(57)【要約】【課題】把持する加工部品の浮き上がりを防止し、高速回転にともなう遠心力によって把持が弱化するのを防止する。【解決手段】スピンドルＡと共に回転する回転体１の前面複数の放射線上に設けた凹入溝２に掴みと掴み解除との範囲内スライドするように嵌め込んだ把持爪４付のマスタジョー３と、上記回転体内のマスタジョーの後方で作用させる流体圧により前後方向にスライドするように設けたピストン９と、このピストンのスライドによって上記マスタジョーを掴み方向と掴み解除方向とにスライドさせるように設けた連動手段と、上記回転体の各マスタジョーの後方に前記回転体の中心方向と周方向とにスライドすると共に、周方向への押圧力を付与して組み込んだウエイト２８と、中間の支点と上記ウエイトに対する係合一端との距離が、中間の支点と上記マスタジョーに対する係合他端との距離よりも大きくなっているように設けたレバー３５とからなる構成を採用する。【選択図】図３
2008044092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピンドルと共に回転する回転体の前面複数の放射線上に設けた凹入溝と、この各凹入溝に掴みと掴み解除との範囲内スライドするように嵌め込んだ把持爪付のマスタジョーと、上記回転体内のマスタジョーの後方で作用させる流体圧により前後方向にスライドするように設けた進退手段と、この進退手段のスライドによって上記マスタジョーを掴み方向と掴み解除方向とにスライドさせるように設けた連動手段と、上記回転体の各マスタジョーの後方に前記回転体の中心方向と周方向とにスライドすると共に、周方向への押圧力を付与して組み込んだウエイトと、中間の支点と上記ウエイトに対する係合一端との距離が、中間の支点と上記マスタジョーに対する係合他端との距離よりも大きくなっているように設けたレバーとからなるチャック。
【請求項２】
前記マスタジョーのスライド凹入溝を回転体内の中空部に前記回転体と共に回転するように組み込んだ円板に設け、上記中空部を閉鎖する円板の周面にシール用のＯリングを介在し、また上記円板の上記マスタジョーに対向する位置に長孔を設けて、この長孔に貫通させたマスタジョー前部に取付座と共に把持爪を取り付けたことを特徴とする請求項１に記載のチャック。
【請求項３】
前記凹入溝が、回転体の中空部に嵌め込む円板に形成され、この円板にバネにより前方に飛び出す突出力を付与すると共に、上記中空部の後壁から上記円板にねじ込むボルトに上記円板の付与突出力による飛び出し量の制限カラーを嵌装したことを特徴とする請求項１に記載のチャック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、加工部品を把持することで加工部品の浮き上がるのを防止すると共に、高速回転にともない働く遠心力によって加工部品に対する把持力が弱まるのを防止するチャックに関する。
【背景技術】
【０００２】
加工部品を把持することでの浮き上がりにより加工精度が低下するので、不良品の発生原因となり、またチャックの高速回転にともないマスタジョーとトップジョーに働く遠心力によって加工部品の把持力が弱まり、この把持力の弱化にともなって加工精度に悪影響を及ぼすと共に、すべりなどによって加工部品が飛出して事故発生の原因になる。
【０００３】
そこで、チャックの高速回転にともない発生する遠心力で把持力の弱化を防止するようにしたチャックがある（特許文献１）。
【特許文献１】実公昭５６−１０４８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１の構造のものは、ボデイの回転にともなう遠心力により周方向に移動するウエイトで二等分位置の中間に支点を有するレバーが揺動し、この揺動するレバーを介しボデイの中心方向にマスタジョーを強制的にスライドさせながらマスタジョーと一体のトップジョーにより加工部品を掴むようになっている。すなわち、掴み力の弱化をウエイトで解消する。
【０００５】
このような方式によると、両端をウエイトとマスタジョーに係合したレバーの支点が二等分位置の中間にあるため、ウエイトの遠心力とマスタージョーとトップジョーの合わせた遠心力に大幅な差が生じるため把持力が低下する。すなわち、ウエイトの重量とマスタージョーとトップジョーの重量を均等にすることは難しいため把持力は減退する。
【０００６】
すると高速回転によってジョー側の遠心力が大幅に増加すると、強力な掴み力でないため、加工にともない加工部品に切削力が作用すると把持部分から加工部品が飛び出して事故が発生する。
【０００７】
また、掴み時に加工部品の引き込み機構がないために把持力にともない加工部品の浮き上がりが発生して高精度加工及び高速回転に適さない。
【０００８】
さらに、ボデイの表面にマスタジョーのスライド部分が露出しているので、クーラント液や切削屑が侵入し、侵入にともないマスタジョーのスムーズなスライドを阻害する。
