(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャック本体と、
該チャック本体の先端側に、それぞれ離間して配置され、中空円筒の金属製のワークを保持する３個のチャック部材と、
を備え、
所定の位置に配置された前記ワークに対して、前記チャック部材を前記ワークの中心軸に対して径方向外側より内側に移動させて前記ワークを保持するチャック装置において、
全ての前記チャック部材の前記ワークに当接する先端面は、それぞれ前記ワークを軸線方向から見た場合に、前記径方向内側への移動方向に対して同じ方向に傾斜していることを特徴とするチャック装置。
【請求項２】
前記３個のチャック部材は、空気圧によってそれぞれ移動するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のチャック装置。
【請求項３】
前記ワークを軸線方向から見た場合に、前記３個のチャック部材の先端面によって三角形が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のチャック装置。
【請求項４】
前記ワークは、第１部材と第２部材とが接続された接続箇所を有し、前記チャック部材は前記接続箇所とは異なる箇所で前記ワークを保持することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のチャック装置。
【請求項５】
前記ワークは、プロテクタを有するセンサであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のチャック装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空円筒の金属製の部材を掴んで搬送したり、旋盤等に固定できるチャック装置に関する。特に、自動車用途用の酸素センサの様に、中空円筒の金属製の部材の内側に検出素子を有するような部材の搬送に好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来、円筒形の部材（ワーク）を掴んで保持する装置として、工作機械等に用いられる工作物保持具装置（チャック装置）が提案されている（特許文献１参照）。
このチャック装置は、円柱状のチャック本体の先端面に、１２０°の等間隔で３個の直方体形状のチャック爪を設けるとともに、そのチャック爪をチャック本体の中心軸に対して径方向に移動可能に取り付けたものである。
【０００３】
このチャック装置でワークを保持する場合には、チャック本体の先端側に、チャック本体の中心軸に沿って同軸にワークを配置し、そのワークの径方向の外側より、３個のチャック爪を中心軸に向かって径方向内側に移動させて、ワークの外周を押圧して保持していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開６１−１３０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来技術の場合には、チャック爪のワークに当接する面は、チャック爪の移動方向に対して垂直な平板形状（又は垂直な平板の表面に凹凸が形成された形状）であるので、３方向よりチャック爪でワークを挟むようにすると、不具合が生じることがあった。
【０００６】
具体的には、例えば円筒形のワークに公差ずれ（例えば径方向における寸法のずれ等）があった場合や、チャック装置の軸ずれ（即ち各チャック爪の中心軸への移動方向のずれ）があった場合などには、２個のチャック爪でワークを保持すること（いわゆる２点保持）があり、特にワークの搬送時に、この様な２点保持が起こると、ワークに力が均等に伝わらず、ワークが落下したり、ワークの搬送装置が止まることがあった。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、確実に中空円筒のワークを保持することができるチャック装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明は、第１態様として、チャック本体と、該チャック本体の先端側に、それぞれ離間して配置され、中空円筒の金属製のワークを保持する３個のチャック部材と、を備え、所定の位置に配置された前記ワークに対して、前記チャック部材を前記ワークの中心軸に対して径方向外側より内側に移動させて前記ワークを保持するチャック装置において、全ての前記チャック部材の前記ワークに当接する先端面は、それぞれ前記ワークを軸線方向から見た場合に、前記径方向内側への移動方向に対して同じ方向に傾斜していることを特徴とする。
