JP2003211310A - 均等締付チャック組立体 - Google Patents
均等締付チャック組立体Info
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Abstract
一定の把持力を維持するチャックを提供する。 【解決手段】 均等締付チャック組立体10は、複数の
トグルリンク60によって動作可能なようにアクチュエ
ータ14に接続されている複数のロッカーアームを有し
たチャック固定用部分組立体16を備える。ロッカーア
ームの一端には、爪部材20が配設されており、ロッカ
ーアームの他端には、釣り合い重り22が配設されてい
る。均等締付チャック組立体10は、アクチュエータ1
4とロッカーアームとの間に接続された複数の釣り合い
プレート52を利用して、ある程度の調整を可能とさ
せ、チャック固定用部分組立体16によって保持される
ワーク内の偏心に適応させる。
Description
いて使用するためのワーク保持チャック組立体に関し、
さらに詳細には、一端に爪支持体が設けられ且つ逆側の
端部に釣り合い重りが設けられた複数組のロッカーアー
ムを備える均等締付チャック組立体に関する。中央部に
設けられ且つ軸線方向に移動可能なアクチュエータが釣
り合いプレート及びトグルリンクによって動作可能なよ
うにロッカーアームに結合されており、釣り合いプレー
トがトグルリンクを移動させてロッカーアームを回転さ
せ、それにより爪支持体を半径方向の内側及び外側に位
置決めするようになっている。
幅広く使用されるタイプの調整可能なチャックは、通
常、把持用爪(把持用のジョー)を開閉するように機能
する幾つかの内部移動部分を備えている。爪を閉じると
きにワークの確実な締め付けがなされ、さらに、各爪が
ワークに対して等しい圧力を付与してワークのねじれ及
び起こり得る偏心位置決めを防止することを保証するた
めには、これらの部分が円滑に動作することが重要であ
る。
に対して著しく速い回転速度で動作することを要求する
傾向がある。このように、チャックとチャックに保持さ
れるワークとの回転バランスは益々重要になってきてい
る。最新の製造工程において多くのチャックで使用され
る速度では、僅かな偏心又は不釣り合い(釣り合いの崩
れ)さえも望ましくない。例えば、不釣り合いは、不適
正な加工を引き起こすことがあり、これは結果としてワ
ークの不合格につながる。あるいはまた、不釣り合い
は、爪支持体の回転によって生じた遠心力の結果、把持
力に変化を生じさせ得る。したがって、回転速度と関わ
りなく、適正な釣り合い及び一定の把持力を維持し、工
作機械と同軸的に整列することを保証するように容易に
調整可能であるチャックを提供することが望まれる。
固定又は外径チャック固定用途で使用するための六爪式
反遠心力ロッカーアームチャック組立体を提供する。こ
のチャック組立体は、チャックハウジングに旋回可能に
結合された複数のロッカーアームを備える。各ロッカー
アームは、一端に配設された爪部材と、逆側端部に配設
された釣り合い重り(カウンタウエイト)とを有する。
アクチュエータは、チャックハウジング内で軸線方向に
移動できるように支持されている。釣り合いプレート
は、アクチュエータと同時に軸線方向に移動できるよう
に、アクチュエータに結合されていると同時に、チャッ
クハウジング内で回転自由度すなわちヨー方向運動を許
容している。トグルリンクは、アクチュエータの軸線方
向運動でロッカーアームを旋回させることによって爪部
材(ジョー部材)を開いた位置と閉じた位置との間で移
動させるように、各ロッカーアームを関連する釣り合い
プレートに相互接続している。釣り合いプレートのヨー
回転運動は、ロッカーアーム同士を互いに対して相対移
動させ、ワークの偏心に適応させる。
される詳細な説明から明らかとなる。詳細な説明及び特
定の例は、本発明の好ましい実施形態を示しているが、
例示の目的のためのものであり、本発明の範囲を制限す
るためのものではないことを理解すべきである。
面からより十分に理解される。好ましい実施形態につい
ての以下の説明は、本来、単に例示的なものであり、決
して、本発明、その用途及び使用法を制限するものでは
ない。
ック組立体10は、ハウジング用部分組立体12と、該
ハウジング用部分組立体内で軸線方向に移動できるよう
に支持されているアクチュエータ14と、ハウジング用
部分組立体12内に配設され且つアクチュエータ14に
動作可能なように結合されているチャック固定用部分組
