JPH06106404A - 広範囲チャック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 広い範囲で外径が異なるワークのクランプを
可能にするとともに、爪部材の開き量を大きくし、アン
クランプ時の爪部材の戻り位置を一定にすること。 【構成】 主軸台に配設されたモータ１と、モータ１の
駆動により回転する第１ないし第３のギア２２〜２３よ
り成る伝達機構２と、第３のギアと係合するアイドラギ
ア３１と、アイドラギア３１に係合する第４のギア３２
と、回転軸３３を介して第４のギア３２と一体的に形成
された爪部材３４とから成るクランプ装置およびクラン
プ径可変装置と、センタ１Ｃと同軸的に配設された面板
４０に形成した円弧状の第１の長穴４１で構成されるガ
イド装置４と、爪部材３４の外周面に形成されたカム５
と、規制盤６４に形成した扇穴６５のエンドに係合ピン
６６が当接するまでアンクランプを規制するアンクラン
プ機構６とから成る広範囲チャック。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、広い範囲で異なる外径
のワークのクランプを可能にする広範囲チャックに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のチャックとしては、図４および図
５に示すように、モータＭの回転を、噛み合う第１ギア
Ｇ１および第２ギアＧ２から一体に形成された連結面板
ＣＰに連結して、連結面板ＣＰにボルトにより固定した
第２ラチェット板ＳＲに固着した後述する第１のラチェ
ット板ＦＲの円弧スロットＣＲを通過した駆動ピンＤＰ
により爪部材ＴＢを回転させるものである。爪部材ＴＢ
の回転中心であるヒンジピンＨＰは、第２のラチェット
板ＳＲに一体に固着されたセンタＣを包囲する環状部材
ＡＭ上に軸承された第１のラチェット板ＦＲに固着され
た円板ＥＰに一体的に固着されている。第１のラチェッ
ト板ＦＲと第２のラチェット板ＳＲとはコイルスプリン
グＣＳにより連結されている。

【０００３】従って、駆動ピンＤＰを支点として第１の
ラチェット板ＦＲを第２のラチェット板ＳＲに取り付け
たスプリングＣＳが引っ張るため、第１のラチェット板
ＦＲにボルトＢで連結された円板ＥＰが回転してヒンジ
ピンＨＰが爪部材ＴＢを左に回転させ、ワークＷに軽く
当てる。そして主軸が回転することにより、ヒンジピン
ＨＰを支点として、爪部材ＴＢが駆動ピンＤＰにより回
転駆動されワークＷをクランプする。アンクランプ時
は、図５に示す油圧シリンダＣＹを用いて爪Ｔを前進さ
せ、第１のラチェット板ＦＲを左回転させる。この時主
軸と連結している第２のラチェット板ＳＲが回転しない
ようストッパＳＴが係合し、回転を阻止している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のチャックは、爪
部材の回転中心であるヒンジピンが第１のラチェット板
ＦＲに固定されているため、爪部材ＴＢの許容回転範囲
で決定される径差内のワークしかクランプできないの
で、広い範囲で外径が異なるワークをクランプするため
にはワークの外径に応じて予め用意した爪部材にその都
度交換する必要があった。

【０００５】また従来のチャックにおいては、アンクラ
ンプ時の爪のエンド位置がワーク径によって異なるた
め、小径のワークから大径のワークをクランプする際爪
部材の開き量が小さい場合があるということがあった。

【０００６】さらに従来のチャックは、最大ワーク径に
おいて、爪部材ＴＢが駆動ピンから外れてしまうことが
あった。

【０００７】そこで本発明者らは、ワークの外径に応じ
て爪部材の回転軸心の半径方向上の位置を変え得るよう
にすれば良いのではないかという本発明の技術的思想に
着眼し、更に研究開発を重ねた結果、広い範囲の外径の
ワークのクランプを可能にするとともに、爪部材の開き
量を大きくして、最大ワーク径において爪部材が駆動ピ
ンから外れることを阻止するという目的を達成する本発
明に到達したのである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明（請求項１に記載
の第１発明）の広範囲チャックは、主軸台に配設された
モータと、モータの回転を伝達する伝達機構と、伝達機
構により伝達された回転により爪部材を回転軸のまわり
に回転させて、ワークを爪部材の間にクランプするクラ
ンプ機構と、伝達機構に連絡してモータの回転により爪
部材の回転軸の位置を、ワークの外形に応じて主軸の半
径方向上において変え得るクランプ径可変機構とから成
るものである。

