TW201936314A - 卡盤 - Google Patents

Abstract

本發明的目的在於提供一種爪可長時間穩定工作的卡盤。

提供一種卡盤，其具備主體、設置於所述主體上的爪，所述主體具有端面和擺動限制承受部，所述端面形成於所述主體的一側，所述擺動限制承受部配置在所述主體的另一側，所述爪具有夾持部和擺動限制部，且構成為所述爪可向第1擺動方向以及與第1擺動方向相反的方向自由擺動，所述夾持部是夾持工件的部分，且當所述爪向第1擺動方向擺動時，所述夾持部向從所述端面的中央側朝向周緣側的方向移動，所述擺動限制部構成為，當所述爪向第1擺動方向擺動時，抵擋於所述擺動限制承受部，從而限制所述爪的第1擺動方向的擺動。

Description

卡盤

本發明涉及一種卡盤。

專利文件1中公開了一種卡盤。專利文件1的卡盤是在旋轉的圓盤狀卡盤主體2上具備固定抓握爪17(相當於爪)的多個爪開閉部件11、以及驅動該多個爪開閉部件11的驅動部件6。通過驅動部件6驅動，每個爪開閉部件11的前端側(中心側)的間隙變窄，使每個爪開閉部件11向縱方向擺動，從而使抓握爪17夾持工件W。

非夾持時，為了使先擺動的每個爪開閉部件11朝向一定方向，在卡盤主體2上形成有端部的溝槽寬度呈前端變窄的形狀的槽部39，並在爪開閉部件11上形成一對傾斜面37。非夾持時，若爪開閉部件11擺動，則一對傾斜面37嵌入到槽部39中。通過該方式，非夾持時每個爪開閉部件11被定位。

【先前技術文獻】

【專利文獻】

專利文獻1：日本特開2013-255967號公報

專利文件1的卡盤，從傾斜面37接觸槽部39到傾斜面37完全嵌入到槽部39中為止，傾斜面37與槽部39持續摩擦。因此，槽部39和傾斜面37容易磨損，其結果是造成專利文件1的卡盤在經過一段時間後發生鬆動的情況。

本發明的目的在於提供一種爪能夠長期穩定工作的卡盤。

本發明提供一種卡盤，其具備主體、設置於所述主體上的爪，所述主體具有端面和擺動限制承受部，所述端面形成於所述主體的一側，所述擺動限制承受部配置在所述主體的另一側，所述爪具有夾持部和擺動限制部，且所述爪構成為可向第1擺動方向以及與第1擺動方向相反的方向自由擺動，所述夾持部是夾持工件的部分，且當所述爪向第1擺動方向擺動時，所述夾持部向從所述端面的中央側朝向周緣側的方向移動，所述擺動限制部構成為，當所述爪向第1擺動方向擺動時，所述擺動限制部抵擋於所述擺動限制承受部，從而限制所述爪的第1擺動方向的擺動。

提供一種卡盤，優選所述爪構成為可向第2擺動方向以及與第2擺動方向相反的方向自由擺動，第2擺動方向的擺動軸與第1擺動方向的擺動軸正交，且與所述主體的旋轉軸平行，所述擺動限制部構成為，當所述爪向第2擺動方向或與第2擺動方向相反的方向擺動時，所述擺動限制部抵擋於所述擺動限制承受部，從而限制所述爪的第2擺動方向或與第2擺動方向相反方向的擺動。

提供一種卡盤，優選所述爪具有一對所述擺動限制部，所述一對擺動限制部，當所述爪向第2擺動方向或與第2擺動方向相反的方向擺動時，所述一對擺動限制部以第2擺動方向的所述擺動軸為中心擺動。

