JPH0333445B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は被加工物を把握する爪に加わる遠心
力を平衡重錘によつて補償するようにしてあるバ
ランスチヤツクに関するもので、特に高速回転チ
ヤツクとして用いて有効なものである。

従来技術とその問題点 この種のバランスチヤツクとして従来、例えば
実開昭52−119581号、米国特許第2729459号、同
第2657068号、同第4047723号にて開示されている
ように爪と相対するチヤツク本体の後側の重錘装
着溝に平衡重錘を半径方向に摺動自在に装着し、
その平衡重錘と爪を梃子レバーで連結して爪に作
用する遠心力を相殺するようにしたもの、実開昭
51−45176号、米国特許第2828134号、同第
2982558号にて開示されているように爪の片側又
は両側に平衡重錘を設け、この平衡重錘と爪を梃
子レバーで連結したもの、特開昭51−118181号、
米国特許第3370859号にて開示されているように
爪を作動させるクランクレバーに平衡重錘を取付
けたもの等が知られている。ところが上記のバラ
ンスチヤツクにあつては、何れも第５図に示すよ
うに平衡重錘の遠心力の反力を爪５Ｅに対して第
５図に矢印Ａで示すように爪の溝嵌合部の中心Ｏ
点よりも後方位置においてチヤツク中心方向へ作
用させ、爪５Ｅの初期把握力にその平衡重錘の反
力分だけ増締めすることによつて爪５Ｅに加わる
遠心力を相殺するようにしているので、チヤツク
の回転中に爪の把握力が第６図にａ線で示すよう
に爪に加わる遠心力によつて著しく低下するのを
防止でき、その爪の把握力を第６図にｂ線で示す
ように所期把握力に近い大きさに維持することが
できるが、チヤツクの回転を止めると爪の把握力
が第６図にｃ線で示すように平衡重錘の遠心力の
反力で補償した分だけ初期把握力よりも増大して
著しく大きくなり、その結果加工後の被加工物を
変形させたり、傷付けたりする大きな問題があつ
た。従つて、上記の如き従来のバランスチヤツク
は、高い加工精度が要求される被加工物や変形し
易い薄肉の被加工物はもちろんのことダイキヤス
ト、銅、アルミ等の軽合金鋳物等のように高速回
転が要求されてしかも変形し易い被加工物の把握
に使用することが困難で、実際には棒材や粗加工
のように加工後の変形を問題にしなくても良い被
加工物の把握にのみ使用されており、その使用範
囲が大きく制限されていた。そこで、従来上記バ
ランスチヤツクの問題点を解決する為に本願出願
人によつて種々の研究が重ねられ、その結果特開
昭56−139809号（特公昭58−58163号）公報によ
つて開示されているようにチヤツクの回転を止め
たときの爪の把握力の著しい増大を防止し得るよ
うにしたバランスチヤツクが開発された。このバ
ランスチヤツクは第７図に一例を示すようにチヤ
ツク本体１Ｆ内に形成された空洞１００内に爪５
Ｆに加わる遠心力を補償する為の平衡重錘１１Ｆ
を回動自在に軸支し、その平衡重錘１１Ｆの当接
部１１aFがチヤツク本体１Ｆに半径方向へ摺動
自在に装着されている爪５Ｆの外周近辺の背面部
３eFに当接可能に構成し、チヤツク回転時に平
衡重錘１１Ｆの遠心力が爪５Ｆの外周近辺の背面
部３eFに作用して爪５Ｆを前方へ押すようにな
つている。このようなバランスチヤツクにおいて
は、爪５Ｆが自体に加わる遠心力によるモーメン
トＭ（第５図参照）によつて爪先端が浮上がろう
とするときに、平衡重錘１１Ｆの遠心力が第５図
に矢印Ｂで示すようにその爪５Ｆに作用するモー
メントＭを打消す方向に作用するので、チヤツク
回転中における爪５Ｆの浮上がり現象が防止され
て第８図にｄ線で示すようにチヤツク回転に伴な
う把握力の著しい低下を防止でき、しかもチヤツ
