JP2717617B2 - 広範囲カムロックチャック - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は把持可能寸法範囲の広い
カムロックチャックに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動調心性を有するフローティン
グチャックとして構造が簡単で、軽量な上に把持時にワ
ークに加わる反力が少なくワークを曲げる量が少ないと
いう理からカムロックチャックが多く用いられている
が、このカムロックチャックは把持可能な寸法範囲が狭
いため、少し段差の大きい段付ワークは反転把持するこ
とができないという欠点を有していたので、実公昭６２
−０３４６４８号で公知の技術を開発した。このものは
図３に示すように、爪体１０１のワークＷに接触するカ
ム部１０１ａ，１０１ｂが二段に分かれており、一方の
カム部１０１ａでワークの小径側を、他方のカム部１０
１ｂで大径側を把持するようにしたものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べた実
公昭６２−０３４６４８号の技術は、両端の把持径が異
なる段付ワークの反転把持を目的とするもので、特定の
二つの把持径に対してのみ有効であり、把持径が少し変
わっても使用できないという問題を有していた。本発明
は従来の技術の有するこのような問題点に鑑みなされた
ものであり、その目的とするところは長ストローク形パ
ワーチャック並みの把持可能寸法範囲を確保し、ワーク
の撓みを最小限に抑えて把持することのできるカムロッ
クチャックを提供しようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明における広範囲カムロックチャックは、主軸と
同心に回転可能に設けられたプーリと共に回転する部材
に固定され外周にラチェット用爪車を有し側面に内歯車
を有する第１リングと、前記プーリと共に回転する部材
に回転可能かつ回転面内においてフローティング可能に
設けられ外周に凹溝を有する第２リングと、該第２リン
グの円周上等分位置に回転可能に支持され前記内歯車と
バックラッシュを有して噛合する複数の小歯車と、前記
第２リングを挟んで該小歯車の中心軸端に嵌着されワー
ク接触部の回転中心からの距離がそれぞれ異なる渦巻状
のカム爪と、前記凹溝に必要に応じてレバー先端の凸爪
を係合させて前記第２リングの回転を阻止する手段と、
前記ラチェット用爪車と係合して前記カム爪がワーク把
持を解除する方向に前記第１リングを回動させる手段と
を含んでなり、渦巻状のカム爪を３６０°近く旋回可能
にしたものである。

【０００５】

【作用】ワークアンクランプ時には一方の油圧シリンダ
により回し止め用レバーの凸爪を第２リングの凹溝に係
合させて回転を阻止した状態で、他方の油圧シリンダの
ピストンロッドを前進してラチェットを爪車と係合さ
せ、第１リングを回して内歯車，小歯車を介してカム爪
を開く方向に旋回させ、ワークＷの把持を解放する。
ワーククランプ時には他方の油圧シリンダのピストンロ
ッドを後退させて、ラチェットが爪車から離れると、ば
ねにより第１リングがカム爪がワークを把持する方向に
回り始める。ここで主軸を低速回転させると第１リング
が同一方向にモータの力で回転し、カム爪が旋回してワ
ーク接触面がワークに当接し、楔効果でワークを強力に
把持し、モータがロックされた状態となり、電流が増し
てトルクリミッタから信号が出る。この信号で凸爪が凹
溝から外れて回転可能となり、モータが所定回転してワ
ークをドライブする。

【０００６】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図１は円筒研削盤の主軸先端に本発明のカムロック
チャックを取付けた図で、主軸台１に主軸２が嵌着され
ており、主軸２の先端部に複数の軸受４を介してプーリ
３が回転可能に支持され、プーリ３は主軸台１に固着の
モータ５によりベルト６を介して回転される。主軸２の
先端テーパ穴にはセンタ７が装着され、プーリ３の端面
に鍔付スリーブ８が同心に固着されており、センタ７は
この鍔付スリーブ８の中心穴を遊に貫通して先端が突出
している。鍔付スリーブ８にカラー９を介して第１リン
グ１１が同心に嵌着されており、第１リング１１の外周
は等ピッチのラチェット用爪車に形成され、側面に３の
倍数個の歯数の内歯車１３が一体に設けられている。

【０００７】更に鍔付スリーブ８の先端には第２リング
１４が回転可能かつ回転面内においてフローティング可
能に設けられており、第２リング１４の外周に凹溝１４
ａが等ピッチに刻設されている。更に第２リング１４に
は円周上三等分位置に中心軸１５を一体に有する小歯車
１６が回転可能に支持されており、小歯車１６は多目の
バックラッシュを有して内歯車１３と噛合している。中
心軸１５の先端にワークＷとの接触部の回転中心からの
距離がそれぞれ異なる渦巻状のカム爪１７が嵌着されて
おり、カム爪１７と小歯車１６の歯筋は三組とも同一位
相になるよう組付けられている。そして第１リング１１
と第２リング１４の相互回転により三個のカム爪１７の
ワーク接触部の回転中心からの距離が常に等しくなるよ
う位相を保って回転するようになっており、第１リング
１１と第２リング１４はねじりばね１８により常時カム
爪１７がワークを把持する方向に付勢されている。更
に、第１リング１１の外周に第２リング１４側面の突起
１９と当接してカム爪１７が開放端及び閉止端を越えて
回転しないよう阻止するストッパ２１が固着されてい
る。

