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チャックの把持爪交換装置 - 特開2008−6537 | j-tokkyo
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【発明の名称】 チャックの把持爪交換装置
【発明者】 【氏名】石井 政人

【氏名】大田 凱敬

【氏名】石井 祥友

【要約】 【課題】チャックの把持爪の交換を迅速かつ正確に行うことができるようにする。

【構成】ピストン5の働きによって作用する反力作用体6の前面上記把持爪2の配置位置に前記把持爪の押し込み端が開放し、かつ底にストッパ23を有する角筒状のガイド22を設け、このガイドの前壁に表裏面が貫通して上記把持爪の押し込み方向に沿う長孔26を設け、上記ガイドの後壁に上記長孔の上記把持爪の押し込み方向端側と先細りのテーパー部30の先端とが合致すると共に、上記長孔の方向に突出力の付与した出没ピン28を設け、上記把持爪に上記ストッパと前記把持爪の末端とが当接する押し込み終了時点に上記ピンの先端部が嵌入する透孔25を設けると共に、この透孔の上記ピン側の縁に上記テーパー部の圧接用テーパー拡開部51を設け、上記把持爪の後面の押し込み先行端縁から上記透孔方向に向けて上記ピンの押し戻し用のテーパー面部31を設けた構成を採用する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
工作機械のスピンドルと共に回転する回転体と、この回転体内に設けてある中空室に組み込むと共に、通路から供給する流体によりスライドするピストンと、このピストンのスライドにともない反力に抗して変形させる反力作用体と、この反力作用体の前面に上記反力作用体の反力に抗した変形にともない掴み位置から退避するように設けた把持爪とからなるチャックにおいて、上記反力作用体の前面上記把持爪の配置位置に前記把持爪の押し込み端が開放し、かつ底にストッパを有する角筒状のガイドを設け、このガイドの前壁に表裏面が貫通して上記把持爪の押し込み方向に沿う長孔を設け、上記ガイドの後壁に上記長孔の上記把持爪の押し込み方向端側と先細りのテーパー部の先端とが合致すると共に、上記長孔の方向に突出力の付与した出没ピンを設け、上記把持爪に上記ストッパと前記把持爪の末端とが当接する押し込み終了時点に上記ピンの先端部が嵌入する透孔を設けると共に、この透孔の上記ピン側の縁に上記テーパー部の圧接用テーパー拡開部を設け、上記把持爪の後面の押し込み先行端縁から上記透孔方向に向けて上記ピンの押し戻し用のテーパー面部を設けたことを特徴とするチャックの把持爪交換装置。
【請求項2】
チャックに於いて、中心に対し接近離反移動する各親爪の子爪取り付け面に子爪用の把持爪の押し込み端が開放し、かつ底にストッパを有する角筒状のガイドを設け、このガイドの前壁に表裏面が貫通して上記前記把持爪の押し込み方向に沿う長孔を設け、上記ガイドの後壁に上記長孔の上記把持爪の押し込み方向端側と先細りのテーパー部の先端とが合致すると共に、上記長孔の方向に突出力の付与した出没ピンを設け、上記把持爪に上記ストッパと前記把持爪の末端とが当接する押し込み終了時点に上記ピンの先端部が嵌入する透孔を設けると共に、この透孔の上記ピン側の縁に上記テーパー部の圧接用テーパー拡開部を設け、上記把持爪の後面押し込み先後端縁から上記透孔の方向に向けて上記ピンの押し戻し用のテーパー面部を設けたことを特徴とするチャックの把持爪交換装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
この発明は、加工部品を内掴み或いは外掴みする形式のチャックで、把持爪(親爪に対する爪)の交換が極めて迅速に行うことができるようにした交換装置に関する。
【背景技術】
【0002】
ダイヤフラムなどの反力発生体の反力を利用して、上記反力発生体に設けてある複数の把持爪により加工部品を内掴み或いは外掴みするようにしたチャックがある(特許文献1、特許文献2)。
【0003】
