CN106256487A - 夹盘设备 - Google Patents

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CN106256487A CN201610429647.5A CN201610429647A CN106256487A CN 106256487 A CN106256487 A CN 106256487A CN 201610429647 A CN201610429647 A CN 201610429647A CN 106256487 A CN106256487 A CN 106256487A
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神田浩郎
神田浩一郎
石桥康郎
石桥康一郎
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Abstract

一种夹盘设备(10A)，包括：第一转轴(14a)，其设置有第一夹持构件(18a)；第二转轴(14b)，其设置有第二夹持构件(18b)；和动力传输机构(16)，其被构造成将活塞单元(32)的往复运动转换成第一转轴(14a)和第二转轴(14b)的转动。第一转轴(14a)和第二转轴(14b)在活塞单元(32)的位移方向上并排安置。

Description

夹盘设备
技术领域
本发明涉及一种夹盘设备，该夹盘设备通过使活塞单元在工作流体的作用下进行往复移动来夹持和释放工件，其中活塞单元安置在形成在本体中的缸孔中。
背景技术
在这类夹盘设备中，例如在日本专利No.2789167和日本特开专利公报No.10-080888中公开的，提供了一种构造，其中一对用于夹持工件的夹持构件在垂直于活塞单元的位移方向的方向上并列或者并排安置。在这类夹盘设备中，在执行工件的夹持和释放的情形下，工件相对于本体在活塞单元的位移方向上安置。
发明内容
根据上述日本专利No.2789167中的传统技术，因为工件必须在活塞单元的位移方向上相对于本体安置，因此存在由于工厂的布局等因素不可能安置该夹盘设备的担心。
考虑了上述问题而想到本发明，本发明的目的在于提供一种夹盘设备，其中可以执行工件的夹持和释放，其中工件在垂直于活塞单元的位移方向上相对于本体被定位。
为了达到上述目的，根据本发明的夹盘设备包括：本体，缸孔形成在该本体中；活塞单元，该活塞单元布置在缸孔中，该活塞单元被构造成在工作流体的作用下往复移动；第一转轴和第二转轴，第一转轴和第二转轴可转动地支撑在本体上，第一转轴和第二转轴设置有夹持构件，该夹持构件被构造成夹持工件；动力传输机构，该动力传输机构被构造成将活塞单元的往复运动转换成第一转轴和第二转轴的转动，其中第一转轴和第二转轴在活塞单元的位移方向上并排安置。
根据该构造，因为配备有用于夹持工件的夹持构件的第一转轴和第二转轴在活塞单元的位移方向上并排安置，因此可以执行工件的夹持和释放，其中该工件在垂直于活塞单元的位移方向上相对于本体被定位。
在上述夹盘设备中，动力传输机构可以包括：齿条，该齿条布置活塞单元上；第一小齿轮，该第一小齿轮布置第一转轴上，该第一小齿轮被构造成被置于与齿条啮合；和第二小齿轮，该第二小齿轮布置在第二转轴上，该第二小齿轮被构造成被置于在不与齿条啮合的状态下与第一小齿轮啮合。
根据该构造，可以紧凑地构造夹盘设备，并且第一转轴和第二转轴可以可靠地转动。
在上述夹盘设备中，第一小齿轮可以形成为比第二小齿轮长。
根据该构造，通过简单结构，第二小齿轮可以被制成不与齿条啮合。
在上述夹盘设备中，活塞单元可以包括一对活塞单元，该活塞单元沿着第一转轴的轴线方向布置，并且该动力传输机构可以包括：第一齿条，该第一齿条布置在一个活塞单元上；第二齿条，该第二齿条布置在另一个活塞单元上；第一小齿轮，该第一小齿轮布置在第一转轴上，该第一小齿轮被构造成被置于与第一齿条啮合；和第二小齿轮，该第二小齿轮布置在第二转轴上，该第二小齿轮被构造成被置于与第二齿条啮合。