【０００９】
このため、頻繁なメンテナンスを行う問題があった。
【００１０】
そこで、この発明は、上述の問題を解消するようにした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】
【００１１】
上記の課題を解決するために、この発明は、スピンドルと共に回転する回転体の前面複数の放射線上に設けた凹入溝と、この各凹入溝に掴みと掴み解除との範囲内スライドするように嵌め込んだ把持爪付のマスタジョーと、上記回転体内のマスタジョーの後方で作用させる流体圧により前後方向にスライドするように設けた進退手段と、この進退手段のスライドによって上記マスタジョーを掴み方向と掴み解除方向とにスライドさせるように設けた連動手段と、上記回転体の各マスタジョーの後方に前記回転体の中心方向と周方向とにスライドすると共に、周方向への押圧力を付与して組み込んだウエイトと、中間の支点と上記ウエイトに対する係合一端との距離が、中間の支点と上記マスタジョーに対する係合他端との距離よりも大きくなっているように設けたレバーとからなる構成を採用する。
【００１２】
すると、レバの支点からウエイトの係合片端迄の距離に対し、レバーの支点からマスタジョーの係合もう片端迄の距離を小さくして、ウエイトの遠心力をマスタジョーに倍加させる。
【００１３】
このため、遠心力が相殺されることなく有効に作用させて、掴み力の弱化をなくすることができる。
【００１４】
そしてマスタジョーと共に把持加工品物を引き込むことができる。
【００１５】
また、マスタジョーのスライド凹入溝を回転体内の中空部に前記回転体と共に回転するように組み込んだ円板に設け、上記中空部を閉鎖する円板の周面にシール用のＯリングを介在し、また上記円板の上記マスタジョーに対向する位置に長孔を設けて、この長孔に貫通させたマスタジョー前部に取付座と共に把持爪を取り付けた構成を採用する。
【００１６】
すると、マスタジョーのスムーズなスライドを保障し、メンテナンスが不要になる。
【００１７】
さらに、凹入溝が、回転体の中空部に嵌め込む円板に形成され、この円板にバネにより前方に飛び出す突出力を付与すると共に、上記中空部の後壁から上記円板にねじ込むボルトに上記円板の付与突出力による飛び出し量の制限カラーを嵌装した構成を採用する。
【００１８】
すると、ウエイトの遠心力をマスタジョーに倍加させてマスタジョーと共に把持（掴んだ）した加工物を引き込み、この引き込みが進退手段に供給し続ける流体により把持爪を有する円板を突出力に抗して引き戻す。
【００１９】
この引き戻しの作用が上述の加工物の引き込み後さらに引き込みを増加させることになる。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、この発明のチャックによれば、回転体の回転にともない発生する遠心力によりウエイトの重量をレバーによりマスタジョー側に倍加して作用させるようにしてあるので、把持力に弱化がなく、すなわち、把持側の遠心力をウエイトの遠心力により相殺されることなく有効に作用させて把持力の低下をなくすることができるため高速回転に対応でき、また事故の発生を防止する。
【００２１】
このため加工部品の安定した把持力が得られると共に、各ウエイトに付与してある回転体の外周方向の押圧力によって回転体の回転始動後ただちに掴み方向にマスタジョーへの遠心力を作用させることもできる。
【００２２】
また、加工中に作用させる流体によりマスタジョーを引き込んで、この引き込みにより加工部品を引き込むので、加工部品の飛び出しがなく、高精度加工ができる。
【００２３】
さらに、マスタジョーのスライド凹入溝を回転体内に設けてあるので、クーラント液や切削屑の侵入がない。
【００２４】
このため、著しく手数がかかるメンテナンスが不要になって、マスタジョーのスムーズなスライドが保障できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２６】
この発明の第１の実施形態では、図１から図６に示すように、工作機械のスピンドルＡと共に回転する回転体１の前面複数の放射線上に前面が開放する凹入溝２を設けて、この各凹入溝２には、掴みと掴み解除との範囲内でスライドする把持爪４付のマスタジョー３が嵌め込んである。
【００２７】
上記の把持爪４は、図示の場合、マスタジョー３の前面にボルト５を介し取付けてある取付座６にボルト７を介し交換自在に取付けてある。
【００２８】
また、回転体１内のマスタジョー３の後方には、作用させる流体圧により前後方向にスライドさせる進退手段Ｓが設けてある。
【００２９】
