JPH0364248B2 - - Google Patents

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JPH0364248B2
JPH0364248B2 JP61192619A JP19261986A JPH0364248B2 JP H0364248 B2 JPH0364248 B2 JP H0364248B2 JP 61192619 A JP61192619 A JP 61192619A JP 19261986 A JP19261986 A JP 19261986A JP H0364248 B2 JPH0364248 B2 JP H0364248B2
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JP
Japan
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piston
spindle
spindle body
chuck
liquid
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JP61192619A
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Purubooto Furankoisu
Kosute Raurento
Rebetetsuzu Arain
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Torunosu SA Fuaburitsuku Do Mashiin Muuteie
Original Assignee
Torunosu SA Fuaburitsuku Do Mashiin Muuteie
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Publication date
Application filed by Torunosu SA Fuaburitsuku Do Mashiin Muuteie filed Critical Torunosu SA Fuaburitsuku Do Mashiin Muuteie
Publication of JPS6244302A publication Critical patent/JPS6244302A/ja
Publication of JPH0364248B2 publication Critical patent/JPH0364248B2/ja
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    • B23B31/207—Characterized by features relating primarily to remote control of the gripping means using mechanical transmission through the spindle
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    • Y10T82/26—Work driver

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は工作機械に関し、特に加工される被加
工物又は棒材を工作機械ピストンにチヤツクする
装置であつて、回転駆動されるスピンドル本体に
いずれも連結されるチヤツク及び該チヤツクを掴
むソケツトを有するタイプの装置に関する。
〔従来の技術〕
今日、自動旋盤は毎分数千回転のスピンドル回
転速度で作動する。更に、当今の工作機械の材料
除去能力を考慮すると、加工中に作用する力は以
前に比べずつと大きいものとなつている。この結
果、スピンドルに棒材を把持するチヤツクにより
棒材に伝達されなければならないトルクは非常に
大きく、以前のチヤツク手段、特にシリンダカム
により作動される機械式のものは、もはや使用で
きない。このような以前のシステムの短所の１つ
は、チヤツクする力がボールベアリングを介して
伝達されなければならないことである。これは、
伝達する力に関連して上述した要求のために、当
今の工作機械における問題となつている。
工作機械の被加工物ホルダのチヤツクを掴むた
めに気体−液体混合式の伝達を用いることが既に
提案されている（スイス国特許第563828号）。圧
縮空気により作動される大径の第１のピストンは
液室で作用する小径の延長部分を有し、液室の第
２の部分は第２のピストンに画成され、このよう
にして第２のピストンは増大された力を作用され
る。意図された構成はチヤツクすること及びチヤ