在此构造中，可以增加对工件的夹持力，同时本体的在垂直于活塞单元的位移方向和第一转轴的轴线方向(安置本体和工件的方向)上的尺寸可以被制成紧凑的。
在上述夹盘设备中，第一小齿轮和第二小齿轮可以彼此啮合。
根据该构造，通过简单结构，转动第一转轴的操作和转动第二转轴的操作可以同步。
在上述夹盘设备中，第一小齿轮和第二小齿轮可以彼此不啮合。
根据该构造，通过简单结构，设置在第一转轴上的夹持构件和设置在第二转轴上的夹持构件可以独立地转动。
根据本发明，因为设置有用于夹持工件的夹持构件的第一转轴和第二转轴在活塞单元的位移方向上并排安置，因此可以执行工件的夹持和释放，其中该工件在垂直于活塞单元的位移方向上相对于本体被定位。
本发明的上述及其他目的特点和优势通过以下描述连同附图将变得更加明显，其中本发明的优选实施例通过说明性的实例来展示。
附图说明
图1是根据本发明的第一实施例的夹盘设备的立体图；
图2是图1所示的夹盘设备的分解立体图；
图3是沿着图1中的线III-III的截面视图；
图4是图1所示的夹盘设备的平面图；
图5是根据本发明的第二实施例的夹盘设备的立体图；
图6是图5所示的夹盘设备的分解立体图；
图7是沿着图5中的线VII-VII的截面视图；和
图8是根据修改例的配备有动力传输机构的夹盘设备的分解立体图。
具体实施方式
以下将参考附图说明根据本发明的夹盘设备的优选实施例。
(第一实施例)
根据本实施例的夹盘设备10A是如下设备：在流体压力缸的作用下，通过转动一对夹持构件(第一夹持构件18a和第二夹持构件18b)执行工件W的夹持和释放。
如图1至图3所示，夹盘设备10A配备有：缸单元12；第一转轴14a和第二转轴14b，该第一转轴14a和该第二转轴14b布置在缸单元12上；动力传输机构16，该动力传输机构16将缸单元12的驱动力传输至第一转轴14a和第二转轴14b；第一夹持构件18a，该第一夹持构件18a布置在第一转轴14a上；和第二夹持构件18b，该第二夹持构件18b布置在第二转轴14b上。
缸单元12包括：长方体形状的本体22，缸孔20形成在该本体22中并贯穿该本体22；一对盖24，26，该一对盖24，26关闭和密封缸孔20两侧的开口；一对保持环28，30，该一对保持环28，30防止盖24，26从缸孔20落下；和活塞单元32，该活塞单元32安置在缸孔20中以便在其中往复运动。
尽管本体22可以由任何材料构成，但是本体22优选由例如金属材料，比如铝合金或者铁合金构成。在本体22中，形成有第一端口36和第二端口40，第一端口36与形成在活塞单元32和一个盖24之间的第一缸室34连通，第二端口40与形成在活塞单元32和另一个盖26之间的第二缸室38连通。用于提供或者排出驱动活塞单元32的工作流体(压缩流体)的未图示的管(空气管)分别连接至第一端口36和第二端口40。
在本体22中，形成有容纳孔42，该容纳孔42与缸孔20连通，并且动力传输机构16、第一转轴14a和第二转轴14b安置在该容纳孔42中。容纳孔42在本体22的纵向方向的中心开口，并且关闭该容纳孔42的开口的盖构件44通过多个固定螺钉46紧固于本体22。
缸孔20的直径在本体22的两端的位置扩大，并且盖24，26和保持环28，30安置在其直径扩大部分中。可以安装环形密封构件48的环形槽可以形成在各个盖24，26的外周表面上。保持环28，30形成为C形，并安装在形成在缸孔20的内周表面上的环形槽中。
活塞单元32包括：圆柱形的杆50，其沿着缸孔20延伸；和一对活塞52，54，其布置在杆50的两端表面上。各个活塞52，54通过连接螺栓56连接至杆50。连接螺栓56的头部分别相对于凹部58的底表面以面对面的方式布置，该凹部58形成盖24，26的内表面上。因此，可以适当地阻止连接螺栓56与盖24，26接触。活塞52，54和杆50可以形成为一体的。
