WO2020090780A1

WO2020090780A1 - チャックの爪の案内構造およびチャックの爪の挿入方法

Info

Publication number: WO2020090780A1
Application number: PCT/JP2019/042268
Authority: WO
Inventors: 永翁　博
Original assignee: 豊和工業株式会社
Priority date: 2018-10-30
Filing date: 2019-10-29
Publication date: 2020-05-07
Also published as: JPWO2020090780A1; CN113056343A; EP3875191A4; KR20210053997A; TW202026075A; JP7068671B2; EP3875191A1; TWI737026B; US20210379674A1; KR102529473B1

Abstract

チャックの爪の案内構造は、取付溝に連通する案内空間を画定する案内空間画定部と、案内空間画定部に設けられた規制部と、を有している。案内空間画定部は、当接する爪を第１方向において取付溝に沿う位置に規制する当接面を有している。規制部は、第１方向とは異なる第２方向において爪を取付溝に沿う位置に規制する。　

Description

チャックの爪の案内構造およびチャックの爪の挿入方法

　本発明は、チャック本体に設けられた取付溝に挿入される爪を案内するチャックの爪の案内構造、および取付溝に爪を挿入するチャックの爪の挿入方法に関する。

　従来、上記したチャックの爪の案内構造は、チャック本体に設けられた取付溝に対応するように設けられ、その案内構造を用いて、交換する爪を取付溝に案内して挿入するようになっている。特許文献１では、チャック外周側に配置された工作機械の基部に位置決めプレートが設置されている。交換する爪を取付溝に挿入する際には、まず、その位置決めプレートに、交換するジョーをはめ込んだジョーホルダー（爪案内部材）が取り付けられる。続いて、チャックの回転により位置決めプレートのジョーホルダーの取り付け位置と、チャックの爪の取付溝を合致させる。その後、ジョーを、ジョーホルダーのスライドレールに沿ってチャックの取付溝に向けて移動させる。

特許第６１８５２９３号公報

　上記特許文献１では、位置決めプレートとチャックとが離れていることや、工作機械の基部に傾き等が生じることにより、位置決めプレートに取り付けたジョーホルダーの取付位置とチャックのジョー取付溝を合致させるための調整が長時間となる問題があった。

　そこで本発明の課題は、上記問題点に鑑み、交換する爪を速やかに取付溝に向けて移動させることができるチャックの爪の案内構造およびチャックの爪の挿入方法を提供することを目的とする。

　本発明は、
　チャック本体に設けられた取付溝に挿入される爪を案内するチャックの爪の案内構造であって、
　前記取付溝に連通する案内空間を画定する案内空間画定部であって、当接する前記爪を第１方向において前記取付溝に沿う位置に規制する当接面を有する案内空間画定部と、
　前記案内空間画定部に設けられ、前記第１方向とは異なる第２方向において前記爪を前記取付溝に沿う位置に規制する規制部と、を備えた、チャックの爪の案内構造、
を提供する。

　上述したチャックの爪の案内構造において、
　前記案内空間内に、前記爪の挿入方向において互いに異なる位置に複数の前記規制部が設けられている、
ようにしてもよい。

　上述したチャックの爪の案内構造において、
　前記規制部は、前記案内空間の内側に向かって凸となる湾曲面を有している、
ようにしてもよい。

　上述したチャックの爪の案内構造において、
　前記案内空間画定部は、前記規制部の先端よりも前記案内空間の外側に位置して前記案内空間を画定する側壁面を有している、
ようにしてもよい。

　上述したチャックの爪の案内構造において、
　前記案内空間画定部に移動可能に設けられ、前記規制部を支持する規制支持部を更に備える、
ようにしてもよい。

　上述したチャックの爪の案内構造において、
　前記規制支持部は、前記案内空間画定部に螺合している、
ようにしてもよい。

　本発明は、
　チャック本体に設けられた取付溝に爪を挿入するチャックの爪の挿入方法であって、
　上述のチャックの爪の案内構造を準備する工程と、
　前記爪を前記案内空間に挿入して、前記当接面により前記爪を前記第１方向において前記取付溝に沿う位置に規制するとともに前記規制部により前記爪を前記第２方向において前記取付溝に沿う位置に規制する工程と、
　前記案内空間から前記取付溝に前記爪を移動させて、前記取付溝に前記爪を挿入する工程と、を備えた、チャックの爪の挿入方法、
を提供する。

