JP4951602B2 - 電動チャック - Google Patents

Description

本発明は、半径方向に調整可能な２つ以上のクランプジョーを有し、クランプジョーの各々がばねの力に抗して軸方向に調整可能な連接レバーに取り付けられているとともに、チャック本体内に載置されて限定された範囲で旋回可能であり、連接レバーが、クランプジョーと反対側の連接レバーの端で作用する駆動ジョーによって作動可能であり、駆動ジョーが傾斜面によってピストン等により動かされ、さらにチャック本体が、クランプされる被加工物のための接触表面を有する電動チャックに関する。

押さえチャック（hold-down chuck）とも称されるこの種類の電動チャックは、特許文献１に開示されている。この実施形態の連接レバーの各々は、チャック本体に加工された円筒状開口内に載置されるとともに、球状外側ジャケット面によって限定範囲で旋回可能であり、さらにばね力が作用する圧力部品によって連接レバーの軸方向調整移動距離（電動チャックの押さえ効果を決める）を調整することができる。

これは連接ピンが、球面によってチャック本体の円筒面上に支持されているため、クランプ位置においてこれらの構成要素間の線接触しか提供されないということを意味する。そのため僅かな時間後でも、軸移動も同様に生じるためにベアリングポイントの領域にダメージが生じる恐れがあり、その結果加工される被加工物の正確なクランプが保証できなくなる。さらにはこの従来技術の電動チャックは、連接レバーに対する線状支持のため低水準の回転剛性しか有しておらず、これはクランプジョーがクランプされた被加工物から跳ね返ることが多いことを意味する。その結果この押さえチャックは多くの場合課せられる要求を満足しない。

欧州特許出願公開第０ ２５１ ２６６ Ａ２号明細書

そのため本発明の目的は、常に高水準の剛性で長時間にわたり被加工物の正確なクランプが達成されるだけでなく、磨耗も大幅に排除されるように上記の種類の電動チャックを構成することである。しかし中でも目的は、広範囲の用途で用いることができるように高水準の回転剛性を有する電動チャックを提供することである。さらにまた提案する発明により構成される電動チャックは、実際にメンテナンスフリーであるとともに耐用年数が長くなければならない。

本発明によればこれは上記の種類の電動チャックにおいて達成され、連接レバーの各々がレバーを貫通する連接ピン上の旋回構造にて取り付けられ、連接ピンが回転できないようにチャック本体内に支持されるとともに限定された軸方向移動を許容するように案内され、さらに連接レバーを貫通する連接ピンの各々が、回転のない支持をもたらすとともに軸方向調整移動距離を限定するために、連接レバー用の中央配置された円筒軸受面および軸受面に平行に向けられた両端部領域内の接触表面を有し、これらの接触表面がチャック本体上に設けられた対向表面と連動して作用し、円筒軸受面および軸受面の両側に配置された接触表面は各々、連接ピンの軸方向長さの約３分の１に沿って延びている。

連接ピンの回転固定支持用の接触表面は有利な実施形態において、チャック本体の内側に向いた対向表面に面する側で連接ピン上に加工されている一方で、連接ピンの軸方向調整移動距離を限定する接触表面は、駆動ジョーに面する連接ピン面上に位置し、この場合連接ピン上に設けられた接触表面の各々は、互いに直角に配置されるとよい。

軸方向調整移動距離を限定する円筒軸受面に関する接触表面の片寄り、あるいはずれは、電動チャックに与えられた抑制移動距離に相当するとよい。

しかし電動チャックの特定の抑制移動距離が、チャック本体の端面に面する表面の連接ピンの自由端の領域でチャック本体内に加工された開口により、および／または円筒軸受面に関する連接ピンの接触表面の片寄りにより決定されることも可能である。

連接ピンが回転なく支持されるためには、チャック本体に、連接ピンを収容する開口の領域で接触表面に面する１つまたは２つの対向表面が設けられているとよい。また連接ピンを収容する各開口の領域のチャック本体が、軸方向に延びるとともにクランプ位置における連接ピン用のコンタクトとしてチャック本体の端部に面する対向表面を有するとよい。

さらにまたメンテナンスフリー特性を向上させるためには、連接レバー内、調整ピストン内、および互いに接触している電動チャックの任意の他の構成要素内の通路に、挿入シールによる液密シールが設けられているとよい。

電動チャックが本発明により構成される場合には、被加工物を常に正確に、かつ調整可能な構成要素の磨耗を実際に排除できるため、長期間にわたってクランプできることが保証される。限定範囲で軸方向に移動できる連接ピン上の連接レバーの載置は、チャック本体内の回転固定支持の達成を可能にし、特に１つの被加工物のクランプから他のクランプへ変更する際に高水準の剛性ひいては繰り返し精度を達成できる効果がある。

さらにまた提案の発明により構成された電動チャックは、小型設計を有するとともに、貫通孔がすべて封止されるため汚染に対して確実に保護される。また簡単な取り扱いと同時に高水準の同心精度が常に保証されるため、様々な用途を容易に達成することができる。

