JP5049850B2 - 摩擦圧接機のチャック装置およびワーク把持の開放方法 - Google Patents
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Description
コレットチャックは、チャック本体へシリンダーを有し、該シリンダーの推力によってチャックの軸方向へ進退可能な円環状のプランジャーが設けられている。
プランジャーは駆動軸を介して筒状の基部が取り付けられテーパー面を有しており、テーパー面と接触する傾斜面を有する爪部が設けられている。
シリンダーの駆動によりプランジャーがチャック軸方向へ移動すると、駆動軸を介して、基部が軸方向へ移動し、爪部の傾斜面がテーパー面上を摺動して爪部が半径方向内方に移動しワークを把持する。
一般的に、ワークを把持する際にワークへ傷を生じさせないようにコレットチャックが用いられている。
そのため、把持するワークの大きさが変更する、例えば多種多様なワークで摩擦圧接作業を行ない、ひとつのワークを摩擦圧接した後に異なるワーク径のワークを摩擦圧接する場合では、ひとつのワークに適したチャック装置をそのまま別のワークに用いることができず、ワーク径の異なるワークの摩擦圧接を行なう度に夫々のワークに適したチャック装置を交換しなければならない。
これは連続して作業を行なう製造現場では非常に手間がかかり、作業効率の著しい悪化を招くことになり、容易にワーク径の変更に対応できない。
また、摩擦圧接においては、接合後にワークの接合部位にバリがワークの円周方向へ突出して形成される。このバリの突出がワークの着脱作業の際に障害となり、ワークの着脱作業を容易に行なうことが困難となる。
したがって、本発明は、前述の問題を解決し、摩擦圧接機のワークの把持に用いるチャック装置において、爪の開きが大きく、ワーク径の変更に容易に対応できるチャック装置及びワークの把持開放方法を提供することを目的とする。
また、前記レバーが、力点部より後方へ凹部を備え、該凹部が楔作用を発生させるスライド部材の前部を入り込ませるチャック装置である。
前記チャック装置の押圧部が本体の半径方向内方へ常に突出して設けられているチャック装置である。
また、前記伝達部材が弾性体で形成されているチャック装置である。
また、摩擦圧接によりワーク同士の継ぎ目にワーク径より大きいバリが発生することがあるが、このバリが大きくなっても容易にチャック装置から取り出すことができ、ワークの交換作業を簡単に行うことができる。
また、異形ワークでなくても、同径ワークを連続して摩擦圧接する際に、チャック装置のレバーの開きが大きいので、ワークの交換作業をすばやくスムーズに行うことができ、作業時間を短縮することが可能となる。
また、請求項6に記載の発明によれば、力点部に加わる力による反力を作用点部へ受けることができるので、レバーの支点部へ過大な負担が加わることなくワークの把持力を大きくできる。
図1は、本発明の実施例であるチャック装置の正面図である。
図2は、図1中のA−A矢視による断面図である。
チャック装置の本体1には、図示しない動力源であるモーターにより回転力が与えられ、回転可能になされ、摩擦圧接機の基部へ取り付けられている。
本体1は円筒形状に形成され、該本体1には軸方向に形成される環状のガイド溝22が設けられており、本体1のガイド溝22には本体の軸方向前方・後方へ移動する円筒形状のスライド部材6が挿入されている。
該スライド部材6の半径方向内方にはスライド部材6の移動に伴い本体1の半径方向へ揺動する複数のレバー2が本体1の軸方向前方(図2中左側)に設けられ、支点部19により本体1に支持されて本体1の半径方向へ揺動可能に備えられている。
本実施例では、支点部19としてレバーピン4を備え、レバーピン4はレバー2を貫通して、本体1に固定されており、レバー2は、レバーピン4を中心に本体1の半径方向へ揺動する。
スライド部材6の後方端部は、本体1の一部と係合してシリンダーを形成するピストン5と一体になされ、ピストン5の駆動により、ピストン5と一体となって本体の軸方向へ移動可能になされている。
本体1の一部とピストン5は、互いに組み合わせることで、油室A12と油室B14を形成し、本体1に設けられた油路A13、油路B15を通して供給される作動油により、ピストン5が本体の方向へ移動可能になされている。
