JP2002254221A

JP2002254221A - 回転機械の回転スピンドルに動力作動式のワーク・工具ホルダを固定する締付装置

Info

Publication number: JP2002254221A
Application number: JP2001392879A
Authority: JP
Inventors: Manfred Schygulla; シグラマンフレート; Patrick Froidefond; フロイデフォントパトリック
Original assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Current assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2001-12-25
Publication date: 2002-09-10
Also published as: DE10064729A1; ITMI20012677A1; ES2213431A1

Abstract

(57)【要約】【課題】ワークや工具等を動力作動式に保持するホ
ルダ２を回転機械の回転スピンドル１に固定するための
締付装置において、組み立て構造をシンプルにし、組み
立て構造の長さ寸法を低減できるものを提供する。【解決手段】１つの共通のピストン３１が、締付ヘッド
３からワーク・工具ホルダ２を接続解除する方向へと半
径方向移動可能な複数の締付片９を移動させること、及
び、ワーク・工具ホルダ２の締付用部材を作動させるた
めの締付部材１２を締付棒１０から接続解除する位置・
姿勢へとカップリング１１を軸方向に移動させることの
両者を行う。ワーク・工具ホルダ２を締付ヘッド３に確
実に固定する位置・姿勢へと締付片９を移動させるため
に、回転スピンドル１中の、締付ヘッド３と締付棒１０
を囲むスリーブ１７との間にバネ１５を備える。また、
ピストン３１は、締付部材１２に係合して駆動される位
置へとカップリング１１を移動させることも行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動力作動式にワー
ク(加工対象物)や工具、加工部材等を保持するホルダ、
すなわち、動力作動式ワーク・工具ホルダを、旋盤やド
リル等の回転機械の回転スピンドルに固定する締付装置
に関する。特にはチャックに関する。

【０００２】

【従来の技術】締付装置は、まず、(1)回転スピンドル
とワーク・工具ホルダとの間の個所に、回転スピンドル
の先端に固定された締付ヘッドを備える。この締付ヘッ
ドは、ワーク・工具ホルダを締付ヘッドに締め付て固定
するための動力作動されて半径方向に移動可能な締付片
を備える。締付装置は、また、(2)中空の回転スピンド
ル中の個所に、締付ヘッドを突き通して保持する締付棒
を備える。締付棒は、動力作動により軸方向移動可能で
あり、軸方向移動の可能な締付部材にカップリングを通
じて解除可能に接続されている。この軸方向移動の可能
な締付部材は、ワーク・工具ホルダにおける締付用部材
を作動させるものである。

【０００３】このような締付装置は、ＤＥ３６１６４７
３Ａ１号より公知である。この締付装置の締付棒は第１
の軸方向ピストンによって作動される。また、締付棒
は、先端接続部からなるカップリングでもって、引き方
向及び押し方向に動力伝達するようにして回転方向に互
いに位置が固定されるように接続される。このように回
転位置の相互固定を行う接続は、先端接続部から外へと
突き出す接続カム部により形成される。この接続カム部
は、締付棒の凹嵌部を通り過ぎて、中空の締付棒の内側
に形成されたリング溝中に導き入れることができる。同
様の回転位置固定の接続は、先端接続部の軸方向逆側の
端部に、締付部材との連結のために形成される。ここ
で、先端接続部と締付部材との間で連動を起こすための
連結カム部と空隙とは、最大限の角度間隔(角度差)をな
す。この角度間隔は、締付棒と先端接続部の間の回転位
置固定接続における接続カム部と凹嵌部との食い違いよ
りも小さい。