【０００９】
本第１態様では、全てのチャック部材のワークに当接する先端面は、ワークを軸線方向から見た場合に、従来の様にチャック部材の移動方向に対して垂直ではなく、径方向内側への移動方向に対して同じ方向に傾斜している。
【００１０】
なお、ここで、「傾斜している」とは、移動方向に対して斜めに傾いていることをいい、移動方向に対して平行や垂直でないことをいう。また、「同じ方向に傾斜している」とは、例えば図３に示す様に、チャック部材の先端面が、径方向内側への移動方向に対して、右側（又は左側）が同様に径方向内側に突出して傾斜していることをいう。
【００１１】
従って、ワークを保持する際に、ワークに対してチャック部材を近づけた場合、ワークはチャック部材の先端面に押圧されて移動するが、チャック部材の先端面は径方向内側への移動方向に対して傾斜して形成されているので、ワークは最初に配置された所定の位置からワークの中心軸が移動方向からずれるように斜めに移動しようとする。このとき、３方向から同様にチャック部材でワークを押圧するので、結果として、押圧方向の力がバランスして、ワークは所定の位置にて保持されることになる。
【００１２】
また、仮に、チャック本体やワークに寸法の誤差があった場合のように、２方向のチャック部材のみ先にワークに接触して、２方向のチャック部材でワークが保持されそうになったときでも、チャック部材の先端面は同じ方向に傾斜しているので、各チャック部材によってワークはその中心軸が移動方向からずれるように押圧され、２方向のチャック部材の間からワークは押し出される方向に移動し、もう一つのチャック部材に押圧されるようになる。よって、２方向のチャック部材でのワーク保持、いわゆる２点保持が発生し難く、必ず３方向のチャック部材で保持されるようになる。
【００１３】
そのため、特にワークの搬送時に、この様な２点保持が起こることによる、ワークの落下や、ワークの搬送装置などの停止を効果的に防止することができる。
なお、チャック部材の３方向の配置としては、ワークの所定の固定位置（従ってチャック本体におけるチャック部材の取付側の表面）における中心（軸中心）に対して、径方向に等間隔（１２０°毎）の配置することが、２点保持の防止の上から一層好適である。
【００１４】
（２）本発明では、第２態様として、前記３個のチャック部材は、空気圧によってそれぞれ移動するように構成されていることを特徴とする。
つまり、各チャック部材は、空気圧によってそれぞれ移動できるように構成されている。
（３）本発明では、第３態様として、前記ワークを軸線方向から見た場合に、前記３個のチャック部材の先端面によって三角形が形成されていることを特徴とする。
本第２態様では、各チャック部材の先端面が三角形をつくるようにしてワークを保持するので、常に確実にワークを保持することができる。
【００１５】
なお、この三角形としては正三角形であると、ワークを保持する際にその中心軸がずれ難いので好適である。
（４）本発明は、第４態様として、前記ワークは、第１部材と第２部材とが接続された接続箇所を有し、前記チャック部材は前記接続箇所とは異なる箇所で前記ワークを保持することを特徴とする。
【００１６】
例えば溶接や加締めなどにより異なる部材が接続されている接続箇所、例えば自動車の排気管等に取り付けられるセンサのプロテクタを主体金具に溶接による接続箇所では、その接続箇所が盛り上がっていることがあり、ワークを確実に保持できないことがある。
【００１７】
そのため、本第３態様では、そのような接続箇所を避けてワークを保持しているので、確実にワークを保持できるという利点がある。
なお、ここで「接続」とは、溶接等による接合や加締め等による機械的結合を含むものである。
【００１８】
（５）本発明は、第５態様として、前記ワークは、プロテクタを有するセンサであることを特徴とする。