立体16とを含んでいる。チャック固定用部分組立体1
6は、旋回軸線周りに回転するようにハウジング用部分
組立体12に旋回可能に結合された複数のロッカーアー
ム18を含んでいる。各ロッカーアーム18は、一方の
端部に取り付けられた爪部材(ジョー部材)20と、逆
側の端部に取り付けられた釣り合い重り(カウンタウエ
イト)22とを有している。爪部材20及び釣り合い重
り22は、旋回軸線周りのロッカーアーム18の釣り合
いを保っている。爪部材20は、質量を最小にすると同
時に所定のチャック固定用途に適した強度及び剛性を与
えるように構成されている。ロッカーアーム18の上側
部分上には円筒状表面が形成されており、この円筒状表
面が爪部材20の底部に形成された止め孔に受容され
る。ねじにより、爪部材20をロッカーアーム18に取
り付ける。図6において最もよく分かるように、ねじ
は、ロッカーアーム18の長手方向軸線に対して偏心し
て配置されている。このようにして、ねじは、チャック
固定用部分組立体16がチャック固定された部品(図示
せず)の形状に適合した上でロッカーアーム及び爪部材
20が回転したときに、緩められる影響を受けないよう
になる。
る質量の釣り合いを保つように構成されている。釣り合
い重り22は、平面図で見ると、概略D字形状になって
おり、質量が主としてロッカーアーム18の中心から半
径方向外側寄りに位置するような向きに配置されてい
る。釣り合い重りの質量の大部分を均等締付チャック組
立体10の回転中心からさらに離れて配置させ、所定の
質量に対する釣り合い重りの効果を最大化させることに
より、利点を得ることができる。
チャック組立体10は、ハウジング用部分組立体12に
旋回可能に結合された6つのロッカーアーム18を備え
ている。当業者は、均等締付チャック組立体10がチャ
ック固定用部分組立体16においてより多くの数又は少
ない数のロッカーアーム18を使用するように構成する
ことができることを容易に認識できるであろう。以下で
詳細に説明されるように、チャック固定用部分組立体1
6は、アクチュエータ14の軸線方向運動でロッカーア
ーム18を旋回させることにより開いた位置と閉じた位
置との間で爪部材20を移動させるように、アクチュエ
ータ14と動作可能に結合されている。
ジング用部分組立体12は、前面部26を規定するハウ
ジング本体24を備えている。前面部26には、複数の
孔28が形成されており、これら孔28はロッカーアー
ム18をハウジング本体24に旋回可能に結合させるた
めの上側軸受組立体30を受容する。ハウジング用部分
組立体12は、密封(シール)される配置でハウジング
本体24に取り付けられるアダプタプレート32をさら
に備えている。適宜の旋盤又は他の加工装置(図示せ
ず)に均等締付チャック組立体10を取り付けるための
適正なボルトパターンを提供するために、アダプタプレ
ート32に副アダプタプレート34を取り付けることが
できる。
を貫通して形成された中心孔36を有しており、この中
心孔36はアクチュエータ14上に形成されたハブ38
を受容するように構成されている。同様に、アダプタプ
レート32は、アクチュエータ14上に形成されたハブ
42を受容するために、アダプタプレート32を貫通し
て形成された中心孔40を有している。このようにし
て、アクチュエータ14は、ハウジング用部分組立体1
2内で軸線方向に移動できるように支持されている。破
片及び他の汚染物質がハウジング用部分組立体12に進
入することを防止するために、前面部26の中心孔36
の上を覆って、カバープレート42が配設されている。
複数のワーク止め(ワーク停止装置)44がハウジング
本体24の前面部26に取り付けられる。ワーク止め4
4は爪部材20と協働して、均等締付チャック組立体1
0により把持されるワークを支持する。
タ14は中央部分48から等しい角度間隔で延びる3つ
のアーム46を有している。アクチュエータアーム46
の端部には、スロット50が形成されており、このスロ
ット50は旋回ピン54によってアクチュエータアーム
46に旋回可能に結合される釣り合いプレート52を受
容する。このようにして、釣り合いプレート52は、ハ
ウジング用部分組立体12内でアクチュエータ14と共
に軸線方向に移動するが、アクチュエータアーム46に
対して回転する(すなわち、ヨー回転方向に動く)こと
は許容されている。現時点で好ましい実施形態として、
均等締付チャック組立体10は3つの釣り合いプレート
52を備え、各釣り合いプレート52はアクチュエータ
