JPH0642003U - 流体圧チャック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小径の把持孔を有するチャック円筒部材で、
確実に把持力を発生させ、かつ、振れ精度の良好な流体
圧チャックを提供することを目的とする。 【構成】 切削工具Ｓが挿入される把持孔５を有するチ
ャック円筒部３に、流体圧力にてチャック円筒部３が径
内方へ弾性変形可能なように、複数の軸心方向の肉ぬす
み用孔部25…を周方向所定ピッチで形成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、切削加工用機械や検査治具、その他種々の機械器具に使用される流 体圧チャックに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、切削工具等をクランプする流体圧チャックは、流体圧力にて径内方へ弾 性変形させて切削工具等を把持するチャック円筒部材と、切削加工用機械等に装 着されるチャック本体部材とを、異なる材質にて別個に製作し、上記チャック円 筒部材を上記チャック本体部材に、圧入締結、ねじ締結又はロウ付け接合にて組 付ける構造であった。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

そのため、流体圧力によって上記チャック円筒部材が収縮する際、該チャック 円筒部材と上記チャック本体部材の組付部に隙間が生じ、そこから流体漏れが生 じてクランプ力が弱まる問題や、切削時に工具にかかる負荷によって、上記チャ ック円筒部材が上記チャック本体部材と芯ずれを起こし、被切削物の加工精度が 低下する問題があった。

【０００４】 また、芯振れを防止するために、各部品の組付けを高精度で行わなければなら ず、しかも、上記組付部からの流体漏れを防止するための部品が余分に必要とな っていた。従って、従来の流体圧チャックは、流体圧を使用しない他のチャック と比べて高価となるため、あまり汎用されることがなかった。

【０００５】 また、切削工具等が挿入されるチャック円筒部材の把持孔の内径が、８mm以下 の小径になると、次のような問題があることが分った。

【０００６】 即ち、チャック円筒部材の肉厚が大きいと、上記流体圧力でチャック円筒部 材が弾性変形し難く、クランプが困難である。チャック円筒部材の肉厚を小と して小径でも十分に縮径方向へ弾性変形可能とした場合には、切削工具等が切削 中（使用中）に芯振れして、振れ精度が悪化する。

【０００７】 そこで、本考案は従来のこのような問題点を解決して、安価製作可能で、安定 したクランプ力を有し、かつ、小径の把持孔を有するチャック円筒部材であって も、流体圧力で縮径方向へ弾性変形可能であって確実に把持力を発生させること のできると共に、振れ精度の良好な流体圧チャックを提供することを目的とする 。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上記目的を達成するために、切削工具が挿入される把持孔を有する チャック円筒部に、流体圧力にて該チャック円筒部が径内方へ弾性変形可能なよ うに、複数の軸心方向の肉ぬすみ用孔部を周方向所定ピッチで形成したものであ る。

【０００９】

【作用】

チャック円筒部が径内方へ弾性変形可能なように、周方向所定ピッチに配置し た複数の孔部で、チャック円筒部の肉をぬすんであるから、チャック円筒部の外 径が比較的大きくて受圧面積が大となる。チャック円筒部のこの大きい受圧面積 の外周面に流体圧力が作用すると、把持孔が縮径して、確実に把持力を発生し、 切削工具をクランプできる。しかも、チャック円筒部を薄肉にする必要がないか ら、チャック円筒部の剛性が維持できて、振れ精度が向上する。

【００１０】

【実施例】

以下実施例を示す図面に基づいて本考案を詳説する。

【００１１】 図１は、本考案に係る流体圧チャックの一実施例を示しており、この流体圧チ ャックは、切削加工用機械や検査治具、その他種々の機械器具等に使用される。

【００１２】 １はチャック部材であって、チャック部材１の先端側の把持孔５には、切削工 具Ｓ等の軸部材が挿入される。ここで、切削工具Ｓ等の軸部材の「挿入」とは、 本考案においては、切削工具Ｓの軸部を直接的に挿入する場合だけでなく、コレ ット等を介して間接的に挿入する場合も包含するものと定義する。

【００１３】 把持孔５に挿入された切削工具Ｓは、油等の流体Ｐの圧力にて（後述のように ）把持される。また、チャック部材１の基端側は、図示省略の切削加工用機械の スピンドル部等に装着される。

【００１４】 図２に示すように、チャック本体部２は、その先端に、所定内径ｄの把持孔５ を有するチャック円筒部３を、備える。このチャック円筒部３は、チャック本体 部２と同一素材にて一体形成したものである。

