(57)【要約】【課題】外部の真空装置及びロータリージョイントのような複雑で大型の機構を用いずに簡潔な構造で、チャックそのものに遠心力を利用した真空発生装置を内蔵させたもので、加工物を確実かつ安定性よく保持することができる真空チャックを提供する。【解決手段】  本願発明は、旋盤加工用の真空チャックであって、チャック内部に、チャックの回転により生ずる遠心力を利用した真空発生装置を内蔵させ、これによって生ずる吸引力によって加工物を保持するようにしたことを特徴とする真空チャックにより解決したものである。【選択図】  図１
2012020373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋盤加工用の真空チャックであって、チャック内部に、チャックの回転により生ずる遠心力を利用した真空発生装置を内蔵させ、これによって生ずる吸引力によって加工物を保持するようにしたことを特徴とする真空チャック。
【請求項２】
チャックの内部に、チャック回転軸に対して放射状に配置された複数のシリンダー、及びそれらに嵌合して動くピストン、該ピストンを回転軸方向に押し付けるスプリングからなり、各シリンダー頂部に設けた孔と連通し、それらが加工物の吸着面にあけられた孔に繋がっていることを特徴とする真空発生装置を内蔵させたことを特徴とする請求項1記載の真空チャック。
【請求項３】
チャックの内部に、チャック回転軸に同芯で設けられた１個のシリンダーとこれに嵌合して動くピストン、該ピストンを回転軸の一方方向に押し付けるように付勢されたスプリングと回転軸まわりに設けられ、該回転軸と垂直の軸周りに回転する複数の振り子およびこれに連結したカムからなり、該カムの回転によりピストンをスプリング押し付ける力に抗して動かすことによって真空を発生させる真空発生装置を内蔵させたことを特徴とする請求項1記載の真空チャック。
【請求項４】
加工物を着脱しやすくするためのもので、ピストンとシリンダーをシールするОリングの近傍で、チャックが回転したときに、ピストンが動く方向側のシリンダーにあけられた孔と、加工物の吸着面にあけられた孔とが連通していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載された真空チャック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、旋盤に取り付けて加工物を保持するために用いる真空チャックに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
旋盤は、金属などの機械加工機として広く利用されている。また最近では金属やプラスチックなどの薄いシート材料や強度の弱い加工物に対する旋盤加工の要求も多くなっている。
しかしながら、旋盤は加工物を回転軸に対してしっかりと保持させなければならないが、上述した材料の機械加工の際には、周辺部で強く固定すると撓んだり、破損したり、あるいは背面で固定した場合加工面の平面性が損なわれ、また回転している状態で安定性よく保持させることが難しい面があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１５５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような旋盤加工において、前記特許文献１に示された文献には、機械加工機に供する回転装置において、上述した機械的固定手段に代わって、吸引力を利用して加工物を保持させる構造が開示されている。
このように、真空吸引力を利用して加工物を保持させることは、前述した固定手段を改善する有効な手段と考えられるが、この加工機においては外部に真空吸引装置を設け、これに繋がる排気管に対し、真空を保ちながら回転可能に連結させるロータリージョイントが必要であり、装置が大型化しかつ複雑化してしまう恨みがあった。
【０００５】
本発明は、この特許文献１の着想と同様に、真空吸引の機構を採用することについて鋭意検討した結果、外部の真空装置及びロータリージョイントのような複雑で大型の機構を用いずに簡潔な構造で、チャックそのものに遠心力を利用した真空発生装置を内蔵させたもので、加工物を確実かつ安定性よく保持することができる真空チャックを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち本発明の請求項1の発明は、旋盤加工用の真空チャックであって、チャック内部に、チャックの回転により生ずる遠心力を利用した真空発生装置を内蔵させ、これによって生ずる吸引力によって加工物を保持するようにしたことを特徴とする真空チャックを要旨とするものである。
また請求項２の発明は、請求項1の要件を備え、さらにチャックの内部に、チャック回転軸に対して放射状に配置された複数のシリンダー、及びそれらに嵌合して動くピストン、該ピストンを回転軸方向に押し付けるスプリングからなり、各シリンダー頂部に設けた孔と連通し、それらが加工物の吸着面にあけられた孔に繋がっていることを特徴とする真空発生装置を内蔵させたことを特徴とする真空チャックを要旨とするものである。
