ディスクチャック機構およびディスクハンドリングロボット
【課題】
磁気ディスクあるいはそのサブストレートをカセット等から取出あるいはカセット等へ収納する時にディスクへのダメージを低減するとともに高速なディスクのチャックあるいはその開放が可能なディスクチャック機構およびディスクハンドリンクロボットを提供することにある。
【解決手段】
この発明は、第１，第２、第３のリンク部材により構成されるリンク機構がスライダクランク機構を形成し、エアーシリンダ等の進退アクチュエータの駆動で第３のリンク部材が回動してこれに設けられたチャック爪を第１のリンク部材あるいは第２のリンク部材の長手方向からこれに対して直角の方向に突出させる。直角の方向に突出したチャック爪は、ディスクに係合することでその回動が停止し、さらなる第２のリンク部材の前進あるいは後退移動によりばね部材が撓み、第１のチャック爪がディスクとの係合を維持する方向に第１のチャック爪をばね部材が付勢する。
磁気ディスクあるいはそのサブストレートをカセット等から取出あるいはカセット等へ収納する時にディスクへのダメージを低減するとともに高速なディスクのチャックあるいはその開放が可能なディスクチャック機構およびディスクハンドリンクロボットを提供することにある。
【解決手段】
この発明は、第１，第２、第３のリンク部材により構成されるリンク機構がスライダクランク機構を形成し、エアーシリンダ等の進退アクチュエータの駆動で第３のリンク部材が回動してこれに設けられたチャック爪を第１のリンク部材あるいは第２のリンク部材の長手方向からこれに対して直角の方向に突出させる。直角の方向に突出したチャック爪は、ディスクに係合することでその回動が停止し、さらなる第２のリンク部材の前進あるいは後退移動によりばね部材が撓み、第１のチャック爪がディスクとの係合を維持する方向に第１のチャック爪をばね部材が付勢する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ディスクチャック機構およびディスクハンドリングロボットに関し、詳しくは、磁気ディスクあるいはそのサブストレートをカセットから取出あるいはカセットへ収納する時にディスクへのダメージを低減するとともに高速なディスクのチャックあるいはその開放が可能でガラス基板のディスクをチャックする場合に適したディスクチャック機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ等の情報記録媒体として用いられる磁気ディスクは、近年益々高記憶密度化が要求され、最近ではガラスディスクを基板として小型化されてきている。
ハードディスク装置（ＨＤＤ）は、現在では自動車製品や家電製品、音響製品の分野にまで浸透し、２．５インチから１．８インチに、さらには１．０インチ以下のハードディスク駆動装置が各種製品に内蔵され、使用されている。
ハードディスク駆動装置は、さらに小型化される傾向にあって、しかも、ハードディスク駆動装置自体の製品単価は低下し、多量のハードディスク駆動装置をコストダウンして製造することが製造メーカに要求されてきている。そのため、ディスク洗浄装置、ディスク検査装置などにあっても多量のディスクを効率よく洗浄し、乾燥し、検査し、さらに各装置を小型化する要請がある。
【０００３】
洗浄装置や乾燥装置、検査装置などの各ステージへの磁気ディスクあるいはその基板（以下これらを単にディスクという）の搬入、搬出は、通常、ディスクハンドリングロボット等のハンドリング機構を介して行われている。そのディスクハンドリングロボットの先端側のハンド部分にはディスクチャック機構が設けられている。ディスクチャック機構により保持されたディスクは、搬送されてカセット等に収納されあるいは逆にカセット等から取出される。
この種のディスクのチャック機構としてはディスクの内周と外周とにおいてディスクをチャックする出願人の出願となる、検査システムにおけるディスクハンドリング機構がに開示され、公知である（特許文献１）。
これに記載されたチャック機構は、Ｖ溝付きローラを３個有していて、ディスクの外周２点と内周１点でディスクをチャックする。このとき、内周チャック側のＶ溝付きローラのアームが９０゜回動してディスクの内周側に突出す首振り機構を採用している。
【特許文献１】特開平９−２７４７７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ディスクの製造効率、検査効率を上げるためには、ディスクハンドリング処理の効率化が大きな役割を果たす。しかし、ディスクの搬送速度を上げてもディスクチャックを確実にしないと搬送途中でディスクの落下やディスク間での接触などが起こり易い問題がある。一方、ディスクチャックを確実にするためにチャック機構のチャック力を強化すると、チャック痕やディスクのチャンファ部に欠けなどがディスクに発生し易く、ディスクへのダメージが問題となる。特に、ガラスディスク基板のディスクに対して高速チャックをした場合にチャンファ部分に欠けなどが発生し易い。
通常、ディスクハンドリングの際に要求されるチャック力は、数十ｇ〜数百ｇ程度である。特開平９−２７４７７９号に開示される内周と外周とによるディスクチャック機構では、ディスクへのダメージを軽減するためにチャックの開閉をエアーシリンダのスロー駆動により行っている。前記した程度の力で確実かつ安定したディスクチャックをするためにはエアーを緩やかにシリンダに送り込み、チャック動作をさせる必要がある。そのためにチャックの開閉に時間がかかる欠点がある。
【０００５】
このような問題を回避しかつチャックによるディスクへのダメージを軽減し、さらにチャック時間を短縮するためにディスクを真空吸着する吸着チャックを用いることができる。しかし、これは、吸着するディスクの外形に対応するような形状の吸着ヘッドを用意しておかないと、吸着が不安定になる欠点がある。しかも、真空吸着は、ディスクのばらつきによる寸法誤差、ディスクハンドリングロボットの位置決め誤差などにより、吸着不良を起こし易く、ハンドリング中あるいは搬送途中にチャック機構からディスクが脱落する問題がある。
この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するものであって、磁気ディスクあるいはそのサブストレートへのダメージを低減するとともに高速なディスクのチャックあるいはその開放が可能なディスクチャック機構を提供することにある。
この発明の他の目的は、チャックの開閉に時間がかからないディスクチャック機構を有するディスクハンドリングロボットを提供することにある。
この発明のさらに他の目的は、ガラス基板のディスクのチャックに適したディスクチャック機構を有するディスクハンドリングロボットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的を達成するためのこの発明のディスクチャック機構あるいはディスクハンドリングロボットの特徴は、進退アクチュエータと、第１のリンク部材と、この第１のリンク部材の長手方向に沿って配置され進退アクチュエータの駆動により第１のリンク部材の長手方向に沿って相対的に前進移動あるいは後退移動をする第２のリンク部材と、これら第１および第２のリンク部材の端部にそれぞれリンク結合する第３のリンク部材と、この第３のリンク部材に設けられこの第３のリンク部材の回動に応じて回動する第１のチャック爪と、第２のリンク部材に設けられ前記前進移動あるいは後退移動に応じて撓むばね部材とを備えていて、
