JP2013107157A - Chuck device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、中空円筒の金属製の部材を掴んで搬送したり、旋盤等に固定できるチャック装置に関する。特に、自動車用途用の酸素センサの様に、中空円筒の金属製の部材の内側に検出素子を有するような部材の搬送に好適である。 The present invention relates to a chuck device capable of grasping and transporting a hollow cylindrical metal member or fixing it to a lathe or the like. In particular, it is suitable for transporting a member having a detection element inside a hollow cylindrical metal member, such as an oxygen sensor for automobile use.
従来、円筒形の部材(ワーク)を掴んで保持する装置として、工作機械等に用いられる工作物保持具装置(チャック装置)が提案されている(特許文献1参照)。
このチャック装置は、円柱状のチャック本体の先端面に、120°の等間隔で3個の直方体形状のチャック爪を設けるとともに、そのチャック爪をチャック本体の中心軸に対して径方向に移動可能に取り付けたものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, a workpiece holder device (chuck device) used in a machine tool or the like has been proposed as a device that holds and holds a cylindrical member (workpiece) (see Patent Document 1).
This chuck device is provided with three rectangular parallelepiped chuck claws at an equal interval of 120 ° on the tip surface of a cylindrical chuck body, and the chuck claws can be moved in the radial direction with respect to the central axis of the chuck body. It is attached to.
このチャック装置でワークを保持する場合には、チャック本体の先端側に、チャック本体の中心軸に沿って同軸にワークを配置し、そのワークの径方向の外側より、3個のチャック爪を中心軸に向かって径方向内側に移動させて、ワークの外周を押圧して保持していた。 When holding a workpiece with this chuck device, place the workpiece coaxially along the central axis of the chuck body on the tip side of the chuck body, and center the three chuck claws from the outside in the radial direction of the workpiece. The outer periphery of the workpiece was pressed and held by moving radially inward toward the shaft.
しかしながら、上述した従来技術の場合には、チャック爪のワークに当接する面は、チャック爪の移動方向に対して垂直な平板形状(又は垂直な平板の表面に凹凸が形成された形状)であるので、3方向よりチャック爪でワークを挟むようにすると、不具合が生じることがあった。 However, in the case of the above-described prior art, the surface of the chuck claw that contacts the workpiece has a flat plate shape perpendicular to the moving direction of the chuck claw (or a shape in which irregularities are formed on the surface of the vertical flat plate). Therefore, when the workpiece is sandwiched by the chuck claws from three directions, a problem may occur.
具体的には、例えば円筒形のワークに公差ずれ(例えば径方向における寸法のずれ等)があった場合や、チャック装置の軸ずれ(即ち各チャック爪の中心軸への移動方向のずれ)があった場合などには、2個のチャック爪でワークを保持すること(いわゆる2点保持)があり、特にワークの搬送時に、この様な2点保持が起こると、ワークに力が均等に伝わらず、ワークが落下したり、ワークの搬送装置が止まることがあった。 Specifically, for example, when there is a tolerance shift (for example, a dimensional shift in the radial direction) in the cylindrical workpiece, or an axis shift of the chuck device (that is, a shift in the moving direction of each chuck claw to the central axis). In such cases, there are cases where the workpiece is held by two chuck claws (so-called two-point holding), and when such two-point holding occurs especially during workpiece transfer, the force is evenly transmitted to the workpiece. In some cases, the workpiece fell or the workpiece transfer device stopped.
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、確実に中空円筒のワークを保持することができるチャック装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a chuck device that can reliably hold a hollow cylindrical workpiece.
(1)本発明は、第1態様として、チャック本体と、該チャック本体の先端側に配置されて、中空円筒の金属製のワークを保持する3個のチャック部材と、を備え、所定の位置に配置された前記ワークに対して、前記チャック部材を前記ワークの中心軸に対して径方向外側より内側に移動させて前記ワークを保持するチャック装置において、全ての前記チャック部材の前記ワークに当接する先端面は、それぞれ前記ワークを軸線方向から見た場合に、前記径方向内側への移動方向に対して同じ方向に傾斜していることを特徴とする。 (1) The present invention includes, as a first aspect, a chuck body and three chuck members that are disposed on the tip side of the chuck body and hold a hollow cylindrical metal workpiece, In the chuck device that holds the work by moving the chuck member from the radially outer side to the center axis of the work with respect to the work placed on the work piece, all the chuck members are made to contact the work. The contacting end surfaces are inclined in the same direction with respect to the radially inward moving direction when the workpiece is viewed from the axial direction.
