JP2013255967A

JP2013255967A - チャック

Info

Publication number: JP2013255967A
Application number: JP2012133651A
Authority: JP
Inventors: Sachihiro Hayakawa; 祥弘早川
Original assignee: Howa Machinery Ltd
Current assignee: Howa Machinery Ltd
Priority date: 2012-06-13
Filing date: 2012-06-13
Publication date: 2013-12-26
Anticipated expiration: 2032-06-13
Also published as: JP5861835B2

Abstract

【課題】アンクランプ時に、把握爪が確実に所定の位置で保持されるようにしたチャックを提供する。
【解決手段】チャック本体２を構成する後ボディ４に溝部を設け、アンクランプ時に、駆動部材６の移動によりチャック半径方向に揺動する爪開閉部材１１に形成される傾斜面３７が前記溝部３９に嵌め込まれ、爪開閉部材１１の軸線回りの回動が防止されるようにしたので、アンクランプ時に、把握爪１７や爪開閉部材１１にワークＷ等の衝撃による衝撃力が加わっても、駆動部材６が移動しない限り爪開閉部材１１の軸部１９の傾斜面３６が溝部３９から離れないので、確実に把握爪１７を所定の位置で保持し続けることができる。
【選択図】図８

Description

本発明は、チャック軸線方向に移動可能な駆動部材により爪開閉部材をチャック半径方向に揺動させて成るチャックに関する。

従来、チャック本体に、チャック半径方向に揺動可能な爪開閉部材を設け、爪開閉部材の先端には把握爪が装着され、チャック軸線方向に移動可能な駆動部材により爪開閉部材をチャック半径方向に揺動させ、把握爪によってワークをクランプ、アンクランプするようにしたチャックが知られている。そして、引用文献１記載のように、揺動部材（爪開閉部材）に設けた孔に左右一対のピンをはめ、このピンの先端部をばねによりベアリングレース（支持部）に形成される斜面に押し込むことで、アンクランプ時に、揺動部材が所定の位置で保持されるようになっている。また、ワークをクランプする時に、ワークの外形が真円でない場合や、ワークの軸芯がチャック軸線からずれている場合には、把握爪の一方の側部が他方の側部より先にワークの外周面に当接するので、前記左右のピンがばね力に抗して後退して前記他方の側部がワークに当接するまで揺動部材が軸線回りに回動するようになっている。

実開平５−４９２０７号公報

上記のチャックでは、左右のピンの間にロッドを介在させ、ワークをクランプする時に、ワークの外形が真円でない場合や、ワークの軸芯がチャック軸線からずれている場合には、揺動部材の回動によって左右のピンがばね力に抗して前記ロッドに当接するまで後退する。そのロッドは、ロッドに左右のピンが当接した時に、ピンの先端部とベアリングレースの斜面とを係合させる長さである。従って、アンクランプ時には、ばねにより左右のピンの先端部がベアリングレースの斜面に押し付けられ、揺動部材が軸線回りに回動して所定の位置に戻るようになっている。ところが、ワークの外形が真円でない場合や、ワークの軸芯がチャック軸線からずれている場合には、ワークのクランプ、アンクランプを繰り返していると、左右のピンが繰り返しロッドに当接してロッドが磨耗や破損するおそれがあった。また、ばねのばね力に抗して左右のピンが繰り返し後退していると、ばねに繰り返し荷重がかかり、所定のばね力を維持できないおそれがあった。

よって、ロッドやばねが上記のような状態であると、アンクランプ時に、把握爪や揺動部材にワーク等の衝突による衝撃力が加わった場合には、ピンの先端部と斜面との係合が解除する状態まで揺動部材が軸線回りに回動してしまい、ばねによって左右のピンを外方へ付勢しても、ピンの先端部をベアリングレースの斜面に押し付けることができず、揺動部材を所定の位置に戻すことができなかった。そして、アンクランプ時に、把握爪を所定の位置で保持できないために、複数の把握爪によるワークを挿入する空間が形成されず、次のワークをクランプ出来なくなる問題があった。
そこで本発明の課題は、上記問題点に鑑み、アンクランプ時に、把握爪が確実に所定の位置で保持されるようにしたチャックを提供することを目的とする。

