JP2017036803A - チャッキング装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ベース部材21の内側に取付けた基準把持ユニット44の把持用基準スペーサ31の内側面に、内側に開放する装着溝40が設けられる。装着溝40に、把持部材30の嵌合部43を嵌挿することで、把持用基準スペーサ31の内側面に把持部材30が取付けられる。オーダー変更により管継手12の外径寸法が変わる場合は、把持用基準スペーサ31から把持部材30を取外し、新オーダの管継手12の外径寸法に応じた追加把持ユニット45の把持用追加スペーサ46に設けた取着用キー部材47を、把持用基準スペーサ31の装着溝40に嵌挿することで、内側面に把持部材30が取付けられている追加把持ユニット45が把持用基準スペーサ31の内側に取付けられる。
【選択図】図7
Description
円柱または円筒状の被把持部材(11,12)を把持するチャッキング装置であって、
前記被把持部材(11,12)が挿通される支持ユニット(22)と、
前記支持ユニット(22)に挿通された被把持部材(11,12)の周囲に位置するように該支持ユニット(22)に周方向に一定間隔で配置されると共に径方向に移動自在に支持されたベース部材(21)と、
前記ベース部材(21)を径方向に移動させる移動手段(23)とを備え、
前記ベース部材(21)の内側に、前記被把持部材(11,12)の外径寸法に応じた数のスペーサ(46)が着脱自在に配設可能に構成され、
前記スペーサ(46)は、被把持部材(11,12)の外周面を向く径方向の内面側に、前記被把持部材(11,12)を把持する把持部材(30)に設けられた嵌合部(43)が着脱自在に嵌挿可能な装着溝(40)が設けられ、
前記ベース部材(21)の内側に複数のスペーサ(46)が径方向に重ねて配設される場合に、内側に位置するスペーサ(46)の外面側に設けた嵌合部(47)を外側のスペーサ(46)の前記装着溝(40)に着脱自在に嵌挿することで複数のスペーサ(46)を径方向に重ねて位置決めすると共に、最も内側に位置するスペーサ(46)の前記装着溝(40)に把持部材(30)の嵌合部(43)を着脱自在に嵌挿して該把持部材(30)を位置決めし得るよう構成したことを要旨とする。
前記装着溝(40)は、前記スペーサ(46)における被把持部材(11,12)の軸方向に延在すると共に、延在方向と交差する対向面は内側に向かうにつれて間隔が狭くなるテーパ状に形成され、
前記装着溝(40)は、前記スペーサ(46)における軸方向の少なくとも一端で開口し、該開口から前記把持部材(30)の嵌合部(43)またはスペーサ(46)の嵌合部(47)が挿入されるよう構成したことを要旨とする。
請求項2に係る発明によれば、装着溝に開口から嵌合部を挿入するだけで、スペーサに対して把持部材または別のスペーサを径方向へ抜け止めした状態で取付けることができ、作業性が容易で交換に要する時間を短縮し得る。
前記スペーサ(46)には、前記装着溝(40)に嵌挿された嵌合部(43,47)を開口から抜け止めして把持部材(30)またはスペーサ(46)を位置決め固定する固定部材(41)が着脱自在に設けられていることを要旨とする。
請求項3に係る発明によれば、固定部材を取外すだけで、スペーサに対して把持部材または別のスペーサを簡単に交換することができるので、交換に要する時間をより短縮することができる。
最も内側の前記スペーサ(46)の装着溝(40)から把持部材(30)を取外した状態で、該装着溝(40)に嵌合部(47)を介して特定スペーサ(49)が着脱自在に取付けられるよう構成され、
前記特定スペーサ(49)の内面側には、前記被把持部材(11,12)の外周面の曲率半径と異なる曲率半径に設定された弧状のチャック面(32)が形成された特定把持部材(51)が、前記チャック面(32)が被把持部材(11,12)の外周面に倣うような変化が許容された状態で支持され、
