JP3867514B2 - 把持装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、把持装置に関し、特にワーク把持用フィンガを備えた把持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、相互に平行状態を保って開閉する一対のワーク把持用フィンガを備え、圧力流体の給排によるピストンの往復動を上記フィンガの開閉動作に変換させる把持装置が知られており、このような把持装置の例として、図４および図５に示すようなワーク把持用チャック１がある。
【０００３】
このワーク把持用チャック１は、角形のフィンガ４が平行状態を保って開閉する平行開閉式チャックとして構成され、塵埃や湿気が多い作業環境で使用すると塵埃や水滴によって作動不良を起すことがあり、またグリス飛沫や摩耗粉等が外部に飛散して作業環境を汚染させる恐れがあるので、ボディ２にダストカバー３が取り付けられている。
【０００４】
上記ボディ２は、円筒状のシリンダ部２ａと、その下方に設けられ、シリンダ部２ａより大きい外形を有する角形基部２ｂとからなり、角形基部２ｂの外周面にダストカバー３を取り付けるための周溝７が形成されている。シリンダ部２ａはピストン９を有しており、ピストン９は、ポート５および６から給排される圧縮空気によって往復移動可能である。
【０００５】
一方、角形フィンガ４は、角形基部２ｂの内壁に設けられた摺動部８によって、相互に平行状態を保って開閉可能に支持されており、ピストン９の往復移動で作動するくさび形状部９ａによって開閉する。なお、図４には、角形フィンガ４がワーク１００を把持したワーク把持用チャック１のチャック状態を示している。
【０００６】
ダストカバー３は、ゴム等の弾性を有する素材によって概略カップ形状に形成され、開口周縁に上面が半円形状に設けられる取付け部３ａと、底面に設けられる角形フィンガ４の挿通孔３ｂと、挿通孔３ｂの周囲の屈曲部３ｃとを有している。取付け部３ａの軸方向厚さは周溝７の溝幅よりも僅かに大きく、また、挿通孔３ｂの外形は角形フィンガ４の外形と同様に角形で角形フィンガ４よりも僅かに小さく形成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のワーク把持用チャック１において、ダストカバー３の取付け部３ａとボディ２の角形基部２ｂとのシールは、取付け部３ａの周溝７へのはめ込み構造であり、ダストカバー３のゴムの素材による圧縮反発弾性力によるものである。また、ダストカバー３の挿通孔３ｂの内壁と角形フィンガ４の外壁とのシールも、やはりダストカバー３のゴムの素材による圧縮反発弾性力によるものである。
【０００８】
このようなシール構造を採用した場合、シール部の形状が角形であるため、密封機能上必要なゴムの圧縮率が充分に得られず、ダストカバー３とボディ２および角形フィンガ４とのシール部に隙間が生じて、ボディ２および角形フィンガ４を確実にシールすることが困難になる。そのため、シール部の隙間から冷却油等の液体の侵入が発生し、その液中に含まれる砥粒等の異物が摺動部８に入り込み、角形フィンガ４の往復移動による摺動時に異物によって摺動部８に摩耗が発生して動作不良を起こす恐れがあるという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、外部からの液体の侵入を防止する把持装置を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、装置内部の摩耗の発生を防止し、動作の安定化が図れる把持装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、簡単な構成で容易に密封機能が図れる把持装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の把持装置によると、ワーク把持用フィンガを開閉可能に支持するボディの内壁には、上記ワーク把持用フィンガの外壁に形成される第１の円周面に対向する第２の円周面が形成され、ワークを把持すべくワーク把持用フィンガが開閉するとき、ワーク把持用フィンガの外壁によって圧縮される内側部分と外側部分とを有し、ワーク把持用フィンガが閉じるとき、内側部分が外壁によって圧縮され、外側部分が外壁によって強く圧縮されていた状態から弱い圧縮状態に変化し、ワーク把持用フィンガが開くとき、内側部分が外壁によって強く圧縮されていた状態から弱い圧縮状態に変化し、外側部分が外壁によって圧縮される第１および第２の円周面に密着状態を保持可能な部材を有するシール手段が第１の円周面と第２の円周面との間に設けられている。