【０００９】本発明（請求項２に記載の第２発明）の広
範囲チャックは、第１発明に対して、爪部材を回転軸ま
わりにワークをアンクランプする方向に所定の最大角度
だけ回転させてからラチェットホイールを回転させるア
ンクランプ規制機構を付加したものである。

【００１０】

【作用】上記構成より成る第１発明の広範囲チャック
は、クランプするワークの外径に応じてモータの回転に
基づきクランプ径可変機構により爪部材の回転軸の主軸
の半径方向上の位置を予め調整しておいて、モータの回
転を伝達機構により、伝達して上記回転軸を中心にして
クランプ機構の爪部材を回転させてワークをクランプす
るものである。

【００１１】上記構成より成る第４発明の広範囲チャッ
クは、アンクランプ規制機構により、爪部材を回転軸ま
わりにワークをアンクランプする方向に所定の最大角度
だけ回転させてから、ラチェットホイールを回転させて
アンクランプするものである。

【００１２】

【発明の効果】上記作用を奏する第１発明および第２発
明の広範囲チャックは、クランプ径可変機構によりワー
クの外径に応じて爪部材の回転中心に相当する回転軸の
主軸における半径方向上の位置が調整できるので、広い
範囲で外径が異なるワークのクランプを可能にするとい
う効果を奏する。

【００１３】上記作用を奏する第２発明の広範囲チャッ
クは、アンクランプ規制機構により、爪部材を所定の最
大角度だけ回転させてから、ラチェットホイールを回転
させてアンクランプするので、アンクランプの位置を一
定にするとともにアンクランプ量を広くとることができ
るという効果を奏する。

【００１４】

【実施例】以下本発明の実施例につき、図面を用いて説
明する。

【００１５】（第１実施例）第１実施例の広範囲チャッ
クは、第１ないし第５発明の実施例であり、図１ないし
図３に示すように、主軸台に配設されたモータ１と、モ
ータ１と一体的に回転する第１ギア２１と主軸台に軸承
され第１のギア２１に係合する第２のギア２２と第２の
ギアに一体的に固着された第３のギア２３とから成りモ
ータ１の回転を伝達する伝達機構２と、伝達機構２の第
３のギア２３に係合したアイドラギア３１と、アイドラ
ギア３１と係合してそのまわりを回転する第４のギア３
２と回転軸３３を介して第４のギア３２と一体的に形成
された爪部材３４とから成るクランプ装置およびクラン
プ径可変装置３と、センタ１Ｃと同軸的に配設された面
板４０に形成した第１の長穴４１に沿って爪部材３４を
センタ１Ｃに関して半径方向にガイドするガイド装置４
と、爪部材３４の外周面に形成されたカム５と、爪部材
と一体的に配設さた規制盤６４と規制盤６４に形成され
た第２の長穴６１と面板４０に固着された調整盤６２に
固着されたボルト６３と規制盤６４に形成された扇状の
扇穴６５と回転軸３３に一体的に固着され扇穴６５と係
合する係合ピン６６とから成るアンクランプ規制機構６
とで構成される。

【００１６】モータ１は、主軸台を構成するスピンドル
ヘッド１Ｈにセンタ１Ｃと平行に配設されている。

【００１７】伝達機構２の第１のギア２１は、モータ１
により主軸台を構成するスピンドルヘッド１Ｈにベアリ
ングにより軸支された回転軸を介して回転駆動される。
第２のギア２２は、中空円筒部材で構成され、中央突出
部に歯部を形成してセンタ１Ｃを包囲するスピンドル１
Ｓの外周面にベアリング１Ｂにより軸承されている。第
３のギア２３は、環状部材で構成され、大径部の底部が
ボルトにより第２のギア２２に一体的に固着され、小径
部の外側壁に歯部が形成されている。第３のギア２３の
小径部にはセンタ１Ｃが嵌合する穴２３Ｇが形成されて
いる。

