(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面部を有したハウジングと、
各々が、前記前面部を貫通して延びる第１の端部と、第２の端部とを有しており、前記ハウジングに旋回可能に結合されている複数のロッカーアームと、
各々が前記複数のロッカーアームの各々の前記第１の端部に配設されている複数の爪部材と、
各々が前記複数のロッカーアームの各々の前記第２の端部に配設されている複数の釣り合い重りと、
前記ハウジング内に軸線方向に移動できるように支持されており、軸線方向の第１の位置と軸線方向の第２の位置との間で位置決め可能であるアクチュエータと、
各々が前記複数のロッカーアームの１つを前記アクチュエータに動作可能なように結合している複数のトグルリンクと、
旋回ピンによって前記アクチュエータに旋回可能に結合されており、前記アクチュエータに対する相対回転運動を許容されている複数の釣り合いプレートと、
前記複数の釣り合いプレートの各々に配設されている軸受組立体と、
を備え、前記トグルリンクが前記軸受組立体に動作可能なように結合されており、前記アクチュエータが前記第１の位置と前記第２の位置との間で軸線方向に移動することにより、前記複数のロッカーアームを旋回させて、開いた位置と閉じた位置との間で前記爪部材を移動させることを特徴とした均等締付チャック組立体。
【請求項２】
前記ハウジングは、前記旋回ピンに潤滑剤を供給するために、該ハウジングに形成された通路を有している、請求項１に記載の均等締付チャック組立体。
【請求項３】
前記均等締付チャック組立体が前記ハウジングの内部表面から延びている位置合わせピンをさらに備えており、前記アクチュエータが前記第１の位置に移動させられたときに前記位置合わせピンが前記釣り合いプレートと係合する、請求項１に記載の均等締付チャック組立体。
【請求項４】
前記複数の釣り合いプレートの各々がそれに結合されている一対のロッカーアームを有している、請求項１に記載の均等締付チャック組立体。
【請求項５】
前面部を有したハウジングと、
各々が、前記前面部を貫通して延びる第１の端部と、第２の端部とを有しており、前記ハウジングに旋回可能に結合されている複数のロッカーアームと、
各々が前記複数のロッカーアームの各々の前記第１の端部に配設されている複数の爪部材と、
各々が前記複数のロッカーアームの各々の前記第２の端部に配設されている複数の釣り合い重りと、
前記ハウジング内に軸線方向に移動できるように支持されており、軸線方向の第１の位置と軸線方向の第２の位置との間で位置決め可能であるアクチュエータと、
各々が前記複数のロッカーアームの１つを前記アクチュエータに動作可能なように結合している複数のトグルリンクと、
前記ハウジングの内部表面から延びているピンと、
を備え、前記アクチュエータが前記第１の位置と前記第２の位置との間で軸線方向に移動することにより、前記複数のロッカーアームを旋回させて、開いた位置と閉じた位置との間で前記爪部材を移動させ、前記ピンが前記アクチュエータと係合して、前記ハウジング内において前記アクチュエータの回転方向の向きを維持するようになっていることを特徴とした均等締付チャック組立体。
【請求項６】
前記ロッカーアームの各々は中間球面状部分を有し、該球面状部分は前記ハウジングの前記前面部に形成された孔内に配設された軸受組立体に支持される、請求項１から請求項５の何れか一項に記載の均等締付チャック組立体。
【請求項７】
前記均等締付チャック組立体は複数の停止装置をさらに備え、該停止装置の各々は対応する爪部材に隣接して前記前面部上に配設されている、請求項１から請求項６の何れか一項に記載の均等締付チャック組立体。
【請求項８】
前記均等締付チャック組立体は、前記前面部と反対側に位置する前記ハウジングの端部に取り付けられたアダプタプレートをさらに備える、請求項１から請求項７の何れか一項に記載の均等締付チャック組立体。
【請求項９】
前記釣り合い重りの各々は、内側に向いた平坦な表面を有した概略Ｄ字形状である、請求項１から請求項８の何れか一項に記載の均等締付チャック組立体。