第２のリンク部材を前進移動あるいは後退移動させることで第３のリンク部材を回動させて第１あるいは第２のリンク部材のいずれかの長手方向に対してこれと直角な方向に第１のチャック爪を突出させてディスクの内周あるいは外周に係合させかつばね部材を撓ませて第３のリンク部材を同じ方向にさらに回動させる付勢力を前記ばね部材に発生させるものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明にあっては、第１，第２、第３のリンク部材により構成されるリンク機構がスライダクランク機構を形成するので、エアーシリンダ等の進退アクチュエータの駆動で第３のリンク部材が回動し、これに設けられたチャック爪が第１のリンク部材あるいは第２のリンク部材の長手方向からこれに対して直角の方向に突出する。直角の方向に突出したチャック爪は、ディスクに係合することでその回動が停止し、第３のリンク部材もこのとき回動が停止する。そこで、さらなる第２のリンク部材の前進あるいは後退移動によりばね部材を撓ませることができる。この撓みによりディスクとの係合を維持する方向に回動するように第１のチャック爪をばね部材により所定のチャック力をもって付勢することができる。
これにより、進退アクチュエータの進退駆動だけで所定の力でディスクをチャックすることが可能になる。
この場合に、ディスクがチャックされる力は、このときのばねの弾性力（弾性定数）と撓み量とで決定され、実質的に一定の力にできる。
その結果、この発明のディスクチャック機構は、ディスクに対するチャック力を数十ｇ〜数百ｇ程度に容易に選択することができる。しかも、チャックの開閉動作は、進退アクチュエータの進退駆動だけで済む。これにより、この発明のディスクチャック機構は、ばね部材の付勢力に応じて最適なチャック力を選択することで、ディスクチャック時のディスクへのダメージを低減しかつディスクチャックの開閉タイムを短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、この発明のディスクチャック機構を適用した一実施例の説明図、図２は、そのディスクカセット内でのディスクチャック状態の説明図、図３（ａ）は、ディスクチャック機構の背面図、図３（ｂ）は、ディスクチャック機構の構成部材をリンク結合金具で結合するリンク結合についての説明図、図４は、この発明を適用した他の実施例の説明図、そして図５は、この発明を適用したさらに他の実施例の説明図である。
各図において同一の構成要素は同一の符号で示し、その説明を割愛する。
図１において、１は、ディスクであり、９は、ハンドリングロボットであって、そのアーム４がＸＹＺ方向に移動する。
ハンドリングロボット９は、中心に開口を有するディスク１の内周１点と外周の２点でハンド２によりディスク１をチャックする。ハンド２は、アーム４によりハンドリングロボット９から吊り下げられて設けられ、ディスクチャック機構３を構成している。ハンドリングロボット９の昇降機構５は、Ｚ軸方向にアーム４を昇降し、レール６に固定されている。レール６は、その内部に昇降機構５に対するＹ軸移動機構が内蔵され、Ｘ軸移動機構７によりＸ方向に移動される。８は、ハンド２の下側に位置し、複数枚のディスク１を配列収納するディスクカセットである。
【０００９】
ハンド２のディスクチャック機構３は、垂直方向に設けられたリニアガイド付きのエアーシリンダ３１とフィンガ部３２とブラケットリンク（板部材であって、この発明の第３のリンク部材に相当）３４とを有し、これらはスライダクランク機構を構成していている。
フィンガ部３２は、第１のフィンガ（棒部材）３２ａと、第２のフィンガ（棒部材であり、この発明の第２のリンク部材に相当）３２ｂ、第３のフィンガ３２ｃ（棒部材であり、この発明の第１のリンク部材に相当）、Ｕ字型に湾曲した板ばね３２ｄとからなる。第２のフィンガ３２ｂは、第３のフィンガ３２ｃの長手方向に沿って延び、これに沿って配置されている。
エアーシリンダ３１は、リニアガイドのためのレール３１ａと、移動台３１ｂとを有し、固定ベース３１ｃを介してアーム４に固定されている。レール３１ａは、アーム４に沿って取付けられ、昇降機構５の駆動でアーム４とともに上下移動する。
移動台３１ｂは、エアーシリンダ３１のレール３１ａ上を移動し、この移動台３１ｂには第１のフィンガ３２ａが固定され、この第１のフィンガ３２ａがエアーシリンダ３１の駆動に応じて上下（Ｚ方向）に移動する。
【００１０】
ハンド２を背面（図１の図面右側）からみた図３（ａ）に示されるように、第１のフィンガ３２ａは、先端が二股に分かれ、ディスク１の外周を２点でチャックするＶ溝付きローラ３３ａ，３３ｂ（図３（ａ）参照）を有し、これらが二股に分かれたそれぞれの先端側に設けられている。Ｖ溝付きローラ３３ａ，３３ｂ（以下ローラ３３ａ，３３ｂ）は、図１に示すように、水平方向に突出して先端側にそれぞれ固定されている。そしてその背面には、二股に分かれた部分に板ばね３２ｄの端部が固定されている。第２のフィンガ３２ｂは、このＵ字型の板ばね３２ｄ（図１参照）を介して吊り下げられた状態でねじにて板ばね３２ｄの他方の端部に固定されている。第１のフィンガ３２ａの二股に分かれた先端部は、図示するように第２のフィンガ３２ｂを跨いてその両側に配置されている。
なお、図３（ａ）は、図１の状態からエアーシリンダ３１が前進駆動された状態を示し、移動台３１ｂが前進した状態にある。そこで、第２のフィンガ３２ｂは、この前進に応じて降下して、図３（ａ）では第３のフィンガ３２ｃと重なり、これの陰となって見えていない。この点、図１では、エアーシリンダ３１が前進駆動される前の初期状態を示していて、第３のフィンガ３２ｃの先端部が第２のフィンガ３２ｂの先端部より下側に位置し、ブラケットリンク３４に取付けられたＶ溝付きローラ３３ｃ（この発明のチャック爪に相当）が下向きになっている。
【００１１】
図１、図３（ａ）において、板ばね３２ｄが固定された後端部とは反対側となる第２のフィンガ３２ａの先端部には矩形の切欠き溝３２０が設けられている。この切欠き溝３２０にブラケットリンク３４の端部が挿入されて回動可能にピン３４ａを介して第２のフィンガ３２ａの先端部に軸支され、これによりこれとブラケットリンク３４とがリンク結合されている。
図１、図２に示すように、第３のフィンガ３２ｃは、垂直方向からクランク状に曲折して水平方向に延び、その後端部がエアーシリンダ３１の固定ベース３１ｃにボルトにて固定されている。そして第３のフィンガ３２ｃの垂直方向にクランク状に曲折した部分は、第２のフィンガ３２ｂに沿って平行に延び、その先端部がピン３４ｂを介してブラケットリンク３４に軸支され、ブラケットリンク３４は、首振り可能に第３のフィンガ３２ｃにリンク結合されている。
なお、第３のフィンガ３２ｃの先端部には矩形の切欠き溝３２０と同様な溝が設けられている。第３のフィンガ３２ｃの先端部とブラケットリンク３４との結合の仕方は、第２のフィンガ３２ａの先端部と同じであるのでその説明は割愛する。
図３（ａ）において、３６ａ、３６ｂは、エアーシリンダ３１へのエアー導入管であり、移動台３１ｂを進退させるエアーをエアーシリンダ３１に供給する。
【００１２】
図３（ｂ）は、第２のフィンガ３２ｂおよび第３のフィンガ３２ｃとブラケットリンク３４とをリンク結合金具で結合するより簡単な結合構造を示す説明図である。
ブラケットリンク３４と第２のフィンガ３２ｂと第３のフィンガ３２ｃとは、それぞれ第１のフィンガ３２ａと第２のフィンガ３２ｂに取付けられたリンク結合金具３５ａ，３５ｂがピン３４ａ，３４ｂにより軸支されてこれらを介してブラケットリンク３４と第２のフィンガ３２ｂと第３のフィンガ３２ｃとがそれぞれにリンク結合されている。そして、ブラケットリンク３４の先端側に設けられたＶ溝付きローラ３３ｃ（以下ローラ３３ｃ）は、ブラケットリンク３４が時計方向に９０°回動したときに第２のフィンガ３２ｂと第３のフィンガ３２ｃの長手方向に対してこれと直角な方向（水平方向）に突出するように下向きにブラケットリンク３４に取付けられている。なお、図３（ｂ）は、移動台２１が前進してブラケットリンク３４が９０°回動した図２に対応する状態を示している。
