JP4716344B2 - 工作機械用締め付けチャック - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械のための締め付けチャック、特には旋盤のための締め付けチャックであって、チャックフランジに接続されたチャック体と、該チャック体の半径方向のガイド溝中に配された数個のつかみあごと、該つかみあごを駆動するくさび棒とを備え、このくさび棒がチャック体中にあってくさび（楔）棒ポケット中を前記ガイド溝に交差して移動可能であり、該くさび棒の歯列が、ヘリカルギア式すなわちかさば歯車式に歯が傾斜して噛み合うように、つかみあごの対応する歯溝に噛み合うものに関する。本明細書において、くさびは、キー、コッター等を含むものとし、特にくさび棒は、内部にコッターの役割をする溝等を有するものを含むものとする。また、チャックフランジには、チャックを固定するための板状またはソケット状の部材を含むものとする。
【０００２】
【従来の技術】
実務上で知られている上記のようなチャックは、種々の直径の工具やワークを締め付けるのに使われる。
【０００３】
ここで、次のようであるならばもちろん問題となる。締め付けられる工具やワークの直径が締め付け可能な最大の限界に達しているかまたはこれを越えていると、つかみあごの歯溝がくさび棒の歯列を充分に覆うことができない。そのため、つかみあごが半径方向のガイド溝中に充分に深く差し込まれないので、極端な場合には、つかみあごが１つの歯だけで保持される。１つの歯だけでは機械駆動工具を駆動させる際の負荷には全く耐えられず、締付力が大きくなるとちょん切れてしまい、切れたつかみあごは投げ飛ばされることになり得る。このようであるなら問題である。
【０００４】
また、上記公知のつかみあごの場合、くさび棒がくさび棒ポケット中で位置・姿勢をシフトされる際、完全につかみあごがガイド溝中に差し込まれているかどうかをチェックできない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の根底を成す課題は、つかみあごが充分深く半径方向のガイド溝中に入っているかどうかを簡単にチェックできるように、冒頭に述べたような締め付けチャックを構成することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
冒頭に述べたような締め付けチャックにおいて、上記の課題は、くさび棒中にはチャック体の軸方向に移動可能に、チェックボルトと係止ボルトが取り付けられ、これらボルトを逆向きに同時に移動させるために、連結部材と、ガイド溝の方向での係止ボルトの移動をひき起こすバネとが備えられ、チャックフランジ中には、チェックボルトがガイド溝に噛み合うときに係止ボルトを受け入れる係止受入部が設けられることによって解決される。
【０００７】
このような締め付けチャックであると、つかみあご交換の際につかみあごが欠けているか、または、ガイド溝中に充分に深く差し込まれていないとき、チェックボルトは、つかみあごによる支持を受けず、したがって、バネの作用によりガイド溝中に前進してこのガイド溝を閉鎖する。その結果、チェックボルトが再びガイド溝から離されてしまわない限りは、引き続いて、つかみあごを差し込むことができない。本発明に係るチェックボルトと係止ボルトとの連結によって、該係止ボルトはくさび棒中をチェックボルトに対して逆向きに移動させられて、チャックフランジ中に形成された係止受入部中に差し込まれる。その結果、チェックボルトによってガイド溝がブロックされている上に、くさび棒がロックされていて、くさび棒がくさび棒ポケット中にもはや移動できないという、さらなるセーフガード機構が与えられる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施態様は、つかみあご交換のために役立つ位置へくさび棒を動かす際に、係止ボルトを係止受入部から引き離す復元部材を備えることを特徴とする。