クの回転を止めたときには爪５Ｆに加わる自体の
遠心力によるモーメントと平衡重錘１１Ｆの遠心
力によるモーメントの両方が零になつて爪５Ｆの
把握力が第８図にｅ線で示すように初期把握力と
略同じ大きさに戻り、加工後に被加工物を変形さ
せるような事故を防止し得る大きな効果があつ
た。ところが、上記の開発されたバランスチヤツ
クにあつては、最初に述べた従来のバランスチヤ
ツクと同様にチヤツク本体１Ｆの内部に平衡重錘
１１Ｆを収納する為の空洞１００を形成している
ので、どうしてもチヤツク本体１Ｆの剛性が小さ
くなり、重切削を行う場合に高い加工精度を得難
い問題があり、また空洞１００内に平衡重錘１１
Ｆを軸支し、その平衡重錘１１Ｆの当接部１１
aFを爪５Ｆの背面部３eFに当接させるようにな
つているので、当接部１１aFと背面部３aFとの
接触点をチヤツク本体１Ｆの外周面にあまり近づ
け難く、しかも平衡重錘１１Ｆの枢軸を中心とす
るレバー比を大きくし難く、平衡重錘１１Ｆの遠
心力を爪５Ｆの遠心力の補償の為に充分に利用で
きない問題があり、その為空洞１００や平衡重錘
１１Ｆの大きさを大きくする必要があつて小径の
小型のバランスチヤツクに実施することは困難で
あつた。

目的と概要 そこで本発明は上記従来のバランスチヤツクの
問題点を解決することを目的とし、チヤツク回転
時の爪の把握力を初期把握力と略同じ大きさに維
持し得ると共に、チヤツク回転を止めたときの爪
の把握力の著しい増大を防止し得るという機能を
損うことなく、チヤツク本体の剛性を著しく高め
ることができて高精度の重切削加工を要する被加
工物の把握に使用でき、しかも平衡重錘の大きさ
を比較的小さくできて小径の小型のバランスチヤ
ツクにも容易に実施し得るようにしたバランスチ
ヤツクを提供しようとするもので、チヤツク本体
の一部によつて平衡重錘を構成し、この平衡重錘
がチヤツク本体の他の部分に繋がる薄肉の連続部
を支点にして弾性変形することによつて爪の外周
近辺の背面部を前方へ押すようにしたことを特徴
としている。

実施例 次に本願の実施例を図面に基いて説明する。第
１図〜第３図において、１は円筒状のチヤツク本
体で、その前面（第１図において右側面）に半径
方向の３本の爪装着溝２が放射状に等角度間隔で
削設されている。これらの爪装着溝２の夫々のも
のの対向する側面には第３図に示すように案内溝
２ａ，２ａが形成されている。上記各爪装着溝２
はマスタジヨー３とトツプジヨー４から成る爪５
のそのマスタジヨー３が半径方向へ摺動自在に挿
入されている。このマスタジヨー３には上記案内
溝２ａ，２ａによつて案内される突起３ａ，３ａ
が形成されており、この突起３ａ，３ａと案内溝
２ａ，２ａとの嵌合によつて爪５が半径方向へ摺
動されるようになつている。マスタジヨー３の前
面にはＴ字溝３ｂが半径方向に削設され、このＴ
形溝３ｂにジヨーナツト６が周知の如く移動自在
に嵌つている。このマスタジヨー３の前面には鋸
刃状のセレーシヨン３ｃが形成され、このセレー
シヨン３ｃにトツプジヨー４のセレーシヨン４ａ
が噛合されている。このトツプジヨー４は２本の
ボルト７をジヨーナツト６に螺着することによつ
てマスタジヨー３に締付固定されている。上記マ
スタジヨー３の半径方向内端にはＴ字状を成すテ
ーパ部３ｄが周知の如く形成されている。上記チ
ヤツク本体１の中央孔１ａ内にはウエツジプラン
ジヤ８がチヤツク本体１の軸線方向へ摺動自在に
嵌合され、その外周に上記マスタジヨー３のテー
パ部３ｄと摺動自在に係合可能なＴ字状断面のテ
ーパ溝８ａが夫々形成され、これらのテーパ溝８
ａに対応する爪５のテーパ部３ｄが係合されてい
る。なお上記爪５の半径方向への摺動はクランク
等他の伝動手段を介して行つても良い。上記ウエ
ツジプランジヤ８にはドローボルト９がナツト１
