TWI627015B - Pneumatic chuck for improved stability - Google Patents

Abstract

一種可提升穩定性的氣動夾頭，包含一個基座單元、一個安裝在該基座單元上的滑軌單元、一個夾具單元，以及一個設在該基座單元上的氣動機構，該滑軌單元包括一個第一滑軌、一個將該第一滑軌以可改變位置的安裝在該基座單元上的調整機構，以及一個與該第一滑軌間隔的第二滑軌，而該夾具單元包括兩個可滑移的安裝在該第一滑軌及該第二滑軌之間的夾座，所述氣動機構可帶動該等夾座固定一個加工物件。前述結構的配合，可以降低元件在加工時產生的些微偏差，對於該等夾座移動穩定性的影響。

Description

可提升穩定性的氣動夾頭

本發明是關於一種夾頭，特別是指一種利用氣體來控制夾座動作之可提升穩定性的氣動夾頭。

以往氣動夾頭為了達到固定一個加工物件的目的，通常包含一個基座、一支安裝在該基座上的滑軌，以及兩個可相對移動的架設在該滑軌上的夾座，該氣動夾頭還包含一個利用氣體來帶動該等夾座移近及分開的氣動機構。習知氣動夾頭利用單支滑軌來導引該等夾座移動的設計，雖然可以達到固定加工物件的目的，但是該等夾座如果要移動順暢，必需和該滑軌間精確的配合，亦即，以往氣動夾頭對於元件精度的要求相當高，不容許產生些微的公差，此項結構的限制，不僅製造成本高。相反的，如果元件在加工及組裝時產生些微的偏差時，該等夾座就無法穩定的移動。

另一方面，習知單軌式氣動夾頭通常是在每個夾座上設置兩個平行間隔的側壁，以及一個介於該等側壁之間並供該滑軌穿過的導槽，該氣動夾頭還具有兩排分別夾設在其中一個側壁與該滑軌之間的滾珠。而依一般力學原理，在承受相同扭矩的情況下，位在該滑軌相反側之所述滾珠之間的距離越大，該等滾珠的受力越小。但習知單軌式氣動夾頭之每個滾珠，不僅與相對應之該夾座及該滑軌之間只能以點接觸，荷重較小，位在該滑軌相反側之所述滾珠之間的距離也比較小，故受力比較大。

本發明的目的是在提供一種能夠克服先前技術的至少一個缺點的可提升穩定性的氣動夾頭。

本發明的氣動夾頭，用於固定一個加工物件，並包含一個基座單元、一個安裝在該基座單元上的滑軌單元、一個夾具單元，以及一個設在該基座單元上的氣動機構，該滑軌單元包括一個第一滑軌、一個將該第一滑軌以可改變位置的安裝在該基座單元上的調整機構，以及一個與該第一滑軌間隔的第二滑軌，而該夾具單元包括兩個可滑移的安裝在該第一滑軌及該第二滑軌之間的夾座，所述氣動機構可帶動該等夾座固定該加工物件。

本發明有益的功效在於：利用該第一滑軌及該第二滑軌來共同夾持該等夾座，以及該第一滑軌及該第二滑軌之間距離可調整的設計，可以精確的調整出適合夾持該等夾座的距離，藉此降低元件在加工時產生的些微偏差，對於該等夾座移動穩定性的影響。

參閱圖1、2，3，本發明氣動夾頭的一個實施例用於固定一個圖中未示出的加工物件，並包含一個基座單元1、一個安裝該基座單元1上的滑軌單元2、一個設於該基座單元1內的氣動機構3，以及一個夾具單元4，該氣動機構3可帶動該夾具單元4在一個工作位置及一個釋放位置間轉換。

該基座單元1包括沿著一個第一方向13間隔設置的一個第一端座11、一個第二端座12，以及一個藉數支螺絲夾設在該第一端座11及該第二端座12之間的基座10。該第一端座11具有一個朝向該基座10的第一貼合面111、一個與該第一貼合面111平行間隔的端座表面112，以及一個垂直連接該第一貼合面111及該端座表面112的垂直連接面113。該第二端座12具有一個朝向該基座10的第二貼合面121。