在每一个活塞52，54中，形成有安装环形耐磨环62的环形槽和安装环形衬垫64的另一个环形槽。每一个活塞52，54可以具有减震阻尼器，该减震阻尼器布置在其的位于杆50的相对侧的端表面上。上述阻尼器例如可以由弹性材料，比如橡胶等构成。这种阻尼器同样可以设置在各个盖24，26的内表面上。
在定位于本体22的容纳孔42中的状态下，第一转轴14a和第二转轴14b在活塞单元32的位移方向(本体22的纵向方向)并排排列。第一夹持构件18a安装在第一转轴14a的一端，该第一转轴14a的一端经由盖构件44的***孔65a暴露在本体22的外面。第二夹持构件18b安装在第二转轴14b的一端，该第二转轴14b的一端经由盖构件44的***孔65b暴露在本体22的外面。
第一转轴14a和第二转轴14b中的每一个通过固定在本体22上的轴承66和安置在盖构件44的每一个***孔65a，65b中的两个轴承68，70枢轴支撑。轴承66通过波形垫圈72被预先装入。因此，第一转轴14a和第二转轴14b相对于本体22被可转动地支撑。
动力传输机构16将活塞单元32的往复运动转换成第一转轴14a和第二转轴14b的转动。动力传输机构16包括：齿条74，其形成在杆50的外周表面上；第一小齿轮76a，其固定至第一转轴14a并被置于与齿条74啮合；第二小齿轮76b，其固定至第二转轴14b并被置于与第一小齿轮76a啮合而不与齿条74啮合。
齿条74从杆50的一端延伸直至杆50上的一定位置，该位置在纵向方向上从杆50的中心位置略微偏向另一端侧。换句话说，齿条74不是形成在杆50的另一端侧。在本实施例中，齿条74的长度和活塞单元32的行程被设定为使第一转轴14a(第一夹持构件18a)的转动角θa的范围和第二转轴14b(第二夹持构件18b)的转动角θb的范围都是90°(参见图4)。然而，也可以任意设定转动角的范围θa，θb。
第一小齿轮76a比第二小齿轮76b长。换言之，第二小齿轮76b形成为比第一小齿轮76a短，并布置在不与齿条74接触的位置。因此，通过简单结构，可以使第二小齿轮76b不与齿条74啮合。
第一夹持构件18a包括：附接部80，其具有***孔78，第一转轴14a的一端被***该***孔78中；一对突出部82，其从附接部80沿垂直于第一转轴14a的轴线的方向突出，以便互相面对彼此；锁定螺钉84，其调整一对突出部82之间的间隔；和方柱状的指状部86，其从附接部80沿直线延伸。
通过在第一转轴14a的一端***通过***孔78的状态下拧紧锁定螺钉84，以上构造的第一夹持构件18a被固定至第一转轴14a。进一步，第一夹持构件18a相对于第一转轴14a的固定通过松开锁定螺钉84的紧固状态而被释放。更具体地说，第一夹持构件18a能够相对于第一转轴14a的一端附接和拆卸。接触工件W的夹持表面88以凹陷形状形成在指状部86的位于附接部80的相对侧的远端上。
第二夹持构件18b能够相对于第二转轴14b的一端附接和拆卸，另外与第一夹持构件18a具有相同的结构。因此，第二夹持构件18b的详细说明被省略。
根据本实施例的夹盘设备10A基本如上所述构造。接下来，将描述夹盘设备10A的操作和优势效果。在下文描述中，图4所示的第一夹持构件18a和第二夹持构件18b的状态将被认为是初始状态。在该初始状态中，活塞单元32与盖26接触，而第一夹持构件18a的指状部86和第二夹持构件18b的指状部86沿着活塞单元32的位移方向延伸。
首先，通过未图示的传送装置等，圆柱形的工件W沿着垂直于第一转轴14a的轴线方向和活塞单元32的位移方向的方向相对于本体22供应(传送)至预定位置。当工件W传送至预定位置时，在第一端口36与大气相通的状态下，工作流体被供应至第二端口40。
由此，在供应至第二缸室38的工作流体的作用下，活塞单元32朝向盖24位移。在这时候，当从第一夹持构件18a侧看时，与齿条74啮合的第一小齿轮76a和第一转轴14a顺时针转动，因此，第一夹持构件18a绕着第一转轴14a的轴线顺时针转动。此外，当从第二夹持构件18b侧看时，与第一小齿轮76a啮合的第二小齿轮76b和第二转轴14b逆时针转动，因此，第二夹持构件18b绕着第二转轴14b的轴线逆时针转动。