ツクを解除することを圧縮空気により制御するこ
とを含むが、これは比較的高い空気圧力を必要と
する。更にこの従来技術のシステムを回転加工ス
ピンドル、特に高速で回転するスピンドルに適用
し得る方法は、当該明細書に開示されない。
米国特許第3643969号は、圧縮空気の圧力によ
り掴みスプリングの偏倚力に抗して軸方向に変位
されるプランジヤにより作動される旋盤スピンド
ル用のコレツトを教示する。コレツトのコントロ
ールスリーブがスピンドルと共に回転するに伴
い、一方プランジヤは軸方向にのみ可動であるか
ら、コレツトの作動は回転する面と固定された面
間に摩擦をもたらす。これは今日の旋盤の最大速
度とは相容れない。
従つて、本発明の目的は、当今の自動旋盤の要
求を満たすようにされた改良されたチヤツク装置
を提供することである。
〔問題を解決するための手段〕
上述の目的を達成するために、本発明に係るチ
ヤツク装置は上述のタイプの装置であつて、更
に、いずれもスピンドル本体に連結された、気体
により作動される第１のピストンと、液体体積の
変位により作動される第２のピストンと、弾性部
材とを含み、前記第２のピストンは力の増大と前
記第１のピストンの作動による路長の減少とを伴
つて前記弾性部材の偏倚力に抗して作動し、前記
第１のピストンは固定された気体源から測定され
たクリアランスを有する通路を介して回転が制御
される。
〔実施例〕
第１図は多重スピンドル旋盤の被加工物ホルダ
ーを図示的かつ部分的に示す。スピンドル支持体
１はその各端に２つのボールベアリング２，３を
支える円筒状部分の形で示されている。これらの
ベアリング２，３は符合４で全体として示される
スピンドルを案内し、スピンドル４の主な部分は
スピンドル本体５である。後方では、スピンドル
本体５はベアリング３のインナーレースに嵌合さ
れた円筒状ベアリング面６を含む。図には示され
ないが、スピンドル４はこれをモータの軸に接続
するプーリーまで又はギヤリム又は継手まで後方
に延び、回転駆動されるようにされる。ベアリン
グ３の前方では、スピンドル本体５はスピンドル
支持体１内の孔８に所定のクリアランスで装着さ
れた円板形部分７を含む。孔８と部分７間のクリ
アランスは下記の条件により決定される。
部分７の前方では、スピンドル本体５は第１の
直径D1を有する第１円筒状部分９と該部分９と
同軸であり且つ直径D1より大きい第２の直径D2
で加工されたベアリング面を有する第２円筒状部
分１０とを有する円筒状部分を含む。下記に示さ
れるように、直径D1及びD2は装置の作動におい
て本質的な役割を担う。円筒状部分９，１０の前
方では、スピンドル本体５はチヤツク１２とこれ
の作動に必要な要素とを含む円筒形の部分１１を
含む。チヤツク１２は、それ自体は公知のよう
に、スリツトにより互いに隔てられ且つスピンド
ル本体５の端部の対応する円錐面１４に臨む円錐
面部分１３により外方向に囲まれたジヨーを含
む。チヤツク１２の後方端は円筒状の作動スリー
ブ１５をねじ込まれ、一方スリーブ１５は後方に
カラー１６を有する。一連のカツプスプリングか
らなる弾性部材１７がカラー１６とスピンドル本
体５の内方環状段部１８間に装着されている。弾
性部材１７は一定の初期張力で装着されチヤツク
１２の外面１３をスピンドル本体５の口にある円
錐内面１４に対して押圧する。チヤツク１２はこ
のようにしてスピンドル本体５に挿入される被加
工物又は棒切片に抗して半径方向に押圧される。
チヤツク１２はスピンドル本体５の部分１１に対
して軸方向に可動であり、スピンドル本体５の前
部１４はチヤツクソケツトとして作用する一方固
定した状態に保たれる。
チヤツク１２の開閉をプログラムされた通り制
御するのを可能にする液体−気体装置はチヤツク
１２自身に作用する弾性部材の偏倚力に抗して作
動する。この装置は第１のピストン１９と第２の
ピストン２０とを含む。第１のピストン１９と、
スピンドル本体５の円板形部分７と、スピンドル
支持体１の孔８とは気室２１を画成する。第１の
液室２２は第１のピストン１９の延長部分３１と
円筒状ベアリング面９，１０とにより画成され、
一方第２の液室２４は第２のピストン２０と部分
１１の円板形壁２３とにより画成される。液室２
２及び２４はスピンドル本体５内のダクト２５に
より互いに連通する。より具体的には、図示のよ
うに第１のピストン１９はスピンドル本体５の部
分７に臨み且つ気室２１を囲む環状作用面２６を
有する。圧縮空気はスピンドル支持体１の円筒状
部分を貫通し孔８に開口する１又はそれ以上の導
管２７を介して気室２１に供給される。スピンド
ル支持体１を固定する際、前述した部分１９又は
７と孔８間のクリアランスは作動中のいかなる隅
発的接触をも避けられるように充分に大きく且つ
圧縮空気のいかなる重大な漏出をも避けられるよ
