(57)【要約】【課題】  異なる径の棒材であっても収納管から順次把持して送出することができる棒材供給装置を提供する。【解決手段】  棒材が収納される収納管１１と、この収納管の先端に固定されたチャック１２と、このチャックの先端外周に挿嵌されたチャックリング１３と、これらを収納する外筒１４を具備する棒材供給装置であって、棒材を把持するフィンガ１２ａの内面に凸状部１２ｃを形成し、フィンガ１２ａに当接するチャックリング１３のリング部１３ａを、先端に向かって拡開するテーパ状に形成し、外筒１４の先端に固定されたキャップ１５は、通過する棒材の径に応じて開口形状を変化させる機構を有するものとした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒材が収納される収納管と、該収納管の先端に固定されたチャックと、該チャックの先端外周に挿嵌されたチャックリングと、これらを収納する外筒を具備する棒材供給装置であって、
前記チャックは、先端に複数のフィンガを有し、
前記フィンガは、棒材を把持する部分に凸状部を有し、
前記フィンガと前記チャックリングの一方は、他方に当接する部分が、先端に向かって拡開するテーパ部となっており、
前記外筒の先端には、キャップが装着され、
前記キャップは、棒材通過口と、前記チャックリングの先端が当接される段部と、通過する棒材の径に応じて前記棒材通過口の開口形状を変化させる開口形状変化手段を有し、
前記チャックリングは、先端に鍔部を有し、該鍔部が前記外筒の前端面と前記キャップの段部の間を移動可能に配設されていることを特徴とする棒材供給装置。
【請求項２】
前記開口形状変化手段は、前記キャップに装着された板バネ又はゴムリングであることを特徴とする請求項１に記載の棒材供給装置。
【請求項３】
前記キャップは、前記外筒の長手方向に位置を調整できることを特徴とする請求項１又は２に記載の棒材供給装置。
【請求項４】
前記収納管の後端には、長手方向に位置を調整可能なエンドキャップが装着され、
前記エンドキャップの前方と前記外筒の後方との間にバネ材を介在させたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の棒材供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細長い棒材を供給するための装置に関し、特に径の異なる棒材を順次把持して送り出すことができる棒材供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、近年の小型モータは、モータ軸の直径が１〜３ｍｍ程度、長さが数〜１０ｍｍ程度のものも多く、例えばこのような小さな軸をロータに圧入して固定するなどの工程を１本１本手作業で行うことは非常に困難である。
このため、簡単にモータ軸等の棒材を把持して順次送り出すことができる装置、特に径の異なる棒材にも対応でき、多品種の製品の量産工程にも十分対応できる棒材供給装置が待望されている。
【０００３】
細長い棒材を順次送り出す装置としては、例えばシャープペンシルのようなものがある。一般的なシャープペンシルの機構では、一つの芯保持機構で径の異なる多種類の芯を保持することはできないが、例えば特許文献１には径の異なる多種の芯を保持できるものが記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、旋盤装置の主軸台に異なる外径の被加工物を保持する場合にも、チャック爪を交換する必要がなく、異なる外径の被加工物を保持することができるコレットチャックが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公昭６３−４１７５８号公報
【特許文献２】特開２００８−５５５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載のものは、図１０に示すように締具１０４の内側に形成された芯保持体固定穴の形状に沿って芯保持体１０３が移動することで、芯保持体１０３が異なる径の芯を保持できるようになっている。