此外，第一夹持构件18a的夹持表面88和第二夹持构件18b的夹持表面88与工件W接触，借此，工件W被一个预定的夹持力夹持(保持)，并且活塞单元32停止。
在夹盘设备10A对工件W的夹持被释放的情形下，在第二端口40与大气相通的状态下，工作流体被供应至第一端口36。由此，在供应至第一缸室34的工作流体的作用下，活塞单元32朝向盖26位移。
在这时候，当从第一夹持构件18a侧看时，与齿条74啮合的小齿轮76a和第一转轴14a逆时针转动，因此，第一夹持构件18a绕着第一转轴14a的轴线逆时针转动。此外，当从第二夹持构件18b侧看时，与第一小齿轮76a啮合的第二小齿轮76b和第二转轴14b逆时针转动，因此，第二夹持构件18b绕着第二转轴14b的轴线顺时针转动。
因此，由于第一夹持构件18a的夹持表面88和第二夹持构件18b的夹持表面88从工件W分离，夹盘设备10A对工件W的夹持被释放。此外，通过活塞单元32与盖26接触，活塞单元32的位移停止。
根据本实施例，由于第一转轴14a和第二转轴14b沿着活塞单元32的位移方向并排安置，可以执行工件W的夹持和释放，其中该工件W在垂直于活塞单元32的位移方向上相对于本体22被定位。
此外，根据本实施例，齿条74形成在杆50上，与齿条74啮合的第一小齿轮76a设置在第一转轴14a上，在与齿条74不啮合的状态下与第一小齿轮76a啮合的第二小齿轮76b设置在第二转轴14b上。因此，可以紧凑地构造夹盘设备10A，并且第一转轴14a和第二转轴14b可以可靠地转动。
根据本实施例的夹盘设备10A并不局限于如上所述的构造。例如，活塞单元32的活塞52或者活塞54的外周表面上可以安装未图示的磁体(永磁体)。在这种情况下，检测磁体的磁性的磁性传感器(未图示)设置在本体22上。根据此构造，磁体产生的磁性被该磁性传感器感应，借此活塞单元32的位置(第一夹持构件18a和第二夹持构件18b的位置)可以被检测。
(第二实施例)
接下来，将参考图5至图8描述根据本发明的第二实施例的夹盘设备10B。在根据第二实施例的夹盘设备10B中，与根据第一实施例的夹盘设备10A相同的组成元件以相同标号表示，其特征的详细说明被省略。
如图5至图7所示，在根据本实施例的夹盘设备10B中，缸单元100和动力传输机构102的结构不同于上述缸单元12和动力传输机构16的结构。缸单元100包含长方体形状的本体108。在本体108中，第一缸孔104和第二缸孔106被形成并贯穿本体108。第一缸孔104和第二缸孔106沿着本体108的纵向方向延伸，并且在第一转轴14a的轴线方向上并排安置。
此外，缸单元100包括：一对第一盖110，112，其关闭和密封第一缸孔104的两侧的开口；一对第一保持环114，116，其防止第一盖110，112从第一缸孔104落下；第一活塞单元118，其安置在第一缸孔104中，以便在其中往复运动；一对第二盖120，122，其关闭和密封第二缸孔106的两侧的开口；一对第二保持环124，126，其防止第二盖120，122从第二缸孔106落下；和第二活塞单元128，其安置在第二缸孔106中，以便在其中往复运动。
第一盖110，112和第二盖120，122以与上述盖24同样的方式形成，第一保持环114，116和第二保持环124，126以与上述保持环28同样的方式形成，第一活塞单元118和第二活塞单元128以与上述活塞单元32同样的方式形成。因此，第一盖110，112、第二盖120，122、第一保持环114，116、第二保持环124，126、第一活塞单元118和第二活塞单元128的结构的详细描述将省略。