前記移動手段(23)の駆動により前記特定スペーサ(49)を介して特定把持部材(51)が被把持部材(11,12)に押し付けられた際に、前記チャック面(32)が被把持部材(11,12)の外周面に倣うように該特定把持部材(51)が特定スペーサ(49)に対して変化することで、該チャック面(32)と被把持部材(11,12)との接触面積が拡大されるよう構成されたことを要旨とする。
請求項4に係る発明によれば、被把持部材を把持する特定把持部材に設けたチャック面が被把持部材の外周面に倣うような該特定把持部材の変化を許容し得るよう構成したので、被把持部材を特定把持部材によって把持する際に該被把持部材とチャック面との接触面積を拡大することができる。すなわち、被把持部材の外周面に傷が付くのを抑制しつつ特定把持部材による被把持部材の把持力を向上し得る。
前記ねじ込み装置14に配設される管継手用のチャッキング装置13と、前記支持装置16に配設される管体用のチャッキング装置17の構成は同じであるので、管継手用のチャッキング装置13の構成を説明し、管体用のチャッキング装置17については、管継手用のチャッキング装置13と同一部材に同じ符号を付して詳細説明は省略する。また、以後、管継手用のチャッキング装置13について、単にチャッキング装置13という場合もある。
前記ベース部材21は、図5に示す如く、内端面が弧状に形成された部材であって、該ベース部材21の内面側には、内側に開口するキー溝21aが軸方向に延在するように形成されており、該キー溝21aに把持用スペーサ31に設けられたキー部材(伝達部材)33が着脱自在に嵌挿されて、該キー部材33によってベース部材21に対して把持用スペーサ31は周方向への移動が規制された状態で支持されている。キー部材33は、把持用スペーサ31の周方向の中央部に設けられており、後述する油圧シリンダ23によってベース部材21に加えられる押圧力(駆動力)は、キー部材33を介して把持用スペーサ31の周方向の中央部に伝達されるようになっている。なお、ベース部材21に直に配設される把持用スペーサ31について、把持用基準スペーサ31と指称する場合がある。
前記把持用基準スペーサ(スペーサ)31は、図5に示す如く、断面扇形の部材であって、該把持用基準スペーサ31の外周面(外側面)が前記ベース部材21の内周面(内側面)に対向して当接すると共に、該把持用基準スペーサ31の内面側に、内側に向けて開口する装着溝40が軸方向に延在するように形成されている(図6参照)。把持用基準スペーサ31には、周方向に離間して複数(実施例では2つ)の装着溝40,40が、周方向の中央部を挟んで設けられている。前記装着溝40における延在方向と交差する対向面は外側から内側に向かうにつれて間隔が狭くなるテーパ状に形成されている。すなわち、装着溝40は、延在方向と交差する方向に対向する対向面の幅(溝の幅)が外側から内側に向かうにつれて漸次狭くなるテーパ溝であって、該装着溝40に後述する嵌合部43を嵌挿して取付けられた把持部材30が、把持用基準スペーサ31から径方向に脱落しないよう構成されている。また、把持用基準スペーサ31における軸方向の両端には、図6に示す如く、各装着溝40における把持用基準スペーサ31の軸端で開口する溝開口の一部を塞ぐ固定部材41がネジ42によって着脱自在に固定されるようになっている。すなわち、固定部材41を把持用基準スペーサ31から取外して溝開口を開放することで、把持部材30における嵌合部43の溝開口からの挿入を許容すると共に、該固定部材41を把持用基準スペーサ31に固定して溝開口の一部を塞ぐことで、装着溝40に嵌挿された把持部材30における嵌合部43の溝開口からの抜き出しを規制して把持用基準スペーサ31に対して把持部材30を位置決め固定するよう構成される。
