JPS6043243B2

JPS6043243B2 - 流体作動チヤツク

Info

Publication number: JPS6043243B2
Application number: JP56070880A
Authority: JP
Inventors: アントン・フインク
Original assignee: METOROROJII SHISUTEMUZU CORP
Current assignee: METOROROJII SHISUTEMUZU CORP
Priority date: 1980-11-14
Filing date: 1981-05-13
Publication date: 1985-09-27
Also published as: DE3114656A1; US4349207A; DE3114656C2; JPS5789505A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は流体作動チャックに関する。

この流体作動チャックでは、ピストン−シリンダ駆動ア
センブリがチャックの本体から回転的に独立している結
果、回転シールまたは移動シールを設けることの必要性
が除かれる。従来、機械加工操作において動力チャック
が用いられており、この操作では工作物は堅固に保持さ
れかつ高速度で回転されなければならない。

そのような機械加工操作では、旋盤のような駆動手段に
よつて回転されるチャックが設けられる。このチャック
は工作物を保持および解放するためにノ半径方向に動く
ことのできるジョーを含む。チャックの本体は実質的に
円筒状に形成されていて、その一端に、半径方向内方の
閉塞位置と外方の開放位置との間を動くことのできる親
ジョーが配置されている。使用に当たつて、工作物はチ
ャック・の本体の長手方向軸線に平行に置かれ、ジョー
が工作物の回りを半径方向内方に閉塞される。チャック
の本体および工作物が回転すると、工作物は機械加工さ
れる。機械加工の操作が完了すると、ジョーは半径方向
外方へ押し出されて開放位置と”なり、工作物を解放す
る。従来の多くの動力チャックは、リングのようなある
タイプの作動手段を含む。

このリングはチャックの本体の周囲を取り囲んでおり、
親ジョーと係合する複数のキーを含む。好ましくは各キ
ーは、リングを軸線方向に動かすと、親ジョーの半径方
向の移動を行わせるように、本体の長手方向軸線に対し
て傾斜して配置される。前記従来のチャックを自動的に
、高速かつ正確に操作するために、前記リングを軸線方
向に動かす流体作動の駆動アセブリが設けられている。

この流体作動の駆動アセンブリはシリンダと流体圧によ
つて作動される往復動するピストンとを含む。この駆動
アセンブリは前記ピストンとシリンダとの間に配置され
た複数の回転シールまたは移動シールをさらに含む。テ
フロンまたは黒鉛から実質的に形成される回転シールは
ピストンとシリンダとの間からの流体の漏れを防止する
必要がある。しかしながら、移動シールに固有の摩擦力
のために、従来のチャックの回転速度は限られている。
しかも、高速度では、回転する室内の流体圧は遠心力に
よつて高められ、しばしば漏れを生じ、締付力の損失と
なつていた。低速度であつても、シールの通常の摩耗に
より漏れが生じている。従つて、ピストン−シリンダア
センブリがチャックの本体から回転的に独立し、移動シ
ールを設ける必要性が除かれるような改良された流体作
動チャックを提供することが要望されている。流体作動
のジョーを含む他のチャックは米国特許第３９１８３５
２号、同第３９９２０１９号、同第４０３２１６１号、
同第４０３２１６鏝および英国特許第１４０３４１７号
の各明細書に開示されている。前記各特許は複雑な作動
機構を有する種々の液圧および空気圧チャックを開示す
る。親ジョーを作動させるために従来用いられていた他
の方法は流体ロック装置を含み、このロック装置では、
流体を止める（ＴＯｔｒａｐ）ために内部弁が用いられ
ている。このチャックでは、チャックの動作サイクル中
にしばしば漏れが起こつて、シール不良、過熱およびチ
ャックのジョーの締付力の損失をもたらしている。従つ
て、本発明の目的は、比較的に信頼性のない移動シール
を設ける必要性を除く新しい、改良された流体作動チャ
ックを提供することにある。本発明の別の目的は、ピス
トン−シリンダ駆動一アセンブリの全体が、チャックの
本体に対して回転的には不動の新しい、改良された流体
作動チャックを提供することにある。本発明の更に別の
目的は、ピストン−シリンダ駆動アセンブリによつて発
生された力を、親ジョーの半径方向の動きを行わせるた
めにチャックの本体の作動手段に伝達するための伝動手
段が設けられた新しい、改良された流体作動チャックを
提供することにある。

