JPS6219304A

JPS6219304A - 高速度チヤツク組立体

Info

Publication number: JPS6219304A
Application number: JP60276177A
Authority: JP
Inventors: アントン　フインク
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-07-15
Filing date: 1985-12-10
Publication date: 1987-01-28
Also published as: DE3536237A1; DE3536237C2; US4676516A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は、工具、工作物等を保持しまたこれらを中心軸
線の周りに回転させるために用いられるチャックに関す
る。

（徒来枝術）チャックは、さらに詳細には、それぞれがチャックの回
転軸線に関して放射方向すなわち半径方向に連動可能で
ある複数のジョーを備える。

特に、チャックはドリルすなわち工作機械のような回転
駆動可能の部材に強固に取り付けられる。

非回転状態の工作機械では、ジョーが半径方向外方へ移
動され、これにより工具または工作物が前記ジョー間に
挿入されるようにチャックが操作される６次いで、前記
チャックのジョーは半径方向内方へ移動され、前記工具
または工作物を強固に把持する。前記工作物、工具また
はこれらに類するものが強固に把持された後、チャック
が取り付けられた工作機械であるドリルが作動され、こ
れによりチャックおよび該チャックに取り付けられた工
作物または工具が回転される。この回転が。

チャックに取り付けられた工具による加工またはチャッ
クに取り付けられた工作物の適当な機械加工を可能にす
る。

数多くの利用可能なチャックは、比較的低速度において
、工具または工作物が強固に保持されることを可能にす
る。しかし、この低速度運転はこれに比例して加工仕事
に要する時間を増大させる。さらに、低速度運転は、し
ばしば、多くの金属材料に対して加工仕事を行なうに十
分な効力を発揮せず、また、低速度運転は品質または機
械加工面の滑らかさに悪い影響を与える。ｌ＆多くの適
用例、例えばビデオ・カセット・レコーダのためのアル
ミニウム製ディスクの機械加工においては極めて高い精
度が要求される０例えば、このような多くのディスクは
、約７．６ｃｍ（３インチ）および約１２．７ｃｍ（５
インチ）間の直径を有するディスクで、同心性が１ミク
ロン以内であるように正確でなければならない、この精
密度は、概して、低速度で運転する従来の回転工作機械
では達成不可能である。したがって、必要な精度を得る
ために、別個の研摩工程を実施する必要がある。

コ゛うまでもなく、これには高いコストを要し、また、
物の生産に安する時間がさらに付加される。

高速度での極めて正確な仕りげ削りが可能のセラミック
製の切削工具およびビットは有用である。これらのセラ
ミック製切削工具およびビットは、理論的には、引続〈
研摩工程なしに所望の精確度を与えることが可能である
。しかし、正確に切削するこれらのセラミック製ビット
の能力は。

回転工具または工作物を強固にかつ正確に保持するチャ
ックの能力に依存する。チャックの回転が高速になるに
従って、チャックの種々の部材が遠心力によって外方向
の側へ歪められる。これらの遠心力の大きさは回転速度
の増大に伴なって増加する。これらの力によってチャー
２りの保持力が低下する。その結果、回転する工具また
は工作物の把持力が低下し、非同心的で不正確な切削と
なる。したがって、前記従来のチャックにセラミック製
のビットが使用されるとき、Ｒ械加工時間は軽減される
が、正確性はそれほど改善されない。

その結果、引続く研摩作業がしばしば必要である。

高速度で回転する従来のチャック部材の歪によって生じ
る緩みに加えて、従来のチャックにおいて若干の緩みが
チャックの要素間の相対連動により生じる。より詳細に
は、従来のチャックは。

一般に、中央作動部材を備え、該作動部材は流体圧に応
答して軸線方向に運動する。この作動部材はチャックの
マスター・ジョーと係合する複数の傾斜溝を有する。前
記作動部材のジョー溝の傾斜度は、作動部材が後方へ移
動して工作物から離れるとき、工具または工作物を把持
すべくマスター・ジョーが全体に半径方向の内方側へ滑
動する程度である。しかし、この内方への連動は完全に
半径方向ではない、むしろ、各マスター・ジョーはわず
かに前方すなわち工作物へ向けて回転する。この回転は
１作動部材の溝内のマスター・ジ１−の小さいがしかし
不可避の緩みによる。チャックの回転は半径方向外方へ
の遠心力を生じさせ、該遠心力はマスター・ジョーをこ
れが放射状の整列状態により近ずくように強制する。

マスター・ジョーのこの回転が工作物に対する把持を確
実に低下させる。前記従来のチャックは作動部材への後
方向力によって保持力を得るために、マスター・ジョー
のこの回転を相殺する力は存在しない。

多くのチャックが、高速度での遠心力の効果を打ち消量
べく改良されてきた。遠心力の効果を打ち消すための最
も典型的な機構は釣り合い錘を備える。釣り合い錘はチ
ャックに揺動可能に取り付けられ、高速度下では遠心力
によって釣り合い錘の重いほうの一端が半径方向外方側
に強制的に移動され、他方１反対側の部分は遠心力の効
果を打ち消すべくジ曹−に入って回転される。このよう
なチャックの例は米国特許明細書第３．９８４，１１４
号、同４，００９，８８８および同４．４３１．２０１
号に示されている。チャックのジョーの中央駆動部材に
作用する釣り合い錘を有する類似の装置は米国特許第３
．４８７．４０４号明細書に記数されている。また、遠
心力を打ち消すためのスプリング、くさびおよび歯１ト
めを備える装置が米国特許明細書第４．２１３．．８２
１　号、同４，２１３．８２３号、同４，４３７，８７
５号、同４，１３９，２０８号、同４，１３９，２０７
号および同Ａ、２０８，９３２号に示されている。

