JP2007152509A - コレットチャック - Google Patents

Abstract

【課題】大径、小径の被保持部材のいずれも保持することができるコレットチャックを提供する。
【解決手段】このコレットチャック２１は、チャック本体２５と、このチャック本体２５内で軸方向に移動可能にガイドされるスリーブ２７と、このスリーブ２７内周に係合しこのスリーブ２７の軸方向移動によって開閉するチャック爪部３７と、このチャック爪部３７内に軸方向移動可能に挿入され、先端部に軸方向にスリットが形成された筒状のスペーサー４１と、スリーブ２７を軸方向に移動させチャック爪部３７を開閉するスリーブ駆動装置６５と、スペーサー４１をチャック爪部３７に対して軸方向に移動させるスプリング５９とを有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、外径の異なる被保持部材でも単一のチャックで保持しうるコレットチャックに関するものである。

従来のコレットチャックは、図９に示すように、コレットチャック本体１１にテーパー状内周面１３を有するスリーブ１５が軸方向移動可能に設けられ、このスリーブ１５の内側に、テーパー状内周面１３に摺動するテーパー状外周面１７を有するチャック爪部１９が設けられている。そして、スリーブ１５を軸方向に移動させることによって、チャック爪部１９を半径方向に移動させワークＷを把持するようになっている。このように、従来のコレットチャックは、テーパー面同士１３，１７の摺動によってチャック爪部１９を開閉するようにしているので、その半径方向移動量に限界があり、０．５ｍｍ以上外形寸法の異なる被保持部材に対しては対応できない。このため、別のサイズのコレットチャックが必要になり、その分コストアップにつながるとともに、作業工数が増加するという問題点があった。

本発明は、上記問題点を解決することをその課題とし、外径寸法の異なる被加工部材を、単一のチャックで保持することができるコットチャックを提供するものである。

上記課題を解決するため、チャック爪部（３７）内に、軸方向移動可能に挿入されるとともに先端部に軸方向にスリットが形成された筒状のスペーサー（４１）と、このスペーサー（４１）をチャック爪部（３７）に対して軸方向に移動させる第２の駆動部（５９）とを有するコレットチャックを提供している。したがって、１つのコレットチャックで大径、小径の被保持部材のいずれも保持することができる。したがって、設備コストを低減できるとともに、チャック交換の手間を省くことができる。

また、上記課題を解決するため、第２の駆動部（５９）はスペーサ（４１）をチャック先端方向に押圧する弾性部材であるコレットチャックを提供している。したがって、被保持体を挿入する際、被保持体の外径が開状態のスペーサ先端部より大きければ被保持体の前端がスペーサの前端に当接する。このため、被保持体の挿入とともにスペーサを押し込むことができとともに、被保持体を引き抜けば、それとともにスペーサが元の位置に復帰する。したがって、スペーサの動きを意図的に制御する必要がなく、コレットチャックの構造を簡単にすることができる。

また、上記課題を解決するため、第２の駆動部（５９）はスペーサ（４１）を軸方向に移動させるアクチュエータであるコレットチャックを提供している。したがって、スペーサの動きを多様に制御することができ、チャックの適用範囲を拡大することができる。

以下の本発明の実施の形態について図１ないし図８を参照して説明する。

図１は、本発明に係るコレットチャック２１を示す側面図である。このコレットチャック２１は筒状のボディ２３を有しており、このボディ２３の先端部には略筒状のチャック本体２５が設けられている。図２に示すように、このチャック本体２５の内側には、軸方向移動可能に挿入された筒状のスリーブ２７が設けられている。このスリーブ２７は、その先端部内側にテーパー内周面２９を有してしおり、後述する駆動装置によって軸方向に移動するようになっている。

このスリーブ２７の内側には、軸方向に固定された略筒状のチャック３１が挿入されている。このチャック３１は、図４に示すように、筒状のチャック基部３３を有している。この筒状のチャック基部３３には、先端側に向かって軸方向に形成された複数のすり割り３５によって周方向に離間したチャック腕部３６が形成されており、このチャック腕部３６先端側にはチャック爪部３７が形成されている。このチャック爪部３７には、その外周にテーパー外周面３９が形成されており、スリーブ２７のテーパー内周面２９と摺動しつつ係合するようになっている。そして、スリーブ２７が後方へ移動するとチャック爪部３７が半径方向内方に移動して閉じ、スリーブ２７が先端側に移動するとチャック爪部３７がその弾性によって開くようになっている。

