JP2002307215A - チャック - Google Patents

チャック

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JP2002307215A
JP2002307215A JP2001108647A JP2001108647A JP2002307215A JP 2002307215 A JP2002307215 A JP 2002307215A JP 2001108647 A JP2001108647 A JP 2001108647A JP 2001108647 A JP2001108647 A JP 2001108647A JP 2002307215 A JP2002307215 A JP 2002307215A
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JP
Japan
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chuck
main shaft
scroll
rotation
jaw
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Pending
Application number
JP2001108647A
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English (en)
Inventor
Yoshikazu Mikuriya
美和 御厨
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Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速回転する主軸において、確実に工作物の
把持状態を維持することができるコンパクトなチャック
のゆるみ止め装置を提供する。 【解決手段】 中空円筒状の主軸2の端部に取り付けら
れ、半径方向に掘られた複数のあり溝を備えたチャック
本体5と、主軸2の中空円筒状の内部に配置される連結
軸4の端部に取り付けられ、スクロール状のねじ71を
もつチャック面板7と、一方でスクロール状のねじ71
にかみ合い他方であり溝に沿って移動可能なジョー6
と、から構成され、連結軸4の回転により移動するジョ
ー6の上下方向の動きにより被工作物を把持するスクロ
ールチャックにおいて、主軸2の回転に伴う遠心力で主
軸2と連結軸4の間を結合するように作動するチャック
ゆるみ止め装置11、12を連結軸4に設置した。ま
た、ドローバー駆動型チャックにおいても、ゆるみ止め
装置11,12をドローバーに設置した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械のチャッ
クに関するもので、特に、被工作物を把持し、被工作物
を回転させて加工を行う工作機械のチャックのゆるみ止
め装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は電動タイプの従来のスクロールチ
ャックを設置した工作機械の主軸台を断面図で示すもの
であり、図6はスクロールチャックの一部であるスクロ
ール部を斜視図で示すものである。図5において、1は
主軸ケース、2は主軸、3は主軸軸受け、4は連結棒、
5はチャック本体、6はジョー、7はチャック面板、7
1はチャックスクロールねじ部、8はチャック駆動モー
タ、81はモータステータ、82はモータロータ、9は
被工作物、15は主軸駆動モータ、16は主軸駆動ベル
ト、17は主軸駆動プーリを示す。図5から分かるよう
に、チャック駆動モータ8の回転により、モータロータ
82、連結棒4、チャック面板7、それにチャックスク
ロールねじ71が回転し、チャックスクロールねじ71
と噛み合ったジョー6が主軸2と一体であるチャック本
体5に設けられたあり溝10(図6)に沿って開閉動作
を行い、被工作物9の着脱を行う方法をとっていた。そ
して、図5のように、被工作物9がチャックに取り付け
られた状態で、主軸駆動モータ15の回転により回転
し、加工される。この場合、主軸と同時に連結棒4も回
転する。この従来例では電動によりスクロールねじ部を
駆動する例を代表例として示しているが、もちろん電動
によるものに限られるものではなく、他の油圧や手動に
よってスクロールねじを回転させてクランプ動作を行う
場合も同様であり、以下に述べる問題点を共通に備えて
