JP2008279517A - ワーク把持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】円筒度が十分でないワークでも、強固にワークを把持することのできるワーク把持装置を提供すること。
【解決手段】回転する主軸３に供給する流体によって軸方向に移動する押圧部材２２と、該押圧部材２２に連結された作動用リング２０と、該作動用リング２０を軸方向に摺動可能に保持する中空の本体３０と、作動用リング２０の内周面に形成した傾斜溝２０ａに摺接する傾斜突起２１ｂを有するクランプ爪２１とからなり、前記クランプ爪２１を、リング軸Ｍに対して軸直角方向に移動してワークＷを把持するワーク把持機構２を備えたワーク把持装置において、前記押圧部材２２、２２’作動用リング２０、２０’及びクランプ爪２１、２１’を同じリング軸Ｍとなるように複数組並設して、１個のワークＷを長手方向に離間した複数箇所で把持するようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、円筒状のワークを把持するワーク把持装置に関し、特にワークを回転させて加工する際に使用するワーク把持装置に関するものである。

図６〜図９に、従来のワーク把持装置の一例を示す。
このワーク把持装置１０は、例えば、ワークを回転させて加工する絞り加工装置に利用され、絞り加工装置によって加工される円筒状のワークＷを把持するものである。
そして、このワーク把持装置１０は、駆動装置（図示省略）によって回転する主軸３に取り付けられ、円筒状のワークＷを把持する複数のクランプ爪２１を、主軸３の中心軸と一致するリング軸Ｍに対して軸直角方向に移動可能に配設するもので、図に示すように、本体３０内にワーク把持装置１０のリング軸Ｍに対して軸方向に摺動可能に配設する作動用リング２０と、該作動用リング２０の内周面に形成した傾斜溝２０ａに嵌合され摺接する傾斜突起２１ｂを形成するクランプ爪２１と、前記作動用リング２０を移動させる押圧部材２２とからなるワーク把持機構２を主要構成要素としている。

作動用リング２０は、本体３０内の中空部分の内周面上に複数箇所（例えば、３、４、８又は１６箇所）にクランプ爪２１の傾斜突起２１ｂとその側面が摺接する断面Ｔ字状の傾斜溝２０ａを形成し、クランプ爪の傾斜突起２１ｂが作動用リング２０の傾斜溝２０ａ内に嵌合されているのでクランプ爪２１の保持（脱落防止）と、作動用リング２０が引き勝手の際に（図８において右方向への移動する際に）、クランプ爪２１の把持部分２１ａがワークＷから離間するようにしている。
そして、作動用リング２０は、連結バー２３ａを介して、押圧部材２２に取り付けられた連結板２３と連結されている。
押圧部材２２は、連結板２３を固定する軸部２２ｂと、主軸３に取り付けられた流体室３１内に位置する受圧部２２ａとから構成されている。

流体室３１は、押圧部材２２の受圧部２２ａが摺動可能に収納される有底状の圧力室３１ａと蓋部分３１ｂとからなり、受圧部２２ａの受圧面２２ｄ及び圧力室３１ａによって囲まれるように圧力室Ｃ１を形成するとともに、受圧部２２ａの受圧面２２ｃ及び蓋部分３１ｂによって囲まれるように圧力室Ｃ２を形成するようにしている。

クランプ爪２１は、リング軸Ｍに対して軸直角方向に移動可能、より具体的には、周囲より接近、離間可能となるように、本体３０の前側端部と内面にリング状のカバー５、５’を取り付け、クランプ爪２１の前後を挟み込むことによりリング軸Ｍ方向に移動できない構成としている。

そして、クランプ爪２１は、その傾斜突起２１ｂが作動用リング２０の内周面に形成した傾斜溝２０ａと摺接するように嵌合されており、作動用リング２０がリング軸Ｍに対して軸方向に移動することによって、リング軸Ｍに対して軸直角方向に移動する。

上記構成において、ワークＷを把持するときは、流体路３ｂに流体（例えば、圧油）を流入させ、圧力室Ｃ２を昇圧する。
そして、押圧部材２２の受圧部２２ａに形成した受圧面２２ｃに対して圧力がかかり、作動用リング２０は押圧部材２２を介して、図７の例では左側に移動し、作動用リング２０の傾斜溝２０ａに嵌合され摺接するクランプ爪２１の傾斜面２１ｃを押圧することにより、クランプ爪２１の把持部分２１ａが、作動用リング２０のリング軸Ｍに対して軸直角方向に縮径していくことによってワークＷを把持する。
クランプ爪２１が、ワーク把持装置１０のリング軸Ｍに対し、周囲より接近していくことによってワークＷを把持するという、所謂ウェッジクランプ方式を採用しているため、把持後のワークＷの軸芯はワーク把持装置１０のリング軸Ｍと一致し、絞り加工装置等の主軸３の軸芯との位置合わせは不要となる。

