(57)【要約】【課題】  ワーク把持爪の可動域を十分に大きくすることができ、ワーク把持爪によるワークの把持を十分に強固にすることができるダイヤフラム式チャックを提供する。【解決手段】  ダイヤフラム式チャック１は、突出部２１の後端部に係合凸部２５を形成したダイヤフラム２と、ベース３と、前側シリンダ４と、突出部７１の前端部に係合凸部５４を形成した前側ピストン５と、後側シリンダ６と、後側ピストン７と、から構成してあり、ダイヤフラム２の係合凸部２５と前側ピストン５の係合凸部５４とを係合させてある。そして、ダイヤフラム式チャック１内に、前側ピストン可動空気室８１、前後ピストン間隙空気室８２、後側ピストン可動空気室８３及び押圧空気室８４を画成してある。【選択図】          図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
突出部の外周に膜体部を接続し、その膜体部の外周に厚肉部を接続してあり、前記突出部の中央部には嵌合孔を穿設し、後端部には係合凸部を形成してあり、前記膜体部は薄肉状であり、その表面には円周方向所定間隔で複数の爪部材設定部を形成してあるダイヤフラムと、
筒状部の外周に板状部を接続してあり、前記筒状部の中央部には貫通孔を形成すると共に、その貫通孔の周囲に流体通路を形成してあるベースと、
板状部の外周に厚肉部を接続してあり、前記板状部の中央部には嵌合孔を穿設すると共に、前記厚肉部には流体通路を形成してある前側シリンダと、
突出部の周囲に板状部を接続してあり、前記突出部の中央部には嵌合孔を穿設すると共に、前端部には係合凸部を形成してある前側ピストンと、
板状部の外周に厚肉部を接続してあり、前記板状部の中央部には嵌合孔を穿設すると共に、前記厚肉部には流体通路を形成してある後側シリンダと、
突出部の周囲に板状部を接続してあり、前記突出部の中央部には嵌合孔を穿設してある後側ピストンと、から構成し、
前記ダイヤフラムの係合凸部と前記前側ピストンの係合凸部とを係合させたことを特徴とするダイヤフラム式チャック。
【請求項２】
前記ベース、前記前側シリンダ、前記前側ピストン、前記後側シリンダ及び前記後側ピストンに包囲されて前後ピストン間隙空気室が画成されることを特徴とする請求項１に記載のダイヤフラム式チャック。
【請求項３】
前記前側シリンダ及び前記前側ピストンに包囲されて前側ピストン可動空気室が画成され、前記後側シリンダ及び前記後側ピストンに包囲されて後側ピストン可動空気室が画成され、さらに、前記ベース、前記後側シリンダ及び前記後側ピストンに包囲されて後側ピストン押圧空気室が画成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のダイヤフラム式チャック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器部品、自動車エンジン部品等を製作する高精度切削加工機、ＮＣ旋盤・研削盤、及び各種計測機器における物品固定具として使用されるダイヤフラム式チャックに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ダイヤフラム式チャックとして、エア供給シャフトより直接ダイヤフラム空気室へ空気を供給し、空気圧を増圧することによって、ダイヤフラムを外方に膨張させ、ダイヤフラムに固定したワーク把持爪を開き、ワークをワーク把持爪に挿入させた後、ダイヤフラム空気室内の空気圧を減圧することによって、ダイヤフラムを内方に収縮させ、ワーク把持爪を閉じ、ワークをワーク把持爪によって把持するものが知られている。
【０００３】
しかし、上記従来のダイヤフラム式チャックでは、エア供給シャフトは回転ジャーナルとなっているため、高圧の空気を供給すると空気漏れが大きくなり、実用に耐えないことから、ダイヤフラム空気室にはそれほど高圧な空気を供給できないという問題があった。
そのため、ワークをワーク把持爪によって強固に把持できず、加工時、測定時に大きな負荷がかかった場合、ワークの位置が移動したり、離反したりして、精密な加工、測定が不可能になり、又、ワークが飛び散って極めて危険な状態になる場合もあった。