【００１８】クランプ装置およびクランプ径可変装置３
のアイドラギア３１は、センタ１Ｃと同軸的に配設され
た後述する面板４０に３箇所固着したボルトにブッシュ
３０Ｂを介して回転自在に配設され、第３のギア２３に
噛合している。後述する調整盤６２が固定されるとアイ
ドラギア３は滑る。第４のギア３２は、Ｔ字状の回転軸
３３の小径部先端にキーにより固定されアイドラギア３
１に噛み合いアイドラギア３１のまわりを自転しながら
公転する。爪部材３４は、回転軸３３の大径部にボルト
により固着され、第４のギア３２と一体的に回転して、
センタ１Ｃの半径方向に位置を変える。

【００１９】ガイド装置４の第１の長穴４１は、面板４
０にアイドラギア３１を支持するボルト３５の軸心を中
心にして円弧状に形成され、爪部材３４の回転軸３３を
介挿して、第４のギア３２のアイドラギア３１に対する
公転に応じて爪部材３４を円弧状の長穴に沿って半径方
向にガイドするものである。

【００２０】カム５は、図２に示すように爪部材３４の
外周に形成した巻貝状のカム面により構成され、爪部材
の回転に応じてワークの外周との距離を徐々に変化させ
て、ワークをクランプする。

【００２１】アンクランプ規制機構６の規制盤６４は、
扇形の板状部材で構成され、外周部に円弧状の第２の長
穴６１が形成され内周部には扇状の扇穴６５が形成され
ており、爪部材３４の回転軸３３の大径部に枢着されて
いる。ボルト６３は、図２に示されるように面板４０に
コマ６Ｋにより固定された調整盤６２に第２の長穴６１
を通して規制盤６４を固定している係合ピン６６は上記
の扇穴６５内に介挿され爪部材３４の回転に伴い係合ピ
ン６６が扇穴６５のエンドに到達すると、規制盤６４お
よびボルト６３から面板４０を介してラチェットホイー
ル６０を回転させる。

【００２２】ラチェットホイール６０は、環状の部材で
構成され、その内側壁と第３のギア２３の大径部の外側
壁との間にブッシュ６０Ｖを介挿し、ラチェットホイー
ル６０が規制されると第３のギア２３が滑るように構成
されている。ラチェットホイール６０の外周には２列の
ラチェット部６０Ｒが形成され、押し付け部材６０Ｐに
バネ６０Ｂにより付勢された爪６０Ｔに係合している。
略Ｔ字状の押し付け部６０Ｐは、コイルスプリング６０
ＣＳにより付勢されており、ピン６０Ｑを支点としてシ
リンダ６０Ｃに介挿されたロッド６０Ｒの動きにより作
動部６０Ａを介して揺動する構成より成る。押し付け部
材６０Ｐの一端に配設したドグ６０Ｄの近くに近接スイ
ッチ６０Ｓが配設されている。

【００２３】上記構成より成る第１実施例の広範囲チャ
ックは、加工するワークＷの外径に応じてクランプ装置
およびクランプ径可変装置３のアイドラギア３１のまわ
りを第４のギアが自転して公転させ、爪部材３４をガイ
ド装置４の第１の長穴４１内をガイドして、爪部材３４
のセンタ１Ｃを中心とする半径方向上の位置を予め調整
盤６２により調整する。また、爪部材３４のアンクラン
プ位置を規制盤により予め調整する。

【００２４】次にモータ１が回転駆動されると、その回
転が伝達機構２の第１のギア２２および第２のギア２３
を介して第３のギア２３、アイドラギア３１を介して第
４のギア３２に伝達され、回転軸３３により一体的に形
成された爪部材３４が左回転すると、外周面に形成され
たカム面とワークとの距離が徐々に狭くなりワークＷに
当接して、主軸台の回転によりワークをクランプする。
この時ラチェットホイール６０は、爪６０Ｔと係合して
おり回転しない。モータ１からの駆動力が更に加わり、
その力がラチェットホイール６０を係止していた爪６０
Ｔを押し付けていたコイルスプリング６０ＣＳより大き
くなると、押し付け部材６０Ｐが弾かれ、近接スイッチ
６０Ｓにより検出されて、シリンダ６０Ｃにより押し付
け部材６０Ｐが逃がされる（二点鎖線）。そして、ワー
クが回転し始め、所定の加工を可能にする。