該基座10具有兩個沿著一個第二方向19間隔的側壁部14、14’，以及一個連接在該等側壁部14、14’底部的連接部15，在該等側壁部14、14’及該連接部15之間界定出一個滑移通道16，該滑移通道16平行於該第一方向13，在本實施例，該第一方向13垂直於該第二方向19。

參閱圖2、4、5，本實施例該等側壁部14、14’的結構類似，每個側壁14、14’都具有一個沿著該第一方向13延伸的外側面141、一個與該外側面141平行間隔的內側面142，以及一個由該內側面141底緣往該滑移通道16水平延伸的滑軌組裝面143。該側壁部14還具有數個貫穿該外側面141及該內側面142並沿著該第一方向13間隔的調整孔144，在本實施例，該等調整孔144為螺孔的形式。

參閱圖2、4、6，該連接部15具有兩個沿著該第一方向13間隔的側端面151、一個朝向該滑移通道16的上端面152、一個與該上端面152平行的下端面153，以及兩個貫穿該等側端面151的活塞通道154，每個活塞通道154都具有一個夾持進氣端155，以及一個開夾進氣端156，該等活塞通道154的所述夾持進氣端155位於相反側，即其中一個活塞通道154的該夾持進氣端155鄰近該第一端座11，另一個活塞通道154的該夾持進氣端155鄰近該第二端座12，所述開夾進氣端156的設置方式亦同。

又該連接部15還具有一個由該下端面153往上延伸的組裝孔158，該組裝孔158並與該等活塞通道154連通。又本實施例該基座單元1還具有數個防漏環17，該等防漏環17分別夾設在該第一端座11與該基座10之間，以及該第二端座12與該基座10之間，每個防漏環17分別圍繞每個活塞通道154的該夾持進氣端155及該開夾進氣端156。

參閱圖2、3、4，本實施例該滑軌單元2包括第一滑軌21、一個與該第一滑軌21平行間隔的第二滑軌22、一個將該第一滑軌21可調整位置的安裝在該基座10的其中一個滑軌組裝面143上的調整機構23，以及數支將該第二滑軌22固定的結合在該基座10的另一個滑軌組裝面143上的固定件24。該第一滑軌21具有一個朝向該側壁部14之該內側面142的受推面211，以及一個朝向該基座10之該滑移通道16的第一導引面212，該第一導引面212具有一個沿著該第一方向13延伸的第一導槽213。

該第二滑軌22具有一個與該第一導引面212平行間隔的第二導引面221，該第二導引面221具有一個與該第一導槽213平行間隔的第二導槽222。而該調整機構23具有數支將該第一滑軌21螺鎖在該基座10之該側壁部14上的結合件231，以及數支分別螺裝在該基座10之該等調整孔144內的調整件232，該等調整件232並可藉由螺接深度的改變，抵推該第一滑軌21沿著該第二方向19微量移動，並因此改變該第一滑軌21及該第二滑軌22之間的距離。

參閱圖4、6、7，本實施例該氣動機構3包括兩個分別安裝在該基座10之該等活塞通道154內的活塞31、一個安裝在該基座10之該組裝孔158內的導引單元32、一個夾持進氣通道33，以及一個開夾進氣通道33’。該夾持進氣通道33及該開夾進氣通道33’都設在該基座單元1上。該等活塞31可沿著該第一方向13在相對應之該活塞通道154內移動，每個活塞31都具有數個沿著該第一方向13間隔設置的齒槽311，而該導引單元32具有一個軸桿321，以及一個可轉動的套裝在該軸桿321上的齒輪322，該齒輪322可和該等活塞31的所述齒槽311嚙合。