リンク結合金具３５ａ，３５ｂは、図では１個であり、片支持構造のものである。しかし、反対側（図面裏面側）にもう１つのリンク結合金具をそれぞれに設けて図３（ａ）と同様にピン３４ａ，３４ｂの両端をリンク結合金具で支持する構造にしてもよい。
ところで、ディスク１の内周に係合するローラ３３ｃは、ディスク１の内周と外周の径の大きさの差に応じてディスク１の外周に係合するローラ３３ａ，３３ｂよりもその径が一回り小さいローラである。
【００１３】
図１に戻り、ディスクのチャック動作について説明する。
ハンドリングロボット９によりアーム４がディスクカセット８に対してＸＹＺ軸の所定の位置に位置決めされた後に、アーム４がＺ方向に所定量降下すると、ディスクカセット８の後部にある空き空間８ａにフィンガ２が挿入される。次に、エアーシリンダ３１が前進駆動されて移動台３１ｂが前進すると、図２に示されるように、第１のフィンガ３２ａと第２のフィンガ３２ｂとがともに降下して第１のフィンガ３２ａのローラ３３ａ，３３ｂが外周に係合する。一方、移動台３１ｂの前進に応じてブラケットリンク３４が回動し、これに固定されたローラ３３ｃが回動して水平方向に前へと突出して図２に示すようにディスク１の内周に係合してディスク１が３点でチャックされる。チャックされたディスク１は、アーム４が上昇することでカセット８から取出される。カセット８へディスクを収納するときには逆にチャックされたディスク１がカセット８へ収納されてチャックが解除されることで行われる。
このときのローラ３３ｃの突出は、固定側の第３のフィンガ３２ｃに対して第２のフィンガ３２ｂが相対的に降下することによる。第３のフィンガ３２ｃが固定されているので、第２のフィンガ３２ｂが降下すると、ブラケットリンク３４が時計方向９０°に回動して、ローラ３３ｃが水平方向に起立する。
【００１４】
ローラ３３ｃが突出してディスク１の内周にローラ３３ｃが係合すると、ローラ３３ｃは、それ以上は回動しなくなる。このときに、ディスク１の重量と回動方向との関係でバランスした位置でローラ３３ｃは停止する。このときにはローラ３３ａ，３３ｂはまだ外周に係合していない。このときブラケットリンク３４もローラ３３ｃとともに回動を停止する。そのため、第１のフィンガ３２ａのさらなる降下により板ばね３２ｄが撓む。これについて以下詳細に説明する。
例えば、ディスク１の重量を１０ｇ〜十数ｇとすると、ローラ３３ｃが時計方向に回動してディスク１の内周と係合し、ローラ３３ｃが時計方向に回動するのでディスク１の重さに応じて板ばね３２ｄが撓み始める。第１のフィンガ３２ａがさらに降下すると、板ばね３２ｄがさらに撓むとともにてディスク１が持ち上げられて、ローラ３３ｃは、ローラ３３ａ，３３ｂが図２の点線の位置にあるときに図２に示すように水平の位置付近で停止する。ローラ３３ｃが水平の位置からさらに時計方向に回動しようとすると、垂直方向へ押上げる分力は低下するので、ローラ３３ｃは、ディスク１の重力とバランスして水平の位置か少しディスク１を上へと持ち上げた位置で停止し、ブラケットリンク３４もローラ３３ｃの停止とともに回動が停止する。また、そのように板ばね３２ｄの反発力を選択することができる。第１のフィンガ３２ａがさらに降下すると、図２の点線の位置からのローラ３３ａ，３３ｂが降下し、これに応じて板ばね３２ｄをさらに撓ませることができる。そして、板ばね３２ｄの撓みは、ローラ３３ａ，３３ｂがディスク１の外周に係合した時点で停止する。このとき、水平の位置から上へと持ち上げられたディスク１の位置は、その位置を図２の状態に戻すことができる。
すなわち、第１のフィンガ３２ａのローラ３３ａ，３３ｂが外周に係合するまでは第２のフィンガ３２ｂを降下させることができる。図２の点線の位置からのローラ３３ａ，３３ｂの降下により、ローラ３３ａ，３３ｂが図２の実線で示す位置に近づくとともにＵ字型の板ばね３２ｄが圧縮される方向に撓んでいく。撓んだ板ばね３２ｄは、ブラケットリンク３４を同じ時計方向にさらに回転さる付勢力を発生する。
【００１５】
板ばね３２ｄの付勢力は、ローラ３３ａ，３３ｂの降下とともに大きくなり、ローラ３３ｃが停止してもブラケットリンク３４をさらに時計方向に回動させる力がディスク１の内周に加えられる。このとき発生する板ばね３２ｄの付勢力は、ローラ３３ａ，３３ｂが点線の位置から実線の位置まで移動することによる。
そこで、あらかじめ予定されている所定の力が内周に加えられるタイミングに合わせて第１のフィンガ３２ａのローラ３３ａ，３３ｂを外周に係合させる。この時点で、それ以上は第２のフィンガ３２ｂが降下しなくなる。これにより、進退アクチュエータ３１の前進駆動だけでＵ字型の板ばね３２ｄにより発生する所定の力でディスク１をチャックすることが可能になる。
【００１６】
その結果、エアーシリンダ３１の駆動を高速にすることができる。なお、ディスク１の重量が数百ｇ程度と重いときには、その分、板ばね３２ｄの反発力を大きくして付勢力を大きくすることになる。
このときのチャック力は、ローラ３３ｃの突出でディスク１の内周にローラ３３ｃが係合した後に第３のフィンガ３２ｃと第１のフィンガ３２ａの降下の差Δｄ（図１参照）、すなわち、ローラ３３ａ，３３ｂの前記点線から実線までの距離に実質的に対応している。それは、Ｕ字型の板ばね３２ｄの反発力（弾性力）とその撓み量とで決定され、一定の力とすることができる。
第１のフィンガ３２ａの降下は、第１のフィンガ３２ａのローラ３３ａ，３３ｂが外周に係合して停止するので、その降下量（Δｄ）が一定量に抑えられる。したがって、板ばね３２ｄの反発力（弾性力）とその撓み量を選択することで、ディスクに対するチャック力を数十ｇ〜数百ｇ程度に容易に設定することができる。
なお、ディスク１の開放は、エアーシリンダ３１を後退駆動して、前記と逆に移動台３１ｂを上昇させればよい。
【００１７】
この実施例では、内周チャック側のＶ溝付きローラを首振り機構にしているが、この発明は、外周チャッ側のＶ溝付きローラを首振り機構にしてもよい。この場合には、首振り方向が反時計方向となる。そこで、進退アクチュエータの後退駆動でチャックすることになる。その後退駆動だけで所定の力でディスクをチャックすることが可能になる。
これは、ローラ３３ｃとローラ３３ａ，３３ｂとの位置を入れ換えて配置することで可能である。
図２における第１のフィンガ３２ａは、下側まで延ばしてディスク１の内周の近傍に位置付ける。ローラ３３ａ，３３ｂをディスク１の内周に突出させて内周側のチャックとする。第２のフィンガ３２ｂは、逆に短くして、ローラ３３ｃとブラケットリンク３４とをディスク１の外周の上部に位置付けて外周側のチャックとする。
これによりローラ３３ｃはディスク１の外周側に位置し、ローラ３３ａ，３３ｂはディスク１の内周側に位置して図２のそれぞれの位置が上下逆転する。
移動台３１ｂは、後退させて外周の位置となったブラケットリンク３４を反時計方向に回動する。
これによりローラ３３ｃは、ディスク１の外周に係合し、ローラ３３ａ，３３ｂは、上昇して板ばね３２ｄを撓ませてディスク１の内周に係合する。
なお、ローラ３３ａ，３３ｂは、アーム４をカセット８に沿って移動させることでディスク１の内周に突出させることができる。
【００１８】
図４は、この発明の他の実施例の説明図であって、図１の実施例における第２のフィンガ３２ｂをばね部材としてとＵ字型の板ばね３２ｄとを一体化して第２のフィンガ３２ｅとしたものである。
