WO2015145577A1

WO2015145577A1 - 回転機能付き油圧クランプ装置

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Publication number: WO2015145577A1
Application number: PCT/JP2014/058302
Authority: WO
Inventors: 福岡大祐; 長井修
Original assignee: Fuji Machine Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Fuji Corp
Priority date: 2014-03-25
Filing date: 2014-03-25
Publication date: 2015-10-01
Anticipated expiration: 2016-09-25
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Abstract

　逆止弁による影響を抑えた回転機能付き油圧クランプ装置(４２)であり、作動油によって作動するアクチュエータ(５４)と、アクチュエータ(５４)に連動して作動する複数のチャック爪(５１)と、アクチュエータ(５４)およびチャック爪(５１)を備える装置本体(５０)を回転可能に取り付けるための回転支持部(５６)と、アクチュエータ(５４)を作動させる作動油の流路上にあり、回転する装置本体(５０)の回転軸線(５１０)上に配置された逆止弁(７０)とを有するものである。

Description

回転機能付き油圧クランプ装置

　本発明は、逆止弁を備えた回転機能付き油圧クランプ装置に関する。

　複数の自動加工機を介してワークの加工が行われる場合、各自動加工機との間でワークを受け渡しする自動搬送用ロボットが使用される。そうした自動搬送用ロボットは、ワークを把持するために複数のチャック爪を開閉させるクランプ装置が構成されている。本出願人が提案した下記特許文献１の搬送装置にもそうしたクランプ装置が開示されている。

実開昭６４－４６１４６号公報

　前記従来例の回転機能付き油圧クランプ装置にはピニオンラックが使用され、チャック爪を作動油の油圧によって作動させるものである。そして、作動油による油圧供給が途切れてしまった場合でも把持したワークを落とさないように、クランプ状態を維持するための逆止弁が設けられている。こうした回転機能付き油圧クランプ装置は、従来から駆動制御について、回転速度を上げつつも素早く正しい角度で停止させる要求があった。また、回転機能付き油圧クランプ装置は、逆止弁がスペースを取ってしまい、装置本体が大きくなってしまう傾向にあった。

　そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、逆止弁による影響を抑えた回転機能付き油圧クランプ装置を提供することを目的とする。

　本発明の一態様における回転機構付き油圧クランプ装置は、作動油によって作動するアクチュエータと、前記アクチュエータに連動して作動する複数のチャック爪と、前記アクチュエータおよびチャック爪を備える装置本体を回転可能に取り付けるための回転支持部と、前記アクチュエータを作動させる作動油の流路上にあり、回転する前記装置本体の回転軸線上に配置された逆止弁とを有するものである。

　本発明によれば、逆止弁が装置本体の回転軸上に配置されているため、装置本体が回転しているときの逆止弁の重心位置が回転軸に近く、逆止弁によって発生する遠心力を小さく抑えることができる。そのため、装置本体の回転を停止させる際に生じる慣性力を抑えることができるので、素早く正しい角度で停止させることが可能になる。

複数の工作機械からなる加工機械ラインを示した斜視図である。工作機械の内部構造である加工モジュールを示した斜視図である。オートローダーを示した斜視図である。回転機能付き油圧クランプ装置であるロボットハンドを示した一部断面図である。図４の上方から見た状態のロボットハンドを示した図である。ロボットハンドの回転支持部を拡大して示した断面図である。

　次に、本発明について一実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。回転機能付き油圧クランプ装置は、前述したように自動搬送用ロボットなどに使用される。本実施形態では、複数の工作機械を備えた加工機械ラインのオートローダー（自動搬送用ロボット）に組み込まれたものを例に挙げて説明する。

　先ず図１は、複数の工作機械からなる加工機械ラインを示した斜視図である。この加工機械ライン１は、ベース２上に４台の工作機械１０（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ）が搭載されている。４台の工作機械１０は、いずれも同じ型のＮＣ旋盤であり、内部構造および全体の形状や寸法が同じものである。そして、各々の工作機械１０に対してワークの受け渡しを行うオートローダーが設けられている。ここで「加工機械ライン」とは、一定の関係をもった複数の工作機械がオートローダーによってワークの受け渡しが行われる工作機械群をいう。

