(57)【要約】【課題】  本発明は、シャフト径の異なるワークを把持することができる搬送用チャック装置に係り、構造が簡単で低コストであり、径の異なるシャフトや長さの異なるシャフトを有するワークを把持することができる搬送用可変チャック装置を提供することを課題とするものである。【解決手段】  チャック装置本体部分を形成する本体ケースと、ワークのシャフト端面を支持する筒状部を有するシャフトサポートと、シャフトサポートを弾性支持する弾性体と、弾性変形することによりワークのシャフト部に押し当てられるシャフトクランプと、本体ケースに設けられた孔を半径方向に摺動し、シャフトクランプを弾性変形させる複数個のクランプピンと、本体ケースの外側に配置され、当該複数個のクランプピンを半径方向へ摺動運動させる押圧部材とから成る構成とした。【選択図】  図3
2006281396.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフト部を有するワークを搬送するためのチャック装置であって、
(1) チャック装置本体部分を形成する本体ケースと、
(2) 当該本体ケースに収納され、ワークのシャフト端面を支持する筒状部を有するシャフトサポートと、
(3) 当該本体ケースに収納され、当該シャフトサポートを弾性支持する弾性体と、
(4) 当該本体ケースに収納され、弾性変形することによりワークのシャフト部に押し当てられるシャフトクランプと、
(5) 当該本体ケースに設けられた孔を半径方向に摺動し、当該シャフトクランプを弾性変形させる複数個のクランプピンと、
(6) 当該本体ケースの外側に配置され、当該複数個のクランプピンを半径方向へ摺動運動させる押圧部材と、
から成ることを特徴とする搬送チャック装置。
【請求項２】
請求項1に記載された搬送チャック装置であって、前記弾性体がコイルスプリングであることを特徴とする搬送チャック装置。
【請求項３】
請求項1又は2のいずれかに記載された搬送チャック装置であって、前記シャフトクランプがゴムシートまたはゴムの成形体から作られていることを特徴とする搬送チャック装置。
【請求項４】
請求項1又は2のいずれかに記載された搬送チャック装置であって、前記シャフトクランプが耐熱ゴムシートまたは耐熱ゴムの成形体から作られていることを特徴とする搬送チャック装置。
【請求項５】
請求項1乃至4のいずれかに記載された搬送チャック装置であって、前記押圧部材が内面側にテーパー面を有するカムから成ることを特徴とする搬送チャック装置。
【請求項６】
請求項1乃至5のいずれかに記載された搬送チャック装置であって、前記本体ケースの底面に更に通気用ポートを備え、前記本体ケースの開口側端部に更にキャップを備え、
当該チャック装置の内部に空気流を形成し、当該キャップの内径面とワークのシャフト外表面で形成される空間から外部へ空気が流出するようにしたことを特徴とする搬送チャック装置。
【請求項７】
請求項1乃至6のいずれかに記載された搬送チャック装置であって、前記シャフトサポートおよびシャフトクランプの少なくともワークのシャフトと接触する表面を非導電性材料で形成し、ワークを電気的にアイソレートできるようにしたことを特徴とする搬送チャック装置。
【請求項８】
請求項1乃至7のいずれかに記載された搬送チャック装置であって、前記シャフト部を有するワークが、モータ用ロータであることを特徴とする搬送チャック装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シャフト部を有するワークの搬送用チャック装置に係り、更に詳細にはシャフト径の異なるワークを把持することができる搬送用チャック装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
シャフト部を有する部品を生産する工程においては、自動機を利用して部品を機械加工したり、組み立てたり、検査したり、塗装したりあるいは熱処理等を行う場合に、当該部品を把持して回転させたり、移動させたりすることが必要になる。このようにシャフト部を有する部品を把持し、搬送するために従来から種々のチャック装置が使用されている。
【０００３】
例えば、モータのロータ部分を搬送するために使用するチャック装置として、従来は図1に示す挿入タイプのチャック装置や図2に示すようなドリルチャックを利用していた。
【０００４】
図1に示す挿入タイプのチャック装置は、金属製の円筒部の軸方向に円錐状の鍔部が形成され、ロータ挿入用の穴が形成された構造を有するものである。ロータを挿入する鍔部はエラストマ等の弾性体で形成されており、穴にロータを挿入する場合に、挿入を容易にすると共にロータの脱落を防止するための押さえの機能をも有するものである。
【０００５】
