JPS63245308A - パワ−チヤツク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、工作物を回転させながら把持することができ
る、いわゆるパワーチャックに関するものである。

（従来の技術およびその問題点） 工作物を工作機械により機械加工する場合に、工作物を
回転させながら把持するチャックは一般に、肉厚のディ
スク状をしたチャック本体の周方向に等間隔で離間する
２乃至４個のつめを具え、それらつめを半径方向に移動
させて把持する構成をしている。

それゆえ、チャック全体の重量が必然的に増加するので
、その起動には大きな起動トルクを発生することができ
る駆動装置が必要とされ、一方その停止にも制動力の大
きな制動装置が必要とされ、また、起動、停止に要する
時間的な無駄が大きいと言う欠点があった。加えて把持
に際しては、工作物の一端部がチャック内方に収容され
てしまうため、工作物の両端面を加工しなければならな
い場合には、再度チャック作業を行なわなければならず
、作業性を悪いものとしていた。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、
起動および停止が容易であって、特に、円柱又は円筒形
状をした工作物の端部加工に優れたパワーチャックを提
供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） この目的を達成するため本発明装置は、ハウジングに回
転駆動手段とシリンダ手段により互いに接近又は離間可
能な一対の回動腕を有するトグル機構手段とを設け、少
なくとも２個で１組の相互に離間する把持転動体を上記
回動腕に互いに対向させて設け、回転駆動手段の出力軸
に固着された駆動プーリーと、各組の把持転動体の一方
の回動軸に固着された被駆動プーリーとをそれぞれのベ
ルト手段を介して連結してなる。

（作　用） シリンダ手段が非作動位置にある時に、トグル機構の各
回動腕は互いに離間し、回動腕に設けられた把持転動部
材も離間し、それら両回動腕、それゆえ各回動腕に設け
られた互いに対向する把持転動体間に、円柱又は円筒形
状をした工作物を挿入するのに十分な間隔を提供する。

工作物が把持転動体間に配置されたならば、シリンダ手
段を作動させトグル機構の回動腕を互いに接近させ、各
回動腕に設けた把持転動体により所定の力で工作物を挟
持する。

次いで回転駆動手段を駆動してその出力軸に固着された
駆動プーリーを駆動し、それぞれのベルト手段を介して
各回動腕に把持転動体を支持する各組の一方の転動体に
関連する回動軸を駆動することにより、転動体間に挟持
された工作物に所定の回転運動を賦与する。

（実施例） 以下図面を参照して本発明装置について詳述する。

第１図は、本発明装置の好適な実施例を示す分解斜視図
であり、パワーチャック１０は、背面および底面が開口
する実質的に箱型形状をしたハウジング１２と、ハウジ
ングの背面を閉じる蓋１４とを具える。

Ｍ１４に対向するハウジング１２の基部上方には、開口
部１６が形成されており、この開口部から回転駆動手段
１８の一部を突出させる。回転駆動手段１８としでは電
動機、液圧モータ等の既知の装置を用いることができ、
本実施例では、予じめ減速機が一体に組込まれ出力側端
部に取付は板２０が設けられた電動機を用いる。ハウジ
ングの開口部を介して突出する取付は板２０を、第２図
に示すように溝型断面形状をしたブラケット２２に固着
する。