また、スライド部材6を軸方向後方へ移動させる際には、前記油圧装置より、油路B15を経由して、油室B14へ作動油が供給される。これにより、本体1とピストン5で形成されるシリンダー7の駆動で、ピストン5が本体の軸方向の後方へ移動し、ピストン5と一体になされたスライド部材6も同様に本体の軸方向の後方へ移動する。
スライド部材6の前部7とレバー2の力点部20は互いに合致する傾斜面を形成し、スライド部材6の前方への移動による楔作用によってスライド部材6から半径方向内方への力がレバー2の力点部20へ向けて作用するようになされている。
また、レバー2の先端の半径方向内方側には、スライド部材6から押圧されて本体の半径方向の内方へ揺動してワーク16と接触する作用点部21を有しており、レバー2は作用点部21から受ける把持力によりワーク16のチャッキングを行なう。
本実施例の押圧部8は、本体の半径方向へ摺動可能に設けられるピン部10とピン部10を本体の半径方向内方へ押圧する図示しない付勢手段11が備えられている。
押圧部8は付勢手段11により常にレバー2の外方側の面へ当接しており、スライド部6が軸方向後方へ移動し押圧部8がレバー2の支点部19より本体の軸方向後方に位置すると、レバー2が支点部19を中心に本体の半径方向の外方へ揺動され、レバー2の外方への開きを強制的に大きくなす。
図3は、ワーク把持時のチャック装置の部分断面図である。
本実施例のチャック装置でワーク16を把持する際には、前述のピストン5の動作によりスライド部材6が本体の軸方向の前方へ移動し、スライド部材6の前部7がレバー2の先端部の外方部位である力点部20に接触する。
スライド部材6の前部7と力点部20は、互いに傾斜面で接触しているのでスライド部材6の移動による楔作用によって、スライド部材6の前部7がレバー2の力点部20を半径方向内方へ押圧する。
レバー2が本体の半径方向内方へ揺動することで、レバー2の先端の作用点部21がワーク16に当接する。
そのとき、レバー2の作用点部21とワーク16が接触し、レバー2に加えられる楔作用の作用力がレバー2の作用点部21へ把持力として伝わり、レバー2によりワーク16が把持される。
図4は、ワーク開放時の第一段階である把持解除工程の部分断面図である。
図5は、ワーク開放時の第二段階であるレバー開放工程の部分断面図である。
図4に示すように、ワーク開放時の第一段階である把持解除工程では前述のピストン5の動作によってスライド部材6が本体の軸方向後方へ移動し、スライド部材6の前部7とレバー2の力点部20との楔作用がなくなり、スライド部材6によるレバー2の力点部20への押圧が解除される。これにより、まずレバー2によるワーク16の把持が解除されチャック装置の第一段階の開放が行われる。
この状態では、レバー2への押圧は解除されるが、レバー2を半径方向外方へ開かせる力は作用しておらず、レバー2によるワーク把持の解除は行なわれるが、レバー2は半径方向外方には開放されない。
ピストン5がさらに本体の軸方向後方へ移動されると、スライド部材6もさらに後方へ移動する。
スライド部材6が本体の軸方向後方へ移動することにより、スライド部材6に設けられた押圧部8がレバー2の支点部19よりも後方を半径方向内方へ押圧する。
レバー2は、支点部19を本体へ揺動可能に支持されているので、支点部19よりも後方を半径方向内方へ押圧されたレバー2は、支点部19を中心にレバーの前方側が本体の半径方向外方へ揺動する。
これにより、レバー2は、ワーク16に対して、外方へ大きく開き、チャック装置の第二段階の開放が行われる。
図6は、第2実施例のワークを把持した時の部分断面図である。
第2実施例におけるレバー2aは、スライド部材6に接触する力点部20が、ワーク16に当接する作用点部21よりも本体の軸方向前方へ設けられている。
図6に示すように、レバー2aの力点部20と支点部19間の距離Aと、レバー2aの作用点部21と支点部19間の距離Bとを比べると、A>Bとなる配置になされている。
さらに、レバー2aへ設けられる力点部20と作用点部21が支点部19と同じ距離になるように配置されると、力点部20へ加えられる力は、支点部19へ作用することなく全て作用点部21へ伝達される。
そのため、さらに大きな力でワークを把持する際には、レバー2aの支点部19へ負荷が加わることなく、強い力でワーク16を把持することができる。