提供一種卡盤，優選在設置所述一對擺動限制部的部分上的所述爪的剖面是從一方的所述擺動限制部到另一方的所述擺動限制部呈圓弧狀。

提供一種卡盤，優選所述一對擺動限制部隔著所述圓弧所對應的圓的中心設置。

提供一種卡盤，優選所述爪進一步具有爪軸部，所述爪軸部以所述爪在第1擺動方向、第2擺動方向以及與它們相反的方向上自由擺動的方式被支撐在所述主體上。

提供一種卡盤，優選所述主體具有引導槽，所述擺動限制承受部是所述引導槽的邊緣的壁面。

根據本發明所涉及的卡盤，擺動限制部構成為當爪向第1擺動方向擺動時擺動限制部抵擋於擺動限制承受部，從而限制爪的第1擺動方向的擺 動。也就是說，限制爪的第1擺動方向的擺動是通過擺動限制部抵擋在擺動限制承受部上來實現的，且當發生該限制時，擺動限制部與擺動限制承受部不持續摩擦。因此，根據本發明，能夠抑制擺動限制部與擺動限制承受部的磨損，從而達到爪長時間內穩定工作。

1‧‧‧卡盤

2‧‧‧主體

3‧‧‧爪

6‧‧‧柱塞

7‧‧‧T型螺母

8‧‧‧頂爪

21‧‧‧殼體

22‧‧‧後蓋

25‧‧‧軸孔

26‧‧‧弧狀突出部

29‧‧‧後引導孔

30‧‧‧主爪

31‧‧‧爪安裝部

32‧‧‧爪軸部

32a‧‧‧球狀部

32b‧‧‧傾斜軸部

33‧‧‧導入凹部

38‧‧‧弧狀突出部

39‧‧‧擺動限制部

40‧‧‧引導槽

42‧‧‧擺動限制承受部

60‧‧‧滑動軸部

62‧‧‧環部件

C‧‧‧旋轉軸

S1‧‧‧第1擺動軸

S2‧‧‧第2擺動軸

M‧‧‧機床

EF‧‧‧端面(前表面)

圖1是表示實施方式的卡盤的立體圖。

圖2是表示圖1中箭頭X-X線剖面圖。

圖3是表示圖2中箭頭Y-Y線剖面圖。

圖4是表示卡盤的主要部分的安裝方式的立體圖。

圖5是表示後蓋的前表面的示意圖。

圖6是為了說明在主爪被支撐為在軸孔中可擺動的狀態下且不從軸孔拔出的狀態的圖。

圖7是表示主爪的後端部以及引導槽部分的結構的立體圖。

圖8A~圖8C是為了說明當爪移動於夾持位置和非夾持位置之間的過程中的擺動限制部以及擺動限制承受部的狀態的圖。

以下，基於附圖詳細說明本發明的實施方式。應予說明，以下優選實施方式的說明僅是例示。在說明中所使用的“軸方向”指的是旋轉軸延伸 的方向。同理，“徑向”指的是與旋轉軸正交的方向，“周方向”指的是圍繞旋轉軸的方向。

<卡盤1的結構>

圖1表示本實施方式的卡盤1。卡盤1通過安裝在車床等一邊旋轉一邊加工工件W的機床M的主軸上來使用。卡盤1具備圓盤狀的主體2。主體2的後表面側安裝在機床M上。安裝於機床M的主體2以通過其前表面(端面EF)中央部且向垂直於前表面方向延伸的旋轉軸C為中心旋轉(在圖1中用箭頭A1表示)。在與旋轉軸C平行的方向上，於主體2的一側形成端面EF。

在主體2的前表面(端面EF)，於旋轉軸C周圍配置多個(該實施方式中為3個)爪3。這些爪3以在旋轉軸C周圍且在垂直於旋轉軸C的方向上延伸的第1擺動軸S1(如圖2所示)為中心擺動(在圖1、圖2中用箭頭A2表示)。通過該方式，每個爪3在夾持工件W(配置在卡盤1的前方中央處)的夾持位置與不夾持工件W的非夾持位置之間移動。第1擺動軸S1與第2擺動軸S2正交，或第1擺動軸S1與旋轉軸C垂直。圖2所示箭頭A2示出的擺動方向與第1擺動方向及其反方向對應。當每個爪3向第1擺動方向擺動時，每個爪3沿著從主體2的端面EF的中央部一側朝向主體2的端面EF的周緣側的方向移動。通過每個爪3向第1擺動方向擺動，每個爪3從夾持位置移動到非夾持位置。

