JP4736561B2 - ドローダウンチャック - Google Patents

Description

本発明は、被加工物（ワーク）を把持するドローダウンチャックに関する。

従来より、たとえば特許文献１や特許文献２に開示されているようなドローダウンチャックが知られている。ここで、特許文献１や特許文献２に代表されるドローダウンチャック５１について、図面を基に説明する。図４は、ドローダウンチャック５１の側断面を示した説明図である。尚、図４における左右方向をドローダウンチャック５１の前後方向とし、図４における右側をドローダウンチャック５１の前側とする。

ドローダウンチャック５１は、図示しない工作機械の主軸先端に取り付けられるバックプレート５２と、該バックプレート５２の前面側に取り付けられるフロントボディ５３とからなるチャックボディ５４を備えたものである。バックプレート５２の中央（工作機械の主軸の旋回軸と同軸（以下、チャック軸線と称す）上）には、後述するドロースリーブ５６の後端部を支持する支持孔５７が穿設されている。一方、フロントボディ５３の後面略中央には凹部が形成されており、該凹部内であってチャック軸線上には、ドロースリーブ５６の前端部を支持する摺動支持部５８が設けられている。また、該フロントボディ５３の後面をバックプレート５２によって塞ぐことによって、チャックボディ５４には内部空間５５が形成される。

内部空間５５には、前端部をフロントボディ５３の摺動支持部５８に、後端部をバックプレート５２の支持孔５７にそれぞれ支持されたドロースリーブ５６が前後方向に摺動自在に収納されている。該ドロースリーブ５６は、図示しない工作機械の主軸後端の回転シリンダで押し引きされるドロースクリュー５９と連結されており、該ドロースクリュー５９と一体的に前後方向に摺動する。ドロースリーブ５６及びドロースクリュー５９には、エアーやクーラント等の流体を通すための流体流路６０がチャック軸線に沿って穿設されている。該流体流路６０は、ドロースリーブ５６の前端にて開口しており、流体をチャックボディ５４内へ供給するようになっている。該流体の漏れを防止すべく、ドロースリーブ５６の前端部と摺動支持部５８との隙間は、Ｏリング６４によってシールされている。

一方、チャックボディ５４には、チャック軸線に対して所定の角度傾斜した傾斜軸線方向に進退自在なドローバー６１が設置されている。尚、ドローバーは、チャック軸線を軸とした円周方向に複数（たとえば、３個）備えられている。
該ドローバー６１の前端には、ワークを把持するための把持爪６２が取り付けられており、周知の構成によりドロースリーブ５６の前後方向への摺動に同期させてドローバー６１を傾斜軸線方向に沿って進退させ、ワークを把持する。そして、把持爪６２におけるワークのチャッキングの有無等を、チャックボディ５４内に供給される流体を利用した周知の構成により判断する。尚、６３は、ドローバー６１の進退動作に伴うねじれを阻止するための回り止め部材である。

特開２００１−１６２４１５号公報 特開２００２−１０３１０９号公報

上述の如き従来のドローダウンチャック５１では、ドロースリーブ５６の前後方向への摺動により、ドロースリーブ５６の前端部と摺動支持部５８との間でタテ傷や摩耗が生じる。特に、長期間に亘って使用すると、ドロースリーブ５６の前端部や摺動支持部５８に生じたタテ傷や摩耗により、Ｏリング６４のシール性能が劣化しやすいといった問題を抱えている。また、Ｏリング６４のシール性能が劣化すると、流体漏れ等といった事態も引き起こしかねない。

そこで、本発明は上述したような問題点に鑑みなされたものであって、Ｏリング等といったシール部材のシール性能を長期間に亘って劣化させることなく維持可能なドローダウンチャックを提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、ワークを把持する把持爪を移動させるドロースリーブを、チャックボディ内にチャック軸線方向に沿って摺動自在に備えるドローダウンチャックであって、前記ドロースリーブに、流体を前記チャックボディへと供給するための流体流路を設けるとともに、前記ドロースリーブの先端部に、前記チャックボディに支持される第一摺動部と第二摺動部とを設ける一方、前記チャックボディに、前記第一摺動部を支持する摺動支持部と、前記第二摺動部を支持するとともに前記チャックボディへと供給された流体の漏洩を阻止すべくシール部材によって前記第二摺動部との隙間がシールされる流体シール部とを、前記流体シール部における前記第二摺動部との隙間が前記摺動支持部における前記第一摺動部との隙間よりも大きくなるように設けたことを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１の発明において、摺動支持部と流体シール部との穴径を異ならせたことを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２の発明において、第一摺動部と第二摺動部との軸径を異ならせたことを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかの発明において、摺動支持部に、該摺動支持部と第一摺動部との間にグリスを供給可能なグリス溝を刻設したことを特徴とする。

