JPS6377604A - 工作機械チヤツク用迅速交換取付け装置 - Google Patents

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】 この発明は、７ｉ２盤または他の工作機械の回転中空ス
ピンドル内にＡｉＡされるチャック用迅速交換取付は装
置に関する。取付は装置は駆動スリーブを備えており、
この駆動スリーブはスピンドルと共に回転する第１シリ
ンダにより、スピンドル内を軸心方向に移動されるよう
になっている。駆動スリーブはチャックをスピンドル７
ランジにクランプするための動力を伝達する機能を有す
ると共に、さらに移動自在なりランプ部材が設けられて
、第２シリンダにより作動されてチャックに動力を伝達
するようになっており、それによりチャックは工作物を
把持する。

移動自在なりランプ部材はクランプスリーブとして構成
されており、このクランプスリーブはクランプジョーキ
ャリアを取付けられていると共に、半径方向に可動の回
転要素を収容および案内する環状に配置された孔を包含
しており、前記回転要素はスリーブの壁厚より大きい径
を有している。クランプスリーブ側に設けられた移動自
在な作動部材は周縁溝を包含しており、その開口側は前
記回転要素に向いている。クランプジョーキャリアも前
記作動部材に対向する側に周縁溝を包含しており１作動
部材を移動することにより回転要素が、クランプジョー
キャリアの溝内へ突出して、キャリアを軸心方向移動す
るように連結するか、前記回転要素が通過空間内に収容
されて、それよりクランプジョーキャリアがクランプス
リーブから離脱され得るようにされる。

この発明の主目的は、（少量の）一連の工作物をクラン
プおよび機械加工するために、同一機械に異なるチャッ
クを容易に取付け、かつ取りはずすことができるように
、チャック交換作業を促進するため、機械スピンドルへ
のチャックの簡単な取付けおよびロック手段を提供する
ことである。

この発明の別の目的は、チャックを取付けるロック装置
と、クランプジョーキャリアのクランプシリンダとの間
に自動作動関係を提供することである。

この発明のさらに別の目的は、取付は装置を新しい機械
に組込むだけでなく、使用済のものを補完し新しいもの
に交換するために、迅速交換取付は装置の全体的壁厚を
減少させると共に、ロフト素材の取扱いおよび機械加工
の可能性を維持することである。

この発明において前述の目的は以下のようにして達成さ
れ、すなわち、クランプスリーブの内面を、外面に開口
するポケットを包含するクランプジョーキャリアを保持
するように設計し、さらに、シフトスリーブとしての作
動部材を配置して、前記クランプスリーブの外面上を案
内されるようにすると共に、チャックを離脱し取りはず
す時に回転要素を収容するための通過空間としての作用
を有する溝を内周縁に包含するようにし、かつ前記シフ
トスリーブを停止部材にスプリングで偏倚押圧させると
共に、駆動スリーブに捕持部材を設けて、前記シフトス
リーブを前記偏倚力に抗して移動させるようにし、かつ
前記周縁溝は前記回転要素に対向配置されるようにする
ことにより達成される。

チャックがスピンドルから取りはずされる時は、駆動ス
リーブを中空スピンドルの内端へ向けて引張ることによ
り、チャックのクランプ状態が解除される。この内向き
移動により、駆動スリーブに固定された捕持部材がシフ
トスリーブを、その偏倚スプリングの力に抗して後方へ
同伴し、それにより周縁溝が回転要素に対向する位鐙に
到達し、それによりクランプジョーキャリアの連結結合
が完了する。クランプジョーキャリアを少なくともクラ
ンプスリーブから軸心方向に引出すことにより、回転要
素はシフトスリーブ内へ半径方向外方へ部分的に移動さ
れる。

したがってこの発明の特徴は、チャー２りに対するクラ
ンプ力の伝達を接続および離脱させるためのシフトスリ
ーブの簡単な構成と作動に見られる。チャック取付は操
作における接続は自動的に行なわれ、その場合駆動スリ
ーブが前方へ移動されて、チャックをクランプするため
のロックボルトが作動される。この作動において膨張ス
プリングが自動的に効力を発揮して、シフトスリーブを
クランプスリーブ上の停止部材に向けて移動し、それに
より回転要素をクランプスリーブの孔を介して、クラン
プジョーキャリアの周縁溝またはボゲット内へ部分的に
強制して、接続を完了するようになっている。