而該夾持進氣通道33可以讓氣體由所述夾持進氣端155分別送入每個活塞通道154內，該開夾進氣通道33’可以讓氣體由所述開夾進氣端156送入該等活塞通道154內。

該夾持進氣通道33具有一個對應該基座10並貫穿該等側端面151的第一通道部331、一個對應該第一端座11的第二通道部332，以及一個對應該第二端座12的第三通道部333，該第一通道部331連通該第二通道部332及該第三通道部333。其中，該第二通道部332具有一個位在該端座表面112上的第一入口334、一個位在該垂直連接面113上的第二入口335，以及一個位在該第一貼合面111上並與其中一個活塞通道154的該夾持進氣端155連通的第一入氣口336，而該第三通道部333具有一個與另一個活塞通道154之該夾持進氣端155連通的第二入氣口337。

而該開夾進氣通道33’的構造與該夾持進氣通道33完全相同，只是該開夾進氣通道33’是將氣體同時引入每個活塞通道154之該開夾進氣端156，由於結構相同，不再說明。

參閱圖2、4，該夾具單元4包括兩個穿過該基座10並分別與該等活塞31連動結合的導引座41、兩個分別連動的安裝在該等導引座41上的夾座42，以及數個分別夾持在所述夾座42及該第一滑軌21之間以及所述夾座42與該第二滑軌22之間的減磨元件43。

每個夾座42都具有兩個分別朝向該第一滑軌21及該第二滑軌22的滑移導面421，每個滑移導面421都具有一個沿著該第一方向13延伸的導溝423，前述導溝423分別與該第一導槽213或該第二導槽222相對應。又該等減磨元件43是數個一組的安裝每個夾座42之該等導溝423以及相對應之該第一導槽213或該第二導槽222內，在本實施例，該等減磨元件43為滾柱的形式，並都具有兩個間隔的柱面431，以及一個垂直連接在該等柱面431之間的圍繞面432，利用該圍繞面432及該等柱面431之垂直連接以及傾斜架設，可以讓該等減磨元件43精準且無空隙的被夾持在相對應之該導溝423及該第一導槽213內，或者相對應之該導溝423及該第二導槽222間，前述滾柱形式的減磨元件43由於可以增加與相對應之該導溝423、該第一導槽213或者該第二導槽222之間的接觸面積，故相對於習知的滾珠，亦具有提高荷重的功效。

參閱圖1、4、6、7，本實施例該氣動夾頭在組裝時，利用左右設置的該第一滑軌21、該第二滑軌22以及該等減磨元件43來夾持該等夾座42，即在安裝時，先利用該等固定件24將該第二滑軌22固定的安裝在該基座10的其中一個滑軌組裝面143上，再利用該等結合件231將該第一滑軌21安裝在該基座10的另一個滑軌組裝面143上，在安裝且未鎖緊之前，利用該等調整件232頂推該第一滑軌21微量橫向位移，即可將該等夾座42精準的架設在該第一滑軌21及該第二滑軌22之間。

進一步說明的是，本實施例滾柱形式的所述減磨元件43除了可以提高荷重之外，該項結構配合本實施例利用該第一滑軌21及該第二滑軌22來夾持該等夾座42的結構，可以在承受相同扭矩的情況下，擴大位於該夾座42相反側之該等減磨元件43之間的距離，由於位於相反側之該等減磨元件43之間的距離越大，所述減磨元件43在受彎曲力矩的狀況下的受力就越小，故前述結構也可以延長該等減磨元件43的使用壽命。

而在氣體的輸送上，本實施例可根據需要，將一個氣體輸出源銜接在該夾持進氣通道33及該開夾進氣通道33’的所述第一入口334或者所述第二入口335處，即該氣動夾頭在安裝後，如果位於該第一端座11的該端座表面112的前方有空間，該氣體輸出源可以搭接在該夾持進氣通道33及該開夾進氣通道33’的所述第一入口334處，並且封閉所述第二入口335。如果在安裝後，該第一端座11的該端座表面112前方沒有空間，可以將氣體輸出源搭接在該夾持進氣通道33及該開夾進氣通道33’的所述第二入口335處，並且封閉所述第一入口334，藉此提高組裝的方便性。