うに充分に小さくなければならない。第１のピス
トン１９はスピンドル本体５の第一円筒状部分９
と第１のピストン１９間の接合部からのいかなる
漏出をも防ぎ液室２２を液密に保つシールリング
２９を収容する内溝２８を含む。スピンドル本体
５の第二円筒状部分１０には第２のガスケツト３
０が設けられる。ガスケツト２９，３０は液室２
２の液密状態を確保する。液室２２は直径D2に
適合された第１のピストン１９内の孔３１と、直
径D1に適合された第一円筒状部分９と、同様に
直径D1に適合された第１のピストン１９の孔３
２とにより画成されている。第１のピストン１９
は円筒状部分９，１０上を軸方向に摺動する時、
液室２２の体積を増加又は減少させる。ピストン
１９の移動距離の関数としての体積の変化は、こ
れが直径D1とD2との差にのみ依存するものであ
るから、任意に選択することができる。
第２の液室２４は一側にて第２のピストン２０
の作用面３３に他側にてスピンドル本体５の内側
の円板形面３４に画成されている。面３４は作用
面３３に直接対向し面３３と同一の直径を有す
る。第２のピストン２０はスピンドル本体５内の
孔３５内を軸方向に摺動し、第２の液室２４は環
状溝に収容されたガスケツト３６により液密にさ
れる。
最後に第２のピストン２０の中央部分は作動ス
リーブ１５の後方端に対向して位置するので、第
２のピストン２０の軸方向運動はスリーブ１５及
びチヤツク１２への接合により直接伝達される。
チヤツク作動は圧縮空気を充分高い圧力で気室
２１に導管２７を介して供給することを含む。ス
ピンドル本体５の部分７と第１のピストン１９の
作用面２６間に作用する空気圧は第１のピストン
１９を図中右方に移動させ、このようにして第１
の液室２２の体積を徐々に減少させる。液室２２
内の油はダクト２５を介して圧送され第２の液室
２４に達する。圧縮空気が第１のピストン１９を
動かすのに必要なエネルギー量は第２のピストン
２０を動かすのに必要なエネルギー量に等しく、
且つ液室２２から流出する油の体積は液室２４に
流入する油の体積に等しいから、第２のピストン
２０の路の長さの第１のピストン１９の路の長さ
に対する減少は液室２２及び２４の断面の比に反
比例することが理解されるであろう。一方、液体
システム全体を通じて圧力は同一であるから、弾
性部材１７を圧縮して以てチヤツク１２を動かす
ために第２のピストン２０が弾性部材１７にかけ
る力は第１のピストン１９の運動に対抗する力の
倍数である。
上述のような構成によつて、第２のピストン２
０に伝達された力の相当な増大を得ることができ
る。第１のピストン１９に作用する空気圧は比較
的低くできる。この結果、部分１，７、及び１９
間に設けられた測定されたクリアランスを介した
空気の体積及び圧力上の損失は僅かに保たれる。
ピストン支持体１を介して気体によるシステムの
制御は圧縮空気の過大な損失を伴わずに容易に行
なうことが可能である。
第２図は、本発明を自動旋盤の主軸台に適用し
た場合の実施例を示し、自動旋盤は主軸台の後に
挿入された１本の棒材から一連の部品を加工する
ことを目的とする。主軸台フレーム３７はピスト
ン支持体として作用する。主軸台フレーム３７は
第１実施例のベアリング２，３に対応する２対の
ボールベアリング３８，３９を支える数個の部品
のアセンブリーである。スピンドル本体４３はベ
アリング３８，３９により回転可能に支承されて
いる。スピンドル本体４３内には力伝達要素を成
す管状部分４６が装着され、管状部分４６の前方
端にはチヤツクソケツト本体４７が固定されてい
る。チヤツクソケツト４７の前方端には、チヤツ
ク５０の外方円錐面４９と協動する円錐掴み面４
８がある。面４９の前方では、チヤツク５０はス
ピンドル本体４３に固定された先端片５３の開口
５２に固定された円筒状ベアリング面５１を含
む。スプリング５４はチヤツク５０をチヤツクソ
ケツト４７から離す方向に押圧し、一方管状部分
４６とチヤツクソケツト４７とは、第１実施例と
同様に一組のカツプスプリングから成る弾性部材
５５により前方に偏倚されている。カツプスプリ
ングは第２図のピストン５６の円板形部分とスピ
ンドル本体４３の後方端にねじ込まれたシリンダ
５８と一体の環状壁５７との間に適切な初期張力
で圧縮されている。第２のピストン５６後方の延
長部分は管状部分４６のねじ切りされた後方端に
ねじ込まれており、図示しない手段により固定さ
れる。このように、シリンダ５７，５８はスピン
ドル本体４３と一体であるから、弾性部材５５は
第２のピストン５６を前方に押圧し、この結果、
部分４６及び４７を常に前方に押圧する。チヤツ
ク５０はその前方段部をスピンドル本体４３にね
じ込まれた先端片５３内に保持されているので、
弾性部材５５はチヤツクソケツト４７の内面４８