14の関連するアクチュエータアーム46に結合されて
いる。詳細には、一対の孔56が釣り合いプレート52
を貫通して形成されており、この孔56はロッカーアー
ム18の下端部に隣接して設けられる下側軸受組立体5
8を受容する。下側軸受組立体58は、トグルリンク6
0によって、ロッカーアーム18の下端部に相互接続さ
れている。さらに詳細には、下側軸受組立体58は、ト
グルリンク62の第1の端部を下側軸受組立体58に旋
回可能に接続するクレビスピン62を含んでいる。ロッ
カーアーム18は、これにトグルリンク60を旋回可能
に接続するクレビスピン64を含んでいる。釣り合いプ
レート52が旋回ピン54周りに旋回すると、トグルリ
ンク60及びクレビスピン62がロッカーアーム18に
する適正な向きを維持するように、下側軸受組立体58
は孔56内で回転する。
8がハウジング本体24の内部面70から延びている。
第1の組のピン66は、釣り合いプレート52に形成さ
れたテーパ状孔72と協働して、爪部材20が開いた位
置にあるときに、以下で説明されるような中心位置に釣
り合いプレート52を配置させる。第2の組のピン68
は、アクチュエータ14に対する釣り合いプレート52
の回転運動を制限するための停止手段を提供する。ピン
68は、釣り合いプレート52の半径方向内側の表面と
係合するように設けられる。あるいはまた、釣り合いプ
レート52の形態及び寸法は、釣り合いプレート52の
半径方向外側の表面がハウジング12の内壁と接触する
ことによって、釣り合いプレート52の移動を制限する
ような停止手段を提供するように、構成されていてもよ
い。現時点で好ましい釣り合いプレート52では、移動
が±3.302mm(0.13インチ)又は回転が約±
2°である。しかしながら、当業者は、釣り合いプレー
ト52の移動が所定の用途の要件に従って調整され得る
ことを認識できるであろう。
組立体12に対するロッカーアーム18の旋回接続部を
さらに説明する。ロッカーアーム18は、上側軸受組立
体30と協働する軸受表面を規定する球面状中央部分7
4を含んでいる。旋回組立体76は、一対のホーミング
ピン78と、ホーミングばね80と、リストリクタロッ
ド82とを含み、これらがロッカーアーム18に形成さ
れた孔84を通ってハウジング本体24に形成された止
め孔86内に延びている。上側軸受組立体30は、旋回
組立体76周りに旋回運動するようにロッカーアーム1
8を支持するために、孔28内に配設された下側軸受座
88及び上側軸受座91を含んでいる。このようにし
て、旋回組立体76がロッカーアーム18の回転運動を
拘束すると共に、上側軸受組立体30がロッカーアーム
18に課せられた締め付け負荷に反応する。
チャック組立体10の運動を説明する。爪部材20が図
6に示されているような開いた位置にある場合、アクチ
ュエータ14は、ハウジング本体24内において前側
(すなわち、前面部26寄り)に配置されている。釣り
合いプレート52も、同様に、ハウジング本体24内に
おいて前側に配置されている。その結果、トグルリンク
60がクレビスピン64に関して(図6に示されている
ように)時計回りに回転され、旋回組立体76を中心と
してロッカーアーム18を時計回りに回転させ、それに
より、爪部材20を開いた位置に移動させる。アクチュ
エータ14が前方に移動されると、図8において最もよ
く分かるように、位置合わせピン66のテーパ状表面が
釣り合いプレート52に形成されたテーパ状孔72と係
合する。こうして、位置合わせピン68は、アクチュエ
ータ14に対して名目上の中心位置に釣り合いプレート
52を移動させる。
ータ14が軸線方向後方に(すなわち、アダプタプレー
ト32へ向かって)引っ張られ、釣り合いプレート52
を後方に移動させる。釣り合いプレート52の後方への
移動により、トグルリンク60をクレビスピン64に関
して反時計回り方向に回転させる。トグルリンク60が
反時計回りに回転すると、ロッカーアーム18も反時計
回りに回転して、爪部材20をワーク止め44へ向かっ
て半径方向内側に移動させる。アクチュエータ14は、
爪部材20が閉じた位置に到達してアクチュエータ14
の運動を制限するものとして機能したときに、アダプタ
プレート32に接触するように構成されており、それに
より、クレビスピン62がクレビスピン64に対して中
心を越えて回転することを防止している。
10は、締め付けられる部品の僅かな偏心又は変動に適
応するように構成されている。釣り合いプレート52
