JPH11254214A - 高速対応フローティングチャック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来のシリンダー室の圧力の溢出防止による構
成では、シリンダー室のシリンダーに対する増圧がそれ
ほど期待できない。またピストンの回転防止を、リンク
及びリンクボデイの動作により行う構成では、直接クラ
ンプ爪に作用する構成でない。従って、クランプ爪のク
ランプ力の維持を図るには十分とは到底云えない。 【解決手段】本発明は、チャック本体に、対峙関係で作
動する対の油圧シリンダーのシリンダー室とそれぞれ連
通するピストンを備えた油室と、このピストンの前進後
退を司るドローバーと、ワークをクランプする数本のク
ランプ爪とをそれぞれ設けてなり、クランプ爪でワーク
をクランプした際、対の油圧シリンダーの他方の油圧シ
リンダーが、一方の油圧シリンダーの前進移行状態を付
勢できる高速対応フローティングチャックである。従っ
て、クランプ爪を作動する一方の油圧シリンダーが、遠
心力で増圧される他方の油圧シリンダーで押圧付勢し、
クランプ爪のクランプ力の維持を図り、かつ高速対応可
能なフローティングチャックである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高速対応フローテ
ィングチャックに関する。

【０００２】

【従来の技術】工作機械の高度化に対応して、この種の
フローティングチャックにも種々の機能が要求される。
殊に、鏡面のようなすぐれた仕上面を確保するための高
速切削に採用できるフローティングチャック、即ち、高
速対応フローティングチャックが要望されている。この
高速対応フローティングチャックに要求されるチャック
の高速回転では、回転数が上がると爪は回転数の２乗に
比例して遠心力が増大し、その結果、把握力が極端に低
下します（遠心力対応とする。）。そのための対応とし
てカウンタウェイト方式が採用されているが、種々の問
題があり、殊にヒステリシス現象（機械を止めてもカウ
ンタウェイトによる把握力が残る）などでチャックから
はずれないことが問題視されている。

【０００３】この遠心力対応に関して技術文献をみると
次のような発明が挙げられる。(1)特開平5-253713号の
チャックがある。この発明は、ジョウをスライド操作す
るプランジャに環状ピストンが備えられ、該環状ピスト
ンがシリンダを前後のシリンダ室に区画すると共に、該
シリンダ室に外部から圧力流体を供給乃至排出可能な流
体通路にチェックバルブがシリンダ室から流体の流出を
規制する構成であり、回転時において、遠心力がチェッ
クバルブのポペット弁を弁座に押圧密着させることを特
徴とする。(2)特開平53-135080号の油圧チャックなどに
於ける把握力自動保持方法及び装置がある。この発明
は、回転数が増すことで発生する遠心力により油を加圧
する加圧手段の油圧回路と油圧チャックの把握力を発生
させる把握力発生手段の油圧回路とを連通する構成であ
り、主軸が高速回転する際に、加圧ピストンに遠心力が
作用して、リンク及びリンクボデイの動作を確保し、結
果的には、クランプ爪のクランプ力（把持力）を維持す
ることを特徴とする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記文献の発明は、
(1)はシリンダー室の圧力の溢出防止によりクランプ爪
のクランプ力低下を回避する構成である。(2)は物理的
方法により、ピストンの回転防止を図り、このピストン
に設けたクランプ爪のクランプ力の低下を回避（クラン
プ力の維持）する構成である。

【０００５】従って、(1)の如く、シリンダー室の圧力
の溢出防止による構成では、シリンダー室のシリンダー
に対する増圧がそれほど期待できない。また(2)の如
く、ピストンの回転防止を、リンク及びリンクボデイの
動作により行う方法では、直接クランプ爪に作用する構
成でない。従って、クランプ爪のクランプ力の維持を図
るには十分とは到底云えない処である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、クラ
ンプ爪を作動する一方の油圧シリンダーが、遠心力で増
圧される他方の油圧シリンダーで押圧付勢し、前記クラ
ンプ爪のクランプ力の維持を図り、かつ高速対応できる
フローティングチャックを提供する。

【０００７】本発明は、チャック本体に、対峙関係で作
動する対の油圧シリンダーと、この対の油圧シリンダー
のシリンダー室とそれぞれ連通するピストンを備えた油
室と、このピストンの前進後退を司るドローバーと、前
記対の油圧シリンダーの一方の油圧シリンダーでセンタ
ーの中心に向って前進後退する数本のクランプ爪とをそ
れぞれ設けてなり、前記一方の油圧シリンダー及び数本
のクランプ爪の前進で、当該クランプ爪でワークをクラ
ンプした際、前記対の油圧シリンダーの他方の油圧シリ
ンダーが、前記一方の油圧シリンダーの前進移行状態を
付勢するように作用することを特徴とする高速対応フロ
ーティングチャックである。