締め付けチャックに配された本発明の安全装置が作動するならば、つかみあごを挿入して、締め付けチャックを作動させることはもはや不可能である。締め付けチャックを作動させるためには、まず、くさび棒を再度、つかみあご交換のための位置にまで移動させ、該位置にて歯列がガイド溝の領域に突き出さないようにすることが必要である。係止受入部に突出する係止ボルトによる妨害なしにくさび棒を上記位置に移動させることができるように、復元部材が備えられる。この復元部材は、最も簡単な実施においては、係止ボルトの運動方向に位置する斜面によって形成されている。係止ボルトの強制された運動によって、連結部材の作用の結果、チェックボルトも再びガイド溝から取り除かれる。これにより、ガイド溝は、つかみあごをいつでも受け入れることができるようになる。
【０００９】
復元部材が、くさび棒に形成された案内受入部中に配され、係止ボルトとの相互作用のための突き合わせ斜面を有し、バネの力によって、くさび棒ポケットの壁の側へと移動可能なものであり、くさび棒がつかみあご交換のための位置にあるならば、復元部材は上記突き合わせ斜面により係止ボルトを支持する。これにより、復元部材は更なる有用性を得る。くさび棒の、つかみあご交換に役立つ位置においてはチェックボルトがつかみあごによって支持されないので、チェックボルトは軸方向に移動することができ、これにより係止ボルトも係止受入部中へ移動されてしまうこととなるが、これは、このような状況で復元部材が係止ボルトに当接して軸方向の移動を阻止することにより回避される。しかしながら、くさび棒の、次に続く移動の際には、復元部材がバネの力を受けてくさび棒に対して移動されるので、該復元部材による係止ボルトの支持は終わる。つかみあごがきちんとガイド溝中に差し込まれていると、チェックボルトがストッパ作用を受け、係止ボルトと同様に移動しない。しかしながら、つかみあごがないときには、このような移動が行われ、係止ボルトが係止受入部中に入り込むことができる。そして、該係止ボルトは、この後につかみあご交換に役立つ位置へとくさび棒が必要な移動を行う際に、係止ボルトを復帰させることができるように、復元部材に新たに当接するようになる。
【００１０】
案内受入部中の復元部材の回転を避けるために、復元部材に、チャックフランジに当接するようになる平坦面が形成されている。
【００１１】
ここで、この平坦面と、係止ボルトに配された突き合わせ斜面に当接する丸面すなわち丸みをもった面とが、復元部材の先端面側に配されたハンマヘッドに設けられることが想定される。復元部材及び係止ボルトを、互い違いとなる平面にて配置することを可能にし、コンパクトな構造様式につながるからである。
【００１２】
また、他の好都合で、コスト的に好ましい製造方法で際立っている実施態様によると、チェックボルトと係止ボルトが、ガイド溝に平行に置かれた軸の周りを回転可能な二腕レバーの自由端すなわち非固定端に配されていることが想定されている。
【００１３】
上記チェックボルトと係止ボルトが２つのギアラックによって形成されていて、該ラックは、ガイド溝に平行に配されたシャフトの周りを回転可能な歯車の、対向し合う面に噛み合わせるものであっても良い。ここでギアラックとは、ラック・ピニオンのラックのように棒に歯を切ったものである。
【００１４】
ここで、便宜上、上記シャフトは、くさび棒のネジ穴中にネジ込み可能なネジ山付きピンによって形成されている。
【００１５】
つかみあごが間違って挿入された場合のチャックの作動を阻止するためのさらなる特徴的なセーフガードは、以下のように実現される。工作機械のピストンに、くさび歯が形成され、このくさび歯が、くさび棒に形成された溝に噛み合わされる。この溝は、くさび棒ポケットの縦方向にくさび棒を移動させるために、チャック軸に対して傾斜して延びる第１の部分と、つかみあごの交換のためのレンチまたはキーによるくさび棒の移動のために、くさび棒ポケットに平行に延びる第２の部分とを有している。また、係止ボルトがチャックフランジ中の係止受入部に噛み合うときに、くさび歯がピストンの軸方向の移動を阻止するように上記第２の部分中にある。以上のことによって特徴的なセーフガードが実現される。ピストンが移動できず、また、リミットスイッチによってチェックされていてつかみあご交換に役立つ位置に強制的に置かれているのであるから、該リミットスイッチが、工作機械の始動を完全に阻止する。
