JPS591522B2 - 工作物用自動チヤツク - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、工作物用自動チャック、詳しくは旋盤、円
筒研削盤等の工作機械において、大径、長尺の工作物の
チャッキングを自動的に行うチャックに関する。

例えば大径、長尺の工作物の端部、或いは継手部を旋削
加工する場合、工作物をチェンブロック等により吊上げ
て支持した状態で、被加工面の心出しを行いながらチャ
ックに取付ける必要があり、殊に被加工面と、チャック
のクランプジョーに締めつけらねる取付部とに偏心があ
るような場合、被加工面の心出しが著るしく困難になっ
て、チャッキング作業に多大の工数と時間を費やすとい
う不都合がある。

また従来の自動チャックは、クランプジョーが同心配置
で放射方向に移動する構成であるから、工作物のチャッ
クに把持される部分と被加工面とが同一軸心上にある場
合はよいが、被加工面が前記把持部分に対し偏心してい
る場合はこのような自動チャックの使用が殆んど不可能
となるか、又は心出しに著るしい手数を必要とする不都
合がある。

この発明は以上のような不都合を解消し、被加工面とチ
ャックに把持される部分とが偏心しているような工作物
においても、被加工面の軸心に倣って工作物のチャッキ
ングを可能とする自動チャックを提供することを目的と
し、かつチャッキング作業を迅速かつ容易に実施可能と
なすことを目的とするものである。

実施例について説明すれば、チャック本体１に前面板２
と後面板３とを介して内筒４を同心配置に固設し、チャ
ック本体１の隔壁１ａと後面板３とに前後を固定した中
間筒５を設けて、内筒４と中間筒５との間に環状ピスト
ン６を軸方向に摺動可能に内装する環状シリンダ室７を
形成する。

環状ピストン６の隔壁１ａから前面板２側に突出する円
筒状のロッド部８に、外周面をテーパ面９とし、内径を
ロッド部８の外径より大径とした調心リング１０を嵌合
し、ロッド部８の先端にボルト締め時により固定した支
持リング１１をもって調心リング１０を環状ピストン６
に対して半径方向にのみ移動可能に構成する。

チャック本体１の軸線に直交する配置で前面板２の内面
に円周等配に設けた少なくとも３つの軸１２のそれぞれ
に、チャック本体の放射方向に揺動可能としたクランプ
レバ−１３を枢支し、その尾端に取付けたローラ１４を
、調心リング１０のテーパ面９上に固設したガイドブラ
ケット１５を介してテーパ面９に係合させ、クランプレ
ノ＜−１３の先端を前面板２の放射方向スリットを介し
てその前面に臨出させ、前面板２の前面に放射方向に摺
動可能に支持した少なくとも３個のクランプ顎部材１６
に係合させる。

クランプ顎部材１６は、チャックの内径側端面にそれぞ
れボルト等をもってクランプジョー１７を取付けて、工
作物Ｗの取付部ｗｂｔ把持するようになっている。

環状ピストン６は、さらにその円周等配の少なくとも３
個所に、それぞれロックシリンダ１８を取付け、ロック
シリンダ１８のそれぞれにロックピストン１９を内装し
てばね２０により該ピストン１９を前面板２に向って付
勢し、また圧力媒体によりばね２０に抗して後面板３側
に摺動させうるように構成し、各ピストン１９の前面板
２側に突出するロッド部２１の先端にクサビ状のロック
部材２２を取付ける。

ロック部材２２は、環状ピストン６の円筒状ロッド部８
上においてキー２３に案内され軸方向に摺動可能に支持
されると共に、調心リング１０の内径面に円周等配に設
けた軸方向溝２４内に進退しうるようにし、該溝２４は
その溝底を傾斜させてロック部材２２のクサビ状斜面に
対応させである。

前記各ピストン６．１９を作動させる圧力媒体としては
、一般的に圧力空気を使用するが、これは圧力油或は水
圧等を利用してもよい、しかしチャック機能上圧力空気
を使用するのが最適である。

圧力空気を各シリンダ室に供給して各ピストン６．１９
を作動させる圧力媒体供給機構は１周知の供給手段によ
ればよく、その一例を示せば下記の通りである。

主軸台２５に固設の固定リング２６に複数の圧力媒体供
給管（図示せず）を接続する圧力媒体供給孔２７ａ・・
・２７ｅを設け、固定リング２６の端面に各供給孔２７
ａ・・・２７ｅに連通する環状凹溝２８ａ・・・２８ｅ
を設けて、各凹溝２８ａ・・・２８ｅ内にゴム、合成樹
脂等の弾性材料により形成し、適数の貫通孔２９を貫設
した環状膜片３０を弾性変形可能に嵌着する。