通常は軸心方向移動力のみがシフトスリーブによりクラ
ンプジョーキャリアに伝達されて、回転要素すなわちポ
ールまたはロールがクランプジョーキャリアの周縁溝と
連結係合を達成できるようにしている。他方、クランプ
ジョーキャリアの他面において、それぞれ一つまたは複
数の回転要素のために配置されたポケットは、シフトス
リーブとクランプジョーキャリアとの間に回転運動を同
時に伝達する作用を有している。

クランプシリンダのピストンロッドおよびピストンは共
に、旋盤がロッド素材に作業できるように内部孔または
通路を有している。安全の理由でクランプシリンダおよ
びロックシリンダはチェックパルプを設けられて、波体
圧システムの外部ラインの破壊時、チャックを取付け、
かつ工作物をクランプする流体圧力が少なくとも暫定的
に維持されるように構成されている。

さらに、この発明の迅速交換取付は装δがチャシフまた
はスピンドル領域に流体圧部品を包含しないで、その結
果、そこで何ら準備作動が行なわれない場合は有用であ
り、これは通常はスピンドルおよびそのベアリングの精
度に誤差をもたらすような圧力流体により行なわれてい
る。別の安全特性として、ピストンロッドまたはスリー
ブの行程ががクランプ作動の径路を制御するためにモニ
ター監視されている。

この発明の別の形態において、迅速交換取付は装置は通
常設けられたスピンドルのフランジを覆うアダプタ部材
を備え、別または標準化されたチャックを迅速交換取付
は装置に適合させるために、前記フランジを必要により
拡大させるようになっている。チャックがスピンドルか
ら取りはずされる時は何の困難もなく、チャックのクラ
ンプは駆動スリーブを中空スピンドルの内端部へ向けて
引張ることにより解除される。この内向き移動により、
駆動スリーブに固定された捕持部材はシフトスリーブを
、その偏倚スプリングの力に抗して後方へ同伴して、周
縁溝が回転要素に対向する位置に到達され、それにより
クランプスリーブからクランプジョーキャリアの保合が
終了し、回転要素はシフトスリーブ内へ半径方向外方に
部分的に移動される。

したがって、この発明の特徴はクランプ力をチャックに
伝達および離脱するためのシフトスリーブの簡単な構成
および作動に見られる。チャックの取付は作業における
連結は自動的に行なわれ、駆動スリーブが前方へ移動さ
れて、チャックをクランプするロックボルトが作動され
るようになっている。この操作において、膨張スプリン
グが自動的に効果を発揮して、シフトスリーブをクラン
プスリーブ上の停止部材に向けて移動して、回転要素を
クランプスリーブの孔を介して、クランプジョーキャリ
アの周縁溝またはポケット内へ部分的に強制し、連結を
完了するようになっている。

通常、この発明の取付は装置によっては頑丈な状態で、
かつごみまたはほこりが侵入する可能性なしに、軸心方
向の移動力のみが伝達される。このシステムの背景概念
は、汚染、金属チップ等の問題に通じるような、チャッ
クを取付けた状態に維持してそのジョーのみを交換する
と共に、自動的に行なうことができないものに対して、
チャックを頻繁かつ容易に交換することを目的としてい
る。この発明の迅速交換取付は装置を用いることにより
、少量の工作物が同一機械において異なるチャックによ
り次々に機械加工されることが回部になると共に、この
加工は作業者を必要としないで工作機械の利用が統合さ
れるように予じめプログラム処理することができる。

この発明の別の利点および形態は以下の実施態様の説明
１図面および特許請求の範囲の記載から明らかであろう
、それぞれの特徴、特に特許請求の範囲の特徴は、それ
自体、あるいはこの発明の別の実施態様およびその組合
せを包含するものである。

