JP2007054948A

JP2007054948A - ダイヤフラムチャック

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Publication number: JP2007054948A
Application number: JP2006222497A
Authority: JP
Inventors: Fritz Rehm; レームフリッツ; Zoran Mojicevic; モジチェヴィックゾラン
Original assignee: SMW Autoblok Spannsysteme GmbH
Current assignee: SMW Autoblok Spannsysteme GmbH
Priority date: 2005-08-25
Filing date: 2006-08-17
Publication date: 2007-03-08
Anticipated expiration: 2026-08-17
Also published as: DE502005004020D1; US20070045970A1; EP1757392A1; EP1757392B1; JP4972362B2; US7862051B2

Abstract

【課題】締め付けジョーの摺り合わせが必要でなく、締め付けジョーを別個に製作して簡易に交換し得るダイヤフラムチャックを提供する。
【解決手段】チャック本体（２）に差し込まれる複数の締め付けジョー（３）を備えたダイヤフラムチャック（１）であって締め付けジョー（３）には延長部材（２２）が設けられ、延長部材（２２）が、ダイヤフラム（４）内とカウンタウェイト内とに半径方向の遊びをもって配置され、締め付けジョー（３）が、締め付け位置においてチャック本体（２）に平行に軸方向に延びる第１基準面（２３）と、その第１基準面（２３）に直角に延びダイヤフラム（４）上に形成される第２基準面（２４）とに当てがわれて直接支持される。
【選択図】図１

Description

本発明は、チャック本体に差し込まれて被締め付け工作物に作用する複数の締め付けジョーを備えたダイヤフラムチャックに関する。この締め付けジョーは、チャック本体の前面に位置するダイヤフラムに駆動連結され、このダイヤフラムは、チャック本体の外側領域に取り付けられ、中央に配置される軸方向に調整可能なアクチュエータによって変形させることができる。この場合、締め付けジョー付属のカウンタウェイトがチャック本体の凹部に配置され、締め付けヘッドとして構成される締め付けジョーには、それぞれ、チャック本体の方向に軸方向に配置されかつチャック本体に平行にほぼ軸方向に延びる肩付き延長部材（オフセット接触片）が設けられ、この延長部材は、カウンタウェイトに設けられた窪み孔の中に保持され、締め付けジョーは、その延長部材と係合しかつ延長部材の軸方向に作用するクイック締め付け装置によって、ダイヤフラム及びカウンタウェイトに対して締め付けられる。

この種のダイヤフラムチャックは特許文献１に記載されており、実際に有用であることが判明している。この場合、締め付けジョーの各締め付け片は、ダイヤフラムと駆動連結されているジョー担持体の中に差し込まれ導かれる。このため、ジョー担持体はダイヤフラムの調整の動きに追随する。チャックの締め付けジョーは特定の締め付け位置に対して摺り合わせされているので、ジョーは、規定された精度が維持されるという条件の下では、このチャックと共に使用し得るだけである。その結果、締め付けジョーを１つのチャックから別のチャックに交換することは、たとえ可能であるとしてもその可能性はごく限られている。また、新しい締め付けジョーを装着することは、それを用いるチャックに対して改めて摺り合わせしなければならないので簡単な作業ではない。機械加工操作の変更を行う場合には締め付けジョーを摺り合わせしなければならないことになり、多くの時間と労力とが必要になる。さらに、多数の締め付けジョーを保有するための投資コストも相当なものになる。

独国特許出願公告第１９９１９４０８Ｂ４号明細書（特開２０００−１２６９１３号公報に相当する）

従って、本発明の課題は、上述の種類のダイヤフラムチャックを、チャックの締め付け位置において締め付けジョーを摺り合わせる必要がなく、締め付けジョーを別個に製作して正確な寸法に機械加工し得るように改良することにある。この方式によって、締め付けジョーが特定のチャックに専属するのではなく、チャック間で簡単に交換することができ、新しいジョーを既存のチャック用として使用し得るような状況を実現することが可能となる。これによって、段取り時間を大幅に短縮することができ、工作物を有利なコストで機械加工することができる。