ブラケット２２は、取付は板２０に対向する一部に貫通
孔が設けられており、この貫通孔を介して回転駆動手段
１８の出力軸１９の突出を許容する。そして出力軸１９
の突出端部に駆動プーリー２１を、たとえばキーを用い
て固着する。また、それぞれ外方に突出させたブラケッ
ト２２の側部には、ブラケットの軸線方向に延在する細
長の溝孔２３が設けられており、締結ボルトをこれら溝
孔に挿通させてハウジング１２に掛合させることにより
、ブラケット２２、それゆえブラケットに取付けられた
回転駆動手段１８をハウジング１２の基部に固定するこ
とができる。このため、ハウジングに対する回転駆動手
段の相対位置を調整するには、締結ボルトを緩め溝孔２
３に沿ってブラケット２２をその軸線方向に動かしその
後締結ボルトを締め直せば良い。なお、本実施例ではブ
ラケット２２、つまり回転駆動手段のハウジングに対す
る位置を微調整できるようにするため、ブラケット２２
の下端部に当板２４を固着し、一方この当板に対応させ
てハウジング１２に固着したフランジ部材２６に調整ね
じ２７を螺合させ、ねじ２７の突出端部を当板２４に当
接させる。したがって回転駆動手段のハウジングに対す
る位置を調整するには、ブラケット２２を動かすことが
できる・まで、溝孔２３に係合する締結ボルトを緩め、
調整ねじ２７を回転させて突出端部を軸線方向の所定位
置まで移動させ、当板２４に当接させれば良い。

ハウジング１２の基部の残部には、トグル機構手段３０
が配置される。トグル機構手段３０は、複動型シリンダ
３２と、一対の回動腕３４と、支持部材３６．３７とを
具える。シリンダ３２の出力軸は、そのシリンダを挟ん
で配設された回動腕３４のそれぞれの一端部にリンク３
８．３８を介して連結される。また、回動腕３４をその
中間部で支持部材３６に回動支持し、シリンダ３２の出
力軸の運動に応じてそれら回動腕の他端が互いに接近又
は離間するようにする。本実施例では、回動腕３４を一
定の軌道に沿って運動することを担保しチャックの横方
向の寸法を短縮するため支持部材３６．３７のそれぞれ
にガイド溝３６ａ。

３６ａおよび３７ａ、３７ａを形成する。チャックの横
方向における寸法を小さくするには、支持部材３７の横
方向の寸法も短いことが好ましいが、回動腕３４はその
中間部を支点として回動運動するので、支点から大きく
離間した自由端部が大きく運動する。

それゆえ、本実施例では、支持部材３７の横方向の寸法
を支持部材３６のそれより長くし、横方向の寸法の長い
ガイド溝を形成した。

回動腕を互いに接近又は離間させる複動型のシリンダ３
２をその両端部にて挟持する支持部材３６．３７には、
ハウジングの基部に対向する平坦な接合面に複数個のめ
ねじ部がそれぞれ形成されており、これらめねし部に対
応させてハウジングに形成した貫通孔を介して締結ねじ
をそれらめねじ部にねじ込むことによりトグル機構手段
をハウジング１２に固着することができる。なお、符号
３６ｂ、　３７ｂは、シリンダ３２に作動流体を給排す
るために両支持部材３６．３７に設けた給排口をそれぞ
れ示している。

それぞれ回動腕３４の自由端部には、腕の軸線方向に１
目互に１紺間させた２個で一組の実質的に円柱形状をし
た把持転動体４０ａ、　４０ｂを設け、各回動腕に設け
た転動体の転勤面を互いに対向させる。このため、本実
施例では、第３図（ａ）に示すように、回動腕２３の軸
線に実質的に平行に延在し、各回動腕に関連する転動体
の転勤面が対向するよう対をなす転動体４０ａ、４０ｂ
を収容する収容凹部４２が形成されるとともに回動腕３
４との連結部４４が形成さたアタッチメント４６を介し
て、把持転動体４０ａ、４０ｂを回動腕に関連させる。

アタッチメント４６と回動腕３４との結合は、それぞれ
に形成しためねじ部に締結用おねじを螺合させることに
より行なう。勿論、収容凹部を回動腕３４の自由端部に
直接的に形成してそこに一組の把持転動体を収容するこ
ともできるが、アタッチメントを用いることにより、種
々の寸法の転動体を回動腕に適用できると言う利点があ
る。

これら把持転動体４０ａ、４０ｂは、後述するように直
接的に工作物を把持し、また工作物に回転を伝えるもの
であるので、工作物との間の摩擦係数、耐摩耗性、さら
には把持すべき工作物の形状等を考慮して、その材質、
表面あらさ、外径寸法、さらには対をなす転動体間の相
対距離を選択することは勿論である。

