JP2010089157A - 摩擦圧接機に用いるチャック装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】摩擦圧接装置において、ワークを把持するチャック装置は駆動源となる油圧シリンダーとプランジャーと爪が軸方向へ並列に配置されており、チャック装置は軸方向に長さが必要な構成になされており、チャック装置は軸方向に長い装置となり、ワークの軸方向の長さが制限される。これを解決できるチャック装置を提供する。
【解決手段】摩擦圧接装置のチャック装置において、半径方向内方に移動してワーク4を把持する爪2と連結するシリンダー5と、前記爪と固定されるバネ鋼9を備え、バネ鋼がワーク開放時のシリンダー5の動作により、半径方向内方への収縮力を蓄積し、且つワーク把握時には該収縮力により爪を半径方向内方へ移動させる。
【選択図】図2
【解決手段】摩擦圧接装置のチャック装置において、半径方向内方に移動してワーク4を把持する爪2と連結するシリンダー5と、前記爪と固定されるバネ鋼9を備え、バネ鋼がワーク開放時のシリンダー5の動作により、半径方向内方への収縮力を蓄積し、且つワーク把握時には該収縮力により爪を半径方向内方へ移動させる。
【選択図】図2
Description
本発明は摩擦圧接機のワークに用いるチャック装置に関する。
摩擦圧接を行なう摩擦圧接機において、接合するワークの把持には、一般的な三爪チャックの他に、コレットチャックが用いられている。(例えば特許文献1参照)
コレットチャックは、チャック本体へシリンダーを有し、該シリンダーの推力によってチャックの軸方向へ進退可能な円環状のプランジャーが設けられている。
プランジャーは駆動軸を介して筒状の基部が取り付けられテーパー面を有しており、テーパー面と接触する傾斜面を有する爪部が設けられている。
シリンダーの駆動によりプランジャーがチャック軸方向へ移動すると、駆動軸を介して、基部が軸方向へ移動し、爪部の傾斜面がテーパー面上を摺動して爪部が半径方向内方に移動しワークを把持する。
特開平5−177365号公報
コレットチャックは、チャック本体へシリンダーを有し、該シリンダーの推力によってチャックの軸方向へ進退可能な円環状のプランジャーが設けられている。
プランジャーは駆動軸を介して筒状の基部が取り付けられテーパー面を有しており、テーパー面と接触する傾斜面を有する爪部が設けられている。
シリンダーの駆動によりプランジャーがチャック軸方向へ移動すると、駆動軸を介して、基部が軸方向へ移動し、爪部の傾斜面がテーパー面上を摺動して爪部が半径方向内方に移動しワークを把持する。
前述のようなコレットチャックに限らずワークを把持するチャック装置は駆動源となる油圧シリンダーとプランジャーと爪が軸方向へ並列に配置されており、チャック装置は軸方向に長さが必要な構成になされている。
そのため、チャック装置は軸方向に長い装置となり、ワークの軸方向の長さが制限される。チャック装置の軸方向長さよりも短いワークを把持する場合には、チャック装置が中空構造になされていても、ワークの両端をチャック装置の外方へ表出させることができないので、一方の端部のみしか摩擦圧接することができず、ワーク両端を摩擦圧接することができない。
したがって、本発明は、前述の問題を解決し、チャック軸方向の全長寸法を短くしたコンパクトなチャック装置を提供することを目的とする。
そのため、チャック装置は軸方向に長い装置となり、ワークの軸方向の長さが制限される。チャック装置の軸方向長さよりも短いワークを把持する場合には、チャック装置が中空構造になされていても、ワークの両端をチャック装置の外方へ表出させることができないので、一方の端部のみしか摩擦圧接することができず、ワーク両端を摩擦圧接することができない。
したがって、本発明は、前述の問題を解決し、チャック軸方向の全長寸法を短くしたコンパクトなチャック装置を提供することを目的とする。
前記の課題を解決するため、本発明は、摩擦圧接機のワークに用いるチャック装置において、摩擦圧接機に設けられる本体と、該本体へ半径方向に形成される複数のガイド溝と、該ガイド溝に案内されて半径方向へ摺動可能に設けられ半径方向内方に移動してワークを把持する爪と、前記本体と連結ピンにより固定され且つ前記爪とロッド端部が連結されるシリンダーと、前記爪と保持ピンにより固定され中央部に穴を有した中空円盤形状に形成されるバネ鋼を備え、前記バネ鋼がワーク開放時のシリンダーの動作により半径方向内方への収縮力を蓄積し且つワーク把握時には該収縮力により爪を半径方向内方へ移動させることを特徴とする。
