JP2009090409A - チャック装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構造の簡素化を図ることによって軽量化を図りつつ安価で製造する。
【解決手段】チャック装置１０は、変位体１２を有するシリンダ機構１４と、前記シリンダ機構１４に接続され、ワークＷを保持自在な複数の第１〜第３保持リング１６、１８、２０を有する保持機構２２とを備え、前記変位体１２の変位作用下に第１及び第２スライダ１１４、１１６が軸線方向に沿って変位し、第１〜第３ガイド体５８、６０、６８の第１〜第３リブ７２、８０、９６にそれぞれ装着された第１〜第３保持リング１６、１８、２０を半径外方向に押し出して前記ワークＷの内周面に当接させて保持する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、保持機構を動作させることによりワークの保持を行うことが可能なチャック装置に関する。

従来から、工作機械の先端に取り付けられ、駆動力を付勢してチャックを動作させることにより種々の部品等を保持するチャック装置が知られている。

例えば、感光体等の中空状のワークを保持するために用いられるチャック装置が知られており、このチャック装置は、チャック外殻体を介して移動装置等のアームに連結され、円筒状の第１〜第４ガイドの外周面に４個のチャックがそれぞれ設けられると共に、前記第１〜第４ガイドの内部には、圧力流体の供給作用下に軸線方向に沿って変位自在な第１〜第４ピストンがそれぞれ設けられている。そして、外周径のそれぞれ異なる第１〜第４ピストンが、供給された圧力流体によって押圧されて変位することにより、４個のチャックがそれぞれ半径外方向へと押圧されて拡径し、前記第１〜第４ガイドの外周側に設けられたワークの内周面に当接することによって保持する（例えば、特許文献１参照）。

特開平３−２６３６２号公報

ところで、特許文献１に係る従来技術においては、内周径の異なる複数のワークを単一のチャック装置で保持可能とするために、４個のチャックを設け、それに対応させて第１〜第４ガイド、第１〜第４ピストンをそれぞれ設ける構成としている。そのため、その構成が複雑となって部品点数が増大することとなり、チャック装置の重量が増大すると共に、高価になるという問題がある。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、簡素な構造として軽量化を図りつつ、安価で製造することが可能なチャック装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、円筒状のワークを保持自在なチャック装置において、
ハウジングと、
前記ハウジングに連結され、軸線方向に沿って変位自在な変位体を有するシリンダ機構と、
前記ハウジングの内部に設けられ、前記変位体の変位作用下に軸線方向に沿って変位するスライダと、
前記ハウジングの外周部位に設けられた環状溝に装着され、半径方向に拡径自在な保持リングと、
を備え、
前記ワークは、該ワークの内周面が前記保持リングに臨むように設けられ、前記スライダの変位作用下に前記保持リングが前記環状溝内で半径外方向に押圧されることを特徴とする。

本発明によれば、保持リングをハウジングの外周部位に設けられた環状溝に配設し、前記ハウジングの内部に設けられたスライダをシリンダ機構を構成する変位体の変位作用下に軸線方向に沿って変位させることにより、前記保持リングをワークの内周面に臨んだ半径外方向へと押圧している。そして、ハウジングに対して半径外方向に押し出された保持リングが、ワークの内周面に当接し、該ワークを保持することができる。従って、このように簡素に構成されるチャック装置によって円筒状のワークを確実に保持することができると共に、従来のチャック装置と比較して部品点数の削減を図ることができるため、その軽量化が図れ、且つ、安価で製造することが可能となる。

また、環状溝は、前記ハウジングにおいて半径方向に貫通して形成され、前記保持リングの保持される保持溝部と、
前記保持溝部に対して前記ハウジングの半径外側に設けられ、該保持溝部に対して幅狭状に形成された挿通溝部と、
前記保持溝部と挿通溝部との間に設けられ、該保持溝部から挿通溝部側に向かって徐々に幅狭状に形成される傾斜溝部と、
を備え、
前記挿通溝部の幅寸法を、前記保持リングの断面直径に対して小さく設定するとよい。

これにより、保持溝部に保持された保持リングが、スライダの変位作用下に半径外方向へと押圧される際、環状溝の保持溝部から幅狭状の挿通溝部へと変形しながら徐々に移動するため、該保持リングを好適に圧縮変形させてワーク側へと膨出させることができると共に、前記環状溝の内壁面に対して好適に密着させることができるため、前記環状溝を有するハウジングの内部の気密を確実に保持することができる。

さらに、スライダは、円筒状に形成されて前記保持リングの内周側に配設され、前記ワークの非保持状態に前記保持リングを保持する保持部と、
前記保持部に対して半径外方向に膨出し、該保持リングを半径外方向に押し出す押出部と、
前記保持部と押出部との間に設けられ、該保持部から押出部に向かって徐々に膨出した傾斜部と、
を備えるとよい。

これにより、スライダを軸線方向に沿って変位させることにより、保持部に保持された保持リングを傾斜部によって徐々に半径外方向へと押し出し、押出部によって半径外方向へと押圧することによって変形させ、環状溝から外部へと膨出させてワークの内周面に密着させることができる。

さらにまた、スライダの端部において、保持部に隣接し、該保持部に対して半径外方向に突出した突出部を備えることにより、前記保持部に保持された保持リングが前記スライダの端部から脱落してしまうことが阻止される。