【００１１】
このため、ワーク把持用フィンガの開閉動作に伴いシール手段の部材が第１および第２の円周面に密着した状態を保持して変形可能であるので、第１の円周面と第２の円周面との間に隙間が生じることを防止する。これにより、シールを確実なものとし、外部からボディ内に液体が侵入することを防止することができる。したがって、ボディ内部の摩耗の発生を防止し、動作の安定化を図ることができる。
【００１２】
本発明の請求項２記載の把持装置によると、シール手段の外力により変形する部材は、弾性を有する素材により環状に形成されているので、上記部材を密封機能上問題のない圧縮率に収めることで、ワーク把持用フィンガの開閉動作による可動ストローク分を吸収し、ボディ内への液体の侵入を容易に防止することができる。したがって、簡単な構成で容易に密封機能を図ることができる。
【００１３】
本発明の請求項３記載の把持装置によると、ワーク把持用フィンガを開閉可能に支持するボディの内壁には、上記ワーク把持用フィンガの外壁に形成される第１の円周面に対向する第２の円周面が形成され、外壁には第３の円周面が形成されている。また、内部にボディを収容するハウジングの内壁には、上記第３の円周面に対向する第４の円周面が形成されている。そして、第１および第２の円周面に外力により変形して密着可能な第１部材を有する第１のシール手段が第１の円周面と第２の円周面との間に設けられ、第３および第４の円周面に外力により変形して密着可能な第２部材を有する第２のシール手段が第３の円周面と第４の円周面との間に設けられている。
【００１４】
このため、ワーク把持用フィンガの開閉動作に伴い第１のシール手段の第１部材が第１および第２の円周面に密着した状態を保持して変形可能であるので、第１の円周面と第２の円周面との間に隙間が生じることを防止する。また、ハウジングの組み付け時に第２のシール手段の第２部材が第３および第４の円周面に密着した状態を保持して変形可能であるので、第３の円周面と第４の円周面との間に隙間が生じることを防止する。これにより、シールを確実なものとし、外部からハウジング内およびボディ内に液体が侵入することを防止することができる。したがって、把持装置内部の摩耗の発生を防止し、動作の安定化を図ることができる。
【００１５】
本発明の請求項４記載の把持装置によると、第１および第２のシール手段の第１および第２部材は、弾性を有する素材により環状に形成されているので、上記第１および第２部材を密封機能上問題のない圧縮率に収めることで、ワーク把持用フィンガの開閉動作による可動ストローク分を吸収し、ボディ内への液体の侵入を容易に防止することができる。したがって、簡単な構成で容易に密封機能を図ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
本発明の把持装置を、ワーク把持用フィンガが支点を中心として開閉する揺動開閉式チャックに適用した一実施例を図１、図２および図３に示す。
【００１７】
図１および図２に示すように、把持装置としてのチャック１０は、上ケース１１、ボディ２０、下ケース３０、ワーク把持用フィンガ４０および開閉ピン５０等から構成される。
上ケース１１は、Ｏリング１３を介してボディ２０の上端に取り付けられており、開閉ピン５０を図１に示す矢印Ｆ方向に押圧するために圧縮空気を内部に導入するための図示しないポートを有している。
【００１８】
ボディ２０は、円筒状のシリンダ部２１と、その下方に設けられ、シリンダ部２１と同等の外径を有する円盤状の基部２２とを備えている。シリンダ部２１は、上端面に形成されＯリング１３を嵌着するための円周溝１２と、第３の円周面としての外周面２１ａに形成されＯリング７２を嵌着するための円周溝７１とを有している。また、シリンダ部２１の内壁には、開閉ピン５０を往復移動可能に案内するガイド部２５が設けられている。
【００１９】
一方、基部２２は、第３の円周面としての外周面２２ａに形成されＯリング７４を嵌着するための円周溝７３と、後述するワーク把持用フィンガ４０の外周面４０ａに対向する第２の円周面としての内周面２２ｂに形成されＯリング６２および６４を嵌着するための円周溝６１および６３とを有しており、ワーク把持用フィンガ４０を開閉可能に支持している。
【００２０】