実施例の把持部材30は、図5に示す如く、前記把持用基準スペーサ31に形成された前記装着溝40に嵌挿可能な外形形状に形成されており、該把持部材30を装着溝40に対して軸方向一端の溝開口から挿入することで、該装着溝40に対して把持部材30が径方向への脱落が規制された状態で位置決めされるよう構成される。実施例では、把持部材30を装着溝40に嵌挿した状態で、該把持部材30の内周面が把持用基準スペーサ31の内側面より内側に突出して(図5(b)参照)、該把持部材30の内周面が管継手12の外周面に当接可能に構成される。実施例では、把持部材30における装着溝40に嵌挿されている部分が嵌合部43となる。把持部材30の内周面には、断面山形の凸部が複数形成されて、管継手12を把持した際の滑りを抑制し得るよう構成されており、以後把持部材30の内周面についてはチャック面32と指称する場合がある。なお、チャック面32は、全体が内側に向けて拡開するV字状に形成されている。また、実施例の把持部材30の長さ寸法は、前記把持用基準スペーサ31の軸方向長さと略同一に設定されており、図6に示す如く、装着溝40に嵌挿された嵌合部43が一対の固定部材41,41で挟持された状態で、把持用基準スペーサ31に対して把持部材30が軸方向および径方向への移動が規制された状態で位置決め固定されるようになっている。
ここで、前記油圧シリンダ23のストローク(ピストンロッド23bの伸縮動作量)は決まっており、前記把持用基準スペーサ31に取付けた把持部材30によって適切な把持力で把持できる管継手12の外径寸法の許容範囲は限定される。そこで、実施例のチャッキング装置13では、オーダー変更によって把持対象となる管継手12(チャッキング装置17の場合は管体11)の外径寸法が、把持用基準スペーサ31に取付けた把持部材30により適切に把持できない許容範囲外の場合(具体的には外径寸法が小さくなった場合)は、前記基準把持ユニット44の内側に別の把持ユニット45を取付けることでオーダー変更に対応し得るよう構成されている。すなわち、オーダー変更によって管継手12の外径寸法が小さくなった場合に、基準把持ユニット44の内側に別の把持ユニット45を取付けることで小径の管継手12を適切な把持力で把持し得るようになっている。なお、別の把持ユニット45について、以後は追加把持ユニット45と指称する。
前記支持ユニット22には、図2に示す如く、各ベース部材21の配設位置に対応して位置検出器(位置検出手段)28が設けられている。この位置検出器28は、ベース部材21に配設された前記シリンダ本体23aとピストンロッド23bとの相対的な移動量を検出するリニアゲージであって、位置検出器28で検出された移動量(検出信号)が前記制御装置20に入力されるよう構成される。すなわち、制御装置20は、各位置検出器28で検出された移動量から、対応する各ベース部材21に配設された基準把持ユニット44の把持部材30または追加把持ユニット45の把持部材30におけるチャック面32の現在位置を把握し得るよう構成されている。なお、実施例では、1つのベース部材21に対して2つの位置検出器28を備えるよう構成しているが、位置検出器28は1つであってもよい。また、位置検出器28は、シリンダ本体23aとピストンロッド23bとの相対的な移動量を検出可能な位置であれば、その配設位置は任意に設定できる。なお、図4では、1つの位置検出器28のみを示している。
前記各油圧シリンダ23には、該油圧シリンダ23に作動油を供給する油圧ポンプと、作動油の供給路に配設されて開閉制御される制御弁とを備える油圧回路(図示せず)が接続されており、前記制御装置20により油圧ポンプおよび制御弁を制御することで、油圧シリンダ23におけるピストンロッド23bの伸縮動作が制御されるようになっている。油圧回路には、油圧シリンダ23に作用する圧力、具体的には管継手12にチャック面32が当接した際に把持部材30に作用する当接圧を検出する圧力検出器(圧力検出手段)29が設けられ(図4参照)、該圧力検出器29で検出された当接圧(検出信号)は前記制御装置20に入力されるよう構成される。前記油圧回路は、各油圧シリンダ23毎に独立して設けられており、各油圧シリンダ23は夫々独立してピストンロッド23bを伸縮動作することで、各ベース部材21(把持ユニット44)を独立して径方向に移動し得るよう構成される。
