JP4524875B2

JP4524875B2 - チャック

Info

Publication number: JP4524875B2
Application number: JP2000207303A
Authority: JP
Inventors: 栄一森崎
Original assignee: Howa Machinery Ltd
Current assignee: Howa Machinery Ltd
Priority date: 2000-07-07
Filing date: 2000-07-07
Publication date: 2010-08-18
Anticipated expiration: 2020-07-07
Also published as: JP2002018615A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークをチャック前面に押し付けて把持するチャックに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、チャック半径方向へ移動する４つの把持爪を備えた四つ爪チャックが知られている。また、複数の把持爪をチャック軸線に対し平行又は直角な枢軸を中心に回動可能かつチャック軸線方向へ進退可能に設け、把持爪を内側（チャック中心線側）へ回動してワークに当てたのち、把持爪を後側に引き込んで、ワークをチャック前面に押し付けるフィンガーチャックも知られている（例えば、特開昭４９−４５４８２号公報、実開平４−１３２０７号公報、実開平２−６３９０９号公報等）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の四つ爪チャックによると、ワークを半径方向に把持するのみで後方へ引き付けないので、ワークがチャック前面に密着しにくく、回転中にびびりが発生し、加工精度に悪影響を及ぼす問題点があった。また、従来のフィンガーチャックによると、把持爪を内側へ回動してワークに当てているため、爪の回動スペースがあるワークに限られ、周壁に孔や溝などの狭所が設けられたワークの場合に、把持爪を狭所に引っ掛けることができず、狭所を基準にしてワークをチャック軸線周りで割り出すことができない問題点があった。
【０００４】
そこで、本発明の課題は、ワークの狭所を強力に把持して、ワークをチャック前面に密着させ、狭所を基準にしてワークをチャック軸線周りで割り出すことができるチャックを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、ワークをチャック前面に押し付けて把持するチャックにおいて、チャック半径方向へ延びる案内部に支持部材を直線移動可能に組み付け、支持部材に爪ホルダをチャック軸線方向へ移動可能に支持し、爪ホルダに把持爪を保持し、把持爪にワークをチャック前面に押し付ける把持部を設け、支持部材をチャック半径方向内側へ駆動したのち爪ホルダをチャック軸線方向後側へ駆動する駆動機構を設けてなり、前記駆動機構がチャック軸線方向へ移動可能なプランジャーを含み、プランジャーに、爪ホルダを介し支持部材をチャック半径方向内側へ直線移動させる傾斜溝と、傾斜溝の動作後に爪ホルダをチャック軸線方向後側へ押動する押圧部とを設けたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、把持爪にワークの孔又は溝等の狭所に進入可能な割出部を設けたことを特徴とする。請求項３の発明は、割出部のチャック前面側に把持部を形成したことを特徴とする。請求項４の発明は、支持部材にワークの孔又は溝等の狭所に進入可能な割出部を設けたことを特徴とする。
【０００８】
