JP2008221365A - 引込式チャック装置 - Google Patents

Abstract

【課題】種別の異なるワークにも対応できるエア検知機能とする。
【解決手段】チャック本体１の中心軸６周りに設けた複数の把持爪３でワークｗを把持し、その把持状態で前記チャック本体１に設けた載荷台２０の前端面２５に前記ワークｗの後面が密着し、前記載荷台２０に、前記前端面２５のワークｗとの当接部分に開口部３１を有するエア通路３０を設けて、そのエア通路３０内の気圧に基づいて把持状態の良否を判定する引込式チャック装置において、前記載荷台２０は前記中心軸６に平行な回転中心ｃ周りに回転自在であり、前記開口部３１は前記回転中心ｃから偏心して設けられて、その載荷台２０の任意の回転方位において、常に前記エア通路３０が開口部３１に気密に連通するようにした。エア通路３０の開口部３１は、載荷台２０の回転によりチャック本体１に対しその径方向位置が変化し、その載荷台２０の任意の回転方位において常にエア検知機能が発揮できるので、種別の異なるワークｗにも対応できる。
【選択図】図１

Description

この発明は、ワークの把持状態の良否を判定するエア検知機能を備えた引込式チャック装置に関するものである。

一般に引込式チャック装置は、ワークを引込みながらチャック本体と同心に把持するものであり、例えば、ドローバの進退等によってチャック本体の前部に設けた把持爪（ジョウ）を径方向へ動かして、その把持爪によりワークの外周又は内周を掴むものや、あるいは、コレットチャックを用いてワークの適宜の箇所を掴むものがある。

その構成の一例を、本発明の実施形態の説明図である図１に基づいて説明すると、チャック本体１の中心軸６周りに、複数の把持爪３が放射状に設けられている。そのチャック本体１の中心軸６に沿って、前記中心軸６と同心のドローバ（図示せず）が軸方向進退可能に設けられている。

チャック本体１には、後方から前方に向かって徐々に外径側に広がる傾斜孔１１が前記把持爪３と同数形成されており、その各傾斜孔１１内に軸状のマスタージョウ５がぴったりと嵌っている。前記各把持爪３は、そのマスタージョウ５の前端に設けられており、その把持爪３を備えたマスタージョウ５は、前記傾斜孔１１の長さ方向に沿って摺動可能となっている。

前記ドローバには、ドローバ接続用部材（ドローバボルト）８を介してアクチュエータ４が接続されている。そのアクチュエータ４の外径部に設けたフランジ部４ａが、前記マスタージョウ５の内径部に設けた係合溝５ａに係合し、そのマスタージョウ５とアクチュエータ４とが軸方向相対移動不能に結合されている。

チャック本体１に対してドローバが軸方向に後退すると、アクチュエータ４を介してマスタージョウ５が後方へ引かれる。マスタージョウ５が後方へ引かれると、前記把持爪３が径方向内側に動いて、その把持爪３でワークｗの外周部を掴み、そのワークｗを前記中心軸６と同心に把持する。そのとき、そのワークｗの後面は、前記チャック本体１に設けた載荷台２０の前端面２５に密着し、その密着により、ワークｗの後面が基準面として機能して、ワークｗが正しい位置、正しい把持姿勢に維持される。なお、図１では、載荷台２０は、チャック本体１の中心軸６の周囲に複数、放射状に設けられている。

また、前記各載荷台２０に、それぞれ前記前端面２５のワークｗとの当接部分に開口部３１を有するエア通路３０が設けられている。前記エア通路３０は、チャック本体１側へ伸びて、そのチャック本体１内のエア通路３０、又は、そのチャック本体１外に引き出された前記エア通路３０に、気体供給手段、気圧検知手段が接続されている。

この気体供給手段は、前記エア通路３０内へ所定の圧力で気体を供給することができ、また、気圧検知手段は、前記エア通路３０内の気圧を検知することができる。

ワークｗを把持した際に、ワークwの後面が載荷台２０の前端面２５に完全に密着していれば、エア通路３０はの開口部３１はワークｗの後面によって気密に閉じられる。
このため、気圧検知手段は、エア通路３０内が予め設定された所定の気圧に至っていることを検知して、その検知により、ワークｗの把持状態が正常であると判断できる。

