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JP4798910B2 - Axial force generator and mechanical chuck cylinder using the same - Google Patents

Axial force generator and mechanical chuck cylinder using the same Download PDF

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JP4798910B2
JP4798910B2 JP2001297426A JP2001297426A JP4798910B2 JP 4798910 B2 JP4798910 B2 JP 4798910B2 JP 2001297426 A JP2001297426 A JP 2001297426A JP 2001297426 A JP2001297426 A JP 2001297426A JP 4798910 B2 JP4798910 B2 JP 4798910B2
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嘉和 安田
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株式会社テック・ヤスダ
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ねじ機構を利用して回転運動を軸方向移動に変換する軸力発生装置に関し、特に軸方向の移動ストロークの大小に関わらず、そのストローク端で大きな倍力作用を有する軸力発生装置及び当該装置を含む機械式のチャックシリンダに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
工作機械において、回転工具や回転ワークを把持するチャックは、その回転軸線上で軸方向移動するプルロッドによって開閉される構造が一般的である。このプルロッドの軸方向移動は、チャックシリンダと呼ばれる油圧シリンダで行っている。
【0003】
例えば、旋盤の主軸に装着されるワークチャックは、半径方向に同時開閉する3個ないし4個の爪を備えており、この爪の開閉は、主軸の中空孔に挿通したプルロッドの軸方向動きを楔機構やカム機構によって半径方向の動きに変換して、それぞれの爪に伝達することによって行われている。このプルロッドを軸方向移動させるために、主軸の反チャック側端部に油圧シリンダが装着され、そのピストンをプルロッドに連結して爪の開閉を行う。
【0004】
なお、旋盤の主軸チャックを開閉するプルロッドは、主軸の軸心を通してバー材を供給できるように中空ロッドを用いるのが一般的である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
油圧式のチャックシリンダは、主軸端に装着されて回転するため、回転ジョイントを用いて油圧を供給する必要があり、回転ジョイント部における油漏れによるエネルギーロスやシール交換の問題が生ずる。更にチャックシリンダには、チャックがワークを把持している間、常に高い油圧力を供給しなければならず、油圧ポンプの運転コストの上昇と作動油の温度上昇とが問題となる。作動油温度が上昇すると、それが主軸やチャックに伝達され、熱変形による加工寸法の誤差を生じさせる。
【0006】
この発明は、油圧式のシリンダチャックに代えて用いる電動機駆動による純機械式のチャックシリンダを得ることを課題としており、電動機の回転運動を軸方向移動に変換してプルロッドに伝え、かつチャックがワークを把持するストローク端において、プルロッドのストローク量に影響されることなく、大きな倍力機構が得られ、かつ主軸の高速回転に追従できるコンパクトな純機械式のチャックシリンダ及びこれに用いる軸力発生装置を得ることを課題としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決したこの発明の軸力発生装置は、同心円筒上に配置された同一リードの1次ねじ15及び2次ねじ8と、この1次ねじの回転を2次ねじに伝達する負荷クラッチ部材7と、前記1次ねじの回転により軸方向移動する第1スリーブ16と、前記2次ねじの回転により軸方向移動する第2スリーブ9と、この第2スリーブの移動先端側に配置した軸力部材20と、これら軸力部材及び第2スリーブの対向面間の円周を等分する位置に形成された複数の倍力室32と、各倍力室に軸方向に間隔を隔てて配置された球形ないし円筒形の受動体34と、各倍力室の軸方向に隣接する2つの受動体の軸心を結ぶ線から偏倚して当該隣接する受動体の間に位置する球形ないし円筒形の押込体35と、前記第1スリーブの先端周面ないし側面に設けられて各倍力室の押込体を受動体側に向けて同時に押動する楔面33aとを備えており、前記1次ねじを回転駆動することにより、軸方向のストローク移動とストローク端における軸方向倍力とを発生する。
【0008】
この発明の好ましい構造の軸力発生装置は、負荷クラッチ部材7が2次ねじ8に螺合し、当該負荷クラッチ部材と第2スリーブ9とが相対回転可能かつ相対軸方向移動不能に連結され、その負荷クラッチをクラッチ切り状態に強制的に保持する係止体38と、この係止体をクラッチ切り方向に付勢するロックばね39とを備え、前記第1スリーブ16が負荷クラッチ部材7に当接する位置まで基端側に移動したときに、係止体38がロックばねの付勢力に抗して押動されて、負荷クラッチの強制切り状態が解除され、当該第1スリーブが負荷クラッチ部材から離隔したときに、前記ロックばねが係止体を押動してクラッチ切り状態を強制的に保持する。
【0009】
またこの発明の機械式チャックシリンダは、基端に固定フランジ6を有する固定内筒5と、その外側に位置する回転外筒11とを備え、この回転外筒の内周面に前記1次ねじが設けられて、上記構造の軸力発生装置が前記固定内筒と回転外筒との間に内装され、前記軸力部材20の先端に当該固定内筒の中心孔に挿通されるプルロッドへの連結具24、25が設けられているものである。
【0010】
上記のこの発明の軸力発生装置において、1次ねじ15を回転駆動すると、当該1次ねじ及びこれに負荷クラッチ部材7を介して連結された2次ねじ8が同期回転する。1次ねじ15に螺合し又は螺合する部材に連結された第1スリーブ16及び2次ねじ8に螺合し又は螺合する部材に連結された第2スリーブ9は、両ねじ15、8が等しいリードを備えていることから、軸方向に同期移動する。チャックの爪がワークに当接することなどによって規制されるストローク端に達すると、軸力部材20の軸方向移動が阻止され、その阻止力が倍力室32の球体ないし円筒体34、35を介して第2スリーブ9に伝達されるので、第2スリーブ9の軸方向移動も阻止される。従って第2スリーブ9を螺進退させている2次ねじ8の回転負荷が増大し、負荷クラッチ部材7が切れる。そのため、2次ねじ8の回転は停止し、第2スリーブ9の軸方向移動が停止する。
【0011】