第３図（ｂ）はアタッチメント４６の一部を断面にして
示す図である。収容凹部４２内に相互に離間して配設さ
れた把持転動体４０ａ、４０ｂは回動軸４８ａ、４８ｂ
に、たとえば、キーを用いて一体的に連結されており、
一方それら回動軸４８ａ、４８ｂは、適当な軸受けを介
してアタッチメントに回動自在に支持されている。

それぞれ組をなす把持転動体のいずれか一方を、本実施
例では回動軸４８ａを回転駆動手段１８の出力軸１９側
に突出させ、その端部に被駆動プーリー５０゜５０を、
たとえばキーを用いて連結する。勿論、上述した構成は
残りの回動腕に関しても同様である。

更に本実施例では、駆動ブーＩＪ　−２１と被駆動プ一
り−５０，５０との間に、第１図に示すように、第１お
よび第２のアイドラー５２ａおよび５２ｂをそれらプー
リーが位置する側でハウジングに設ける。

このため略々丁字形状をした取付はブラケット５４を既
知の固着方法、たとえば適当数の取付けねじ５６を用い
て固着し、一方、取付はブラケット５４の横方向に突出
する各突出部に回動軸５６を適当な軸受けを介してそれ
ぞれ支持し、各回動軸の両端部を突出させる。そして各
回動軸のそれら突出端部に第１および第２のアイドラー
５２ａおよび５２ｂをそれぞれ固着し、駆動プーリー２
１と取付はブラケット５４に回動自在に取付けた２個の
第１アイドラー５２ａとに、第４図に示すように、１本
のベルト５８を掛け、各第２アイドラー５２ａと各組の
把持転動体に関連する各被駆動プーリー５０．５０とに
他のベルト５９．５９をそれぞれ掛ける。このようにベ
ルト掛けすることにより、回転駆動手段の生起する回転
力は、駆動プーリー２１および２個の相互に離間する第
１アイドラー５２ａに掛けられたベルト５８により、そ
れぞれ第２アイドラー５２ｂに伝達され、一方それら第
２アイドラー５２ｂに伝達された回転力は、他のベルト
５９を介してそれぞれの組の一方の転動体に、本実施例
では転動体４０ａに伝達されることになる。

勿論、駆動プーリー２１と各組の一方の転動体とを直接
的にベルト５９．５９を介して連結することができるが
、本実施例の様ににアイドラーを介して連結することに
より、トグル機構手段の各回動腕の回動中心と回転駆動
手段の回転中心とが相違することに起因する、回動腕を
回動させた時の回転中心と把持転動体との間の距離の変
動を補償することができる。

次に本発明パワーチャックの作動について説明する。ま
ずシリンダ手段３２に作動流体を供給してトグル機構手
段３０の各回動腕３４を互いに接近させることにより、
それぞれの腕に対向させて設けた把持転動体４０ａ、４
０ｂで工作物を挟持する。その後、回転駆動手段１８を
駆動してその回転運動を駆動プーリー２１．第１アイド
ラー５２８．第２アイドラー５２ｂそして被駆動プーリ
ー５０を介して把持転動体４０ａ、４０ａに伝える。そ
れゆえ、把持転動体により把持された工作物には、その
工作物を介して互いに対向する把持転動体を介して回転
運動が与えられることになる。

なお、ベルトは平ベルト、歯付きベルトなどを用いるこ
とができる。

一方、工作物を釈放するには、回転駆動手段の作動を停
止して把持転動体の回転を止め、シリンダ手段３２を逆
作動させてそれぞれの回動腕を互いに離間させれば良い
。

第５図は、本発明パワーチャックを用いたパリ取り装置
を示す図であり、パワーチャック１０はフレーム６０の
上部に設けられた昇降および横方向に移動可能なチャッ
ク支持装置６２に既知の固着方法、たとえばボルトによ
り固着されている。

