JP4929514B2 - チャック装置 - Google Patents

Description

本発明は、ワークをクランプして回転するチャック装置、特にダイヤフラムチャック装置に関する。

ダイヤフラムチャック装置（以下、チャック装置と表記する。）としては、ワークを把持する爪を開閉する駆動機構をチャック装置に内蔵するタイプであって、駆動機構の動力源に駆動機構内に設けられたシリンダを用いているものが知られている。
上述のシリンダには外部から所定圧力の流体が供給され、供給された流体の圧力によりシリンダは駆動されている。シリンダに供給される流体としては、例えば、空気（エア）が知られている。

上述のエアで駆動されるチャック装置において、チャック装置本体を小型化、特に外周を小さくする場合には、上記シリンダはチャック装置の小型化にあわせて小型化される必要がある。かかる場合に、シリンダを単に小型化すると爪を開閉する推力も低下するため、爪を開閉できなくなるという問題があった。
そのため、チャック装置を小型化した場合において、シリンダの推力低下による爪の開閉が困難になるという問題を解決するさまざまな技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−１１００８号公報（第４−５頁、第１図等）

上述の特許文献１においては、ピストンの外側に第１の加圧室を設け、当該ピストンの内側に第２の加圧室を設けたシリンダを備えたチャック装置が開示されている。
このチャック装置におけるシリンダによれば、第１の加圧室は上記ピストンをスライドさせる推力を上記ピストンの外部に発生させ、第２の加圧室は推力を上記ピストンの内部に発生させることができる。そのため、上述のシリンダは、従来の一般的なシリンダと比較して、推力を容易に２倍程度に高めることができた。
このようにシリンダの推力を高めることができるため、シリンダの推力低下により爪の開閉が困難になるという問題を解決することができた。

しかしながら、シリンダに発生させる推力を、従来の一般的なシリンダと比較して２倍より高める場合には、さらに加圧室をシリンダに設けることになる。加圧室は、シリンダの中心軸線方向に並んで配置されているため、加圧室の数を増やすとシリンダは中心軸線方向に長くなる。内蔵されるシリンダが長くなると、チャック装置も中心軸線方向に長くなり、チャック装置を回転可能に支持する軸受からワークまでの距離が長くなる。すると、チャック装置のワーク支持剛性が低下するため、加工精度が低下するという問題があった。

上述のシリンダの推力低下による爪の開閉困難化という問題を解決する別の方法として、シリンダに供給するエアの圧力を高くして、シリンダの推力を向上させる方法も知られている。
しかしながら、工場において供給されているエアの圧力には上限があるため、上述の推力低下を補うには不十分という問題があった。
また、工場における供給エアの圧力の上限を引き上げるのは、工場全体に配置されたエア配管を強度の高いものに交換するなど多大な費用と時間がかかるため、簡単に行うことができないという問題があった。

上述のシリンダの推力低下により爪の開閉が困難になるという問題を解決するさらに別の方法として、爪の開閉に要する力（開閉力）を小さくする方法も知られている。
このように爪を開く力を小さくすることにより、シリンダの推力が低下しても爪を開くことができる。
しかしながら、爪を開く力を小さくすると、それと同様に爪を閉じる力も小さくなり、爪がワークを把持する力も小さくなる。チャック装置は、ワークを把持する最低限必要な把持力を備える必要があるため、爪の開閉力を小さくする方法には制限があるという問題があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、チャック装置全体を小型化するとともに、ワークの把持性を向上させることができるチャック装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明は、所定の押圧力により開閉されるチャック機構部と、該チャック機構部に前記所定の押圧力を与えて前記チャック機構部を開閉させるチャック駆動部と、を有し、該チャック駆動部が、筺体と、該筺体に設けられた第１流体室および第２流体室と、内部部材および外部部材を有し、所定方向に移動可能に設けられた第１ピストンと、前記第２流体室の一方の壁面を形成するとともに、前記所定方向に移動可能に設けられた第２ピストンと、前記第１流体室と、前記第２流体室とを繋ぐ連通流路と、前記第１流体室、前記第２流体室および前記連通流路に満たされた内部流体と、を備え、前記第１ピストンの内部部材が、前記第１流体室の一方の壁面を形成し、前記第１ピストンの外部部材が、前記筐体に対して前記所定方向に位置をずらして該筐体の外部に配置され、前記第２ピストンの前記内部流体と接する面における前記所定方向に対する垂直面への投影面積が、前記第１ピストンの前記内部流体と接する面における前記所定方向に対する垂直面への投影面積より大きくなるように形成され、前記第１ピストンに外部から供給された供給流体の圧力が加えられることにより、前記第２ピストンが前記チャック機構部を押圧し、該チャック機構部が、前記第２ピストンの押圧力により前記所定方向に変形するダイヤフラムと、該ダイヤフラムに固定された複数の爪とを備えるチャック装置を提供する。