０によつて止着されており、このドローボルト９
は周知の如く図示しないスピンドルの中央孔に嵌
挿されているドローバーに連結され、空気圧式又
は液圧式の流体圧作動のシリンダの作動によつて
軸線方向へ往復動されるようになつている。次
に、１１は各爪５に対応してチヤツク本体１の一
部分によつて構成された平衡重錘で、チヤツク本
体１の背面から前方へ向けて切込まれた横切割溝
１２と、チヤツク本体１の外周面からチヤツク本
体１の中心に向けて切込まれた縦切割溝１３とで
チヤツク本体１の他の部分と区分されている。こ
の横切割溝１２はチヤツク本体１の外周近辺の背
面から前方に向けて爪５の摺動方向に対して直角
な方向へマスタジヨー３の背面部３ｅ即ち爪装着
溝２の後側内面２ｂより前方の位置まで形成され
ている。この横切割溝１２の形成位置は第２図に
示すようにチヤツク本体１の中心から大きく離れ
た外周近辺に形成され、その横切割溝１２よりチ
ヤツク中心側のチヤツク本体１の剛性が大きい状
態に維持されるようになつている。また上記縦切
割溝１３はマスタジヨー３の背面３ｅ即ち爪装着
溝２の後側内面２ｂより前方の位置でチヤツク本
体１の外周面から中心部に向けてチヤツク本体１
の軸線に対して直角な方向へ上記横切割溝１２と
の間に厚み寸法の小さい薄肉の連続部１４を残す
深さ迄形成されている。この連続部１４の肉厚寸
法は平衡重錘１１がチヤツク回転時に自体に加わ
る遠心力によつて半径外方向へその連続部１４を
支点にして弾性変形し得る大きさに設定されてい
る。上記平衡重錘１１における爪装着溝２の後側
内面２ｂは平衡重錘１１が遠心力によつて半径外
方向へ弾性変形したときにマスタジヨー３の背面
部３ｅに当接する当接部１１ａに構成されてい
る。１５は当接部１１ａの外周側端部に形成され
た面取り部で、連続部１４の支点と当接部１１ａ
との距離即ちレバー比を調整する為のものであ
る。この面取り部１５を大きくすることによつて
平衡重錘１１の遠心力が爪に作用するきの増力比
を大きくできる。１６は上記チヤツク本体１の外
周に後側から嵌合された筒状のカバーで、上記平
衡重錘１１と対応する部分の後端に中心に向けて
突出する取付片１６ａが一体に折曲げ形成され、
この取付片１６ａがチヤツク本体１の後端部を切
除して形成された嵌合凹部１７に嵌合され、かつ
この取付片１６が取付ねじ１８によつてチヤツク
本体１に止着されている。このカバー１６の内面
には平衡重錘１１が半径外方向へ所要量弾性変形
し得るように逃がし凹部１９が形成されている。
なお、上記カバー１６を省略しても良い。２０は
チヤツク本体１を工作機械のスピンドル又はその
スピンドルに取付けられた取付部材に取付ける為
の固定ボルト、２１はチヤツク本体１に取付ねじ
２２によつて取付けられた蓋板である。

上記構成のものにあつては、チヤツクの回転が
停止されている状態で図示しない流体圧シリンダ
の作動によつてドローボルト９が軸線方向（前後
方向）へ移動されると、互いに嵌まり合つている
ウエツジプランジヤ８のテーパ溝８ａとマスタジ
ヨー３のテーパ部３ｄの相対的摺動による楔作用
によつてマスタジヨー３が半径方向へ移動し、マ
スタジヨー３に固着されているトツプジヨー４も
半径方向へ移動し、被加工物の把握又は解放を行
う。この場合、チヤツク本体１の回転が停止され
ているので、平衡重錘１１は遠心力を受けること
なく第１図に示す状態を維持する。従つて、マス
タジヨー３は平衡重錘１１によつて押圧されるこ
とはなく、半径方向へスムーズに移動される。ド
ローボルト９を後方へ引つ張つてトツプジヨー４
によつて被加工物を把握させ、この状態でチヤツ
クを回転させると、爪５には第５図に示すように
爪５に加わる遠心力によつて回転モーメントＭが
作用し、爪５は爪先端が浮上がる所謂爪５の浮上
