JPH06170625A - ダイアフラムチャック装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 常に均一な初期の工作物把握力が得られるダ
イアフラムチャック装置を提供する。 【構成】 支持片１４を介しピストン８と一体にブレー
キウエイト部１３を配設する。ブレーキウエイト部１３
の外周側には当接部１５を設け、この当接部１５はブレ
ーキウエイト部１３に生じる遠心力によりそのブレーキ
ウエイト部７が押圧付勢されるように形成する。これに
より、ダイアフラム３を境に爪５側とバランスウエイト
部７側とに生じる遠心力の差、即ち爪５が閉じる又は開
く方向にダイアフラム３を変形させる力は、力伝達部１
２，ピストン８及び支持片１４を介しブレーキウエイト
部に伝達され、かつ当接部１５との間に発生するブレー
キウエイト部１３の押圧付勢による摩擦力で相殺される
ように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は工作機械の主軸等に一
体に装着されかつ工作物を把握するダイアフラムチャッ
ク装置に関し、特に、常に均一な初期の工作物把握力を
得ることができるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のダイアフラムチャック装
置はダイアフラムの表面に複数の爪が一体に取り付けら
れており、これらの爪は互いに等間隔で円をなすように
配設されている、即ちダイアフラムの変形に応じてその
円を中心に開閉するように構成されている。

【０００３】また、上記ダイアフラムを介して爪と対向
する位置には上記爪の重量に相当するバランスウエイト
部がダイアフラムに一体に設けられており、このバラン
スウエイト部は爪側に生じる遠心力でその爪が開く方向
にダイアフラムが変形して爪の工作物把握力が減少する
のを防止する、つまり、バランスウエイト部側に生じる
遠心力により爪側に生じる遠心力を相殺するように構成
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のダイアフラムチャック装置にあっては、上記
の如く単にバランスウエイト部側に生じる遠心力により
爪側に生じる遠心力を相殺するだけで、しかも、バラン
スウエイト部側と爪側との遠心力を完全に一致させるこ
とは極めて困難であるため、ダイアフラムを境に爪側よ
りバランスウエイト部側の遠心力の方が大きくなった
り、バランスウエイト部側より爪側の遠心力の方が大き
くなることは避けられず、これにより、バランスウエイ
ト部側の遠心力の方が大きい場合は爪が閉じる方向にダ
イアフラムが変形し、逆に、爪側の遠心力の方が大きい
場合は爪が開く方向にダイアフラムが変形する、つま
り、ダイアフラムを境にバランスウエイト部側と爪側と
に生じる遠心力の差で爪の工作物把握力が増大又は減少
するので、常に均一な初期の工作物把握力を得ることが
できない。

【０００５】特に、ツーリングチェンジにより爪だけを
変更し、その変更済みの爪側とバランスウエイト部側と
に生じる遠心力の差がより一層大きくなった場合には、
爪の工作物把握力が著しく増大して工作物が変形した
り、爪の工作物把握力が著しく減少して工作物が爪から
飛び出す等の不具合が生じ、工作物の加工精度が悪化す
る等の問題点がある。

【０００６】この発明は上述の事情に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは常に均一な初期の工作物
把握力を得ることができるダイアフラムチャック装置を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、ダイアフラムに一体に取り付けられる
と共にそのダイアフラムの変形に応じて開閉する複数の
爪と、上記ダイアフラムに取り付けられると共にそのダ
イアフラムを介し上記各爪と対向するように設置された
バランスウエイト部と、上記ダイアフラムを変形させて
上記複数の爪を開又は閉の状態に設定する爪開閉手段と
を備えるダイアフラムチャック装置において、上記ダイ
アフラムと共に回転しかつダイアフラムを境に爪側とバ
ランスウエイト部側とに生じる遠心力の差が軸線方向の
変位として伝達されるブレーキウエイト部と、このブレ
ーキウエイト部に生じる遠心力によりそのブレーキウエ
イト部が押圧付勢される当接部とが設けられたことを特
徴とする。