これにより第２のフィンガ３２ｅ全体を１枚の板ばねで構成し、これの端部は、移動台３１ｂに固定される。第２のフィンガ３２ｅの反対側の端部をブラケットリンク３４にリンク結合金具３５ｂを介して結合する。これにより第２のフィンガ３２ｅは、図１にものより単純な構造となる。なお、第３のフィンガ３２ｃの先端は、図３（ｂ）と同様に、ブラケットリンク３４にリンク結合金具３５ａを介して結合されている。
図示するように、第２のフィンガ３２ｅのＵ字型の湾曲方向は、板ばね３２ｄとは反対に内側に湾曲している。ローラ３３ａ，３３ｂを有する第１のフィンガ３２ａは、台座３２ｆを介して移動台３１ｂに固定されている。第３のフィンガ３２ｃの長さは、図１のものよりも短い。
その他の構成は、図１の場合と実質的に同様なものであるので、その説明は割愛する。 このような構造のディスクチャック機構は、より小型化できるので、例えば、１．８インチ以下の、ディスク１の外形が小さいディスクに対して有効である。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
以上説明してきたが、実施例におけるローラ３３ｃは、ディスクをチャックするチャック爪である。このチャック爪の突出方向は、図１の実施例では第３のフィンガ３２ｃの長手方向に対して直角な図面左側方向となっている。
第２のフィンガ３２ｂ側の長手方向に対して直角な図面右側方向に突出させてもよい。この場合には、図１のカセット８のディスク１を反対側から取出すことができる。この場合、ローラ３３ｃは、図４においてブラケットリンク３４の位置を図面左側から右側に移動させて、図面右側に突出するようにブラケットリンク３４に取付け、ローラ３３ａ，３３ｂも左側から右側に移動して図４の図面右側に突出するように、第１のフィンガ３２ａに換えて第３のフィンガ３２ｃの先端にそれぞれ取付ければよい。第２のフィンガ３２ｅと第３のフィンガ３２ｃの位置は入換える。
さらに、図２あるいは図４において、第２のフィンガ３２ｂ（第２のフィンガ３２ｅ）と第３のフィンガ３２ｃの位置は、ばね部材３２ｄを介して固定ベース３１ｃに固定して固定側として第３のフィンガ３２ｃを移動台３１ｂに取付けて入換えられてもよい。そして、第３のフィンガ３２ｃを進退させればよい。それによりばね部材３２ｄを有する固定側の第２のフィンガ３２ｂ（第２のフィンガ３２ｅ）は、第３のフィンガ３２ｃに対して相対的に移動することになる。
【００２０】
図１の実施例では、２個のＶ溝付きローラを設けて２点で外周チャックを行っているが、この発明は、外周チャックのＶ溝付きローラを１個として内周外周を２点で対向チャックするようにしてもよい。また、この発明は、Ｖ溝付きローラに換えて他の形状のチャック爪を用いてもよい。
また、この発明は、図１に示した内周チャックのＶ溝付きローラを外周チャックに換えてディスクの外周３点でチャックするようなチャック機構にも適用可能である。
さらに、実施例では第２のフィンガ３２ｂには板ばねを設けているが、この発明は、板ばねに換えてコイルばね等の他のばね部材を設けてもよい。
さらに、実施例では、カセット８からディスク１を取出す場合のディスクチャックを中心として説明しているが、カセット８へディスク１を収納する場合もカセット８に対する動作が逆になるだけであるので、同様にこの発明のディスクチャック機構が適用できることはもちろんである。さらに、カセット以外の場所へのディスクの収納あるいはそこからのディスクの取出についてもこの発明のディスクチャック機構は適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、この発明のディスクチャック機構を適用した一実施例の説明図である。
【図２】図２は、そのディスクカセット内でのディスクチャック状態の説明図である。
【図３】図３（ａ）は、ディスクチャック機構の背面図、図３（ｂ）は、ディスクチャック機構の構成部材をリンク結合金具で結合するリンク結合についての説明図である。
【図４】図４は、この発明を適用した他の実施例の説明図である。
【符号の説明】
【００２２】
１…ディスク、２…ハンド、３…ディスクチャック機構、
４…アーム、５…昇降機構、
６…レール、７…Ｘ軸移動機構、８…ディスクカセット、
９…ハンドリンクロボット、３１…エアーシリンダ、
３１ａ…作動子、３１ｂ…固定ベース、３２…フィンガ、
３２ａ…第１のフィンガ、３２ｂ…第２のフィンガ、
３２ｃ…第３のフィンガ、３２ｄ…板ばね、
３３ａ，３３ｂ，３３ｃ…Ｖ溝付きローラ、
３４…ブラケットリンク、３４ａ，３４ｂ…ピン。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ディスクチャック機構およびディスクハンドリングロボットに関し、詳しくは、磁気ディスクあるいはそのサブストレートをカセットから取出あるいはカセットへ収納する時にディスクへのダメージを低減するとともに高速なディスクのチャックあるいはその開放が可能でガラス基板のディスクをチャックする場合に適したディスクチャック機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ等の情報記録媒体として用いられる磁気ディスクは、近年益々高記憶密度化が要求され、最近ではガラスディスクを基板として小型化されてきている。
ハードディスク装置（ＨＤＤ）は、現在では自動車製品や家電製品、音響製品の分野にまで浸透し、２．５インチから１．８インチに、さらには１．０インチ以下のハードディスク駆動装置が各種製品に内蔵され、使用されている。
ハードディスク駆動装置は、さらに小型化される傾向にあって、しかも、ハードディスク駆動装置自体の製品単価は低下し、多量のハードディスク駆動装置をコストダウンして製造することが製造メーカに要求されてきている。そのため、ディスク洗浄装置、ディスク検査装置などにあっても多量のディスクを効率よく洗浄し、乾燥し、検査し、さらに各装置を小型化する要請がある。
【０００３】
洗浄装置や乾燥装置、検査装置などの各ステージへの磁気ディスクあるいはその基板（以下これらを単にディスクという）の搬入、搬出は、通常、ディスクハンドリングロボット等のハンドリング機構を介して行われている。そのディスクハンドリングロボットの先端側のハンド部分にはディスクチャック機構が設けられている。ディスクチャック機構により保持されたディスクは、搬送されてカセット等に収納されあるいは逆にカセット等から取出される。
この種のディスクのチャック機構としてはディスクの内周と外周とにおいてディスクをチャックする出願人の出願となる、検査システムにおけるディスクハンドリング機構がに開示され、公知である（特許文献１）。
これに記載されたチャック機構は、Ｖ溝付きローラを３個有していて、ディスクの外周２点と内周１点でディスクをチャックする。このとき、内周チャック側のＶ溝付きローラのアームが９０゜回動してディスクの内周側に突出す首振り機構を採用している。
【特許文献１】特開平９−２７４７７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ディスクの製造効率、検査効率を上げるためには、ディスクハンドリング処理の効率化が大きな役割を果たす。しかし、ディスクの搬送速度を上げてもディスクチャックを確実にしないと搬送途中でディスクの落下やディスク間での接触などが起こり易い問題がある。一方、ディスクチャックを確実にするためにチャック機構のチャック力を強化すると、チャック痕やディスクのチャンファ部に欠けなどがディスクに発生し易く、ディスクへのダメージが問題となる。特に、ガラスディスク基板のディスクに対して高速チャックをした場合にチャンファ部分に欠けなどが発生し易い。
