TWI483806B - Fixture device - Google Patents

Description

夾具裝置

本發明係關於將工件夾持於安裝台之夾具裝置，尤其是關於在對工件之內周面進行研削完成加工時，所使用之適當之夾具裝置。

有藉由將熱處理後之內齒輪工件固定於安裝台，在該狀態下，對內齒輪工件之齒面進行研削完成加工，來提高齒輪精度之技術。作為內齒輪工件之固定方法，有夾持內齒輪工件之外周面之方法、與夾持內齒輪工件之端面之方法(例如，參照專利文獻1)。

作為夾持內齒輪工件之外周面之方法，有使用夾頭或複數之爪部之方法。使用夾頭之方法，係藉由將工件配置於安裝台之上面，以固持工件及安裝台之外周面的方式配置夾頭，將夾頭引入下方，並強制性地將夾頭之上端部附近縮徑，來將工件及其外周面之圓周方向整體固持並固定於安裝台。使用複數之爪部之方法，係藉由將工件配置於安裝台之上面，並朝工件之外周面壓上複數之爪部，來將工件從其外周面固持並固定於安裝台。

作為夾持內齒輪工件之端面之方法，有使用機器手指或機器手臂之方法。使用機器手指之方法，係藉由將工件配置於安裝台之上面，使複數之機器手指於上下方向旋轉，並將機器手指之前端部朝工件之端面壓上，來將工件從其端面固持並固定於安裝台。使用機器手臂之方法，係藉由將工件配置於安裝台之上面，使複數之機器手臂於水平方向旋轉，並將機器手臂之前端部配置於工件之端面上，將機器手臂之基端部引入下方，來將工件從其端面固持並固定於安裝台。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本實公平7-27056號公報(例如，參照[圖1]等)

從提高研削完成加工之作業效率之觀點來看，就以高速旋轉安裝台(工件)進行了研究。然而，在上述之夾持工件之外周面之方法中，由於離心力對治具(夾頭、複數之爪部)產生作用減弱工件之拘束力，故無法將安裝台(工件)之迴轉速度提高至特定之速度以上。在夾持工件之端面之方法中，雖可增加機器手指或機器手臂之數量來提高夾持力，但因應於此會造成機器大型化，且提高夾持力亦有極限。又，使用爪部、機器手指、機器手臂夾持工件之方法，假設若治具(爪部、機器手指、機器手臂)破損，或固定治具之固定具鬆脫等，則有可能導致治具飛散，而需要提高安全性。

綜上所述，本發明係為解決前述之問題而完成者，其目的在於提供一種夾具裝置，其提高把將內周面加工之工件夾持於安裝台之夾持力，且提高了安全性。

解決上述問題之第1發明之夾具裝置，其特徵在於其係夾持配置於安裝台之基準面之工件者，且具備：板狀之固定構件，其形成有大於前述工件之內徑並小於外徑之孔部，且與配置於前述安裝台之基準面之前述工件之端面面接觸；及推力賦予機構，其係包圍前述安裝台之筒狀，且對前述固定構件朝前述工件之端面賦予推力。

解決上述問題之第2發明之夾具裝置，其特徵在於其係第1發明者，且前述推力賦予機構係設置於前述安裝台。

解決上述問題之第3發明之夾具裝置，其特徵在於其係第2發明者，且前述推力賦予機構係以設置於內周部之突起部、及形成於前述安裝台之外周部且前述推力賦予機構之前述突起部嵌入之溝部，來形成可供排油壓之油壓室。

解決上述問題之第4發明之夾具裝置，其特徵在於其係第3發明者，且前述固定構件與前述推力賦予機構係以卡口機構連結。

解決上述問題之第5發明之夾具裝置，其特徵在於其係第4發明者，且進一步具備搬送前述固定構件之搬送機構。

解決上述問題之第6發明之夾具裝置，其特徵在於其係第5發明者，且前述搬送機構具有支撐前述固定構件之支撐台、及於上下方向移動前述支撐台之移動機構。

解決上述之問題之第7發明之夾具裝置，其特徵在於其係第6發明者，且進一步具備調節前述固定構件之相位之相位調節機構，且前述相位調節機構係設置於前述支撐台，可朝前述固定構件進退，且具有可嵌合於形成於該固定構件之外周面之凹部之活塞桿。