ところで、このワーク把持装置１０では、１個のワークを長手方向に対して１箇所で周囲より把持するものであるため、ワークの円筒度が十分でない場合等、クランプ爪の把持部分の面全体がワークの周面に接することができず、各クランプ爪においてワークの長手方向に対して前当たりや後当たりとなり、把持が不安定なため加工中にワークが滑ったり、前方にいざり出ることがある等、強力かつ確実なワーク把持ができないという問題があった。

本発明は、上記従来のワーク把持装置の有する問題点に鑑み、円筒度が十分でないワークでも、強固にワークを把持することのできるワーク把持装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のワーク把持装置は、回転する主軸内に供給する流体によって軸方向に移動する押圧部材と、該押圧部材に連結された作動用リングと、該作動用リングを軸方向に摺動可能に保持する中空の本体と、作動用リングの内周面に形成した傾斜溝に摺接する傾斜突起を有するクランプ爪とからなり、前記クランプ爪を、リング軸に対して軸直角方向に移動してワークを把持するワーク把持機構を備えたワーク把持装置において、前記押圧部材、作動用リング及びクランプ爪を同じリング軸となるように複数組並設して、１個のワークを長手方向に離間した複数箇所で把持するようにしたことを特徴とする。

本発明のワーク把持装置によれば、押圧部材、作動用リング及びクランプ爪を同じリング軸となるように複数組並設して、１個のワークを長手方向に離間した複数箇所で、それぞれ別個に押圧動作するワーク把持機構によってワークを把持するようにしたから、長手方向の１箇所で周上に複数あるクランプ爪の把持部分の面全体がワークの周面に接することがない場合でも、長手方向の前記クランプ爪とは別の箇所のクランプ爪にてワークを確実に把持することができ、加工中のワークが滑ることなく、強固に把持することができるワーク把持装置を提供することができる。

以下、本発明のワーク把持装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１〜図４に、本発明のワーク把持装置の一実施例を示す。
このワーク把持装置の正面図は、従来例とほぼ同様でありその図面を省略し、図６におけるＵ−Ｕ断面と同じ箇所の断面図、すなわち、図７〜図８に対応した図面をもって説明する。

図１に示すワーク把持装置１は、回転する主軸３内に供給される流体圧（例えば、油圧力）によって軸方向に移動する押圧部材２２、２２’と、該押圧部材２２、２２’に連結された作動用リング２０、２０’と、作動用リング２０、２０’の内周面に形成した断面Ｔ字状で主軸３側に向かうにつれ下り傾斜している傾斜溝２０ａ、２０’ａに摺接する傾斜突起２１ｂ、２１’ｂを有するクランプ爪２１、２１’とからなるワーク把持機構２と、該作動用リング２０、２０’を軸方向に摺動可能に保持する中空の本体３０とを主要構成要素としている。
前記押圧部材２２、２２’の受圧部２２ａ、２２’ａ及び流体室３１によって囲まれた圧力室Ｃ１、Ｃ２に流体を導入出させることで押圧部材２２、２２’を介して作動用リング２０、２０’が軸方向に移動し、前記クランプ爪２１、２１’を、リング軸Ｍ（主軸３の中心軸）に対して軸直角方向に移動させてワークＷを把持したり把持を解除するようになっており、前記押圧部材２２、２２’と作動用リング２０、２０’及びクランプ爪２１、２１’を同じリング軸Ｍとなるように２組並設して、１個のワークＷを長手方向に離間した２箇所で把持するようにしたものである。

クランプ爪２１、２１’は、図３に示すように、作動用リング２０、２０’の内周面に形成した断面Ｔ字状の傾斜溝２０ａ、２０’ａに摺動するように嵌合された傾斜突起２１ｂ、２１’ｂを形成し、内面にワークＷを把持する把持部分２１ａ、２１’ａと外面には押圧部材２２、２２’によって押圧されたときにリング軸Ｍに対して軸直角方向に縮径するように傾斜した傾斜面２１ｃ、２１’ｃを形成しており、この傾斜面２１ｃ、２１’ｃの傾斜角度は作動用リング２０、２０’の内周面に形成した傾斜溝２０ａ、２０’ａと等しい角度となっている。
また、クランプ爪２１、２１’は、図１〜図２に示すようにその後面と前面が当接し、図例左側（前側）のクランプ爪２１の前面は、本体３０の端部に取り付けたリング状のカバー５に当接し、図例右側（後側）のクランプ爪２１’の後面は、本体３０の内部に配設したリング状のカバー５’に当接することによって挟まれ、作動用リング２０、２０’の軸方向の移動によって、リング軸Ｍに対して軸直角方向にのみ移動し、リング軸Ｍに対して軸方向に移動しないように構成されている。