がり現象を起こしてトツプジヨー４による被加工
物の把握力が大きく低下しようとする。ところが
上記チヤツクの回転によつて平衡重錘１１にも遠
心力が働き、その平衡重錘１１に連続部１４の中
心を支点とする第１図において時計回り方向の回
転モーメントが作用し、これにより平衡重錘１１
が連続部１４を支点にして半径外方向へ弾性変形
してその平衡重錘１１の当接部１１ａがマスタジ
ヨー３の外周近辺の背面部３ｅを前方へ押す。こ
の平衡重錘１１によるマスタジヨー３への押圧力
は爪５に作用する遠心力による爪５の回転モーメ
ントＭを打ち消す方向に作用ので、上記爪５の浮
上がり現象が防止され、チヤツク回転に伴なう把
握力の大幅な低下が補償され、チヤツクが高速回
転されても把握力は初期把握力と略同じ大きさに
維持される。上記のように被加工物を把握してチ
ヤツクが回転するとき、爪５は浮上がり現象が防
止されて被加工物をチヤツクの回転が停止されて
いる状態で把握した初期把握のときと同じ状態で
把握していることになる。従つて、その後チヤツ
クの回転を止めると、平衡重錘１１に加わる遠心
力が零になり、平衡重錘１１は連続部１４の弾性
による復元力によつて第１図に示す元の位置に復
帰して当接部１１ａで爪５の背面部３ｅを押圧し
なくなる。また爪５に加わる遠心力も零になり、
トツプジヨー４は被加工物を最初に把握したとき
と略同じ状態に戻り、把握力の大きさは初期把握
力と略同じ大きさになる。従つて、変形し易い被
加工物を把握して高速回転させる場合でも、その
回転を停止したときに加工後の被加工物を把握力
によつて変形させるような事故を防止できる。上
記のようにチヤツク回転時に爪５に加わる遠心力
を平衡重錘１１に加わる遠心力によつて補償する
場合、その平衡重錘１１がチヤツク本体１の外周
部分の一部によつて構成されてチヤツク本体１の
外周近くに位置されているので、平衡重錘１１に
加わる遠心力が大きくなり、平衡重錘１１が爪５
の背面部４ｅを前方へ押す押圧力を大きくするこ
とができる。また上記平衡重錘１１は横切割溝１
２と縦切割溝１３とで平衡重錘１１の当接部１１
ａより僅かに前方でかつチヤツク中心側位置に連
続部１４を形成しているので、平衡重錘１１に加
わる遠心力を大きな比率で増大させることがで
き、これにより平衡重錘１１によつて爪５の背面
部４ｅを前方へ押す押圧力を大きくすることがで
きる。従つて、爪５の大きさに対して平衡重錘１
１の大きさを比較的小さくすることができ、しか
もその平衡重錘１１はチヤツク本体１の外周部分
に形成するものであるから、チヤツク本体１の平
衡重錘１１以外の部分の剛性を著しく大きくでき
る。また上記平衡重錘１１はチヤツク本体１に横
切割溝１２と縦切割溝１３を形成することでもつ
て簡単に構成することができる。

第４図は本願の異なる実施例を示すもので、横
切割溝１２ｈをチヤツク本体１ｈの軸線に対して
交叉する方向に形成し、縦切割溝１３ｈをその横
切割溝１２ｈの前端の僅か上方位置迄切込んで平
衡重錘１１ｈを構成している。なお、上記実施例
と同一若しくは均等構成と考えられる部分には対
応する部分と同じ符号にアルフアベツトのｈを付
して重複説明を省略する。

効 果 以上のように本発明にあつては、チヤツク回転
時に平衡重錘が遠心力によつて外周側へ弾性変形
してその平衡重錘の遠心力を爪の外周近辺の背面
部に作用させ、その爪の外周近辺を前方へ押すよ
うにしたので、チヤツク回転中の爪の浮上り現象
を防いでチヤツク回転に伴う爪の把握力の低下を
補償することができ、またチヤツク回転を止めた
ときには爪の把握力を初期把握力に戻すことがで
きて回転停止時の把握力の増大を防止できる。従
つて、チヤツクの回転速度を高速化できて加工能
力や加工精度を高めることができ、また把握によ
る変形を起こし易い薄肉の加工物や軽合金鋳物類