これらの従来のチャックが、かなりの低回転速度におい
て、容認し得る遠心力制御を与えることは知られていた
。しかし、より高い速度においては、従来のチャックは
歪みやすく、これに伴なって保持力および完成される仕
事の精度が低下する。

多くの工作機械のオペレータは、単により高い把持圧力
を与えることのみにより、遠心力の影響を抑えることを
試みてきた。最初の保持力が大きければ、遠心力によっ
て引き起される半径方向内方に向けての保持力の減少は
許容し得るというのがその理論である。ある適用例にお
いては、この理論は受は入れ可能である。しかし、多く
の適用例においては、当初の大きい保持力が、チャック
に保持されている物に損傷を与える可能性がある。

また、高速度回転の間に形が損なわれる多くのチャック
は、高速度回転の終了時、事実と弾性的に跳ね返るとい
うことが知られている。この弾性的な跳ね返りは、ジョ
ーに、工作物に対する暫時の半径方向内方への残留力を
生じさせ、該残留力はジョーにより及ぼされた当初の力
を上まわる。これらの残留力は、ジョーにより及ぼされ
た当初の力よりもなお一層工作物を損傷しやすい。

高速度チャックの前記した問題に加えて、高速度チャッ
クにおける潤滑が特に重要であることが知られている。

自動注油機構がチャックに組み込まれている。しかし、
これらの機構は非常に複雑で非能率的であり、また信頼
性が低いという傾向があった。したがって、多くの工作
機械のオペレータは最も複雑なチャックでさえもしばし
ばマニュアルによる注油に頼っていた。明らかに、この
マニュアルによる注油は非能率的でありまた時間の浪費
である。

（発明の目的）前記したことに鑑み、本発明の目的は高速度運転用の改
良されたチャックを提供することにある。

本発明の他の目的は、極めて高い回転速度においてＴＡ
または工作物を強固に保持し得る簡易なチャックを提供
することにある。

さらに本発明の他の目的は、許容できない最初の把持圧
力を要しない高速度チャックを提供することある。

さらに、本発明の他の目的は、加工作業の終了時におけ
るジョーの弾性的な跳ね返りに伴なう問題を実質的に回
避する高速度チャックを提供することにある。

さらに、本発明の他の目的は、簡単でかつ信頼できる種
々の連動部分の注油機構を有する高速度チャックを提供
することにある。

（発明の構成、作用および効果）本発明に係るチャック組立体は、中心が整列され貫通し
て伸びる小径の開口を有するチャック本体を含む、該チ
ャック本体は、少なくとも一つの全体に円筒状の面を規
定する外面に関する長手方向軸線に関して全体的に対称
である。チャック本体の後端は、チャックが高速度で回
転され得るように、回転可能の工作機械にチャックを据
え付けることができるように形成されている。チャック
本体の前端は放射方向である半径方向へ運動可能の複数
のマスター・ジ賃−を受は入れるべく適合されている０
例えば、チャック本体の前端は、マスター・ジョーが滑
動可能に配置される半径方向に配列された複数のジョー
溝を備える。これらの溝は、チャック本体の最前端にお
ける部分であってチャック本体の後端に近い部分よりも
狭い部分を有するＴ形にすることができる。したがって
、適当に形成されたマスター・ジョーは、チャック本体
に、その内部での半径方向内方または半径方向外方への
スライド運動の回旋性のためにチャック本体の関連する
溝に滑動可能に配置される。

マスター・ジョーは、１作物または工具の実際の把持機
能を典型的には果たさない、むしろ、マスター・ジョー
は、工作物を把持するために適宜に形成された他の複数
のジョーを受は入れるように適合される。

環状のピストンが、軸線方向への相対運動が不可能であ
るようにチャック本体の後端を取り巻いて据えられてい
る。環状のシリンダが、これがピストンおよびチャック
本体の双方に関して軸線方向へ移動され得るように、チ
ャック本体およびピストンの双方の周りに裾えられてい
る。また、環状のカバーがチャック本体を取り巻き、ま
た該カバーは、ピストンがシリンダとカバーとの間に配
置されるように、シリンダに固定的に取り付けられてい
る。シリンダに対するカバーの強固な取り付けにより、
該カバーおよびシリンダの組合せが、チャック本体およ
びピストンの双方に関して軸線方向へ運動可能となる。

環状の作動環が、半径方向に整列されたマスター・ジョ
ー溝に概ね近接して、チャック本体の前端を取り巻いて
配置されている０作動環の内周面は、チャック本体のマ
スター・ジョー溝の数量に等しい外方へ伸び全体に半径
方向に整列された鉤形溝を有する０作動環のこれらの鉤
形溝は、各鉤形溝の半径方向における最外方部分が半径
方向においてより内方の部分よりも大きいように形成さ
れる。各鉤形溝は、チャックの回転軸線に関して角度を
なして整列されている。より詳細には、チャックの前端
または把持端における各鉤形溝の部分は、チャックの後
端に近い各鉤形溝の部分よりも１回転軸線からより大き
い距離にある。これらの鉤形溝の角度的整列はマスター
・ジョーの運動の大きさを決定する。はとんどの場合に
おいて、マスター拳ジ゛ヨーの大きい動きは必要でない
。したがって、鉤形溝の角度配列は小さくすることがで
き、代表的には５°ないし１０ｏの範囲である。

