JP2002254223A - 物品把持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 把持部材の移動量を従来の場合に比べて大き
くする。回転軸が回転したさいの物品に対する把持力の
低下を抑制する。 【解決手段】 主軸の先端に取り付けられかつ加工物が
装着される加工物装着側面3aを有するチャック本体３
と、チャック本体３の加工物装着側面3a上に、周方向に
等角度間隔で設けられかつ半径方向に直線移動をする複
数のトップジョー４とを備ている。チャック本体３に、
加工物装着側面3aに開口するとともにこの開口6aが主軸
の半径方向に伸びる複数の溝６を形成する。溝６の底側
部分に、溝６の開口6aからオフセットしかつトップジョ
ー４の移動方向と平行なガイド溝部７を溝６の全長にわ
たって設ける。トップジョー４を、溝６内に摺動自在に
はまるマスタージョー11に固定する。マスタージョー11
に、溝のガイド溝部７内に摺動自在にはまる被ガイド部
12を固定状に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、回転軸の先端に
設けられて物品を把持する物品把持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、旋盤などの工作機械に加工物
を装着するために、主軸に加工物を把持するチャック装
置が設けられている。このチャック装置としては、従
来、主軸の先端に取り付けられかつ中心部に軸線方向に
伸びる貫通穴を有する円柱状のチャック本体と、チャッ
ク本体の加工物装着側面上に、その周方向に等角度間隔
で設けられかつその半径方向に直線移動する複数の把持
部材と、主軸内にその軸線方向に移動しうるように配さ
れた操作ロッドと、操作ロッドを主軸の軸線方向に移動
させる流体圧シリンダと、チャック本体内において操作
ロッドと各把持部材との間に設けられ、かつ操作ロッド
の直線移動を把持部材の直線移動に変換する伝動手段と
を備えているものが知られている。このチャック装置に
おいては、チャック本体に、チャック本体の半径上に位
置するとともに加工物装着側面に開口した複数の溝が、
チャック本体の周方向に等角度間隔をおいて形成されて
いる。溝の半径方向の内外両端部は、貫通穴の内周面お
よびチャック本体の外周面に開口している。溝の溝底側
端部は拡幅されており、これによりチャック本体の半径
上に位置するガイド溝部が溝の全長にわたって形成され
ている。把持部材は、溝内に摺動自在にはまる支持部材
に固定されており、支持部材に、溝のガイド溝部と摺動
自在に係合する被ガイド部が固定状に設けられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
チャックには次のような問題がある。すなわち、チャッ
ク本体に形成された溝およびガイド溝部が、チャック本
体の半径上に位置しているので、ガイド溝部の長さが、
溝の加工物装着側面への開口の半径方向の長さ、すなわ
ちチャック本体における外周面と貫通穴の内周面との間
の半径方向の距離と等しいために比較的短くなり、しか
も貫通穴内に伝動手段が配されているので、ガイド溝部
に沿っての支持部材の被ガイド部の移動が制限を受け、
その結果把持部材の移動量が比較的小さくなる。また、
図７に示すように、把持部材(20)と被ガイド部を含む支
持部材(21)とを合わせたものの重心(G1)が、チャック本
体(22)の半径上に位置するために、主軸が高速回転した
さいの遠心力が把持部材(20)および支持部材(21)に、チ
ャック本体(22)の半径方向外向きの力として作用し、こ
の遠心力により加工物に対する把持部材(20)の把持力が
低下するおそれがある。

【０００４】この発明の目的は、上記問題を解決し、把
持部材の移動量を従来の場合に比べて大きくすることが
できるとともに、回転軸が回転したさいの物品に対する
把持力の低下を抑制しうる物品把持装置を提供すること
にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段と発明の効果】この発明に
よる物品把持装置は、回転軸の先端に取り付けられかつ
物品が装着される物品装着側面を有する把持装置本体
と、把持装置本体の物品装着側面上に、回転軸の軸線を
中心として周方向に等角度間隔で設けられかつ回転軸の
半径方向に直線移動をする複数の把持部材と、回転軸内
にその軸線方向に移動しうるように配された操作ロッド
と、操作ロッドを回転軸の軸線方向に移動させるロッド
駆動手段と、把持装置本体内において操作ロッドと各把
持部材との間に設けられ、かつ操作ロッドの回転軸軸線
方向の移動を、把持部材の回転軸半径方向の移動に変換
する伝動手段とを備えた物品把持装置において、把持装
置本体に、物品装着側面に開口するとともにこの開口が
回転軸の半径方向に伸びる複数の溝が形成され、溝の底
側部分に、溝の開口からオフセットしかつ把持部材の移
動方向と平行なガイド部が溝の全長にわたって設けら
れ、把持部材が、溝内に摺動自在にはまる支持部材に固
定状に設けられ、支持部材に、溝のガイド部と摺動自在
に係合する被ガイド部が固定状に設けられているもので
ある。