図面は本発明により構成された電動チャックを示し、その詳細を以下に説明する。

図１〜３に示すとともに１で識別される電動チャックは、押さえチャック（hold-down chuck）とも称されて被加工物Ｗの正確なクランプに用いられ、被加工物Ｗは加工中に面接触するとともに、半径方向に調整可能なクランプジョー５によりクランプ可能である。電動チャック１はこの場合主としてチャック本体２で構成されており、チャック本体２は背面でフランジ３によって封止されているとともに、チャック本体２内にはクランプジョー５の数に相当する開口４が連接レバー１０を収容するために加工され、連接レバー１０にはクランプジョー５が交換可能な配置で取り付けられている。軸Ｓを中心とする連接レバー１０の旋回により、クランプジョー５は半径方向に閉じられて被加工物Ｗをクランプする一方で、クランプジョー５は外側に旋回されてそのクランプを解除する。

連接レバー１０の旋回移動が行われるように、軸方向可動調整ピストン６が設けられており、ピストン６は楔状フック７を備えるとともに駆動ジョー８と駆動接続している。駆動ジョー８は加工された楔状フック９により調整ピストン６の楔状フック７に係合している。そのため調整ピストン６の軸方向調整移動により連接レバー１０が軸Ｓを中心に旋回するとともに、クランプジョー５は半径方向内側または外側に移動する。

クランプされた被加工物Ｗの正確な加工を確実に達成するために、チャック本体２には接触表面１７が設けられており、接触表面１７は交換可能ストップリング１６により形成されている。被加工物Ｗはクランプされる前に、この目的のため若干軸方向に調整可能なクランプジョー５により接触表面１７に対して引っ張られる。

これを可能にするために、クランプジョー５から離れる方向に面する連接レバー１０の端は各々、傾斜角度付き面１４が設けられたブッシュ１３に係合している。また連接レバー１０には指定角度付き面１５が設けられ、駆動ジョー８およびそれらと一緒にブッシュ１３の半径方向移動により、連接レバー１０の左側への軸方向移動を生じ、その結果クランプジョー５が被加工物Ｗに接触表面１７の方向に軸方向の力を印加する。

電動チャック１が開放されたときに連接レバー１０が後退するように圧力部品１１が設けられ、圧力部品１１は圧縮ばね１２が作用するとともにフランジ３上に支持されている。

連接ピン２１が旋回および限定的な軸方向移動を可能にする一方で、なおチャック本体２内の連接レバー１０の回転固定取り付けを達成するように設けられる。これらの連接ピン２１は連接レバー１０に加工された穴３１を貫通するとともに、連接レバー１０が支持される円筒軸受面２２を有する。さらにまた連接ピン２１は特に図５に見られるように両側に接触表面２３および２４を備え、接触表面２３および２４はチャック本体２上に加工された対向表面２７および２８と接している。これは連接ピン２１がチャック本体２内の回転しないように固定配置されて保持されていることを意味する。

さらなる接触表面２５および２６が、連接ピン２１の接触表面２３および２４に垂直な駆動ジョー８に面する側に加工されているとともに、接触表面２５および２６はチャック本体２上に設けられた対向表面２９および３０と接触する。円筒軸受面２２に関する連接ピン２１の接触表面２５および２６の片寄りは、連接レバー１０ひいてはクランプジョー５が実際のクランプ作業中に、調整ピストン６の方向に軸方向に移動する軸方向距離に相当する。しかしチャック本体に設けられた接触表面２９および３０が、連接ピン２１上に対応する接触表面が設けられた特定の押さえ経路だけ引っ込むことも可能である。両方の可能性を互いに組み合わせ可能であることは言うまでもない。

図２は開放動作位置の電動チャック１を示す。この場合連接ピン２１は段によってカバー１８と接しており、カバー１８が開口４を封止している。そのため連接ピン２１の接触表面２５および２６とチャック本体２の対向表面２９および３０との間に間隙が形成されており、この間隙はクランプ作業前に連接ピン２１が移動しなければならない軸方向調整距離に相当する。

図３はクランプ位置の電動チャック１を示す。接触表面２５および２６はこの動作位置では対向表面２９および３０に支持されている。また間隙がカバー１８と連接ピン２１との間に形成され、接触表面２６および２７と円筒軸受面２２との間のオフセットに相当し、そのためこれは軸方向調整移動距離である。

貫通するこれらの連接ピン２１による連接レバー１０の支持はそのため押さえチャックを形成する。押さえチャックは、カバー１８内の連接レバー１０の貫通４および調整ピストン６に、シール１９または２０および２０’による流体密封シールが設けられているためほぼメンテナンスフリーであるとともに、高水準の耐久性と繰り返し精度とを有する一方で、常に被加工物Ｗの正確なクランプを保証する小型構造が同時に達成される。