いるものである。また、図7は別のタイプの従来例とし
て、ドローバー駆動型チャックの概略分割図を示してい
る。図7において、2は主軸、4はドローバー、13は
マスタージョー、131は同斜面結合部、5はチャック
本体、6はジョー、14はウェッジプランジャ、141
は同斜面部を示す。ウェッジプランジャ14はドローバ
ー4の先端部に一体結合されている。図7から分かるよ
うに、ドローバー4が図示しない油圧機構、電気モー
タ、手動等によって軸方向(図7の矢印方向)に移動す
ると、ローバー4の先端に設置されているウェッジプラ
ンジャ14も軸方向に動くことによって、ウェッジプラ
ンジャ14の斜面141とマスタージョー13の斜面結
合部131とが互いに滑ることによって、ジョー6が上
下に移動し開閉動作を行い、被工作物(図示せず。ただ
し図5の被工作物9の取り付け状態を参照。)の着脱を
行うこととなる。そこで、被工作物をチャックジョー6
間に取り付けた状態で、主軸駆動モータの回転により回
転し加工される。この場合、主軸と同時にドローバー4
も回転する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが従来技術で
は、被工作物の把持状態を保つ作用はスクロールねじや
ウェッジプランジャの斜面結合部の摩擦力によってお
り、主軸の回転によってゆむるという問題点があった。
特に、近年の主軸回転数の増大、加減速頻度の増加によ
って、この問題が大きな課題となってきた。また、スク
ロールねじは、主軸の逆回転により、特にゆるみやすい
という問題点があった。これら問題点を解決するため
に、主軸回転中は主軸と連結棒を連結し、チャック動作
時は切り離す機構を別途設置することが考えられる。こ
の場合、機構の複雑さ、主軸、チャックと連動した切り
離し機構の作動シーケンスが必要となるといった問題点
があった。そこで、本発明では高速回転する主軸におい
て、確実に工作物の把持状態を維持することができるよ
うなチャックのゆるみ止め装置をコンパクトに提供する
ことを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1記載のスクロールチャックの発明は、中空
円筒状の主軸の端部に取り付けられ、半径方向に掘られ
た複数のあり溝を備えたチャック本体と、前記主軸の中
空円筒状の内部に配置される連結軸の端部に取り付けら
れ、スクロール状のねじをもつチャック面板と、一方で
該スクロール状のねじにかみ合い他方で前記あり溝に沿
って移動可能なジョーと、から構成され、前記連結軸の
回転により移動する前記ジョーの上下方向の動きにより
被工作物を把持するスクロールチャックにおいて、前記
主軸の回転に伴う遠心力で前記主軸と前記連結軸の間を
結合するように作動するチャックゆるみ止め装置を前記
連結軸に設置したことを特徴とする。請求項2記載のド
ローバー駆動型チャックの発明は、中空円筒状の主軸の
端部に取り付けられ、半径方向に掘られた複数のあり溝
を備えたチャック本体と、前記主軸の中空円筒状の内部
に配置されるドローバーの端部に取り付けられ、複数の
斜面係合部を有するウェッジプランジャと、一方で該斜
面係合部に係合し他方で前記あり溝に沿って移動可能な
ジョーと、から構成され、前記ドローバーの軸方向移動
により前記斜面係合部に沿って移動する前記ジョーの上
下方向の動きにより被工作物を把持するドローバー駆動
型チャックにおいて、前記主軸の回転に伴う遠心力で前
記主軸と前記ドローバーの間を結合するように作動する
チャックゆるみ止め装置を前記ドローバーに設置したこ
とを特徴とする。請求項3記載の発明は、請求項1又は
2記載のチャックにおいて、前記ゆるみ止め装置が、連
結棒又は前記ドローバー側に一端が固定された戻しばね
と、該戻しばねの他端に固定されたゆるみ止めパッドか
ら構成され、前記主軸の回転に伴う遠心力で前記ゆるみ
止めパッドが前記戻しばねの戻し力に抗して前記主軸の
内周に移動し押し付け力が主軸内周に作動することを特
徴とする。以上のように、本発明によれば、主軸の回転
を利用し、その遠心力でゆるみ止め装置を作動させるも
のであり、これによって、高速回転する主軸において確
実に工作物の把持状態を維持することができるチャック
をコンパクトに実現することができる。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図1は本発明によるチャックゆるみ
止め装置を内蔵した主軸台の一部を示す断面図であり、
図2はチャックゆるみ止め装置を示した縦断面図であ