上記の進退手段Ｓは、図３に示すように回転体１内の後方に中空室８を設けて、この中空室８に進退手段Ｓとしてピストン９を組み込み、ピストン９の前進は、図３に示すように中空室８のピストン９の後面に第１通路１０から供給する流体圧を作用させ、ピストン９の後進は、図５に示すように中空室８のピストン９の前面に第２通路１１から供給する流体圧を作用させるようにしたが、限定されず、例えば図８に示すように、進退手段Ｓとしてのジャーナル９１からシリンダ９２に作用させる流体圧により進退するドローチューブ９３の先端にピストン９としてのフランジ（後述の連動手段Ｃのロッド１６に連結する）を設けてもよい。
【００３０】
なお、ジャーナル９１の後方にクーラントチューブにエアーを圧送するチューブジャーナル（図示省略）を配置することもある。
【００３１】
さらに、ピストン９のスライドにともない連動手段Ｃによりマスタジョー３を掴み方向と掴み解除方向とに強制的にスライドさせると共に、掴み時に加工部品Ｂを引き込むようになっている。
【００３２】
上記の連動手段Ｃは、図２、３、６に示すように回転体１の前面から内方に向く中空部１３に組み込んでボルト７９止めにより回転しないように拘束してある円板１４にマスタジョー３と同数の貫通孔１５を設けて、この貫通孔１５に末端がピストン９に回転しないようボルト止めしたロッド１６の先端膨出部１７を嵌入し、膨出部１７の外周上記ロッド１６の軸線に対し斜交するように設けてある突条１８をマスタジョー３の側面スライド方向に斜交させて（突条１８と同角度に）設けてある溝１９に噛み合い状に嵌め込んで構成してある。
【００３３】
すると、ピストン９のスライドにともないマスタジョー３が中心方向、周方向にスライドすると共に、加工部品Ｂの掴み時に引き込む。
【００３４】
勿論他の機構によってピストン９のスライドをマスタジョー３の直角方向のスライドに変換させてもよい。
【００３５】
なお、円板１４は、前後二枚が１組になって、後側円板１４の前面に設けてある放射状の凹入溝２にマスタジョー３の後部両側を嵌め込んでガイドすると共に、前側円板１４の長方形の長孔２０にマスタジョー３の前部を貫通（放射線方向で、かつ掴み方向と掴み解除方向の範囲内スライドできるように）させると共に、二枚１組の円板１４は、ボルト２１により一体化して、前後の円板１４、１４にマスタジョー３をスライド自在に抱き込んである。
【００３６】
また、中空室１３内のマスタジョー３の後方には、各マスタジョー３にそれぞれ対峙して回転体１の中心方向と周方向とにスライドするウエイト２８が設けてある。
【００３７】
上記のウエイト２８は、弧状部２９と、この弧状部２９の両端間の中央から中心方向に突出する筒状の脚部３０とで構成され、脚部３０に挿入したバネ３１は、一端を脚部３０の底に、他端を回転体１の中心で、中空部１３内をへて回転体１の前面に向く軸材３２の外周面にスライドピン３３を介し当接させて、ウエイト２８に回転体１の周方向に向く突出力を付与しておく。
【００３８】
すると、回転体１の回転にともなう遠心力でウエイト２８がただちに回転体１の周方向にスライドする。
【００３９】
さらに、後側円板１４の各マスタジョー３に対向する位置に支点用の透孔３４を設けて、この透孔３４に貫通したレバー３５の一端をウエイト２８の弧状部２９の両端間中央の係合孔３６に嵌入し、レバー３５の他端をマスタジョー３の中心の係合孔３７に嵌入する。
【００４０】
その際、レバー３５の支点（透孔３４）からウエイト２８側一端迄の距離が、レバー３５の支点（透孔３４）からマスタジョー３側他端迄の距離よりも大きく（図示の比率は２：１になっている）してあり、この比率によってウエイト２８の遠心力がマスタジョー３に倍加するようにしてある。
【００４１】
図中４０は円板１４の中心に設けた軸材３２の貫通孔、４１は前側円板１４の前面長孔２０の縁に沿って配置したＯリングで、このＯリング４１によってマスタジョー３と取付座６との重なり面からのクーラント液や切削屑の侵入を防止する。４３は加工品物Ｂの着座ストッパーで、この着座ストッパー４３は、加工部品Ｂの長手位置決めで、着座面６３を有し、着座検出用のセンサー穴６４がある。
【００４２】
上記のように構成すると、把持爪４の内端間に加工部品Ｂを嵌入する。
【００４３】
次に第２通路１１から中空室８に流体を供給して、ピストン９を後退させて共にロッド１６を後進させると、連動手段Ｃを介し各マスタジョー３を中心方向にスライドさせて把持爪４により加工部品Ｂを把持する。さらに中空室８には、常に流体を供給し続けるため、ピストン９は後進し続け、円板１４と取付座６、把持爪４は一体となり一定量引き込まれる（左に移動する）。すると把持した加工部品Ｂは着座面６３に密着することで安定し、加工部品Ｂの浮き上がりを防止したことになる。
【００４４】
一方、回転体１の回転にともない発生する遠心力によってウエイト２８を周方向にスライドさせる。
【００４５】
ウエイト２８のスライドにともないレバー３５の傾動によって各マスタジョー３に中心方向にスライドさせようとする力（モーメント）が作用する。
【００４６】