ボディ２０を内部に収容するハウジングとしての下ケース３０は、円筒状に形成され、シリンダ部２１の外周面２１ａおよび基部２２の外周面２２ａに対向する第４の円周面としての内周面３０ａを有している。外周面２１ａおよび外周面２２ａと内周面３０ａとの間には、外周面２１ａおよび外周面２２ａと内周面３０ａとに外力により変形して密着可能な第２部材としてのＯリング７２および７４が設けられている。Ｏリング７２および７４は、弾性を有するゴム等の素材により環状に形成されている。ここで、Ｏリング７２および７４と、円周溝７１および７３とは第２のシール手段を構成している。
【００２１】
ワーク把持用フィンガ４０は、円柱形状に形成され、第１の円周面としての外周面４０ａを有している。外周面４０ａと基部２２の内周面２２ｂとの間には、外周面４０ａと内周面２２ｂとに外力により変形して密着可能な第１部材としてのＯリング６２および６４が設けられている。Ｏリング６２および６４は、弾性を有するゴム等の素材により環状に形成されている。ここで、Ｏリング６２および６４と、円周溝６１および６３とは第１のシール手段を構成している。
【００２２】
また、ワーク把持用フィンガ４０は、図１に示す上端部に設けられたローラ４５を有しており、このローラ４５の外周に開閉ピン５０の先端部５１が当接している。ワーク把持用フィンガ４０の略中央部には、開閉時の中心となる支点３５が設けられている。ばね９０は、ワーク把持用フィンガ４０を開方向に付勢している。なお、図１には、ワーク把持用フィンガ４０がワーク１００を把持したチャック１０のチャック状態を示している。
【００２３】
次に、上記構成のチャック１０の作動について説明する。
図１において、上ケース１１のポートから圧縮空気を内部に導入すると、開閉ピン５０が図１に示す矢印Ｆ方向に押圧される。すると、ワーク把持用フィンガ４０のローラ４５の外周に開閉ピン５０の先端部５１が当接しているので、各ローラ４５は回転しながらその間隔が拡がる。これにより、ワーク把持用フィンガ４０がばね９０の付勢力に抗して支点３５を中心として閉じ、図１に示すように、ワーク１００を把持することができる。このとき、図３に示すように、Ｏリング６２の内側部分６２ａはワーク把持用フィンガ４０の外壁により圧縮されるとともに、外側部分６２ｂはワーク把持用フィンガ４０の外壁により強く圧縮されていた状態から弱い圧縮状態に変わる。また、図示しないが、Ｏリング６４の内側部分もワーク把持用フィンガ４０の外壁により圧縮されるとともに、外側部分はワーク把持用フィンガ４０の外壁により強く圧縮されていた状態から弱い圧縮状態に変わる。
【００２４】
また、上ケース１１のポートから圧縮空気を排出すると、開閉ピン５０が図１に示す反矢印Ｆ方向に引き抜かれる。すると、ワーク把持用フィンガ４０のローラ４５の外周に当接している開閉ピン５０の先端部５１が上昇するので、各ローラ４５は上記と逆方向に回転しながらその間隔が狭くなる。これにより、ワーク把持用フィンガ４０がばね９０の付勢力により支点３５を中心として開き、ワーク１００を放すことができる。このとき、Ｏリング６２および６４の内側部分はワーク把持用フィンガ４０の外壁により強く圧縮されていた状態から弱い圧縮状態に変わり、外側部分はワーク把持用フィンガ４０の外壁により圧縮される。
【００２５】
上記ワーク把持用フィンガ４０の開閉いずれの状態においても、Ｏリング６２および６４を密封機能上問題のない圧縮率に収めることで、ワーク把持用フィンガ４０の開閉動作に支障をきたすことはなく、冷却油等の液体やミストなどがボディ内に侵入することを防止できる。また、ボディ２０の外側に下ケース３０を組み付けることにより、Ｏリング７２および７４で下ケース３０内を密封することができる。
【００２６】
以上説明した本発明の一実施例においては、ワーク把持用フィンガ４０を開閉可能に支持するボディ２０の内壁に、ワーク把持用フィンガ４０の外壁に形成される外周面４０ａに対向する内周面２２ｂが形成され、外壁に外周面２１ａおよび２２ａが形成されている。また、内部にボディ２０を収容する下ケース３０の内壁には、外周面２１ａおよび２２ａに対向する内周面３０ａが形成されている。そして、外周面４０ａおよび内周面２２ｂに外力により変形して密着可能なＯリング６２および６４が円周溝６１および６３に嵌着され、外周面２１ａおよび２２ａと内周面３０ａとに外力により変形して密着可能なＯリング７２および７４が円周溝７１および７３に嵌着されている。
【００２７】
このため、ワーク把持用フィンガ４０の開閉動作に伴いＯリング６２および６４が外周面４０ａおよび内周面２２ｂに密着した状態を保持して変形可能であるので、外周面４０ａと内周面２２ｂとの間に隙間が生じることを防止する。また、下ケース３０の組み付け時にＯリング７２および７４が外周面２１ａおよび２２ａと内周面３０ａとに密着した状態を保持して変形可能であるので、外周面２１ａおよび２２ａと内周面３０ａとの間に隙間が生じることを防止する。これにより、シールを確実なものとし、外部から下ケース３０内およびボディ２０内に冷却油等の液体が侵入することを防止することができる。したがって、チャック１０内部の摩耗の発生を防止し、動作の安定化を図ることができる。