る。図1において、1は主軸ケース、2は主軸、3は主
軸軸受け、4は連結棒、5はチャック本体、6はジョ
ー、7はチャック面板、71はチャックスクロールねじ
部、8はチャック駆動モータ、81はモータステータ、
82はモータロータ、9は被工作物、15は主軸駆動モ
ータ、16は主軸駆動ベルト、17は主軸駆動プーリを
示す。そして、11は本発明によって設けられたゆるみ
止めパッド、12は同じく戻しばねを示す。また、図2
において、2は主軸、4は連結棒、11はゆるみ止めパ
ッド、12は戻しばねを示す。図2(a)は主軸2と連
結棒4の回転により連結棒4に遠心力が生じている状
態、図2(b)は主軸2が回転しない状態をそれぞれ示
している。図2(a)から分かるように、主軸2の回転
により、連結棒4も回転を行うためこの回転により連結
棒4に遠心力が生じ、ゆるみ止めパッド11は外周方向
に移動し、主軸2の内周に押し付け力が作動する。この
押し付け力が働くことにより、主軸2と連結棒4の間に
強力な摩擦力が発生する。一方、主軸2の回転が停止す
ると連結棒4には遠心力が無くなるので図2(b)のよ
うに、戻しばね12の作用によりゆるみ止めパッド11
は主軸2と分離することとなる。そこで、図1におい
て、チャック駆動モータ8が回転すると、これによりモ
ータロータ82、連結棒4、チャック面板7、それにチ
ャックスクロールねじ71が回転する。チャックスクロ
ールねじ71と噛み合ったジョー6が主軸2と一体であ
るチャック本体5に設けられたあり溝に沿って開閉動作
を行い、被工作物9の着脱を行ない、チャックのクラン
プ動作にて把持された被工作物9は主軸2の回転によ
り、連結棒4、モータロータ82、チャック本体5と同
時に回転を行ない、加工が行われる。また、この回転に
より連結棒4に遠心力が生じ、図2に説明したゆるみ止
めパッド11が外周方向に移動し、主軸2の内周に押し
付け力が作動する。この押し付け力が働くことにより、
主軸と連結棒間に強力な摩擦力が発生し、したがって、
主軸と連結棒間に相対回転(ズレ)が発生することが無
くなるので、主軸が高速回転しても確実に工作物の把持
状態を維持することができるようになる。
【0006】図3は主軸2の回転停止時を示す本発明の
実施の形態の軸方向の一部断面図である。主軸2の回転
が停止すると戻しばね12の作用によりゆるみ止めパッ
ド11は主軸と分離する。さらに、主軸2が回転しない
チャック作動時は、チャック動作に必要なチャック駆動
モータ8による連結棒4の回転数は低く、遠心力も小さ
いので、ゆるみ止めパッド11は図3の状態を保ってい
る。
【0007】以上、本発明はスクロールチャックにおけ
るゆるみ止めについて説明したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、図7に示したドローバー駆動型チ
ャックにおいても同じように適用できることはもちろん
である。図4は、ドローバー駆動型チャックに本発明の
チャックゆるみ止め装置を装備した分解図である。図4
において、2は主軸、4はドローバー、5はチャック本
体、6はジョー、10はあり溝、13はマスタージョ
ー、131は同斜面結合部、14はウェッジプランジ
ャ、141は同斜面部を示す。ウェッジプランジャ14
はドローバー4の先端部に一体結合されている。11は
ゆるみ止めパッド、12は戻しばねを示す。ドローバー
4が図示しない油圧機構、電気モータ、手動等によって
軸方向(図4の矢印方向)に移動すると、ドローバー4
の先端に設置されているウェッジプランジャ14も軸方
向に動くことによって、ウェッジプランジャ14の斜面
141とマスタージョー13の斜面結合部131とが互
いに滑ることによって、ジョー6が上下に移動し開閉動
作を行い、被工作物の着脱を行うこととなる。そこで、
被工作物をチャック6に取り付けられた状態で、主軸駆
動モータの回転により回転して加工を施す。この場合、
主軸2と同時にドローバー4も回転する。そして、ドロ
ーバー4の回転によりドローバー4の表面に遠心力が生
じ、表面に取り付けられている戻しばね12の先端に設
けられたゆるみ止めパッド11が戻しばね12の戻し力
に抗して外周方向に移動し、主軸2の内周に押し付け力
が作動する。この押し付け力が働くことにより、主軸と
連結棒間に強力な摩擦力が発生し、したがって、主軸と
連結棒間に相対回転(ズレ)が発生することが無くなる
ので、主軸が高速回転しても確実に工作物の把持状態を
維持することができるようになる。
