JP2002321108A - 流体作動式チャック用主軸及び流体作動式チャック用主軸用の流体パイプ保持ロッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流体パイプが主軸の回転により横振れを起こ
さないように固定される保持ロッドと該保持ロッドを備
えた流体作動式チャック用主軸を提供すること。 【解決手段】 切削剤供給パイプ２及び加圧流体パイプ
３，４を並置又は束ねて鋳鉄で鋳込み、円柱状の保持ロ
ッド１を形成する。切削剤供給パイプ２及び加圧流体パ
イプ３，４保持ロッド１内でこれに固着される。そし
て、切削剤供給パイプ２は保持ロッド１の中心軸を通る
ように配設される。この保持ロッド１を主軸本体６の中
心穴１２に挿入固定して流体作動式チャック用主軸を形
成する。また、この主軸のチャック装着側端部に流体接
続通路２５，２６，２９，３０を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体作動式チャッ
ク用、特に、ダイヤフラム型チャック用の主軸、流体作
動式チャック用主軸用の流体パイプ保持ロッドに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のダイヤフラム型チャック用主軸に
おいては、この主軸を介して、切削油などの切削剤をチ
ャックに供給し、かつ、チャック開閉用の加圧流体を導
通させるために、切削剤供給パイプと加圧流体パイプを
一本の鋼管内に配設し、この鋼管を、切削剤供給パイプ
と加圧流体パイプと共に、主軸の穴に挿入することが行
われていた。

【０００３】この構造では、切削剤供給パイプと加圧流
体パイプとは前後端及び中間部でパイプ内に固定され、
パイプは、その前後端で主軸に固定されているが、これ
らの固定が十分でなく、主軸が高速回転すると、各管及
びパイプに主軸の半径方向に振れ（いわゆる横振れ）が
生じ、これが主軸の振動の原因となり、主軸の回転精度
を低下させる原因になっていた。

【０００４】また、主軸内の加圧流体通路と加圧流体通
路ダイヤフラム型チャック内の加圧流体通路とを接続す
る接続路は主軸前端とダイヤフラム型チャックとの間に
設けられたチャック固定用面板内に形成されていた。こ
の面板があるために、その分ダイヤフラム型チャックの
主軸への取付精度を悪くさせるばかりでなく、その厚さ
分実質的に主軸を長くしてしまうことになり、主軸の前
軸受と加工物の加工点との間の距離をできるだけ短くし
ようとする要請に適合しなくなっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、流体
作動チャックへ切削剤を供給する切削剤供給パイプ及び
このチャック開閉用の加圧流体パイプが主軸が高速回転
している場合も、主軸内に固定配置されて横振れが防止
され、高い主軸回転精度が維持される流体作動式チャッ
ク、特にダイヤフラム型チャック用主軸及びこの主軸用
の流体パイプ保持ロッドを提供することにある。

【０００６】さらに、本発明の課題は、流体作動チャッ
クが主軸に直接接続するために、主軸の前端部内に、主
軸内の加圧流体パイプの前端部とチャック内に加圧流体
パイプの後端部とを接続するための加圧流体接続路を設
けた流体作動式チャック、特にダイヤフラム型チャック
用主軸を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の課題を解決する
ために、本発明に基づく流体作動式チャック用主軸は、
中心穴を有する主軸本体と、切削剤供給パイプと、切削
剤供給パイプに平行にかつ切削剤供給パイプに接し又は
その半径外側に所定の間隔を置いて配列された加圧流体
パイプと、切削剤供給パイプと加圧流体パイプとの周り
に鋳鉄を鋳込んで切削剤供給パイプに同軸に形成された
円柱状本体部とから成り、主軸本体の中心穴に挿入固定
されて構成される。

【０００８】主軸本体の、流体作動式チャックが装着さ
れる端部に、流体作動式チャックを開閉する加圧流体を
通すために流体作動式チャック内に設けられている対応
の加圧流体通路と加圧流体パイプとを連通させる加圧流
体接続通路を設けることができる。

