JP2004230524A - ワーククランプ装置およびワーククランプ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】周端部に円筒状の壁面を有する円盤状薄肉ワークの、前記壁面内周部に溝を加工する際の、ワークの位置決め精度を向上させる。
【解決手段】壁面把持部８によって、軸方向外側からワークＷの円筒状の壁面２ａを直径方向外側から把持すると共に、盤面支持部９によってワークＷの円盤部２ｂの盤面に当接してワークＷを支持することにより、円盤状薄肉部２に対する二位置支持を実現する。そして、壁面把持部８から円筒状の壁面２ａへと付与する把持力を、円盤状薄肉部２の変形が生じない程度に抑えつつ、盤面支持部９によるワーク円盤部２ｂの支持により、ワークＷの姿勢を安定させることができる。よって、ワークＷの位置決め精度を、確実に向上させることが可能となる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、周端部に円筒状の壁面を有する円盤状薄肉ワークを回転させて、前記壁面内周部に溝を加工する際の、ワークの位置決め精度を向上させる技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４（ａ）、（ｂ）には、ドラムダイレクトクラッチ１を、見る方向を変えて示している。ドラムダイレクトクラッチ１は、周端部に円筒状の壁面を有する円盤状薄肉ワークを構成要素とする部品であり、周端部に円筒状の壁面２ａを有する円盤状薄肉部２と、円盤状薄肉部２の円盤部の中心に設けられた芯棒３とからなる。図示の例では、円盤状薄肉部２の円筒状の壁面２ａは、一定ピッチの波型壁面をなし、壁面２ａの内周部には、スナップリング溝４が形成されている。
【０００３】
ところで、ドラムダイレクトクラッチ１の、円盤状薄肉部２の円筒状の壁面２ａにスナップリング溝４を加工する際に、ワークをクランプして回転させる必要があるが、円盤状薄肉部２に大きな把持力を与えると、円盤状薄肉部２が比較的低剛性のプレス成形品であることから、円盤状薄肉部２に変形を生じ、加工精度を損なうといった問題がある。
そこで、高剛性の芯棒３を比較的大きな把持力で把持し、円盤状薄肉部２には比較的小さな把持力を与えて、機械加工時のいわゆるビビリの発生を抑えつつ、高精度の機械加工を行うことを可能としたチャック装置が考案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
実開平２−８５５１２号公報（請求項１、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のクランプ方法では、高剛性部である芯棒３の寸法精度が保証されていない場合には、高い位置決め精度を確保することができず、高精度のスナップリング溝４の加工を行うことが困難であった。
本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、周端部に円筒状の壁面を有する円盤状薄肉ワークの、前記壁面内周部に溝を加工する際の、ワークの位置決め精度を向上させることにある。しかも、当該ワークが高剛性部を備えるか否かと無関係に、または、高剛性部を備えているが、かかる高剛性部の寸法精度が保証されていないような場合であっても、ワークの位置決め精度を、確実に向上させることを可能とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための、本発明の請求項１に係るワーククランプ装置は、周端部に円筒状の壁面を有する円盤状薄肉ワークの、前記壁面内周部に溝を加工する際の、ワーククランプ装置であって、前記ワークの円筒状の壁面を直径方向外側から把持する壁面把持部と、前記ワークの円盤部の盤面に当接して前記ワークを支持する盤面支持部とを備えることを特徴とするものである。
本発明によれば、前記壁面把持部によって前記ワークの円筒状の壁面を直径方向外側から把持すると共に、前記盤面支持部によって前記ワークの円盤部の盤面に当接して前記ワークを支持することにより、円盤状薄肉ワークに対する二位置支持を実現する。そして、前記壁面把持部から前記ワークの円筒状の壁面へと付与する把持力を、ワークの変形が生じない程度に抑えつつ、前記盤面支持部によるワーク円盤部の支持により、ワークの姿勢を安定させることができる。