【０００４】締付棒と先端接続部が締付管によって囲ま
れており、この締付管は、締付部分を作動するために、
第２のピストンによって軸方向に移動可能である。締付
管と先端接続部との間にギア連結が構成される。この伝
動機構は、締付棒の軸方向位置が変わらず、締付ヘッド
からワーク・工具ホルダを解除するように締付管が移動
する場合に、ギア連結により先端接続部が回転して、先
端接続部と締付部材との間の連結が解除される。このと
き、連結カム部がこれと連動する空隙に覆われるに至
る。その結果、最後には次のようとなる。締付部分が半
径方向に締付ヘッドに引き入れられているのではある
が、ワーク・工具ホルダを締付ヘッドから軸方向に取り
払うことができる。締付ヘッドに新たに載せられたワー
ク・工具ホルダを固定するために、締付管を再度ピスト
ンによって反対方向に動かす。ここで、締付部分が半径
方向に突き出し、ギア伝動機構は先端接続部を再び反対
方向に回転させる。締付部材との接続がなされて連結カ
ム部が再びカップリング突起の後方に達するまで回転さ
せるのである。このようにして、ワーク・工具ホルダが
締付ヘッドに固定され、この締付ヘッドが締付部材に連
結させられると、ワーク・工具ホルダをロックするため
に、締付棒の移動と、これによる先端接続部の移動と
が、第１のピストンによって引き起こされる。このと
き、係止面によって、先端接続部のさらなる回転が阻止
されるので、ギア伝動機構が、締付棒の不所望の回転を
防ぐ。

【０００５】このような締付装置は、確実に動作するも
のであり、実際の使用により性能が裏付けられるに至っ
ている。しかし、構造上、高コストとなっており、ま
た、２つのピストンが軸方向に配されるために組み立て
構造の長さ寸法が大きい。このような長さ寸法は、現時
代における旋盤等の回転機械においては、常に不所望で
あるか、または、常には利用可能でない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
根底をなす課題は、冒頭に述べたような締付装置につい
て、組み立て構造をシンプルにして、組み立て構造の長
さ寸法を低減することができるようにすることである

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によると、この課
題は、冒頭に述べたような締付装置において、以下のよ
うであることによって解決される。油圧や空気圧等の圧
力媒体による作動によって移動される一つの共通のピス
トンが、締付ヘッドからワーク・工具ホルダを解除する
方向に締付部分を移動させること、及び、締付部材を解
除する位置・姿勢にてカップリングを軸方向に移動させ
ることの両者のために備えられている。また、締付ヘッ
ドにワーク・工具ホルダを確実に固定する位置・姿勢へ
と締付部分を移動させるために、回転スピンドル中にあ
って、締付ヘッドと、締付棒を囲むスリーブとの間にバ
ネが備えられている。さらには、前記ピストンが、締付
部材に係合して作動位置へとカップリングを移動させる
のにも役立つ。

【０００８】この締付装置であると、次のような利点が
得られる。締付棒の移動のために１つのピストンのみが
必要であり、該ピストンは、回転スピンドルから締付ヘ
ッドを解き放つ方向に締付部分を移動させるための一定
の作動状態において、同時に締付部分にも作用する。第
２のピストンが必要でなくなるので、組み立て構造の寸
法が減少することとなり、また、構造上の無駄が減少す
る。第２のピストンを省くだけでなく、第２のピストン
に割り当てられたシリンダと、リード管を備えた２つの
シリンダ室とを備える必要もなくなるからである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の特に好ましい実施態様に
おいては、カップリングが締付棒の自由端に配された締
付クランプによって形成されている。この締付クランプ
の締付ツメは、締付棒の軸方向の移動によって半径方向
に移動可能である。ここで、締付ツメは、締付棒が締付
ヘッドの側の軸方向の限界位置へと移動した際に開放さ
れ、締付棒がこの限界位置から離れた際には閉じられる
ようにされる。従来技術より公知の先端接続部を締付ク
ランプに置き替えることは、組み立て構造をさらにシン
プルにするという利点を有する。締付クランプを作動さ
せるには、締付棒の純然たる軸方向の移動で十分であ
り、作動段階毎に必要となるかまたは妨げとなる回転運
動について、引き起こしたり防止したりすることをさら
に行う必要がないからである。

