JP2010069570A - エアチャック装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内部に侵入した電解加工機の電解液等が結晶化して堆積してしまうことを抑制可能なエアチャック装置を提供する。
【解決手段】ハウジング１０は、内部に可動部３０および伝達部４１、４２を収容している。可動部３０は圧縮空気の作用により往復に摺動し、摺動方向の駆動力は伝達部４１、４２によって所定方向の駆動力として把持部５１、５２に伝達される。把持部５１、５２はこの駆動力によって互いに近づく、または遠ざかるように移動し、間に対象物を把持する。ハウジング１０は、外部から伝達部収容空間１２０へ霧状の水を供給可能な給水ポート２０を備える。これにより、給水ポート２０から供給する霧状の水によって内部への電解液の侵入を抑制し、電解液の結晶を溶解することができるので、電解液等が結晶化して内部に堆積してしまうことを抑制することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、エアチャック装置に関する。

従来、圧縮空気を駆動源としてピストンを摺動させ、ピストンの摺動方向の駆動力をガイドレバーにより一対のフィンガに伝達し、一対のフィンガを平行に開閉してハンドリング動作を行うエアチャックが知られている（例えば、特許文献１参照）。
このようなエアチャックは、例えば、工作物を電気分解によって加工する電解加工機において、電解液を充満させた加工ボックスの内部に工作物を搬送するために使用される。

電解加工機の電解液としては、硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ₃）や塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）が使用される。ところで、電解加工機の加工ボックス内部では電解液の液温は約５０℃であり、例えば硝酸ナトリウムを電解液として使用すると、硝酸ナトリウムは霧状になり加工ボックスの内部に充満する。
そのため、エアチャックによってこのような加工ボックスの内部に工作物を搬入する場合、霧状の硝酸ナトリウムがエアチャック内部に侵入し、エアチャック内部で結晶化して堆積する場合がある。このとき、硝酸ナトリウムによる結晶がガイドレバーの収容されている空間、あるいはフィンガを動作させる機構を有する空間に堆積すると、ガイドレバーやフィンガの動作を阻害し、エアチャックの動作不良を招く原因となる。

特開２０００−１４１２６４号公報

上述した課題を解決する方法として、エアチャックを何らかの部材で覆うことが考えられる。例えば特許文献１に開示されるエアチャックに対し、エアチャック内部への塵埃の進入を防止するためのダストカバーを装着することも考えられる。
しかしながら、エアチャックの構成上、このダストカバーによってエアチャックを密閉することはできない。エアチャックに供給された圧縮空気が外部に排出できなくなってしまうためである。

つまり、エアチャックを密閉することができないため、ダストカバーを設けたエアチャックを使用したとしても、エアチャック内部への硝酸ナトリウムの侵入を抑制することはできなかった。

本発明の目的は、内部に侵入した電解加工機の電解液等が結晶化して堆積してしまうことを抑制可能なエアチャック装置を提供することにある。

本発明の請求項１記載のエアチャック装置では、可動部は、圧縮空気の作用により往復に摺動する。伝達部は、この可動部による摺動方向の駆動力を所定方向の駆動力として一対の把持部へ伝達する。一対の把持部は、伝達部から伝達される駆動力によって、互いに近づくまたは遠ざかるように移動し、対象物を把持する。

また、ハウジングは、可動部を収容する可動部収容空間および伝達部を収容する伝達部収容空間から形成される。このハウジングには、外部から伝達部収容空間へ霧状の水を供給する給水ポートが形成されている。

電解加工機において電解液として使用される硝酸ナトリウムは、水溶性である。このため、本発明のエアチャック装置を電解加工機における工作物の搬送に使用した場合、霧状の硝酸ナトリウムがエアチャック装置内部の伝達部収容空間に侵入して結晶化、堆積することを防ぐことができる。また、たとえ結晶化した硝酸ナトリウムが堆積するとしても、伝達部収容空間に霧状の水を供給することによって、堆積した硝酸ナトリウムの結晶を溶解するとともにエアチャック装置外へ排出することができる。さらに、水の供給を作業中に継続するようにすれば、エアチャック装置内部への電解液の侵入を抑制することができる。その結果、内部に侵入した電解加工機の電解液等が結晶化して堆積してしまうことを抑制できる。

本発明の請求項２記載のエアチャック装置では、給水ポートが伝達部収容空間に開口している。
このようなエアチャック装置によると、霧状の水を給水ポートから直接伝達部収容空間に供給することができるので、伝達部収容空間における硝酸ナトリウム等の電解液の堆積をより効果的に抑制することができる。

