JP2011067944A

JP2011067944A - 位置固定の解除ユニットを備えた締付け装置

Info

Publication number: JP2011067944A
Application number: JP2010214039A
Authority: JP
Inventors: Eugen Hangleiter; ハングライターオイゲン
Original assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Current assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Priority date: 2009-09-25
Filing date: 2010-09-24
Publication date: 2011-04-07
Also published as: TW201111072A; US20110074121A1; KR20110033767A; DE102009044105A1; CN102029414A; EP2301698A2

Abstract

【課題】連結ロッド4(draw bar)の軸方向駆動により、締付ツメ3につき、シャンク部を締付固定する位置・姿勢と締付解除する位置・姿勢との間でシフトさせるチャック装置において、連結ロッドの軸方向寸法を小さくし、締付解除ユニットの構成をシンプルにする。
【解決手段】スピンドル部1の軸方向根元側に非回転・定置部2を備え、この中に締付解除ユニットを備える。スピンドル部1には、その根元側の端部の端部閉止リング6と、これに先端側（シャンク部保持側）から隣り合う中間リング5とが備えられ、この中間リング5は、連結ロッド4に対しその作動ヘッドに隣接した箇所にて、軸方向の駆動接続を行うよう組み合わされている。締付解除を行う際には、締付解除ユニットを構成するピストン9の先端のリング状突き当て面10から、端部閉止リング6を貫くスタッド7を通じて、端部閉止リング6及びこれに接続する連結ロッド4へと衝撃力が伝えられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、工具、ワークその他におけるテーパシャンク部、その他のシャンク部をつかんで保持するためのチャック装置であって、位置固定の解除ユニットを備えたものに関する。

ここでのチャック装置は、例えば、リテンションノブ付きのテーパシャンク部（例えばISO7388/1+2 A/B, MAS403など）をつかんで保持するためのものであり、自動工具取替え（automatic tool exchanging）に対応したものである。ここでのテーパシャンク部は、例えば7/24のテーパー角度をもつものであり、典型的なチャック装置は、回転するスピンドル部中に、工具、ワークその他のテーパ部が嵌め込まれるテーパー状の受入凹陥部と、該テーパ部の先端にリテンションノブとしてねじ込みなどによって取り付けられるフランジ頭付きのネジをつかむための複数の締付ツメと、これらの締付ツメについて固定締付及び締付解除の動作を行わせるための作動ヘッドを備えた連結ロッド（押し動かし及び引き動かしの力を伝えるための軸方向に延びるロッド; 引き棒；draw bar）とを備える。また、連結ロッドを軸方向の駆動して締付固定及び締付解除を行うための機構が備えられる。特に、締付解除を行うための機構としては、例えば、ヨーロッパ特許EP1426130B（国内特許4227002号に対応）に提案されている。また、例えばヨーロッパ特許EP0642860B（特開平7-171704に対応）に、リテンションノブなどを備えたシャンク部をつかんで保持するための装置の全体構成の例が示されている。この種のチャック装置には、例えばパワードローバ（Power draw bar）と呼ばれるものがある（例えば本件出願人会社のウェブサイトhttp://www.rohmgb.co.uk/uploads/tx_userproducts/us_asp.pdf）。

HSKシャンク（ISO12164-1:2001及びDIN69893のHohl Schaft Kegel；中空シャンクテーパ）その他の中空シャンク部をつかんで保持するためのチャック装置も近年に開発されて用いられている。例えば、ドイツ特許出願公開DE4138974A1に示されているように、シャンク部を受け入れるためのスピンドル凹陥部を備える作動スピンドルと、シャンク部のシャンク凹陥部に設けられ中心軸に対して傾斜して延びる締付斜面と、この締付斜面に一致する傾斜の傾斜面をそれぞれ有し、作動スピンドルに組み付けられた複数の締付ツメと、作動スピンドル中に案内されており、軸方向に押し動かされたならば、複数の締付ツメを動かして、それぞれの傾斜面を締付斜面に突き当てることのできる締付ヘッドを備えた連結ロッドとが備えられる。連結ロッドの軸方向駆動は、上記と同様である。
ヨーロッパ特許EP1426130B ヨーロッパ特許EP0642860B ドイツ特許出願公開DE4138974A1