【０００６】この発明の物品把持装置によれば、把持装
置本体に、物品装着側面に開口するとともにこの開口が
回転軸の半径方向に伸びる複数の溝が形成され、溝の底
側部分に、溝の開口からオフセットしかつ把持部材の移
動方向と平行なガイド部が溝の全長にわたって設けられ
ているので、ガイド部の長さが、従来の装置に比較して
長くなり、その結果把持部材に固定状に設けられた被ガ
イド部のガイド部に沿っての移動量も比較的大きくな
る。したがって、把持部材の回転軸半径方向の移動量も
大きくなる。また、把持部材が、溝内に摺動自在にはま
る支持部材に固定状に設けられ、支持部材に、溝のガイ
ド部と摺動自在に係合する被ガイド部が固定状に設けら
れているので、回転軸が回転したさいに把持部材および
支持部材に作用する遠心力の一部を、ガイド部により受
けることが可能になり、物品に対する把持部材による把
持力の低下を抑制することができる。

【０００７】この発明の物品把持装置において、把持部
材が、回転軸の半径方向に関して異なった複数位置に、
それぞれ物品把持面を有していることがある。この場
合、１種の把持部材により把持しうる物品の種類が増大
する。また、把持部材の回転軸半径方向の移動量が従来
の装置に比べて大きくなるので、従来の装置において、
把持部材が、回転軸の半径方向に関して異なった複数位
置に、それぞれ物品把持面を有している場合に比べて、
把持しうる物品の寸法範囲が大きくなる。すなわち、従
来の装置において、たとえば把持部材が２０mmの間隔で
２つの把持面を有するとともに把持部材の回転軸半径方
向の移動量が２０mmであり、しかも把持部材が回転軸の
半径方向内端に移動したときに直径２０mmの物品を把持
しうるとすれば、理論的には回転軸半径方向内側の把持
面で直径２０〜６０mmの物品を把持することが可能にな
り、同外側の把持面で直径６０〜１００mmの物品を把持
することが可能になり、直径２０〜１００mmの物品に対
応できる。これに対して、この発明の装置において、た
とえば把持部材が３０mmの間隔で２つの把持面を有する
とともに把持部材の回転軸半径方向の移動量が３０mmで
あり、しかも把持部材が回転軸の半径方向内端に移動し
たときに直径２０mmの物品を把持しうるとすれば、理論
的には回転軸半径方向内側の把持面で直径２０〜８０mm
の物品を把持することが可能になり、同外側の把持面で
直径８０〜１４０mmの物品を把持することが可能にな
り、直径２０〜１４０mmの物品に対応できる。

【０００８】

【発明の実施形態】以下、この発明の実施形態を、図面
を参照して説明する。この実施形態は、この発明による
物品把持装置を、旋盤の主軸に設けられて加工物を把持
するチャック装置に適用したものである。

【０００９】なお、以下の説明において、図１の下側を
前、これと反対側を後というものとする。

【００１０】図１〜図３において、チャック装置は、中
空状の主軸(1)（回転軸）の前端に取り付けられかつ中
心部に軸線方向に伸びる貫通穴(2)を有する円柱状のチ
ャック本体(3)（把持装置本体）と、チャック本体(3)の
加工物装着側面(3a)（物品装着側面）に、その周方向に
等角度間隔で設けられかつその半径方向に直線移動する
複数のトップジョー(4)（把持部材）と、主軸(1)内にそ
の軸線方向に移動しうるように配された操作ロッド(5)
と、主軸(1)の後端側に配されかつ操作ロッド(5)を主軸
(1)の軸線方向に移動させる流体圧シリンダ（図示略）
と、チャック本体(3)内において操作ロッド(5)と各トッ
プジョー(4)との間に設けられ、かつ操作ロッド(5)の軸
線方向の移動をトップジョー(4)の直線移動に変換する
伝動手段とを備えている。