また、ワークｗを把持した際に、ワークwの後面が載荷台２０の前端面２５に完全に密着していなければ、そのワークwの位置、把持姿勢は正しい状態にない。このとき、エア通路３０の開口部３１は、ワークｗの後面によって完全に閉じられた状態にはならないので、エア通路３０内の気体の一部がエア通路３０の外部に漏れる。
このため、気圧検知手段は、予め設定された所定の気圧に至っていないことを検知して、その検知により、ワークｗの把持状態が正常でないと判断できる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−１０３１０９号公報

上記のように、ワークｗの把持状態の良否を判定するエア検知機能を備えた引込み式チャック装置によれば、そのエア検知機能を発揮するために、載荷台２０に設けられたエア通路３０の開口部３１は、常に、把持状態のワークｗの後面によって閉じられる位置にある必要がある。

しかし、載荷台２０に当接し得るワークｗの後面（把持の際のワークｗの基準面）は、その径方向位置が、ワークｗの種別、例えば、形状、大きさ等によって各々異なるものである。
例えば、チャック本体１の中心軸６に比較的近い部分に、前記載荷台２０への当接部分（ワークｗの基準面）を有するワークｗもあれば、中心軸６から比較的遠い部分に、前記載荷台２０への当接部分を有するワークｗもある。

このため、同一の引込み式チャック装置によって、異なる種別のワークｗを把持しようとすると、ワークｗの種別が変わるたびに、その都度、エア通路３０の開口部３１の位置が異なる載荷台２０に取替えなければならないという問題がある。載荷台２０の取替えは、エア通路３０の気密性を維持しエア漏れが生じないようにしなければならないため面倒であり、このような面倒な作業は、チャック装置へのワークの装着にかかる作業効率を低下させるので好ましくない。

そこで、この発明は、種別の異なるワークにも対応できるエア検知機能とすることを課題とする。

上記の課題を解決するために、この発明は、載荷台をチャック本体の中心軸と平行な回転中心周りに回転可能とし、エア通路の開口部をその載荷台の回転中心から偏心させ、その載荷台の任意の回転方位において、常にエア検知機能が発揮できるようにしたものである。

エア通路の開口部は載荷台の回転中心から偏心しているので、その開口部は、載荷台の回転により、チャック本体に対しその径方向位置を変化させることができる。
このため、その載荷台の任意の回転方位において常にエア検知機能が発揮できれば、種別の異なるワークにも対応することができる。

この発明は、載荷台をチャック本体の中心軸と平行な回転中心周りに回転可能とし、エア通路の開口部をその載荷台の回転中心から外径側へ偏心させ、その載荷台の任意の回転方位において、常にエア通路が機能するようにしたので、種別の異なるワークにも対応できるエア検知機能とすることができる。

具体的実施形態として、チャック本体の中心軸と同心にワークｗを把持するとともに、その把持状態で、前記チャック本体に設けた載荷台の前面に前記ワークの後面が密着するようになっており、前記載荷台に、前記ワークとの当接面に開口部を有するエア通路を設けて、前記エア通路に、そのエア通路内へ気体を供給する気体供給手段とそのエア通路内の気圧を検知する気圧検知手段とを接続し、その気圧検知手段によって検知した気圧に基づいて前記ワークの把持状態の良否を判定する引込式チャック装置において、前記載荷台は、前記チャック本体の中心軸に平行な回転中心周りに回転自在であり、前記エア通路の開口部は、前記載荷台の回転中心から偏心して設けられ、その載荷台の回転範囲における任意の回転方位において、常に前記エア通路が開口部に気密に連通する構成を採用した。

このようにすれば、載荷台が回転し得る範囲の任意の回転方位において、常に前記エア通路が開口部に気密に連通して、前記エア通路に接続した気体供給手段、気圧検知手段によるエア検知機能を発揮することができる。
なお、前記エア通路が載荷台からチャック本体側に通じている場合は、前記気体供給手段及び気圧検知手段は、通常、そのチャック本体側のエア通路に接続されるが、前記気体供給手段及び気圧検知手段を載荷台に設けて、その載荷台内で前記エア通路に接続する態様も考えられる。

上記の構成において、前記エア通路が前記チャック本体側に通じており、前記気体供給手段及び気体検知手段が、前記チャック本体側のエア通路に接続されている場合において、前記載荷台は、チャック本体に不動に固定されるベース部とそのベース部に対し前記回転中心周り回転自在に支持される前面部とを有し、前記エア通路は、前記ベース部に設けられ且つ前記チャック本体側に通じるベース部通路と、前記前面部に設けられ且つ前記開口部に通じる前面部通路とが、前記ベース部と前記前面部との接触面間に形成された連通空間を介して、前記載荷台の回転範囲における任意の回転方位において常に気密に連通する構成を採用し得る。