作動用リング２０、２０’は、連結バー２３ａ、２３’ａを介して、押圧部材２２、２２’に取り付けられた連結板２３、２３’と連結されている。
押圧部材２２、２２’は、連結板２３、２３’を固定する軸部２２ｂ、２２’ｂと主軸３に取り付けられた流体室３１内に位置する受圧部２２ａ、２２’ａとから構成されている。

そして、図例左側（前側）の作動用リング２０と連結される押圧部材２２は、図例右側（後側）の作動用リング２０’と連結される押圧部材２２’内に内包され、圧力室Ｃ１に流体が導入された場合、押圧部材２２’は受圧面２２’ｄに圧力がかかり、押圧部材２２’が図例右側に移動し、押圧部材２２’の当接面２２’ｅが押圧部材２２の当接面２２ｅに当接して押圧部材２２が図例右側に移動するように構成されている。

作動用リング２０、２０’を軸方向に摺動可能に保持する中空の本体３０は、カバー５を取り付けた前側端部（図例左側）の反対となる後側端部（図例右側）に蓋部４を取り付け、連結部３２を介して、流体室３１と連結することで、主軸３に本体３０を固定している。
なお、本体３０は、連結部３２や蓋部４を設けることなく、直接流体室３１と連結するように構成しても構わない。

流体室３１は、従来例と同様、押圧部材２２、２２’の受圧部２２ａ、２２’ａが摺動可能に収納される有底状の圧力室３１ａと蓋部分３１ｂとからなり、受圧部２２’ａの受圧面２２’ｄ及び圧力室３１ａによって囲まれるように圧力室Ｃ１を形成するとともに、受圧部２２’ａの受圧面２２’ｃ、受圧部２２ａの受圧面２２ｃ及び蓋部分３１ｂによって囲まれるように圧力室Ｃ２を形成する。

そして、流体室３１には圧力室Ｃ１、Ｃ２に連通する流体路３ａ、３ｂを形成し、蓋部分３１ｂの主軸３側の中央に突出形成した流体導入出部３１ｃから、流体継手６を介して、圧力室Ｃ１、Ｃ２内に流体を供給するようにしている。

上記構成において、ワークＷを把持するときは、流体路３ｂに流体（例えば、圧油）を流入させ、圧力室Ｃ２を昇圧する。
そして、押圧部材２２の受圧部２２ａに形成した受圧面２２ｃと押圧部材２２’の受圧部２２’ａに形成した受圧面２２’ｃに対して圧力がかかり、作動用リング２０は押圧部材２２を介して、また作動用リング２０’は押圧部材２２’を介して、それぞれ別個に図１の例では左側に移動し、作動用リング２０、２０’の内周面に形成した傾斜溝２０ａ、２０’ａに摺接するクランプ爪２１、２１’の傾斜面２１ｃ、２１’ｃを押圧し、クランプ爪２１、２１’のワークＷ把持部分２１ａ、２１’ａが、作動用リング２０、２０’のリング軸Ｍに対して軸直角方向に縮径していくことによりワークＷを把持する（図２参照）。
この際、クランプ爪２１、２１’のワーク把持部分２１ａ、２１’ａがワークを把持している状態では押圧部材２２と２２’がそれぞれ別々に作動用リング２０、２０’を押圧しているので押圧部材２２の当接面２２ｅと押圧部材２２’の当接面２２’ｅの間には隙間Ｌがあいている（図２参照）。
すなわち、ワーク把持の際、１つのシリンダ（圧力室Ｃ２）により、押圧部材２２、２２’を別々に作動させているので、それぞれ同期することなく、別個に押圧動作するワーク把持機構２によってワークＷを把持するようにしたから、長手方向の１箇所で周上に複数あるクランプ爪２１、２１’の把持部分２１ａ、２１’ａの面全体がワークＷの周面に接することがない場合でも、長手方向の前記クランプ爪とは別の箇所のクランプ爪にてワークＷを確実に把持することができ、加工中のワークＷが滑ることなく、強固に把持することができる。

ついで、ワークＷの把持を解除するときは、流体路３ａに流体（例えば、圧油）を流入させ、圧力室Ｃ１を昇圧する。
これによって、押圧部材２２’の受圧部２２’ａの受圧面２２’ｄに対して圧力がかかり、押圧部材２２’が図例右側に移行し、押圧部材２２’の当接面２２’ｅが押圧部材２２の当接面２２ｅに当接して、押圧部材２２も同様に図例右側に移行する。
そして、作動用リング２０、２０’は、押圧部材２２、２２’を介して、図２の例では右側に移動し、作動用リング２０、２０’の傾斜溝２０ａ、２０’ａに嵌合され摺接する傾斜突起２１ｂ、２１’ｂの下面が傾斜溝下面に押圧されることにより、クランプ爪２１、２１’の把持部分２１ａ、２１’ａが、作動用リング２０、２０’のリング軸Ｍに対して軸直角方向へ拡径し、ワークＷから離間することで把持を解除する。