【００２５】ワークＷの研削その他の加工が終了する
と、シリンダ６０Ｃにより押し付け部材６０が実線位置
に作動され、爪６０Ｔがラチェットホイール６０の回転
を係止する。そして、モータ１が逆回転されて爪部材３
４が図２中右回転し回転軸３３に固着した係合ピン６６
が扇穴６５のエンドに到達すると、爪部材３４の回転が
停止して、規制盤６４からボルト６３へ、そしてボルト
６３から調整盤６２を介して面板４０を回転させ、面板
４０を介してラチェットホイール６０を図２中時計方向
に回転させ、ラチェットホイールに係合している爪６０
Ｔが反時計方向に回転され、押し付け部６０Ｐが反時計
方向に２点鎖線で示す位置まで回転すると、ドグ６０Ｄ
の動きを近接スイッチ６０Ｓが検出することにより、ア
ンクランプを検出するものである。

【００２６】上記作用を奏する第１実施例の広範囲チャ
ックは、クランプ装置およびクランプ径可変装置３、お
よびガイド装置４、およびカム５により、ワークＷの外
径に応じて爪部材３２の回転中心である回転軸３３が半
径方向に位置を変えるため、広い範囲で外径が異なるワ
ークＷのクランプを可能にするという効果を奏する。従
来において、ワークの外径に応じて予め多数用意してい
た爪部材を不要にするという効果を奏する。

【００２７】また第１実施例の広範囲チャックは、爪部
材３４が扇穴６５のエンドに係合ピン６６が到達した
後、ラチェットホイールが回転駆動され爪６０Ｔおよび
押し付け部６０Ｐが動くことによりアンクランプを検出
するので、アンクランプ位置が一定になるとともに、最
大まで広くとれるという効果を奏する。

【００２８】さらに第１実施例の広範囲チャックは、ワ
ークの外径に応じたクランプ径の調整、ワークのクラン
プおよびワークのアンクランプを、他の動力手段を用い
ないでモータ１からの回転動力で行うことができるとい
う効果を奏する。

【００２９】上述の実施例は、説明のために例示したも
ので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無
く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記
載から当業者が認識することができる本発明の技術的思
想に反しない限り、変更および付加が可能である。

【００３０】上述の実施例においては、爪部材３４の回
転軸３３のガイド装置として円弧状の長穴６１を用いる
例について説明したが、本発明はそれに限定されるもの
で無く、長穴６１の代わりに機構的に回転軸３３を略半
径方向にガイドするものであれば採用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の広範囲チャックを示す縦
断面図である。

【図２】第１実施例の広範囲チャックを示す一部欠截側
面図である。

【図３】第１実施例の広範囲チャックを示す図１中Ａ−
Ａ線に沿う横断面図である。

【図４】従来のチャックを示す縦断面図である。

【図５】従来のチャックの一部欠截側面図である。

【符号の説明】

１ モータ ２ 伝達機構 ３ クランプ装置およびクランプ径可変装置 ４ ガイド装置 ５ カム ６ アンクランプ規制機構 ３１ アイドラギア ３２ 第４のギア ３３ 回転軸 ３４ 爪部材 ４０ 面板 ４１ 第１の長穴 ６０ ラチェットホイール ６１ 第２の長穴 ６２ 調整盤 ６３ ボルト ６４ 規制盤 ６５ 扇穴 ６６ 係合ピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊池 誠 愛知県刈谷市築地町北割39番地１ キクチ 設計有限会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸台に配設されたモータと、 モータの回転を伝達する伝達機構と、 伝達機構により伝達された回転により爪部材を回転軸の
   まわりに回転させて、ワークを爪部材の間にクランプす
   るクランプ機構と、 伝達機構に連絡してモータの回転により爪部材の回転軸
   の位置を、ワークの外形に応じて主軸の半径方向上にお
   いて変え得るクランプ径可変機構とから成ることを特徴
   とする広範囲チャック。
2. 【請求項２】 請求項１に対して、 爪部材を回転軸まわりにワークをアンクランプする方向
   に所定の最大角度だけ回転させてからラチェットホイー
   ルを回転させるアンクランプ規制機構を付加したことを
   特徴とする広範囲チャック。