この作用力は、レバー３５の支点とウエイト２８に対する係合一端との距離が、レバー３５の支点とマスタジョー３に対する係合他端との距離よりも長くしてあるので、ウエイト２８の遠心力が倍加してマスタジョー３に動く。
【００４７】
このため、把持爪４の把持力が弱化（マスタジョー３や取付座６や把持爪４に働く遠心力に影響されることなく）せず、強い引き込みを有する把持力を維持しながら加工できる。
【００４８】
また、加工中においても、第２通路１１からの流体の供給を続行しているので、円板１４、マスタジョー３、取付座６、把持爪４による加工部品Ｂの引き込みが行なわれて、高精度で加工部品Ｂの飛び出しを防止する。
【００４９】
この発明の第２の実施形態では、各マスタジョー３のスライド凹入溝２を回転体１内に設けておく。
【００５０】
上記回転体１内に凹入溝２を設ける要因は、加工時に使用するクーラント液や切削屑などが凹入溝２内に侵入して、各マスタジョー３のスムーズなスライドを阻害したり、頻繁なメンテナンスを行う必要がないようにすることにある。
【００５１】
このため、回転体１の前面中空部１３に嵌め込む前側円板１４の外周にＯリング５１を、円板１４の内周にＯリング５２を介在する。
【００５２】
そして前側円板１４の各マスタジョー３と対向する位置にマスタジョー３のスライド範囲の長孔２０を設けて、この長孔２０にマスタジョー３の前部をスライド自在に貫通させ、マスタジョー３の貫通した前面に取付座６を介在して把持爪４を取付けておく。
【００５３】
そして、長孔２０の縁に沿って取付座６の裏面に接触するＯリング４１を配置しておく。
【００５４】
この発明の第３の実施形態では、図５に示すように、組み込んだ円板１４に少し前方に飛び出すような突出力がバネ６１によって付与されている。
【００５５】
上記のバネ６１は、中空部１３の後壁と円板１４との対向面に設けてある凹入部６７にバネ６１を嵌入する。
【００５６】
そして、円板１４が回転移動しないように拘束する中空部１３の後壁から円板１４にねじ込むボルト２１には、カラー６２を嵌装し、このカラー６２の末端鍔部６８が中空部１３の後壁に設けてあるカラー６２の貫通孔６９の挿入端側の大径な拡径凹入段部７０に嵌り込んで、バネ６１による付与突出力での飛び出し量を一定に制限すると共に、円板１４に中空室１３の後壁側への一定量のスライドを許容するようになっている。
【００５７】
すると、ウエイト２８の遠心力をレバー３５により倍加させてマスタジョー３に作用させて加工部品Ｂを掴み込む。この作用に続行してピストン９に作用し続けている流体により把持爪４を有する円板１４をバネ６１による突出力に抗して引き戻し、加工部品Ｂは掴まれたまま、さらに着座面６３に密着するまで引き込まれる。
【００５８】
この引き戻しの作用が上述の掴んだ加工物Ｂを掴み込み後さらに加工物Ｂを引き込むように機能を増加させることとなって、加工物Ｂの浮き上がりや飛び出しがないため、高精度の加工や高速運転（回転）下での加工が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】この発明の実施形態を示す正面図
【図２】同上の縦断正面図
【図３】同縦断側面図
【図４】ウエイトの部分を示す縦断正面図
【図５】流体供給通路を示す縦断側面図
【図６】同上の要部の分解斜視図
【図７】レバーの作用を示す縦断拡大側面図
【図８】ピストンをスライドさせる他の例の縦断側面図
【符号の説明】
【００６０】
Ａ      スピンドル
Ｂ      加工部品
Ｃ      運動手段
Ｓ      進退手段
１      回転体
２      凹入溝
３      マスタジョー
４      把持爪
５、７  ボルト
６      取付座
８      中空室
９      ピストン
１０    第１通路
１１    第２通路
１３    中空部
１４    円板
１５    貫通孔
１６    ロッド
１７    膨出部
１８    突条
１９    溝
２０    長孔
２１    ボルト
２８    ウエイト
２９    弧状部
３０    脚部
３１    バネ
３２    軸材
３３    スライドピン
３４    透孔
３５    レバー
３６、３７    係合孔
４１、５１、５２    Ｏリング
６１    バネ
６２    カラー
６７    凹入部
６８    鍔部
６９    貫通孔
７０    凹入段部
【図１】
2008044092.tif 000003
【図２】
2008044092.tif 000004
【図３】
2008044092.tif 000005
【図４】
2008044092.tif 000006
【図５】
2008044092.tif 000007
【図６】
2008044092.tif 000008
【図７】
2008044092.tif 000009
【図８】
2008044092.tif 000010