本発明の請求項３記載のエアチャック装置では、ガイド部は、把持部の移動方向に平行な対向面を有し、把持部の移動をガイドする。把持部とガイド部との対向部分に形成されるボール収容空間には、セラミック素材のボール部材が配設される。
このようなエアチャック装置によると、ボール収容空間とボール部材とによってボールベアリングが構成されるので、把持部をスムーズに移動させることができる。しかも、ボール部材は、セラミック素材であるため、伝達部収容空間に霧状の水が供給されても錆により劣化することがない。

本発明の請求項４記載のエアチャック装置は、把持部の移動方向における端部に形成される閉塞板を備える。この閉塞板は、把持部と前記ガイド部との隙間を、水の漏れ出しを抑制する程度に閉塞する
このようなエアチャック装置によると、給水ポートから供給された霧状の水が把持部とガイド部との隙間から漏れにくくなる。また、給水ポートから供給された霧状の水は、閉塞板に遮られるので、霧状の水はボール収容空間にも効果的に供給され、ボール収容空間における硝酸ナトリウム等の電解液の堆積をも抑制することができる。

本発明の請求項５記載のエアチャック装置は、さらに、ダストカバーを備える。このダストカバーは、ハウジングの周囲に一端部のみが気密に接着され、把持部の先端を外部に突出させるように把持部の周囲を覆う。
このようなエアチャック装置によると、ダストカバーの一端部のみがハウジングの周囲に気密に接着されているので、この接着箇所において外部からの塵埃の侵入を防ぐことができる。

ところで、一般的にエアチャック装置では、上記圧縮空気が把持部へ漏れ出すことが知られている。仮に圧縮空気が漏れ出したとしても、本発明の請求項５記載のエアチャック装置によると、ダストカバーは他端側から圧縮空気を外部へ排出することができる。また、外部から供給される霧状の水も、伝達部収容空間からダストカバー内部に拡散するものとすると、他端側からエアチャック装置の外へ排出することができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
（一実施形態）
本発明の一実施形態のエアチャック装置を図１および図２に示す。
エアチャック装置１は、主として図２に示すように、ハウジング１０と、可動部としてのピストン３０と、伝達部としてのガイドレバー４１、４２と、把持部としてのフィンガ５１、５２と、ダストカバー８０とを備えている。フィンガ５１、５２は、後述のように、互いに近づくまたは遠ざかることによって、対象物を把持する。
以下、詳細を図２に基づいて説明する。

ハウジング１０は略直方体で、フィンガ５１、５２側（以下「先端側」という）に開口部１７が設けられている。開口部１７は端面１８に開口している。先端側とは反対側（以下「基端側」という）は、キャップ１３によって気密に閉じられている。ハウジング１０は内部に、ピストン３０を収容する可動部収容空間１１０、および、ガイドレバー４１、４２を収容する伝達部収容空間１２０を有している。可動部収容空間１１０は、ピストン３０により、ピストン３０の基端側の可動部第１収容空間１１１、およびピストン３０の周囲の可動部第２収容空間１１２に分けられている。

ハウジング１０の側壁には、外部と連通する第１ポート１１および第２ポート１２が設けられている。また、第１ポート１１は可動部第１収容空間１１１と連通し、第２ポート１２は可動部第２収容空間１１２と連通している。第１ポート１１および第２ポート１２は、図１に示す第１パイプ１４または第２パイプ１５を介してエアコンプレッサ（不図示）に接続されている。

次に、ピストン３０について説明する。ピストン３０は、図２に示すように軸方向に往復摺動可能にハウジング１０に支持されている。ピストン３０とハウジング１０との摺動部分は、シール部材によりシールされている。ただし、ピストン３０を摺動させるため、ピストン３０とハウジング１０との間は完全に気密にシールされているわけではない。ピストン３０の先端側の端部には、ピストン３０と一体に移動可能で、摺動方向に垂直な軸を有するシャフト３１が設けられている。

次に、ガイドレバー４１、４２について説明する。ガイドレバー４１、４２は、略Ｌ字形であり、ピストン３０の軸に対して対称に配置されている。ガイドレバー４１、４２の中間部分は、ハウジング１０に固定されたレバーシャフト４７、４８に回動自在に支持されている。ガイドレバー４１、４２の一方の端部には凹状の切り欠き４３、４４が設けられ、この切り欠き４３、４４はシャフト３１に係合している。一方、ガイドレバー４１、４２の他方の端部には凸部４５、４６が設けられている。