【００１５】 チャック円筒部３は、周方向に均一な肉厚の周囲壁３ａを有し、周囲壁３ａの 先端は、径外方へ突出した低い鍔部４を備えている。また、チャック円筒部３の 基端部は、チャック本体部２の先端に、所定コーナーアールで連設される。

【００１６】 図３は周囲壁３ａの断面図で、この図３と図２に示すように、周囲壁３ａは、 その先端面から軸心方向に穿設されると共に周方向所定ピッチで配設された複数 の孔部25…により、肉が盗まれている。

【００１７】 これにより、弾性変形可能な薄肉状の内周壁部26及び外周壁部27と、内外周壁 部26，27を放射状に連結する連結壁部28…とが形成され、周囲壁３ａの外周面に 加わる流体圧力Ａにて、周囲壁３ａが径内方───縮径方向───へ弾性変形す る。

【００１８】 このようにすれば、把持孔５の内径ｄが例えば８mm以下の小径であっても、周 囲壁３ａの外径Ｄを大きくして、流体圧力Ａの受圧面積を増加できる。そのため 、低い流体圧力Ａが作用しても、周囲壁３ａが縮み易くなり、高い流体圧力を掛 けずに切削工具Ｓをチャック円筒部３に確実にクランプすることができる。

【００１９】 また、周囲壁３ａ自体を薄肉にした場合、曲がりに対する剛性が不足して、撓 み（曲がり）やすくなるため、振れ精度が出にくく、クランプした切削工具が芯 振れし易いが、それと比べて、本考案では、周囲壁３ａを比較的肉厚として、軸 心方向の孔部25…によって径方向の弾性変形を可能とすると同時に、連結壁部28 …にて周囲壁３ａが補強されるので、チャック円筒部３が撓み（曲がり）にくく なり（剛性がアップし）、振れ精度が良好となり、芯振れしないと同時に、切削 工具の強固なクランプができる。

【００２０】 具体的には、チャック円筒部３の寸法としては、内径ｄ≦８mmに於て、2.0d≦ Ｄ≦3.5dに設定すると共に、孔部25の内径をｅとすると、0.3d≦ｅ≦1.0dに設定 するのが望ましい。

【００２１】 外径Ｄが2.0d未満であると、チャック円筒部３の剛性が不足し、使用時に切削 工具の芯振れを生じやすい。

【００２２】 逆に外径Ｄが3.5dを越えると、チャック円筒部３の肉厚が過大となり、外周面 から流体圧力Ａを掛けても、縮径方向へ弾性変形させることが難しくなる。

【００２３】 また、孔部25の内径ｅが0.3d未満だと、同じく縮径方向へ弾性変形させること が難しい。

【００２４】 逆に、孔部25の内径ｅが1.0dを越えると、図３に示した、内周壁部26・外周壁 部27の肉厚が薄くなり過ぎて強度不足を生じる。

【００２５】 要するに、ｄ≦８mmに於て、2.0d≦Ｄ≦3.5d、及び、0.3d≦ｅ≦1.0dに設定す ることにより、径方向へは低い流体圧力Ａでも弾性的に変形して、切削工具Ｓを 強く掴持出来、かつ、軸心の曲がりやたわみについては十分な剛性が確保出来て 、芯振れを防止出来る。

【００２６】 上記設定条件を満たす周囲壁３ａの外径Ｄ及び把持孔５の内径ｄ、孔部25の内 径ｅの寸法の一例としては、外径Ｄ＝16mm、内径ｄ＝５mm、内径ｅ＝３mmのよう に設定する。

【００２７】 一方、把持孔５は真円状に形成され、周囲壁３ａが弾性変形しない状態におい て、切削工具Ｓが微小間隙をもって挿入される。

【００２８】 また、図２に示すように、チャック本体部２の基端部乃至中間部には、嵌合テ ーパー面６及び外周溝７が形成され、先端面には凹周溝８が形成される。この嵌 合テーパー面６と把持孔５は同一軸心上に形成される。

【００２９】 そして、チャック本体部２の先端内部には、図１と、図１のＸ−Ｘ線断面であ る図４に示すように、凹周溝８に連通する流路９，10が穿設される。この流路９ 内には、流路９の内周面に密接するＯリング等のシール材12，12を有するプラン ジャ11が摺動自在に挿嵌される。