通常、ディスクハンドリングの際に要求されるチャック力は、数十ｇ〜数百ｇ程度である。特開平９−２７４７７９号に開示される内周と外周とによるディスクチャック機構では、ディスクへのダメージを軽減するためにチャックの開閉をエアーシリンダのスロー駆動により行っている。前記した程度の力で確実かつ安定したディスクチャックをするためにはエアーを緩やかにシリンダに送り込み、チャック動作をさせる必要がある。そのためにチャックの開閉に時間がかかる欠点がある。
【０００５】
このような問題を回避しかつチャックによるディスクへのダメージを軽減し、さらにチャック時間を短縮するためにディスクを真空吸着する吸着チャックを用いることができる。しかし、これは、吸着するディスクの外形に対応するような形状の吸着ヘッドを用意しておかないと、吸着が不安定になる欠点がある。しかも、真空吸着は、ディスクのばらつきによる寸法誤差、ディスクハンドリングロボットの位置決め誤差などにより、吸着不良を起こし易く、ハンドリング中あるいは搬送途中にチャック機構からディスクが脱落する問題がある。
この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するものであって、磁気ディスクあるいはそのサブストレートへのダメージを低減するとともに高速なディスクのチャックあるいはその開放が可能なディスクチャック機構を提供することにある。
この発明の他の目的は、チャックの開閉に時間がかからないディスクチャック機構を有するディスクハンドリングロボットを提供することにある。
この発明のさらに他の目的は、ガラス基板のディスクのチャックに適したディスクチャック機構を有するディスクハンドリングロボットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的を達成するためのこの発明のディスクチャック機構あるいはディスクハンドリングロボットの特徴は、進退アクチュエータと、第１のリンク部材と、この第１のリンク部材の長手方向に沿って配置され進退アクチュエータの駆動により第１のリンク部材の長手方向に沿って相対的に前進移動あるいは後退移動をする第２のリンク部材と、これら第１および第２のリンク部材の端部にそれぞれリンク結合する第３のリンク部材と、この第３のリンク部材に設けられこの第３のリンク部材の回動に応じて回動する第１のチャック爪と、第２のリンク部材に設けられ前記前進移動あるいは後退移動に応じて撓むばね部材とを備えていて、
第２のリンク部材を前進移動あるいは後退移動させることで第３のリンク部材を回動させて第１あるいは第２のリンク部材のいずれかの長手方向に対してこれと直角な方向に第１のチャック爪を突出させてディスクの内周あるいは外周に係合させかつばね部材を撓ませて第３のリンク部材を同じ方向にさらに回動させる付勢力を前記ばね部材に発生させるものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明にあっては、第１，第２、第３のリンク部材により構成されるリンク機構がスライダクランク機構を形成するので、エアーシリンダ等の進退アクチュエータの駆動で第３のリンク部材が回動し、これに設けられたチャック爪が第１のリンク部材あるいは第２のリンク部材の長手方向からこれに対して直角の方向に突出する。直角の方向に突出したチャック爪は、ディスクに係合することでその回動が停止し、第３のリンク部材もこのとき回動が停止する。そこで、さらなる第２のリンク部材の前進あるいは後退移動によりばね部材を撓ませることができる。この撓みによりディスクとの係合を維持する方向に回動するように第１のチャック爪をばね部材により所定のチャック力をもって付勢することができる。
これにより、進退アクチュエータの進退駆動だけで所定の力でディスクをチャックすることが可能になる。
この場合に、ディスクがチャックされる力は、このときのばねの弾性力（弾性定数）と撓み量とで決定され、実質的に一定の力にできる。
その結果、この発明のディスクチャック機構は、ディスクに対するチャック力を数十ｇ〜数百ｇ程度に容易に選択することができる。しかも、チャックの開閉動作は、進退アクチュエータの進退駆動だけで済む。これにより、この発明のディスクチャック機構は、ばね部材の付勢力に応じて最適なチャック力を選択することで、ディスクチャック時のディスクへのダメージを低減しかつディスクチャックの開閉タイムを短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、この発明のディスクチャック機構を適用した一実施例の説明図、図２は、そのディスクカセット内でのディスクチャック状態の説明図、図３（ａ）は、ディスクチャック機構の背面図、図３（ｂ）は、ディスクチャック機構の構成部材をリンク結合金具で結合するリンク結合についての説明図、図４は、この発明を適用した他の実施例の説明図、そして図５は、この発明を適用したさらに他の実施例の説明図である。
各図において同一の構成要素は同一の符号で示し、その説明を割愛する。
図１において、１は、ディスクであり、９は、ハンドリングロボットであって、そのアーム４がＸＹＺ方向に移動する。
ハンドリングロボット９は、中心に開口を有するディスク１の内周１点と外周の２点でハンド２によりディスク１をチャックする。ハンド２は、アーム４によりハンドリングロボット９から吊り下げられて設けられ、ディスクチャック機構３を構成している。ハンドリングロボット９の昇降機構５は、Ｚ軸方向にアーム４を昇降し、レール６に固定されている。レール６は、その内部に昇降機構５に対するＹ軸移動機構が内蔵され、Ｘ軸移動機構７によりＸ方向に移動される。８は、ハンド２の下側に位置し、複数枚のディスク１を配列収納するディスクカセットである。
【０００９】
ハンド２のディスクチャック機構３は、垂直方向に設けられたリニアガイド付きのエアーシリンダ３１とフィンガ部３２とブラケットリンク（板部材であって、この発明の第３のリンク部材に相当）３４とを有し、これらはスライダクランク機構を構成していている。
フィンガ部３２は、第１のフィンガ（棒部材）３２ａと、第２のフィンガ（棒部材であり、この発明の第２のリンク部材に相当）３２ｂ、第３のフィンガ３２ｃ（棒部材であり、この発明の第１のリンク部材に相当）、Ｕ字型に湾曲した板ばね３２ｄとからなる。第２のフィンガ３２ｂは、第３のフィンガ３２ｃの長手方向に沿って延び、これに沿って配置されている。
エアーシリンダ３１は、リニアガイドのためのレール３１ａと、移動台３１ｂとを有し、固定ベース３１ｃを介してアーム４に固定されている。レール３１ａは、アーム４に沿って取付けられ、昇降機構５の駆動でアーム４とともに上下移動する。
移動台３１ｂは、エアーシリンダ３１のレール３１ａ上を移動し、この移動台３１ｂには第１のフィンガ３２ａが固定され、この第１のフィンガ３２ａがエアーシリンダ３１の駆動に応じて上下（Ｚ方向）に移動する。
【００１０】
ハンド２を背面（図１の図面右側）からみた図３（ａ）に示されるように、第１のフィンガ３２ａは、先端が二股に分かれ、ディスク１の外周を２点でチャックするＶ溝付きローラ３３ａ，３３ｂ（図３（ａ）参照）を有し、これらが二股に分かれたそれぞれの先端側に設けられている。Ｖ溝付きローラ３３ａ，３３ｂ（以下ローラ３３ａ，３３ｂ）は、図１に示すように、水平方向に突出して先端側にそれぞれ固定されている。そしてその背面には、二股に分かれた部分に板ばね３２ｄの端部が固定されている。第２のフィンガ３２ｂは、このＵ字型の板ばね３２ｄ（図１参照）を介して吊り下げられた状態でねじにて板ばね３２ｄの他方の端部に固定されている。第１のフィンガ３２ａの二股に分かれた先端部は、図示するように第２のフィンガ３２ｂを跨いてその両側に配置されている。
