JPH0596406A - チヤツク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の締付爪を半径方向から交換するチャッ
クにおいて、把持力及びチャックボディの剛性を低下さ
せることなく締付爪を確実に脱着する。 【構成】 締付爪２に楔部８と係合凹部９とを形成し、
楔部８に噛合う楔溝１４を備えたプランジャ１３を噛合
及び解離位置の間で軸方向へ摺動自在に設ける。チャッ
クボディ１側に規制部材２７を設け、その先端に係合凹
部９に係脱可能な突起２８を形成する。規制部材２７と
プランジャ１３との間にガイドバー１９及びドロープレ
ート２１を介装し、プランジャ１３の摺動に伴い突起２
８を非規制位置と規制位置とに回動する。突起２８は非
規制位置で締付爪２の半径方向移動を許容し、規制位置
で締付爪２を閉鎖位置に位置決めする。操作部材３３を
回動し、突起２８を係合凹部９から解離して締付爪２を
交換する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は複数の締付爪を半径方
向から脱着して交換するように構成したチャックに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、チャックボディに複数の締付爪を
半径方向へ移動自在に設けるとともに、各締付爪に噛合
うウェッジ部材を噛合位置と解離位置との間で軸方向へ
摺動自在に設けたチャックが知られている。この種のチ
ャックでは、締付爪の交換に際してウェッジ部材を解離
位置に摺動すると、全部の締付爪がウェッジ部材から解
離れるので、締付爪の自重による脱落を防止する必要が
あり、そのための手段として、従来は、各締付爪の背面
に脱落防止プレートを取付けていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のチャ
ックによると、締付爪に脱落防止プレートが取付けられ
ているので、半径方向へ移動する部材の質量が大きくな
り、チャックの回転に伴う遠心力により、特に、高速回
転時における締付爪の把持力が低下するばかりでなく、
チャックボディの剛性も低下するという問題点があっ
た。そこで、この発明の課題は、締付爪の把持力及びチ
ャックボディの剛性を低下させることなく、締付爪を確
実に脱着できるチャックを提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明においては、チャックボディに複数の締
付爪を半径方向へ移動自在に装着するとともに、各締付
爪に噛合うウェッジ部材を噛合位置と解離位置との間で
軸方向へ摺動自在に設けてなるチャックにおいて、各締
付爪に係合凹部を形成し、チャックボディには、係合凹
部に進退移動自在かつその移動軸線の周りで回動可能な
規制部材と、ウェッジ部材の解離位置への摺動に伴い規
制部材を規制位置に回動するとともにウェッジ部材の噛
合位置への摺動に伴い規制部材を非規制位置に回動する
連動機構と、規制部材を係合凹部に対し進退移動する操
作部材とを設け、係合凹部を規制部材の非規制位置にお
いて締付爪の半径方向移動を許容しかつ規制部材の規制
位置において締付爪の半径方向移動を阻止する形状で形
成するという手段が採られている。

【０００５】

【作用】この発明のチャックによれば、ウェッジ部材が
締付爪から解離されると、連動機構により規制部材が規
制位置に回動され、その規制部材と締付爪の係合凹部と
の係合によって各締付爪の半径方向への移動が阻止され
る。このため、締付爪を一つずつ交換する場合でも、他
の締付爪の脱落が確実に防止されて、交換後にウェッジ
部材が各締付爪に対し一斉にかつスムーズに噛合う。ま
た、ウェッジ部材は締付爪に直接噛合うので、交換後に
おける各締付爪の半径方向位置のばらつきが極めて小さ
くなり、工作物に対する把持精度が向上する。しかも、
締付爪はチャックボディに設けた規制部材によって位置
決めされるので、締付爪に他部品を付加する必要がな
く、半径方向へ移動する部材が締付爪のみで軽量に構成
され、その結果、遠心力により把持力が低下したりチャ
ックボディの剛性が低下したりするおそれがなくなり、
爪交換しないチャックと同等の大きな把持力及び剛性が
確保される。

【０００６】

【実施例】以下、この発明を具体化した一実施例を図１
〜図５に基づいて説明する。図１〜図３に示すように、
この実施例のチャックにおいては、チャックボディ１の
前部に３個の締付爪２が装着されている。各締付爪２は
チャックボディ１の内部に収容されたマスタジョー３
と、チャックボディ１の前方へ突出するトップジョー４
とから構成され、トップジョー４はマスタジョー３にボ
ルト５により結合されている。マスタジョー３の両側面
にはチャックボディ１の案内溝６に嵌合する凸部７が形
成され、これにより、締付爪２がチャックボディ１に対
し半径方向へ移動自在に装着されている。また、マスタ
ジョー３の両側面内端部には断面Ｔ字形の楔部８が刻設
されるとともに、マスタジョー３の背面には係合凹部９
が半径方向に長く形成されている。