請求項５の発明は、ワークをチャック前面に押し付けて把持するチャックにおいて、チャック半径方向へ延びる案内部に支持ピンを直線移動可能に組み付け、支持ピンに爪ホルダをチャック軸線方向へ回動可能に設けて、爪ホルダにおける支持ピンよりも後方且つチャック中心側に、支持ピンと平行な被動ピンを組み付けて、爪ホルダに把持爪を保持させ、把持爪にワークの孔又は溝等の狭所に進入可能な割出部を設け、割出部にワークをチャック前面に押し付ける把持部を形成し、支持ピンをチャック半径方向内側へ駆動したのち爪ホルダをチャック軸線方向後側へ駆動する駆動機構を設けてなり、前記駆動機構がチャック軸線方向へ移動可能なプランジャーを含み、プランジャーに、爪ホルダ及び支持ピンをチャック半径方向内側へ直線移動させる傾斜溝と、傾斜溝の動作後に被動ピンをチャック軸線方向後側へ押動して爪ホルダを支持ピンを中心に回動させ、把持部によるワークのチャック前面への押し付けを行わせる押圧部とを設けたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１〜図４は本発明の第一実施形態に係るチャックを示すものである。このチャックの外郭はチャック本体１とチャック後壁１９とから構成されている。チャック後壁１９には、チャックを旋盤等のスピンドルに取り付けるための複数本の取付ボルト（図示略）が設けられている。
【００１１】
チャック本体１の中央部前面には、ワークＷを着座させる着座部材２と、チャック本体１の空洞部３を塞ぐ閉塞部材４とが固定的に設けられている。チャック本体１の外周部前面には、１８０度離れた２位置に突出部５が一体に形成され、各突出部５には空洞部３に連通する収容溝６が設けられ、収容溝６の相対面にはチャック半径方向へ延びる案内溝７が形成されている。
【００１２】
収容溝６及び空洞部３には爪ホルダ９が収容され、収容溝６に嵌合する爪ホルダ９の前半部には円形孔１０と長孔１２とが形成されている。外周側の円形孔１０には支持ピン１１が相対回動可能に貫通され、内周側の長孔１２には案内ピン１３がチャック軸線方向へ相対移動可能かつ回動可能に貫通されている。支持ピン１１及び案内ピン１３は、少なくとも両端に一対の平行面を有する摺動部を備え、これらの摺動部にて案内溝７に直線移動可能に組み付けられている。
【００１３】
そして、爪ホルダ９が支持部材としての支持ピン１１及び案内ピン１３によりチャック半径方向へ摺動可能に支持されるとともに、支持ピン１１を中心にしてチャック軸線方向へ移動つまり回動可能に支持されている。なお、爪ホルダ９の回動時には、案内ピン１３が長孔１２内を相対移動する。爪ホルダ９の前半部に螺着した止めネジ１５と案内ピン１３との間には、爪ホルダ９を長孔１２の長さ範囲内でチャック軸線方向前側へ付勢するバネ１４が介装されている。
【００１４】
各爪ホルダ９の前端にはそれぞれ把持爪１６がボルト１７で取り付けられている。一方の把持爪１６（図１の下側）の内端面には、ワークＷの周壁に形成された孔Ｗａに僅かな隙間を介して進入可能な割出部１８が突設され、そのチャック前面側には、ワークＷをチャック前面に押し付ける把持部１８ａ（図２参照）が形成されている。また、他方の把持爪１６（図１の上側）の内端面には、ワークＷの孔Ｗａに大きな隙間を介して進入可能な割出機能を持たない突起８が設けられ、そのチャック前面側には、ワークＷをチャック前面に押し付ける把持部８ａが形成されている。なお、図２に鎖線で示すように、ワークＷの前端面に当接可能な把持部８０を割出部１８とは別個に把持爪１６に設けて実施することもできる。
【００１５】
爪ホルダ９の後端には、チャック後壁１９の前面によりチャック半径方向へ案内される被案内面２０が設けられている。被案内面２０の前方において爪ホルダ９の後半部には、チャック軸線と直角な方向に長い前被動ピン２１及び後被動ピン２２が両端部を突出させた状態で回動可能かつ抜出不能に挿着されている。なお、爪ホルダ９には、後被動ピン２２の回動範囲を調整するネジ２６と、ネジ２６を固定するセットボルト３５とが設けられている。また、爪ホルダ９の内側には、シール部材２３がリテーナ２４により傾動可能に支持され、バネ２５で常に閉塞部材４に圧接されていて、閉塞部材４と共に空洞部３を塞いで、切粉の侵入を防止できるようになっている。
【００１６】