なお、図３（ａ）は、図１の状態からエアーシリンダ３１が前進駆動された状態を示し、移動台３１ｂが前進した状態にある。そこで、第２のフィンガ３２ｂは、この前進に応じて降下して、図３（ａ）では第３のフィンガ３２ｃと重なり、これの陰となって見えていない。この点、図１では、エアーシリンダ３１が前進駆動される前の初期状態を示していて、第３のフィンガ３２ｃの先端部が第２のフィンガ３２ｂの先端部より下側に位置し、ブラケットリンク３４に取付けられたＶ溝付きローラ３３ｃ（この発明のチャック爪に相当）が下向きになっている。
【００１１】
図１、図３（ａ）において、板ばね３２ｄが固定された後端部とは反対側となる第２のフィンガ３２ａの先端部には矩形の切欠き溝３２０が設けられている。この切欠き溝３２０にブラケットリンク３４の端部が挿入されて回動可能にピン３４ａを介して第２のフィンガ３２ａの先端部に軸支され、これによりこれとブラケットリンク３４とがリンク結合されている。
図１、図２に示すように、第３のフィンガ３２ｃは、垂直方向からクランク状に曲折して水平方向に延び、その後端部がエアーシリンダ３１の固定ベース３１ｃにボルトにて固定されている。そして第３のフィンガ３２ｃの垂直方向にクランク状に曲折した部分は、第２のフィンガ３２ｂに沿って平行に延び、その先端部がピン３４ｂを介してブラケットリンク３４に軸支され、ブラケットリンク３４は、首振り可能に第３のフィンガ３２ｃにリンク結合されている。
なお、第３のフィンガ３２ｃの先端部には矩形の切欠き溝３２０と同様な溝が設けられている。第３のフィンガ３２ｃの先端部とブラケットリンク３４との結合の仕方は、第２のフィンガ３２ａの先端部と同じであるのでその説明は割愛する。
図３（ａ）において、３６ａ、３６ｂは、エアーシリンダ３１へのエアー導入管であり、移動台３１ｂを進退させるエアーをエアーシリンダ３１に供給する。
【００１２】
図３（ｂ）は、第２のフィンガ３２ｂおよび第３のフィンガ３２ｃとブラケットリンク３４とをリンク結合金具で結合するより簡単な結合構造を示す説明図である。
ブラケットリンク３４と第２のフィンガ３２ｂと第３のフィンガ３２ｃとは、それぞれ第１のフィンガ３２ａと第２のフィンガ３２ｂに取付けられたリンク結合金具３５ａ，３５ｂがピン３４ａ，３４ｂにより軸支されてこれらを介してブラケットリンク３４と第２のフィンガ３２ｂと第３のフィンガ３２ｃとがそれぞれにリンク結合されている。そして、ブラケットリンク３４の先端側に設けられたＶ溝付きローラ３３ｃ（以下ローラ３３ｃ）は、ブラケットリンク３４が時計方向に９０°回動したときに第２のフィンガ３２ｂと第３のフィンガ３２ｃの長手方向に対してこれと直角な方向（水平方向）に突出するように下向きにブラケットリンク３４に取付けられている。なお、図３（ｂ）は、移動台２１が前進してブラケットリンク３４が９０°回動した図２に対応する状態を示している。
リンク結合金具３５ａ，３５ｂは、図では１個であり、片支持構造のものである。しかし、反対側（図面裏面側）にもう１つのリンク結合金具をそれぞれに設けて図３（ａ）と同様にピン３４ａ，３４ｂの両端をリンク結合金具で支持する構造にしてもよい。
ところで、ディスク１の内周に係合するローラ３３ｃは、ディスク１の内周と外周の径の大きさの差に応じてディスク１の外周に係合するローラ３３ａ，３３ｂよりもその径が一回り小さいローラである。
【００１３】
図１に戻り、ディスクのチャック動作について説明する。
ハンドリングロボット９によりアーム４がディスクカセット８に対してＸＹＺ軸の所定の位置に位置決めされた後に、アーム４がＺ方向に所定量降下すると、ディスクカセット８の後部にある空き空間８ａにフィンガ２が挿入される。次に、エアーシリンダ３１が前進駆動されて移動台３１ｂが前進すると、図２に示されるように、第１のフィンガ３２ａと第２のフィンガ３２ｂとがともに降下して第１のフィンガ３２ａのローラ３３ａ，３３ｂが外周に係合する。一方、移動台３１ｂの前進に応じてブラケットリンク３４が回動し、これに固定されたローラ３３ｃが回動して水平方向に前へと突出して図２に示すようにディスク１の内周に係合してディスク１が３点でチャックされる。チャックされたディスク１は、アーム４が上昇することでカセット８から取出される。カセット８へディスクを収納するときには逆にチャックされたディスク１がカセット８へ収納されてチャックが解除されることで行われる。
このときのローラ３３ｃの突出は、固定側の第３のフィンガ３２ｃに対して第２のフィンガ３２ｂが相対的に降下することによる。第３のフィンガ３２ｃが固定されているので、第２のフィンガ３２ｂが降下すると、ブラケットリンク３４が時計方向９０°に回動して、ローラ３３ｃが水平方向に起立する。
【００１４】
ローラ３３ｃが突出してディスク１の内周にローラ３３ｃが係合すると、ローラ３３ｃは、それ以上は回動しなくなる。このときに、ディスク１の重量と回動方向との関係でバランスした位置でローラ３３ｃは停止する。このときにはローラ３３ａ，３３ｂはまだ外周に係合していない。このときブラケットリンク３４もローラ３３ｃとともに回動を停止する。そのため、第１のフィンガ３２ａのさらなる降下により板ばね３２ｄが撓む。これについて以下詳細に説明する。
例えば、ディスク１の重量を１０ｇ〜十数ｇとすると、ローラ３３ｃが時計方向に回動してディスク１の内周と係合し、ローラ３３ｃが時計方向に回動するのでディスク１の重さに応じて板ばね３２ｄが撓み始める。第１のフィンガ３２ａがさらに降下すると、板ばね３２ｄがさらに撓むとともにてディスク１が持ち上げられて、ローラ３３ｃは、ローラ３３ａ，３３ｂが図２の点線の位置にあるときに図２に示すように水平の位置付近で停止する。ローラ３３ｃが水平の位置からさらに時計方向に回動しようとすると、垂直方向へ押上げる分力は低下するので、ローラ３３ｃは、ディスク１の重力とバランスして水平の位置か少しディスク１を上へと持ち上げた位置で停止し、ブラケットリンク３４もローラ３３ｃの停止とともに回動が停止する。また、そのように板ばね３２ｄの反発力を選択することができる。第１のフィンガ３２ａがさらに降下すると、図２の点線の位置からのローラ３３ａ，３３ｂが降下し、これに応じて板ばね３２ｄをさらに撓ませることができる。そして、板ばね３２ｄの撓みは、ローラ３３ａ，３３ｂがディスク１の外周に係合した時点で停止する。このとき、水平の位置から上へと持ち上げられたディスク１の位置は、その位置を図２の状態に戻すことができる。
すなわち、第１のフィンガ３２ａのローラ３３ａ，３３ｂが外周に係合するまでは第２のフィンガ３２ｂを降下させることができる。図２の点線の位置からのローラ３３ａ，３３ｂの降下により、ローラ３３ａ，３３ｂが図２の実線で示す位置に近づくとともにＵ字型の板ばね３２ｄが圧縮される方向に撓んでいく。撓んだ板ばね３２ｄは、ブラケットリンク３４を同じ時計方向にさらに回転さる付勢力を発生する。
【００１５】
板ばね３２ｄの付勢力は、ローラ３３ａ，３３ｂの降下とともに大きくなり、ローラ３３ｃが停止してもブラケットリンク３４をさらに時計方向に回動させる力がディスク１の内周に加えられる。このとき発生する板ばね３２ｄの付勢力は、ローラ３３ａ，３３ｂが点線の位置から実線の位置まで移動することによる。
そこで、あらかじめ予定されている所定の力が内周に加えられるタイミングに合わせて第１のフィンガ３２ａのローラ３３ａ，３３ｂを外周に係合させる。この時点で、それ以上は第２のフィンガ３２ｂが降下しなくなる。これにより、進退アクチュエータ３１の前進駆動だけでＵ字型の板ばね３２ｄにより発生する所定の力でディスク１をチャックすることが可能になる。
【００１６】
その結果、エアーシリンダ３１の駆動を高速にすることができる。なお、ディスク１の重量が数百ｇ程度と重いときには、その分、板ばね３２ｄの反発力を大きくして付勢力を大きくすることになる。