一方、1次ねじ15は更に回転を続け、第1スリーブ16が更に前進する。停止した第2スリーブ9に対する第1スリーブ16の相対前進移動により、楔面33aが押込体35を軸方向に隣接する2つの受動体34、34の間に押込み、押込体35と受動体34との間の楔作用により、2つの受動体34、34を離隔させようとする方向の大きな軸方向力が生ずる。この軸方向力を受ける第2スリーブ9は、停止している2次ねじ8により軸方向に固定されているため、当該軸方向力は軸力部材20に伝達される。従って、この軸力部材20に連結具24、25でチャック開閉用のプルロッドを接続すれば、チャック開状態からその爪がワークに当接するまでの間は、軸力部材20の軸方向移動に負荷がかからないため、1次ねじ15と2次ねじ8との同期回転によるストローク移動が行われ、チャック爪がワークに当接した後は、第1スリーブ16のみの軸方向移動による倍力作用が働いて、ワークが強固に把持される。
【0012】
1次ねじ15を逆方向に回転させると、2次ねじ8のねじ面には、倍力によって生じた大きな軸方向反力が作用しているため、2次ねじ8は直ちには回転することができず、1次ねじ15のみが回転して、第1スリーブ16を軸方向に復帰移動させる。第1スリーブ16がある程度のストロークを復帰移動すると、楔面33aによる押込体35の押込力が開放され、2次ねじ8の回転負荷が開放されるために負荷クラッチ部材7が入り、2次ねじ8は1次ねじ15と同期回転して、第1スリーブ16と第2スリーブ9とを同時復帰させる。第2スリーブ9が復帰ストローク端に達すると、再び2次ねじに回転負荷が掛るので、負荷クラッチ部材7が切れ、1次ねじ15のみが回転して、第1スリーブ16のみが復帰する。そして、第1スリーブ16も復帰ストローク端に達すると、1次ねじ15の回転負荷が増加し、この負荷の増加を1次ねじを回転駆動している電動機の電流値の増加等によって検出して当該電動機を停止し、1次ねじ15の回転を停止する。
【0013】
なお、第1スリーブ16の前進側ストローク端における軸力部材20の軸力の制御は、第2スリーブ9の負荷が増大して負荷クラッチ部材7が切れたときの駆動電動機の電流値の急激な低下を検出し、その検出時点からの電動機の回転数を制御して、第1スリーブ16が単独移動するときの移動ストロークを制御することにより、行うことができる。
【0014】
上記構造の軸力発生装置は、前進側ストローク端において、そのストロークの大小にかかわらず、大きな倍力を発生させることができ、チャックシリンダに用いたときに、大きなワークないし工具把持力を発生させることができる。また、進出側及び復帰側のストローク端において、ねじによるセルフロック機構が働くので、電動機を自由回転状態にしてやれば、軸力部材20の進出及び復帰位置が保持され、チャックシリンダとして使用したときのチャック爪の開閉位置が保持されるから、チャック開閉時のみ電動機を駆動してやればよい。
【0015】
なお、チャックシリンダの駆動電動機としてサーボモータを用い、この電動機を工作機械の主軸駆動用電動機と同期回転させ、両電動機に回転差を与えることによって1次ねじ15を相対的に回転させるようにすれば、主軸回転を継続した状態でのチャックの開閉が可能である。
【0016】
また、請求項2の手段を採用することにより、負荷クラッチ部材7のクラッチの切り状態を強制的に保持することができ、クラッチの正確なタイミングでの入切動作を保証することができて、第1スリーブ16と第2スリーブ9とのより確実な進退動作を実現することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
図1ないし図4は、この発明の軸力発生装置を用いた機械式チャックシリンダの第1実施例を示した図である。図中1は旋盤の主軸で、2は主軸1の反チャック側端に固定されたVベルトプーリであり、このVベルトプーリに主軸モータが連結されて主軸1が回転する。3は主軸1の中空孔に軸方向移動可能に挿通された中空孔4を有するプルロッドである。
【0018】
主軸1の中心孔と等しい径の中心孔を有する固定内筒5は、その基端の固定フランジ6で主軸のベルトプーリ2に固定されている。固定内筒5の基端側(固定フランジ側)には、負荷クラッチ部材7が相対回転可能かつ軸方向移動不能に嵌挿されている。2次ねじ8はクラッチ部材7と一体に形成され、第2スリーブ9の基端部内周と螺合している。
【0019】
固定フランジ6には、軸受10を介して回転外筒11が自由回転可能に装着されている。回転外筒11の基端側には、歯付きベルトプーリ12が固定され、この歯付きベルトプーリに図示しないチャック開閉モータを歯付きベルトで連結することにより、回転外筒11が回転駆動される。回転外筒11の基端側内周には、負荷クラッチ部材7のクラッチ爪13が係入する凹所14が設けられている。1次ねじ15は回転外筒11の内周面に形成され、第1スリーブ16の基端側外周と螺合している。
【0020】
負荷クラッチ部材7のクラッチ爪13は、図2に示すように、軸方向のピン17回りに起倒自在で、図2に示す起立状態では、その先端が負荷クラッチ部材7の外周面から突出して、その外側に嵌合されている回転外筒11の内周面に設けた凹所14に係合している。クラッチ爪13のこの起立状態は、圧縮コイルばね18でクラッチ爪13の両側に向けて付勢されたスライダ19によって保持されている。この状態で回転外筒11の回転は、クラッチ爪13を介して負荷クラッチ部材7に伝達される。2次ねじ8、従って負荷クラッチ部材7に回転負荷が作用すると、その接線力によりクラッチ爪13がコイルばね18の付勢力に抗してスライダ19を押込んだ状態で倒伏する。この倒伏によりクラッチ爪13の先端は、負荷クラッチ部材7の外周面の位置まで押込まれて、回転外筒11の回転が負荷クラッチ部材7、従って2次ねじ8に伝達されなくなる(負荷クラッチ部材が切れる)。2次ねじ8の負荷トルクが開放された状態で回転外筒11が回転すると、クラッチ爪13と凹所14が一致したときに、圧縮コイルばね18の付勢力によってクラッチ爪13が起立して凹所14に係入し、以後回転外筒11の回転は、負荷クラッチ部材7、従って2次ねじ8に伝達される(負荷クラッチ部材が入る)(図2参照)。
【0021】
固定内筒5の先端側外周には、円筒状の軸力部材20が嵌挿され、その外側にガイドスリーブ21が嵌挿されている。固定内筒5の先端に立設された半径方向の固定ピン22により、ガイドスリーブ21は固定ピン22に対して相対回転不能かつ軸方向移動不能である。固定ピン20は、軸力部材20の軸方向の長孔20aを貫通しており、軸力部材20は相対回転不能かつ長孔20aの長さの範囲内で軸方向移動自在である。回転外筒11の先端部は、軸受材11aを介して回転自在に嵌合しており、かつこのガイドスリーブ21の先端に螺着した押えナット23により、軸方向移動を規制されている。
【0022】
軸力部材20の先端は、プルロッド3の先端に螺合した鍔付きナット24の基端面に当接しており、この鍔付きナットの鍔24aは、軸力部材20の先端側外周に固定した2つ割れのカップリング25で先端側を係止されている。従って、軸力部材20の軸方向移動は、プルロッド3に伝達され、かつ鍔付きナット24を回転させることにより、両者の軸方向の相対位置関係が調整可能である。
【0023】