本第1態様では、全てのチャック部材のワークに当接する先端面は、ワークを軸線方向から見た場合に、従来の様にチャック部材の移動方向に対して垂直ではなく、径方向内側への移動方向に対して同じ方向に傾斜している。 In the first aspect, the tip surfaces of the chuck members that are in contact with the workpiece are not perpendicular to the moving direction of the chuck member as in the prior art when the workpiece is viewed from the axial direction. It is inclined in the same direction with respect to the moving direction.
なお、ここで、「傾斜している」とは、移動方向に対して斜めに傾いていることをいい、移動方向に対して平行や垂直でないことをいう。また、「同じ方向に傾斜している」とは、例えば図3に示す様に、チャック部材の先端面が、径方向内側への移動方向に対して、右側(又は左側)が同様に径方向内側に突出して傾斜していることをいう。 Here, “inclined” means being inclined obliquely with respect to the moving direction, and not being parallel or perpendicular to the moving direction. Further, “inclined in the same direction” means that, as shown in FIG. 3, for example, the tip surface of the chuck member is radially on the right side (or on the left side) with respect to the moving direction inward in the radial direction. It means that it protrudes inward and is inclined.
従って、ワークを保持する際に、ワークに対してチャック部材を近づけた場合、ワークはチャック部材の先端面に押圧されて移動するが、チャック部材の先端面は径方向内側への移動方向に対して傾斜して形成されているので、ワークは最初に配置された所定の位置からワークの中心軸が移動方向からずれるように斜めに移動しようとする。このとき、3方向から同様にチャック部材でワークを押圧するので、結果として、押圧方向の力がバランスして、ワークは所定の位置にて保持されることになる。 Therefore, when holding the workpiece, if the chuck member is brought close to the workpiece, the workpiece is pressed against the tip surface of the chuck member and moves, but the tip surface of the chuck member moves in the radial inward direction. Therefore, the workpiece tends to move obliquely so that the center axis of the workpiece deviates from the moving direction from a predetermined position where it is initially arranged. At this time, since the workpiece is pressed by the chuck member in the same manner from the three directions, as a result, the forces in the pressing direction are balanced and the workpiece is held at a predetermined position.
また、仮に、チャック本体やワークに寸法の誤差があった場合のように、2方向のチャック部材のみ先にワークに接触して、2方向のチャック部材でワークが保持されそうになったときでも、チャック部材の先端面は同じ方向に傾斜しているので、各チャック部材によってワークはその中心軸が移動方向からずれるように押圧され、2方向のチャック部材の間からワークは押し出される方向に移動し、もう一つのチャック部材に押圧されるようになる。よって、2方向のチャック部材でのワーク保持、いわゆる2点保持が発生し難く、必ず3方向のチャック部材で保持されるようになる。 Even if the chuck body or workpiece has a dimensional error, only the chuck member in two directions comes into contact with the workpiece first and the workpiece is likely to be held by the chuck member in two directions. Since the front end surface of the chuck member is inclined in the same direction, the workpiece is pressed by each chuck member so that the central axis is displaced from the moving direction, and the workpiece is moved in the direction in which the workpiece is pushed out between the two chuck members. Then, it is pressed by another chuck member. Therefore, work holding by the two-direction chuck member, so-called two-point holding is difficult to occur, and the workpiece is always held by the three-way chuck member.
そのため、特にワークの搬送時に、この様な2点保持が起こることによる、ワークの落下や、ワークの搬送装置などの停止を効果的に防止することができる。
なお、チャック部材の3方向の配置としては、ワークの所定の固定位置(従ってチャック本体におけるチャック部材の取付側の表面)における中心(軸中心)に対して、径方向に等間隔(120°毎)の配置することが、2点保持の防止の上から一層好適である。
For this reason, it is possible to effectively prevent the workpiece from being dropped or the workpiece conveyance device from being stopped due to such two-point holding particularly during the workpiece conveyance.