このときのチャック力は、ローラ３３ｃの突出でディスク１の内周にローラ３３ｃが係合した後に第３のフィンガ３２ｃと第１のフィンガ３２ａの降下の差Δｄ（図１参照）、すなわち、ローラ３３ａ，３３ｂの前記点線から実線までの距離に実質的に対応している。それは、Ｕ字型の板ばね３２ｄの反発力（弾性力）とその撓み量とで決定され、一定の力とすることができる。
第１のフィンガ３２ａの降下は、第１のフィンガ３２ａのローラ３３ａ，３３ｂが外周に係合して停止するので、その降下量（Δｄ）が一定量に抑えられる。したがって、板ばね３２ｄの反発力（弾性力）とその撓み量を選択することで、ディスクに対するチャック力を数十ｇ〜数百ｇ程度に容易に設定することができる。
なお、ディスク１の開放は、エアーシリンダ３１を後退駆動して、前記と逆に移動台３１ｂを上昇させればよい。
【００１７】
この実施例では、内周チャック側のＶ溝付きローラを首振り機構にしているが、この発明は、外周チャッ側のＶ溝付きローラを首振り機構にしてもよい。この場合には、首振り方向が反時計方向となる。そこで、進退アクチュエータの後退駆動でチャックすることになる。その後退駆動だけで所定の力でディスクをチャックすることが可能になる。
これは、ローラ３３ｃとローラ３３ａ，３３ｂとの位置を入れ換えて配置することで可能である。
図２における第１のフィンガ３２ａは、下側まで延ばしてディスク１の内周の近傍に位置付ける。ローラ３３ａ，３３ｂをディスク１の内周に突出させて内周側のチャックとする。第２のフィンガ３２ｂは、逆に短くして、ローラ３３ｃとブラケットリンク３４とをディスク１の外周の上部に位置付けて外周側のチャックとする。
これによりローラ３３ｃはディスク１の外周側に位置し、ローラ３３ａ，３３ｂはディスク１の内周側に位置して図２のそれぞれの位置が上下逆転する。
移動台３１ｂは、後退させて外周の位置となったブラケットリンク３４を反時計方向に回動する。
これによりローラ３３ｃは、ディスク１の外周に係合し、ローラ３３ａ，３３ｂは、上昇して板ばね３２ｄを撓ませてディスク１の内周に係合する。
なお、ローラ３３ａ，３３ｂは、アーム４をカセット８に沿って移動させることでディスク１の内周に突出させることができる。
【００１８】
図４は、この発明の他の実施例の説明図であって、図１の実施例における第２のフィンガ３２ｂをばね部材としてとＵ字型の板ばね３２ｄとを一体化して第２のフィンガ３２ｅとしたものである。
これにより第２のフィンガ３２ｅ全体を１枚の板ばねで構成し、これの端部は、移動台３１ｂに固定される。第２のフィンガ３２ｅの反対側の端部をブラケットリンク３４にリンク結合金具３５ｂを介して結合する。これにより第２のフィンガ３２ｅは、図１にものより単純な構造となる。なお、第３のフィンガ３２ｃの先端は、図３（ｂ）と同様に、ブラケットリンク３４にリンク結合金具３５ａを介して結合されている。
図示するように、第２のフィンガ３２ｅのＵ字型の湾曲方向は、板ばね３２ｄとは反対に内側に湾曲している。ローラ３３ａ，３３ｂを有する第１のフィンガ３２ａは、台座３２ｆを介して移動台３１ｂに固定されている。第３のフィンガ３２ｃの長さは、図１のものよりも短い。
その他の構成は、図１の場合と実質的に同様なものであるので、その説明は割愛する。 このような構造のディスクチャック機構は、より小型化できるので、例えば、１．８インチ以下の、ディスク１の外形が小さいディスクに対して有効である。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
以上説明してきたが、実施例におけるローラ３３ｃは、ディスクをチャックするチャック爪である。このチャック爪の突出方向は、図１の実施例では第３のフィンガ３２ｃの長手方向に対して直角な図面左側方向となっている。
第２のフィンガ３２ｂ側の長手方向に対して直角な図面右側方向に突出させてもよい。この場合には、図１のカセット８のディスク１を反対側から取出すことができる。この場合、ローラ３３ｃは、図４においてブラケットリンク３４の位置を図面左側から右側に移動させて、図面右側に突出するようにブラケットリンク３４に取付け、ローラ３３ａ，３３ｂも左側から右側に移動して図４の図面右側に突出するように、第１のフィンガ３２ａに換えて第３のフィンガ３２ｃの先端にそれぞれ取付ければよい。第２のフィンガ３２ｅと第３のフィンガ３２ｃの位置は入換える。
さらに、図２あるいは図４において、第２のフィンガ３２ｂ（第２のフィンガ３２ｅ）と第３のフィンガ３２ｃの位置は、ばね部材３２ｄを介して固定ベース３１ｃに固定して固定側として第３のフィンガ３２ｃを移動台３１ｂに取付けて入換えられてもよい。そして、第３のフィンガ３２ｃを進退させればよい。それによりばね部材３２ｄを有する固定側の第２のフィンガ３２ｂ（第２のフィンガ３２ｅ）は、第３のフィンガ３２ｃに対して相対的に移動することになる。
【００２０】
図１の実施例では、２個のＶ溝付きローラを設けて２点で外周チャックを行っているが、この発明は、外周チャックのＶ溝付きローラを１個として内周外周を２点で対向チャックするようにしてもよい。また、この発明は、Ｖ溝付きローラに換えて他の形状のチャック爪を用いてもよい。
また、この発明は、図１に示した内周チャックのＶ溝付きローラを外周チャックに換えてディスクの外周３点でチャックするようなチャック機構にも適用可能である。
さらに、実施例では第２のフィンガ３２ｂには板ばねを設けているが、この発明は、板ばねに換えてコイルばね等の他のばね部材を設けてもよい。
さらに、実施例では、カセット８からディスク１を取出す場合のディスクチャックを中心として説明しているが、カセット８へディスク１を収納する場合もカセット８に対する動作が逆になるだけであるので、同様にこの発明のディスクチャック機構が適用できることはもちろんである。さらに、カセット以外の場所へのディスクの収納あるいはそこからのディスクの取出についてもこの発明のディスクチャック機構は適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、この発明のディスクチャック機構を適用した一実施例の説明図である。
【図２】図２は、そのディスクカセット内でのディスクチャック状態の説明図である。
【図３】図３（ａ）は、ディスクチャック機構の背面図、図３（ｂ）は、ディスクチャック機構の構成部材をリンク結合金具で結合するリンク結合についての説明図である。
【図４】図４は、この発明を適用した他の実施例の説明図である。
【符号の説明】
【００２２】
１…ディスク、２…ハンド、３…ディスクチャック機構、
４…アーム、５…昇降機構、
６…レール、７…Ｘ軸移動機構、８…ディスクカセット、
９…ハンドリンクロボット、３１…エアーシリンダ、
３１ａ…作動子、３１ｂ…固定ベース、３２…フィンガ、
３２ａ…第１のフィンガ、３２ｂ…第２のフィンガ、
３２ｃ…第３のフィンガ、３２ｄ…板ばね、
３３ａ，３３ｂ，３３ｃ…Ｖ溝付きローラ、
３４…ブラケットリンク、３４ａ，３４ｂ…ピン。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心開口を有するディスクの内周あるいは外周に係合して前記ディスクをチャックするディスクチャック機構において、
進退アクチュエータと、
第１のリンク部材と、
この第１のリンク部材の長手方向に沿って配置され前記進退アクチュエータの駆動により前記第１のリンク部材の長手方向に沿って相対的に前進移動あるいは後退移動をする第２のリンク部材と、
これら第１および第２のリンク部材の端部にそれぞれリンク結合する第３のリンク部材と、
この第３のリンク部材に設けられこの第３のリンク部材の回動に応じて回動する第１のチャック爪と、