本発明によれば、この課題は、冒頭に述べた種類のダイヤフラムチャックにおいて、締め付けジョーまたは締め付けヘッドの延長部材を、ダイヤフラム内とカウンタウェイト内とに半径方向の遊びをもって配置すること、及び、締め付けジョーまたは締め付けヘッドを、締め付け位置においてチャック本体に平行に軸方向に延びる第１基準面と、その第１基準面に直角にダイヤフラム上に形成される第２基準面とに当てがって直接支持することによって達成される。

この実施形態においては、締め付けジョーをダイヤフラムの第１基準面に正確に接触させることを保証するため、ダイヤフラムおよび／または締め付けジョーまたは締め付けヘッドに嵌め込まれる軸方向配置の１つ以上のバネ式の移動止めを用いて、締め付けジョーまたは締め付けヘッドをダイヤフラムの第１基準面に接触させて配置すること、及び、締め付けジョーまたは締め付けヘッドをクイック締め付け装置によってダイヤフラム上に固定することが有利である。

これは、各バネ式の移動止めを、移動止めピンと、それに対応する窪み穴とから構成することによって簡単に実現することができる。この移動止めピンは、バネの力に抗して軸方向に可動であって、ダイヤフラムの第１基準面に平行に軸方向に配置され、ダイヤフラムあるいは締め付けジョーまたは締め付けヘッドの孔に差し込まれる。また、このピンに対応する窪み穴は、移動止めピンに合致する円錐状の先端を備えており、ダイヤフラムの第２基準面に対向する向かい側の面または第２基準面に設けられる。

さらに、確実ロック結合を実現するため、カウンタウェイトを、締め付けジョーまたは締め付けヘッドに好ましくはネジ式接続によって固定して連結することが適切であり、また、各カウンタウェイトを、締め付けジョーの延長部材と同心に形成されるカラーによって、ダイヤフラムに設けられる対応する窪み部分に芯合わせすることが適切である。

締め付けジョーまたは締め付けヘッドを円周方向における位置決めを容易にするため、各締め付けジョーまたは締め付けヘッドに、外向きに突き出すピンを装着して、ダイヤフラムに設けられる軸方向に一致する長穴の中に係合させるべきである。

また、締め付けジョーまたは締め付けヘッドには、これに取り付けられる交換可能な嵌合ジョーを装着することができる。但し、締め付けジョーを単一体から構成することも可能であることは言うまでもない。

締め付けジョーのすべての実施形態において、締め付けジョーの締め付け面または嵌合ジョー用として締め付けヘッドに設けられる接触面、及び嵌合ジョーの締め付け面は、ダイヤフラムチャックを締め付け位置にした時に、第１基準面と同心に配置するべきである。

ダイヤフラムチャックを本発明に従って構成すると、先行技術のダイヤフラムチャックに関連する利点、すなわち、クイック締め付け装置を用いることによって、締め付けジョーを、特殊な工具を必要とすることなく迅速かつきわめて簡易に交換し得るという利点が得られるだけでなく、締め付けジョーを、特別な作業を要することもなくあるいは締め付けジョーの再摺り合わせを必要とすることもなく交換することが可能になる。ダイヤフラムは、締め付けジョーまたは締め付けヘッドを半径方向及び軸方向に固定するために、その締め付け位置において２つの基準面を備えている。これによって、締め付け位置が正確な位置を規定することになり、延長部材がダイヤフラム内とカウンタウェイト内とに半径方向の遊びをもって配置されるので、締め付けジョーまたは嵌合ジョーを簡単な手順で交換することができる。これは、当該の機械加工操作に応じて、特殊に製作された締め付けジョーを使用し得るということを意味している。

