JP2005022048A - ワーク取付治具 - Google Patents
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Abstract
【課題】円筒状ワークを確実にクランプして加工精度を維持できると共に生産性に優れたワーク取付治具を提供する。
【解決手段】加工装置の主軸３に円筒状のワークＷを取り付け支持するワーク取付治具１０であって、基端部１１Ａ及びガイド部１７を備えた治具本体１１と、ガイド部１７に設けられた第１当接部２７と、ガイド部１７に移動自在に嵌装され先端に第２当接部３５が形成された挟持部材３１と、挟持部材３１を付勢する付勢手段４５と、挟持部材３１を付勢手段４５に抗して第１当接部２７から第２当接部３５が離れる方向に押動させる操作部５１とを有し、付勢手段４５による挟持部材３１の付勢による第１当接部２７と第２当接部３５によってワークＷをクランプすると共に、操作部５１により挟持部材３１を押動してワークＷをアンクランプする。
【選択図】 図２
【解決手段】加工装置の主軸３に円筒状のワークＷを取り付け支持するワーク取付治具１０であって、基端部１１Ａ及びガイド部１７を備えた治具本体１１と、ガイド部１７に設けられた第１当接部２７と、ガイド部１７に移動自在に嵌装され先端に第２当接部３５が形成された挟持部材３１と、挟持部材３１を付勢する付勢手段４５と、挟持部材３１を付勢手段４５に抗して第１当接部２７から第２当接部３５が離れる方向に押動させる操作部５１とを有し、付勢手段４５による挟持部材３１の付勢による第１当接部２７と第２当接部３５によってワークＷをクランプすると共に、操作部５１により挟持部材３１を押動してワークＷをアンクランプする。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円筒状ワーク内面を加工する際に該ワークをクランプして加工装置の主軸に取り付け支持するワーク取付治具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
加工装置において、ワークの加工精度を維持するためにはワークを確実に位置決めしてクランプすることが必要である。しかし、ワークをクランプする力が過大であるとワークが変形して十分な加工精度ができないおそれがある。特に薄肉円筒状のワークは、比較的剛性が低い外周方向からのクランプ力により変形が発生することが懸念される。
【０００３】
このような薄肉円筒状ワークの変形を抑制してクランプする方法としては、例えばセラミックなどの脆性材料からなる薄肉で脆弱な円筒状ワークの内周面を研削するにあたり、この円筒状ワークの外径よりも僅かに大きい内径の剛性材料からなる補強用円筒体を用意し、この補強用円筒体内にワークを嵌合し、嵌合した状態で補強用円筒体とワークとの間に介在させた粘稠剤によって両者を固着させて一体化し、この状態で補強用円筒体の外周を切削盤にチャック等でクランプしてワークの内面を研削加工するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、図１０にチャック装置の断面図を示すように、チャック本体１０１の先端側の取付穴１０２にスリーブ１０３及び割コレット１０４を重ねて嵌合し、チャック本体１０１とスリーブ１０３の間に形成される円筒状空間１０５内に封入された非圧縮流体を加圧し、その流体圧力によりスリーブ１０３を内方に弾性変形させて割コレット１０４の内径を縮小し、割コレット１０４の把持穴１０４ａに挿入された非把持物１０６のシャンク１０６ａをクランプするものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−７５４号公報
【特許文献２】
実開平５−６０７１２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に記載のワークのクランプ方法にあっては、薄肉円筒状のワークの変形を回避して加工精度が確保できるものの、ワークの個々のサイズに合わせて種々の補強用円筒体を作成する必要があり、また、粘稠剤を使用するため、この粘稠剤の管理や加工後にワークと補強用円筒体とを分解して洗浄する等の付加的な工程が必要になる。
【０００７】