第1スリーブ16の円周4箇所には、図3に示す短冊状の突起26が形成され、この短冊突起の先端は、ガイドスリーブ21の基端側に設けたガイド切欠27で軸方向移動可能に案内されている。第2スリーブ9の先端の前記短冊突起の内周側の部分には、段付きコの字形の凹所28が設けられ、軸力部材20の基端の前記ガイド切欠27の内径側の部分には、コの字形の対向凹所29が設けられて、これらの凹所28、29で楔室30が形成され、凹所28の段部31で側面が楔室30に向けて開放された倍力室32が形成されている。楔室30には、前記短冊突起26の内周面に一体に設けた楔33が挿入されており、この楔33の楔面33aは、倍力室32を向いている。倍力室32には2個の受動球体34が軸方向に間隔を隔てて嵌挿され、かつこの受動球体の間に押込球体35が楔33側に偏倚して挿入されている。第2スリーブ9の軸方向移動が停止している状態で、第1スリーブ16が前進すると、楔33が楔室30内で先端側に移動し、その楔面33aが押込球体35を2つの受動球体34の間に押込む。このとき、押込球体35と受動球体34との間に楔作用が生じるため、2つの受動球体34は、2段の楔作用による倍力で互いに離隔する方向に押動させられる。基端側の受動球体は、2次ねじ8で軸方向移動が固定されているので、先端側の受動球体が軸力部材20の基端を押動して、大きな軸方向力を発生させる。
【0024】
なお、図の実施例では、カバー部材36で倍力室32の外周を閉鎖しており、このカバー部材の先端を軸力部材20にねじ止めすると共に、その基端と第2スリーブ9との間に設けたコイルばね37で基端側に向けて付勢することにより、楔33が復帰したときに、軸力部材20を基端側に引き戻して、押込球体35を楔33側に押し出すようにしている(図3参照)。
【0025】
次に図示実施例の軸力発生動作及び復帰動作を説明する。図示しないチャック開閉モータにより、回転外筒11が回転駆動されると、1次ねじ15と負荷クラッチ部材7を介して連結された2次ねじ8とが同期回転して、第1スリーブ16と第2スリーブ9とが一体となって軸方向に移動する。このとき、楔室30内での楔33の位置は変化せず、軸力部材20は3個の球体34、35、34を介して、第2スリーブ9に押動されて一体となって軸方向移動(前進)する。主軸チャックのチャック爪がワークを把持すると、プルロッド3に引出し負荷が掛かり、軸力部材20の軸方向移動が停止する。このため第2スリーブ9の軸方向移動が不能になり、2次ねじ8に回転負荷が作用して、クラッチ部材7が切れ、1次ねじ15のみが回転する状態となる。この状態、すなわち第2スリーブが停止して、第1スリーブ16のみが前進する状態で、楔33が楔室30内で前進し、押込球体35を受動球体34の間に押込んで、軸力部材20に大きな軸力を伝達し、これがプルロッド3に伝達されて、主軸チャックはワークを強固に把持する。
【0026】
主軸チャックを開くときは、この状態で回転外筒11を逆方向に回転させる。回転開始時には、2次ねじ8のねじ面に大きな推力が作用しているため、2次ねじ8は回転できないが、1次ねじ15のみが回転して、楔33が楔室30内で後退すると、押込球体35がばね37の付勢力によって押し出され、2次ねじに作用していた面圧は急激に低下する。そのため、クラッチ爪13と回転外筒11の凹所14が一致した状態でクラッチ部材7が入り、1次ねじ15と2次ねじ8とが同期回転して第1スリーブ16と第2スリーブ9とを復帰させる。通常の場合は、第2スリーブ9が先に復帰端に達するので、これにより第2スリーブの復帰移動が阻止されて、再び2次ねじ8に回転負荷が掛かり、負荷クラッチ部材7が切れる。この状態で1次ねじ15のみが回転し、第1スリーブ16が復帰端に達すると、1次ねじ15にも回転負荷が作用して、チャック開閉電動機が停止する。
【0027】
図5ないし図7は、この発明の軸力発生装置を用いた機械式チャックシリンダの第2実施例を示した図で、2次ねじ8が固定内筒5の外周に設けられている点、負荷クラッチ部材7にクラッチ爪13を切り状態で保持するロック手段が設けられている点及び押込み球体35が半径方向に偏倚して配置されている点が第1実施例と異なる。以下、これらの相違点について説明する。
【0028】
第2実施例の2次ねじ8は、固定内筒5の外周に設けられ、この2次ねじに負荷クラッチ部材7が螺合している。負荷クラッチ部材7と第2スリーブ9の基端とは、継手部40において相対回転自在かつ軸方向相対移動不能に連結されている。負荷クラッチ部材7の外周は、大径ねじとした1次ねじ15の内周(ねじの頂面)に相対回動及び軸方向移動可能に嵌挿されている。1次ねじ15の内周の互いに180度離れた位置にクラッチ爪13の先端が係入する軸方向の凹溝41が設けられている。
【0029】
負荷クラッチ部材7のクラッチ爪13は、ピン17回りに起倒する第1実施例と同様な構造であるが、その倒伏方向は一方向のみで、従ってこれを起立状態に保持する圧縮コイルばね18は、片側にのみ設けられている。そしてこのクラッチ爪の倒伏状態(クラッチ切り状態)を保持するロックピン38が各クラッチ爪13に近接して軸方向に所定ストローク移動可能にして設けられており、かつこのロックピンを先端側、すなわち第1スリーブ側に向けて付勢するロックばね39が設けられている。ロックピン38はロックばね39の付勢力により先端側に移動したときに、その傾斜したロック面38aがクラッチ爪13を倒伏状態でロックし、そのときロックピン38の先端は、負荷クラッチ部材7の先端の第1スリーブ16の基端と対向する面に突出する。すなわち、第1スリーブ16の基端が負荷クラッチ部材7に当接しているときは、ロックピン38は先端側に移動することができず、従ってクラッチ爪13はロックされない。
【0030】
クラッチ爪13が起立状態になったとき、当該クラッチ爪の先端は、1次ねじ15の内径面に設けた凹溝41に係合して回転外筒11の回転が負荷クラッチ部材7に伝達されることとなる。このとき、負荷クラッチ部材7は、2次ねじ8に螺合しているために、軸方向に移動することとなり、クラッチ爪13の先端は、凹溝41に係入した状態で軸方向に移動してゆく。
【0031】
第2スリーブ9の先端には、受動球体34及び押込球体35が遊嵌可能な程度の幅の軸方向に細長い倍力室が設けられ、この倍力室の基端側と先端側とに位置して2つの受動球体34が挿入され、この2つの受動球体の間に押込球体35が、その中心を受動球体の中心から半径方向外側に偏倚させて挿入されている。
【0032】
第1スリーブ16の先端は、切欠のない筒状で、しかしその先端側内面は、先端側を大径にした緩いテーパ面となっている。押込球体35は、この円錐内面42に当接しており、従って第1スリーブ16が第2スリーブ9に対して相対的に先端側に移動すると、押込球体35が円錐内面42の楔作用により受動球体34側に押込まれて、2つの受動球体34、34を離隔させる方向の倍力を発生する。
【0033】
チャック開状態においては、第1スリーブ16の基端が負荷クラッチ部材7に当接した状態となっている。この状態で回転外筒11を前進方向に回転すると、負荷がかかっていない状態では、負荷クラッチ部材7が回転外筒11と共に回転して、2次ねじ8のリードに従って先端側へと移動し、第2スリーブ9も移動する。第1スリーブ16は、2次ねじ8と等しいリードの1次ねじ15に螺合し、かつ回転することができないので、第2スリーブ9と相対位置関係を保持した状態で前進する。
【0034】