【請求項１０】
前記複数の爪部材の各々に孔が形成されており、該孔は前記ロッカーアームの前記第１の端部を受容する、請求項１から請求項９の何れか一項に記載の均等締付チャック組立体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高速加工用途において使用するためのワーク保持チャック組立体に関し、さらに詳細には、一端に爪支持体が設けられ且つ逆側の端部に釣り合い重りが設けられた複数組のロッカーアームを備える均等締付チャック組立体に関する。中央部に設けられ且つ軸線方向に移動可能なアクチュエータが釣り合いプレート及びトグルリンクによって動作可能なようにロッカーアームに結合されており、釣り合いプレートがトグルリンクを移動させてロッカーアームを回転させ、それにより爪支持体を半径方向の内側及び外側に位置決めするようになっている。
【０００２】
【従来の技術】
様々なサイズのワークを把持するために幅広く使用されるタイプの調整可能なチャックは、通常、把持用爪（把持用のジョー）を開閉するように機能する幾つかの内部移動部分を備えている。爪を閉じるときにワークの確実な締め付けがなされ、さらに、各爪がワークに対して等しい圧力を付与してワークのねじれ及び起こり得る偏心位置決めを防止することを保証するためには、これらの部分が円滑に動作することが重要である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
最近、パワーチャックに対して著しく速い回転速度で動作することを要求する傾向がある。このように、チャックとチャックに保持されるワークとの回転バランスは益々重要になってきている。最新の製造工程において多くのチャックで使用される速度では、僅かな偏心又は不釣り合い（釣り合いの崩れ）さえも望ましくない。例えば、不釣り合いは、不適正な加工を引き起こすことがあり、これは結果としてワークの不合格につながる。あるいはまた、不釣り合いは、爪支持体の回転によって生じた遠心力の結果、把持力に変化を生じさせ得る。したがって、回転速度と関わりなく、適正な釣り合い及び一定の把持力を維持し、工作機械と同軸的に整列することを保証するように容易に調整可能であるチャックを提供することが望まれる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、内径チャック固定又は外径チャック固定用途で使用するための六爪式反遠心力ロッカーアームチャック組立体を提供する。このチャック組立体は、チャックハウジングに旋回可能に結合された複数のロッカーアームを備える。各ロッカーアームは、一端に配設された爪部材と、逆側端部に配設された釣り合い重り（カウンタウエイト）とを有する。アクチュエータは、チャックハウジング内で軸線方向に移動できるように支持されている。釣り合いプレートは、アクチュエータと同時に軸線方向に移動できるように、アクチュエータに結合されていると同時に、チャックハウジング内で回転自由度すなわちヨー方向運動を許容している。トグルリンクは、アクチュエータの軸線方向運動でロッカーアームを旋回させることによって爪部材（ジョー部材）を開いた位置と閉じた位置との間で移動させるように、各ロッカーアームを関連する釣り合いプレートに相互接続している。釣り合いプレートのヨー回転運動は、ロッカーアーム同士を互いに対して相対移動させ、ワークの偏心に適応させる。
【０００５】
本発明の利用可能な他の分野は、以下でなされる詳細な説明から明らかとなる。詳細な説明及び特定の例は、本発明の好ましい実施形態を示しているが、例示の目的のためのものであり、本発明の範囲を制限するためのものではないことを理解すべきである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明は、詳細な説明及び添付図面からより十分に理解される。
好ましい実施形態についての以下の説明は、本来、単に例示的なものであり、決して、本発明、その用途及び使用法を制限するものではない。
【０００７】