チャック支持手段６２は、チャック１０の横移動方向に
相互に平行に離間する２本のガイドロッド６４を具え、
これらガイドロッドに装着された適当な軸受けを介して
平板形状をしたブラケット６６が摺動自在に取付けられ
ている。ブラケット６６には、駆動シリンダ６８および
ガイドスリーブ７０．７０がそれらガイドロッド間に起
立して設けられており、各ガイドロッドには一端が駆動
シリンダのピストンロンドの自由端に連結板を介して連
結されたガイド部材７２が摺動自在に装着されている。

そしてガイド部材７２のそれぞれの他端には、支持板７
４が取付けられており、チャック１０はその支持板７４
に設けられた取付は片７６にボルト締結される。

ガイドロッドに平行に整列されたガイドスリーブ７０の
それぞれの外周には、同じくガイドロッドに平行に延在
させたチェーン７８の一端がそれぞれ固着され、このチ
ェーン７８は互いに離間してフレーム６０の両側部に軸
受を介して回動自在にそれぞれ取付けられた直径の比較
的大きなスプロケット８０．８０に巻回されている。い
ずれか一方のスプロケットの回動軸、第５図に示すパリ
取り装置では。

その左方の回動軸に、直径の比較的小さな図示しない他
のスプロケットを設は加圧流体の供給により膨径変形し
軸線方向に収縮力を生起するエアーバッグタイプの２本
の弾性収縮体３２ａ、８２ｂの各一端を連結する連結手
段、たとえばチェーン８４を上記他のスプロケットに掛
合させる。弾性収縮体８２ａ。

８２ｂの他端は、他方のスプロケット側でフレーム６０
に設けられた図示しない係止板に掛合されている。具体
的には、弾性収縮体の他端に設けられた係止ロッドをそ
の係止板の外方に突出させて係止ブロックを取付け、係
止ブロックが係止板の外方に当接することにより、それ
ら弾性収縮体の係止板側端部を所定位置に保持する。

それゆえ、弾性収縮体８２ａまたは８２ｂの一方に加圧
流体を供給し、他方から加圧力流体を排出することによ
りチェーン８４に掛合するスプロケットが固着された回
動軸が収縮運動を行なう弾性収縮体方向に回転するので
、その回動軸に固着された大径の一方のスプロケット８
０も回転し、一方このスプロケットに掛合されたチェー
ン７８により他方のスプロケット８０に伝達されて回転
することになる。ところで、チェーン７８の各端部はガ
イドスリーブ７０に固着されているので、ガイドスリー
ブが取付けられたブラケット６６、それゆえ支持板７４
をガイドロッド６４に沿って滑らかに横方向に移動させ
ることができる。一方、パワーチャック１０の昇降運動
は、駆動シリンダ６８を適当に作動させてガイド部材７
２をガイドスリーブ７０に沿って摺動させることにより
行なう。

また、木バリ取り装置では、支持板７４の横方向および
昇降移動量を正確に検知するため、一方のスプロケット
８０の回動軸にその回転量を検知し支持板７４の横方向
の移動量を求める検知手段と、ガイド部材７２の変位量
を検知し支持板７４の昇降量を検知する検知手段を設け
る。具体的には、一方のスプロケット８０の回動軸にロ
ータリーエンコーダ８６を設けてその回転量を検出し、
ピストンロンドの連結板と支持板７４との間に配設した
支柱の一部にラック８８を取付け、ブラケット６６に固
着した他のロータリーエンコーダ９０の入力軸にそのラ
ンクに噛合させてピニオンを取付けて支持板７４の昇降
量を検知する。

なお、符号９１は、弾性収縮性８２ａ　、　８２ｂから
加圧流体が完全に流出した際にそれら弾性収縮体に張力
を作用させるための緊張装置であり、係止仮に一端が固
着されたスペーサロッド９２ａの他端に固定板９２ｂを
取付け、それぞれの弾性手段に関連する係止ロンド端部
と固定板９２ｂとの間に、弾性手段としての引張りばね
９２ｃを設けたものである。

