TWI833916B

TWI833916B - 構造體

Info

Publication number: TWI833916B
Application number: TW109106715A
Authority: TW
Inventors: 西宮民和
Original assignee: 日商北川鐵工所股份有限公司
Priority date: 2019-03-06
Filing date: 2020-03-02
Publication date: 2024-03-01
Also published as: CN113453830B; EP3936266A1; US20220203458A1; JPWO2020179674A1; EP3936266B1; KR20210134617A; WO2020179674A1; TW202045277A; CN113453830A; JP6823227B1; EP3936266A4

Abstract

一種構造體，其能夠在再現2個部件之前的相對位置時降低出現人為錯誤之風險。根據本發明之一種實施方式，提供一種構造體，其具備第1及第2部件，固定部件，以及定位機構。所述第1及第2部件各自具有齒峰與齒谷連續而成之鋸齒，且所述第1及第2部件構成為彼此之相對位置可通過互相之所述齒峰及齒谷嚙合以實現在調節方向上調節，在此，所述調節方向係所述鋸齒之所述齒峰與齒谷連續之方向；所述固定部件構成為可維持規定狀態，在此，所述規定狀態係所述第1及第2部件彼此之相對位置通過所述齒峰與齒谷嚙合而被固定之狀態；以及所述定位機構設置於所述第2部件或所述固定部件，且具有抵接部，所述抵接部構成為於所述規定狀態下可與所述第1部件抵接。

Description

構造體

本發明係一種構造體。

於工業機械等領域中，將2個部件之相對位置由齒峰與齒谷連續而成之鋸齒來決定之構造體已被採用過。如專利文獻1中，作為具有鋸齒的構造體之一例，公開了一種用於夾持工件（被加工物）的卡盤。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本實開平4-19703號公報

然而，當出現顧客再次發來訂單等狀況時，有時會需要再現該構造體上2個部件之相對位置。但是，鋸齒之間距並非是人能夠無意識感受到差異那樣的大小，因此再現其相對位置需要非常細緻謹慎之手動操作，出現人為錯誤之風險也較高。

本發明是鑒於上述情況所完成，其目的在於提供一種構造體，其能夠在再現2個部件之前的相對位置時降低人為錯誤之風險。

根據本發明之一種實施方式，為一種構造體，其具備第1及第2部件，固定部件，以及定位機構。所述第1及第2部件各自具有齒峰與齒谷連續而成之鋸齒，且所述第1及第2部件構成為彼此之相對位置可通過互相之所述齒峰及齒谷嚙合以實現在調節方向上調節，在此，所述調節方向係所述鋸齒之所述齒峰與齒谷連續之方向；所述固定部件構成為可維持規定狀態，在此，所述規定狀態係所述第1及第2部件彼此之相對位置通過所述齒峰與齒谷嚙合而被固定之狀態；以及所述定位機構設置於所述第2部件或所述固定部件，且具有抵接部，所述抵接部構成為於所述規定狀態下可與所述第1部件抵接。

本發明之構造體具備各自具有齒峰與齒谷連續而成之鋸齒的第1及第2部件，通過所述齒峰及齒谷之嚙合，所述第1及第2部件彼此之相對位置可規則且離散地調節，進而具備維持所述第1及第2部件的相對位置關係之規定狀態的抵接部以及固定部件。这样一来，能夠對具有操作實績之操作內容實現快速且無誤地設定所述第1及第2部件的相對位置之有利效果。

以下，使用附圖對本發明之實施方式進行說明。以下所示實施方式中示出之各種特徵事項均能夠相互接合。接下來為簡單起見，雖作為構造體的一例對卡盤進行說明，但也可以應用於採用了在加工中心中所使用之鋸齒的抓取工具等其他構造體。

1. 第1實施方式在第1節中，將對第1實施方式之卡盤1進行說明。圖1A表示作為第1實施方式的構造體一例之卡盤1的立體圖，圖1B表示圖1A中區域P之局部放大圖。圖2A表示第1實施方式之卡盤1的主視圖，圖2B表示圖2A中的B-B剖視圖。

1.1 整體結構卡盤1具備主體2，主體2具有主爪3（發明申請專利範圍中“第1部件”之示例），安裝於主爪3上且用於抓取工件（未示出）的頂爪4（發明申請專利範圍中“第2部件”之示例），具有倒T字狀且構成為可在主爪3之槽31內滑動的T螺母5（發明申請專利範圍中“固定部件”之示例），以及用於將頂爪4與T螺母5都固定於主爪3之頂爪螺栓6。在此，雖在1個頂爪4中插入有2根頂爪螺栓6，但根數並不限定於此。