前記制御装置20は、前記管継手12をチャッキング装置13で把持する把持工程に際し、先ず前記位置検出器28から入力される移動量に基づき、各油圧シリンダ23を作動制御(具体的には油圧ポンプおよび制御弁を制御)して、支持ユニット22の軸心に対する把持部材30の移動量が監視され、該移動量が、予め設定された停止移動量となった場合に、各油圧シリンダ23の作動を停止するよう制御することで、全ての把持部材30を軸心に対して均等に幅寄せし得るよう構成される。なお、制御装置20では、油圧シリンダ23のピストンロッド23bを最も縮めた状態(把持部材30が支持ユニット22の軸心から最も離間した待機位置の状態)を原点として、該原点からの移動量によって、支持ユニット22の軸心からのチャック面32の位置を把握し得るようになっている。また、制御装置20は、管継手12に対する各把持部材30の当接圧を対応する圧力検出器29から入力される当接圧によって監視し、該当接圧が予め設定された規定当接圧となった場合に、対応する油圧シリンダ23を個別に停止制御するよう構成される。また、制御装置20は、管継手12を把持したチャッキング装置13を駆動モータ18の駆動によって回転して管体11に対して管継手12をねじ込む作業では、図示しないトルク検出器で検出される締付けトルクが、予め設定された停止締付けトルクとなった場合に駆動モータ18を停止制御するよう構成されている。
次に、前述のように構成された実施例のチャッキング装置13,17を備える管継手締付機10の作用について説明する。なお、前記各ベース部材21に基準把持ユニット44のみが取付けられて、複数の把持部材30は、図2に示す如く、前記前円盤26の通孔26aに対する管継手12の挿通を許容する待機位置に位置している。
図10は、追加把持ユニットの別形態例を示す説明図であって、該別形態例の追加把持ユニット48を、基準把持ユニット44に取付けた状態で示している。なお、別形態例の追加把持ユニット48について、特定追加把持ユニット(特定把持ユニット)48と指称すると共に、特定追加把持ユニット(特定把持ユニット)48における追加把持ユニット45に既出の部位や部材と同じ部位や部材については、同じ符号を付して詳細説明は省略する。
図11は、装着溝40に対する把持部材30の取付け形態の別実施例を示すものであって、把持対象となる管継手12の軸方向長さに応じて、把持用基準スペーサ31や把持用追加スペーサ46より軸方向長さの短い把持部材30を用いることができる。例えば、図11(a)に示す如く、把持用基準スペーサ31または把持用追加スペーサ46における装着溝40の軸方向中央部に把持部材30を位置させ、装着溝40に嵌挿した補助スペーサ52を把持部材30の軸方向両側に配置したもとで、把持用基準スペーサ31または把持用追加スペーサ46の軸方向両端に固定部材41,41を取付けることで、該スペーサ31,46の中央部にのみ把持部材30を位置決め固定することができる。また、図11(b)に示す如く、把持用基準スペーサ31または把持用追加スペーサ46に、複数の補助スペーサ52を利用して複数の把持部材30を軸方向に離間して位置決め固定することもできる。なお、図11に示す把持部材30に代えて、特定追加把持ユニット48の取着用キー部材47を装着溝40に嵌挿することで、把持用基準スペーサ31または把持用追加スペーサ46に対して特定追加把持ユニット48を軸方向の中央に取付けたり、複数の特定追加把持ユニット48を軸方向に離間して取付けることができる。
本願は、前述した実施例の構成に限定されるものでなく、その他の構成を適宜に採用することができる。
(1) 図5および図7に示す実施例では、把持用基準スペーサや把持用追加スペーサに2つの装着溝を設けて各装着溝に把持部材を夫々取付けるよう構成したが、該スペーサに設ける装着溝および把持部材は1つであってもよい。そして、スペーサに1つの把持部材を設ける場合は、該把持部材のチャック面を弧状としたり内側に向けて拡開するV字形状とすることができる。
(2) 実施例では、各スペーサ(把持用基準スペーサ、把持用追加スペーサ、特定把持用追加スペーサ)に対して装着溝を軸方向の両端で開口するよう構成したが、一端側のみが開口する構成を採用し得る。このように、装着溝を軸方向の一端側でのみ開口する構成では、固定部材の配設数を低減することができる。
(3) 把持部材のチャック面については、溶射、その他の表面処理によって細かな凹凸形状としてもよく、または凹凸がないものであってもよい。