保スσカバーが、工作物から切削されたものがチャック
の各可動部分間の領域に侵入しないように、チャックを
取り巻いて取り付けられる。

チャックは、流体望ましくは圧縮空気を含む気体から成
る流体の供給を受ける。より詳細には。

圧縮空気は選択的に、ピストンのいずれか一方の側であ
ってシリンダおよびカバーにより形成された空間内にお
ける領域に導かれ、または前記領域から排出される。こ
の選択的な圧縮空気の流れにより、シリンダ、カバーお
よび作動環がピストン、チャック本体およびマスター・
ジョーに関して軸線方向へ移動することができる６作動
環がマスター・ジョーに関して軸線方向へ移動すると、
各マスターφジョーの最外方部分が、作動環の共働する
鉤形溝を介して滑動する。しかし、前記したように、作
動環の各鉤形溝はチャックの回転軸線に関して角度をな
して配列されている。したがって、マスター・ジョーに
関する作動環の軸線方向運動はマスター・ジョーを半径
方向へ連動させる。マスター・ジョーの半径方向運動の
正確な酢は１作動環の軸線方向連動の量とチャックの回
転軸線に対する鉤形溝の角度配列とを合わせた相関的要
素である。

遠心力はチャックに三浦りに作用する。チャックに対す
る遠心力の第一の影響はチャック本体の実際の歪である
。この影響は、ここで説明した構造が遠心力に対して変
形しにくいより密度のあるチャック本体にすることがで
きるために、本発明のチャックにより実質的に克服され
る。具体的には、本発明のチャックは作動部材である作
動環のために大きい中央開口を要しない、したがって、
前記中央開口はより小さくすることができる。この構造
により可能とされるより大きい質量が、著　、しく変形
しない撓みにくいチャック本体を与える。

遠心力の第二の要素は、遠心力に対応してのマスターφ
ジョーの事実上の伸びを含む、前記したように、マスタ
ー・ジョーの伸びは、工作物を強固に保持するマスター
・ジョーの能力に影響を与える。しかし１本発明のチャ
ー、りは、マスター・ジョーの外周面の周りを完全に取
り巻いて配若さ　　□れた作動環を備える。この作動環
は、マスタ一番　　・ジョーの半径方向への伸びに対す
る遠心力の影響を実質的に除くように寄与する。

前記した遠心力の第三の影響は１作動環のくさび面との
相互作用による半径方向外方への遠心力の軸線方向力へ
の転換を含む、したがって、前記チャックは、この遠心
力成分もまた少なくとも部分的に処理する。さらに詳細
には、チャックの作動環は、マスター・ジョーの半径方
向内方への動きを生じさせるように工作物に関して前方
へ進められる０作動環の鉤形溝とマスター・ジョーとの
くさび相互作用は、工作物に伝達される半径方向内方へ
の力を効果的に生じさせる。本発明のチャックが回転さ
れると、各マスター・ジョーに半径方向外方に向かう遠
心力が生起される。これらの遠心力は、該遠心力の後方
への成分を生じるように作動環の傾斜したくさび面に作
用する。従来のチャックと異なり、本発明のチャックは
遠心力のこれらの成分のそれぞれを直接に打ち消す、特
に、半径方向外方への遠心力成分は、半径方向内方への
チャック力成分により打ち消される。同様に１作動環の
くさび面を介して作用する後方への遠心力成分は、作動
環の前方向力により直接に打ち消される。このことが、
作動体が後方への遠心力成分と同じ方向の軸線方向力を
生じさせる従来のチャーＩりと対照をなす点である。

本発明に係る他の実施例はさらに遠心力の軸線方向成分
を処理し、これにより、より高い回転速度をも可能にす
る。より詳細には、本発明のチャックにはその後端に環
状のアダプタを設けることができる。アダプタは、チャ
ック本体とアダプタとの間の相対的な軸線方向運動がｖ
Ａ市されるようにチャック本体に固定される。高速度ア
ダプタは少なくとも一つの錘と該錘を外方向および前方
向の双方に案内してチャックの後部に至らせる案内手段
とを備える。−例として、前記案内手段は角度をなして
配置されアダプタの前面に至る少なくとも一つの開口を
備える。さらに詳細には。

高速度アダプタのこのような開口は該アダプタの後端で
チャックの回転軸線に近接する。錘は各開口に滑動可能
に配置される。この錘は、チャックの回転軸線に実質的
に直角な面を有するように形成される。

チャー２りが回転されると、遠心力が錘を外方向へ進め
、シリンダの後端に接触させる。高速度アダプタの開口
の角度的な配置のために、錘を介して作用する遠心力は
、シリンダの後面に作用する軸線方向成分を有する。こ
の軸線方向成分の大きさは回転速度の増大に応じて増加
する。したがって、作動環のくさび面を介して作用する
後方向へ２　の遠心力成分は、高速度アダプタの錘を介
して作用する前方向への遠心力成分により打ち消される
。その結果１本発明のこの例は、先の例によっては処理
されなかった遠心力の残りの一成分を実質的に打ち消す
。

′　高速度アダプタの他の例は、チャラフの後部に設け
られた可撓性を有する案内手段を備える。可撓性の案内
手段は１回転軸線からのより大きい半径方向距離におい
てはチャックから後方向への間隔がより大であるように
形状付けられている。可撓性の案内手段は全体にディス
ク状に形成することができ、したがって全体に凸状の構
造を規定する。少なくとも一つの錘が、可撓性の案内手
段の半径方向外方部分に固定されている。チャックが回
転されないとき、錘はチャックから後方向へ間隔をおか
れている。しかし、チャックが回転すると、遠心力が錘
を半径方向外方へおし進める。これらの半径方向外方へ
の遠心力は、可撓性の案内手段の前記外方部分およびこ
れに固定された錘を前記外方および前方の双方へ強制す
る。したがって、可撓性の案内手段はより放射状に近い
配列になる。高速度アダプタのこの例は、より高い回転
速度において、錘がチャックの後部へおし進められるよ
うに構成されている。この前方向力は、より高い回転速
度において、遠心力の前記軸線方向成分を打ち消すべく
増大する。