例えば他の構造としてレバー2の支点部19を球形状になし、本体側が球形を受ける形状となして、レバー2を本体1に対して揺動可能に支持することができる。このように支点部19を前記球形状に支持すれば、レバーピン4を用いた構造よりも大きな作用力をレバー2へ加えることができ、強力な把持力でワーク16を把持することが可能となる。
そこで押圧部8を摺動可能とせず、半径方向内方へ常に突出した凸部に形成し、レバー2の支点部19より後方を押圧する形状とすれば、前述の実施例と同様な効果を奏し、レバー2を半径方向の外方へ揺動させてチャックを開放することができる。
そのため、押圧部8が直接にレバー2に接触せずに、まず押圧部8が伝達部材24に接触し伝達部材24を半径方向内方へ押圧する。その後、押圧された伝達部材24がレバー2の支点部19の後方を押圧し、前述の実施例と同様にレバー2が支点部19を中心に揺動してレバー2が半径方向外方へ大きく開かれる。
前記伝達部材24はリング形状をなし、例えばOリングのような弾性体で形成すれば、弾性体の弾性変形による形状の自由度によってレバー2のかみ込みを防止できる。また、弾性変形した際の復元力を利用して押圧力を増すことにより、レバー2の半径方向外方へ開く動作をよりスムーズに行なうことが可能となる。
2 レバー
6 スライド部材
8 押圧部
16 ワーク
19 支点部
20 力点部
21 作用点部
23 凹部
24 伝達部材
Claims (8)
- 円筒形状の本体と、
該本体の軸方向に形成される環状のガイド溝に挿入され本体の軸方向前方・後方へ移動するスライド部材と、
該スライド部材の移動に伴い本体の半径方向へ揺動する複数のレバーからなり、
該レバーがスライド部材の軸方向への移動に伴う楔作用によって内方へ押圧される力点部と該力点部からの作用力でワークを把持する作用点部および本体に揺動可能に支持される支点部を備え、
前記スライド部材が本体の軸方向後方への移動によってレバーの支点部より後方を本体の半径方向内方へ押圧しレバーを開くための押圧部を備えることを特徴とする摩擦圧接機のワークを把持するチャック装置。 - 前記押圧部が本体の半径方向へ摺動自在に設けられるピン部と、
該ピン部を本体の半径方向内方へ押圧する付勢手段から形成されること
を特徴とする請求項1に記載のチャック装置。 - 前記押圧部がスライド部材の本体の半径方向内方へ常に突出して設けられていること
を特徴とする請求項1に記載のチャック装置。 - 前記押圧部とレバーとの間に、押圧部からの力をレバーへ伝達する伝達部材を備えることを特徴とする請求項1に記載のチャック装置。
- 前記伝達部材が弾性体で形成されていることを特徴とする請求項4に記載のチャック装置。
- 前記レバーの力点部が作用点部よりも本体の軸方向前方へ設けられていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のチャック装置。
- 前記レバーが、力点部より後方へ凹部を備え、該凹部が楔作用を発生させるスライド部材の前部を入り込ませること
を特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のチャック装置。 - 円筒形状の本体と、
該本体の軸方向に形成される環状のガイド溝に挿入され本体の軸方向前方・後方へ移動するスライド部材と、
該スライド部材の移動に伴い本体の半径方向へ揺動する複数のレバーからなり、
該レバーがスライド部材の軸方向への移動に伴う楔作用によって内方へ押圧される力点部と該力点部からの作用力でワークを把持する作用点部および本体に揺動可能に支持される支点部を備え、
前記スライド部材が本体の軸方向後方への移動によってレバーの支点部より後方を本体の半径方向内方へ押圧しレバーを開くための押圧部を備える摩擦圧接機のチャック装置のワークを開放する方法において、
まずスライド部材が本体の軸方向後方へ移動してスライド部材によるレバーの力点部への押圧を解除する把持解除工程と、
次にスライド部材のさらなる後方への移動によって押圧部がレバーの支点部より後方を本体の半径方向内方へ押圧してレバーを半径方向外方へ揺動させるレバー開放工程からなり
ワークの開放を二段階でのレバーの動作で行なうことを特徴とする
チャック装置の把持開放方法。
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