JPH0755436B2 - ワークチャック装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、例えば長尺なアングル部材等の被加工材料
を、所要の姿勢を保持した状態のまま、加工装置まで安
定的に搬送し得る装置に関するものである。

従来技術 例えば、長尺なアングル部材等の被加工材料（以下「ワ
ーク」と称す）の所要位置に穿孔を施したり、表面の研
削を行なう加工装置では、その加工位置までワークを搬
送する手段が不可欠である。この搬送手段としては、ワ
ークの全長よりも長尺な基枠に、所定間隔で多数のロー
ラを回転自在に支持したコンベヤが一般に使用される。
このコンベヤは、駆動源およびチェン等からなる伝達機
構によってローラ群に所要の回転を与え、該ローラ群に
担持されるワークを加工装置に向けて送り込むよう構成
される。

発明が解決しようとする課題 前記加工装置に供給されるワークには、その前工程や搬
送時に歪みや曲がりが生じることが往々にしてあり、こ
の歪みや曲がりが大きい場合は、前記ローラ群から脱落
して搬送不能となる重大な問題があった。また、加工装
置ではワークの固定を行なう必要があるが、当該ワーク
に前述した如き歪みや曲がりがあると、その固定のため
にワークをクランプした際に、該ワークの端部にいわゆ
る尻振り現象が生じ、搬送ローラから脱落する問題も指
摘される。更に、ワークの穿孔位置決めに際し、前述の
ローラ駆動方式では、ワークとローラとの滑りにより高
精度の位置決めを行ない得ないという難点もある。

そこで、搬送手段にチャック装置を配設し、該チャック
装置によりワークをチャッキングした状態で搬送手段を
移動させることによって、ワークを加工装置まで搬送す
る提案がなされている。しかるに、前述したようにワー
クに歪みや曲がりがあると、チャック装置のチャッキン
グ位置に正確にワークが臨まず、該ワークを確実にチャ
ッキングできないという欠点がある。また、チャック装
置により歪みや曲がりのあるワークを強制的にチャッキ
ングした際には、その歪みや曲がりを矯正するためにチ
ャック装置に無理な負荷が加わり、ワークの円滑な搬送
ができなくなったり故障が発生する問題が指摘される。
更に、加工装置において固定のためにワークをクランプ
した際に、該ワークの端部に尻振り現象を生ずると、前
記チャック装置に過大な負荷が加わって故障を招く問題
もある。

発明の目的 この発明は、前述したワークをチャッキングするに際し
て内在している前記欠点に鑑み、これを好適に解決する
べく提案されたものであって、ワークに歪みや曲がりが
あっても、過大な負荷が加わることなく確実にチャッキ
ングすることができるワークチャック装置を提供するこ
とを目的とする。

課題を解決するための手段 前述した課題を克服し、所期の目的を好適に達成するた
め本発明に係るワークチャック装置は、 被加工材料の搬送手段に隣接すると共に、該搬送手段と
平行に配設した一対のガイドレールに走行可能に載架し
た台車と、 この台車に設けられて前記搬送手段の上方に臨む支持フ
レームの張出し部に配設され、該搬送手段と平行に延在
する支持アームと、 該支持アームの先端部に回動可能に枢支され、その軸心
が支持アームの軸心と平行なシャフトと、 前記支持アームの先端部から突出する前記シャフトの先
端に一体的に回動するよう配設され、該シャフトの軸心
と交差する方向に離間する一対の取付部材と、 前記各取付部材の対向部に夫々形成されて、両取付部材
の離間方向に延在する溝と、 前記各取付部材の溝に沿って夫々水平方向に摺動自在に
配設され、その摺動方向と交差する垂直方向に延在する
軸と、 前記両取付部材の離間方向に対向する一対の軸間に配設
されて、該軸に沿って垂直方向に移動自在な支持部材
と、 前記支持部材に配設され、前記取付部材の先端から突出
する前端に配設したチャック手段によって、前記搬送手
段に担持される被加工材料の後端を着脱自在にチャッキ
ングするチャック装置とから構成したことを特徴とす
る。

