JP2010036279A - 平行開閉チャック - Google Patents

Abstract

【課題】フィンガーがスライド部材と爪とからなる平行開閉チャックにおいて、スライド部材に対し爪の取付け再現性が高いチャック構造の提供を課題とする。
【解決手段】２個のフィンガー１３ａ，１３ｂを水平方向で背反往復駆動する平行開閉チャック１１であり、フィンガーはスライド部材１７ａ，１７ｂとこれにねじ止めされる爪１４ａ，１４ｂとからなる。スライド部材１７ａ，１７ｂはねじ用貫通孔４１とスリット３９を有する。スリット３９は上端が閉じ下方が開放されている。爪１４ａ，１４ｂはねじ孔４３と前記スリット３９の間隔にほぼ等しい幅の突部４０を側方へ突出させて有する。スライド部材１７ａ，１７ｂのスリット３９に下方の開放箇所から爪１４ａ，１４ｂの突部４０を係合させてねじ止めすることによりスライド部材１７ａ，１７ｂに爪１４ａ，１４ｂを固定してある。
【選択図】図５

Description

この発明は、自動組立機等において、ワークの供給や移動のためにワークを把持（外径把持、内径把持）する平行開閉チャックに関する。

図１は、平行開閉チャック１（単動型のノーマルクローズタイプ）における駆動機構の一例を示したものであり、駆動機構は、チャック本体２のシリンダー部分に嵌挿する第１のピストン５と、このピストンを元位置に戻す戻しばね６、戻しばね６の下端を受けるカラーを兼用した第２のピストン７及びこれと一体に形成されている二股の押圧レバー８ａ，８ｂ、アクションレバー９ａ，９ｂなどからなる。
シリンダー室１０にエア圧が供給されて第１のピストン５が下方へ移動し、戻しばね６が圧縮されるとともに、そのロッド部分が第２のピストン７と押圧レバー８ａ，８ｂを貫通し、その先端でアクションレバー９ａ，９ｂの内側を押圧する。このため、フィンガー３ａ，３ｂは、左右方向に背反移動して爪４ａ，４ｂ間が拡開する。

ワークの両側に爪４ａ，４ｂを配置しエア圧を抜くと、戻しばね６で第１のピストン５は上方へ移動してもと位置にもどり、同時に押圧レバー８ａ，８ｂでアクションレバー９ａ，９ｂの外側が押圧され、フィンガー３ａ，３ｂが閉じ、爪４ａ，４ｂでワークを外側から把持する（外径把持）。
前記において爪４ａ，４ｂが拡開するときにワークを内側から把持する内径把持の機構とすることもできる。

ところで、このような平行開閉チャックにおいて、フィンガーはチャック本体に対して左右方向にスライドするスライド部材とワークを把持する爪とからなるが、スライド部材に対する爪の取り付け位置はほとんど一定であり、取り付け位置を変換できるものは見出せない。特許文献１は、本願出願人によるものであり、スライド部材と爪を分離し、爪の位置や姿勢を変換して、把持の対象とするワークの種類や大きさに対処したり、あるいは、チャックの機能を外径把持から内径把持に変更できるようにしたりしている。

特開２００４−３３８０３５号公報

平行開閉チャックにおいて、フィンガーがスライド部材とこれから分離した爪とからなる場合、スライド部材に対する爪の固定はねじあるいはねじと接着に拠っていた。しかし、１個の爪を複数個のねじで固定するとしても、ねじにはわずかであるが隙間があるため、爪を交換したり位置を変えたりすると、スライド部材に対する爪の位置や姿勢がずれてしまうことがある。その程度は０．２〜０．３ｍｍ程度であるが、結果として、爪取付けの再現性が悪い。このため、爪の位置調整に手間を要したり、不十分な調整でワークを破損したりしてしまう危険がある。
以上から、この発明は、フィンガーがスライド部材とこれから分離した爪とからなる平行開閉チャックにおいて、スライド部材に対し爪の取付け再現性が高いチャック構造の提供を課題とする。

チャック本体にピストンを設け、その上下運動によってチャック本体にガイドされた２個のフィンガーを水平方向で背反往復駆動する平行開閉チャックとする。
それぞれのフィンガーはスライド部材とこれにねじ止めされる爪とからなる。
スライド部材はねじ用貫通孔とスリットを有する。スリットは上端が閉じ下方が開放されている。
爪はねじ孔と前記スリットの間隔にほぼ等しい幅の突部を側方へ突出させて有する。
スライド部材のスリットに下方の開放箇所から爪の突部を係合させてねじ止めすることによりスライド部材に爪を固定してある。
突部をスリットに係合させる際に、係合と同時に突部をスリットの上端に当接させることもある。