軸方向断面の電動チャックを示す。 部分断面の異なる動作位置における図１による電動チャックを示す。 部分断面の異なる動作位置における図１による電動チャックを示す。 斜視図における挿入連接レバーを有する図１による電動チャックのチャック本体を示す。 個別図における図４ａによる連接レバー内に設置された連接ピンを示す。 拡大斜視図における図４ａによる連接ピンを示す。

符号の説明

１ 電動チャック
２ チャック本体
３ フランジ
４ 開口
５ クランプジョー
６ 軸方向可動調整ピストン
７ 楔状フック
８ 駆動ジョー
９ 楔状フック
１０ 連接レバー
１１ 圧力片
１２ 圧縮ばね
１３ ブッシュ
１４ 傾斜角度付き面
１５ 指定角度付き面
１６ 交換可能ストップリング
１７ 接触表面
１８ カバー
１９ シール
２０ シール
２０’ シール
２１ 連接ピン
２２ 円筒軸受面
２３ 接触表面
２４ 接触表面
２５ 接触表面
２６ 接触表面
２７ 対向表面
２８ 対向表面
２９ 対向表面
３０ 対向表面
３１ 穴
Ｓ 軸
Ｗ 被加工物

Claims (10)

1. 半径方向に調整可能な２つ以上のクランプジョー（５）を有し、それらクランプジョー（５）の各々がばね（１２）の力に抗して軸方向に調整可能な連接レバー（１０）に取り付けられているとともに、チャック本体（２）に取り付けられて限定された範囲で旋回可能であり、前記連接レバー（１０）は、前記クランプジョー（５）と反対側である前記連接レバー（１０）の端部に作用する駆動ジョー（８）によって作動可能であり、前記駆動ジョー（８）が傾斜面（７または９）によってピストン（６）等により動かされ、さらに前記チャック本体（２）が、クランプされるべき被加工物（Ｗ）のための接触表面を有する電動チャック（１）において、
   前記連接レバー（１０）の各々が、当該連接レバーを貫通する連接ピン（２１）上の旋回構造にて取り付けられ、前記連接ピン（２１）は回転できないように前記チャック本体（２）に支持されるとともに限定された軸方向移動を可能とするように案内され、さらに前記連接レバー（１０）を貫通する前記連接ピン（２１）の各々が、回転のない支持をもたらすとともに軸方向調整移動距離を限定するために、前記連接レバー（１０）用の中央配置された円筒軸受面（２２）と、当該軸受面に対し平行に向けられた両端部領域内の接触表面（２３、２４または２５、２６）とを有し、これら接触表面（２３、２４または２５、２６）が、前記チャック本体（２）に設けられた対向表面（２７、２８または２９、３０）と連係して作用することを特徴とする電動チャック。
2. 前記円筒軸受面（２２）および当該軸受面（２２）の両側に配置された前記接触表面（２３、２４または２５、２６）が各々、前記連接ピン（２１）の軸方向長さの約３分の１に沿って延びていることを特徴とする請求項１に記載の電動チャック。
3. 前記接触表面のうち、前記連接ピン（２１）を回転しないように支持するための接触表面（２３、２４）が、前記チャック本体（２）の内側に向いた対向表面に面する前記連接ピン（２１）の側に、形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電動チャック。
4. 前記連接ピン（２１）の前記軸方向調整移動距離を限定する前記接触表面（２５、２６）が、前記駆動ジョー（８）に面する前記連接ピン（２１）面上に位置することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動チャック。
5. 前記連接ピン（２１）上に設けられた前記接触表面（２３、２４または２５、２６）の各々が、互いに直角に配置されなければならないことを特徴とする請求項３または４に記載の電動チャック。
6. 前記軸方向調整移動距離を限定する前記円筒軸受面（２２）に関する前記接触表面（２５、２６）の片寄りが、前記電動チャック（１）の所定抑制移動距離に相当することを特徴とする請求項１または５に記載の電動チャック。
7. 前記電動チャック（１）の前記所定抑制移動距離が、前記チャック本体（２）の端面に面する表面における前記連接ピン（２１）の自由端の領域で前記チャック本体（２）内に加工された開口により、および／または前記円筒軸受面（２２）に関する前記連接ピン（２１）の前記接触表面（２５、２６）の片寄りにより決定されることを特徴とする請求項６に記載の電動チャック。
8. 前記チャック本体（２）に、前記連接ピン（２１）を収容する開口（４）の領域で前記接触表面（２３、２４）に面する１つまたは２つの対向表面（２７、２８）が設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の電動チャック（１）。
9. 前記連接ピン（１０）を収容する開口（４）の領域での前記チャック本体（２）各々が、軸方向に延びるとともにクランプ位置における前記連接ピン（１０）用の当接のための前記チャック本体（２）の端部に面する対向表面（２９、３０）を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の電動チャック。
10. 前記連接レバー（１０）の、前記ピストン（６）の、および互いに接触している前記電動チャック（１）の任意の他の構成要素の通路に、挿入シール（１９、２０、２０’）による液密シールが設けられていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の電動チャック（１）。

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