【００１６】
以下において、図面に描かれた実施例を用いて本発明が詳細に説明される。
【００１７】
図示されたチャック１は、不図示の工作機械、特には旋盤の運転のために備えられ、機械スピンドルのところのチャックフランジ２を介して取り付けられる。チャック１が、チャックフランジ２に接続したチャック体３を有し、該チャック体３中には全周にわたって均等に分布するように配される半径方向のガイド溝４が数個、通常は３個が備えられる。このガイド溝４中につかみあご５を入れ込むことができる。複数のつかみあご５の位置・姿勢のシフトのためには、つかみあご５ごとに、チャック体３中、割り当てられたガイド溝４に交差してくさび棒ポケット６中を移動可能な１つのくさび棒７が備えられる。このくさび棒７の歯列８は、つかみあご５の対応する歯溝９に対して、傾斜して、すなわち、はすば歯車状に噛み合わされる。くさび棒７中に、チャック体３の軸方向に移動可能な調整ボルト１０と、同様にチャック体３の軸方向に移動可能な係止ボルト１１とが取り付けられており、これら二つのボルト１０，１１が同時に反対方向にシフトするように連結部材１２が備えられる。また、バネ１３も備えられており、バネ１３の力が作用して、ガイド溝４の側へとチェックボルト１０をシフトさせることとなる。ここで、図示された実施例においては、バネ１３が、係止ボルト１１に配され、連結部材１２を介して間接的に、チェックボルト１０に作用する。チャックフランジ２には、チェックボルト１０がガイド溝４に係合する場合に係止ボルト１１を受け入れる係止受入部１４が形成されている。
【００１８】
図２では、くさび棒７が、つかみあごの交換のための位置・姿勢にある。この位置・姿勢において、工作機械のピストンに形成されたくさび歯１５が、くさび棒７に形成された溝１６に噛み合う。この溝１６は、くさび棒ポケット６の長手方向でのくさび歯１５によるくさび棒７の移動のためにチャック軸１７に対して傾斜して延びる第１の部分１９と、つかみあご５を交換すべく、レンチ受入部１８にはめ込まれたレンチによるくさび棒７の移動のためにくさび棒ポケット６に平行に延びる第２の部分２０とを有している。図２においては、くさび歯１５が第２の部分２０中にある。その結果、くさび棒によって、ピストンの軸方向の移動も阻止され、工作機械は、ピストンの軸方向の位置を検出するリミットスイッチによって始動を阻止される。図２に示されたくさび棒７の位置においては、歯列８がガイド溝４の領域から完全に抜け出ているので、つかみあご５を取り除くことができる。
【００１９】
つかみあご５による支持がないにもかかわらず、チェックボルト１０は、バネ１３の作用を受けて位置・姿勢をシフトさせることがない。係止ボルト１１が復元部材２１に当接するからである。復元部材２１は、くさび棒７に形成された案内受入部２２中に配される。この復元部材２１が突き合わせ斜面２３を通じて係止ボルト１１と相互に作用し、また、この個所でバネ２４が該復元部材２１に力を加えるのであるから、該復元部材２１は、例えば図３及び図４から明らかなように、くさび棒ポケット６の壁の側へと案内受入部２２中にて移動される。この移動により、復元部材２１と係止ボルト１１との接触がなくなる。しかしながら、係止ボルト１１の移動と、これによるチェックボルト１０の移動は起こらない。チェックボルト１０が、チャック体３のガイド溝４に差し込まれたつかみあご５により完全に支持されているからである。
【００２０】