The chuck members are arranged in three directions at equal intervals (every 120 °) in the radial direction with respect to the center (axis center) at a predetermined fixing position of the workpiece (and hence the surface of the chuck body on the chuck member mounting side). ) Is more preferable from the viewpoint of preventing two-point holding.
(2)本発明では、第2態様として、前記ワークを軸線方向から見た場合に、前記3個のチャック部材の先端面によって三角形が形成されていることを特徴とする。
本第2態様では、各チャック部材の先端面が三角形をつくるようにしてワークを保持するので、常に確実にワークを保持することができる。
(2) In the present invention, as a second aspect, when the workpiece is viewed from the axial direction, a triangle is formed by the tip surfaces of the three chuck members.
In the second aspect, since the workpiece is held such that the front end surface of each chuck member forms a triangle, the workpiece can always be reliably held.
なお、この三角形としては正三角形であると、ワークを保持する際にその中心軸がずれ難いので好適である。
(3)本発明は、第3態様として、前記ワークは、第1部材と第2部材とが接続された接続箇所を有し、前記チャック部材は前記接続箇所とは異なる箇所で前記ワークを保持することを特徴とする。
Note that it is preferable that the triangle is an equilateral triangle because the center axis is difficult to shift when the workpiece is held.
(3) As a third aspect of the present invention, the workpiece has a connection location where the first member and the second member are connected, and the chuck member holds the workpiece at a location different from the connection location. It is characterized by doing.
例えば溶接や加締めなどにより異なる部材が接続されている接続箇所、例えば自動車の排気管等に取り付けられるセンサのプロテクタを主体金具に溶接による接続箇所では、その接続箇所が盛り上がっていることがあり、ワークを確実に保持できないことがある。 For example, in a connection location where different members are connected by welding or caulking, for example, a connection location by welding a protector of a sensor attached to an automobile exhaust pipe or the like to the metal shell, the connection location may be raised, The workpiece may not be held securely.
そのため、本第3態様では、そのような接続箇所を避けてワークを保持しているので、確実にワークを保持できるという利点がある。
なお、ここで「接続」とは、溶接等による接合や加締め等による機械的結合を含むものである。
Therefore, in the third aspect, since the workpiece is held while avoiding such a connection portion, there is an advantage that the workpiece can be held reliably.
Here, “connection” includes joining by welding or the like and mechanical coupling by caulking or the like.
(4)本発明は、第4態様として、前記ワークは、プロテクタを有するセンサであることを特徴とする。
本第4態様では、ワークを例示しており、このワークとしては、プロテクタを有する酸素センサや温度センサが挙げられ、保持する箇所としては、センサのプロテクタが挙げられる。
(4) The present invention, as a fourth aspect, is characterized in that the workpiece is a sensor having a protector.
In this 4th aspect, the workpiece | work is illustrated, The oxygen sensor and temperature sensor which have a protector are mentioned as this workpiece | work, The protector of a sensor is mentioned as a location hold | maintained.
以下に、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
なお、以下に示す各実施形態では、ワークとして自動車用排気ガス中の空燃比等を求める酸素センサを保持するチャック装置を例に挙げて説明する。
[実施形態]
a)まず、チャック装置の構成を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
In each embodiment described below, a chuck device that holds an oxygen sensor for obtaining an air-fuel ratio or the like in an automobile exhaust gas will be described as an example.
[Embodiment]
a) First, the configuration of the chuck device will be described.