本発明は、チャック本体に、チャック半径方向に揺動可能な爪開閉部材を設け、爪開閉部材の先端には把握爪が装着され、チャック軸線方向に移動可能な駆動部材により爪開閉部材をチャック半径方向に揺動させ、把握爪によってワークをクランプ、アンクランプするようにしたチャックにおいて、チャック本体を構成する後ボディに溝部を設け、アンクランプ時に、駆動部材の移動によりチャック半径方向に揺動する爪開閉部材に形成される傾斜面が前記溝部に嵌め込まれ、爪開閉部材の軸線回りの回動が防止されるようにしたことを特徴とする。具体的には、前記爪開閉部材の軸部には二面幅と一対の傾斜面が連設され、後ボディには爪開閉部材の軸部を案内する案内溝が設けられ、クランプ時に、案内溝と二面幅との隙間の範囲内で爪開閉部材の軸線回りの回動を可能にし、アンクランプ時に、駆動部材の移動により案内溝に連設される溝部に前記傾斜面が嵌め込まれ、爪開閉部材の軸線回りの回動が防止されるようにしたことを特徴とする。更に、案内溝の両端には、爪開閉部材に形成される一対の傾斜面が嵌め込まれる溝部が設けられていることを特徴とする。

本発明では、チャック本体を構成する後ボディに溝部を設け、駆動部材の移動によりチャック半径方向に揺動する爪開閉部材に形成される傾斜面が前記溝部に嵌め込まれ、爪開閉部材の軸線回りの回動が防止されるようにしたので、アンクランプ時に、把握爪や爪開閉部材にワーク等の衝撃による衝撃力が加わっても、駆動部材が移動しない限り爪開閉部材の軸部の傾斜面が溝部から離れないので、確実に把握爪を所定の位置で保持し続けることになる。また、爪開閉部材の軸部には二面幅と一対の傾斜面が連設され、後ボディには爪開閉部材の軸部を案内する案内溝が設けられ、クランプ時に、案内溝と二面幅との隙間の範囲内で爪開閉部材の軸線回りの回動を可能にし、アンクランプ時に、駆動部材の移動により案内溝に連設される溝部に傾斜面が嵌め込まれ、爪開閉部材の軸線回りの回動が防止されるようにしたので、クランプ時に軸線回りに回動した爪開閉部材を、アンクランプ時には所定の位置に戻し、複数の把握爪によるワークを挿入する空間を形成することになる。更に、案内溝の両端には、爪開閉部材に形成される一対の傾斜面が嵌め込まれる溝部が設けられているので、爪開閉部材の装着方向の変更により、ワークの外径をクランプするチャックや、ワークの内径をクランプするチャックであっても、アンクランプ時に、複数の把握爪によるワークを挿入する空間を確実に形成することになる。

本実施形態のチャックを示す図である。図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。爪開閉部材を示す図である。把握爪をチャック半径方向の外方に揺動させた状態を示す図である。図５の状態から、爪開閉部材を前方に移動させた状態を示す図である。図２のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。図５、６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。他の実施形態を示す図である。図９のＸ−Ｘ線断面図である。