ここで、図面を参照すると、均等締付チャック組立体１０は、ハウジング用部分組立体１２と、該ハウジング用部分組立体内で軸線方向に移動できるように支持されているアクチュエータ１４と、ハウジング用部分組立体１２内に配設され且つアクチュエータ１４に動作可能なように結合されているチャック固定用部分組立体１６とを含んでいる。チャック固定用部分組立体１６は、旋回軸線周りに回転するようにハウジング用部分組立体１２に旋回可能に結合された複数のロッカーアーム１８を含んでいる。各ロッカーアーム１８は、一方の端部に取り付けられた爪部材（ジョー部材）２０と、逆側の端部に取り付けられた釣り合い重り（カウンタウエイト）２２とを有している。爪部材２０及び釣り合い重り２２は、旋回軸線周りのロッカーアーム１８の釣り合いを保っている。爪部材２０は、質量を最小にすると同時に所定のチャック固定用途に適した強度及び剛性を与えるように構成されている。ロッカーアーム１８の上側部分上には円筒状表面が形成されており、この円筒状表面が爪部材２０の底部に形成された止め孔に受容される。ねじにより、爪部材２０をロッカーアーム１８に取り付ける。図６において最もよく分かるように、ねじは、ロッカーアーム１８の長手方向軸線に対して偏心して配置されている。このようにして、ねじは、チャック固定用部分組立体１６がチャック固定された部品（図示せず）の形状に適合した上でロッカーアーム及び爪部材２０が回転したときに、緩められる影響を受けないようになる。
【０００８】
釣り合い重り２２は、爪部材２０と関連する質量の釣り合いを保つように構成されている。釣り合い重り２２は、平面図で見ると、概略Ｄ字形状になっており、質量が主としてロッカーアーム１８の中心から半径方向外側寄りに位置するような向きに配置されている。釣り合い重りの質量の大部分を均等締付チャック組立体１０の回転中心からさらに離れて配置させ、所定の質量に対する釣り合い重りの効果を最大化させることにより、利点を得ることができる。
【０００９】
現時点の好ましい実施形態では、均等締付チャック組立体１０は、ハウジング用部分組立体１２に旋回可能に結合された６つのロッカーアーム１８を備えている。当業者は、均等締付チャック組立体１０がチャック固定用部分組立体１６においてより多くの数又は少ない数のロッカーアーム１８を使用するように構成することができることを容易に認識できるであろう。以下で詳細に説明されるように、チャック固定用部分組立体１６は、アクチュエータ１４の軸線方向運動でロッカーアーム１８を旋回させることにより開いた位置と閉じた位置との間で爪部材２０を移動させるように、アクチュエータ１４と動作可能に結合されている。
【００１０】
ここで、図３及び図４を参照すると、ハウジング用部分組立体１２は、前面部２６を規定するハウジング本体２４を備えている。前面部２６には、複数の孔２８が形成されており、これら孔２８はロッカーアーム１８をハウジング本体２４に旋回可能に結合させるための上側軸受組立体３０を受容する。ハウジング用部分組立体１２は、密封（シール）される配置でハウジング本体２４に取り付けられるアダプタプレート３２をさらに備えている。適宜の旋盤又は他の加工装置（図示せず）に均等締付チャック組立体１０を取り付けるための適正なボルトパターンを提供するために、アダプタプレート３２に副アダプタプレート３４を取り付けることができる。
【００１１】
ハウジング本体２４の前面部２６は、これを貫通して形成された中心孔３６を有しており、この中心孔３６はアクチュエータ１４上に形成されたハブ３８を受容するように構成されている。同様に、アダプタプレート３２は、アクチュエータ１４上に形成されたハブ４２を受容するために、アダプタプレート３２を貫通して形成された中心孔４０を有している。このようにして、アクチュエータ１４は、ハウジング用部分組立体１２内で軸線方向に移動できるように支持されている。破片及び他の汚染物質がハウジング用部分組立体１２に進入することを防止するために、前面部２６の中心孔３６の上を覆って、カバープレート４２が配設されている。複数のワーク止め（ワーク停止装置）４４がハウジング本体２４の前面部２６に取り付けられる。ワーク止め４４は爪部材２０と協働して、均等締付チャック組立体１０により把持されるワークを支持する。