本発明のチャックによる可能な限りの高速度により、４
１！械加工をより迅速にかつより高い精度をもって行な
うことができる。さらに、ここに説明したチャックは比
較的に簡単でありしたがって信頼性が高い、単純性を確
保することと本発明のチャックにより得られる高速度と
は、時間のかかるマニュアルによるジョーの潤滑を行な
う必要性によってまたは複雑な自動注油機構によっては
相殺されず、本発明のチャックは簡単で信頼性の高い潤
滑機構をチャックの通常の操作に組み入れている。さら
に詳細には、チャック本体は各ジョー溝に伸びる極めて
小さい潤滑開口を備える。これらの比較的小さい開口に
おいて、潤滑開口が各ジョー溝と交差する場所に、より
小さいノズルを配置することができる。量が調整された
潤滑材を霧状の形態で気体の流体に選択的に導入するこ
とができる。チャックの軸線方向へ可動の部分に関して
？Ｉｌｌ滑開口全開口に配置することにより、気体の流
体を含む少量の潤滑材が潤滑開口を経てマスター・ジョ
ーの各開口に導かれる。開口および空気圧システムの至
る所に使用される弁の配置により、ジョーの締付けの間
またはチャックの操作の間における気体圧力の低下が確
実に防止される。したがって、木チャックは簡単ではあ
るが非締付けの間のジョーの効果的な潤滑を達成する。

（実施例）第１図を参照すると、本発明のチャック組立体が全体を
符号１０で示されている。チャック組立体の多数の構成
要素は第２図ないし第５図にさらに詳細に示されている
。第１図に示すように、チャック組立体１０は、該チャ
ック組立体の後部を規定するシリンダ１２を備え、チャ
ック組立体のこの部分は、チャック組立体１０および該
チャック組立体に取り付けられる工具または工作物を回
転連動させる機械に近接することとなる。

シリンダ１２は全体に環状の構造であって偏平な環状の
後壁１４を含み、該後壁はこれを貫通して伸びる中央円
形開口１６を有する。環状の側壁１８が後０１４からこ
れと直角に前方へ伸びている。第１図に示すように、シ
リンダ１２の中央開口１６はｒａＪなる直径を有し、ま
た、側壁１８の内径および外径はそれぞれ「ｂ」および
ｒＣＪである。シールリング２０が開口１６に沿って配
置されている。シリンダ１２はざらにねじ溝が設けられ
た複数の開口２２を有し、骸開口はシリンダ１２の軸線
とほぼ平行に伸び、該シリンダの環状の側壁１８に至る
０次に説明するように、ねじ溝が設けられた開口２２は
チャック組立体１０の他の部分に対するシリンダ１２の
取り付けを可能にする。

チャック組立体１０は、さらに、環状の偏平なピストン
２４を含む、ピストン２４は、第１図において寸法ｒａ
Ｊで示された、シリンダ１２の開口１６の直径と実質的
に等しい直径を有する中央開口２６を含む、ピストン２
４は「ｄ」なる外径を有し、この外径は、シリンダ１２
の環状の側壁１８に規定された直径ｒｂＪ　よりもわず
かに小さい。さらに詳細には、ピストン２４の外径ｒｄ
Ｊはシリンダの側壁１８の内径ｒｂＪよりも約０．１２
７　ｍｍ　（約０．００５　インチ）小さい。したがっ
て、ピストン２４はシリンダ１２の側壁１８に規定され
た環状域内で滑動可能である。ピストン２４はさらにそ
の外周を取り巻いて配置された環状のシールリング２８
を含む、シールリング２８は、ピストン２４およびシリ
ンダ１２が相互に滑動可能な関係に配置されるときにこ
れらの間の気密的密閉を与えるようにその寸法が設定さ
れてい　　　□る。

チャック組立体１０はさらにほぼ偏平な環状のカバー３
２を含む、カバー３２は、シリンダ１２　　　′および
ピストン２４における開口１６および２６　　　′のそ
れぞれの直径に実質的に等しい直径ｒａＪを　　　；【有する中央開口３４を備える。中央開口３４はさ　　　
１５．３．つＩＪ　７　）／　１２およ、１□）ｙ２４
Ｍお３，６Ｉシールリング２０および２８のそれぞれに
類似の　　　１シールリング３６を含む、カバー３２は
シリンダ　　　−１２の側壁１８に川、定された外径に
実質的に等しい外径ｒｃＪを有する。カバー３２はさら
に、シリンダー２の側壁１８における開口２２と総数量
が同じでありかつ該開口と整列可能の複数の開口３８を
有する。したがって、ボルト等の締結手段　　　）（図
示せず）を使用することにより、カバー３２ｅ　ｙ　Ｉ
Ｊ　ｙ　’ｆ　１２　Ｌ：　［ｉ’ｉｌ　？　＋　６　
：　ｋ　ｈ、−ｃ’、”ｒａ、ｙ＋ｔ＞　　　］ダ１２
に対するカバー３２の取り付けが、ピストン２４が滑動
可能である囲いを効果的に規定する。カバー３２は複数
の開口４０を有し、これらの開口は１次に説明するよう
に、チャック組立体１０の多数の構成要素の相方取付を
可能にする。