　本発明によれば、交換する爪を速やかに取付溝に向けて移動させることができる。

本発明の実施の形態による案内構造を備えたチャックを示す図である。図１のＩＩ視図である。図１のＩＩＩ視の拡大図である。図３のセットスクリューとその周辺の拡大断面図である。図３の案内構造の変形例を示す図である。図３の案内構造の他の変形例を示す図である。図６の変形例を示す図である。

　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施の形態では、チャックが、ＮＣ旋盤等の工作機械の主軸に固着されるチャックである例について説明する。

　図１および図２に示すように、チャック１は、ＮＣ旋盤等の工作機械の主軸５０に固着されている。チャック１のチャック本体２は、取付溝３（取付位置）を有しており、取付溝３に設置される爪４によってワークＷをクランプするようになっている。ワークＷは、搬送装置として例示するローダー５１によってチャック１に搬送される。チャック１にクランプされたワークＷは、複数の刃具を備えた刃物台（図示しない）の前後左右の移動によって加工される。爪４は、加工するワークＷの径が変わる時や長期間の使用による摩耗が生じた時に、手動または爪自動交換装置６０によって交換される。

　チャック本体２は、前ボディ５と、取付ボルト（図示しない）によって前ボディ５の後端面を塞ぐ後ボディ６と、を備えている。チャック本体２の前ボディ５および後ボディ６の内側に、内部空間（図示しない）が形成されている。図１に示すように、前ボディ５には、取付位置として例示する取付溝３が複数（例えば、３個）設けられている。取付溝３は、円周方向に等間隔に配置されている。図２および図３に示すように、取付溝３は、Ｔ字状の断面を有する幅広の底部７と、底部７より幅狭の上部８と、を有しており、チャック軸線ＣＬに対して垂直方向（半径方向）に延びるように形成されている。すなわち、底部７は、取付溝３のうち、半径方向に延びるように上部８よりも後方に形成された部分である。上部８は、取付溝３のうち、半径方向に延びるように底部７よりも前方に形成された部分である。なお、本明細書においては、図２における右側を前側と称し、左側を後側と称して、以下説明する。

　前ボディ５には、各取付溝３に対応するようにマスタージョー９が配置されている。チャック本体２のチャック軸線ＣＬ上には、各マスタージョー９に噛み合う駆動部材（図示しない）が配置され、駆動部材の移動によって各マスタージョー９が取付溝３に沿って半径方向に移動するようになっている。チャック本体２に備えたロック機構（図示しない）により取付溝３に案内された爪４とマスタージョー９とが連結される。爪４は、取付溝３と横断面形状が略同一であるベースジョー１０と、ベースジョー１０の前面に複数のボルト１１で固定されるトップジョー１２と、を含んでいる。爪４が取付溝３に取り付けられた場合には、ベースジョー１０は、取付溝３の底部７および上部８に挿入され、トップジョー１２は、取付溝３の前方に配置される。

　本実施の形態によるチャックの爪の案内構造（以下、単に案内構造３０と記す）は、上述したチャック本体２に設けられた取付溝３に挿入される爪４を案内するための構造である。

　図３に示すように、案内構造３０は、取付溝３に連通する案内空間Ａを画定する案内空間画定部１５と、案内空間Ａ内に設けられた規制部１４Ｂと、を備えている。案内空間画定部１５は、当接する爪４を第１方向Ｐにおいて取付溝３に沿う位置に規制する当接面１４Ａを有している。規制部１４Ｂは、第１方向Ｐとは異なる第２方向Ｑで爪４を取付溝３に沿う位置に規制する。本実施の形態においては、第１方向Ｐは、チャック軸線ＣＬに沿う方向に相当し、第２方向Ｑは、半径方向で見たときのチャック軸線ＣＬに対する垂直方向に相当する。第２方向Ｑは、図３における左右方向に相当する。