等の高速回転を可能にし得る。また上記平衡重錘
をチヤツク本体の他の部分に薄肉の連続部を介し
て一体に繋がるチヤツク本体の一部分で構成した
ので、平衡重錘の位置をチヤツク本体の外周面に
近づけることができてその平衡重錘に加わる遠心
力を大きくすることができ、これにより爪の遠心
力補償に必要な平衡重錘を小さくできてチヤツク
全体の小型化を図り得ると共に小径のチヤツクに
も容易に実施し得る利点がある。また上記のよう
にチヤツク本体の外周近辺の一部分で平衡重錘を
構成したので、チヤツク本体の内部に平衡重錘収
納用の空洞を設ける必要がなくなり、チヤツク本
体の剛性を著しく高めることができる。しかも、
上記のように平衡重錘がチヤツク本体の他の部分
に連続部を介して一体に繋がつているので、平衡
重錘を取付ける為の部品を無くすことができて製
造コストの大幅な低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本願の実施例を示すもので、第１図は縦
断面図、第２図は一部を省略して示す正面図、第
３図はカバーを省略して示す平面図、第４図は異
なる実施例を示す要部断面図、第５図は爪に回転
による遠心力が作用したときの状態を示す説明
図、第６図は従来のバランスチヤツクにおけるチ
ヤツク回転数と把握力の関係を示すグラフ、第７
図は従来の開発されたバランスチヤツクの縦断面
図、第８図は開発されたバランスチヤツクにおけ
るチヤツク回転数と把握力の関係を示すグラフで
ある。 １……チヤツク本体、３ｅ……背面部、５……
爪、１１……平衡重錘、１２……横切割溝、１３
……縦切割溝、１４……連続部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ チヤツク本体に半径方向へ摺動可能な複数の
   爪を装着し、その爪の遠心力を補償する平衡重錘
   をチヤツク本体に設け、チヤツク回転時に平衡重
   錘の遠心力が上記爪の外周近辺の背面部に作用し
   て爪を前方へ押すように構成して成るバランスチ
   ヤツクにおいて、上記平衡重錘を、チヤツク本体
   の外周近辺に切割溝を設けてチヤツク本体の他の
   部分に対して弾性変形可能な薄肉の連続部を介し
   て一体に繋がるチヤツク本体の一部分によつて構
   成し、その平衡重錘が上記連続部を支点にして弾
   性変形するときの平衡重錘の遠心力が爪の背面部
   に作用するように構成したことを特徴とするバラ
   ンスチヤツク。 ２ 各爪の後方部分のチヤツク本体によつて平衡
   重錘を構成し、その平衡重錘が連続部を支点にし
   て外周側へ弾性変形するとき平衡重錘が直接爪の
   外周近辺の背面部を押すようにしたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のバランスチヤツ
   ク。 ３ チヤツク本体の背面から前方に向けて爪の摺
   動方向に対して略直角な方向の切割溝を爪の背面
   より前方の位置まで設けると共に、チヤツク本体
   の外周面から中心部に向けて爪の背面よりも前方
   の位置でチヤツク本体の軸線に対して略直角な方
   向の切割溝を上記切割溝との間に薄肉の連続部を
   残すように設け、これらの両切割溝で区分された
   チヤツク本体の一部を平衡重錘にしたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載のバ
   ランスチヤツク。 ４ 爪の背面部に当接する平衡重錘の当接部の外
   周側端部に増力比調整用の面取り部を備えている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項
   又は第３項記載のバランスチヤツク。