一方、スピンドル３１にチャックを取付ける取付面板３
２の端面を固定リング２６の前記端面に対向させ、この
対向端面に、前記環状凹溝２８ａ・・・２８ｅに適正ス
キマをもって係入する環状凸条３３ａ・・・３３ｅを設
ける。

そして各凸条３３ａ・・・３３ｅの各突出端面に円周方
向に連続する環状凹条３４ａ・・・３４ｅを設ける。

取付面板３２はその他端面にボルト３５を介してチャッ
ク本体１の後面板３を固定する。

取付面板３２の環状凹条３４ａは、取付面板３２゜後面
板３．内筒４にそれぞれ穿設した連通孔３６゜３７．３
８、環状ピストン６の内径面に形成した周溝３９、貫通
孔４０を介してロックシリンダ１８の右室４１に連通す
る。

ばね２０を内装するロックシリンダ左室４２は、連通孔
４２ａを介して大気に連通させる。

環状凹条３４ｂは、取付面板３２、後面板３に設けた連
通孔４３，４４．後面板３に設けた逆止弁４５、連通孔
４６を介して環状シリンダ室７の左室４７に連通ずる。

逆止弁４５は左室４Ｔに供給された圧力媒体が、該弁を
外部から操作して開かない限り逆流しないようにするた
めのものである。

環状凹条３４Ｃは、取付面板３２、後面板３、中間筒５
にそれぞれ設けた連通孔４Ｂ、 ４９．５０、開口５１
を介して環状シリンダ室７の右室５２に連通ずる。

また連通孔４９に分岐路５３を設けて後面板３に設けた
解放シリンダ室５４に開口させ、該室５４に摺動可能に
内装した解放ピストン５５の背面に圧力媒体を作用させ
るようにする。

解放ピストン５５はそのロッド先端を逆止弁４５に対向
し、前記圧力媒体の作用で逆止弁４５を開放するように
したものである。

図において５６は環状ピストン６の摺動をガイドするた
めに後面板３に一端を固定したガイドバーである。

環状凹条３４ｄ、３４ｅは後述の自動小出し装置用の心
出しシリンダ室５７の左室５８ど右室５９にそれぞれ連
通孔６０．６１と６２．６３．６４を介して連通ずる。

自動小出し装置はこの発明の自動チャックに必須のもの
ではないが、該装置を設けることによって自動チャック
の機能性を高めることができるものである。

チャック本体１の内径面と中間筒５の外径面との間に、
後面板３と隔壁１ａとにより両端を密閉される環状の心
出しシリ゛ンダ室５７を設け、該室に環状の心出しピス
トン６５を軸方向に摺動可能に内装する。

心出しピストン６５に、隔壁１ａを貫通して前面板２に
向って延びる少なくとも３本のロッド６６を円周等配に
設け、各ロンドロ６にラック部６７を設けて、それぞれ
チャック本体１にその軸線に直交する配置で回転自在に
軸支したピニオン６８に噛合させる。

６９はピニオン６８の軸受である。一方、前面板２に、
チャックの軸線に交叉する斜方向に摺動可能なる如くブ
ツシュ７０を介して支持した少なくとも３個の心出しロ
ッド７１を設けて、その先端にシム７２、ボルト７３等
を介して取付けた心出しジョー７４を前面板２より斜方
向に出没可能となし、心出しロッド１１に形成したラッ
ク部７５を前記ピニオン６８に噛合させる。

７６は前面板２に取付けたロッド６６のカバーである。

次に、円筒パイプの継手部を切削加工するための旋盤に
おけるチャッキング操作を例にとって説明する。

いま自動小出し装置の心出しジョー７４は、心出しピス
トン６５により後退し前面板２の内側に退避しているも
のとする。

圧力媒体供給孔２７ａから環状凹溝２８ａに圧力媒体を
供給すると、その圧力で環状膜片３０が弾性変形させら
れて取付面板３２の環状凸条３３ａの端面に密着し１貫
通孔２９より環状凹条３４ａに圧力媒体を供給する。

従って連通孔３６．３７゜３８、周溝３９、貫通孔４０
を介してロックシリンダ１８の右室４１に圧力媒体を供
給し、ばね２０に抗してロックピストン１９を左行させ
、ロック部材２２を同行して調心リング１０のロックを
解除する。

