JP2009233767A

JP2009233767A - 密閉形チャック

Info

Publication number: JP2009233767A
Application number: JP2008080129A
Authority: JP
Inventors: Sachihiro Hayakawa; 祥弘早川
Original assignee: Howa Machinery Ltd
Current assignee: Howa Machinery Ltd
Priority date: 2008-03-26
Filing date: 2008-03-26
Publication date: 2009-10-15
Anticipated expiration: 2028-03-26
Also published as: JP5212790B2

Abstract

【課題】チャックの回転停止時に、内側空間の下部及び下側に位置したガイド孔内に潤滑油が溜まり、チャックを回転させた時に遠心力により潤滑油が偏って、チャックの重量バランスが悪化すること防いで、高回転で使用しても振動の発生が抑えられて加工精度を安定させることができる密閉形チャックを提供する。
【解決手段】チャック本体２のフロントボディ３とバックプレート４との接合部の、取付孔５の内径と端面との交差部に形成した環状溝１０によって各ガイド孔８を連通し、チャック回転時に内側空間７と下側になったガイド孔８内にある潤滑油Ｒが、環状溝１０を通って他のガイド孔８に分散するようにして、各ガイド孔８内の潤滑油Ｒの量が均一になるようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、チャック本体の内側空間に潤滑油を封入した密閉形チャックに関する。

従来、本体前部材と本体後部材とを接合して内側空間を形成したチャック本体に、内側空間に開口するように複数のガイド孔を設け、各ガイド孔内に爪開閉部材を備え、前記内側空間に潤滑油を封入した状態で、チャック本体に備えた駆動部材により、各爪開閉部材に取付けた把握爪をチャック半径方向に移動させるようにした密閉形チャックとして、特許文献１のドローダウンチャックや、特許文献２に記載のチャックが知られている。

特許第３３２２３９１号公報特開２００７−２３７３３９号公報

特許文献１に記載のドローダウンチャックや特許文献２に記載のチャックは、チャック本体の内側空間に封入された潤滑油によって駆動部材と爪開閉部材の摺動部を潤滑し、それらの摩耗を防止するようになっている。潤滑油は回転時の重量バランスを考慮すると、内側空間に隙間無く満たされていることが望ましいが、チャックの使用により、潤滑油は徐々に外部への漏れるので、潤滑油の定期的な補給や交換が必要である。内側空間内の潤滑油の量が減少すると、チャックの回転を停止した際に内側空間の下部や下側になったガイド孔に潤滑油が溜まり、上側のガイド孔は潤滑油切れの状態になる。このようにチャック本体内の潤滑油が偏った状態からチャックを回転させると、ガイド孔に溜まった潤滑油は遠心力を受けて同じ位置に留まり続けるので、チャックの重量バランスが悪くなり高回転で使用すると振動が発生し、加工精度に影響を及ぼす恐れがあった。

また、オートローダやロボットによるワークの取付取外しを行なわせる際には、チャックの回転停止位置を定位置（定位相）にする必要がある場合が多く、この場合、チャックは常に同じ位置（位相）から回転が始動する。この時、下側に位置した爪開閉部材の摺動部や、それに係合する駆動部材との係合部への給油状態は良好になるが、上側に位置した同部材の給油状態は前者に比較すると好ましくなく、長時間この状態で使用し続けると、爪開閉部材と駆動部材の係合部における偏摩耗の発生や、それら摺動部の齧り付きが生じる恐れがあった。
そこで本発明の課題は、上記問題点に鑑み、潤滑油が減少して、チャックの回転停止時に内側空間の下部及び下側に位置したガイド孔内に潤滑油が偏っていても、チャックを回転させた時の重量バランスの悪化を防いで、高回転で使用しても振動の発生が抑えられて加工精度を安定させることができる密閉形チャックを提供することを目的とする。

本発明は、本体前部材と本体後部材とを接合して内側空間を形成したチャック本体に、内側空間に開口するように複数のガイド孔を設け、各ガイド孔内に爪開閉部材を備え、前記内側空間に潤滑油を封入した状態で、チャック本体に備えた駆動部材により、各爪開閉部材に取付けた把握爪をチャック半径方向に移動させるようにした密閉形チャックにおいて、本体前部材と本体後部材との接合部の、前記内側空間からチャック半径方向外方に環状溝を設け、その環状溝によって各ガイド孔を連通し、チャック回転時に内側空間と何れかのガイド孔内にある潤滑油が、環状溝を通って他のガイド孔に分散するようにしたことを特徴とする（請求項１）。
また本発明は、前記本体前部材と本体後部材との接合部を、本体前部材に設けた取付孔に本体後部材を嵌入して構成し、前記環状溝を取付孔の内径と端面との交差部に形成したことを特徴とする（請求項２）。
また本発明は、前記チャック本体の内側空間に潤滑油を給油する給油孔を設け、その給油孔と前記環状溝を連通する潤滑油流路を設けたことを特徴とする（請求項３）。

