相的三相线圈构成。线圈15被线圈保持件16保持。在线圈保持件16的上表面上设有用于向线圈15布线的基板17。线圈15、线圈保持件16、基板17被树脂成形的外壳18覆盖。线圈15、线圈保持件16、基板17以及外壳18构成线性电动机I的主体部11。
[0026]外壳18的轴向上的两端部设有端部构件19。在端部构件19上安装有用于检测驱动轴3的位置的传感器20(参照图1)。在端部构件19上还安装有引导驱动轴3沿轴向移动的套筒21。
[0027]当在主体部11的线圈15中流通三相交流时，根据在驱动轴3中产生的磁场与在线圈15中流动的电流之间的相互作用，驱动轴3沿轴向产生推力，驱动轴3沿轴向移动。本实施方式的线性电动机I具有小且轻的特点。通过向线性电动机I添加连杆机构2，能够得到小且轻的夹头。
[0028]连杆机构2的结构如下所述。如图1所示，连杆机构2具备:臂24，其连结于线性电动机I的驱动轴3的前端；一对中间连杆25a、25b，该一对中间连杆25a、25b可旋转地连结于臂24的两端部；一对把持连杆26a、26b，该一对把持连杆26a、26b可旋转地连结于中间连杆25&、2513;以及一对爪43、413，该一对爪43、413安装于把持连杆263、2613。把持连杆263、2613借助旋转轴27a、27b而可旋转地支承于作为支承部的罩28。臂24、一对中间连杆25a、25b、一对把持连杆26a、26b以及一对爪4a、4b相对于驱动轴3的中心线左右对称。
[0029]如图3所示，臂24在与驱动轴3正交的方向上细长。在臂24的长度方向上的两端部连结有中间连杆25a、25b。在臂24的长度方向上的中央部开设有供驱动轴3的前端部插入的孔24a。臂24被定位螺钉、铆钉等结合构件固定于驱动轴3的前端部。
[0030]罩28具备固定于线性电动机I的主体部11的底壁28c、以及互相平行并且与底壁28c正交的一对覆盖壁28a、28b。覆盖壁28a、28b形成为矩形。覆盖壁28a、28b对臂24的一部分以及把持连杆26a、26b的一部分进行覆盖。在覆盖壁28a、28b上支承有把持连杆26a、26b的旋转轴27a、27b的两端部。在覆盖壁28a、28b上开设有供旋转轴27a、27b插入的贯通孔。为了防止旋转轴27a、27b在轴向上移动，在旋转轴27a、27b的两端部安装有挡圈31。
[0031]把持连杆26a、26b具有呈字母L形状相连接的第一部分41及第二部分42。第一部分41及第二部分42分别形成为直线状。在把持连杆26a、26b的前端侧即第一部分41上，作为把持部的爪4a、4b借助螺钉等结合构件而被可装拆地安装。在字母L形状的把持连杆26a、26b的基端侧即第二部分42上，中间连杆25a、25b被可旋转地连结。需要说明的是，在本实施方式中，字母L形状的第一部分41与第二部分42所成的角度设定为70°?110°，但配合设计条件能够设定为小于180°的任意角度。此外，在该实施方式中，爪4a、4b与把持连杆26a、26b分体形成，但也可以将爪4a、4b与把持连杆26a、26b设为一体。
[0032]把持连杆26a、26b的弯曲部43借助旋转轴27a、27b而可旋转地支承于罩28。一对把持连杆26a、26b配置为弯曲部43朝向内侧。即，如图3所示，当爪4a、4b位于全开位置时，一对把持连杆26a、26b在弯曲部43处最接近。
[0033]中间连杆25a、25b的一端部借助第一连杆旋转轴44而可旋转地连结于臂24的端部，中间连杆25a、25b的另一端部借助第二连杆旋转轴45而可旋转地连结于把持连杆26a、26b的第二部分42。中间连杆25a、25b形成为剖面为字母U形状。第一连杆旋转轴44贯穿中间连杆25a或中间连杆25b以及臂24，并利用挡圈47防止第一连杆旋转轴44在轴向上的移动。将第一连杆旋转轴44的安装有挡圈47的部分称作第一连杆旋转轴44的旋转轴方向上的两端部。第二连杆旋转轴45贯穿中间连杆25a或中间连杆25b以及把持连杆26a或把持连杆26b，并利用挡圈48防止第一连杆旋转轴44在轴向上的移动。将第二连杆旋转轴45的安装有挡圈48的部分称作第二连杆旋转轴45的旋转轴方向上的两端部。