【０００４】
かかる問題点を解消すべく、ダイヤフラム空気室内に高圧な空気を供給できて、ワークをワーク把持爪によって強固に把持できるようにした、上記ダイヤフラム式チャックを改良したものが提案されている（特許文献１参照）。
このダイヤフラム式チャックは、ダイヤフラム式チャック内に摺動可能なピストンを配設してあり、ピストン前進空気室内に空気を供給してピストンを前進させ、ダイヤフラム空気室内の空気を加圧するようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１４６７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載のダイヤフラム式チャックでは、加圧したダイヤフラム空気室内の空気によってダイヤフラムを外方に膨張させるので、必ずしもダイヤフラムの中央部を押圧することができず、ワーク把持爪の可動域をあまり大きくできない。
又、ピストンを後退させて、ダイヤフラム空気室内の空気が自然に減圧されることによってダイヤフラムを内方に収縮させるので、ワーク把持爪によるワークの把持は未だ十分に強固であるとは言えない。
さらに、ダイヤフラム空気室内の空気が加圧され、異常に高圧になった場合には、ダイヤフラムの膜体部に許容応力以上の負荷がかかり、許容限度を超えて外方に膨張されるため、膜体部が破壊されてしまう虞もある。
【０００７】
本発明は、かかる問題点に鑑みて為されたものであって、その目的とするところは、  確実にダイヤフラムの中央部を押圧することができて、ワーク把持爪の可動域を十分に大きくすることができ、ダイヤフラム空気室内の空気を強制的に減圧させることができて、ワーク把持爪によるワークの把持を十分に強固にすることができ、又、ダイヤフラム空気室内の空気が異常に高圧になることはなく、ダイヤフラムの膜体部を破壊させることもないダイヤフラム式チャックを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明のダイヤフラム式チャックは、
突出部の外周に膜体部を接続し、その膜体部の外周に厚肉部を接続してあり、前記突出部の中央部には嵌合孔を穿設し、後端部には係合凸部を形成してあり、前記膜体部は薄肉状であり、その表面には円周方向所定間隔で複数の爪部材設定部を形成してあるダイヤフラムと、
筒状部の外周に板状部を接続してあり、前記筒状部の中央部には貫通孔を形成すると共に、その貫通孔の周囲に流体通路を形成してあるベースと、
板状部の外周に厚肉部を接続してあり、前記板状部の中央部には嵌合孔を穿設すると共に、前記厚肉部には流体通路を形成してある前側シリンダと、
突出部の周囲に板状部を接続してあり、前記突出部の中央部には嵌合孔を穿設すると共に、前端部には係合凸部を形成してある前側ピストンと、
板状部の外周に厚肉部を接続してあり、前記板状部の中央部には嵌合孔を穿設すると共に、前記厚肉部には流体通路を形成してある後側シリンダと、
突出部の周囲に板状部を接続してあり、前記突出部の中央部には嵌合孔を穿設してある後側ピストンと、から構成し、
前記ダイヤフラムの係合凸部と前記前側ピストンの係合凸部とを係合させたことを特徴とする。
【０００９】
ここで、後側シリンダ、前側ピストン及び後側ピストンによってピストン間隙空気室が画成される。
【００１０】
さらに、前側シリンダ、後側シリンダ及び前側ピストンによって前側ピストン可動空気室が画成され、後側シリンダ、ベース及び後側ピストンによって後側ピストン可動空気室が画成される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のダイヤフラム式チャックによれば、前側ピストンによって確実にダイヤフラムの中央部を押圧するので、ワーク把持爪の可動域を十分に大きくすることができる。
又、前側ピストンによってダイヤフラムの中央部を強制的に後方に後退させるので、ワーク把持爪によるワークの把持を十分に強固にすることができる。