每個爪3構成為以相交於第1擺動軸S1且沿旋轉軸C相同方向延伸的第2擺動軸S2(如圖1、圖2所示)為中心，在規定範圍內可擺動(如圖1中箭頭A3所示)。在該卡盤1上，每個爪3配合夾持部位的形狀擺動，所以即使是形狀稍微不規則的工件W，依舊能夠被穩定夾持。第2擺動軸S2與第1擺動軸S1正交，且第2擺動軸S2平行於旋轉軸C。如圖1和圖2示出的箭頭A3所示擺動方向對應於第2擺動方向以及與其相反的方向。

如圖2所示，主體2具備：內部具有後面側開放的收納室20的圓盤狀的殼體21、以及封閉殼體21後面側的圓板狀的後蓋22。殼體21為一體加工品，其具有厚度大的圓板狀的前表面部21a、以及從前表面部21a連接到後方的圓筒狀的周面部21b。在前表面部21a以及後蓋22上的多個位置上貫穿形成有孔23，該孔23用於插通安裝在機床M上的螺栓B1。

如圖3所示，收納室20具有：從軸方向看位於中央的中央腔室20a、以及與每個爪3的配置對應的從中央腔室20a徑向擴展而出的3個周邊腔室20b、20b、20b。每個周邊腔室20b的橫剖面呈圓弧形狀。周邊腔室20b中的1個具有一對平坦的限制面部20c、20c，該些平坦的限制面部20c在周方向上相對且與軸方向平行延伸(也可以將該周邊腔室20b成為定位腔室20bi)。

如圖4所示，在前表面部21a的中央處形成有連通中央腔室20a的圓筒狀的前引導孔24。並且，在前表面部21a的前引導孔24周圍形成有連通每個周邊腔室20b的3個軸孔25、25、25。如圖2所示，每個軸孔25呈向外側突出的球面。第1擺動軸S1和第2擺動軸S2穿過軸孔25中心。

在每個軸孔25的前端具有從軸方向看呈圓形的開口部25a。在開口部25a前側的周圍形成有凹成環狀的環狀凹部27。在環狀凹部27中嵌入由橡膠或矽樹脂等彈性部件構成的密封部件4。

在環狀凹部27前側的周圍形成有凹成大致矩形的框洞28。在該框洞28中嵌入蓋板5。蓋板5以夾持密封部件4的狀態由螺栓B2緊固在主體2上。

如圖5所示，在後蓋22的中央部形成有與前引導孔24對應的後引導孔29。在後蓋22的前表面上的後引導孔29周圍形成有與每個軸孔25對應的3個引導槽40、40、40(針對引導槽40將在後面單獨敘述)。

如圖2所示，在收納室20中收容有柱塞6。柱塞6具有：位於中央腔室20a的滑動軸部60、以及從滑動軸部60向側面延伸且位於每個周邊腔室20b的厚度大的3個滑動延伸部61、61、61。滑動軸部60通過前引導孔24和後引導孔29支撐可在軸方向滑動。

在滑動軸部60上形成有插入緊固螺栓B3的長孔60a。由滑動軸部60的後端突出的緊固螺栓B3緊固在機床M的牽引杆上(未圖示)。通過該方式，柱塞6介由機床M滑動。

如圖3所示，位於定位腔室20bi的滑動延伸部61具有一對被限制面部61a、61a，其在與每個限制面部20c接觸的狀態下滑動。通過該方式，柱塞6在周方向上的轉動被限制。如圖2、圖3所示，在每個滑動延伸部61上形成有軸方向延伸的圓筒狀的旋轉支撐孔61b。每個旋轉支撐孔61b呈向外突出的球面。

每個旋轉支撐孔61b附接環部件62，所述環部件62具有與旋轉支撐孔61b對應的形狀且以面接觸。環部件62具有由球面形成的外周面62a和穿過其中心的貫通孔62b。

(爪3)

如圖2所示，爪3具備：主爪30、T型螺母7、以及頂爪8。如圖4所示，主爪30具有：徑向延伸且配置在主體2的前表面上的爪安裝部31、連接爪安裝部31的後側且被主體2收容的爪軸部32。爪軸部32被主體2支撐，以使爪3在如圖1與圖2所示箭頭A2方向、以及如圖1所示箭頭A3的方向(第1、第2擺動方向以及其它們相反方向)自由擺動。爪軸部32具有與爪安裝部31連接且外周面形成為球表面狀的球狀部32a、以及從球狀部32a的後側傾斜地延伸的圓柱狀的傾斜軸部32b。