【０００９】また、本発明の課題は、流体作動式チャッ
ク用主軸用の流体パイプ保持ロッドを、切削剤供給パイ
プと、切削剤供給パイプに平行にかつこれに接し又はそ
の半径外側に所定の間隔を置いて配列した加圧流体パイ
プと、切削剤供給パイプと加圧流体パイプとの周りに切
削剤供給パイプに共軸に鋳鉄を鋳込んで形成された円柱
状本体部とで形成することによって達成される。加圧流
体パイプが複数本の場合、これらを切削剤供給パイプの
軸心を中心にして円周方向に等間隔に配設することが望
ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明を
一実施形態に基づいて説明する。図１は本発明に基づく
流体チャック用主軸用流体パイプ保持ロッドの側面図、
図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は、図１及び図２の流
体作動式チャック用主軸用の流体パイプ保持ロッドを取
り付けた流体作動式チャックの一種であるダイヤフラム
型チャック用主軸の縦断面図である。

【００１１】図１及び２を参照して、流体チャック用主
軸用流体パイプ保持ロッド１（以後、単に「保持ロッド
１」という）は、切削油などの流体性の切削剤を後述の
チャック７へ供給する切削剤供給パイプ２と内部に加圧
流体などの加圧流体（本実施形態では、切削剤として切
削油を用いて説明する）を導入し、内部からこの加圧流
体を導出することを選択的に行う加圧流体パイプ３，４
（本実施形態では、加圧流体パイプになる）とこれらパ
イプ２，３，４を取り囲む円柱状本体部５から成る。切
削剤供給パイプ２は円柱状本体部５の軸心を通り、加圧
流体パイプ３，４は、図１及び２では切削剤供給パイプ
２の上下にそれらの軸心が切削剤供給パイプ２の軸心を
含む平面内にあるように配設されている。そして、加圧
流体パイプ３，４はそれらの外周が切削剤供給パイプ２
の外周面に接している。これらのパイプ２，３，４は、
例えば、炭素鋼鋼管のような剛性が高く腐食性のない鋼
管である。そして、切削剤供給パイプ２は内部に切削剤
通路２ａを、加圧流体パイプ３，４は内部に加圧流体通
路３ａ，４ａ（本実施形態の場合は、圧搾空気通路にな
る）を形成する。なお、加圧流体パイプ３，４は切削剤
供給パイプ２から半径方向外側に一定距離離間させて配
設することもできる。

【００１２】円柱状本体部５は、切削剤供給パイプ２と
同軸であって、パイプ２，３，４の周りに ＦＣ２００
１のような鋳鉄を鋳込んで形成される。この鋳込みは砂
型を用いて行われる。まず、下型上の所定位置に切削剤
供給パイプ２を中心にしてその両側に加圧流体パイプ
３，４を設置する。加圧流体パイプ３，４はそれらの外
周を切削剤供給パイプ２の外周に接触させておく。ただ
し、これらを平行に離間して配置することもできる。次
いで、上型を下型に正確に被せ、鋳型内に鋳鉄の湯を流
し込んで円柱状本体部５を鋳造する。出来上がった保持
ロッド１は内部にすべてのパイプ２，３，４を確実に固
定保持している。このため、この保持ロッド１が取り付
けられた主軸が高速回転しても、主軸内で横振れを起こ
すことがなく、従って、主軸の振動を防止することがで
きる。

【００１３】図１の保持ロッド１では、パイプ２，３，
４がその左端から長さＬ１突出しており、右端から切削
剤供給パイプ２がＬ２突出している。これらの突出は後
に述べる主軸の構造に対応しているものであるが、主軸
の構造に応じて、加圧流体パイプ３，４が右端から所定
量突出させてもよいし、両端又は片端からパイプ２，
３，４を突出させなくてもよい。

【００１４】加圧流体パイプ３，４の数は２本とは限ら
ず、使用される空圧作動式のチャックに応じてそれに必
要な３本以上でもよい。その場合、加圧流体パイプ３，
４は円周方向に等間隔に配設されるのが、加圧流体パイ
プ３，４から円柱状本体部５に作用する力をバランスを
させる点で望ましい。

【００１５】この保持ロッドは、ダイヤフラム型チャッ
クのみ成らず他の空圧作動式チャックや油圧作動式チャ
ック用の主軸にも取り付けることができる。ここで、加
圧流体パイプと切削剤供給パイプとをまとめて「流体パ
イプ」と総称する。