前記第２のリンク部材に設けられ前記前進移動あるいは後退移動に応じて撓むばね部材とを備え、
前記第２のリンク部材を前記前進移動あるいは前記後退移動させることで前記第３のリンク部材を回動させて前記第１あるいは第２のリンク部材のいずれかの長手方向に対してこれと直角な方向に前記第１のチャック爪を突出させて前記ディスクの内周あるいは外周に係合させかつ前記ばね部材を撓ませて前記第３のリンク部材を同じ方向にさらに回動させる付勢力を前記ばね部材に発生させるディスクチャック機構。
【請求項２】
前記第１のリンク部材は、フレームあるいはアームに固定され、前記第２のリンク部材は、前記ばね部材を介して前記進退アクチュエータにより移動され、前記第３のリンク部材は、前記第１のチャック爪と前記ディスクとの係合により回動が停止され、この停止の後の前記前進移動あるいは後退移動に応じて前記付勢力を発生するために前記ばね部材が撓む請求項１記載のディスクチャック機構。
【請求項３】
前記ばね部材は、リンク結合された前記第２のリンク部材の端部とは反対側の端部と前記進退アクチュエータとの間に設けられ、前記第１のチャック爪は前記第３のリンク部材に下向きに固定されている請求項２記載のディスクチャック機構。
【請求項４】
前記進退アクチュエータは、前記第１のリンク部材に沿って進退する棒部材を有し、前記棒部材には第２のチャック爪が設けられていて、前記第１のチャック爪は前記ディスクの内周および外周のいずれか一方に係合し、前記第２のチャック爪は前記ディスクの内周および外周のいずれか他方に係合し、前記第２のチャック爪が前記ディスクの内周および外周のいずれか他方に係合することにより前記ばね部材の撓みが停止する請求項３記載のディスクチャック機構。
【請求項５】
前記進退アクチュエータはエアーシリンダであり、前記第１および第２のチャック爪はＶ溝付きローラであり、前記ディスクはカセットに収納され、前記進退アクチュエータの駆動により前記カセットの方向に向かって前記第２のリンク部材が前進駆動され、前記第１および第２のチャック爪により前記ディスクが所定のチャック力でチャックされる請求項４記載のディスクチャック機構。
【請求項６】
第２のチャック爪は、前記棒部材の長手方向に対してこれに垂直となる方向に突出する状態で前記棒部材に固定され、前記ばね部材は湾曲した板ばねであって、前記第２のリンク部材の前記反対側の端部と前記棒部材との間に設けられ、前記第２のチャック爪は、前記前進移動により前記棒部材が前記ディスクの方向に移動して前記ディスクの外周と係合する請求項４記載のディスクチャック機構。
【請求項７】
前記第２のチャック爪は２個設けられ、前記第１のチャック爪とともに前記ディスクの内周あるいは外周を３点でチャックする請求項６記載のディスクチャック機構。
【請求項８】
前記ばね部材は、前記進退アクチュエータの移動台に固定され、前記第２のリンク部材は、ばね部材として構成され、前記第３のリンク部材にリンク結合された端部を除いて前記ばね部材に一体化されている請求項２記載のディスクチャック機構。
【請求項９】
請求項１〜８のうちのいずれか１項記載のディスクチャック機構を有するディスクハンドリングロボット。
【請求項１】
中心開口を有するディスクの内周あるいは外周に係合して前記ディスクをチャックするディスクチャック機構において、
進退アクチュエータと、
第１のリンク部材と、
この第１のリンク部材の長手方向に沿って配置され前記進退アクチュエータの駆動により前記第１のリンク部材の長手方向に沿って相対的に前進移動あるいは後退移動をする第２のリンク部材と、
これら第１および第２のリンク部材の端部にそれぞれリンク結合する第３のリンク部材と、
この第３のリンク部材に設けられこの第３のリンク部材の回動に応じて回動する第１のチャック爪と、
前記第２のリンク部材に設けられ前記前進移動あるいは後退移動に応じて撓むばね部材とを備え、
前記第２のリンク部材を前記前進移動あるいは前記後退移動させることで前記第３のリンク部材を回動させて前記第１あるいは第２のリンク部材のいずれかの長手方向に対してこれと直角な方向に前記第１のチャック爪を突出させて前記ディスクの内周あるいは外周に係合させかつ前記ばね部材を撓ませて前記第３のリンク部材を同じ方向にさらに回動させる付勢力を前記ばね部材に発生させるディスクチャック機構。
【請求項２】
前記第１のリンク部材は、フレームあるいはアームに固定され、前記第２のリンク部材は、前記ばね部材を介して前記進退アクチュエータにより移動され、前記第３のリンク部材は、前記第１のチャック爪と前記ディスクとの係合により回動が停止され、この停止の後の前記前進移動あるいは後退移動に応じて前記付勢力を発生するために前記ばね部材が撓む請求項１記載のディスクチャック機構。
【請求項３】
前記ばね部材は、リンク結合された前記第２のリンク部材の端部とは反対側の端部と前記進退アクチュエータとの間に設けられ、前記第１のチャック爪は前記第３のリンク部材に下向きに固定されている請求項２記載のディスクチャック機構。
【請求項４】
前記進退アクチュエータは、前記第１のリンク部材に沿って進退する棒部材を有し、前記棒部材には第２のチャック爪が設けられていて、前記第１のチャック爪は前記ディスクの内周および外周のいずれか一方に係合し、前記第２のチャック爪は前記ディスクの内周および外周のいずれか他方に係合し、前記第２のチャック爪が前記ディスクの内周および外周のいずれか他方に係合することにより前記ばね部材の撓みが停止する請求項３記載のディスクチャック機構。
【請求項５】
前記進退アクチュエータはエアーシリンダであり、前記第１および第２のチャック爪はＶ溝付きローラであり、前記ディスクはカセットに収納され、前記進退アクチュエータの駆動により前記カセットの方向に向かって前記第２のリンク部材が前進駆動され、前記第１および第２のチャック爪により前記ディスクが所定のチャック力でチャックされる請求項４記載のディスクチャック機構。
【請求項６】
第２のチャック爪は、前記棒部材の長手方向に対してこれに垂直となる方向に突出する状態で前記棒部材に固定され、前記ばね部材は湾曲した板ばねであって、前記第２のリンク部材の前記反対側の端部と前記棒部材との間に設けられ、前記第２のチャック爪は、前記前進移動により前記棒部材が前記ディスクの方向に移動して前記ディスクの外周と係合する請求項４記載のディスクチャック機構。
【請求項７】
前記第２のチャック爪は２個設けられ、前記第１のチャック爪とともに前記ディスクの内周あるいは外周を３点でチャックする請求項６記載のディスクチャック機構。
【請求項８】
前記ばね部材は、前記進退アクチュエータの移動台に固定され、前記第２のリンク部材は、ばね部材として構成され、前記第３のリンク部材にリンク結合された端部を除いて前記ばね部材に一体化されている請求項２記載のディスクチャック機構。
【請求項９】
請求項１〜８のうちのいずれか１項記載のディスクチャック機構を有するディスクハンドリングロボット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−３１０９４７（Ｐ２００８−３１０９４７Ａ）
【公開日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１２５６１５（Ｐ２００８−１２５６１５）
【出願日】平成２０年５月１３日（２００８．５．１３）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月１３日（２００８．５．１３）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
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