　工作機械１０は、全体が外装カバー３によって覆われており、内部に加工モジュールが設けられている。図２は、工作機械１０の内部構造である加工モジュール２０を示した斜視図である。工作機械１０は、エンドミルやドリルなどの回転工具、或いはバイトなどの切削工具を保持したタレットを備えるタレット旋盤である。そこで、加工モジュール２０には工作物（ワーク）を把持するチャック１１を備えた主軸台１２や、工具が取り付けられたタレット装置１３、そのタレット装置１３をＺ軸やＸ軸に沿って移動させるＺ軸駆動装置やＸ軸駆動装置、駆動部を制御するための制御装置１５などが設けられている。

　ここで、Ｚ軸は、把持したワークを回転させる主軸台１２の回転軸（主軸）と平行な水平軸である。Ｘ軸は、Ｚ軸に対して直交し、タレット装置１３の工具をＺ軸に対して進退させる移動軸であり、垂直方向である。Ｘ軸方向は、図１に示す工作機械１０及び加工機械ライン１ともに上下方向である。

　主軸台１２には、回転自在に支持された主軸にチャック１１が設けられ、そのチャック１１が主軸用サーボモータ１８によって回転が与えられるよう構成されている。タレット装置１３は、Ｚ軸スライド２２に搭載され、更にそのＺ軸スライド２２がＸ軸スライド２６に搭載されている。Ｚ軸用サーボモータ２３の回転運動がボールナットの直線運動に変換され、Ｚ軸スライド２２がＺ軸と平行な方向に移動するよう構成されている。コラム２５にはＸ軸スライド２６が摺動自在に取り付けられ、Ｘ軸用サーボモータ２８の回転運動がボールナットの直線運動に変換され、Ｘ軸スライド２６が昇降するように構成されている。

　続いて、図３はオートローダー３０を示した斜視図である。このオートローダー３０は、加工機械ライン１の前方側に配置され、４台ある工作機械１０Ａ～１０Ｄの間を移動範囲として構成されている。図３は、その２台分の範囲を示した図である。オートローダー３０は、ワークを反転させる反転装置４５、反転装置４５や工作機械などの間でワークの受渡しを行うための受渡し装置４０、そしてその反転装置４５や受渡し装置４０を搭載して複数の工作機械１０の間を行き来する走行装置３５を備えている。その走行装置３５は、工作機械１０を搭載しているベース２の前面部に支持板３１が固定され、その支持板３１に工作機械１０Ａから１０Ｄの方向であるＹ軸方向に延びたラック３２や２本のレール３３が固定されている。走行台３４にはレール３３を掴んだ状態で摺動する走行スライドが設けられ、ラック３２に噛合したピニオン３６とそのピニオン３６に回転を与える走行用モータ３７が設けられている。

　また、走行台３４には旋回用モータ３９が固定され、旋回テーブル３８が水平面上を１８０°旋回するよう構成されている。そして、その旋回テーブル３８上に受渡し装置４０や反転装置４５が搭載されている。受渡し装置４０は、ロボットアーム４１の先端部にロボットハンド４２を備えたものである。ロボットアーム４１は、旋回テーブル３８に所定の間隔で配置された一対の支持プレート４１１が垂直方向に起立し、その上端部に上腕部４１２が第１関節機構４１３を介して連結され、更にその上腕部４１２には前腕部４１５が第２関節機構４１６を介して連結されている。そのため、第１関節機構４１３および第２関節機構４１６の駆動により、起立した折りたたみ状態と、図示する伸び状態との状態変化が可能な構成となっている。そして、ロボットハンド４２には、複数のチャックを作動させるクランプ機構を有し、ワークの把持及び解放が可能な構成となっている。

　こうした受渡し装置４０は、工作機械１０のチャック１１との間でワークの受渡しを行う他に、旋回テーブル３８に搭載された反転装置４５との間でもワークの受渡しが可能である。その反転装置４５は、Ｚ軸方向に見た場合に所定の間隔で配置された一対の支持プレート４１１の間に配置されている。そのため、反転装置４５とのワークの受渡しは、受渡し装置４０の股下を通すようにして行われる。その反転装置４５は、１対の把持爪４５１が開閉するようにしたシリンダ４５２と、その把持機構を水平面上で１８０°回転させる回転アクチュエータ４５３によって構成されている。

　次に、図４は、回転機能付き油圧クランプ装置であるロボットハンドを示した一部断面図である。そして、図５は、図４の上方から見た状態のロボットハンドを示した図である。ロボットハンド４２は、図４に示された第１クランプ面とその裏側になる第２クランプ面との両面にワークを把持する把持部が構成されている。その把持部は、ワークを掴むための３本のチャック爪によって構成され、第１クランプ面には第1クランプ機構５０１が構成され、第２クランプ面には第２クランプ機構５０２が構成されている。