また、ハンドルの回動操作によって組み込んである回転伝達機構を介し表面の中心と周縁とを結ぶ線上で親爪を移動させながら加工物を内掴み或いは外掴みするスクロールチャックがある(特許文献3)。
【特許文献1】特開平5−104312号公報
【特許文献2】特許第2955542号公報
【特許文献3】特開平10−156608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及び2の構造の把持爪は、ダイヤフラムの前面の周縁部にそれぞれねじ込むボルトを介し取付けてある。
【0005】
このボルトを介し取付ける要因は、内掴み、外掴みによる把持爪の把持面を内方或いは外方に向けるための交換や、ダイヤフラムの変形による把持爪のわずかな移動(微動)での挟持、挟持解除を行うため、加工部品の内径や外径が変るその都度把持面の突出度合いの異なる把持爪を選択して変換するためにある。
【0006】
又特許文献3のスクロールチャックにあっても、各親爪の前面にボルトを介し取付ける把持爪(子爪とも称す)の把持面を、内掴み、外掴みにより向きをかえて使用する。
【0007】
しかしながら、把持爪の向きの変更や交換に際し、その都度緩めたボルトを取り外し、次いで取り外したボルトを介し向きの変更や交換した把持爪を取付けるので、著しく手数がかかり、特に1つの把持爪に対し2本或いは2本以上のボルトを使用するので、取り外し、取付けに長時間かかる。
【0008】
このため、工作機械の稼働率が大幅に低下する問題があった。
【0009】
そこで、この発明は、把持爪の取り外、取付が瞬時にできるようにして、上述の問題を解消することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記の課題を解決するために、この発明は、工作機械のスピンドルと共に回転する回転体と、この回転体内に設けてある中空室に組み込むと共に、通路から供給する流体によりスライドするピストンと、このピストンのスライドにともない反力に抗して変形させる反力作用体と、この反力作用体の前面に上記反力作用体の反力に抗した変形にともない掴み位置から退避するように設けた把持爪とからなるチャックにおいて、上記反力作用体の前面上記把持爪の配置位置に前記把持爪の押し込み端が開放し、かつ底にストッパを有する角筒状のガイドを設け、このガイドの前壁に表裏面が貫通して上記把持爪の押し込み方向に沿う長孔を設け、上記ガイドの後壁に上記長孔の上記把持爪の押し込み方向端側と先細りのテーパー部の先端とが合致すると共に、上記長孔の方向に突出力の付与した出没ピンを設け、上記把持爪に上記ストッパと前記把持爪の末端とが当接する押し込み終了時点に上記ピンの先端部が嵌入する透孔を設けると共に、この透孔の上記ピン側の縁に上記テーパー部の圧接用テーパー拡開部を設け、上記把持爪の後面の押し込み先行端縁から上記透孔方向に向けて上記ピンの押し戻し用のテーパー面部を設けた構成を採用する。
【0011】
チャックに於ける中心に対し接近離反移動する各親爪の子爪取り付け面に子爪用の把持爪の押し込み端が開放し、かつ底にストッパを有する角筒状のガイドを設け、このガイドの前壁に表裏面が貫通して上記前記把持爪の押し込み方向に沿う長孔を設け、上記ガイドの後壁に上記長孔の上記把持爪の押し込み方向端側と先細りのテーパー部の先端とが合致すると共に、上記長孔の方向に突出力の付与した出没ピンを設け、上記把持爪に上記ストッパと前記把持爪の末端とが当接する押し込み終了時点に上記ピンの先端部が嵌入する透孔を設けると共に、この透孔の上記ピン側の縁に上記テーパー部の圧接用テーパー拡開部を設け、上記把持爪の後面押し込み先後端縁から上記透孔の方向に向けて上記ピンの押し戻し用のテーパー面部を設けた構成を採用する。
【0012】
すると長孔に嵌入した操作軸によりピンを押し込み、押し込み状況下で操作軸を把持爪の脱出方向に移動させることで、脱出方向に移動させる把持爪の透孔の拡開部と押し込まれたピンのテーパー部との接触が開放され、操作軸を引き抜くことでガイドから把持爪を抜き取ることができる。
【0013】