このようなチャック装置は、構造がシンプルな反面、同一のシャフト径、同一のシャフト長さを有するロータしか把持することができず、異なったロータを生産しようとした場合、アーマチュア部分に塗装を施す塗装装置や、コイル部分に樹脂を含浸するための含浸装置等の自動機に装着された多数のチャック装置を全て交換する必要があったため、段取り変えのために多くの時間と人手を必要としていた。また、ロータシャフトの径、長さに合わせて種々のチャック装置を多数準備しておく必要があった。
【０００６】
一方、図2に示すドリルチャックは、ボール盤やハンドドリル等においてドリルを把持するために使用されているチャックと同一のものであり、3分割された爪でシャフトを把持するようにしたものである。
【０００７】
このようなチャック装置は、径の異なるシャフトや、長さの異なるシャフト等を把持することができる反面、このチャック装置でワークを把持する場合、個々のチャック装置にチャックを動かすための駆動部を設ける必要があるため、チャック装置の個々のメカニズムが複雑で高価なものであった。そのため、上述したような自動機では、チャック装置を多数取り付ける必要があり、自動機のコストを大きく引き上げてしまうという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、構造が簡単で低コストであり、径の異なるシャフトや長さの異なるシャフトを有するワークを把持することができる搬送用可変チャック装置を提供することを課題とする。更に、高温環境でワークを把持することができる搬送用可変チャック装置を提供することを課題とする。また、電気的にアイソレートした状態でワークを把持することができる搬送用可変チャック装置を提供することを課題とする。更に、ワークのシャフトの周辺に軸方向に所定の空気流を形成することにより、塗料等の異物がチャック装置の内部に入り込まないようにしたり、搬送用可変チャック装置の内部を比較的低温の空気により冷却することができる搬送用可変チャック装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述したような課題を解決するため、請求項1に記載した発明においては、シャフト部を有するワークを搬送するためのチャック装置において、チャック装置本体部分を形成する本体ケースと、本体ケースに収納され、ワークのシャフト端面を支持する筒状部を有するシャフトサポートと、本体ケースに収納され、シャフトサポートを弾性支持する弾性体と、本体ケースに収納され、弾性変形することによりワークのシャフト部に押し当てられるシャフトクランプと、本体ケースに設けられた孔を半径方向に摺動し、シャフトクランプを弾性変形させる複数個のクランプピンと、本体ケースの外側に配置され、当該複数個のクランプピンを半径方向へ摺動運動させる押圧部材と、から成る構成とした。
【００１０】
チャック装置をかかる構成とすることにより、構造が簡単で低コストであり、径の異なるシャフトや長さの異なるシャフトを有するワークを把持することができる搬送用可変チャック装置を提供することが可能となる。
【００１１】
請求項2に記載した発明においては、請求項1に記載された搬送チャック装置において、弾性体としてコイルスプリングを使用する構成とした。
【００１２】
チャック装置をかかる構成とすることにより、ワークのシャフト端面に確実に与圧を加えることができ、ワークをより確実に把持することが可能となる。
【００１３】
請求項3に記載した発明においては、請求項1又は2のいずれかに記載された搬送チャック装置において、ゴムシートまたはゴムの成形体から作られたシャフトクランプを使用する構成とした。
【００１４】
チャック装置をかかる構成とすることにより、ワークのシャフト表面を確実に押圧することができ、ワークをより堅固に把持することが可能となる。
【００１５】
請求項4に記載した発明においては、請求項1又は2のいずれかに記載された搬送チャック装置において、耐熱ゴムシートまたは耐熱ゴムの成形体から作られたシャフトクランプを使用する構成とした。
【００１６】
チャック装置をかかる構成とすることにより、高温環境でワークを把持することができる搬送用可変チャック装置を提供することが可能となる。
【００１７】
請求項5に記載した発明においては、請求項1乃至4のいずれかに記載された搬送チャック装置において、内面側にテーパー面を有するカムから成る押圧部材を使用する構成とした。
【００１８】
チャック装置をかかる構成とすることにより、ワークのシャフト表面を非常に小さい力でスムースに押圧することができるようになり、ワークをより堅固に把持することが可能となる。
【００１９】
請求項6に記載した発明においては、請求項1乃至5のいずれかに記載された搬送チャック装置において、本体ケースの底面に更に通気用ポートを備え、本体ケースの開口側端部に更にキャップを備え、チャック装置の内部に空気流を形成することにより、キャップの内径面とワークのシャフト外表面で形成される空間から外部へ空気が流出するようにしている。