　第１クランプ機構５０１と第２クランプ機構５０２は同じように構成されている。共に３本のチャック爪５１が点Ｐを中心にした円周上に１２０°の等間隔で配置されている。装置本体５０にはチャックスライド５２が摺動可能に取り付けられ、そのチャックスライド５２にチャック爪５１が固定されている。チャック爪５１は、点Ｐを中心とした円の径方向に往復直線運動するように構成され、３本のチャック爪５１が同時に作動することによってワークの把持及び解放が可能になっている。

　第１クランプ機構５０１及び第２クランプ機構５０２は、装置本体５０内にクランプ用ギヤ５３とラックピストン５４が設けられている。クランプの中心となる点Ｐがクランプ用ギヤ５３の回転軸となる。そして、そのクランプ用ギヤ５３にラックピストン５４が噛み合い、ラックピストン５４の軸方向に沿った直線運動により、クランプ用ギヤ５３に所定方向の回転が与えられる。

　クランプ用ギヤ５３には、３本のチャック爪５１に対応した３つの案内溝５３１が形成され、そこにチャックスライド５２から突き出したスライド突起５２１が入り込んでいる。案内溝５３１は径方向に対して傾斜した湾曲形状をしたものである。そして、チャックスライド５２は円周方向の移動が制限されている。従って、クランプ用ギヤ５３が回転して案内溝５３１の位置が径方向に変化することにより、その案内溝５３１に拘束されたスライド突起５２１を介してチャックスライド５２及びチャック爪５１が径方向に移動することとなる。３つの案内溝５３１の形状、大きさ、配置が揃っているため、３本のチャック爪５１の動きは一致し、この作動によりワークの把持や解放が行われる。

　ところで、装置本体５０は、ロボットアーム４１に対して回転可能に取り付けられている。ワークの受け渡しの際に、第１クランプ機構５０１の第１クランプ面や第２クランプ機構５０２の第２クランプ面を、相手側のチャック面に合わせて角度調整する必要があるからである。そして、このとき装置本体５０の回転スピードを上げることが望まれている。工作機械などでの加工機では加工完了までのサイクルタイム短縮の要求があり、オートローダーについても各駆動機構の作動スピードを速くする必要があるからである。

　しかし、回転速度を上げれば遠心力が大きくなり、停止時の慣性力が大きくなってしまうため正確な停止制御が困難になる。また、回転速度を優先させるのであれば、ロボットハンド用モータの負荷が大きくなるためモータ自体を大きくしなければならず、ロボットアーム４１の小型化が困難になる。そこで本願発明者は、ロボットハンド４２の構造を再検討し、回転による慣性力の低減を図った新たな構造のロボットハンド４２、すなわち回転機構付き油圧クランプ装置を提案する。本実施形態のロボットハンド４２は油圧によるラックピストン５４が使用され、その油圧回路上に逆止弁が組み込まれている。本願発明者は、この逆止弁などについて検討を加えた。

　ロボットハンド４２は、回転支持部５６が装置本体５０の左右両側に形成され、前腕部４１５に回転支持されている。左右両側の回転支持部５６の回転軸線５１０は同一直線上にあり、その回転軸線５１０上にクランプ用ギヤ５３の回転中心Ｐが位置している。また、ラックピストン５４は、ストローク方向が回転軸線５１０に対して直交しており、そのストローク領域の中央が回転軸線５１０上に位置している。そして、立方体形状の装置本体５０は回転軸線５１０を基準に対称的な形状をしている。

　回転支持部５６は、前腕部４１５に筒状の軸本体５８が固定され、その内部には軸受を介して軸部材５９が回転可能な状態で挿入されている。そして、軸部材５９は、そのフランジ部が装置本体５０にネジ止めして固定されている。更に、図面右側の軸部材５９は、軸本体５８を突き抜けた部分にプーリ６１が固定されている。一方、ロボットアーム４１にはロボットハンド用モータが取り付けられており、プーリ６１との間にベルト６２が掛け渡されている。従って、ロボットハンド用モータの駆動制御により、ロボットハンド４２の角度調整が行われる。