本発明によれば、第２ピストンの投影面積が、第１ピストンの投影面積より大きく形成されているとともに、第１流体室と第２流体室と連通流路に内部流体が満たされているため、第２ピストンに、第１ピストンに加えられた供給流体の圧力に係る力に両ピストンの投影面積比を掛けた、大きな推力を発生させることができる。
第２ピストンに大きな推力を発生させることができるため、ワークの把持力を低下させることなくチャック装置を小型化することができる。
また、第２ピストンに大きな推力を発生させることができるため、開閉に要する力の大きなチャック機構部を用いることができ、ワークの把持力を向上させることができる。

具体的には、第１ピストンを介して加えられた供給流体の圧力に係る力により、第１流体室内の内部流体には所定の圧力が発生する。第１流体室と第２流体室とは、連通流路を介して接続されているため、第２流体室内の内部流体にも所定の圧力がかかる。第２ピストンの投影面積は第１ピストンの投影面積より大きいため、第２ピストンに働く力（推力）は、第１ピストンに作用した力より大きくなる。

上記発明においては、前記内部流体が非圧縮性流体であることが望ましい。
本発明によれば、内部流体に非圧縮性流体を用いているため、圧縮性流体を用いている場合と比較して、第２ピストンにより大きな推力を発生させることができる。つまり、内部流体に非圧縮性流体を用いることで、推力の一部が第２流体室内における内部流体の圧縮に消費されることを防止できるため、効率よく第２ピストンに推力を発生させることができる。

上記発明においては、前記チャック駆動部には前記供給流体が流入、流出する第３流体室が設けられ、前記第１ピストンが、該第３流体室の一方の壁面を形成することが望ましい。
本発明によれば、第３流体室に供給流体を流入、流出させるとともに、第１ピストンが第３流体室の一方の壁面を形成するため、供給流体により第１ピストンに発生した力を第１流体室内の内部流体に伝達することができる。

上記発明においては、前記第１ピストンの前記供給流体と接する面における前記所定方向に対する垂直面への投影面積が、前記第１ピストンの前記内部流体と接する面における前記所定方向に対する垂直面への投影面積より大きくなるように形成されていることが望ましい。

本発明によれば、第１ピストンの供給流体と接する面における所定方向に対する垂直面への投影面積（以下、供給流体に係る投影面積と表記する。）が、第１ピストンの内部流体と接する面における所定方向に対する垂直面への投影面積（以下、内部流体に係る投影面積と表記する。）より大きいため、第１ピストンにおける供給流体との接触面が受けた供給流体の圧力を、第１流体室内の内部流体に増幅して伝達することができる。

つまり、第１ピストンの供給流体との接触面が受ける力は、供給流体の圧力と供給流体に係る投影面積の積であり、第１ピストンの内部流体との接触面が受ける力は、内部流体の圧力と内部流体に係る投影面積の積である。第１ピストンに働く２つの力は釣合うため、第１ピストンの内部流体との接触面に働く圧力は、第１ピストンの供給流体との接触面に働く圧力に、供給流体に係る投影面積と内部流体に係る投影面積との比を掛けたものになる。そのため、第１ピストンの供給流体との接触面で受けた供給流体の圧力は、第１流体室内の内部流体に増幅して伝達される。