【０００８】請求項２の発明は、対のシリンダー室と、
油室を構成するに際して、機械加工で簡易かつ確実に行
うことができるフローティングチャックを提供する。

【０００９】本発明は、対のシリンダーを、一方・他方
のシリンダー室で構成し、また前記油室を一方・他方の
油室で構成し、この一方のシリンダー室と一方の油室と
の間に、当該一方のシリンダー室に設けた一方の油圧シ
リンダーの後退を司る後退用の油を送る後退油路を設
け、またこの他方のシリンダー室と他方の油室との間
に、当該他方のシリンダー室に設けた他方の油圧シリン
ダーの後退を司る後退用の油を送る後退油路を設け、し
かも前記一方のシリンダー室と他方のシリンダー室の間
に一方の油圧シリンダー及び他方の油圧シリンダーの前
進を司る前進用の前進油路を設けてなる構成の高速対応
フローティングチャックである。

【００１０】請求項３の発明は、高速回転時の風圧抵抗
の回避及び振れ防止等を図り、高速対応の最適なフロー
ティングチャックを提供する。

【００１１】本発明は、数本のクランプ爪を、チャック
本体の前面側に埋設する構成の高速対応フローティング
チャックである。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１の如く、ドローバーが前進状
態では、ピストンが後退限にある。従って、一方のシリ
ンダー室の前部の油が排出され、この排出された油が、
一方の油室にリターンしている。即ち、当該一方の油圧
シリンダーが前進限に在るので、この前進限の一方の油
圧シリンダーに設けたクランプ爪が、ワークＷをクラン
プ“把持又はチャッキング”している。一方、当該一方
のシリンダー室の背部には、油がリターンした状態であ
る。このリターンした油は、他方のシリンダー室の背部
より排出された油である。尚、この他方のシリンダー室
の前部には、他方の油室より排出された油がリターンし
ている。この状態において高速回転した場合、クランプ
爪に遠心力が作用し、当該クランプ爪は、図１において
放射方向に押出される。即ち、ワークに対するクランプ
爪の維持力が低下する状況となり易い。しかし、本発明
では、一方の油圧シリンダーに遠心力が作用するととも
に、他方の油圧シリンダーにも遠心力が作用する。従っ
て、他方の油圧シリンダーは遠心力により常に、当該他
方のシリンダー室の背部に押圧される状況となり、当該
背部への油のリターンを抑制することになる。処で、こ
の他方のシリンダー室の背部への油のリターンは、一方
のシリンダー室の背部の油が流動することにより達成さ
れるが、この一方のシリンダー室の背部にある油の流動
が抑制されるので、当該一方の油圧シリンダーの動きが
抑制される。これにより、クランプ爪の放射方向の動き
は略皆無に近い特徴があり、当該クランプ爪の高速回転
時のクランプ力の低下が回避される（クランプ力の維持
が図れる）。従って、高速回転時のブレが極めて少な
く、この高速回転により生産性の向上、面精度の向上等
が図れる。殊に、本発明ではセンター基準によるシャフ
ト加工に最適なフローティングチャックである。また高
速回転加工にかかわらず面精度の確保、及び作業の容易
化が図れる特徴がある。

【００１３】図２の如く、ドローバーが後退状態では、
ピストンが前進限にある。従って、この一方のシリンダ
ー室の前部には、一方の油室より油がリターンされる。
即ち、当該一方の油圧シリンダーが後退限に在るので、
この後退限の一方の油圧シリンダーに設けたクランプ爪
がワークＷを開放する。一方、当該一方のシリンダー室
の背部の油は、他方のシリンダー室の背部にリターンす
る。尚、この他方のシリンダー室の前部の油は、他方の
油室にリターンされる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。