本発明のチャック装置によれば、ワークの把持を行なうために動作する爪と、爪を駆動させるシリンダーやバネ鋼などの構成要素が軸方向へ並列に配置されることなく、半径方向へ並列に構成されているので、軸方向に幅の小さいコンパクトなチャック装置とすることが可能となる。これにより、チャック装置を搭載する摩擦圧接機も同様にコンパクトとなり、小型軽量な摩擦圧接機を実現できる。
また、装置外部から高圧流体を供給されて駆動するシリンダーを用いず、バネ鋼の収縮力を用いてワークを把持しているので、シリンダーの不具合などにより作用力が遮断されチャックの把持力が減少したり、なくなったりすることなく把持力を保ち続けることができ、安全にワークを把持することが可能となる。
また、ワークを把持する作用力はバネ鋼の収縮力によるものであるので、バネ鋼の材質特有の性状であるバネ定数で把持力が決定され、シリンダーの圧力変動による把持力の変化が生じず、一定の安定した把持力を維持できる。
また、装置外部から高圧流体を供給されて駆動するシリンダーを用いず、バネ鋼の収縮力を用いてワークを把持しているので、シリンダーの不具合などにより作用力が遮断されチャックの把持力が減少したり、なくなったりすることなく把持力を保ち続けることができ、安全にワークを把持することが可能となる。
また、ワークを把持する作用力はバネ鋼の収縮力によるものであるので、バネ鋼の材質特有の性状であるバネ定数で把持力が決定され、シリンダーの圧力変動による把持力の変化が生じず、一定の安定した把持力を維持できる。
以下に本発明の実施例について図を用いて説明する。
図1は本発明のチャック装置の正面図を示す。
図2は図1のA−A矢視の断面図を示す。
チャック装置の本体1には、図示しない動力源であるモーターにより回転力が与えられ図示しない摩擦圧接機の基部へ取り付けられる。
チャック装置の本体1は、円筒形状に形成されており、中心部位へワーク4が配置され、ワーク4を把持する爪2を案内するガイド溝3が半径方向へ放射状に設けられている。このガイド溝3に設けられる爪2は、本体1に設けられたガイド溝3に案内されて半径方向へワーク4の全周に放射状に等分布で複数個(本実施例では6個)が備えられている。
ガイド溝3は本体1の半径方向へ凹形状に設けられ、前記爪2を凹部内に係合させて摺動可能に案内するように設けられている。
図1は本発明のチャック装置の正面図を示す。
図2は図1のA−A矢視の断面図を示す。
チャック装置の本体1には、図示しない動力源であるモーターにより回転力が与えられ図示しない摩擦圧接機の基部へ取り付けられる。
チャック装置の本体1は、円筒形状に形成されており、中心部位へワーク4が配置され、ワーク4を把持する爪2を案内するガイド溝3が半径方向へ放射状に設けられている。このガイド溝3に設けられる爪2は、本体1に設けられたガイド溝3に案内されて半径方向へワーク4の全周に放射状に等分布で複数個(本実施例では6個)が備えられている。
ガイド溝3は本体1の半径方向へ凹形状に設けられ、前記爪2を凹部内に係合させて摺動可能に案内するように設けられている。
本体1には油圧シリンダー5が連結ピン6により固着されて設けられており、油圧シリンダー5には外部からの油圧配管が接続されて配設されている。
油圧シリンダー5は本体1に固定されており、ピストン7の駆動によりロッド8が半径方向へ伸縮可能に構成されている。ロッド8の半径方向内方の端部には、前記爪2の半径方向外方の端部が一体となして連設されており、油圧シリンダー5の駆動により半径方向へ伸縮するロッド8の移動に連動して、爪2が半径方向へ移動可能になされている。複数設けられた爪2の全ては、円盤形のバネ鋼9に接続されて設けられている。
バネ鋼は、図4に示すように中央部に穴10を有しドーナツ盤形の円盤状に形成されており、本体の内方のワーク4と同心位置へ本体とは固着せずに配置されている。
