JP2884863B2 - チャック爪自動交換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、チャックの爪装着溝
の延長線上に設けたロッドでチャックの爪を爪装着溝に
自動的に脱着するように構成したチャック爪自動交換装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の交換装置として、例え
ば、実開昭６３−４２４６号公報、特公昭６３−４１６
８２号公報、特公昭６２−１８２８２号公報等に開示さ
れた技術が知られているが、これらの装置においては、
爪係脱機構を操作する操作部と、爪を掛止する掛止部と
が異なる位置のロッドに配設され、それぞれ別個の駆動
機構で作動するように構成されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このため、従来技術に
よると、多数の部品が必要で装置全体が複雑化するばか
りでなく、操作部と掛止部との同期とりに時間がかかり
高速交換の妨げとなっていた。そこで、この発明の課題
は、簡単な構成で爪交換動作を高速化できるチャック爪
自動交換装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明においては、チャックの爪装着溝の延長
線に沿って移動可能かつその移動軸線の周りで回動可能
なロッドを備え、そのロッドによりチャックの爪を爪装
着溝に脱着するチャック爪自動交換装置において、ロッ
ドの先端に、ロッドの移動に伴いチャックの嵌合部に位
置決めされる位置決め部と、ロッドの回動に伴い爪の係
合部に掛止される掛止部と、ロッドの回動に伴い爪係脱
機構を操作する操作部とを配設するという手段が採られ
ている。

【０００５】

【作用】この発明の交換装置によれば、一本のロッド上
に位置決め部、掛止部及び操作部が配設されているの
で、それらの取付機構及び駆動機構が共通化され、装置
全体が少ない部品で簡単に構成される。また、掛止部及
び操作部はロッドの回動に伴い爪の掛止及び係脱動作を
連続的に行うので、同期とりのための時間が不用とな
り、爪交換時間が短縮される。しかも、このときロッド
は位置決め部にてチャックに振れ止めされているから、
掛止部及び操作部がそれぞれ確実に動作し、高速交換に
際し爪がロッドから脱落するおそれがない。

【０００６】

【実施例】以下、この発明を具体化した実施例を図面に
基づいて説明する。図１〜図３は第一実施例のチャック
爪自動交換装置を示すもので、図において、１は工作機
械の主軸台、２は主軸、３は主軸２に装着されたチャッ
ク、４はチャック３の上方において主軸台１に設置され
たチャック爪自動交換装置である。

【０００７】チャック３のボディ５には複数の爪６（一
つのみ図示）が装着され、各爪６はトップジョー７とマ
スタジョー８とから構成されている。マスタジョー８の
両側面にはボディ５の爪装着溝９（図３参照）に嵌合す
る凸部１０が形成され、爪６が爪装着溝９に沿って半径
方向へ摺動自在に装着されている。各爪６の背面側には
摺動部材１１がボディ５の案内部１２に沿って半径方向
へ摺動自在に配設され、その内端部には断面Ｔ字形の楔
部１３が突設されている。チャック３の中心にはウェッ
ジプランジャ１４が前後動可能に挿入され、その前端部
には摺動部材１１の楔部１３に噛合う断面Ｔ字形の楔溝
１５が形成されている。そして、摺動部材１１はウェッ
ジプランジャ１４の移動に伴い楔部１３及び楔溝１５の
噛合いを介して半径方向へ移動するようになっている。

【０００８】摺動部材１１の軸方向孔１６にはラックピ
ン１７が摺動自在に嵌挿され、そのラックピン１７の前
面及びマスタジョー８の背面にはそれぞれラック１８，
１９が刻設されている。摺動部材１１の半径方向孔２０
には偏心ピン２１が回動可能に挿入されて押え板２２に
より抜け止めされている。偏心ピン２１には、チャック
３の外周面に開口する嵌合孔２３と、ラックピン１７の
係合溝２４に係合する偏心突起２５とが設けられてい
る。そして、前記ラックピン１７と偏心ピン２１とから
チャック３の爪係脱機構が構成され、偏心ピン２１が一
方向へ回動されたときには、ラックピン１７が前進し、
そのラック１８がマスタジョー８のラック１９に係合し
て、爪６が摺動部材１１に一体移動可能に結合され、ま
た、偏心ピン２１が逆方向へ回動されたときには、ラッ
クピン１７が後退し、ラック１８がラック１９から離脱
して、爪６が摺動部材１１から解離されるようになって
いる。なお、ラックピン１７には、摺動部材１１から解
離した爪６の移動を規制するために、マスタジョー８の
ラック１９に係止される係止ピン２６と、これを前方へ
付勢するスプリング２７とが設けられている。