一方、特許文献２に記載のチャック装置にあっては、円筒状のワークの外周面をクランプすることから、ワークの厚さが薄い場合にはそのクランプ力によってワークが変形してクランプ力の低下を招く共に加工精度が低下することが懸念される。また割りコレットに形成された割溝に切粉等の異物が入り込むことがあり、その除去に多くの工数を要し、ワークの加工工数の増加を招き生産性に影響を及ぼすことが懸念される。
【０００８】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、円筒状ワークの変形を防止し、かつ十分なクランプ力で確実にクランプしてワークの加工精度を確保すると共に、生産性に優れたワーク取付治具を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載のワーク取付治具は、加工装置の主軸に、該主軸の中心軸線と同軸上に円筒状のワークを取り付け支持するワーク取付治具において、上記主軸に取り付けられる基端部及び該基端部から上記中心軸線に沿って突出する筒状のガイド部を備えた治具本体と、上記ガイド部の先端に取り付けられて第１当接部を有する基準座と、上記ガイド部の外周に筒状の基部が上記中心軸線方向に移動自在に嵌装され上記ガイド部の先端から突出するチャック爪の先端に上記第１当接部と対向する第２当接部が形成された挟持部材と、基端が前記治具本体の基端部に支持されて上記中心軸線と平行に延在する軸部が上記挟持部材の基部に穿設されたガイド孔に摺動自在の貫通するドライブ軸と、上記挟持部材を第２当接部が第１当接部に接近する方向に付勢する付勢手段と、上記挟持部材を上記付勢手段の付勢に抗して上記第２当接部が第１当接部から離れる方向に押動する操作部とを有し、上記付勢手段による上記挟持部材の付勢により第１当接部と第２当接部との協働によって前記ワークの両軸方向端部を挟持してクランプすると共に、上記操作部により上記挟持部材を押動して前記ワークをアンクランプすることを特徴とする。
【００１０】
請求項１の発明によると、円筒状のワークのクランプを、付勢手段の付勢力によりワークの両軸方向端部から第１当接部と第２当接部によって挟持することによって、剛性に優れたワークの軸方向にクランプ力が作用し、ワークの変形を防止しつつ十分なクランプ力でワークをクランプすることができ、ワークの加工精度が確保できる。
【００１１】
また、ワークのクランプを治具本体に設けられた基準座の第１当接部と、付勢手段の付勢力により第１当接部側に付勢された第２当接部とで行い、かつ操作部により第２当接部を第１当接部から離れる方向に押動させてアンクランプする簡単な構成でワークをクランプ及びアンクランプすることができ、上記特許文献１のような、粘稠剤の管理や加工後のワークと補強用円筒体との分解洗浄等の付加的な工程が不要で、かつ、第２特許文献のように切粉除去等のメンテナンスが不要であり生産性の向上が期待できる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のワーク取付治具において、上記付勢手段は、上記ガイド孔から突出する上記ドライブ軸の軸部に嵌挿されて上記挟持部材とドライブ軸の先端部に設けられた付勢手段保持部との間に弾装されたスプリングであることを特徴とする。
【００１３】
請求項２の発明によると、ワークをクランプするクランプ力がスプリングの付勢力によって設定でき、容易に適切な安定したクランプ力でワークをクランプすることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のワーク取付治具において、上記付勢手段保持部は、上記ドライブ軸の先端に形成されたねじ部に螺合するナットであることを特徴とする。
【００１５】
請求項３の発明によると、ドライブ軸のナットの螺合位置を変えることや、特性の異なるスプリングと替えることでワークに作用するクランプ力を容易に調整できる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載のワーク取付治具において、上記操作部は、上記中心軸線と直交すると共に上記ガイド部に対向して開口形成された軸貫通孔内を上記中心軸線方向に移動可能に貫通して両端が挟持部材の基部に取付支持されたローラ支持軸と、上記ガイド部内で前記ローラ支持軸に支持された回転可能なローラと、上記治具本体に前記ローラ支持軸と平行でかつ回転自在に支持された操作軸と、該操作軸に固設されてカム面が前記ローラのローラ面に当接し、かつ操作軸の回動で上記ローラを押動するカムとを有することを特徴とする。