またさらに、環状溝は、ハウジングの軸線方向に沿って所定間隔離間して複数設けられ、且つ、それぞれ異なった直径で設定されると共に、複数の環状溝にそれぞれ装着される保持リングの直径を、該環状溝の直径に応じてそれぞれ異なるように設定することにより、単一のチャック装置で内周径の異なる複数のワークを保持することができるため、異なるワークに応じてその都度チャック装置を準備する必要がなく、前記ワークの保持及び搬送作業を効率的に行うことができる。

また、シリンダ機構に、変位体の位置検出を行う検出部を備えることにより、前記変位体の変位量を検出することが可能となるため、該変位体と共に変位するスライダの変位作用下に保持リングを介して保持されるワークの保持状態を確実且つ容易に検出することができる。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、保持リングをハウジングの外周部位に設けられた環状溝に配設し、前記ハウジングの内部に設けられたスライダをシリンダ機構を構成する変位体の変位作用下に軸線方向に沿って変位させ、前記保持リングをワークの内周面に臨んだ半径外方向へと押圧し、ワークの内周面に当接させて保持することができる。その結果、チャック装置の構成を簡素化し、部品点数の削減を図ることにより、軽量化を図ることができると共に、安価で製造することができる。

本発明に係るチャック装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係るチャック装置を示す。

このチャック装置１０は、図１〜図３に示されるように、圧力流体の供給作用下に変位する変位体１２が内装されるシリンダ機構１４と、前記シリンダ機構１４に接続され、ワークを保持自在な第１〜第３保持リング１６、１８、２０を有する保持機構２２とを含む。

シリンダ機構１４は、筒状のシリンダチューブ２４と、前記シリンダチューブ２４の内部に変位自在に設けられる変位体１２（図３参照）とを含む。

シリンダチューブ２４は、保持機構２２側（矢印Ａ方向）に臨む端部が開口した有底筒状に形成され、その内部には軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って貫通したシリンダ孔２６が形成される。このシリンダ孔２６の略中央部には、変位体１２のピストン部２８が挿入されるシリンダ室３０が設けられ、該シリンダ室３０は、圧力流体の供給・排出される一組のポート（図示せず）と連通している。すなわち、ポートからシリンダ室３０へと導入された圧力流体によってピストン部２８が押圧され、該変位体１２がシリンダチューブ２４の軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って変位する。

一方、シリンダチューブ２４の側面には、軸線方向に沿って延在したセンサ溝３２を介して位置検出センサ３４が装着され、該位置検出センサ３４によって変位体１２に装着された磁性体３６の磁気を検出することによって該変位体１２の位置が検出される。

変位体１２は、シリンダチューブ２４のシリンダ室３０に配設される円盤状のピストン部２８と、該ピストン部２８に対して縮径し、前記シリンダチューブ２４のガイド孔３８に挿通されるロッド部４０とを含み、前記ロッド部４０がシリンダ室３０と連通するガイド孔３８に挿通され、その内部に設けられたブッシュ４２によって支持される。これにより、ロッド部４０を含む変位体１２が、シリンダチューブ２４の軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って変位自在に支持されることとなる。ピストン部２８の外周面には、環状溝を介してリング状の磁性体３６が設けられ、シリンダチューブ２４に設けられた位置検出センサ３４によってその磁気が検出される。

また、ロッド部４０の先端部は、シリンダチューブ２４の端部に装着されるベースプレート４４の孔部５６に挿入され、その内部には、保持機構２２側（矢印Ａ方向）に向かって開口した連結穴４６が軸線方向に沿って形成される。この連結穴４６の内壁面にはねじが刻設されている。

保持機構２２は、図３〜図６に示されるように、シリンダ機構１４を構成するシリンダチューブ２４が連結されるベースプレート４４と、前記ベースプレート４４に連結されるガイド部４８と、前記ベースプレート４４の下部に設けられ、前記シリンダ機構１４の変位作用下に軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って自在に変位するスライダ部５０と、前記ガイド部４８の外周側に設けられ、前記スライダ部５０の変位作用下にワークを保持可能な第１〜第３保持リング１６、１８、２０とを含む。

ベースプレート４４は、円盤状に形成され、その一端面に設けられた複数のボルト孔５２にボルト（図示せず）が挿通され、該ボルトによってシリンダ機構１４を構成するシリンダチューブ２４が連結される。これにより、開口したシリンダチューブ２４の端部が閉塞される。

また、シリンダ機構１４に臨むベースプレート４４の一端面側には、円形状に窪んだ凹部５４が中央部に設けられ、さらにその中央部には、変位体１２を構成するロッド部４０の挿通される孔部５６が形成されている。

さらに、孔部５６の外周側には、ガイド部４８を構成する第１及び第２ガイド体（ハウジング）５８、６０を固定するための固定ボルト６２ａ、６２ｂの挿通されるボルト孔６４ａ、６４ｂがそれぞれ形成される。

詳細には、孔部５６の所定半径離間した外側に、第２ガイド体６０に連結される固定ボルト６２ｂのボルト孔６４ｂが周方向に沿って複数形成され、そのさらに半径外方向に第１ガイド体５８を連結するための固定ボルト６２ａが挿通されるボルト孔６４ａが周方向に沿って複数形成される。