(4) 支持ユニットに配設されるベース部材(把持ユニット)の数は、6つに限られるものでなく、円筒状の管継手または管体を安定して把持し得る数であれば、少なくとも3つ以上であればよい。
(5) 移動手段としての油圧シリンダは、シリンダ本体を支持ユニット(支持スペーサ)に配設して、ピストンロッドをベース部材に連結する構成を採用し得る。
(6) 実施例では、円筒状の管継手または管体を把持する場合で説明したが、チャッキング装置により把持する対象は、棒材や線材等の中実な円柱状の被把持部材であってもよい。
(7) 実施例では、把持部材を油圧シリンダによって直接径方向に移動させるよう構成したが、リンク機構や楔機構を油圧シリンダで作動することで把持部材を径方向に移動させる構成や、モータとリンク機構を組み合わせた機構等、各種公知の手段を把持部材の移動手段として採用し得る。
12 管継手(被把持部材)
21 ベース部材
22 支持ユニット
23 油圧シリンダ(移動手段)
30 把持部材
32 チャック面
41 固定部材
43 嵌合部
46 把持用追加スペーサ(スペーサ)
47 取着用キー部材(嵌合部)
49 特定把持用追加スペーサ(特定スペーサ)
51 特定把持部材
Claims (4)
- 円柱または円筒状の被把持部材を把持するチャッキング装置であって、
前記被把持部材が挿通される支持ユニットと、
前記支持ユニットに挿通された被把持部材の周囲に位置するように該支持ユニットに周方向に一定間隔で配置されると共に径方向に移動自在に支持されたベース部材と、
前記ベース部材を径方向に移動させる移動手段とを備え、
前記ベース部材の内側に、前記被把持部材の外径寸法に応じた数のスペーサが着脱自在に配設可能に構成され、
前記スペーサは、被把持部材の外周面を向く径方向の内面側に、前記被把持部材を把持する把持部材に設けられた嵌合部が着脱自在に嵌挿可能な装着溝が設けられ、
前記ベース部材の内側に複数のスペーサが径方向に重ねて配設される場合に、内側に位置するスペーサの外面側に設けた嵌合部を外側のスペーサの前記装着溝に着脱自在に嵌挿することで複数のスペーサを径方向に重ねて位置決めすると共に、最も内側に位置するスペーサの前記装着溝に把持部材の嵌合部を着脱自在に嵌挿して該把持部材を位置決めし得るよう構成した
ことを特徴とするチャッキング装置。 - 前記装着溝は、前記スペーサにおける被把持部材の軸方向に延在すると共に、延在方向と交差する対向面は内側に向かうにつれて間隔が狭くなるテーパ状に形成され、
前記装着溝は、前記スペーサにおける軸方向の少なくとも一端で開口し、該開口から前記把持部材の嵌合部またはスペーサの嵌合部が挿入されるよう構成した請求項1記載のチャッキング装置。 - 前記スペーサには、前記装着溝に嵌挿された嵌合部を開口から抜け止めして把持部材またはスペーサを位置決め固定する固定部材が着脱自在に設けられている請求項2記載のチャッキング装置。
- 最も内側の前記スペーサの装着溝から把持部材を取外した状態で、該装着溝に嵌合部を介して特定スペーサが着脱自在に取付けられるよう構成され、
前記特定スペーサの内面側には、前記被把持部材の外周面の曲率半径と異なる曲率半径に設定された弧状のチャック面が形成された特定把持部材が、前記チャック面が被把持部材の外周面に倣うような変化が許容された状態で支持され、
前記移動手段の駆動により前記特定スペーサを介して特定把持部材が被把持部材に押し付けられた際に、前記チャック面が被把持部材の外周面に倣うように該特定把持部材が特定スペーサに対して変化することで、該チャック面と被把持部材との接触面積が拡大されるよう構成された請求項1〜3の何れか一項に記載のチャッキング装置。
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- 2015-08-11 JP JP2015158769A patent/JP6680483B2/ja active Active
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