本発明の更に別の目的は、ピストン−シリンダ駆動アセ
ンブリをチャックの本体に対して回転的には不動に保持
させるものでありながら、ピストン−シリンダ駆動アセ
ンブリによつて発生された軸線方向に向く力を伝達する
べく働くラジアルスラスト軸受を含む新しい、改良され
た流体作動チャックを提供することにある。

前記したおよびその他の目的に従つて、本発明は堅固に
工作物を保持して回転するための流体作動チャックを提
供する。

さらに詳しくは、長手方向の軸線の回りに回転されるべ
く適合されかつ工作物をチャックに堅固に保持するため
に半径方向に動くことのできる複数の親ジョーを有する
実質的に円筒状の本体を含む流体作動チャックが提供さ
れる。作動リングはチャックの本体の回りに装着されて
いる。この作動リングは前記親ジョーに形成されたキー
溝に滑動できるように受け入れられる複数のキーを含む
。作動リングのキーは、チャックの本体に対して作動リ
ングが軸方向に動くと、前記親ジョーの半径方向の動き
を行わせるべく働くように傾斜されている。本発明の流
体作動チャックは、チャックの本体の回りに回転的に装
着されている往復動するピストン−シリンダ駆動アセン
ブリをさらに含む。

この駆動アセンブリは不動のピストンとこの回りに装着
された往復動するシリンダとを含む。このシリンダはチ
ャックの本体に対して軸線方向へ移動でき、流体圧によ
つて駆動される。ピストン−シリンダ駆動アセンブリの
全体はチャックの本体に対して、回転的には不動である
。伝動手段は前記ピストン−シリンダ駆動アセンブリの
シリンダの軸線方向の動きを前記作動リングに伝達する
ために設けられている。

さらに詳しくは、前記作動リングに連結された内レース
を含むラジアルスラスト軸受が設けられている。このラ
ジアルスラスト軸受はピストン−シリンダ駆動アセンブ
リのシリンダに連結された外レースをさらに含む。複数
のボールベアリングが内レースと外レースとの間に配置
されている。作動時、回転する駆動手段がチャックの本
体に連結されてこの本体を高速度で回転させる。

流体圧によつて作動されるピストン−シリンダ駆動アセ
ンブリは軸線方向に向く力を発生する。前記ラジアルス
ラスト軸受は軸線方向に向く力を前記作゛動リングに伝
達すべく機能する。これによつて作動リングの軸線方向
の動きは工作物を保持または解放するために親ジョーを
半径方向に動かすべく働く。チャックのピストン−シリ
ンダ駆動アセンブリはチャックの本体に対して回転的に
は不動で・ある。それにより、流体の移動シールまたは
他の流体ロック装置を設けることの必要性を除く。本発
明のさらに別の目的および特徴は図面を参照しての発明
の詳細な説明から明らかとなるであろう。）第１図お
よび第２図には、本発明の新しいかつ改良された流体作
動のチャック１０が示されている。

さらに詳しくは、流体作動のチャック１０は、相対する
両端に工作物の保持端と駆動端とを有する実質的に円筒
形の本体２０を含む。チヤツク１０の駆動端は、チャッ
ク１０をその長手方向軸線の回りに回転できる旋盤２２
または他の同様な装置に連結されている。前記駆動端と
は反対の側にある、チャック１０の工作物の保持端は半
径方向へ動くごとのできる複数の親ジョー２４を含む。
この親ジョー２４は補助ジョー２６に連結できる。補助
ジョー２６は厚みの異なる種々のバッド（図示してない
）を装着できるスロット２８を含む。使用に当たつて、
補助ジョー２６に装着されるバッドの厚みは、保持され
るべき工作物の直径に一致するように選定される。図示
したチャック１０は、仕上げ作業に特に有効な精密工具
である。流体作動チャック１０は、さらにクランプリン
グ３２と往復動するピストン−シリンダ駆動アセンブリ
３４とを含む。