頂爪8是抓握工件W的部件。頂爪8對應於夾持部。頂爪8通過在附接於爪安裝部31上的T型螺母7安裝螺栓B4可拆卸地安裝在主爪30上。頂爪8在其前端部8a夾持工件W。

球狀部32a穿過開口部25a附接在軸孔25。如圖4、圖6以及圖7所示，球狀部32a具有一對導入凹部33、33。這些導入凹部33、33由球狀部32a外周面略微凹陷而成的弧狀的凹曲面構成。這些導入凹部33、33配置成在與爪安裝部31延伸方向正交的球狀部32a的兩側且彼此朝向相反方向。

如圖6所示，在開口部25a形成有與一對導入凹部33、33對應的一對弧狀突出部26、26。這些弧狀突出部26、26以徑向相對的狀態由開口部25a的邊緣向內側突出。

導入凹部33與弧狀突出部26對應地形成且在不干擾弧狀突出部26的情況下插入。因此，當傾斜軸部32b插入軸孔25後，以每個弧狀突出部26位於每個導入凹部33的方式，將球狀部32a定位於開口部25a(如圖4所示，爪安裝部31配置成沿周方向)。通過該方式，可以從口部25a向軸孔25插入球狀部32a。

另一方面，在每個弧狀突出部26不位於每個導入凹部33之間的狀態下，球狀部32a抵擋於每個弧狀突出部26。因此，如圖4、圖6示出的箭 頭A4所示，在將球狀部32a插入到軸孔25後，使主爪30旋轉。通過該方式，即使主爪30位置稍微偏移，也能夠防止主爪30從軸孔25脫落。實際上，主爪30被旋轉大致90度。然後，爪安裝部31配置成徑向延伸。

通過在軸孔25中插入球狀部32a，使軸孔25與球狀部32a的外周面面接觸，從而能夠使主爪30以可圍繞軸孔25(球狀部32a)中心旋轉擺動的狀態被支撐在主體2。並且，通過使主爪30旋轉，主爪30能夠以不從主體2脫離的狀態被支撐在主體2。

應予說明，以主爪30不從主體2脫離的狀態進行支撐的方法不限定於此。例如，也可以是用多個部件構成主體2，並在軸孔25設置可縱向分開的部件。通過在可縱向分開的軸孔25中夾持主爪30以連接部件。因此，可以想到將組裝了主爪30的部件設計成與主體2一體化的方式等。

如圖2所示，傾斜軸部32b插入環部件62的貫通孔62b，且通過限制銷34與環部件62一體地連接。傾斜軸部32b的後端部從貫通孔62b向後方突出。在所述傾斜軸部32b的後端部形成有收納凹部35a。收納凹部35a是由沿著傾斜軸部32b中心線的圓形剖面的凹部構成。通過該方式，傾斜軸部32b的後端部形成為圓筒狀。

收納凹部35a附接滑動部件36，所述滑動部件36是突出端封閉的圓筒形狀。滑動部件36中收納有螺旋彈簧37。滑動部件36以其突出端朝外 側的狀態附接在收納凹部35a中。通過該方式，滑動部件36的突出端部由螺旋彈簧37施力，以使其從傾斜軸部32b的後端部突出。

(傾斜軸部32b的後端部以及引導槽40)

如圖2、圖7所示，傾斜軸部32b的後端部、以及滑動部件36的突出端部被收納在形成於主體2的後蓋22的前表面上的引導槽40中。引導槽40由規定深度的淺槽構成。

如圖5所示，引導槽40具有：內槽40a，其邊緣向中心側突出且為半圓形狀；外槽40b，其在與內槽40a徑向相對的狀態下邊緣向外周側突出且為半圓形狀；中間槽40c，其在這些內槽40a與外槽40b之間徑向延伸且連接這些內槽40a和外槽40b。內槽40a、外槽40b、以及中間槽40c的寬度，比滑動部件36的外徑略大，且比傾斜軸部32b的後端部的外徑略小。

