(57)【要約】      （修正有）【課題】摩擦圧接装置において、ワークを把持するチャック装置は駆動源となる油圧シリンダーとプランジャーと爪が軸方向へ並列に配置されており、チャック装置は軸方向に長さが必要な構成になされており、チャック装置は軸方向に長い装置となり、ワークの軸方向の長さが制限される。これを解決できるチャック装置を提供する。【解決手段】摩擦圧接装置のチャック装置において、半径方向内方に移動してワーク４を把持する爪２と連結するシリンダー５と、前記爪と固定されるバネ鋼９を備え、バネ鋼がワーク開放時のシリンダー５の動作により、半径方向内方への収縮力を蓄積し、且つワーク把握時には該収縮力により爪を半径方向内方へ移動させる。【選択図】図２
2010089157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
摩擦圧接機のワークに用いるチャック装置において、摩擦圧接機に設けられる本体と、該本体へ半径方向に形成される複数のガイド溝と、該ガイド溝に案内されて半径方向へ摺動可能に設けられ半径方向内方に移動してワークを把持する爪と、前記本体と連結ピンにより固定され且つ前記爪とロッド端部が連結されるシリンダーと、前記爪と保持ピンにより固定され中央部に穴を有した中空円盤形状に形成されるバネ鋼を備え、前記バネ鋼がワーク開放時のシリンダーの動作により半径方向内方への収縮力を蓄積し且つワーク把握時には該収縮力により爪を半径方向内方へ移動させることを特徴とするチャック装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は摩擦圧接機のワークに用いるチャック装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
摩擦圧接を行なう摩擦圧接機において、接合するワークの把持には、一般的な三爪チャックの他に、コレットチャックが用いられている。（例えば特許文献１参照）
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。
【特許文献１】特開平５−１７７３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述のようなコレットチャックに限らずワークを把持するチャック装置は駆動源となる油圧シリンダーとプランジャーと爪が軸方向へ並列に配置されており、チャック装置は軸方向に長さが必要な構成になされている。
そのため、チャック装置は軸方向に長い装置となり、ワークの軸方向の長さが制限される。チャック装置の軸方向長さよりも短いワークを把持する場合には、チャック装置が中空構造になされていても、ワークの両端をチャック装置の外方へ表出させることができないので、一方の端部のみしか摩擦圧接することができず、ワーク両端を摩擦圧接することができない。
したがって、本発明は、前述の問題を解決し、チャック軸方向の全長寸法を短くしたコンパクトなチャック装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記の課題を解決するため、本発明は、摩擦圧接機のワークに用いるチャック装置において、摩擦圧接機に設けられる本体と、該本体へ半径方向に形成される複数のガイド溝と、該ガイド溝に案内されて半径方向へ摺動可能に設けられ半径方向内方に移動してワークを把持する爪と、前記本体と連結ピンにより固定され且つ前記爪とロッド端部が連結されるシリンダーと、前記爪と保持ピンにより固定され中央部に穴を有した中空円盤形状に形成されるバネ鋼を備え、前記バネ鋼がワーク開放時のシリンダーの動作により半径方向内方への収縮力を蓄積し且つワーク把握時には該収縮力により爪を半径方向内方へ移動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明のチャック装置によれば、ワークの把持を行なうために動作する爪と、爪を駆動させるシリンダーやバネ鋼などの構成要素が軸方向へ並列に配置されることなく、半径方向へ並列に構成されているので、軸方向に幅の小さいコンパクトなチャック装置とすることが可能となる。これにより、チャック装置を搭載する摩擦圧接機も同様にコンパクトとなり、小型軽量な摩擦圧接機を実現できる。