【００１６】次に、図３を参照して、本発明に基づく保
持ロッド１を取り付けた流体作動式チャック用主軸の一
実施形態について述べる。流体作動式チャックとしてダ
イヤフラム型チャック７（以下、単に「チャック７」と
いう）を用いて説明する。なお、以下の説明では、チャ
ック７を取付ける側を「前端」と、その反対側を「後
端」ということにする。主軸は、主軸本体６と保持ロッ
ド１から成り、軸受８，９を介して主軸台１０に、電動
機１１によって回転可能に装着されている。主軸本体６
は、中心穴１２を有すると共に、その前端部にフランジ
部１３（主軸本体６のチャック７側の端部である）が一
体に形成されている。

【００１７】図１及び２に基づく保持ロッド１を主軸本
体６の中心穴１２に挿入固定する。保持ロッド１の後端
は主軸本体６の後端に届く前で終わっており、これに主
軸本体６の中心穴１２の後端から挿入固定された接続キ
ャップ１４がＯリング１５を介して連結されている。

【００１８】主軸本体６の後端に流体供給部材１６が固
定されている。接続キャップ１４に流体密に当接し主軸
本体６と共に回転する回転接続部材１７がこの流体供給
部材１６内に設けられている。流体供給部材１６に加圧
流体出入口１８，１９（本実施形態の場合は、圧搾空気
出入口である）が設けられており、加圧流体出入口１８
は、回転接続部材１７内の通路２０及び接続キャップ１
４内の通路２１を介して加圧流体パイプ３の加圧流体通
路３ａ（本実施形態の場合、圧搾空気通路である）に接
続されている。また、加圧流体出入口１９は、回転接続
部材１７内の通路２２及び接続キャップ１４内の通路２
３を介して加圧流体パイプ４の加圧流体通路４ａに接続
されている。

【００１９】図３に示すように、主軸本体６のフランジ
部１３の前面にチャック７が固定されている。この場
合、加圧流体パイプ３，４の前端は主軸本体６の前端面
に面一になっており、詰め栓３８，３９で流体密に封止
されている。そして、切削剤供給パイプ２は主軸本体６
の前端面から突出してチャック７の切削剤通路２４に接
続している。

【００２０】主軸本体６のフランジ部１３内乃至は主軸
本体６の、チャック７側端部内に、加圧流体パイプ３の
加圧流体通路３ａと加圧流体パイプ４の加圧流体通路４
ａとから半径方向外側へ延びる半径方向接続通路２５及
び２６が形成されている。それらの外端は詰め栓２７，
２８で詰められている。フランジ部１３の正面からそれ
ぞれ半径方向接続通路２５，２６に達する軸方向接続通
路２６，３０が形成されている。そして、軸方向接続通
路２９は、チャック７内に形成されチャック７のピスト
ン３１の背面に通じる通路３２に接続され、軸方向接続
通路３０は、チャック７内に形成されピストン３１の正
面に通じる通路３３に接続されている。

【００２１】従来技術においても、主軸本体の前端部に
フランジ部が設けられているが、このフランジ部に本発
明の、すでに述べたように半径方向接続通路２５，２６
及び軸方向接続通路２９，３０が形成されておらず、こ
れらの接続通路は、主軸のフランジ部前面に固定された
面板内に形成されていた。

【００２２】本発明では、上記のように主軸本体６のフ
ランジ部１３内乃至は主軸本体６のチャック７側端部内
に接続通路２５，２６，２９，３０を形成したので、従
来技術における面板を必要とせず、チャック７を直接に
フランジ部１３の前面に固定できる。従って、主軸の前
軸受９と加工物の加工点との間の距離を従来技術の面板
の厚さの分減少させることができる。また、従来技術の
面板を用いない結果、面板の主軸本体６の取付精度誤差
がなくすることができるので、チャック７の主軸本体６
への取付精度が向上することになる。

【００２３】加圧流体出入口１８をドレーンにし、加圧
流体出入口１９から加圧流体を導入すると、この加圧流
体が通路２２，２３、加圧流体パイプ４の加圧流体通路
４ａ、フランジ部１３の通路２６，３０及びチャック７
内に通路３３を通ってピストン３１の正面に達し、ピス
トン３１を後退させてダイヤフラム３４を閉成方向へ旋
回させて爪３５を閉じる。他方、加圧流体出入口１９を
ドレーンにし、加圧流体出入口１８から加圧流体を導入
すると、この加圧流体が通路２０，２１、加圧流体パイ
プ３の加圧流体通路３ａ、フランジ部１３の通路２５，
２９及びチャック７内に通路３２を通ってピストン３１
の背面に達し、ピストン３１を前進させてダイヤフラム
３４を解放方向へ旋回させて爪３５を解放する。このよ
うにしてダイヤフラム型チャック７の作動が行われる。