さらに、前側ピストンの最前位置は機械的に規制されており、ダイヤフラムの中央部を規定以上に前進させないので、ダイヤフラムの膜体部が破壊することもない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のダイヤフラム式チャックの一実施例の正面図である。
【図２】本発明のダイヤフラム式チャックの一実施例の背面図である。
【図３】図１及び図２に示すダイヤフラム式チャックのＡ−Ａ断面図である。
【図４】図１及び図２に示すダイヤフラム式チャックのＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図１及び図２に示すダイヤフラム式チャックのＣ−Ｃ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明のダイヤフラム式チャックの好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
本発明のダイヤフラム式チャック１は、図１乃至５に示すように、ダイヤフラム２、ベース３、前側シリンダ４、前側ピストン５、後側シリンダ６及び後側ピストン７から構成してある。
【００１５】
ダイヤフラム２は、プリハードン鋼、機械構造用炭素鋼等の耐久性の高い鉄鋼材料を切削加工して形成したものであり、突出部２１の外周に膜体部２２を接続し、その膜体部２２の外周に厚肉部２３を接続してある。
突出部２１の中央部には嵌合孔２４を穿設してあり、後端部には係合凸部２５を形成してある。
膜体部２２は、肉厚１．０〜４．０ｍｍ程度の薄肉状であり、その表面には円周方向所定間隔で複数の爪部材設定部２６を形成してある。
【００１６】
ベース３は、筒状部３１の外周に板状部３２を接続してあり、筒状部３１の中央部には貫通孔３３を形成すると共に、その貫通孔３３の周囲に流体通路３４を形成してある。
【００１７】
前側シリンダ４は、板状部４１の外周に厚肉部４２を接続してあり、板状部４１の中央部には嵌合孔４３を穿設すると共に、厚肉部には流体通路４４を形成してある。
【００１８】
前側ピストン５は、突出部５１の周囲に板状部５２を接続してあり、突出部５１の中央部には嵌合孔５３を穿設すると共に、前端部には係合凸部５４を形成してある。
【００１９】
後側シリンダ６は、板状部６１の外周に厚肉部６２を接続してあり、板状部６１の中央部には嵌合孔６３を穿設すると共に、厚肉部には流体通路６４を形成してある。
【００２０】
後側ピストン７は、突出部７１の周囲に板状部７２を接続してあり、突出部７１の中央部には嵌合孔７３を穿設してある。
【００２１】
先ず、ダイヤフラム２の裏面側に前側シリンダ４を当接させ、前側シリンダ４の嵌合孔４３に前側ピストン５の突出部５１を嵌合させ、ダイヤフラム２の係合凸部２５と前側ピストン５の係合凸部５４とを係合させる。
次に、前側シリンダ４の裏面側に後側シリンダ６を当接させ、後側シリンダ６の嵌合孔６３に後側ピストン７の突出部７１を嵌合させる。
次に、後側シリンダ６の裏面側にベース３を当接させ、ダイヤフラム２の嵌合孔２４、前側ピストン５の嵌合孔５３、後側ピストン７の嵌合孔７３にベース３の筒状部３１を嵌合させる。
【００２２】
そして、ダイヤフラム２、前側シリンダ４、後側シリンダ６及びベース３をボルト、ナットによって締結し、連結すれば、本発明のダイヤフラム式チャック１を組立てることができる。
【００２３】
ダイヤフラム式チャック１の組立時には、図３〜５に示すように、前側シリンダ４及び前側ピストン５に包囲されて前側ピストン可動空気室８１が画成され、ベース３、前側シリンダ４、前側ピストン５、後側シリンダ６及び後側ピストン７に包囲されて前後ピストン間隙空気室８２が画成される。
又、後側シリンダ６及び後側ピストン７に包囲されて後側ピストン可動空気室８３が画成され、ベース３、後側シリンダ６及び後側ピストン７に包囲されて後側ピストン押圧空気室８４が画成される。
【００２４】