【００１０】次のようであるなら、また、好ましい。締
付部分がコッター式伝動機構を介して締付管に接続さ
れ、この締付管が、スリーブを形成し、締付棒に対して
可動である。コッター式伝動機構の傾斜は、締付ヘッド
の方向へと締付管を移動させる際に、締付部分が、締付
ヘッドを解放する位置・姿勢へと移動されるような具合
になっている。この実施態様であると、好ましいこと
に、以下の両者について、簡単に同期させることができ
る。一つは、締付棒が軸方向に移動することによって締
付部材を解き放つための運動の進行である。もう一つ
は、この結果として生じる締付クランプの開放、及び、
締付ヘッド中に締付部分を引き戻すことによるワーク・
工具ホルダに対するロック解除である。

【００１１】また、次のようであると好ましいことが知
られた。締付管に第１の当接面が形成される。この第１
の当接面には、締付ヘッドの側の限界位置へと締付棒が
移動するときにだけ、締付棒の側に配された第２の当接
面が当接する。そして、バネの力に抗して締付管引き連
れて移動されることとなる。すなわち、この実施態様で
あると、ピストンが締付片についてのみ作用するとき、
締付棒の軸方向位置にしたがって締付クランプも締付部
材を解き放つ。他方、両当接面が互いに接触しなくなっ
た後、締付棒が通常の軸方向位置にあるときには、締付
部材を全作動領域にわたって移動させること可能であ
る。このとき、締付ヘッドにワーク・工具ホルダを確実
に固定することについて悪影響を受けることがない。

【００１２】締付装置の機能に必要な構成部分について
軸方向の補正を実現するために、締付ヘッドには、締付
管を囲みバネの支持を引き起こすスペーサ・スリーブが
配されている。これにより、バネが、回転スピンドル内
の、第１当接面とスペーサ・スリーブによって囲まれた
リング状空間中に配されているという態様が可能とな
る。そのため、回転スピンドル中の使用可能なスペース
は、回転スピンドルの長さ寸法や直径を増大させること
なく、必要な構成部材をコンパクトな空間に収めるため
にだけ用いられる。

【００１３】締付装置の製作と組立を簡単にするため
に、締付棒は、ユニオン継手によって、締付シリンダに
付属するピストンのピストン棒に連結されている。ユニ
オン継手は締付棒から半径方向外側へと延びているの
で、該ユニオン継手に第２の当接面が形成されるのが合
目的である。

【００１４】さらに、本発明の枠内において、締付部分
に連動する突き放し部材が締付ヘッド中に、少なくとも
１つ、軸方向に移動可能に取り付けられれることが想定
される。ここで、突き放し部材は、締付部分中に構成さ
れた操作カム部にしたがって、締付部分についての解除
の後に締付ヘッドからワーク・工具ホルダを突き放す。

【００１５】以下において、図面に描かれた実施例を用
いて本発明が詳細に説明される。

【００１６】図２に示す締付装置は、動力作動式ワーク
・工具ホルダ２を解除可能に回転スピンドル１に連結す
べく、回転機械の回転スピンドル１に接して設けられて
いる。動力作動式ワーク・工具ホルダ２は、通常は締付
チャックである。

【００１７】この締付装置には、回転スピンドル１とワ
ーク・工具ホルダ２との間に備えられる締付ヘッド３が
含まれる。この締付ヘッド３は、回転スピンドルの先端
に固定されており、詳しくは、図示された実施例におい
て、ネジ４によりネジ止めされている。締付ヘッド３
は、ワーク・工具ホルダ２の側に、突出高さの低いテー
パー部分５を有している。このテーパー部分５は、ワー
ク・工具ホルダ２を締付ヘッド３に対してセンタリング
すべく、ワーク・工具ホルダ２のテーパー部分受入部６
と組み合わさって用をなす。

