JP2007021678A - チャック - Google Patents

Abstract

【課題】チャックボディの外周部付近においても流体を用いたワークの着座確認等が可能であって、且つ構造の複雑化を招かないチャックを提供する。
【解決手段】把持爪３２、３２・・を、チャック軸線に直交する面内でチャック軸線を中心とした同一円周上に設け、取付ボルト１９、１９・・を、チャック軸線に直交する面内で把持爪３２、３２間で且つ中間位置よりも所定角度だけ位相をずらした位置に備える一方、チャックボディ４に、外部から流体を供給される流体室を設け、該流体室に供給された流体をチャックボディ４前面側内部において径方向に導くためのボディ流路２０、２０・・を、チャック軸線に直交する面内において把持爪３２と取付ボルト１９との間で、径方向に且つ流体室からチャックボディ４外周際に亘って設けた。
【選択図】図２

Description

本発明は、被加工物（ワーク）を把持するチャックに関する。

従来より、たとえば特許文献１や特許文献２に開示されているようなドローダウンチャックが知られている。そして、このようなドローダウンチャックには、ワークの着座確認や冷却を行うためのエアーやクーラント等といった流体を通すための流体流路が備えられているものがある。該流体流路の一部であるボディ流路（チャックボディ内に供給された流体をチャックボディ前面へと導くための流路）は、チャックボディに備えられるドローバーとドローバーとの間となる位置でチャックボディの前面略中央から放射状に設けられている。

ここで、上述の如きボディ流路を形成された従来のドローダウンチャック５１について、図面を基に説明する。図３（ａ）は、ドローダウンチャック５１の側断面を示した説明図であり、図３（ｂ）は、ドローダウンチャック５１の前面側を示した説明図である。尚、図３（ａ）における左右方向をドローダウンチャック５１の前後方向とし、図３（ａ）における右側（すなわち、図３（ｂ）に示されている側）をドローダウンチャック５１の前側とする。

ドローダウンチャック５１は、図示しない工作機械の主軸先端に取り付けられるバックプレート５２と、該バックプレート５２の前面側に取り付けられるフロントボディ５３とからなるチャックボディ５４を備えたものである。バックプレート５２の中央（工作機械の主軸の旋回軸（以下、チャック軸線と称す）上）には、後述するドロースリーブ５６の後端部を支持する支持孔５７が穿設されている。また、バックプレート５２には、チャック軸線を中心とした同心円周上であって該同心円を周方向で３等分する位置に、それぞれ取付孔６４が穿設されている。

一方、フロントボディ５３の後面略中央には凹部が形成されており、該凹部内であってチャック軸線上には、ドロースリーブ５６の前端部を支持する摺動支持部５８が設けられている。また、フロントボディ５３には、バックプレート５２の取付孔６４と対応する位置（チャック軸線を中心とした同心円をその周方向で３等分する位置）に、それぞれ取付孔６４が穿設されている。該取付孔６４は、後述の如きドローバー６１等の動作の邪魔とならないように、ドローバー６１、６１間の中間位置に穿設されている。さらに、フロントボディ５３の前面には、ワークを当接させるためのストッパ６８、６８・・が、各取付孔６４を一部覆うように設けられている。
そして、該フロントボディ５３の後面にバックプレート５２を図示しない固着ボルトで固着することによって、チャックボディ５４内に内部空間５５を形成している。また、チャックボディ５４は、各取付孔６４にフロントボディ５３の前面側から取付ボルト６５を挿入して工作機械の主軸にねじ込むことによって主軸に取り付けられる。