をチヤツク５０のジヨーの円錐外面に対して押圧
し、このようにしてチヤツク５０を管４６とチヤ
ツク５０とに挿入された棒材に対し閉鎖せしめる
ことが明らかであろう。
チヤツク５０の開閉を制御する液体−気体装置
は第１図を参照して述べた装置とは少し異なる。
第２図の場合の装置は主軸台３７の固定された円
筒状部分４１を半径方向に貫通する導管６０の形
で供給される圧縮空気を含む。導管６０はその内
方端にて、スピンドル本体４３に装着されこれと
一体のスリーブ６３の回りに分配されこれを貫通
する一連の孔６２に対向する円状溝６１に開口す
る。スリーブ６３は後方にて気室を画成し且つ第
１のピストン６５を囲むシリンダ６４に続いてい
る。第１のピストン６５はスピンドル本体４３と
シリンダ６４の壁間を軸方向に摺動可能である。
ピストン６５はスピンドル本体４３の外面に装着
された延長部分を含む。ガスケツト６６が第１の
ピストン６５の延長部分の両端にて該ピストン６
５の内面とスピンドル本体４３の外面間に設けら
れると共に、第１のピストン６５の外面とシリン
ダ６４の内面間にも設けられる。
本実施例においても、液体伝達による力の増大
は、スピンドル本体４３に、対向する第１のピス
トン６５と、軸方向に互いにずらして配置され且
つ直径D2及びD1（直径D2は直径D1より僅かに大
きい）を夫々有する２つの円筒状ベアリング面６
７，６８とを設けることにより行なわれる。更
に、第１のピストン６５は上記円筒状ベアリング
面６７と６８とを跨いでいるので、ピストン６５
はその前方端と後方端間の孔に直径D2とD1との
差に対応する差を有する。第１のピストン６５の
中央部分には円筒状凹部６９が設けられる。第１
のピストン６５は導管６０及びスリーブ６３内の
孔６２を介して到達する圧縮空気により作動され
る。スリーブ６３の外径は、第１実施例において
孔８と第１のピストン１９間に設けられたクリア
ランスと同様に、測定されたクリアランスを得る
ため部分４１の孔径に適合されている。しかし本
実施例では、スリーブ６３の径は第１のピストン
６５の径より小さいから、圧縮空気の漏出はより
容易に阻止され得る。この空気は更にスピンドル
本体４３とスリーブ６３間の環状ダクト７１を通
りシリンダ６４の軸方向内方面と第１のピストン
６５の作用面７３とに画成された気室７２に達す
る。
第１の液室７０はスピンドル本体４の壁に形成
されたダクト７４を介してシリンダ５８の軸方向
面と第２のピストン５６の作用面７６間に画成さ
れた第２の液室７５に連通する。
円筒状部分４１の内溝６１とスリーブ６３に半
径方向に形成された孔６２との間に形成されスピ
ンドルと共に回転する回転継手により小径の環状
クリアランスを介して圧縮空気の供給が行われる
以外は、制御装置は第１図の装置と同様に作動す
る。第１のピストン６５が面７３に作用する空気
圧により動かされると、第１の液室７０の体積が
変化し、一定量の油が第１の液室７０から第２の
液室７５へ、又はその逆に、変位する。室７５の
断面は室７０の断面の倍数であるので、これと同
一の比で第２のピストンの路の長さは第１のピス
トン６５の路の長さに対して減少する。一方、両
方の液室において油圧は同一であるので、第２の
ピストン５６により弾性部材５５にかけられる力
は第１のピストン６５にかけられる力に対して増
大している。このようにして、単に導管６０への
圧縮空気の供給を調整することにより、かなり低
い空気圧（従つて空気の損失も比較的低い）でチ
ヤツク５０を徐々に且つ円滑に開放又は閉鎖させ
ることができる。この空気供給をプログラム可能
な電子手段により制御するようにしチヤツクを開
閉する指令が自動旋盤の数値制御プログラムに容
易に編入されるようにすることもできる。更に、
作動に用いられる力はスピンドルと共に回転する
部分の間にのみ作用するようにされるので、これ
らの力の作用はベアリング３８，３９のいかなる
反作用をも引き起こさず、又どの部品の振動又は
応力をも生じさせないことが理解されるであろ
う。空気圧は固定された主軸台３７から回転する
スピンドルへ孔６１と孔６２が開口するスリーブ
６３の円筒状外面との間の円筒状クリアランスを
介して伝達されるから、この空気の伝達はいかな
る軸方向反作用もなしに行なわれる。構成条件は
このように有利なものである。
更に、油の漏出が起こり得る全ての位置に配し
たガスケツト６６により油の漏出も最小限に減少
させられる。液体システムにおけるいかなる漏出
も第１のピストンの進出により自動的に補償さ
れ、圧力が維持される。
本発明のチヤツク装置は様々な手法で利用され
得る。斯くして、第１図を参照して述べた基本的
構成は多重スピンドル旋盤に、例えば被加工物の
交換時毎に別個被加工物を前方からチヤツクに挿
入するようにして、適用しても良い。第２図に示