スリットと突部の係合により、スライド部材に対する爪の左右位置及び上下位置が定まり、この状態をねじで固定することにより、爪の交換を繰り返してもスライド部材に対する爪の取付け再現性が高い。

この場合、スリットの上端に突部が衝突することでスライド部材に対する爪の上下位置を定めるので、スライド部材の下辺に爪の突部を衝突させて位置決めする場合に比べ、スリットの上端までの長さ（深さ）分だけ、爪の上下寸法を小さくできる。この結果、爪がワークを把持したときに爪に作用する偶力が小さくなり、チャック本体とスライド部材との接触箇所におけるかじりの原因が減少する。

爪に設ける突部がスリットの上下方向に長い寸法であると、突部が広い範囲でスリットの壁に接するので、爪がワークを把持したとき、正面視において爪が左右方向に倒れる傾向となるのを防止でき、把持状態が正確で確実なものとなる。

図２以下図６は実施例１である。この平行開閉チャック１１は、単動型であり、チャック本体１２と、フィンガー１３ａ，１３ｂ、ピストン１５及び戻しばね１６を有し、フィンガー１３ａ，１３ｂはそれぞれスライド部材１７ａ，１７ｂと爪１４ａ，１４ｂとからなっている。従来の単動型（図１）に見られる第２のピストン７はなく、戻しばね１６の下端はカラー３７（図３，４）で受けている。

チャック本体１２は上部をシリンダー室１８とし、下部を二股に分割して対向面（内面）が平行な前壁１９と後壁２０に形成してある（図４）。フィンガー１３ａ，１３ｂのスライド部材１７ａ，１７ｂは矩形をした平板であり（図５）、前記前壁１９と後壁２０の間に配置される（図３）。それぞれのスライド部材１７ａ，１７ｂは中央上部にほぼ４５°に傾斜した長孔である駆動用溝２１ａ，２１ｂとその両側にガイド用の長孔２２ａ，２２ｂと２３ａ，２３ｂを備え、下部両側に左爪取付け部２４ａ，２４ｂと右爪取付け部２５ａ，２５ｂを備えている。前後のスライド部材に１７ａ，１７ｂに設けた駆動用溝２１ａ，２１ｂは、正面から見ると傾斜の向きが対称となっている。

シリンダー室１８は上ポート２６とサイドポート２７を有する。上ポート２６は制御弁を通じてポンプにつながり、サイドポート２７はこの実施形態では閉じてある。シリンダー室１８に収められたピストン１５は下部のロッド相当部分２８を前壁１９と後壁２０の間まで延ばしており、下端部に駆動ローラー用ピン２９を前後方向に有している。駆動ローラー用ピン２９の両端には駆動ローラー３０を回転自在に有している。

さらに、前壁１９と後壁２０との間には左右に間隔をとって、２本の支軸３１，３２が嵌合固定されており、これらにガイドローラー３３ａ，３３ｂと３４ａ，３４ｂが回転自在に取り付けられると共に、支軸３１，３２のそれぞれに前後２個のスリーブ３５が支軸３１，３２の軸線方向にスライド可能に嵌合され、前後のスリーブ３５間にプリロードばね３６が装着されている。
戻しばね１６は、ピストン１５の下面側と下方のカラー３７との間に装填され、カラー３７は環形である。
なお、図６において符号３８は摺動ガイドプレートであって、スライド部材１７ａ，１７ｂと前後壁１９，２０の内面との摺動摩擦を減じるために用いられている。

そして、スライド部材１７ａ，１７ｂはさらにスリット３９（図５）を有し、爪１４ａ，１４ｂはこのスリット３９に係合する突部４０を備える。
スリット３９は、スライド部材１７ａにおける左右の爪取付け部２４ａ，２５ａの、それぞれ２つのねじ用貫通孔４１，４１の間に配置されている。スリット３９は、上端が閉じ下方が開放されており、スライド部材１７ａ，１７ｂの下辺側から上方に立ち上がっている。この実施例では左右のスリット３９で長さをそろえてある。スライド部材１７ｂについても同じである。

爪１４ａにおける突部４０は、水平な段部４２ａから上方へ突出した立上がり部４２ｂの側面に側方へ突出して形成されており、位置としては、立上がり部４２ｂに形成された２つのねじ孔４３の間であって、上端がねじ孔４３よりも上方となるようにされている。
これらの突部４０はスリット３９の幅（左右方向寸法）に合わせた幅とスリット３９の長さにほぼ等しい長さを備える。
この構成は、他方の爪１４ｂについても同じである。