内部空間５５には、前端部をフロントボディ５３の摺動支持部５８に、後端部をバックプレート５２の支持孔５７にそれぞれ支持されたドロースリーブ５６が前後方向に摺動自在に収納されている。該ドロースリーブ５６は、図示しない工作機械の主軸後端の回転シリンダで押し引きされるコネクチングパイプ５９と連結されており、該コネクチングパイプ５９と一体的に前後方向へ摺動する。また、ドロースリーブ５６及びコネクチングパイプ５９には、エアー等の流体を通すための軸内流路６０がチャック軸線に沿って穿設されている。該軸内流路６０は、ドロースリーブ５６の前端にて開口しており、流体をチャックボディ５４内（摺動支持部５８の前方側に設けられた流体室６７内）へ供給するようになっている。尚、流体室６７からの流体の漏れを防止すべく、ドロースリーブ５６の前端部と摺動支持部５８との隙間は、Ｏリングによってシールされている。

一方、チャックボディ５４には、チャック軸線に対して一定の角度傾斜した傾斜軸線方向に進退自在なドローバー６１、６１・・が設置されている。該ドローバー６１、６１・・は、チャック軸線を軸とした円周方向に３個備えられており、上述の如くドローバー６１、６１間に取付孔６４が位置するように設けられている。各ドローバー６１の前端には、ワークを把持するための把持爪６２が取り付けられている。そして、周知の構成によりドロースリーブ５６の前後方向への摺動に同期させてドローバー６１を傾斜軸線方向に沿って進退させ、把持爪６２、６２・・にてワークの把持及びその解除を行う。尚、６３は、ドローバー６１の進退動作に伴うねじれを阻止するための回り止め部材である。

以上ように構成されるドローダウンチャック５１では、把持爪６２、６２・・におけるワークの着座確認等を、チャックボディ５４内に供給される流体を利用して行う。そのため、チャックボディ５４内には、流体室６７に供給された流体をフロントボディ５３前面へと導くボディ流路６６、６６・・が設けられている。各ボディ流路６６は、図３（ｂ）に示されているように、フロントボディ５３の略中心に位置する流体室６７からチャック軸線と直交する径方向へと放射状に設けられている。また、各ボディ流路６６は、ドローバー６１、６１間の中間位置に設けられており、各取付ボルト６５に遮られる格好で各取付ボルト６５設置位置よりも中心側にのみ設けられている。さらに、該ボディ流路６６、６６・・と連通するように、各ストッパ６８に噴出孔６９が穿設されている。そして、該噴出孔６９、６９・・から噴出するように流体に圧力をかけることによって、ストッパ６８に当接するワークの着座確認を行う。

国際公開第２００３／００８１３５号パンフレット 特開２００１−１６２４１５号公報

上述の如く、従来のドローダウンチャック５１において、径方向に延設されるボディ流路６６は、取付ボルト６５により遮られる格好となり、取付ボルト６５設置位置よりも中心側、すなわちチャックボディ５４の中心部に近い位置にしか噴出孔６９を設けることができなかった。したがって、たとえばリング状のワークといった中心部に空洞を有するワークに対しては好適に利用できない構成となっていた。特に、各把持爪６２の外周側でワークを把持する内径把持タイプのドローダウンチャックである場合には尚更である。また、取付ボルト６５とドローバー６１との間にボディ流路６６を設けようにも、取付ボルト６５の設置位置がドローバー６１、６１間の中間位置となっているため、どちらにも干渉しないよう設けることは不可能である。
さらに、フロントボディ５３前面の外周部近くにおいてもフロントボディ５３の前面へと流体を導びくべく、流路をチャックボディ５４内に別途設ける（すなわち、チャックボディ５４の外周部付近に別途流路や流体室を設ける）となると、ドローバー６１やドロースリーブ５６、取付ボルト６５等の邪魔となったり、ドロースリーブ５６やフロントボディ５３に複雑な流路を設ける必要が生じる等、流体漏れを招いたり製造コストの高騰といった諸問題が発生する。