【００１７】
請求項４の発明によると、操作軸に設けたカム及びローラ支持軸に設けたローラによる簡単な構成で操作部が構成でき、かつ操作軸の回転操作による簡単な操作で、カム及びローラを介してローラ支持軸が押動し、移動するローラ支持軸によって挟持部材が移動してワークをアンクランプすることができる。即ち、付勢手段による付勢力によって第１当接部と第２当接部によりワークを安定したクランプ状態に維持できる一方、操作軸の回転操作によりワークをアンクランプすることができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載のワーク取付治具において、上記治具本体の基端部は、磁性体で形成され、上記主軸に設けられたマグネットチャックに形成された平面状の装着面に吸着する平面状の取付面を有することを特徴とする。
【００１９】
請求項５の発明によると、治具本体の基端部を主軸に設けられたマグネットチャックに磁力で吸着固定できる。また、ハンマ等で治具本体を叩くことによって容易かつ適切にワーク取付治具の芯出し調整ができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載のワーク取付治具において、基端が上記挟持部材に螺合支持されて上記中心軸線方向に向かって先端が突出し、かつ該先端が前記ワークの外周に当接可能な複数のワーク位置決め機構を有することを特徴とする。
【００２１】
請求項６の発明によると、ワークをワーク取付治具にクランプし、ワークを中心軸上に芯出し調整することによって、ワークは中心軸線上に芯出しされた状態にクランプできる。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載のワーク取付治具において、上記基準座は、上記中心軸線と同軸上で断面円形の芯出治具嵌合穴が形成され、該芯出治具嵌合穴に嵌入する嵌着部及び上記ワークの内周面に嵌合するワーク嵌合部が同軸上で一体形成されたワーク芯出治具を有することを特徴とする。
【００２３】
請求項７の発明によると、ワークをワーク取付治具に装着するとき、芯出治具のワーク嵌合部にワークを嵌合し、芯出治具嵌合穴に嵌着部を嵌入することによってワークの芯出し精度が向上する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるワーク取付治具の実施の形態を、加工装置が円筒状のワークの内周面を研削加工する研削盤に使用した場合を例に説明する。
【００２５】
（第１実施の形態）
図１乃至図６を参照して本発明の第１実施の形態を説明する。図１は研削盤の側面図であり、研削盤はベッド１上に主軸台２と、テーブル４上を主軸台２に対して接近する作動位置と離れた待避位置との間で往復移動可能に支持された砥石台５が対向して設けられている。
【００２６】
主軸台２の主軸３にその中心軸線Ｌと直交して砥石台５に対向する装着面７を有するマグネットチャック６が取り付けられる一方、砥石台５に回転駆動される砥石８が設けられている。
【００２７】
マグネットチャック６の装着面７に円筒状のワークＷを保持するワーク取付治具１０が取り付けられ、砥石台５を主軸台２方向、即ちワークＷの方向に移動してワーク取付治具１０に保持されたワークＷの内周面Ｗｄを回転する砥石８によって研削加工する。これら主軸３の回転駆動や砥石台５の移動及び砥石８の回転等の作動は予め設定された加工条件に基づいてドレス装置９によって制御する。なお、このドレス装置９による作動制御は、本発明と直接的な関係がないので説明は省略する。
【００２８】
次にワーク取付治具１０について図２乃至図６を参照して説明する。図２はワーク取付治具１０の中心軸線Ｌに沿った断面図、図３は図２のＡ矢視図、図４はワーク取付治具１０の要部斜視図である。
【００２９】
ワーク取付治具１０は、マグネットチャック６の装着面７に取り付けられる治具本体１１と、治具本体１１に取り付けられる基準座２３、治具本体１１にガイドされて中心軸線Ｌに沿って移動自在する挟持部材３１、挟持部材３１の移動を付勢する付勢手段４５及び操作部５１を主要部としている。