【００３０】 さらに、流路９の端部に形成された雌ネジ部13には、プランジャ11を押圧する 加圧用ボルト14が螺着される。15は流体注入孔で、ねじ孔に螺着したシール付ボ ルト16にて密封される。

【００３１】 図５は流体密封用シェル17を示しており、このシェル17には、ストレート部18 ，19及びテーパー部20を有する包囲孔21が形成される。22は、包囲孔21に貫通す るねじ孔に螺着した流体内エア抜き用ボルトである。

【００３２】 このシェル17を、図１に示すように、チャック円筒部３の先端部とチャック本 体部２の先端面乃至外周縁に溶着して、周囲壁３ａを包囲密閉する。

【００３３】 図例では、シェル17の基端外周縁がチャック部材１の凹周溝８に、シェル17の 包囲孔21の先端がチャック円筒部３の鍔部４の外周面に、夫々ビーム溶接等にて 接合される。

【００３４】 これにより、チャック円筒部３の外周面、シェル17の包囲孔21の内周面、及び チャック本体部２の先端面（凹周溝８）にて、流体収容空隙部23が形成され、同 時に、流体収容空隙部23が流路10と連通連結される。24は流路10と流体収容空隙 部23を連通させるためのキー溝である。

【００３５】 この流体収容空隙部23及び流路９，10内に、流体Ｐが、図１と図４の如く、シ ール付ボルト16，流体内エア抜き用ボルト22，プランジャ11，シール材12，12及 び加圧用ボルト14にて封入される。

【００３６】 上述の如く構成された流体圧チャックでは、加圧用ボルト14を螺進させれば、 プランジャ11及びシール材12，12にて流体Ｐが押圧されて、流体圧力が発生し、 流体収容空隙部23内の流体圧力によって、チャック円筒部３の周囲壁３ａが径内 方に弾性変形する。

【００３７】 つまり、加圧用ボルト14の締付けにより、切削工具Ｓを把持固定する把持力（ 掴持力）が生じる。逆に、加圧用ボルト14を緩めれば、流体収容空隙部23内の流 体圧力が低下し、チャック円筒部３の周囲壁３ａが弾性変形前の状態に復元する 。

【００３８】 従って、切削工具Ｓを把持孔５に挿入して、加圧用ボルト14を螺進退させるだ けの操作で、切削工具Ｓをチャック円筒部３に迅速かつ簡易に、把持できる。

【００３９】 なお、本考案は、把持孔５の内径ｄ寸法について限定されないことは勿論であ って、内径ｄが８mmを越えるものについても、応用自由である。

【００４０】

【考案の効果】

本考案は上述の如く構成されているので、次に記載するような著大な効果を奏 する。

【００４１】 本考案は、チャック円筒部３の把持孔５の内径ｄが８mm以下の小径のものに好 適で、比較的に低い流体圧力Ａにより、チャック円筒部３を径内方（縮径方向） へ弾性変形させることができる。これによって、把持力を発生させ、切削工具Ｓ を確実にクランプ（掴持）することができる。

【００４２】 しかも、チャック円筒部３は（肉厚であって）軸心の曲げ、撓みに対して、比 較的剛性があり、切削工具Ｓ等を芯振れしないように保持出来る（振れ精度が向 上出来る）。

【００４３】 このように、本考案ではチャック円筒部３の内径方向の（流体圧力Ａを受けて の）弾性変形を許容しつつ、軸心の曲げと撓みに対する剛性を維持して、高精度 の切削・研削等を実現出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す断面正面図である。

【図２】チャック部材の断面正面図である。

【図３】周囲壁の断面図である。

【図４】図１のＸ−Ｘ線断面図である。

【図５】シェルの半截断面図である。

【符号の説明】

３ チャック円筒部 ５ 把持孔 25 孔部 Ｓ 切削工具 Ａ 流体圧力

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 切削工具Ｓが挿入される把持孔５を有す
   るチャック円筒部３に、流体圧力Ａにて該チャック円筒
   部３が径内方へ弾性変形可能なように、複数の軸心方向
   の肉ぬすみ用孔部25…を周方向所定ピッチで形成したこ
   とを特徴とする流体圧チャック。
2. 【請求項２】 把持孔５の内径ｄが８mm以下であって、
   チャック円筒部３の外径Ｄを、2.0d以上で3.5d以下に設
   定した請求項１記載の流体圧チャック。
3. 【請求項３】 肉ぬすみ用孔部25の内径ｅを、把持孔５
   の内径ｄの 0.3倍〜 1.0倍に設定した請求項１又は２記
   載の流体圧チャック。