【０００８】

【作用】この発明によれば、ダイアフラムを境に爪側と
バランスウエイト部側とに生じる遠心力の差、即ち、爪
が閉じる方向又は開く方向にダイアフラムを変形させる
力は、ブレーキウエイト部に伝達され、かつ当接部との
間に発生するブレーキウエイト部の押圧付勢による摩擦
力で相殺される。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の実施例に係るダイアフラム
チャック装置について図１ないし図５を用いて詳細に説
明する。

【００１０】このダイアフラムチャック装置は図１に示
すようにシリンダ１を有し、このシリンダ１の後端面は
主軸２の先端に一体に取り付けられていると共に、シリ
ンダ１の先端面にはダイアフラム３が配設されており、
このダイアフラム３はその外周面がシリンダ１の先端面
に一体に固定されていると共に、ダイアフラム３の中心
には開口部４が形成されている。

【００１１】また、上記ダイアフラム３の表面側には６
つの爪５，５…が開口部４の周縁に沿って互いに等間隔
で円をなすように配設されており（図２参照）、この６
つの爪５，５…は爪ホルダ６，６…を介してダイアフラ
ム３に着脱自在にそれぞれ取り付けられている。つま
り、これら６つの爪５，５…は、常時は閉じた状態に設
定されており、かつダイアフラム３の開口部４側がシリ
ンダ１の先端面側から外側に向かって突出するように変
形するときは上記開口部４の中心から外側に向かって開
く、即ちダイアフラム３の変形に応じて開閉するように
構成されている。

【００１２】一方、上記ダイアフラム３の裏面側には６
つのバランスウエイト部７，７…がが設けられており
（図３参照）、この各バランスウエイト部７はダイアフ
ラム３を介し上記各爪６とそれぞれ対向するように位置
し、かつダイアフラム３に直接一体に取り付けられてい
る。なお、バランスウエイト部７の重量はバランスウエ
イト部の遠心力が爪５及び爪ホルダ６の合計の遠心力と
略等しくなるように設定されている。

【００１３】また、上記シリンダ１の内周面側には爪開
閉手段としてピストン８が摺動可能に設けられていると
共に、このピストン８により仕切られる２つの空間部
９，１０のうち、主軸２側の空間部９には主軸２に設け
た流体通路１１が接続されている一方、ダイアフラム３
側の空間部１０にはバランスウエイトの内側にある筒状
の力伝達部１２が配設されており、その力伝達部１２の
一端は上記ピストン８の先端面に一体に取り付けられて
いると共に、力伝達部１２の他端は上記ダイアフラム３
の開口部４周縁に一体に取り付けられている。

【００１４】さらに、上記主軸２側の空間部９には６つ
のブレーキウエイト部１３，１３…が配設されており
（図４参照）、この各ブレーキウエイト部１３はピスト
ン８を介し上記各バランスウエイト部７とそれぞれ対向
するように位置し、かつ支持片１４によりピストン８の
端面に一体に装着されている。つまり、この各ブレーキ
ウエイト部１３には、主軸２を回転させたとき、爪５や
爪ホルダ６の部分とバランスウエイト部７との間に生じ
る遠心力の差、即ちダイアフラム３を境に生じる遠心力
の差がダイアフラムの軸線方向の変位として力伝達部１
２，ピストン８及び支持片１４を介し軸線方向に伝達さ
れるように構成されている。

【００１５】また、上記空間部９において各ブレーキウ
エイト部１３の外周側には環状の当接部１５が設けられ
ており、この当接部１５はその内周面が上記各ブレーキ
ウエイト部１３の外周面と向かい合うように上記シリン
ダ１の内周面に一体に形成されており、かつ主軸２を回
転させたときにはブレーキウエイト部１３に生じる遠心
力によりそのブレーキウエイト部１３が自ら押圧付勢さ
れるように構成されている。