そこで、本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであって、チャックボディの外周部付近においても流体を用いたワークの着座確認等が可能であって、且つ構造の複雑化を招かないチャックを提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、主軸に取付ボルトにて固定されるチャックボディ内に、ワークを把持する複数の把持爪を移動させるドロースリーブをチャック軸線方向に沿って摺動自在に備えるチャックであって、前記把持爪を、前記チャック軸線に直交する面内でチャック軸線を中心とした同一円周上に設け、前記取付ボルトを、前記チャック軸線に直交する面内で前記把持爪と把持爪との間で且つ中間位置よりも所定角度だけ位相をずらした位置に備える一方、前記チャックボディに、外部から流体を供給される流体室を設け、該流体室に供給された流体を前記チャックボディ前面側内部において径方向に導くためのボディ流路を、前記チャック軸線に直交する面内において前記把持爪と前記取付ボルトとの間で、径方向に且つ前記流体室から前記チャックボディ外周際に亘って設けたことを特徴とする。
請求項２に記載された発明は、請求項１の発明において、把持爪と取付ボルトとを同数ずつ設けるとともに、各把持爪間に一の取付ボルトを備えており、全ての取付ボルトを、把持爪間の中間位置から同一方向に同位相ずらして備えたことを特徴とする。

本発明によれば、取付ボルトを、チャック軸線に直交する面内で把持爪と把持爪との間で且つ中間位置よりも所定角度だけ位相をずらした位置に備えるとともに、ボディ流路を、チャック軸線に直交する面内において把持爪と取付ボルトとの間に設けているため、取付ボルトに遮られることなく、チャックボディの外周際までボディ流路を延設することができる。したがって、チャックボディの中心付近から外周部付近にわたる広い範囲にボディ流路を設けることができ、ワークの形状（たとえば、リング状）やワークの大きさに左右されない汎用性の高いチャックとすることができる。また、チャックボディの外周部に流体を供給するための専用の供給路等を別途設ける必要もないため、構造の複雑化等を招くことがなく、流体が漏れやすくなる・コスト高となるといった二次的な諸問題も発生しない。
加えて、請求項２の発明によれば、全ての取付ボルトを、把持爪間の中間位置から同一方向に同位相ずらして備えているため、工作機械の主軸などへの取付互換性を備えることができ、汎用性に富む。

以下、本発明の一実施形態となるドローダウンチャック１について図面を基に説明する。
図１は、ドローダウンチャック１の側断面を示した説明図であり、図２は、ドローダウンチャック１の前面を示した説明図である。尚、図１における左右方向をドローダウンチャック１の前後方向とし、図１における右側（すなわち、図２に示されている側）をドローダウンチャック１の前側とする。

ドローダウンチャック１は、図示しない工作機械の主軸先端に取り付けられるバックプレート２と、該バックプレート２の前面側に取り付けられるフロントボディ３とで構成されるチャックボディ４を備えてなる。バックプレート２の略中央（工作機械の主軸の旋回軸（以下、チャック軸線と称す）上）には、後述するドロースリーブ６の後部を支持する支持孔７が穿設されている。また、バックプレート２には、チャック軸線を中心とした同心円周上であって該同心円を周方向で３等分する位置に、それぞれ取付孔１８が穿設されている。

一方、フロントボディ３の後面略中央には凹部が形成されており、該凹部内であってチャック軸線上には、ドロースリーブ６の第一摺動部１１を支持する摺動支持部８が円柱状の空間として形成されている。また、フロントボディ３の摺動支持部８の前方側には、ドロースリーブ６の第二摺動部１２を支持する流体シール部９が隣接して（連通した状態で）設けられている。該流体シール部９も円柱状の空間として形成されており、摺動支持部８と同様、チャック軸線上に設けられているとともに、摺動支持部８よりも小径の空間となっている。さらに、流体シール部９の前方側（フロントボディ３の前面側略中央内部）には、後述の如くしてドロースリーブ６から流体を供給される流体室２１が流体シール部９と連通した状態で設けられている。そして、該流体室２１に供給される流体の漏洩を防止すべく、流体シール部９にはＯリング（シール部材）１４が備えられている。