　このような案内構造３０について、より具体的に説明する。

　図１および図２に示すように、チャック本体２の外面において、各取付溝３に対応する位置（取付溝３の外周側の位置）に、取付面１３が形成されている。その取付面１３は、平坦状に形成されており、取付面１３には、図３に示すように、案内空間画定部１５がボルト１６によって取り付けられている。

　案内空間画定部１５は、案内空間Ａよりも後方に位置する後部１７と、後部１７からチャック本体２の前方に向けて突出する突出部１８と、を含んでいる。本実施の形態では、図３に示すように、後部１７は、第２方向Ｑに延びており、後部１７の両端部から前方（図３における下方）に向けて突出部１８が突出している。突出部１８は、第２方向Ｑにおける案内空間Ａの両側に配置されている。後部１７および突出部１８により、案内空間Ａが画定されている。

　図３に示すように、案内空間画定部１５の後部１７には、爪４の案内面４ａを当接させる上述した当接面１４Ａ（当接箇所）が設けられている。半径方向で見たときに、当接面１４Ａが取付溝３の底部７の底面７ａと一致するように案内空間画定部１５の位置は調整されている。

　図３および図４に示すように、左右両側の突出部１８には、交換する爪４の側面４ｂを当接させる規制部１４Ｂ（当接箇所）が設けられている。その規制部１４Ｂは、規制支持部１９ａを介して突出部１８に取り付けられている。本実施形態では、規制部１４Ｂおよび規制支持部１９ａの組合体として例示するセットスクリュ１９が突出部１８に取り付けられている。規制支持部１９ａは、突出部１８に移動可能に取り付けられており、規制部１４Ｂを支持している。規制支持部１９ａは、セットスクリュ１９のうち規制部１４Ｂ以外の部分に相当し、本実施の形態では、規制部１４Ｂと規制支持部１９ａとが一体に構成されている。規制支持部１９ａは、突出部１８に螺合している。すなわち、規制支持部１９ａは、突出部１８に設けられたねじ穴１８ａに螺合するネジ部１９ｂと、工具（図示しない）が嵌合可能な工具嵌合部１９ｃと、を含んでいる。工具嵌合部１９ｃには、案内空間画定部１５の外側から工具が挿入可能になっている。セットスクリュ１９の先端部が規制部１４Ｂとして構成されており、その規制部１４Ｂに爪４の側面４ｂを当接させる。規制部１４Ｂの先端は、半径方向で見たときに取付溝３の底部７の側面７ｂと一致するように調整されている。

　よって、案内空間画定部１５に設けられた当接面１４Ａおよび規制部１４Ｂにより、案内空間Ａに挿入された爪４の案内面４ａと側面４ｂの位置を取付溝３に合致させることができる。

　図４に示すように、案内空間画定部１５は、規制部１４Ｂの先端よりも案内空間Ａの外側（図４における左側）に位置する側壁面１５ａを有していてもよい。その側壁面１５ａは、案内空間Ａを画定する。本実施の形態においては、半径方向で見たときに、案内空間Ａの両側（図３における左右両側）に、側壁面１５ａが形成されている。側壁面１５ａは、取付溝３の底部７の側面７ｂよりも第２方向Ｑにおいて外側（図４における左側）に配置されている。

　本実施の形態においては、図３に示すように、案内空間画定部１５の後部１７に、複数の上述した当接面１４Ａが設けられていてもよい。図３においては、後部１７に、２つの当接面１４Ａが設けられており、第２方向Ｑにおける後部１７の両端部に配置されている。２つの当接面１４Ａの間には、後方に引き込まれた形状を有するラック凹部１７ａが設けられている。ラック凹部１７ａ内には、爪４の案内面４ａの間に設けられたラック４ｄが挿入可能になっており、爪４が案内空間画定部１５と干渉することを防止している。