根據本發明之夾具裝置，其係藉由具備：板狀之固定構件，其設有大於工件之內徑並小於外徑之孔部；及推力賦予機構，其係包圍前述安裝台之筒狀，且對前述固定構件朝前述工件之端面賦予推力；來達到即使固定構件或推力賦予機構破損，作業時係工具係插在以工件之內周部所包圍之區域，亦可防止固定構件及推力賦予機構向外飛出之效果。藉此，可提高安全性。又，藉由固定構件，可與工件之端面面接觸，並將工件固定於安裝台。因此，與先前之以爪部朝工件之外周面賦予推力之夾具裝置，及藉由機器手指或機器手臂而朝工件之端面賦予推力之夾具裝置相較，可提高將工件夾持於安裝台之夾持力。

關於本發明之夾具裝置，於各實施形態進行具體說明。

[第一實施形態]

參照圖1及圖2，說明本發明之第一實施形態之夾具裝置。

本實施形態之夾具裝置，設置於設置有進行工件之定心之基準面之安裝台。如圖1所示，安裝台30具有設置於中央之孔部30a、及設置於孔部30a之邊緣之階差部31。階差部31係由基準面32、及連接於基準面32之外周部，並向上方延伸之側壁部33所構成。側壁部33之上端連接於安裝台30之上面部30b。階差部31係以與工件101之外徑D2大致相同之大小而形成，且成為藉由於階差部31配置工件101，來進行工件101之定心之狀態。即，工件101之中心軸係與安裝台30之中心軸C1一致而配置。側壁部33之高度形成較工件101之高度更低，藉由於階差部31配置工件101，來使工件101之端面101a從安裝台30之上面部30b向上方突出。再者，於工件101之內周面101b形成有齒輪。

於階差部31之基準面32，連通設有第1空氣供給通路81，可對階差部31之基準面32供給空氣91。將第1空氣供給通路81複數設置於圓周方向。藉由測量第1空氣供給通路81之氣壓，可確認工件101是否已以特定之樣子安裝。藉此，可抑制工件101之加工精度之降低。

夾具裝置係夾持配置於安裝台30之基準面32之工件101之裝置。夾具裝置係具備：固定構件10，其具有與配置於安裝台30之基準面32之工件101之端面101a面接觸之面接觸部11b；及推力賦予器(推力賦予機構)20，其對固定構件10朝工件101之端面101a賦予推力。

固定構件10係為底筒形狀者，且具有圓盤狀之底板部11、及連接於底板部11之緣部之筒部12。於底板部11之中央設有孔部11a。孔部11a之直徑d1係大於工件101之內徑D1，並小於工件101之外徑D2。於筒部12之前端部(下端部)設有向中心突出之爪部13。爪部13以特定之間隔複數設置於筒部12之圓周方向。於筒部12之基端部，遍及全周形成有向中心突出之突出部14。如圖1及圖2所示，複數之爪部13及突出部14，與後述之推力賦予器20之第1、第2外突出部21、22，係卡口機構而可連結。藉此，可使推力賦予器20與固定構件10一起向上方或下方移動。若推力賦予器20向下方移動，固定構件10就向下方移動，且固定構件10之底板部11之前端部分(面接觸部)11b成為面接觸工件101之端面101a，使工件101朝安裝台30而賦予推力。若推力賦予器20向上方移動，則固定構件10亦向上方移動，且解除對工件101之安裝台30之夾持。

推力賦予器20係為圓筒形狀者，且可上下移動地設置於安裝台30之外周部30c之上面部30b附近。於推力賦予器20之外周部20a之下部，遍及全周形成有朝徑向突出之第1外突出部21。於推力賦予器20之外周部20a之上部，於圓周方向形成有複數朝徑向突出之第2外突出部22。藉此，可以卡口機構連結固定構件10與推力賦予器20，可將固定構件10容易地安裝於推力賦予器20。