【０００９】チャック爪自動交換装置４のベース２９
は、主軸台１上に図示しないシリンダにより所定量前後
動可能に設けられ、そのベース２９には支持筒３０が立
設されている。この支持筒３０には昇降筒３０ａが回り
止めされた状態で所定量昇降可能に嵌合され、図示しな
いシリンダによって所定量昇降されるようにしてある。
この昇降筒３０ａには、ガイドブロック３１とブラケッ
ト３３が固定的に支持されると共に、爪マガジン３２が
回動自在に支持されている。ガイドブロック３１にはチ
ャック３の爪装着溝９の上方に位置するようにガイド溝
３４が形成されている。爪マガジン３２の上面にはギア
３５が固定されるとともに、外周には複数の保持溝３６
が形成されている。ブラケット３３にはモータ３７及び
シリンダ３８が設置され、モータ３７はギア３５を介し
爪マガジン３２を旋回して、各保持溝３６を爪装着溝９
の上方位置に割出すようになっている。シリンダ３８の
内部にはピストン３９が収容され、そのピストンロッド
４０にはラックギア４１が回動可能に外嵌されている。
ラックギア４１のボス部４２にはカム溝４３が斜状に形
成されるとともに、ピストンロッド４０にはカム溝４３
に係合する係合ピン４４が植設されていて、ピストンロ
ッド４０の上下動に伴いラックギア４１が所定の角度で
正逆回動される。４５はピストンロッド４０をブラケッ
ト３３に対し回り止めするピンである。

【００１０】また、チャック爪自動交換装置４には、チ
ャック３の前記爪係脱機構を操作して爪６を爪装着溝９
に脱着するロッド４６が設けられている。ロッド４６は
図示しない支承部材によって回動自在かつ長手方向へ移
動自在に支承されており、シリンダ等のアクチュエータ
（図示略）により爪装着溝９の延長線に沿って上下に移
動され、またロッド４６の外周面には前記ラックギア４
１に噛合うラック４７が所定の角度範囲で全長にわたっ
て刻設されていて、ラックギア４１の回動に伴い前記移
動軸線の周りで正逆回動される。図２に示すように、ロ
ッド４６の先端には、ロッド４６の下降に伴い偏心ピン
２１の嵌合孔２３に嵌入して位置決めされる小径の位置
決め部４８が下方へ突設されるとともに、ロッド４６の
回動に伴いマスタジョー８の外端面に固着した係合片４
９に掛止される掛止部５０が側方へ突設されている。ま
た、位置決め部４８には、ロッド４６の回動に伴って偏
心ピン２１を回動操作する六角形状の操作部５１が同心
に設けられると共に、断面半円状の係合溝４８ａが環状
に形成されている。なお、偏心ピン２１に設けた係止孔
５２には、係合溝４８ａに係脱する係合子５２ａが嵌合
され、摺動部材１１に設けた収容孔５３には偏心ピン２
１の係止孔５２に嵌脱する規制ピン５３ａと、これを前
方へ付勢するスプリング５４とが設けられ、ラックピン
１７の前進及び後退の二位置に対応する偏心ピン２１の
回動位置でのみ係止孔５２と収容孔５３が連通し、係合
溝４８ａが係合子５２ａを収容孔５３内に臨む位置まで
押出すことによって、位置決め部４８を嵌合孔２３に挿
脱でき、位置決め部４８が嵌合孔２３から離脱したとき
には、規制ピン５３ａがスプリング５４によって係止孔
５２に嵌合されて偏心ピン２１の回動を規制し、ラック
ピン１７を前記二位置に確実に保持できるように構成さ
れている。前記操作部５１は位置決め部４８全体に設け
てもよい。