【０００７】
また、本発明の請求項２に係るワーククランプ装置は、請求項１記載のワーククランプ装置において、前記盤面支持部は、前記ワークの円盤部の寸法基準面を狙って当接するものとしたものである。
この構成によれば、前記盤面支持部によって、前記ワークは円盤部の寸法基準面を支持されることとなり、ワークの位置決め精度を必然的に高めることが可能となる。
【０００８】
また、本発明の請求項３に係るワーククランプ装置は、請求項１または２記載のワーククランプ装置において、前記ワークの前記円盤部の中心に設けられた芯棒を把持する芯棒把持部を備えるものである。
本発明によれば、前記芯棒把持部によって、剛性の高い芯棒を把持することにより、旋盤のセンタと前記芯棒との位置ズレを防ぐことが可能となる。
【０００９】
また、本発明の請求項４に係るワーククランプ装置は、請求項１から３のいずれか１項記載のクランプ装置において、前記壁面把持部は、前記円筒状の壁面の根元部に当接することとしたものである。
この構成によれば、前記壁面内周部に溝を加工する際に、ワークに変形が生じた場合でも、かかる変形を前記円筒状の壁面の根元部から端面側へと移行させ、ワークの位置決め基準となる前記盤面支持部が当接するワーク円盤部に対する、加工時のワークの変形の影響を抑えることが可能となる。
【００１０】
また、上記課題を解決するための、本発明の請求項５に係るワーククランプ方法は、周端部に円筒状の壁面を有する円盤状薄肉ワークの、ワーククランプ方法であって、前記ワークの円筒状の壁面を直径方向外側から把持すると共に、前記ワークの円盤部の盤面で前記ワークを支持することを特徴とするものである。
本発明によれば、前記ワークの円筒状の壁面を直径方向外側から把持すると共に、前記ワークの円盤部の盤面で前記ワークを支持することにより、円盤状薄肉ワークに対する二位置支持を実現する。そして、前記ワークの円筒状の壁面に対する把持力を、ワークの変形が生じない程度に抑えつつ、前記ワーク円盤部を支持することにより、ワークの姿勢を安定させることができる。
【００１１】
また、本発明の請求項６に係るワーククランプ方法は、請求項５記載のワーククランプ方法において、前記ワークの円盤部の盤面で前記ワークを支持する際に、前記ワークの円盤部の寸法基準面を狙って支持することとしたものである。
この構成によれば、前記ワークは円盤部の寸法基準面を支持されることとなり、ワークの位置決め精度を必然的に高めることが可能となる。
【００１２】
また、本発明の請求項７に係るワーククランプ方法は、請求項５または６記載のワーククランプ方法において、前記ワークの前記円盤部の中心に設けられた芯棒を把持するものである。
本発明によれば、剛性の高い芯棒を把持することにより、旋盤のセンタと前記芯棒との位置ズレを防ぐことが可能となる。
【００１３】
また、本発明の請求項８に係るワーククランプ方法は、請求項５から７のいずれか１項記載のワーククランプ方法において、前記ワークの円筒状の壁面を直径方向外側から把持する際に、前記円筒状の壁面の根元部を把持することとしたものである。
本発明によれば、前記壁面内周部に溝を加工する際に、ワークに変形が生じた場合でも、かかる変形をを前記円筒状の壁面の根元部から端面側へと移行させ、ワークの位置決め基準となる前記ワーク円盤部に対する、加工時のワークの変形の影響を抑えることが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１には、本発明の実施の形態に係るワーククランプ装置によって位置決めされる、ワークＷ（ドラムダイレクトクラッチ）を断面図で示すと共に、ワーククランプ装置によってワークＷを把持し、または支持する各部材を、斜線で模式的に示している。
ワークＷは、円盤状薄肉部２と、円盤状薄肉部２の円盤部の中心に設けられた芯棒３とからなる。図示の例では、ワークＷを回転させて、壁面２ａの内周部にスナップリング溝４を加工する必要があるので、芯棒３の両端部を旋盤のセンタ５、６で支持する。また、芯棒３の一端部３ａを芯棒把持部７で把持する。図１には、芯棒把持部７を一箇所のみ図示しているが、実際には、芯棒把持部７は、円周上に等間隔で３箇所以上の位置を把持するものである。
【００１６】