機械スピンドル１０の端部フランジ１２に対してアダプ
タ部材がボルト１８により取付けられて、チャック２０
を締付は保持させるためのスピンドルの取付は基部を拡
大させるようになっているチャー２り２０の後側から、
アダプタ部材１４の円錐外面に嵌合する外側センタリン
グスリーブ部２６が延長している。

チャックのセンタリングスリーブ部２６は、半径方向に
案内されるロック部材２２を保持する内側円周溝２５を
包含しており、このロック部材２２は傾斜端部により前
記溝の傾斜側壁に係合するようになっている。複数のロ
ック部材２２がアダプタ部材１４の円周上に規則的な間
隔で配置されると共に、半径方向に延長する通路２４内
を案内されるようになっている。各ロック部材２２の内
端部は、駆動スリーブ３２のガイド突起３０に係合する
アリｙ１２８または類似摺動路を包含している。

複数のガイドリブ３０が駆動スリーブ３２の周線から延
長すると共に、相互に規則的な間隔を有し、かつそれぞ
れ一つのロック部材２２を作動するように設けられてい
る。スピンドル軸心の上方に図示される横断面図におい
て、駆動スリーブ３２はその最前方位置にあり、その場
合ロック部材２２は半径方向において外方に移動されて
、チャック２０のセンタリングスリーブ部２６をクラン
プするようになっている。

駆動スリーブ３２は円筒中空ピストンロッド３４上にね
じ止めされており、このピストンロッド３４の後端部は
ロックシリンダ３８内でピストン３６を保持している。

軸心方向中心線の下方においてピストン３６はその後端
部位置が図示されており、その場合、駆動スリーブ３２
はロック部材２２をその半径方向内方位置（図示しない
）へ引入れることにより、アダプタ部材１４とチャック
２０とのクランプ関係が解除される。

ピストン４２を包含する後部クランプシリンダ４０から
ピストンロッド４４が、隔壁３９の開口を通し、かつピ
ストン３６を備える中空ピストンロッド３４を通して延
長している。ピストンロッド４４の前端部にクランプス
リーブ４６が固定されており、連結部の代表例としてス
リーブのねじ孔と、ピストンロッドのねじを有する一部
分が図示されている。

クランプシリンダ４０と、それにより作動されるクラン
プスリーブ４６は、工作物または類似物をクランプする
ためにチャックにおいて用いられるように、クランプ力
を伝達する機能を有している。この発明の特徴はクラン
プスリーブ４６と、スリーブ部を有するクランプジョー
キャリア７０との連結方法にあり、チャック２０がアダ
プタ部材１４上に押圧された時、前記スリーブ部がクラ
ンプスリーブ４６の嵌合内面４８内に保持されるように
なっている。

クランプスリーブ４６の端部はスリーブの基部に関して
小さい壁厚を有すると共に、円状に配置された孔５２を
包含しており、６孔５２はポール、またはたとえば円筒
回転要素５０を案内する機能を有している。連結の場合
１回転要素はクランプジョーキャリア７０の円周外側ｙ
ｔ７２内へ延長すると共に、その延長位置にシフトレバ
−５８の内面により維持およびロックされるようになっ
ており、またシフトスリーブ５８はクランプスリーブＪ
［Ｊ−壮σ　石の紬、へ雪面鶏社ζセい１１ｈされて、
工作物をチャック２０に固定あるいは解除するようにな
っている。

シフトスリーブ５８は駆動スリーブ３２の内壁と、クラ
ンプスリーブ４６の外壁との間を摺動案内されると共に
、圧縮スプリング５６により、たとえばクランプスリー
ブ４６上のスナップリング６２の形状を有する停止体へ
抑圧偏倚されている。圧縮スプリング５６はその後部を
クランプスリーブ４６の肩部５４により支持されると共
に、駆動スリーブ３２内を案内されている。