當該氣體輸出源銜接在該夾持進氣通道33及該開夾進氣通道33’上後，如果氣體由該夾持進氣通道33進入時，氣體將如圖7箭頭所示，分別經由該等活塞通道154的所述夾持進氣端155進入，藉由氣體推送位於該等活塞通道154內的所述活塞31，就可以帶動該等夾座42往一個固定方向移動，並固定該加工物件(圖未示)，相反的，如果氣體由該開夾進氣通道33’進入，將如圖6箭頭所示，將帶動該等夾座42往相反於該固定方向的一個釋放方向移動，如此一來，就可以達到以氣體帶動該等夾座42固定及釋放該加工物件的目的。

由以上說明可知，本發明利用間隔設置的該第一滑軌21及該第二滑軌22來夾持該等夾座42，以及在兩者間設置滾柱形式的該等減磨元件43的結構不僅新穎，更可藉由調整該第二滑軌22，使該等夾座42更精確的架設在該第一滑軌21及該第二滑軌22之間。前述結構的配合，除了可以降低對元件加工精度的要求，以提高製造的方便性外，亦可提高元件作動的順暢性。此外，本發明在該夾持進氣通道33及該開夾進氣通道33’上設置彼此垂直的所述第一入口334及所述該第二入口335，也可以提高該氣動夾頭在安裝時的方便性，故本發明確實是一個結構新穎、實用的產品。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 1·········· 基座單元 10········ 基座 11········· 第一端座 111······· 第一貼合面 112······· 端座表面 113······· 垂直連接面 12········ 第二端座 121······ 第二貼合面 13········ 第一方向 14········ 側壁部 14’······· 側壁部 141······ 外側面 142······ 內側面 143······ 滑軌組裝面 144······ 調整孔 15········ 連接部 151······ 側端面 152······ 上端面 153······ 下端面 154······ 活塞通道 155······ 夾持進氣端 156······ 開夾進氣端 158······ 組裝孔 16········ 滑移通道 17········ 防漏環 19········ 第二方向 2·········· 滑軌單元 21········ 第一滑軌 211······· 受推面 212······ 第一導引面 </td><td> 213······ 第一導槽 22········ 第二滑軌 221······ 第二導引面 222······ 第二導槽 23········ 調整機構 231······ 結合件 232······ 調整件 24········ 固定件 3·········· 氣動機構 31········ 活塞 311······· 齒槽 32········ 導引單元 321······ 軸桿 322······ 齒輪 33········ 夾持進氣通道 33’······· 開夾進氣通道 331······ 第一通道部 332······ 第二通道部 333······ 第三通道部 334······ 第一入口 335······ 第二入口 336······ 第一入氣口 337······ 第二入氣口 4·········· 夾具單元 41········ 導引座 42········ 夾座 421······ 滑移導面 423······ 導溝 43········ 減磨元件 431······ 柱面 432······ 圍繞面 </td></tr></TBODY></TABLE>

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是本發明氣動夾頭的一個實施例的一個局部立體分解圖； 圖2是該實施例的另一個局部立體分解圖，說明該氣動夾頭的一個基座、一個夾座單元及一個滑軌單元的相對關係； 圖3是該實施例的一個俯視圖； 圖4是沿圖3中4-4線所取的一個剖視圖； 圖5是該實施例的一個前視圖； 圖6是沿圖5中6-6線所取的一個剖視圖；及 圖7是沿圖5中7-7線所取的一個剖視圖。

Claims (10)