【００３０】
治具本体１１は、チャックベース１２とチャックボディ１５によって形成される。チャックベース１２は、磁性体製であってマグネットチャック６の装着面７に接面する平坦な取付面１３及びチャックボディ取付面１４を有する中央部が凹状のほぼ円板状で、マグネットチャック６の装着面７に磁力によって吸着可能に形成されている。
【００３１】
一方、チャックボディ１５は、チャックベース１２のチャックボディ取付面１４に当接する比較的大径の基部１６と、この基部１６から中心軸線Ｌに沿って延在する円筒状のガイド部１７とが一体に形成されている。
【００３２】
チャックボディ１５の基部１６に、後述する操作部５１の操作軸５５の基部５６を回転可能に軸支する操作軸支持孔１８が貫通し、操作軸支持孔１８にＯリング１８ｃを嵌装するリング溝１８ａが形成されている。更に、操作軸支持孔１８に開口する抜け止め装着孔１８ｂが形成されている。
【００３３】
この操作軸支持孔１８に対向して同軸上に操作軸５５の先端５７ａを軸支する操作軸穴１９が形成されている。また、ガイド部１７には、対向して中心軸線Ｌに沿って延在する一対の軸貫通孔２０が開口形成されている。
【００３４】
更に、フランジ状に形成された基部１６には、段差２１ａを介して大径部２１ｂ及び小径部２１ｃが連続するドライブ軸装着孔２１が等間隔で複数、本実施の形態では３個のドライブ軸装着孔２１が穿設されている。これらチャックベース１２とチャックボディ１５のフランジ状に形成された基部１６は、チャックボディ１５に各種構成部材が装着された後に、ボルト等によって互いに結合されて治具本体１１の基端部１１Ａを形成する。
【００３５】
チャックボディ１５のガイド部１７の先端１７ａに、クランプされるワークＷの基準位置を決定する基準座２３が取り付けられる。基準座２３は、ワークＷの内径より大きな内径を有する凹部２４を有する有底円筒筒状でガイド部１７の先端１７ａに圧入嵌装される装着部２５と、ガイド部１７の先端１７ａに当接して装着部２５の装着位置を規制する環状の位置決め部２６と、位置決め部２６から等間隔で中心軸線Ｌとほぼ平行に突出する複数、本実施の形態では３個の第１当接部２７が一体形成されている。この隣接する第１当接部２７の間が切粉や砥粒等を排出する排出溝２８となる。
【００３６】
チャックボディ１５のガイド部１７に中心軸線Ｌに沿って移動自在に案内される挟持部材３１が嵌装されている。挟持部材３１は、円筒状でガイド部１７の外周に中心軸線Ｌ方向に摺動自在に嵌合する本体部３２と、チャックボディ１５の基部１６と対向して本体部３２の基端にフランジ状に形成された基部３３と、本体部３２の先端から等間隔で中心軸線Ｌに沿って複数、本実施の形態では３個のチャック爪３４が延設されている。各チャック爪３４の先端には、基準座２３の各第１当接部２７と対向して第２当接部３５がそれぞれ形成されている。
【００３７】
チャックボディ１５のガイド部１７に対向して開口形成された各軸貫通孔２０に対応して本体部３２に操作部５１のローラ支持軸５３の各端部５３ａを嵌合支持するローラ支持軸取付孔３７が形成されている。更に、基部３３にチャックボディ１５の基部１６に穿設されたドライブ軸装着孔２１に対応して中心軸線Ｌと平行に延在する複数のガイド孔３６が穿設され、ガイド孔３６の内周にＯリング３８を嵌装するリング溝３６ａが形成されている。なお、隣接するチャック爪３４の間が加工時の砥粒や切粉を外部に排出する排出部４０となる。
【００３８】
チャックボディ１５に穿設されたドライブ軸装着孔２１の大径部２１ｂに係合部４２が嵌合し、かつ軸部４３が小径部２１ｃに圧入されてチャックボディ１５にドライブ軸４１の基端が固設されている。ドライブ軸４１の軸部４３はチャックボディ１５の基部１６から突出して中心軸線Ｌと平行に延在して挟持部材３１の基部３３に穿設されたガイド孔３６を貫通し、リング溝３６ａに嵌着されたＯリング３８を介して弾性的に摺動自在に保持されている。このドライブ軸４１を介してチャックボディ１５と挟持部材３１の相対回転が規制されてチャックボディ１５と同期して挟持部材３１が回転駆動される。
【００３９】