また、フロントボディ３には、バックプレート２の取付孔１８と対応する位置（チャック軸線を中心とした同心円をその周方向で３等分する位置）には、それぞれ取付孔１８がフロントボディ３を貫通するように穿設されている。該取付孔１８の穿設位置は、後述の如き把持爪３２を備えたドローバー３１等の動作の邪魔とならないように、ドローバー３１、３１間（すなわち、把持爪３２、３２間）の中間位置から所定角度（ここでは、左回りに１０°）だけ位相をずらした位置となっている。さらに、フロントボディ３の前面には、ワークを当接させるための円環状のストッパ２４が、フロントボディ３の外周に沿って設けられている。
そして、該フロントボディ３の後面にバックプレート２を図示しない固着ボルトで固着することによって、チャックボディ４内に内部空間５を形成している。また、チャックボディ４は、各取付孔１８にフロントボディ３の前面側から取付ボルト１９を挿入して工作機械の主軸にねじ込むことによって主軸に取り付けられる。

内部空間５には、前部をフロントボディ３の摺動支持部８及び流体シール部９に、後部をバックプレート２の支持孔７にそれぞれ支持されたドロースリーブ６がチャック軸線に沿って前後方向に摺動自在に収納されている。該ドロースリーブ６の前部には、摺動支持部８に支持される円柱（チャック軸線を軸とした）状の第一摺動部１１が設けられている。また、該第一摺動部１１の更に前方には、Ｏリング１４によって流体シール部９との隙間をシールされる円柱（チャック軸線を軸とした）状の第二摺動部１２が一体的に設けられている。該第二摺動部１２は、第一摺動部１１よりも小径に形成されており、その前端面には後述する軸内流路１３が開口している。このようなドロースリーブ６は、図示しない工作機械の主軸後端に設けられた回転シリンダで押し引きされるコネクチングパイプ１０と連結されており、該コネクチングパイプ１０と一体的に前後方向に摺動する。

さらに、ドロースリーブ６とコネクチングパイプ１０とには、エアー等の流体を通すための軸内流路１３がチャック軸線に沿って穿設されている。該軸内流路１３は、ドロースリーブ６の前端面にて開口しており、流体を流体室２１内へと供給するようになっている。このようにしてチャックボディ４内へと供給される流体は、上述の如く、流体シール部９に備えられたＯリング１４により内部空間５側へと漏洩しない。尚、軸内流路１３を介して供給される流体は、ワークの着座確認のために利用される。

ここで、ドロースリーブ６の前部（両摺動部１１、１２）とフロントボディ３との係り合いについて詳述する。
ドロースリーブ６は、上述の如く、第一摺動部１１を摺動支持部８に、第二摺動部１２を流体シール部９にそれぞれ支持されるとともに、第二摺動部１２が流体シール部９との隙間をＯリング１４によってシールされた状態でチャック軸線に沿って前後方向に摺動自在となっている。このようにドロースリーブ６をフロントボディ３に対して摺動自在とするためには、ドロースリーブ６とフロントボディ３との間（すなわち、第一摺動部１１と摺動支持部８との間、及び第二摺動部１２と流体シール部９との間）に隙間を設ける必要がある。

そして、本実施の形態では、摺動支持部８と第一摺動部１１との隙間及び流体シール部９と第二摺動部１２との隙間をそれぞれΔ１、Δ２とすると、Δ１及びΔ２は、Δ１＜Δ２の関係を満たすようにそれぞれ設けられている。すなわち、摺動支持部８と第一摺動部１１との隙間Δ１よりも、流体シール部９と第二摺動部１２との隙間Δ２の方が大きくなるように設けられている。
尚、１５は、摺動支持部８の周面に刻設されたグリス溝であり、１６は、該グリス溝１５へとドロースリーブ６をより滑らかに摺動可能とするためのグリスを供給するグリス供給管である。該グリス供給管１６のグリス供給口は、封止部材１７にて封止されている。また、上述した支持孔７にもグリス溝が刻設されており、該支持孔７のグリス溝へもグリス供給管１６を介してグリスを供給可能となっている。