第１図、３図および４図に示すように、チャック組立体
１０はさらに本体４２を含む、チャック本体４２は、こ
れを貫通しかつ中心線に沿って伸びる開口４４を有する
。チャック本体４２はさらに小径部４６と大径部４８と
を有する。小径部４６は「ｅ」なる外径を有し、この外
径はシリンダ１２．　　ピストン２４およびカバー３２
における開口１６．２６および３４のそれぞれに規定さ
れた内径ｒａＪよりもわずかに小さい、さらに詳細には
、チャック本体４２の小径部４６の直径ｒｅＪは、開口
１６．２６および３４の直径「ａ」よりも約０．０２５
４ｍｍ　（約０−００１　インチ）小さい。後述するよ
うに、シリンダ１２とカバー３２とはチャック本体４２
の小径部に滑動可能に据えられる。しかし、ピストン２
４はチャック本体４２の小径部４６に非滑動的に据えら
れる。第１図に示すように、チャ・ンク本体４２の小径
部４６の内外円周面は、複数の環状の溝５０ないし６２
を有する。これらの溝は、チャック組立体１０を作動さ
せるべく、気体からなる流体の適当な案内および分配を
可能にする。

チャック本体４２の大径部４８には、半径方向に整列さ
れた複数のジョー溝６４が設けられている。ジョー溝６
４はチャック本体４２の中央開口４４からチャック本体
４２の外周に伸びる。第４図に示すように、各ジ、−溝
６４は横断面でみてほぼ丁字形状である。さらに詳細に
は、各ジせ−溝６４は、チャック本体４２の前端におけ
る狭い頂部と後方に配置されたより広い基部６６とを有
する。

チャック本体４２はさらに、軸線方向に整列された複数
の貫通開口６８を有し、これらの開口はチャック本体４
２の大小両径部４６．４８を完全に貫いて伸びる。これ
らの開口により前記チャック本体はボルトまたは他の締
結手段を受は入れることができ、これにより、チャック
本体４２の工作機械の駆動部材への取り付けおよび該駆
動部材との共回りが可能となる。

チャック本体４２はまた。それぞれが、チャック本体４
２の中央開口４４内の環状の溝５６と各ジョー溝６４と
に連通ずる複数の潤滑用量ロア０を有する。各潤滑用量
ロア０は、対応するジョー溝６４に近接して潤滑用量ロ
ア０の部分に堅く取り付けられた環状のブシュ７２を含
む、環状のブシュ７２は、ジョー溝６４への所望量の潤
滑流体の計量のために特定の寸法に設定されている小ざ
い中央間ロア４を備える。ブシュ７２は、チャック本体
４２のような金属部材を経る長い距離にわたっての小さ
い直径の開口を正確に機械加工することが困難であるた
めに設けられている。後述するように、霧状の潤滑流体
を、気体から成る流体中に分散させることができる。ま
た、溝５６は。

気体から成る流体を含む少量のこの潤滑材が潤滑用量ロ
ア０を経てチャック組立体１０の各開口に向けられるよ
うに配置されている。この構造は、別個の複雑な潤滑装
置なしに、チャック組立体１０の能率的な自動潤滑を可
能にする。

さらに、チャック組立体１０は環状の作動環７６を含む
０作動環７６は中央間ロア８を含み、該開口はチャック
本体４２の大径部４８の直径「ｆ」よりもわずかに大き
い直径ｒｇＪを規定する。さらに詳細には、作動環７６
の開ロア８によって規定された直径「ｇ」は、チャック
本体４２の大径部４８の直径「ｆ」よりも約０．００５
１ｍｍ（約０．０００２インチ）大きい０作動環７６は
複数の貫通開口８０を有し、これらの開口はその数量が
カバー３２における開口４０の総数に等しく、また、開
口４０に整列される。

作動環７６はさらに複数の鉤形溝８２を有し。

これらの溝はその数量がジョー溝６４の＠数に等しく、
また、ジョー溝６４に整列される。各鍵形溝８２は、チ
ャック組立体１０の前端に最も近い作動環７６にチャッ
ク組立体１０の回転軸線からより大きい半径方向距離の
位置に配置されるように前記回転軸線に関して角度をな
して整列されている。好ましくは、１ｇ１図に示すよう
に、この角度的整列は、角度ｒｈＪで示されているよう
に。

約７°に等しい。各鉤形溝８２は、その半径方向の最内
方部分に挟小部８４を有し、また、その半径方向・の外
方端部に広大部８６を有する。

チャック組立体１０は、さらに、複数のマスター・ジョ
ー８８を備える。各マスター・ジョー８８は全体にＴ形
を呈するレール９０を有し、該レールは一つの前記ジョ
ー溝６４内に滑動可能に配置されるように寸法が設定さ
れている。各マスター・ジョーは、さらに、該マスター
・ジョーの半径方向最外方の位置にほぼＴ形の鉤形部９
２を有する。Ｔ形の鉤形部９２は１作動環７６の一つの
鉤形溝８２に滑動可能に据えられるように、寸法が設定
されまた角度的に整列されている。マスター・ジョー８
８はさらに取付手段９４を備え。

該取付手段は、適当な工作物の保持のために特定の個々
のジョーの前記取付手段への据え付けを可能にする。

チャンク組立体１０の構成部分は第６図ないし８図に示
されているように組み立てられる。より詳細には、シリ
ンダ１２、ピストン２４およびカバー３２は、チャック
本体４２の小径部４６に同心的に据えられる。さらに詳
細には、ピストン２４はシャック本体４２には固定的に
取り付けられかつシリンダ１２およびカバー３２に相対
的に滑動可能に配置される。また、シリンダ１２および
カバー３２はチャック本体４２に関して運動可能である
。

マスター・ジョー８８はチャック本体４２のジョー溝６
４内に滑動可能に据えられる。このことから、各マスタ
ー赤ジョー８８は、半径方向において、内方または外方
へ移動することができる。作動ｆｆ１７６はチャック本
体４２の大径部４８の周りに滑動可能に配置される。作
動環７６は、シリンダ１２．カバー３２および作動環７
６がチャック本体４２に関して一致して運動するように
、カバー３２に固定的に取り付けられている。