【００２０】
チャック装置をかかる構成とすることにより、塗料等の異物がチャック装置の内部に入り込まないようにしたり、搬送用可変チャック装置の内部を比較的低温の空気により冷却することができる搬送用可変チャック装置を提供することが可能となる。
【００２１】
請求項7に記載した発明においては、請求項1乃至6のいずれかに記載された搬送チャック装置において、シャフトサポートおよびシャフトクランプの少なくともワークのシャフトと接触する表面を非導電性材料で形成した構成とした。
【００２２】
チャック装置をかかる構成とすることにより、電気的にアイソレートした状態でワークを把持することができる搬送用可変チャック装置を提供することが可能となる。
【００２３】
請求項8に記載した発明は、請求項1乃至7のいずれかに記載された搬送チャック装置において、搬送対象物であるシャフト部を有するワークとしてモータ用ロータに限定した搬送用可変チャック装置を提供するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。
【００２５】
図3には、本発明にかかる搬送用可変チャック装置の軸方向に切断した断面図を示す。この搬送用可変チャック装置10は、シャフト部を有するワーク20を搬送するためのチャック装置であって、チャック装置本体部分を形成する本体ケース11と、本体ケース11に収納され、ワーク20のシャフト端面を支持する筒状部を有するシャフトサポート17と、本体ケース11に収納され、シャフトサポート17を弾性支持する弾性体18と、本体ケース11に収納され、弾性変形することによりワーク20のシャフト部に押し当てられるシャフトクランプ16と、本体ケース11に設けられた孔22を半径方向に摺動し、シャフトクランプ16を弾性変形させる複数個のクランプピン14と、本体ケース11の外側に配置され、複数個のクランプピン14を半径方向へ摺動運動させる押圧部材であるカム13とから構成されている。
【００２６】
チャック装置本体部分を形成する本体ケース11は、一端には底面を有し、多端には開口部を有する筒状体を形成している。本体ケース11の軸に垂直な切断面の形状は、いかなる形状であってもよいが、加工性の観点から円形とすることが望ましい。本体ケース11の外側表面には、後述するシャフトクランプホルダ15がチャック装置本体から脱落するのを防止するために、リング状のストッパ21が設けられている。また、本体ケース11の外側表面には、クランプピン14が半径方向へ摺動運動するための複数個の孔22が設けられている。本体ケース11は、それが使用される環境条件に耐えて、必要な剛性と耐摩耗性を発揮することができる材料であれば金属材料、プラスチック材料のいずれで形成しても良い。金属材料の場合、ステンレス鋼、アルミニュウム合金、真鍮、鋼合金等を使用することができる。
【００２７】
シャフトサポート17は、本体ケース11に収納され、ワーク20のシャフト端面を支持する筒状部を有する。シャフトサポート17の外径寸法と本体ケース11の内径寸法との間には適切な寸法公差を設けることにより、シャフトサポート17が本体ケース11の内筒面をスムースに摺動することができると共に、シャフトサポート17と本体ケース11の軸芯が一致するようになっている。図1に示すシャフトサポート17の左端面には弾性体18であるコイルスプリングをガイドするための突起が設けられている。また、シャフトサポート17の右端面にはワーク20のシャフト端面を筒状部にスムースに挿入するために円錐状面が設けてある。この筒状部は、シャフトサポート17の軸心に設けられているため、シャフトサポート17にワーク20の端部が挿入されると、シャフトの軸芯とシャフトサポート17の軸芯が一致するようになっている。また、円錐状面はシャフトサポート17にワーク20の端部がスムースに入るようにするためのものであり、この目的を達成するものであれば、円錐状面の傾斜角とその深さは自由に選択することができる。
【００２８】
シャフトサポート17は使用される環境条件に耐えて、必要な剛性と耐摩耗性を発揮することができる材料であれば金属材料、プラスチック材料のいずれで形成しても良い。
【００２９】
金属材料の場合、ステンレス鋼、アルミニュウム合金、真鍮、鋼合金等を使用することができる。また、シャフトサポート17全体をプラスチック材料とした場合や、少なくとも筒状部の近傍部分をプラスチック材料で形成することにより、ワーク20のシャフト端面との間で、電気的にアイソレートさせることが可能となる。
【００３０】
弾性体18は、本体ケース11に収納され、シャフトサポート17をワーク20のシャフト端面に所定の面圧で押し付けるよう作用させるものであり、図3に示すようなコイルスプリングの他、バネ特性を有する材料を利用したり、油空圧を利用するようにしても良い。