於推力賦予器20之內周部20b，形成有朝中心側(安裝台30側)突出，且可嵌入形成於安裝台30之外周部30c之溝部34之內突出部23。以安裝台30之溝部34與推力賦予器20之內突出部23，形成第1油壓室41與第2油壓室42。於安裝台30形成有連通於第1油壓室41之第1油壓通路82。藉由通過第1油壓通路82，以泵(未圖示)對第1油壓室41供給油壓92，推力賦予器20朝下方被致能。藉此，固定構件10向下方拉伸，固定構件10之面接觸部11b朝安裝台30之基準面32致能構件101之端面101a，將工件101固定於安裝台10之基準面32。

於安裝台30形成有連通於第2油壓室42之第2油壓通路83。藉由通過第2油壓通路83，以泵(未圖示)對第2油壓室42供給油壓93，推力賦予器20朝上方被致能。藉此，固定構件10被推至上方，解除固定構件10之面接觸部11b將工件101之端面101a朝向安裝台30之基準面32之推力。

再者，於推力賦予器20之內周部20b，鄰接於第1油壓室41分別配置有橡膠密封件71、72，來防止來自該第1油壓室41之油壓92外洩。於推力賦予器20之內周部20b，鄰接於第2油壓室42分別配置有橡膠密封件73、74，來防止來自該第2油壓室42之油壓93外洩。

於安裝台30及推力賦予器20，連通設有第2空氣供給通路84。第2空氣供給通路84係由形成於安裝台30之連通孔35、及形成於推力賦予器20之空氣供給孔24所構成。再者，連通孔35形成較空氣供給孔24大徑。藉此，即使推力賦予器20上下動，連通孔35與空氣供給孔24連通，仍可通過連通孔35，對空氣供給孔24供給空氣94。空氣供給孔24之前端部面向第2外突出部22之下面部。第2空氣供給通路84係複數設置於推力賦予器20之圓周方向。藉由測量第2空氣供給通路84之氣壓，可確認固定構件10是否已以特定之樣子安裝。藉此，可確實固持固定構件10。

其次，說明藉由上述之構成之夾具裝置，將工件101夾持於安裝台30之動作、與鬆開工件101之動作。

首先，於將工件101夾持於安裝台30之情形，將工件101配置於安裝台30之階差部31之基準面32上。其次，將固定構件10安裝於推力賦予器20。將固定構件10安裝於推力賦予器20後，藉由泵經由第1油壓通路82，對第1油壓室41供給油壓92。藉此，推力賦予器20朝下方被致能，且固定構件10向下方拉伸。其結果，使固定構件10之面接觸部11b朝安裝台30之基準面32致能工件101之端面101a。藉此，將工件101固定於安裝台30之基準面32。此時，藉由測量第1空氣供給通路81之氣壓，可確認工件101之樣子。又，藉由測量第2空氣供給通路84之氣壓，可確認固定構件10之樣子。確認已以特定之樣子配置好工件101及固定構件10後，在該狀態下，將工具(未圖示)***至以工件101之內周面101b所包圍之區域，對工件101之內周面101b進行完成加工。

另一方面，鬆開工件101之情形，係停止利用泵對第1油壓室41供給油壓92，另一方面，藉由泵經由第2油壓通路83對第2油壓室42供給油壓93。藉此，推力賦予器20朝上方被致能，且固定構件10被推向上方。其結果，解除固定構件10之面接觸部11b將工件101之端面101a朝向安裝台30之基準面32之推力。因此，工件101成為配置於安裝台30之基準面32之狀態。即，變成將工件101鬆開。在該狀態下，使安裝台30旋轉，將固定構件10從推力賦予器20拆卸，並將工件101從安裝台30之階差部31取出。

因此，根據本實施形態之夾具裝置，係藉由固定構件10具有直徑d1大於工件101之內徑D1，並小於外徑D2之孔部11a，且具有面接觸工件101之端面101a之面接觸部11b，即使推力賦予器20破損，作業時工具係插在以工件101之內周面101b所包圍之區域，亦可防止固定構件10向外飛出。藉此，提高安全性。又，由於可藉由固定構件10，對工件101之端面101a遍及全周朝安裝台30賦予推力，而與先前之以爪部朝工件之外周面賦予推力之夾具裝置，及藉由機器手指或機器手臂朝工件之端面賦予推力之夾具裝置相較，可提高將工件101夾持於安裝台30之夾持力。

[第二實施形態]

參照圖3，說明本發明之第二實施形態之夾具裝置。本實施形態係藉由使用引導構件及夾頭取代安裝台之階差部，來進行工件之定心。本實施形態，係將上述之第一實施形態之夾具裝置所具備之安裝台之替代品，以安裝台、夾頭及引導構件來構成之裝置者，除此以外具備相同之器具。在本實施形態中，對與第一實施形態之夾具裝置相同之器具，附註相同之符號，省略其說明。

如圖3所示，在本實施形態之夾具裝置中，工件101係配置於安裝台110之基準面111上。再者，於安裝台110之中央設置有孔部110a。夾具裝置具備進行該工件101之定心之夾頭120及引導構件130。於引導構件130之外周部130c，形成有推力賦予器20之內突出部23嵌入之溝部34，且與上述之第一實施形態之夾具裝置所具備之安裝台30相同，形成有第1、第2油壓室41、42。於第1、第2油壓室41、42連通形成有第1、第2油壓通路82、83。第1、第2油壓室41、42可分別供排油壓92、93。推力賦予器20與固定構件10可以卡口機構連結。藉此，推力賦予器20與固定構件10可一起向上方或下方移動。

於引導構件130之內周部之上端部130a附近，形成有隨著往上方而擴徑之傾斜部131。於安裝台110與引導構件130之間配置夾頭120。夾頭120係藉由未圖示之引入機構而可向圖中下方引入。於夾頭120之外周部之上端部120a附近，形成有隨著往上方而擴徑之圓錐部121。於夾頭120之內周部之上端部120a附近，形成有固持配置於安裝台110之基準面111上之工件101之固持部122。藉此，將工件101配置於安裝台110之基準面111上，將夾頭120配置於安裝台110與引導構件130之間，並朝下方引入，藉此，使夾頭120之上端部120a附近強制縮徑，進行配置於安裝台110之基準面111上之工件101之定心。又，藉由將夾頭120向上方推，來解除將夾頭120之上端部120a附近縮徑之力。

其次，說明藉由上述之構成之夾具裝置，將工件101夾持於安裝台110之動作，與鬆開工件101之動作。

首先，夾持工件101之情形，係將工件101配置於安裝台110之基準面111上。其次，將夾頭120配置於安裝台110與引導構件130之間，向圖中下方引入。藉此，進行工件101之定心。於推力賦予器20安裝固定構件10。接著，藉由泵經由第1油壓通路82，對第1油壓室41供給油壓92。藉此，推力賦予器20朝下方被致能，且固定構件10向下方拉伸。其結果，固定構件之面接觸部11b朝安裝台110之基準面111致能工件101之端面101a。因此，工件101係固定於安裝台110之基準面111。在該狀態下，將工具(未圖示)***以工件101之內周面101b所包圍之區域，將工件101之內周面101b進行完成加工。

另一方面，鬆開工件101之情形，係停止利用泵對第1油壓室41供給油壓92，另一方面，藉由泵經由第2油壓通路83對第2油壓室42供給油壓93。藉此，推力賦予器20朝上方被致能，且固定構件10被推向上方。其結果，可解除固定構件10之面接觸部11b將工件101之端面101a朝向安裝台110之基準面111之推力。因此，工件101成為配置於安裝台110之基準面111之狀態。即，變成將工件101鬆開。在該狀態下，使安裝台110旋轉，將固定構件10從推力賦予器20拆卸，並將工件101從安裝台110取出。

因此，根據本實施形態之夾具裝置，與第一實施形態之夾具裝置相同，與先前之以爪部朝工件之外周面賦予推力之夾具裝置，及藉由機器手指或機器手臂朝工件之端面賦予推力之夾具裝置相較，可提高將工件101夾持於安裝台110之夾持力。又，可提高安全性。

[第三實施形態]

參照圖4及圖5，說明本發明之第三實施形態之夾具裝置。本實施形態之構成，係在上述之第二實施形態之夾具裝置，進一步設有搬送固定構件之搬送裝置。在本實施形態中，對與第二實施形態之夾具裝置相同之器具，附註相同之符號，省略其說明。

如圖4及圖5所示，本實施形態之夾具裝置進一步具備搬送固定構件10之搬送裝置200。搬送裝置200具有支撐固定構件10之支撐台210、及使支撐台210於上下方向移動之移動機構(移動手段)220。

於支撐台210設置孔部211，且沿著孔部211設有階差部212。支撐台210之孔部211係形成可插通安裝台110、夾頭120、引導構件130、推力賦予器20。階差部212係形成可使固定構件10之下端部嵌入。藉此，可在支撐台210之上面部210a之特定位置，支撐固定構件10。

於支撐台210，鄰接於階差部212設置調節固定構件10之相位之相位調節機構(相位調節手段)230。相位調節機構230係由圓筒231、與可朝固定構件10進退之活塞桿232所構成。活塞桿232之前端部形成可嵌合於形成於固定構件10之外周部12b之凹部15。藉此，可調節固定構件10之相位。

移動機構220係設於加工工件101之工作機械之柱300之前面部300a。移動機構220具有：於上下方向延伸之軌道221；固定軌道221之下端部與支撐台210之基端部之托架222；設置於柱300之前面部300a，且使軌道221可滑動之滑動部223、223；及圓筒224。於圓筒224設有可進退(上下移動)之活塞桿225。活塞桿225之前端部225a係固定於支撐台。隨著活塞桿225之進退，支撐台210上下移動。再者，圓筒224係藉由固定具(未圖示)固定於工作機械之柱300之前面部300a。

其次，說明在上述構成之夾具裝置，搬送固定構件10之動作。

於安裝台110之基準面111上配置工件101，將夾頭120朝下方引入。即，在進行過工件101之定心之狀態下，將工件101配置於安裝台110之基準面111上。其次，使柱300旋轉，在與工件101對向之部位配置移動機構220。即，於工件101之上方配置固定構件10。接著，將活塞桿225伸長，使支撐台210沿著軌道221向下方移動。接著，使支撐台110旋轉，連結固定構件10與推力賦予器20。接著，收縮相位調節機構230之活塞桿232，將移動機構220之活塞桿225進一步伸長，使支撐台210進一步向下方移動。在該狀態下，將工具配置於以工件101之內周面101a所包圍之區域內，將工件101之內周面101a進行研削加工等完成加工。

其次，說明將工件之內周面進行完成加工後，搬出固定構件10之動作。

首先，使工具從以工件101之內周面101a所包圍之區域向上方移動，並向離開工件101之上方之部位移動工具。接著，收縮移動機構220之活塞桿225，使支撐台210沿著軌道221向上方移動。將支撐台210之階差部212靠近固定構件10之下端部配置。接著，視需要使安裝台110旋轉。接著，將相位調節機構230之活塞桿232伸長，將活塞桿232之前端部***至固定構件10之凹部15。接著，使安裝台110旋轉，解除固定構件10與推力賦予器20之連結。接著，收縮移動機構220之活塞桿225，使支撐台210及固定構件10沿著軌道221向上方移動。視需要使柱300旋轉。藉此，將固定構件10配置於離開工件101之上方之位置。

因此，根據本實施形態之夾具裝置，與上述之第二實施形態相同，與先前之以爪部朝工件之外周面賦予推力之夾具裝置，及藉由機器手指或機器手臂朝工件之端面賦予推力之夾具裝置相較，可提高將工件101夾持於安裝台110之夾持力。又，可提高安全性。

再者，藉由具備搬送裝置200，可搬送固定構件10，且可容易更換固定構件10及搬出工件101，可進一步提高安全性。

藉由以支撐台210與移動裝置220構成搬送裝置200，裝置本身簡單化，且可抑制設備之成本增加。

藉由進一步具備相位調節機構230，可容易地進行固定構件10與推力賦予器20之相位調整配合，可以高效率進行作業。

再者，上述雖已說明適用於藉由夾頭120進行工件101之定心之夾具裝置之情形，但亦可適用於藉由設置於安裝台之階差部之基準面來進行工件之定心之夾具裝置。

[產業上之可利用性]

根據本發明之夾具裝置，由於可提高將加工內周面之工件夾持於安裝台之夾持力，且可提高安全性，故可在工作機械產業等方面為有效利用。

10．．．固定構件

11．．．底板部

11a．．．孔部

11b．．．面接觸部

12．．．筒部

13．．．爪部

14．．．突出部

15．．．凹部

20．．．推力賦予器

20a．．．外周部

20b．．．內周部

21．．．第1外突出部

22．．．第2外突出部

23．．．內突出部

24．．．空氣供給孔

30．．．安裝台

30a．．．孔部

30b．．．上面部

30c．．．外周部

31．．．階差部

32．．．基準面

33．．．側壁部

34．．．溝部

35．．．連通孔

41．．．第1油壓室

42．．．第2油壓室

71．．．橡膠密封件

72．．．橡膠密封件

73．．．橡膠密封件

74．．．橡膠密封件

81．．．第1空氣供給通路

82．．．第1油壓通路

83．．．第2油壓通路

84．．．第2空氣供給通路

91．．．空氣

92．．．油壓

93．．．油壓

94．．．空氣

101．．．工件

101a．．．端面

101b．．．內周面

110．．．安裝台

110a．．．孔部

111．．．基準面

120．．．夾頭

121．．．圓錐部

130．．．引導構件

130a．．．上端部

130c．．．外周部

131．．．傾斜部

200．．．搬送裝置

210．．．支撐台

210a．．．上面部

211．．．孔部

212．．．階差部

220．．．移動機構

221．．．軌道

222．．．托架

223．．．滑動部

224．．．圓筒

225．．．活塞桿

225a．．．前端部

230．．．相位調節機構

231．．．圓筒

232．．．活塞桿

300．．．工作機械之柱

300a．．．前面部

C1．．．中心軸

D1．．．內徑

d1．．．直徑

D2．．．外徑

圖1係本發明之第一實施形態之夾具裝置之剖面圖。

圖2係說明第一實施形態之夾具裝置所具備之固定構件及推力賦予器之連結狀態的圖。

圖3係本發明第二實施形態之夾具裝置之剖面圖。

圖4係本發明之第三實施形態之夾具裝置之側視圖。

圖5係本發明之第三實施形態之夾具裝置之俯視圖

10．．．固定構件

11．．．底板部

11a．．．孔部

11b．．．面接觸部

12．．．筒部

13．．．爪部

14．．．突出部

20．．．推力賦予器

20a．．．外周部

20b．．．內周部

21．．．第1外突出部

22．．．第2外突出部

23．．．內突出部

24．．．空氣供給孔

30．．．安裝台

30a．．．孔部

30b．．．上面部

30c．．．外周部

31．．．階差部

32．．．基準面

33．．．側壁部

34．．．溝部

35．．．連通孔

41．．．第1油壓室

42．．．第2油壓室

71．．．橡膠密封件

72．．．橡膠密封件

73．．．橡膠密封件

74．．．橡膠密封件

81．．．第1空氣供給通路

82．．．第1油壓通路

83．．．第2油壓通路

84．．．第2空氣供給通路

91．．．空氣

92．．．油壓

93．．．油壓

94．．．空氣

101．．．工件

101a．．．端面

101b．．．內周面

C1．．．中心軸

D1．．．內徑

d1．．．直徑

D2．．．外徑

Claims (5)

1. 一種夾具裝置，其特徵在於其係夾持配置於安裝台之基準面之工件者，且包含：板狀之固定構件，其形成有大於前述工件之內徑並小於外徑之孔部，且與配置於前述安裝台之基準面之前述工件之端面面接觸；及推力賦予機構，其係包圍前述安裝台之筒狀，且對前述固定構件朝前述工件之端面賦予推力，其中前述推力賦予機構設置於前述安裝台，且以設置於內周部之突起部、及形成於前述安裝台之外周部且供前述推力賦予機構之前述突起部嵌入之溝部，來形成可供排油壓之油壓室。
2. 如請求項1之夾具裝置，其中前述固定構件與前述推力賦予機構係以卡口機構連結。
3. 如請求項2之夾具裝置，其進一步包含搬送前述固定構件之搬送機構。
4. 如請求項3之夾具裝置，其中前述搬送機構包含支撐前述固定構件之支撐台、及於上下方向移動前述支撐台之移動機構。
5. 如請求項4之夾具裝置，其中其進一步包含調節前述固定構件之相位之相位調節機構；且前述相位調節機構係設置於前述支撐台，且具有可朝前述固定構件進退，且可嵌合形成於該固定構件之外周面之凹部之活塞桿。