【００１６】次に、上記の如く構成されたダイアフラム
チャック装置の動作について図１に基き説明する。

【００１７】このダイアフラムチャック装置によれば、
６つの爪５，５…で工作物Ｗを把握する際は、流体通路
１１から主軸２側の空間部９にエアー等の圧力流体を供
給する。これにより、ピストン８が図中矢印イで示すよ
うにダイアフラム３側に前進し始めると、このような前
進によるピストン８の押圧力が力伝達部１２を介しダイ
アフラム３に伝達され、その結果、ダイアフラム３の開
口部４側がシリンダ１の先端面側から外側に向かって突
出するように変形すると共に、この変形で６つの爪５，
５…が開口部４の中心から外側に向かって開かれる。

【００１８】そして、上記の如く各爪５が開の状態に設
定された後、各爪５の内側に工作物Ｗを挿入しつつ、空
間部９内の圧力流体を流体通路１１等から開放すると、
ダイアフラム３が変形前の状態に弾性復帰すると共に、
その弾性復帰力により各爪５が閉じて工作物Ｗを把握す
る。

【００１９】このようにして、爪５による工作物Ｗの把
握が完了した時点から、図示しない駆動モータ等により
主軸２をその軸心回りに回転させると、回転数等に応じ
た遠心力がブレーキウエイト部１３、爪５、爪ホルダ６
及びバランスウエイト部７等にそれぞれ生じる。この
際、ブレーキウエイト部１３はその自らの遠心力で当接
部１５に押圧付勢され、かつ当接部１５との間に摩擦力
を生じさせる。

【００２０】ところで、ダイアフラム３を境にその左右
の遠心力が均等でない場合、例えばバランスウエイト部
７の遠心力より爪５と爪ホルダ６の合計の遠心力の方が
大きい場合には、爪５が開く方向にダイアフラム３を変
形させる力、即ち力伝達部１２やピストン８と一体にブ
レーキウエイト部１３をダイアフラム３側に前進させる
力が生じるものの、このような力、即ち遠心力の差は、
力伝達部１２，ピストン８及び支持片１４を介してブレ
ーキウエイト部１３に伝達されると共に、上記の如くブ
レーキウエイト部１３と当接部１５との間に発生した摩
擦力で相殺されるので、その遠心力の差により爪５が開
く方向にダイアフラム３が変形することはなく、爪５に
は均一な初期の工作物把握力が得られる。

【００２１】一方、爪５と爪ホルダ６の合計の遠心力よ
りバランスウエイト部７の遠心力の方が大きい場合に
は、爪５が閉じる方向にダイアフラム３を変形させる
力、即ち力伝達部１２やピストン８と一体にブレーキウ
エイト部１３をダイアフラム３側から後退させる力が生
じるものの、このような力、即ち遠心力の差も、上記と
同様にブレーキウエイト部１３に伝達されると共に、ブ
レーキウエイト部１３と当接部１５との間に生じた摩擦
力により相殺されるので、その遠心力の差により爪５が
閉じる方向にダイアフラム３が変形することはなく、爪
５には均一な初期の工作物把握力が得られる。

【００２２】したがって、上記実施例のダイアフラムチ
ャック装置によれば、ダイアフラムを境に爪側とバラン
スウエイト部側とに生じる遠心力の差、即ち爪が閉じる
又は開く方向にダイアフラムを変形させる力はブレーキ
ウエイト部に伝達され、かつ当接部との間に発生するブ
レーキウエイト部の押圧付勢による摩擦力で相殺される
ので、このような遠心力の差で爪の工作物把握力が増大
又は減少するのを防止でき、常に均一な初期の工作物把
握力が得られる。

【００２３】特に、この装置にあっては、ツーリングチ
ェンジにより爪だけを変更し、爪側とバランスウエイト
部側とに生じる遠心力の差がより一層大きくなった場合
であっても、その遠心力の差は上記の如く相殺されるの
で、爪を変更したとき、爪の工作物把握力が著しく増大
して工作物が変形したり、爪の工作物把握力が著しく減
少して工作物が爪から飛び出す等の不具合を防止するこ
とができる。