【００３１】
シャフトクランプ16は、本体ケース11に収納され、自らが弾性変形することによりワーク20のシャフト部に所定の面圧で押し当てられ、ワーク20のシャフトを把持するものである。シャフトクランプ16の弾性変形は、本体ケース11に設けられた孔22を半径方向に摺動する複数個のクランプピン14により引き起こされる。シャフトクランプ16は使用される環境条件に耐えて、必要な弾性を有するものであれば、金属性のスプリング材料、ゴム(エラストマ)材料のいずれで形成しても良い。なお、高温環境において搬送用可変チャック装置10が使用されるような場合には、金属性のスプリング材料や耐熱性のゴム材料を使用することが望ましい。シャフトクランプ16は、シート状の材料を円筒状に丸めて使用することも、予め円筒状に形成して使用することもできる。
【００３２】
シャフトクランプ16は、図3に示すようにシャフトクランプホルダ15の内面側に接着またはネジ止め等により接着して固定し、更にシャフトクランプ16を組み込んだシャフトクランプホルダ15をケース本体11の内筒面所定位置に接着あるいはネジ止め等の任意の固定方法によって固定することによって配置されている。なお、この場合には、シャフトクランプホルダ15の円筒面には、本体ケース11の外側表面に設けられた複数個の孔22と対応して、クランプピン14が半径方向へ摺動運動するための複数個の孔が設けられている。また、シャフトクランプ16を直接ケース本体11の内筒面に接着あるいはネジ止め等の任意の固定方法によって固定することも可能である。
【００３３】
図3に示すクランプピン14は、カム13の動きにより本体ケース11に設けられた孔22を半径方向に摺動し、シャフトクランプ16を弾性変形させるものであり、円筒状の形態を有する。しかし、クランプピン14の形状は円筒状のものに限定されるわけではなく、シャフトクランプ16を弾性変形させることができるものであれば、いかなる形状であってもよい。ワーク20のシャフトを確実に把持するためには、2個以上の複数のクランプピン14を配置することが望ましい。クランプピン14は使用される環境条件に耐えて、必要な剛性と耐摩耗性を発揮することができる材料であれば金属材料、プラスチック材料のいずれで形成しても良い。
【００３４】
図3には、押圧部材としてカム13を使用したものを示している。カム13は、本体ケース11の外側に配置され、複数個のクランプピン14を半径方向へ摺動運動させるものである。カム13の内径寸法とケース本体11の外径寸法には適切な寸法公差を設けて、カム13が容易にケース本体11の外周面を摺動できるようにすると共に、カム13とケース本体11の軸芯が一致するようになっている。カム13をケース本体11の外周表面上を軸方向にスライドさせることによって、ケース本体の外周表面上から突起したクランプピン14を半径方向へ摺動運動させることができるように、カムの内面にはテーパー面が設けてある。必要なクランプピン14の半径方向ストロークと、カム13の動きのスムースさ、およびクランプピン14がシャフトクランプ16を介してシャフトを把持する必要な強さに基づいて、カム内面のテーパー面の角度とその長さが決定される。カム13は、剛性、耐摩耗性、摺動抵抗等の観点から、金属材料によって作られていることが望ましい。金属材料としては、ステンレス鋼、真鍮、鋼合金等を使用することができる。図3に示す実施例においては、カム13は、カムホルダ12の内側面に収納されたものが示されている。カム13はカムホルダ12の内側円筒面に圧入、接着、またはネジ止め等により固定することができる。カムホルダ12の外表面には、カムホルダ12を摺動させる際に力を作用させるフランジ部分が形成されている。なお、図3に示す実施例においては、カム13がカムホルダ12の内側円筒面に取り付けた形態のものを示したが、このような形態に限定されるものではなく、カム13とカムホルダ12を一体化して形成したものを使用するようにしても良い。また、本実施例においては、押圧部材としてカム13を使用したものを説明したが、これに限定されるものではない。クランプピン14を半径方向に摺動させることができるものであれば、カム13に変えて使用することができる。
【００３５】
次に、図3に示した搬送用可変チャック装置の機能について説明する。
【００３６】
図4は、搬送用可変チャック装置10にワーク20のシャフトが挿入されていない状態を示したものであり、シャフトサポート17は弾性体18であるコイルスプリングによって図面右側に押し出された状態になっている。
【００３７】
図3は、搬送用可変チャック装置10にワーク20のシャフトが挿入された状態を示したものであり、ワーク20のシャフトはコイルスプリングのバネ力に抗して挿入される。そのため、ワーク20のシャフト端面はシャフトサポート17の筒状部に設けた肩部から所定の反力を受けながら接触することになり、ワーク20のシャフトとシャフトサポート17一体となって動き、その結果ワーク20のシャフトとケース本体11の軸芯が常に一致するようになる。