圖2B表示抓取工件之頂爪4的抓取面HF被加工成靠近外周側之位置的狀態。此外，也可以配合較小工件將抓取直徑加工得較小。該情況下的卡盤1之主視圖由圖3A示出，圖3A中的B-B剖視圖由圖3B示出。圖3B之頂爪4的抓取面HF與圖2B之抓取面HF相比位於卡盤1的內側。

在本實施方式中，如圖所示，雖說明了具有3個主爪3及與其對應的3個頂爪4之情況，但根據其抓取工件之形狀、抓取方法、卡盤1之大小、頂爪4之大小等，也可實施為具有一對或4個以上之主爪3以及頂爪4。特別需要留意的是，卡盤1從正面（參照圖2A）所見按3等分位置分別設置有主爪3、頂爪4、T螺母5以及頂爪螺栓6。由於它們相同，因此僅對其中一處進行說明。

圖4至圖6分別表示主爪3、頂爪4以及T螺母5之立體圖。主爪3以及頂爪4各自具有齒峰及齒谷交替連續而成之鋸齒SR。主爪3及頂爪4均構成為相鄰齒峰彼此之間隔即間距相同。間距的值例如為0.5~5.0mm，具體而言，例如為0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5.0mm，也可係為在此示例數值中的任意2個數值間的範圍內。

主爪3具備倒T字狀之槽31。T螺母5構成為可插入主爪3的槽31。

頂爪4具有用於使頂爪螺栓6插通之貫通孔41。T螺母5在固定頂爪4時，具有用於與頂爪螺栓6螺合之螺栓孔51。圖5及圖6雖作為示例表示了貫通孔41及螺栓孔51均為2個之情況，但並不限定於此。進一步，頂爪4具備2個使後述之定位機構7中的螺栓72螺合之螺栓孔43。

主爪3以及頂爪4能夠使鋸齒SR之齒峰及齒谷相互嚙合，以間距單位調節其相對位置。齒峰及齒谷連續之方向係調節頂爪4之位置的調節方向（即徑向）。在由鋸齒SR確定主爪3與頂爪4之相對位置之後，藉由使頂爪螺栓6螺合於T螺母5中，能相對於主爪3固定頂爪4之相對位置。在本實施方式中，將此固定狀態稱為“規定狀態”。

此外，有關卡盤1中內部的構成要素沒有特別限定。例如，如圖2A及圖2B所示，卡盤1具有可在旋轉軸R之軸線方向上移動之柱塞21。然後，其內部構成要素以關聯之方式配置，從而使柱塞21之旋轉軸R在軸線方向上的平移移動可以轉換為主爪3在徑向上的平移移動。

1.2 定位機構7 接下來，對用於卡盤1之定位機構7進行說明。如圖1B所示，頂爪4之側面42配置有定位機構7。定位機構7由板狀部件71及螺栓72構成。板狀部件71具有長孔71a，且長孔71a之長邊方向設置為與頂爪4之調節方向一致。藉由使螺栓72插通長孔71a並在期望位置螺合固定頂爪4中的螺栓孔43，將板狀部件71固定於頂爪4。

在板狀部件71之端部71b上，板狀突出片73（發明申請專利範圍中“抵接部”之一例）從頂爪4朝向主爪3之方向伸出，構成為可與主爪3之端面32抵接。在圖1B中，板狀突出片73相對板狀部件71彎折而形成，但這僅為一例，並不限定於此。只要板狀突出片73構成為可與主爪3之端面32抵接，則可以是任何形狀。

換言之，定位機構7設置於頂爪4，具備具有長孔71a之板狀部件71，板狀突出片73設置於板狀部件71之端部71b，長孔71a以調節方向為長邊方向之方式設置，藉由使螺栓72插通長孔71a並將板狀部件71固定於頂爪4中的期望位置上，從而可在調節方向上調節板狀突出片73的相對位置。然後，定位機構7構成為能夠在調節方向上調節板狀部件71的位置，從而使板狀突出片73在既定狀態下與頂爪4抵接。

在第1實施方式中，當初次將頂爪4安裝於主爪3上時，實施所述頂爪4之位置調節，使頂爪螺栓6插通頂爪4之貫通孔41並螺合固定於設置在T螺母5上的螺栓孔51。由此，頂爪4被牢固地固定在相對於主爪3之所定位置。此係為主爪3及頂爪4所涉及之規定狀態。

接下來，以板狀突出片73與主爪3的端面32抵接之方式配置板狀部件71，使螺栓72插通於長孔71a並螺合固定於頂爪4的螺栓孔43中。特別為提高穩定性，優選為設置2個或更多（多個）螺栓72。通過此操作，板狀部件71與頂爪4之位置關係得到固定。由此被固定的板狀部件71的板狀突出片73成為下次之後的定位基準。