シフトスリーブ５８は内溝６０を包含しており、このｙ
Ｉ６０は第１図のスピンドルｌＯの中心軸の下方に図示
されるように、解除位とにおけるポールまたは回転要素
５０を収容するのに十分な大きさを有しており、またこ
れらの要素は連結機能から解除されていると共に、半径
方向外方へ移動される。スプリング５６の作用力は、ク
ランプジョーキャリア７０の外構と係合するように、溝
６０の傾斜側壁により要素５０を半径方向内方へ移動す
るのに十分な大きさを有している。

駆動スリーブ３２は捕持部材６４としての作用を有する
スナップリングを包含しており、この捕持部材６４は、
駆動スリーブ３２が引込められてチャックが解除される
時、それまで停止部材６２に接触配置されていたシフト
スリーブ５８を、スプリング５６の力に抗して後方へ強
制するようになっている。第１図の下方部分に示される
駆動スリーブ３２の引込み位置においては、回転要素５
０はクランプショーキャリアの溝７２から出て、チャッ
ク２０をアダプタ部材１４から取りはずすことができる
一ピストン４２およびクランプスリーブ４６はその前進
位置にあって、次に取付けられるチャックのクランプジ
ョーキャリアを収容する準備が完了したことになる。

この発明は第１図に示される実施態様に限定されるもの
ではない、移動自在な連結要素、およびそれを作動する
スプリング負荷を受けるシフトスリーブ５８は、たとえ
ばクランプジョーキャリアがその内側凹所からクランプ
される場合は、別の形状を有することができる。

第２および３図は、チャックのクランプジョーを開閉す
る機部を有するクランプジョーキャリア７０とクランプ
スリーブ４６との間の連結領域の別の実施態様を示して
いる。第２図において、第２図の平面に対して直交する
平面において水平に切断された時、円形、四角形あるい
は正方形横断面形状を有する連結要素５０が設けられて
いる。

これらの連結要素は、クランプスリーブ４６の半径方向
に延長する開口または孔５２に摺動自在に収容される。

少なくとも３つまたはそれ以上の連結要素５０がクラン
プスリーブ４６の周縁に間隔をもって配こされていると
共に、凸外面７８を有しており、この凸外面７８はクラ
ンプスリーブの周縁曲率に対応すると共に、シフトスリ
ーブの傾斜側壁６１に対向する斜面を有している。連結
要素５０の凹内面８０は第３図に示されるように、実質
的にクランプジョーキャリア７０の溝７２の曲率に適合
している。

チャックのクランプジョーキャリア７０から延長するピ
ン部分は傾斜面８２を備えており、これはその周縁１ｙ
ｔ７２の傾斜側壁７４と類似の機部を有している。内面
８０において連結要素５０は第２図に示されるように、
相互にそらされて設けられた２つの対向斜面８４を保持
していて、駆動スリーブ３２がロック部材２２を作動さ
せるべく前進された後で、シフトスリーブ５８がスプリ
ング５６により、連結要素５０上の傾斜側壁６１により
自由に移動され、それからクランプジョーキャリアと係
合するように内方へ移動される時、完全な連結係合と動
力伝達のための大きな面がもたらされる。第２図は、チ
ャックが機械スピンドルに固定され、クランプジョーキ
ャリア７０がクランプスリーブに連結固定されて、スラ
ストおよび牽引力を伝達する状態を示している。

孔５２を容易に製造する場合は、連結要素５０は第２お
よび３図に示されるように円形断面の本体を有し、各連
結要素がクランプスリーブ４６の半径方向に延長するス
ロットまたは溝６８内を案内される突起６６を有するこ
とができる。この構成により、チャックがスピンドルか
ら取りはずされる時、円筒連結要素のいかなる回転も避
けられると共に、連結スリーブ４６を通して内方へ移動
することも拘束される。

別の実施態様として、周縁溝７２は大きな力を伝達でき
るようにするため、垂直側壁または一つの傾斜側壁で構
成することができる。その場合、連結要素の内側面が右
側面または垂直肩部を有する。この領域の設計にあたり
、単位面積当りの圧力を可能な限り減少させることが基
本的な重要車積である。