本第４態様では、ワークを例示しており、このワークとしては、プロテクタを有する酸素センサや温度センサが挙げられ、保持する箇所としては、センサのプロテクタが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態のチャック装置にて酸素センサを保持した状態を示す斜視図である。
【図２】チャック装置の側面を示す説明図である。
【図３】チャック装置の先端側を示す説明図である。
【図４】チャック部材を示す斜視図である。
【図５】（ａ）はチャック部材の（移動部材側である）上面図、（ｂ）はチャック部材の側面図、（ｃ）はチャック部材の底面図である。
【図６】チャック装置によって酸素センサを保持して搬送する手順を示す説明図である。
【図７】チャック装置の先端側にてチャック部材を開いた状態を示す正面図である。
【図８】チャック部材の開いた空間にプロテクタを配置した状態を示す平面図である。
【図９】チャック装置の先端側にてチャック部材によってプロテクタを保持した状態を示す正面図である。
【図１０】チャック部材によってプロテクタを保持した状態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
なお、以下に示す各実施形態では、ワークとして自動車用排気ガス中の空燃比等を求める酸素センサを保持するチャック装置を例に挙げて説明する。
［実施形態］
ａ）まず、チャック装置の構成を説明する。
【００２１】
図１に示す様に、本実施形態のチャック装置１は、その先端側（図１下方）にワーク（ここでは酸素センサ）３を保持する装置であり、主として、略円柱形状の金属製のチャック本体５と、チャック本体５の先端側にて径方向に移動可能に配置された３個のチャック部７と、チャック部７を空気圧で移動させる移動機構９とを備えている。以下、各構成について説明する。
【００２２】
前記チャック本体５は、その先端側をワーク３が配置されている側（図１下方）に向けて、例えばロボットのアーム等の可動装置１１（図２参照）に取り付けられており、これにより、上下左右方向に自由に移動が可能である。
【００２３】
このチャック本体５の先端側には、案内用凹部１３が形成されており、この案内用凹部１３は、チャック部７を保持するとともに、チャック部７をチャック本体５の軸中心（即ち中心軸）に対して径方向に移動可能なように開けられた溝である。
【００２４】
詳しくは、案内用凹部１３は、チャック本体５の中心軸に対して１２０°の等間隔で放射状に形成されており、チャック本体５の先端面５ａに放射状に切り込まれた第１凹部１３ａと第１凹部１３ａの後端側（図１上方）にて周方向両側に切り込まれた第２凹部１３ｂとからなる。
【００２５】
また、図２に示す様に、前記チャック部７は、直接にワーク３に接触して保持する例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）からなるチャック部材１５と、チャック部材１５を自身の先端側（図２下方）にマウントしてチャック部材１５と一体に径方向に移動する金属製の移動部材１７とから構成されており、それらは一対のネジ１８（図１参照）により一体に固定されている。
【００２６】
このうち、移動部材１７は、チャック本体５の案内用凹部１３に嵌め込まれたブロック状の部材であり、前記第１凹部１３ａ及び第２凹部１３ｂに嵌合するように、先端側が突出する略凸状（径方向から見た形状が凸形状）の構成を有している。
【００２７】
また、移動部材１７の先端側には径方向と垂直に溝１９が形成してある。そして、この溝１９に後述するチャック部材１５の後端側の凸部２１が嵌め込まれて、チャック部材１５と移動部材１７とがずれないように位置決めされ、ネジ１８によってチャック部材１５と一体に固定されている。
【００２８】
図３に示す様に、３個のチャック部７（従ってチャック部材１５）は、ワーク３の固定位置であるチャック本体５の中心軸Ｏを中心にして、径方向に放射状に１２０°の角度で等間隔に配置されており、その径方向（即ち中心軸Ｏに向かう放射ラインＡに沿って）前後に移動可能である。
【００２９】
特に本実施形態では、全てのチャック部材１５のワーク３を保持する面である先端面２３は、チャック部材１５の移動方向（即ち放射ラインＡ）に対して、所定角度α（例えば６０°）だけ傾斜している。また、全てのチャック部材１５の先端面２３は、径方向内側への移動方向に対して同じ方向に傾斜している。