1. 一種氣動夾頭，用於固定一個加工物件，並包含： 一個基座單元； 一個滑軌單元，包括一個第一滑軌、一個將該第一滑軌以可改變位置的安裝在該基座單元上的調整機構，以及一個與該第一滑軌間隔並安裝在該基座單元上的第二滑軌； 一個夾具單元，包括兩個可滑移的安裝在該第一滑軌及該第二滑軌之間的夾座；及 一個氣動機構，設在該基座單元上，並可帶動該等夾座固定該加工物件。
2. 如請求項1所述的氣動夾頭，其中，該基座單元具有至少一個調整孔，該第一滑軌具有一個鄰近該至少一個調整孔的受推面，而該滑軌單元的該調整機構具有數支將該第一滑軌固定的安裝在該基座單元上的結合件，以及至少一個可調整螺接深度的裝在該調整孔內並頂靠在該第一滑軌之該受推面的調整件。
3. 如請求項1所述的氣動夾頭，其中，該第一滑軌具有一個鄰近該等夾座的第一導引面，該第一導引面具有一個沿著一個第一方向延伸的第一導槽，而該第二滑軌具有一個鄰近該等夾座的第二導引面，該第二導引面具有一個與該第一導槽對應的第二導槽；每個夾座都具有兩個分別鄰近該第一滑軌之該第一導引面及該第二滑軌之該第二導引面的滑移導面，每個滑移導面都具有一個鄰近該第一導槽或該第二導槽的導溝，而該夾具單元還包括數個分別夾設在該等第一導槽與相對應之該導溝內以及該等第二導槽與相對應之該導溝內的減磨元件。
4. 如請求項3所述的氣動夾頭，其中，該基座單元具有至少一個調整孔，該第一滑軌具有一個鄰近該至少一個調整孔的受推面，而該滑軌單元的該調整機構具有數支將該第一滑軌固定的安裝在該基座單元上的結合件，以及至少一個可調整螺接深度的裝在該調整孔內並頂靠在該第一滑軌之該受推面的調整件。
5. 如請求項4所述的氣動夾頭，其中，該基座單元包括一個具有該調整孔的基座，以及安裝在該基座相反側的一個第一端座、一個第二端座，該基座還具有兩個間隔設置的活塞通道，而該氣動機構包括兩個分別安裝在該等活塞通道內並分別與該等夾座連動地結合的活塞，以及將氣體引入該等活塞通道內的一個夾持進氣通道、一個開夾進氣通道；當氣體由該夾持進氣通道進入時，將藉由該等活塞帶動該等夾座沿著一個固定方向移動，並固定該加工物件，而當氣體由該開夾進氣通道進入時，將藉由該等活塞帶動該等夾座沿著一個釋放方向移動。
6. 如請求項5所述的氣動夾頭，其中，該第一端座具有一個與該基座貼合的第一貼合面、一個與該第一貼合面間隔的端座表面，以及一個垂直連接在該第一貼合面及該端座表面之間的垂直連接面，而該夾持進氣通道及該開夾進氣通道都具有一個設在該端座表面上的第一入口，以及一個設在該垂直連接面上的第二入口。
7. 如請求項6所述的氣動夾頭，其中，該夾持進氣通道及該開夾進氣通道都具有一個對應該基座的第一通道部、一個對應該第一端座並具有該第一入口及該第二入口的第二通道部，以及一個對應該第二端座的第三通道部，該第二通道部還具有一個將氣體送入其中一個活塞通道內的第一入氣口，而該第三通道部具有一個將氣體送入另一個活塞通道內的第二入氣口，該第一入氣口及該第二入氣口位在該基座的相反側。
8. 如請求項5所述的氣動夾頭，其中，該基座具有兩個間隔設置並分別供該第一滑軌及該第二滑軌組裝的側壁部，以及一個連接在該等側壁部之間並設置該等活塞通道的連接部，在該等側壁部及該連接部間界定出一個供該等夾座滑移的滑移通道。
9. 如請求項8所述的氣動夾頭，其中，該夾具單元還包括兩個分別穿過該基座的導引座，每個導引座分別連接相對應之該夾座及該活塞。
10. 如請求項3至請求項9中任一項所述的氣動夾頭，其中，該等減磨元件皆為滾柱的形式，並傾斜地架設在每個第一導槽與相對應之該導溝間，以及每個第二導槽與相對應之該導溝間，每個減磨元件都具有兩個間隔的柱面，以及一個連接該等柱面的圍繞面。