チャックの爪がワークに当接して、プルロッドに負荷がかかると、その負荷は第2スリーブ9の前進を阻止するので、負荷クラッチ部材7に回転負荷がかかり、クラッチ爪13が倒れてクラッチが切れる。一方、回転外筒11は回転を続けるので、第2スリーブ9が停止した状態で、第1スリーブ16のみが前進することとなる。前進する第1スリーブの基端は、クラッチ部材7から離れ、ロックピン38が進出して、クラッチ爪13の倒伏状態をロックする。第1スリーブ16の相対前進により、押込球体35が押されて、軸方向の倍力が発生し、この倍力がプルロッドを引込んで、チャックがワークを強固に把持する。
【0035】
この状態から回転外筒11を逆方向に回転させると、クラッチ爪13の倒伏状態がロックピン38で保持されているので、第1スリーブ16のみが後退する。そうして第1スリーブの基端が負荷クラッチ部材7に当接したときに、ロックピン38が押し戻されて、クラッチ爪13のロック状態を開放し、その開放後、最初にクラッチ爪13の先端が凹溝41と対向した位置でクラッチ爪の先端と凹溝41とが係合する。この係合位置は、チャック閉鎖時にクラッチ爪13の先端と凹溝41とが外れた位置と同じ位置である。その後負荷クラッチ部材7は、回転外筒11と同期回転するから、第1スリーブ16と第2スリーブ9とは、相対位置を保持したまま、基端側のストローク端まで移動することとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例の上半分のみを断面にして示す断面側面図
【図2】第1実施例の負荷クラッチ部分の横断面図
【図3】第1実施例の回転外筒内周面での部分展開図
【図4】第1実施例の楔室と倍力室の詳細展開図
【図5】第2実施例の上半分のみを断面にして示す要部断面側面図
【図6】第2実施例の負荷クラッチ部分の横断面図
【図7】第2実施例の負荷クラッチ部分の縦断面図
【符号の説明】
5 固定内筒
6 固定フランジ
7 負荷クラッチ部材
8 2次ねじ
9 第2スリーブ
11 回転外筒
15 1次ねじ
16 第1スリーブ
20 軸力部材
24 鍔付ナット
25 カップリング
32 倍力室
33a 楔面
34 受動球体
35 押込球体
38 ロックピン
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an axial force generator that converts a rotational motion into an axial movement using a screw mechanism, and particularly generates an axial force having a large boosting action at the stroke end regardless of the magnitude of the axial movement stroke. The present invention relates to a device and a mechanical chuck cylinder including the device.
[0002]
[Prior art]
In a machine tool, a chuck for gripping a rotary tool or a rotary workpiece generally has a structure that is opened and closed by a pull rod that moves in the axial direction on the axis of rotation. The pull rod is moved in the axial direction by a hydraulic cylinder called a chuck cylinder.
[0003]
For example, a work chuck mounted on the main spindle of a lathe has three or four claws that open and close simultaneously in the radial direction, and the opening and closing of the claws is caused by the axial movement of the pull rod inserted through the hollow hole of the main spindle. This is performed by converting the movement into a radial direction by a wedge mechanism or a cam mechanism and transmitting it to each claw. In order to move the pull rod in the axial direction, a hydraulic cylinder is mounted on the end of the main shaft opposite to the chuck, and the piston is connected to the pull rod to open and close the claw.
[0004]
The pull rod that opens and closes the main spindle chuck of the lathe generally uses a hollow rod so that a bar material can be supplied through the axis of the main spindle.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Since the hydraulic chuck cylinder is mounted on the end of the spindle and rotates, it is necessary to supply hydraulic pressure using a rotary joint, which causes energy loss and seal replacement problems due to oil leakage at the rotary joint. Further, a high hydraulic pressure must always be supplied to the chuck cylinder while the chuck is gripping the workpiece, which raises the problem of an increase in the operating cost of the hydraulic pump and an increase in the temperature of the hydraulic oil. When the hydraulic oil temperature rises, it is transmitted to the spindle and the chuck, causing an error in machining dimensions due to thermal deformation.