在第2次之後的頂爪4之安裝操作中，包含板狀突出片73的板狀部件71已被固定於頂爪4上。因此，在將頂爪4配置於板狀突出片73與主爪3的端面32抵接之位置後，藉由使頂爪螺栓6螺合固定於T螺母5中的螺栓孔51，從而可將頂爪4固定於主爪3上。此時，頂爪4相對於主爪3之相對位置與初次調節時相同，即可以輕易再現之前的情況。

此外，假設使用卡盤1會造成頂爪4損耗等情況。在此情況下，有時會再次加工頂爪4，並變更鋸齒SR之齒峰與齒谷的嚙合。即使這樣，只要再次調節板狀部件71的位置，即可達到定位機構7之效果。

這樣一來，在第1實施方式所涉及的卡盤1中，對之前有過定位歷史的頂爪4進行安裝操作時，則無需執行重新測量主爪3與頂爪4的端面段差等追加操作。亦即，能夠在避免人為錯誤的同時快速且穩定地在規定狀態下實施頂爪4之安裝操作。特別是，無需通過工作圖來人為確認鋸齒嚙合之位置，從而能夠起到避免因安裝錯誤或由此引發的不良情況發生之積極效果。此外，在本實施方式中，特別需要留意的是定位機構7的構成部件輕量且廉價，定位機構7本身從卡盤1外周伸出的量較少。

2. 第2實施方式在第2節中，對第2實施方式所涉及的卡盤1進行說明。但是，對於與第1實施方式所涉及的卡盤1的共通部分省略其說明。圖7係第2實施方式所涉及的卡盤1的立體圖。此外，圖8A係第2實施方式所涉及的卡盤1的主視圖，圖8B係圖8A中的C-C剖視圖。圖9係圖8B中區域Q的局部放大圖。

第2實施方式所涉及的卡盤1具有形成為凸緣狀之定位機構8。具體而言，定位機構8係由凸緣部81（發明申請專利範圍中“抵接部”之示例）及具有螺牙的軸部82構成。凸緣部81具有用於使作為止動件之螺栓83插通的貫通孔81H。此外，T螺母5具有可螺合軸部82的螺栓孔52以及可螺合作為止動件之螺栓83的螺栓孔53。通過使軸部82螺合於螺栓孔52直至凸緣部81移動至與主爪3之端面32抵接的位置，進而使螺栓83經由貫通孔81H螺合於螺栓孔53，從而防止軸部82旋轉。通過實現這樣的狀態，定位機構8得以發揮功能。

換言之，在第2實施方式所涉及的卡盤1中，T螺母5具有螺栓孔52，定位機構8設置於T螺母5上，且定位機構8在具有螺牙之軸部82與其端部設置有凸緣狀之凸緣部81，藉由使軸部82螺合於螺栓孔52而使凸緣部81的相對位置可變，通過由螺栓83來防止軸部82在期望位置旋轉，可在調節方向上調節凸緣部81之相對位置。

在第2實施方式中，如圖7、圖8A以及圖8B所示，表示了由1根頂爪螺栓6對1個頂爪4進行螺合固定的例子。由於頂爪螺栓6為1根，其裝卸時間可減半。但為提升穩定性，也可使用2根以上的頂爪螺栓6。在圖7、圖8A、圖8B以及圖9中，用於防止軸部82旋轉的螺栓83雖設為3根，但此僅為一例，並不限定於此。

在第2實施方式中，當初次將頂爪4安裝於主爪3時，對所述頂爪4實施位置調節，將頂爪螺栓6插通頂爪4之貫通孔41並螺合固定於設置在T螺母5上的螺栓孔51。這樣一來，頂爪4被牢固地固定在相對於主爪3之所定位置。此係主爪3及頂爪4所涉及之規定狀態。

接著，藉由將定位機構8中的軸部82螺合於螺栓孔52，使凸緣部81移動至凸緣部81與主爪3之端面32抵接的位置。然後，以通過螺栓83防止軸部82旋轉的方式進行固定。凸緣部81成為下次之後的定位基準。然而，為固定螺栓83，需要使凸緣部81之貫通孔81H與T螺母5之螺栓孔53的位置匹配。因此，關於凸緣部81，需要從與主爪3之端面32抵接的狀態稍微返回旋轉位置。這樣一來，在凸緣部81和端面32上，通過將軸部82的螺距除以螺栓孔53的個數（在本實施方式中為3個）而形成最大間隙，但只要該間隙足夠小於鋸齒之間距，則即使從抵接狀態將頂爪螺栓6螺合於T螺母5，也能夠通過鋸齒SR之嚙合來再現規定狀態。