　本実施の形態においては、図２に示すように、案内空間Ａ内に、爪４の挿入方向（半径方向）において互いに異なる位置に複数の規制部１４Ｂが設けられていてもよい。図２に示す例では、各突出部１８に、規制部１４Ｂをそれぞれ含む２つのセットスクリュ１９が設けられている。２つのセットスクリュ１９は、チャック軸線ＣＬに沿う方向において異なる位置に配置されていてもよい。また、規制部１４Ｂをそれぞれ含む２つのセットスクリュ１９の大きさは異なっていてもよい。

　図４に示すように、規制部１４Ｂは、案内空間Ａの内側に向かって凸となる湾曲面１４Ｂａを有していてもよい。その湾曲面１４Ｂａは、例えば、球面の一部をなしていてもよい。この湾曲面１４Ｂａに、爪４の側面４ｂが当接し、側面４ｂの位置が規制されるようになっている。

　次に、このような構成からなる本実施の形態による案内構造３０を用いて、チャック本体２に設けられた取付溝３にチャック１の爪４を挿入する方法について説明する。ここでは、爪自動交換装置６０を用いて、爪４を取付溝３に挿入する方法について説明する。

　まず、上述した案内構造３０の案内空間Ａに爪４が挿入されて、規制部１４Ｂにより、第１方向Ｐおよび第２方向Ｑにおいて爪４が取付溝３に沿う位置に規制される。より具体的には、図１に示すように、爪自動交換装置６０の把持爪６１の突起６２が爪４の係合凹部４ｃに係合した状態で、爪４が、案内空間Ａの上方から下降させて案内空間Ａに挿入される。すると、爪４の案内面４ａが、案内空間画定部１５の後部１７の当接面１４Ａに当接する。そして、案内面４ａを当接面１４Ａに当接させながら、爪４を更に下降させる。このようにして、爪４の案内面４ａが、第１方向Ｐにおいて取付溝３の底部７の底面７ａに沿う位置に位置づけられる。その後、爪４の側面４ｂが、セットスクリュ１９の規制部１４Ｂに当接する。そして、案内面４ａを当接面１４Ａに当接させるとともに側面４ｂを規制部１４Ｂに当接させながら、爪４を更に下降させる。このようにして、爪４の側面４ｂが、第１方向Ｐおよび第２方向Ｑにおいて取付溝３の底部７の側面７ｂに沿う位置に位置づけられる。

　続いて、爪４を案内空間Ａから取付溝３に移動させて、取付溝３に爪４が挿入される。この場合、爪４の案内面４ａを当接面１４Ａに当接させるとともに、爪４の側面４ｂを規制部１４Ｂに当接させながら、爪４を、取付溝３内の所望の位置まで下降させる。

　このようにして、チャック本体２に設けられた取付溝３に、チャック１の爪４を挿入することができる。

　爪４が取付溝３に挿入されて所望の位置に達した後、チャック本体２に備えたロック機構（図示しない）により、取付溝３に挿入された爪４とマスタージョー９とが連結される。その後、爪自動交換装置６０の把持爪６１が爪４の係合凹部４ｃから離れて、把持爪６１が引き上げられる。このようにして、チャック本体２に設けられた取付溝３にチャック１の爪４が取り付けられる。なお、案内構造３０は、チャック本体２の取付溝３に爪４を挿入する場合にチャック本体２の取付面１３に取り付けて、爪４が取付溝３に取り付けられた後に、取付面１３から取り外されてもよい。