実施例 次に、本発明に係るワークチャック装置につき、好適な
実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明す
る。第１図に示す如く、加工装置10が設置された工場敷
地面には、該加工装置10の加工位置を通過する基枠11が
水平に配設され、この基板11には、その長手方向に所定
間隔離間して複数のガイドローラ12が配設されている。
そして、これからガイドローラ群12に担持されたワーク
13は、本発明係るワークチャック装置14によりその後端
部をチャッキングされた状態で加工装置10に向けて搬送
される。

（走行機構およびチャック装置の支持機構について） 前記加工装置10の上流側には、第２図に示す如く、基枠
11に隣設して一対のガイドレール15,15が平行に延在
し、このガイドレール15,15にワークチャック装置14が
走行自在に載架されている。第３図および第４図に示す
ように、両ガイドレール15,15上には、公知のリニアウ
ェイ16,16を介して水平な台車17が載架されている。ま
た、台車17の上面には、減速機18およびモータ19が倒立
配置され、該モータ19の回転軸（図示せず）の回転は、
図示しないギヤ等の伝動機構を介して、台車17の下方に
回転自在に配設したピニオン54に伝達されるよう構成し
てある。前記両ガイドレール15,15の間には、該レール1
5と平行なラック53が配設され、このラック53に前記ピ
ニオン54が噛合している。従って、前記モータ19を駆動
することにより、台車17はリニアウェイ16,16をガイド
として、ラック53とピニオン54との噛合作用下に、ガイ
ドレール15,15上を前進方向および後退方向に走行す
る。

前記台車17の上面には、第４図に明確に示す如く、前記
ガイドローラ12の上方に張り出す支持フレーム20が配設
固定されている。そして該フレーム20における張出し部
20aの加工装置10を指向する側に、ガイドレール15と平
行に延出する長尺な支持アーム21が水平に配設され、こ
のアーム21の先端に、後述するチャック装置22が配設さ
れる一対の取付部材23,23が回動自在に枢支されてい
る。すなわち、前記ガイドローラ群12に担持された長尺
なワーク13は、その後端部を支持アーム21の先端に配設
したチャック装置22にチャッキングされた状態で台車17
がガイドレール15,15に沿って移動することにより、ガ
イドローラ群12上を搬送されて加工装置10に供給され
る。

前記支持アーム21は、第５図に示す如く、中空円筒状を
呈し、その先端部には半径方向に突出するフランジ21a
が形成され、このフランジ21aに取付板24がボルト25を
介して固定されている。この取付板24には、支持アーム
21の軸心とは偏心した位置に通孔24aが穿設され、この
通孔24aにスリーブ26が固定されている。また、該スリ
ーブ26内には、軸心が支持アーム21の軸心と平行な短尺
なシャフト28が軸受27を介して回転自在に枢支されてお
り、このシャフト28は、スリーブ26に対して、支持アー
ム21から離間する軸端に形成した大径部28aと、他端に
螺挿したナット29とにより軸方向への位置規制がなされ
ている。

前記シャフト28の大径部28aには、図示形状の固定板30
が配設され、この固定板30の前面側に、シャフト28の軸
心方向と直交する方向に所定間隔離間して一対の取付部
材23,23が平行に配設されている。両取付部材23,23は、
第６図に示すように、夫々断面コ字状に形成されて、そ
の開口部同志を対向させている。また、各取付部材23の
長手方向先端近傍における上下の張出し部23a,23aにお
ける対向する上下面には、その長手方向に所定間隔離間
する位置に、両取付部材23,23の離間方向に延在する溝2
3b,23bが夫々穿設されている。この溝23b,23bは、後述
するチャック装置22を当該取付部材23,23に配設した際
に、チャック装置22の取付部材23,23に対する水平方向
への移動を所定範囲内で許容するべく機能する。

なお、固定板30の裏側（取付部材23が配設される側とは
反対側）に、一対のピン31,31が取付部材23,23の離間方
向に所定間隔離間して突設されている。また、前記取付
板24の所定位置に、一対の突片32,32がピン31,31の離間
方向と同一方向に所定間隔離間して配設され、各突片32
にボルト33が夫々垂直に螺挿されている。そして、各ピ
ン31と、対応するボルト33の突片32から下方に突出する
下端との間に引張りばね34が張架されている。この対を
なす引張りばね34,34は、第６図に示す如く、ハ字状に
設けられており、前記固定板30を、常には取付板24に対
して傾斜することなく一定の姿勢（取付部23,23が水平
となる姿勢）に保持するべく機能する。