上記発明においては、前記筺体には、前記筺体と前記第１ピストンとの間に形成される密閉空間と、前記筺体の外部とを連通させる抜き流路が設けられていることが望ましい。

本発明によれば、密閉空間と筺体の外部とを連通させる抜き通路が筺体に設けられているため、第１ピストンが所定方向へ移動した場合に、空気を密閉空間内から外部へ流出させたり、外部から密閉空間内に流入させたりすることができる。
そのため、供給流体により第１ピストンに発生した力が、密閉空間内の空気を圧縮させたり、膨張させたりするのに用いられることを防止でき、供給流体により第１ピストンに発生した力のロスを減少させることができる。
上記発明においては、前記チャック機構部が、前記爪に働く回転による遠心力を相殺するバランスウエイトを備えることとしてもよい。
また、上記発明においては、前記チャック機構部の前記開閉によるワーク把持力が、前記ダイヤフラムの変形に対する復元力により発声することとしてもよい。
また、上記発明においては、前記チャック機構部が、前記チャック駆動部に対して前記所定方向にずらした位置に配置されている
また、上記発明においては、前記第２ピストンが、前記ダイヤフラムの変形に対する復元力により前記所定方向に後退し、前記第２ピストンの後退に伴い前記第１ピストンが前記所定方向に後退することとしてもよい。

本発明のチャック装置によれば、第２ピストンの投影面積が、第１ピストンの内部流体に係る投影面積より大きく形成されているとともに、第１流体室と第２流体室と連通流路に内部流体が満たされている。そのため、第２ピストンに、第１ピストンに加えられた供給流体の圧力に係る力に両ピストンの投影面積比を掛けた、大きな推力を発生させることができ、ワークの把持性を向上させることができるという効果を奏する。
また、第２ピストンに大きな推力を発生させることができるため、ワークの把持力を低下させることなくチャック装置を小型化することができるという効果を奏する。

この発明の一実施形態に係るダイヤフラムチャック装置（以下、チャック装置と標記する。）について、図１および図２を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係るチャック装置の概略構成を説明する断面図である。
チャック装置１は、図１に示すように、主軸ユニット３の主軸５の端部に取り付けられ、主軸５とともに中心軸線（所定方向）Ｃを中心として回転するように構成されている。
チャック装置１は、開閉することによりワークＷを把持するチャック機構部７と、所定の押圧力を与えることによりチャック機構部７を開閉させるチャック駆動部９と、から概略構成されている。

図２は、図１のチャック機構部の構成を説明する正面図である。
チャック機構部７は、図１および図２に示すように、一定の押圧力で弾性変形するダイヤフラム１１と、ダイヤフラム１１の表面（図１における右側の面）に放射状に配置された６つの爪１３と、ダイヤフラム１１の裏面（図１における左側の面）に爪１３に対応して配置された６つのバランスウエイト１５と、から概略構成されている。

ダイヤフラム１１は略円板状に形成されるとともに、中心軸線Ｃを中心とする貫通孔１７が形成されている。貫通孔１７には、チャック機構部７に把持されるワークＷが挿通される。
６つの爪１３は、中心軸線Ｃを中心として放射状に等間隔に配置されている。ダイヤフラム１１が表面方向および裏面方向（図１における左右方向）へ弾性変形することにより、爪１３は、回動して中心軸線Ｃから離れたり、近づいたりするように構成されている。
６つのバランスウエイト１５は、爪１３と同様に、中心軸線Ｃを中心として放射状に等間隔に配置されている。具体的には、バランスウエイト１５は、チャック装置１が回転した際に、爪１３に働く遠心力を相殺する位置に配置されている。そのため、チャック装置１が回転した場合において、爪１３が遠心力により開くことを防止される。

図３は、図１のチャック装置の構成を説明する部分拡大図である。
チャック駆動部９は、図１および図３に示すように、主軸５の端面に形成された凹部５ａ内に取り付けられるピストンガイド１９と、主軸５の端面に取り付けられるハウジング（筺体）２１と、ピストンガイド１９に中心軸線Ｃ方向へ移動可能に取り付けられるエアピストン（第１ピストン）２３、油圧ピストン（第２ピストン）２５と、から概略構成されている。

ハウジング２１には、エアピストン２３とともに第１油圧室（第１流体室）２７を形成する第１油圧シリンダ２９と、油圧ピストン２５とともに第２油圧室（第２流体室）３１を形成する第２油圧シリンダ３３と、第１油圧室２７と第２油圧室３１とを繋ぐ連通流路３５と、が形成されている。