[0006]
An object of the present invention is to obtain a purely mechanical chuck cylinder driven by an electric motor that is used in place of a hydraulic cylinder chuck. The rotational movement of the electric motor is converted into an axial movement and transmitted to a pull rod. A compact pure mechanical chuck cylinder capable of following a high-speed rotation of the main shaft without being affected by the stroke amount of the pull rod at the stroke end for gripping the shaft, and an axial force generator used therefor The challenge is to obtain.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The axial force generator of the present invention that has solved the above problems includes a primary screw 15 and a secondary screw 8 of the same lead disposed on a concentric cylinder, and a load clutch that transmits the rotation of the primary screw to the secondary screw. A member 7, a first sleeve 16 that moves in the axial direction by the rotation of the primary screw, a second sleeve 9 that moves in the axial direction by the rotation of the secondary screw, and a shaft disposed on the moving tip side of the second sleeve The force member 20, a plurality of boost chambers 32 formed at positions that equally divide the circumference between the opposed surfaces of the axial force member and the second sleeve, and are arranged in the boost chambers with an interval in the axial direction. The spherical or cylindrical passive body 34 and the spherical or cylindrical shape located between the adjacent passive bodies deviating from the line connecting the axial centers of the two passive bodies adjacent in the axial direction of each booster chamber On the front peripheral surface or side surface of the first sleeve And a wedge surface 33a that simultaneously pushes the pushing body of each booster chamber toward the passive body side, and rotationally drives the primary screw to move the stroke in the axial direction and the shaft at the stroke end. Generates a direction boost.
[0008]
In the axial force generating device having a preferred structure according to the present invention, the load clutch member 7 is screwed into the secondary screw 8, and the load clutch member and the second sleeve 9 are connected so as to be relatively rotatable and not movable relative to the axial direction. A locking body for forcibly holding the load clutch in the clutch disengaged state and a lock spring 39 for urging the locking body in the clutch disengaging direction are provided, and the first sleeve 16 contacts the load clutch member. When it moves to the base end side to the contact position, the locking body 38 is pushed against the urging force of the lock spring, and the forced disengagement state of the load clutch is released, and the first sleeve is released from the load clutch member. When they are separated from each other, the lock spring pushes the locking body to forcibly hold the clutch disengaged state.
[0009]
The mechanical chuck cylinder of the present invention comprises a fixed inner cylinder 5 having a fixed flange 6 at the base end, and a rotating outer cylinder 11 positioned outside thereof, and the primary screw is provided on the inner peripheral surface of the rotating outer cylinder. The axial force generating device having the above structure is provided between the fixed inner cylinder and the rotating outer cylinder, and is connected to the pull rod inserted into the center hole of the fixed inner cylinder at the tip of the axial force member 20. Connecting tools 24 and 25 are provided.
[0010]
In the axial force generator of the present invention described above, when the primary screw 15 is rotationally driven, the primary screw and the secondary screw 8 connected to the primary screw 15 via the load clutch member 7 are synchronously rotated. A first sleeve 16 connected to a member screwed or screwed to the primary screw 15 and a second sleeve 9 connected to a member screwed or screwed to the secondary screw 8 are both screws 15, 8. Since they have equal leads, they move synchronously in the axial direction. When reaching the stroke end regulated by the chuck claw coming into contact with the workpiece or the like, the axial movement of the axial force member 20 is blocked, and the blocking force is transmitted via the spheres or cylinders 34 and 35 of the boost chamber 32. Therefore, the axial movement of the second sleeve 9 is also prevented. Accordingly, the rotational load of the secondary screw 8 that causes the second sleeve 9 to advance and retract is increased, and the load clutch member 7 is disconnected. Therefore, the rotation of the secondary screw 8 stops and the axial movement of the second sleeve 9 stops.
[0011]
On the other hand, the primary screw 15 continues to rotate, and the first sleeve 16 advances further. Due to the relative forward movement of the first sleeve 16 with respect to the stopped second sleeve 9, the wedge surface 33 a pushes the pushing body 35 between the two passive bodies 34, 34 adjacent in the axial direction, and the pushing body 35 and the passive body 34 Due to the wedge action between the two, a large axial force is generated in a direction that attempts to separate the two passive bodies 34, 34. Since the second sleeve 9 that receives this axial force is fixed in the axial direction by the secondary screw 8 that is stopped, the axial force is transmitted to the axial force member 20. Therefore, if a pull rod for opening and closing the chuck is connected to the axial force member 20 with the couplers 24 and 25, a load is applied to the axial movement of the axial force member 20 from the chuck open state until the claw contacts the workpiece. Therefore, after the chuck claw comes into contact with the workpiece, a boosting action due to the axial movement of only the first sleeve 16 works. Thus, the workpiece is firmly gripped.
[0012]
When the primary screw 15 is rotated in the reverse direction, a large axial reaction force generated by the boosting force is applied to the thread surface of the secondary screw 8, and therefore the secondary screw 8 may immediately rotate. Only the primary screw 15 is rotated, and the first sleeve 16 is moved back in the axial direction. When the first sleeve 16 returns to a certain stroke, the pushing force of the pushing body 35 by the wedge surface 33a is released, and the rotational load of the secondary screw 8 is released, so that the load clutch member 7 enters and the secondary screw. 8 rotates synchronously with the primary screw 15 to simultaneously return the first sleeve 16 and the second sleeve 9. When the second sleeve 9 reaches the return stroke end, a rotational load is again applied to the secondary screw, so that the load clutch member 7 is disconnected, and only the primary screw 15 rotates, and only the first sleeve 16 returns. When the first sleeve 16 also reaches the return stroke end, the rotational load of the primary screw 15 increases, and this increase in load is detected by, for example, an increase in the current value of the electric motor that rotationally drives the primary screw. The electric motor is stopped and the rotation of the primary screw 15 is stopped.
[0013]
Note that the axial force of the axial force member 20 at the forward stroke end of the first sleeve 16 is controlled so that the current value of the drive motor is abrupt when the load of the second sleeve 9 increases and the load clutch member 7 is disconnected. This can be achieved by detecting the decrease and controlling the rotational speed of the electric motor from the detection point to control the movement stroke when the first sleeve 16 moves alone.
[0014]
The axial force generator having the above structure can generate a large boosting force at the forward stroke end regardless of the magnitude of the stroke, and generates a large workpiece or tool gripping force when used in a chuck cylinder. be able to. In addition, since a self-locking mechanism using a screw works at the stroke end on the advancing side and the return side, the advancing and returning positions of the axial force member 20 can be maintained if the electric motor is in a freely rotating state, and used when used as a chuck cylinder. Since the opening / closing position of the chuck pawl is held, the electric motor may be driven only when the chuck is opened / closed.
[0015]
A servo motor is used as the chuck cylinder drive motor, and this motor is rotated synchronously with the spindle driving motor of the machine tool, and the primary screw 15 is rotated relatively by giving a rotation difference between the two motors. For example, the chuck can be opened and closed while the spindle rotation is continued.