次に、フィンガ５１、５２について説明する。フィンガ５１、５２は、略Ｔ字形であり、ピストン３０の軸に対して対称に配置されている。フィンガ５１、５２の基端側の端部には、凸部４５、４６と係合する係合孔５３、５４が設けられている。そして、フィンガ５１、５２の移動をガイドするのが、ガイド部６０である。

そこで次に、ガイド部６０について説明する。
ガイド部６０は、ハウジング１０とは別体として設けられ、ハウジング１０の先端側の端面１８に接合されている。ガイド部６０は基端側に長円孔６３、６４を有している。これら長円孔６３、６４からはガイドレバー４１、４２の凸部４５、４６が突出している（図３参照）。ガイドレバー４１、４２が回動すると凸部４５、４６は長円孔６３、６４を移動するが、長円孔６３、６４はこの凸部４５、４６の移動を可能にする長径を有している。
また、ガイド部６０には、主として図４等に示すように、フィンガ５１の移動方向に平行な対向面に、凹状のガイド溝６１、６２が形成されている。

一方、このガイド溝６１、６２と対向するように、凹状の被ガイド溝７１、７２がフィンガ５１、５２に形成されている。ガイド溝６１と被ガイド溝７１によって形成されるボール収容空間６５、およびガイド溝６２と被ガイド溝７２によって形成されるボール収容空間６６には、ボール部材６７を収容可能である。すなわち、ガイド溝６１、６２と、被ガイド溝７１、７２と、ボール部材６７とによってボールベアリングが構成されている。ガイド部６０は、このボールベアリングによって、フィンガ５１、５２を挟み込むようにして、フィンガを移動可能に支持している。
なお、本実施形態において、ボール部材６７はセラミック素材である。

上述したボール収容空間６５、６６は、フィンガ５１、５２の移動方向における端部に配置される閉塞板５５、５６、５７、５８によって閉塞される。かかる構成により、ボール部材６７がボール収容空間６５、６６から外部へ飛び出すことがない。閉塞板５５は、図４に示すように、フィンガ５１にねじ部材５９によって螺着されている。残りの閉塞板５６〜５８も同様に螺着されている。

これら閉塞板５５〜５８は同様の形状であるため、閉塞板５５を例に挙げ、図４に基づいて詳細を説明する。閉塞板５５の基端側の端部は、フィンガ５１とガイド部６０との間にできる隙間６９を塞ぐようガイド部６０の端面に近接している。具体的には、水の漏れ出しを抑制する程度にガイド部６０の端面に密に接している。閉塞板５５の先端側の端部はガイド部６０の端面６８より突出し、長手方向（図の左右方向）はガイド部６０とほぼ同じ幅に形成されている。

次に、ダストカバー８０について説明する。ダストカバー８０の基端側の端縁は、図２に示すようにハウジング１０の周囲に形成された凹部に気密に接着されている。一方、ダストカバー８０の先端側は、フィンガ５１、５２が孔８１、８２を通して外部に突出するように、フィンガ５１、５２の周囲をスカート状に覆っている。なお、ダストカバー８０の材質はエラストマである。

このような構成の下、本実施形態では、エアチャック装置１が、図１に示すような給水ポート２０を備えることを特徴とする。そこで、次に、給水ポート２０について説明する。
給水ポート２０は、伝達部収容空間１２０と外部とを連通している（図２等参照）。この給水ポート２０は、図１に示す給水パイプ２１を介して霧状の水を供給する装置（不図示）に接続されている。霧状の水を供給する装置には、ルブリケータを採用することができる。もちろん、霧状の水を供給できればよく、ルブリケータ以外の装置を採用してもよい。かかる構成により、伝達部収容空間１２０へ霧状の水を供給することが可能となっている。

次に、エアチャック装置１の作動について説明する。
まず、フィンガ５１、５２の移動について説明する。
第１ポート１１から可動部第１収容空間１１１へエアコンプレッサ（不図示）により圧縮空気が供給されると、ピストン３０は摺動して先端側（記号Ｂで示す方向）に移動し、これに伴って、シャフト３１もピストン３０と共にＢ方向に移動する（図２参照）。

すると、ガイドレバー４１、４２は記号Ｃで示す方向に回動し、これにより、凸部４４、４５は互いに離間する。上述したように凸部４４、４５は係合孔５３、５４に係合しているため、フィンガ５１、５２が、互いに離間するように移動する。