【００１１】チャック本体(3)には、加工物装着側面(3
a)に開口するとともにこの開口(6a)がチャック本体(3)
の半径方向に伸びる複数、ここでは３つの支持溝(6)
が、周方向に等角度間隔で形成されている。各支持溝
(6)は、その開口(6a)側から溝底側に向かって、チャッ
ク本体(3)の中心軸線を含みかつ開口(6a)の幅方向の中
心を通る平面に対して傾斜している。全ての支持溝(6)
における上記傾斜方向は同じである。なお、各支持溝
(6)の半径方向の内外両端は、貫通穴(2)の内周面および
チャック本体(3)の外周面にそれぞれ開口している。支
持溝(6)の溝底側端部が拡幅されることにより、支持溝
(6)の開口(6a)からオフセットしかつトップジョー(4)の
移動方向と平行なガイド溝部(7)（ガイド部）が支持溝
(6)の全長にわたって設けられている。図２から明らか
なように、支持溝(6)の開口(6a)の長さLは、チャック本
体(3)の外周面と貫通穴(2)の内周面との間の半径方向の
距離に等しいが、ガイド溝部(7)の長さL1はこれよりも
長くなっている。

【００１２】チャック本体(3)に、その後端面から前方
に伸びて各支持溝(6)のガイド溝部(7)に至るスロット
(8)が複数、ここでは３つ形成されている。各スロット
(8)は支持溝(6)の開口(6a)からオフセットしかつ開口(6
a)と平行になっている。また、各スロット(8)は、その
全長にわたって貫通穴(2)の内周面に開口している。チ
ャック本体(3)に、その外周面の適当箇所から各スロッ
ト(8)と直角をなす方向に伸び、かつ先端がスロット(8)
を越えた部分に至る複数の有底穴(9)が形成されてい
る。

【００１３】トップジョー(4)は、各支持溝(6)内に摺動
自在にはめ入れられたマスタージョー(11)（支持部材）
にねじ止めされている。マスタージョー(11)には、ガイ
ド溝部(7)内に脱落しないように摺動自在にはまる被ガ
イド部(12)が、その全長にわたって一体に形成されてい
る。被ガイド部(12)の長さ方向の一端寄りの部分、すな
わち貫通穴(2)側の端部には切り欠き(13)が形成されて
いる。また、トップジョー(4)は、チャック本体(3)の半
径方向に関して異なった複数位置に、それぞれ把持面(4
a)(4b)を有している。各把持面(4a)(4b)には複数の突起
が設けられている。

【００１４】伝動手段は、次に述べるように構成されて
いる。図４および図５に示すように、操作ロッド(5)の
前端に、チャック本体(3)の貫通穴(2)内を前後方向に摺
動するスライダ(14)がねじ止めされている。スライダ(1
4)の外周面に、貫通穴(2)の内周面への摺接部分(14a)が
周方向に間隔をおいて複数、ここでは３つ設けられてい
る。スライダ(14)の前端面には、前方に突出しかつ貫通
穴(2)内の前端部に配された蓋(16)内に摺動自在に挿入
される被ガイド部(14b)が一体に形成されている。ま
た、スライダ(14)の外周面に、周方向に間隔をおいて複
数、ここでは３つの凹所(15)が形成されている。チャッ
ク本体(3)の各スロット(8)内にL形レバー(17)が配され
ており、その中央部に貫通状に固定されたピン(18)の両
端部を有底穴(9)内に回転自在に挿入することによっ
て、レバー(17)がピン(18)の軸線の周りに揺動自在とな
されている。レバー(17)の一端部にはスライダ(14)の凹
所(15)内にはまりかつ周面が円弧状となされた第１係合
部(17a)が形成され、他端部にはマスタージョー(11)の
切り欠き(13)内にはまりかつ周面が円弧状となされた第
２係合部(17b)が形成されている。そして、操作ロッド
(5)が後方に移動すると、スライダ(14)が貫通穴(2)内を
後方に摺動してレバー(17)が図４および図５の時計方向
に揺動させられ、これによりマスタージョー(11)の被ガ
イド部(12)がガイド溝部(7)に案内されてマスタージョ
ー(11)が支持溝(6)内を貫通穴(2)側に直線移動し（図４
参照）、加工物がトップジョー(4)により把持される。
また、操作ロッド(5)が前方に移動すると、スライダ(1
4)が貫通穴(2)内を後方に摺動してレバー(17)が図４お
よび図５の反時計方向に揺動させられ、これによりマス
タージョー(11)の被ガイド部(12)がガイド溝部(7)に案
内されてマスタージョー(11)が支持溝(6)内を貫通穴(2)
とは反対側に直線移動し（図５参照）、加工物がトップ
ジョー(4)から解放される。