如图7所示，在本体108中形成有：第一端口132，其与形成在第一活塞单元118和第一盖110之间的第一缸室130连通；第二端口136，其与形成在第一活塞单元118和第一盖112之间的第二缸室134连通；第三端口140，其与形成在第二活塞单元128和第二盖120之间的第三缸室138连通；和第四端口144，其与形成在第二活塞单元128和第二盖122之间的第四缸室142连通。
如图6所示，动力传输机构102包括：第一齿条146a，其形成在第一活塞单元118的杆50的外周表面上；第二齿条146b，其形成在第二活塞单元128的杆50的外周表面上；第一小齿轮148a，其固定至第一转轴14a，并被置于与第一齿条146a啮合；和第二小齿轮148b，其固定至第二转轴14b，并被置于与第二齿条146b和第一小齿轮148a啮合。
第一齿条146a以与上述齿条74同样的方式构成。第二齿条146b在第二活塞单元128的杆50上在纵向方向上从杆50的中心位置略微偏向杆50的一端侧的位置延伸直至另一端。换句话说，第二齿条146b不是形成在第二活塞单元128的杆50的一端侧。第一小齿轮148a不与第二齿条146b啮合，第二小齿轮148b不与第一齿条146a啮合。
接下来，将说明根据本实施例的夹盘设备10B的操作和优势效果。在初始状态中，第一活塞单元118接触第一盖112，第二活塞单元128接触第二盖120。
根据本实施例，当工件W被传送至预定位置时，在第一端口132与大气相通的状态下，工作流体被供应至第二端口136，并且在第四端口144与大气相通的状态下，工作流体被供应至第三端口140。
由此，在供应至第二缸室134的工作流体的作用下，第一活塞单元118朝向第一盖110位移，并且在供应至第三缸室138的工作流体的作用下，第二活塞单元128朝向第二盖122位移。在这时候，当从第一夹持构件18a侧看时，与第一齿条146a啮合的第一小齿轮148a和第一转轴14a顺时针转动，并且当从第二夹持构件18b侧看时，与第二齿条146b啮合的第二小齿轮148b和第二转轴14b逆时针转动。
进一步，因为第一小齿轮148a和第二小齿轮148b互相啮合，第一转轴14a的转动操作和第二转轴14b的转动操作是同步的。换言之，第一转轴14a和第二转轴14b在彼此相反的方向上以相同的角度同步转动。此外，第一夹持构件18a的夹持表面88和第二夹持构件18b的夹持表面88与工件W接触，借此，工件W被预定的夹持力夹持(保持)。
根据本实施例，第一活塞单元118和第二活塞单元128在第一转轴14a的轴线方向上并排安置，第一夹持构件18a通过第一活塞单元118的往复运动而转动，并且第二夹持构件18b通过第二活塞单元128的往复运动而转动。因此，可以增加对工件W的夹持力，同时本体108的在垂直于活塞单元118的位移方向和第一转轴14a的轴线方向(本体108和工件W安置的方向)上的尺寸可以被制成紧凑的。
根据本实施例的夹盘设备10B并不局限于如上所述的结构。例如，未图示的磁体(永磁体)可以安装在第一活塞单元118的活塞52或者活塞54的外周表面上，或者可以安装在第二活塞单元128的活塞52或者活塞54的外周表面上。在这种情况下，检测磁体的磁性的磁性传感器(未图示)设置在本体108上。根据此构造，磁体产生的磁性被磁性传感器感应，借此第一活塞单元118或者第二活塞单元128的位置(第一夹持构件18a和第二夹持构件18b的位置)可以被检测。
此外，例如，代替动力传输机构102，根据图8所示的修改例，夹盘设备10B可以配备有动力传输机构150。如图8所示，动力传输机构150包括：第一小齿轮152a，其被置于与第一齿条146a啮合；和第二小齿轮152b，其被置于在不与第一小齿轮152a啮合的状态下与第二齿条146b啮合。更具体地说，第一小齿轮152a和第二小齿轮152b不互相啮合。在这种情况下，通过简单结构，第一夹持构件18a和第二夹持构件18b可以独立地转动。
