特許 7593354 ツメ固定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-25

(45)【発行日】2024-12-03

(54)【発明の名称】ツメ固定装置

(51)【国際特許分類】

   B23Q 7/04 20060101AFI20241126BHJP

   B23B 31/16 20060101ALI20241126BHJP

   B23Q 3/06 20060101ALI20241126BHJP

【ＦＩ】

B23Q7/04 J

B23B31/16 D

B23Q3/06 304J

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2022026966

(22)【出願日】2022-02-24

(65)【公開番号】P2023123091

(43)【公開日】2023-09-05

【審査請求日】2024-04-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110003214

【氏名又は名称】弁理士法人服部国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】加藤 修介

【審査官】小川 真

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－１３６５８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－３９８１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１３－５４１４２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５８－７０８０５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０１５６０１６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｑ ７／０４、３／０６

Ｂ２３Ｂ ３１／１６

Ｂ２５Ｂ １／２４

Ｂ２５Ｊ １５／０４

Ｂ６５Ｇ １／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

地側にあるワークを一対のツメにより天側から把持するチャック装置において、地側から前記チャック装置に連結されて前記ツメを地側からワンタッチで着脱可能にするツメ固定装置（１００）であって、
一方が前記ワークを把持する把持部（１０）であり、他方が平板部（１５）であるツメ（１）と、
挿通部（３０）と、第１嵌着部（３５１）と、第２嵌着部（３５２）とを有する基部（３）と、
ばね（５０）と、一端が出力部（５５２）であるアーム（５５）とを有し、前記基部に設けられ、前記ツメをばね力で固定するクランプ（５）と、
を備え、
前記平板部は、端部側に前記平板部の第１被案内部（１５９）と直交して突出する第１嵌合部（１５１）を有し、前記把持部側に前記第１嵌合部とは反対方向に突出する第２嵌合部（１５２）を有し、
前記挿通部は、天地方向に延びた第１案内部（３０１）及び第２案内部（３０２）と、天地方向に対し傾斜して延びた第１斜面部（３０３）及び第２斜面部（３０４）とを有し、前記第１斜面部及び前記第１案内部は天側にあり、前記第２斜面部及び前記第２案内部は地側にあり、前記第１斜面部と前記第２案内部との境界である稜線に沿ってエッジ部（Ｆ）が形成されており、
作業者が前記出力部からのばね力の出力を停止させて前記ツメを前記第２斜面部側から前記第１斜面部に向かって挿入し、前記出力を再開させると、前記出力部が前記平板部を前記第２嵌合部の反対側から押して前記第２嵌合部を前記第２嵌着部に嵌着させ、同時に前記エッジ部を支点に前記平板部を回転させて前記第１嵌合部を前記第１嵌着部に嵌着させるツメ固定装置。

【請求項2】

前記クランプの前記アームはさらに入力部（５５１）を他端に有し、水平方向に延び、水平面に沿って回転可能に設けられており、かつ、前記入力部は前記ばねに押され、前記出力部はばね力により前記第２嵌着部に向けて押されるように設けられている、請求項１に記載のツメ固定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、チャック装置のツメ固定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、工作機械は、外部ワークを把持するためのチャック装置を備え、複数のツメでワークを把持固定して加工を行う。３個以上のツメを有することも少なくない。またワークの大きさや形状に応じて複数種類のツメを交換することが求められる。

【0003】

一方、ツメは複数のボルトで締結固定されることが通例であり、ツメの交換にはボルトを締めたり緩めたりする作業が不可欠なため、ツメの交換を頻繁に行う現場では交換作業により設備稼働率が大幅に低下する。

【0004】

この問題を解決するため、ツメ交換を容易にするチャック装置が提案されている。例えば、特許文献１には「チャック爪手段を単一構造のワンタッチで装脱自在の構成」が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００５－２７１１６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、特許文献１のチャック装置にしても、ツメをボルト固定する以上、ボルトを締めたり緩めたりする作業を要することには変わりなく、文字通りワンタッチでのツメ交換の実現には至っていない。

【0007】

本発明は、この点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、ワンタッチでツメを着脱可能な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】

本発明は、地側にあるワークを一対のツメにより天側から把持するチャック装置において、地側からチャック装置に連結されてツメを地側からワンタッチで着脱可能にするツメ固定装置（１００）であって、ツメ（１）と、基部（３）と、クランプ（５）とを備える。

【0009】

ツメは、一方がワークを把持する把持部（１０）であり、他方が平板部（１５）である。基部は、挿通部（３０）と、第１嵌着部（３５１）と、第２嵌着部（３５２）とを有する。クランプは、ばね（５０）と、一端が出力部（５５２）であるアーム（５５）とを有し、基部に設けられ、ツメをばね力で固定する。

【0010】

平板部は、端部側に平板部の第１被案内部（１５９）と直交して突出する第１嵌合部（１５１）を有し、把持部側に第１嵌合部とは反対方向に突出する第２嵌合部（１５２）を有する。