空気圧式、及び、液圧式（油圧式、水圧式など）のチャック装置における従来の締付解除ユニットでは、連結ロッドが作動スピンドル中に長く延びる必要があり、また、締付解除ユニットの配置構成が複雑になってしまう。

本発明の根底をなす課題は、上述の、従来の解除ユニットの欠点を解消し、締付解除ユニットが、よりシンプルに構成されて作動されるチャック装置を提供することにある。

締付ツメと、締付ツメに対して可動に配置された連結ロッド（draw bar）とを備えたスピンドル部を含んでいるチャック装置において、このような課題は、以下により解決される。スピンドル部には、さらに、連結ロッドの押し動かしを行うべく設けられて配置され軸方向に可動に構成された中間リングと、軸方向に可動に構成された中間リングについて、複数の締付ツメに固定締付を行わせる固定締付の位置・姿勢（位置及び姿勢の少なくとも一方、以下同様）から、複数の締付ツメに締付解除を行わせる締付解除の位置・姿勢へとシフトさせるべくスタッド（スタッドボルトまたはスタッドピン）が、軸方向に貫くように構成されて配置された端部閉止リング（スピンドル部の端面を覆う一種のキャップ）と、軸方向に可動に構成された中間リングを締付解除の位置・姿勢から固定締付の位置・姿勢へとシフトさせるためのバネ部材とが備えられる。一方、非回転・定置部は非回転・定置の締付解除ユニットを備え、この締付解除ユニットにはシリンダ形（円筒形または円柱形）のピストンが備えられ、このピストンには、円形リング状に形成された突き当て面が備えられ、この突き当て面が、スタッドの先端面に向き合うように配置されている。

このような形態による利点は、連結ロッド（draw bar）の長さ寸法を小さくできる点にある。また、さらなる利点は次の点にある。シリンダ形のピストンが有するリング状の突き当て面により、スタッドには、スピンドル部がいかなる回転位置にあるときにも、衝撃力その他の力を印加可能である。

位置固定（非回転・定置）の解除ユニットを備えた締付装置についての模式的な断面図である。

本発明の実施形態によると、連結ロッド4(draw bar)の軸方向駆動により、締付ツメ3につき、シャンク部を締付固定する位置・姿勢と締付解除する位置・姿勢との間でシフトさせるチャック装置において、連結ロッドの軸方向寸法を小さくし、締付解除ユニットの構成をシンプルにする。この目的で、好ましい実施形態によると、スピンドル部1の軸方向根元側に非回転・定置部2を備え、この中に締付解除ユニットを備える。そして、スピンドル部1には、その根元側の端部に端部閉止リング6が備えられ、この端部閉止リング6に対しその先端側（シャンク部保持側）から隣り合うように中間リング5が備えられる。中間リング5は、連結ロッド4に対しその作動ヘッドに隣接した箇所にて、軸方向の駆動接続を行うよう、嵌合などにより接続されて組み合わされている。締付解除を行う際には、締付解除ユニットを構成するピストン9の先端のリング状突き当て面10から、端部閉止リング6を貫くスタッド7を通じて、端部閉止リング6及びこれに接続する連結ロッド4へと衝撃力が伝えられる。なお、中間リング5を締付解除の位置・姿勢から固定締付の位置・姿勢へとシフトさせるためには、バネ部材8が備えられる。図示の具体例によると、中間リング5は、円筒状のスピンドル部本体における最も径の小さい部分に、軸方向に可動に差し込まれる円筒状部分と、この根元側にてフランジ状部分を形成する大径部とからなる。そして、中間リング5の軸方向前後への駆動にともない、フランジ状部分がピストンのように空隙室内を前後に動くのであり、この空隙室における先端側（シャンク受入側）の壁面から軸方向に掘られた孔にバネ部材8が配置され、フランジ状部分における先端側の面の浅い凹陥部と、軸方向に掘られた孔の底との間に渡されている。バネ部材8は、典型的には、コイルスプリングからなる。なお、図示の例において、端部閉止リング6は、連結ロッド4の中心軸を貫く管路から延びる管が差し込まれ、シャンク部の側へとワークなどを外す際などに圧縮空気を送り込むなどの目的で用いられる中心軸管路が設けられ、これが、非回転・定置部2の中心軸管路に接続している。そして、端部閉止リング6は、根元側の小径円筒部と、その先端側（シャンク受入側）にて形成される大径ディスク部とからなり、この大径ディスク部に、スタッド7が貫通する孔が設けられている。また、端部閉止リング6は、中間リング5のフランジ部が前後に動く空隙室を密閉するように、円筒状のスピンドル部本体にネジ止めされている。