さらに、ハウジング２１には、第２油圧室３１と外部とを繋ぐ油供給孔３７が形成され、油供給孔３７を介して、第１油圧室２７，第２油圧室３１および連通流路３５に油（内部流体）ＯＬが供給される。油ＯＬが供給された後は、油供給孔３７はネジ３９により塞がれる。
ハウジング２１におけるピストンガイド１９との接触部には、第１油圧室２７と第２油圧室３１との間の油ＯＬの流通を防止するシール部材４１が配置されている。第１油圧シリンダ２９におけるエアピストン２３との接触部には、第１油圧室２７の油ＯＬの流出を防止するシール部材４１が配置されている。

エアピストン２３は、ピストンガイド１９の外周面と接する内部部材２３ａと、凹部５ａの内周面と接する外部部材２３ｂと、から概略構成されている。
内部部材２３ａは、外部部材２３ｂとピストンガイド１９と凹部５ａとともに空気圧室（第３流体室）４３を形成する円板部４５と、第１油圧シリンダ２９とともに第１油圧室２７を形成する円筒部４７とから概略構成されている。
外部部材２３ｂはリング板状に形成され、内部部材２３ａの円板部４５の外周端に取り付けられている。そのため、エアピストン２３の空気圧室４３との接触面積は、外部部材２３ｂにおける接触面積と円板部４５における接触面積とを足し合わせた面積となっている。
主軸５およびピストンガイド１９には、空気圧室４３に所定圧力の供給エア（供給流体）ＡＲを流入、流出させるエア供給流路４９が形成されている。

外部部材２３ｂにおける凹部５ａとの接触部（円周面）には、空気圧室４３内の供給エアＡＲの流出を防止するシール部材４１が配置され、円筒部４７におけるピストンガイド１９との接触部（内周面）には、第１油圧室２７の油ＯＬの流出を防止するシール部材４１が配置されている。

油圧ピストン２５の先端（図１における右側端面）には、ワークＷが突き当てられるバッキングプレート５１が取り付けられている。バッキングプレート５１にワークＷを突き当てることにより、チャック装置１へのワークＷの取り付け位置精度が低下することを防止できる。

バッキングプレート５１とダイヤフラム１１との間にはスペーサ５３が配置されている。スペーサ５３は、油圧ピストン２５が後退した際に、ダイヤフラム１１との間に隙間が形成されない厚さのスペーサ５３が選択されている。例えば、スペーサ５３の厚みは、油圧ピストン２５が後退した際に、スペーサ５３がダイヤフラム１１をワークＷ方向（図１における右方向）に所定量だけ変形させ（例えば、数十μｍ）、ダイヤフラム１１を押圧した状態を保つように、複数の厚みを持つものの中から選択されている。このように、油圧ピストン２５を後退させた際に、ダイヤフラム１１とスペーサ５３との間に所定の隙間が形成されるため、爪１３におけるワークＷを把持する力が低下することを防止できる。
油圧ピストン２５のピストンガイド１９との接触部および第２油圧シリンダ３３との接触部には、第２油圧室３１の油ＯＬの流出を防止するシール部材４１が配置されている。

エアピストン２３は、外部部材２３ｂおよび円板部４５の供給エアＡＲと接する面における中心軸線Ｃに対する垂直面への投影面積が、円筒部４７の油圧と接する面における中心軸線Ｃに対する垂直面への投影面積よりも大きくなるように形成されている。
また、油圧ピストン２５は、油圧ピストンの油ＯＬと接する面における中心軸線Ｃに対する垂直面への投影面積が、円筒部４７の油圧と接する面における中心軸線Ｃに対する垂直面への投影面積よりも大きくなるように形成されている。

凹部５ａ内には、ハウジング２１とエアピストン２３とともに密閉空間５５が形成されている。ハウジング２１には、密閉空間５５と外部とを繋ぐ抜き流路５７が形成されている。密閉空間５５内には抜き流路５７を介して空気が流入、流出するように構成されている。

なお、第１油圧室２７，連通流路３５および第２油圧室３１に満たされる流体は、非圧縮性流体であればよく、上述のような油ＯＬに限定するものではない。

次に、上記の構成からなるチャック装置１における作用について説明する。
図１に示すのは、チャック装置１の爪１３が閉じた状態であり、まず、この状態から爪１３を開く際の動作を説明する。

チャック装置１の爪１３を開く際には、まず、エア供給流路４９から所定圧力の供給エアＡＲを空気圧室４３に供給する（流入させる）。空気圧室４３に供給エアＡＲが供給されると、エアピストン２３の外部部材２３ｂおよび円板部４５が第１油圧室２７方向（図１における右方向）へ押され、第１油圧室２７方向へ移動する。