される第２実施例は好ましくは棒材を加工する自
動旋盤に関する。
【図面の簡単な説明】
第１図は第１実施例の図式的断面図、及び第２
図は第２実施例の概略断面図である。 １…スピンドル支持体、５，４３…スピンドル
本体、９…第１円筒状部分、１０…第２円筒状部
分、１２，５０…チヤツク、１４…円錐面、１
７，５５…弾性部材、１９，６５…第１のピスト
ン、２０，５６…第２のピストン、２１，７２…
気室、２２，７０…第１の液室、２３…円板形
壁、２４，７５…第２の液室、２７…導管、３
１，３２…孔、３７…主軸台フレーム、４１…円
筒状部分、４７…チヤツクソケツト、５８…シリ
ンダ、６０…導管、６１…円状溝、６７，６８…
円筒状ベアリング面、６９…円筒状凹部、D1，
D2…直径。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 被加工物を機械工具にチヤツクする装置であ
    つて、スピンドル支持体と、 前記スピンドル支持体内に回転可能に配設され
    たスピンドルと、 スピンドルの回転軸に沿つて開放位置と閉鎖位
    置との間を相対変位し得るように前記スピンドル
    本体内に同軸に配設されたチヤツク及びソケツト
    と、 前記チヤツク及びソケツトを該閉鎖位置へ付勢
    するスプリングと、前記スプリングの推力に抗し
    て前記チヤツク及びソケツトを該開放位置へ付勢
    する様に選択的に作動させられる液体−気体装置
    とから成り、 前記液体−気体装置は、前記回転可能なスピン
    ドルにおいて、 気室と、 第１及び第２の液室と、 前記液室同士を連通する前記スピンドル本体内
    の連通路とから成り、 前記液体−気体装置は更に、 加圧された気体を前記気室に供給するための前
    記スピンドル支持体を貫通する少なくとも一つの
    導管とから成ることを特徴とする装置。 ２ 前記液体−気体装置は、前記スピンドル本体
    に対してスピンドル回転軸方向に移動可能な第１
    ピストンから成り、前記第１ピストンは、前記気
    室の壁面を成す作用面を含み、前記第１ピストン
    は更に、前記スピンドル本体の周囲に延在して前
    記第１液室の外側円筒壁を成す筒状の延長部分を
    有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
    載の装置。 ３ 前記スピンドル本体は、互いに隣接して位置
    する、直径の異なる二つの円筒状ベアリング面を
    有し、前記第１ピストンは、前記円筒状ベアリン
    グ面に係合する二つの孔を有し、前記第１液室
    は、前記第１ピストンの前記延長部分、前記二つ
    の孔及び前記スピンドル本体の前記円筒状面によ
    り、各端部にて閉鎖されるとともに画成されるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の装
    置。 ４ 前記スピンドル本体は、更に、前記第１ピス
    トンの前記作用面の周囲に延在する円筒状部分を
    有することを特徴とする特許請求の範囲第３項記
    載の装置。 ５ 前記液体−気体装置は、前記チヤツクと一体
    に動作する第２ピストンと、前記スピンドル本体
    と一体の円板形面及び内の孔とから成り、前記第
    ２液室は前記円板形面、前記内の孔及び前記第２
    ピストンにより画成され、前記スプリングは内方
    環状段部と前記第２ピストンとの間に位置するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装
    置。 ６ 加圧された気体を前記気室に供給する手段は
    前記スピンドル支持体を半径方向に貫通する複数
    の導管と、前記スピンドル支持体内の、前記導管
    が開口する円形の溝と、前記スピンドル本体を貫
    通する一連の半径方向の穴と、前記スピンドル本
    体内に回転軸方向に延在し前記気室に達する環状
    ダクトとから成り、前記円形溝は前記穴に面して
    空気通路の所定クリアランスを提供することを特
    徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。
JP61192619A 1985-08-19 1986-08-18 ペロブスカイト型微粉体 Granted JPS6244302A (ja)

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CH3555/85-1 1985-08-19

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