此外，在夹盘设备10B配备有上述动力传输机构150的情形下，未图示的第一磁体可以安装在第一活塞单元118的活塞52或者活塞54上，并且未图示的第二磁体可以安装在第二活塞单元128的活塞52或者活塞54上。在这种情况下，检测第一磁体的磁性的第一磁性传感器(未图示)和检测第二磁体的磁性的第二磁性传感器(未图示)布置在本体108上。根据此构造，第一磁体产生的磁性被第一磁性传感器感应，借此第一活塞单元118的位置(第一夹持构件18a的位置)可以被检测。此外，第二磁体产生的磁性被第二磁性传感器感应，借此第二活塞单元128的位置(第二夹持构件18b的位置)可以被检测。
根据本发明的夹盘设备并不局限于上述实施例，显然不偏离本发明权利要求定义的范围的各种构造都可以被采用。例如，夹盘设备未必具有第一夹持构件和第二夹持构件。换言之，根据工件等的形状，第一夹持构件和第二夹持构件可以相对于夹盘设备被适当地移去和替换(拆卸和附接)。

Claims (6)

1.一种夹盘设备(10A，10B)，其特征在于，包含：
本体(22，108)，缸孔(20，104，106)形成在所述本体(22，108)中；
活塞单元(32，118，128)，所述活塞单元(32，118，128)布置在所述缸孔(20，104，106)中，所述活塞单元(32，118，128)被构造成在工作流体的作用下往复运动；
第一转轴(14a)和第二转轴(14b)，所述第一转轴(14a)和所述第二转轴(14b)可转动地支撑在所述本体(22，108)上，所述第一转轴(14a)和所述第二转轴(14b)设置有夹持构件(18a，18b)，所述夹持构件(18a，18b)被构造成夹持工件(W)；和
动力传输机构(16，102，150)，所述动力传输机构(16，102，150)被构造成将所述活塞单元(32，118，128)的往复运动转换成所述第一转轴(14a)和所述第二转轴(14b)的转动；
其中，所述第一转轴(14a)和所述第二转轴(14b)在所述活塞单元(32，118，128)的位移方向上并排安置。
2.如权利要求1所述的夹盘设备(10A)，其特征在于，所述动力传输机构(16)包含：
齿条(74)，所述齿条(74)布置在所述活塞单元(32)上；
第一小齿轮(76a)，所述第一小齿轮(76a)布置在所述第一转轴(14a)上，所述第一小齿轮(76a)被构造成被置于与所述齿条(74)啮合；和
第二小齿轮(76b)，所述第二小齿轮(76b)布置在所述第二转轴(14b)上，所述第二小齿轮(76b)被构造成被置于在不与所述齿条(74)啮合的状态下与所述第一小齿轮(76a)啮合。
3.如权利要求2所述的夹盘设备(10A)，其特征在于，所述第一小齿轮(76a)形成为比所述第二小齿轮(76b)长。
4.如权利要求1所述的夹盘设备(10B)，其特征在于：
所述活塞单元(118，128)包含一对活塞单元(118，128)，所述活塞单元(118，128)沿着所述第一转轴(14a)的轴线方向布置；并且
所述动力传输机构(102，150)包含：
第一齿条(146a)，所述第一齿条(146a)布置在一个所述活塞单元(118)上；
第二齿条(146b)，所述第二齿条(146b)布置在另一个所述活塞单元(128)上；
第一小齿轮(148a，152a)，所述第一小齿轮(148a，152a)布置在所述第一转轴(14a)上，所述第一小齿轮(148a，152a)被构造成被置于与所述第一齿条(146a)啮合；和
第二小齿轮(148b，152b)，所述第二小齿轮(148b，152b)布置在所述第二转轴(14b)上，所述第二小齿轮(148b，152b)被构造成被置于与所述第二齿条(146b)啮合。
5.如权利要求4所述的夹盘设备(10B)，其特征在于，所述第一小齿轮(148a)和所述第二小齿轮(148b)彼此啮合。
6.如权利要求4所述的夹盘设备(10B)，其特征在于，所述第一小齿轮(152a)和所述第二小齿轮(152b)彼此不啮合。
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