一方、ガイド部４８が連結されるベースプレート４４の他端面には、所定高さだけ突出した環状のリブ６６が形成され、図７に示されるように、該リブ６６の端部は段付状に形成され、ベースプレート４４における半径内側に設けられ、第１保持リング１６の保持される保持面６６ａと、半径外側に設けられ、該保持面６６ａに対して若干だけ膨出した挿通面６６ｂと、前記保持面６６ａと挿通面６６ｂとを接続する傾斜面６６ｃとを有する。すなわち、リブ６６の端部は、半径外側に対して半径内側の方が若干だけ低く形成されている。

ガイド部４８は、複数の第１〜第３保持リング１６、１８、２０を保持可能に設けられ、ベースプレート４４に連結される第１ガイド体５８と、該第１ガイド体５８の内部に設けられ、該ベースプレート４４に連結される第２ガイド体６０と、該第２ガイド体６０の内部に設けられて連結される第３ガイド体（ハウジング）６８とから構成される。

第１ガイド体５８は、環状に形成される基部に対して所定高さで突出し、ベースプレート４４に連結される複数の連結ボス７０と、前記基部の外周部に設けられ、ベースプレート４４側（矢印Ｂ方向）に突出した第１リブ７２と、前記基部に対して前記連結ボス７０とは反対方向（矢印Ａ方向）に突出した円筒状の第１リング保持部７４とを含む。

この第１リブ７２は、第１ガイド体５８の軸線と略平行な所定高さで形成されると共に、連結ボス７０に対して半径外方向に所定間隔離間して配設される。すなわち、第１リブ７２が、第１ガイド体５８において最も半径外方向に拡径して設けられ、その直径は、ベースプレート４４におけるリブの直径と同等に設定される（図３参照）。

そして、第１ガイド体５８をベースプレート４４に連結した際、該ベースプレート４４のリブ６６と対峙し、且つ、軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って所定間隔離間するように配設される（図６参照）。

換言すれば、ベースプレート４４のリブ６６が、第１ガイド体５８を含む保持機構２２側（矢印Ａ方向）に向かって延在し、第１ガイド体５８を構成する第１リブ７２が、前記ベースプレート４４側（矢印Ｂ方向）に向かって延在している。

この第１リブ７２の端部は、図７に示されるように、段付状に形成され、第１ガイド体５８における半径内側に設けられ、第１保持リング１６の保持される保持面７２ａと、半径外側に設けられ、該保持面７２ａに対して若干だけ膨出した挿通面７２ｂと、前記保持面７２ａと挿通面７２ｂとを接続する傾斜面７２ｃとを有する。すなわち、第１リブ７２の端部は、半径外側に対して半径内側の方が若干だけ低く形成されている。

連結ボス７０は、基部に対して所定高さで突出し、且つ、周方向に沿って等間隔離間するように複数設けられている。この連結ボス７０の端面には、固定ボルト６２ａの螺合されるねじ孔８４ａが設けられ、該端部をベースプレート４４に当接させた状態で前記固定ボルト６２ａをねじ孔８４ａに通して螺合させることにより、第１ガイド体５８がベースプレート４４に対して連結される。

第１リング保持部７４は、基部に対して連結ボス７０から離間する方向（矢印Ａ方向）に所定高さで突出すると共に、前記連結ボス７０の内周径と略同一直径で形成される。すなわち、第１リング保持部７４は、第１リブ７２と比較して小径に形成される（図６参照）。

また、第１リング保持部７４の端部は、図８に示されるように、第１リブ７２と同様に段付状に形成され、半径内側に設けられ第２保持リング１８の保持される保持面７４ａと、半径外側に設けられ該保持面７４ａに対して若干だけ膨出した挿通面７４ｂと、前記保持面７４ａと挿通面７４ｂとを接続する傾斜面７４ｃとを有する。

第２ガイド体６０は、環状に形成される基部に対して所定高さで突出し、ベースプレート４４に連結される複数の連結ボス７８と、前記基部の外周部に設けられ、ベースプレート４４側（矢印Ｂ方向）に突出した第２リブ８０と、前記基部に対して前記連結ボス７８とは反対方向（矢印Ａ方向）に突出した円筒状の第２リング保持部８２とを含む。

この第２リブ８０は、第２ガイド体６０の軸線と略平行な所定高さで形成されると共に、連結ボス７８に対して半径外方向に所定間隔離間して配設される。すなわち、第２リブ８０は、第２ガイド体６０において最も半径外方向に拡径して形成され、その直径は、第１ガイド体５８を構成する第１リング保持部７４の直径と同等に設定される（図６参照）。

そして、第２ガイド体６０をベースプレート４４に連結した際、第２リブ８０が第１ガイド体５８の第１リング保持部７４と対峙し、且つ、軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って所定間隔離間するように配設される（図６参照）。

第２リブ８０の端部は、図８に示されるように、段付状に形成され、第２ガイド体６０における半径内側に設けられ、第２保持リング１８の保持される保持面８０ａと、半径外側に設けられ、該保持面８０ａに対して若干だけ膨出した挿通面８０ｂと、前記保持面８０ａと挿通面８０ｂとを接続する傾斜面８０ｃとを有する。すなわち、第２リブ８０の端部は、半径外側に対して半径内側の方が若干だけ低く形成されている。