[0016]
Further, by adopting the means of claim 2, the disengagement state of the load clutch member 7 can be forcibly held, and the on / off operation of the clutch at an accurate timing can be ensured, A more reliable advance / retreat operation of the first sleeve 16 and the second sleeve 9 can be realized.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIGS. 1 to 4 are views showing a first embodiment of a mechanical chuck cylinder using the axial force generator of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a main shaft of the lathe, and 2 denotes a V-belt pulley fixed to the opposite end of the main shaft 1. A main shaft motor is connected to the V-belt pulley and the main shaft 1 rotates. Reference numeral 3 denotes a pull rod having a hollow hole 4 inserted through the hollow hole of the main shaft 1 so as to be movable in the axial direction.
[0018]
A fixed inner cylinder 5 having a center hole having the same diameter as the center hole of the main shaft 1 is fixed to the belt pulley 2 of the main shaft by a fixing flange 6 at the base end thereof. A load clutch member 7 is fitted on the base end side (fixed flange side) of the fixed inner cylinder 5 so as to be relatively rotatable and axially immovable. The secondary screw 8 is formed integrally with the clutch member 7 and is screwed into the inner periphery of the base end portion of the second sleeve 9.
[0019]
A rotating outer cylinder 11 is attached to the fixed flange 6 via a bearing 10 so as to be freely rotatable. A toothed belt pulley 12 is fixed to the base end side of the rotating outer cylinder 11, and a rotating motor 11 is driven to rotate by connecting a chuck opening / closing motor (not shown) to the toothed belt pulley with a toothed belt. . A recess 14 into which the clutch pawl 13 of the load clutch member 7 is engaged is provided on the inner periphery on the proximal end side of the rotating outer cylinder 11. The primary screw 15 is formed on the inner peripheral surface of the rotating outer cylinder 11 and is screwed with the outer periphery on the proximal end side of the first sleeve 16.
[0020]
As shown in FIG. 2, the clutch pawl 13 of the load clutch member 7 can be raised and lowered around the axial pin 17, and in the standing state shown in FIG. 2, the tip protrudes from the outer peripheral surface of the load clutch member 7. It engages with a recess 14 provided on the inner peripheral surface of the rotating outer cylinder 11 fitted on the outside. This standing state of the clutch pawl 13 is held by a slider 19 urged toward both sides of the clutch pawl 13 by a compression coil spring 18. In this state, the rotation of the rotating outer cylinder 11 is transmitted to the load clutch member 7 through the clutch pawl 13. When a rotational load is applied to the secondary screw 8, and hence the load clutch member 7, the clutch pawl 13 lies in a state where the slider 19 is pushed in against the urging force of the coil spring 18 by the tangential force. The tip of the clutch pawl 13 is pushed to the position of the outer peripheral surface of the load clutch member 7 by this overturning, and the rotation of the rotating outer cylinder 11 is not transmitted to the load clutch member 7 and thus the secondary screw 8 (the load clutch member is Cut). When the rotating outer cylinder 11 rotates with the load torque of the secondary screw 8 released, when the clutch pawl 13 and the recess 14 coincide with each other, the clutch pawl 13 is raised by the urging force of the compression coil spring 18 to be recessed. Then, the rotation of the rotating outer cylinder 11 is transmitted to the load clutch member 7, and hence the secondary screw 8 (the load clutch member is engaged) (see FIG. 2).
[0021]
A cylindrical axial force member 20 is fitted on the outer periphery on the front end side of the fixed inner cylinder 5, and a guide sleeve 21 is fitted on the outer side thereof. The guide sleeve 21 is not rotatable relative to the fixed pin 22 and cannot move in the axial direction by the radial fixed pin 22 erected at the tip of the fixed inner cylinder 5. The fixed pin 20 passes through the long hole 20a in the axial direction of the axial force member 20, and the axial force member 20 is not relatively rotatable and is movable in the axial direction within the range of the length of the long hole 20a. The distal end portion of the rotating outer cylinder 11 is rotatably fitted via a bearing member 11a, and the axial movement is restricted by a presser nut 23 screwed to the distal end of the guide sleeve 21.
[0022]
The distal end of the axial force member 20 is in contact with the proximal end surface of the flanged nut 24 screwed to the distal end of the pull rod 3, and the flange 24 a of the flanged nut 2 is fixed to the outer periphery of the distal end side of the axial force member 20. The front end side is locked by a split coupling 25. Accordingly, the axial movement of the axial force member 20 is transmitted to the pull rod 3, and the relative positional relationship between the two axial directions can be adjusted by rotating the hooked nut 24.
[0023]
A strip-shaped projection 26 shown in FIG. 3 is formed at four locations around the circumference of the first sleeve 16, and the tip of the strip projection can be moved in the axial direction by a guide notch 27 provided on the proximal end side of the guide sleeve 21. It is guided to. A stepped U-shaped recess 28 is provided in the inner peripheral side portion of the strip protrusion at the tip of the second sleeve 9, and is formed on the inner diameter side portion of the guide notch 27 at the base end of the axial force member 20. The U-shaped opposed recess 29 is provided, the wedge chamber 30 is formed by these recesses 28, 29, and the side surface is opened toward the wedge chamber 30 at the step portion 31 of the recess 28. A force chamber 32 is formed. A wedge 33 provided integrally with the inner peripheral surface of the strip projection 26 is inserted into the wedge chamber 30, and the wedge surface 33 a of the wedge 33 faces the boost chamber 32. Two passive spheres 34 are inserted into the booster chamber 32 with an interval in the axial direction, and a pushing sphere 35 is inserted between the passive spheres while being biased toward the wedge 33. When the first sleeve 16 advances in a state where the axial movement of the second sleeve 9 is stopped, the wedge 33 moves to the front end side in the wedge chamber 30, and the wedge surface 33a moves the push ball 35 into the two passive spheres 35. Push between the spheres 34. At this time, since a wedge action is generated between the pushing sphere 35 and the passive sphere 34, the two passive spheres 34 are pushed away from each other by a boost due to the two-stage wedge action. Since the proximal-side passive sphere is fixed to the axial movement by the secondary screw 8, the distal-side passive sphere pushes the proximal end of the axial force member 20 to generate a large axial force.
[0024]
In the illustrated embodiment, the outer periphery of the boosting chamber 32 is closed by the cover member 36, and the distal end of the cover member is screwed to the axial force member 20, and the base end and the second sleeve 9 are connected to each other. By urging toward the base end side by the coil spring 37 provided therebetween, when the wedge 33 returns, the axial force member 20 is pulled back to the base end side to push out the pushing ball 35 toward the wedge 33 side. (See FIG. 3).