図５中にはつかみあご５がないので、チェックボルト１０の支持は行われず、該ボルトの移動の結果、係止ボルト１１が、チャックフランジ２の係止受入部１４中に入り、そして、再び復元部材２１に接触するようになる。図５に描かれたくさび棒７の位置においては、ピストンのくさび歯１５が、くさび棒７中に形成された溝１６の第２の部分中に当接することにより、ピストンの移動を阻止することが明らかに見て取れる。チェックボルト１０によるガイド溝４の封鎖を再び終了することができるために、くさび棒７は、新たに、つかみあご交換に役立つ位置に、図２〜図５においては左方へと、移動されなければならない。係止受入部１４中に突き出す係止ボルト１１が上記の必要な移動を妨げないようにするためには、復元部材２１を用い、突き合わせ斜面２３により係止ボルト１１を再び係止受入部１４から移動させる。
【００２１】
案内受入部２２中の復元部材２１の回転を阻止するために、該復元部材２１に、チャックフランジ２に当接させる平坦面３１が形成されている。平坦面３１と、係止ボルト１１に配された突き合わせ斜面２３に当接するようになる丸面２５とが、復元部材２１の先端面側に配されたハンマヘッド２６に形成されている。
【００２２】
図示された実施例においては、チェックボルト１０及び係止ボルト１１が、ガイド溝４に平行に配されるシャフト２７の周りを回転可能な二腕のレバー３２の自由端に配されている。シャフト２７は、くさび棒７のネジ穴２８中にネジ込まれたネジ山付きピン２９によって形成されている。図示されていない実施態様によると、チェックボルト１０と係止ボルト１１とが２つのギアラックからなる。このギアラックは、ガイド溝４に平行に配されたシャフト２７の周りを回転可能な歯車の、互いに対向し合う面に噛み合う。
【００２３】
【発明の効果】
つかみあご５がガイド溝４中にないか、または、充分に深く差し込まれていないとき、ガイド溝４が閉鎖される。また、くさび棒７がロックされていてくさび棒ポケット中６への移動が出来なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のチャックの部分切開正面図である。
【図２】くさび棒の、つかみあご交換に役立つ位置における図１のII−II断面である。
【図３】つかみあごのロックの開始時にとられる位置にあるくさび棒を伴う図２に対応する図である。
【図４】つかみあごとくさび棒とが完全に噛み合わされて係合している図２に対応する図である。
【図５】つかみあごがない場合の図３に対応する図である。
【図６】図４のVI−VI断面である。
【図７】図６のVII−VII断面である。
【図８】図６のVIII−VIII断面である。
【図９】くさび棒の図６に対応する図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ断面をである。
【図１１】図９のXI−XI断面である。
【図１２】図９のくさび棒の、矢印XIIの方向からの図である。
【図１３】係止ボルトの平面図を示す。
【図１４】図１３の矢印ＸIVの方向からの係止ボルトの図である。
【図１５】復元部材の平面図を示す。
【図１６】図１５の矢印ＸVIの方向からの図である。
【図１７】復元部材の斜視図である。
【符号の説明】
１ 締め付けチャック
２ チャックフランジ
３ チャック体
４ ガイド溝
５ つかみあご
６ くさび棒ポケット
７ くさび棒
８ くさび棒７の歯列
９ つかみあご５の、歯列８に対応する歯溝９
１０ チェックボルト
１１ 係止ボルト
１２ 連結部材
１３ 係止ボルト１１に配されたバネ
１４ チャックフランジ２の、係止ボルト１１を受け入れる係止受入部
１５ 工作機械のピストンに形成されたくさび形の歯
１６ くさび棒７に形成された溝

Claims (9)

1. 工作機械のための締め付けチャック、特には旋盤のための締め付けチャックであって、
   チャックフランジ（２）に接続されたチャック体（３）と、該チャック体（３）の半径方向のガイド溝（４）中に配された数個のつかみあご（５）と、
   つかみあご（５）を駆動するように、チャック体（３）中にあってくさび棒ポケット（６）中をガイド溝（４）に交差して移動可能であり、ヘリカルギア式の傾斜した噛み合い部をなすようにつかみあご（５）の対応する歯溝（９）に歯列（８）が噛み合わされるくさび棒（７）とを備えた締め付けチャックにおいて、