図１に示すチャック１のチャック本体２は、図示しない取付ボルトによって前ボディ３の後端面を後ボディ４で塞ぎ、内側に内部空間５が形成されている。チャック本体２のチャック軸線ＣＬ上には駆動部材６が配置され、図示しない駆動源によりチャック軸線ＣＬ方向の前、後方へ移動するようになっている。駆動部材６は、軸形状の案内部材６ａに、後述する各爪開閉部材１１に対応するように形成した係合部材６ｂが取り付けられたものである。前ボディ３にはガイド孔７が穿設され、そのガイド孔７に前記駆動部材６の先端部が案内されている。また、このガイド孔７を前ボディ３前面から塞ぐようにストッパ部材８が取り付けられている。前ボディ３には、複数（本実施形態では３つ）の段付きの支持孔９が円周方向に等間隔に穿設されている。各支持孔９の小径孔側は前記内部空間５に連通し、大径孔側は前ボディ３の前面に開口している。各支持孔９には段付き形状の支持部１０が固着され、各支持部１０にはチャック半径方向に揺動するように爪開閉部材１１が夫々設けられている。各支持部１０にはシール部材１２が配設され、支持孔９の大径孔を塞ぐように蓋部材１３が取り付けられている。

前記支持部１０の内周には、爪開閉部材１１に形成した球状部１４と同一径の内周面１５及び、爪開閉部材１１の球状部１４と同一径の球面１６が形成されている。爪開閉部材１１は先端に把握爪１７の取付け部１８が形成され、その取付け部１８に前記球状部１４、軸部１９が連設されている。軸部１９には、後述する貫通孔２４に向けて装着孔２０が設けられ、その装着孔２０に付勢機構２１の付勢部材２２が摺動自在に装着されている。付勢機構２１は付勢部材２２とバネ部材２３とから成り、付勢部材２２と前記装着孔２０の底面との間にバネ部材２３を介在させ、付勢部材２２を後ボディ４に当接させることでバネ部材２３のバネ力により爪開閉部材１１がチャック本体２の前方へ移動するようになっている。球状部１４には、チャック軸線ＣＬと直交する方向に貫通孔２４が設けられている。その貫通孔２４に、貫通孔２４との間に隙間Ｓ１を形成するような軸径を有する軸部材２５が挿通されている。図３に示すように、軸部材２５の両端は支持部１０に夫々保持されている。このことから、爪開閉部材１１は軸部材２５に対して前、後方へ移動可能となっている。また、爪開閉部材１１は、前記隙間Ｓ１の範囲内で支持孔９の軸線を中心に揺動することができる。

爪開閉部材１１の先端の取付け部１８には、断面Ｔ字のナット溝２６が形成されている。取付け部１８の当接面１８ａに保持部材２７を当接させ、前記ナット溝２６に挿入した凸状のナット部材２８にボルト部材２９を捩じ込むことで、保持部材２７が取付け部１８に取付けられる。その保持部材２７にワークＷの外周面に対応する把持面１７ａが形成された把握爪１７が取付けられている。爪開閉部材１１の軸部１９は、駆動部材６に旋回可能に取付けられたロッカボール３０に摺動自在に嵌め込まれている。駆動部材６によりロッカボール３０はチャック軸線ＣＬ方向の前、後方へ移動し、そのロッカボール３０の作動により爪開閉部材１１の先端の把握爪１７はチャック半径方向の外、内方に揺動するようになっている。

前記爪開閉部材１１の軸部の装着孔２０から貫通孔２４に向けてネジ部３１ａを備えた取付孔３１が設けられている。その取付孔３１には、爪開閉部材１１の移動量Ｌを調整可能な調整機構３２が備えられている。調整機構３２は、調整部材３３、球部材３４、ネジ部材３５とから成る。取付孔３１の先端側には摺動自在に調整部材３３が装着され、ネジ部３１ａに捩じ込んだネジ部材３５を球部材３４を介して前記調整部材３３に係合させ、ネジ部材３５を捩じ込むことで調整部材３３の先端が貫通孔２４内へ突出するようになっている。よって、爪開閉部材１１に備えた調整機構３２の調整部材３３の先端と軸部材２５との距離が爪開閉部材１１の前方への移動量Ｌとなり、具体的には、貫通孔２４内への突出量を増やせば爪開閉部材１１の前方への移動量Ｌが小さく、貫通孔２４内への突出量を減らせば爪開閉部材１１の前方への移動量Ｌは大きくなる。また、調整部材３３の先端には、軸部材２５に係合可能な円弧状の凹溝３３ａが形成され、その円弧状の凹溝３３ａと軸部材２５とが面当りするようになっている。