[0025]
Next, the axial force generation operation and the return operation of the illustrated embodiment will be described. When the rotating outer cylinder 11 is rotationally driven by a chuck opening / closing motor (not shown), the primary screw 15 and the secondary screw 8 connected via the load clutch member 7 rotate synchronously, and the first sleeve 16 and the first The two sleeves 9 move together in the axial direction. At this time, the position of the wedge 33 in the wedge chamber 30 does not change, and the axial force member 20 is pushed by the second sleeve 9 via the three spheres 34, 35, 34 to be integrated into the shaft. Move in the direction (forward). When the chuck claw of the spindle chuck grips the workpiece, a pulling load is applied to the pull rod 3, and the axial movement of the axial force member 20 stops. For this reason, the axial movement of the second sleeve 9 becomes impossible, and a rotational load acts on the secondary screw 8, so that the clutch member 7 is disconnected and only the primary screw 15 rotates. In this state, that is, in a state in which the second sleeve is stopped and only the first sleeve 16 is advanced, the wedge 33 is advanced in the wedge chamber 30, and the pushing sphere 35 is pushed between the passive spheres 34, thereby the axial force member. A large axial force is transmitted to 20, which is transmitted to the pull rod 3, and the spindle chuck firmly holds the workpiece.
[0026]
When opening the spindle chuck, the rotating outer cylinder 11 is rotated in the reverse direction in this state. At the start of rotation, a large thrust acts on the thread surface of the secondary screw 8, so the secondary screw 8 cannot rotate, but only the primary screw 15 rotates and the wedge 33 moves backward in the wedge chamber 30. The pushing ball 35 is pushed out by the urging force of the spring 37, and the surface pressure acting on the secondary screw is rapidly reduced. Therefore, the clutch member 7 is inserted in a state where the clutch pawl 13 and the recess 14 of the rotating outer cylinder 11 coincide with each other, and the primary screw 15 and the secondary screw 8 rotate synchronously, and the first sleeve 16 and the second sleeve 9 To return. In a normal case, the second sleeve 9 reaches the return end first, so that the return movement of the second sleeve is prevented, and a rotational load is again applied to the secondary screw 8 and the load clutch member 7 is disconnected. In this state, when only the primary screw 15 rotates and the first sleeve 16 reaches the return end, a rotational load acts on the primary screw 15 and the chuck opening / closing motor stops.
[0027]
5 to 7 are views showing a second embodiment of the mechanical chuck cylinder using the axial force generator of the present invention, in which a secondary screw 8 is provided on the outer periphery of the fixed inner cylinder 5, It differs from the first embodiment in that the load clutch member 7 is provided with a locking means for holding the clutch pawl 13 in the cut state and the pushing sphere 35 is arranged to be biased in the radial direction. Hereinafter, these differences will be described.
[0028]
The secondary screw 8 of the second embodiment is provided on the outer periphery of the fixed inner cylinder 5, and the load clutch member 7 is screwed to the secondary screw. The load clutch member 7 and the base end of the second sleeve 9 are coupled to each other at the joint portion 40 so as to be relatively rotatable and axially displaceable. The outer periphery of the load clutch member 7 is inserted into the inner periphery (the top surface of the screw) of the primary screw 15 that is a large-diameter screw so as to be capable of relative rotation and axial movement. An axial groove 41 in which the tip of the clutch pawl 13 engages is provided at a position 180 degrees away from the inner periphery of the primary screw 15.
[0029]
The clutch pawl 13 of the load clutch member 7 has the same structure as that of the first embodiment in which the pin 17 is tilted around the pin 17, but the collapse direction is only one direction, and therefore, the compression coil spring 18 holds this in the standing state. Is provided only on one side. A lock pin 38 that holds the clutch pawl in its overturned state (clutch disengaged state) is provided so as to be movable by a predetermined stroke in the axial direction adjacent to each clutch pawl 13, and the lock pin is moved to the tip side, that is, A lock spring 39 that biases toward the first sleeve side is provided. When the lock pin 38 is moved to the front end side by the urging force of the lock spring 39, the inclined lock surface 38a locks the clutch pawl 13 in a lying state, and at this time, the front end of the lock pin 38 is in contact with the load clutch member 7. It protrudes to a surface facing the proximal end of the first sleeve 16 at the distal end. That is, when the proximal end of the first sleeve 16 is in contact with the load clutch member 7, the lock pin 38 cannot move to the distal end side, and therefore the clutch pawl 13 is not locked.
[0030]
When the clutch pawl 13 is in an upright state, the tip of the clutch pawl engages with a concave groove 41 provided on the inner diameter surface of the primary screw 15, and the rotation of the rotating outer cylinder 11 is transmitted to the load clutch member 7. The Rukoto. At this time, since the load clutch member 7 is screwed into the secondary screw 8, the load clutch member 7 moves in the axial direction, and the tip of the clutch pawl 13 moves in the axial direction while being engaged with the concave groove 41. I will do it.
[0031]
At the distal end of the second sleeve 9, there is provided an axially elongated boosting chamber having a width that allows the passive sphere 34 and the pushing sphere 35 to be loosely fitted, and is positioned at the proximal end side and the distal end side of the boosting chamber. Thus, two passive spheres 34 are inserted, and a push-in sphere 35 is inserted between the two passive spheres with the center thereof being biased radially outward from the center of the passive sphere.
[0032]
The distal end of the first sleeve 16 has a cylindrical shape without a notch, but the inner surface on the distal end side is a loosely tapered surface with the distal end side having a large diameter. The pushing sphere 35 is in contact with the conical inner surface 42. Therefore, when the first sleeve 16 moves toward the distal end side relative to the second sleeve 9, the pushing sphere 35 is driven by the wedge action of the conical inner surface 42. It is pushed to the 34 side, and the boost of the direction which separates the two passive spheres 34 and 34 is generated.
[0033]
In the chuck open state, the base end of the first sleeve 16 is in contact with the load clutch member 7. When the rotating outer cylinder 11 is rotated in the forward direction in this state, the load clutch member 7 rotates together with the rotating outer cylinder 11 and moves to the distal end side according to the lead of the secondary screw 8 when no load is applied. The second sleeve 9 also moves. Since the first sleeve 16 is screwed into the primary screw 15 having the same lead as the secondary screw 8 and cannot rotate, the first sleeve 16 moves forward while maintaining a relative positional relationship with the second sleeve 9.