【０００８】主軸台１の側面には第２リング固定用の油
圧シリンダ２２が固着されており、ピストンと一体のピ
ストンロッド２３の先端部は、ピン２４により旋回可能
に支持される回り止めレバー２５の中央部を貫通し、先
端にナットが螺着され回り止めのレバーの先端に凹溝１
４ａに係脱自在に係合する凸爪２５ａが一体に形成さ、
回り止めレバー２５とピストンロッド２３の間にばね２
６が介装されている。従って回り止めレバー２５の凸爪
２５ａが凹溝１４ａと係合する際には、ばね２６がクッ
ションとなって円滑に係合が行われるようになってお
り、係合確認用のドッグ２７と近接スイッチＬＳ１及び
係合解除確認用リミットスイッチＬＳ２が取付けられて
いる。

【０００９】更に主軸台１の側面には油圧シリンダ２８
がピン２９により旋回可能に支持されており、ピストン
と一体のピストンロッド３１の先端は、主軸台１の側面
に主軸２と同心に固着されたガイドリング３２に回転可
能に支持されているラチェットホルダ３３に、ピン３４
により旋回可能に連結されている。ラチェットホルダ３
３にはラチェット３５がピン３６により旋回可能に支持
され、ラチェット３５の先端爪部はねじりばねにより時
計回りの旋回力を与えられてラチェット用爪車１２と係
合するようになっており、ピストンロッド３１の後退端
においてラチェット３５の爪部を爪車１２から離す隔離
板３７が取付けられている。油圧シリンダ２８は長スト
ローク用と短ストローク用の二つのシリンダを同心に有
すダブルシリンダに形成されており、ピストンロッド３
１の後端にドッグ３８が固着され、ドッグ対応位置に後
退端を検出するリミットスイッチＬＳ３と、短ストロー
ク前進端を検出するリミットスイッチＬＳ４及び長スト
ローク前進端を検出するリミットスイッチＬＳ５が取付
けられている。

【００１０】更に第２リング１４には外周三等分位置に
リード溝を有するリング４１が同心に固着され、第１リ
ング１１の円周上三等分位置に穿設されている軸方向の
穴に軸方向移動可能に嵌挿されているピン４２の先端が
リード溝に係合されており、ピン４２の後端にリング状
のドッグ４３が固着されている。更にこのドッグ４３の
後退端即ちカム爪１７の開放側回転端を検出する近接ス
イッチＬＳ６が設けられている。油圧シリンダ２２には
電磁切換弁４４を介して圧油が供給され、油圧シリンダ
２８には電磁切換弁４５，４６及びパイロット付チェッ
ク弁４７〜４９を介して圧油が供給されるようになって
いる。パイロット付チェック弁５１は先止まりでチェッ
ク弁４９にパイロット圧を供給するためのものであり、
先止まり管としてパイロット圧供給管を付ければ必ずし
も必要でない。

【００１１】続いて本実施例の作用について説明する。
ワークＷの研削加工が終わり、砥石台後退端のＯＮ信号
により主軸モータが低速回転に切り換えられる共に、電
磁切換弁４４のＳＯＬ１が励磁されて油圧シリンダ２２
の後室に圧油が送られ、ピストンロッド２３が前進して
回り止めレバー２５が係合方向に旋回する。そしてばね
２４が撓み一定圧で回り止めレバー２５先端の凸爪２５
ａを第２リング外周に押し付けた状態になり、凹溝１４
ａに係合し、主軸２の回転が停止して、近接スイッチＬ
Ｓ１から確認信号が出力される。

【００１２】この信号で電磁切換弁４５，４６のＳＯＬ
２とＳＯＬ５が励磁されて、弁４５が右側位置に、弁４
６が左側位置に同時に切換わり、油圧シリンダ２８の短
ストローク用シリンダ２８ａの後室と、長ストローク用
シリンダ２８ｂの前室に同時に圧油が供給され、両シリ
ンダ２８ａ，２８ｂの径の差による推力差でピストンロ
ッド３１が前進する。そしてラチェット３５が爪車１２
と係合して第１リングを反時計方向に旋回し、内歯車１
３，小歯車１６を介してカム爪１７が開く方向に回転し
て、ワークＷを開放し、やがてカム爪１７が限度まで開
くと近接スイッチＬＳ６から信号が出力されて、ＳＯＬ
２とＳＯＬ５が同時にオフとなり、電磁切換弁４５，４
６が中立位置に切換わり、チェック弁４７，４９により
圧油がシリンダ内に封じ込まれて第１シリンダ１１の旋
回が停止する。