爪開閉部材１１の軸部１９には二面幅３６と一対の傾斜面３７が連設されている。後ボディ４には、爪開閉部材１１の軸部１９を案内する案内溝３８が設けられている。案内溝３８と前記二面幅３６との間には隙間Ｓ２が形成されている。隙間Ｓ２は上記した貫通孔２４と軸部材２５の間の隙間Ｓ１より小さいので、爪開閉部材１１は隙間Ｓ２の範囲内で軸線回りに回動可能となる。案内溝３８の両端には前記傾斜面３７が嵌め込まれる溝部３９が夫々設けられている。よって、駆動部材６の移動により爪開閉部材１１がチャック半径方向に揺動すると、図８に示すように、案内溝３８にある一対の傾斜面３７が一方の溝部３９に嵌り込むようになっている。本実施形態では、アンクランプ時に把握爪１７をチャック半径方向の外方に揺動させ、クランプ時に把握爪１７をチャック半径方向の内方に揺動させて成るワークＷの外径をクランプするチャック１であるが、図９に示すように、前記爪開閉部材１１の装着方向を変更し、アンクランプ時に把握爪１７Ａをチャック半径方向の内方に揺動させ、クランプ時に把握爪１７Ａをチャック半径方向の外方に揺動させて成るワークＷ１の内径をクランプするチャック１Ａであっても、図１０に示すように、アンクランプ時には、案内溝３８にある爪開閉部材１１の一対の傾斜面３７がもう一方の溝部３９に嵌り込むようになっている。

上記構成のチャック１の動作について説明する。チャック本体２は取付ボルト５０により旋盤等の主軸部５１前端に固着され、主軸部５１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５１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（図示しない）を介して駆動部材６が連結され、ピストンの作動により駆動部材６がチャック軸線ＣＬ方向の前、後方に移動するようになっている。ワークＷをクランプする前には、図５に示すように、駆動部材６をチャック軸線ＣＬ方向の前方に移動させ、ロッカボール３０の作動により爪開閉部材１１の先端の把握爪１７をチャック半径方向の外方に揺動させると共に、図６に示すように、調整機構３２の調整部材３３の先端が軸部材２５に当接するまで、付勢機構２１により爪開閉部材１１を支持部１０の内周面１５に沿って前方に移動させる。図８に示すように、爪開閉部材１１の軸部１９は案内溝３８から溝部３９に向って移動し、一対の傾斜面３７が溝部３９に嵌め込まれ、爪開閉部材１１の軸線回りの回動が防止される。よって、把握爪１７が所定の位置で保持され、複数の把握爪１１によるワークＷが挿入される空間が、チャック本体２の前方に形成されることになる。

チャック本体２の前方の空間にワークＷが挿入されると、図６から図２に示すように、駆動部材６をチャック軸線ＣＬ方向の後方に移動させ、ロッカボール３０の作動により爪開閉部材１１の先端の把握爪１７をチャック半径方向の内方に揺動させると共に、図７に示すように、軸部１９を溝部３９から案内溝３８に向って移動させる。ワークＷの軸芯がチャック軸線ＣＬにある場合には、把握爪１７の把握面１７ａの両端が同時にワークＷの外周面に当接し、複数の把握爪１７によりワークＷがクランプされる。また、ワークＷの外形が真円でない場合や、ワークＷの軸芯がチャック軸線ＣＬからずれている場合には、把握爪１７の把握面１７ａの一方が他方より先にワークＷの外周面に当接するので、他方がワークＷの外周面に当接するまで爪開閉部材１１が軸線回りに回動し、把握爪１７の把握面１７ａがワークＷの外周面に当接することになる。その後、複数の把握爪１７によりワークＷがクランプされる。駆動部材６は後方に移動し続け、ロッカボール３０の作動によりワークＷをクランプした爪開閉部材１１を後方に移動させる。支持部１０の球面部１６に球状部１４が当接すると、駆動部材６の移動が停止すると共に、チャック本体２前面に固着されたストッパ部８にワークＷの端面が押し付けられる。その後、チャック本体２を回転させ、図示しない工具によってワークＷが加工される。ワークＷの加工が終了した後、図６に示すように、駆動部材６をチャック軸線ＣＬ方向の前方に移動させ、各爪開閉部材１１の先端の把握爪１７がチャック半径方向の外方に揺動し、ワークＷをアンクランプする。そして、チャック本体２の前方からワークＷが取り出され、次に加工するワークＷがチャック本体２の前方の空間に挿入された後、上記動作が繰り返し行われる。