は、ロッカーアーム18及び爪部材20が動作可能なよ
うにアクチュエータ14に結合されたままで他方のロッ
カーアーム及び爪部材に対して移動することを許容する
ように機能する。詳細には、釣り合いプレート52は、
アクチュエータ14に対して横方向に旋回し(すなわ
ち、ヨー回転運動を行い)、回転方向に依存して、ロッ
カーアーム18の下端部を半径方向内方又は外方へ移動
させる。下側軸受組立体58はトグルリンク60の適正
な配置を維持する。ロッカーアーム18の下側部分の半
径方向の相対運動が連結されているロッカーアーム18
の爪部材20の位置決めに与える影響は僅かである。
構成要素の円滑で連続的な動作を保証するために、潤滑
を要する。適正な潤滑を保証すると同時に、潤滑剤の質
量に関連する付加的な回転の慣性及びそれによる不均衡
化作用を最小化するためには、均等締付チャック組立体
10内で利用される潤滑剤の適正な管理が必要である。
そこで、本発明は、最小量の潤滑剤を利用するグリース
潤滑機構を提供する。図3において最もよく分かるよう
に、グリース通路90がハウジング本体24の外周面か
ら前面部26の中を通って前面部26内に形成された止
め孔92まで延びている。グリース通路90内には、グ
リース取付具(図示せず)を受容することができる。旋
回ピン54は、グリース通路90から旋回ピン54と釣
り合いプレート52との間の界面にグリースを連通させ
るために、旋回ピン54内に形成された(図8において
最もよく分かるように)軸線方向の孔94及び半径方向
の孔96を有している。こうして、最小量のグリースを
必要な箇所に直接的に供給することができる。
用途における均等締付チャック組立体10の動作を説明
する。副アダプタプレート34は、特定の加工機械のド
ローバー(図示せず)をアクチュエータ14に取り付け
ることができるように、特定の加工機械に合わせて構成
されている。均等締付チャック組立体10が加工機械に
適正に取り付けられると、チャック組立体10が加工機
械上に同心的に配置されたことを保証するために、ハウ
ジング用部分組立体12の測定、評価が行われる。
方向に位置決めするように、均等締付チャック組立体1
0に対して作動され得る。アクチュエータ14のこのよ
うな運動は、アクチュエータ14及び釣り合いプレート
52をハウジング用部分組立体12内で軸線方向に移動
させる。釣り合いプレート52は、クレビスピン64周
りにトグルリンク60を回転させて、ロッカーアーム1
8を開いた位置から閉じた位置に回転させる。
所望される加工動作を行うために、均等締付チャック組
立体10を回転させることができる。爪部材20と釣り
合い重り22との釣り合いを適正に保つことによって、
均等締付チャック組立体10によって生じる締付力がチ
ャック組立体10を動作させる際の回転速度と無関係な
状態を維持されるように、遠心力に対する釣り合いを保
つ。ワークの加工が完了すると、釣り合いプレート52
が前方へ移動してロッカーアーム18を旋回組立体76
周りに回転させるように、アクチュエータ14が前方へ
押される。このような回転により、爪部材20を半径方
向外方へ移動させ、爪部材とワークとの係合を解除させ
る。
チャック組立体10の動作を上述したが、当業者は、本
発明が内径チャック固定用途にも適していることは分か
るであろう。詳細には、上側軸受組立体30をハウジン
グ用部分組立体12に取り付けるためのねじを取り外す
ことによって、ロッカーアーム18、爪部材20、釣り
合い重り22、上側軸受組立体30及び下側軸受組立体
58を180°回転させることが可能となる。次に、上
側軸受組立体30がねじによって再度ハウジング用部分
組立体12に取り付けられる。この向きの配置では、ア
クチュエータ14の運動は、内径チャック固定用途に要
求されるように、半径方向外方へ爪部材20を移動させ
るように機能する。よって、チャック組立体10は、費
用及び複雑さを付加させることなく、外径チャック固定
又は内径チャック固定用途を提供する。
ャック組立体がそれにより生じる締付力に悪影響を与え
ることなく高速用途で使用されるように構成され得るよ
うにするための比較的安価で且つ比較的容易な手段を提
供する。さらに、本発明は、チャック組立体用の簡単な
潤滑システムを提供する。このようにして、均等締付チ
ャック組立体の移動する構成要素が適切に潤滑される。
本発明の好ましい実施形態について説明したが、当業者
は本開示内容の枠内で本発明の他の実施形態を創出する