ここに述べる実施形態によって、締め付けジョーの保有量が大幅に簡素化され、段取り時間も顕著に低減される。これは、新しい締め付けジョーを、問題なくかつチャックに対して再摺り合わせする必要なく使用し得ることを意味している。それにも拘らず、本発明に従って構成されたチャックは常に同じ締め付け位置を提供するであろう。これは、締め付けジョーまたは嵌合ジョーに備わる締め付け面及び接触面が、ダイヤフラムチャックを締め付け位置にした時に互いに同心に配置されるからである。従来型のダイヤフラムチャックと異なって、特殊な形状のジョー担持体が存在せず、従って、高度の締め付け精度を何時でも簡単に実現することができ、この種のダイヤフラムチャックの適用範囲を、高度の繰り返し精度をもって著しく広範囲に拡大する。

次に、本発明によって構成されるダイヤフラムチャックの例示的な実施形態を示す図面に基づいて、本発明を詳細に説明する。

図１に符号１で示されるダイヤフラムチャックは、特に、例えば歯車のような高品質の工作物１０を締め付けるために用いられ、主要部品として、チャック本体２に差し込まれて工作物１０に作用する締め付けジョー３を含んでいる。この締め付けジョー３は、金属材料製の変形可能なダイヤフラム４に駆動連結されており、そのダイヤフラム４は、チャック本体２の外側領域の窪み部分１２においてボルト１３によって前面１１に取り付けられている。

ダイヤフラム４を駆動するため、中央に配置されるアクチュエータ５が設けられ、そのアクチュエータ５の、締め付けジョー３とは反対側の端部に、サーボ装置（図示せず）によって調整動作可能なプルロッドをねじ込むことができる。アクチュエータ５のもう一方の端部においては、厚肉化されたカラー１４を有するダイヤフラム４がディスク１８によって締め付けられる。

さらに、カウンタウェイト８が、チャック本体２に設けられた締め付けジョー３に面する凹部７の中に差し込まれる。このカウンタウェイト８は、ダイヤフラムチャック１の回転時に締め付けジョー３によって生じる遠心力に対抗するものである。カウンタウェイト８は、同時に、締め付けジョー３を、締め付けジョー３の締め付けヘッド２１上に形成される肩付き延長部材２２を用いてクイック締め付け装置３１によって解放すると共に、一方それにも拘らず堅固な連結をも確立する機能を有する。この延長部材２２は、例えば円筒状の軸として形成され、この延長部材２２用としてダイヤフラム４に設けられる穿孔１９を貫通し、カウンタウェイト８に設けられる孔２０の中に差し込まれており、その孔２０の中で、クイック締め付け装置３１によってロックされる。

特に図４に示すように、各クイック締め付け装置３１は、振り子ピン３２と、２つの保持ネジ３７及び３８とによって構成される。この振り子ピン３２は半径方向の弧の限定された範囲内で可動であり、２つの保持ネジ３７及び３８は、延長部材２２の軸方向に作用する力を発生させるために互いに軸方向にずれた位置に組み込まれる。この力発生目的のため、振り子ピン３２は延長部材２２に設けられた孔６１の中に挿入され、一方、保持ネジ３７または３８は、カウンタウェイト８に設けられたネジ孔６２または６３の中にねじ込まれる。さらに、各振り子ピン３２は、内側の円錐面３３と外側の円錐面３４とを備え、それぞれ、保持ネジ３７または３８に形成される外側の円錐面３９または内側の円錐面４０と相互作用する。振り子ピン３２を延長部材２２内に保持するため、延長部材２２にネジ孔６４を設け、振り子ピン３２には長穴３５を設けて、その中に、ネジ孔６４にねじ込まれるピン３６を係合させる。