【０００７】チャックボディ１の中心部にはパイロット
プレート１０がボルト１１により固定され、その裏面に
はボス部１２が内側に向けて突設されている。チャック
ボディ１の中心部に形成された摺動孔１ａにはウェッジ
部材としてのプランジャ１３がチャックボディ１の軸線
方向に摺動自在に外嵌され、その外周部にはマスタジョ
ー３の楔部８に噛合う断面Ｔ字形の楔溝１４が形成され
ている。またプランジャ１３に設けた中心孔１３ａに前
記ボス部１２が嵌合されている。プランジャ１３の後端
にはドローチューブ１５が螺合され、図示しないアクチ
ュエータによりドローチューブ１５と一体にプランジャ
１３が噛合位置と解離位置との間で前後に摺動される。
そして、楔部８と楔溝１４との係合により、プランジャ
１３の後退時に締付爪２が半径方向内側へ閉鎖移動さ
れ、プランジャ１３の前進時には締付爪２が半径方向外
側へ開放移動される。プランジャ１３が後退端つまり解
離位置に達したときには、図３に示すように、楔溝１４
が楔部８から完全に解離され、その状態で、締付爪２を
チャックボディ１の半径方向から脱着して交換できるよ
うになっている。なお、楔部８の後端及び楔溝１４の前
端には、双方がスムーズに噛合うように面取１６が設け
られている。

【０００８】チャックボディ１の背面にはバックプレー
ト１７がボルト１８により固定され、その前面の各締付
爪２と対応する位置にはガイドバー１９が押え板２０を
介して回動可能に支持されている。各ガイドバー１９に
はドロープレート２１が摺動可能に支持され、プランジ
ャ１３の後退時にはそれによって後方へ押動され、プラ
ンジャ１３の前進時にはスプリング２２の付勢力でチャ
ックボディ１の内突壁２３に接合する位置まで前進され
る。ガイドバー１９にはリード溝２４が刻設され、ドロ
ープレート２１にはリードピン２５が固着されていて、
ドロープレート２１の前後動に伴いリード溝２４とリー
ドピン２５との嵌合を介してガイドバー１９が所定の角
度で往復回動されるようになっている。

【０００９】各ガイドバー１９と対応する位置の内突壁
２３には収容孔２６が形成され、ここには締付爪２の係
合凹部９に向けて進退移動自在でかつその移動軸線の周
りで回動可能な規制部材２７が収容され、その規制部材
２７の内部にガイドバー１９の前端部が挿入されてい
る。規制部材２７の先端面には係合凹部９に嵌合する突
起２８が一方に偏った位置に形成されるとともに、規制
部材２７の周壁にはガイドバー１９のキー溝２９に嵌合
する回り止めピン３０が植設されている。そして、規制
部材２７はプランジャ１３の前後動に伴いドロープレー
ト２１及びガイドバー１９からなる連動機構を介して往
復回動され、プランジャ１３の噛合位置においては、図
４に示すように、突起２８が半径方向に整合する非規制
位置に配置され、また、プランジャ１３の解離位置にお
いては、図５に示すように、突起２８が半径方向に対し
斜交する規制位置に配置される。なお、ガイドバー１９
と規制部材２７とをスプラインを介して結合してもよ
い。

【００１０】前記係合凹部９は片側に膨出部３２を備え
た略ひょうたん形状で形成され、規制部材２７の突起２
８が非規制位置に配置されたときに締付爪２の半径方向
移動を許容し、かつ、突起２８が規制位置に配置された
ときには締付爪２の半径方向移動を阻止するようになっ
ている。すなわち、締付爪２がプランジャ１３に噛合っ
ているときには、図４に示すように、突起２８が係合凹
部９のほぼ中心で非規制位置に配置され、この状態で、
締付爪２がプランジャ１３の摺動に伴って半径方向へ移
動される。これに対し、締付爪２がプランジャ１３から
解離したときには、図５に示すように、締付爪２がボス
部１２に当接して半径方向内側への移動が規制される。
また、突起２８が係合凹部９内で規制位置に配置され、
突起２８と膨出部３２の内壁面との当接により締付爪２
の半径方向外側への移動が阻止され、これによって、締
付爪２がチャックボディ１の所定の半径方向位置、つま
り、閉鎖位置に位置決めされる。