【００１８】また、ワーク・工具ホルダ２は、締付ヘッ
ド３を側方から囲むワーク・工具ホルダ・カラー部７を
有している。このワーク・工具ホルダ・カラー部７の内
周面に受入部８が形成されており、この受入部８へと締
付片９が動力作動により移動可能である。この移動によ
ってワーク・工具ホルダ２が締付ヘッド３に締付られて
固定されるのである。ワーク・工具ホルダ・カラー部７
中の受入部８における、複数の締付片９に接する接触面
は、ワーク・工具ホルダ２が締付ヘッド３に対してきつ
く押さえ付けられるような具合に、傾斜を付けられてい
る。

【００１９】締付装置には、また、中空の回転スピンド
ル１中に配されて締付ヘッド３を突き通して保持する締
付棒１０が含まれる。この締付棒１０は、ピストン３１
によって動力駆動を受けて軸方向移動が可能である。こ
の締付棒１０は、カップリング１１を介して、軸方向移
動可能な締付部材１２に解除可能に接続されている。こ
の締付部材１２は、ワーク・工具ホルダ２の締付用部材
を作動させるために備えられる。このカップリング１１
は、締付棒１０の自由端に配された締付クランプ１３か
らなる。締付クランプ１３の締付ツメ１４は、締付棒１
０の軸方向移動によって半径方向に位置・姿勢をシフト
することが可能である。すなわち、締付ツメ１４は、締
付棒１０が締付ヘッド３の側の軸方向移動限界に来たと
きに開放され、締付棒１０が該軸方向移動限界から離れ
たときに閉じるように構成されているのである。

【００２０】締付シリンダに付属していて、締付棒１０
の軸方向移動に必要なピストン３１は、ワーク・工具ホ
ルダ２を締付ヘッド３から解き放つのに役立つ方向へ
と、締付片９を移動させるためにも用いられる。ワーク
・工具ホルダ２を締付ヘッド３に確実に固定する位置・
姿勢へと締付片９を移動させるために、回転スピンドル
１中には、締付ヘッド３と、締付棒１０を囲むスリーブ
１７との間の個所にバネ１５が備えられている。締付片
９は、コッター式伝動機構１６を通じて締付管１８に接
続されている。この締付管１８は、スリーブ１７をなす
ものであり、締付棒１０に対して移動可能である。コッ
ター式伝動機構１６の傾斜は、締付管１８を締付ヘッド
３の方向へと移動させたときに、締付片９を、ワーク・
工具ホルダ２を解き放つ位置・姿勢へと移動させるよう
になっている。締付ヘッド３には、締付管１８を囲み、
バネ１５から支持されるようにするスペーサ・スリーブ
１９が配されている。

【００２１】図１に示すように、締付棒１０は、ユニオ
ン継手２０により、ピストン３１のピストン棒に連結さ
れている。締付管１８には第１の当接面２１が形成され
ている。締付棒１０の側に割り当てられユニオン継手２
０に形成された第２の当接面２２が、この第１の当接面
２１に当接するようになる。詳しくは、締付ヘッド３の
側の軸方向限界へと締付棒１０が移動したときにだけ、
第２の当接面２２が第１の当接面２１に当接する。第１
の当接面２１と第２の当接面２２とが接触しているとき
には、締付棒１０が引き続き軸方向に移動するならば、
バネ１５の力に抗して、締付管１８を引き連れて移動す
ることとなる。バネ１５は、締付ヘッド３から直接支持
されるのでなく、これらの間に配されたスペーサ・スリ
ーブ１９を介して支持されている。バネ１５は、回転ス
ピンドル１内にあって、第１の当接面２１とスペーサ・
スリーブ１９とにより囲まれたリング状空間２３中に配
されている。

【００２２】締付ヘッド３には、締付片９の１つに連動
する突き放し部材２４が、少なくとも１つ、軸方向移動
可能に取り付けられている。この突き放し部材２４は、
締付片９に形成された操作カム部により、締付片９によ
る解除の後に、締付ヘッド３からワーク・工具ホルダ２
を突き放す。