本願の請求項１の発明によれば、本体前部材と本体後部材との接合部の、前記内側空間からチャック半径方向外方に環状溝を設け、その環状溝によって各ガイド孔を連通し、チャック回転時に内側空間と何れかのガイド孔内にある潤滑油が、環状溝を通って他のガイド孔に分散するようにしたことで、回転時のチャック本体の重量バランスが良好となり、高回転で使用しても振動の発生が抑えられて加工精度を安定させることができる。また、チャックの回転停止位置を定位置（定位相）に制御し、チャックを常に同じ位置（位相）から回転を始動させても、爪開閉部材と駆動部材の係合部における偏摩耗の発生や、それらの係合部や摺動部の齧り付きを防ぐことができる。

本願の請求項２の発明によれば、本体前部材と本体後部材との接合部を、本体前部材に設けた取付孔に本体後部材を嵌入して構成し、環状溝を取付孔の内径と端面との交差部に形成したことで、チャック本体内のチャック半径方向の最も外方に形成できるので、潤滑油の分散が効率よく行なわれる。

本願の請求項３の発明によれば、チャック本体の内側空間に潤滑油を給油する給油孔を設け、その給油孔と環状溝を連通する潤滑油流路を設けたことで、潤滑油交換時に内側空間と各ガイド孔の双方から潤滑油を排出させることができ、潤滑油の交換作業が短時間で効率よく行なえる。また、チャック回転時に給油孔内にある潤滑油が、潤滑油流路を経由して環状溝を通ってガイド孔や内側空間に分散させることができる。

以下、本発明の実施形態となる密閉形チャック（以下、チャックという）について図面を基に説明する。
図１は、チャック１Ａの正面図であり、図２は、そのＩＩ−ＩＩ線における断面図である。また、図３は、チャック本体２を構成部品する本体前部材３の単体を後方から見た背面図を用いて、回転停止時におけるチャック内部の潤滑油の状態を簡略化（内部の構成部材を省略）して示した図である。図４は、チャック１Ａの本体前部材３の斜視図である。図５は、図２のＺ部を拡大して示した図である。

チャック１Ａのチャック本体２は、本体前部材３（以下、フロントボディという）と本体後部材４（以下、バックプレートという）とが接合されて取付ボルト６で固定され、内側空間７が形成されている。フロントボディ３とバックプレート４との接合部は、フロントボディ３に設けた取付孔５にバックプレート４を嵌入して構成されており、フロントボディ３には、図４に示すように、後方が内側空間７に開口し、円周方向に等間隔で放射状に配置された複数（本発明の実施形態では３つ）のガイド孔８が穿設され、各ガイド孔８の前方はフロントボディ３の前面に開口している。各ガイド孔８内には、爪開閉部材１３を備え、内側空間７に潤滑油Ｒを封入した状態で、チャック本体２に備えた駆動部材１９により、各爪開閉部材１３に取付けた把握爪９をチャック半径方向に移動させるようになっている。各ガイド孔８は、取付孔５の内径と端面５ａとの交差部に形成された環状溝１０により夫々が連通している。

各ガイド孔８の前方開口部１１には夫々ガイド部材１２が備えられている。また、各ガイド孔８内には爪開閉部材１３が、ガイド孔８を横切るように設けた支持軸３３によってチャック半径方向に移動可能に枢支されており、その前部はフロントボディ３の前面に備えたガイド部材１２に摺接している。各ガイド孔８の前方開口部１１とガイド部材１２の嵌合部、およびガイド部材１２と爪開閉部材１３との摺接部には、外部からの切削液等の浸入や内側空間５からの潤滑油の流出を防止するためのシール部材１４，１５が夫々介在してある。バックプレート４には、フロントボディ３との嵌合部にシール部材１６が設けられ、外部からの切削液等の浸入と、内側空間７とガイド孔８内部の潤滑油Ｒの流出を防いでいる。