【００１１】なお、解離位置の締付爪２とボス部１２と
の間、及び、規制位置の突起２８と膨出部３２の内壁面
との間には微小間隙Ｇ１，Ｇ２が設定されていて、締付
爪２を若干の遊びをもって位置決めするようになってい
る。また、締付爪２の内側への移動を、ボス部１２によ
らず、チャックボディ１の一部またはそれに固定した他
の部品により規制するように構成してもよい。

【００１２】一方、図１及び図３に示すように、前記規
制部材２７と対応する位置のチャックボディ１の外周部
には操作部材３３が回動可能に挿着され、キャッププレ
ート３４により抜け止め保持されている。操作部材３３
は、レンチ３５が挿脱される挿入孔３６と、規制部材２
７の周溝３７に嵌合する偏心突起３８とを備え、レンチ
３５により回動操作されて、規制部材２７の突起２８を
係合凹部９に対し進退移動できるように構成されてい
る。また、操作部材３３の周壁に形成された孔にはスチ
ールボール３９が収容されると共に、挿入孔３６側の孔
径を小さくして抜止めされ、そのスチールボール３９が
嵌合する一つの退避凹部４０がチャックボディ１に形成
されている。そして、突起２８が係合凹部９に進入した
ときの操作部材３３の特定の回動位置において、スチー
ルボール３９が退避凹部４０に退避し、その位置におい
てのみ、レンチ３５を挿入孔３６に挿脱でき、操作部材
３３のその他の回動位置では、スチールボール３９がレ
ンチ３５の係止凹部４１に嵌合して、レンチ３５を抜外
しできないようになっている。なお、符号５０はチャッ
クを図示しない工作機械のスピンドルに取付ける為のボ
ルトである。

【００１３】次に、上記のように構成されたこの実施例
のチャックの作用について説明する。図１は締付爪２が
チャックボディ１に装着された状態を示し、このとき、
プランジャ１３は噛合位置に配置され、その楔溝１４は
締付爪２の楔部８に噛合い、ドロープレート２１はスプ
リング２２の付勢力により内突壁２３に圧接され、そし
て、規制部材２７の突起２８は係合凹部９内において非
規制位置に配置されている（図４参照）。したがって、
ドローチューブ１５と一体にプランジャ１３が軸線方向
へ摺動されると、楔溝１４及び楔部８のウェッジ作用に
より、各締付爪２がチャックボディ１の半径方向へ一斉
に開閉移動される。

【００１４】工作物（図示略）の径に応じて締付爪２を
交換する場合には、まず、図１に示す状態において、プ
ランジャ１３が解離位置に向けて後退される。プランジ
ャ１３の後退時には、楔部８と楔溝１４との係合により
各締付爪２が一斉に半径方向内側に閉鎖移動されるとと
もに、プランジャ１３によりドロープレート２１が押動
されスプリング２２の付勢力に抗して後退される。ドロ
ープレート２１の後退に伴い、リードピン２５及びリー
ド溝２４を介してガイドバー１９が一方向へ回動され、
これと同時に、キー溝２９及び回り止めピン３０を介し
て規制部材２７がガイドバー１９と一体に回動される。

【００１５】そして、図３及び図５に示すように、プラ
ンジャ１３が解離位置に到達すると、規制部材２７の突
起２８が係合凹部９内で規制位置に配置されて膨出部３
２の内壁面に当接するとともに、締付爪２がボス部１２
に当接し、それにより、各締付爪２の半径方向移動が阻
止されて、締付爪２が閉鎖位置に確実かつ正確に位置決
めされ、またプランジャ１３の楔溝１４が楔部８から解
離される。次いで、レンチ３５が挿入孔３６に挿入さ
れ、操作部材３３が一方向へ回動される。すると、偏心
突起３８と周溝３７との嵌合を介して規制部材２７が後
方へ移動され、突起２８が係合凹部９から退避される。
したがって、この状態で、締付爪２を半径方向外側へ移
動してチャックボディ１から取外すことができる。

【００１６】その後、レンチ３５により操作部材３３が
挿入位置まで逆回動されて突起２８が前進され、その位
置でレンチ３５が操作部材３３から抜取られる。続い
て、チャックボディ１が回転され、次の締付爪２が作業
位置に割出され、前記と同様の手順で残りの締付爪２が
順次取外される。この場合、残りの締付爪２は突起２８
及びボス部１２により閉鎖位置に確実に位置決めされて
いるので、チャックボディ１の割出回転中に脱落するお
それがなく、各締付爪２を一つずつ確実に取外すことが
できる。

