JP2003127012A - チャック装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークの径が変わる度に部材の交換作業をす
ることなくワークの芯出しを行いチャックすることがで
き、径の異なる多品種のワークの加工を効率よく行うこ
とができるチャック装置を提供する。 【解決手段】 このチャック装置は、回転モータ１５
と、回転モータにより回転軸１５ａ及びかさ歯車１８，
１９を介してそれぞれ同期して回転する複数の回転部材
１６と、回転部材の回転によりそれぞれ固定方向に同期
して直線的に移動しワーク５０をその外径部５０ａでそ
れぞれ保持し固定する複数の保持部材１２とを具備す
る。複数の保持部材がそれぞれ同期して固定方向に直線
的に移動するので、被加工物の芯出しを行いながら被加
工物をその外径部で位置決めし固定できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械で被加工
物を固定するためのチャック装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、被加工物（以下、「ワーク」とも
いう。）の加工時にワークの芯を出しながらチャックし
固定する装置は旋盤などで多用されているが、かかる従
来のチャック装置を図３により説明する。図３の従来の
チャック装置は、基台５３に固定された油圧シリンダ５
５が作動すると、そのピストン５５ａが図の方向ｈに移
動し、基台５３にボルト５３ａで固定されたダイヤフラ
ム板５２が方向ｈ側に向けて凸状に変形することによ
り、ダイヤフラム板５２の端近傍にボルト５２ａで固定
された複数の爪部材５２が方向ｖに内側に移動し、この
方向ｖへの移動により複数の爪部材５１がワーク５０を
その間に挟んだ状態で固定しチャックする。基台５３は
工作機械の固定体５４にボルト５４ａで固定されてい
る。

【０００３】しかし、図３のような従来のチャック装置
では、爪部材５１をダイヤフラム板５２を介して移動さ
せるので、爪部材５１の移動量が少ない。このため、多
品種の径の異なる各ワークに対応するには、多数種類の
爪部材を用意し、ワークの径が変わる度に、図３のボル
ト５２ａによる爪部材の交換作業が必要となり、その交
換の都度に生産をストップせざるを得なく、生産性がよ
くなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のよう
な従来技術の問題に鑑み、ワークの径が変わる度に部材
の交換作業をすることなくワークの芯出しを行いチャッ
クすることができ、径の異なる多品種のワークの加工を
効率よく行うことができるチャック装置を提供すること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によるチャック装置は、回転駆動手段と、前
記回転駆動手段によりそれぞれ同期して回転する複数の
回転部材と、前記回転部材の回転によりそれぞれ固定方
向に同期して直線的に移動し被加工物をその外径部でそ
れぞれ保持し固定する複数の保持部材と、を具備するこ
とを特徴とする。

【０００６】このチャック装置によれば、複数の保持部
材は、回転駆動手段により複数の回転部材が同期して回
転することでそれぞれ同期して固定方向に直線的に移動
するので、被加工物の芯出しを行いながら被加工物をそ
の外径部で位置決めし固定できる。また、直線的に移動
する保持部材は、その移動範囲を比較的長く構成できる
ので、大小の径の異なる被加工物をチャックすることが
できる。このため、従来のような被加工物の径が変わる
毎に行っていた部材交換作業は不要となり、効率よく加
工を行うことができる。

【０００７】また、上述のチャック装置は、前記回転駆
動手段に連結されて前記回転部材に回転トルクを歯車機
構を介して伝達する回転軸と、前記被加工物を前記各保
持部材により固定したときに前記回転軸をロックするこ
とで前記各保持部材をロックするためのロック機構と、
を更に具備することが好ましい。このロック機構により
回転軸をロックすることで歯車機構及び回転部材を介し
て保持部材をロックできるので、被加工物をチャックし
ているときに保持部材の固定が緩むことはない。

【０００８】なお、かかるロック機構は、基台と、回転
駆動手段の回転軸が回転可能に基台を貫通して形成され
た中心孔と、中心孔の内周面の近傍周囲で基部内部に形
成されて油等の圧力伝達媒体が充填される内部空間と、
この内部空間と連通し圧力伝達媒体により圧力を内部空
間に伝達する圧力伝達手段と、を備え、内部空間に圧力
を加えることで中心孔の内周面が膨張し回転軸の外面を
押圧することにより回転軸を固定しロックするように構
成できる。

【０００９】また、回転駆動手段に一定の負荷がかかる
と停止する停止手段を備え、保持部材が被加工物の外径
部を押圧する押圧状態となると、回転駆動手段が自動的
に停止するように構成できる。また、回転駆動手段の回
転軸を逆回転することで、これに同期して各保持部材を
固定解除方向に移動させてチャック状態を解除して被加
工物を取り外すことができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
チャック装置について図面を用いて説明する。図１は本
実施の形態のチャック装置の側断面図であり、図２は図
１のチャック装置の要部の正面図である。

