JP2011251347A

JP2011251347A - チャック

Info

Publication number: JP2011251347A
Application number: JP2010124766A
Authority: JP
Inventors: Sachihiro Hayakawa; 祥弘早川
Original assignee: Howa Machinery Ltd
Current assignee: Howa Machinery Ltd
Priority date: 2010-05-31
Filing date: 2010-05-31
Publication date: 2011-12-15
Anticipated expiration: 2030-05-31
Also published as: JP5593847B2

Abstract

【課題】強度と耐久性とのどちらにも優れており、把握精度の高いチャックを提供する。
【解決手段】揺動部材１１を支持するリテーナ１２が、前後方向へ穿設された支持孔２１を有する筒状部材であり、支持孔２１の後方側を球面状の内周面２１ａとして、前方側を円周面状の内周面２１ｂとして夫々形成し、支持孔２１の前方側の開口縁に、支持孔２１の径方向内側へ突出する被り部２２、２２を２つ設けるとともに、当該被り部２２、２２の後方となる内周面２１ｃについては内周面２１ａと同じ球面状に形成する一方、揺動部材１１の球状部１４の外周面に、被り部２２、２２に対応させて面取り部１６、１６を設けて、球状部１４を支持孔２１の前方側から支持孔２１内へ挿入可能とした。
【選択図】図３

Description

本発明は、ワーク等を把握するチャックに関するものである。

従来、ワーク等を把握するチャックにおいて、チャック本体の内部に進退動作可能なドローバーを設けるとともに、チャック本体の前部にドローバーの進退動作に応じて揺動する揺動部材を設け、該揺動部材の前端に把握爪を取り付けたものが考案されている（たとえば特許文献１）。そして、該チャックにおいては、チャック本体の内部に設けられたドローバーの進退動作に伴う揺動部材の揺動によって、把握爪がワークや刃具をクランプ／アンクランプするようになっている。

ここで、上述したような従来のチャックにおける揺動部材の支持機構について、図１１及び図１２をもとに説明する。図１１は、従来の支持機構の一例を分解して示した斜視説明図であり、７１は揺動部材、７２ａ、７２ｂは揺動部材を揺動可能に支持するためのリテーナである。揺動部材７１は、前部に把握爪を設置するための設置部７３と、揺動部材７１を揺動させるための球状部７５と、揺動部材７１をドローバー（図示せず）側へ連結するための軸部７４とを備えている。球状部７５は、外周面が略球面状に成形されており、設置部７３の後方に設けられている。また、軸部７４は、球状部７５から後方へ突設されている。一方、リテーナ７２ａ、７２ｂは、内周面７７が球面状に成形された筒状の部材を半分に分割して形成されている。そして、当該支持機構においては、球状部７５を上下から挟み込むようにリテーナ７２ａ、７２ｂを装着し、球状部７５をリテーナ７２ａ、７２ｂの球面状の内周面７７で支持する。尚、７６は、揺動する量を規制するための軸（図示せず）を挿通させる軸孔であり、７８は、リテーナ７２ａ、７２ｂをチャック本体（図示せず）に固定するための固定孔である。
そして、この支持機構によれば、リテーナ７２ａ、７２ｂを２部材から構成しているため、球状部７５を支持するための支持面、すなわち内周面７７を球面状に成形することができ、面接触によって支持することができるというメリットがある。

一方、図１２は、従来の支持機構の他の例を分解して示した斜視説明図であり、７１は、設置部７３の形状等が異なるものの、上記揺動部材と同じ揺動部材である。そして、当該支持機構では、揺動部材を揺動可能に支持するための部材として、リテーナ７９を用いる。リテーナ７９は、内周面が球面ではなく、円周面として形成された円筒状の部材であって、揺動部材７１の軸部７４の後方から嵌め込んで装着することにより、球状部７５を内周面（円周面）で支持するようになっている。
そして、この支持機構によれば、リテーナ７９を１部材から構成しているため、リテーナ７９自体の強度を向上することができるというメリットがある。