作動環７６の鉤形溝８２はマスター・ジョー８８の鉤形
部９２と滑動可能に係合している。したがって、作動環
７６は全マスター・ジー１−８８を取り巻いてマスター
・ジョー８８の半径方向運動を制限するとともにこれを
制御し、また、遠心力に応答してマスターＯジョー８８
の半径方向への伸長を阻止する。

第７図に示すように、ピストン２４はシリンダ１２の後
ＩＩ！’１４に実質的に当接して配置されている。逆に
、ピストン２４はカバー３２から軸線方向に間隔をおか
れている。チャック組立体１０の構成要素のこの相対的
な配置は、ピストン２４およびカバー３２間の空間に圧
縮空気を導くことにより行なわれ、同時にシリンダ１２
とピストン２４との間の空間から空気を排出する。前記
したように、ピストン２４はチャック本体４２に関して
静１卜する。したがって、ピストン２４の前方への強制
空気の導入により、シリンダ１２．カバー３２および作
動環７６がピストン２４およびチャック本体４２に関し
て前方へ移動される。この前方への移動により、カバー
３２がチャック本体４２の大径部４８に直接に当接され
る。作動環７６が前方へ移動すると、角度的に整列され
た鉤形溝８２がマスター・ジョー８８の各鉤形部９２へ
すすめられる。しかし、マスター・ジョー８８はＴ形の
レール９０とＴ形のジョー溝６４との相互係合により軸
線方向における連動が阻Ｉトされている。したがって、
作動環７６が前方へ移動するとき、作動環７６の鉤形溝
８２と対応するマス　　　１エター命ジョー８８の鉤形部９２との間には滑動可　　　
□□ 能の運動が存する。しかし、鉤形溝８２の角度的　　　
□な配列によりマスター・ジョー８８は各ジョー溝６４
を介して半径方向内方へ滑動される。マスター・ジョー
８８のこの内方向運動によりチャフ　　　゛り組立体１
０が工作物を強固に保持することができる。

第８図は開放状態におけるチャック組立体１０を示す。

さらに詳細には、マスター・ジョー８８が、第７図に示
された位置に関して半径方向外方　　　−に配置されて
いる。マスター争ジョー８８のこの　　　″半径方向に
おける外方への運動は、前記した気体から成る流体の相
対原動を逆にすることにより行なわれる。さらに詳細に
は、圧縮空気はピストン２４およびシリンダ１２間に向
けられ、また同時にピストン２４およびカバー３２間か
ら抜かれる。前記したように、ピストン２４はチャック
本体４２に関して不動である。したがって、前記した圧
縮空気の流れにより、シリンダ１２、カバー３２および
作動環７６がピストンおよびチャック本体４２に関して
後方へ移動される０作動環７６の後方への移動により、
鉤形溝８２とマスター・ジョー８８の対応する鉤形部９
２との間に滑動可能の運動が生じる。しかし、鉤形溝８
２の角度的な配列のために、マスター−ジョー８８は。

チャック本体４２の各ジョー溝６４を介して半径方向に
おける外方へ滑動的に移動する。マスター・ジョー８８
のこの外方への移動により。

チャック組立体１０への工作物の挿入またはチャック組
立体１０からの工作物の取り去りが可能となる。

前記したように、マスター・ジョー８８は、該マスター
−ジョーとチャック本体４２とを堆り巻く作動環７６に
より作動される。このことが。

チャックの内方位置またはマスター・ジョーの内外端部
の中間からマスター・ジョーを作動させる従来のチャッ
クと対照をなす、チャック組立体１０に特有の構成は、
高速運転に良好な結果をもたらす、第一に、チャック本
体は、内方に配置された作動環の連動を調整するための
中央の空所を有しない、このため、前記チャック本体４
２は比較的大きな塊をなしかつ従来のチャック本体より
頑丈であり、また、その結果、そうでなければチャック
の保持力を減少させる遠心力により良く抵抗することが
できる。第二に、作動環７６はマスター・ジョー８８を
同心的に取り巻きかつこれらを強固に保持する。このた
め、マスター・ジー１−８８は遠心力に応じての伸びが
抑止される。前記したように、従来技術であるチャック
のマスター・ジョーのこの伸びは、高回転速度での保持
力を減少させるという結果をもたらす、さらに、チャッ
ク本体４２は著しく変形しないことから、チャックが停
止トされるときに生じる残留力は実質的に無い、前記し
たように、このことは１回転が停、止されたとき、事実
上、弾性的にはね返って、最初に与えられた力よりも大
きい力を生じせて多くの工作物を損傷させる従来のチャ
ックについては重要な問題であった。さらに、前記作動
環により生起された前方への力と、前記鉤形溝の方向指
示された角度的な整列とは、直接にかつ少なくとも部分
的に、遠心力の半径方向外方へのおよび後方への成分を
相殺する。