　従って、交換する爪４を当接させる複数の当接面１４Ａおよび規制部１４Ｂを備えた案内空間画定部１５をチャック本体２に設けることにより、当接面１４Ａおよび規制部１４Ｂに爪４を当接させながら、取付溝３に向けて移動させることができる。従来のような、位置決めプレートとチャックとの間が離れていること場合には、位置決めプレートに取り付けたジョーホルダーの取り付け位置とチャックのジョー取り付け溝を合致させるための調整が長時間となる。しかしながら、本実施の形態では、交換する爪４の案内面４ａと側面４ｂの位置を取付溝３に対応させることを速やかに行うことができる。そして、チャック本体２に案内空間画定部１５が設けられたことにより、従来のように、爪を案内する部品（ジョーホルダー）を別の場所で保管して管理することを不要にできる。また、案内空間画定部１５をチャック本体２に取り付けて、当接面１４Ａおよび規制部１４Ｂを取付溝３に応じて移動可能としていることにより、案内空間画定部１５を取り付ける位置を調整することにより、交換する爪４の案内面４ａと側面４ｂの位置を取付溝３に対応させることができる。更に、案内空間画定部１５に移動可能なセットスクリュ１９を設け、そのセットスクリュ１９に当接させた爪４を取付溝３に向けて移動させるようにしたことで、爪４の移動を滑らかに行うことができる。

　このように本実施の形態によれば、チャック本体２に設けられた取付溝３に連通する案内空間Ａを画定する案内空間画定部１５が当接面１４Ａを有し、案内空間Ａ内に、規制部１４Ｂが設けられている。当接面１４Ａは、第１方向Ｐにおいて爪４を取付溝３に沿う位置に規制し、規制部１４Ｂが、第２方向Ｑにおいて爪４を取付溝３に沿う位置に規制する。このことにより、取付溝３に挿入される前に、爪４を取付溝３に合致する位置に位置づけることができる。このため、交換する爪４を速やかに取付溝３に向けて移動させることができる。また、案内空間Ａが取付溝３に連通しているため、案内空間Ａと取付溝３とが離れることを回避できる。このため、交換する爪４を速やかに取付溝３に向けて移動させることができる。

　また、本実施の形態によれば、案内空間Ａ内に、爪４の挿入方向において互いに異なる位置に複数の規制部１４Ｂが設けられている。このことにより、規制部１４Ｂによって取付溝３に沿う位置に規制された状態で、爪４を、案内空間Ａから取付溝３に挿入させることができる。このため、交換する爪４を速やかに取付溝３に向けて移動させることができる。

　また、本実施の形態によれば、規制部１４Ｂは、案内空間Ａの内側に向かって凸となる湾曲面１４Ｂａを有している。このことにより、爪４の側面４ｂを、取付溝３の側面７ｂに沿う位置に容易に規制することができる。このため、交換する爪４を速やかに取付溝３に向けて移動させることができる。

　また、本実施の形態によれば、案内空間画定部１５は、規制部１４Ｂの先端よりも案内空間Ａの外側に位置して案内空間Ａを画定する側壁面１５ａを有している。このことにより、案内空間Ａ内の爪４の側面４ｂを、規制部１４Ｂに当接させることができ、爪４の側面４ｂが、側壁面１５ａに当接することを回避することができる。このため、爪４の側面４ｂを、取付溝３の側面７ｂに沿う位置に容易に規制することができ、交換する爪４を速やかに取付溝３に向けて移動させることができる。

　また、本実施の形態によれば、案内空間画定部１５に、規制部１４Ｂを支持する規制支持部１９ａが移動可能に設けられている。このことにより、規制支持部１９ａを案内空間画定部１５に対して移動させることにより、規制部１４Ｂの位置を、取付溝３の側面７ｂに沿うように調整することができる。このため、爪４の側面４ｂを、取付溝３の側面７ｂに沿う位置に規制することができ、交換する爪４を速やかに取付溝３に向けて移動させることができる。

　また、本実施の形態によれば、規制支持部１９ａは、案内空間画定部１５に螺合している。このことにより、規制支持部１９ａを、案内空間画定部１５に対して容易に移動させることができ、規制部１４Ｂの位置を、取付溝３の側面７ｂに沿うように容易に調整することができる。