中間槽40c的兩側形成有在周方向呈半圓狀突出的一對限制槽41、41。在每個限制槽41中的與中間槽40c的邊界部位形成有擺動限制承受部42。在與旋轉軸C平行的方向上，擺動限制承受部42配置在主體2的另一側。擺動限制承受部42是引導槽40的邊緣的壁面。擺動限制承受部42具有垂直於主體2徑向的平面。應予說明，限制槽41是半圓形狀的，因此容易加工。只要是能夠形成擺動限制承受部42，限制槽41的形狀可以不限定於半圓形狀。

如圖7所示，在形成為圓筒狀的傾斜軸部32b的後端部設置有圓弧狀突出的弧狀突出部38。在所述卡盤1中，傾斜軸部32b的後端部的一部分以其從突出端呈半圓狀延伸形成弧狀突出部38。

在這些弧狀突出部38的周方向上的兩個端面形成為平面，且擺動限制承受部42與徑向相對。也就是說，這些弧狀突出部38的兩個斷面構成有一對擺動限制部39、39。弧狀突出部38的剖面是從一方擺動限制部39到另一方擺動限制部39呈圓弧形狀。一對擺動限制部39、39隔著弧狀突出部38的剖面形狀的圓弧所對應的圓的中心設置。也就是說，一方的擺動限制部39、該中心、以及另一方的擺動限制部39直線排列。

<卡盤1的操作>

使柱塞6軸方向滑動。由此，每個環部件62在旋轉支撐孔61b的內部擺動。與此同時，如圖1、圖2示出的箭頭A2所示，每個主爪30以第1擺動軸S1為中心擺動。通過該方式，每個頂爪8靠近前表面中心、或從前表面中心離開。

當每個頂爪8靠近前表面的中心時，每個頂爪8的前端部8a夾持工件W。當每個頂爪8從前表面中心離開時，工件W的夾持被解除(非夾持)。也就是說，通過柱塞6軸方向滑動，每個爪3可以在夾持工件W的夾持位置與不夾持工件W的非夾持位置之間移動。

每個爪3由球狀部32a和軸孔25支撐為可擺動的狀態。若不限制這種擺動，則在夾持位置與非夾持位置之間移動時，每個爪3以第2擺動軸S2為中心旋轉，會有每個爪3的方向不整齊，而爪3的方向偏離可抓握工件W的範圍的情況。

在卡盤1中，通過擺動限制部39與擺動限制承受部42接觸，在夾持位置與非夾持位置之間移動的爪3的擺動被限制，從而使爪3被限制成爪3在可抓握工件W的規定範圍內擺動。

也就是說，如圖2、圖7所示，包含弧狀突出部38的爪軸部32的後端部被收納在引導槽40中。並且，如圖8B所示，當在夾持位置(圖8C)與非夾持位置(圖8A)之間移動的過程中，若爪3超過以第2擺動軸S2位軸的規定範圍旋轉時，擺動限制部39與擺動限制承受部42接觸。通過該方式，每個爪3不會超過以第2擺動軸S2為軸的規定範圍旋轉，而在規定範圍內擺動。

根據這種卡盤1，能夠以簡單的結構且不增加部件數量的情況下，限制每個爪3的擺動。

當每個爪3移動到夾持位置時，如圖1示出的箭頭A3所示，根據夾持工件W的部位的形狀，以第2擺動軸S2為中心擺動。通過該方式，即使工件W的形狀不夠整齊，依舊能夠未定夾持。

當每個爪3移動到非夾持位置時，如圖7、圖8A所示，擺動限制部39從正面抵擋在擺動限制承受部42上。通過該方式，每個爪3的方向被精確地定位，並且在非夾持位置處的每個爪安裝部31配置成在徑向上延伸。

非夾持時的爪3被不搖動地穩定地定位。由於擺動，擺動限制部39的一方在大致垂直於擺動限制承受部42的方向上被抵擋，因此接觸的部分幾乎不會從該位置移動，從而不會彼此摩擦。由於不會發生因摩擦造成的磨損，根據這種卡盤1，能夠實現長時間地穩定的操作。