【００１２】
ここで、図４を参照すると、アクチュエータ１４は中央部分４８から等しい角度間隔で延びる３つのアーム４６を有している。アクチュエータアーム４６の端部には、スロット５０が形成されており、このスロット５０は旋回ピン５４によってアクチュエータアーム４６に旋回可能に結合される釣り合いプレート５２を受容する。このようにして、釣り合いプレート５２は、ハウジング用部分組立体１２内でアクチュエータ１４と共に軸線方向に移動するが、アクチュエータアーム４６に対して回転する（すなわち、ヨー回転方向に動く）ことは許容されている。現時点で好ましい実施形態として、均等締付チャック組立体１０は３つの釣り合いプレート５２を備え、各釣り合いプレート５２はアクチュエータ１４の関連するアクチュエータアーム４６に結合されている。詳細には、一対の孔５６が釣り合いプレート５２を貫通して形成されており、この孔５６はロッカーアーム１８の下端部に隣接して設けられる下側軸受組立体５８を受容する。下側軸受組立体５８は、トグルリンク６０によって、ロッカーアーム１８の下端部に相互接続されている。さらに詳細には、下側軸受組立体５８は、トグルリンク６２の第１の端部を下側軸受組立体５８に旋回可能に接続するクレビスピン６２を含んでいる。ロッカーアーム１８は、これにトグルリンク６０を旋回可能に接続するクレビスピン６４を含んでいる。釣り合いプレート５２が旋回ピン５４周りに旋回すると、トグルリンク６０及びクレビスピン６２がロッカーアーム１８にする適正な向きを維持するように、下側軸受組立体５８は孔５６内で回転する。
【００１３】
複数のテーパ状の位置合わせピン６６、６８がハウジング本体２４の内部面７０から延びている。第１の組のピン６６は、釣り合いプレート５２に形成されたテーパ状孔７２と協働して、爪部材２０が開いた位置にあるときに、以下で説明されるような中心位置に釣り合いプレート５２を配置させる。第２の組のピン６８は、アクチュエータ１４に対する釣り合いプレート５２の回転運動を制限するための停止手段を提供する。ピン６８は、釣り合いプレート５２の半径方向内側の表面と係合するように設けられる。あるいはまた、釣り合いプレート５２の形態及び寸法は、釣り合いプレート５２の半径方向外側の表面がハウジング１２の内壁と接触することによって、釣り合いプレート５２の移動を制限するような停止手段を提供するように、構成されていてもよい。現時点で好ましい釣り合いプレート５２では、移動が±３．３０２ｍｍ（０．１３インチ）又は回転が約±２°である。しかしながら、当業者は、釣り合いプレート５２の移動が所定の用途の要件に従って調整され得ることを認識できるであろう。
【００１４】
次に、図５を参照して、ハウジング用部分組立体１２に対するロッカーアーム１８の旋回接続部をさらに説明する。ロッカーアーム１８は、上側軸受組立体３０と協働する軸受表面を規定する球面状中央部分７４を含んでいる。旋回組立体７６は、一対のホーミングピン７８と、ホーミングばね８０と、リストリクタロッド８２とを含み、これらがロッカーアーム１８に形成された孔８４を通ってハウジング本体２４に形成された止め孔８６内に延びている。上側軸受組立体３０は、旋回組立体７６周りに旋回運動するようにロッカーアーム１８を支持するために、孔２８内に配設された下側軸受座８８及び上側軸受座９１を含んでいる。このようにして、旋回組立体７６がロッカーアーム１８の回転運動を拘束すると共に、上側軸受組立体３０がロッカーアーム１８に課せられた締め付け負荷に反応する。
【００１５】
次に、図６及び図７を参照して、均等締付チャック組立体１０の運動を説明する。爪部材２０が図６に示されているような開いた位置にある場合、アクチュエータ１４は、ハウジング本体２４内において前側（すなわち、前面部２６寄り）に配置されている。釣り合いプレート５２も、同様に、ハウジング本体２４内において前側に配置されている。その結果、トグルリンク６０がクレビスピン６４に関して（図６に示されているように）時計回りに回転され、旋回組立体７６を中心としてロッカーアーム１８を時計回りに回転させ、それにより、爪部材２０を開いた位置に移動させる。アクチュエータ１４が前方に移動されると、図８において最もよく分かるように、位置合わせピン６６のテーパ状表面が釣り合いプレート５２に形成されたテーパ状孔７２と係合する。こうして、位置合わせピン６８は、アクチュエータ１４に対して名目上の中心位置に釣り合いプレート５２を移動させる。