【００１１】次に、上記のように構成されたチャック爪
自動交換装置４の作用について説明する。使用済みの爪
６をチャック３から取外す場合には、図１に示す状態に
おいて、まず、ロッド４６が爪装着溝９の延長線に沿っ
て下降され、図２に示すように、位置決め部４８が偏心
ピン２１の嵌合孔２３に嵌入されてチャック３に対し位
置決めされる。次いで、シリンダ３８のピストン３９が
押し下げられ、ピストンロッド４０の下降に伴いラック
ギア４１が一方向へ回動され、そのラックギア４１によ
りロッド４６が回動され、掛止部５０がマスタジョー８
の係合片４９に掛止されるとともに、操作部５１により
偏心ピン２１が回動される。偏心ピン２１の回動によ
り、ラックピン１７が後退され、そのラック１８がマス
タジョー８のラック１９から離脱して、爪６が摺動部材
１１から解離される。続いて、ロツド４６が上昇され、
爪６が爪装着溝９から抜き取られ、その爪６はガイドブ
ロック３１のガイド溝３４を通過したのち、爪マガジン
３２の保持溝３６に保持される。その後、爪マガジン３
２がモータ３７により旋回されると、ロッド４６の掛止
部５０が爪６から解離され、新しい爪６が爪装着溝９の
延長線上に割出されるとその新しい爪６の係合片４９が
掛止部５０に引掛けられる。

【００１２】新しい爪６をチャック３に装着する場合に
は、ロッド４６が爪マガジン３２の爪６を引掛けて下降
され、爪６がガイド溝３４により位置補正されたのちチ
ャック３の爪装着溝９に挿入される。この状態で、シリ
ンダ３８のピストン３９が押し上げられ、ラックギア４
１によりロッド４６が逆回動されて、掛止部５０が係合
片４９から解離されるとともに、操作部５１により偏心
ピン２１が逆回動され、ラックピン１７が前進されて、
爪６が摺動部材１１に結合される。その後、ロッド４６
が上昇され、チャック３が次の交換位置に割出され、前
記と同様にして残りの爪６が順次交換される。

【００１３】このように、第一実施例のチャック爪自動
交換装置４によれば、一本のロッド４６上に位置決め部
４８、掛止部５０及び操作部５１が配設されているの
で、それらの取付機構及び駆動機構を共通化して、装置
全体を少ない部品で簡単に構成できる。また、掛止部５
０及び操作部５１はロッド４６の回動に伴い爪６の掛止
及び係脱動作を連続的に行うので、従来とは異なり、同
期とりのための時間が不用となり、爪交換時間を短縮で
きる。しかも、このときロッド４６は位置決め部４８に
てチャック３に振れ止めされているから、掛止部５０が
爪６の係合片４９に確実に掛止され、高速交換に際して
爪６がロッド４６から脱落するおそれがない。

【００１４】次に、この発明の第二実施例を図４〜図１
３に従って説明するが、第一実施例と同一または相当す
る部材には各図に同一の符号が付されている。第二実施
例のチャック３においては、図４に示すように、マスタ
ジョー８の内端部に楔部５６が突設され、背面には抜止
孔５７が形成されている。楔部５６は摺動部材１１の楔
部１３と共にウェッジプランジャ１４の楔溝１５に噛合
っている。摺動部材１１には抜止孔５７に係合する抜止
部材５８が前後に摺動可能に支持されるとともに、その
抜止部材５８を係合位置に保持するノッチボール５９及
びスプリング６０が設けられている。また、図５〜図８
に示すように、摺動部材１１には結合用プッシュピン６
１と解離用プッシュピン６２とが半径方向に摺動自在に
挿入され、それらの外周面には抜止部材５８に突設した
ピン６３に係合する傾斜溝６４，６５がそれぞれ逆向き
に刻設されている。そして、前記抜止部材５８及びプッ
シュピン６１，６２によりチャック３の爪係脱機構が構
成され、解離用プッシュピン６２が押し下げられたとき
には、抜止部材５８が後退して抜止孔５７から離脱し、
爪６が摺動部材１１から解離され、また、結合用プッシ
ュピン６１が押し下げられたときには、抜止部材５８が
前進して抜止孔５７に係合し、爪６が摺動部材１１に結
合されるようになっている。なお、摺動部材１１から解
離した爪６の半径方向内側への移動を規制するために、
マスタジョー８の背面に位置決めピン６６が、摺動部材
１１の前面には位置決め溝６７が設けられている。