さらに請求項3の発明は、請求項1の要件を備え、さらにチャックの内部に、チャック回転軸に同芯で設けられた１個のシリンダーとこれに嵌合して動くピストン、該ピストンを回転軸の一方方向に押し付けるように付勢されたスプリングと回転軸まわりに設けられ、該回転軸と垂直の軸周りに回転する複数の振り子およびこれに連結したカムからなり、該カムの回転によりピストンをスプリング押し付ける力に抗して動かすことによって真空を発生させる真空発生装置を内蔵させたことを特徴とする真空チャックを要旨とするものである。
さらにまた請求項４の発明は、前記請求項１ないし３のいずれかの要件を備え、さらに加工物を着脱しやすくするためのもので、ピストンとシリンダーをシールするОリングの近傍で、チャックが回転したときに、ピストンが動く方向側のシリンダーにあけられた孔と、加工物の吸着面にあけられた孔とが連通していることを特徴とする真空項チャックを要旨とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、前述した構成からなるものであるから、外部の真空装置及びロータリージョイントのような複雑な機構を用いずに、チャック内部にチャックの回転によって生ずる遠心力を利用した真空発生装置を内蔵させ、これによって生ずる吸引力によって加工物を保持するようになっているので、旋盤のチャックに装着するだけの簡潔な構造でありながら、加工物を確実かつ安定性よく保持することができ、かかる旋盤加工に要する経費を大幅に節減しうる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施例で、真空チャックを実装した旋盤の主要部を示す部分的な断面図である。
【図２】図１のシリンダーの一部を拡大した部分的な断面図である。
【図３】本発明の第２の実施例で、真空チャックを実装した旋盤の主要部を示す部分的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下本発明の実施の形態を図面に基づき説明するが、図１及び図２は第１の実施例を示している。
図1は主要部を示す断面図である。旋盤の回転軸1を中心にすべてのものが回転する。加工物２はプラスチックで金属に比較して柔らかい。加工物密着面２ａと加工面２ｂがあり加工面２ｂを削り、肉厚を薄く加工しようとするもので通常の方法では無理である。加工物ホルダー３は加工物２と本発明の真空チャックを繋ぐもので金属製である。そしてホルダー密着面３ａは加工物密着面２ａと同一形状になっている。シールОリング4は加工物の外周面２ｄと密着しシールと加工物がこぼれ落ちるのを防止している。また、シールОリング４はホルダー密着面３ａの面に設置してもよい。空気孔５は密着面の空気を抜くためのもので必要に応じて複数個設けられる。また空気孔同士を繋ぐ通路６があり、チャック本体８空気通路１４に繋がっている。
【００１０】
このチャック本体８は金属製で、加工物ホルダー３は同心上に嵌合されていて円周に配置された複数のネジで結合されている。真空チャックОリング７は両者の嵌合部をシールするものである。
チャック本体８にはシリンダー８ａと８ｂが対称に設置されている。シリンダーはこの例では２個だがそれ以上でもよい。それぞれのシリンダー８ａ、８ｂにはピストン９と摺動用ピストンОリング１１があり、シリンダー８ａ、８ｂとピストン９がシールされている。スプリング１０はピストン９をシリンダー底面（回転軸１方向）に押し付ける働きをしている。シリンダーキャップ１２はシリンダー８ａ、８ｂにピストン９とスプリング１０を入れそれを塞ぐので、チャック本体８にねじ込まれ、空気抜き孔１３が設けてある。空気リリース孔１５は加工物２が加工物ホルダー３に押し付けられるとき余分な空気をシリンダー８ａ、８ｂ内から空気抜き孔１３を通して外に放出するためのものである。チャックホールド１６は円柱で旋盤のチャック用爪１７で旋盤チャック１８にチャック本体８を固定している。
【００１１】
このような構成のチャック本体８の加工物ホルダー３に加工物２を押し付ける。シールОリング４が加工物２をホールドする。次に、旋盤チャック１８を回転させるとチャック本体８も回転し、ピストン９に遠心力が働きスプリング１０の押し付け力を上回ると円周方向に動き出す。この時ピストンОリング１１が空気リリース孔１５より外周側に移動するとホルダー密着面３ａ、空気孔５、通路６、空気通路１４が気密状態となる。ピストン９は外周方向に移動する程、強い遠心力が働き、ピストン９はシリンダーキャップ１２に当たって止まる。これにより、上述の気密状態になった空間の容積がピストン１０が移動した分まで拡大するため、減圧され、大気圧により加工物２は加工物ホルダー３に強く押し付けられ真空チャキングが達成される。
【００１２】
加工物２の加工終了後、旋盤の回転が止まるとピストン９に働いていた遠心力が無くなり、スプリング１０の力でピストン９はシリンダー底面まで押し戻され、密着面や各穴の減圧が無くなるとともに、空気リリース孔１５が外気とつながり、加工物２を簡単に加工物ホルダー3から引き抜くことが出来る。