連結ボス７８は、基部に対して所定高さで突出し、且つ、周方向に沿って等間隔離間するように複数設けられている。この連結ボス７８の端面には、固定ボルト６２ｂの螺合されるねじ孔８４ｂが設けられ、該端部をベースプレート４４に当接させた状態で前記固定ボルト６２ｂをねじ孔８４ｂに通して螺合させることにより、第２ガイド体６０がベースプレート４４に対して連結される。

第２リング保持部８２は、基部に対して連結ボス７８から離間する方向（矢印Ａ方向）に所定高さで突出すると共に、前記連結ボス７８の内周径と略同一直径で形成される。すなわち、第２リング保持部８２は、第２リブ８０と比較して小径に形成される。

また、第２リング保持部８２の端部は、図９に示されるように、第２リブ８０と同様に段付状に形成され、半径内側に設けられ第３保持リング２０の保持される保持面８２ａと、半径外側に設けられ該保持面８２ａに対して若干だけ膨出した挿通面８２ｂと、前記保持面８２ａと挿通面８２ｂとを接続する傾斜面８２ｃとを有する。

第３ガイド体６８は、円筒状に形成された本体部８６と、該本体部８６の端部に半径外方向に拡径したリング保持部８８とから構成され、前記本体部８６が第２ガイド体６０の内部に挿通されると共に、外周面に等間隔離間して複数のボルト孔９０が形成され、第２ガイド体６０の連結ボス７８に形成された貫通孔９２に挿通された締結ボルト９４が螺合される（図３参照）。これにより、第３ガイド体６８が、第２ガイド体６０の内部に配設された状態で連結される。

リング保持部８８は、図９に示されるように、本体部８６から半径外方向に所定間隔離間して平行に設けられた第３リブ９６を有し、その端部には、半径内側に設けられ第３保持リング２０の保持される保持面８８ａと、半径外側に設けられ該保持面８８ａに対して若干だけ膨出した挿通面８８ｂと、前記保持面８８ａと挿通面８８ｂとを接続する傾斜面８８ｃとを有する。

この第３リブ９６は、第２ガイド体６０を構成する第２リング保持部８２と対向するように形成され、略同一直径で形成されている。

一方、図３に示されるように、リング保持部８８を有する本体部８６の端部には、円盤状のプラグ９８が螺合され、前記プラグ９８によって第３ガイド体６８を含むガイド部４８の内部が閉塞される。この第３ガイド体６８の端部とプラグ９８との間には環状のシール部材１００が挟持され、該第３ガイド体６８の内部における気密を保持すると共に、該第３ガイド体６８の内部への流体の進入を阻止している。なお、このシール部材１００は、例えば、Ｏリングからなる。

すなわち、ガイド部４８は、図３に示されるように、第１ガイド体５８の外周径が最も大きく、第２、第３ガイド体６０、６８の順で段階的に外周径が小さくなるように形成される。また、ベースプレート４４のリブ６６と第１ガイド体５８の第１リブ７２とが対向配置されて第１保持リング１６の保持される第１リング溝（環状溝）１０２を構成し、該第１ガイド体５８を構成する第１リング保持部７４と第２ガイド体６０の第２リブ８０とが対向配置され、第２保持リング１８の保持される第２リング溝（環状溝）１０４が構成されると共に、該第２ガイド体６０の第２リング保持部８２と第３ガイド体６８の第３リブ９６とが対向配置され、第３保持リング２０の保持される第３リング溝（環状溝）１０６が構成される。

この第１〜第３リング溝１０２、１０４、１０６は、対向した一組の保持面６６ａ、７２ａ、７４ａ、８０ａ、８２ａ、９６ａからなり、第１〜第３保持リング１６、１８、２０の保持される保持溝部と、一組の傾斜面６６ｃ、７２ｃ、７４ｃ、８０ｃ、８２ｃ、９６ｃからなり半径外方向に向かって徐々に幅狭状となるテーパ溝部と、一組の挿通面６６ｂ、７２ｂ、７４ｂ、８０ｂ、８２ｂ、９６ｂからなる挿通溝部とから構成される。すなわち、第１〜第３リング溝１０２、１０４、１０６は、保持溝部が最も幅広に形成されると共に、挿通溝部が最も幅狭となるように形成される。また、保持溝部、テーパ溝部及び挿通溝部とを含む第１〜第３リング溝１０２、１０４、１０６は、それぞれ略同一の幅寸法で形成されている。

スライダ部５０は、図３に示されるように、保持機構２２を構成する第１及び第２ガイド体５８、６０の内部に配設され、シリンダ機構１４の駆動作用下に変位する第１スライダ１１４と、該第１スライダ１１４に連結され、該第１スライダ１１４と共に変位する第２スライダ１１６とを含む。なお、第１及び第２スライダ１１４、１１６は、例えば、アルミニウム等の金属製材料から形成される。

第１スライダ１１４は、円盤状に形成されたベース部１１８と、該ベース部１１８の端面から突出した円筒部１２０とを備え、前記ベース部１１８の中央部には、ガイド部４８の内部を通じてメインボルト１２４の挿通される孔部１２２が形成される。そして、この連結ボルトがロッド部４０の連結穴４６に対して螺合されることにより、ベース部１１８を介して第１スライダ１１４が変位体１２に連結される。これにより、変位体１２の変位作用下に第１スライダ１１４が軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って一体的に変位する。