把持爪１６から９０度離れた２位置において、チャック本体１には一対の半径方向溝２７が形成され、これらの溝２７に芯出ベース２８がチャック半径方向へ摺動可能に支持されている。芯出ベース２８の内端には、ワークＷの後端小径部Ｗｂを外側から把持してチャック軸線に対し芯出しする芯出爪２９がボルト３０により取り付けられている。芯出ベース２８の後端部には傾斜溝３１が形成され、この傾斜溝３１にウエッジ部材３２の前端楔部３３が掛止されている。ウエッジ部材３２はチャック本体１の軸線方向孔３４に摺動可能に挿通され、芯出爪２９がウエッジ部材３２の前進により開き、後退により閉じるようになっている。
【００１７】
チャック後壁１９の中心孔３６にはガイドスリーブ３７がボルト３８で組み付けられ、ガイドスリーブ３７の内側にスパイダ３９がチャック軸線方向へ摺動可能に挿通されている。スパイダ３９の内側にはドローパイプ４０がチャック軸線方向へ摺動可能に挿通され、ドローパイプ４０の内側にロッド４１が挿入されている。ロッド４１は中間部に設けた大径部４２と後端部に螺着したダイヤルナット４３とによりドローパイプ４０に組み付けられ、工作機械側のシリンダによりドローバー（図示略）を介してチャック軸線方向へ駆動される。なお、ドローパイプ４０とダイヤルナット４３との間には、ロッド４１の自由回転を規制するためのノッチ装置６３が設けられている。また、閉塞部材４にはロッド４１の前端部を案内する筒状部４４が設けられている。
【００１８】
スパイダ３９の前方において、ドローパイプ４０の中間部外周にはプレート４６がチャック軸線方向へ摺動可能に支持されている。プレート４６とスパイダ３９との間には、両者を接離可能に連結するピンボルト４７と、両者を相離間する方向へ付勢するバネ４８とが介装され、ピンボルト４７の頭部によりスパイダ３９に対するプレート４６の前方摺動位置が規制されている。チャック本体１の内径部には、プレート４６及びスパイダ３９を回り止めするガイドピン４９が螺着されている。
【００１９】
スパイダ３９の外周には、ウエッジ部材３２の切欠５１に嵌合する連結部５２が設けられている。ウエッジ部材３２とチャック後壁１９との間には、ウエッジ部材３２及びスパイダ３９をチャック前方へ付勢するバネ５３が介装され、割出部１８がワークＷの孔Ｗａに進入するまでの間、スパイダ３９をチャック本体１の後端面５０に押し付けて、芯出爪２９を開放位置に保持するようになっている。なお、バネ５３の弾力はバネ４８の弾力よりも弱く設定されている。
【００２０】
一方、ドローパイプ４０の前端大径部５５にはプランジャー５６が外嵌され、Ｏリング又はバネ等からなる弾性部材５７によってガタを吸収した状態で、ピン５８により一体移動可能、かつピン５８の周りで僅かに回動可能に組み付けられている。プランジャー５６には爪ホルダ９を挟む形状の二股部５９が設けられ、二股部５９の相対面には、チャック軸線に対し傾斜する溝６０と平行な溝６１とが連続的に形成され、これらの溝６０，６１に爪ホルダ９の前被動ピン２１の両端部が嵌合されている。
【００２１】
また、二股部５９の後端面には、後被動ピン２２に前方から当接可能な押圧部６２が設けられている。そして、ドローパイプ４０、ロッド４１及びプランジャー５６により駆動機構が構成され、プランジャー５６の後退時に、傾斜溝６０が前被動ピン２１を介し爪ホルダ９と共に支持ピン１１をチャック半径方向内側へ直線駆動し、傾斜溝６０の動作後に、平行溝６１が前被動ピン２１を解放し、この状態で、押圧部６２が後被動ピン２２を後方へ押し、支持ピン１１を中心に爪ホルダ９をチャック軸線方向後側へ旋回駆動して、割出部１８の把持部１８ａをチャック前面側へ移動するようになっている。
【００２２】
次に、上記のように構成されたチャックの作用について説明する。図２は爪開放時におけるチャックの作動形態を示すもので、ドローパイプ４０及びロッド４１が前進し、ダイヤルナット４３がスパイダ３９を前方へ押してチャック本体１の後端面５０に当接させ、スパイダ３９がウエッジ部材３２を前進させ、楔部３３が芯出ベース２８及び芯出爪２９を開き、着座部材２にワークＷの受入スペースが確保されている。また、ドローパイプ４０と一体にプランジャー５６が前進し、爪ホルダ９がバネ１４の弾力によりチャック軸線方向前側へ回動した状態で、傾斜溝６０が前被動ピン２１を介し爪ホルダ９及び把持爪１６を開き、割出部１８がワークＷを受入可能な位置で待機している。