【００２３】図２に基づき、以下に、本発明の締付装置
の作動の様子について説明する。締付棒１０は、図２に
描かれた軸方向位置から、図の左側に両矢印Ｐで示され
た作動領域の全体にわたって移動可能である。これによ
り、締付部材１２が、そしてこれによりワーク・工具ホ
ルダ２の締付用部材が、対応する軸方向に移動すること
となる。これは、締付棒１０に接続されるピストン３１
が軸方向に移動する際にも、締付片９についての作動と
半径方向の位置・姿勢の変化とに結びつくことなく行わ
れる。

【００２４】締付棒１０が作動領域の一方の限界近くに
ある、図２に描かれた締付の位置・姿勢にて、ワーク・
工具ホルダ２を交換するために、ピストン３１を締付ヘ
ッド３の側に移動させるならば、作動領域の前方の境界
の位置に至る。また、各締付片９が移動されることなし
に行われる。この境界領域を越えて締付棒１０が軸方向
に移動されるときに、初めて、第１の当接面２１が第２
の当接面２２に当接することとなる。その結果、締付棒
１０が引き続き軸方向に移動されると、締付管１８が、
締付棒１０に接続されたユニオン継手２０に引き連れら
れて移動することとなる。このことは、バネ１５を緊張
させることとなり、同時に、コッター式伝動機構１６を
介して、ワーク・工具ホルダ・カラー部７の凹嵌部８か
ら半径方向内側への締付片９の移動を引き起こす。締付
棒１０がこのような軸方向の位置・姿勢にあるならば、
切り欠き２５が締付ヘッド３の縁に至ったときには、１
つのリングバネ２４によってまとめられた、締付クラン
プ１３の複数の締付ツメ１４が外へと振れ動くので、締
付クランプ１３も開くこととなる。この結果、締付部材
１２が解除され、ワーク・工具ホルダ２を締付ヘッド３
から引き出して、他のワーク・工具ホルダ２に取り替え
ることができるようになる。該他のワーク・工具ホルダ
は、単に、締付シリンダに必要な１つのピストン３１を
移動するだけで、締付ヘッド３に確実に固定されて、作
動される。

【００２５】

【発明の効果】組み立て構造をシンプルにして、組み立
て構造の長さ寸法を低減することができるようにする。

【図面の簡単な説明】

【図１】旋盤等の回転機械における、締付ヘッドと、部
分的にのみ描かれたワーク・工具ホルダとを備えた回転
スピンドルの軸方向断面図である。締付棒が、ワーク・
工具ホルダの標準的作動に対応する軸方向位置にある場
合を示す。