しかしながら、芯ホルダー１０７やガイドパイプ１１０に関しては異なる径の芯に対応することができず、芯ホルダー１０７やガイドパイプ１１０を太い芯に合わせたものにすると、芯保持体１０３が芯を把持していない状態では、細い芯は芯ホルダー１０７やガイドパイプ１１０を素通りして落下してしまう。
したがって、特許文献１には単に径の異なる芯を保持できる機構が記載されているだけで、径の異なる棒材を順次把持して送り出す装置としては不完全なものとなっている。
また、芯保持体１０３と締具１０４の構造が極めて複雑であり、各部品の高い寸法精度が要求される問題もある。
【０００７】
一方、特許文献２に記載のコレットチャックでは、異なる外径の棒材を保持することができるものの、単に棒材をチャック爪で把持するだけのものであるため、シャープペンシルの機構のように棒材を多数収納した収納管から順次送り出すといったことができない。
【０００８】
そこで本発明は、上述のような従来技術が抱える問題を解消し、構造が簡単で、異なる径の棒材であっても収納管から順次把持して送り出すことができる棒材供給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】
【０００９】
上記の目的を達成すべく為された本発明は、棒材が収納される収納管と、該収納管の先端に固定されたチャックと、該チャックの先端外周に挿嵌されたチャックリングと、これらを収納する外筒を具備する棒材供給装置であって、
前記チャックは、先端に複数のフィンガを有し、
前記フィンガは、棒材を把持する部分に凸状部を有し、
前記フィンガと前記チャックリングの一方は、他方に当接する部分が、先端に向かって拡開するテーパ部となっており、
前記外筒の先端には、キャップが装着され、
前記キャップは、棒材通過口と、前記チャックリングの先端が当接される段部と、通過する棒材の径に応じて前記棒材通過口の開口形状を変化させる開口形状変化手段を有し、
前記チャックリングは、先端に鍔部を有し、該鍔部が前記外筒の前端面と前記キャップの段部の間を移動可能に配設されていることを特徴としているものである。
【００１０】
本発明の棒材供給装置は、更なる好ましい特徴として、
「前記開口形状変化手段は、前記キャップに装着された板バネ又はゴムリングであること」、
「前記キャップは、前記外筒の長手方向に位置を調整できること」、
「前記収納管の後端には、長手方向に位置を調整可能なエンドキャップが装着され、前記エンドキャップの前方と前記外筒の後方との間にバネ材を介在させたこと」、を含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、簡易な構造によって異なる径の棒材であっても収納管から順次把持して送り出すことができる棒材供給装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態例に係る棒材供給装置の全体図である。
【図２】本発明の第１実施形態例に係るチャックの説明図である。
【図３】本発明の第１実施形態例に係るチャックリングを示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は右半分を断面で示した側面図である。
【図４】本発明の第１実施形態例に係る先端具を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は右半分を断面で示した側面図である。
【図５】本発明の第１実施形態例に係るキャップと先端具の説明図であり、（ａ）は右半分を断面で示した側面図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態例に係る棒材供給装置の動作を説明するための要部断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態例に係る棒材供給装置の動作を説明するための要部断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態例に係る開口形状変化手段を説明するための図である。
【図９】本発明の他の実施形態例に係る棒材供給装置の部分断面図である。