【0008】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、遠
心力で作動するゆるみ止めパッドと主軸は、チャックの
ゆるみが問題となる主軸の回転時に強固に連結されるた
め、工作物の把持を確実なものとすることが可能となる
という効果がある。なお、遠心力は回転数の2乗で大き
くなるので、摩擦力も回転数が大きくなればさらに大き
くなり、把持力を保つ上に好都合である。さらに、遠心
力と摩擦力の発生を効果的に行うためには、ゆるみ止め
パッドは比重大、摩擦係数大、なる物性を持つ材料や、
これらの特性を持つ材料の組み合わせで構成される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のチャックゆるみ止め装置を装備したス
クロールチャックの主軸台の軸方向断面図である。
【図2】本発明のチャックゆるみ止め装置を装備したス
クロールチャックのチャックゆるみ止め装置部分を通る
縦断面図である。
【図3】本発明のチャックゆるみ止め装置の軸方向断面
図である(主軸停止時)。
【図4】本発明のチャックゆるみ止め装置を装備したド
ローバー駆動型チャックの分解図である。
【図5】従来例のスクロールチャックを示す主軸台の断
面図である。
【図6】従来例のスクロールチャックの詳細斜視図であ
る。
【図7】従来例のドローバー駆動型チャックの分解図で
ある。
【符号の説明】
1:主軸ケース 2:主軸 3:主軸軸受け 4:連結棒またはドローバー 5:チャック本体 6:ジョー 7:チャック面板 71:チャックスクロールねじ部 8:チャック駆動モータ 81:モータステータ 82:モータロータ 9:被工作物 10:あり溝 11:ゆるみ止めパッド 12:戻しばね 13:マスタージョー 131:斜面結合部 14:ウェッジプランジャ 141:斜面部 15:主軸駆動モータ 16:主軸駆動ベルト 17:主軸駆動プーリ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中空円筒状の主軸の端部に取り付けら
    れ、半径方向に掘られた複数のあり溝を備えたチャック
    本体と、前記主軸の中空円筒状の内部に配置される連結
    軸の端部に取り付けられ、スクロール状のねじをもつチ
    ャック面板と、一方で該スクロール状のねじにかみ合い
    他方で前記あり溝に沿って移動可能なジョーと、から構
    成され、前記連結軸の回転により移動する前記ジョーの
    上下方向の動きにより被工作物を把持するスクロールチ
    ャックにおいて、 前記主軸の回転に伴う遠心力で前記主軸と前記連結軸の
    間を結合するように作動するチャックゆるみ止め装置を
    前記連結軸に設置したことを特徴とするスクロールチャ
    ック。
  2. 【請求項2】 中空円筒状の主軸の端部に取り付けら
    れ、半径方向に掘られた複数のあり溝を備えたチャック
    本体と、前記主軸の中空円筒状の内部に配置されるドロ
    ーバーの端部に取り付けられ、複数の斜面係合部を有す
    るウェッジプランジャと、一方で該斜面係合部に係合し
    他方で前記あり溝に沿って移動可能なジョーと、から構
    成され、前記ドローバーの軸方向移動により前記斜面係
    合部に沿って移動する前記ジョーの上下方向の動きによ
    り被工作物を把持するドローバー駆動型チャックにおい
    て、 前記主軸の回転に伴う遠心力で前記主軸と前記ドローバ
    ーの間を結合するように作動するチャックゆるみ止め装
    置を前記ドローバーに設置したことを特徴とするドロー
    バー駆動型チャック。
  3. 【請求項3】 前記ゆるみ止め装置は、連結棒又は前記
    ドローバー側に一端が固定された戻しばねと、該戻しば
    ねの他端に固定されたゆるみ止めパッドから構成され、
    前記主軸の回転に伴う遠心力で前記ゆるみ止めパッドが
    前記戻しばねの戻し力に抗して前記主軸の内周に移動し
    押し付け力が主軸内周に作動することを特徴とする請求
    項1又は2記載のチャック。
JP2001108647A 2001-04-06 2001-04-06 チャック Pending JP2002307215A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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