図1に示す様に、本実施形態のチャック装置1は、その先端側(図1下方)にワーク(ここでは酸素センサ)3を保持する装置であり、主として、略円柱形状の金属製のチャック本体5と、チャック本体5の先端側にて径方向に移動可能に配置された3個のチャック部7と、チャック部7を空気圧で移動させる移動機構9とを備えている。以下、各構成について説明する。
As shown in FIG. 1, the
前記チャック本体5は、その先端側をワーク3が配置されている側(図1下方)に向けて、例えばロボットのアーム等の可動装置11(図2参照)に取り付けられており、これにより、上下左右方向に自由に移動が可能である。
The
このチャック本体5の先端側には、案内用凹部13が形成されており、この案内用凹部13は、チャック部7を保持するとともに、チャック部7をチャック本体5の軸中心(即ち中心軸)に対して径方向に移動可能なように開けられた溝である。
A
詳しくは、案内用凹部13は、チャック本体5の中心軸に対して120°の等間隔で放射状に形成されており、チャック本体5の先端面5aに放射状に切り込まれた第1凹部13aと第1凹部13aの後端側(図1上方)にて周方向両側に切り込まれた第2凹部13bとからなる。
Specifically, the
また、図2に示す様に、前記チャック部7は、直接にワーク3に接触して保持する例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)からなるチャック部材15と、チャック部材15を自身の先端側(図2下方)にマウントしてチャック部材15と一体に径方向に移動する金属製の移動部材17とから構成されており、それらは一対のネジ18(図1参照)により一体に固定されている。
Further, as shown in FIG. 2, the
このうち、移動部材17は、チャック本体5の案内用凹部13に嵌め込まれたブロック状の部材であり、前記第1凹部13a及び第2凹部13bに嵌合するように、先端側が突出する略凸状(径方向から見た形状が凸形状)の構成を有している。
Among these, the moving
また、移動部材17の先端側には径方向と垂直に溝19が形成してある。そして、この溝19に後述するチャック部材15の後端側の凸部21が嵌め込まれて、チャック部材15と移動部材17とがずれないように位置決めされ、ネジ18によってチャック部材15と一体に固定されている。
A
図3に示す様に、3個のチャック部7(従ってチャック部材15)は、ワーク3の固定位置であるチャック本体5の中心軸Oを中心にして、径方向に放射状に120°の角度で等間隔に配置されており、その径方向(即ち中心軸Oに向かう放射ラインAに沿って)前後に移動可能である。
As shown in FIG. 3, the three chuck portions 7 (and hence the chuck member 15) are radially arranged at an angle of 120 ° in the radial direction about the central axis O of the
特に本実施形態では、全てのチャック部材15のワーク3を保持する面である先端面23は、チャック部材15の移動方向(即ち放射ラインA)に対して、所定角度α(例えば60°)だけ傾斜している。また、全てのチャック部材15の先端面23は、径方向内側への移動方向に対して同じ方向に傾斜している。
詳しくは、全てのチャック部材15の先端面23の傾斜方向は、チャック本体5の先端面5a側(即ち図3の手前側)から見た場合に、それぞれ径方向内側への移動方向に対して右側が中心軸O側に突出するように(即ち右上がりに)設定されている。なお、この逆に、全ての先端面23が右下がりに設定されていてもよい。
In particular, in this embodiment, the
Specifically, the inclination direction of the
なお、この所定角度αとしては、例えば60°±10°の範囲が挙げられる。
従って、3個のチャック部材15の先端面23(及びその延長面)により三角形(ここでは正三角形)が構成されており、その三角形の中心(内接円の中心)がワーク3の固定位置、即ちチャック本体5及びワーク3の中心軸Oに一致する。
As the predetermined angle α, for example, a range of 60 ° ± 10 ° can be mentioned.