【００１７】新しい締付爪２を取付ける場合には、ま
ず、レンチ３５が挿入孔３６に挿入されて、操作部材３
３が回動され、突起２８が係合凹部９から退避される。
次いで、新しい締付爪２が案内溝６に案内されてボス部
１２に当接する位置まで挿入される。次に、レンチ３５
により操作部材３３が逆回動され、突起２８が係合凹部
９内に進入され、その状態で、レンチ３５が抜取られ
る。このとき、突起２８は規制位置に配置されているの
で、その突起２８と膨出部３２の内壁面との当接、及
び、ボス部１４と締付爪２との当接により、新たに挿入
された締付爪２が閉鎖位置に確実かつ正確に位置決めさ
れる。

【００１８】続いて、チャックボディ１が回転されて次
の装着位置に割出され、前記と同様の手順で残りの締付
爪２が順次装着される。そして、全部の締付爪２が装着
されると、プランジャー１３が噛合位置に向けて前進さ
れ、その楔溝１４が各締付爪２の楔部８に一斉に噛み合
されるとともに、ドロープレート２１の前進に伴いガイ
ドバー１９及び規制部材２７が一体に逆回動され、突起
２８が係合凹部９内で非規制位置に配置される。これ
で、締付爪２の交換作業が完了し、チャックが使用可能
な状態となる。

【００１９】この爪装着作業時においても、新たに装着
された締付爪２が突起２８及びボス部１２により位置決
めされているので、チャックボディ１の割出回転中に締
付爪２の位置がずれるおそれがなく、交換後にプランジ
ャ１３を各締付爪２に対し一斉にかつスムーズに噛合わ
せることができる。特に、この実施例では、楔部８及び
楔溝１４に面取１６が設けられているため、締付爪２に
若干の遊びを付与して、プランジャ１３を各締付爪２に
よりスムーズに係合できる。

【００２０】また、プランジャ１３は締付爪２に直接噛
合うので、中間部品を介装した場合と比較して、交換後
の各締付爪２の半径方向位置のばらつきを極めて小さく
でき、もって、工作物に対する把持精度を向上できる。
しかも、締付爪２はチャックボディ１に設けた規制部材
２７の突起２８によって位置決めされるので、従来の脱
落防止プレートのような他部品を締付爪２に付加する必
要がなく、半径方向へ移動する部材を締付爪２のみで軽
量に構成でき、その結果、遠心力により把持力が低下し
たり、チャックボディ１の剛性が低下したりするおそれ
がなく、爪交換しないチャックと同等の大きな把持力及
び剛性を確保することができる。

【００２１】なお、前述した交換手順の説明では、先の
締付爪２を全部取外したのちに、新しい締付爪２が装着
されるようになっているが、先の締付爪２を取外した箇
所に新しい締付爪２を装着し、これを順次繰返して交換
することも可能である。この手順によれば、チャックボ
ディ１の割出し回数を半減できるうえ、突起２８を係合
凹部９から解離したままの状態で新しい締付爪２を挿入
でき、レンチ３５の操作回数も減少する。

【００２２】次に、この発明の別の実施例を図６〜図１
０に基づいて説明する。図６は規制部材２７の突起２８
及び係合凹部９の変形例を示すもので、ここでは、突起
２８が規制部材２７の直径と同じ長さで形成されるとと
もに、係合凹部９の両側に膨出部３２が設けられてい
る。これによれば、規制位置に配置された突起２８の両
端が各膨出部３２の内壁面に当接するので、前記実施例
とは異なり、突起２８のみで締付爪２をチャックボディ
１における所定の半径方向位置に位置決めできる。した
がって、この位置決め機構を用いれば、締付爪２を開放
位置で交換するタイプのチャックを構成することが可能
となる。

【００２３】図７は規制部材２７を回動する連動機構の
変更例を示すもので、ここでは、ガイドバー１９がボル
ト４２によりドロープレート２１に固定され、ガイドバ
ー１９のリード溝２４に嵌合するリードピン２５は規制
部材２７に植設されている。この構成によっても、ドロ
ープレート１９の前後動に伴い規制部材２７がガイドバ
ー１９の周りで回動されて、突起２８が規制位置及び非
規制位置に配置されため、前記実施例と同様の作用効果
が得られる。