一方、チャックボディ４には、チャック軸線に対して一定の角度傾斜した傾斜軸線方向に進退自在なドローバー３１、３１・・が設置されている。該ドローバー３１、３１・・は、チャック軸線を軸とした同心円を３等分した位置にそれぞれ備えられており、ドロースリーブ６の第一摺動部１１と支持孔７に支持されている後部との間に突設された円板状のフランジに周知の構成により係止されている。各ドローバー３１の前端には、外周にてワークを把持する把持爪３２が取り付けられている。尚、３３は、ドローバー３１の進退動作に伴うねじれを阻止するための回り止め部材である。

そして、ドロースリーブ６の前後方向への摺動に同期させてドローバー３１、３１・・を傾斜軸線方向に沿って進退させ、把持爪３２の外周にてワークの把持及びその解除を行う。該把持爪３２、３２・・によるワーク把持に際し、把持爪３２、３２・・におけるワークの着座確認等を流体室２１内（すなわち、チャックボディ４内）に供給される流体を利用して行う。そのため、チャックボディ４内には、軸内流路１３を介して流体室２１に供給された流体をフロントボディ３前面へと導くボディ流路２０、２０・・が設けられている。

ここで、本発明の要部となるボディ流路２０について詳述する。
ボディ流路２０、２０・・は、図１及び２に示されているように、フロントボディ３の前面側略中心内部に設けられた流体室２１からチャック軸線に直交する径方向に沿って放射状に設けられている。該ボディ流路２０、２０・・は、チャック軸線を中心とした同心円をその周方向で３等分する位置であって、且つドローバー３１、３１間の中間位置から所定角度（ここでは、右回りに１０°）だけ位相をずらした位置に設けられている。さらに、各ボディ流路２０は、流体室２１からフロントボディ３の外周際まで延設されている。加えて、ストッパ２４上には、流体をフロントボディ３前面へと噴出するための噴出孔２５、２５・・が、ボディ流路２０、２０・・と連通するように穿設されている。尚、噴出孔２５におけるストッパ２４とフロントボディ３との境界面は、Ｏリング２６によってシールされている。
そして、軸内流路１３を介して流体室２１に流体を供給し、流体が噴出孔２５から噴出するように流体に圧力をかけ、噴出孔２５からエアーが噴出するか否か（すなわち、流路内の圧力が上がるか否か）によりストッパ２４にワークが着座しているか否かを確認することができる。

以上のように構成されたドローダウンチャック１によれば、取付ボルト１９の取付位置をドローバー３１、３１間の中間位置から所定角度（左回りに１０°）だけ位相をずらした位置としているため、取付ボルト１９とドローバー３１との間に広いスペースをとることができる。そして、各ボディ流路２０は、該スペースに設けられる（すなわち、各ボディ流路２０を取付ボルト１９の取付位置とは位相をずらして設けられる）ことによって、取付ボルト１９やドローバー３１等に干渉されることなく、チャックボディ４の外周際まで延設することができる。したがって、チャックボディ４の中心付近から外周部付近にわたる広い範囲にボディ流路２０を設けることができ、ワークの形状（たとえば、リング状）やワークの大きさに左右されない汎用性の高いドローダウンチャック１とすることができる。

また、チャックボディ４の外周部に流体を供給するための専用の供給路等を軸内流路１３以外に別途設ける必要もないため、構造の複雑化等を招くことがなく、流体が漏れやすくなる・コスト高となるといった二次的な諸問題も発生しない。
さらに、全ての取付孔１８及びボディ流路２０を、それぞれの方向へと所定角度だけ位相をずらしているため、汎用性に富む。