　次に、装置本体５０内にはシリンダボア６５が装填され、そのシリンダボア６５内を摺動するようにラックピストン５４が挿入されている。ラックピストン５４は両端にピストン部５４１，５４２を有しており、シリンダボア６５内にはピストン部５４１，５４２の移動によって容積が変化する加圧室６５１，６５２が形成されている。ここでは、加圧室６５１に供給される作動油によってチャック爪５１がクランプ作動し、反対の加圧室６５２に供給される作動油によってチャック爪５１がアンクランプ作動するようになっている。各々の加圧室６５１，６５２は、ピストン部５４１，５４２に設けられたＯリングによってシールされ、気密な状態が保たれている。

　筒形状のシリンダボア６５は、ピストン部５４１，５４２の可動範囲に重ならない中央部分が切り欠かれ、その切り欠き部分からクランプ用ギヤ５３の一部が入り込んでいる。一方、円柱形状のラックピストン５４は、両端のピストン部５４１，５４２を除く中央部分にラックギヤ部５４３が形成されている。そして、そのラックギヤ部５４３にクランプ用ギヤ５３が噛み合っている。従って、ラックピストン５４がシリンダボア６５内を直線方向に移動することによりクランプ用ギヤ５３に回転が与えられ、その回転によってチャックスライド５２及びチャック爪５１に直線運動が与えられる。

　ところで、ラックピストン５４は、回転支持部５６に近い装置本体５０の端部に形成され、その回転支持部５６を介して油圧回路がつながっている。図示するように、装置本体５０の第１クランプ面（第２クランプ面も同じ）は正方形に近い矩形形状であり、そのほぼ中央付近にクランプ用ギヤ５３の回転中心Ｐがあり、図面右側の回転支持部５６側にラックピストン５４が配置されている。

　一方、装置本体５０を１８０°回転させて図面裏側（第２クランプ面側）の第２クランプ機構５０２を見た場合、クランプ用ギヤ５３は、その中心が第１クランプ機構５０１のクランプ用ギヤ５３と同軸に設けられている。そして、第２クランプ機構５０２のラックピストン５４は、図面左側の回転支持部５６側にあってその回転支持部５６を介して油圧回路がつながっている。つまり、第１クランプ機構５０１及び第２クランプ機構５０２は、共に回転軸線５１０を挟んでほぼ対称的に構成されている。また、第１及び第２クランプ機構５０１，５０２を合わせて見れば、クランプ用ギヤ５３の中心を通る直交線５２０を基準として図面左右の構成がほぼ対称的である。

　次に、油圧回路について説明する。ここで図６は、ロボットハンド４２の回転支持部５６を拡大して示した断面図である。回転支持部５６には図５に示すようにクランプ側継手６５とアンクランプ側継手６６が取り付けられ、油圧ポンプやタンク側との間でパイプが接続されている。そして、そのクランプ側継手６５やアンクランプ側継手６６は、軸本体５８内部のクランプ側流路５８１やアンクランプ側流路５８２とつながっている。なお、クランプ側流路５８１とアンクランプ側流路５８２は、図面上では重なっているが別流路である。

　軸本体５８と軸部材５９との間には回転部分を作動油が流れるようにスイベルジョイントが構成されている。すなわち、軸本体５８には、内壁側にクランプ側環状溝６７とアンクランプ側環状溝６８とが形成され、軸部材５９に形成された以下に説明するクランプ側流路やアンクランプ側流路の開口部が環状溝６７，６８の位置に設けられている。そして、クランプ側環状溝６７及びアンクランプ側環状溝６８は、両方を軸方向に挟むようにして配置された２か所のＯリングによりシールされている。

　軸部材５９に形成されたクランプ側流路には逆止弁７０が設けられている。この逆止弁７０は、何らかの原因でクランプ側流路の上流側で作動油が抜けてしまっても、クランプ側の加圧室６５１内の油圧解放を阻止し、チャック爪５１によるワークのクランプ状態を維持するためのものである。本実施形態では特に、そうした逆止弁７０が軸部材５９の内部に設けられている。軸部材５９は、装置本体５０側に開口した組付け穴が形成され、そこに逆止弁７０が組み込まれている。断面が円形の組付け穴は、その中心が軸部材５９の軸心（回転支持部５６の回転軸線５１０）に重なっている。