本発明のチャックを、チャック本体の中心を経てまたは
マスター・ジョーの半径方向長さの中間位置で作用する
従来の作動体を有するチャックと比較した。これらの従
来のチャックでは、　４，０００回転／分（４，００Ｏ
ｒ、ｐ、ｍ　）およびピストンにより及ぼされた約２．
１　Ｋｇ／　ｃｍ２（３０ｐ、ｓ、　ｉ）の圧力の下で
、最初の保持力の４０％まで低下した。　５，０００回
転／分および約２．１　Ｋｇ／　ｃｍ２（３０ｐ、ｇ、
　ｉ）の圧力下において、前記従来のチャックは事実上
機能しないまでに変形した。他方、本発明のチャックは
、　５，０００回転／分および約２．１　Ｋｇ／　ｃ＋
＋＋２（３０ｐ、ｓ、　ｉ）の圧力下で、評価可能な保
持力の低下はなかった。次に、本発明のチャックを８，
０００回転回転玉で試験した。約１．４Ｋｇ／ｃｍ２（
２０ｐ、ｓ、ｉ）の保持圧力および８，０００回転／分
で１本発明のチャックはその最初の保持力の５０％を保
有した。同じ８，０００回転／分の回転速度および約２
．１　Ｋｇ／　ｃｍ２（３０ｐ、ｓ、ｉ）　テ、チャッ
クは最初の保持力の５５％を保有した。結局、同じａ、
ｏｏｏ回転／分および約２．８　Ｋｇ／　ｃｍ２（ａｏ
　ｐ、ｇ、ｉ）下において、本発明のチャックはその保
持力の７０％を保有した。前記したように、工作物を変
形させることを回避するために、保持圧力を低く維・持
することがψましいことはよくある。また、５０％を越
える保持力の損失は一般に容認されない、前記試験から
、最も潜在的に損傷を受けやすい工作物に適当な約１．
４　Ｋｇ／　ｃｍ２（２０ｐ、ｓ、　ｉ）の最初の保持
力で、本発明のチャックは、許容限界内である保持力の
損失を伴なって、８，０００回転／分の回転が可能であ
る。はとんどの工作物は約１．４　Ｋｇ／ｃｍ２（２０
ｐ、ｓ、ｉ）　テ達成される保持力よりも高い保持力に
酎え得るので。

本発明のチャックは、　８，０００回転／分と同じ位の
回転速度において、容認し得る保持力を得る。

前記したように、第６図ないし８図に関して説明されま
た図示されたチャックは、遠心力の最も重要なｉｌｌの
うちの３分の２のみを説明するに過ぎない。前記鉤形部
および鉤形溝の角度的な整列により存在する遠心力の軸
線方向成分は、第６図ないし８図に示された例によって
は処理されない、第９図に、遠心力の前記軸線方向成分
を処理すべく特に適合された変形例を示す。

第９図に示すチャック組立体１００は第７図に示すチャ
ック組立体に似ており、同一の符号が類似の部品に使用
されている。しかし、第６ないし８図に示された部品に
加えて、第９図に示されたチャック組立体１００はアダ
プタ１０２を備え、該アダプタはシリンダ１２の後方に
据えられている。アダプタ１０２は前面１０３を有し、
該前面はシリンダ１２の後［１４と対面接触状態におか
れる。アダプタ１０２はさらに外周面１０４を有する。

少なくとも一つの開口１０６がアダプタ１０２内に角度
をなして伸び、開口１０６は、外周面１０４に隣接する
前面１０３と交差する。

錘１０８が開口１０６内に滑動可能に据えられている。

より詳細には、錘１０８は開口１０６内を滑動すること
ができるが、シリンダ１２によって開口１０６から完全
に抜は出ないように阻止される。錘１０８はシリンダ１
２の後壁１４と平行にかつチャック組立体の軸線に直角
に整列されたくさび面１１０を有する。チャック組立体
１００が回転されると、遠心力が錘１０８を半径方向外
方および前方へ向けて強制し、くさび面１１０がシリン
ダ１２の後壁に進められる。　５９１０８のくさび面１
１０により生起される力は錘１０８への前記遠心力に比
例し、チャック組立体１００の回転速度に比例する。し
たがって、錘１０８はシリンダ１２．カバー３２および
作動環７６が後方へ向けて移動することを効果的に阻１
トする。このため、第９図に示すように１本発明の変形
例は前記した遠心力の軸線方向成分を効果的に相殺する
。第９図に示す実施例の予備的な分析結果は、１２．０
００ないし１５，０００回転／分はどの回転速度が容認
限界内において十分な保持力の損失をもって得られるこ
とを示す。したがって、チャック組立体１００は極めて
迅速に達成されるべき非常な正確性を与える。

要すれば、チャック組立体はチャック本体に固定されか
つシリンダおよびカバーに関して滑動可能に配置された
ピストンが設けられている。前記シリンダおよびカバー
は前記チャック本体に関して滑動可能に据えられている
０作動項が、前記チャック本体の最前方部分を同心的に
取り巻く。