平行開閉チャックは次のように組み立てられる。
ピストン１５のロッド相当部分２８に下方から戻しばね１６を嵌挿し、ついでカラー３７を嵌挿する。これらをチャック本体１２に装着する。
２枚のスライド部材１７ａ，１７ｂをチャック本体１２の下部、前後の壁１９，２０間に配置し、その上辺を前記のカラー３７に当てて戻しばね１６を圧縮しながら押し上げ、スライド部材１７ａ，１７ｂの駆動用溝２１ａ，２１ｂの位置をロッド相当部分２８の下部に設けた駆動ローラー用ピン２９の取付け孔にあわせる。そして、駆動ローラー用ピン２９をロッド相当部分２８の下部へ前後方向に挿通し、スライド部材１７ａ，１７ｂの駆動用溝２１ａ，２１ｂとロッド相当部分２８に貫通させ、その両端に駆動ローラー３０，３０を回転可能に取り付けて、駆動用溝２１ａ，２１ｂに配置する。

ついで、前後のスライド部材１７ａ，１７ｂ間に前後のスリーブ３５とプリロードばね３６を配置して、スライド部材１７ａのガイド用長孔２３ａ，２３ｂから支軸３１，３２を前後方向に貫通させ、その両端にガイドローラー３３ａ，３３ｂと３４ａ，３４ｂを回転可能に取り付ける。これにより、前後のスライド部材１７ａ，１７ｂはチャック本体１２に支持されると共に、プリロードばね３６によって前壁１９と後壁２０の内面に付勢される。スライド部材１７ａ，１７ｂがチャック本体に支持されると、同時にカラー３７もスライド部材１７ａ，１７ｂを介してチャック本体１２に支持されることとなる。

スライド部材１７ａの左取付け部２４ａに左の爪１４ａを取り付ける。取付けは立上がり部４２ｂの突部４０をスライド部材１７ａの下方からスリット３９に嵌め、爪１４ａを押し上げるようにし立上がり部４２ｂをスライド部材１７ａの内面（スライド部材１７ｂと対向する面）に当て付ける。ついで、ねじ用貫通孔４１にねじ孔４３をあわせて、これにねじ４４をねじ込んで固定する。

爪１４ａは、突部４０がスリット３９に嵌合することでスライド部材１７ａに対して左右方向の位置が正確に定められ、突部４０がスリット３９の上端に当接することによりスライド部材１７ａに対する上下の位置が正確に定まる。
爪１４ｂをスライド部材１７ｂに取り付けるときも同じである。この実施例において爪４ａと爪１４ｂは図２のように正面から見て左右対称に取り付けられる。

図２の状態はシリンダー室１８からエア圧が抜かれたニュートラル状態であり、ピストン１５が戻しばね１６によって上方に移動しており、このため駆動ローラー３０によってスライド部材１７ａ，１７ｂが左右方向に開いた位置にあり、爪１４ａ，１４ｂも開いている。
シリンダー室１８にエア圧が供給されてピストン１５が下方に移動すると駆動ローラー３０が駆動用溝２１ａ，２１ｂの下辺を押し、スライド部材１７ａ，１７ｂが近接する方向に移動して爪１４ａ，１４ｂが閉じ方向に移動する。このときワークを外側から把持（外径把持）する。

なお、ワークを内側から把持（内径把持）する構造とするには、爪１４ａをスライド部材１７ａの爪取付け部２５ａに、取付け爪１４ｂをスライド部材１７ｂの爪取付け部２４ｂに取り付ける。外径把持の場合と同じスライド部材１７ａ，１７ｂの背反移動により、爪１４ａと爪１４ｂが近接するのとは逆に、この場合は、爪１４ａと爪１４ｂが離れる方向に移動してワークを内側から把持する。

図７（イ）（ロ）は実施例２における爪１４ａ，１４ｂの構成を示したものである。爪１４ａに形成する前記の突部４０が断面円形の短いピン４５とされている。ピン４５の直径はスリット３９の間隔寸法にほぼ等しくしてある。（イ）ではピン４５が上下に２本とされ、（ロ）では上方の１本だけである。爪１４ｂについても同じ構成である。

図８（イ）（ロ）実施例３における爪１４ａ，１４ｂの構成を示したものである。これらの爪１４ａ，１４ｂでは、立上がり部４２ｂがスライド部材１７ａ，１７ｂの左右寸法に延長されて、爪取付け部２４ａ，２５ａあるいは爪取付け部２４ｂ、２５ｂに対応した左右位置に突部４０とねじ孔４３が設けられている。すなわち、実施例３はスライド部材１７ａ，１７ｂが備えた左右の爪取付け部２４ａ，２５ａあるいは爪取付け部２４ｂ、２５ｂの双方を利用して１個の爪を固定するもので、爪１４ａ，１４ｂをさらに確実にスライド部材１７ａ，１７ｂへ固定することができる。
図８において（イ）と（ロ）とでは、爪１４ａ，１４ｂが閉じたときの間隔が異なる。