また、装置外部から高圧流体を供給されて駆動するシリンダーを用いず、バネ鋼の収縮力を用いてワークを把持しているので、シリンダーの不具合などにより作用力が遮断されチャックの把持力が減少したり、なくなったりすることなく把持力を保ち続けることができ、安全にワークを把持することが可能となる。
また、ワークを把持する作用力はバネ鋼の収縮力によるものであるので、バネ鋼の材質特有の性状であるバネ定数で把持力が決定され、シリンダーの圧力変動による把持力の変化が生じず、一定の安定した把持力を維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下に本発明の実施例について図を用いて説明する。
図１は本発明のチャック装置の正面図を示す。
図２は図１のＡ−Ａ矢視の断面図を示す。
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図示しない摩擦圧接機の基部へ取り付けられる。
チャック装置の本体１は、円筒形状に形成されており、中心部位へワーク４が配置され、ワーク４を把持する爪２を案内するガイド溝３が半径方向へ放射状に設けられている。このガイド溝３に設けられる爪２は、本体１に設けられたガイド溝３に案内されて半径方向へワーク４の全周に放射状に等分布で複数個（本実施例では６個）が備えられている。
ガイド溝３は本体１の半径方向へ凹形状に設けられ、前記爪２を凹部内に係合させて摺動可能に案内するように設けられている。
【０００７】
本体１には油圧シリンダー５が連結ピン６により固着されて設けられており、油圧シリンダー５には外部からの油圧配管が接続されて配設されている。
油圧シリンダー５は本体１に固定されており、ピストン７の駆動によりロッド８が半径方向へ伸縮可能に構成されている。ロッド８の半径方向内方の端部には、前記爪２の半径方向外方の端部が一体となして連設されており、油圧シリンダー５の駆動により半径方向へ伸縮するロッド８の移動に連動して、爪２が半径方向へ移動可能になされている。複数設けられた爪２の全ては、円盤形のバネ鋼９に接続されて設けられている。
バネ鋼は、図４に示すように中央部に穴１０を有しドーナツ盤形の円盤状に形成されており、本体の内方のワーク４と同心位置へ本体とは固着せずに配置されている。
【０００８】
バネ鋼９には爪２の数と同数の取り付け穴１２が備えており、取り付け穴１２を通して、バネ鋼９と爪２を貫通する保持ピン１１が備えられており、バネ鋼９は保持ピン１１を介して爪２と一体となして構成されている。
それにより、油圧シリンダー５の駆動により半径方向へ移動する爪２の移動に合わせて、円盤状のバネ鋼９が拡大、縮小するようになされている。その際、バネ鋼９はその材料の特性により外力によって変形を起こすと、元の状態へ復元するように反力が発生するようになされている。
バネ鋼９は本実施例においては、爪２を挟むように２枚の円盤で構成されて配置されている。爪２の半径方向内方の端部は、把持するワーク４の外形に合わせた形状に形成されており、爪２の半径方向内方の移動によるワーク把持の際には、ワーク４を確実に捉えて把持できるようになされている。
【０００９】
次に本発明の作用について、図を用いて説明する。
図３は、図２と同じ断面における本発明のチャック装置のワーク４の把持を解除した状態の断面図を示している。
また、図５にはバネ鋼９へ作用する力を図示した説明図を示す。
【００１０】
ワーク４をチャック装置へ取り付ける際には、図３に示すように爪２が半径方向外方へ移動し、爪２が開いた状態にならなければならない。
この時、爪２は保護ピン１１によってバネ鋼９と一体となされているので、バネ鋼９の半径方向内方への収縮力が爪２に作用している。
このバネ鋼９の作用により、爪２は通常は半径方向内方へ移動しており、ワーク４を把持するためには爪２を半径方向外方へ開く力が必要になる。
爪２を開くために油圧シリンダー５の駆動力を爪２へ作用させ、爪２を半径方向外方へ移動させる。