本発明において、締付装置が次のようであるならば好ましい。シリンダ形のピストン9が、全周にわたって延びるベース部16、すなわち根本端部をなす大径部を有している。そして、このベース部16の外周面には、第1のリング状のすべり軸受けシール部11（滑動をスムーズにしつつ軸受け作用及びシール作用を行う部材または部分、以下、同じ）が取り付けられ、ベース部の内周面には第2のリング状のすべり軸受けシール部12が取り付けられる。このようであると、シリンダ形のピストン9は、可動性が向上し、かつ、より良好な案内が実現できる。

解除ユニットが、次のような締付固定チャンバー14及び締付解除チャンバー15を備えることができる。締付固定チャンバー14は、非回転・定置部中2にあって、シリンダ形のピストン9における全周にわたって延びるベース部16と、スピンドル部1の側を向いたリング状の端部閉止部材（End cap）17との間に設けられる。また、締付解除チャンバー15は、当該ベース部16から見て締付固定チャンバー14とは逆の側に設けられる。すなわち、非回転・定置部中2の本体部の壁面と、ベース部16との間に設けられる。また、リング状の端部閉止部材17の内周面には、第3のリング状のすべり軸受けシール部19が取り付けられる。図１には、ピストン9が最も根元側に来た状態を示し、この状態では、締付解除チャンバー15が、作動媒体の供給管路20に接続する狭いリング状のチャンバーとなっている。但し、ピストン9のベース部16のフランジ部の上面の大部分を覆うように設けられているので、高圧の圧縮空気などを送り込むことにより充分な圧力印加が可能である。なお、図示の例で、スピンドル部の円筒状本体部は、端部閉止部材17の外周面を、外側からほぼ覆う箇所にまで延びており、このように根元側に延びた部分の外周面は、ボールベアリングを介して、半径方向外側の非回転部分から支持されている。

図１は、シャンク部をつかんで保持し回転を行うスピンドル部1と、これより軸方向根本側に配置された非回転・定置部2とを備えた締付（チャック）装置についての中心軸に沿った模式的な断面図である。スピンドル部1には、複数の締付ツメ3と、これらの締付ツメ3に対して可動に取り付けられた連結ロッド4と、連結ロッド4を動かすために可動に構成された中間リング5と、端部閉止リング6とからなる。端部閉止リング6により、スタッド7が、以下のように配置される。スタッド7における根本側の端面13が衝撃を受けることにより、可動に構成された中間リング5が次のような具合に動かされる。すなわち、連結ロッド４を通じ、複数の締付ツメ3につき、締付固定を行う位置・姿勢から、締付固定を解除する位置・姿勢へと動かすことができる具合に中間リング5が動かされる。さらには、スピンドル部1には、バネ部材８が備えられ、このバネ部材8が、スタッド7による作用とは、逆向きの作用を行う。