このベース部１１８は、ベースプレート４４のリブ６６及び第１ガイド体５８の第１リブ７２の内周側となるように配設され、該ベース部１１８には、孔部１２２から半径外方向に所定間隔離間し、第１及び第２ガイド体５８、６０を構成する連結ボス７０、７８の挿通される第１及び第２ボス孔１２６、１２８がそれぞれ形成される。第１及び第２ボス孔１２６、１２８は、連結ボス７０、７８の数量に応じてそれぞれ複数設けられ、第１スライダ１１４の軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って貫通している。

さらに、ベース部１１８には、孔部１２２を中心として周方向に等間隔離間した第１及び第２ボス孔１２６、１２８の間に複数のボルト孔１３０が形成される。このボルト孔１３０に連結ボルト１３２が挿通され、第２スライダ１１６に螺合されることによって第１スライダ１１４と第２スライダ１１６とが連結される。

一方、ベース部１１８の外周面には、第１保持リング１６が当接して保持される保持部１１８ａと、該保持部１１８ａに対して半径外方向に拡径し、該保持リングを半径外方向へと押出可能な押出部１１８ｂと、前記保持部１１８ａと押出部１１８ｂとを接続し、徐々に直径の変化する傾斜部１１８ｃと、前記保持部１１８ａの下端部に設けられ、該保持部１１８ａからの第１保持リング１６の脱落を防止する爪部（突出部）１１８ｄと、前記押出部１１８ｂの上端部に設けられ、該押出部１１８ｂに対してさらに半径外方向に膨出した膨出部１１８ｅとを備える。

円筒部１２０は、ベース部１１８に対して半径内方向に縮径して略同一直径で形成され、第１ガイド体５８の連結ボス７０と第２ガイド体６０の連結ボス７８との間に配設される。

この円筒部１２０の端部は、第１リング保持部７４と第２リブ８０とから構成される第２リング溝１０４に臨み、その外周面には、ベース部１１８の外周面と同様に、第２保持リング１８が保持される保持部１２０ａと、該保持部１２０ａに対して半径外方向に拡径し、該第２保持リング１８を半径外方向へと押出可能な押出部１２０ｂと、前記保持部１２０ａと押出部１２０ｂとを接続し、徐々に直径の変化する傾斜部１２０ｃと、前記保持部１２０ａの下端部に設けられ、該保持部１２０ａからの保持リングの脱落を防止する爪部（突出部）１２０ｄと、前記押出部１２０ｂの上端部に設けられ、該押出部１２０ｂに対してさらに半径外方向に膨出した膨出部１２０ｅとが形成される。

第２スライダ１１６は、円筒状に形成された筒部１３４と、該筒部１３４の端部から第１スライダ１１４側に向かって突出した複数の連結部１３６とを有する。そして、連結部１３６が、第１スライダ１１４のベース部１１８に当接された状態で連結ボルト１３２を介して連結される。

筒部１３４は、第２スライダ１１６の軸線方向に沿って所定高さで延在し、その端部が第２リング保持部８２と第３リブ９６とから構成される第３リング溝１０６に臨むように配設される。また、筒部１３４の外周面には、第３保持リング２０が保持される保持部１３４ａと、該保持部１３４ａに対して半径外方向に拡径し、該保持リングを半径外方向へと押出可能な押出部１３４ｂと、前記保持部１３４ａと押出部１３４ｂとを接続し、徐々に直径の変化する傾斜部１３４ｃと、前記保持部１３４ａの下端部に設けられ、該保持部１３４ａからの第３保持リング２０の脱落を防止する爪部（突出部）１３４ｄとが形成される。

なお、第１スライダ１１４を構成するベース部１１８の外周面、円筒部１２０の外周面、及び第２スライダ１１６の筒部１３４に設けられる保持部１１８ａ、１２０ａ、１３４ａ、押出部１１８ｂ、１２０ｂ、１３４ｂ、傾斜部１１８ｃ、１２０ｃ、１３４ｃ、爪部１１８ｄ、１２０ｄ、１３４ｄ及び膨出部１１８ｅ、１２０ｅは略同一形状に形成される。

第１〜第３保持リング１６、１８、２０は、例えば、ゴム等の弾性材料から断面円形状、且つ、環状に形成され、その直径は、第１保持リング１６が最も大きく設定され、第２、第３ガイド体６０、６８の順で段階的に小さくなるように設定される。そして、第１〜第３保持リング１６、１８、２０は、それぞれガイド部４８における第１〜第３リング溝１０２、１０４、１０６に装着されると共に、その内周面側にスライダ部５０を構成する第１〜第２スライダ１１４、１１６の保持部１１８ａ、１２０ａ、１３４ａが当接するように配設される。

詳細には、第１〜第３保持リング１６、１８、２０は、第１〜第３リング溝１０２、１０４、１０６における保持溝部の直径に応じた大きさで形成され、該保持溝部にそれぞれ保持される。

また、第１〜第３保持リング１６、１８、２０は、図７〜図９に示されるように、第１〜第３リング溝１０２、１０４、１０６に装着された際、その断面直径Ｄが、一組の保持面６６ａ、７２ａ、７４ａ、８０ａ、８２ａ、９６ａからなる保持溝部の幅寸法Ｅ１と略同等に設定されると共に、一組の挿通面６６ｂ、７２ｂ、７４ｂ、８０ｂ、８２ｂ、９６ｂからなる挿通溝部の幅寸法Ｅ２に対して大きく設定される（Ｄ≒Ｅ１、Ｄ＞Ｅ２）。換言すれば、前記挿通溝部は、その幅寸法Ｅ２が、第１〜第３保持リング１６、１８、２０の断面直径Ｄに対して狭く設定されている。すなわち、第１〜第３リング溝１０２、１０４、１０６は、その外周側が幅狭状に形成されているため、内部に保持された第１〜第３保持リング１６、１８、２０が外部へと脱落することがない。