同時に圧力媒体供給孔２γＣから圧力媒体を供給すれば
（環状膜片３０の作動はすべて前記と同じであるからそ
の説明は省略する。

）、連通孔藺。４９．５０、開口５１を介して環状シリ
ンダ室７の右室５２に圧力媒体を供給すると共に、分岐
路５３を介して解放シリンダ室５４に圧力媒体を供給し
、解放ピストン５５を右行させ、そのロッド先端により
逆止弁４５を押動じて、環状シリンダ室７の左室４７を
、連通孔４６，４４，４３、環状凹条３４ｂ’Ｅ介して
大気に連通させる。

（環状凹溝２８ａ・・・２８ｅに圧力媒体が供給されて
いないと、環状膜片３０はその弾性復元力によって取付
面板３２の環状凸条３３ａ・・・３３ｅの端面から離れ
ており、従って環状凹条３４ａ・・・３４ｅは、環状凹
溝と環状凸条との間のスキマ及び取付面板３２と固定リ
ング２６との間の対向スキマにより大気に連通している
。

以下同じ）従って右室５２に供給された圧力媒体により
環状ピストン６が調心リング１０を伴なって左行し、調
心リング１０のテーパ面９上のガイドブラケット１５に
よりクランプレバ−１３を第１図の実線位置から仮想線
位置に回動せしめ、クランプ顎部材１６を介してクラン
プジョー１７を放射方向外方に退避させる。

圧力媒体供給孔２７Ｃへの圧力媒体の供給を停止するこ
とにより、既述の如く右室５２が大気に連通するから環
状ピストン６の左行が停止し、従ってクランプジョー１
７の放射方向外方への移動も停止する。

すなわちクランプジョー１７を任意の位置に停止させる
ことができる。

このようにしておいて工作物Ｗ（円筒パイプ）をスピン
ドル３１の後方（又は前方）よりスピンドル３１の内径
に挿入し、所定の加工位置に図示しないストッパ等をも
って位置決めする。

この位置決め方法は任意である。

圧力媒体供給孔２７ｄから圧力媒体を供給すると、連通
孔６０．６１’Ｅ介して心出しシリンダ室５７の左室５
８に圧力媒体が供給され、心出しピストン６５が右行す
る。

従ってラック部６７、７５゜ピニオン６８を介して心出
しピストン６５に連動する心出しロッド７１が第１図の
仮想線位置から実線位置に向って駆動され、心出しジョ
ー７４が前面板２の前面に進出して、工作物Ｗの被加工
面Ｗａをその円周三方から把持し仮締めして自動的に被
加工面Ｗａの心出しを行う。

この自動小出し操作は、本願の要旨とするところではな
いので、例えばチャックとは別に設けた心出し装置で心
出しを行ってもよい。

また前記自動小出し装置における心出しジョー７４の位
置は、シム７２等により予め適正位置に調整しておく。

仮締め心出しの完了により、圧力媒体供給孔２８ａから
圧力媒体を供給すれば、連通孔４３゜４４、逆止弁４５
、連通孔４６を介して環状シリンダ室Ｉの左室４７に圧
力媒体が供給され、環状ピストン６を右行させる。

従ってピストン６と同行する調心リング１０がそのテー
パ面９によりクランプレバ−１３の尾端のローラ１４を
介して、該レバー１３を第１図の仮想線位置から実線位
置に向って回動させ、クランプ顎部材１６を介してクラ
ンプジョー１７を放射方向内方に移動させる。

このとき調心リング１０は、環状ピストン６のロッド部
８上において半径方向に移動可能であるから、例えば被
加工面Ｗａに対して工作物Ｗのクランプされる部分ｗｂ
が偏心しているような場合、少なくとも３つのクランプ
ジョー１７のうちの１つが前記部分ｗｂに当り、その放
射方向内方への移動が阻止されても、調心リング１０が
前記半径方向移動を行うことにより他の２つのクランプ
ジョー１７を部分ｗｂに向って駆動し、工作物Ｗを３つ
のクランプジョー１７により均等な力で把持せしめ本締
めを行う。

工作物Ｗは一般的に被加工面Ｗａと前記部分ｗｂとの間
に僅かな偏心等があることが多いが、調心リング１０を
前記の如く半径方向に移動可能としておくことにより、
どのような偏心に対しても、被加工面の心出しを行って
おくことにより、被加工面の軸心に倣った正確なチャッ
キングが可能となり、クランプされる部分が変形してい
るような工作物に対しては、クランプジョーを交換する
ことにより適宜対応させることができる。