複数のマスターＯジョーが前記チャック本体の前端にお
いて半径方向に整列された複数の溝に滑動可能に配置さ
れている。＠記マスター・ジョーはさらにその半径方向
の最外端に角度をなして配列された鉤形部を有する。こ
れらの鉤形部は、前記作動環に角度をなして配列された
鉤形溝に滑動可能に係合される。前記ピストンのいずれ
かの側への気体から成る流体の適当な、付与により、前
記シリンダ、前記カバーおよび作動環が軸線方向へ移動
される。作動環のこの軸線方向運動により、前記作動環
と前記マスター・ジョーとの間のくさび作用により、前
記マスター・ジョーの対応する内方または外方への運動
が生起される。前記チャック本体および前記マスター・
ジョーを取り巻く作動環の同心的な配置が前記マスター
・ジョーを効果的に保持し、該マスター・ジョーの伸び
を阻止する。さらに、前記チャック本体を、従来のチャ
ック本体よりも実質的により密にすることができ、これ
によりチャック本体への遠心力の影響を打ち消すことが
できる。チャック組立体はさらにその後方部におけるア
ダプタをもって遠心力を打ち消すことができる。前記ア
ダプターは、角度をなして整列された開口を有し、該開
口に錘が滑動可能に配置されている。高回転速度では、
前記シリンダにその軸線方向連動を阻Ｉヒすべくおし進
められ゛る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のチャック組立体の分解横断面図、第２
図はシリンダの端面図、第３図はチヤッり本体の端面図
、第４図は第３図の線４−４に沿って得た横断面図、第
５図は作動環の端面図、第６図は組み立てられたチャッ
クの端面図、第７図はジョーが放射方向内方へ進められ
たチャックの横断面図、第８図はジョーが放射方向外方
へ進められた、第７図と同様の横断面図、第９図は本発
明の他の例の横断面図である。１０．１００：チャック組立体、１２．１４ニジリンダおよびピストン（作動環の移動手
段）、　　　　　　３２：カバー。４２：チャック本体、４４：中央開口。６４ニジヨー溝、　　　７０：潤滑開口、７６：作動で
、　　　　８２：鉤形溝。８８：マスター・ジョー、９２：鉤形部、１０２：アダ
プタ、　　１０８：錘、１１０：＜さび面。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）相対する前端部および後端部と、両端部の間を伸
長する長手方向軸線とを有し、前記長手方向軸線に関し
て全体に対称的に配置されたチャック本体と、該チャッ
ク本体の長手方向軸線に関して放射状に配置されかつ前
記チャック本体の前端に滑動可能に取り付けられた複数
のマスター・ジョーであって前記チャック本体の長手方
向軸線へおよび該長手方向軸線から放射方向へそれぞれ
滑動可能のマスター・ジョーと、前記チャック本体およ
び前記マスター・ジョーを同心的に取り巻きかつこれら
に関して軸線方向へ運動可能な作動環であって前記長手
方向軸線と角度をなして配列されかつ前記マスター・ジ
ョーと滑動可能に係合する少なくとも一つのくさび面を
有する作動環と、軸線方向に前記作動環を運動させるた
めの手段とを含み、前記作動環の軸線方向運動により該
作動環のくさび面が前記マスター・ジョーを前記放射方
向に運動させ、前記チャック本体および前記マスター・
ジョーを取り巻く前記作動環の同心的配置により前記チ
ャック本体および前記マスター・ジョーに働く遠心力に
起因するこれらのゆがみを軽減する、チャック組立体。
（２）前記作動環は前記複数のマスター・ジョーの数に等しい複数のくさび面を含み、前記くさび
面は前記マスター・ジョーとそれぞれ整列されている、
特許請求の範囲第（１）項に記載のチャック組立体。
（３）各くさび面は、放射方向外方に伸び前記作動環に
至る鉤形溝を規定し、前記鉤形溝は、前記マスター・ジ
ョーの各放射方向最外方部分と係合する、特許請求の範
囲第（２）項に記載のチャック組立体。
（４）各マスター・ジョーはその放射方向最外方部分に
角度をなして配列された鉤形部を備え、マスター・ジョ
ーの前記鉤形部は前記作動環の鉤形溝にそれぞれ係合さ
れる、特許請求の範囲第（３）項に記載のチャック組立
体。
（５）各鉤形溝および各鉤形部は横断面でみて全体にＴ
字形である、特許請求の範囲第（４）項に記載のチャッ
ク組立体。
（６）前記作動環を移動させるための手段は、ピストン
およびシリンダ組立体を備える、特許請求の範囲第（４
）項に記載のチャック組立体。
（７）前記ピストンおよびシリンダ組立体は空気作用に
より作動可能である、特許請求の範囲第（６）項に記載
のチャック組立体。
（８）前記ピストンは前記チャック本体に固定され、ま
た、前記作動環は前記シリンダに関して固定されている
、特許請求の範囲第（７）項に記載のチャック組立体。
（９）前記作動環の後方に設けられたアダプタを備え、
該アダプタは前記長手方向軸線と角度をなして配列され
た少なくとも一つの開口と、該開口内に滑動可能に配置
された錘とを備え、チャックの回転が前記開口内の前記
錘の放射方向外方への運動を生じさせ、前記錘はその放
射方向外方部分において前記チャック本体に関して前記
作動環の軸線方向運動を阻止するように配置されている
、特許請求の範囲第（４）項に記載のチャック組立体。
（１０）前記作動環の後方に配置されたアダプタを備え
、該アダプタは少なくとも一つの錘と、該錘を放射方向
外方と前方向とへ案内する案内する案内手段とを有し、
チャック組立体の回転により前記錘が前記作動環に向け
て前方へおし進められる、特許請求の範囲第（４）項に
記載のチャック組立体。
（１１）前記チャック本体は複数の放射方向に整列され
たジョー溝を有し、前記マスター・ジョーは、前記放射
方向に整列されたジョー溝に滑動可能にそれぞれ配置さ
れている、特許請求の範囲第（１）項に記載のチャック
組立体。
（１２）前記チャック本体の放射方向に整列されたジョ
ー溝を潤滑するための手段を備える、特許請求の範囲第
（１１）項に記載のチャック組立体。
（１３）前記チャック本体は、放射方向に整列されたジ
ョー溝にそれぞれ伸びる複数の潤滑開口を有し、潤滑材
が各潤滑開口を介して前記ジョー溝に導かれる、特許請
求の範囲第（１２）項に記載のチャック組立体。
（１４）前記チャック本体は、中心に配置され前記チャ
ック本体を長手方向へ伸びる開口を備え、該開口は前記
ピストンおよびシリンダ組立体を作動させるための気体
流体源に連絡する、特許請求の範囲第（８）項に記載の
チャック組立体。
（１５）前記チャック本体は、その前端に、放射方向に
配列された複数のジョー溝を有し、前記マスター・ジョ
ーは前記チャック本体の各ジョー溝に滑動可能に配置さ
れ、前記チャック本体はそのジョー溝からその中央開口
へ伸びる複数の潤滑開口を有する、特許請求の範囲第（
１４）項に記載のチャック組立体。