专利名称：直线导向式气动卡盘的制作方法
技术领域：
本发明涉及靠空气压力由一对自由开闭的夹钳爪来夹持工件的气动卡盘；详细地说，是关于由导向机构使上述夹钳爪直线移动并开闭的直线导向式气动卡盘。
迄今，作为这种直线导向式气动卡盘的现有形式，图5所示的机构已众所周知。它包括有活塞杆52、一对自由开闭的夹钳爪53，53、一对杠杆54，54。其中活塞杆52由内藏于气缸体51内、图中未示出的气缸机构使其上下运动；一对自由开闭的夹钳爪53，53用来夹持工件；一对杠杆54，54用来将上述活塞杆52的上下运动变换为一对夹钳爪53，53的开闭动作。
上述夹钳爪53，配设于气缸体51下端形成的一对导向壁55，55(其前侧略去)之间；在导向壁55与夹钳爪53之间形成导向机构59；滚子58介于导向壁55内侧面的导向沟57与夹钳爪53外侧面的导向沟56之间可自由滚动；借助于沿着该导向机构59直线移动，上述夹钳爪53，53相互开闭。
另外，上述杠杆54略成L字形，其中间部由支轴61(可自由转动地)枢支于气缸体51上；其基端部以支轴62可自由转动地连接于上述活塞杆52上；其顶端部，通过将U字形切口63嵌合于夹钳爪53上端的接合轴64上而与该夹钳爪53相连接。
这样，当由气缸机构使活塞杆52上下运动时，一对杠杆54，54即以支轴61为中心转动一定角度，使得夹钳爪53，53沿导向机构59直线移动，实施开闭。
在这样现有气动卡盘中，靠设于杠杆54顶端的U字形切口63与设于夹钳爪53的接合轴64相嵌合，虽可使上述杠杆54与夹钳爪53相连接；但在将接合轴64安装于夹钳爪53上的情况下，为避免把导向沟56与滚子58设于外侧面时形成障碍，必须在夹钳爪53上面立设轴支部53a，并将接合轴64支承于该轴支部53a上。
为此，杠杆54与夹钳爪53的连接点要占据比导向机构59的位置要高的位置，由杠杆54对夹钳爪53，53实施开闭操作时，将有撬扭力作用于该夹钳爪上，则有开闭动作欠圆滑之虞。另外，由于轴支部53a与接合轴64从夹钳爪53上面突出出来，也妨碍了气动卡盘的小型化。
本发明的任务是靠使杠杆与夹钳爪连接点的位置比现有技术中的位置低，使得由杠杆开闭夹钳爪时，无撬扭力作用于该夹钳爪上；开闭动作圆滑；并使气动卡盘小型化。
为了解决上述课题，本发明的气动卡盘具有气缸机构、活塞杆、一对可自由开闭的夹钳爪、导向机构、一对杠杆，其中，气缸机构靠压缩空气的给排工作；活塞杆由该气缸机构驱动；一对自由开闭的夹钳爪用来夹持工件；导向机构使这些夹钳爪在相互间距离变化的方向上直线移动，并开闭；一对杠杆设于活塞杆与两夹钳爪间，并使活塞杆的运动变换为两夹钳爪的开闭动作，上述各杠杆与夹钳爪有结合件与结合孔构成的连接机构，其中结合件形成于杠杆端部，至少其一部分为球状；结合孔加工在夹钳爪上面，成圆形。上述结合件嵌配于结合孔内，在与上述导向机构大致相同的高度，可将杠杆的作用力传递到夹钳爪上。
在上述这样构成的气动卡盘中，当由气缸机构驱动活塞杆时，一对杠杆即分别使对应的夹钳爪沿导向机构直线移动，使两夹钳爪开闭。
这时，由于使设于上述杠杆上的结合件嵌配于在夹钳爪上面挖出的结合孔内，并在与上述导向机构大致相同的高度上相接合；由于结合件的作用力在与上述导向机构大致相同的位置作用于夹钳爪上，所以不会伴随着开闭操作对夹钳爪产生撬扭力，开闭动作变得圆滑。
而且，由于将上述结合件做成球状，并将其配合于圆形结合孔中，该结合件可在结合孔内自由变向，因此，即使上述结合件的轴线有些扭转或倾斜，只要该结合件简单变向，即可吸收这种扭转与倾斜，从而不必担心有异常的撬扭力与力矩等作用于连接部而影响动作。
另外，由于上述连接机构不从夹钳爪上面突出，故可降低该夹钳爪的高度，并可期得到整个气动卡盘的小型化。
图1是本发明的直线导向式气功卡盘的一实施例的纵断面正视图，右半部与左半部表示不同的动作状态；图2是对图1的气动卡盘要部进行剖视的侧视图；图3A是将连接杠杆与夹钳爪的连接机构的不同结构例剖开的要部正视图，B是其平面图；图4A是将连接杠杆与夹钳爪的连接机构另一不同结构例要部正视图，B是其平面图；图5是将现有直线导向式气动卡盘的一例的要部剖开的正视图。