実開平５−４９２０７号公報

しかしながら、図１１に示すようなリテーナ７２ａ、７２ｂを用いると、たとえば一体的なリテーナ７９等と比べると強度の点で劣っているため、揺動時における揺動部材７１の安定性に問題があり、ひいては把握爪による把握精度が低いといった問題がある。また、現在においては、リテーナ７２ａ、７２ｂを形成するにあたり、別個に形成するわけではなく、一つの部材をたたき割るようにして分割するという方法が一般的に採用されているため、強度に係る問題がより一層顕著となる。
一方、図１２に示すようなリテーナ７９を用いると、球状部７５を円周面で支持することになるため、リテーナ７９の内周面と球状部７５の周面とは線接触となる。したがって、球面で支持するリテーナ７２ａ、７２ｂ等と比べると、リテーナ７９と球状部７５との接触状態が安定しにくいため、接触面での摩耗がはやく、耐久性に乏しいといった問題がある。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みなされたものであって、強度と耐久性とのどちらにも優れており、把握精度の高いチャックを提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、外周面が球面状に形成された球状部を有する揺動部材が、前記球状部を支持する支持部を介してチャック本体の前部に設置されており、前記チャック本体に内蔵されたドローバーを軸方向へ進退させるのに伴い、前記揺動部材が前記球状部の中心を軸として所定の方向へ揺動し、前記揺動部材の前端に取り付けられた把握爪がクランプ／アンクランプ動作するチャックであって、前記支持部が、前後方向へ穿設された支持孔を有しており、前記支持孔の後方側を、前記球状部と同径な球面状の第１内周面として、前方側を、前記球状部と同径な円周面状の第２内周面として夫々形成し、前記支持孔の前方側の開口縁に、前記支持孔の径方向内側へ突出する被り部を周方向で複数設けるとともに、当該被り部の後方となる前記第２内周面については前記第１内周面と同じ球面状に形成する一方、前記揺動部材の前記球状部の外周面に、前記被り部に対応させて複数の面取り部を設けて、前記球状部を前記支持孔の前方側から前記支持孔内へ挿入可能としており、前記支持部に対し、前記面取り部を前記被り部に対応させた所定の姿勢で前記球状部を前記支持孔内へ挿入した後、前後方向を軸として前記揺動部材を回転させることによって、前記球状部の球面が前記第１内周面及び前記第２内周面の一部に当接し、且つ、前記被り部により前方へ抜け止めされた状態で、前記揺動部材が前記支持部に支持されることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記被り部が、前記支持孔の周方向で等間隔に複数設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、支持部が、前後方向へ穿設された支持孔を有しており、支持孔の後方側を球面状の第１内周面として、前方側を円周面状の第２内周面として夫々形成し、支持孔の前方側の開口縁に、支持孔の径方向内側へ突出する被り部を周方向で複数設けるとともに、当該被り部の後方となる第２内周面については第１内周面と同じ球面状に形成する一方、揺動部材の球状部の外周面に、被り部に対応させて複数の面取り部を設けて、球状部を支持孔の前方側から支持孔内へ挿入可能としており、支持部に対し、面取り部を被り部に対応させた所定の姿勢で球状部を支持孔内へ挿入した後、前後方向を軸として揺動部材を回転させることによって、球状部の球面が第１内周面及び第２内周面の一部に当接し、且つ、被り部により前方へ抜け止めされた状態で、揺動部材が支持部に支持されるように構成している。したがって、支持部を二部材ではなく一部材で構成しているため、支持部の強度を向上することができ、ひいては把握爪による把握精度をも向上することができる。さらに、揺動部材の球状部を球面状に形成された第１内周面、及び第２内周面の一部で支持する、すなわち面接触で支持することができるため、支持部と球状部との接触状態が安定しており、接触面での摩耗を抑制することができ、耐久性の向上を図ることができる。
また、請求項２に記載の発明によれば、被り部を、支持孔の周方向で等間隔に複数設けているため、揺動部材の抜けを規制する際において揺動部材にかかる負荷が安定し、揺動部材がガタついたりしない。

チャックを前方から示した説明図である。図１中におけるＸ−Ｘ線断面の説明図である。揺動部材及びリテーナの斜視説明図である。リテーナを前方から示した説明図である。リテーナの図５中におけるＶ−Ｖ線断面を示した説明図である。リテーナの図５中におけるＷ−Ｗ線断面を示した説明図である。揺動部材を示した説明図であって、（ａ）は側方から示した説明図、（ｂ）は（ａ）中におけるＺ−Ｚ線断面を示した説明図である。揺動部材をリテーナに支持させる様子を示した球状部での断面説明図である。本発明の第１変更例を示した説明図である。本発明の第２変更例を示した説明図である。従来の支持機構の一例を分解して示した斜視説明図である。従来の支持機構の他の例を分解して示した斜視説明図である。