本発明によれば、ドロースリーブの先端部に、チャックボディに支持される第一摺動部と第二摺動部とを設ける一方、チャックボディに、第一摺動部を支持する摺動支持部と、第二摺動部を支持するとともにチャックボディへと供給された流体の漏洩を阻止すべくシール部材によって第二摺動部との隙間がシールされる流体シール部とを、流体シール部における第二摺動部との隙間が摺動支持部における第一摺動部との隙間よりも大きくなるように設けているため、第二摺動部や流体シール部にドロースリーブの摺動に起因するタテ傷や摩耗が生じない。したがって、長期間に亘って使用したとしても、シール部材のシール性能を劣化させることなく維持することができる。
また、請求項２の発明によれば、第一摺動部と第二摺動部との軸径を同一としたドロースリーブを採用する（すなわち、チャックボディ側で隙間を調整）ことができる。したがって、軸径を異ならせるものと比較して、容易にドロースリーブを製造することができるという効果を奏し得る。
さらに、請求項３の発明によれば、摺動支持部と流体支持部との穴径を同一としたチャックボディを採用し、ドロースリーブの第一摺動部と第二摺動部との軸径を異ならせて各々の隙間を調整することができる。一般的に穴加工よりも軸加工の方が容易であることから、本発明に係るドローダウンチャックを容易に製造可能とすることができる。一方、第一摺動部と第二摺動部との穴径を異ならせた上で、摺動支持部と流体シール部との軸径を異ならせることも可能である。該構成とすれば、摺動支持部や流体シール部を、それぞれの機能に応じた径に設定したり、周辺の他の機構と干渉しないように任意に設定することが可能となる。
加えて、請求項４の発明によれば、摺動支持部に、該摺動支持部と第一摺動部との間にグリスを供給可能なグリス溝を刻設することにより、より滑らかにドロースリーブを摺動させることができ、第一摺動部の表面にタテ傷や摩耗による損傷が生じにくくなる。したがって、ドローダウンチャックの耐久性を向上させることができる。

以下、本発明の一実施形態となるドローダウンチャック１について図面を基に説明する。
図１は、ドローダウンチャック１の側断面を示した説明図であり、図２は、ドローダウンチャック１の前部の側断面を示した拡大説明図である。尚、図１における左右方向をドローダウンチャック１の前後方向とし、図１における右側をドローダウンチャック１の前側とする。

ドローダウンチャック１は、図示しない工作機械の主軸先端に取り付けられるバックプレート２と、該バックプレート２の前面側に取り付けられるフロントボディ３とで構成されるチャックボディ４を備えてなる。バックプレート２の略中央（工作機械の主軸の旋回軸と同軸（以下、チャック軸線と称す）上）には、後述するドロースリーブ６の後部を支持する支持孔７が穿設されている。

一方、フロントボディ３の後面略中央には凹部が形成されており、該凹部内であってチャック軸線上には、ドロースリーブ６の第一摺動部１１を支持する摺動支持部８が円柱状の空間として形成されている。また、フロントボディ３の摺動支持部８の前方側には、ドロースリーブ６の第二摺動部１２を支持する流体シール部９が隣接して（連通した状態で）設けられている。該流体シール部９も円柱状の空間として形成されており、摺動支持部８と同様、チャック軸線上に設けられているとともに、摺動支持部８よりも小径の空間となっている。また、流体シール部９には、後述の如くしてチャックボディ４内へと供給される流体の漏洩を防止するためのＯリング（シール部材）１４が備えられている。そして、このようなフロントボディ３の後面を上述の如きバックプレート２によって塞ぐことによって、チャックボディ４に内部空間５を形成している。