【００１１】図１，図２に示すように、チャック装置
は、電動機や油圧モータ等からなり回転軸１５ａを回転
駆動する回転モータ１５と、回転モータ１５の回転軸１
５ａの先端に設けられたかさ歯車１８と、被加工物であ
るワーク５０を略等間隔離れた複数位置で保持し固定す
るために等間隔に放射状に配置された複数の保持機構１
１と、保持機構１１で保持し固定したワーク５０を加工
する際に回転軸１５ａを固定し回転不可能にロックし保
持機構１１をロックするためのロック機構２０と、を備
える。

【００１２】基台１３は工作機械の固定体１４に複数の
ボルト１４ａにより固定され、基台１３の略中央に回転
モータ１５が固定される。この回転モータ１５の固定の
ため固定体１４側には開口１４ｂが形成されている。

【００１３】各保持機構１１は、ワーク５０の外周面５
０ａに当接し押圧する当接面１２ａを有する保持部材１
２と、保持部材１２に貫通して形成されたねじ孔１２ｂ
に螺合するようにその外周面にねじが形成された回転部
材１６と、保持部材１２を回転部材１６の長手方向に移
動可能にかつ回転部材１６を回転可能に内部に収容する
ように矩形の枠体状に構成された枠部材１７と、枠部材
１７の外側で回転部材１６の先端にかさ歯車１８と噛み
合うように設けられた小かさ歯車１９と、を備える。

【００１４】各保持機構１１における複数の小かさ歯車
１９は、かさ歯車１８を介して回転モータ１５の回転軸
１５ａの回転に同期して回転し、その回転トルクを各回
転部材１６に伝達する。そして、回転軸１５ａの回転に
同期して複数の回転部材１６が回転することにより、各
枠部材１７内でそれ自体の回転が制限された複数の保持
部材１２が同期して図の方向ａまたはその反対方向ａ’
に直線的に移動する。

【００１５】また、各保持部材１２は、回転モータ１５
の正逆回転の切り替えにより、枠部材１７内の図２の破
線で示す長手方向の移動範囲ｂ内で図の固定方向ａまた
は固定解除方向ａ’に同期して直線移動が可能であり、
固定方向ａに移動することで当接面１２ａがワーク５０
の外周面５０ａを押圧してワーク５０を保持し固定す
る。

【００１６】また、保持部材１２は枠部材１７の枠上面
１７ａから突き出ており、この保持部材１２の突き出た
当接面１２ａが枠上面１７ａに載置されたワーク５０の
外周面５０ａに当接するようになっている。枠部材１７
は、基台１３に固定体１４に対し反対側の面でボルト１
７ｂにより固定されている。

【００１７】図１のように、ロック機構２０は、基台１
３の貫通孔に嵌め込まれる基部２１と、基部２１の中心
に回転モータ１５の回転軸１５ａが回転可能に貫通して
形成された中心孔２４と、中心孔２４の内周面の近傍周
囲で基部２１の内部に形成されて油等の圧力伝達媒体が
充填される内部空間２２と、この内部空間２２と連通し
圧力伝達媒体により圧力を内部空間２２に伝達するため
の通路２３と、を備える。

【００１８】図１の通路２３は基台１３の平面１３ａに
開口しており、この開口に油圧等の圧力源（図示省略）
が接続されており、内部空間２２内に圧力を加えかつ圧
力を開放できるようになっている。回転モータ１５の回
転軸１５ａと基部２１の中心孔２４の内周面との間に
は、通常、隙間２０ａが形成され回転軸１５ａが回転可
能になっているが、内部空間２２内の圧力が上昇する
と、内部空間２２と中心孔２４の内周面との間の比較的
厚さの微小な壁部２５が中心孔２４の内周面側に僅かに
弾性変形して膨張し、隙間２０ａが消滅して中心孔２４
の内周面が回転軸１５ａを押圧し、回転軸１５ａがロッ
クされた状態となり、その回転が妨げられるようになっ
ている。回転軸１５ａのロックにより保持部材１２の移
動が不可能となることで保持部材１２がロック状態にな
る。

【００１９】図１，図２のチャック装置の動作について
説明する。まず、円形状のワーク５０を各保持機構１１
の保持部材１２が緩んだ状態で枠部材１７の枠上面１７
ａに載るように取り付ける。このとき、保持部材１２の
当接面１２ａはワーク５０の外周面５０ａを押し付けて
おらず、また、ロック機構２０は作動していない。

【００２０】次に、回転モータ１５を作動させて回転軸
１５ａを回転駆動すると、かさ歯車１８と各小かさ歯車
１９を介して各保持機構１１の各回転部材１６が同期し
て回転し各保持部材１２を固定方向ａに同期して移動さ
せる。かかる複数の保持部材１２の固定方向ａへの同期
した移動により、複数の当接面１２ａがワーク５０の外
周面５０ａに略等間隔に離れた複数位置でほぼ同時に当
接することによりワーク５０の芯出しを行うことがで
き、外周面５０ａをそれぞれ押圧することでワーク５０
が保持され確実に固定されチャックされる。

