JP2018199190A - Chuck mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のチャック爪を進退移動させてワークを挟持するチャック機構に関するものである。 The present invention relates to a chuck mechanism that clamps a workpiece by moving a plurality of chuck claws forward and backward.
従来より、運搬時や加工時などにおいてワークを保持するためにチャック機構が多用されている。 Conventionally, a chuck mechanism has been frequently used to hold a workpiece during transportation or processing.
このチャック機構としては、同心円上に間隔をあけて配置した複数のチャック爪を中心部へ向けて進退移動可能とするとともに、複数のチャック爪の周囲に円環状のコーンをチャック爪の進退方向と直交する方向に向けて移動可能とし、互いに接触する複数のチャック爪の外側面とコーンの内側面とを一定角度で傾斜する面とした構成となっている。 As this chuck mechanism, a plurality of chuck claws arranged concentrically at intervals can be moved forward and backward toward the center, and an annular cone is formed around the plurality of chuck claws in the advance and retreat direction of the chuck claws. The structure is configured such that the outer surface of the plurality of chuck claws and the inner surface of the cone that are movable in a direction orthogonal to each other are inclined at a constant angle.
そして、従来のチャック機構では、コーンを移動させることで複数のチャック爪を同時に中心部へ向けて進退移動させて、複数のチャック爪でワークを挟持するようにしている(たとえば、特許文献1参照。)。 In the conventional chuck mechanism, a plurality of chuck claws are moved forward and backward simultaneously toward the center by moving the cone, and the workpiece is clamped by the plurality of chuck claws (see, for example, Patent Document 1). .)
ところが、上記従来のチャック機構では、複数のチャック爪の外側面とコーンの内側面とを一定角度で傾斜する面で接触させて、コーンの移動に伴って複数のチャック爪をコーンと直交する方向に移動させる構成であるために、チャック爪の移動可能な範囲や移動速度や移動精度などが傾斜する面の角度で規定されていた。 However, in the above conventional chuck mechanism, the outer surface of the plurality of chuck claws and the inner surface of the cone are brought into contact with each other at a surface inclined at a constant angle, and the plurality of chuck claws are orthogonal to the cone as the cone moves. Therefore, the range in which the chuck jaws can move, the moving speed, the moving accuracy, and the like are defined by the angle of the inclined surface.
そのため、上記従来のチャック機構では、チャック爪で保持可能なワークのサイズの範囲(チャック爪の移動可能な範囲)を広くすることが困難であり、また、チャック爪によるワークの保持具合(チャック爪の移動速度や移動精度)をワークに応じて変更することが困難であった。 For this reason, in the conventional chuck mechanism, it is difficult to widen the range of the size of the workpiece that can be held by the chuck claw (the range in which the chuck claw can be moved). It has been difficult to change the movement speed and movement accuracy) according to the workpiece.
そこで、請求項1に係る本発明では、複数のチャック爪を進退移動させてワークを挟持するチャック機構において、各チャック爪にラックを設けるとともに、各ラックをピニオンに噛合させ、ピニオンを駆動手段で回転駆動させることで各チャック爪を進退移動させることにした。 Therefore, in the present invention according to claim 1, in the chuck mechanism that holds the workpiece by moving the plurality of chuck claws forward and backward, the chuck claws are provided with racks, and the racks are engaged with the pinions, and the pinions are driven by the driving means. It was decided to move each chuck claw forward and backward by rotating it.
また、請求項2に係る本発明では、前記請求項1に係る本発明において、前記各チャック爪を同一円周上に間隔をあけて配置するとともに、各チャック爪に設けたラックを上下にずらして配置することにした。
Further, in the present invention according to
また、請求項3に係る本発明では、前記請求項1又は請求項2に係る本発明において、前記駆動手段の駆動軸に複数のピニオンを設け、2個のピニオンに1個のラックを跨設することにした。
Further, in the present invention according to
そして、本発明では、以下に記載する効果を奏する。 And in this invention, there exists an effect described below.
すなわち、本発明では、複数のチャック爪を進退移動させてワークを挟持するチャック機構において、各チャック爪にラックを設けるとともに、各ラックをピニオンに噛合させ、ピニオンを駆動手段で回転駆動させることで各チャック爪を進退移動させることにしているために、チャック爪で保持可能なワークのサイズの範囲(チャック爪の移動可能な範囲)を容易に広くすることができ、また、チャック爪によるワークの保持具合(チャック爪の移動速度や移動精度)をワークに応じて容易に変更することができる。 That is, according to the present invention, in a chuck mechanism for holding a workpiece by moving a plurality of chuck claws forward and backward, a rack is provided on each chuck claw, each rack is engaged with a pinion, and the pinion is rotated by a driving means. Since each chuck claw is moved forward and backward, the size range of the workpiece that can be held by the chuck claw (the range in which the chuck claw can be moved) can be easily widened. The holding condition (the movement speed and movement accuracy of the chuck claw) can be easily changed according to the workpiece.