更に、付勢手段４５は、挟持部材３１の基部３３から突出する軸部４３の先端に形成されたねじ部４３ａに螺合する付勢手段保持部となるナット４６と、挟持部材３１の基部３３とナット４６の間にバネ座４７と４８を介して圧縮付与された状態で弾装されたスプリング４９を有し、このスプリング４９の付勢力によって挟持部材３１の基端３３がチャックボディ１５の基部１６の方向に常時付勢され、挟持部材３１のそれぞれのチャック爪３４に形成された第２当接部３５が基準座２３に形成された各第１当接部２７に接近するクランプ方向Ｃに付勢されている。また、ナット４６のねじ部４３ａに対する螺合位置、即ちスプリング４９の締め付け量を調整することによって、或いは特性の異なるスプリング４９と代えることによって容易に付勢力が調整できる。なお、５０はロックナットである。
【００４０】
操作部５１は、チャックボディ１５のガイド部１７内を中心軸線Ｌと直交して延びてそれぞれ両端の軸部５３ａが軸貫通孔２０から突出して挟持部材３１の各ローラ支持軸取付孔３７に嵌入し、かつ止めビス５２によって固定されてローラ支持軸５３が掛け渡されている。ガイド部１７内においてローラ支持軸５３にローラ面５４ａの両側にフランジ５４ｂが形成されたローラ５４が回転自在に軸支されている。
【００４１】
一方、チャックボディ１５の基部１６に開口する操作軸支持孔１８と操作軸穴１９に操作軸５５がローラ支持軸５３と平行に配置されている。操作軸５５は、操作軸支持孔１８にＯリング１８ｃを介して回転可能に嵌合する大径に形成された円柱状の基部５６と、この基部５６から同軸上で延在して先端５７ａが操作軸穴１９に軸支される軸部５７を有している。基部５６の外周に環状の切欠溝５６ａが形成され、基部５６の端面には図示しない操作工具、例えば操作ハンドルの嵌合部が係合する工具係合部となる角穴５６ｂが凹設されている。この切欠溝５６ａにチャックボディ１５の基部１６に開口する抜け止め装着孔１８ｂに挿入された抜け止め５６ｄの先端が係合して操作軸５５の抜け止めが施されている。操作軸５５は、その基部５６がＯリング１８ｃの摩擦によって過剰に空転することが抑制され、かつＯリング１８ｃによって切粉や砥粒等の異物が内部に進入するのを防止している。
【００４２】
軸部５７に形成された断面４角形のカム係止部５７ｂにカム５８の軸孔５８ａが嵌合し、リング５６ｅ及び抜け止め５６ｆによって固定されている。このカム５８は、そのカム面５９がローラ５４の両フランジ５４ｂ間に嵌挿してローラ面５４ａに接し、ローラ５４は、付勢手段４５のスプリング４９によって挟持部材３１及びローラ支持軸５３を介してカム５８側、即ちクランプ方向Ｃに常時付勢され、カム５８によってローラ５４及ぶローラ支持軸５３を介して挟持部材３１の移動を規制している。カム５８とローラ５４は、ローラ５４の両フランジ５４ｂによって互いの軸方向の移動が規制され、カム面５９とローラ面５４ａとの接触状態が安定した状態に維持される。
【００４３】
ここで、図５は、カム５８とローラ５４の相対関係を示す作動説明図である。カム５８のカム面５９は、操作軸５５の回転中心軸線ａから互いに対向して偏心αした点ｂを中心とする半径Ｒの２つの円が連続した形状を基本形状とし、回転中心軸線ａからの距離が大きい範囲の２つの長軸部５９ａが対向して形成され、その距離が比較的小さい範囲の２つの短軸部５９ｂが対向して形成されている。即ち、長軸部５９ａと短軸部５９ｂが回転中心軸線ａを中心に周方向に９０°の位相をもって交互に連続形成されている。
【００４４】
操作軸５５を回動することによってカム５８が回転し、ローラ５４のローラ面５４ａに当接するカム面５９が短軸部５９ｂから長軸部５９ａ側に移行するときローラ５４がスプリング４９の付勢力に抗して中心軸線Ｌに沿って操作軸５５から離れるアンクランプ方向ＵＣに移動し、かつ長軸部５９ａから短軸部５９ｂ側に移行するときにローラ５４が操作軸５５側となるクランプ方向Ｃに移動する。これに連動してローラ支持軸５３を介してチャックボディ１５のガイド部１７に案内されて挟持部材３１が中心軸線Ｌに沿ってアンクランプ方向ＵＣ及びクランプ方向Ｃに往復移動し、挟持部材３１に形成された第２当接部３５が第１当接部２７から離れたアンクランプ位置と、第１当接部２７に接近するクランプ位置との間で移動する。
【００４５】