　逆止弁７０は、円筒形状の弁本体７１が軸部材５９内に挿入され、その弁本体７１は組付け穴の開口部に嵌め込まれた蓋部材７２によって位置決めされている。その弁本体７１には第１貫通孔７１１と第２貫通孔７１２が形成され、弁本体７１の外側には、第１貫通孔７１１に筒状空間７１５が、第２貫通孔７１２には環状溝７１６が形成されている。これにより、弁本体７１を軸部材５９の組付け穴内に装着すれば、筒状空間７１５や環状溝７１６を介して自ずと第１貫通孔７１１が軸部材５９の第１流路８１に連通し、第２貫通孔７１２が軸部材５９の第２流路８２に連通することとなる。

　弁本体７１の内側には、第１貫通孔７１１と第２貫通孔７１２との間に環状に突き出した弁座７１８が形成されている。そして、弁本体７１内部には第１貫通孔７１１側にパイロットピストン７３が挿入され、第２貫通孔７１２側に球体の弁体７５が挿入されている。弁体７５は、蓋部材７２との間に配置されたスプリング７６によって弁座７１８側に付勢され、通常時は弁体７５が弁座７１８に押し付けられた閉弁状態となる。ただし、第１貫通孔７１１側から作動油が供給された場合には、その油圧によってスプリング７６が収縮し、弁体７５が弁座７１８から離間して開弁状態になる。こうして第１貫通孔７１１側から第２貫通孔７１２側への作動油の流れは許容されるが、その逆の流れが制限されるようになっている。

　しかし、チャック爪５１をアンクランプさせる場合には、作動油を排出するため第２貫通孔７１２側から第１貫通孔７１１側への作動油の流れを許容する必要がある。そこで、同方向に作動油が流れる際に開弁状態にするためにパイロットピストン７３が設けられている。パイロットピストン７３は、作動油の油圧を受けて弁本体７１内部を摺動するピストン部７３１と、弁座７１８の内周径より小さい突起部７３２が形成されている。その突起部７３２が弁座７１８の孔（弁孔）を通って弁体７５を押すことにより、弁体７５を弁座７１８から離間させた開弁状態となる（図６示す状態）。ただし、パイロットピストン７３がスプリング７７によって弁座７１８から離間する方向に付勢されているため、前述したように、通常時の逆止弁７０は弁体７５が弁座７１８に押し当てられた閉弁状態である。

　パイロットピストン７３は、ピストン部７３１のうちスプリング７７とは反対側の面がアンクランプ側流路８３にあり、アンクランプ側流路８３に供給される作動油の圧力を受けて弁座７１８側に移動するようになっている。そのアンクランプ側流路８３は、軸本体５８のアンクランプ側環状溝６８からラックピストン５４への流路のほかに、軸部材５９の組付け穴に連通するパイロット流路８３１が分岐している。以上のようにして、この油圧回路では軸部材５９及び装置本体５０に形成された流路を通りラックピストン５４の加圧室６５１，６５２に対し作動油の供給や排出が行われる。

　ところで、装置本体５０には、シリンダボア６５内にラックピストン５４を装填するため、図４に示すように、取り外し可能なシリンダ蓋８５が設けられている。特に、筒形状をしたシリンダボア６５によって装置本体５０には両側に開口部が形成され、その両側開口部を塞ぐように一対のシリンダ蓋８５が設けられている。この一対のシリンダ蓋８５も装置本体５０の回転軸線５１０を挟んで対称的な構成になっている。また、シリンダ蓋８５に流路が形成されているため、装置本体５０に形成された流路は単純な直線流路である。そして、この流路も回転軸線５１０を挟んで対称的な構成になっている。

　続いて、本実施形態の作用について説明する。加工機械ライン１では、ワークが供給パレットからオートローダー３０により取り出され、工作機械１０Ａから順番に工作機械１０Ｄへと搬送される。オートローダー３０は、走行用モータ３７の駆動によって回転するピニオン３６がラック３２を転動してＹ軸方向に移動する。その際、走行スライドがレール３３を掴んで摺動することにより、ロボットアーム４１などの姿勢を保ったまま移動する。

　供給パレットからのワークの取り出しや工作機械１０とのワークの受渡しではロボットアーム４１による伸縮作動が行われる。すなわち、第１関節機構４１３及び第２関節機構４１６が関節用モータの回転制御によって上腕部４１２や前腕部４１５の角度調整が行われ、図３に示すような伸び状態が形成される。また、関節用モータの逆回転により、起立した上腕部４１２内に前腕部４１５が収められるように折りたたまれる。そして、ロボットハンド４２によってワークの把持或いは解放が行われ、各部とのワークの受渡しが行われる。