すなわち、後述する如く、取付部材23,23に配設したチ
ャック装置22に何らかの外力が加わった際に、その外力
を打ち消す方向に固定板30がシャフト28を中心に回動し
て、チャック装置22に過大な負荷が加わることを防止し
得るようになっている。また、外力が無くなったとき
は、一対の引張りばね34,34の弾力作用下に固定板30は
正しい姿勢に復帰する。

（チャック装置について） 第７図は、前記取付部材23,23に配設されるチャック装
置22を示し、該装置22におけるフレーム35の幅寸法は、
両取付部材23,23の離間寸法よりも短く設定されて、両
取付部材23,23間において水平方向および垂直方向に移
動可能に臨んでいる。各取付部材23に穿設した上下に対
向する溝23b,23bには、第９図に示す如く、水平方向に
摺動可能な摺動部材37が夫々配設され、この上下に対向
する摺動部材37,37に軸38が垂直に配設されて、摺動部
材37,37と一体的に移動可能に構成されている。また、
前記フレーム35の底面には、取付部材23における長手方
向に離間する溝23b,23bと同一間隔だけ離間して一対の
支持部材36,36が配設されている。各支持部材36は、第1
0図に示す如く、フレーム35から幅方向の両側に所定長
さだけ延出すると共に、その延出部に穿設した通孔36a
に、各取付部材23に配設した対応の軸38が摺動自在に挿
通されている。

すなわち、チャック装置22のフレーム35は、一対の支持
部材36,36を介して、取付部材23,23に配設した４本の軸
38に支持されている。そして該チャック装置22は、支持
部材36,36が４本の軸38に案内されることにより、取付
部材23,23に対して所定範囲で垂直方向に昇降移動し得
る。また４本の軸38が、各摺動部材37,37を介して溝23
b,23bに沿って摺動することにより、両取付部材23,23の
間でチャック装置22が水平方向に所要範囲で移動し得る
ようになっている。なお、支持部材36,36は、常には両
取付部材23,23の下方の張出し部23a,23a間に安定的に載
置されている。

第８図に示す如く、前記フレーム35の後端（支持アーム
21を指向する端部）に、シリンダ39が配設され、このシ
リンダ39のピストンロッド39aには、フレーム35の内部
において前後方向に摺動可能に配設した二又のラック40
が連結されている。また、フレーム35の内部には、大径
の第１ピニオン41が回転自在に枢支されると共に、この
第１ピニオン41の軸方向両側に、該第１ピニオン41と一
体的に回動する小径の第２ピニオン42,42が配設されて
いる（第10図参照）。そして、この第２ピニオン42,42
と前記二又のラック40とが噛合しており、従ってシリン
ダ39を付勢することにより、第２ピニオン42,42および
第１ピニオン41が一体的に回動する。

前記フレーム35における取付部材23,23の先端から突出
する前端には、前記ガイドローラ群12に担持された長尺
なワーク13の後端部をチャッキングするチャック手段4
4,46が配設されている。すなわち、フレーム35の前面側
には、第９図に示すように、所定幅のスリット43が垂直
方向に穿設され、このスリット43中に上側ツメ44が昇降
可能に臨んでいる。この上側ツメ44には、フレーム35の
内部に臨んで前記第１ピニオン41と噛合するラック45が
配設され、第１ピニオン41の回動に伴って上側ツメ44は
スリット43に案内されて昇降移動する。また、フレーム
35の前面側には、上側ツメ44の昇降軌跡の下方位置に下
側ツメ46が配設され、両ツメ44,46を近接させることに
よりワーク13のチャッキングがなされるようになってい
る。なお、実施例の上側ツメ44の下端および下側ツメ46
の上端は、第７図に示す如く、逆Ｖ字形のワーク13を安
定的にチャッキングし得る形状に形成されている。