在第二次之後的頂爪4之安裝操作中，配置已經安裝有定位機構8之T螺母5，在凸緣部81與主爪3抵接之狀態下，T螺母5收納於主爪3的槽31中。最後，通過將頂爪螺栓6螺合固定於T螺母5的螺栓孔51，能夠將頂爪4固定於主爪3。此時，頂爪4相對於主爪3之相對位置與初次調節時相同。

此外，假設使用卡盤1會造成頂爪4損耗等情況。在此情況下，有時會再次加工頂爪4，並變更鋸齒SR的齒峰與齒谷之嚙合。即使這樣，只要再次調節凸緣部81的位置，即可達到定位機構8之效果。

如此一來，第2實施方式所涉及的卡盤1也與第1實施方式所涉及的卡盤1一樣，對之前有過定位歷史的頂爪4進行安裝操作時，則無需執行重新測量主爪3與頂爪4之端面段差等追加操作。亦即，能夠在避免人為錯誤的同時快速且高度精確地實施頂爪4之安裝操作。特別是，無需通過工作圖來人為確認鋸齒嚙合之位置，從而能夠起到避免因安裝錯誤或由此引發的不良情況發生之積極效果。此外，在本實施方式中，需要留意的是定位機構8本身從卡盤1外周伸出的量較少。

3. 變形例在第3節中，對所述實施方式所涉及的卡盤1的變形例進行說明。亦即，也可以通過如下方式實施卡盤1。

在變形例1中，形成為鉤狀的定位機構9a（鉤狀區塊）固定於頂爪4（參照圖10）。此定位機構9a優選為針對鋸齒SR的間距單位準備多種類型。通過在初次操作時選擇期望之定位機構9a，抵接部91a與主爪3的端部32抵接而實現既定狀態，由此能夠在第二次之後輕易進行再現。

在變形例2中，定位機構9b具備主體90b和構成為相對於主體90b在調節方向上位置可變的抵接部91b。這樣的定位機構9b固定於頂爪4（參照圖11A及圖11B）。具體而言，抵接部91b貫通設置於主體90b的貫通孔90bH，通過由螺栓92b按壓抵接部91b，能夠調節抵接部91b之位置。亦即，抵接部91b與主爪3之端部32抵接而實現既定狀態，由此能夠在第二次之後輕易進行再現。

作為變形例3，定位機構9c由固定於T螺母5之螺栓90c、與螺栓90c螺合之螺母91c、92c（雙螺母）構成。這樣的定位機構9c固定於T螺母5（參照圖12A及圖12B）。通過使螺母91c旋轉來調節螺母91c相對於螺栓90c的位置，進而使螺母91d旋轉，藉由與已經進行了位置調節的螺母91c抵接，能夠固定螺母91c、92c的位置。通過使此螺母91c作為與主爪3的端面32抵接之抵接部發揮功能，能夠與所述實施方式及變形例同樣地實現既定狀態，由此能夠在第二次之後輕易進行再現。

然而，在所述第1及第2實施方式以及變形例1~3中所示的構造體以卡盤1作為示例，第1部件係構成為可沿徑向開閉之多個主爪3，第2部件係構成為可裝卸於主爪3之多個頂爪4，固定部件係為具有倒T字狀之T螺母5。當然，這僅為示例，也可通過其他構造體來實施，例如採用在加工中心使用的鋸齒SR之抓取具也可實現。

4. 結論綜上所述，根據本實施方式，當再次執行具有定位歷史之操作時，可實施能夠降低人為錯誤風險之構造體。

此外，本發明還提供以下各種方式。在所述構造體中，所述定位機構構成為在所述調節方向上調節相對於所述第1部件的所述抵接部之相對位置，從而使所述抵接部在所述規定狀態下與所述第1部件抵接。在所述構造體中，所述定位機構設置於所述第2部件，且具備具有長孔的板狀部件，所述板狀部件之端部設置有所述抵接部，所述長孔構成為以所述調節方向為長邊方向之方式設置，通過使螺絲插通所述長孔並使所述板狀部件固定於所述第2部件的期望位置，從而可在所述調節方向上調節所述抵接部之相對位置。在所述構造體中，所述螺絲為多個螺絲。在所述構造體中，所述固定部件具備螺孔，所述定位機構設置於所述固定部件，且具備具有螺牙之軸部，所述軸部的端部設置有凸緣狀的所述抵接部，藉由使所述軸部與所述螺孔螺合以使所述抵接部之所述相對位置可變，在期望位置藉由止動件防止所述軸部之旋轉，從而可在所述調節方向上調節所述抵接部之相對位置。在所述構造體中，所述第2部件由一個螺絲被螺合固定於所述固定部件。在所述構造體中，所述構造體為卡盤，所述第1部件係構成為可沿徑向開閉之多個主爪，所述第2部件係構成為可裝卸於所述主爪之多個頂爪，所述固定部件為具有倒T字狀之T螺母。當然，並不僅限於此。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，雖然本發明已以各種實施方式說明如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種省略、置換及變動。該實施方式及其變形均包含在發明之範圍及主旨中，並且包含在發明申請專利範圍所記載之發明及其均等之範圍內。