第１図に示すように、ホース３６，３８が、後に詳述す
るように、親ジョー２４を動かすためにピストン−シリ
ンダ駆動アセンブリ３４に圧力流体を供給するべく設け
られている。後方カバー４０はチャックの本体２０の駆
動端に連結され、ダストシールドとして機能する。第３
図に示すように、本体２０は中央孔４２を含み、この中
央孔は、回転駆動手段である旋盤２２へのチャック１０
の連結を容易にするねじ付き部分４４を有する。

親ジョー２４は、本体２０の工作物の保持端に設けられ
たスロット４６に滑動可能に装着されている。このスロ
ット４６は本体２０の中実軸線から半径方向外方へ伸び
、親ジョー２４をチャックに対して半径方向へ移動させ
．る。第３図に示すように、ねじのような締結手段４８
が補助ジョー２６を親ジョー２４に固定するために設け
られている。本発明に従つて、作動リング５０が本体２
０の周囲に配置されている。

第５図および第６図に示！すように、作動リング５０は
複数のキー５２を含み、各キー５２は半径方向外方に伸
びる傾斜部分を含む。各キー５２の傾斜部分はチャック
１０の工作物の保持端に向けて伸びており、各親ジョー
２４に設けられた傾斜状のキー溝５６に受け入れクられ
るように形状付けられている。使用に当たつて、作動リ
ング５０がチャックの後方の駆動端に向けて軸線方向に
動かされると、各キー５２の半径方向外方にある支持面
５８は係合する親ジョー２４に力を及ぼして、親ジョー
２４を、第４図に示すように、半径方向外方に動かす。
逆に、作動リング５０が、チャック１０の工作物の保持
端に向けて軸線方向に動かされると、各キー５２の半径
方向内方にある支持面６０は係合する親ジョー２４に力
を及ぼして、工作物を保持すべく半径方向内方に親ジョ
ー２４を動かす。作動リング５０の内径は、親ジョーの
正確な動きを確保するために、チャックの本体２０の外
径川こきつちりと適合するように精密に機械加工される
ことが好ましい。

より詳しくは、作動リング５０と本体２０との間の空間
は滑りを防ぐために最小であるべきであるが、反面、本
体に対して作動リングが軸線方向に動くのを妨げられな
い十分な・すきまを与えるべきである。作動リングの半
径方向外方の外周面は、第６図に示すように、Ｌ形とな
つたリップ６２を含む。このリップ６２はラジアルスラ
スト１０２を受け入れかつ固定するためのスロットの一
部を形成する。クランプリング６４はねじ６６によつて
作動リング５０に連結されている。このクランプリング
６４もまた、後に詳述するように、ラジアルスラスト軸
受１０２を装着するためのスロットを完全に画定するＬ
形のリップを含む。本発明に従つて、ピストン−シリン
ダ駆動アセンブリ３４が設けられており、該アセンブリ
はチャックの本体２０の外周の回りを回転できるように
装着されている。

このピストン−シリンダ駆動アセンブリ３４は、第３図
に示すように、断面がＴ形をしたピストン７０を含む。
ピストン７０の半径方向に伸びる部分７２はそれぞれ前
面７４と後面７６とを含む。シリンダ室７８はシリンダ
部材８０と後方カバー４０との共同によつて画定されて
いる。シリンダ部材８０と後方カバー４０とは、第３図
に示すように、ねじ８２によつて互いに堅固されている
。シリンダ部材８０と後方カバー４０との結合体を以下
シリンダ８４と称する。本発明に従つて、ピストン−シ
リンダ駆動アセンブリ３４は、チャックの本体２０に対
して回転的には不動である。好ましくは、ピストン−シ
リンダ駆動アセンブリ３４は、クランプリング９２と共
にスラスト軸受９０によつて、チャックの本体２０の外
周の回りを回転できるように装着され、その結果、ピス
トン７０は軸線方向へ不動とされる。これとは異なり、
シリンダ８４は本体２０に対して軸線方向に動くことが
できる。さらに詳しくは、第３図に示すように、シリン
ダ８４は軸線方向の前進位置において、シリンダ室７８
の後方壁がピストン７０の後面７６に突き当たるように
位置される。軸線方向の後退位置では、第４図に示すよ
うに、ピストン７０の前面７４はシリンダ室７８の前方
の内壁に突き当たる。シリンダ８４の往復運動は、チャ
ンネル９６，９８を通つてピストン−シリンダ駆動アセ
ンブリ３４に導入される流体圧により行われる。