エア通路が載荷台からチャック本体側に通じている場合、載荷台の回転範囲における任意の回転方位において、そのエア通路が、常に、チャック本体側から載荷台の開口部に至るまで気密に連通するようにする構成としては、例えば、載荷台に設けたエア通路とチャック本体側に設けたエア通路とを可撓性を有する管で連通させて、載荷台を回転させた際にその管が変形することにより、両エア通路を連通させるようにする手段も考えられるが、上記のように、両接触面間の連通空間を介して両エア通路を連通させれば、装置の構成を簡素化し得る。また、載荷台の回転を許容し得る範囲、すなわち、エア検知機能を有効とし得る範囲を広く設定しやすい。

また、前記連通空間を、前記回転中心周り全周に連続する環状空間とすれば、エア検知機能を発揮できる載荷台の方位に制限がなくなる。このため、載荷台は、３６０度の任意の回転方位においてエア検知機能を有効とすることができ、エア通路の開口部を、より広範囲に位置設定を行うことができる。

なお、チャック本体側のエア通路とは、チャック本体内のエア通路、及びチャック本体内のエア通路に連通しチャック本体外に引き出されたエア通路を指すものである。

一実施例を図１乃至図５に基づいて説明する。この実施例は、チャック本体１、そのチャック本体１に設けられ、軸方向進退可能なドローバ（図示せず）にドローバボルト８を介して接続されるアクチュエータ４、そのアクチュエータ４に係合するマスタージョウ５そのマスタージョウ５の前端に取り付けられる把持爪３等の構成は、従来例と同様であるので説明を省略し、以下、チャック本体１に取り付けられる載荷台２０と、エア通路３０によるエア検知機能を中心に説明する。

図１（ａ）（ｂ）に示すように、チャック本体１は、バックプレート１３、アダプタープレート１２、ハウジング７等から構成されている。そのチャック本体１の前面に、前記把持爪３が周方向に３箇所等分方位に設けられている。図中の符号２は、マスタージョウ５の前端に把持爪３を固定するトップジョウである。マスタージョウ５が嵌められる傾斜孔１１は、前記ハウジング７に設けられて、そのハウジング７後面とアダプタプレート１２前面との間に形成された空間に、マスタージョウ５の後端部が臨んでいる。

その周方向に隣り合う把持爪３，３の間に、それぞれ載荷台２０が合計３箇所設けられている。前記載荷台２０は、チャック本体１に不動に固定されるベース部２１とそのベース部２１に対し前記回転中心ｃ周り回転自在に支持される前面部２２とを有している。

ベース部２１には、前後方向に貫通するボルト穴２１ｃが形成されており、そのボルト穴２１ｃに固定ボルト２３が挿通されて、その固定ボルト２３がハウジング７の前面のねじ孔にねじ込まれることにより、ベース部２１がチャック本体１に不動に固定される。

また、前面部２２には、その中央部に前後方向に貫通するボルト穴２２ａが形成されており、そのボルト穴２２ａに固定ボルト２４が挿通されて、その固定ボルト２４がベース部２１の前面のねじ孔２１ａにねじ込まれることにより、そのベース部２１に不動に固定される。
前面部２２は、その後部に断面円形の凹部２２ｂが形成されており、その凹部２２ｂに、前記ベース部２１の前部に形成した断面円形の突部２１ｂが、シールａを介して嵌るようになっている。ベース部２１の前面のねじ孔２１ａは、その突部２１ｂに形成されており、その突部２１ｂの中心軸とねじ孔２１ａの中心軸とは一致しているので、ベース部２１に対し前面部２２は、その中心軸（回転中心）ｃ周りに回転自在である。

また、前面部２２は、その前面の外周部全周が中央部より盛り上がるように形成されており、その盛り上がった外周部が、把持爪３によって把持された状態にあるワークｗの後面に当接するフラットな前端面２５となっている。

そのベース部２１と前面部２２とからなる載荷台２０に、前記前端面２５のワークｗとの当接部分に開口部３１を有するエア通路３０が設けられている。

エア通路３０は、図１（ａ）に示すように、ドローバ側からドローバボルト８、アクチュエータ４の各軸心に沿って設けた中空部を通ってハウジング７内に設けたハウジング通路３４に通じている。なお、アクチュエータ４の中空部の前面は、キャップ９により閉じられている。
そのハウジング通路３４はハウジング７前面に開口し、そのハウジング７前面の開口部３４ａは、ハウジング通路３４の他の部分よりもやや大径となっている。