　ワークには表裏両面に対して加工が行われる場合がある。その場合には前工程と後工程との間で加工面を反転させる必要がある。それには、受渡し装置４０から反転装置４５にワークが受渡され、そこで反転したワークを受渡し装置４０が次の工作機械１０へと受渡すことによって行われる。特に、同じ走行台３４に受渡し装置４０と反転装置４５とが搭載されているため、工作機械１０同士の間を移動する間に反転作業が行われる。

　次に、ワークの受け渡しが行われる場合のロボットハンド４２は、ロボットハンド用モータの駆動により装置本体５０が回転して、第１クランプ機構５０１や第２クランプ機構５０２の角度調整が行われる。すなわち、ロボットハンド用モータの回転はベルト６２を介してプーリ６１に伝達され、軸部材５９を介して装置本体５０が回転する。そして、ワークを把持する場合にはクランプ側継手６５から作動油が送り込まれる。その作動油は軸本体５８のクランプ側流路５８１からクランプ側環状溝６７に流れ、回転する軸部材５９の第１流路８１へと送られる。更に作動油は弁本体７１内を通って第２流路８２へと送られる。その際、弁本体７１内では、作動油が第１貫通孔７１１から弁孔を通って第２貫通孔７１２へと流れ、その油圧によって弁体７５がスプリングの付勢力に抗して弁座７１８から離間し、逆止弁７０が開弁状態となっている。

　こうしてクランプ側の加圧室６５１に作動油が供給され、ピストン部５４１が加圧されてラックピストン５４が移動する。一方で、ラックピストン５４の移動により、アンクランプ側の加圧室６５２内に充填されていた作動油は押し出され、アンクランプ側流路８３を通って排出される。これにより、図４に示すクランプ用ギヤ５３が時計方向に回転する。そして、案内溝５３１の移動を伴い、その中に入り込んだスライド突起５２１を介してチャックスライド５２に径方向の直線運動が与えられる。このとき３つのチャック爪５１はクランプ用ギヤ５３の回転中心Ｐ方向に向けて同時に移動するため、中央部分に位置するワークのクランプが行われる。

　ロボットハンド４２では、こうしたクランプ状態で仮に上流側の作動油が抜けたとしても、逆止弁７０によって加圧室６５１内に充填された作動油の排出は防止される。そのため、ワークの落下は防止される。つまり、逆止弁７０では、その弁体７５がスプリングによって弁体７５に押し当てられて閉弁状態になっているので、上流側で作動油が抜けたとしても加圧室側６５１内の作動油は逆止弁７０によって流れが遮断される。これにより、ラックピストン５４の移動が制限されてチャック爪５１のクランプ状態が維持される。

　一方で、把持したワークを解放する場合にはクランプ側の加圧室６５１から作動油を排出しなければならないが、チャックを解放する場合にアンクランプ側継手６６から送り込まれる作動油によって逆止弁７０が開弁状態になる。軸本体５８のアンクランプ側流路５８２に供給された作動油は、アンクランプ側環状溝６８からアンクランプ側流路８３へと送られる。そして、アンクランプ側の加圧室６５２に作動油が供給され、ラックピストン５４のピストン部５４２が加圧される。

　また、アンクランプ側流路８３へと供給された作動油はパイロット流路８３１側へも流れ、パイロットピストン７３が作動油によって加圧される。加圧されたパイロットピストン７３は、スプリング７７の付勢力に抗して弁座７１８側へ移動する。そのため、図６に示すように、弁体７５が突起部７３２に押されて弁座７１８から離間し、逆止弁７０が開弁状態になる。そして、ラックピストン５４が加圧されて移動すれば、クランプ側の加圧室６５１内に充填されていた作動油の排出が可能になる。

　ラックピストン５４の移動により、図４に示すクランプ用ギヤ５３が反時計方向に回転する。そして、案内溝５３１の移動を伴い、その中に入り込んだスライド突起５２１を介してチャックスライド５２に径方向の直線運動が与えられる。このときは３つのチャック爪５１がクランプ用ギヤ５３の回転中心Ｐから離れる方向に同時に移動するため、把持していたワークからチャック爪５１が離れてアンクランプが行われる。