以上のように、チャック本体２を構成する後ボディ４に溝部３９を設け、駆動部材６の移動によりチャック半径方向に揺動する爪開閉部材１１に形成される傾斜面３７が前記溝部３９に嵌め込まれ、爪開閉部材１１の軸線回りの回動が防止されるようにしたので、アンクランプ時に、把握爪１７や爪開閉部材１１にワークＷ等の衝撃による衝撃力が加わっても、駆動部材６が移動しない限り爪開閉部材１１の軸部１９の傾斜面３７が溝部３９から離れないので、確実に把握爪１７を所定の位置で保持し続けることができる。また、爪開閉部材１１の軸部１９には二面幅３６と一対の傾斜面３７が連設され、後ボディ４には爪開閉部材１１の軸部１９を案内する案内溝３８が設けられ、クランプ時に、案内溝３８と二面幅３６との隙間Ｓ２の範囲内で爪開閉部材１１の軸線回りの回動を可能にし、アンクランプ時に、駆動部材６の移動により案内溝３８に連設される溝部３９に傾斜面３７が嵌め込まれ、爪開閉部材１１の軸線回りの回動が防止されるようにしたので、クランプ時に軸線回りに回動した爪開閉部材１１を、アンクランプ時には所定の位置に戻し、複数の把握爪１７によるワークＷを挿入する空間を形成することができる。更に、案内溝３８の両端には、爪開閉部材１１に形成される一対の傾斜面３７が嵌め込まれる溝部３９が設けられているので、爪開閉部材１１の装着方向の変更により、ワークＷの外径をクランプするチャック１や、ワークＷ１の内径をクランプするチャック１Ａであっても、アンクランプ時に、複数の把握爪１７（１７Ａ）によるワークＷ（Ｗ１）を挿入する空間を確実に形成することができる。

１チャック
２チャック本体
４後ボディ
１１爪開閉部材
１７把握爪
１９軸部
３６二面幅
３７傾斜面
３８案内溝
３９溝部
Ｓ２隙間
Ｗワーク

Claims

チャック本体に、チャック半径方向に揺動可能な爪開閉部材を設け、爪開閉部材の先端には把握爪が装着され、チャック軸線方向に移動可能な駆動部材により爪開閉部材をチャック半径方向に揺動させ、把握爪によってワークをクランプ、アンクランプするようにしたチャックにおいて、チャック本体を構成する後ボディに溝部を設け、アンクランプ時に、駆動部材の移動によりチャック半径方向に揺動する爪開閉部材に形成される傾斜面が前記溝部に嵌め込まれ、爪開閉部材の軸線回りの回動が防止されるようにしたことを特徴とするチャック。
爪開閉部材の軸部には二面幅と一対の傾斜面が連設され、後ボディには爪開閉部材の軸部を案内する案内溝が設けられ、クランプ時に、案内溝と二面幅との隙間の範囲内で爪開閉部材の軸線回りの回動を可能にし、アンクランプ時に、駆動部材の移動により案内溝に連設される溝部に前記傾斜面が嵌め込まれ、爪開閉部材の軸線回りの回動が防止されるようにしたことを特徴とする請求項１記載のチャック。
案内溝の両端には、爪開閉部材に形成される一対の傾斜面が嵌め込まれる溝部が設けられていることを特徴とする請求項２記載のチャック。