【００２４】図８〜図１０は係合凹部９の形成位置及び
規制部材２７の取付位置の変更例を示すもので、ここで
は、係合凹部９が締付爪２の一側面に半径方向に長く形
成されるとともに、規制部材２７がチャックボディ１の
外周面から横方向に形成された挿入孔４９に挿入され、
係合凹部９に対し進退移動自在かつその移動軸線の周り
で回動可能となっている。挿入孔４９はネジ栓４３によ
り塞がれている。ドロープレート２１にはガイドバー１
９がボルト４２により固定され、その外周面にラック４
４が刻設されている。規制部材２７は、ラック４４に係
合する歯車４５を一体に備え、ガイドバー１９の前後動
に伴って往復回動され、突起２８が係合凹部９内で非規
制位置と規制位置とに配置されて、規制位置で係合凹部
９の片側に設けた膨出部３２の内壁面に当接されるよう
になっている。

【００２５】操作部材３３は、各締付爪２の周方向に隣
接する位置においてチャックボディ１に回動可能に挿着
されてネジピン４６により抜け止めされ、前記実施例と
同様、規制部材２７の周溝３７に嵌合する偏心突起３８
と、レンチ３５の挿脱位置を特定するスチールボール３
９とを具備している。したがって、この変更例によって
も、前記実施例と同等の作用効果を発揮でき、加えて、
ガイドバー１９及び規制部材２７を各締付爪２の横側に
配設して、チャックボディ１を薄型に構成できるという
特有の効果もある。

【００２６】なお、この発明は上記した各実施例の構成
に限定されるものではなく、例えばウエッジ部材として
プランジャによって移動されるウエッジバ−を用いた
り、プランジャ１３及びドロ−プレート２１を親子シリ
ンダによりそれぞれ別個に駆動したり、プランジャ１３
とドロ−プレ−ト２１を一体に構成したり、係合凹部９
及び突起２８の形状を適宜に変形したり、操作部材３３
を爪交換装置のロボットアームで作動して各締付爪２を
自動交換するように構成したりするなど、本発明の趣旨
を逸脱しない範囲で各部の形状並びに構成を任意に変更
して具体化することも可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上に詳述したように、この発明によれ
ば、複数の締付爪がチャックボディに設けた規制部材に
よって所定の半径方向位置に確実かつ正確に位置決めさ
れるので、締付爪の把持力及びチャックボディの剛性を
低下させることなく、締付爪を確実に脱着できるという
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すチャックの断面図で
ある。

【図２】図１のチャックの正面図である。

【図３】図１のチャックを爪交換可能な状態で示す断面
図である。

【図４】図１の状態における締付爪の背面図である。

【図５】図３の状態における締付爪の背面図である。

【図６】この発明の一変更例を示す締付爪の背面図であ
る。

【図７】この発明の別の変更例を示すチャックの断面図
である。

【図８】この発明の更に別の変更例を示すチャックの一
部破断正面図である。

【図９】図８のチャックの側面図である。

【図１０】図８のチャックにおける締付爪の側面図であ
る。

【符号の説明】

１・・チャックボディ、２・・締付爪、３・・マスタジ
ョー、４・・トップジョー、８・・楔部、９・・係合凹
部、１０・・パイロットプレート、１２・・ボス部、１
３・・ウェッジ部材としてのプランジャ、１４・・楔
溝、１５・・ドローチューブ、１６・・面取、１７・・
バックプレート、１９，２１・・連動機構を構成するガ
イドバー及びドロープレート、２２・・スプリング、２
４・・リード溝、２５・・リードピン、２７・・規制部
材、２８・・突起、３２・・膨出部、３３・・操作部
材、３５・・レンチ、３８・・偏心突起、３９・・スチ
ールボール、４４・・ラック、４５・・歯車。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チャックボディに複数の締付爪を半径方
   向へ移動自在に装着するとともに、各締付爪に噛合うウ
   ェッジ部材を噛合位置と解離位置との間で軸方向へ摺動
   自在に設けてなるチャックにおいて、各締付爪に係合凹
   部を形成し、チャックボディには、前記係合凹部に進退
   移動自在かつその移動軸線の周りで回動可能な規制部材
   と、ウェッジ部材の解離位置への摺動に伴い前記規制部
   材を規制位置に回動するとともにウェッジ部材の噛合位
   置への摺動に伴い規制部材を非規制位置に回動する連動
   機構と、規制部材を係合凹部に対し進退移動する操作部
   材とを設け、前記係合凹部を規制部材の非規制位置にお
   いて締付爪の半径方向移動を許容しかつ規制部材の規制
   位置において締付爪の半径方向移動を阻止する形状で形
   成したことを特徴とするチャック。