エアピストン２３が第１油圧室２７に向けて押されると、第１油圧室２７内の油ＯＬは円筒部４７に押されて加圧される。
加圧された第１油圧室２７の油ＯＬの圧力は、連通流路３５を介して第２油圧室３１の油ＯＬにも伝わる。第２油圧室３１に伝わった油ＯＬの圧力は、第２油圧ピストン２５を押圧してダイヤフラム１１方向へ移動（前進）させる。

第２油圧ピストン２５がダイヤフラム１１方向へ移動すると、バッキングプレート５１およびスペーサ５３を介してダイヤフラム１１が爪１３方向（図１における右方向）へ押される。ダイヤフラム１１が爪１３方向に押されて弾性変形すると、爪１３が回動して開き、ワークＷを取り付け、取り外しできる。

次に、チャック装置１の爪１３を閉じる際の動作について説明する。
爪１３を閉じる際には、図１または図３に示すように、まず、空気圧室４３内の供給エアＡＲを外部に流出させ、空気圧室４３内の圧力を低下させる。空気圧室４３内の圧力が低下すると、第１油圧室２７および第２油圧室３１内の油圧も低下する。
第２油圧室３１内の油圧が低下すると油圧ピストン２５の推力も低下して、油圧ピストン２５の推力とダイヤフラム１１が元の形状に戻ろうとする力（復元力）とのバランスが崩れる。

油圧ピストン２５はダイヤフラム１１の復元力によりに押され、エアピストン２３方向（図１における左方向）へ移動する。油圧ピストン２５がエアピストン２３方向に移動すると、第２油圧室３１の容積が小さくなり、第２油圧室３１内の油ＯＬは連通流路３５を介して第１油圧室２７に流入する。油ＯＬが流入することにより第１油圧室２７の容積は大きくなり、エアピストン２３は、空気圧室４３方向（図１における左方向）へ押し戻される。

また、油圧ピストン２５の推力が低下して、ダイヤフラム１１の復元力が相対的に大きくなると、ダイヤフラム１１が元の形状に戻る。ダイヤフラム１１が元の形状に戻ことにより、爪１３が回動して閉じて、ワークＷを把持する。

次に、チャック駆動部９における油圧ピストン２５の推力の発生について説明する。
まず、空気圧室４３に供給される供給エアＡＲの圧力をＰａ、外部部材２３ｂおよび円板部４５（エアピストン２３）の供給エアＡＲと接する面における中心軸線Ｃに対する垂直面への投影面積をＳａとすると、供給エアＡＲによりエアピストン２３に作用する中心軸線Ｃ方向への力Ｆａは、
Ｆａ＝Ｐａ×Ｓａ ・・・（１）
と表される。
エアピストン２３の内部部材２３ａ（円板部４５、円筒部４７）と外部部材２３ｂとは、一体に固定されているため、力Ｆａは第１油圧室２７にも作用する。

円筒部４７（エアピストン２３）の油ＯＬと接する面における中心軸線Ｃに対する垂直面への投影面積をＳｙ１とすると、第１油圧室２７内の油圧Ｐｙ１は、
Ｐｙ１＝Ｆａ／Ｓｙ１ ・・・（２）
と表される。
ここで、（１）式と（２）式とから、油圧Ｐｙ１は、
Ｐｙ１＝Ｆａ／Ｓｙ１＝Ｐａ×Ｓａ／Ｓｙ１ ・・・（３）
と表すことができる。外部部材２３ｂおよび円板部４５の投影面積Ｓａは、円筒部４７の投影面積Ｓｙ１より大きいため、Ｓａ／Ｓｙ１＞１となる。したがって、（３）式から第１油圧室２７内の油圧Ｐｙ１は、供給エアＡＲの圧力Ｐａより高くなることが示されている。