前記下側ツメ46は、フレーム35に対して昇降調節可能に
配設されており、ワーク13の外径寸法が変わった場合に
容易に対応し得るよう構成されている。すなわち、下側
ツメ46のフレーム35内に臨む支持部46aは、第11図に示
す如く、フレーム35に形成した案内溝50に沿って昇降可
能に構成されている。また支持部46aに所要寸法の通孔4
6bが穿設され、この通孔46bに、フレーム35の幅方向に
挿通された調節ねじ47が挿通されている。また、この調
節ねじ47に、くさび状の可動部材48が、その通孔に螺刻
した雌ねじ48bを介して螺着されている。更に、通孔46b
の内部上端にボルト52を介して規制部材49が取付けられ
ており、該規制部材49の下面が、可動部材48の上面に形
成されたくさび状部48aに当接されている。従って、調
節ねじ47を所定方向に回動させれば、該ねじ47と雌ねじ
48bとの螺合作用により可動部材48が軸方向に移動し、
この可動部材48と下側ツメ46に取付けた規制部材49との
くさび効果によって、下側ツメ46は案内溝50に案内され
つつ昇降移動する。

実施例の作用 次に、このように構成した実施例に係るワークチャック
装置の作用につき説明する。先ず、加工装置10の加工位
置にワーク13を搬送するべく、前記ガイドローラ群12に
ワーク13を担持する。このとき、実施例に係るワークチ
ャック装置14は、第１図に示すように、最上流（ワーク
13の搬送方向の上流）側に位置している。そして、前記
ガイドローラ群12にワーク13が担持されると、台車17を
移動させて支持アーム21の先端に配設したチャック装置
22をワーク13の後端に近接させる。なお、このときチャ
ック装置22の上側ツメ44および下側ツメ46は最も離間し
ているので、ワーク13の後端部は両ツメ44,46の間に臨
む（第12図（ａ）参照）。

次に、前記シリンダ39をピストンロッド39aが引込む方
向に付勢すると、第12図（ｂ）に示す如く、前記二又ラ
ック40が左方向に移動し、このラック40と噛合する第２
ピニオン42が時計方向に回動する。また、第１ピニオン
41も一体的に時計方向に回動し、該ピニオン41と噛合す
るラック45を介して上側ツメ44が下降して、該上側ツメ
44の下端部がワーク13の上端に当接するに到る。なおこ
のときには、第12図（ｂ）に示す如ように、未だ下側ツ
メ46はワーク13に当接していない。

前記ワーク13は、チャック装置22よりも極めて重量があ
るので、上側ツメ44はワーク13に当接した位置で移動が
規制された状態となっており、更に上側ツメ44を下降さ
せるべくシリンダ39を付勢すると、位置規制された上側
ツメ44およびラック45に対して、第１ピニオン41側が上
昇することとなる。すなわち、ラック45と第１ピニオン
41との噛合作用下に、チャック装置22のフレーム35が、
取付部材23,23に配設した４本の軸38に沿って上昇す
る。そして、第12図（ｃ）に示す如く、フレーム35に配
設した下側ツメ46がワーク13の下端に当接することによ
り、該ワーク13のチャッキング作業が終了する。

このように、チャック装置22は、取付部材23,23に対し
て４本の軸38に沿って垂直に昇降可能に配設されている
ので、ワーク13の後端部に垂直方向の歪みや曲がりがあ
る場合に、該歪みや曲がりに応じてチャック装置22側が
昇降移動する。従って、歪みや曲がりのあるワーク13を
チャック装置22でチャッキングした際に、該チャック装
置22に過大な負荷が加わったり、ワーク13が移動して前
記ガイドローラ群12から脱落することも防止し得る。