特に、各チャック爪を同一円周上に間隔をあけて配置するとともに、各チャック爪に設けたラックを上下にずらして配置することにした場合には、各チャック爪に設けたラックが互いに干渉(接触)することがなく、チャック爪で保持可能なワークのサイズの範囲(チャック爪の移動可能な範囲)をより一層広くすることができる。 In particular, when the chuck claws are arranged on the same circumference at intervals, and the racks provided on the chuck claws are shifted up and down, the racks provided on the chuck claws interfere with each other. The range of the size of the work that can be held by the chuck claws (the range in which the chuck claws can be moved) can be further widened without being brought into contact (contact).
また、駆動手段の駆動軸に複数のピニオンを設け、2個のピニオンに1個のラックを跨設することにした場合には、複数のピニオンの位相ずれを防止することができ、複数のチャック爪を精度良く良好に進退移動させることができる。 In addition, when a plurality of pinions are provided on the drive shaft of the driving means and one rack is laid across two pinions, a plurality of chucks can prevent a phase shift between the plurality of pinions. The nail can be moved forward and backward with good accuracy.
以下に、本発明に係るチャック機構の具体的な構成について図面を参照しながら説明する。 A specific configuration of the chuck mechanism according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1及び図2に示すように、チャック機構1は、基台2の上部側に駆動手段3を配置するとともに、基台2の下部側にチャック手段4を配置している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the chuck mechanism 1 has a
駆動手段3は、チャック手段4を駆動するための手段であり、ここでは、基台2の上部にモータ5を取付け、同モータ5の駆動軸6を基台2に形成した貫通孔を介して基台2の下部側へ垂下させている。モータ5は、制御回路等の制御手段で制御される。なお、駆動手段3の構成はこれに限られず、後述する他の構成であってもよい。
The drive means 3 is means for driving the chuck means 4. Here, the
チャック手段4は、駆動軸6を中心に同心円上に間隔をあけて配置した複数の(ここでは、3個の)チャック爪移動機構7,8,9で構成している。各チャック爪移動機構7,8,9は、基台2の下部に垂設された支持体10,11,12で支持されている。各チャック爪移動機構7,8,9は、上下の位置等に若干の相違があるものの、基本的には同様の構成となっている。そのため、以下の説明では、第1のチャック爪移動機構7の構成を中心に説明し、第2及び第3のチャック爪移動機構8,9で重複する構成については説明を省略する。
The chuck means 4 is composed of a plurality (three in this case) of chuck
第1のチャック爪移動機構7は、図3に示すように、第1の支持体10の内側面に水平方向へ向けて伸延させたレール13を取付け、そのレール13に移動体14をレール13の伸延方向に沿って摺動(移動)自在に取付けている。移動体14の上部には、レール13と平行に水平方向へ向けて伸延させたラック15を取付けている。また、移動体14の下部には、チャック爪16を連結体17を介して取付けている。チャック爪16は、先端部に先鋭状の爪部をレール13やラック15と直交する方向に駆動軸6の軸線に向けて水平に形成している。なお、チャック爪16(爪部)の垂直位置(高さ)は、連結体17の長さ等で調節することができる。
As shown in FIG. 3, the first chuck
また、第1のチャック爪移動機構7は、駆動手段3の駆動軸6に複数の(ここでは、2個の)ピニオン18,19を上下に並べて取付け、ピニオン18,19にラック15を噛合させている。なお、ここでは、上下に並ぶ2個のピニオン18,19に1個のラック15を跨って噛合させているが、上又は下の1個のピニオン18(19)に1個のラック15を噛合させてもよい。
In addition, the first chuck
この第1のチャック爪移動機構7は、駆動手段3によって駆動軸6を回転させると、それに伴ってピニオン18,19が回動し、ピニオン18,19と噛合するラック15が直線的に移動する。その際に、第1のチャック爪移動機構7は、ラック15が取付けられている移動体14がレール13に沿って移動するよう規制されているために、ラック15もレール13に沿って移動する。これにより、ラック15に移動体14を介して取付けられているチャック爪16もレール13に沿って移動し、駆動軸6の回転方向によって駆動軸6の軸線上の中心部へ向けて外側から移動し(進出し)、又は、駆動軸6の軸線上の中心部から外側へ向けて移動する(退出する)。