筒状のチャック３１の内側には、筒状のスペーサ４１が挿入されて配置されている。このスペーサ４１は、図５に示すようにスペーサ基部４３を有している。このスペーサ基部４１は、後述するスペーサ腕部、スペーサ爪部の撓みの支点となっているため３〜４ｍｍ程度の厚肉大径になされている。このスペーサ基部４３には、先端側に向かって軸方向に形成された複数のすり割り４５によって周方向に離間したスペーサ腕部４７が形成されており、このスペーサ腕部４７の先端側にはスペーサ爪４９が形成されている。このスペーサ腕部４７はスペーサ爪部４９が開閉可能なように薄肉に形成されており、スペーサ爪部４９はチャック爪部３７に嵌入して配設されている。そして、チャック爪部３７が半径方向内方に移動すると、このチャック爪部３７の内周に当接するスペーサ爪部４９も半径方向内方に移動し、ワークを把持するようになっている。

また、このスペーサ爪部４９の外周先端部には、先端に向かって緩やかに縮径する先端テーパ部４９ａが形成されている。この先端テーパ部４９ａは、後述するように、チャック爪部３７後方に押し込まれたスペーサ４１がスプリングによって再びチャック爪部３７に押し戻されるとき、チャック爪部３７内周に引っかからないようにするためのものである。また、スペーサ爪部４９の内周先端部には、面取り面４９ｂが形成されており、ワークＷの挿入を容易にしている。一方、スペーサ爪部４９の内径、外径及びその厚さは、把持されるワークの寸法、精度に基づき設定する。なお、スペーサ基部４９の外径はスペーサ爪部４９の外径より大きく設定されている。これは、後述するブッシュと係合することによってスペーサ４１が所定の位置より前方に移動しないようにするためである。

スペーサ基部４３とチャック基部３３との間には、図２に示すように、ブッシュ５１が介装されており、このブッシュ５１はチャック基部３３に固定されている。このブッシュ５１は、その外径がチャック基部３３の内径より大径になされるとともに内径がスペーサ基部４９の外径に嵌合するように形成されたたブッシュ基部５３と、このブッシュ基部５３から前方に延在するとともに内径が同様にスペーサ基部４９の外径に嵌合するように形成されたブッシュ中間部５５と、このブッシュ中間部５５の前端に形成され内径がスペーサ基部４９の外径より小径になされたブッシュ先端部５７とを有している。そして、スペーサ４１は、そのスペーサ基部４９をブッシュ基部５３及びブッシュ中間部５５の内径に嵌合した状態で軸方向に移動可能になされている。また、スペーサ基部４９がブッシュ先端部５７に係合することによって、それ以上前方への移動ができないようになっている。

スペーサ基部４９の後側にはスプリング５９が配設されており、このスプリング５９はスペーサ４１を前方へ押圧している。上述のように、スペーサ基部４９がブッシュ先端部５７に係合することによってスペーサ４１のそれ以上前方への移動が阻止されており、この状態においてスペーサ４１の先端がチャック３１の先端とほぼ面一になるようになっている。これによって、通常、スペーサ爪部４７はチャック爪部３７の内側に位置するようになされている。

筒状のスペーサ４１の内側には、センタ６１が挿入されている。このセンタ６１は、後述する駆動装置によって軸方向に移動可能に配設されており、チャック爪部３７等に挿入されたワークＷの端面中央を保持するようになっている。

一方、図１に示すように、このコレットチャック２１のボディ２３には、軸方向後方に向かって伸びる支柱６３が設けられている。この支柱６３には、スリーブ駆動装置６５が設けられている。このスリーブ駆動装置６５は、図６に示すように、油圧シリンダ６７と、この油圧シリンダ６７に同軸に配設されるとともに作動油を供給する回転バルブ６９とを有している。そして、油圧シリンダ６７の出力軸にはスリーブ２７が接続されており、スリーブ２７を軸方向に移動させてチャック爪部３７を開閉するようになっている。