詳しくは、全てのチャック部材１５の先端面２３の傾斜方向は、チャック本体５の先端面５ａ側（即ち図３の手前側）から見た場合に、それぞれ径方向内側への移動方向に対して右側が中心軸Ｏ側に突出するように（即ち右上がりに）設定されている。なお、この逆に、全ての先端面２３が右下がりに設定されていてもよい。
【００３０】
なお、この所定角度αとしては、例えば６０°±１０°の範囲が挙げられる。
従って、３個のチャック部材１５の先端面２３（及びその延長面）により三角形（ここでは正三角形）が構成されており、その三角形の中心（内接円の中心）がワーク３の固定位置、即ちチャック本体５及びワーク３の中心軸Ｏに一致する。
【００３１】
ここで、チャック部材１５の形状について更に詳しく説明する。
図４及び図５に示す様に、チャック部材１５は、板状の部材であり、略直方体形状の本体部２５と、本体部２５からワーク３に当接する側（図５の右側）に突出する略三角柱状の突出部２７とを備えており、突出部２７のワーク３側の表面が平板状の先端面２３とされている。
【００３２】
また、本体部２５の中央の移動部材１７側（図４の上方）には、移動部材１７の溝１９に嵌り込む凸部２１が、本体部２５の幅方向にわたって形成されている。
更に、本体部２５のうち、凸部２１の両側には、本体部２５を高さ方向（図４の上下方向）に貫通する様に、チャック部材１５を移動部材１７に固定するための（前記ネジ１８がネジ込まれる）一対のネジ孔２９が形成されている。
【００３３】
また、チャック部材１５の突出部２７の先端側（図４の下方）は、ワーク３に当接した場合にワーク３を傷つけないように、斜めにカットした面取り部３１が設けられている。
なお、前記図１〜図３に示す様に、チャック本体５の側面には、空気圧による移動機構９として、各チャック部７をチャック本体５の中心軸側に移動させるように、チャック本体５内に空気を供給する第１空気管３３と、チャック部７をチャック本体５の中心軸から遠ざかる側に移動させるように、チャック本体５内に空気を供給する第２空気管３３とが接続されている。なお、移動させるためのチャック本体５内部の空気の流路等は、従来と同じであるので、その説明は省略する。
【００３４】
ｂ）次に、チャック装置１の動作について、図６〜図１０に基づいて説明する。
まず、図８に示す様に、本実施形態のチャック装置１で保持するワーク３は、酸素濃度を検出する酸素センサ３であり、この酸素センサ３は、円筒形状の金属製の主体金具３９と、主体金具３９の内部に固定されるとともにその先端側（ガス測定側：図８の上方）より突出する検出素子（図示せず）と、検出素子の先端側を覆うように被せられた中空円筒の金属製（例えばＳＵＳ３１０Ｓ製）のプロテクタ４１と、主体金具３９の後端側より延びる外筒４３などを備えている。
【００３５】
このプロテクタ４１は、先端側が閉塞された有底で薄肉（例えば厚み０．５ｍｍ）の筒状部材であり、主体金具３９の先端側の所定位置Ｘにて、溶接によって全周を接合されている。
【００３６】
次に、酸素センサ３を保持して移送する手順を説明する。
図６（ａ）に示す様に、まず、基台４５に、酸素センサ３を、その先端側のプロテクタ４１が上方になるように配置する。一方、チャック装置１は、酸素センサ３の上方にて、チャック本体５の先端面５ａを下方に向けて配置する。なお、チャック本体５と酸素センサ３の中心軸を合わせるように、チャック装置１を配置する。
【００３７】
このときは、酸素センサ３を保持する前であるので、図７に示す様に、第２空気管３５に空気を送ることにより、各移動部材１７（従って各チャック部材１５）を、径方向の外側に移動させて、各チャック部材１５の中央の空間（プロテクタ４１が挿入される空間）４７を確保する。即ち、各チャック部材１５を開いた状態とする。
【００３８】
次に、図６（ｂ）に示す様に、各チャック部材１５を開いた状態で、チャック装置１を下降させて、各チャック部材１５の中央の空間４７にプロテクタ４１を配置する。
このとき、図８に示す様に、チャック装置１は、各チャック部材１５の先端面２３が、プロテクタ４１が接合される所定位置Ｘより上方に位置するように配置される。
【００３９】
次に、図６（ｃ）に示す様に、第１空気管３３に空気を送ることにより、各チャック部材１５を、径方向の内側に移動させて、３個のチャック部材１５によってプロテクタ４１を３方向より保持する。