【0011】

挿通部は、天地方向に延びた第１案内部（３０１）及び第２案内部（３０２）と、天地方向に対し傾斜して延びた第１斜面部（３０３）及び第２斜面部（３０４）とを有し、第１斜面部及び第１案内部は天側にあり、第２斜面部及び第２案内部は地側にあり、第１斜面部と第２案内部との境界である稜線に沿ってエッジ部（Ｆ）が形成されている。ここで、第１案内部は第１嵌着部の一部であり、第２案内部は第２嵌着部の一部である。

【0012】

作業者が出力部からのばね力の出力を停止させてツメを第２斜面部側から第１斜面部に向かって挿入し、出力を再開させると、出力部が平板部を第２嵌合部の反対側から押して第２嵌合部を第２嵌着部に嵌着させ、同時にエッジ部を支点として平板部を回転させて第１嵌合部を第１嵌着部に嵌着させる。

【0013】

好ましくは、クランプのアームはさらに入力部（５５１）を他端に有し、水平方向に延び、水平面に沿って回転可能に設けられており、かつ、入力部がばねに押され、出力部がばね力により第２嵌着部に向けて押されるように設けられている。

【0014】

（効果）
本発明は、アームの一端を押してばねを押し戻すだけでツメの着脱が可能なため、ツメ交換がきわめて容易になり、設備稼働率を高める。また単純な構成により設備が簡素化される。これにより、多様化する異種製品を同一設備で生産する標準化思想の具体化に役立つと期待される。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】一実施形態の斜視図。

【図2】一実施形態の正面図。

【図3】図２のＩＩＩ方向から見た矢視平面図。

【図4】図３のＩＶ－ＩＶ線における正面断面図。

【図5】ツメの着脱方法１。

【図6】ツメの着脱方法２。

【図7】ツメの着脱方法３。

【図8】ツメの着脱方法４。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下に示す実施形態は、上方から垂下されたチャック装置９００に対し、一対のツメ固定装置１００が互いに対向するようにスライド可動に取り付けられ、ツメが天側から地側に置かれたワークＷに接近し、把持し、持ち上げ、搬送する場面で用いることを想定したものである。

【0017】

（一実施形態）
一実施形態を図１と図２に示す。本発明は、一対のツメ１により地側にあるワークＷを天側から把持するチャック装置９００において、地側からチャック装置９００に連結され、地側からツメ１をワンタッチで着脱可能にするツメ固定装置１００であって、ツメ１と、基部３と、クランプ５とを備えている。

【0018】

一対のツメ固定装置１００は、それぞれ基部３とクランプ５とが組み合わされ、図１のように左右対称に形成されている。この「基部３＋クランプ５」がチャック装置９００に連結されている。ツメ固定装置１００は、このように「基部３＋クランプ５」を基本構成とし、基部にツメ１を装着し、使用する。図２の左側にはツメ１が装着されたツメ固定装置１００を、図２の右側にはツメ１が取り外されたツメ固定装置１００を示す。

【0019】

図２の右下に、取り外されたツメ１の正面図を示す。ツメ１は、一方がワークＷを把持するための把持部１０であり、他方は平板部１５である。平板部１５は端部側（天側）に平板部１５の第１被案内部１５９と直交して突出する第１嵌合部１５１を有し、把持部１０側（地側）に第１嵌合部１５１とは反対方向に突出する第２嵌合部１５２を有する。第１嵌合部１５１は後述の第１嵌着部３５１に嵌合し、第２嵌合部１５２は後述の第２嵌着部３５２に嵌合する。

【0020】

図３に、左右一対の「基部３＋クランプ５」を示す。クランプ５は、ばね５０とアーム５５とを有し、基部３に設けられ、ツメ１をばね力で固定する。本実施形態では、ばね５０は押しばね（圧縮コイルばね）で構成され、クランプ５のアーム５５は水平方向に延びており、水平面に沿って回転可能なように、天地方向に沿ったクランプ軸Ｐに固定されている。アーム５５の入力部５５１がばね５０に押され、アーム５５の出力部５５２が第２嵌着部３５２に押し付けられるように配置されている。

【0021】

図４に基部３の構成を示す。図４は挿通部３０、連結部３３及びアーム５５の出力部５５２を含む面で切った断面図であり、アーム５５の出力部５５２は浮いてみえるが、実際には基部３に（クランプ５として）連結されている。本実施形態では、基部３は、挿通部３０と、連結部３３と、第１嵌着部３５１と、第２嵌着部３５２とを有する。挿通部３０と連結部３３はボルトで接合され、また連結部３３側でチャック装置９００にボルト固定される（図示なし）。

【0022】

続けて図４を参照する。挿通部３０は、天地方向に延びた第１案内部３０１及び第２案内部３０２と、天地方向に対し傾斜して延びた第１斜面部３０３及び第２斜面部３０４とを有する。第１案内部３０１及び第１斜面部３０３は天側にあり、第２案内部３０２及び第２斜面部３０４は地側にある。第１斜面部３０３と第２案内部３０２との境界である稜線に沿ってエッジ部Ｆが形成される。なお、第１案内部３０１は第１嵌着部３５１の一部、第２案内部３０２は第２嵌着部３５２の一部である。

