JPS6350123B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は工作用、工具等の被保持物を保持す
るための液圧式チヤツクに関するものである。

工作物、工具等の被保持物を保持する装置とし
て液圧式のチヤツクが知られている。このチヤツ
クは、本体と、この本体との間に液室を形成する
状態で本体に嵌め込まれた比較的薄肉の膨出部材
とを有し、そして被保持物を保持する際にはこの
膨出部材の少なくとも一部が液室に導かれた液圧
によつて本体から離れる方向へ、すなわち被保持
物に向けて膨出させられることにより、被保持物
に圧接され、以てこの被保持物が膨出部材の膨出
部間に、あるいは膨出部と他の支持部材との間に
挟まれて保持されるようにされたものである。

ところで、かかるチヤツクにおいては、上記液
室に通ずる液穴内に挿入されたピストンを作業者
がボルト等のねじ部材により深くに押し入れるこ
とにより前記液室に液圧が発生するようにされる
のが普通であるが、この場合ピストンが適正量を
超えて押し入れられると液室に発生する液圧もこ
れに伴つて過大となり、また、逆にこれが過少で
あれば液室の圧力も過少となる。

液室に過大な液圧が発生すると、膨出部材と本
体との間において液漏れが生じたり、また膨出部
材が過大に変形・膨出させられて永久歪を起こ
し、場合によつては被保持物の脱着が不可能とな
る。

これとは逆に液圧が過少であれば、膨出部材の
膨出量が少なくなつて適切な保持力が得られなか
つたり、被保持物がチヤツクから脱落したりする
問題を引き起こす。

このような問題は作業者による上記ねじ部材等
の操作手段における操作量の適否のみならず、チ
ヤツク周辺の温度の変化によつても引き起こされ
る。すなわち、周囲の温度が上昇すればチヤツク
内に閉じ込められた液体が熱膨張して体積を増す
から前記液室の液圧が高められる。そして、その
液圧が過大となつた場合には上記した液漏れ、膨
出部材の永久歪を発生させ、逆に周囲温度が低下
して液体が収縮したときには液圧も低下して保持
力が弱くなつたり、被保持物の脱落を招いたりす
るのである。

本発明はこのような事情を背景として為された
ものであり、その目的とするところはチヤツクの
上記液室に過大な液圧が発生するのを防止するこ
とにより上記操作手段の操作量を微妙に調整しな
くても常に適正な保持力が得られ、かつ、周囲の
温度変化の影響を受けない液圧式チヤツクを提供
することにある。

そして、本発明の要旨は、前記本体、膨出部材
および液室を備えた液圧式チヤツクにおいて、液
室に連通させて副液室を形成し、その副液室を囲
む壁の一部を為す状態に受圧部材を設け、その受
圧部材に弾性部材を所定の予荷重をもつて接触さ
せ、前記液室内の液圧が設定値を超えて増大する
ときに受圧部材が弾性部材の弾性力に抗して変位
または変形することにより、液室の液圧が過大と
なることを防止するようにしたことにある。

本発明に係る液圧式チヤツクは、受圧部材が弾
性部材の弾性力に抗して変位または変形した状態
で被保持物を保持する。弾性部材には予荷重が与
えられて、受圧部材の変位または変形に対応する
弾性力の変化が比較的小さくされているため、液
室内に閉じ込められている液体の体積が温度変化
に伴つて変化しても液圧の変動が小さくて済む。
また、チヤツクに被保持物を保持させるために作
業者がねじ部材等の操作手段を操作する際にも、
その操作量の大小に応じて液室内の液圧が大きく
変わることを回避し得る。

したがつて、作業者の個人差あるいは周辺温度
の違いによる液圧のばらつきが解消して、過大な
液圧に基づく液漏れや膨出部材の永久歪の発生、
あるいは保持力の過小による被保持物の脱落を確
実に防止し得る効果が得られる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて更に詳
しく説明する。

図において、１は工作機械の主軸端に取り付け
られて工作物等を保持すべき油圧式チヤツクの本
体で、一端側に形成された挿入部２が工作機械の
主軸端に形成された取付穴に挿入されるととも
に、固定部３においてボルト締めされるようにな
つている。本体１には中央部に貫通穴４が形成さ
れて工作物等被保持物の被保持部分が挿入される
ようになつている。本体１のこの貫通穴４の大径
穴部には膨出部材としてのスリーブ７が嵌め込ま
れるとともに、取付部材８によつて強固に固定さ
れている。

スリーブ７には本体１の内壁面に対面する側に
幅広の円環状溝が形成されることにより薄肉部が
形成されており、またこの溝は圧力油を収容する
ための油室９とされている。このスリーブ７は油
室９に油圧が発生したとき、貫通穴４の軸心に向
かつて薄肉部が膨出させられることにより被保持
部分に圧接させられるもので、これによつて被保
持物の保持が為される。油室９にはその内部に収
容される油量が少なくて済むように、スペーサリ
ング１１が挿入されている。