また、実施例のように逆Ｖ字形のワーク13の頂部を一対
のツメ44,46によりチャッキングするに際し、該ワーク1
3の頂部が水平方向にずれていると、両ツメ44,46により
安定したチャッキングができなくなるおそれがある。し
かるに、実施例のチャック装置22は、前記支持部材36,3
6を支持する各軸38が、取付部材23,23の溝23b,23bに沿
って水平方向へ移動可能に構成されているので、ワーク
13にツメ44,46が当接する際に、その頂部の偏位方向に
チャック装置22のフレーム35が水平移動して両ツメ44,4
6による安定したチャッキングが達成される。更に、チ
ャック装置22が配設される取付部材23,23は、前記支持
アーム21に対して回転可能に配設されているので、ワー
ク13の後端部が取付部材23,23の回転方向に曲がってい
る場合においても、チャック装置22はその曲がりに倣う
ように回動して確実にチャッキングし得る。すなわち、
ワーク13の後端部に水平方向や垂直方向または回転方向
の歪みや曲がりがある場合に、その歪みや曲がりに応じ
てチャック装置22自体が水平方向や垂直方向または回転
方向に移動するので、チャック装置22自体に過大な負荷
が加わるのを防止し得る。また、ワーク13をチャッキン
グしたときに歪みや曲がりを矯正しないので、ワーク13
のフリーな部分が移動して前記ガイドローラ群12から脱
落するのも防止し得る。

次に、ワーク13をチャック装置22によりチャッキングす
ると、台車17がガイドレール15,15に沿って移動し、ワ
ーク13を加工装置10の加工位置まで搬送する。なお、ワ
ーク13の加工位置での位置決めは、前記モータ19に内蔵
の回転数検知器と、高精度に仕上げられたラック53およ
びピニオン54とにより、高精度に行なわれる。

加工装置10まで搬送されたワーク13は、その加工予定部
位の固定のために、図示しないクランプ装置でクランプ
される。このワーク13は、未だチャック装置22にチャッ
キングされているので、該ワーク13に歪みや曲がりがあ
ると、ワーク13のクランプされていない部位が移動（尻
振り）してチャック装置22に負荷が加わることになる。
しかし、前述した如く、チャック装置22は支持アーム21
に対して回転可能に配設されると共に、取付部材23,23
に対しては水平および垂直方向に移動可能に配設されて
いるので、ワーク13の歪みや曲がりに起因するワーク13
の移動に応じてチャック装置22が移動し、当該チャック
装置22に過大な負荷が加わることを防止し得る。

また、ワーク13に対するチャック装置22のチャッキング
を解除するには、前記シリンダ39を逆付勢する。これに
より、二又ラック40に噛合する第２ピニオン42および第
１ピニオン41が反時計方向に回動し、該第１ピニオン41
と前記上側ツメ44のラック45との噛合作用下に、先ずチ
ャック装置22のフレーム35が前記４本の軸38に沿って下
降する。そして、フレーム35に配設した支持部材36,36
が、取付部材23,23の下方の張出し部23a,23aに載置され
た以後に、上側ツメ44がワーク13から上方に離間して、
該ワーク13に対するチャッキングが解除される。なお、
ワーク13の歪みや曲がりに起因してチャック装置22およ
び取付部材23,23が、支持アーム21に対して回動してい
た場合は、ワーク13に対するチャッキングが解除された
時点で、前記引張りばね34,34の弾力作用下に正常な姿
勢に復帰する。