内部空間５には、前部をフロントボディ３の摺動支持部８及び流体シール部９に、後部をバックプレート２の支持孔７にそれぞれ支持されたドロースリーブ６がチャック軸線に沿って前後方向に摺動自在に収納されている。該ドロースリーブ６は、図示しない工作機械の主軸後端に設けられた回転シリンダで押し引きされるドロースクリュー１０と連結されており、該ドロースクリュー１０と一体的に前後方向に摺動する。該ドロースリーブ６の前部には、摺動支持部８に支持される円柱（チャック軸線を軸とした）状の第一摺動部１１が設けられている。また、該第一摺動部１１の更に前方には、Ｏリング１４によって流体シール部９との隙間をシールされる円柱（チャック軸線を軸とした）状の第二摺動部１２が一体的に設けられている。該第二摺動部１２は、第一摺動部１１よりも小径に形成されており、その先端面には後述する流体流路１３が開口している。

さらに、ドロースリーブ６とドロースクリュー１０とには、エアーやクーラント等の流体を通すための流体流路１３がチャック軸線に沿って穿設されている。該流体流路１３は、ドロースリーブ６の前端にて開口しており、流体をチャックボディ４内へ供給するようになっている。このようにしてチャックボディ４内へと供給される流体は、上述の如く、流体シール部９に備えられたＯリング１４により、内部空間５へと漏洩しない。尚、流体流路１３を介して供給される流体は、図示しない周知の機構によるワークの着座確認やワークの冷却のために利用される。

ここで、ドロースリーブ６の前部（両摺動部１１、１２）とフロントボディ３との係り合いについて図２を基に詳述する。尚、図２では、両摺動部１１、１２とフロントボディ３との隙間を、説明の為に実際よりも大きく表示している。
ドロースリーブ６は、上述の如く、第一摺動部１１を摺動支持部８に、第二摺動部１２を流体シール部９にそれぞれ支持されるとともに、第二摺動部１２が流体シール部９との隙間をＯリング１４によってシールされた状態でチャック軸線に沿って前後方向に摺動自在となっている。このように、ドロースリーブ６をフロントボディ３に対して摺動自在とするためには、ドロースリーブ６とフロントボディ３との間（すなわち、第一摺動部１１と摺動支持部８との間、及び第二摺動部１２と流体シール部９との間）に隙間を設ける必要がある。図２におけるΔ１及びΔ２は、それぞれの摺動部１１、１２とフロントボディ３（摺動支持部８、流体シール部９）との間の隙間を示している。

そして、本実施の形態において、摺動支持部８及び流体シール部９は、それぞれの摺動部１１、１２との隙間Δ１、Δ２がΔ１＜Δ２となるように設けられている。すなわち、摺動支持部８と第一摺動部１１との隙間Δ１よりも、流体シール部９と第二摺動部１２との隙間Δ２の方が大きくなるように設けられている。
尚、１５は、摺動支持部８の周面に刻設されたグリス溝であり、１６は、該グリス溝１５へとドロースリーブ６をより滑らかに摺動可能とするためのグリスを供給するグリス供給管である。該グリス供給管１６のグリス供給口は、封止部材１７（図１に示す）にて封止されている。また、上述した支持孔７にもグリス溝が刻設されており、該支持孔７のグリス溝へもグリス供給管１６を介してグリスを供給可能となっている。

一方、チャックボディ４には、チャック軸線に対して所定の角度傾斜した傾斜軸線方向に進退自在なドローバー２１が設置されている。尚、ドローバー２１は、チャック軸線を軸とした円周方向に複数（たとえば、３個）備えられている。該ドローバー２１は、ドロースリーブ６の第一摺動部１１と支持孔７に支持されている後部との間に突設された円板状のフランジに周知の構成により係止している。また、ドローバー２１の前端には、ワークを把持するための把持爪２２が取り付けられている。

そして、ドロースリーブ６の前後方向への摺動に同期させてドローバー２１を傾斜軸線方向に沿って進退させ、把持爪２２にてワークを把持する。把持爪２２におけるワークのチャッキングの有無等は、流体流路１３を介してチャックボディ４内に供給される流体を利用した周知の機構により判断する。尚、２３は、ドローバー２１の進退動作に伴うねじれを阻止するための回り止め部材である。

以上のようなドローダウンチャック１によれば、ドロースリーブ６に、摺動支持部８に支持される第一摺動部１１と、流体シール部９に支持され、該流体シール部９との隙間をＯリング１４によってシールされる第二摺動部１２とを設けるとともに、第一摺動部１１と摺動支持部８との間の公差Δ１、及び第二摺動部１２と流体シール部９との公差Δ２をΔ１＜Δ２となるように設定しているため、第二摺動部１２にドロースリーブ６の摺動に起因するタテ傷や摩耗が生じない。したがって、長期間に亘って使用したとしても、Ｏリング１４のシール性能を劣化させることなく維持することができる。