【００１６】
爪部材２０を閉じるためには、アクチュエータ１４が軸線方向後方に（すなわち、アダプタプレート３２へ向かって）引っ張られ、釣り合いプレート５２を後方に移動させる。釣り合いプレート５２の後方への移動により、トグルリンク６０をクレビスピン６４に関して反時計回り方向に回転させる。トグルリンク６０が反時計回りに回転すると、ロッカーアーム１８も反時計回りに回転して、爪部材２０をワーク止め４４へ向かって半径方向内側に移動させる。アクチュエータ１４は、爪部材２０が閉じた位置に到達してアクチュエータ１４の運動を制限するものとして機能したときに、アダプタプレート３２に接触するように構成されており、それにより、クレビスピン６２がクレビスピン６４に対して中心を越えて回転することを防止している。
【００１７】
上述したように、均等締付チャック組立体１０は、締め付けられる部品の僅かな偏心又は変動に適応するように構成されている。釣り合いプレート５２は、ロッカーアーム１８及び爪部材２０が動作可能なようにアクチュエータ１４に結合されたままで他方のロッカーアーム及び爪部材に対して移動することを許容するように機能する。詳細には、釣り合いプレート５２は、アクチュエータ１４に対して横方向に旋回し（すなわち、ヨー回転運動を行い）、回転方向に依存して、ロッカーアーム１８の下端部を半径方向内方又は外方へ移動させる。下側軸受組立体５８はトグルリンク６０の適正な配置を維持する。ロッカーアーム１８の下側部分の半径方向の相対運動が連結されているロッカーアーム１８の爪部材２０の位置決めに与える影響は僅かである。
【００１８】
均等締付チャック組立体１０は、移動する構成要素の円滑で連続的な動作を保証するために、潤滑を要する。適正な潤滑を保証すると同時に、潤滑剤の質量に関連する付加的な回転の慣性及びそれによる不均衡化作用を最小化するためには、均等締付チャック組立体１０内で利用される潤滑剤の適正な管理が必要である。そこで、本発明は、最小量の潤滑剤を利用するグリース潤滑機構を提供する。図３において最もよく分かるように、グリース通路９０がハウジング本体２４の外周面から前面部２６の中を通って前面部２６内に形成された止め孔９２まで延びている。グリース通路９０内には、グリース取付具（図示せず）を受容することができる。旋回ピン５４は、グリース通路９０から旋回ピン５４と釣り合いプレート５２との間の界面にグリースを連通させるために、旋回ピン５４内に形成された（図８において最もよく分かるように）軸線方向の孔９４及び半径方向の孔９６を有している。こうして、最小量のグリースを必要な箇所に直接的に供給することができる。
【００１９】
次に、図面を参照して、外径チャック固定用途における均等締付チャック組立体１０の動作を説明する。副アダプタプレート３４は、特定の加工機械のドローバー（図示せず）をアクチュエータ１４に取り付けることができるように、特定の加工機械に合わせて構成されている。均等締付チャック組立体１０が加工機械に適正に取り付けられると、チャック組立体１０が加工機械上に同心的に配置されたことを保証するために、ハウジング用部分組立体１２の測定、評価が行われる。
【００２０】
ドローバーは、アクチュエータ１４を軸線方向に位置決めするように、均等締付チャック組立体１０に対して作動され得る。アクチュエータ１４のこのような運動は、アクチュエータ１４及び釣り合いプレート５２をハウジング用部分組立体１２内で軸線方向に移動させる。釣り合いプレート５２は、クレビスピン６４周りにトグルリンク６０を回転させて、ロッカーアーム１８を開いた位置から閉じた位置に回転させる。
【００２１】
