JP2011093012A

JP2011093012A - カウンターウエイトを備えた一つ爪チャック

Info

Publication number: JP2011093012A
Application number: JP2009246910A
Authority: JP
Inventors: Naoki Hosogai; 直樹細貝
Original assignee: Kitagawa Iron Works Co Ltd
Current assignee: Kitagawa Iron Works Co Ltd
Priority date: 2009-10-27
Filing date: 2009-10-27
Publication date: 2011-05-12

Abstract

【課題】工作機械に用いられるワークを把持するチャックに関し、特にカウンターウエイトを備えた一つ爪チャックにおいて、上爪とカウンターウエイトを繋ぐマスタージョーで回転軸芯に形成する貫通穴を塞ぐことになり、貫通穴を形成できず長尺物のワークを把持することができない。
【解決手段】前記マスタージョーの一端側へ上爪へを接続し、他端側を二股に分かれて構成し、二股に分かれた他端側の先端へ各々カウンターウエイトを備え、前記カウンターウエイトが上爪の回転軸芯に対して対称側へ配置されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、工作機械に用いられるワークを把持するチャックに関し、特にカウンターウエイトを備えた一つ爪チャックの構造に関する。

金属部材に切削加工などを行なう工作機械には、ワークを把持して回転運動するチャックが備えられており、工作機械はチャックの回転により、ワークが回転することでワークへ様々な加工を行なっている。
これらのチャックには、従来から、チャックが高速回転すると遠心力が爪に作用し、爪のワークを把握する力が低下する問題があった。
この遠心力の影響を補償するために、チャックへカウンターウエイトを設けることによって、カウンターウエイトに作用する遠心力で爪への遠心力の作用を抑えるようにしている。

このようなチャックとして、例えば特開平７−５１９０８号公報（特許文献１）に開示のものがある。このチャックでは、プランジャの回転軸方向の駆動によりチャック半径方向へ移動する上爪有し、この上爪を保持するマスタージョーを半径方向へ引き伸ばし、該上爪とはワークを挟んで反対側の端部にカウンターウエイトを設けていた。
また、特開昭６２−１４８１０５号公報（特許文献２）に開示のチャックは、回転による遠心力を作用させることでワークに対する初期把持力と回転中の把持力の差を軽減していた。

特開平７−５１９０８号公報特開昭６２−１４８１０５号公報

しかしながら、前記従来技術のチャックにおいては、チャック本体の回転軸であるボディ中央部にかかるようにマスタージョーが半径方向に配設されている。そのため、パイプや軸などの長尺物のワークを把持する際に用いられるボディ中心部位へ貫通穴を有する中空チャックの場合、貫通穴をマスタージョーで塞ぐことになり、貫通穴を形成できない。
したがって、前述のような構造のチャックは長尺物のワークを把持することができない。

前述の課題を解決するため、本発明は、ボディと、チャック回転軸芯の前後方向へ移動可能なプランジャと、該プランジャへレバーにより接続されプランジャの移動に伴い半径方向へ移動する上爪と、該上爪の回転軸芯に対して対称位置に配置される固定爪を備える一つ爪チャックにおいて、前記上爪へ一端側を接続し他端側を二股に分かれて構成するマスタージョーと、該マスタージョーの二股に分かれた他端側の先端へ夫々に接続する２つのカウンターウエイトを備え、前記カウンターウエイトが上爪の回転軸芯に対して対称側へ配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、一つ爪チャックにおいて、マスタージョーがチャックのボディ中央部を貫通せずに貫通穴の周囲へ配設されている。
そのため、ワークの形状に限定されずにカウンターウエイトの遠心力が貫通穴の有無に関係なくマスタージョーを介して上爪へ伝達することができる。

これにより、貫通穴を有するチャックにおいてワークの把持力が遠心力の影響により減少することなく、確実に把持することができ、チャックの回転中でも安全に加工作業を行なうことができる。
また、カウンターウエイトを備えて遠心力の作用を上爪へ作用させるチャックにおいてもボディへ貫通穴を設けることが可能となり、パイプや軸などの長尺物のワークを把持することができ、多様な加工を実施することが容易となる。

本発明の実施例の正面図である。図１のＡ−Ａ断面図である。図２のＢ−Ｂ断面図である。本発明の実施例のチャックに働く遠心力の作用図説明図である。

以下に本発明の実施の形態について図を用いて説明する。
図１〜３に示すように、チャック本体のボディ６には、ワーク３を把持するためにチャックの半径方向へ移動する上爪２と、この上爪２を可動させるプランジャ７と、チャックに固定される固定爪４が設けられている。
固定爪４はボディ６の回転軸方向の前方へ備えられており、ボディ６へ固定されている。

プランジャ７は、チャックの回転軸芯と同心にボディ内方へ組み込まれている。プランジャ７は、図示しないシリンダなどの外部駆動源により回転軸芯の前後方向へ移動可能になされ、プランジャ７の軸芯方向の移動に伴いレバー８を介して上爪２を半径方向へ移動するようになされている。
レバー８は、一端側をプランジャ７に連結し、他端側はマスタージョー１を介して上爪２に連結されており、プランジャ７の動きをマスタージョー１及び上爪２へ伝達しプランジャ７の移動と上爪２の移動を連動するようになされている。

マスタージョーは、ボディ６の内方へ組み込まれ、プランジャ７の軸芯方向の動きをレバー８を介して半径方向の動きに変換されて移動し、上爪２の半径方向への移動として伝達する。
上爪２は、チャックのボディ６の前面へ半径方向に設けられた案内溝の沿って挿入されており、上爪２は、案内溝にガイドされて、チャックの半径方向へ摺動可能になされている。