油圧シリンダー5は本体1に固定されており、ピストン7の駆動によりロッド8が半径方向へ伸縮可能に構成されている。ロッド8の半径方向内方の端部には、前記爪2の半径方向外方の端部が一体となして連設されており、油圧シリンダー5の駆動により半径方向へ伸縮するロッド8の移動に連動して、爪2が半径方向へ移動可能になされている。複数設けられた爪2の全ては、円盤形のバネ鋼9に接続されて設けられている。
バネ鋼は、図4に示すように中央部に穴10を有しドーナツ盤形の円盤状に形成されており、本体の内方のワーク4と同心位置へ本体とは固着せずに配置されている。
バネ鋼9には爪2の数と同数の取り付け穴12が備えており、取り付け穴12を通して、バネ鋼9と爪2を貫通する保持ピン11が備えられており、バネ鋼9は保持ピン11を介して爪2と一体となして構成されている。
それにより、油圧シリンダー5の駆動により半径方向へ移動する爪2の移動に合わせて、円盤状のバネ鋼9が拡大、縮小するようになされている。その際、バネ鋼9はその材料の特性により外力によって変形を起こすと、元の状態へ復元するように反力が発生するようになされている。
バネ鋼9は本実施例においては、爪2を挟むように2枚の円盤で構成されて配置されている。爪2の半径方向内方の端部は、把持するワーク4の外形に合わせた形状に形成されており、爪2の半径方向内方の移動によるワーク把持の際には、ワーク4を確実に捉えて把持できるようになされている。
それにより、油圧シリンダー5の駆動により半径方向へ移動する爪2の移動に合わせて、円盤状のバネ鋼9が拡大、縮小するようになされている。その際、バネ鋼9はその材料の特性により外力によって変形を起こすと、元の状態へ復元するように反力が発生するようになされている。
バネ鋼9は本実施例においては、爪2を挟むように2枚の円盤で構成されて配置されている。爪2の半径方向内方の端部は、把持するワーク4の外形に合わせた形状に形成されており、爪2の半径方向内方の移動によるワーク把持の際には、ワーク4を確実に捉えて把持できるようになされている。
次に本発明の作用について、図を用いて説明する。
図3は、図2と同じ断面における本発明のチャック装置のワーク4の把持を解除した状態の断面図を示している。
また、図5にはバネ鋼9へ作用する力を図示した説明図を示す。
図3は、図2と同じ断面における本発明のチャック装置のワーク4の把持を解除した状態の断面図を示している。
また、図5にはバネ鋼9へ作用する力を図示した説明図を示す。
ワーク4をチャック装置へ取り付ける際には、図3に示すように爪2が半径方向外方へ移動し、爪2が開いた状態にならなければならない。
この時、爪2は保護ピン11によってバネ鋼9と一体となされているので、バネ鋼9の半径方向内方への収縮力が爪2に作用している。
このバネ鋼9の作用により、爪2は通常は半径方向内方へ移動しており、ワーク4を把持するためには爪2を半径方向外方へ開く力が必要になる。
爪2を開くために油圧シリンダー5の駆動力を爪2へ作用させ、爪2を半径方向外方へ移動させる。
この時、爪2は保護ピン11によってバネ鋼9と一体となされているので、バネ鋼9の半径方向内方への収縮力が爪2に作用している。
このバネ鋼9の作用により、爪2は通常は半径方向内方へ移動しており、ワーク4を把持するためには爪2を半径方向外方へ開く力が必要になる。
爪2を開くために油圧シリンダー5の駆動力を爪2へ作用させ、爪2を半径方向外方へ移動させる。
爪2は半径方向外方の端部に設けられた油圧シリンダー5と連結しており、本体1へ固定された油圧シリンダー5の伸縮に連動して爪2が半径方向へ移動可能になされている。
図示しない外部からの油圧配管により油圧シリンダー5を駆動させる。図示しない外部からの油圧制御により油圧シリンダー5が短縮動作を行なうと、油圧シリンダー5のロッド8が半径方向外方へ移動する。爪2はロッド8の半径方向内方側の先端へ連結されているので、ロッド8の半径方向外方への移動と連動して爪2は半径方向外方へ移動する。
図示しない外部からの油圧配管により油圧シリンダー5を駆動させる。図示しない外部からの油圧制御により油圧シリンダー5が短縮動作を行なうと、油圧シリンダー5のロッド8が半径方向外方へ移動する。爪2はロッド8の半径方向内方側の先端へ連結されているので、ロッド8の半径方向外方への移動と連動して爪2は半径方向外方へ移動する。