本発明のダイヤフラム式チャック１は、以上のような構成であって、以下にその作用、効果について説明する。
【００２５】
先ず、図示しない流体供給装置から所定圧力の空気を供給すると、空気はベース３の流体通路３４を通過し、分岐通路３５から前後ピストン間隙空気室８２に流入すると共に、分岐通路３６から後側ピストン押圧空気室８４に流入する。
この時点では、前後ピストン間隙空気室８２と後側ピストン押圧空気室８４の空気圧は同一圧力となっている。
【００２６】
タイムラグを発生させ、後側ピストン７が少し前進した時点で、前後ピストン間隙空気室８２内の空気は密閉圧縮され、増圧することが可能になり、前側ピストン５に大きな押圧力を付与することができる。
この時、後側ピストン押圧空気室８４の断面積は前後ピストン間隙空気室８３の断面積の略４倍あるので、前後ピストン間隙空気室８３内の空気を略４倍の圧力で増圧させることになる。
【００２７】
後側ピストン７がさらに前進し、前後ピストン間隙空気室８２内の空気を圧縮して、上記押圧力によって、前側ピストン５は前進する。
そして、ダイヤフラム２の突出部２１が前方に押圧され、膜体部２２が外方に膨張させられるから、ダイヤフラム２に固定したワーク把持爪を大きく開くことができ、ワークをワーク把持爪に挿入させることができる。
【００２８】
次に、図示しない流体供給装置から所定圧力の空気を供給すると、空気はベース３の流体通路３７、後側シリンダ６の流体通路６４を通過し、分岐通路６５から後側ピストン可動空気室８２内に流入すると共に、さらに、前側シリンダ４の流体通路４４を通過し、分岐通路４５から前側ピストン可動空気室８１内に流入する。
【００２９】
これによって、前側ピストン５、後側ピストン７が後退し、ダイヤフラム２の突出部２１は強制的に後方に押圧され、膜体部２２が内方に収縮させられるから、ダイヤフラム２に固定したワーク把持爪を閉じることができ、ワークをワーク把持爪によって強固に把持することができる。
【００３０】
以上のように、本発明のダイヤフラム式チャック１によれば、ダイヤフラム２の係合凸部２５と前側ピストン５の係合凸部５４とを係合させたことによって、前側ピストン５の前進によって確実にダイヤフラム２の中央部を押圧することができるので、ワーク把持爪の可動域を十分に大きくすることができる。
【００３１】
又、ダイヤフラム２の係合凸部２５と前側ピストン５の係合凸部５４とを係合させたことによって、前側ピストン５の後退によってダイヤフラム２の中央部を強制的に後方に後退させることができるので、ワーク把持爪によるワークの把持を十分に強固にすることができる。
【００３２】
さらに、前側ピストン５の最前位置は前側シリンダ４に当接して停止する位置であり、物理的に規制されているから、ダイヤフラム２の中央部を規定以上に前進させて、ダイヤフラム２の膜体部２２に許容限度を超えた応力が負荷されることはなく、ダイヤフラム２が破壊することはない。
【符号の説明】
【００３３】
１  ダイヤフラム式チャック
２  ダイヤフラム
２１  突出部
２２  膜体部
２３  厚肉部
２４  嵌合孔
２５  係合凸部
２６  爪部材設定部
３  ベース
３１  筒状部
３２  板状部
３３  貫通孔
３４  流体通路
３５  分岐通路
３６  分岐通路
３７  流体通路
４  前側シリンダ
４１  板状部
４２  厚肉部
４３  嵌合孔
４４  流体通路
４５  分岐通路
５  前側ピストン
５１  突出部
５２  板状部
５３  嵌合孔
５４  係合凸部
６  後側シリンダ
６１  板状部
６２  厚肉部
６３  嵌合孔
６４  流体通路
６５  分岐通路
７  後側ピストン
７１  突出部
７２  板状部
７３  嵌合孔
８１  前側ピストン可動空気室
８２  前後ピストン間隙空気室
８３  後側ピストン可動空気室
８４  後側ピストン押圧空気室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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