本体１には油室９に連通する油路１２，１３，
１４がその半径方向に沿つて設けられるととも
に、段付きの穴１６，１７，１８がそれぞれの油
路１２，１３，１４に連通するようにして設けら
れている。これらの穴１６，１７，１８にはピス
トン１９，２１，２２が滑動可能に嵌合され、ま
た、第一および第二の穴１６，１７にはスペーサ
ロツド２３，２４が挿入され、これによつて前記
油室９におけると同様に油量の少量化が図られて
いる。

第一の穴１６に嵌合されたピストン１９は、穴
１６の開口部に螺合された操作ねじ２６のねじ込
みによつて穴１６により深く押し入れられるよう
にされており、これによつて油室９に油圧が発生
させられるようになつている。なお、操作ねじ２
６のねじ込み量は第一の穴１６の段部に配置され
たストツパリング２７により規定される。第二の
穴１７に嵌合されたピストン２１は調整ねじ２８
のねじ込みで穴１７の内方へ押し入れられる点に
おいて上記ピストン１９と同様であるが、この調
整ねじ２８は上記操作ねじ２６とは違つて通常は
使用されず、操作ねじ２６の設定操作量で油室９
に適正な油圧が発生するように調整する際に用い
られるものである。

第三の穴１８に嵌合されたピストン２２は本体
１とともに副油室３０を形成する受圧部材であ
り、穴１８の開口側大径部内に配設された当て板
２９の突部３１に当接して油室９からの油圧に基
づく力を当て板２９に伝える役割を果たす。当て
板２９と穴１８の開口部に螺合されたセツトねじ
３２との間には弾性部材である皿ばね３３が予圧
縮された状態で装着されており、操作ねじ２６が
締められた状態では一定の弾性力で当て板２９を
穴１８の段部に押し付けるようにされている。皿
ばね３３の予圧縮の量は前記被保持物を保持する
に十分な油圧が発生するまでは当て板２９が段部
から離れず、かつ、油圧がそれ以上に上昇したと
きに当て板２９が段部から離れるように定められ
ている。皿ばね３３はこの際の弾性変形によつて
上記弾性力が増大するが、その増大率がなるべく
僅かとなるようなばね特性のものが選ばれてい
る。なお、皿ばね３３の予圧縮の量の調整はセツ
トねじ３２の操作によつて為される。

次に上記液圧式チヤツクの作動を説明する。

被保持物がスリーブ７内に挿入された状態で操
作ねじ２６をねじ込むとピストン１９がこれに押
されて第一の穴１６内により深く押し入れられ、
これによつて油室９に油圧が発生する。油室９に
油圧が発生するとスリーブ７の薄肉部がその中心
に向かつて、すなわち被保持物に向かつて膨出さ
せられ、以て被保持物を保持する。このとき操作
ねじ２６はストツパリング２７に突き当たるまで
ねじ込まれるが、このねじ込み量は従来のチヤツ
クにおける適正なねじ込み量よりも多く設定され
ている。したがつて、従来のチヤツク、すなわち
皿ばね３３等を含む上記油圧吸収機構を備えない
チヤツクにおいてねじ込み量が上記に相当するま
で操作ねじをねじ込めば過大な油圧が発生して前
述の不具合を生じさせることとなるが、上記チヤ
ツクにおいては油圧が設定値を超えてからはピス
トン２２の移動、皿ばね３３の変形によつて過大
な油圧が吸収されるから、上記不具合を発生させ
ない。また、操作ねじ２６のねじ込み量は上記の
通り、適正な保持力を得るに必要な量よりも多く
設定されているから、当然のことながら油圧が過
少となる恐れもなくなつて、これに基づく保持力
の不足や被保持物の脱落を惹起することもない。
すなわち、従来作業者の感覚をたよりに、あるい
はトルクレンチ等の道具によつて操作ねじ２６の
操作量を調整し、したがつて作業者によつて発生
する液圧に個人差が生じ、場合によつては油圧が
過大になつたり過少になつたりすることを避け得
なかつたのが、上記チヤツクにおいては操作ねじ
２６をストツパリング２７に突き当たるまでねじ
込めばよいから、作業者によつて発生する液圧が
変動することがなく常に適切な油圧が発生させら
れ得るのであり、しかも操作ねじ２６の微妙な調
整を必要としないから操作時間が短縮されるので
ある。