これによりチャックの中央部位にある把持部分へワーク4を配置することができる。
チャックの中央部位へワーク4を配置した後、爪2を半径方向内方へ移動させてワーク4の全周から爪2を当接させ、ワーク4の把持を行なう。
爪2の半径方向内方への移動は、バネ鋼9の半径方向内方への収縮力Pを用いる。
バネ鋼9は油圧シリンダー5の駆動により半径方向外方への力Tが作用し、そのため半径方向内方への収縮力としてバネ力Pが発生している。このバネ力Pは油圧シリンダ5ーの駆動により抑えられているので、油圧シリンダー5の駆動が解除されてバネ鋼9への半径方向外方への作用力Tがなくなると、バネ鋼9は半径方向内方への力Pのみが作用し、収縮し始める。このとき、バネ鋼9と一体となしている爪2にはバネ鋼の収縮力が伝達され、爪2は半径方向内方へ移動する。
チャックの中央部位へワーク4を配置した後、爪2を半径方向内方へ移動させてワーク4の全周から爪2を当接させ、ワーク4の把持を行なう。
爪2の半径方向内方への移動は、バネ鋼9の半径方向内方への収縮力Pを用いる。
バネ鋼9は油圧シリンダー5の駆動により半径方向外方への力Tが作用し、そのため半径方向内方への収縮力としてバネ力Pが発生している。このバネ力Pは油圧シリンダ5ーの駆動により抑えられているので、油圧シリンダー5の駆動が解除されてバネ鋼9への半径方向外方への作用力Tがなくなると、バネ鋼9は半径方向内方への力Pのみが作用し、収縮し始める。このとき、バネ鋼9と一体となしている爪2にはバネ鋼の収縮力が伝達され、爪2は半径方向内方へ移動する。
チャック装置にワーク4を把持する際には、チャックの中央部へ配置されたワーク4に対して爪2がワーク4の外方全周から半径方向内方へ移動してワーク4を把持する。このとき、前述のように爪2は油圧シリンダー5の駆動力Tによりバネ鋼9の収縮力Pに抗して半径方向外方へ移動した状態で維持しており、油圧シリンダー5の駆動を解除することで油圧シリンダー5による半径方向外方へ移動させる力Tが爪2に作用しなくなる。そのため爪2にはバネ鋼の収縮力である半径方向内方への力Pが作用し、爪2がバネ鋼9の力によって半径方向へ移動される。
半径方向内方へ移動した爪2はワーク4に当接してからも、なおバネ鋼9の収縮力Pが作用し続けて爪2によるワーク4の把持が行なわれる。
この際、爪2はワーク4の外方の全周からワーク4を把持され、その把持力の根源はひとつのバネ鋼9の収縮力であるので、ワーク4を把持する作用力はワーク4の全周から均等の力で作用し、ワーク4の全周に配置される全ての爪2には作用力が均等に加わり、ワーク4は複数の爪2により全周から等しく同じ力で把持される。
半径方向内方へ移動した爪2はワーク4に当接してからも、なおバネ鋼9の収縮力Pが作用し続けて爪2によるワーク4の把持が行なわれる。
この際、爪2はワーク4の外方の全周からワーク4を把持され、その把持力の根源はひとつのバネ鋼9の収縮力であるので、ワーク4を把持する作用力はワーク4の全周から均等の力で作用し、ワーク4の全周に配置される全ての爪2には作用力が均等に加わり、ワーク4は複数の爪2により全周から等しく同じ力で把持される。
本発明は、爪2を油圧シリンダー5のロッド8と一体化して動作を連動させ、爪2に作用させる把持のための力を中空円盤形状に形成されるバネ鋼9を用いることで、軸方向にスペースを必要としない非常に薄型のコンパクトなチャック装置を実現できるものである。
また、油圧シリンダー5の駆動によって、爪2の半径方向外方の移動と合わせて、バネ鋼9に半径方向外方への作用力を加えバネ鋼9の収縮力を発生させているので、チャック装置の開き動作と、閉じ動作のための作用力発生を同時に行なうことができる。
さらには上記動作をひとつの油圧シリンダー5の一動作で行なうので、簡単な構造のチャック装置を得ることができる。
また、油圧シリンダー5の駆動によって、爪2の半径方向外方の移動と合わせて、バネ鋼9に半径方向外方への作用力を加えバネ鋼9の収縮力を発生させているので、チャック装置の開き動作と、閉じ動作のための作用力発生を同時に行なうことができる。
さらには上記動作をひとつの油圧シリンダー5の一動作で行なうので、簡単な構造のチャック装置を得ることができる。
1 本体
2 爪
3 ガイド溝
4 ワーク
5 油圧シリンダー