【００１５】第二実施例のチャック爪自動交換装置４に
おいては、図９に示すように、ベース２９にシリンダ３
８が設置され、シリンダ３８の側方にはガイド溝３４が
形成されている。ガイド溝３４の上方には爪カセット６
９が取出し可能に配設され、ここには保持溝７０が設け
られている。ベース２９の上方に配設されたブラケット
３３にはラックギア４１が支持され、そのラックギア４
１にはピストン３９のピストンロッド４０が下方から挿
入されている。第一実施例と同様、ラックギア４１のボ
ス部４２にはピストンロッド４０の係合ピン４４に係合
するカム溝４３が形成され、ピストンロッド４０の上下
動に伴いラックギア４１が正逆回動される。図１１及び
図１２に示すように、ロッド４６の外周面にはラックギ
ア４１に噛合うラック４７が所定の角度範囲で全長にわ
たって刻設されている。ロッド４６の下端には、ロッド
４６の下降に伴い摺動部材１１の嵌合孔２３に嵌入して
位置決めされる位置決め部４８が下方へ突設されるとと
もに、ロッド４６の回動に伴いマスタジョー８の係合片
４９に掛止される係止部５０が側方へ突出形成されてい
る。また、ロッド４６の下端には、ロッド４６の正逆回
動に伴い結合用プッシュピン６１及び解離用プッシュピ
ン６２を選択的に押し下げ操作する操作部５１が設けら
れ、その操作部５１には一対の傾斜面７１と凸面７２と
が位置決め部４８の周りに扇形に形成されている。

【００１６】次に、第二実施例のチャック爪自動交換装
置４の作用について説明する。使用済みの爪６をチャッ
ク３から取外す場合には、まず、図４に示す状態におい
て、ウェッジプランジャ１４が後退され、マスタジョー
８及び摺動部材１１が半径方向内側へ移動され、図９に
示すように、マスタジョー８がウェッジプランジャ１４
から解離され、爪６の半径方向外側への移動が抜止部材
５８により規制され、かつ、爪６の半径方向内側への移
動が位置決めピン６６によって規制される。次いで、ロ
ッド４６が爪装着溝９の延長線に沿って下降され、図１
０に示すように、位置決め部４８が摺動部材１１の嵌合
孔２３に嵌入されて、ロッド４６がチャック３に対し位
置決めされる。次に、シリンダ３８のピストン３９が押
し下げられ、ピストンロッド４０の下降に伴いラックギ
ア４１が一方向へ回動され、そのラックギア４１により
ロッド４６が回動され、掛止部５０がマスタジョー８の
係合片４９に掛止されるとともに、操作部５１の一方の
傾斜面７１により解離用プッシュピン６２が押し下げら
れたのち凸面７２により保持される。これにより、抜止
部材５８が後退されて抜止孔５７から離脱され、爪６が
摺動部材１１から解離される。続いて、図１３に示すよ
うに、ロッド４６が上昇され、爪６が爪装着溝９から抜
き取られ、その爪６はガイド溝３４で案内されたのち、
爪カセット６９の保持溝７０に保持される。その後、爪
カセット６９が側方へ取出され、これによって、ロッド
４６が爪６から解離され、新しい爪６を保持した爪カセ
ット６９が爪装着溝９の延長線上に配置される。