ガイドに把持爪を押し込むことで、ピンのテーパー部と把持爪のテーパー面部との当接によりピンを没入させ、没入したピンの先端と透孔の拡開部とが合致すると、付与突出力により自動的に透孔の拡開部の一部にテーパー部を圧接してストッパに末端を当接するように把持爪を押し込んで把持爪の取付けができる。
【発明の効果】
【0014】
以上のように、この発明の把持爪の交換装置によれば、操作軸によりピンを押し込んで、この状況下で操作軸を把持爪の脱出方向にスライドさせることで、ピンのテーパー部と把持爪のテーパー面部とでピンを押し戻し、その後操作軸を引き抜いたのち脱出方向に把持爪をスライドさせることで把持爪の抜き取りができ、抜き取った後のガイドに交換用の把持爪を押し込むことで、テーパー面部とテーパー部とでピンを押し戻し、押し込まれたピンの先端と透孔とが合致すると、付与突出力によって自動的にピンを押し戻しながら、拡開部の周面一部とピンのテーパー部との接触にともない把持爪を押し込みながら、この押し込みにともないストッパに把持爪の末端を押し付けて一定の位置に把持爪の取付けができる。
【0015】
このため、把持爪の交換が極めて迅速にできると共に、把持爪の交換精度も向上し、取付け位置が一定であるため工作機械の稼働率の大幅な低下をなくすることができる。
【0016】
また把持爪にテーパー面部を設けてあるので、把持爪の押し込みにともないピンのテーパー部とテーパー面部との当接によるピンのスムーズな押し戻し(没入方向への)ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
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。
【0018】
この発明の第1の実施形態では、図1から図7に示すように、工作機械のスピンドル1と共に回転する回転体2内に中空室3には、通路4から供給する流体圧により回転体2の前面に向けスライドするピストン5が組み込まれている。
【0019】
また、回転体2の前面には、ピストン5の供給流体圧によるスライドにともない反力に抗して変形させる反力作用体6が設けてある。
【0020】
上記の反力作用体6としては、図1、2、4に示すように回転体2に前面を開放させて中空室3を設けて、この中空室3の開放面を閉鎖するように周縁にOリング8を介在して円板状の反力発生用のダイヤフラム7を嵌装すると共に、中空室3内のセンターの膨出部9にボルト10を介しダイヤフラム7の中央部を固定し、供給流体圧によるピストン5の図2右方向の前進にともないピストン5の周縁部前面とダイヤフラム7の周縁部後面(内面)との接触によりダイヤフラム7の周縁部が、掴みを解除するように反力に抗して退避させるようにしたが、限定されず、例えば図6、7に示すように回転体2の前面周縁の等間隔位置に中空室3を設けて、この中空室3に通路4から供給する流体圧により回転体2の前面に向けスライドするピストン5を組み込むと共に、回転体2の前面各ピストン5に対向する位置に反力作用体6としての側面U字状のバネ鋼板11の一片側をボルト12を介し取付け、回転体2の前面中心から突出するセンター軸13に対し中心をスライド自在に嵌装した円板14の周縁前面をバネ鋼板11の他片の端部後面に接触させ、流体圧の供給にともなうピストン5の前方(図6右方向)へのスライドによりピストン5の中心から前方に突出する突出軸15が円板14の周縁部を介しバネ鋼板11の他片の端部を押し出して、押し出した他片側を掴みを解除するように反力に抗して退避させるようになっている。
【0021】
なお、センター軸13にボルト16を介し加工部品Aの位置決めストッパ板17を固定して、このストッパ板17にボルト20を介し固定したガイドピン18を円板14の透孔19に貫通させて、円板14の前後方向のスライドをガイドするようになっている。
【0022】
また、反力作用体6(ダイヤフラム7やバネ鋼板11)の把持爪21の配置位置には、把持爪21の押し込み端が開放する角筒状のガイド22が設けてある。
【0023】