1:卡盤 3:主爪 4:頂爪 5:T螺母 7:定位機構 71:板狀部件 71a:長孔 71b:端部 72:螺栓 73:板狀突出片 8:定位機構 81:凸緣部 82:軸部 83:螺栓 9a:定位機構 91a:抵接部 9b:定位機構 91b:抵接部 9c:定位機構 91c:螺母 SR:鋸齒

圖1A係為第1實施方式之構造體的一例卡盤之立體圖，圖1B係圖1A中區域P之局部放大圖。圖2A係第1實施方式所涉及的卡盤的主視圖。圖2B係圖2A中的B-B剖視圖。圖3A係以小抓取直徑調節加工的卡盤之主視圖。圖3B係圖3A中的B-B剖視圖。圖4係主爪之立體圖。圖5係頂爪之立體圖。圖6係T螺母之立體圖。圖7係本發明第2實施方式之卡盤的立體圖。圖8A係第2實施方式之卡盤的主視圖。圖8B係圖8A中的C-C剖視圖。圖9係圖8B中區域Q之局部放大圖。圖10係變形例1之具有定位機構之卡盤的側視圖。圖11A係變形例2之具有定位機構之卡盤的側視圖。圖11B係圖11A中的D-D剖視圖。圖12A係變形例3之具有定位機構之卡盤的主視圖。圖12B係圖12A中的E-E截面的局部擴大圖。

1:卡盤

2:主體

3:主爪

4:頂爪

Claims

一種構造體，其具備：第1及第2部件，固定部件，以及定位機構，其中：第1及第2部件，其各自具有齒峰與齒谷連續而成之鋸齒，且所述第1及第2部件構成為彼此之相對位置可通過互相之所述齒峰及齒谷嚙合以實現在調節方向上調節，在此，所述調節方向係所述鋸齒之所述齒峰與齒谷連續之方向；固定部件，其構成為可維持規定狀態，在此，所述規定狀態係所述第1及第2部件彼此之相對位置通過所述齒峰與齒谷嚙合而被固定之狀態；以及定位機構，其設置於所述第2部件或所述固定部件，且具有抵接部，所述抵接部構成為於所述規定狀態下可與所述第1部件在所述調節方向上抵接；並且於第二次之後的所述第2部件的安裝操作中，在不需要實施所述第2部件的位置調節的位置上，處於固定於所述第2部件或所述固定部件之狀態。
如請求項1所述之構造體，其中：所述定位機構構成為在所述調節方向上調節相對於所述第1部件的所述抵接部之相對位置，從而使所述抵接部在所述規定狀態下與所述第1部件抵接。
如請求項2所述之構造體，其中：所述定位機構設置於所述第2部件；具備具有長孔的板狀部件；所述板狀部件之端部上設置有所述抵接部；所述長孔構成為以所述調節方向為長邊方向之方式設置，通過使螺絲插通所述長孔並使所述板狀部件固定於所述第2部件中的期望位置，從而可在所述調節方向上調節所述抵接部之相對位置。
如請求項3所述之構造體，其中：所述螺絲為多個螺絲。
如請求項2所述之構造體，其中：所述固定部件具備螺孔；所述定位機構設置於所述固定部件；且具備具有螺牙之軸部，所述軸部的端部設置有凸緣狀的所述抵接部；藉由使所述軸部與所述螺孔螺合以使所述抵接部之所述相對位置可變，在期望位置上藉由止動件防止所述軸部之旋轉，從而可在所述調節方向上調節所述抵接部之相對位置。
如請求項5所述之構造體，其中：所述第2部件由一個螺絲被螺合固定於所述固定部件。
如請求項1至6中任一項所述之構造體，其中：所述構造體為卡盤；所述第1部件係構成為可沿徑向開閉之多個主爪；所述第2部件係構成為可裝卸於所述主爪之多個頂爪；所述固定部件為具有倒T字狀之T螺母。