ワークが適切に固定されると、ワーク上で所望される加工動作を行うために、均等締付チャック組立体１０を回転させることができる。爪部材２０と釣り合い重り２２との釣り合いを適正に保つことによって、均等締付チャック組立体１０によって生じる締付力がチャック組立体１０を動作させる際の回転速度と無関係な状態を維持されるように、遠心力に対する釣り合いを保つ。ワークの加工が完了すると、釣り合いプレート５２が前方へ移動してロッカーアーム１８を旋回組立体７６周りに回転させるように、アクチュエータ１４が前方へ押される。このような回転により、爪部材２０を半径方向外方へ移動させ、爪部材とワークとの係合を解除させる。
【００２２】
外径チャック固定動作に関して、均等締付チャック組立体１０の動作を上述したが、当業者は、本発明が内径チャック固定用途にも適していることは分かるであろう。詳細には、上側軸受組立体３０をハウジング用部分組立体１２に取り付けるためのねじを取り外すことによって、ロッカーアーム１８、爪部材２０、釣り合い重り２２、上側軸受組立体３０及び下側軸受組立体５８を１８０°回転させることが可能となる。次に、上側軸受組立体３０がねじによって再度ハウジング用部分組立体１２に取り付けられる。この向きの配置では、アクチュエータ１４の運動は、内径チャック固定用途に要求されるように、半径方向外方へ爪部材２０を移動させるように機能する。よって、チャック組立体１０は、費用及び複雑さを付加させることなく、外径チャック固定又は内径チャック固定用途を提供する。
【００２３】
本発明は、高性能且つ高精度の均等締付チャック組立体がそれにより生じる締付力に悪影響を与えることなく高速用途で使用されるように構成され得るようにするための比較的安価で且つ比較的容易な手段を提供する。さらに、本発明は、チャック組立体用の簡単な潤滑システムを提供する。このようにして、均等締付チャック組立体の移動する構成要素が適切に潤滑される。本発明の好ましい実施形態について説明したが、当業者は本開示内容の枠内で本発明の他の実施形態を創出することができ、かかる実施形態を本発明の範囲及び精神の範囲内であると考えることができることは、容易に認識できるであろう。したがって、当業者は、前述の検討、添付図面及び特許請求の範囲から、特許請求の範囲に規定される本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、本発明において変更、改変及び変形をなし得ることは容易に分かるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による均等締付チャック組立体の側面図である。
【図２】図２は、図１に示されている均等締付チャック組立体の平面図である。
【図３】図３は、図１に示されている均等締付チャック組立体の各構成要素の部分断面を示している斜視図である。
【図４】図４は、図１に示されている均等締付チャック組立体の主要構成要素の組立分解斜視図である。
【図５】図５は、図１に示されている均等締付チャックのロッカーアームとハウジングとの間の旋回接続部を示している詳細断面図である。
【図６】図６は、開いた位置にあるロッカーアームを示している均等締付チャックの詳細断面図である。
【図７】図７は、閉じた位置にあるロッカーアームを示している図６と類似の詳細断面図である。
【図８】図８は、アクチュエータと釣り合いプレートとの間の旋回接続部を示している詳細断面図である。
【符号の説明】
１０…均等締付チャック組立体
１２…ハウジング用部分組立体
１４…アクチュエータ
１８…ロッカーアーム
２０…爪部材
２２…釣り合い重り
２４…ハウジング本体
２６…前面部
６０…トグルリンク
【図１】
0004327465.tif 000002
【図２】
0004327465.tif 000003
【図３】
0004327465.tif 000004
【図４】
0004327465.tif 000005
【図５】
0004327465.tif 000006
【図６】
0004327465.tif 000007
【図７】
0004327465.tif 000008
【図８】
0004327465.tif 000009