反対に、第２ポート１２から可動部第２収容空間１１２へ圧縮空気が供給されると、ピストン３０は摺動して基端側（記号Ａで示す方向）に移動し、これに伴って、シャフト３１も基端側に移動する。すると、ガイドレバー４１、４２は記号Ｄで示す方向に回動し、凸部４４、４５は互いに近接する。これにより、フィンガ５１、５２が、互いに近接するように移動する。

ところで、第１ポート１１または第２ポート１２から供給される圧縮空気は、ピストン３０とハウジング１０との間が前述のように完全に気密にはシールされていないため、伝達部収容空間１２０へ漏れ出る可能性がある。そのため、ダストカバー８０をエアチャック装置１に気密に設けると、エアチャック装置１を破損する虞が生じることになる。したがって、ダストカバー８０によっては、フィンガ５１、５２の周囲を気密に覆うことはできない。

次に、本実施形態の特徴的構成である給水ポート２０の作用を説明する。
給水ポート２０から供給される霧状の水は、伝達部収容空間１２０、開口部１７、長円孔６３、６４、およびガイド溝６１、６２と被ガイド溝７１、７２との隙間を経て、ダストカバー８０の内部に拡散していく（図２参照）。従って、霧状の水は、図５の矢印に示すように、可動部材であるガイドレバー４１、４２およびボール部材６７にも供給される。

ここで、フィンガ５１、５２を互いに近づくように移動させる場合、ピストン３０を図２中の記号Ａで示す方向に移動させると、伝達部収容空間１２０の容積が増加し、エアチャック装置１の先端側とダストカバー８０とで構成される可動部材収容空間１８０内の圧力が減少する（図２参照）。この圧力の変化は、外部の流体を、孔８１、８２を通してダストカバー８０の内部へ吸い込むように作用する。
しかしながら、本実施形態によると、給水ポート２０から霧状の水が供給されて可動部材収容空間１８０内の圧力の減少が抑制されるので、外部の流体の吸い込みは抑制される。

一方、フィンガ５１、５２を互いに遠ざけるように移動させる場合、ピストン３０を矢印のＢ方向に移動させると、伝達部収容空間１２０の容積が減少し、可動部材収容空間１８０内の圧力が増加する。この圧力の変化は、可動部材収容空間１８０内の流体、つまり霧状の水を、孔８１、８２を通してダストカバー８０の外部へ押し出すように作用する。したがって、霧状の水は、可動部材収容空間１８０内に溜まり続けることなく、外部に排出される。

次に、図６を用いて、本実施形態のエアチャック装置１を、電解加工機において工作物９１の搬送に使用した場合の作動を説明する。電解加工機は、工作物９１をエアチャック装置１によって加工ボックス９２の内部に搬送した後、工作物９１の電解加工を行い、その後再びエアチャック装置１によって工作物９１を次工程の加工ボックス（不図示）内部に搬送する。加工ボックス９２の内部には、電解液としての硝酸ナトリウムが霧状に充満している。エアチャック装置１は、この加工ボックス９２の内部で、フィンガ５１、５２を互いに近づける、または遠ざけるように移動させて、工作物９１を把持する作業を行う。

次に、本実施形態のエアチャック装置１の奏する効果を説明する。なお、ここでの説明に対する理解を容易にするため、従来のエアチャック装置における問題を最初に述べることとする。
図７に示すような給水ポート２０を備えない従来のエアチャック装置２００では、霧状の硝酸ナトリウムが、図中に矢印で示すようにハウジング２１０とダストカバー２８０との隙間から吸い込まれ、伝達部収容空間２２０やボール収容空間２６５に結晶化して堆積してしまう虞がある。堆積した硝酸ナトリウムの結晶９０は、ガイドレバー（不図示）やボール部材２６７の動作を妨げ、エアチャック装置２００の動作不良を引き起こすことになる。

これに対し、本実施形態のエアチャック装置１では、給水ポート２０から霧状の水を供給するようにしたため、侵入した硝酸ナトリウムの結晶化を抑制することができ、もって、その堆積を抑制することができる。また、例えば断続的に水を供給することにより硝酸ナトリウムの堆積が生じたとしても、その後、霧状の水を供給すれば、装置内部を洗浄することができる。すなわち、硝酸ナトリウムを溶解させて外部へ排出することができる。さらにまた、水を供給することにより、エアチャック装置１の内部が負圧となることが抑制されるため、硝酸ナトリウムの吸い込み自体を抑制することができる。