【図１０】従来例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に説明する。
図１は本発明の一実施形態例に係る棒材供給装置の全体図であり、右半分を断面で示している。この棒材供給装置１０は、収納管１１に収納される棒材を１本１本順次把持しつつ、次の工程に供給するものである。
【００１４】
収納管（タンク）１１は、大径部１１ａと、小径部１１ｂと、これらを連絡するホッパー部１１ｃからなる。大径部１１ａは、この棒材供給装置１０で扱うことができる最大径の棒材の倍以上の内径を有し、小径部１１ｂは最大径の棒材と同程度の内径を有している。
本例の棒材供給装置１０で扱うことができる棒材の径は、小径部１１ｂの内径の１／２倍よりも大きく且つ小径部１１ｂの内径よりも小さいものである。
なお、収納管１１の形状は特に限定されるものではなく、例えば小径部１１ｂだけで構成しても良い。
【００１５】
収納管１１の先端部分には、図２（ａ）に示すようなチャック１２が固定されている。このチャック１２には、分離溝１２ｄによって先端が２つに分離されて２本のフィンガ１２ａが形成されている。なお、チャック１２の基端部の内径は、小径部１１ｂの内径と同じである。
棒材を把持する部分であるフィンガ１２ａの内面には、図２（ｂ），（ｃ）に示すように長手方向の断面が半楕円形に近似した凸状部１２ｃが形成されており、先端外周部分は拡大形成されている。なお、図２（ｂ），（ｃ）は、それぞれ小径の棒材２０ａと大径の棒材２０ｂを把持した状態の断面図である。
【００１６】
本例の棒材供給装置１０では、収納管１１とチャック１２を別部材で形成しているが、これらは一部材で一体に形成してもよい。また、フィンガ１２ａの本数や凸状部１２ｃの形状は、棒材の断面形状や把持強度などを考慮して適宜設計することができる。
【００１７】
チャック１２の先端外周、すなわちフィンガ１２ａの外周には、フィンガ１２ａを開閉させるチャックリング１３が挿嵌されている。
このチャックリング１３は、図３に示すように、フィンガ１２ａに当接するリング部１３ａと鍔部１３ｂを有する。
リング部１３ａは、所定の角度で拡開するテーパ部として形成されている。鍔部１３ｂは、リング部１３ａの先端全周に亘って形成されているが、部分的に分離して複数形成しても良い。
【００１８】
収納管１１、チャック１２及びチャックリング１３は、外筒１４の内側に収納されている。そして、この外筒１４の先端には、その長手方向に位置を調整可能にキャップ１５が螺合されている。
【００１９】
キャップ１５は、円筒部１５ａと前面部１５ｂからなる。円筒部１５ａの内面には、棒材の送り出しの際にチャックリング１３の鍔部１３ｂが当接される段部１５ｃが形成されている。これにより、チャックリング１３は、鍔部１３ｂが段部１５ｃと外筒１４の前端面１４ａの間（図１の寸法Ｌ）だけ移動可能になっている。
【００２０】
キャップ１５の前面部１５ｂには、この棒材供給装置１０で扱う最大径の棒材が通過できる開口部（棒材通過口）１５ｅが形成された先端具１５ｄが装着されている。なお、本例では、キャップ１５と先端具１５ｄを別部材で形成しているが、これらは一部材で一体に形成してもよい。
この先端具１５ｄは、図４に示すように開口部１５ｅに隣接して２つの支柱１５ｆが立設されている。この支柱１５ｆの幅Ｗは、この棒材供給装置１０で扱う最小径の棒材の径より若干小さい。
そして、支柱１５ｆには、開口形状変化手段として、図５に示すように開口部１５ｅの一部を塞ぐようにゴムリング１６が掛け渡されている。
【００２１】
収納管１１の後端には、その長手方向に位置を調整可能にエンドキャップ１７が螺合されている。
このエンドキャップ１７の前方と外筒１４の後方との間には、バネ材１８が介在されている。このため、エンドキャップ１７が下方に押されていない時は、図１に示されるように、エンドキャップ１７、収納管１１及びチャック１２が後方（上方）に付勢され、さらにフィンガ１２ａに当接して引き込まれるチャックリング１３も後方（上方）に付勢され、チャックリング１３の鍔部１３ｂが外筒１４の前端面１４ａに当接した状態となっている。
【００２２】