[0034]在从旋转轴27a、27b的轴向观察时，中间连杆25a、25b的第二连杆旋转轴45配置于比连结第一连杆旋转轴44与旋转轴27a、27b的线L1、L2靠外侧的位置(准确地说，中间连杆25a、25b的在从旋转轴27a、27b的轴向观察时的主视图如图7(b)所示)。这是为了在线性电动机I的驱动轴3下降时、把持连杆26a、26b闭合而利用爪4a、4b夹持工件。如此一来，即使在线性电动机I的线圈15的电源关闭、驱动轴3在自重的作用下落下时，由于把持连杆26a、26b闭合，因此由把持连杆26a、26b的爪4a、4b夹持着的工件不会落下，也不会使工件损坏。
[0035]如图3所示，中间连杆25a、25b的第一连杆旋转轴44及第二连杆旋转轴45配置于罩28的外侧。无论是爪4a、4b位于全开位置时(参照图4(a))、还是爪4a、4b位于全闭位置时(参照图4(c))，第一连杆旋转轴44及第二连杆旋转轴45均配置于罩28的外侧，且不会在轴向上与罩28重叠。如图3所示，中间连杆25a、25b的第一连杆旋转轴44及第二连杆旋转轴45比中间连杆25a、25b在轴向上突出。通过将第一连杆旋转轴44及第二连杆旋转轴45配置于罩28的外侧，并避免第一连杆旋转轴44及第二连杆旋转轴45在旋转轴方向上与罩28重叠，从而能够使罩28的厚度(图3的与纸面正交的方向上的厚度)变薄。需要说明的是，在该实施方式中，不仅是第一连杆旋转轴44及第二连杆旋转轴45，中间连杆25a、25b也配置于罩28的外侧，但是中间连杆25a、25b的一部分可以与罩28重叠。
[0036]图4示出夹头的开闭动作。图4(a)示出全开的夹头，图4(b)示出开始闭合的阶段的夹头，图4(c)示出全闭的夹头。如图4(a)所示，在线性电动机I的驱动轴3上升到极限时，臂24位于上升到极限的位置，把持连杆26a、26b的爪4a、4b位于全开位置。
[0037]如图4(b)所示，当线性电动机I的驱动轴3下降时，臂24也下降。连结于臂24的两端部的中间连杆25a、25b也与臂24—起下降。伴随着中间连杆25a、25b的下降，把持连杆26a、26b向闭合方向(I)旋转。
[0038]如图4(c)所示，当使线性电动机I的驱动轴3进一步下降时，臂24及中间连杆25a、25b进一步下降，把持连杆26a、26b进一步向闭合方向旋转。把持连杆26a、26b进行旋转直至爪4a、4b互相接触。
[0039]参照图5，对通过使把持连杆26a、26b形成为字母L形状而能够实现连杆结构2的小型化的理由进行说明。图5(a)、图5(c)示出将把持连杆26a’、26b’形成为直线状的比较例，图5(b)示出将把持连杆26a、26b形成为字母L形状的本实施方式。在这些附图中，为了配合设计条件，将把持连杆26a、26b的打开量、把持连杆26a、26b的增力(从第二连杆旋转轴45到旋转轴27b的长度α与从旋转轴27b到把持连杆26b的前端部的长度β之比)设为I。而且，设为在线性电动机I的驱动轴3下降时、把持连杆26a、26b闭合。
[0040]如图5(a)的比较例所示，在将把持连杆26a’、26b’形成为直线状的情况下，若想要缩窄连杆机构2的宽度W，则导致高度H变长。如图5(c)的比较例所示，若想要缩短连杆机构2的高度H，则导致宽度W变宽。如图5 (b)所示，通过将连杆机构26a、26b形成为字母L形状，既能够使连杆机构2的高度H变小，也能使连杆机构2的宽度W变小。
[0041]图6是示出将把持连杆26a、26b的增力(从第二连杆旋转轴45到旋转轴27b的长度α与从旋转轴27b到把持连杆26b的前端部的长度β的比)设为1.5的例子。与图5 (b)同样，图6(b)示出将把持连杆26a、26b形成为字母L形状的本实施方式。与图5(a)、图5(c)同样，图6(a)、图6(c)示出将把持连杆26a’、26b’形成为直线状的比较例。