前記ベース部２１に設けられるエア通路３０は、そのベース部２１を前後方向に貫通するベース部通路３２で構成されている。
ベース部２１は、その後部に前記大径の開口部３４ａにシールａを介して嵌る突部２７が設けられており、前記ベース部通路３２は、前記チャック本体１側のハウジング通路３４に通じるよう、その突部２７に開口している。また、ベース部通路３２は、その前部の前記前面部２２との接触面に開口している。

前記前面部２２に設けられるエア通路３０は、その前面部２２を前後方向に貫通する前面部通路３３で構成されている。
前記前面部通路３３は、前面部２２の後部に設けた前記凹部２２ｂの縁に開口している。また、前面部通路３３は、その凹部２２ｂの縁の開口部から径方向外側へ延びて（符号３３ａ参照）、その後、前面部２２の外周部において軸方向前方へ延びている（符号３３ｂ参照）。そして、ワークｗとの接触面である前記前端面２５に開口部３１を有している。

前面部２２の前記凹部２２ｂの縁（凹部２２ｂの内側面と前面部２２後面との成す稜線部）には、その全周に亘って面取り部３５ｂが形成されている。前面部通路３３は、その面取り部３５ｂに開口している。なお、面取り部３５ｂは、溝状に形成してもよい。また、前記ベース部２１の前記突部２１ｂ周囲には、その突部２１ｂの裾の部分全周に亘って溝３５ａが形成されている。ベース部通路３２は、その溝３５ａに開口している。

面取り部３５ｂと溝３５ａとは、前記回転中心ｃ周りの真円形であり、ベース部２１に前面部２２が固定されることにより、その面取り部３５ｂと溝３５ａとが向かい合って、前記回転中心ｃ周りに、その全周に亘って連続する環状空間（連通空間）３５を形成する。
この環状空間３５を介して、前記ベース部通路３２と前面部通路３３とが、前記前面部２２の任意の回転方位において常に気密に連通する。

チャック本体１側へ伸びているエア通路３０は、ドローバからその先へ延びて、気体供給手段、気圧検知手段（いずれも図示せず）が接続されている。
気体供給手段は、前記エア通路３０内へ所定の圧力で気体を供給することができ、また、気圧検知手段は、前記エア通路３０内の気圧を検知することができる。その気圧検知手段としては、周知の手段を採用し得るが、例えば、気圧を数値でもって検知する圧力計、圧力センサー等であってもよいし、一定の気圧に達しているか否かに基づいて、オン／オフ信号を発する圧力スイッチ等であってもよい。この点は、従来例も同様である。

ワークｗの種別に合わせてエア通路３０の開口部３１の位置を調整する際には、固定ボルト２４を緩めた後、前面部２２を手で掴んで、ベース部２１に対して回転中心ｃ周りに回転させる。開口部３１が、ワークｗの後面に当接し得る位置に来たら、その位置で前面部２２の回転を止める。開口部３１のやや内径側に目印２６が設けられているので、開口部３１の位置が把握しやすいようになっている。開口部３１の位置が決まったら、固定ボルト２４を締付けて前面部２２が動かないように固定する。位置合わせが必要なすべての載荷台２０に対してこの作業を行い、種別の異なるワークｗのチャッキングに対応する。

この実施例では、載荷台２０及び把持爪３は、それぞれチャック本体１の中心軸６の周囲に３箇所、周方向に沿って交互に放射状に設けられているが、載荷台２０及び把持爪３の数、及び配置は任意に設定できる。
また、この発明は、ワークｗの内径面を把持するタイプの引込み式チャック装置においても適用可能である。さらに、把持爪３を径方向に移動させる手段としては、ドローバによらない構成、例えば、シリンダ等を用いた構成であってもよい。
さらに、ワークｗをチャック本体１の中心軸６と同心に把持する手段として、例えば、図１０に示すように、ワークｗの内径面や外径面、あるいはワークｗの端面に形成した基準部を把握するコレットチャック１４を用いたものであってもよい。

また、載荷台２０の構成は、例えば、図６に示すように、ワークｗに当接する前端面２５のフラットな盛り上がり部が、前記開口部３１周囲のみに設けられている構成も採用し得る。また、ベース部２１を介在させることなく、前面部２２を直接ハウジング７に固定する態様も考えられる。