フロントボディ３とバックプレート４のチャック軸線ＣＬ上には夫々支持孔１７，１８が穿設されており、夫々に跨って駆動部材１９が前後摺動自在に装着されている。フロントボディ３には、支持孔１７をフロントボディ３前面から塞ぐように、センタ２１を摺動可能に内装した案内部材２０が挿通され、案内部材２０とフロントボディ３の嵌合部、およびセンタ２１の摺動部には、夫々シール部材２２，２３を介在させて外部からの切削液等の浸入を防止している。また、駆動部材１９とバックプレート４の嵌合部である支持孔１８と、駆動部材１９とフロントボディ３の嵌合部である支持孔１７にも夫々シール部材２４，２５を介在させて内側空間７内部の潤滑油Ｒの流出を防いでいる。フロントボディ３の外径には、チャック本体２の内側空間７に潤滑油Ｒを給油する給油孔２６が設けられており、その給油孔２６と環状溝１０は、潤滑油流路２７で連通されている。

以上のように構成されたチャック１Ａは、チャック本体２に備えた取付ボルト２８により旋盤等加工機械の主軸部２９前端に固着され、主軸部２９の回転と共にチャック本体２が回転するようになっている。そして、主軸部２９後端に設置された回転シリンダ(図示しない)のピストン(図示しない)にコネクチングロッド３１を介して駆動部材１９が連結され、ピストンの作動により駆動部材１９がチャック軸線ＣＬ方向に前後移動し、各爪開閉部材１３と係合し、各爪開閉部材１３の先端に取り付けた把握爪９がチャック半径方向内方・外方に移動し、クランプ・アンクランプするようになっている。
旋盤等の加工機械に取付けられたチャック１Ａは、回転停止状態で把握爪９にワークが取付けられてクランプされ、チャック本体２が回転して加工が行なわれ、加工が終わると把握爪９をアンクランプしてワークが取り外される。一般的に旋盤で加工されるワークの加工時間は、数十秒〜数分と比較的短く、１日当たりの加工数量は多い傾向にある。よって、チャック１Ａは、把握爪９の移動とチャック本体２の回転・停止が頻繁に繰り返し行なわれ、また高回転で使用するので高い耐久性と重量バランスが要求される。このため出荷時には、重量バランスを良好にするためにチャック本体２の内側空間７には潤滑油Ｒが密に封入されでいる。チャック１Ａは、長時間の使用により潤滑油Ｒが減少すると共に、劣化してくるので、給油孔２６を設けて潤滑油Ｒを定期的に補充、または交換できるようにしている。

本発明の実施形態のチャック１Ａは、潤滑油Ｒが減少して、チャック本体２の回転停止時に内側空間７の下部及び下側に位置したガイド孔８内に潤滑油Ｒが偏っていても、チャック本体２を回転させた時の重量バランスの悪化を防いで、高回転で使用しても振動の発生が抑えられて加工精度を安定させることができるように、フロントボディ３とバックプレート４との接合部の、内側空間７からチャック半径方向外方に環状溝１０を設け、その環状溝１０によって各ガイド孔８を連通し、チャック回転時に内側空間７と下側になったガイド孔８内にある潤滑油Ｒが、環状溝１０を通って他のガイド孔８に分散するようにして、各ガイド孔８内の潤滑油Ｒの量が均一になるようにした。
またチャック１Ａは、フロントボディ３とバックプレート４との接合部を、フロントボディ３に設けた取付孔にバックプレート４を嵌入して構成し、環状溝１０を取付孔５の内径と端面との交差部に形成したことで、チャック本体内のチャック半径方向の最も外方に形成できるので、潤滑油の分散が効率よく行なわれる。

この結果、チャック１Ａは回転時の重量バランスが良好となり、高回転で使用しても振動の発生が抑えられて加工精度を安定させることが可能となる。また、オートローダやロボットによるワークの取付取外しを行なわせる際など、チャック１Ａの回転停止位置を定位置（定位相）に制御し、チャック１Ａを常に同じ位置（位相）から回転を始動させる場合においても、爪開閉部材１３と駆動部材１９の係合部における偏摩耗の発生や、油切れによるそれらの係合部や摺動部の齧り付きを防ぐことが可能となるので製品寿命を延ばすことができて経済的である。

また環状溝１０は、図５に示すように、リング状溝１０を取付孔５の内径と内側端面５ａとの交差部に設けた。取付孔５の内径と内側端面５ａとの交差部には、一般的に研削加工用逃げ溝３２が加工上必要であり、その研削加工用逃げ溝３２とリング状溝１０とを併用すれば、溝加工用の専用刃具を用いてリング状溝１０を加工する必要が無く、加工コストを抑えることができるので好適である。

また、各ガイド孔８をリング状溝１０で連通させたこと及び、チャック本体２の内側空間７に潤滑油Ｒを給油する給油孔２６を設け、その給油孔２６と環状溝１０を連通する潤滑油流路２７を設けたことで、潤滑油交換時に内側空間５と各ガイド孔８の双方から潤滑油Ｒを排出することができ、潤滑油Ｒの交換作業が短時間で効率よく行なえ、生産性の向上を図ることができる。また、チャック回転時に給油孔２６内にある潤滑油Ｒが、潤滑油流路２７を経由して環状溝１０を通ってガイド孔８や内側空間７に分散させることができるので、チャック回転時の重量バランスをより良好にできる。