図２はシリンダー９の空気リリース孔１５の拡大図で、シリンダーリリース孔９ａとシリンダー９全周に設けられた溝９ｂを示している、これでシリンダー内をピストン９が回転しても空気リリース孔１５から空気が抜けるようになっている。
このように、本発明の真空チャックは普通の旋盤のチャックに装着するだけで、外部真空装置も使わず簡単に真空チャッキングができるようになる。
【００１３】
図３は本発明の第２の実施例を示すものである。
上述した第１の実施例と同様のチャック本体８がチャックシリンダー部２０とチャックホールド部２０に分かれ、同芯上にネジで固定されている。チャックシリンダー部２０の中にはピストン２２がОリング２８でシールされながら動くようになっている。ピストン２２の中心部にはスライド面２２ａがあり、スプリング２５により全体が図の左方向に押されている。チャックホールド部２１には支柱２１ａがあり軸２３に振り子２４が軸止めされ回転するようになっている。振り子カム２４ａはスライド面２２に接しながら動くようになっている。
【００１４】
このような状態のチャック本体の加工物ホルダー３に加工物２を押し付ける。シールОリング４が加工物２をホールドする。次に旋盤チャック１８を回転させると真空チャックも回転し、振り子２４に遠心力が働く、振り子２４は図のように軸２３に対して一方が長く遠心力が強く働く為、矢印の様に回転する。すると梃子で振り子カム２４ａがスライド面２２ａを図右方向にスプリング２５の押し付け力の抗して動かす。これにつながっているピストン２２も図の右方向に移動してОリング２８が空気リリース孔２７を越えると、ホルダー密着面３ａ、空気孔５、通路６、空気通路１４が気密状態になる。振り子２４は矢印の方向に開く程、強い遠心力が働き、ピストン２２はさらに右側に移動して、上述の空間は減圧され、加工物２は、加工物ホルダー３に強く押し付けられチャッキングが達成される。また端面２２ｂがチャックホールド部２１の底面に当たりピストン２２が過度に移動するのを防止する。孔２６はピストン２２の移動によって振り子２４などがある空間（ピストンの右側部分）の圧力変動を無くするもので、大気と通じている。
【００１５】
空気リリース孔２７は、第１の実施例と同様に加工物２を加工物ホルダー３に押し付けるとき、押し込められる空気を抜くためのものである。
加工物２の加工が終わり、旋盤チャック１８の回転が止まると、振り子２４に働く遠心力は無くなりスプリング２５の力でピストン２２は図左方向に押し戻され、ホルダー密着面の減圧が無くなり、また空気リリース孔２７により大気圧と同じになるので、加工物2は簡単に引き抜くことができる。
【００１６】
以上本発明の実施例を示す図面に基づいて説明したが、本発明はこの例に限られるものではなく、種々の変形が可能である。例えばチャック本体８の相対する位置に設けた２つのシリンダー８ａ、８ｂはさらにその数を増やし、放射状位置に設けることが可能であり、またこの例ではチャック本体８の加工物２側に着脱可能な加工物ホルダー３を設けるようにしているため、この加工物ホルダー３を多数用意することによって、加工物の形状に応じて対応ができるようなっていて便利であるが、この構造を目的にあった構成とすることもできる。さらに加工物２としては、前述した薄いプラスチックシートに限られず、薄い金属箔、柔らかい材料或いは壊れやすい材料に対しても使用できるものである。またシリンダーとピストンの組み合わせを、ダイヤフラムに置き換えても、本発明の真空発生装置として用いることができる。
【符号の説明】
【００１７】
１            回転軸
２            加工物
２ａ          密着面
２ｂ          加工面
３            加工物ホルダー
３ａ          密着面
４            シールＯリング
５            空気孔
６            空気通路
７            真空チャックＯリング
８            チャック本体
８ａ          シリンダー
８ｂ          シリンダー          
９、２２      ピストン
９ａ          シリンダーリリース孔
９ｂ          溝
１０、２５    スプリング
１１          ピストンＯリング
１２          シリンダーキャップ
１３          空気抜き孔
１４          空気通路
１５、２７    空気リリース孔
１６          チャックホールド
１７          チャック用爪
１８          旋盤チャック
２０          チャックシリンダー部
２１          チャックホールド部
２１ａ        支柱
２２ａ        スライド面
２２ｂ        端面
２３          軸
２４          振り子
２４ａ        振り子カム
２６            孔
２８          Ｏリング
【図１】
2012020373.tif 000003
【図２】
2012020373.tif 000004
【図３】
2012020373.tif 000005