[0042]当将把持连杆26a、26b的增力设为1.5时，虽然使把持连杆26a、26b移动的距离变长，但是根据杠杆原理能够得到1.5倍的力。如图6(b)所示，通过将把持连杆26a、26b形成为字母L形状，即使在将增力设定为1.5时，也能够减小连杆机构2的高度及宽度。
[0043]参照图7，对通过使一对把持连杆26a、26b的弯曲部43朝向内侧而实现连杆结构2的小型化的理由进行说明。图7(a-l)、图7(a-2)示出将把持连杆26a’、26b’的弯曲部43’朝向外侧的比较例，图7 (b)示出将把持连杆26a、26b的弯曲部43朝向内侧的本实施方式。
[0044]如图7(a-Ι)的比较例所示，在将一对把持连杆26a ’、26b ’的弯曲部43，配置为朝向外侧的情况下，中间连杆25a’、25b’的第二连杆旋转轴45’相对于连结中间连杆25a’ ,25b7的第一连杆旋转轴44’与旋转轴27a’、27b’的线LI’、L2’而容易配置于内侧。因此，在驱动轴3下降时，导致把持连杆26a’、26b’打开。为了避免这种情况，如图7(a-2)所示，当将中间连杆25a’、25b’的第二连杆旋转轴45’相对于线LI’、L2’配置于外侧时，导致连杆机构2在宽度方向上大型化。
[0045]如图7(b)所示，通过将一对把持连杆26a、26b的弯曲部43配置为朝向内侧，易于将中间连杆25a、25b的第二连杆旋转轴45配置于连结中间连杆25a、25b的第一连杆旋转轴44与旋转轴27a、27的线L1、L2的外侧，能够实现连杆机构2的小型化。
[0046]另外，如图7(b)所示，通过将把持连杆26a、26b的弯曲部43朝向内侧，也能够使把持连杆26a、26b的打开角度Θ增大。在使打开的把持连杆26a、26b向闭合方向旋转时，把持连杆26a、26b的第一部分41接近为互相平行，因此易于夹持工件。
[0047]图8是比较了在本实施方式和比较例中的夹头的大小的图。图8(a_l)、图8(a_2)示出将第一连杆旋转轴44 ’及第二连杆旋转轴45 ’配置于罩28 ’的内侧的比较例，图8(b-Ι )、图8(b-2)示出设为将第一连杆旋转轴44及第二连杆旋转轴45配置于罩28的外侧且第一连杆旋转轴44及第二连杆旋转轴45不与罩28重叠的本实施方式。
[0048]如图8(a_l)的比较例的夹头的主视图所示，在将第一连杆旋转轴44’及第二连杆旋转轴45’配置于罩28’的内侧的情况下，需要使罩28’的厚度(图8(a-l)的与纸面正交的方向上的厚度)比第一连杆旋转轴44’及第二连杆旋转轴45’的轴向上的长度厚。如图8(a-2)的层叠后的夹头的侧视图所示，也需要使夹头之间的厚度方向(图8(a-2)的纸面的左右方向)上的间距Pl增大。
[0049]与此相对地，如图8(b_l)的本实施方式的夹头的主视图所示，在将第一连杆旋转轴44及第二连杆旋转轴45配置于罩28的外侧、第一连杆旋转轴44及第二连杆旋转轴45在旋转轴方向上不与罩28重叠的情况下，能够将罩28的厚度(图8(b-l)的与纸面正交的方向上的厚度)减薄到第一连杆旋转轴44及第二连杆旋转轴45的轴向上的长度以下。如图8(b-2)的层叠的夹头的侧视图所示，也能够使夹头之间的厚度方向(图8(b-2)的纸面的左右方向)上的间距Pl减小。
[0050]图9示出连杆机构的另一例。在该实施方式中，为了实现连杆机构的宽度方向上的进一步小型化，缩短了臂24的长度。而且，在罩28的覆盖壁28a、28b上形成有缺口 28al、28bl，覆盖壁28a、28b的整体形状形成为字母I形状。通过在盖28的覆盖壁28a、28b上形成缺口 28al、28bl，从而能够将中间连杆25a、25b的第一连杆旋转轴44及第二连杆旋转轴45配置于覆盖壁28a、28b的外侧，能够使第一连杆旋转轴44及第二连杆旋转轴45在旋转轴方向上不与覆盖壁28a、28b重叠，因此能够减薄连杆机构的厚度(图9中的与纸面正交的方向上的厚度)。