さらに、エアチャック装置１では、閉塞板５５〜５８は、フィンガ５１、５２とガイド部６０との間の隙間を閉塞する形状となっているので、霧状の水は、閉塞板５５、５６、５７，５８に遮られてボール収容空間６５、６６にも十分に供給される。このため、霧状の水は、ボール部材６７の周囲における硝酸ナトリウムの堆積を抑制することができる（図５参照）。

なお、ボール部材６７はセラミック素材であるため、ボール部材６７は霧状の水にさらされても、錆びて劣化することが無い。
また、ダストカバー８０の基端側の端縁はハウジング１０の周囲に気密に接着されているので、ダストカバー８０の基端側からの硝酸ナトリウムの侵入を防ぐことができる。

（他の実施形態）
上記実施形態は、フィンガ５１、５２がハウジング１０の開口部１７の端面１８に平行に移動するものであったが、他の構成のエアチャック装置であっても同様の給水ポートを設けることができる。

上記実施形態では、ハウジング１０とガイド部６０とを別体としていたが、ハウジングとガイド部とを一体に形成してもよい。
また、上記実施形態では、フィンガ５１、５２はガイド部６０にボールベアリングによって移動可能に支持されていた。これに対し、ボールベアリング以外の構成で、フィンガをガイド部に移動可能に支持してもよい。

以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

本発明の一実施形態のフィンガ装置の平面図。 本発明の一実施形態のフィンガ装置の断面図。 本発明の一実施形態のフィンガ装置からダストカバーと一方のフィンガとを取り除いたときの底面図。 本発明の一実施形態のフィンガ装置からダストカバーを取り除いたときの側面図。 本発明の一実施形態において、給水ポートから霧状の水が供給される様子を示す模式図。 電解加工時に、エアチャック装置が使用される様子を示す模式図。 従来のエアチャック装置を電解加工に使用したときに堆積する硝酸ナトリウムの結晶を示す模式図。

符号の説明

１：エアチャック装置、１０：ハウジング、１１、第１ポート、１２：第２ポート、１３：キャップ、１４：第１パイプ、１５：第２パイプ、１７：開口、１８：端面、２０：給水ポート、２１：給水パイプ、３０：ピストン（可動部）、３１：シャフト、４１、４２：ガイドレバー（伝達部）、４３、４４：切り欠き、４５、４６：凸部、４７、４８：レバーシャフト、５１、５２：フィンガ（把持部）、５３、５４：係合孔、５５、５６、５７、５８：閉塞板、５９：ねじ部材、６０：ガイド部、６１、６２：ガイド溝、６３、６４：長円孔、６５、６６：ボール収容空間、６７：ボール部材、６８：端面、６９：隙間、７１、７２：被ガイド溝、８０：ダストカバー、８１、８２：孔、９０：結晶化した硝酸ナトリウム、９１：工作物、９２：加工ボックス、１１０：可動部収容空間、１１１：可動部第１収容空間、１１２：可動部第２収容空間、１２０：伝達部収容空間、１８０：可動部材収容空間、２００：従来のエアチャック装置、２１０：ハウジング、２２０：伝達部収容空間、２４０：ガイドレバー、２６５：ボール収容空間、２６７：ボール部材、２８０：ダストカバー

Claims (5)

1. 圧縮空気の作用により往復に摺動する可動部と、
   前記可動部による摺動方向の駆動力を所定方向の駆動力として伝達する伝達部と、
   前記可動部を収容する可動部収容空間および前記伝達部を収容する伝達部収容空間を有するハウジングと、
   前記伝達部から伝達される駆動力によって、互いに近づくまたは遠ざかるように移動し、対象物を把持可能な一対の把持部と、
   前記ハウジングに形成され、外部から前記伝達部収容空間へ霧状の水を供給可能な給水ポートと、
   を備えることを特徴とするエアチャック装置。
2. 前記給水ポートは、前記伝達部収容空間に開口することを特徴とする請求項１記載のエアチャック装置。
3. 前記把持部の移動方向に平行な対向面を有し、前記把持部をガイドするガイド部と、
   前記把持部と前記ガイド部とが対向する部分に形成されるボール収容空間に配設されるセラミック素材のボール部材と、
   を備えることを特徴とする請求項１又は２記載のエアチャック装置。
4. 前記把持部の移動方向における端部に形成される当該把持部と前記ガイド部との隙間を、水の漏れだしを抑制する程度に閉塞する閉塞板を備えることを特徴とする請求項３記載のエアチャック装置。
5. 前記ハウジングの周囲に一端部のみが気密に接着され、前記把持部の先端を外部に突出させるように前記把持部の周囲を覆うダストカバーを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載のエアチャック装置。

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