カム面５９の長軸部５９ａは、図６に図５の要部拡大図を示すように、長軸部５９ａの頂部に所定範囲の平坦面５９ｃを形成して、回転中心軸線ａから平坦面５９ｃの中心５９ｃａの距離Ｌａに対し、回転中心軸線ａから平坦面５９ｃの端部５９ｃｂの距離Ｌｂが大きく（Ｌａ＜Ｌｂ）設定されている。このようにカム面５９の長軸部５９ａに平坦面５９ｃを形成することにより、スプリング４９の付勢力によるローラ５４からの反力によってカム５８が回転するのを阻止している。換言すると、操作軸５５の回転操作によってのみ操作軸５５が回転し、スプリング４９による付勢力によるローラ５４からの反力では操作軸５５が回転することなく、アンクランプ状態に安定的に維持される。
【００４６】
更に、ワーク取付治具１０には、図３に示すようにワーク位置決め機構６１が設けられている。ワーク位置決め機構６１は、基端６３ａがねじ機構６２によって挟持部材３１に支持されて先端６３ｂが中心軸線Ｌ方向に向かって突出する当接部材６３を有し、当接部材６３を回転することによって先端６３ｂが中心軸線Ｌに次第に接近する前進方向と中心軸線Ｌから次第に離れる後進方向に移動する。このワーク位置決め機構６１は、中心軸線Ｌに対して周方向に予め設定された挟み角θをもって一対配置されている。なお、このワーク位置決め機構６１は、図２及び図４においては省略されている。
【００４７】
次に、このように構成されたワーク取付治具１０の作用について図７に示すフローチャートに従って説明する。
【００４８】
ワークＷをクランプするには、図１に示す研削盤の砥石台５が主軸台２から離れた待避位置に維持した状態で、主軸台２の主軸３に取り付けられたマグネットチャック６の装着面７に、チャックベース１２の取付面１３を接面してマグネットチャック６の磁力による吸着によってマグネットチャック６にワーク取付治具１０を装着する（ステップＳ１）。
【００４９】
続いて操作部５１の操作軸５５に凹設された角穴５６ｂに操作ハンドルの嵌合部を挿入して係合し、操作ハンドルによって操作軸５５を回動操作してカム５８を９０°回転させて、ローラ５４を回転させつつローラ面５４ａに当接するカム面５９の範囲を短軸部５９ｂから長軸部５９ａ側に移行させる。このローラ５４に当接するカム面５９が短軸部５９ｂから長軸部５９ａに移行するに従ってローラ面５４ａに当接するカム面５９の部分における回転中心軸線ａからの距離が漸次増大し、カム面５９によってローラ５４を介してローラ支持軸５３を押動し、スプリング４９の付勢力に抗して挟持部材３１の本体部３２がチャックボディ１５のガイド部１７に案内され、かつドライブ軸４１とガイド孔３６の係合によってチャックボディ１５との相対回転が阻止されつつ挟持部材３１が中心軸線Ｌに沿ってアンクランプ方向ＵＣに移動し、挟持部材３１のチャック爪３４の先端に形成された第２当接部３５が第１当接部２７から次第に離れる。更に、カム５８が回転して図５及び図６に示すようにカム面５９の長軸部５９ａに形成した平坦面５９ｃがローラ５４のローラ面５４ａに当接した回転位置で操作ハンドルによる操作軸５５の回転を停止する。この操作軸５５の回転を停止することによって、スプリング４９の付勢力によりローラ５４のローラ面５４ａがカム面５９の長軸部５９ａに形成された平坦面５９ｃに押圧し、カム５８の回転が阻止された状態に維持され、第２当接部３５が第１当接部２７から離れたアンクランプ位置に保持される（ステップＳ２）。
【００５０】
第２当接部３５がアンクランプ位置に保持された状態で、互いのチャック爪３４の間から円筒状のワークＷを挿入し、かつ図３に示すように各ワーク位置決め機構６１の当接部材６３の先端６３ｂに外周面Ｗｃを当接させて位置決めし、その軸心が中心軸線Ｌとほぼ平行に保持した状態でワークＷを保持させる（ステップＳ３）。
【００５１】