支柱６３のスリーブ駆動装置６５の後方には、図１に示すように、センタ駆動装置７１が設けられている。このセンタ駆動装置７１は、駆動シリンダ７３を有しており、この駆動シリンダ７３の出力軸にはスラスト軸受け７５を介して駆動軸７７が接続されている。この駆動軸７７は、スリーブ駆動装置６５の回転バルブ６９と油圧シリンダ６７の中心を貫通し、その先端部には、センタ６１が接続されている。そして、センタ６１を軸方向に移動しうるようになっている。

次に、このようなコレットチャック２１の動作、作用効果について説明する。

図７は、大径のワークＷ１を保持する場合を示している。すなわち、ワークＷ１の外径が、開状態におけるスペーサ４１のスペーサ爪部４７の内径以上かつ開状態におけるチャック爪部３７の内径以下の場合を示している。

まず、スリーブ駆動装置６５によりスリーブ２７を前進位置に位置せしめ、チャック爪部３７を開状態とする。

この状態で、ワークＷ１をチャック爪部３７内に挿入しようとすると、ワークＷの端面がスペーサ４１のスペーサ爪部４７の端面に当接する。したがって、このままワークＷ１を押していくと、図７に示すように、ワークＷ１はスペーサ爪部４７を押し込みながらチャック爪部３７に挿入される。この際、スペーサ４１は、ブッシュ５１のブッシュ中間部５５及びブッシュ基部５３の内周にスペーサ基部４９の外周を嵌合させながら、スプリング５９の押圧力に抗して後方へ移動する。この状態で、センタ駆動装置７１を駆動し、センタ６１を先端側に移動して、センタ６１の先端をワークＷ１のセンタに当接させる。この状態で、スリーブ駆動装置６５を作動させてスリーブ２７を後方へ移動させると、テーパー内周面２９とテーパ外周面３９とが係合し、チャック爪部３７が半径方向内方に移動して、ワークＷ１を把持する。

次に、ワークＷ１をコレットチャックから外すには、スリーブ駆動装置６５を作動させて、スリーブ２７を前方へ移動させると、チャック３７が半径方向外方に移動する。そして、ワークＷ１を引き抜くと、これに伴いスプリング５９に押圧されたスペーサ４１が先端側に移動する。この際、スペーサ基部４３は、ブッシュ５１のブッシュ中間部５５及びブッシュ基部５３の内周に嵌合しながら、スプリング５９の押圧力によって前方へ移動する。そして、スペーサ４１は、そのスペーサ基部４３がこれより小径になされたブッシュ先端部５７に当接して停止する。このとき、スペーサ４１の先端面はチャック３１の先端面とほぼ面一の状態になり、チャック爪部３７の内側にスペーサ爪部４９が位置する状態になる。また、スペーサ爪部４９の外周先端部には、先端テーパ部４９ａが形成されているから、このスペーサ爪部４９はチャック爪部３７にスムーズに挿入される。

図８は、小径のワークＷ２を保持する場合を示している。すなわち、ワークＷ２の外径が、開状態におけるスペーサ爪部４９の内径以下の場合を示している。

まず、スリーブ駆動装置６５によりスリーブ２７を前進位置に位置せしめ、チャック爪部３７及びスペーサ爪部４９を開状態とする。

この状態で、ワークＷ２をスペーサ爪部４９内に挿入する。また、センタ駆動装置７１を駆動して、センタ６１先端をワークＷ２のセンタ位置に当接させる。そして、スリーブ駆動装置６５を作動させ、チャック爪部３７およびスペーサ爪部４９を半径方向内方に移動させてワークＷ２を把持する。

次に、ワークＷ２をコレットチャックから外すには、スリーブ駆動装置６５を作動させて、チャック３７とスペーサ爪部４９を半径方向外方に移動する。そして、ワークＷ２を引き抜く。