クイック締め付け装置３１は次のように作用する。すなわち、ネジ孔６２と一致するチャック本体２の孔６５から操作し得る保持ネジ３７を、例えば六角レンチ６０によって振り子ピン３２の内側の円錐面３３の中にねじ込むと、このピンの外側の円錐面３４が保持ネジ３８の内側の円錐面４０に当接し、その結果、その傾斜面が、延長部材２２の軸方向に作用する力を発生し、締め付けジョー３またはその締め付けヘッド２１をダイヤフラム４に押圧する。しかし、振り子ピン３２の軸方向が、保持ネジ３７及び３８に対して僅かにずれていることがそのための必要条件となる。

締め付けジョー３をダイヤフラム４上の正確な位置に支持するために、ダイヤフラム４には、互いに直角に配置される第１基準面２３及び第２基準面２４が設けられる。この場合、第１基準面２３が、ダイヤフラムチャック１がその締め付け位置にある時に、ダイヤフラムチャック１の縦軸に平行に軸方向に延びている。さらに、軸として形成される締め付けヘッド２１の延長部材２２が、ダイヤフラム４に設けられる穿孔１９内と、カウンタウェイト８に設けられる孔２０内とに、僅かな遊びｓをもって配置されるので、その結果として、第１基準面２３との位置合わせが簡単に実現される。

接触面２５による第１基準面２３への締め付けヘッド２１の自動接触はバネ式の移動止め４１によって実現される。この移動止め４１によって、締め付けヘッド２１が外側に押され、クイック締め付け装置３１によってこれに固定される。同時に、接触面２６とダイヤフラム４の基準面２４との接触も行われる。

この場合、図４の拡大図にも示されるように、バネ式の移動止め４１は、ダイヤフラム４に設けられる孔４３に挿入されるピン４４と、そのピン４４に作用する圧縮バネ４６とから構成され、ピン４４のテーパ付き先端４５が、第２基準面２４に対向する締め付けヘッド２１の接触面２６に設けられるテーパ付き穴４２に係合する。ピン４４にはカラー４７が装着され、ピン４４は、内ネジ４９を備える孔４３にねじ込まれるスリーブ４８に調整可能に組み込まれる。従って、圧縮バネ４６の力によって、締め付けヘッド２１は、締め付けジョー３が差し込まれた時に、第１基準面に対して外向きに押されて、締め付けジョー３がクイック締め付け装置３１によってダイヤフラム４に締め付けられるまで、この位置に固定される。

カウンタウェイト８がダイヤフラム４の動きに追随するようにカウンタウェイト８をダイヤフラム４と確実結合するために、カウンタウェイト８をボルト５６によってダイヤフラム４に固くねじ止めする。さらに、カウンタウェイト８に対応する窪み部分５４がダイヤフラム４に設けられ、各カウンタウェイト８には突き出し部分５５が設けられて窪み部分５４に嵌入され、その中に芯合わせされる。従って、締め付けジョー３及びカウンタウェイト８は締め付け位置においては単一のユニットを形成する。

締め付けジョー３を円周方向に容易に芯合わせできるようにするため、締め付けジョー３に、半径方向の外側に突き出るピン５１が装着される。このピン５１は孔５２に差し込まれる。さらに、ダイヤフラム４には軸方向に延びる開放型長穴５３を設け、締め付けジョーを組み込む間、ピン５１をこの長穴５３に嵌め込む。各ピン５１の位置は、バネ式の移動止め４１と同列にする。これによって、そのピン４４が容易に穴４２に係合することができる。

図示の実施形態においては、締め付けジョー３の締め付けヘッド２１は工作物１０には直接作用せず、その代わりに、締め付けヘッド２１が、締め付け面２８’を有する嵌合ジョー２８を備えている。この場合、嵌合ジョー２８の接触面２９が、締め付けヘッド２１の接触面２７と当接しており、ボルト３０によって締め付けヘッド２１に取り付けられている。これは、嵌合ジョー２８を容易に交換し得ることを意味している。締め付けヘッド２１を単一体の締め付けジョーとして構成することも可能であることは言うまでもない。