工作物Ｗをクランプジョー１７によりしっかりと把持し
た時点で圧力媒体供給孔２７ａからの圧力媒体の供給を
停止すると、ロックシリンダ１８の右室４１が既述の連
通孔等を介して大気に連通ずる。

従ってロックピストン１９がばね２０の付勢で右行し、
ロック部材２２を、環状ピストン６のロンド部８外周と
、調心リング１０の内径軸方向溝２４の傾斜溝底面との
間に進出させ、環状ピストン６のロッド部８上に調心リ
ング１０をロックする。

環状ピストン６に円周３等配に設けた各ロックピストン
１９は、それぞれが単独のばね２０で付勢されているか
ら、調心リング１０が環状ピストン６に対し偏心位置に
あるか否かにか＼わらず、要するに工作物Ｗをしっかり
と締結把持した位置にロックする。

またシリンダ室７の左室に供給した圧力媒体は、逆止弁
４５に背圧を加えて該弁４５を閉じている。

従って本締めが完了し、圧力媒体供給孔２７ｂへの圧力
媒体の供給を停止しても、環状ピストン６は本締め位置
に保持され、そしてロック部材２２が調心リング１０を
ロックしているから、クランプジョー１７による把持力
が弛むことがない。

本締めが完了すると、圧力媒体供給孔２７ｂへの圧力媒
体の供給を停止すると共に、圧力媒体供給孔２７ｄへの
圧力媒体の供給も停止し、圧力媒体供給孔２７ｅへ圧力
媒体を供給すれば、心出しシリンダ室５７の左室５８が
連通孔６０．６１を介して大気に連通ずる一方で、連通
孔６２，６３゜６４を介して右室５９に圧力媒体が供給
され、心出しピストン６５を左行させる。

従ってラック部６７．７５、ピニオン６８を介して心出
しロッド７１を第１図の実線位置から仮想線位置に移動
させ、心出しジョー７４を前面板２の内側に退没させる
。

そこで圧力媒体供給孔２γｅへの圧力媒体の供給を停止
する。

各圧力媒体供給孔２７ａ・・・２７ｅのすべてに対し圧
力媒体の供給が行われず、従って各環状膜片３０が取付
面板３２の各環状凸条３３ａ・・・３３ｅから離れてい
るから、チャックの回転が可能となり、被加工面Ｗａの
切削等が可能となる。

被加工面Ｗａの所要の加工が完了すると、圧力媒体供給
孔２７ｅに圧力媒体を供給することにより、既述のよう
に解放ピストン５５が逆止弁４５を開放し、シリンダ室
７の右室５２に圧力空気が供給されるから、環状ピスト
ン６が調心リング１０を伴なって左行し、ガイドブラケ
ット１５、ローラ１４を介してクランプレバ−１３を第
１図の実線位置から仮想線位置に回動させ、工作物Ｗの
クランプを解除する。

従って加工を完了した工作物をスピンドル３１の後方（
または前方）にひき出しチャックから取り外す。

この発明は以上のように、工作物の波力ｄ工面の心出し
を行った後、その心出し位置に倣って工作物のクランプ
を行う構成であって、そのクランプ操作において調心リ
ング１０が半径方向にＦ、％可能であることから、工作
物のクランプされる部分が被加工面に対して仮に偏心し
ているような場合においてもきわめて正確なチャッキン
グを行うことができ、チャッキング操作を著るしく容易
かつ迅速に実施することができる。

また調心リング１０を環状ピストン６と同心位置にロッ
クしておくようにすれは、ロックシリンダ室右室４１へ
の圧力媒体の供給を行わず環状ピストン６のみを駆動し
てチャッキング作業を行うことにより、工作物のチャッ
キングを行うことができるので、例えば被加工面とクラ
ンプされる部分が同心上にある工作物の装着時に、その
心出し工程を省略することができる。

実施例において、各部品の組合わせ部やその他の部位に
おいて圧力媒体が洩れるおそれのある部分は０リング等
をもって密封すればよい。

なお長尺の工作物であって、主軸台の後方に長く飛び出
す部分があり、工作物の回転振れが生じるおそれがある
場合は、ローラスタンドを設置するか、或は前記同様の
チャックを主軸台後面においてもスピンドルに取付け、
同じ操作をもって工作物を把持させるようにすればよい
。