次に、図６及び図７を用いて本例の棒材供給装置１０による棒材の供給動作を説明する。
【００２３】
図６は、本例の棒材供給装置１０で扱うことができる最小径の棒材２０ａを供給する様子を示している。
まず、収納管１１からエンドキャップ１７（図６中には不図示）を取り外した状態で、収納管１１の後部開口から多数の棒材２０ａを収納管１１に入れる。収納管１１に入れられた棒材２０ａは、数本が収納管１１の小径部１１ｂに入り込み、残りが大径部１１ａに貯留する。なお、図中には２本の棒材のみを示している。
このとき、図６（ａ）に示すように、フィンガ１２ａはチャックリング１３によって閉じられた状態にあり、最先端の棒材は凸状部１２ｃの上側に当接している。
【００２４】
次に、エンドキャップ１７を押し込み、チャックリング１３の鍔部１３ｂがキャップ１５の段部１５ｃに突き当たると、フィンガ１２ａがチャックリング１３から突き出され、拡開される。これにより、最先端の棒材２０ａがフィンガ１２ａを通過し、図６（ｂ）に示すように、最先端の棒材２０ａはゴムリング１６に当接する。
この時、フィンガ１２ａは棒材２０ａを把持していないが、ゴムリング１６の内側は棒材２０ａの外径よりも狭い幅になっているため、棒材２０ａは落下しない。
【００２５】
次に、エンドキャップ１７の押し込みを止めると、バネ材１８（図６中には不図示）の復元力により、収納管１１と共にフィンガ１２ａが引き戻され、図６（ｃ）に示すように、フィンガ１２ａの先端部がチャックリング１３に挿嵌され、鍔部１３ｂが前端面１４ａに当接する。これにより、フィンガ１２ａは棒材２０ａを把持することになる。
【００２６】
続いて複数回、エンドキャップ１７を押し込むと、図６（ｄ），（ｅ）に示すように、最先端の棒材２０ａがゴムリング１６を押し広げて開口部１５ｄから部分的に突き出される。
【００２７】
図６（ｅ）のように、最先端の棒材２０ａが部分的にキャップ１５から突き出された状態で、例えば棒材２０ａの先端に加工を施したり、先端に接着剤を塗布する等の適宜の工程を行った後、エンドキャップ１７の押し込みを複数回行うと、加工・処理済み棒材２０ａが次の棒材２０ａによって押し出され、先と同様の手順で次の棒材２０ａの加工・処理を行うことができる。
【００２８】
図７は、本例の棒材供給装置１０で扱うことができる最大径の棒材２０ｂを供給する様子を示しており、図７（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ図６（ａ）〜（ｅ）に対応している。
本例の棒材供給装置１０では、フィンガ１２ａに当接するチャックリング１３のリング部１３ａを、先端に向かって拡開したテーパ状に形成しているため、棒材の径によってフィンガ１２ａとリング部１３ａが噛み合う深さが変化し、フィンガ１２ａの開角も変化する。
つまり、異なる径の棒材を扱う場合は、図２（ｂ）と図２（ｃ）を比較すれば分かるように、棒材を把持する時のフィンガ１２ａの開角が変化する。
【００２９】
このように、棒材の径によってフィンガ１２ａの開角は変化するものの、フィンガ１２ａの内面には適当な形状の凸状部１２ｃが形成されているため、フィンガ１２ａの開角が変化しても棒材を確実に把持できるようになっている。
なお、凸状部１２ｃの断面形状としては、所定の範囲内のすべての径の棒材に対応できるようにするには、本例のような半楕円形状のような曲面で構成するのが好ましい。一方、予め決められた数種類程度の径の棒材だけを扱う場合には、例えば段階的に角度が変化する面を有する断面形状が好ましい。この場合、角度が異なる各面が、それぞれ異なる径の棒材に対応した把持面となる。
【００３０】
本例の棒材供給装置１０では、キャップ１５の支柱１５ｅに棒材通過口１５ｄの一部を塞ぐようにゴムリング１６を掛け渡し、棒材の径に応じて棒材を保持しつつ棒材通過口１５ｄの開口形状を変化できるようにしたことにより、単に径の異なる棒材をフィンガ１２ａで把持するだけではなく、多数本が貯留された収納管１１から順次取り出して確実に送り出すこともできる。
【００３１】