また、符号９３はフレーム６０に固着された回転駆動手
段であり、回動腕３４に挟持された工作物、たとえば円
筒状被加工物の内径部分のパリを除去するパリ取りブラ
シ９４ａを具備し、符号９５は、円筒状加工物の外周部
分のパリを除去するパリ取りブラシ９４ｂをガイドロッ
ド６４に平行に移動させる並進運動手段である。

このパリ取り装置は特に、円筒状被加工物のパリ取りに
特に適しており、従来のパリ取り装置、たとえば先端に
力センサーを具備しＤＣサーボモータを用いたパリ取り
装置やいわゆるロボットアームを用いた装置に比べ、高
い制御性能を必要とせず、また３軸以上の自由度並らび
に広い動作領域を必要としないなどの利点を有している
。加えて、弾性収縮体への加圧流体の適用圧力を、たと
えば流量制御弁を複数個用いて制御することによりその
収縮力を極めて容易に一定に保持することができる。そ
れゆえパリ取りブラシに対する、回転把持された円筒状
被加工物の押付力を一定とすることができると言う長所
がある。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明パワーチャックは、被加工物
に回転運動を与えるチャックの回転部分を単反る転動体
だけで構成したので回転モーメントが極めて小さくなり
、チャックの回転運動に対する起動および停止が容易と
なる他、トグル機構手段を用いてそれら転動体を介して
被加工物を挟持するのでその把持力の調整が容易である
。とくに、円柱形状をした被加工物にあっては、その両
端部をチャック外方にそれぞれ突出させて把持すること
ができるので、端部加工の毎にチャック作業を行なう必
要がなく操作性に優れたパワーチャックを得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明パワーチャックを示す分解斜視図、 第２図は、本発明パワーチャックの一部を示す分解斜視
図、 第３図（ａ）、および（ｂ）は、第１図に示す装置の一
部を示す分解斜視図および一部破断面図、第４図は、本
発明パワーチャックの正面図、そして 第５図は、本発明パワーチャックを用いたパリ取り装置
を示す模式図である。 １０・・・パワーチャック　　　１２・・・ハウジング
１４・・・蓋　　　　　　　　１６・・・開口部１８・
・・回転駆動手段　　　１９・・・出力軸２０・・・取
付は板　　　　　２１・・・駆動プーリー２２・・・ブ
ラケット　　　　２３・・・溝孔２７・・・調整ねじ　
　　　　３０・・・トグル機構手段３２・・・シリンダ
　　　　　３４・・・回動腕３６．３７・・・支持部材
　　　３８・・・リンク４０ａ、４０ｂ・・・把持転動
体　４６・・・アタッチメント５０・・・被駆動プーリ
ー　　５２ａ　、　５２ｂ・・・アイドラー５８．５９
・・・ベルト　　　　　６０・・・フレーム６２・・・
チャック支持手段　６４９０．ガイドロッド６６・・・
ブラケント　　　　　６８・・・駆動シリンダ７０・・
・ガイドスリーブ　　７２・・・ガイド部材７４・・・
支持板　　　　　　７８．８４・・・チェーン８０・・
・スプロケッ）　　　　８２ａ　、　８２ｂ・・・弾性
収縮体９４ａ、９４ｂ・・・パリ取りブラシ 特許出願人　　株式会社ブリデストン 代理人弁理士　　杉　　村　　暁　　査問　　弁　　理
　　士　　　　杉　　　　村　　　　興　　　　作第２
図 第１図 第４図 ｂ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ハウジングと、ハウジングに固着された回転駆動手
   段と、ハウジングに固着されシリンダ手段により互いに
   接近又は離間可能な一対の回転腕を有するトグル機構手
   段と、前記回転腕に互いに対向して回動自在に設けられ
   少なくとも２個で１組をなす相互に離間する把持転動体
   と、回転駆動手段の出力軸に固着された駆動プーリーと
   、この駆動プーリーに直接又は間接的に掛合しその回転
   運動を把持転動体の各組の一方の把持転動体の回動軸に
   固着された被駆動プーリーに直接又は間接的に伝達する
   ２本のベルト手段とを具えてなることを特徴とするパワ
   ーチャック。