【００１５】１は面板２を有するチャック本体で、この
チャック本体１の略中心にはブッシュ３を介してセンタ
ー４が軸方向に前進後退可能に設けられている。またチ
ャック本体１の略中心には油室５が設けられており、こ
の油室５にはピストン６が嵌挿されている。従って、ド
ローバー７の前進後退でピストン６が油室５内を前進後
退する構成である。尚、図中８はシール、パッキン等の
封油部材、８ａはベアリング、グリス等の潤滑部材であ
る。この油室５のピストン６は後述する一方の油圧シリ
ンダー１１が前進限（即ち、クランプ爪が、ワークＷを
クランプしている状態）にあるときは、油室５の下方に
位置しており、当該一方の油室５ａに、後述する一方の
シリンダー室９の前部９ａがリターンしている（図１参
照）。また同ピストン６は後述する他方の油圧シリンダ
ー１２が前進限（即ち、クランプ爪が、ワークＷを開放
している状態）にあるときは、油室５の上方に位置して
おり、当該他方の油室５ｂに、後述する他方のシリンダ
ー室１０の前部１０ａの油がリターンしている（図２参
照）。

【００１６】９、１０はチャック本体１に対峙関係で作
動する一方・他方の油圧シリンダー１１、１２が設けら
れている一方・他方のシリンダー室である。この一方の
シリンダー室９は、チャック本体１の前面側１’に埋設
するように設けられており、この例では、一方のシリン
ダー室９は、略均等間隔で三室設けられている（一室で
説明する。）。そして、この一方のシリンダー室９に
は、一方の油圧シリンダー１１が前進後退可能に設けら
れている。図中９ａは一方のシリンダー室９の前面側に
形成される前部（一方のシリンダー室９の背面側に一方
の油圧シリンダー１１が位置している状態のときに形成
される前部）、９ｂは一方のシリンダー室９の背面側に
形成される背部（一方のシリンダー室９の前面側に一方
の油圧シリンダー１１が位置している状態のときに形成
される背部）である。またこの他方のシリンダー室１０
は、チャック本体１の内方で、前記一方のシリンダー室
９の下方に位置するように設けられており、この例で
は、他方のシリンダー室１０は、略均等間隔で三室設け
られている（一室で説明する。）。そして、この他方の
シリンダー室１０には、他方の油圧シリンダー１２が前
進後退可能に設けられている。図中１０ａは他方のシリ
ンダー室１０の前面側に形成される前部（他方のシリン
ダー室１０の背面側に他方の油圧シリンダー１２が位置
している状態のときに形成される前部）、１０ｂは他方
のシリンダー室１０の背面側に形成される背部（他方の
シリンダー室１０の前面側に他方の油圧シリンダー１２
が位置している状態のときに形成される背部）である。
尚、一方及び／又は他方の油圧シリンダー１１及び／又
は１２を交換することにより、遠心力を利用した増圧調
整ができる。

【００１７】１３は後退油路で、この後退油路１３は一
方のシリンダー室９と一方の油室５ａとの間に設けられ
ており、この後退油路１３から一方のシリンダー室９の
前部９ａに油を送ることにより、当該一方のシリンダー
室９に設けた一方の油圧シリンダー１１を後退させる。
この動作によりクランプ爪でクランプしたワークＷを開
放する（図２参照）。

【００１８】１４は後退油路で、この後退油路１４は他
方のシリンダー室１０と他方の油室５ｂとの間に設けら
れており、この後退油路１４から他方のシリンダー室１
０の前部１０ａに油を送ることにより、当該他方のシリ
ンダー室１０に設けた他方の油圧シリンダー１２を後退
させる。この動作により一方のシリンダー室９に設けた
一方の油圧シリンダー１１の後退を規制する（図１参
照）。例えば、一方の油圧シリンダー１１の遠心力によ
る放射方向への移動を防止する。

【００１９】１５は前進油路で、この前進油路１５は一
方のシリンダー室９と他方のシリンダー室１０との間に
設けられている。従って、この前進油路１５から一方の
シリンダー室９の背部９ｂに油を送ることにより、当該
一方のシリンダー室９に設けた一方の油圧シリンダー１
１が前進する。また前進油路１５から他方のシリンダー
室１０の背部１０ｂに油を送ることにより、当該他方の
シリンダー室１０に設けた他方の油圧シリンダー１２が
前進する。即ち、この前進油路１５の油の動きを利用し
て、当該一方・他方の油圧シリンダー１１、１２を交互
に前進させる構成である。

【００２０】１６は一方の油圧シリンダー１１に設けた
クランプ爪で、このクランプ爪１６は、チャック本体１
の中心に設けた孔１ａに臨んであり、この孔１ａに挿入
されたワークＷをクランプする。