また、円盤状薄肉部２の円筒状の壁面２ａを、直径方向外側から、壁面把持部８によって把持する。壁面把持部８は、円筒状の壁面２ａの開放端部近傍を避け、円筒状の壁面２ａの根元部に当接するものである。図１には、壁面把持部８を、一箇所のみ図示しているが、実際には、壁面把持部８は、円周上に等間隔で３箇所以上の位置を把持するものである。
さらに、盤面支持部９を、軸方向外側から円盤状薄肉部２の円盤部２ｂの盤面に当接させて、ワークＷを支持する。ここで、図示のワークＷの円盤状薄肉部２は板金部品であるが、円盤部２ｂを寸法基準面とするために、スナップリング溝４の加工工程以前に切削加工が施され、面精度が保証されている。したがって、盤面支持部９は、切削加工済みの円盤部２ｂ（寸法基準面）を狙って当接するものである。なお、図１には、盤面支持部９を、一箇所のみ図示しているが、実際には、盤面支持部９についても、円周上に等間隔で３箇所以上の位置を把持するものである。
【００１７】
図２には、芯棒把持部７、壁面把持部８、盤面支持部９を備えるワーククランプ装置１０の構造を断面図で示している。また、図３には、図２に示すワーククランプ装置１０の正面図を示している。図示の例では、芯棒把持部７、壁面把持部８、盤面支持部９を、夫々、等間隔に３箇所づつ備えている。また、ワーククランプ装置１０は、ワークＷをクランプした状態で、図３に矢印Ａで示す方向に、全体が回転するものである。
さて、ワーククランプ装置１０の装置本体１１に対し、センタ５および盤面支持部９は回転不能に支持されている。また、円盤状薄肉部２の円筒状の壁面２ａに形成された溝部に係合し、装置本体１１に対するワークＷの回転を防止するための、回転止め部１２が、装置本体１１に対し回転不能に固定されている。なお、センタ５については、装置本体１１に対しバネを介して支持されているので、軸方向（図２の左右方向）には移動可能となっている。そして、センタ５は、芯棒３の一端部３ａに対し一定圧力で密着するものである。他方、盤面支持部９および回転止め部１２は、装置本体１１に剛体支持され、軸方向の位置は常に一定に保持されている。
【００１８】
これに対し、芯棒把持部７が固定された揺動軸１３は、ボール軸受１４を介して装置本体１１に軸支されている。そして、揺動軸１３の基端部に設けられたカム面１３ａを、装置本体１１内部で軸方向に移動可能な中心軸１５の、カム１６によって半径方向外側へと押出すことにより、ボール軸受１４を中心として揺動軸１３を揺動させ、揺動軸１３に設けられた芯棒把持部７を開閉することが可能となっている。また、壁面把持部８が固定されたアーム１７は、ピボット１８を介して装置本体１１に軸支されている。そして、アーム１７の基端部に設けられたボールジョイント１９を、中心軸１５によって軸方向へと移動させることにより、ピボット１８を中心としてアーム１７を揺動させ、壁面把持部８を開閉することが可能となっている。
【００１９】
上記構成をなす、本発明の実施の形態により得られる作用効果は、以下の通りである。まず、本発明の実施の形態に係るワーククランプ装置１０によれば、壁面把持部８によって、軸方向外側からワークＷの円筒状の壁面２ａを直径方向外側から把持すると共に、盤面支持部９によってワークＷの円盤部２ｂの盤面に当接してワークＷを支持することにより、円盤状薄肉部２に対する二位置支持を実現する。そして、壁面把持部８から円筒状の壁面２ａへと付与する把持力を、円盤状薄肉部２の変形が生じない程度に抑えつつ、盤面支持部９によるワーク円盤部２ｂの支持により、ワークＷの姿勢を安定させることができる。よって、ワークＷの位置決め精度を、確実に向上させることが可能となる。
【００２０】
なお、図示のワークＷの場合、高剛性部である芯棒３の鍔部３ｂは、焼きの後に切削加工を行わないために、焼き歪によるうねりがそのままの状態で残り、寸法精度が保証されていない。このため、顎部３ｂを位置決め基準とすることができない。しかしながら、本発明の実施の形態では、ワーククランプ装置１０は、盤面支持部９により、寸法基準面である円盤部２ｂの盤面を狙って支持することから、芯棒３の鍔部３ｂを位置決め基準としなくても、円盤状薄肉部２に対する二位置支持が実現される。よって、ワークＷの位置決め精度を必然的に高めることが可能となる。また、ワーククランプ装置１０は、剛性部を位置決め基準とするものではないことから、芯棒３のごとき剛性部を備えないワークであっても、同様に位置決め精度を高めることが可能となる。