Therefore, the tip surface 23 (and its extended surface) of the three
ここで、チャック部材15の形状について更に詳しく説明する。
図4及び図5に示す様に、チャック部材15は、板状の部材であり、略直方体形状の本体部25と、本体部25からワーク3に当接する側(図5の右側)に突出する略三角柱状の突出部27とを備えており、突出部27のワーク3側の表面が平板状の先端面23とされている。
Here, the shape of the
As shown in FIGS. 4 and 5, the
また、本体部25の中央の移動部材17側(図4の上方)には、移動部材17の溝19に嵌り込む凸部21が、本体部25の幅方向にわたって形成されている。
更に、本体部25のうち、凸部21の両側には、本体部25を高さ方向(図4の上下方向)に貫通する様に、チャック部材15を移動部材17に固定するための(前記ネジ18がネジ込まれる)一対のネジ孔29が形成されている。
Further, a
Further, the
また、チャック部材15の突出部27の先端側(図4の下方)は、ワーク3に当接した場合にワーク3を傷つけないように、斜めにカットした面取り部31が設けられている。
なお、前記図1〜図3に示す様に、チャック本体5の側面には、空気圧による移動機構9として、各チャック部7をチャック本体5の中心軸側に移動させるように、チャック本体5内に空気を供給する第1空気管33と、チャック部7をチャック本体5の中心軸から遠ざかる側に移動させるように、チャック本体5内に空気を供給する第2空気管33とが接続されている。なお、移動させるためのチャック本体5内部の空気の流路等は、従来と同じであるので、その説明は省略する。
Further, a chamfered
As shown in FIGS. 1 to 3, on the side surface of the
b)次に、チャック装置1の動作について、図6〜図10に基づいて説明する。
まず、図8に示す様に、本実施形態のチャック装置1で保持するワーク3は、酸素濃度を検出する酸素センサ3であり、この酸素センサ3は、円筒形状の金属製の主体金具39と、主体金具39の内部に固定されるとともにその先端側(ガス測定側:図8の上方)より突出する検出素子(図示せず)と、検出素子の先端側を覆うように被せられた中空円筒の金属製(例えばSUS310S製)のプロテクタ41と、主体金具39の後端側より延びる外筒43などを備えている。
b) Next, the operation of the
First, as shown in FIG. 8, the
このプロテクタ41は、先端側が閉塞された有底で薄肉(例えば厚み0.5mm)の筒状部材であり、主体金具39の先端側の所定位置Xにて、溶接によって全周を接合されている。
The
次に、酸素センサ3を保持して移送する手順を説明する。
図6(a)に示す様に、まず、基台45に、酸素センサ3を、その先端側のプロテクタ41が上方になるように配置する。一方、チャック装置1は、酸素センサ3の上方にて、チャック本体5の先端面5aを下方に向けて配置する。なお、チャック本体5と酸素センサ3の中心軸を合わせるように、チャック装置1を配置する。
Next, a procedure for holding and transferring the
As shown in FIG. 6A, first, the
このときは、酸素センサ3を保持する前であるので、図7に示す様に、第2空気管35に空気を送ることにより、各移動部材17(従って各チャック部材15)を、径方向の外側に移動させて、各チャック部材15の中央の空間(プロテクタ41が挿入される空間)47を確保する。即ち、各チャック部材15を開いた状態とする。
Since this time is before holding the
次に、図6(b)に示す様に、各チャック部材15を開いた状態で、チャック装置1を下降させて、各チャック部材15の中央の空間47にプロテクタ41を配置する。
このとき、図8に示す様に、チャック装置1は、各チャック部材15の先端面23が、プロテクタ41が接合される所定位置Xより上方に位置するように配置される。
Next, as shown in FIG. 6B, with each
At this time, as shown in FIG. 8, the
次に、図6(c)に示す様に、第1空気管33に空気を送ることにより、各チャック部材15を、径方向の内側に移動させて、3個のチャック部材15によってプロテクタ41を3方向より保持する。
Next, as shown in FIG. 6C, by sending air to the
詳しくは、図9に示す様に、各チャック部材15を、中心軸Oに向かって、径方向の内側に移動させ、各チャック部材15の先端面23で、プロテクタ41の外周面を押圧し、プロテクタ41を掴んで保持する。
Specifically, as shown in FIG. 9, each
このとき、図10に示す様に、各チャック部材15の先端面23は、プロテクタ41が接合される所定位置Xより上方に当接している。
次に、図6(d)に示す様に、チャック部材15でプロテクタ41(従って酸素センサ3)を保持した状態で、チャック装置1を上方に移動させて、所定の方向(例えば左右方向)に酸素センサ3を搬送する。
At this time, as shown in FIG. 10, the
Next, as shown in FIG. 6 (d), with the protector 41 (and hence the oxygen sensor 3) held by the
c)次に、本実施形態のチャック装置1による効果を説明する。
本実施形態のチャック装置1は、全てのチャック部材15の酸素センサ3のプロテクタ41に当接する先端面23は、従来の様にチャック部材15の移動方向に対して垂直ではなく、プロテクタ41を軸線方向(例えば図3の手前側)から見た場合に、径方向内側への移動方向に対して同じ方向に傾斜している。