实施例图1与图2示出了本发明的直线导向式气动卡盘一实施例。该气动卡盘包括有气缸机构1、活塞杆2、一对可自由开闭的夹钳爪3，3、导向机构4、以及一对杠杆5，5。其中，气缸机构1靠给排压缩空气工作；活塞杆2靠该气缸机构1来驱动；一对可自由开闭的夹钳爪3，3用来夹持工件；导向机构4用来使这一对夹钳爪直线移动并使其开闭；一对杠杆5，5设于上述活塞杆2与两夹钳爪3，3之间，并将该活塞杆2的直线运动变为两夹钳爪3，3的开闭动作。
上述气缸机构1包括有气缸孔11、盖12、活塞13、压缩空气给排口14a、14b。其中，气缸孔11从气缸体10内部的上端向下端切入一定的深度；盖12用来密闭该气缸孔11的上端部；活塞13可自由滑动地插入上述气缸孔11内；在该活塞13两侧的气缸头室11a与活塞杆室11b上分别连通有给排压缩空气用的孔口14a，14b。上述活塞13与活塞杆2形成为一体。另外，上述孔口14a，14b在气缸体10的侧面开口。
从而，当通过孔口14a，14b向气缸头室11a与活塞杆室11b给排压缩空气时，上述的活塞13与活塞杆2即在图1右半部所示的位置与图1左半部所示的位置间往复运动。
另外，图中16是密封构件，17是安装于活塞13上的磁体，用安装在气缸体10外侧面安装沟中的磁传感器(图中未示出)对其检测，该磁体17是用于检测出活塞13动作位置的。
在上述气缸体10的下部，将该气缸体在图1上左右横切形成凹部20，在该凹部20内，配置着活塞杆20的顶端，同时，还配设着上述一对杠杆5，5。
杠杆5大致成L字形，其中间部由支轴22可自由转动地枢支于气缸体10上；在其基端形成U字形切口23，该切口23与活塞杆2下端的接合轴24相结合，随着活塞杆2的上下运动，杠杆5以支轴22为中心做一定角度转动。
在气缸体10的下端，固定有导向块26，堵塞着上述凹部20，在导向块26的下面，有对其横切形成的凹沟27；在该凹沟27内配设着上述一对夹钳爪3，3，在凹沟27的两沟壁与各夹钳爪3，3的外侧面之间，形成了上述导向机构4。
上述导向机构4由第1导向沟28，第2导向沟29、以及滚动件30所构成。其中第1导向沟28沿凹沟27的方向形成于凹沟27的两沟壁上；第2导向沟29与第1导向沟28相对，形成于夹钳爪3的外侧面上；滚动件30乃是夹于上述第1、第2导向沟28、29间的滚珠或滚柱等。由于滚动件30的滚动，两夹钳爪3，3沿导向机构4做直线往复运动。而且，为了防止上述滚动件30从导向沟28、29中脱出，在夹钳爪3的两侧面分别安装有堵板31，覆盖着导向沟28、29的端部。
在上述导向块26的各杠杆5，5的对应位置，分别形成了透孔32。通过该透孔32，杠杆5的端部突出于上述凹沟27内，由结合件34与结合孔35形成的连接机构连接于上述夹钳爪3上。即，在上述杠杆5的端部，形成了球状结合件34；与其相对应，在夹钳爪3的上面，与该结合件34大体正对地配合的圆形结合孔35，至少要开到导向机构4位置的深度；结合件34嵌配于结合孔35内，在与上述导向机构4大致相同的高度上将杠杆5的作用力传递给夹钳爪3。结合孔35的直径，与结合件34的球的直径大致相同。
图中37，是用来将夹持工件用的转接器安装于夹钳爪3上的安装孔。
在上述实施例的气动卡盘中，只要通过气缸机构1上的孔口14a，14b给排压缩空气，活塞13与活塞杆2，即在图1右半部所示位置与左半部所示位置之间上下运动，就使一对杠杆5，5以支轴22为中心，沿相反的方向转动一定角度。这样，由于杠杆5，5的转动，其端部的结合件34即以支轴22为中心作钟摆状的摆动，也就使一对夹钳爪3，3沿导向机构4、相互在相反的方向直线移动，实施开闭。
这时，由于使结合件34在夹钳爪3上面加工出的结合孔35中，以与导向机构4大致相同高度相接合、配合，从结合件34来的作用力是在与导向机构4大致相同位置作用于夹钳爪3上的，故伴随着开闭操作，不会有撬扭力作用于夹钳爪3上，其开闭动作可圆滑进行。
而且，由于上述结合件34做成球状，并将其配合于圆形结合孔35内，该结合件34可在结合孔35中自由变向；因此，即使上述结合件34的轴线有些扭转或倾斜，只要结合件34简单地变变向，即可确保将这些扭转与倾斜吸收。因此，不必担心在连接部上作用撬扭力与力矩等异常力而影响动作的圆滑性。