上爪２の下端側はマスタージョー１の上面部に接続されており、マスタージョー１の半径方向の動きにより半径方向へ移動が行なわれる。
マスタージョー１は、一端側上面部に上爪２へ接続し、他端側下面部にカウンターウエイト５ａ、５ｂが接続されている。
図３に示すように、このマスタージョー１は、上爪２との接続部位を一端側として、半径方向へ伸長し、チャックのボディに形成される貫通穴１１を避けるようにして他端側を２分され二股に分かれている。

本実施例に記載のマスタージョー１は、Ｖ字型に形成されており、その分かれた分岐の間に貫通穴１１が設けられている。
そのため、貫通穴１１がマスタージョー１に遮られることなく、チャック前面から後端まで完全に貫通させて穴部分を形成でき、中空チャックとすることができる。
分岐したマスタージョー１の２つの他端側へそれぞれカウンターウエイト５ａ、５ｂが接続されている。

このカウンターウエイト１は、回転軸芯に対して上爪２と対向する側の半径方向外方へ設けられている。
カウンターウエイト５ａ、５ｂは、チャックが回転すると、チャックの回転外方へ向けて作用する遠心力Ｆが発生するような重量を備えている。

本実施例では、一端側をひとつにし他端側を２つにするマスタージョー１の形状は、２つの直線部分で構成され一端部で鋭角に交差するＶ字型に形成されているが、本発明はこれに限定するものではなく、貫通穴の外方部を囲むように曲線部分で構成されるＹ字型やＵ字型、３つの直線部分で構成されるコの字型などに形成されて一端側をひとつにし他端側を２つにするように分岐され、貫通穴を回避されてあればよい。

次に本実施例の作用について説明する。
本実施例のチャックにおいて、図示しない駆動源であるシリンダの作動により、プランジャ７が回転軸芯方向の前方へ移動される。
このプランジャ７の軸芯方向の移動がレバー８を介してマスタージョー１へ伝達され、マスタージョー１が半径方向内方へ移動される。マスタージョー１へ接続された上爪２は、マスタージョー１の動きに伴って同様に半径方向内方へ移動され、ワーク３が固定爪４と上爪２によって挟持される。

このワークを把持した状態でチャックが回転して、ワークの加工工程が行なわれる。
この時、チャックが回転動作を行うと、前述のようなチャックを構成する各部位へ回転による遠心力が発生する。

図４はチャックに働く遠心力の作用説明図を示している。
図４には、ワーク３が上爪２と固定爪４に把持された状態になされている。このチャックが回転状態となると、各部所へ回転中心の外方へ向けて中心から遠ざかる方向に遠心力Ｆが作用する。
チャックの回転がより高速回転となると、発生する遠心力Ｆも大きくなり、これがチャックのワーク把持力を低下させる要因となっている。

図４において、本発明のチャックに作用する遠心力を見てみると、F1は上爪２および上爪２と接続しているマスタージョー１にかかる遠心力を示し、F2はカウンターウエイト５ａにかかる遠心力を、F3はカウンターウエイト５ｂにかかる遠心力を、F4は二つのカウンターウエイト５ａ、５ｂにかかる遠心力の合力Ｆ２＋Ｆ３をそれぞれ示している。

上爪２に発生する遠心力Ｆ１は、チャックの回転により回転外方へ向けて発生し、ワークを把持する上爪２に対してワーク把持力の作用方向と逆向きであるチャックの回転外方へ作用する。
そのため、上爪２のチャックの回転内方へのワーク把持力を減少させ、チャックの把持力がチャックの回転中に低減してしまう。

本発明においては、上爪２はマスタージョー１を介して２つのカウンターウエイト５ａ、５ｂと連結されており、チャックの回転によりカウンターウエイト５ａ、５ｂに作用する遠心力が上爪２へ同様に作用するため、上爪２にはカウンターウエイト５ａに加わる遠心力Ｆ２と、カウンターウエイト５ｂに加わる遠心力Ｆ３が作用する。
このカウンターウエイト５ａ、５ｂに加わる遠心力Ｆ２とＦ３の合力がＦ４として上爪２へ作用することとなる。

本発明は、カウンターウエイト５ａ、５ｂをチャックの回転軸芯に対して、上爪２に対向する側へ配置することで、カウンターウエイト５ａに作用する遠心力Ｆ２とカウンターウエイト５ｂに作用する遠心力Ｆ３との合力であるＦ４が上爪へ作用する。
この遠心力の合力Ｆ４が、上爪２へ作用する遠心力Ｆ１に対して打ち消す方向へ働き、これにより、チャックの回転時に発生する遠心力による把持力低下を抑えることが可能となる。

１マスタージョー
２上爪
４固定爪
５カウンターウエイト
６ボディ
７プランジャ
１１貫通穴

Claims

ボディと、チャック回転軸芯の前後方向へ移動可能なプランジャと、該プランジャへレバーにより接続されプランジャの移動に伴い半径方向へ移動する上爪と、該上爪の回転軸芯に対して対称位置に配置される固定爪を備える一つ爪チャックにおいて、前記上爪へ一端側を接続し他端側を二股に分かれて構成するマスタージョーと、該マスタージョーの二股に分かれた他端側の先端へ夫々に接続する２つのカウンターウエイトを備え、前記カウンターウエイトが上爪の回転軸芯に対して対称側へ配置されていることを特徴とする一つ爪チャック。
前記ボディが回転軸芯部位へ貫通穴を有することを特徴とする請求項１に記載の一つ爪チャック。
前記マスタージョーが、Ｖ字型の二股を形成することを特徴とする請求項１または２に記載の一つ爪チャック。