【００１５】上記のチャック装置においては、支持溝
(6)の開口(6a)の長さLは、チャック本体(3)の外周面と
貫通穴(2)の内周面との間の半径方向の距離に等しい
が、ガイド溝部(7)の長さL1はこれよりも長くなってい
るので、チャック本体(3)の貫通穴(2)内に伝動手段を構
成するスライダ(14)が配されている場合であっても、従
来の装置と比べて、マスタージョー(11)の被ガイド部(1
2)の移動が制限を受けにくく、その移動量が大きくな
る。したがって、トップジョー(4)の移動量も大きくな
る。

【００１６】また、図６に示すように、マスタージョー
(11)とトップジョー(4)とを合わせたものの重心Gの位置
が、チャック本体(3)の半径上からガイド溝部(7)側にず
れているので、主軸(1)が高速回転したさいにマスター
ジョー(11)およびトップジョー(4)に作用する遠心力(C)
の横向きの成分(C1)がガイド溝部(7)の内面で受けられ
ることになる。したがって、遠心力(C)のマスタージョ
ー(11)およびトップジョー(4)を貫通穴(2)とは反対側に
外方へ移動させようとする成分(C2)が、従来の装置の場
合と比べて小さくなり、加工物に対するトップジョー
(4)による把持力の低下を抑制することができる。

【００１７】上記実施形態は、この発明による物品把持
装置を、工作機械の加工物把持用のチャック装置に適用
したものであるが、これに限定されるものではなく、そ
の他の装置の物品把持装置にも適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による物品把持装置を適用したチャッ
ク装置の一部切り欠き平面図である。

【図２】同じく一部切り欠き正面図である。

【図３】(a)はチャック本体、トップジョーおよびマス
タージョーを示す分解斜視図であり、(b)はマスタージ
ョーを(a)とは異なる方向から見た斜視図である。

【図４】図２のIV−IV線断面図である。

【図５】図４とは異なる状態を示す図４に相当する図で
ある。

【図６】トップジョーおよびマスタージョーの重心位置
およびこれらに作用する力を模式的に示す図である。

【図７】従来のチャック装置において、トップジョーお
よびマスタージョーの重心位置およびこれらに作用する
力を模式的に示す図である。

【符号の説明】

(1)：主軸（回転軸） (3)：チャック本体（把持装置本体） (3a)：加工物装着側面（物品装着側面） (4)：トップジョー（把持部材） (4a)(4b)：把持面 (5)：操作ロッド (6)：支持溝 (6a)：開口 (7)：ガイド溝部（ガイド部） (11)：マスタージョー（支持部材） (12)：被ガイド部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸の先端に取り付けられかつ物品が
   装着される物品装着側面を有する把持装置本体と、把持
   装置本体の物品装着側面上に、回転軸の軸線を中心とし
   て周方向に等角度間隔で設けられかつ回転軸の半径方向
   に直線移動をする複数の把持部材と、回転軸内にその軸
   線方向に移動しうるように配された操作ロッドと、操作
   ロッドを回転軸の軸線方向に移動させるロッド駆動手段
   と、把持装置本体内において操作ロッドと各把持部材と
   の間に設けられ、かつ操作ロッドの回転軸軸線方向の移
   動を、把持部材の回転軸半径方向の移動に変換する伝動
   手段とを備えた物品把持装置において、 把持装置本体に、物品装着側面に開口するとともにこの
   開口が回転軸の半径方向に伸びる複数の溝が形成され、
   溝の底側部分に、溝の開口からオフセットしかつ把持部
   材の移動方向と平行なガイド部が溝の全長にわたって設
   けられ、把持部材が、溝内に摺動自在にはまる支持部材
   に固定状に設けられ、支持部材に、溝のガイド部と摺動
   自在に係合する被ガイド部が固定状に設けられている物
   品把持装置。
2. 【請求項２】 把持部材が、回転軸の半径方向に関して
   異なった複数位置に、それぞれ物品把持面を有している
   請求項１の物品把持装置。