c) Next, the effect of the
In the
従って、プロテクタ41を保持する際に、プロテクタ41に対してチャック部材15を近づけた場合、プロテクタ41はチャック部材15の先端面23に押圧されて移動するが、先端面23が移動方向に対して斜めに形成されているので、プロテクタ41は最初に配置された所定の固定位置(即ちチャック本体の中心軸O)からやや斜めに移動しようとする。このとき、3方向から同様にチャック部材15でプロテクタ41を押圧するので、結果として、押圧方向の力がバランスして、プロテクタ41は所定の固定位置にて保持されることになる。
Therefore, when the
また、仮に、チャック本体5やチャック部7や酸素センサ3に寸法の誤差があった場合のように、2方向のチャック部材15のみ先にプロテクタ41に接触して、2方向のチャック部材15でプロテクタ41が保持されそうになったときでも、チャック部材15の先端面23は同じ方向に傾斜しているので、2方向のチャック部材15の間からプロテクタ41は押し出される方向に移動し、もう一つのチャック部材15に押圧されるようになる。よって、2方向のチャック部材15のみによる保持、いわゆる2点保持が発生し難く、必ず3方向のチャック部材15で保持されるようになる。
Further, if there is a dimensional error in the
つまり、本実施形態では、3個のチャック部材15の先端面23が三角形(特に正三角形)をつくるようにしてプロテクタ41を保持するので、常に確実にプロテクタ41(従って酸素センサ3)を保持することができる。
In other words, in the present embodiment, the
そのため、特に酸素センサ3の搬送時にこの様な2点保持が起こることによる、酸素センサ3の落下や、酸素センサ3の搬送装置などの停止を効果的に防止することができる。
また、本実施形態では、従来の様に、プロテクタ41を移動方向に垂直な面で押圧しないので、たとえプロテクタ41が薄肉の金属板で形成されている場合でも、プロテクタ41が破損しにくいという利点がある。
For this reason, it is possible to effectively prevent the
Moreover, in this embodiment, since the
更に、本実施形態では、チャック部材15は、プロテクタ41が主体金具39に溶接された凹凸のある接続箇所(所定箇所X)以外で、プロテクタ41を保持しているので、この点からも、確実に酸素センサ3を保持できるという利点がある。
Further, in the present embodiment, the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is possible to implement in various aspects.
例えばワークとしては、酸素センサだけでなく、温度センサなど、保持する位置が中空円筒の部材(プロテクタ等)を有する各種センサが挙げられる。 For example, the workpiece includes not only an oxygen sensor but also various sensors having a hollow cylindrical member (such as a protector) at a holding position, such as a temperature sensor.
1…チャック装置
3…ワーク(酸素センサ)
5…チャック本体
7…チャック部
15…チャック部材
17…移動部材
23…先端面
41…プロテクタ
1 ...
DESCRIPTION OF
Claims (4)
該チャック本体の先端側に配置されて、中空円筒の金属製のワークを保持する3個のチャック部材と、
を備え、
所定の位置に配置された前記ワークに対して、前記チャック部材を前記ワークの中心軸に対して径方向外側より内側に移動させて前記ワークを保持するチャック装置において、
全ての前記チャック部材の前記ワークに当接する先端面は、それぞれ前記ワークを軸線方向から見た場合に、前記径方向内側への移動方向に対して同じ方向に傾斜していることを特徴とするチャック装置。 The chuck body,
Three chuck members disposed on the front end side of the chuck body and holding a hollow cylindrical metal workpiece;
With
In the chuck device for holding the work by moving the chuck member from the radially outer side to the inner side in the radial direction with respect to the center axis of the work with respect to the work arranged at a predetermined position,
The tip surfaces of all the chuck members that contact the workpieces are inclined in the same direction with respect to the moving direction inward in the radial direction when the workpieces are viewed from the axial direction. Chuck device.
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