以下、本発明の一実施形態となるチャックについて、図面にもとづき詳細に説明する。

図１は、チャック１を前方から示した説明図であり、図２は、図１中におけるＸ−Ｘ線断面の説明図である。
チャック１は、正面視円形のチャック本体２の前面に３つの把握爪３、３・・を備えてなるもので、チャック本体２は、図示しない駆動機構により中心線を軸として回転可能となっている。また、チャック本体２の内部には、把握爪３、３・・をクランプ／アンクランプ動作させるためのドローバー４が、チャック本体２の回転軸と同軸に設置されているとともに、図示しない油圧機構等によって前後方向（軸方向）へ進退自在とされている。さらに、チャック本体２の前側の内部には空間７が形成され、当該空間７内にはドローバー４の進退動作を後述する揺動部材１１に伝えるための駆動部材５が収納され、ドローバー４と連結されている。加えて、駆動部材５にはロッカボール６、６・・が設置されており、各ロッカボール６には揺動部材１１の軸部１５が前方から摺動自在に嵌合している。そして、各揺動部材１１は、後述するリテーナ１２を介してチャック本体２の前部に支持されており、後述する球状部１４の中心を軸として所定方向へ揺動可能となっている。また、その揺動部材１１の前端に把握爪３が設置されている。尚、軸部１５の後端部には、揺動部材１５の首振り量を規制するための規制部材８が取り付けられている。

以上のように構成されたチャック１においては、ドローバー４を進退させると、駆動部材５及びロッカボール６、６・・も進退する。そして、このとき各ロッカボール６が揺動部材１１を揺動させ、その前端に設置された把握爪３がクランプ／アンクランプ動作するようになっている。尚、この把握爪３、３・・をクランプ／アンクランプ動作させる機構については、上記特許文献１にも開示されているように公知の機構である。

ここで、本発明の要部となる揺動部材１１の支持機構、すなわち揺動部材１１及び該揺動部材１１を揺動可能に支持するリテーナ１２の構成について詳細に説明する。尚、チャック本体２に対して取り付けられる揺動部材１１、１１・・及びリテーナ１２、１２・・のうち、方向の説明が容易である等の便宜上、最も上方に設置される揺動部材１１及びリテーナ１２について説明する。そして、その他の揺動部材１１及びリテーナ１２も同じ構成を有しており、チャック本体２への設置する姿勢が異なるにすぎない。
図３は、揺動部材１１及びリテーナ１２の斜視説明図である。図４は、リテーナ１２を前方から示した説明図、図５は、リテーナ１２の図４中におけるＶ−Ｖ線断面を示した説明図、図６は、リテーナ１２の図４中におけるＷ−Ｗ線断面を示した説明図である。図７は、揺動部材１１を示した説明図であって、（ａ）は側方から示した説明図、（ｂ）は（ａ）中におけるＺ−Ｚ線断面を示した説明図である。

揺動部材１１は、把握爪３を設置するための設置部１３と、リテーナ１２に支持される球状部１４と、ロッカボール６に嵌入される軸部１５とを備えている。設置部１３は、揺動部材１１の前部に設けられており、その前端面に把握爪３を設置可能となっている。球状部１４は、設置部１３の後方に設けられており、その外周面は略球面状に成形されている。また、球状部１４の外周面で、揺動部材１１をチャック本体２に取り付けた際に左右側方に位置する部位（揺動部材１１を取付姿勢から前後方向を軸として左方若しくは右方へ９０°回転させた際に頂部及び底部となる部位）には、一対の面取り部１６、１６が設けられている。軸部１５は、球状部１４から後方へ延設されており、球状部１４よりも小径とされている。

一方、リテーナ１２は、揺動部材１１の球状部１４を支持する支持孔２１を備えた筒状部材である。支持孔２１は、球状部１４全体を収納可能な前後方向長さを有しており、該支持孔２１の後方側の内周面２１ａは、球状部１４の球面に略当接して支持すべく、球状部１４と同径な球面状に形成されている一方、支持孔２１の前方側の内周面２１ｂは、球状部１４と同径の円周面状に形成されている。また、支持孔２１の内周面２１ｂの前縁（開口縁）には、支持孔２１の径方向内側へ突き出す被り部２２、２２が周方向で等間隔に設けられており、支持孔２１を正面から見た形状と、球状部１４の中心及び面取り部１６、１６を通る前後方向に直交する面での断面の形状とが略同一とされている。したがって、各被り部２２の左右方向長さは、各面取り部１６の軸方向に直交する方向での長さと略同じとなっており、被り部２２、２２間の距離は、面取り部１６箇所における球状部１４の幅と略同じとなっている。さらに、各被り部２２の後方となる内周面２１ｃは、球状部１４の球面が略当接可能な球面状、すなわち内周面２１ａ同様の球面状に形成されている。尚、２４は、リテーナ２１をチャック本体２に設置するための固定孔であり、リテーナ１２の支持孔２１の前方側の開口縁に外側へ突設されたフランジ部に穿設されている。

次に、上述の如き構成を有する揺動部材１１及びリテーナ１２のチャック本体２への設置に関し、図８をもとに説明する。図８は、揺動部材１１をリテーナ１２に支持させる様子を示した球状部１４での断面説明図である。
まず、リテーナ１２を、支持孔２１の穿設方向が前後方向となる所定の設置姿勢でチャック本体２に固定する。次に、該リテーナ１２の支持孔２１に対して、揺動部材１１の面取り部１６、１６を被り部２２、２２に合わせた所定の姿勢で、揺動部材１１を挿入する（図８（ａ））。すなわち、揺動部材１１の軸部１５側から、球状部１４の後部が支持孔２１の内周面２１ａに当接するまで挿入する。すると、球状部１４全体が支持孔２１内に収納されるとともに、軸部１５がロッカボール６に嵌入する。

そして最後に、所定の設置姿勢となるように、前後方向を軸として揺動部材１１を右方若しくは左方へ９０°回転させて、揺動部材１１をリテーナ１２に支持させればよい（図８（ｂ））。このとき、球状部１４が支持孔２１内で回転することにより、球状部１４の球面状の部分が内周面２１ａ及び内周面２１ｃ（すなわち、内周面２１ｂの一部）に当接し、球状部１４は面接触によってリテーナ１２に支持されることになる。また、被り部２２、２２の後方には球状部１４の球面状の部分が位置しており、この球面状の部分の直径は、当然面取り部１６、１６箇所での直径よりも長い。したがって、球面状の部分が被り部２２、２２により抜け止めされ、揺動部材１１の前後方向への移動が規制されることになる。
以上のようにして、揺動部材１１及びリテーナ１２はチャック本体２に設置される。

上述したように構成される揺動部材１１及びリテーナ１２を備えたチャック１によれば、リテーナ１２に、後方側が球面状の内周面２１ａとして、前方側が円周面状の内周面２１ｂとして夫々形成された支持孔２１を設けるとともに、支持孔２１の前縁に、支持孔２１の径方向内側へ突出する被り部２２、２２を設け、さらに被り部２２、２２の後方となる内周面２１ｃについては内周面２１ａと同じく球面状に形成する一方、揺動部材１１の球状部１４に面取り部１６、１６を設けて、球状部１４を支持孔２１内へ挿入可能に形成している。そして、リテーナ１２に対し、揺動部材１１の面取り部１６、１６を被り部２２、２２に合わせた所定の姿勢で、支持孔２１の前方側から揺動部材１１の球状部１４を挿入させた後、前後方向を軸として右方若しくは左方へ９０°回転させることによって、球状部１４の球面状の部分が内周面２１ａ及び内周面２１ｃに当接し、且つ、被り部２２、２２により前方へ抜け止めされた状態で、揺動部材１１がリテーナ１２に支持されるようになっている。したがって、リテーナ１２を二部材ではなく一部材で構成することができるため、リテーナ１２の強度を向上することができ、ひいては把握爪３、３・・による把握精度をも向上することができる。また、揺動部材１１の球状部１４を球面状の内周面２１ａ、及び内周面２１ｂの一部で支持する（すなわち、面接触で支持する）ことができるため、リテーナ１２と球状部１４との接触状態が安定しており、接触面での摩耗を抑制することができ、耐久性の向上を図ることができる。

なお、本発明のチャックに係る構成は、上記実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、揺動部材の支持に係る構成等を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で必要に応じて適宜変更することができる。

たとえば、上記実施形態では、リテーナ１２に、被り部２２、２２を開口の周方向で等間隔に（１８０°毎に）二箇所設けているが、被り部２２の数は複数であれば２つに何ら限定されることはなく、たとえば図９に示す如く周方向で等間隔に（１２０°毎に）３箇所設けてもよいし、図１０に示す如く周方向で等間隔に（９０°毎に）４箇所設けてもよい。そして、被り部２２、２２・・を３箇所設けた場合には、球状部１４に面取り部１６、１６・・を対応させて３箇所形成した揺動部材１１を採用すればよいし、被り部２２、２２・・を４箇所設けた場合には、球状部１４に面取り部１６、１６・・を対応させて４箇所形成した揺動部材１１を採用すればよい。尚、被り部を設けるにあたって必ずしも周方向で等間隔に設ける必要はないものの、周方向で等間隔に設けた方が、揺動部材１１の抜け止めを規制する際において揺動部材１１にかかる負荷が安定し、揺動部材１１がガタついたりしないというメリットがある。

また、上記実施形態や変更例では、チャック本体に支持部を形成するにあたり、チャック本体に別体成形された支持部材を固定するという構成を採用しているが、上記リテーナ１２の支持孔２１と同様の内周面２１ａ、２１ｂ、２１ｃを有する取付孔をチャック本体に一体的に設ける、すなわちチャック本体に支持部を一体的に設けるといった構成を採用することも可能である。
加えて、上記実施形態では、把握爪３、３・・を３つ設置してなるチャック１について説明しているが、揺動部材１１及びリテーナ１２は、把握爪３、３・・を４つ以上設置してなるチャックや、把握爪３が１つ若しくは２つしか設置されていないチャックに対しても当然適用可能である。

１・・チャック、２・・チャック本体、３・・把握爪、４・・ドローバー、１１・・揺動部材、１２・・リテーナ、１３・・設置部、１４・・球状部、１５・・軸部、１６・・面取り部、１７・・軸孔、１８・・軸部材、２１・・支持孔（支持部）、２１ａ・・球面状の内周面（第１内周面）、２１ｂ・・円周面状の内周面（第２内周面）、２１ｃ・・球面状の内周面（第２内周面の一部）、２２・・被り部、２３・・軸支孔。

Claims

外周面が球面状に形成された球状部を有する揺動部材が、前記球状部を支持する支持部を介してチャック本体の前部に設置されており、前記チャック本体に内蔵されたドローバーを軸方向へ進退させるのに伴い、前記揺動部材が前記球状部の中心を軸として所定の方向へ揺動し、前記揺動部材の前端に取り付けられた把握爪がクランプ／アンクランプ動作するチャックであって、
前記支持部が、前後方向へ穿設された支持孔を有しており、前記支持孔の後方側を、前記球状部と同径な球面状の第１内周面として、前方側を、前記球状部と同径な円周面状の第２内周面として夫々形成し、前記支持孔の前方側の開口縁に、前記支持孔の径方向内側へ突出する被り部を周方向で複数設けるとともに、当該被り部の後方にある前記第２内周面については前記第１内周面と同じ球面状に形成する一方、
前記揺動部材の前記球状部の外周面に、前記被り部に対応させて複数の面取り部を設けて、前記球状部を前記支持孔の前方側から前記支持孔内へ挿入可能としており、
前記支持部に対し、前記面取り部を前記被り部に対応させた所定の姿勢で前記球状部を前記支持孔内へ挿入した後、前後方向を軸として前記揺動部材を回転させることによって、前記球状部の球面が前記第１内周面及び前記第２内周面の一部に当接し、且つ、前記被り部により前方へ抜け止めされた状態で、前記揺動部材が前記支持部に支持されることを特徴とするチャック。
前記被り部が、前記支持孔の周方向で等間隔に複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載のチャック。