In the first chuck
この第1のチャック爪移動機構7では、ピニオン18,19とラック15に形成した歯車の歯の形状によって、ラック爪16の移動可能な範囲や移動速度や移動精度などを容易に変更することができる。
In the first chuck
チャック手段4は、上記第1のチャック爪移動機構7と同様の構成の第2及び第3のチャック爪移動機構8,9を駆動軸6の軸線を中心とした同一円上に等間隔(120度間隔)をあけて配置している。これら第1〜第3のチャック爪移動機構7,8,9は、同一高さに配置してもよいが、ここでは、第1のチャック爪移動機構7のレール13や移動体14やラック15よりも第2のチャック爪移動機構8のレール13'や移動体14'やラック15'をそれぞれ低い位置に配置する一方、第1のチャック爪移動機構7のレール13や移動体14やラック15よりも第3のチャック爪移動機構9のレール13"や移動体14"やラック15"をそれぞれ高い位置に配置するとともに、第1のチャック爪移動機構7のチャック爪16(爪部)と第2及び第3のチャック爪委移動機構8,9のチャック爪16',16"(爪部)とを同一高さ位置に配置している。これにより、互いのレール13,13',13"や移動体14,14',14"やラック15,15',15"が移動時に干渉(接触)することがなくなり、構造上の自由度が大きくなって可動範囲を広くすることができる。
The chuck means 4 is configured so that the second and third chuck claw moving mechanisms 8 and 9 having the same configuration as the first chuck
チャック機構1は、以上に説明したように構成しており、図4に示すように、駆動手段3を駆動すると、チャック手段4の第1〜第3のチャック爪移動機構7,8,9がそれぞれ独立して同時に稼働し、全てのチャック爪16,16',16"が同一平面上においてワーク20の外側から中央部(駆動軸6の軸線上の中心部)へ向けて同時に移動し、全てのチャック爪16,16',16"の爪部でワーク20を外側から挟持する。なお、チャック機構1は、駆動手段3でチャック手段4の第1〜第3のチャック爪移動機構7,8,9を逆方向に稼働させることでチャック爪16,16',16"の爪部からワーク20を開放させる(取り外す)ことができる。
The chuck mechanism 1 is configured as described above. As shown in FIG. 4, when the driving means 3 is driven, the first to third chuck
上記チャック機構1の駆動手段3は、モータ5を用いた構成としているが、チャック手段4を駆動することができる構成であればこれに限られない。たとえば、図5に示すように、駆動手段3'は、チャック手段4のピニオン18,19が取付けられている駆動軸6にさらに駆動用のピニオン21を取付けるとともに、ピニオン21に駆動用のラック22を噛合させ、このラック22を進退移動させることで駆動軸6を回転駆動するようにしている。
The driving means 3 of the chuck mechanism 1 is configured to use the
この駆動手段3'では、基台2にシリンダ23を着脱自在(交換自在)に取付け、シリンダ23のロッド24の先端に連動機構25を介してラック22を取付けている。また、駆動手段3'では、基台2に水平方向へ向けて伸延させたレール26を取付け、そのレール26に移動体27をレール26の伸延方向に沿って摺動(移動)自在に取付けている。そして、移動体27にラック22を取付けている。シリンダ23は、制御回路等の制御手段で制御される。なお、駆動手段3'では、シリンダ23を交換することで駆動力等を容易に変更することができる。
In this driving means 3 ′, a
連動機構25は、シリンダ23のロッド24とラック22とを連動させるものであればどのような構成でもよいが、ここでは、ロッド24の先端に連結体28を着脱自在に取付け、連結体28に押圧体29をロッド24の伸延方向に向けて突出状に取付けている。また、連動機構25は、駆動用のラック22の上部に従動体30を取付け、この従動体30に押圧体29を付勢手段としてのバネ31を介して連結している。さらに、連動機構25は、従動体30にリミットスイッチ32を取付け、このリミットスイッチ32にスイッチ部33を押圧体29と間隔をあけて対面させている。リミットスイッチ32は、制御回路等の制御手段に接続されている。
The
この駆動手段3'では、図6にしめすように、シリンダ23のロッド24を進退移動させると、ラック22がレール26の伸延方向に沿って進退移動し、それに伴って、ラック22と噛合する駆動用のピニオン21が回転し、駆動軸6を回転駆動させることができる。
In this drive means 3 ′, as shown in FIG. 6, when the