その搬入した状態で、操作ハンドルによって操作軸５５を９０°回動してカム５８を回転させて、ローラ面５４ａに当接するカム面５９の範囲を長軸部５９ａから短軸部５９ｂ側に移行させる。このローラ５４に当接するカム面５９が長軸部５９ａから短軸部５９ｂに移行するに従ってローラ面５４ａに当接するカム面５９の部分における回転中心軸線ａからの距離が漸次減少し、スプリング４９の付勢力によって挟持部材３１の本体部３２がチャックボディ１５のガイド部１７に案内され、かつドライブ軸４１とガイド孔３６の係合によってチャックボディ１５との相対回転が阻止されつつ挟持部材３１が中心軸線Ｌに沿ってクランプ方向Ｃに移動して、挟持部材３１のチャック爪３４の先端に形成された第２当接部３５がワークＷの軸方向端部Ｗｂに当接してワークＷの軸方向端部Ｗａが第１当接部２７に当接するまで押動する。更にカム５８を回転して短軸部５９ｂが中心軸線Ｌの軸上となるクランプ位置まで回転させて停止する。この状態においてはカム５８のカム面５９とローラ５４のローラ面５４ａとの間に若干の隙間が生じ、スプリング４９の付勢力によってのみ挟持部材３１の第２当接部３５がワークＷの軸方向端部Ｗｂを押圧し、第１当接部２７と第２当接部３５によってワークＷの軸方向端部Ｗａ及びＷｂの側から挟持し、ワークＷをクランプする（ステップＳ４）。
【００５２】
このワークＷのクランプ状態は、対向配置された第１当接部２７と第２当接部３５によって比較的剛性が確保されるワークＷの軸方向にクランプ力が作用し、十分なクランプ力でワークＷをクランプすることができ、更に、カム５８のカム面５９とローラ５４のローラ面５４ａが離れることからスプリング４９の付勢力による一定の安定したクランプ力でワークＷをクランプできる。
【００５３】
しかる後、マグネットチャック６の装着面７に吸着している治具本体１１の基端部１１Ａをマグネットチャック６の装着面７に沿ってハンマ等によって叩き、その衝撃でマグネットチャック６の装着面７に吸着しているワーク取付治具１０の位置をずらして芯出し、ワーク取付治具１０にクランプしているワークＷの軸心を中心軸線Ｌと同軸上に合わせて位置決めする（ステップＳ５）。この位置合わせは、ワーク取付治具１０をハンマ等によって叩いて行うことから、容易に高精度で芯出しができる。
【００５４】
続いて、主軸台２の主軸３を回転し、主軸３に設けられたマグネットチャック６に吸着されたワーク取付治具１０にクランプされたワークＷを回転駆動する。一方、砥石８を回転駆動すると共に砥石台５を待避位置から中心軸線Ｌに沿って作動位置へ前進移動して、ワークＷの内周面Ｗｄを、主軸３の回転によるワークＷの回転と砥石８の相対回転及び砥石８の中心軸線Ｌ方向に沿った往復運動によって研削加工する。この研削加工は砥石８の先端を基準座２３の凹部２４内にまで挿入することによってワークＷの内周面Ｗｄの全範囲を有効的に研削加工できる（ステップＳ６）。この研削加工に伴い生じる砥粒や切粉等が基準座２３の隣接する第１当接部２７の間に形成される排出溝２８及び挟持部材３１の隣接するチャック爪３４の間に形成される排出部４０から外部に排出される。
【００５５】
所定時間研削加工し、砥石８によるワークＷの内周面Ｗｄの研削加工が終わると、砥石台５を待避位置に後退移動させて砥石８をワークＷから離すと共に、主軸３の回転を停止してワークＷの回転を停止し、かつ砥石８の回転を停止してワークＷの研削加工を終了する（ステップＳ７）。
【００５６】
続いて操作軸５５の角穴５６ｂに操作ハンドルの嵌合部を挿入して係合し、操作ハンドルによって操作軸５５を９０°回転して、カム５８の回転によりローラ面５４ａに当接するカム面５９の範囲を短軸部５９ｂから長軸部５９ａ側に移行させる。このカム５８の回転に伴うカム面５９によってローラ５４を介してローラ支持軸５３を押動し、スプリング４９の付勢力に抗して挟持部材３１の本体部３２がチャックボディ１５のガイド部１７に案内され、かつドライブ軸４１とガイド孔３６の係合によってチャックボディ１５との相対回転が阻止されつつ挟持部材３１が中心軸線Ｌに沿ってアンクランプ方向ＵＣに移動する。そして、第２当接部３５がワークＷの軸方向端部Ｗｂから離れてワークＷをアンクランプすると共に、カム面５９の長軸部５９ａに形成した平坦面５９ｃがローラ５４のローラ面５４ａに当接した回転位置で操作ハンドルによる操作軸５５の回転を停止する。この操作軸５５の回転を停止することによって、スプリング４９の付勢力によるローラ５４のローラ面５４ａがカム面５９の長軸部５９ａに形成された平坦面５９ｃに押圧し、カム５８の回転が阻止された状態に維持され、第２当接部３５が第１当接部２７から離れたアンクランプ位置に保持される（ステップＳ８）。
【００５７】
第２当接部３５がアンクランプ位置に保持された状態で、互いのチャック爪３４の間からワークＷを搬出する（ステップＳ９）。そして、次の研削加工すべきワークＷを互いのチャック爪３４の間から挿入し、ワークