JPH0234724B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、主に金属加工用旋盤などに用いられ
る汎用チヤツクにおけるその操作方法にあり、特
に把握爪の広域移動を拡大させて行える該把握爪
の操作方法に関する工夫にある。

係る従来チヤツクには、例えば特開昭52−
150884号公報記載のものがある。しかし、把握爪
の操作は、セグメントスクロール（公告時は回転
運転変換手段）を用いた広域移動であり、このセ
グメントスクロール（回転運動変換手段）構造に
は、可動域に制限があることから、前記広域移動
における操作に制約のある欠点を有するものであ
つた。

本発明は、係る把握爪の広域移動における操作
の制約を取り除き拡大させる工夫をなしたもので
あり、その主な特徴とするところは、 特にドライブ爪及びドライブ歯車に係合する１
本のドライブ軸で把握爪の操作を行うに際し、前
記ドライブ軸の回転動により把握爪を半径方向へ
比較的大きく進退移動させる第一移動工程と、前
記ドライブ軸の往復動により把握爪を半径方向へ
比較的小さく進退移動させる第二移動工程とによ
つて前記把握爪の操作を行うこと にある。

即ち、本発明方法は、ドライブ軸の回転動力に
よつて把握爪の第一移動（広域移動）工程を行う
ものであり、さらにドライブ軸の往復動による軸
力で第二移動（狭域移動）工程を行うものであつ
て、その作用は、第一移動工程及び第二移動工程
の両者が１本の同じドライブ軸により実施される
点にある。しかも第一移動工程が、具体的には歯
車機構によつて実施されているので、従来のセグ
メントスクロール（回転運動変換手段）によるも
のと比較し、さらに広範囲の広域で実施できる著
効を奏するものである。

以下、本発明方法実施の一例を添附図面にもと
づいて説明する。

第１図は旋盤の主軸１にチヤツク２とシリンダ
装置３を固着してなる使用態様図であり、図示し
ないモーターの駆動で主軸１チヤツク２及びシリ
ンダ装置３のシリンダ４が共に回転する。５はシ
リンダ装置３のスリーブボデイで該スリーブボデ
イ５と次述するドライブ軸の駆動用モーター６の
取付台は、旋盤本体側に固定されて設けてある。
７は生爪、８は該生爪を保持する把握爪であつ
て、同じ１本のドライブ軸９の往復動第二移動工
程と回転動第一移動工程で加工物の着脱と把握爪
の取付位置の変更が行われるのであり、このこと
は第２図以下の図面で詳細に説明される。

第２図Ａは本発明で用いられるチヤツク２の一
例を示した縦断面図、第２図Ｂはチヤツク内で使
用されているドライブ爪２１及びガイド爪２６の
部分図である。該図面に於いて２０はボデイであ
つて、該ボデイ２０の前面側に削設した複数（本
例では３本）の溝には前面に生爪７を止めネジ１
０で止着させてなる把握爪８が半径方向に摺動自
在となして嵌挿される。こゝに、把握爪８の後面
にはラツク歯１１が刻設されていて、後述するド
ライブ爪２１に支持されるとともにドライブ爪２
１を軸として自由回転するドライブ歯車２２と螺
合されるのであり、該ドライブ歯車２２の回転と
連動してボデイ２０の半径方向に於ける比較的大
きな進退移動第一移動工程をするように構成され
るのである。

しかして、ドライブ歯車２２の回転は、これと
平歯車構造で噛合うリング歯車２３により駆動さ
れるのであり、該リング歯車２３の回転は次述す
る駆動手段により駆動せしめられるドライブ軸９
の回転動力がセンター歯車２４と中間歯車２５を
介して伝達されることにより行われるのである。

今、ドライブ軸９が正回転動するときは把握爪
８が開放される半径方向へ移動し、逆回転動する
ときは閉塞する半径方向内方へ移動するように作
動せしめるのである。この移動は取付位置変更の
ために行うのであるから、当初の移動量は比較的
に大きい例えば50mmとか100mmなどの如く要求さ
れるのであるが、迅速に対応して作動させること
のできるものである。これに対し、一旦加工物を
把握したあとの着脱には小さく限定されたもので
良く、例えば５mm程度の移動量でも良いのであ
り、以下この比較的小さな移動量で加工物を把握
する第二移動工程ときの把握爪８の作動について
説明する。ボデイ２０の内部には軸方向に対し透
孔１２が穿設されており、該透孔１２の壁面ａに
案内されながら軸方向へ摺動するガイド爪２６が
挿入されている。しかしてガイド爪２６はドライ
ブ軸９の先端ボス体１３に装着されてなり、該ボ
ス体１３に対し回転は自在であるが軸方向への移
動は、突起環２７とナツト２８により阻止されて
いる。一方ガイド爪２６には、これとドライブ爪
２１とが係合するためのＴ字状のテーパー溝ｄ
が、テーパー方向をドライブ軸９の先端部へ向つ
て軸線へ近づく関係に削設されてなり、ドライブ
軸９がボデイ２０の内部へ向つて押込むようにさ
れるときは、両者が係合するテーパー部の楔作用
でドライブ爪２１が半径方向の外方へ移動し、こ
の移動と共動して該ドライブ爪２１を回転軸とす
るドライブ歯２２に噛合う把握爪８が開放状態と
なる半径方向の外方へ移動されるのである。他
方、ドライブ軸９をボデイ２０の内部から引抜く
ように操作されるときは、ドライブ爪２１が半径
方向の内方へ移動し、把握爪８を閉塞する半径方
向内方へ移動させるのである。この動作ではドラ
イブ歯車２２が不動の静止状態であるから、ドラ
イブ爪２１の移動量と把握爪８の移動量は同じ量
となる。

第３図は本出願人が先に特願昭55−5137号で開
示した、即ち把握爪８の移動に同図Ｂに示す如き
ドライブ爪（マスタージヨー）１７が使用される
場合の他の例であつて、この場合には次の如く実
施される。このさいドライブ爪（マスタージヨ
ー）１７の本体内には空窩Ｆを穿設し、該空窩内
に中空軸のドライブ歯車２２が嵌入されるように
なされるのである。しかしてドライブ歯車２２を
支持する支持軸１８はスプライン軸構造に形成さ
れ、下端に止着させた傘歯車１９の時計方向或は
反時計方向の回転動により把握爪８の半径方向に
於ける自由な変位が行われるようになされるので
ある。

このさいドライブ軸９からの回転動力はドライ
ブ軸端に止着し、且つその先端の一定長さをスプ
ライン軸構造とした針棒軸２９及びボデイ２０側
に軸支された傘歯車３０を介して伝達されるので
ある。本例で針棒軸２９をスプライン軸構造とな
したのは前記ドライブ軸９の前後進移動を傘歯車
３０の回転可能状態で許容するためである。な
お、本例ではガイド爪２６をドライブ軸端の外周
で一体的に固着させたカラー３１と螺合止着させ
てあり、ドライブ軸９の往復動でガイド爪２６に
穿設したＴ字状テーパー溝ｄと係合するドライブ
爪（マスタージヨー）１７の張出翼ｇがボデイの
半径方向に摺動し、比較的少量の移動を可能とす
るようになすことは前例の場合と同様である。

４図は前記各例のドライブ軸９を一定間距離の
往復動域は正逆回転動させるためのシリンダ装置
の部分縦断面図である。図面に於いてシリンダ４
の筒体Ｐは旋盤本体に固着されてなり、該静止状
態にあるスリープボデイ５を貫通してシリンダ４
が回転自在に設けられるのであり、且つシリンダ
４の筒体Ｐ内Ｓにはピストン３２が摺動状態に設
けられる。ここに該ピストン３２は、図示しない
外部からの流体圧によつて矢印イ，ロ方向に往復
動せしめられるのであり、１４はこのさいの案内
ピン、１５ａ、１５ｂはガイド孔である。しかし
て、これによるドライブ軸９の往復動が前述の通
りガイド爪２６を介して把握爪８の半径方向移動
を行わしめるのである。他方、ドライブ軸９の後
端には爪クラツチ３６が固着されていて、これと
対向する反対側位置には旋盤本体側のブラケツト
１６に回転自在となして軸支される今１つの爪ク
ラツチ３７が設けてあり、該爪クラツチ３７との
間には一定の隙間ｈが設けられる。こゝに該爪ク
ラツチ３７はブラケツト１６に固定したモーター
６の駆動で回転され、該回転力は次の如くしてド
ライブ軸９に伝達されるのである。

今、第２図Ａで説明したガイド爪２６の作動に
必要な移動量を仮にｅとすれば、ピストン３２の
移動量ｆもｅ＝ｆとなり、この移動範囲ｆに相当
する把握爪８の半径方向の移動量で加工物を着脱
せしめるのである。ところでピストン３２はシリ
ンダ内で移動量ｆに加え更に移動量ｇの補助移動
が行われるように設計されており、該補助移動量
ｇの増移動が行われゝば爪クラツチ３６の凸歯を
爪クラツチ３７の凹歯が噛合うのである。こゝに
両爪クラツチ間の隙間ｈと前記補助移動量ｇとの
間にはｈ≦ｇの関係式が成立するように設計され
ている。

上記各爪クラツチの噛合い状態下でモーター６
が駆動されゝば、ドライブ軸９が回転動されるの
であり、前述のボデイ２０内でセンター歯車２４
が回転し、該回転は中間歯車２５を介してリング
歯車２３を回転させ、これに伴つてドライブ歯車
２２がドライブ爪２１のまわりで回転する。しか
して、ドライブ歯車２２の回転は該ドライブ歯車
２２か把握爪８のラツク歯１１と噛合されている
ことにより、把握爪８を半径方向に移動させるの
でありモーター６の正転で第３図の矢印ハ方向
に、逆転で矢印ニ方向へ移動させて把握爪８の取
付位置が変更されるのである。この変位量はモー
ター６の駆動量により定まるから、モーター６の
駆動軸端に位置検出器（パルスコーダーなど）３
８を取付けせしめ、該位置検出器３８の作動でチ
エツクしながら適宜に所望量を定めるようになす
のである。なお、３９はクラツチ側のスリーブボ
デイ５にブラケツトを介して取付けてある光電
管、近接スイツチなどのストローク検出器であつ
て、ピストン３２の移動量が自動的に規正される
ようになされる。

ところでシリンダ装置３の回転に連れ回いし
て、ドライブ軸９が回転動するのを防止するた
め、スリーブボデイ５と爪クラツチ３６との間に
はブレーキ手段が設けられるのであり、該ブレー
キ手段はスリーブボデイ５の側面に固定される摺
動板４０と、該摺動板４０に対してスプリング４
１の弾撥力で平常時は押圧接触されるようになさ
れるパツト４２を備えたフランジ付き套管４３な
どからなり、フランジ付き套管４３はドライブ軸
９上に嵌入されるに際し、軸上の一定長さ範囲に
穿設したスプライン溝４４に対し、套管４３の先
端内内周面に穿設させた爪ｋを嵌入させて軸方向
の滑動可能の状態に嵌入されるのであり、且つ套
管４３の上部には鍔管４５を螺置させると共に、
摺動板４０に穿設した空窩内Ｖにスプリング４１
を内蔵させ、これを前記鍔管４５との間でパツキ
ン６及びリング４７を介して弾撥的に受け止める
ようになすことにより、平常時はフランジ付き套
管４３のパツト４２と摺動板４０とが押圧接触し
てブレーキ作用が働くようになつているのであ
る。なお、４８はドライブ軸９上に固着させてな
る突起環であつて、前記ドライブ軸９が回転動さ
れるべく即ちドライブ軸９が後退移動して爪クラ
ツチ３６と３７が噛合うときには、それより少し
前方位置で該突起環４９がフランジ付き套管４３
の前縁ｍと接触し、該管４３をスプリング４１の
弾撥力に抗して同様に後退移動させるようになす
ことにより、パツト４２と摺動板４０との接触を
解放してブレーキ作用が働かないようにするので
ある。

次に本発明の実際の操作例について説明する
と、次の如くである。

作業現場ではパレツトマガジンに整然と配列さ
れている被加工物の各々をロボツトが摘んで順次
チヤツクへ供給し、先行して把握している加工の
完了した既加工物と交換しながら連続した加工作
業が行われる。この工程では被加工物を把握爪に
装着したり、既加工物を把握爪から離脱したりす
る着脱作業が必要である。ところでロボツトが被
加工物を摘むときの信号を入力信号として、シリ
ンダ内ピストンへの流体圧供給方向が自動的に選
択されて切換えられるならば、把握爪を所望移動
方向の開放又は閉塞のいずれかへ作動せしめるこ
とができるのである。

本発明では斯かるロボツトからの指令信号を入
力信号となしてシリンダ４内のピストン３２に対
する流体管路弁を適宜切換え、流体圧力によるピ
ストン３２の作動と共動させてドライブ軸９を往
復動せしめ、該往復動により把握爪８をボデイ半
径方向に往復動させて加工物の着脱作業を行うの
である。この指令信号はロボツトの動作から得る
ほか、パレツトマガジンの動作から得られるよう
にしても良く、或は他のシーケンスやプログラム
からであつても良い。

このように外部信号で把握爪を自動的に作動せ
しめるときは、把握爪の異なる加工物が混在して
いても差支えなく、把握径の異なることを先行し
て指令する信号により対応することができるので
ある。具体的にはロボツトが加工物を摘むときの
把握径変化を、或はパレツトマガジンの運搬する
加工物の形状変化を指令信号となしてモーター６
が駆動され、ドライブ軸が前述の如く回転動され
ることにより把握爪の取付位置が適宜変更される
ようになるのである。

なお、第４図では説明を省略したがドライブ軸
９を該図面で見られる通りシリンダ４内のピスト
ン３２の箇所で分折し、スリーブボデイ内を貫通
する軸とは該箇所でピン３５を介し夫々れ鍔体３
１ａ、３１ｂを連結させ、前面からナツト３３を
使用して一体的に止着させる構成となしておく
と、ナツト３３を外すことでチヤツクとシリンダ
装置とを簡単に分離できるのであり、これは同じ
シリンダ装置に異なる性能のチヤツクを取換えて
使用するときに非常に便利となる。また図示例で
はドライブ軸の回転動を爪クラツチによる噛合い
により行かれるものについて説明したが、摩擦板
によるスリツピングクラツチや電磁クラツチを採
用しても良い。更にドライブ軸の回転動力は実施
例の伝達機構のほか、傘歯車とスプラインとの組
合せで把握爪の取付位置を変化させて移動するよ
うになすものであつても良い。

また、ドライブ軸９の往復動で把握爪をボデイ
の半径方向に微少移動させるには、第５図に示す
如くＬ状レバー５０を使用して実施するようにし
ても良い。本例ではＬ状レバー５０がボデイ２０
内に於いて、その曲角部をピン５１を使用し揺動
自在に止着されるのであり、一方ドライブ歯車２
２には途中に欠歯による凹みＱが形成されるよう
になされると共に、前記Ｌ状レバー５０の一端が
凹みＱ内に嵌入され、且つ他端はボス１３上に止
着したナツト２８の凸起Ｒと係合する構成であ
る。このさいドライブ歯車２２の回転には第２図
示例の中間歯車２５を省略し、ドライブ軸９の回
転動がセンター歯車２４、リング歯車２３を介し
て行われる構成である。なお、本例の場合と第２
図示例の場合に於ける、ドライブ歯車２２の歯面
には該歯面と直交する軸方向にリング歯車の歯面
と噛合するようになすための別の歯型ｙが刻設さ
れているのである。

本発明の効果は、従来チヤツクにおける把握爪
の半径方向内方・外方への移動に比べ、飛躍的に
その移動範囲が広域化された点で優れており、さ
らに１本のドライブ軸による操作だけで把握爪の
広域移動及び狭域移動が同時に或は単独に行うこ
ともできる著効を奏するものである。

そして、中実チヤツクのみでなく、中空チヤツ
クにおいても利用することのできる優れた提案で
あり、且つドライブ軸が１本の構造であることか
ら当然に２本の二重構造に比べ、その中空穴径を
大径にできる点でも優れているものである。

【図面の簡単な説明】

添附図面は本発明方法実施の一例を示すもので
第１図はチヤツクとシリンダ装置を旋盤の主軸に
取付けた使用態様図、第２図Ａはチヤツクの縦断
面図、同Ｂはドライブ爪とガイド爪の部分斜視
図、第３図Ａはチヤツクの他の例の縦断面図、同
Ｂはドライブ爪（マスタージヨウ）の部分斜視
図、第４図は前記チヤツクと組合せて使用される
シリンダ装置の縦断面図、第５図はチヤツクの更
に他の例を示す。 ２……チヤツク、３……シリンダ装置、８……
把握爪、９……ドライブ軸、１１……歯部（ラツ
ク爪）、２０……ボデイ、２１……ドライブ爪、
２２……ドライブ歯車、２３……リング歯車、２
６……ガイド爪、３２……ピストン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ボデイと、該ボデイの半径方向内方・外方へ
   摺動移動する複数の把握爪と、該把握爪背面の歯
   部と噛合するドライブ歯車と、該ドライブ歯車を
   回転自在に支承すると共にボデイの半径方向内
   方・外方へ摺動移動するドライブ爪と、該ドライ
   ブ爪及びドライブ歯車に係合する１本のドライブ
   軸とからなるチヤツクを用いるに際し、前記ドラ
   イブ軸の回転動により把握爪を半径方向へ比較的
   大きく進退移動させる第一移動工程と、前記ドラ
   イブ軸の往復動により把握爪を半径方向へ比較的
   小さく進退移動させる第二移動工程とによつて前
   記把握爪の操作が行われることを特徴とするパワ
   ーチヤツクの把握爪操作方法。 ２ 前記把握爪の操作が行われるに際し、外部か
   らの指令信号を入力信号となして自動的に行われ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   パワーチヤツクの把握爪操作方法。