【００２３】
この状態で、ワークＷの後端小径部Ｗｂを着座部材２の前面に凹設されたガイド部２ａにセットし、ドローパイプ４０及びロッド４１を後退させると、図３に示すように、プランジャー５６の後退に伴い、傾斜溝６０が前被動ピン２１を介し爪ホルダ９及び把持爪１６を閉じ、割出部１８が孔Ｗａに進入し、ワークＷがガイド部２ａにより位置規制された状態でチャック軸線周りで割り出される。このとき、支持ピン１１及び案内ピン１３は案内溝７に沿ってチャック半径方向内側へ直線移動して、爪ホルダ９をチャック軸線と平行に案内するので、割出部１８をワークＷの狭所である孔Ｗａに的確に進入させることができる。また、この割出期間中は、バネ５３が芯出爪２９を開放位置に保持しているため、ワークＷを傷付けることなくスムーズに割り出すことができる。
【００２４】
ドローパイプ４０がさらに後退されると、ドローパイプ４０の前端大径部５５がプレート４６に当接してこれを後退させ、プレート４６がバネ４８を介してスパイダ３９を後方へ移動し、スパイダ３９がウエッジ部材３２を後退させ、楔部３３が芯出ベース２８及び芯出爪２９を閉じ、芯出爪２９がワークＷの後端小径部Ｗｂを把持し、この位置でスパイダ３９が停止する。その後、プレート４６がスパイダ３９との間でバネ４８を圧縮し、芯出爪２９がバネ４８とバネ５３との弾力差に相当する把持力でワークＷを芯出しする。
【００２５】
割出及び芯出が完了すると、爪ホルダ９の被案内面２０がチャック後壁１９の前面から解放され、前被動ピン２１が傾斜溝６０から平行溝６１に移行し、二股部５９の押圧部６２が後被動ピン２２に当接する。この状態で、プランジャー５６がさらに後退すると、図４に示すように、二股部５９の押圧部６２が後被動ピン２２を介して爪ホルダ９を後方へ引っ張り、爪ホルダ９がバネ１４を圧縮して支持ピン１１を中心にチャック軸線方向後側（図の反時計方向）へ僅かに回動し、把持爪１６が同じ方向へ傾動して、割出部１８の把持部１８ａがワークＷを着座部材２の前面に押し付けて把持する。このとき、把持爪１６は割出部１８を孔Ｗａに進入させたのちに傾動するので、チャック軸線方向の僅かな動きでワークＷの狭所を強力に把持して、ワークＷをチャック前面に密着させることができる。
【００２６】
なお、爪ホルダ９の回動時には、ドローパイプ４０の前端大径部５５がプレート４６を後方へ押動するが、プレート４６とスパイダ３９との間に隙間Ｇが設けられているため、スパイダ３９にバネ４８の弾力以上の力が作用するおそれがなく、このときも芯出爪２９はワークＷを傷付けることなく適正な力で把持する。また、シール部材２３は、爪ホルダ９が回動しても、バネ２５の弾力で閉塞部材４に圧接して空洞部３を密閉しているので、加工時における切粉のチャック内部への侵入を確実に防止することが可能である。
【００２７】
一方、図４に示す状態でプランジャー５６が前進すると、まず、二股部５９の押圧面６２が後被動ピン２２から離れ、バネ１４の弾力により爪ホルダ９がチャック軸線方向前側（図の時計方向）へ回動し、把持爪１６がチャック前面と平行な面内に復帰し、把持部１８ａがワークＷを解放する（図３参照）。次に、傾斜溝６０が前被動ピン２１をチャック半径方向外側へ押し、支持ピン１１及び案内ピン１３が案内溝７を摺動して、爪ホルダ９及び把持爪１６をチャック軸線と平行に開き、割出部１８がワークＷの孔Ｗａから脱出して待機位置に復帰する。この間、ダイヤルナット４３がスパイダ３９を前方へ押動し、スパイダ３９がウエッジ部材３２を前進させ、楔部３３が芯出ベース２８を開き、芯出爪２９がワークＷを解放する（図２参照）。
【００２８】
図５〜図８は本発明の第二実施形態に係るチャックを示すものである。このチャックは、主に把持爪６５、爪ホルダ６６、支持ブロック６７及び割出部６８の構成において、第一実施形態のチャックと相違している。以下にこれらの相違点について説明し、同一又は相当する構成については図面に同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２９】