【００１１】
爪２は半径方向外方の端部に設けられた油圧シリンダー５と連結しており、本体１へ固定された油圧シリンダー５の伸縮に連動して爪２が半径方向へ移動可能になされている。
図示しない外部からの油圧配管により油圧シリンダー５を駆動させる。図示しない外部からの油圧制御により油圧シリンダー５が短縮動作を行なうと、油圧シリンダー５のロッド８が半径方向外方へ移動する。爪２はロッド８の半径方向内方側の先端へ連結されているので、ロッド８の半径方向外方への移動と連動して爪２は半径方向外方へ移動する。
【００１２】
これによりチャックの中央部位にある把持部分へワーク４を配置することができる。
チャックの中央部位へワーク４を配置した後、爪２を半径方向内方へ移動させてワーク４の全周から爪２を当接させ、ワーク４の把持を行なう。
爪２の半径方向内方への移動は、バネ鋼９の半径方向内方への収縮力Ｐを用いる。
バネ鋼９は油圧シリンダー５の駆動により半径方向外方への力Ｔが作用し、そのため半径方向内方への収縮力としてバネ力Ｐが発生している。このバネ力Ｐは油圧シリンダ５ーの駆動により抑えられているので、油圧シリンダー５の駆動が解除されてバネ鋼９への半径方向外方への作用力Ｔがなくなると、バネ鋼９は半径方向内方への力Ｐのみが作用し、収縮し始める。このとき、バネ鋼９と一体となしている爪２にはバネ鋼の収縮力が伝達され、爪２は半径方向内方へ移動する。
【００１３】
チャック装置にワーク４を把持する際には、チャックの中央部へ配置されたワーク４に対して爪２がワーク４の外方全周から半径方向内方へ移動してワーク４を把持する。このとき、前述のように爪２は油圧シリンダー５の駆動力Ｔによりバネ鋼９の収縮力Ｐに抗して半径方向外方へ移動した状態で維持しており、油圧シリンダー５の駆動を解除することで油圧シリンダー５による半径方向外方へ移動させる力Ｔが爪２に作用しなくなる。そのため爪２にはバネ鋼の収縮力である半径方向内方への力Ｐが作用し、爪２がバネ鋼９の力によって半径方向へ移動される。
半径方向内方へ移動した爪２はワーク４に当接してからも、なおバネ鋼９の収縮力Ｐが作用し続けて爪２によるワーク４の把持が行なわれる。
この際、爪２はワーク４の外方の全周からワーク４を把持され、その把持力の根源はひとつのバネ鋼９の収縮力であるので、ワーク４を把持する作用力はワーク４の全周から均等の力で作用し、ワーク４の全周に配置される全ての爪２には作用力が均等に加わり、ワーク４は複数の爪２により全周から等しく同じ力で把持される。
【００１４】
本発明は、爪２を油圧シリンダー５のロッド８と一体化して動作を連動させ、爪２に作用させる把持のための力を中空円盤形状に形成されるバネ鋼９を用いることで、軸方向にスペースを必要としない非常に薄型のコンパクトなチャック装置を実現できるものである。
また、油圧シリンダー５の駆動によって、爪２の半径方向外方の移動と合わせて、バネ鋼９に半径方向外方への作用力を加えバネ鋼９の収縮力を発生させているので、チャック装置の開き動作と、閉じ動作のための作用力発生を同時に行なうことができる。
さらには上記動作をひとつの油圧シリンダー５の一動作で行なうので、簡単な構造のチャック装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のチャック装置の正面断面図。
【図２】図１に示すＡ−Ａ矢視の断面図。
【図３】図２と同じ断面によるワーク把持を解除した断面図。
【図４】バネ鋼の斜視図。
【図５】バネ鋼に作用する力を示す説明図。
【符号の説明】
【００１６】
１    本体
２    爪
３    ガイド溝
４    ワーク
５    油圧シリンダー
６    連結ピン
７    ピストン
８    ロッド
９    バネ鋼
１１  保持ピン
【図１】
2010089157.tif 000003
【図２】
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【図３】
2010089157.tif 000005
【図４】
2010089157.tif 000006
【図５】
2010089157.tif 000007