また、図例左側（前側）の作動用リング２０は、図１における開放位置においてその傾斜溝２０ａが２つのクランプ爪２１、２１’の傾斜突起に嵌合している。
そして、図例左側（前側）の作動用リング２０の左への移動によって、リング軸Ｍに対して軸直角方向に縮径するクランプ爪２１の傾斜突起２１ｂと作動用リング２０の傾斜溝２０ａとの関係は、図４（ａ）に示すように、傾斜溝２０ａの嵌合部長さＡと傾斜突起２１ｂの嵌合部厚さＢとは略同一の寸法としている。
一方、図例右側（後側）作動用リング２０’の左への移動によって、リング軸Ｍに対して軸直角方向に縮径するクランプ爪２１’の傾斜突起２１’ｂと図例左側（前側）作動用リング２０の傾斜溝２０ａとの関係は、図４（ｂ）に示すように、傾斜溝２０ａの嵌合部長さＡよりも傾斜突起２１’ｂの嵌合部厚さＣを小とし傾斜溝と傾斜突起の間に隙間を設けている。
これによって、作動用リング２０の移動によりクランプ爪２１’は作動されることなく、クランプ爪２１’は作動用リング２０’のみに作動するので図例左側（前側）のクランプ爪２１と、図例右側（後側）のクランプ爪２１’との移動を非同期の状態に維持しつつ、ワーク把持装置１の本体３０の長手方向の寸法を短くすることができる。

また、図５に示すように、流体室３１内を４つの圧力室Ｃ３〜Ｃ６に区分し、押圧部材２２、２２’に対してそれぞれ独立した押し引き用の圧力室を形成し、ワークＷを把持する際には、押圧部材２２を移動させるための圧力室Ｃ５と押圧部材２２’を移動させるための圧力室Ｃ６に流体路３ｂを介して流体（例えば、圧油）を流入させ、ワークＷの把持を解除する際には、押圧部材２２を移動させるための圧力室Ｃ３と押圧部材２２’を移動させるための圧力室Ｃ４に流体路３ａを介して流体（例えば、圧油）を流入するように構成することもできる。

以上、本発明のワーク把持装置について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

本発明のワーク把持装置は、１個のワークを長手方向に離間した複数箇所で把持し、円筒度の低い円筒状ワークであっても強固に把持することができるという特性を有しているため、適用できるワークの範囲を広げることができる。さらに、複数箇所を短い長手方向寸法で把持できるため、短い円筒状ワークの把持に好適に用いることができる。

本発明のワーク把持装置の一実施例を示す開放状態の断面図である。 同把持状態の断面図である。 図１のＺ−Ｚ断面図である。 ワーク把持機構の傾斜溝と傾斜突起の関係を示し、（ａ）は図１のＸ−Ｘ断面図、（ｂ）は図１のＹ−Ｙ断面図である。 流体室の変形実施例である。 従来のワーク把持装置の正面図である。 従来のワーク把持装置の開放状態を示す図６のＵ−Ｕ断面図である。 従来のワーク把持装置の把持状態を示す図６のＵ−Ｕ断面図である。 ワーク把持機構のクランプ爪とシリンダとの関係を示す図７のＶ−Ｖ断面図である。

符号の説明

１ ワーク把持装置
２ ワーク把持機構
２０ 作動用リング
２０’ 作動用リング
２０ａ 傾斜溝
２０’ａ 傾斜溝
２１ クランプ爪
２１’ クランプ爪
２１ｂ 傾斜突起
２１’ｂ 傾斜突起
２１ｃ 傾斜面
２１’ｃ 傾斜面
２１ｄ 傾斜突起下面
２１’ｄ 傾斜突起下面
２２ 押圧部材
２２’ 押圧部材
３ 主軸
３０ 本体
３１ 流体室
３ａ 流体路
３ｂ 流体路
４ 蓋部
Ｃ１ 圧力室
Ｃ２ 圧力室
Ｍ リング軸
Ｗ ワーク

Claims (1)

1. 回転する主軸内に供給する流体によって軸方向に移動する押圧部材と、該押圧部材に連結された作動用リングと、該作動用リングを軸方向に摺動可能に保持する中空の本体と、作動用リングの内周面に形成した傾斜溝に摺接する傾斜突起を有するクランプ爪とからなり、前記クランプ爪を、リング軸に対して軸直角方向に移動してワークを把持するワーク把持機構を備えたワーク把持装置において、前記押圧部材、作動用リング及びクランプ爪を同じリング軸となるように複数組並設して、１個のワークを長手方向に離間した複数箇所で把持するようにしたことを特徴とするワーク把持装置。

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