【００２４】しかも、この装置によると、当初から爪側
とバランスウエイト部側とに生じる遠心力に差がある場
合でも、その遠心力の差は上記の如く相殺され、常に均
一な初期の工作物把握力が得られるので、爪側の重量に
対しバランスウエイト部側の重量を厳密に一致させる必
要はなく、バランスウエイト部の加工を簡単かつ低コス
トに行える。

【００２５】なお、上記実施例では、力伝達部１２の他
端とダイアフラム３の開口部４周縁とを一体に固定した
例について説明したが、これに限定されることはなく、
加工の容易性等の点から、図５に示す如く力伝達部１２
の他端とダイアフラム３の開口部４周縁との境を分離切
断するように構成しても良い。ところで、このように分
離切断した場合には、爪５が閉じる方向にダイアフラム
３を変形させる力は上記実施例と同様にブレーキウエイ
ト部１３に伝達されかつ相殺されることは勿論である
が、爪５が開く方向にダイアフラム３を変形させる力に
ついてはブレーキウエイト部１３に伝達されない、即ち
何等相殺されることなく、そのまま爪５を開く方向にダ
イアフラム３を変形させる力となるので、爪５及び爪ホ
ルダ６の重量に比しバランスウエイト部７の重量を大き
く設定し、常時、爪５が閉じる方向にダイアフラム３を
変形させる力が生じるように構成することが好ましい。

【００２６】

【発明の効果】この発明に係るダイアフラムチャック装
置にあっては、上記の如くダイアフラムを境に爪側とバ
ランスウエイト部側とに生じる遠心力の差が伝達される
ブレーキウエイト部と、このブレーキウエイト部に生じ
る遠心力によりそのブレーキウエイト部が押圧付勢され
る当接部とを設けたため、ダイアフラムを境に爪側とバ
ランスウエイト部側とに生じる遠心力の差、即ち爪が閉
じる又は開く方向にダイアフラムを変形させる力はブレ
ーキウエイト部に伝達され、かつ当接部との間に発生す
るブレーキウエイト部の押圧付勢による摩擦力で相殺さ
れるので、このような遠心力の差で爪の工作物把握力が
増大又は減少するのを防止でき、常に均一な初期の工作
物把握力を得ることができる。

【００２７】特に、この装置によれば、当初から爪側と
バランスウエイト部側とに生じる遠心力に差がある場合
は勿論、ツーリングチェンジにより爪だけを変更し、そ
の遠心力の差がより一層大きくなった場合でも、遠心力
の差は上記の如く相殺されるので、爪を変更したとき、
爪の工作物把握力が著しく増大して工作物が変形した
り、爪の工作物把握力が著しく減少して工作物が爪から
飛び出す等の不具合を防止することができ、工作物の加
工精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るダイアフラムチャック装置の実
施例を示す断面図。

【図２】図１のＡ矢視図。

【図３】図１の III−III 線断面図。

【図４】図１のＶＩ−ＩＶ線断面図。

【図５】この発明に係るダイアフラムチャック装置の他
の実施例を示す断面図。

【符号の説明】

３ ダイアフラム ５ 爪 ７ バランスウエイト部 ８ ピストン １３ ブレーキウエイト部 １５ 当接部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダイアフラムに一体に取り付けられると
   共にそのダイアフラムの変形に応じて開閉する複数の爪
   と、上記ダイアフラムに取り付けられると共にそのダイ
   アフラムを介し上記各爪と対向するように設置されたバ
   ランスウエイト部と、上記ダイアフラムを変形させて上
   記複数の爪を開又は閉の状態に設定する爪開閉手段とを
   備えるダイアフラムチャック装置において、 上記ダイアフラムと共に回転しかつダイアフラムを境に
   爪側とバランスウエイト部側とに生じる遠心力の差が軸
   線方向の変位として伝達されるブレーキウエイト部と、
   このブレーキウエイト部に生じる遠心力によりそのブレ
   ーキウエイト部が押圧付勢される当接部とが設けられた
   ことを特徴とするダイアフラムチャック装置。