【００２８】
さらに、本実施例においては、Ｏリング６２および６４とＯリング７２および７４とは、弾性を有するゴム等の素材により環状に形成されているので、Ｏリング６２および６４とＯリング７２および７４とを密封機能上問題のない圧縮率に収めることで、ワーク把持用フィンガ４０の開閉動作による可動ストローク分を吸収し、ボディ２０内への冷却油等の液体の侵入を容易に防止することができる。したがって、簡単な構成で容易に密封機能を図ることができる。
なお、上記実施例では、揺動式開閉チャックに本発明の把持装置を適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、平行開閉式チャックに適用可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の把持装置を揺動開閉式チャックに適用した一実施例を示す断面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】図１の主要部拡大図である。
【図４】従来のワーク把持用チャックを示す断面図である。
【図５】図５のＶ−Ｖ線断面図である。
【符号の説明】
１０ チャック（把持装置）
２０ ボディ
２１ａ、２２ａ 外周面（第３の円周面）
２２ｂ 内周面（第２の円周面）
３０ 下ケース（ハウジング）
３０ａ 内周面（第４の円周面）
３５ 支点
４０ ワーク把持用フィンガ
４０ａ 外周面（第１の円周面）
５０ 開閉ピン
６１、６３ 円周溝（第１のシール手段）
６２、６４ Ｏリング（第１部材、第１のシール手段）
７１、７３ 円周溝（第２のシール手段）
７２、７４ Ｏリング（第２部材、第２のシール手段）

Claims (4)

1. 外壁に第１の円周面を有し、径方向に移動することによりワークを把持もしくは放すことが可能なワーク把持用フィンガと、
   前記第１の円周面に対向する第２の円周面を内壁に有し、前記ワーク把持用フィンガを開閉可能に支持するボディと、
   前記第１の円周面と前記第２の円周面との間に設けられ、前記ワークを把持すべく前記ワーク把持用フィンガが開閉するとき、前記ワーク把持用フィンガの外壁によって圧縮される内側部分と外側部分とを有し、
   前記ワーク把持用フィンガが閉じるとき、前記内側部分が前記外壁によって圧縮され、前記外側部分が前記外壁によって強く圧縮されていた状態から弱い圧縮状態に変化し、
   前記ワーク把持用フィンガが開くとき、前記内側部分が前記外壁によって強く圧縮されていた状態から弱い圧縮状態に変化し、前記外側部分が前記外壁によって圧縮される前記第１および第２の円周面に密着状態を保持可能な部材を有するシール手段と、
   を備えることを特徴とする把持装置。
2. 前記ワーク把持用フィンガが閉じるとき、前記内側部分が前記外壁によって圧縮され、前記外側部分が前記外壁によって強く圧縮されていた状態から弱い圧縮状態に変化し、
   前記ワーク把持用フィンガが開くとき、前記内側部分が前記外壁によって強く圧縮されていた状態から弱い圧縮状態に変化し、前記外側部分が前記外壁によって圧縮される前記第１および第２の円周面に密着状態を保持可能な部材は、弾性を有する素材により環状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の把持装置。
3. 外壁に第１の円周面を有するワーク把持用フィンガと、
   前記ワーク把持用フィンガを開閉可能に支持するボディであって、前記第１の円周面に対向する第２の円周面を内壁に有し、外壁に第３の円周面を有するボディと、
   前記第３の円周面に対向する第４の円周面を内壁に有し、内部に前記ボディを収容するハウジングと、
   前記第１の円周面と前記第２の円周面との間に設けられ、外力により変形して前記第１および第２の円周面に密着可能な第１部材を有する第１のシール手段と、
   前記第３の円周面と前記第４の円周面との間に設けられ、外力により変形して前記第３および第４の円周面に密着可能な第２部材を有する第２のシール手段と、
   を備えることを特徴とする把持装置。
4. 前記第１および第２部材は、弾性を有する素材により環状に形成されていることを特徴とする請求項３記載の把持装置。

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