支持部材としての一対の支持ブロック６７は突出部５の案内溝７にチャック半径方向へ直線移動可能に組み付けられている。一方の支持ブロック６７（図１の下側）の内周側には割出爪６８がボルト６９で取り付けられ、その内端にワークＷの孔Ｗａに進入可能な割出部６８ａが設けられている。他方の支持ブロック６７（図１の上側）には割出機能部が設けられていない。爪ホルダ６６は棒状に形成され、支持ブロック６７の案内孔７０にチャック軸線方向へ摺動可能に支持されている。爪ホルダ６６の前端には把持爪６５がボルト７１で取り付けられ、その内端にはワークＷをチャック前面に押し付ける把持部６５ａが設けられている。なお、支持ブロック６７の半径方向移動時に爪ホルダ６６が軸線方向へ移動しないように、双方間にはノッチ、ボール及びバネからなる抵抗付与装置７２が設けられている。
【００３０】
爪ホルダ６６の後端には、チャック後壁１９の前面によりチャック半径方向へ案内される被案内面７７が設けられている。被案内面７７の前方において爪ホルダ６６の後端部には、前被動ピン７３と後被動ピン７４とが回動可能に挿入され、プランジャー５６の二股部５９には、前被動ピン７３の両端部が嵌合する傾斜溝７５が形成されている。そして、ドローパイプ４０、ロッド４１及びプランジャー５６により駆動機構が構成され、プランジャー５６の後退時に、傾斜溝７５が前被動ピン７３を介し爪ホルダ６６と共に支持ブロック６７をチャック半径方向内側へ直線駆動し、傾斜溝７５の動作後に、二股部５９の押圧部６２が後被動ピン７４を後方へ押して、爪ホルダ６６をチャック軸線方向後側へ直線駆動するようになっている。なお、支持ブロック６７の後端内側面には閉塞部材４に摺接するシール片７６が突設されている。
【００３１】
次に、第二実施形態のチャックの作用について説明する。図６は爪開放時におけるチャックの作動形態を示すものである。このとき、芯出爪２９は第一実施形態と同様の機構で開放され、着座部材２にワークＷの受入スペースが確保されている。また、プランジャー５６が前進し、傾斜溝７５が前被動ピン７３を介し爪ホルダ６６及び支持ブロック６７を開き、把持爪６５及び割出爪６８がワークＷを受入可能な位置で待機している。
【００３２】
この状態で、ワークＷを着座部材２前面のガイド部２ａにセットし、ドローパイプ４０及びロッド４１を後退させると、図７に示すように、プランジャー５６の後退に伴い、傾斜溝７５が前被動ピン７３を介し爪ホルダ６６及び支持ブロック６７を閉じ、把持爪６５の把持部６５ａがワークＷの前端面と対向する位置に移動し、割出爪６８の割出部６８ａが孔Ｗａに進入してワークＷをチャック軸線周りで割り出したのち、芯出爪２９が閉じてワークＷを芯出しする。このとき、支持ブロック６７は案内溝７に沿ってチャック半径方向内側へ直線移動するので、割出部６８ａをワークＷの狭所である孔Ｗａに的確に進入させることができる。
【００３３】
割出及び芯出が完了すると、爪ホルダ６６の被案内面７７がチャック後壁１９の前面から解放され、二股部５９の押圧面６２が後被動ピン７４に当接する。この状態で、プランジャー５６がさらに後退すると、図８に示すように、二股部５９の押圧部６２が後被動ピン７４を後方へ押し、抵抗付与装置７２が爪ホルダ６６を解放し、爪ホルダ６６がチャック軸線方向後側へ移動し、把持爪６５がワークＷの前端面に当接して、ワークＷを着座部材２の前面に押し付けて把持する。このとき、把持爪６５は直線移動するので、ワークＷを強力に把持してチャック前面に密着させることができる。なお、プランジャー５６の前進時には、後退時とは逆の順序で各部が動作して、把持爪６５及び割出爪６８が待機位置に復帰する（図６参照）。