第２油圧室３１内の油圧Ｐｙ２は、パスカルの原理により、第１油圧室２７内の油圧Ｐｙ１と同じであるため、
Ｐｙ２＝Ｐｙ１＝Ｆａ／Ｓｙ１ ・・・（４）
と表される。

油圧ピストン２５の油ＯＬと接する面の中心軸線Ｃに対する垂直面への投影面積をＳｙ２とすると、油圧ピストン２５に働く中心軸線Ｃ方向への力（推力）Ｆｙ２は、
Ｆｙ２＝Ｐｙ２×Ｓｙ２ ・・・（５）
と表される。
ここで、式（４）と式（５）とから、推力Ｆｙ２は、
Ｆｙ２＝Ｆａ×Ｓｙ２／Ｓｙ１ ・・・（６）
と表される。油圧ピストン２５の投影面積Ｓｙ２は、円筒部４７の投影面積Ｓｙ１より大きいため、Ｓｙ２／Ｓｙ１＞１となる。したがって、（６）式から油圧ピストン２５に働く推力Ｆｙ２は、供給エアＡＲの圧力Ｐａに基づくエアピストン２３に作用する力Ｆａより大きくなっていることが示されている。

上記の構成によれば、油圧ピストン２５の投影面積Ｓｙ２が、エアピストン２３の円筒部４７の投影面積Ｓｙ１より大きく形成されているとともに、第１油圧室２７と第２油圧室３１と連通流路３５に油ＯＬが満たされているため、油圧ピストン２５に、エアピストン２３に加えられた供給エアＡＲの圧力に係る力Ｆａに両ピストン２３，２５の投影面積比（Ｓｙ２／Ｓｙ１）を掛けた、大きな推力Ｆｙ２を発生させることができる。
油圧ピストン２５に大きな推力を発生させることができるため、ワークＷの把持力を低下させることなくチャック装置１を小型化することができる。

油圧ピストン２５に大きな推力を発生させることができるため、開閉に要する力の大きなチャック機構部７を用いることができ、ワークの把持力を向上させることができるとともに爪１３の開き量を大きくすることができる。
具体的には、弾性変形させるのに大きな力を要するダイヤフラム１１を用いて、ワークの把持力を向上させることができる。また、弾性変形させるのに大きな力を要する板厚の厚いダイヤフラム１１を用いることができるため、ダイヤフラム１１の耐久性を向上させることができる。そのため、チャック装置１の寿命を延ばすことができる。

非圧縮性流体の油ＯＬを第１油圧室２７、第２油圧室３１および連通流路３５に満たしているため、圧縮性流体を用いている場合と比較して、油圧ピストン２５により大きな推力を発生させることができる。つまり、圧縮されない油ＯＬを用いることで、推力の一部が第２油圧室３１内における油ＯＬの圧縮に消費されることを防止できるため、効率よく油圧ピストン２５に推力を発生させることができる。

空気圧室４３に供給エアＡＲを流入、流出させるとともに、エアピストン２３が空気圧室４３の一方の壁面を形成するため、供給エアＡＲによりエアピストン２３に発生した力を第１油圧室２７内の油ＯＬに伝達することができる。
エアピストン２３の外部部材２３ｂおよび円板部４５の投影面積が、エアピストン２３の円筒部４７の投影面積より大きいため、エアピストン２３が受けた供給エアＡＲの圧力を、第１油圧室２７内の油ＯＬに増幅して伝達することができる。

密閉空間５５とハウジング２１の外部とを連通させる抜き流路５７がハウジング２１に設けられているため、エアピストン２３が中心軸線Ｃ方向へ移動した場合に、空気を密閉空間５５内から外部へ流出させたり、外部から密閉空間５５内に流入させたりすることができる。
そのため、供給エアＡＲによりエアピストン２３に発生した力が、密閉空間５５内の空気を圧縮させたり、膨張させたりするのに用いられることを防止でき、供給エアＡＲによりエアピストン２３に発生した力のロスを減少させることができる。

チャック装置１は供給エアＡＲのみで駆動されるため、油圧装置などの付帯装置を必要としないため、設置スペースの削減や、設置コストの削減を図ることができる。
また、油圧装置を必要としないため、油圧装置に起因する振動が発生しない。また、油圧装置から圧力変動のある油圧が供給されないため、油圧の変動に基づくチャック装置１の振動発生を防止できる。
さらに、油圧装置を用いないため、油圧装置とチャック装置１との間で油ＯＬの供給を行なう油圧ホース等の配管部品を必要としない。油圧用の配管部品は空気圧用の配管部品と比較して、高圧に耐える必要があるため、大きく、強固に作られている。そのため、油圧用の配管部品を必要としないことから、作業性の容易さと組み立てコストの低減、配管スペースの削減を行うことができる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、空気を供給することにより爪１３が開閉されるチャック装置１に適用して説明したが、圧縮性流体である空気により爪１３が開閉されるチャック装置１に限られることなく、非圧縮性流体等、その他各種の流体により駆動されるチャック装置に適用することができるものである。
非圧縮性流体により駆動されるチャック装置場合には、空気などの圧縮性流体により駆動される場合と比較すると、より大きな把持力を発生させることができる。あるいは、把持力を低下させることなくチャック装置を小型化することができる。