ホース３６，３８にそれぞれぜ連なつているチャンネル
９６，９８は加圧と除圧とを交互に行うことのできる２
方向弁を備えることが好ましい。例えば、第３図に示す
前進位置から第４図に示す後退位置へシリンダ８４を移
すには、圧力下の液体または気体のような流体がチャン
ネル９６を通つてシリンダ室７８に導入され、同時にチ
ャンネル９８から排出される。シリンダ８４をその前進
位置へ戻すには、この逆の手順によつて行われる。シリ
ンダ８４の移動は、チャックの本体２０が回転している
間に容易に実行される。ピストン−シリンダ駆動アセン
ブリ３４は回転的には不動であることから明らかなよう
に、移動シールあるいは他の流体ロック装置を設けるこ
との必要性は除かれる。しかも、シリンダ室７８は回転
しないので、遠心力に起因する、望ましくない内部流体
圧の増加もない。本発明に従つて、ピストン−シリンダ
駆動アセンブリ３４によつて引き起こされた軸線方向の
運動を作動リング５０に伝達して、親ジョー２４に半径
方向の運動をさせるための伝動手段が設けられている。

この伝動手段は、ピストン−シリンダ駆動アセンブリ３
４と作動リング５０との間に装着されているラジアルス
ラスト軸受１０２を含む。ラジアルスラスト軸受１０２
は、作動リング５０のリップ６２とクランプリング６４
とによつて画定されたスロット中に定置されかつ堅固に
固定された、半径方向の内方にある円形の内レース１０
４を含む。半径方向の外方にある円形の外レース１０６
は、同様に、ピストン−シリンダ駆動アセンブリ３４の
シリンダ部材８０の環状リップ８１と第２のクランプリ
ング３２との間に堅固に固定されている。第３図に示す
ように、クランプリング３２はねじ１１０によつてシリ
ンダ部材８０に堅固に固定されている。適当なボールベ
アリング１１２が内レース１０４と外レース１０６との
間に設けられている。作動時、ラジアルスラスト軸受１
０２は、ピストン−シリンダ駆動アセンブリ３４により
生じた力を作動リング５０に伝達する。

さらに詳しくは、使用中、チャックの本体２０は工作物
の機械加工を行うために、高速度で回転される。第４図
に示すように、ジョーを開放位置として、工作物はチャ
ックのボデー２０に整合される。そして、チャックの工
作物の保持端に向けてシリンダ８４を軸線方向前方に動
かすべく力を作用させるように、流体がシリンダ室７８
に導入される。シリンダ８４のこの軸線方向の動きはラ
ジアルスラスト軸受１０２によつて作動リング５０に伝
達されて、この作動リング５０を前進位置へ押し出す。
作動リング５０の軸線方向の動きは作動リングのキー５
２を強制的に親ジョー２４のキー溝５６内に押し入れる
。前記したように、キー５２がキー溝５６内に進入する
と、親ジョー２４には半径方向内方への力が及ぼされて
親ジョー２４は工作物を保持する。前記とは逆に、親ジ
ョー２４を開いて工作物を解放するには、シリンダ８４
を軸線方向の後方へ移すように、流体がシリンダ室７８
に導入される。この軸線方向後方への動きは、キー５２
が係合するキー溝５６から滑動して引き下ろされるよう
に、ラジアルスラスト軸受１０２によつて作動リング５
０へ伝達される。前記したように、キー溝５６からのキ
ー５２の引出しは、親ジョー２４を半径方向外方へ動か
し、この結果、工作物は解放される。第３図に示すよう
に、ストッパ用のピン１２０が設けられることが好まし
い。このピン１２０は・その下端で非回転の台に固定的
に連結され、その上端ではシリンダ部材８０にある軸線
方向に伸びるスロット１２２においてジャーナルとなつ
ている。ラジアルスラスト軸受１０２は、ピストン−シ
リンダ駆動アセンブリ３４と回転するチヤツクノの本体
２０との間のどんな摩擦をも実質的に除去するように機
能するが、比較的高速度では、残留する摩擦はピストン
−シリンダ駆動アセンブリ３４をゆつくりと回転させる
こととなる。この副次的効果は、ストッパ用のピン１２
０によつて除かれる。ストッパ用のピン１２０の上端は
、長手方向に伸びるスロット１２２内でジャーナルとな
つているので、シリンダ８４の軸線方向の動きはピンに
よつて妨げられることはない。本発明の好ましい実施例
では、第３図および第４図に示すように、潤滑用のチャ
ンネル１２４が設けられる。