6 連結ピン
7 ピストン
8 ロッド
9 バネ鋼
11 保持ピン
2 爪
3 ガイド溝
4 ワーク
5 油圧シリンダー
6 連結ピン
7 ピストン
8 ロッド
9 バネ鋼
11 保持ピン
Claims (1)
- 摩擦圧接機のワークに用いるチャック装置において、摩擦圧接機に設けられる本体と、該本体へ半径方向に形成される複数のガイド溝と、該ガイド溝に案内されて半径方向へ摺動可能に設けられ半径方向内方に移動してワークを把持する爪と、前記本体と連結ピンにより固定され且つ前記爪とロッド端部が連結されるシリンダーと、前記爪と保持ピンにより固定され中央部に穴を有した中空円盤形状に形成されるバネ鋼を備え、前記バネ鋼がワーク開放時のシリンダーの動作により半径方向内方への収縮力を蓄積し且つワーク把握時には該収縮力により爪を半径方向内方へ移動させることを特徴とするチャック装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008264475A JP2010089157A (ja) | 2008-10-10 | 2008-10-10 | 摩擦圧接機に用いるチャック装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008264475A JP2010089157A (ja) | 2008-10-10 | 2008-10-10 | 摩擦圧接機に用いるチャック装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010089157A true JP2010089157A (ja) | 2010-04-22 |
Family
ID=42252380
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008264475A Pending JP2010089157A (ja) | 2008-10-10 | 2008-10-10 | 摩擦圧接機に用いるチャック装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010089157A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102837153A (zh) * | 2012-08-07 | 2012-12-26 | 首都航天机械公司 | 一种用于贮箱筒段环缝搅拌摩擦焊接的定位支撑装置 |
CN103639639A (zh) * | 2013-11-19 | 2014-03-19 | 四川成发航空科技股份有限公司 | 一种薄壁筒体焊接与校形夹具 |
US9227267B1 (en) * | 2014-08-13 | 2016-01-05 | William Engineering Llc | Warm bond method for butt joining metal parts |
-
2008
- 2008-10-10 JP JP2008264475A patent/JP2010089157A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102837153A (zh) * | 2012-08-07 | 2012-12-26 | 首都航天机械公司 | 一种用于贮箱筒段环缝搅拌摩擦焊接的定位支撑装置 |
CN103639639A (zh) * | 2013-11-19 | 2014-03-19 | 四川成发航空科技股份有限公司 | 一种薄壁筒体焊接与校形夹具 |
US9227267B1 (en) * | 2014-08-13 | 2016-01-05 | William Engineering Llc | Warm bond method for butt joining metal parts |
EP3180137A4 (en) * | 2014-08-13 | 2018-01-24 | William Engineering LLC | Warm bond method for butt joining metal parts |
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