【００２１】
また、ワーククランプ装置１０は、芯棒把持部７によって、剛性の高い芯棒３の一端部３ａを把持することにより、旋盤のセンタ５と芯棒３との位置ズレを防ぐことが可能となる。よって、ワーククランプ装置１０によって把持したワークＷを回転させて、スナップリング溝４を切削加工する際の加工精度を保証し、高精度の製品を得ることが可能となる。
【００２２】
さらに、ワーククランプ装置１０は、壁面把持部８によって円筒状の壁面２ａを直径方向外側から把持する際に、円筒状の壁面２ａの根元部を把持することにより、壁面２ａの内周部にスナップリング溝４を加工する際に、ワークＷに変形が生じた場合でも、かかる変形を円筒状の壁面２ａの根元部から端面側（開放端部側）へと移行させ、ワークＷの位置決め基準となる円盤部２ｂに対する、ワークＷの変形の影響を抑えることが可能となる。よって、ワーククランプ装置１０によって把持したワークＷを回転させて、スナップリング溝４を切削加工する際の加工精度を保証し、高精度の製品を得ることが可能となる。
本発明の実施の形態に係るワーククランプ装置１０は、以上の特徴を有するので、ドラムダイレクトクラッチのスナップリング溝４の加工に限らず、クラッチ溝加工に用いることも可能であり、上記と同様の作用効果を得ることができる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明はこのように構成したので、周端部に円筒状の壁面を有する円盤状薄肉ワークの、前記壁面内周部に溝を加工する際の、ワークの位置決め精度を向上させることが可能となる。
また、当該ワークが高剛性部を備えるか否かと無関係に、または、高剛性部を備えているが、かかる高剛性部の寸法精度が保証されていないような場合であっても、ワークの位置決め精度を、確実に向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るワーククランプ装置によって位置決めされる、ワークを断面図で示すと共に、ワーククランプ装置によってワークを把持し、または支持する各部材を、模式的に斜線で示したものである。
【図２】本発明の実施の形態に係るワーククランプ装置の構造を示す断面図である。
【図３】図１に示すワーククランプ装置の正面図である。
【図４】周端部に円筒状の壁面を有する円盤状薄肉ワークの一例である、ドラムダイレクトクラッチを示す斜視図である。
【符号の説明】
２ 円盤状薄肉部
２ａ 壁面
２ｂ 円盤部
３ 芯棒
４ スナップリング溝
５、６ センタ
７ 芯棒把持部
８ 壁面把持部
９ 盤面支持部
１０ ワーククランプ装置
Ｗ ワーク

Claims (8)

1. 周端部に円筒状の壁面を有する円盤状薄肉ワークの、前記壁面内周部に溝を加工する際の、ワーククランプ装置であって、前記ワークの円筒状の壁面を直径方向外側から把持する壁面把持部と、前記ワークの円盤部の盤面に当接して前記ワークを支持する盤面支持部とを備えることを特徴とするワーククランプ装置。
2. 前記盤面支持部は、前記ワークの円盤部の寸法基準面を狙って当接するものであることを特徴とする請求項１記載のワーククランプ装置。
3. 前記ワークの前記円盤部の中心に設けられた芯棒を把持する芯棒把持部を備えることを特徴とする請求項１または２記載のワーククランプ装置。
4. 前記壁面把持部は、前記円筒状の壁面の根元部に当接するものであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のクランプ装置。
5. 周端部に円筒状の壁面を有する円盤状薄肉ワークの、前記壁面内周部に溝を加工する際の、ワーククランプ方法であって、前記ワークの円筒状の壁面を直径方向外側から把持すると共に、前記ワークの円盤部の盤面で前記ワークを支持することを特徴とするワーククランプ方法。
6. 前記ワークの円盤部の盤面で前記ワークを支持する際に、前記ワークの円盤部の寸法基準面を狙って支持することを特徴とする請求項５記載のワーククランプ方法。
7. 前記ワークの前記円盤部の中心に設けられた芯棒を把持することを特徴とする請求項５または６記載のワーククランプ方法。
8. 前記ワークの円筒状の壁面を直径方向外側から把持する際に、前記円筒状の壁面の根元部を把持することを特徴とする請求項５から７のいずれか１項記載のワーククランプ方法。

Images