   各くさび棒（７）中には、チャック体（３）の軸方向に移動可能に、一つのチェックボルトまたはチェック棒（１０）及び一つの係止ボルトまたは係止棒（１１）が取り付けられ、これらを逆向きに同時に移動させるための連結部材（１２）が備えられ、ガイド溝（４）の側へとチェックボルトまたはチェック棒（１０）を移動させるバネが備えられており、
   チャックフランジ（２）中には、チェックボルトまたはチェック棒（１０）がガイド溝（４）に噛み合う際に係止ボルトまたは係止棒（１１）を受け入れる係止受入部（１４）が形成されることを特徴とする締め付けチャック。
2. 請求項１に記載の締め付けチャックにおいて、歯列（８）がガイド溝（４）から抜け出たつかみあご交換に役立つ位置へとくさび棒（７）が動く際に、係止ボルトまたは係止棒（１１）を係止受入部（１４）から取り除く復元部材（２１）が備えられることを特徴とする締め付けチャック。
3. 請求項２に記載の締め付けチャックにおいて、復元部材（２１）は、くさび棒（７）中に形成された案内受入部（２２）中に配され、係止ボルトまたは係止棒（１１）に設けられた突き合わせ斜面（２３）と相互作用を行うべく配され、バネ（２４）の力によってくさび棒ポケット（６）の壁（３０）の側へと移動可能であり、
   復元部材（２１）は、くさび棒（７）がつかみあご交換に役立つ位置にあるとき、突き合わせ斜面（２３）を介して係止ボルトまたは係止棒（１１）を支持することを特徴とする締め付けチャック。
4. 請求項３に記載の締め付けチャックにおいて、復元部材（２１）には、チャックフランジ（２）に当接するための平坦面（３１）が形成されていることを特徴とする締め付けチャック。
5. 請求項４に記載の締め付けチャックにおいて、平坦面（３１）と、係止ボルトまたは係止棒（１１）に配された突き合わせ斜面（２３）に当接する丸面（２５）とが、復元部材（２１）の先端面側に配されたハンマヘッド（２６）に形成されていることを特徴とする締め付けチャック。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の締め付けチャックにおいて、チェックボルトまたはチェック棒（１０）及び係止ボルトまたは係止棒（１１）は、ガイド溝（４）に平行に配された軸（２７）の周りを回転可能な二腕のレバー（３２）の自由端に配されていることを特徴とする締め付けチャック。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の締め付けチャックにおいて、チェックボルトまたはチェック棒（１０）及び係止ボルトまたは係止棒（１１）が２つのギアラックによって形成されていて、これらギアラックは、ガイド溝（４）に平行に配された軸（２７）の周りを回転可能な歯車の、互いに逆側の面に噛み合うことを特徴とする締め付けチャック。
8. 請求項６または７に記載の締め付けチャックにおいて、軸（２７）が、くさび棒（７）のネジ穴中にネジ込まれるネジ山付きピン（２９）によって形成されていることを特徴とする締め付けチャック。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の締め付けチャックにおいて、工作機械のピストンにくさび歯（１５）が形成され、このくさび歯（１５）が、くさび棒（７）に形成された溝（１６）に噛み合っており、該溝（１６）は、くさび棒ポケット（６）の長手方向にくさび棒（７）を移動させるべくチャック軸（１７）に対して傾斜して延びる第１の部分と、つかみあご（５）を交換すべくレンチによりくさび棒（７）を移動させるための、くさび棒ポケット（６）に平行に延びる第２の部分（２０）とを有し、
   チャックフランジ（２）中の係止受入部（１４）に係止ボルトまたは係止棒（１１）が差し込まれているときには、ピストンの軸方向移動を阻止するように、くさび歯（１５）が第２の部分（２０）中にあることを特徴とする締め付けチャック。

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