図示しない横突起６６の代りに、あるいはそれに加えて
、連結要素５０をクランプスリーブ４６に（ゆるく）連
結された状態に保持すると共に、特別の変形例として連
結要素をその解除位置へ向けて半径方向外方へ偏倚させ
るスプリング装置を設けることができる。第２図に示さ
れるように連結要素を外方へ移動させるくさびとしての
機能を有するように、クランプジョーキャリア７０のピ
ン部分が少なくとも、後傾斜部８２と傾斜面７４を有し
ている場合は前述の外向き偏倚押圧力は不要になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、作動位置におけるクランプ装置の部品を中心
線上方に、そして非作動体止位置におけるものを中心線
下方に図示している、この発明の工作機械スピンドルに
具備された迅速交換取付は装置の一部破断長手方向断面
図、第２図はチャック取付は装置の連結領域の拡大部分
断面図、第３図は第２図の３−３線に沿う部分断面図で
ある。 １０１１・−機械スピンドル　２７・・φ円錐外面１２
・・拳端部連結フランジ　　２８−−−アリ溝１４・争
・アダプタ部材　　　３０・・・ガイドリブ１８・争・
ポルト　　　　３２＠・・ガイドスリーブ２０−−・チ
ャック　　３４・−・中空ピストンロッド２２・・・ロ
ック部材　３６・・舎中空ピストン２４・・・半径方向
案内路　３８・争・ロックシリンダ４０・惨・クランプ
シリンダ ２５・・・半径方向ｔ、１１　　　４２Φ伊・ピストン
２６−　＠−センタリングスリーブ４４°００ピストン
ロッド４６φ・停クランプスリーブ　６４拳◆・捕持部
材４８・・φスリーブ内面　　　６６・拳・突起５０・
・一回転（連結）要素　６８・・・スロット５２・・φ
半径方向開口、孔　７０−−−クランブジョーキャ５４
・・−肩部　　　　　　　　　　　　リア５６・・参圧
縮スプリング　　７２・・・周縁溝５８・・−シフトス
リーブ　　７４・・・傾斜側壁６０・・−内側環状ｙｉ
　　　　７６・・・傾斜側壁６１・・−傾斜側壁　　　
　　７８・・・凸性面６２・・・停止部材　　　　　８
０・・・曲内面８２・・・後斜面 ８４・争φ面取り部 −Ｌ１１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、スピンドル内を軸心方向に移動して、チャック取付
   け機構（２２、３０）を作動するための駆動スリーブ（
   ３２）、 前記チャックのクランプジョーキャリア（７０へ動力を
   伝達するための軸心方向に移動できるクランプスリーブ
   （４６）であって、このスリーブの壁厚より大きい半径
   方向寸法を有する半径方向に可動の連結要素（５０）を
   収容する環状に配置された孔（５２）を包含するクラン
   プスリーブ（４６）、 前記クランプスリーブの外側上を移動自在であると共に
   、内部円周溝（６０）を包含しており、前記溝の開口溝
   が前記連結要素（５０）の方向に向いているシフトスリ
   ーブ（５８）、前記シフトスリーブ（５８）に対向して
   前記クランプジョーキャリア（７０）に設けられた外部
   円周溝（７２）であって、前記シフトスリーブ（５８）
   の軸心方向に移動により、前記連結要素（５０）が、前
   記クランプジョーキャリアの前記溝内に突出されるか、
   あるいは前記シフトスリーブの内部溝（６０）内に収容
   されて、前記連結要素の通過空間が形成されており、前
   記クランプジョーキャリア（７０）が前記クランプスリ
   ーブから離脱できるようにした、外部円周溝（７２）、
   および連結位置を画定する停止部材（６２）へ前記シフ
   トスリーブ（５８）を偏倚押圧するスプリング装置（５
   ６）、および前記駆動スリーブ（３２）に設けられて前
   記シフトスリーブを、その円周溝が前記連結要素と整合
   する解除位置へ移動させる捕持部材（６４）、を備えた
   旋盤または他の工作機械の回転中空スピンドル（１０）
   に具備されるチャック用迅速交換取付け装置。 ２、駆動スリーブ（３２）の自由前端部および取付け機