その際に、駆動手段3'では、ワーク20の外周にチャック爪16,16',16"の爪部が当接するまでは、ロッド24(押圧体29)とともにラック22(従動体30)も同時に移動し、それに伴ってチャック爪16,16',16"の爪部がワーク20に向けて移動する。そして、ワーク20の外周にチャック爪16,16',16"の爪部が当接すると、ラック22(従動体30)の移動が規制されてラック22(従動体30)は停止するが、押圧体29とリミットスイッチ32との間に隙間が形成されているために、ロッド24(押圧体29)は付勢手段(バネ31)の付勢力に抗して引き続き移動し、その後、押圧体29でリミットスイッチ32のスイッチ部33を押圧する。駆動手段3'では、リミットスイッチ32が押圧操作されたことを検出すると、シリンダ23の進退移動を停止させるようにしている。これにより、ラック22(従動体30)の停止位置よりもロッド24(押圧体29)を余分に前進させることができ、ロッド24(押圧体29)でラック22(従動体30)を強固に付勢することができるので、チャック爪16,16',16"の爪部でワーク20を強固に保持することができる。
At that time, in the driving means 3 ′, the rack 22 (the driven body 30) and the rod 24 (the pressing body 29) are simultaneously simultaneously supported until the claw portions of the
以上に説明したように、上記チャック機構1は、各チャック爪16,16',16"にラック15,15',15"を設けるとともに、各ラック15,15',15"をピニオン18,19に噛合させ、ピニオン18,19を駆動手段3,3'で回転駆動させることで各チャック爪16,16',16"を進退移動させる構成となっている。
As described above, the chuck mechanism 1 is provided with the
そのため、上記構成のチャック機構1では、チャック爪16,16',16"で保持可能なワーク20のサイズの範囲(チャック爪16,16',16"の移動可能な範囲)を容易に広くすることができ、また、チャック爪16,16',16"によるワーク20の保持具合(チャック爪16,16',16"の移動速度や移動精度)をワーク20に応じて容易に変更することができる。
Therefore, in the chuck mechanism 1 configured as described above, the size range of the
また、上記チャック機構1は、各チャック爪16,16',16"を同一円周上に間隔をあけて配置するとともに、各チャック爪16,16',16"に設けたラック15,15',15"を上下にずらして配置した構成となっている。
Further, the chuck mechanism 1 arranges the
そのため、上記構成のチャック機構1では、各チャック爪16,16',16"に設けたラック15,15',15"が互いに干渉(接触)することがなく、チャック爪16,16',16"で保持可能なワーク20のサイズの範囲(チャック爪16,16',16"の移動可能な範囲)をより一層広くすることができる。
Therefore, in the chuck mechanism 1 configured as described above, the
さらに、上記チャック機構1は、駆動手段3,3'の駆動軸6に複数のピニオン18,19を設け、2個のピニオン18,19に1個のラック15を跨設した構成となっている。
Further, the chuck mechanism 1 has a configuration in which a plurality of
そのため、上記構成のチャック機構1では、複数のピニオン18,19の位相ずれを防止することができ、複数のチャック爪16,16',16"を精度良く良好に進退移動させることができる。
Therefore, in the chuck mechanism 1 having the above-described configuration, the plurality of
1 チャック機構 2 基台
3,3' 駆動手段 4 チャック手段
5 モータ 6 駆動軸
7,8,9 チャック爪移動機構 10,11,12 支持体
13,13',13" レール 14,14',14" 移動体
15,15',15" ラック 16,16',16" チャック爪
17,17',17" 連結体 18,19 ピニオン
20 ワーク 21 ピニオン
22 ラック 23 シリンダ
24 ロッド 25 連動機構
26 レール 27 移動体
28 連結体 29 押圧体
30 従動体 31 バネ
32 リミットスイッチ 33 スイッチ部
1
3,3 'drive means 4 chuck means 5
7,8,9 Chuck
13,13 ', 13 "
15,15 ', 15 "
17,17 ', 17 "Connected 18,19 Pinion
20
22
24
26
28
30
32
Claims (3)
各チャック爪にラックを設けるとともに、各ラックをピニオンに噛合させ、ピニオンを駆動手段で回転駆動させることで各チャック爪を進退移動させることを特徴とするチャック機構。 In the chuck mechanism that clamps the workpiece by moving the multiple chuck nails forward and backward,
A chuck mechanism characterized in that each chuck claw is provided with a rack, and each chuck claw is moved forward and backward by engaging each rack with a pinion and rotating the pinion by a driving means.
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