かかるチヤツクは、従来その温度変化に伴つて
生じていた不具合をも同時に解消し得るものであ
る。すなわち、チヤツク自体、あるいはチヤツク
周辺の部材、雰囲気の温度が上昇するとこれに伴
つてチヤツク内に閉じ込められた油は熱膨張を起
こして体積を増大し、これと共にスリーブ７の膨
出量を脱大させる。この様子を内径26mmのスリー
ブについて実験した結果を示す第３図に基づいて
説明すると、図中Ａは従来装置におけるチヤツク
本体の温度および油圧（横軸）とスリーブ７の内
径（縦軸）との関係を示すものであり、温度上昇
によつて油圧が上昇し、またこれと共にスリーブ
内径が直線的に減少することが認められる。

そして、油圧あるいはスリーブの変形量の過大
に基づいて前述の油漏れ、スリーブの永久歪を惹
起し、逆に温度が低下すれば油圧の過少およびこ
れに伴う保持力の不足、被保持力の脱落を引き起
こす。

これに対して、本実施例のチヤツクはスペーサ
リング１１、スペーサロツド２３，２４によつて
油量が少なくされているから、油の熱膨張による
体積の増大量が少なく、また、油圧が設定値を超
えれば上記皿ばね３３の弾性変形によつて油圧を
吸収するように構成され、かつ、そのばね特性も
第３図中Ｂで示すように（ただし計算値である）
通常生じ得る温度領域においては過大な油圧を生
じさせないように定められているから、かかる不
具合が生じないのである。逆に、温度が低下して
油が収縮しても上記操作ねじ２６のねじ込み量は
従来より多めに設定されているから、操作ねじ２
６がねじ込み時までねじ込まれた状態において皿
ばね３３が油の収縮量に対応する量だけその弾性
変形量を減じるだけで、なお十分な保持力を与え
るに足る油圧は確保されるのである。そして、こ
のような低温領域で操作ねじ２６がねじ込まれた
状態において皿ばね３３が弾性変形するに至らな
い場合には前記調整ねじ２８の操作によつて基準
油圧を調整することができ、これによつて温度低
下に基づいて油圧が過少となることが確実に防止
されるのである。

なお、液圧吸収機構については上記例に示す態
様のものに限定されるものではなく、第４図に示
すように、穴３４の段部に弾性変形可能な受圧板
３６を配置して、この受圧板３６を弾性変形させ
ることにより過大な油圧の発生を防止するように
することも可能である。この実施例においては受
圧板３６は本体１に設けられた突起部分３７で中
央部が支えられるとともに、その外周部が、穴３
４の大径部に螺合された有底円筒状の固定部材３
８によつて固定されており、かつ固定部材３８の
内側に装着された皿ばね３９によりセツト荷重が
与えられている。そして、穴３４の小径部および
連通孔４１を経て大径部に至つた油圧が設定値を
超えたときは、受圧板３６の中央部が弾性変形
し、これによつて過大な油圧の発生が防止され
る。本実施例においては受圧板３６が受圧部材、
皿ばね３９が弾性部材、受圧板３６と穴３４の段
部との間の空間が副液室として機能するのであ
る。

以上、チヤツク内に被保持部材が挿入され、こ
れをスリーブの変形によつて保持するようにした
ものの例を示したが、本発明は逆にチヤツクの本
体を被保持物の穴に挿入し、本体の外周部に配設
したスリーブを変形させて被保持物を保持する形
式のものにも適用可能であり、さらに膨出部材は
かかるスリーブに限らず、本体の適所に膨出可能
な部材を複数配設して被保持物を複数個所で保持
するようにすることも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にしたがつて構成された液圧式
チヤツクの一例を示す側面断面図、第２図は第１
図における−断面図、第３図は第１図および
第２図に示すチヤツクの温度および油圧とスリー
ブ内径との関係を従来のチヤツクとの比較におい
て示す図、第４図は本発明にしたがつて構成され
た液圧式チヤツクの他の要部を示す断面図であ
る。 １：チヤツクの本体、６：凹所、７：スリー
ブ、９：油室、１４：油路、２２：ピストン、２
９：当て板、３２：セツトねじ、３３：皿ばね、
３６：受圧板、３７：突起部分、３８：固定部
材、３９：皿ばね。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 本体と、該本体との間に液室を形成する状態
   で該本体に嵌め込まれた比較的薄肉の膨出部材と
   を有し、該膨出部材の少なくとも一部が該液室に
   導かれた液圧によつて該本体から離れる方向に膨
   出させられることにより被保持物を保持する液圧
   式チヤツクにおいて、 前記液室に連通させて副液室を形成し、該副液
   室を囲む壁の一部を為す状態に受圧部材を設け、
   該受圧部材に弾性部材を所定の予荷重をもつて接
   触させ、前記液室内の液圧が設定値を超えて増大
   するときに前記受圧部材が前記弾性部材の弾性力
   に抗して変位または変形することにより前記液室
   の液圧が過大となることを防止するようにしたこ
   とを特徴とする液圧式チヤツク。