なお各圧力媒体供給孔への圧力媒体供給制御装置につい
ては、任意のものを使用して圧力媒体供給配管経路の切
換えを行うようにすればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の縦断面図、第２図、第３図はそれぞれ
本締め、心出し仮締め状態を示す側面図、第４図、第５
図、第６図、第７図はそれぞれ第１図のＩＶ−ＩＶ線、
■−■線、Ｖｌ−ＶＩ線、■−■線上における断面図、
第８図は圧力媒体供給部の拡大縦断面図である。 １・・・・・・チャック本体、２・・・・・・前面板、
３・・・・・・後面板、４・・・・・・内筒、５・・・
・・・中間筒、６・・・・・・環状ピストン、７・・・
・・・シリンダ室、８・・・・・・ロッド部、９・・・
・・・テーパ面、１０・・・・・・調心リング、１１・
・・・・・支持リング、１２・・・・・・軸、１３・・
・・・・クランレバー、１４・・・・・・ローラ、１５
・・・・・・ガイドブラケット、１６・・・・・・クラ
ンプ顎部材、１７・・・・・・クランプジョー、１８・
・・・・・ロックシリンダ、１９・・・・・・ロックピ
ストン、２０・・・・・・ばね、２２・・・・・・ロッ
ク部材、２６・・・・・・固定リング、２７ａ・・・２
７ｅ・・・・・・圧力媒体供給孔、３２・・・・・・取
付面板、４５・・・・・・逆止弁、５３・・・・・・分
岐路、５５・・・・・・解放ピストン、５７・・・・・
・心出しシリンダ室、６５・・・・・・心出しピストン
、６７゜７５・・・・・・ラック部、６８・・・・・・
ピニオン、７１・・・・・・心出しロッド、７４・・・
・・・心出しジョー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧力媒体により駆動されてチャックの軸方向に摺動
   する環状ピストンをチャック本体に内装し。 環状ピストンに一体に形成した円筒状ロッド部に。 外周面をテーパ面とした環状の調心部材をチャックの半
   径方向にのみ移動可能に保持させて、チャック本体に放
   射方向に揺動可能なる如く円周等配に枢支した少なくと
   も３個のクランプレバ−の尾端を、調心部材のテーパ面
   にそれぞれ係合せしめ。 各クランプレバ−の先端を、チャック本体の前面板に放
   射方向にのみ移動可能に支持せしめたクランプレバ−と
   同数のクランプジョーにそれぞれ係合させ、さらにチャ
   ック本体にその軸方向に摺動する少なくとも３個のロッ
   クピストンを内装して。 各ピストンのロッド部に、調心部材の内径に形成した傾
   斜溝底を有する軸方向溝と環状ピストンのロッド部の外
   径面との間に進退するクサビ状のロツ゛り部材を設け、
   ロックピストンを選択的に進退させる手段を設けてなる
   工作物用自動チャック。 ２ 圧力媒体を圧力空気とした特許請求の範囲１記載の
   工作物用自動チャック。 ３ チャック本体に内装する内筒と中間筒との間に環状
   ピストンを内装する環状シリンダ室を形成した特許請求
   の範囲１又は２記載の工作物用自動チャック。 ４ クランプジョーを、クランプ顎部材を介してチャッ
   ク前面板上に支持させると共にクランプレバ−先端に係
   合させた特許請求の範囲１から３までのいずれか１つに
   記載の工作物用自動チャック。 ５ クランプレバ−の尾端を、該尾端に枢着しだローラ
   を介して、調心部材のテーパ面上に固設したガイドブラ
   ケットにより調心部材の外周テーパ面に係合させた特許
   請求の範囲１から４までのいずれか１つに記載の、工作
   物用自動チャック。 ６ ロックピストンを選択的に進退させる手段が、クサ
   ビ状のロック部材を調心部材と環状ピストンのロッド部
   との間に進入させる向きにロックピストンを常時付勢す
   るばねと、該ばね力に抗してロック部材を調心部材と環
   状ピストンのロッド部との間より避退させる如くロック
   ピストンのシリンダに供給される圧力媒体とからなり、
   前記はねとロックピンを内装するロックシリンダが前記
   環状ピストンに円周等配に設けられている特許請求の範
   囲１から５までのいずれか１つに記載の工作物用自動チ
   ャック。 ７ 環状ピストンを、工作物をクランプさせる向きに駆
   動する圧力媒体の供給路が、工作物のクランプ完了で該
   供給路を閉鎖する逆止弁を含み、環状ピストンを工作物
   のクランプを解除させる向きに駆動する圧力媒体の供給
   路が、前記逆止弁による前記供給路の閉鎖を解除する解
   除ピストンを同時に駆動する分岐路を備えている特許請
   求の範囲１から６までのいずれか１つに記載の工作物用
   自動チャック。