【００３４】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、ワークを溝を基準に割り出したり、孔や溝がチャック中心に対し偏心しているワークに適用したり、３個以上の把持爪を備えたチャックに適用したり、芯出爪を装備しないチャックに適用したりするなど、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実施することも可能である。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１の発明によれば、支持部材をチャック半径方向内側へ駆動したのちに、爪ホルダをチャック軸線方向後側へ駆動するので、ワークをチャック前面に密着させて強力に把持できる効果がある。また、請求項３〜５の発明によれば、ワークの孔又は溝等の狭所に進入可能な割出部を設けたので、ワークの狭所を強力に把持して、ワークをチャック前面に密着させ、狭所を基準にしてワークをチャック軸線周りで割り出すことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態を示すチャックの正面図である。
【図２】爪開放時のチャックを示す図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のチャックによるワーク割出作用を示す断面図である。
【図４】図１のチャックによるワーク把持作用を示す断面図である。
【図５】本発明の第二実施形態を示すチャックの正面図である。
【図６】爪開放時のチャックを示す図５のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】図５のチャックによるワーク割出作用を示す断面図である。
【図８】図５のチャックによるワーク把持作用を示す断面図である。
【符号の説明】
１・・チャック本体、２・・着座部材、７・・案内溝、８ａ・・把持部、９・・爪ホルダ、１１・・支持ピン、１６・・把持爪、１８・・割出部、１８ａ・・把持部、２９・・芯出爪、４０・・ドローパイプ、４１・・ロッド、５６・・プランジャー、６０・・傾斜溝、６２・・押圧部、６５・・把持爪、６５ａ・・把持部、６６・・爪ホルダ、６７・・支持ブロック、６８・・割出爪、６８ａ・・割出部、７５・・傾斜溝、８０・・把持部、Ｗ・・ワーク、Ｗａ・・孔。

Claims

ワークをチャック前面に押し付けて把持するチャックにおいて、チャック半径方向へ延びる案内部に支持部材を直線移動可能に組み付け、支持部材に爪ホルダをチャック軸線方向へ移動可能に支持し、爪ホルダに把持爪を保持し、把持爪にワークをチャック前面に押し付ける把持部を設け、支持部材をチャック半径方向内側へ駆動したのち爪ホルダをチャック軸線方向後側へ駆動する駆動機構を設けてなり、
前記駆動機構がチャック軸線方向へ移動可能なプランジャーを含み、プランジャーに、爪ホルダを介し支持部材をチャック半径方向内側へ直線移動させる傾斜溝と、傾斜溝の動作後に爪ホルダをチャック軸線方向後側へ押動する押圧部とを設けたチャック。
前記把持爪にワークの孔又は溝等の狭所に進入可能な割出部を設けた請求項１記載のチャック。
前記割出部のチャック前面側に把持部を形成した請求項２記載のチャック。
前記支持部材にワークの孔又は溝等の狭所に進入可能な割出部を設けた請求項１記載のチャック。
ワークをチャック前面に押し付けて把持するチャックにおいて、チャック半径方向へ延びる案内部に支持ピンを直線移動可能に組み付け、支持ピンに爪ホルダをチャック軸線方向へ回動可能に設けて、爪ホルダにおける支持ピンよりも後方且つチャック中心側に、支持ピンと平行な被動ピンを組み付けて、爪ホルダに把持爪を保持させ、把持爪にワークの孔又は溝等の狭所に進入可能な割出部を設け、割出部にワークをチャック前面に押し付ける把持部を形成し、支持ピンをチャック半径方向内側へ駆動したのち爪ホルダをチャック軸線方向後側へ駆動する駆動機構を設けてなり、
前記駆動機構がチャック軸線方向へ移動可能なプランジャーを含み、プランジャーに、爪ホルダ及び支持ピンをチャック半径方向内側へ直線移動させる傾斜溝と、傾斜溝の動作後に被動ピンをチャック軸線方向後側へ押動して爪ホルダを支持ピンを中心に回動させ、把持部によるワークのチャック前面への押し付けを行わせる押圧部とを設けたチャック。