【図２】締付棒の軸方向位置が作動領域中の前方の限界
位置にある場合について示す、図１に対応する軸方向断
面図である。

【図３】締付棒が、ワーク・工具ホルダの交換を可能に
する軸方向位置にある場合について示す、図２に対応す
る軸方向断面図である。

【符号の説明】

１回転機械の回転スピンドル２ワーク・工具ホルダ３締付ヘッド９締付片１０締付棒１１カップリング１２締付部材１５バネ１７スリーブ３１ピストン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者パトリックフロイデフォントドイツ連邦共和国 78112 ザンクト・ゲオルゲンシュヴァルツヴァルトシュトラーセ３Ｆターム(参考） 3C016 FA01 FA38 3C032 AA05 GG21 JJ04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】動力駆動式ワーク・工具ホルダ(２)を回転
機械の回転スピンドル(１)に固定する締付装置、特には
チャックであって、１つの締付ヘッド(３)と１つの締付
棒(１０)とからなり、締付ヘッド(３)は、回転スピンドル(１)とワーク・工具
ホルダ(２)との間にあって、回転スピンドルの先端に固
定されており、また、締付ヘッド(３)には、締付ヘッド
(３)にワーク・工具ホルダ(２)を固定するための、動力
作動されて半径方向に移動可能な複数の締付片(９)が備
えられており、締付棒(１０)は、中空の回転スピンドル(１)中に配され
ており、締付ヘッド(３)を突き通して保持し、また、動
力駆動により軸方向移動可能であり、締付棒(１０)が、ワーク・工具ホルダ(２)の締付用部材
を作動させるための軸方向移動可能な締付部材(１２)に
対して、カップリング(１１)を介して解除可能に接続さ
れている締付装置において、締付ヘッド(３)からワーク・工具ホルダ(２)を接続解除
する方向へと締付片(９)を移動させること、及び、締付
部材(１２)を接続解除する位置・姿勢へとカップリング
(１１)を軸方向に移動させることの両者を行うために、
圧力媒体による作動を受けて移動可能である、１つの共
通のピストン(３１)を備えており、ワーク・工具ホルダ(２)を締付ヘッド(３)に確実に固定
する位置・姿勢へと締付片(９)を移動させるためには、
回転スピンドル(１)中にあって、締付ヘッド(３)と、締
付棒(１０)を囲むスリーブ(１７)との間にバネ(１５)を
備えており、ピストン(３１)が、カップリング(１１)を、締付部材
(１２)に係合して駆動される位置・姿勢への移動にも役
立つものであることを特徴とする締付装置。
【請求項２】請求項１に記載の締付装置において、カッ
プリング(１１)が、締付棒(１０)の自由端に配された締
付クランプ(１３)によって形成され、締付クランプの締
付ツメ(１４)は、締付棒(１０)が締付ヘッド(３)の側の
軸方向の限界位置に移動したときに開かれ、締付棒(１
０)がこの限界位置から離れたときに閉じられるよう
に、締付棒(１０)の軸方向の移動によって半径方向に移
動可能であることを特徴とする締付装置。
【請求項３】請求項１または２に記載の締付装置におい
て、締付片(９)がコッター式伝動機構(１６)を介して締
付管(１８)に接続されており、この締付管(１８)がスリ
ーブ(１７)を形成していて、締付棒(１０)に対して移動
可能であり、締付ヘッド(３)の方向に締付管(１８)を移動させる際
に、締付片(９)が、ワーク・工具ホルダ(２)を接続解除
する位置に移動するように、コッター式伝動機構(１６)
の傾斜が形成されていることを特徴とする締付装置。
【請求項４】請求項３に記載の締付装置において、締付
管(１８)に第１の当接面(２１)が形成されており、締付棒(１０)の側に割り当てられた第２の当接面(２２)
は、締付棒(１０)が締付ヘッド(３)の側の限界位置に移
動したときにだけ、第１の当接面(２１)に当接し、締付
管(１８)を、バネ(１５)の力に抗して引き連れて移動さ
せることを特徴とする締付装置。
【請求項５】請求項３または４に記載の締付装置におい
て、締付ヘッド(３)に、締付管(１８)を囲みバネ(１５)
の支持を引き起こすスペーサ・スリーブ(１９)が配され
ていることを特徴とする締付装置。
【請求項６】請求項５に記載の締付装置において、バネ
(１５)は、回転スピンドル(１)にあって、第１の当接面
(２１)とスペーサ・スリーブ(１９)とによって囲まれる
リング状空間(２３)中に配されていることを特徴とする
締付装置。
【請求項７】請求項１〜６のいずれかに記載の締付装置
において、締付棒(１０)がユニオン継手(２０)によっ
て、締付シリンダに付属するピストン(３１)のピストン
棒に連結されていることを特徴とする締付装置。
【請求項８】請求項７に記載の締付装置において、ユニ
オン継手(２０)に、第２の当接面(２２)が形成されてい
ることを特徴とする締付装置。
【請求項９】請求項１〜８のいずれかに記載の締付装置
において、締付ヘッド(３)中には、締付片(９)の１つに
連動する突き放し部材(２４)が、少なくとも一つ、軸方
向移動可能に取り付けられており、突き放し部材(２４)は、締付片(９)中に構成された操作
カム部に基づいて、締付片(９)による接続解除後に、ワ
ーク・工具ホルダ(２)を締付ヘッド(３)から突き放すこ
とを特徴とする締付装置。