【００２１】次に、油圧源等から圧力をロック機構２０
の通路２３を通して内部空間２２に加えると、壁部２５
が僅かに弾性変形し膨張することで中心孔２４の内周面
が回転軸１５ａの外面を押し付ける。これにより、回転
軸１５ａがロック状態となり回転不可能に固定され、か
さ歯車１８，小かさ歯車１９及び回転部材１６を介して
保持機構１１における保持部材１２がロックされるの
で、固定解除方向ａ’に移動し緩むようなことはなく、
ワーク５０の固定状態を維持できる。このため、図１，
図２のチャック装置に固定されたワーク５０を工作機械
で加工している間に各保持部材１２が不測に緩んで加工
に支障をきたすような不具合は生じない。

【００２２】次に、ワーク５０をチャック装置から取り
外すときは、ロック機構２０の油圧源等からの圧力を開
放して内部空間２２を常圧にし、弾性変形状態の壁部２
５が元に戻ることでロック機構２０による回転軸１５ａ
のロック状態を解除してから、回転モータ１５を逆回転
させることで、各保持機構１１の保持部材１２を固定解
除方向ａ’に移動させる。これにより、保持部材１２の
当接面１２ａによるワーク５０の外周面５０ａへの固定
が解除されるので、ワーク５０をチャック装置から取り
外すことができる。

【００２３】また、本実施の形態では、保持機構１１で
ワーク５０を保持固定しチャックする場合に、回転モー
タ１５に流れる電流を監視し、各保持部材１２がワーク
５０に当接し押圧状態となることで回転モータ１５に一
定の負荷がかかり、電流が所定値以上に上昇したら、回
転モータ１５への通電を遮断し回転が自動的に停止する
ように制御する。これにより、保持機構１１でワーク５
０を保持固定すると、回転モータ１５による保持部材１
２の固定方向ａへの移動を自動的に停止でき、チャック
装置の操作が容易となる。

【００２４】更に、回転モータ１５への通電遮断に同期
して油圧源等からの圧力が伝達しロック機構２０が作動
するように構成することで自動的に回転軸１５ａをロッ
クし、各保持部材１２を自動的にロックすることがで
き、その操作が容易となる。

【００２５】以上のように、図１，図２のチャック装置
によれば、回転モータ１５の回転に同期して複数の保持
部材１２を固定方向ａに移動させてワーク５０の芯出し
を行いながらワーク５０を確実に固定しチャックし、工
作機械でワークの加工を行うことができる。

【００２６】そして、ワーク５０の径が変わっても、各
保持部材１２は枠部材１７の長手方向長さに対応した比
較的長い移動範囲ｂ内で同期して移動可能であり、回転
モータ１５を回転させるだけで各保持部材１２が方向ａ
またはａ’の同じ方向に同期して移動するので、径の異
なるワークをチャック装置に迅速に固定しチャックでき
る。このため、従来のようなボルトの取り外しによる部
材交換の作業は不要となり、他種類の径の異なるワーク
の加工に迅速に対応でき、生産性を向上できる。

【００２７】以上のように本発明を実施の形態により説
明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、
本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能であ
る。例えば、保持機構は図１，図２では３つ設けたが、
２つであってもよく、３以上であってもよいことは勿論
である。

【００２８】

【発明の効果】本発明のチャック装置によれば、被加工
物の径が変わる度に部材等の交換作業をすることなく被
加工物の芯出しを行いチャックすることができ、径の異
なる多品種の被加工物の加工を効率よく行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態のチャック装置の側断面図であ
る。

【図２】図１のチャック装置の要部の正面図である。

【図３】従来のチャック装置の側断面図である。

【符号の説明】

１１ 保持機構 １２ 保持部材 １５ 回転モータ １５ａ 回転モータの回転軸 １６ 回転部材 １７ 枠部材 １８ かさ歯車 １９ 小かさ歯車 ２０ ロック機構 ５０ ワーク（被加工物） ５０ａ ワークの外周面（外径部） ａ 固定方向 ａ’ 固定解除方向 ｂ 保持部材１２の移動範囲

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転駆動手段と、 前記回転駆動手段によりそれぞれ同期して回転する複数
   の回転部材と、 前記回転部材の回転によりそれぞれ固定方向に同期して
   直線的に移動し被加工物をその外径部でそれぞれ保持し
   固定する複数の保持部材と、を具備することを特徴とす
   るチャック装置。
2. 【請求項２】 前記回転駆動手段に連結されて前記回転
   部材に回転トルクを歯車機構を介して伝達する回転軸
   と、前記被加工物を前記各保持部材により固定したとき
   に前記回転軸をロックすることで前記各保持部材をロッ
   クするためのロック機構と、を更に具備することを特徴
   とする請求項１に記載のチャック装置。