[0034]
When the chuck pawl comes into contact with the workpiece and a load is applied to the pull rod, the load prevents the second sleeve 9 from moving forward. Therefore, a rotational load is applied to the load clutch member 7, and the clutch pawl 13 falls and the clutch is disengaged. . On the other hand, since the rotating outer cylinder 11 continues to rotate, only the first sleeve 16 moves forward with the second sleeve 9 stopped. The proximal end of the first sleeve that moves forward moves away from the clutch member 7, and the lock pin 38 advances to lock the lying state of the clutch pawl 13. By the relative advance of the first sleeve 16, the pushing ball 35 is pushed to generate an axial boost, and this boost pulls the pull rod so that the chuck firmly holds the workpiece.
[0035]
When the rotating outer cylinder 11 is rotated in the reverse direction from this state, only the first sleeve 16 is retracted because the lying state of the clutch pawl 13 is held by the lock pin 38. When the base end of the first sleeve comes into contact with the load clutch member 7, the lock pin 38 is pushed back to release the clutch pawl 13 from being locked. The tip of the clutch pawl and the groove 41 are engaged at a position facing the groove 41. This engaging position is the same position as the position where the tip of the clutch pawl 13 and the groove 41 are disengaged when the chuck is closed. Thereafter, since the load clutch member 7 rotates in synchronization with the rotating outer cylinder 11, the first sleeve 16 and the second sleeve 9 move to the stroke end on the proximal end side while maintaining the relative position.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional side view showing only the upper half of the first embodiment in cross section. FIG. 2 is a cross-sectional view of a load clutch portion of the first embodiment. FIG. 4 is a detailed development view of the wedge chamber and the boost chamber of the first embodiment. FIG. 5 is a cross-sectional side view of the main part showing only the upper half of the second embodiment. ] Cross-sectional view of the load clutch portion of the second embodiment [FIG. 7] Vertical cross-sectional view of the load clutch portion of the second embodiment [Explanation of symbols]
5 Fixed inner cylinder 6 Fixed flange 7 Load clutch member 8 Secondary screw 9 Second sleeve
11 Rotating outer cylinder
15 Primary screw
16 First sleeve
20 Axial member
24 Bar nut
25 coupling
32 Booster room
33a Wedge surface
34 Passive sphere
35 Pushing sphere
38 Lock pin

Claims (3)

同心円筒上に配置された同一リードの1次ねじ(15)及び2次ねじ(8)と、この1次ねじの回転を2次ねじに伝達する負荷クラッチ部材(7)と、前記1次ねじの回転により軸方向移動する第1スリーブ(16)と、前記2次ねじの回転により軸方向移動する第2スリーブ(9)と、この第2スリーブの移動先端側に配置した軸力部材(20)と、これら軸力部材及び第2スリーブの対向面間の円周を等分する位置に形成された複数の倍力室(32)と、各倍力室に軸方向に間隔を隔てて配置された球形ないし円筒形の受動体(34)と、各倍力室の軸方向に隣接する2つの受動体の軸心を結ぶ線から偏倚して当該隣接する受動体の間に位置する球形ないし円筒形の押込体(35)と、前記第1スリーブの先端周面ないし側面に設けられて各倍力室の押込体を受動体側に向けて同時に押動する楔面(33a)とを備え、前記1次ねじを回転駆動する、軸力発生装置。A primary screw (15) and a secondary screw (8) of the same lead arranged on a concentric cylinder, a load clutch member (7) for transmitting the rotation of the primary screw to the secondary screw, and the primary screw A first sleeve (16) that moves in the axial direction by rotation of the second sleeve, a second sleeve (9) that moves in the axial direction by rotation of the secondary screw, and an axial force member (20 ), A plurality of booster chambers (32) formed at positions that equally divide the circumference between the opposing surfaces of the axial force member and the second sleeve, and are arranged in each booster chamber with an interval in the axial direction. Spherical or cylindrical passive body (34) and a spherical or cylindrical body positioned between the adjacent passive bodies deviating from a line connecting the axial centers of two passive bodies adjacent in the axial direction of each booster chamber A cylindrical pusher (35) and a pusher provided in the peripheral or side surface of the tip of the first sleeve are simultaneously pushed toward the passive body. To a wedge surface (33a), for rotating said primary screw, axial force generator. 前記負荷クラッチ部材(7)が2次ねじ(8)に螺合し、当該負荷クラッチ部材と第2スリーブ(9)とが相対回転可能かつ相対軸方向移動不能に連結され、その負荷クラッチをクラッチ切り状態に強制的に保持する係止体(38)と、この係止体をクラッチ切り方向に付勢するロックばね(39)とを備え、前記第1スリーブ(16)が負荷クラッチ部材(7)に当接する位置まで基端側に移動したときに、係止体(38)がロックばねの付勢力に抗して押動されて、負荷クラッチの強制切り状態が解除され、当該第1スリーブが負荷クラッチ部材から離隔したときに、前記ロックばねが係止体を押動してクラッチ切り状態を強制的に保持することを特徴とする、請求項1記載の軸力発生装置。The load clutch member (7) is screwed into the secondary screw (8), and the load clutch member and the second sleeve (9) are connected so as to be relatively rotatable and immovable in the relative axial direction. A locking body (38) forcibly holding in the disengaged state, and a lock spring (39) for urging the locking body in the clutch disengagement direction, the first sleeve (16) being a load clutch member (7 ) Is moved to the base end side to a position where it abuts against the urging force), the locking body (38) is pushed against the urging force of the lock spring, and the forced disengagement state of the load clutch is released, and the first sleeve is released. The axial force generator according to claim 1, wherein when the spring is separated from the load clutch member, the lock spring forcibly holds the clutch disengaged state by pushing the locking body. 基端に固定フランジ(6)を有する固定内筒(5)と、その外側に位置する回転外筒(11)とを備え、この回転外筒の内周面に前記1次ねじが設けられて請求項1又は2記載の軸力発生装置が前記固定内筒と回転外筒との間に内装され、前記軸力部材(20)の先端に当該固定内筒の中心孔に挿通されるプルロッドへの連結具(24,25)が設けられている、機械式チャックシリンダ。A fixed inner cylinder (5) having a fixing flange (6) at the base end and a rotating outer cylinder (11) positioned outside the fixing inner cylinder (5) are provided, and the primary screw is provided on the inner peripheral surface of the rotating outer cylinder. The axial force generating device according to claim 1 or 2 is provided between the fixed inner cylinder and the rotating outer cylinder, and the pulling rod is inserted into the center hole of the fixed inner cylinder at the tip of the axial force member (20). A mechanical chuck cylinder provided with a coupling tool (24, 25).
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