また、本例の棒材供給装置１０では、外筒１４の長手方向にキャップ１５の位置を調整することができる。このため、図１中の寸法Ｌを調整でき、一度の操作で送り出す棒材の長さを調整することができ、異なる径のみならず異なる長さの棒材をも適切に扱うことができる。
【００３２】
本例の棒材供給装置１０では、フィンガ１２ａが異なる径の棒材を把持した場合、エンドキャップ１７の戻り位置が異なる。このため、棒材の径が変わると、棒材を送り出す際にエンドキャップ１７を押し込む操作荷重が変化すると共に、フィンガ１２ａによる把持力も変化する。
すなわち、棒材の径が大きい程、エンドキャップ１７の押し込みを止めた状態でのバネ材１８の収縮量が大きく、バネ材１８の反発力が大きくなっているため把持力が大きくなり、その後の初期操作荷重も大きくなる。
【００３３】
一方、棒材の径によって操作荷重や把持力が変化しては都合が悪い場合がある。例えば、操作荷重が変化すると操作方法を制御する必要が生じたり、棒材の種類に応じて把持力を調整しなければならない場合もある。具体的には、モータ軸のように硬い金属の棒を扱う場合には強い力で把持し、比較的脆く柔らかい棒材を扱う場合には比較的弱い力で把持しなければならない。
【００３４】
このような場合であっても、本例の棒材供給装置１０では、収納管１１の長手方向にエンドキャップ１７の位置を調整することができるため、把持力と操作荷重を適宜調整することができる。
例えば、異なる径の棒材でも操作荷重を一定にしたい場合には、細い径の棒材を扱うときはエンドキャップ１７を収納管１１に深く螺合し、太い径の棒材を扱うときはエンドキャップ１７を収納管１１に浅く螺合すれば良い。
また、脆く柔らかい棒材を扱う際に把持力を弱めたい場合には、エンドキャップ１７を収納管１１に浅く螺合すれば良い。
【００３５】
本発明において、棒材通過口の開口形状を変化させる手段としては、前記のようなゴムリング１６に限定されるものではなく、例えば複数の板バネを棒材通過口の一部を塞ぐように棒材通過口の周囲に配置したものであっても良い。また、ゴムリングを適用する場合にも、例えば図８に示すように、キャップ１５の円筒部１５ａに開口溝１５ｆを形成し、この開口溝１５ｆにゴムリング１６を装着して開口部１５ｅの一部を塞ぐようにしたものであっても良い。
【００３６】
また、先の例では、異なる径の棒材を把持できるようにするために、チャックリング１３のリング部１３ａをテーパ部としたが、フィンガ１２ａの先端外周部分を先端に向かって拡開するテーパ部としてもよい。
【００３７】
また、先の例ではエンドキャップ１７の前方と外筒１４の後方との間にバネ材１８を介在させているが、前述したような把持力と操作荷重の調整が不用な場合には、バネ材１８の配置は様々な形態が可能である。具体的には、例えば図９に示すように、収納管１１と外筒１４にそれぞれ段部を設け、これらの段部の間にバネ材１８を配置することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１０  棒材供給装置
１１  収納管（タンク）
１１ａ  大径部
１１ｂ  小径部
１１ｃ  ホッパー部
１２  チャック
１２ａ  フィンガ
１２ｃ  凸状部
１２ｄ  分離溝
１３  チャックリング
１３ａ  リング部
１３ｂ  鍔部
１４  外筒
１４ａ  前端面
１５  キャップ
１５ａ  円筒部
１５ｂ  前面部
１５ｃ  段部
１５ｄ  先端具
１５ｅ  開口部（棒材通過口）
１５ｆ  支柱
１５ｇ  開口溝
１６  ゴムリング（開口形状変化手段）
１７  エンドキャップ
１８  バネ材
１９  板バネ
２０ａ、２０ｂ  棒材
１０３  芯保持体
１０４  締具
１０７  芯ホルダー
１１０  ガイドパイプ
【図１】
2010221367.tif 000003
【図２】
2010221367.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010221367.tif 000009
【図８】
2010221367.tif 000010
【図９】
2010221367.tif 000011
【図１０】
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