本発明の第１の実施形態に係るチャック装置の概略構成を説明する断面図である。 図１のチャック機構部の構成を説明する正面図である。 図１のチャック装置の構成を説明する部分拡大図である。

符号の説明

１ チャック装置
７ チャック機構部
９ チャック駆動部
２１ ハウジング（筺体）
２３ エアピストン（第１ピストン）
２５ 油圧ピストン（第２ピストン）
２７ 第１油圧室（第１流体室）
３１ 第２油圧室（第２流体室）
３５ 連通流路
４３ 空気圧室（第３流体室）
５５ 密閉空間
５７ 抜き流路
Ｃ 中心軸線（所定方向）
ＡＲ 供給エア（供給流体）
ＯＬ 油（内部流体）

Claims (9)

1. 所定の押圧力により開閉されるチャック機構部と、
   該チャック機構部に前記所定の押圧力を与えて前記チャック機構部を開閉させるチャック駆動部と、を有し、
   該チャック駆動部が、
   筺体と、
   該筺体に設けられた第１流体室および第２流体室と、
   内部部材および外部部材を有し、所定方向に移動可能に設けられた第１ピストンと、
   前記第２流体室の一方の壁面を形成するとともに、前記所定方向に移動可能に設けられた第２ピストンと、
   前記第１流体室と、前記第２流体室とを繋ぐ連通流路と、
   前記第１流体室、前記第２流体室および前記連通流路に満たされた内部流体と、を備え、
   前記第１ピストンの内部部材が、前記第１流体室の一方の壁面を形成し、
   前記第１ピストンの外部部材が、前記筐体に対して前記所定方向に位置をずらして該筐体の外部に配置され、
   前記第２ピストンの前記内部流体と接する面における前記所定方向に対する垂直面への投影面積が、前記第１ピストンの前記内部流体と接する面における前記所定方向に対する垂直面への投影面積より大きくなるように形成され、
   前記第１ピストンに外部から供給された供給流体の圧力が加えられることにより、前記第２ピストンが前記チャック機構部を押圧し、
   該チャック機構部が、前記第２ピストンの押圧力により前記所定方向に変形するダイヤフラムと、該ダイヤフラムに固定された複数の爪とを備えるチャック装置。
2. 前記内部流体が非圧縮性流体である請求項１記載のチャック装置。
3. 前記チャック駆動部には前記供給流体が流入、流出する第３流体室が設けられ、
   前記第１ピストンが、該第３流体室の一方の壁面を形成する請求項１または２に記載のチャック装置。
4. 前記第１ピストンの前記供給流体と接する面における前記所定方向に対する垂直面への投影面積が、前記第１ピストンの前記内部流体と接する面における前記所定方向に対する垂直面への投影面積より大きくなるように形成されている請求項３記載のチャック装置。
5. 前記筺体には、前記筺体と前記第１ピストンとの間に形成される密閉空間と、前記筺体の外部とを連通させる抜き流路が設けられている請求項１から４のいずれかに記載のチャック装置。
6. 前記チャック機構部が、前記爪に働く回転による遠心力を相殺するバランスウエイトを備える請求項１から５のいずれかに記載のチャック装置。
7. 前記チャック機構部のワーク把持力が、前記第２ピストンの押圧力に対する前記ダイヤフラムの復元力により発生する請求項１から６のいずれかに記載のチャック装置。
8. 前記チャック機構部が、前記チャック駆動部に対して前記所定方向にずらした位置に配置されている請求項１から７のいずれかに記載のチャック装置。
9. 前記第２ピストンが、前記第２ピストンの押圧力に対する前記ダイヤフラムの復元力により前記所定方向に後退し、前記第２ピストンの後退に伴い前記第１ピストンが前記所定方向に後退する請求項１から８のいずれかに記載のチャック装置。

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