以上説明したように、このコレットチャック２１にあっては、チャック本体２５と、このチャック本体２５内で軸方向に移動可能にガイドされるスリーブ２７と、このスリーブ２７内周に係合しこのスリーブ２７の軸方向移動によって開閉するチャック爪部３７と、このチャック爪部３７内に軸方向移動可能に挿入され、先端部に軸方向にスリットが形成された筒状のスペーサー４１と、スリーブ２７を軸方向に移動させチャック爪部３７を開閉するスリーブ駆動装置６５と、スペーサー４１をチャック爪部３７に対して軸方向先端側に押圧するスプリング５９とを有しているから、単一のコレットチャック２１で大径、小径のワークＷ１，Ｗ２のいずれも保持することができる。したがって、設備コストを削減できるとともに、チャック交換の手間を省くことができる。

また、スプリング５９を採用していることから、ワークを挿入する際、ワークＷ１の外径が開状態のスペーサ４１先端部内径より大きければ、ワークＷ１の前端がスペーサ４１の前端に当接し、ワークＷ１の挿入とともにスペーサ４１を押し込むことができる。また、ワークＷ１を引き抜けば、それとともにスペーサ４１を元の位置に復帰させることができる。一方、ワークＷ２の外径が開状態のスペーサ４１先端部内径より小さければ、ワークＷ２をそのままスペーサ４１内部に挿入することができる。したがって、ワークを挿抜するだけチャックによる把持とスペーサによる把持を自動的に選択することができる。このため、スペーサ４１の動きを意図的に制御する必要がなく構造を簡単にすることができる。

なお、上記実施の形態においては、スペーサー４１をチャック爪部３７に対して軸方向に移動させる第２の駆動部としてスプリング５９を採用しているが、これに限る必要はなく、空圧、油圧シリンダを使用したアクチュエータとしてもよい。このようにすれば、スペーサ４１の動きを多様に制御でき、チャックの適用範囲を広げることができる。

また、上記実施の形態においては、チャック爪部３７の内側に１つのスペーサ４１を嵌合して配設しているが、これに限る必要はなく、チャック爪部３７の内側に２以上のスペーサ４１，４１、…を重ねて嵌合させ、それぞれにスプリング５９を装着してもよい。このようにすれば、チャックによって把持できるワークの外径範囲がさらに広がり、より低コストで作業性を向上させたコレットチャック提供することができる。

また、上記実施の形態においては、スリーブ駆動装置６５は油圧で作動する場合を示しているが、これに限る必要はなく、空圧で作動するようにしてもよい。

本発明の一実施の形態であるコレットチャックを使用した旋盤主軸の側面図。 本発明の一実施の形態であるコレットチャックの縦断面図。 図２中矢印Ａ方向からの部分正面図。 図２に示すコレットチャックのチャックを示す図であって、（ａ）はその軸方向断面図、（ｂ）は側面図。 図２に示すコレットチャックのスペーサを示す図であって、（ａ）はその軸方向断面図、（ｂ）は側面図。 スリーブ駆動装置を示す縦断面図。 大径のワークを把持する場合のコレットチャックを示す縦断面図。 小径のワークを把持する場合のコレットチャックを示す縦断面図。 従来のコレットチャックを示す縦断面図。

符号の説明

２１ コレットチャック
２５ チャック本体
２７ スリーブ
３７ チャック爪部
４１ スペーサ
５９ スプリング
６５ スリーブ駆動装置

Claims (3)

1. チャック本体（２５）と、
   このチャック本体（２５）内で軸方向に移動可能にガイドされるスリーブ（２７）と、
   このスリーブ（２７）内周に係合しこのスリーブ（２７）の軸方向移動によって開閉するチャック爪部（３７）と、
   このチャック爪部（３７）内に軸方向移動可能に挿入され、先端部に軸方向にスリットが形成された筒状のスペーサー（４１）と、
   前記スリーブ（２７）を軸方向に移動させ前記チャック爪部（３７）を開閉する第１の駆動部（６５）と、
   前記スペーサー（４１）を前記チャック爪部（３７）に対して軸方向に移動させる第２の駆動部（５９）と、
   を備えたことを特徴とするコレットチャック。
2. 前記第２の駆動部（５９）は前記スペーサ（４１）をチャック先端方向に押圧する弾性部材であることを特徴とする請求項１に記載のコレットチャック。
3. 前記第２の駆動部（５９）は前記スペーサ（４１）を軸方向に移動させるアクチュエータであることを特徴とする請求項１に記載のコレットチャック。

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