非回転・定置部2には、シリンダー形（円筒形または円柱形）のピストン9を備えた非回転・定置の解除ユニットが含まれる。このピストン９は、リング状に形成された突き当て面10を備える。この突き当て面10は、スタッド７の根本側の端面13と向き合うように配置される。また、このピストン9の根本側の部分には、半径方向寸法の大きい部分が全周にわたって延びることで、ベース部16が形成されている。ベース部16は、図示の例で、ピストン9における円筒状の部分の上端部と、ここからフランジ状に全周にわたって外側に突き出す部分とからなる。ベース部16の外周面には、第1のリング状すべり軸受シール部材11が取り付けられ、ベース部16の内周面には、第2のリング状すべり軸受シール部材12が取り付けられている。非回転・定置部２には、上記の他に、スピンドル部1に向き合って配置されるリング状の端部閉止部材17と、この内側の面に取り付けられた第3のリング状すべり軸受シール部材18とが備えられる。図示の例で、リング状の端部閉止部材17は、ピストン9の外周面を覆うように配置される円筒部と、この下端から内側に内向きフランジ状の突き出す部分とからなり、これらの間に、締付固定のための作動チャンバーである締付固定チャンバー14を形成している。また、ピストン９のベース部16より根元側には、締付解除チャンバー15が形成されている。すなわち、ピストン９のベース部16を構成するフランジ部は、シャンク部保持箇所の側にある締付固定チャンバー14と、根本側にある締付解除チャンバー15との間に挟み込まれている。非回転・定置部1中には、端部閉止部材17中、及びこの根本側の端部から外側へと延びる部分の中に、締付固定チャンバー14へと作動媒体（空気または作動オイルその他）を供給する第1の供給導路19、及び、締付解除チャンバー15へと作動媒体（空気または作動オイルその他）を供給する第2の供給導路20が備えられる。この第2の供給導路20を通じて締付解除チャンバー15中に作動媒体が供給されて圧力が印加されると、円筒形のピストン9は、締付ツメ3が締付解除の位置・姿勢に来るようにする位置・姿勢へと押し動かされる。一方、第1の供給導路19を通じて締付固定チャンバー14中に作動媒体が供給されて圧力が印加されると、円筒形のピストン9は、締付ツメ3が締付固定の位置・姿勢に来るようにする位置・姿勢へと押し動かされる。

１スピンドル部２非回転・定置部３締付ツメ
４連結ロッド５中間リング６端部閉止リング
７スタッド８バネ部材９ピストン
１０突き当て面１１第1のリング状すべり軸受シール部材
１２第2のリング状すべり軸受シール部材１３スタッドの根元側の端面
１４締付固定チャンバー１５締付解除チャンバー１６ベース部
１７リング状の端部閉止部材１８第3のリング状すべり軸受シール部材
１９第1の供給導路２０第2の供給導路１００締付装置

Claims

スピンドル部(1)と、非回転・定置部(2)とからなるチャック装置(100)であって、
スピンドル部(1)は、
複数の締付ツメ(3)と、
これら締付ツメ(3)に対して可動に構成された連結ロッド(4)と、
連結ロッド(4)の押し動かしを行うべく設けられて配置され可動に構成された中間リング(5)と、
可動に構成された中間リング(5)について、複数の締付ツメ(3)に固定締付を行わせる固定締付の位置・姿勢から、複数の締付ツメ(3)に締付解除を行わせる締付解除の位置・姿勢へとシフトさせるべくスタッド(7)が、貫くように構成されて配置された端部閉止リング(6)と、
可動に構成された中間リング(5)を締付解除の位置・姿勢から固定締付の位置・姿勢へとシフトさせるためのバネ部材(8)とを備え、
非回転・定置部(2)は非回転・定置の締付解除ユニットを備え、この締付解除ユニットにはシリンダ形のピストン(9)が備えられ、このピストン(9)には、円形リング状に形成された突き当て面(10)が備えられ、この突き当て面(10)が、スタッド(7)の先端面(13)に向き合うように配置されていることを特徴とするチャック装置。
シリンダー形のピストン(9)は、その根元側の部分にて、径方向寸法の大きい部分が全周にわたって延びてベース部(16)を形成しており、このベース部(16)の外周面には、第1のリング状のすべり軸受けシール部(11)が取り付けられ、当該ベース部(16)の内周面には、第2のリング状のすべり軸受けシール部(12)が取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のチャック装置。
非回転・定置の締付解除ユニットには、締付固定チャンバー(14)と締付解除チャンバー(15)とが備えられ、締付固定チャンバー(14)は、シリンダ形のピストン(9)における全周にわたって延びるベース部(16)と、スピンドル部(1)の側を向いているリング状の端部閉止部材(17)との間に配置され、締付解除チャンバー(15)は、前記ベース部(16)から見て締付固定チャンバー(14)とは逆の側に配置されており、
リング状の端部閉止部材(17)の内周面には、第3のリング状すべり軸受シール部材(18)が取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載のチャック装置。