発明の効果 以上説明した如く、本発明に係るワークチャック装置に
よれば、被加工材料の後端をチャッキングするチャック
装置は、ワークチャック装置本体に対して垂直、水平お
よび回転方向に所定範囲内で自由に移動し得るよう構成
されているので、被加工材料に歪みや曲がりがあって
も、該歪みや曲がりに応じてチャック装置が移動して確
実なチャッキングが達成される。また、被加工材料を加
工装置により加工するに際して該材料がクランプされた
ときに、被加工材料の歪みや曲がりに起因して被加工材
料自体が移動すると、これに対応してチャック装置自体
も移動するので、当該チャック装置に過大な負荷が加わ
るのを防止して、耐久性の向上を図り得る利点を有す
る。しかも、被加工材料を直接チャックした状態で、加
工装置により位置決めクランプ可能であるので、高精度
の加工が可能となる効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係るワークチャック装置の好適な実施例
を示すものであって、第１図は本発明の好適な実施例に
係るワークチャック装置をワークの加工ラインに設けた
状態で示す側面図、第２図は第１図に示すワークチャッ
ク装置の拡大平面図、第３図は第２図に示すワークチャ
ック装置の側面図、第４図は第２図に示すワークチャッ
ク装置の背面図、第５図は本実施例に係るワークチャッ
ク装置におけるチャック装置の取付部を、該チャック装
置を取外した状態で示す一部切欠側面図、第６図は第５
図に示すチャック装置の取付部を横断して示す正面図、
第７図はチャック装置の概略構成を示す一部切欠斜視
図、第８図はチャック装置の縦断面図、第９図は第８図
に示すチャック装置を一部断面で示す正面図、第10図は
チャック装置を縦断して示す平面図、第11図はチャック
装置に配設した下側ツメの調節機構を示す要部断面図、
第12図（ａ）〜（ｃ）はチャック装置によりワークをチ
ャッキングする状態を経時的に示す説明図である。 12……ガイドローラ、13……ワーク 15……ガイドレール、17……台車 20……支持フレーム、20a……張出し部 21……支持アーム、22……チャック装置 23……取付部材、23b……溝 28……シャフト、35……フレーム 36……支持部材、38……軸 39……シリンダ、39a……ピストンロッド 40……ラック、41……第１ピニオン 42……第２ピニオン、44……上側ツメ 45……ラック、46……下側ツメ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被加工材料（13）の搬送手段（12）に隣接
   すると共に、該搬送手段（12）と平行に配設した一対の
   ガイドレール（15,15）に走行可能に載架した台車（1
   7）と、 この台車（17）に設けられて前記搬送手段（12）の上方
   に臨む支持フレーム（20）の張出し部（20a）に配設さ
   れ、該搬送手段（12）と平行に延在する支持アーム（2
   1）と、 該支持アーム（21）の先端部に回動可能に枢支され、そ
   の軸心が支持アーム（21）の軸心と平行なシャフト（2
   8）と、 前記支持アーム（21）の先端部から突出する前記シャフ
   ト（28）の先端に一体的に回動するよう配設され、該シ
   ャフト（28）の軸心と交差する方向に離間する一対の取
   付部材（23,23）と、 前記各取付部材（23）の対向部に夫々形成されて、両取
   付部材（23,23）の離間方向に延在する溝（23b）と、 前記各取付部材（23）の溝（23b）に沿って夫々水平方
   向に摺動自在に配設され、その摺動方向と交差する垂直
   方向に延在する軸（38）と、 前記両取付部材（23,23）の離間方向に対向する一対の
   軸（38,38）間に配設されて、該軸（38,38）に沿って垂
   直方向に移動自在な支持部材（36）と、 前記支持部材（36）に配設され、前記取付部材（23,2
   3）の先端から突出する前端に配設したチャック手段（4
   4,46）によって、前記搬送手段（12）に担持される被加
   工材料（13）の後端を着脱自在にチャッキングするチャ
   ック装置（22）とから構成した ことを特徴とするワークチャック装置。
2. 【請求項２】前記チャック装置（22）は、前記支持部材
   （36）に配設されたフレーム（35）内に摺動自在に配設
   され、該フレーム（35）の後端に配設したシリンダ（3
   9）のピストンロッド（39a）が連結されるラック（40）
   と、 前記フレーム（35）内に回転自在に配設した第１ピニオ
   ン（41）と、 この第１ピニオン（41）と一体的に回転可能に配設さ
   れ、前記ラック（40）と噛合する第２ピニオン（42）
   と、 前記フレーム（35）の前端に垂直方向に移動可能に配設
   され、前記第１ピニオン（41）と噛合するラック（45）
   を設けた上側ツメ（44）と、 前記フレーム（35）の前端における上側ツメ（44）の移
   動軌跡の下方において、該フレーム（35）に垂直方向に
   移動調節可能に配設した下側ツメ（46）とからなり、 前記シリンダ（39）を正逆付勢することにより、ラック
   （40）と第２ピニオン（42）および第１ピニオン（41）
   とラック（45）との噛合作用下に、前記上側ツメ（44）
   が下側ツメ（46）に対して近接離間移動するよう構成さ
   れる請求項１記載のワークチャック装置。