　ところで、図５に示す変形例のように、案内空間画定部１５は、後部１７と、一方の突出部１８とで構成されていてもよい。この場合、後部１７と当該突出部１８とで爪４を案内する案内空間Ａが形成される。後部１７は、爪４のラック４ｄよりも外側（図５における左側）に形成されてもよい。この場合でも、当接面１４Ａと規制部１４Ｂにより案内空間Ａにある爪４の案内面４ａと側面４ｂの位置を取付溝３に対応させることができる。

　また、図６に示す変形例のように、案内空間画定部１５は、チャック本体２と一体に構成されていてもよい。言い換えると、チャック本体２のうち取付溝３の外周側の部分が、案内空間画定部１５として構成されていてもよい。図６に示す変形例では、取付溝３の外周側の部分（上部）に、取付溝３の底部７の底面７ａに合致した当接面１４Ａが設けられている。当接面１４Ａは、底面７ａに連続状に形成されていてもよく、底面７ａと同一面をなしていてもよい。規制部１４Ｂを有するセットスクリュ１９の規制支持部１９ａは、チャック本体２に螺合されている。この場合においても、当接面１４Ａと規制部１４Ｂにより案内空間Ａにある爪４の案内面４ａと側面４ｂの位置を取付溝３に対応させることができる。

　図７に示す変形例では、図６に示す変形例に対してセットスクリュ１９を用いていない点が主に異なる。図７に示す変形例のように、規制部１４Ｂを、一般的な面取り加工で形成される傾斜面で構成してもよい。この場合、傾斜面は、側面７ｂに対して４５°の角度で２ｍｍの面取り寸法を有していてもよい。図７に示す変形例では、図６に示す当接面１４Ａと同様の当接面１４Ａによって、当接する爪４を第１方向Ｐにおいて取付溝３に沿う位置に規制される。また、上述した傾斜面として構成された規制部１４Ｂによって、当接する爪４を第２方向Ｑにおいて取付溝３に沿う位置に規制される。

　本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく発明の趣旨を逸脱しない範囲内において構成の一部を適宜変更して実施できる。
　

Claims

　チャック本体に設けられた取付溝に挿入される爪を案内するチャックの爪の案内構造であって、
　前記取付溝に連通する案内空間を画定する案内空間画定部であって、当接する前記爪を第１方向において前記取付溝に沿う位置に規制する当接面を有する案内空間画定部と、
　前記案内空間画定部に設けられ、前記第１方向とは異なる第２方向において前記爪を前記取付溝に沿う位置に規制する規制部と、を備えた、チャックの爪の案内構造。
　前記案内空間内に、前記爪の挿入方向において互いに異なる位置に複数の前記規制部が設けられている、請求項１に記載のチャックの爪の案内構造。
　前記規制部は、前記案内空間の内側に向かって凸となる湾曲面を有している、請求項１または２に記載のチャックの爪の案内構造。
　前記案内空間画定部は、前記規制部の先端よりも前記案内空間の外側に位置して前記案内空間を画定する側壁面を有している、請求項１～３のいずれか一項に記載のチャックの爪の案内構造。
　前記案内空間画定部に移動可能に設けられ、前記規制部を支持する規制支持部を更に備えた、請求項１～４のいずれか一項に記載のチャックの爪の案内構造。
　前記規制支持部は、前記案内空間画定部に螺合している、請求項５に記載のチャックの爪の案内構造。
　チャック本体に設けられた取付溝に爪を挿入するチャックの爪の挿入方法であって、
　請求項１～６のいずれか一項に記載のチャックの爪の案内構造の前記案内空間に前記爪を挿入して、前記当接面により前記爪を前記第１方向において前記取付溝に沿う位置に規制するとともに前記規制部により前記爪を前記第２方向において前記取付溝に沿う位置に規制する工程と、
　前記案内空間から前記取付溝に前記爪を移動させて、前記取付溝に前記爪を挿入する工程と、を備えた、チャックの爪の挿入方法。