本発明の実施の形態に係るチャック装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。なお、図３に示されるように、シリンダ機構１４を構成する変位体１２が保持機構２２から離間する方向（矢印Ｂ方向）に変位し、スライダ部５０が前記シリンダ機構１４側（矢印Ｂ方向）に変位したワークＷの非保持状態を初期状態とする。また、ここでは、円筒状のワークＷを第１保持リング１６で保持する場合について説明する。

この初期状態では、変位体１２が保持機構２２から離間する方向に変位した状態にあるため、第１及び第２スライダ１１４、１１６もシリンダ機構１４側に変位し、前記第１及び第２スライダ１１４、１１６の外周面に設けられた保持部１１８ａ、１２０ａ、１３４ａが、それぞれ第１〜第３保持リング１６、１８、２０の内周面に当接した状態にある（図６参照）。

先ず、圧力流体供給源（図示せず）から一方のポートへと圧力流体を供給し、該ポートからシリンダ孔２６を通じてシリンダ室３０へと導入する。この圧力流体の供給作用下にピストン部２８が保持機構２２側（矢印Ａ方向）に向かって押圧され、それに伴って、変位体１２が保持機構２２側へと変位すると共に第１及び第２スライダ１１４、１１６が保持機構２２内をシリンダ機構１４から離間する方向（矢印Ａ方向）へと変位する。なお、この場合、他方のポートは、大気開放状態としておく。

そして、第１及び第２スライダ１１４、１１６が変位することにより、第１〜第３保持リング１６、１８、２０の内周面に対する当接部位が保持部１１８ａ、１２０ａ、１３４ａから傾斜部１１８ｃ、１２０ｃ、１３４ｃへと徐々に移動し、該保持部１１８ａ、１２０ａ、１３４ａに対して半径外方向に拡径した前記傾斜部１１８ｃ、１２０ｃ、１３４ｃによって前記第１〜第３保持リング１６、１８、２０が第１〜第３リング溝１０２、１０４、１０６の内部で半径外方向へと押圧される。この際、第１〜第３リング溝１０２、１０４、１０６の幅寸法は、半径外方向に向かって徐々に幅狭状となるため、弾性材料からなる第１〜第３保持リング１６、１８、２０がテーパ部によって徐々に押し潰されるように変形しながら押圧される。

さらに、第１及び第２スライダ１１４、１１６がシリンダ機構１４から離間する方向（矢印Ａ方向）へと変位することにより、第１〜第３保持リング１６、１８、２０に対する当接部位が傾斜部１１８ｃ、１２０ｃ、１３４ｃから押出部１１８ｂ、１２０ｂ、１３４ｂへと徐々に移動し、該傾斜部１１８ｃ、１２０ｃ、１３４ｃに対してさらに半径外方向に拡径した前記押出部１１８ｂ、１２０ｂ、１３４ｂによって前記第１〜第３保持リング１６、１８、２０がさらに半径外方向へと押圧される。これにより、一組の傾斜面６６ｃ、７２ｃ、７４ｃ、８０ｃ、８２ｃ、９６ｃによってそれぞれ変形した第１〜第３保持リング１６、１８、２０がさらに変形し、一組の挿通面６６ｂ、７２ｂ、７４ｂ、８０ｂ、８２ｂ、９６ｂからなる挿通溝部を通じてその変形した一部が外部に膨出する（図６参照）。この際、第１〜第３保持リング１６、１８、２０は、前記挿通溝部の幅寸法Ｅ２に対して断面直径Ｄが大きく設定されているため（Ｅ２＜Ｄ）、この押圧された場合でも外部に脱落してしまうことがない。

また、保持部１１８ａ、１２０ａ、１３４ａ、押出部１１８ｂ、１２０ｂ、１３４ｂと、傾斜部１１８ｃ、１２０ｃとを有するベース部１１８、円筒部１２０及び筒部１３４は、周方向に沿って断面形状が同一形状で形成されているため、第１及び第２スライダ１１４、１１６の変位作用下に前記第１〜第３保持リング１６、１８、２０が半径外方向に均一に押し出されることとなる。

換言すれば、第１〜第３保持リング１６、１８、２０は、リブ６６、第１〜第３リブ７２、８０、９６に対する半径外方向への膨出量が周方向に沿って一定となる。

その結果、図８及び図１０に示されるように、この第１保持リング１６の膨出部位が、ワークＷの内周面に当接して半径外方向に押圧することにより、前記ワークＷの内周面が周状に第１保持リング１６によって保持される。この際、第１保持リング１６からワークＷの内周面に対して付与される押圧力は周方向に沿ってそれぞれ均一となり、前記ワークＷが前記第１保持リング１６によって安定した状態で保持される。

また、この場合、変形した第１保持リング１６が、第１リング溝１０２の内壁面に密着しているため（図８中、二点鎖線形状参照）、該第１リング溝１０２を通じた保持機構２２の内部と外部との連通が遮断され、その内部の気密が保持される。すなわち、第１保持リング１６が、ワークＷの保持状態において第１〜第３ガイド体５８、６０、６８を含むガイド部４８の内部の気密を保持可能なシール機構としても機能している。