さらに、いずれの態様においても、前記ベース部通路３２と前面部通路３３とを連通させる前記環状空間３５は、載荷台２０の回転中心ｃの周囲に設けられていればよい。
例えば、図７（ａ）に示すように、載荷台２０の回転中心ｃから半径ｒだけ離れた位置に溝幅ｄの環状の溝３５ａ，３５ｂを形成し、その溝３５ａ，３５ｂ同士を連通させて環状空間３５を形成してもよい。
すなわち、その環状空間３５の径方向位置、幅、平面形状は、図７（ｂ）に示すように、載荷台２０の回転中心ｃ周りの３６０度の回転範囲内において、常に、前記ベース部通路３２と前面部通路３３とを連通させるものであれば、任意の径方向位置、幅、平面形状に設定できる。

また、例えば、前記連通空間３５を、図８（ａ）（ｂ）に示すように、前面側からの平面視Ｃ字状を成す溝３５ａ，３５ｂによって形成することもできる。
このＣ字状の溝３５ａ，３５ｂを設ける方位はそれぞれ自由に設定し得るが、そのＣ字状の溝３５ａ，３５ｂ同士が連通して前記連通空間３５を形成し得る載荷台２０の回転範囲内において、エア検知機能を使用できる。

また、例えば、図９（ａ）（ｂ）に示すように、連通空間３５を、前面側からの平面視円形、あるいは平面視矩形とした構成も採用可能である。
すなわち、溝３５ａ，３５ｂとが連通することにより形成される連通空間３５の平面形状は、エア検知機能を有効とすることが求められる載荷台２０の回転範囲内において、常に、前記ベース部通路３２と前面部通路３３とを連通させるものであれば、任意に設定できるものである。
また、連通空間３５は、ベース部２１、前面部２２のいずれかの側にのみ溝や凹部を設けてその溝や凹部により空間を形成することもできる（図９参照）。

一実施例を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は側面図 載荷台の断面図 載荷台の分解斜視図 載荷台を構成する前面部の詳細図 載荷台を構成するベース部の詳細図 他の実施例の前面部の斜視図 他の実施例の載荷台の分解斜視図 他の実施例の載荷台の分解斜視図 他の実施例の載荷台の分解斜視図 他の実施例の断面図

符号の説明

１ チャック本体
２ トップジョウ
３ 把持爪（ジョウ）
４ アクチュエータ
５ マスタージョウ
６ チャック本体の中心軸
７ ハウジング
１０ 引込み式チャック装置
１１ 傾斜孔
１２ アダプタープレート
１３ バックプレート
２０ 載荷台
２１ ベース部
２２ 前面部
２５ 前端面
３０，３２，３３，３４ エア通路
３１ 開口部
３５ 連通空間（環状空間）
ｃ 回転中心
ｗ ワーク

Claims (3)

1. チャック本体１の中心軸６と同心にワークｗを把持するとともに、その把持状態で、前記チャック本体１に設けた載荷台２０の前端面２５に前記ワークｗの後面が密着するようになっており、前記載荷台２０に、前記前端面２５のワークｗとの当接部分に開口部３１を有するエア通路３０を設けて、前記エア通路３０に、そのエア通路３０内へ気体を供給する気体供給手段とそのエア通路３０内の気圧を検知する気圧検知手段とを接続し、その気圧検知手段によって検知した気圧に基づいて前記ワークｗの把持状態の良否を判定する引込式チャック装置において、
   前記載荷台２０は、前記チャック本体１の中心軸６に平行な回転中心ｃ周りに回転自在であり、前記エア通路３０の開口部３１は、前記載荷台２０の回転中心ｃから偏心して設けられ、その載荷台２０の回転範囲における任意の回転方位において、常に前記エア通路３０が開口部３１に気密に連通することを特徴とする引込み式チャック装置。
2. 前記エア通路３０は前記チャック本体１側に通じており、前記気体供給手段及び気体検知手段は、前記チャック本体１側のエア通路３０に接続されており、前記載荷台２０は、チャック本体１に不動に固定されるベース部２１とそのベース部２１に対し前記回転中心ｃ周り回転自在に支持される前面部２２とを有し、前記エア通路３０は、前記ベース部２１に設けられ且つ前記チャック本体１側に通じるベース部通路３２と、前記前面部２２に設けられ且つ前記開口部３１に通じる前面部通路３３とが、前記ベース部２１と前記前面部２２との接触面間に形成された連通空間３５を介して、前記載荷台２０の回転範囲における任意の回転方位において常に気密に連通することを特徴とする請求項１に記載の引込み式チャック装置。
3. 前記連通空間３５は、前記回転中心ｃ周り全周に連続する環状空間であることを特徴とする請求項２に記載の引込式チャック装置。

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