このチャンネル１２４は、ピストン−シリンダ駆動アセ
ンブリ３４を通つて伸びており、複数の枝を有する。濶
滑用のチャンネル１２４は、チャックの本体２０の周囲
およびスラスト軸受９０に潤滑剤を注入して過熱を防止
し、摩擦を低減するために設けられている。潤滑剤は、
ミスト状で注入することができる。このミスト状の注入
では、回転する本体２０によつて引き起こされる遠心力
によつて、潤滑剤を分散させることができる。要約する
と、工作物を堅固に保持して回転させるための新しいか
つ改良された流体作動チャック１０が提供される。

さらに詳しくは、本体の工作物側の端に連結されかつチ
ャックに対して半径方向に動くことのできる複数の親ジ
ョー２４を有する円筒状の本体２０を含むチャックが提
供される。作動リング５０がチャックの外周の回りに配
置されている。この作動リング５０は親ジョー２４と作
動的に連結される複数のキー５２を含む。この配置によ
つて、作動リング５０の軸線方向の動きは、親ジョー２
４の半径方向の動きをもたらす。ピストン−シリンダ駆
動アセンブリ３４は、チャックの本体２０の外周の回り
に回転できるように装着されている。このピストン−シ
リンダ駆．動アセンブリ３４はチャックの本体に対して
回転的には動かないもので、本体の長手方向の軸線の方
向への往復力を発生することができる。ラジアルスラス
ト軸受１０２からなる伝動手段が設けられており、該伝
動手段はピストン−シリンダ駆動アセンブリ３４によつ
て発生される軸線方向の力を作動リングに伝達し、これ
により、親ジョー２４を半径方向に動かす。本発明の流
体作動チャックは、ピストン−シリンダ駆動アセンブリ
に回転シールを設ける必要性を除く。本発明の前記した
実施例を変更することも可能であつて、例えば、ピスト
ンが軸線方向に動き、”シリンダが固定されるようなピ
ストン−シリンダ駆動アセンブリを備えるようにするこ
ともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の流体作動チャックの斜視図、第２図は
本発明の流体作動チャックの正面図、第３図は第２図の
３−３線に沿つて切断した流体作動チャックの断面図で
、親ジョーは閉塞位置にあり、第４図は第３図と同様な
一部の断面図で、親ジョーは開放位置にあり、第５図は
本発明の流体作動チャックに設けられる作動リングの正
面図、第６図は第５図の６−６線に沿つて切断した作動
リングの断面図である。１０：流体作動のチャック、２０：チヤツクの本体、２
４：親ジョー、３４：ピストンーシリンダ駆動アセンブ
リ、５０：作動リング、５２：キー、５６：キー溝、７
０：ピストン、７８：シリンダ室、８０：シリンダ部材
、８４：シリンダ、９０：スラスト軸受、９６，９８：
チヤンネル、１０２：ラジアルースラスト軸受、１０４
：内レース、１０６：外レース、１１２：ボールベアリ
ング、１２０：ピン、１２４：潤滑用のチャンネル。