   構のロックボルト（２２）とが、スピンドルのフランジ
   （１２）に取りはずし自在に取付けられているアダプタ
   部材（１４）内を案内されるようにした、特許請求の範
   囲第１項に記載の取付け装置。 ３、クランプスリーブ（４６）の後肩部（５４）が駆動
   スリーブ（３２）内を案内されると共に、シフトスリー
   ブ（５８）を偏倚する前記スプリング（５６）が前記肩
   部の前側に支持されている、特許請求の範囲第１項に記
   載の取付け装置。 ４、シフトスリーブ（５８）の内側環状溝（６０）が後
   側壁として傾斜面（６１）を有している、特許請求の範
   囲第１項に記載の取付け装置。 ５、クランプスリーブ（４６）が前方受容部（４８）を
   包含しており、この前方受容部が拡大内径を有すると共
   に、前記連結要素を収容する前記円形に配置された孔（
   ５２）をも備えている、特許請求の範囲第１項に記載の
   取付け装置。 ６、チャックが連結された状態において、駆動スリーブ
   （３２）に取付けられた前記補持部材（６４）が、クラ
   ンプスリーブ（４６）に取付けられた停止部材（６２）
   に関して軸心方向に片寄り配置されていて、チャックが
   クランプスリーブ（４６）の制御下で作動される時、シ
   フトスリーブ（５８）と係合しない状態に保持されてい
   る、特許請求の範囲第１項に記載の取付け装置。 ７、クランプピストン（４２）、および駆動スリーブ（
   ３２）から内方へ案内されるピストンロッド（４４）が
   、それぞれ中央軸心方向通路を備えている、特許請求の
   範囲第１項に記載の取付け装置。 ８、通常のチャック作動中はロックピストン（３６）に
   より作動される前記駆動スリーブ（３２）が、そのロッ
   ク位置に維持されると共に、工作物片を把持および解除
   するためには、クランプスリーブ（４６）を備える前記
   クランプピストン（４２）のみが往復動されるようにし
   た、特許請求の範囲第１項に記載の取付け装置。 ９、ロックシリンダ（３８）の少なくとも流入口および
   流出口パイプがそれぞれ、流体圧システムの破壊時の安
   全装置としてチェックバルブを包含している、特許請求
   の範囲第８項に記載の取付け装置。 １０、前記連結要素がボールまたは類似回転部材からな
   ると共に、それ自体が半径方向内向き移動により前記孔
   （５２）から出ないようにする関連補助装置を備えてい
   る、特許請求の範囲第１項に記載の取付け装置。 １１、前記連結要素が、クランプスリーブ（４６）にお
   ける適合断面形状の開口内を半径方向に案内される円筒
   柱体からなる、特許請求の範囲第１項に記載の取付け装
   置。 １２、前記連結要素がそれぞれ横突起（６６）を備えて
   おり、前記横突起が特定長さのスロット内を案内されて
   、前記連結要素の半径方向移動経路を限定するようにな
   っている、特許請求の範囲第１１項に記載の取付け装置
   。 １３、前記突起が、スピンドル軸心に平行に延長する円
   筒ピンからなっている、特許請求の範囲第１２項に記載
   の取付け装置。 １４、前記連結要素が、前記クランプジョーキャリア（
   ７０）を解除する位置へスプリングにより偏倚されてい
   る、特許請求の範囲第１１項に記載の取付け装置。 １５、前記連結要素の半径方向外面が、前記クランプス
   リーブの外周縁の曲率に実質的に適合している、特許請
   求の範囲第１１項に記載の取付け装置。 １６、前記連結要素の半径方向内面が、前記クランプジ
   ョーキャリアの環状溝（７２）の曲率に実質的に適合し
   ている、特許請求の範囲第１１項に記載の取付け装置。 １７、前記クランプジョーキャリアの環状溝（７２）が
   一つの傾斜側壁（７４）を少なくとも包含しており、前
   記傾斜側壁が前記連結要素の凹内面の適合水準位置に対
   応している、特許請求の範囲第１６項に記載の取付け装
   置。