ことができ、かかる実施形態を本発明の範囲及び精神の
範囲内であると考えることができることは、容易に認識
できるであろう。したがって、当業者は、前述の検討、
添付図面及び特許請求の範囲から、特許請求の範囲に規
定される本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、
本発明において変更、改変及び変形をなし得ることは容
易に分かるであろう。
の側面図である。
組立体の平面図である。
組立体の各構成要素の部分断面を示している斜視図であ
る。
組立体の主要構成要素の組立分解斜視図である。
のロッカーアームとハウジングとの間の旋回接続部を示
している詳細断面図である。
している均等締付チャックの詳細断面図である。
している図6と類似の詳細断面図である。
の間の旋回接続部を示している詳細断面図である。
Claims (11)
- 【請求項1】 前面部を有したハウジングと、 各々が、前記前面部を貫通して延びる第1の端部と、第
2の端部とを有しており、前記ハウジングに旋回可能に
結合されている複数のロッカーアームと、 各々が前記複数のロッカーアームの各々の前記第1の端
部に配設されている複数の爪部材と、 各々が前記複数のロッカーアームの各々の前記第2の端
部に配設されている複数の釣り合い重りと、 前記ハウジング内に軸線方向に移動できるように支持さ
れており、軸線方向の第1の位置と軸線方向の第2の位
置との間で位置決め可能であるアクチュエータと、 各々が前記複数のロッカーアームの1つを前記アクチュ
エータに動作可能なように結合している複数のトグルリ
ンクと、 を備え、前記アクチュエータが前記第1の位置と前記第
2の位置との間で軸線方向に移動することにより、前記
複数のロッカーアームを旋回させて、開いた位置と閉じ
た位置との間で前記爪部材を移動させることを特徴とし
た均等締付チャック組立体。 - 【請求項2】 旋回ピンによって前記アクチュエータに
旋回可能に結合されており、前記アクチュエータに対す
る相対回転運動を許容されている複数の釣り合いプレー
トと、 前記複数の釣り合いプレートの各々に配設されている軸
受組立体と、 をさらに備え、前記トグルリンクが前記軸受組立体に動
作可能なように結合されている、請求項1に記載の均等
締付チャック組立体。 - 【請求項3】 前記ハウジングは、前記旋回ピンに潤滑
剤を供給するために、該ハウジングに形成された通路を
有している、請求項2に記載の均等締付チャック組立
体。 - 【請求項4】 前記均等締付チャック組立体が前記ハウ
ジングの内部表面から延びている位置合わせピンをさら
に備えており、前記アクチュエータが前記第1の位置に
移動させられたときに前記位置合わせピンが前記釣り合
いプレートと係合する、請求項2に記載の均等締付チャ
ック組立体。 - 【請求項5】 前記複数の釣り合いプレートの各々がそ
れに結合されている一対のロッカーアームを有してい
る、請求項2に記載の均等締付チャック組立体。 - 【請求項6】 前記均等締付チャック組立体が前記ハウ
ジングの内部表面から延びているピンをさらに備えてお
り、前記ピンが前記アクチュエータと係合して、前記ハ
ウジング内において前記アクチュエータの回転方向の向
きを維持するようになっている、請求項1に記載の均等
締付チャック組立体。 - 【請求項7】 前記ロッカーアームの各々は中間球面状
部分を有し、該球面状部分は前記ハウジングの前記前面
部に形成された孔内に配設された軸受組立体に支持され
る、請求項1に記載の均等締付チャック組立体。 - 【請求項8】 前記均等締付チャック組立体は複数の停
止装置をさらに備え、該停止装置の各々は対応する爪部
材に隣接して前記前面部上に配設されている、請求項1
に記載の均等締付チャック組立体。 - 【請求項9】 前記均等締付チャック組立体は、前記前
面部と反対側に位置する前記ハウジングの端部に取り付
けられたアダプタプレートをさらに備える、請求項1に
記載の均等締付チャック組立体。 - 【請求項10】 前記釣り合い重りの各々は、内側に向
いた平坦な表面を有した概略D字形状である、請求項1
に記載の均等締付チャック組立体。 - 【請求項11】 前記複数の爪部材の各々に孔が形成さ
れており、該孔は前記ロッカーアームの前記第1の端部
を受容する、請求項1に記載の均等締付チャック組立
体。
Applications Claiming Priority (2)
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