また、第一摺動部１１と第二摺動部１２との軸径、及び摺動支持部８と流体シール部９との穴径を異ならせて形成している。すなわち、摺動支持部の径を大きくしてドロースリーブの剛性を高める一方、流体シール部の径を小さくしてドローバー等との干渉をさけ、チャック全長が無駄に長くならないようにしている。

さらに、摺動支持部８の周面にグリス供給管１６を介してグリスを供給されるグリス溝１５が刻設されているため、より滑らかにドロースリーブ６を摺動させることができ、第一摺動部１１の表面にタテ傷や摩耗による損傷が生じにくくなる。したがって、ドローダウンチャック１の耐久性を向上させることができる。

なお、本発明のドローダウンチャックの構成は、上記実施の形態に記載した態様に何ら限定されるものではなく、チャックボディ、ドロースリーブ、ドロースクリュー、ドローバー等の構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更することができる。

たとえば、上記実施の形態では、ドロースリーブにおいて第一摺動部と第二摺動部との軸径を異ならせているが、第一摺動部と第二摺動部とを同一軸径に形成することも当然可能である。その際、フロントボディにおいて、流体シール部の穴径を、摺動支持部の穴径よりも若干大径に形成すればよい。このような構成とすれば、軸径を異ならせるものと比較して、容易にドロースリーブを製造することができるという効果を奏し得る。

また、上記実施の形態では、シール部材としてＯリングを採用しているが、Ｏリング以外の各種シール部材を用いたとしても何ら問題はない。さらに、上記実施の形態では、支持孔にもグリス溝を設けているが、支持孔にグリス溝を設けなくてもよいし、摺動支持部のグリス溝にグリスを供給するグリス供給管と、支持孔のグリス溝にグリスを供給するグリス供給管とをそれぞれ個別に設けることも当然可能である。

さらに、図３に示すようなドローダウンチャック１’としてもよい。ドローダウンチャック１’では、第二摺動部１２’を第一摺動部１１’等とは別体成形し、第一摺動部１１’の前側に嵌着してドロースリーブ６’を形成する構成となっている。該構成を採用することにより、長期間に亘る使用で摩耗した第一摺動部１１’側のみを交換する等といったメンテナンスが可能となる。
加えて、ドローバーとドロースリーブとの係り合い、把持爪によるワーク把持に係る構成等は適宜変更可能である。

ドローダウンチャックの側断面を示した説明図である。 ドローダウンチャックの前部の側断面を示した拡大説明図である。 ドローダウンチャックの変更例を示した説明図である。 従来のドローダウンチャックの側断面を示した説明図である。

符号の説明

１、１’・・ドローダウンチャック、２・・バックプレート、３・・フロントボディ、４・・チャックボディ、５・・内部空間、６、６’・・ドロースリーブ、７・・支持孔、８・・摺動支持部、９・・流体シール部、１０・・ドロースクリュー、１１、１１’・・第一摺動部、１２、１２’・・第二摺動部、１３・・流体流路、１４・・Ｏリング、１５・・グリス溝、１６・・グリス供給管、１７・・封止部材。

Claims (4)

1. ワークを把持する把持爪を移動させるドロースリーブを、チャックボディ内にチャック軸線方向に沿って摺動自在に備えるドローダウンチャックであって、
   前記ドロースリーブに、流体を前記チャックボディへと供給するための流体流路を設けるとともに、前記ドロースリーブの先端部に、前記チャックボディに支持される第一摺動部と第二摺動部とを設ける一方、
   前記チャックボディに、前記第一摺動部を支持する摺動支持部と、前記第二摺動部を支持するとともに前記チャックボディへと供給された流体の漏洩を阻止すべくシール部材によって前記第二摺動部との隙間がシールされる流体シール部とを、前記流体シール部における前記第二摺動部との隙間が前記摺動支持部における前記第一摺動部との隙間よりも大きくなるように設けたことを特徴とするドローダウンチャック。
2. 摺動支持部と流体シール部との穴径を異ならせたことを特徴とする請求項１に記載のドローダウンチャック。
3. 第一摺動部と第二摺動部との軸径を異ならせたことを特徴とする請求項１または２に記載のドローダウンチャック。
4. 摺動支持部に、該摺動支持部と第一摺動部との間にグリスを供給可能なグリス溝を刻設したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のドローダウンチャック。
   

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