上記のガイド22は、図示の場合、加工部品Aを外掴みするため、回転体2の中心方向に向く端面を開放させ、開放端の反対側を閉鎖して、閉鎖部分を押し込んだ把持爪21のストッパ23とする。
【0024】
勿論、内掴みの場合、ガイド22の開放端を回転体2の周面方向に向けておく。
【0025】
なお、ガイド22は、ボルト24を介し反力作用体6に取付けている。
【0026】
上記把持爪21の途中に前面と後面とが貫通する透孔25が設けてあり、ガイド22の前面壁には、両端が回転体2の中心と周面方向に位置する長孔26が設けてある。
【0027】
その際、押し込んだ把持爪21がストッパ23に当接したとき、透孔25の孔壁と、長孔26のストッパ23側端の孔壁とが同レベルで合致するようになっている。
【0028】
さらに、ガイド22の後壁には、ストッパ23に当接する迄押し込んだ把持爪21の透孔25に合致する凹入孔27を設けて、この凹入孔27に挿入した出没スライドするピン28には、バネ29により透孔25の方向に押し出す突出力が付与してある。
【0029】
また、ピン28の先端外周に先細りのテーパー部30を設けておく。
【0030】
勿論、透孔25のピン28の先端側の角縁に図示のように角落部による拡開部51を設けておく。
【0031】
すると、押し戻されたピン28のテーパー部30が拡開部51に嵌入し、嵌入にともない拡開部51の把持爪21の末端側周面の一部にテーパー部30が圧接(押し付けられる)すると、押し付けにともないストッパ23に把持爪21の末端を押し付けるので、把持爪21の取付け位置が決定(一定になる)される。
【0032】
さらに、把持爪21のピン28側後面の挿入先行端縁から内方に順次浅くなるテーパー面部31を設けておく。
【0033】
すると、把持爪21の押し込みにともないピン28の先端がテーパー面部31に嵌り込み、次いで順次浅くなるテーパー面部31によってひっかかりがなく、スムーズにピン28を押し戻すことができる。
【0034】
なお、ガイド22は、図3に示すように座材41と溝形のカバー材42とからなり、座材41とカバー材42とで角筒状の挿入路43を形成し、両者はボルト24を介し取付ける。
【0035】
図中44は、加工部品Aの補助クランプ装置(公知につき構成の説明を省略する)である。
【0036】
上記のように構成すると、把持爪21の交換(加工部品Aの径の変更にともなう掴み面の突出度合いの相違により選択して使用するため)に際し、まず図8に示すように長孔26から透孔25内に操作するBを嵌入してピン28を押し込む。
【0037】
すると、押し込んだピン28の先端が透孔25から脱出して、ピン28と透孔25との係合関係が解除される。
【0038】
この状況下で把持している操作軸Bを長孔26の一端側から他端縁迄スライドすると、図9に示すように、透孔25に嵌入している操作軸Bによって把持爪21を強制的に脱出方向へスライドさせる。
【0039】
このとき、押し込んだピン28の先端面が把持爪21の板面に当面して押し込んだ状態を維持する。
【0040】
しかして、操作軸Bを抜き取ったのち、把持爪21の凹入孔45に軸の先を嵌入して、把持爪21を抜き取る。
【0041】
把持爪21を抜き取ると、ピン28は付与突出力によって突出する。
【0042】
交換した把持爪21の取付けは、図10に示すように、ガイド22に把持爪21を押し込む。
【0043】
押し込みにともないテーパー面部31とテーパー部30との接触(図10に示す)によってピン28を押し戻し、そしてストッパ23に把持爪21の押し込み端面が当接する迄押し込む。
【0044】
押し込み終了にともない把持爪21とピン28の先端との接触がなくなるので、付与突出力によってピン28の先端部が透孔25に自動的に嵌入する。
【0045】
このとき、拡開部51の周面一部にピン28のテーパー部30が圧接し、この圧接によってストッパ23に把持爪21の末端を押し付けて、ガイド22内での把持爪21の移動が皆無(がたつきがない)になる。すなわち安定した取付け状態を維持する。
【0046】
その結果、ガイド22に対する把持爪21の取り付けが完了する。
【0047】