【００２１】尚、軽量化、省材料化等を意図して、チャ
ック本体１に切欠き部１ｂを設ける。

【００２２】

【発明の効果】請求項１の発明は、チャック本体に、対
峙関係で作動する対の油圧シリンダーのシリンダー室と
それぞれ連通するピストンを備えた油室と、このピスト
ンの前進後退を司るドローバーと、ワークをクランプす
る数本のクランプ爪とをそれぞれ設けてなり、クランプ
爪でワークをクランプした際、対の油圧シリンダーの他
方の油圧シリンダーが、一方の油圧シリンダーの前進移
行状態を付勢するように作用する高速対応フローティン
グチャックである。従って、クランプ爪を作動する一方
の油圧シリンダーが、遠心力で増圧される他方の油圧シ
リンダーで押圧付勢し、クランプ爪のクランプ力の維持
を図り、かつ高速対応できるフローティングチャックを
提供できる。また高速回転時のブレが極めて少なく、こ
の高速回転により生産性の向上、面精度の向上等が図れ
る。

【００２３】請求項２の発明は、対のシリンダー室を、
一方・他方のシリンダー室で構成し、また油室を一方・
他方の油室で構成し、この一方のシリンダー室と一方の
油室との間に一方のシリンダー室に設けた油圧シリンダ
ーの後退を司る後退用の油を送る後退油路を設け、また
この他方のシリンダー室と他方の油室との間に他方のシ
リンダー室に設けた油圧シリンダーの後退を司る後退用
の油を送る後退油路を設け、しかも一方のシリンダー室
と他方のシリンダー室の間に前進油路を設けてなる構成
の高速対応フローティングチャックである。従って、対
のシリンダー室と、油室を構成するに際して、機械加工
で簡易かつ確実に行うことができる。

【００２４】請求項３の発明は、数本のクランプ爪を、
チャック本体の前面側に埋設する構成の高速対応フロー
ティングチャックである。従って、高速回転時の風圧抵
抗の回避及び振れ防止等を図り、高速対応の最適なフロ
ーティングチャックが提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】クランプ爪がワークをクランプしている状態の
断面図である。

【図２】クランプ爪がワークを開放している状態の断面
図である。

【図３】図１の平面図である。

【符号の説明】

１ チャック本体 １’ 前面側 １ａ 孔 １ｂ 切欠き部 ２ 面板 ３ ブッシュ ４ センター ５ 油室 ５ａ 一方の油室 ５ｂ 他方の油室 ６ ピストン ７ ドローバー ８ 封油部材 ８ａ 潤滑部材 ９ 一方のシリンダー室 ９ａ 前部 ９ｂ 背部 １０ 他方のシリンダー室 １０ａ 前部 １０ｂ 背部 １１ 一方の油圧シリンダー １２ 他方の油圧シリンダー １３ 後退油路 １４ 後退油路 １５ 前進油路 １６ クランプ爪 Ｗ ワーク

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チャック本体に、対峙関係で作動する対
   の油圧シリンダーと、この対の油圧シリンダーのシリン
   ダー室とそれぞれ連通するピストンを備えた油室と、こ
   のピストンの前進後退を司るドローバーと、前記対の油
   圧シリンダーの一方の油圧シリンダーでセンターの中心
   に向って前進後退する数本のクランプ爪とをそれぞれ設
   けてなり、前記一方の油圧シリンダー及び数本のクラン
   プ爪の前進で、当該クランプ爪でワークをクランプした
   際、前記対の油圧シリンダーの他方の油圧シリンダー
   が、前記一方の油圧シリンダーの前進移行状態を付勢す
   ることを特徴とする高速対応フローティングチャック。
2. 【請求項２】 上記の対のシリンダーを、一方・他方の
   シリンダー室で構成し、また前記油室を一方・他方の油
   室で構成し、この一方のシリンダー室と一方の油室との
   間に、当該一方のシリンダー室に設けた一方の油圧シリ
   ンダーの後退を司る後退用の油を送る後退油路を設け、
   またこの他方のシリンダー室と他方の油室との間に、当
   該他方のシリンダー室に設けた他方の油圧シリンダーの
   後退を司る後退用の油を送る後退油路を設け、しかも前
   記一方のシリンダー室と他方のシリンダー室の間に一方
   の油圧シリンダー及び他方の油圧シリンダーの前進を司
   る前進用の前進油路を設けてなる構成の請求項１に記載
   の高速対応フローティングチャック。
3. 【請求項３】 上記の数本のクランプ爪を、チャック本
   体の前面側に埋設する構成の請求項１に記載の高速対応
   フローティングチャック。