Claims

【特許請求の範囲】１工作物を保持することができかつ駆動手段によつて
駆動回転される流体作動チャックであつて、相対する工
作物保持端および駆動端を有し、該駆動端に連結された
前記駆動手段によつて長手方向軸線の回りに回転可能で
ある、実質的に円筒状の本体と、該本体の回りに同軸状
に滑動可能に配置された作動リングと、前記本体の回り
に回転可能に配置された往復動するピストン−シリンダ
駆動アセンブリと、該ピストン−シリンダ駆動アセンブ
リと前記作動リングとの間に配置されたラジアルスラス
ト軸受手段とを含み、前記本体は前記工作物保持端の半
径方向へ伸びる溝内に滑動可能に配置された複数の親ジ
ョーを備え、該各親ジョーは前記本体の長手方向軸線に
対して鋭角に配置されたキー溝を備え、前記作動リング
は一方の端に前記本体の前記工作物保持端に向けて突出
する複数のキーを、他方の端にリップを有しかつ該作動
リングが前記本体に対して軸線方向へ移動するとき、前
記親ジョーを半径方向へ移動させるように、各キーは前
記各親ジョーの前記キー溝に係合され、前記ピストン−
シリンダ駆動アセンブリは第１および第２のチャンネル
を有する流体供給手段と前記本体と該駆動アセンブリと
の間の摩擦を減らすための潤滑油を導入する潤滑油のチ
ヤンネル列と環状のリップとを備えかつ前記ピストンの
回りの前記シリンダに流体を交互に供給および排出する
と、前記シリンダを前記本体に対して軸線方向へ移動さ
せるように前記第１および第２のチャンネルが配置され
、前記ラジアルスラスト軸受手段は前記ピストン−シリ
ンダ駆動アセンブリの前記環状リップに固着されたアウ
タレースと前記作動リングの前記リップに固着されたイ
ンナレースとを備え、前記本体が前記ピストン−シリン
ダ駆動アセンブリに対して独立的に回転されるとき、前
記ラジアルスラスト軸受手段は、前記ピストン−シリン
ダ駆動アセンブリによつて発生された軸線方向力を前記
作動リングに伝達し、それによつて前記親ジョーを半径
方向へ動かす、流体作動チャック。２前記ピストン−シリンダ駆動アセンブリは、前記本
体の回りに回転できるように取り付けられかつ該本体に
対して軸線方向へ不動のピストンと、該ピストンの回り
に取り付けられかつ前記本体に対して軸線方向に可動の
シリンダとを含み、該シリンダに前記環状リップが設け
られた、特許請求の範囲第１項に記載の流体作動チャッ
ク。３工作物を保持することができかつ駆動手段によつて
駆動回転される流体作動チャックであつて、相対する工
作物保持端および駆動端を有し、該駆動端に連結された
前記駆動手段によつて長手方向軸線の回りに回転可能で
ある。実質的に円筒状の本体と、該本体の回りに同軸状に滑動
可能に配置された作動リングと、前記本体の回りに回転
可能に配置された往復動するピストン−シリンダ駆動ア
センブリと、該ピストン−シリンダ駆動アセンブリと前
記作動リングとの間に配置されたラジアルスラスト軸受
手段と、一端が固定的に取り付けられ、他端が前記ピス
トン−シリンダ駆動アセンブリの前記本体に対する回転
運動を阻止すると共に前記ピストン−シリンダ駆動アセ
ンブリの軸線方向の動きを許容するように前記ピストン
−シリンダ駆動アセンブリに係合されたストッパピンと
を含み、前記本体は前記工作物保持端の半径方向へ伸び
る溝内に滑動可能に配置された複数の親ジョーを備え、
該各親ジョーは前記本体の長手方向軸線に対して鋭角に
配置されたキー溝を備え、前記作動リングは一方の端に
前記本体の前記工作物保持端に向けて突出する複数のキ
ーを、他方の端にリップを有しかつ該作動リングが前記
本体に対して軸線方向へ移動するとき、前記親ジョーを
半径方向へ移動させるように、各キーは前記各親ジョー
の前記キー溝に係合され、前記ピストン−シリンダ駆動
アセンブリは第１および第２チャンネルを有する流体供
給手段と前記本体と該駆動アセンブリとの間の摩擦を減
らすための潤滑油を導入する潤滑油のチャンネル列と環
状のリップとを備えかつ前記ピストンの回りの前記シリ
ンダに流体を交互に供給および排出すると、前記シリン
ダを前記本体に対して軸線方向へ移動させるように前記
第１および第２のチャンネルが配置されており、前記ラ
ジアルスラスト軸受手段は前記ピストン−シリンダ駆動
アセンブリの前記環状リップに固着されたアウタレース
と前記作動リングの前記リップに固着されたインナレー
スとを備え、前記本体が前記ピストン−シリンダ駆動ア
センブリに対して独立的に回転されるとき、前記ラジア
ルスラスト軸受手段は、前記ピストン−シリンダ駆動ア
センブリによつて発生された軸線方向力を前記作動リン
グに伝達し、それによつて前記親ジヨーを半径方向へ動
かす、流体作動チャック。