【００３８】
図5は、更にカムホルダ12を図面右側(図示する矢印の方向)にスライドさせて、カム13のテーパー面で複数のクランプピン14を半径方向軸芯側に摺動させた状態を示したものである。カム13とケース本体11の軸芯は一致するように作られているため、クランプピン14は同じ寸法だけ半径方向に移動するようになっている。クランプピン14が半径方向軸芯側へ移動するとシャフトクランプ16に押し当てられ、シャフトクランプ16を内径側へ弾性変形させる。弾性変形されたシャフトクランプ16は内径側に存在するワーク20のシャフト外表面と所定の面圧を持って接触するようになる。その結果、ワーク20のシャフトの軸心とケース本体11の軸芯とが一致するような位置で固定されることになる。即ち、ワーク20のシャフトはシャフトサポート17の筒状部と、弾性変形したシャフトクランプ16の複数箇所の突起部とによって、ワーク20のシャフトの軸心とケース本体11の軸芯とが一致した状態で堅固に把持されることになる。
【００３９】
カム13の移動量を調節することにより、クランプピン14の半径方向移動量およびシャフトクランプ16の弾性変形による突起量を変えることが可能となるため、異なった径を有するワーク20のシャフトを把持することが可能となる。
【００４０】
また、ワーク20のシャフトは弾性体18によって支持されたシャフトサポート17の筒状部で保持されているため、ワーク20のシャフトの長さが変化してもこのシャフトを保持することができる。
【００４１】
ここで説明した搬送用可変チャック装置を自動機に取り付けた場合、ワークを着脱する位置において、カム13を軸方向に直線運動させるデバイスを準備しておくことにより、ワークの着脱が可能となる。
【００４２】
図6は、本発明の第二の実施例にかかる搬送用可変チャック装置の軸方向に切断した断面図を示す。 この実施例においては、ケース本体底部には、通気用ポート24が設けられると共に、ケース本体開口部にはキャップ23が設けられている。また、シャフトサポート17とシャフトクランプホルダ15には空気を流すことができる孔または溝(図示せず)が設けてある。このような構造にすることによって、上記通気用ポートから搬送用可変チャック装置の内部に空気を注入すると、空気は搬送用可変チャック装置の内部を通過して、キャップ19とワーク20のシャフト外表面との間の空間を流れるようになる。従って、ワークに塗装等を施すような場合に、塗料等の異物が搬送用可変チャック装置の内部に入り込まないようにすることができる。また、搬送用可変チャック装置を高温環境で使用する場合には、搬送用可変チャック装置の内部を比較的低温の空気により冷却することができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、シャフト部を有するワークの搬送することが必要になる自動機一般の搬送用チャック装置として使用することができるものである。本発明の説明においては搬送対象として、モータのロータを例にとって説明してきたが、これに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図1は、従来技術である挿入タイプのチャック装置を示したものである。
【図２】図2は、従来技術であるドリルチャック方式のチャック装置を示したものである。
【図３】図3は、本発明の第一の実施例である搬送用可変チャック装置の断面図を示したものである。
【図４】図4は、本発明の第一の実施例であって、搬送用可変チャック装置にワークのシャフトが挿入されていない状態を示した断面図である。
【図５】図5は、本発明の第二の実施例であって、カムホルダ12を図面右側にスライドさせて、カム13のテーパー面で複数のクランプピン14を半径方向軸芯側に摺動させた状態を示したものである。
【図６】図6は、本発明の第二の実施例にかかる搬送用可変チャック装置の軸方向に切断した断面図を示す。
【符号の説明】
【００４５】
10     搬送用可変チャック装置
11     本体ケース
12     カムホルダ
13     カム
14     クランプピン
15     シャフトクランプホルダ
16     シャフトクランプ
17     シャフトサポート
18     弾性体
19     キャップ
20     ストッパ
21     孔
【図１】
2006281396.tif 000003
【図２】
2006281396.tif 000004
【図３】
2006281396.tif 000005
【図４】
2006281396.tif 000006
【図５】
2006281396.tif 000007
【図６】
2006281396.tif 000008