工作物１０を支持するために３本アームのストップリング６が追加して設けられ、チャックに取り付けられる。図３に示すように、このリングは締め付けジョー３の間に突き出ており、接触面６’を備えている。ストップリング６を保持するため、スリーブ１５がチャック本体２に差し込まれて装着される。このスリーブ１５は、対応してダイヤフラム４に設けられる孔１６を貫通しており、ストップリング６はボルト１７によってスリーブ１５に取り付けられる。ストップリング６の前面は、工作物１０に対する接触面６’として形成される。ダイヤフラム４に穿設され、プラグによってシールされる孔から操作し得る別のボルト９によって、ダイヤフラムチャック１のチャック本体２が機械工具に固定される。

以上の結果、ダイヤフラムチャック１においては、基準面２３及び２４のみを正確な寸法に機械加工する必要がある。対照的に、締め付けジョー３及び嵌合ジョー２８は個別に製作して、選択して用いることができる。締め付けヘッド２１の接触面２５及び２７と、嵌合ジョー２８の接触面２９と、その締め付け面２８’とは、ダイヤフラムチャック１がその締め付け位置にある時は常に互いに同心の関係にある。これは、接触面の個々の直径を互いに適合させ得ること、またその結果、基準面２３を変えることなく、かついかなる摺り合わせの必要もなく、対応する機械加工手順を選択し得ることを意味している。

それにも拘らず、異なる工作物を締め付ける場合にも、高度の締め付け精度が常に実現される。

カウンタウェイトを備えるダイヤフラムチャックを、締め付けられる工作物と共に軸方向の断面図として示す。図１のダイヤフラムチャックを、締め付けジョーを開いた状態で示す。図１のダイヤフラムチャックを、締め付けジョーを取り去った場合及び装着した場合について正面図として示す。カウンタウェイト並びに図１のダイヤフラムチャックの関連部品を含む締め付けジョーを拡大図で示す。

符号の説明

１ダイヤフラムチャック
２チャック本体
３締め付けジョー
４ダイヤフラム
５アクチュエータ
６ストップリング
６’ 接触面
７凹部
８カウンタウェイト
９ボルト
１０工作物
１１前面
１２窪み部分
１３ボルト
１４カラー
１５スリーブ
１６孔
１７ボルト
１８ディスク
１９穿孔
２０窪み孔／孔
２１締め付けヘッド
２２延長部材
２３第１基準面
２４第２基準面
２５接触面
２６接触面
２７接触面
２８嵌合ジョー
２８’ 締め付け面
２９接触面
３０ボルト
３１クイック締め付け装置
３２振り子ピン
３３内側の円錐面
３４外側の円錐面
３５長穴
３６ピン
３７保持ネジ
３８保持ネジ
３９外側の円錐面
４０内側の円錐面
４１バネ式の移動止め
４２窪み穴／テーパ付き穴
４３孔
４４移動止めピン
４５円錐状の先端
４６バネ
４７カラー
４８スリーブ
４９内ネジ
５１ピン
５２孔
５３長穴
５４窪み部分
５５突き出し部分／カラー
５６ボルト
６０六角レンチ
６１孔
６２ネジ孔
６３ネジ孔
６４ネジ孔
６５孔