一方、第１保持リング１６を含む保持機構２２によるワークＷの保持状態を解除する場合には、図示しない切換弁の切換作用下に他方のポートへと圧力流体を供給し、シリンダ孔２６を通じてシリンダ室３０へと導入する。なお、一方のポートは、大気開放状態としておく。シリンダ室３０に導入された圧力流体によってピストン部２８を含む変位体１２が保持機構２２から離間する方向（矢印Ｂ方向）へと押圧され、それに伴って、該変位体１２に連結された第１及び第２スライダ１１４、１１６が一体的にシリンダ機構１４側（矢印Ｂ方向）に向かって変位する。

これにより、第１〜第３保持リング１６、１８、２０を半径外方向に押圧していた押出部１１８ｂ、１２０ｂ、１３４ｂが、第１及び第２スライダ１１４、１１６の変位作用下に該第１〜第３保持リング１６、１８、２０の内周面に対して離間し、該内周面に対する当接部位が傾斜部１１８ｃ、１２０ｃ、１３４ｃとなることによって前記第１〜第３保持リング１６、１８、２０がその弾性力によって徐々に半径内方向へと収縮すると共に、第１〜第３リング溝１０２、１０４、１０６から膨出していた膨出部位が第１〜第３リング溝１０２、１０４、１０６の内部へと移動する。その結果、第１保持リング１６の膨出部位によって保持されていたワークＷの保持状態が解除される。

そして、さらに第１及び第２スライダ１１４、１１６が変位することにより、図３に示されるように、第１〜第３保持リング１６、１８、２０の内周面に対する当接部位が傾斜部１１８ｃ、１２０ｃ、１３４ｃから保持部１１８ａ、１２０ａ、１３４ａへと徐々に移動し、第１保持リング１６の変形状態が解除されて第１リング溝１０２における保持面６６ａ、７２ａと保持部１１８ａとの間に保持された状態となる。すなわち、スライダ部５０がシリンダ機構１４側に変位したワークＷの非保持状態である初期状態へと復帰する（図３参照）。

なお、上述した説明では、第１保持リング１６を介してワークＷを保持する場合について説明したが、該第１保持リング１６と同様に第２及び第３保持リング１８、２０もそれぞれワークＷを保持可能に第２及び第３リング溝１０４、１０６から膨出しているため、第２及び第３ガイド体６０、６８の外周径に応じた内周径を有する別個のワークをそれぞれ保持させることが可能となる。

また、第１スライダ１１４と第２スライダ１１６とを別体とすることなく、一体で形成するようにしてもよいし、第３ガイド体６８を、第１及び第２ガイド体５８、６０と同様にベースプレート４４に連結するようにしてもよい。

以上のように、本実施の形態では、弾性材料からなる環状の第１〜第３保持リング１６、１８、２０を、ガイド部４８を構成する第１〜第３ガイド体５８、６０、６８の外周部位に設けると共に、シリンダ機構１４の変位体１２に対して前記ガイド部４８の内部に変位自在に設けられた第１及び第２スライダ１１４、１１６を連結し、該第１及び第２スライダ１１４、１１６を軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って変位させることにより、前記第１〜第３保持リング１６、１８、２０を半径外方向に押し出し、円筒状のワークＷの内周面に当接させて保持している。

このように、簡素に構成されるチャック装置１０によって円筒状のワークＷを確実に保持することができると共に、従来のチャック装置と比較して部品点数の削減を図ることができるため、その軽量化が図れ、且つ、安価で製造することが可能となる。

また、チャック装置１０に直径の異なる複数の第１〜第３保持リング１６、１８、２０を設けることにより、単一のチャック装置１０によって内周径の異なる複数のワークを保持することができるため、異なるワークに応じてその都度チャック装置１０を準備する必要がなく、前記ワークの保持及び搬送作業を効率的に行うことができる。

さらに、ワークＷを保持可能な第１〜第３保持リング１６、１８、２０は、外周側に向かって幅狭状となる第１〜第３リング溝１０２、１０４、１０６に設けられているため、第１及び第２スライダ１１４、１１６によって半径外方向に向かって押圧された際、好適に圧縮変形させてワークＷ側へと膨出させることができると共に、前記第１〜第３リング溝１０２、１０４、１０６の内壁面に対して好適に密着するため、第１〜第３ガイド体５８、６０、６８から構成されるガイド部４８の内部の気密を確実に保持することが可能となる。

さらにまた、第１〜第３保持リング１６、１８、２０によってガイド部４８の内部の気密が保持されると共に、該第１保持リング１６によって保持されたワークＷの内周面との間の気密も保持されるため、例えば、チャック装置１０によって保持されたワークＷを、塗料等の液体に浸して該ワークＷに対して塗布する際、該液体が前記ワークＷの内部に進入することが阻止される。そのため、例えば、ワークＷの外周面のみに塗料を塗布し、且つ、該ワークＷの内周面に対する前記塗料の塗布を防止したい場合に前記チャック装置１０を用いて塗布作業を行うと最適である。

またさらに、シリンダ機構１４を構成するシリンダチューブ２４の側部に位置検出センサ（検出部）３４を設け、該位置検出センサ３４によって変位体１２の軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿った位置を検出することにより、保持機構２２によるワークＷの保持状態を確実且つ容易に検出することができる。