この作動において、爪１４ａ，１４ｂの突部４０はスリット３９に嵌合してその長さ方向に長く広い範囲でスリット３９の壁と接触しているので、爪１４ａ，１４ｂが左右方向に傾くことが防止される。
また、爪１４ａ，１４ｂのスライド部材１７ａ、１７ｂに対する上下位置は突部４０の上端の位置で定まるので、図９のように、爪１４ａ，１４ｂに設けた段部やピンをスライド部材１７ａの下辺に当接させることにより上下位置を定めている構成（Ａ）に比べて、本願発明の構成（Ｂ）は、駆動ローラー３０から爪１４ａ，１４ｂとワークとの接触位置までの寸法（オーバーラップ）を小さく（ａ−ｂ）、チャック本体１２とスライド部材１７ａ，１７ｂが接触する箇所のかじり現象を低減することができる。従来例（Ｃ）と対比するとオーバーラップの減少（ｃ−ｂ）は、より明確である。

以上の実施例は、突部４０がスリット３９の上端に当接する構成であるが、爪１４ａ，１４ｂの上下位置をこれらの段部４２ａがスライド部材１７ａ，１７ｂの下辺へ当接することで定められる場合には、突部４０がスリット３９の上端に当接していなくてもよい。この場合においても、爪１４ａ，１４ｂの左右方向位置は突部４０とスリット３９との係合により正確に定められる。

平行開閉チャックの断面図（従来のもの）。 構造の概略を示す断面による正面図（実施例１）。 断面による側面図。 分解して示す斜視図。 要部を拡大して示す斜視図（爪を分解してある）。 要部を拡大して示す断面を主とした側面図。 （イ）（ロ）ともに実施例２における爪の形態を示す斜視図。 （イ）（ロ）ともに実施例３における爪の形態を示す斜視図。 オーバーラップの差を図示した正面図（下方にそれぞれ爪があわせて図示されている。Ｂが本願の実施例）。

符号の説明

１ 平行開閉チャック
２ チャック本体
３ａ，３ｂ フィンガー
４ａ，４ｂ 爪
５ 第１のピストン
６ 戻しばね
７ 第２のピストン
８ａ，８ｂ 押圧レバー
９ａ，９ｂ アクションレバー
１０ シリンダー室
１１ 平行開閉チャック
１２ チャック本体
１３ａ，１３ｂ フィンガー
１４ａ，１４ｂ 爪
１５ ピストン
１６ 戻しばね
１７ａ，１７ｂ スライド部材
１８ シリンダー室
１９ 前壁
２０ 後壁
２１ａ，２１ｂ 駆動用溝
２２ａ，２２ｂ ガイド用の長孔
２３ａ，２３ｂ ガイド用の長孔
２４ａ，２４ｂ 左爪取付け部
２５ａ，２５ｂ 右爪取付け部
２６ 上ポート
２７ サイドポート
２８ ロッド相当部分
２９ 駆動ローラー用ピン
３０ 駆動ローラー
３１ 支軸
３２ 支軸
３３ａ，３３ｂ ガイドローラー
３４ａ，３４ｂ ガイドローラー
３５ スリーブ
３６ プリロードばね
３７ カラー
３８ 摺動ガイドプレート
３９ スリット
４０ 突部
４１ 貫通孔
４２ａ 段部
４２ｂ 立上がり部
４３ ねじ孔
４４ ねじ
４５ ピン
４６ ピン（従来例）

Claims (4)

1. チャック本体にピストンを設け、その上下運動によってチャック本体にガイドされた２個のフィンガーを水平方向で背反往復駆動する平行開閉チャックであって、それぞれのフィンガーはスライド部材とこれにねじ止めされる爪とからなり、スライド部材はねじ用貫通孔と上端が閉じ下方が開放されたスリットを有し、爪はねじ孔と前記スリットの間隔にほぼ等しい幅の突部を側方へ突出させて有し、スライド部材に対して爪を前記スリットに下方の開放箇所から突部を係合させてねじ止めしてあることを特徴とした平行開閉チャック。
2. 突部は、幅寸法よりもスリットの長手方向寸法の方が大きいものであることを特徴とした請求項１に記載の平行開閉チャック。
3. 突部は、スリットの間隔寸法にほぼ等しい直径のピンであることを特徴とした請求項１に記載の平行開閉チャック。
4. スライド部材はおのおのチャック本体の左右にわたる寸法のものであり、それぞれに前記のスリットと突部を左側と右側に対象に備えていることを特徴とした請求項１〜３のいずれかひとつに記載の平行開閉チャック。

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