【００４０】
詳しくは、図９に示す様に、各チャック部材１５を、中心軸Ｏに向かって、径方向の内側に移動させ、各チャック部材１５の先端面２３で、プロテクタ４１の外周面を押圧し、プロテクタ４１を掴んで保持する。
【００４１】
このとき、図１０に示す様に、各チャック部材１５の先端面２３は、プロテクタ４１が接合される所定位置Ｘより上方に当接している。
次に、図６（ｄ）に示す様に、チャック部材１５でプロテクタ４１（従って酸素センサ３）を保持した状態で、チャック装置１を上方に移動させて、所定の方向（例えば左右方向）に酸素センサ３を搬送する。
【００４２】
ｃ）次に、本実施形態のチャック装置１による効果を説明する。
本実施形態のチャック装置１は、全てのチャック部材１５の酸素センサ３のプロテクタ４１に当接する先端面２３は、従来の様にチャック部材１５の移動方向に対して垂直ではなく、プロテクタ４１を軸線方向（例えば図３の手前側）から見た場合に、径方向内側への移動方向に対して同じ方向に傾斜している。
【００４３】
従って、プロテクタ４１を保持する際に、プロテクタ４１に対してチャック部材１５を近づけた場合、プロテクタ４１はチャック部材１５の先端面２３に押圧されて移動するが、先端面２３が移動方向に対して斜めに形成されているので、プロテクタ４１は最初に配置された所定の固定位置（即ちチャック本体の中心軸Ｏ）からやや斜めに移動しようとする。このとき、３方向から同様にチャック部材１５でプロテクタ４１を押圧するので、結果として、押圧方向の力がバランスして、プロテクタ４１は所定の固定位置にて保持されることになる。
【００４４】
また、仮に、チャック本体５やチャック部７や酸素センサ３に寸法の誤差があった場合のように、２方向のチャック部材１５のみ先にプロテクタ４１に接触して、２方向のチャック部材１５でプロテクタ４１が保持されそうになったときでも、チャック部材１５の先端面２３は同じ方向に傾斜しているので、２方向のチャック部材１５の間からプロテクタ４１は押し出される方向に移動し、もう一つのチャック部材１５に押圧されるようになる。よって、２方向のチャック部材１５のみによる保持、いわゆる２点保持が発生し難く、必ず３方向のチャック部材１５で保持されるようになる。
【００４５】
つまり、本実施形態では、３個のチャック部材１５の先端面２３が三角形（特に正三角形）をつくるようにしてプロテクタ４１を保持するので、常に確実にプロテクタ４１（従って酸素センサ３）を保持することができる。
【００４６】
そのため、特に酸素センサ３の搬送時にこの様な２点保持が起こることによる、酸素センサ３の落下や、酸素センサ３の搬送装置などの停止を効果的に防止することができる。
また、本実施形態では、従来の様に、プロテクタ４１を移動方向に垂直な面で押圧しないので、たとえプロテクタ４１が薄肉の金属板で形成されている場合でも、プロテクタ４１が破損しにくいという利点がある。
【００４７】
更に、本実施形態では、チャック部材１５は、プロテクタ４１が主体金具３９に溶接された凹凸のある接続箇所（所定箇所Ｘ）以外で、プロテクタ４１を保持しているので、この点からも、確実に酸素センサ３を保持できるという利点がある。
【００４８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
【００４９】
例えばワークとしては、酸素センサだけでなく、温度センサなど、保持する位置が中空円筒の部材（プロテクタ等）を有する各種センサが挙げられる。
【符号の説明】
【００５０】
１…チャック装置
３…ワーク（酸素センサ）
５…チャック本体
７…チャック部
１５…チャック部材
１７…移動部材
２３…先端面
４１…プロテクタ
【図１】
0005718795.tif 000002
【図２】
0005718795.tif 000003
【図３】
0005718795.tif 000004
【図４】
0005718795.tif 000005
【図５】
0005718795.tif 000006
【図６】
0005718795.tif 000007
【図７】
0005718795.tif 000008
【図８】
0005718795.tif 000009
【図９】
0005718795.tif 000010
【図１０】
0005718795.tif 000011