さらにまた、ドロースリーブ６に、摺動支持部８に支持される第一摺動部１１と、流体シール部９に支持され、該流体シール部９との隙間をＯリング１４によってシールされる第二摺動部１２とを設けるとともに、第一摺動部１１と摺動支持部８との間の隙間Δ１、及び第二摺動部１２と流体シール部９との隙間Δ２をΔ１＜Δ２となるように設定しているため、第二摺動部１２にドロースリーブ６の摺動に起因するタテ傷や摩耗が生じない。したがって、長期間に亘って使用したとしても、Ｏリング１４のシール性能を劣化させることなく維持することができる。
加えて、支持孔７や摺動支持部８の周面にグリス供給管１６を介してグリスを供給可能としているため、より滑らかにドロースリーブ６を摺動させることができ、第一摺動部１１等の表面にタテ傷や摩耗による損傷が生じにくくなる。したがって、ドローダウンチャック１の耐久性を向上させることができる。

なお、本発明のチャックの構成は、上記実施の形態に記載した態様に何ら限定されるものではなく、チャックボディ、ドロースリーブ、コネクチングパイプ、ドローバー、把持爪、取付孔、取付ボルト、ボディ流路等の構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更することができる。

たとえば、ドローバーの数や、ボディ流路の本数、取付ボルトの数等は適宜変更可能で、全て６本ずつとしても良い。また、全てのドローバー間にボディ流路及び取付ボルトを設ける必要もなく、ボディ流路のみしか設けないドローバー間があってもよいし、逆に取付ボルトのみしか設けないドローバー間があってもよい。さらに、ドローバー間の中間位置からの位相のずらし量も当然適宜変更可能である。

加えて、上記実施形態のドローダウンチャックは、内径把持タイプのものであるが、外径把持タイプのドローダウンチャックであっても何ら問題はない。また、実施形態ではドローダウンチャックとして説明しているが、ドローダウンチャックに何ら限定されることはなく、チャックの増力機構の種類は問わない。したがって、いわゆる楔形やクランク形、フィンガ形等にも適用可能である。この場合、ドローバーは、マスタジョーやクランクレバーに相当し、ドロースリーブは、ドローチューブやウェッジプランジャ、プランジャ、ドロースクリュー等に相当することになる。

ドローダウンチャックの側断面を示した説明図である。 ドローダウンチャックの前面を示した説明図である。 （ａ）は、従来のドローダウンチャックの側断面を示した説明図であり、（ｂ）は、従来のドローダウンチャックの前面を示した説明図である。

符号の説明

１・・ドローダウンチャック、２・・バックプレート、３・・フロントボディ、４・・チャックボディ、５・・内部空間、６・・ドロースリーブ、７・・支持孔、８・・摺動支持部、９・・流体シール部、１０・・コネクチングパイプ、１１・・第一摺動部、１２・・第二摺動部、１３・・軸内流路、１４・・Ｏリング、１５・・グリス溝、１６・・グリス供給管、１７・・封止部材、１８・・取付孔、１９・・取付ボルト、２０・・ボディ流路、２１・・流体室、２４・・ストッパ、２５・・噴出孔。

Claims (2)

1. 主軸に取付ボルトにて固定されるチャックボディ内に、ワークを把持する複数の把持爪を移動させるドロースリーブをチャック軸線方向に沿って摺動自在に備えるチャックであって、
   前記把持爪を、前記チャック軸線に直交する面内でチャック軸線を中心とした同一円周上に設け、前記取付ボルトを、前記チャック軸線に直交する面内で前記把持爪と把持爪との間で且つ中間位置よりも所定角度だけ位相をずらした位置に備える一方、
   前記チャックボディに、外部から流体を供給される流体室を設け、
   該流体室に供給された流体を前記チャックボディ前面側内部において径方向に導くためのボディ流路を、前記チャック軸線に直交する面内において前記把持爪と前記取付ボルトとの間で、径方向に且つ前記流体室から前記チャックボディ外周際に亘って設けたことを特徴とするチャック。
2. 把持爪と取付ボルトとを同数ずつ設けるとともに、各把持爪間に一の取付ボルトを備えており、
   全ての取付ボルトを、把持爪間の中間位置から同一方向に同位相ずらして備えたことを特徴とする請求項１に記載のチャック。
   

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