[0051]需要说明的是，本发明并不限于具体实现为上述实施方式，在不改变本发明配置的主旨的范围内，可以具体实现为其他实施方式。
[0052]例如，在上述实施方式中，作为驱动源，使用了绕驱动轴包围线圈的圆筒状的线性电动机，但是线性电动机的构造并不限定于上述实施方式。作为驱动源，还能够使用线圈隔着间隙与永久磁铁相对的平板形的线性电动机。
[0053]在上述实施方式中，采用了在线性电动机的驱动轴下降时把持连杆闭合的结构，但也能够采用在线性电动机的驱动轴下降时驱动连杆打开的结构。
[0054]在上述实施方式中，作为驱动源，使用了线性电动机，但是作为驱动源，也能够使用气缸、液压缸、电动缸等工作缸。
[0055]在上述实施方式中，说明了将线性电动机的驱动轴配置于铅垂方向上的例子，但是也能够将线性电动机的驱动轴配置于水平方向等任意的方向。
[0056]在上述实施方式中，说明了一对中间连杆的第一连杆旋转轴及第二连杆旋转轴的两端部在旋转轴方向上不与罩重叠的例子，但是只要一对中间连杆相对于臂的至少一方的第一连杆旋转轴在旋转轴方向上的至少一方的端部、和/或、一对中间连杆相对于一对把持连杆的至少一方的第二连杆旋转轴在旋转轴方向上的至少一方的端部在旋转轴方向上不与罩重叠即可。即，第一连杆旋转轴及第二连杆旋转轴的两端部一共为八个，只要其中一个在旋转轴方向上不与罩重叠即可。
[0057]本发明基于2013年12月27日在日本提出申请的日本特愿2013-273023。该内容全部包含于此。
[0058]附图标记说明:
[0059]I…线性电动机(驱动源)；2...连杆机构；3…驱动轴(可动部)；4a、4b…爪(把持部)；11…主体部;24…臂；25a、25b…中间连杆；26a、26b…把持连杆；27a,27b...旋转轴；28…罩;28a、28b…覆盖壁;41...把持连杆的第一部分;42...把持连杆的第二部分;43…把持连杆的弯曲部;44.??第一连杆旋转轴;45…第二连杆旋转轴。
【主权项】
1.一种夹头，其中， 所述夹头具备: 驱动源，所述驱动源具有主体部以及能够相对于所述主体部沿直线移动的可动部； 臂，所述臂连结于所述可动部； 支承部，所述支承部固定于所述主体部； 一对把持连杆，所述一对把持连杆具有呈字母L形状相连接的第一部分及第二部分，所述一对把持连杆的弯曲部借助旋转轴而可旋转地支承于所述支承部，并且所述弯曲部配置为朝向内侧； 一对把持部，所述一对把持部设于所述一对把持连杆的所述第一部分，且所述一对把持部用于夹持工件；以及 一对中间连杆，所述一对中间连杆的一端部可旋转地连结于所述臂，并且所述一对中间连杆的另一端部可旋转地连结于所述一对把持连杆的所述第二部分。2.根据权利要求1所述的夹头，其特征在于， 在从所述旋转轴的轴向观察时，所述一对中间连杆相对于所述一对把持连杆的第二连杆旋转轴配置于比如下所述的线靠外侧的位置:所述线是将所述一对中间连杆相对于所述臂的第一连杆旋转轴与所述旋转轴连结的线， 以使得在所述驱动源的所述可动部向从所述主体部突出的方向移动时，所述一对把持连杆闭合而使所述一对把持部夹持工件。3.根据权利要求1或2所述的夹头，其特征在于， 所述一对中间连杆相对于所述臂的至少一方的第一连杆旋转轴在旋转轴方向上的至少一方的端部、和/或、所述一对中间连杆相对于所述一对把持连杆的至少一方的第二连杆旋转轴在旋转轴方向上的至少一方的端部，在轴向上不与所述支承部重叠。4.根据权利要求3所述的夹头，其特征在于， 所述支承部具备一对覆盖壁，所述一对覆盖壁支承所述旋转轴的两端部，并且覆盖所述臂的至少一部分以及所述一对把持连杆的至少一部分。
【文档编号】B25J15/08GK105829034SQ201480069158
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2014年12月16日
【发明人】山中修平
【申请人】Thk株式会社