【００２４】流体供給部材１６に設けられた切削剤入口
３６（本実施形態の場合は、切削油入り口である）から
の切削剤は、流体供給部材１６内の通路３７と切削剤供
給パイプ２内の通路２ａを通ってチャック７内の切削剤
通路２４に供給される。

【００２５】以上、保持ロッド１をダイヤフラム型チャ
ックの操作に使用する場合について述べたが、その他の
空圧作動式チャックや油圧作動式チャックの操作にも用
いることができる。

【００２６】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明に基づく流
体作動式チャック用主軸用の流体パイプ保持ロッドは流
体パイプをまとめてその周りに鋳鉄を鋳込んで形成され
るので、流体パイプが保持ロッド内に確実に固定保持さ
れ、そのため、これが挿入固定される主軸に振動を発生
させることが無く、主軸の回転精度が高められるという
効果がある。さらに、主軸本体のチャック側端部に流体
作動式チャックへの加圧流体の接続通路を形成するの
で、流体作動式チャックを主軸に直接固定できて流体作
動式チャックの主軸への取り付精度を向上させると共に
主軸の前軸受と加工物の加工点との間の距離を短くする
ことができるのみならず、その分、製造費を低減できる
という効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく流体作動式チャック用主軸用の
流体パイプ保持ロッドの側面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】図１及び図２の流体作動式チャック用主軸用の
流体パイプ保持ロッドを取り付けた流体作動式チャック
の一種であるダイヤフラム型チャック用主軸の縦断面図
である。

【符号の説明】

１ 保持ロッド（流体チャック用
主軸用流体パイプ） ２ 切削剤供給パイプ ２ａ 切削剤通路 ３ 加圧流体パイプ ３ａ 加圧流体通路 ４ 加圧流体パイプ ４ａ 加圧流体通路 ５ 円柱状本体部 ６ 主軸本体 ７ ダイヤフラム型チャック（チ
ャック） ８，９ 軸受 １０ 主軸台 １１ 電動機 １２ 中心穴 １３ フランジ部 １４ 接続キャップ １５ Ｏリング １６ 流体供給部材 １７ 回転接続部材 １８，１９ 加圧流体出入口 ２０，２１，２２，２３ 通路 ２４ 切削剤通路 ２５，２６ 半径方向接続通路 ２７，２８ 詰め栓 ２９，３０ 軸方向接続通路 ３１ ピストン ３２，３３ 通路 ３４ ダイヤフラム ３５ 爪 ３６ 切削剤入口 ３７ 通路 ３８，３９ 詰め栓

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心穴を有する主軸本体と、 切削剤供給パイプと、該切削剤供給パイプに平行にかつ
   該切削剤供給パイプに接し又はその半径外側に所定の間
   隔を置いて配列された加圧流体パイプと、該切削剤供給
   パイプと該加圧流体パイプとの周りに鋳鉄を鋳込んで該
   切削剤供給パイプに同軸に形成された円柱状本体部とか
   ら成り、該主軸本体の該中心穴に挿入固定される流体パ
   イプ保持ロッドとから成ることを特徴とする流体作動式
   チャック用主軸。
2. 【請求項２】 前記主軸本体の、流体作動式チャックが
   装着される端部に、該流体作動式チャックを開閉する加
   圧流体を通すために該流体作動式チャック内に設けられ
   ている対応の加圧流体通路と前記加圧流体パイプとを連
   通させる加圧流体接続通路を設けたことを特徴とする請
   求項１に記載の流体作動式チャック用主軸。
3. 【請求項３】 切削剤供給パイプと、 該切削剤供給パイプに平行にかつこれに接し又はその半
   径外側に所定の間隔を置いて配列した加圧流体パイプ
   と、 該切削剤供給パイプと該加圧流体パイプとの周りに該切
   削剤供給パイプに同軸に鋳鉄を鋳込んで形成された円柱
   状本体とから成ることを特徴とする流体作動式チャック
   用主軸用の流体パイプ保持ロッド。
4. 【請求項４】 前記加圧流体パイプは複数本から成り、
   前記切削剤供給パイプの軸心を中心にして円周方向に等
   間隔に配列することを特徴とする流体作動式チャック用
   主軸用の流体パイプ保持ロッド。