また、保持機構２２を構成する第１スライダ１１４は、シリンダ機構１４の変位体１２に対してメインボルト１２４で連結されているだけであるため、前記シリンダ機構１４と保持機構２２とを簡便に着脱させることが可能となり、従来のチャック装置と比較してメンテナンス性を向上させることができる。

また、上述したチャック装置１０では、保持機構２２を構成する第１及び第２スライダ１１４、１１６を変位させる駆動手段として、圧力流体の供給作用下に変位する変位体１２を有するエア駆動式のシリンダ機構１４を備える構成について説明しているが、これに限定されるものではなく、例えば、電気信号によって駆動する電動シリンダ等を用いるようにしてもよい。この場合には、第１及び第２スライダ１１４、１１６の変位量をより一層高精度に制御することが可能となり、第１〜第３保持リング１６、１８、２０によるワークＷの保持を確実且つ高精度に行うことができる。

さらに、ワークを保持可能な保持リングは、上述した第１〜第３保持リング１６、１８、２０の３個設けられる場合に限定されず、前記保持リングの数量及び直径と、該保持リングの装着されるリング溝の数量及び直径とを対応させて設けることにより、所望の数量として内周径の異なる複数のワークを保持可能なチャック装置とすることができる。

本発明に係るチャック装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

本発明の実施の形態に係るチャック装置の外観斜視図である。 図１に示すチャック装置の側面図である。 図１に示すチャック装置の縦断面図である。 図１に示すチャック装置を構成する保持機構の外観斜視図である。 図４の保持機構を示す分解斜視図である。 図３の第１〜第３ガイド体及び第１〜第３保持リング近傍を示す拡大断面図である。 図６に示す第１保持リング近傍をさらに拡大した拡大断面図である。 図６に示す第２保持リング近傍をさらに拡大した拡大断面図である。 図６に示す第３保持リング近傍をさらに拡大した拡大断面図である。 図３のチャック装置が駆動し、ワークを保持した状態を示す縦断面図である。

符号の説明

１０…チャック装置 １２…変位体
１４…シリンダ機構 １６…第１保持リング
１８…第２保持リング ２０…第３保持リング
２２…保持機構 ２４…シリンダチューブ
３０…シリンダ室 ３４…位置検出センサ
４４…ベースプレート ４８…ガイド部
５０…スライダ部 ５８…第１ガイド体
６０…第２ガイド体 ６６…リブ
６８…第３ガイド体 ７２…第１リブ
７４…第１リング保持部 ８０…第２リブ
８２…第２リング保持部 ８６…本体部
８８…リング保持部 ９６…第３リブ
１０２…第１リング溝 １０４…第２リング溝
１０６…第３リング溝 １１４…第１スライダ
１１６…第２スライダ １１８…ベース部
１２０…円筒部 １３４…筒部
１３６…連結部

Claims (6)

1. 円筒状のワークを保持自在なチャック装置において、
   ハウジングと、
   前記ハウジングに連結され、軸線方向に沿って変位自在な変位体を有するシリンダ機構と、
   前記ハウジングの内部に設けられ、前記変位体の変位作用下に軸線方向に沿って変位するスライダと、
   前記ハウジングの外周部位に設けられた環状溝に装着され、半径方向に拡径自在な保持リングと、
   を備え、
   前記ワークは、該ワークの内周面が前記保持リングに臨むように設けられ、前記スライダの変位作用下に前記保持リングが前記環状溝内で半径外方向に押圧されることを特徴とするチャック装置。
2. 請求項１記載のチャック装置において、
   前記環状溝は、前記ハウジングにおいて半径方向に貫通して形成され、前記保持リングの保持される保持溝部と、
   前記保持溝部に対して前記ハウジングの半径外側に設けられ、該保持溝部に対して幅狭状に形成された挿通溝部と、
   前記保持溝部と挿通溝部との間に設けられ、該保持溝部から挿通溝部側に向かって徐々に幅狭状に形成される傾斜溝部と、
   を備え、
   前記挿通溝部の幅寸法が、前記保持リングの断面直径に対して小さく設定されることを特徴とするチャック装置。
3. 請求項１又は２記載のチャック装置において、
   前記スライダは、円筒状に形成されて前記保持リングの内周側に配設され、前記ワークの非保持状態に前記保持リングを保持する保持部と、
   前記保持部に対して半径外方向に膨出し、該保持リングを半径外方向に押し出す押出部と、
   前記保持部と押出部との間に設けられ、該保持部から押出部に向かって徐々に膨出した傾斜部と、
   を備えることを特徴とするチャック装置。
4. 請求項３記載のチャック装置において、
   前記スライダの端部には、前記保持部に隣接し、該保持部に対して半径外方向に突出した突出部を有することを特徴とするチャック装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のチャック装置において、
   前記環状溝は、前記ハウジングの軸線方向に沿って所定間隔離間して複数設けられ、且つ、それぞれ異なった直径で設定されると共に、前記複数の環状溝にそれぞれ装着される保持リングの直径が、該環状溝の直径に応じてそれぞれ異なるように設定されることを特徴とするチャック装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のチャック装置において、
   前記シリンダ機構には、前記変位体の位置検出を行う検出部を備えることを特徴とするチャック装置。

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