Claims

チャック本体（２）に差し込まれて被締め付け工作物（１０）に作用する複数の締め付けジョー（３）を備えたダイヤフラムチャック（１）であって、前記締め付けジョー（３）は、チャック本体（２）の前面（１１）に位置するダイヤフラム（４）に駆動連結され、当該ダイヤフラム（４）は、前記チャック本体（２）の外側領域に取り付けられると共に、中央に配置され軸方向に調整可能なアクチュエータ（５）によって変形可能であり、その際、締め付けジョー（３）付属のカウンタウェイト（８）がチャック本体（２）の凹部（７）に配置され、締め付けヘッド（２１）として構成される締め付けジョー（３）には、それぞれ、前記チャック本体（２）の方向にて軸方向に配置され且つチャック本体（２）に対し平行にほぼ軸方向に延びる肩付き延長部材（２２）が設けられ、当該延長部材（２２）は、前記カウンタウェイト（８）に設けられた窪み孔（２０）の中に保持され、締め付けジョー（３）は、前記延長部材（２２）に係合し且つ当該延長部材（２２）の軸方向に作用するクイック締め付け装置（３１）によってダイヤフラム（４）及びカウンタウェイト（８）に対して締め付けられる、ダイヤフラムチャック（１）において、
締め付けジョー（３）または締め付けヘッド（２１）の延長部材（２２）が、ダイヤフラム（４）内とカウンタウェイト内とに半径方向の遊びをもって配置されること、及び、締め付けジョー（３）または締め付けヘッド（２１）が、締め付け位置にてチャック本体（２）に対し平行に軸方向に延びる第１基準面（２３）と、当該第１基準面（２３）に直角にダイヤフラム（４）上に形成される第２基準面（２４）とに当てがわれて直接支持されること
を特徴とするダイヤフラムチャック。
前記締め付けジョー（３）または前記締め付けヘッド（２１）を、前記ダイヤフラム（４）および／または前記締め付けジョー（３）または前記締め付けヘッド（２１）に嵌め込まれた軸方向配置の１つ以上のバネ式移動止め（４１）を用いて、前記ダイヤフラム（４）の前記第１基準面（２３）と接触させて配置することができ、前記締め付けジョー（３）または前記締め付けヘッド（２１）を前記クイック締め付け装置（３１）によって前記ダイヤフラム（４）上に固定することができること
を特徴とする請求項１に記載のダイヤフラムチャック。
前記各バネ式移動止め（４１）が、移動止めピン（４４）と、窪み穴（４２）とから構成され、移動止めピン（４４）は、バネ（４６）の力に抗して軸方向に可動であって、前記ダイヤフラム（４）の前記第１基準面（２３）に対し平行に軸方向に配置され、前記ダイヤフラム（４）あるいは前記締め付けジョー（３）または前記締め付けヘッド（２１）の孔（４３）に差し込まれており、窪み穴（４２）は、移動止めピン（４４）に付属する円錐状の先端（４５）を備えており、前記ダイヤフラム（４）の前記第２基準面（２４）に対向する向かい側の面（２６）または前記第２基準面（２４）に設けられること
を特徴とする請求項２に記載のダイヤフラムチャック。
前記カウンタウェイト（８）が前記締め付けジョー（３）または前記締め付けヘッド（２１）に固定して連結され、この連結が好ましくはネジ式接続によって行われること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のダイヤフラムチャック。
前記カウンタウェイト（８）の各々が、前記締め付けジョー（３）の前記延長部材（２２）と同心に形成されたカラー（５５）によって、前記ダイヤフラム（４）に設けられる対応する窪み部分（５４）に芯合わせされることたを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のダイヤフラムチャック。
前記締め付けジョー（３）または前記締め付けヘッド（２１）の各々の円周方向位置決めを、前記ダイヤフラム（４）に設けられた軸方向に一致する長穴（５３）に係合する外向きに突き出したピン（５１）によって行うこと
を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のダイヤフラムチャック。
前記締め付けジョー（３）または前記締め付けヘッド（２１）に、これに取り付けられる交換可能な嵌合ジョー（２８）を装着すること
を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のダイヤフラムチャック。
前記締め付けジョー（３）の締め付け面または嵌合ジョー（２８）用として前記締め付けヘッド（２１）に設けられる接触面（２７）、及び前記ダイヤフラムチャック（１）がその締め付け位置にある時に、前記嵌合ジョー（２８）の締め付け面（２８’）を前記第１基準面（２３）と同心に配置すること
を特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のダイヤフラムチャック。