在這種卡盤1中，每個擺動限制部39在離開旋轉軸C周方向的位置處與每個擺動限制承受部42接觸。從而能夠穩定限制每個爪3的擺動。在這種卡盤1中，一對擺動限制部39、39是由弧狀突出部38的兩個端面構成的。因此，利用現存的結構，能夠以簡單的結構且不增加部件數量的情況限制每個爪3的擺動。

此外，通過將弧狀突出部38做成半圓形狀，能夠使一對擺動限制部39、39遠離旋轉軸C的周方向配置。因此，兩處遠離的位置確定，從而能夠穩定地限制每個爪3的擺動。

擺動限制承受部42總共設置4處。本實施方式是抓握工件W外徑的情況，當抓握工件W內徑時，可以將主爪30改裝成相對於第2擺動軸S2呈180°的反方向。這時，使用與實施方式相反的一側的擺動限制承受部42。

如本實施方式的卡盤，專利文件1的卡盤的爪不僅在第1擺動方向及其相反方向(圖2的箭頭A2)，還可以旋轉成在第2擺動方向及其相反的方向(圖2的箭頭A3)。若爪在第2擺動方向及其相反方向上可旋轉，則在夾持時，會有傾斜面37與槽部39錯位配置的情況。然後，當非夾持時，一對傾斜面37嵌入到槽部39中，每個爪開閉部件11的方向整齊。這裡，如上所述，若傾斜面37相對於槽部39錯位配置，當槽部39嵌入到一對傾斜面37中時，槽部39會強制性地改變傾斜面37的方向。因此，槽部39與傾斜面37通過強力彼此摩擦。

另一方面，本實施方式的卡盤如圖8A~圖8C所示，即使是爪3在第2擺動方向及其相反方向上擺動，擺動限制部39會抵擋於擺動限制承受部42上而被停住，從而能夠避免擺動限制部39與擺動限制承受部42因強力而摩擦。由此，在本實施方式的卡盤中，擺動限制部39與擺動限制承受部42的磨損被限制，從而能夠使爪3長時間穩定工作。

Claims (7)

1. 一種卡盤，其具備主體和設置於所述主體上的爪，其中，所述主體具有端面和擺動限制承受部，所述端面形成於所述主體的一側，所述擺動限制承受部配置在所述主體的另一側，所述爪具有夾持部和擺動限制部，且所述爪構成為可向第1擺動方向以及與第1擺動方向相反的方向自由擺動，所述夾持部是夾持工件的部分，當所述爪向第1擺動方向擺動時，所述夾持部向從所述端面的中央側朝向周緣側的方向移動，所述擺動限制部構成為，當所述爪向第1擺動方向擺動時，所述擺動限制部抵擋於所述擺動限制承受部，從而限制所述爪的第1擺動方向的擺動。
2. 根據請求項1所述的卡盤，其中，所述爪構成為可向第2擺動方向以及與第2擺動方向相反的方向自由擺動，第2擺動方向的擺動軸與第1擺動方向的擺動軸正交，且與所述主體的旋轉軸平行，所述擺動限制部構成為，當所述爪向第2擺動方向或與第2擺動方向相反的方向擺動時，所述擺動限制部抵擋於所述擺動限制承受部，從而限制所述爪的第2擺動方向或與第2擺動方向相反方向的擺動。
3. 根據請求項2所述的卡盤，其中，所述爪具有一對所述擺動限制部，當所述爪向第2擺動方向或與第2擺動方向相反的方向擺動時，所述一對擺動限制部以第2擺動方向的所述擺動軸為中心擺動。
4. 根據請求項3所述的卡盤，其中，在設置有所述一對擺動限制部的部分上的所述爪的剖面是從一方的所述擺 動限制部到另一方的所述擺動限制部呈圓弧狀。
5. 根據請求項4所述的卡盤，其中，所述一對擺動限制部隔著所述圓弧對應的圓的中心設置。
6. 根據請求項2~5中任意一項所述的卡盤，其中，所述爪進一步具有爪軸部，所述爪軸部以所述爪在第1擺動方向、第2擺動方向以及與它們相反方向上可自由擺動的方式被支撐在所述主體上。
7. 根據請求項1~5中任意一項所述的卡盤，其中，所述主體具有引導槽，所述擺動限制承受部是所述引導槽的邊緣的壁面。