【００１７】新しい爪６をチャック３に装着する場合に
は、ロッド４６が爪カセット６９の爪６を引掛けて下降
され、爪６がガイド溝３４により位置補正されたのちチ
ャック３の爪装着溝９に挿入される。この状態で、シリ
ンダ３８のピストン３９が押し上げられ、ラックギア４
１によりロッド４６が逆回動されて、掛止部５０が係合
片４９から解離されるとともに、操作部５１により結合
用プッシュピン６１が押し下げられ、抜止部材５８が前
進して抜止孔５７に嵌入されて、爪６が摺動部材１１に
結合される。このとき、抜止部材５８の前進に伴いその
ピン６３によって解離用プッシュピン６２が押し上げら
れる。その後、ロッド４６が上昇され、チャック３が次
の交換位置に割出され、前記と同様の順序で残りの爪６
が順次交換される。

【００１８】したがって、この第二実施例のチャック爪
自動交換装置４によっても、第一実施例と同様、掛止部
５０及び操作部５１の取付機構及び駆動機構を共通化し
て、装置全体を少ない部品で簡単に構成できるととも
に、掛止部５０及び操作部５１をロッド４６の回動に伴
い連続的に動作させて、短時間に爪６を交換することが
できる。また、ロッド４６は位置決め部４８にてチャッ
ク３に位置決めされているから、操作部５１がプッシュ
ピン６１，６２を押し下げたときの力でロッド４６が撓
むおそれがなく、掛止部５０を係合片４９に確実に掛止
保持して、高速交換時における爪６の脱落を防止でき
る。

【００１９】なお、この発明は上記実施例の構成に限定
されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で
各部の形状並びに構成を適宜に変更して具体化すること
も可能である。

【００２０】

【発明の効果】以上に詳述したように、この発明によれ
ば、ロッドの先端に、チャックの嵌合部に位置決めされ
る位置決め部と、爪の係合部に掛止される掛止部と、チ
ャックの爪係脱機構を操作する操作部とを配設したの
で、装置全体を少ない部品で簡単に構成できるととも
に、爪を確実に高速交換できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第一実施例を示すチャック及び交換
装置の断面図である。

【図２】図１の交換装置のロッドが下降したときのチャ
ックを示す断面図である。

【図３】図１のチャックの要部平面図である。

【図４】この発明の第二実施例を示すチャックの部分断
面図である。

【図５】図４のチャックにおける摺動部材の正面図であ
る。

【図６】図５の摺動部材の平面図である。

【図７】図５のＡ−Ａ線からみた結合用プッシュピンの
側面図である。

【図８】図５のＢ−Ｂ線からみた解離用プッシュピンの
側面図である。

【図９】ウェッジプランジャが後退したときの図４のチ
ャック及び第二実施例の交換装置を示す断面図である。

【図１０】図９の交換装置のロッドが下降したときにお
けるチャックを示す部分断面図である。

【図１１】図１０のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。

【図１２】図１１のロッドの底面図である。

【図１３】図９の交換装置の異なる作動状態を示す断面
図である。

【符号の説明】

３・・チャック、４・・チャック爪自動交換装置、５・
・ボディ、６・・爪、７・・トップジョー、８・・マス
タジョー、９・・爪装着溝、１１・・摺動部材、１４・
・ウェッジプランジャ、１７・・ラックピン、２１・・
偏心ピン、２３・・嵌合孔、２９・・ベース、３１・・
ガイドブロック、３２・・爪マガジン、３５・・ギア、
３７・・モータ、３８・・シリンダ、４０・・ピストン
ロッド、４１・・ラックギア、４６・・ロッド、４７・
・ラック、４８・・位置決め部、４９・・係合片、５０
・・掛止部、５１・・操作部、５７・・抜止孔、５８・
・抜止部材、６１・・結合用プッシュピン、６２・・解
離用プッシュピン、６９・・爪カセット。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チャックの爪装着溝の延長線に沿って移
   動可能かつその移動軸線の周りで回動可能なロッドを備
   え、そのロッドによりチャックの爪を爪装着溝に脱着す
   るチャック爪自動交換装置において、ロッドの先端に、
   ロッドの移動に伴いチャックの嵌合部に位置決めされる
   位置決め部と、ロッドの回動に伴い爪の係合部に掛止さ
   れる掛止部と、ロッドの回動に伴い爪係脱機構を操作す
   る操作部とを配設してなることを特徴とするチャック爪
   自動交換装置。