另外，由于上述连接机构并不突出于夹钳爪3的上面，故而可将该夹钳爪3的高度降低，以图整个气动卡盘小型化。
在上述实施例中，虽然设于杠杆5上的结合件34是除与杠杆5连结部分之外基本上为全球状的，但结合件34不必都是全球状，如图3或图4所示，至少一部分为球状，该球状部能在圆形结合孔内自由变向地嵌配即可。
即，图3A、B上示出的连接机构6A，将杠杆5端部的结合件34A，切去球的左右两侧部与底部的一部分，形成平面部分41，因而形成除该平面部分41以外的其他部分具有球状部分40的形状，将该结合件34A配合于夹钳爪3上面加工出来的圆形结合孔35内。
另外，图4A，B所示的连接机构6B，是将杠杆5端部的结合件34B切去球的左右两侧部与底部的一部分，形成平面部分44，同时，使剩余的球面部分的中间部45沿圆周变平，由此，形成了部分具有球状部43的形状，将该结合件34B配合于夹钳爪3上面开出的圆形结合孔35中。
如这样依照本发明，以杠杆上设的球状结合件配合于夹钳爪上面加工出来的结合孔内的方式使杠杆与夹钳爪相连接，同时，由于使上述结合件的配合位置与上述导向机构处于大致相同的高度，来自该结合件的作用力在与上述导向机构大致相同的位置作用于夹钳爪上，夹钳爪开闭时，不会有杠杆产生的撬扭力作用于该夹钳爪上，因此，其开闭动作变得非常圆滑。
而且，由于上述连接机构不从夹钳爪上面突出出来，可降低该夹钳爪的高度，可期整个气动卡盘的小型化。
权利要求
1.一种直线导向式气动卡盘，其特征在于它具有气缸机构、活塞杆、一对自由开闭的夹钳爪、导向机构和一对杠杆，其中，气缸机构依靠压缩空气的给排来工作；活塞杆被该气缸机构沿轴线方向驱动；一对自由开闭的夹钳爪在与该活塞杆的轴线相垂直的方向上直线移动，夹持或放开工件；导向机构对这些夹钳爪的移动进行导向；一对杠杆设置于上述活塞杆与两夹钳爪之间，并把该活塞杆的运动变换为两夹钳爪的开闭动作；上述杠杆与夹钳爪具有由在杠杆上形成的、至少一部分为球面部的结合件，和在夹钳爪上面加工出来的圆形结合孔构成的连接机构；上述结合件配合于结合孔内，可在与上述导向机构大致相同的高度将杠杆的作用力传递给夹钳爪。
2.按权利要求1所记述的气动卡盘，其特征在于，该气动卡盘具有组装有上述气缸机构与活塞杆以及杠杆的气缸体，和组装有上述导向机构与夹钳爪的导向块；该导向块安装于上述气缸体的端部的、覆盖着组装有上述杠杆的沟槽的位置；在该导向块上的对应于上述夹钳爪上面的结合孔的位置上形成透孔，通过该透孔，上述杠杆的结合件配合于夹钳爪的结合孔。
3.按权利要求1或2所记述的气动卡盘，其特征在于，上述导向机构包括有凹沟、第1导向沟、第2导向沟、滚动件；其中夹钳爪可自由移动地配合于前述凹沟内；第1导向沟分别形成于该凹沟的两沟壁上；第2导向沟分别与上述第1导向沟对置地形成于夹钳爪的两外侧面上；滚动件夹于该第1导向沟与第2导向沟之间；上述夹钳爪的结合孔至少要加工至到达上述导向沟的位置的深度；上述结合件，在实际上与上述导向沟相同位置接触该结合孔。
4.按权利要求3所记述的气动卡盘，其特征在于，上述结合件，除了与杠杆结合部分之外，几乎是真正的球面。
5.按权利要求3所记述的气动卡盘，其特征在于，上述结合件，除了与杠杆结合部分之外的其他部分中的一部分为球面，该球面部分与结合孔的孔壁相接触。
全文摘要
直线导向式气动卡盘包括活塞杆、一对自由开闭的夹钳爪、导向机构、一对杠杆。由气缸机构驱动活塞杆;夹钳爪用来夹持工件;导向机构使夹钳爪直线移动并开闭;杠杆将活塞杆的运动变换成两夹钳爪的开闭动作。通过使形成于杠杆上的球状结合件嵌配于夹钳爪上的圆形结合孔内、在与导向机构大致相同高度将杠杆的作用力传递到夹钳爪上的位置上,使杠杆与夹钳爪相互连接,实现夹钳爪开闭操作时无撬扭力作用于夹钳爪上而平滑开闭,并使气动卡盘小型化。
文档编号B25J15/08GK1191171SQ9810382
公开日1998年8月26日 申请日期1998年2月11日 优先权日1997年2月12日
发明者石桥康一郎, 细野正行, 高田进 申请人:速睦喜股份有限公司