　以上、本実施形態による回転機能付き油圧クランプ装置（ロボットハンド４２）によれば、装置本体５０の回転軸線５１０を基準にしてほぼ対称的な構成であるため、回転したときの遠心力が概ね対象的な分布となる。つまり、各構成部材の重心位置が回転軸線５１０に近くなるため、回転の開始及び停止に伴う慣性力を抑えることができる。特に、逆止弁７０は、これまで回転軸線５１０から距離をとって配置されていたが、本実施形態では回転軸線５１０上に配置することとしたため、その逆止弁７０による回転の開始及び停止に伴う慣性力は極めて小さいものとなる。

　そして、こうしたことによりロボットハンド用モータの負荷は小さくなり、正確な回転停止制御を短時間に行うことができる。つまり、ロボットハンド４２の回転速度を上げることができ、それでも所定角度での停止も微調整が必要なくなり、或いは僅かで済むようになる。また、モータへの負荷が小さくなったことでロボットハンド用モータを小型化でき、それを搭載するロボットアーム４１の小型化にも寄与する。

　ところで、従来のロボットハンド４２では、パイロットピストン７３の位置がロボットハンド４２の回転軸線５１０から離れていたり、パイロットピストン７３の中心軸が回転軸線５１０と直交していたため、遠心力を受けてパイロットピストン７３が動いてしまう可能性があった。そして、パイロットピストン７３が動いてしまうと、クランプ中に弁体７５がずれて作動油が漏れてしまうおそれがあった。この点、本実施形態の逆止弁７０は、パイロットピストン７３の中心軸がロボットハンド４２の回転軸線５１０に重ねられているため、遠心力の影響をほとんど受けない。よって、ロボットハンド４２の回転中にパイロットピストン７３が動いてしまうことを回避し、安定したクランプ状態を確保することができる。

　また、逆止弁７０はロボットハンド４２の回転支持部５６に構成されている。具体的にはロボットハンド４２の軸部材５９内部に組み付けられている。そのため、装置本体５０は逆止弁７０のスペースを設ける必要がないため寸法を小さくすることができ、ロボットハンド４２を小型化することが可能になる。また、矩形形状をした装置本体５０の一辺の寸法に合わせてラックピストン５４（シリンダボア６５）を組み込んでいるため、この点でも装置本体５０の寸法を小さくしてロボットハンド４２を小型化することができる。

　以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
　前記実施形態では、ロボットハンド４２のアクチュエータとしてラックピストンを使用したが、油圧シリンダなどを使ったクランプ機構を構成するようにしてもよい。
　また、前記実施形態では３本のチャック爪５１が１２０°間隔で配置されているが、３本のチャック爪５１だけをとらえて回転時の重心を見た場合、より回転軸線５１０に近くなるように配置することが好ましい。すなわち、クランプに影響しないのであれば必ずしも１２０°の等間隔でなくてもよい。

　１：加工機械ライン　１０：工作機械　４０：受渡し装置　４１：ロボットアーム　４２：ロボットハンド　５０：装置本体　５１：チャック爪　５３：クランプ用ギヤ　５４：ラックピストン　５６：回転支持部　５８：軸本体　５９：軸部材　７０：逆止弁
７３：パイロットピストン　７５：弁体

Claims

　作動油によって作動するアクチュエータと、
　前記アクチュエータに連動して作動する複数のチャック爪と、
　前記アクチュエータおよびチャック爪を備える装置本体を回転可能に取り付けるための回転支持部と、
　前記アクチュエータを作動させる作動油の流路上にあり、回転する前記装置本体の回転軸線上に配置された逆止弁とを有するものであることを特徴とする回転機構付き油圧クランプ装置。
　前記逆止弁は、前記回転支持部の内部に設けられたものであることを特徴とする請求項１に記載の回転機構付き油圧クランプ装置。
　前記逆止弁は、弁の開閉に作用するピストン部材を有し、前記ピストン部材は、その軸心が前記装置本体の回転軸線上にほぼ重なるように配置されたものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回転機構付き油圧クランプ装置。
　前記アクチュエータはラックピストンであり、その移動方向が前記装置本体の回転軸線と直交し、その移動範囲の中央部分が前記回転軸線にほぼ重なる位置であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の回転機構付き油圧クランプ装置。
　前記ラックピストンが摺動可能に挿入されるシリンダボアの両側開口部が前記装置本体に形成され、その両側開口部を塞ぐシリンダ蓋が前記装置本体に対して着脱可能なものであることを特徴とする請求項４に記載の回転機構付き油圧クランプ装置。