【００１３】次いで図示しない心押センタが後退してワ
ークの着脱が行われたのち、電磁切換弁４５，４６のＳ
ＯＬ２とＳＯＬ４が同時に励磁されて弁４５が右側位置
に、弁４６が右側位置に切換わり、短ストローク用シリ
ンダ２８ａの後室がリタン管路に連通され、同時に長ス
トローク用シリンダ２８ｂの前室に圧油が供給されてピ
ストンロッド３１が後退し、ラチェット３５が隔離板３
７により爪車１２から離れ、リミットスイッチＬＳ３か
ら確認信号が出力される。この信号でモータ５が低速回
転し、ねじりばね１８により既に戻りかけている第１リ
ングがモータの力で反時計方向に回転され、カム爪１７
が閉じる方向に回転してワーク接触面がワークＷに当接
し、第２リング１４のフローティングによりワークを撓
ませることなく楔効果で強力に把持する。そしてモータ
５がロック状態となって電流値が上昇し、これをトルク
リミッタで検出して電磁切換弁４４のＳＯＬ１がオフと
なり、弁４４が左側位置に切換わり、油圧シリンダ２２
の前室に圧油が供給されて凸爪２５ａが凹溝１４ａから
離れてカムロックチャックの回転が自由となり、モータ
５が所定速度で回転され、ワークＷが把持された状態で
ドライブされて研削加工が行われる。

【００１４】尚、ワークの把持径が小さくカム爪１７の
閉じ端近くの位置に把持する場合、又は朝の始動時或い
はワーク変更後の初品研削時等には、カム爪１７が閉じ
端又は閉じ端近くまで戻っているので、油圧シリンダ２
８の短ストローク用シリンダ２８ａでは開きが少ないた
め、長ストローク用シリンダ２８ｂにより開きを大きく
する。この場合は電磁切換弁４５，４６のＳＯＬ３及び
ＳＯＬ４を同時に励磁して、弁４５を左側位置に、弁４
６を右側位置に切換え、短ストローク用シリンダ２８ａ
の後室をリタン管路に連通し、同時に長ストロークシリ
ンダ２８ｂの後室（短ストロークシリンダの前室）に圧
油を供給してピストンロッド３１を大きく前進させ、カ
ム爪１７を３６０°近くまで旋回できるようにする。ピ
ストンロッド３１の後退は短ストロークシリンダのとき
と同一の弁切換え位置である。

【００１５】

【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、次に記載する効果を奏する。カム爪を３６０°近く
旋回できる構造としたので、ロングストローク形パワー
チャック並みの把持可能寸法範囲となり、両端部の把持
径の異なる多段ワークの反転加工が可能なのは勿論、ワ
ーク変更時の段取変えが少なくなる。またフローティン
グ部の軽いカムロック式としたので、ワークに与える曲
げ作用が少なく、ワークの振れを最小限に抑えることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】円筒研削盤の主軸に取付けられた本実施例の広
範囲カムロックチャックの正面断面図である。

【図２】図１の側面断面図である。

【図３】従来のカムロックチャックの側面図である。

【符号の説明】

１ 主軸台 ２ 主軸 ３ プーリ １１ 第１リ
ング １３ 内歯車 １２ 爪車 １４ 第２リング １４ａ 凹溝 １５ 中心軸 １６ 小歯車 １７ カム爪 ２２〜２８
圧油シリンダ ２５ 回り止めレバー ２５ａ 凸爪 ３５ ラチェット Ｗ ワーク

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸と同心に回転可能に設けられたプー
   リと共に回転する部材に固定され外周にラチェット用爪
   車を有し側面に内歯車を有する第１リングと、前記プー
   リと共に回転する部材に回転可能かつ回転面内において
   フローティング可能に設けられ外周に凹溝を有する第２
   リングと、該第２リングの円周上等分位置に回転可能に
   支持され前記内歯車とバックラッシュを有して噛合する
   複数の小歯車と、前記第２リングを挟んで該小歯車の中
   心軸端に嵌着されワーク接触部の回転中心からの距離が
   それぞれ異なる渦巻状のカム爪と、前記凹溝に必要に応
   じてレバー先端の凸爪を係合させて前記第２リングの回
   転を阻止する手段と、前記ラチェット用爪車と係合して
   前記カム爪がワーク把持を解除する方向に前記第１リン
   グを回動させる手段とを含んでなり、渦巻状のカム爪を
   ３６０°近く旋回可能にしたことを特徴とする広範囲カ
   ムロックチャック。