【0023】

［着脱方法］
ここで、図５～８を参照し、図３右側の「基部３＋クランプ５」を例にとり、ツメ１の着脱方法を説明する。各図の上側には（ａ）として、ばね５０及びアーム５５の動きを示す。各図の下側には（ｂ）として、図４の断面図を用い、（ａ）の状態のときのツメ１と「基部３＋クランプ５」の対応関係を示す。以下、取り付け時は図５→図６→図７→図８の順に進み、取り外し時は図８→図７→図６→図５の順に進む。

【0024】

＜取り付け工程＞
まず取り付け工程について説明する。図５に、最初の状態すなわちツメ１が取り外された状態を示す。この状態では、アーム５５にはばね５０のばね力のみが働いている（図５（ａ））。このとき、アーム５５の出力部５５２は、ツメ１の挿通部３０への進入路（図５（ｂ）の点線部分）を部分的に閉塞し（図５（ｂ））、ツメ１の挿通部３０への進入を阻んでいる。

【0025】

図６に、アーム５５の入力部５５１を作業者が指で押し（図示なし）、ばね５０を圧縮させた状態を示す。こうすることにより、アーム５５の出力部５５２がクランプ軸Ｐを中心に回転して隙間を生じるため（６（ａ））、ツメ１の挿通部３０への進入路（図６（ｂ）の点線部分）が閉塞されなくなり（６（ｂ））、ツメ１が挿入可能となる。

【0026】

図７に、作業者がアーム５５の入力部５５１を手で押し続けたまま（図７（ａ））、ツメ１の把持部１０を把持し（図示なし）、地側から挿通部３０に進入させて第２斜面部３０４及び第１斜面部３０３に沿って奥まで差し込んだ状態（図７（ｃ））を示す。このように、ツメ１を奥まで差し込むとツメ１の第２嵌合部１５２周辺が第２嵌着部３５２周辺に引っ掛かって止まる。

【0027】

図８に、作業者が押し続けていた入力部５５１から手を離した状態を示す。このとき、ばね５０のばね力により、入力部５５１の位置が最初の状態（図８（ａ））に復帰すると同時に、挿入されたツメ１を第２嵌合部１５２の反対側から押し続け、第２嵌合部１５２を第２嵌着部３５２に嵌着させる（図８（ｂ））。このとき、エッジ部Ｆを回転支点として平板部１５が起き上がるため、第１嵌合部１５１も第１嵌着部３５１に嵌着する。

【0028】

以上により、（１）「第１嵌合部１５１＋第１嵌着部３５１」、（２）「第１嵌合部１５２＋第２嵌着部３５２」の各組合せからなる２点（以下、「固定ポイント」という）を介してツメ１が挿通部３０に安定的に固定される。同時に、出力部５５２は、第１斜面部３０３と第２斜面部３０４が挿通路３０に形成する「斜め通路」を遮断することでツメ１をより脱落しにくくさせている。

【0029】

＜取り外し工程＞
次に取り外し工程について説明する。取り外し工程では、取り付け工程とは逆の順序で各ステップを行う。最初、図８の状態でツメが装着されている。作業者が入力部５５１を指で押すとばね５０が圧縮され、同時に出力部５５２が押し付けられていたツメ１の平板部１５から離れる（図７）。これにより出力部５５２は「斜め通路」を部分的に閉塞しなくなるため、作業者は把持部１０を把持してツメ１を「固定ポイント」から取り外し、「斜め通路」を通して地側に引き抜く（図６）。その後、入力部５５１から手を離せば、圧縮されていたばね５０がばね力で復元し、出力５５２が「斜め通路」を部分的に閉塞する状態に戻る（図５）。

【0030】

［第１実施形態の効果］
チャック装置ではツメをボルト固定することが多く、締結作業に一定の時間がかかっていた。本発明によれば、アームの一端を押してばねを押し戻すだけで、ワンタッチでツメの着脱が可能となるため、ワークの大きさや形状に応じて、ツメの交換作業がきわめて迅速になり、設備稼働率を高めるほか、単純な構成で実現されるため、設備が簡素化される。よって多様化する異種製品を同一設備で生産する標準化思想の具体化にも役立つことが期待される。

【0031】

（その他の実施形態）
上記の実施形態はばねの弾性力を利用した固定方式を採用しているが、本発明はこれに限られない。ばねの種類及び形状、アームの形状、支点の位置等の変更によるさまざまなバリエーションを構成することが可能である。

【0032】

以上、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において、さまざまな形態で実施することができる。

【符号の説明】

【0033】

１００ ツメ固定装置、９００ チャック装置
１ ツメ
１０ 把持部
１５ 平板部、１５１ 第１嵌合部、１５２ 第２嵌合部、１５９ 第１被案内部
３ 基部
３０ 挿通部
３０１ 第１案内部、３０２ 第２案内部、３０３ 第１斜面部、３０４ 第２斜面部
３５１ 第１嵌着部、３５２ 第２嵌着部
３９ 連結部
５ クランプ
５０ ばね
５５ アーム、５５１ 入力部、５５２ 出力部
Ｆ エッジ部、Ｗ ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】