このため、把持爪21の交換が極めて迅速にできて、手数のかかるボルトを緩め、緩めたボルトを取り外したのち、把持爪を交換してボルトを締め付ける作業が不要になる。
【0048】
図中47は加工部品Aの有無や不正確な状態のセットを検出する着座センサー、48は中空室3のピストン5の前面に流体圧を作用させる通路である。
【0049】
この発明の第2の実施形態では、図11に示すように、チャックCの各摺動する親爪61の表面にガイド22を設けて、このガイド22に子爪としての把持爪21を交換自在、すなわち、第1の実施形態と同様の方式によって取付ける。
【0050】
すると、親爪に対し子爪を一々ボルトで取付けるための手数のかかる作業が不要になる。
【0051】
上記親爪61に対するガイド22は、ボルト62を介し取付けられており、ガイド22には、第1の実施形態と同様の把持爪21の挿入端を開放させてあり、そして、前面壁に長孔26を設けると共に、テーパー部30を有するピン28、ピン28に突出力を付与するバネ29が組み込んである。
【0052】
また、把持爪21には、第1の実施形態と同様のテーパー面部31、交換の際に使用する凹入孔45(図示省略)が設けてある。
【0053】
上記ガイド22、突出力を付与したピン28の組み込み、凹入部45やテーパー面部31は、第1の実施形態と同様につき構成の説明を省略する。
【0054】
そして、把持爪21の取り付け、取り外しの交換手順も第1の実施形態と同様につき説明を省略する。
【0055】
すると、ボルトを用いた取付けのための著しく手数のかかる交換作業が不要になる。
【0056】
なお、チャックCは、周知のようにスピンドルと共に回転する回転体71内にハンドルにより回転するスクロール72が組み込まれており、回転体71の表面の複数の放射状のガイド73に親爪61をスライド自在に係合(図示省略)すると共に、スクロール72に親爪61の裏面の歯部(図示省略)を噛み合わせてある。
【0057】
なお、チャックCにあっても、ガイド22の把持爪21の挿入(押し込み)、引き抜き開放端を、回転体71の中心方向や外周方向に位置させて、内掴み、外掴みとすることができる。
【0058】
上記のチャックCは、スクロール形式を示したが、スクロールチャックに限定されず、その他の形式のチャックの把持爪の交換に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0059】
【図1】この発明の第1の実施形態を示す正面図
【図2】同上の縦断側面図
【図3】ガイドの分解斜視図
【図4】要部の縦断拡大側面図
【図5】同拡大正面図
【図6】反力作用体の他の例を示す縦断拡大側面図
【図7】同上の正面図
【図8】把持爪の交換の作用を示す縦断側面図
【図9】同縦断側面図
【図10】同縦断側面図
【図11】第2の実施形態のチャックを示す一部切欠正面図
【符号の説明】
【0060】
A 加工部品
B 操作軸
1 スピンドル
2 回転体
3 中空室
4 通路
5 ピストン
6 反力作用体
7 ダイヤフラム
9 膨出部
10、12、16、20、24 ボルト
11 バネ鋼板
13 センター軸
14 円板
15 突出軸
17 ストッパ板
18 ガイドピン
19 透孔
21 把持爪
22 ガイド
23 ストッパ
25 透孔
26 長孔
27 凹入孔
28 ピン
29 バネ
30 テーパー部
31 テーパー面部
45 凹入孔
51 拡開部
C チャック
61 親爪
62 ボルト
71 回転体
72 スクロール
73 ガイド
【出願人】 【識別番号】391057546
【氏名又は名称】石井 政人
【識別番号】591229118
【氏名又は名称】大田 凱敬
【出願日】 平成18年6月29日(2006.6.29)
【代理人】 【識別番号】100077470
【弁理士】
【氏名又は名称】玉利 冨二郎

【識別番号】100067116
【弁理士】
【氏名又は名称】立川 登紀雄


【公開番号】 特開2008−6537(P2008−6537A)
【公開日】 平成20年1月17日(2008.1.17)
【出願番号】 特願2006−179459(P2006−179459)