次に、本発明の第２〜４の実施形態となるチャックについて図面を基に説明する。図６〜８は、第２〜４の実施形態となるチャック１Ｂ〜１Ｄの要部断面図である。尚、前記実施形態と同一の部分には同一の符号を付けて説明を省略する。
第２の実施形態として図６に示すようにチャック１Ｂは、フロントボディ３とバックプレート４の接合部として、取付孔５をバックプレート４側に設けてフロントボディ３の外径に嵌着し、内側空間７からチャック半径方向外方（第２の実施形態では、取付孔５の内径５ａと内側端面５ｂとの交差部）に環状溝１０を形成している。

第３の実施形態として図７に示すようにチャック１Ｃは、フロントボディ３とバックプレート４の接合部として、取付孔５をバックプレート４側に設けてフロントボディ３の外径に嵌着し、内側空間７からチャック半径方向外方に環状溝１０を形成している。第３の実施形態では、フロントボディ３の後部端面３aに段部３ｂを加工して環状溝１０を形成する。よって、環状溝１０の加工に外径用刃具で加工できるので、溝加工用の専用刃具で加工する必要が無く、溝加工するより加工コストを抑えることができる。

第４の実施形態として図８に示すようにチャック１Ｄは、フロントボディ３とバックプレート４の接合部として、取付孔５をフロントボディ３側に設けて、そこにバックプレート４を嵌着し、内側空間７からチャック半径方向外方に環状溝１０を形成して潤滑油流路としている。第４の実施形態では、バックプレート４の前部端面４aに段部４ｂを加工して環状溝１０を形成する。よって、環状溝１０の加工に外径用刃具で加工できるので、溝加工用の専用刃具で加工する必要が無く、溝加工するより加工コストを抑えることができる。

尚、本発明の実施形態ならびに第２〜４の実施形態は、フロントボディ３とバックプレート４の接合部が両者の嵌合わせで構成されているが、その接合部を図９に示すように、両者の端面同士を付き合わせて構成しても良い。
また、本発明の実施形態ならびに第２〜４の実施形態は、フロントボディ３またはバックプレート４のいずれか一方に環状溝１０を形成しているが、流路の有効断面積を大きくして潤滑油Ｒの流量を多くしたい場合には、図９に示すようにフロントボディ３とバックプレート４の双方に環状溝１０を形成しても良い。

本発明の実施形態を示すチャックの正面図である。図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。本発明の実施形態を示すチャックの部品であるチャック本体の背面図である。本発明の実施形態を示すチャックの部品であるチャック本体の斜視図である。本発明の実施形態を示すチャックの要部断面図である。第２の実施形態を示すチャックの要部断面図である。第３の実施形態を示すチャックの要部断面図である。第４の実施形態を示すチャックの要部断面図である。チャックの要部断面図である。

符号の説明

１Ａ〜１Ｄチャック
２チャック本体
３フロントボディ（本体前部材）
４バックプレート（本体後部材）
５取付孔
５ａ取付孔の内径
５ｂ取付孔の端面
７内側空間
８ガイド孔
９把握爪
１０環状溝
１３爪開閉部材
１９駆動部材
２６給油孔
２７潤滑油流路
Ｒ潤滑油

Claims

本体前部材と本体後部材とを接合して内側空間を形成したチャック本体に、内側空間に開口するように複数のガイド孔を設け、各ガイド孔内に爪開閉部材を備え、前記内側空間に潤滑油を封入した状態で、チャック本体に備えた駆動部材により、各爪開閉部材に取付けた把握爪をチャック半径方向に移動させるようにした密閉形チャックにおいて、本体前部材と本体後部材との接合部の、前記内側空間からチャック半径方向外方に環状溝を設け、その環状溝によって各ガイド孔を連通し、チャック回転時に内側空間と何れかのガイド孔内にある潤滑油が、環状溝を通って他のガイド孔に分散するようにしたことを特徴とする密閉形チャック。
前記本体前部材と本体後部材との接合部を、本体前部材に設けた取付孔に本体後部材を嵌入して構成し、前記環状溝を取付孔の内径と端面との交差部に形成したことを特徴とする請求項１に記載の密閉形チャック。
前記チャック本体の内側空間に潤滑油を給油する給油孔を設け、その給油孔と前記環状溝を連通する潤滑油流路を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の密閉形チャック。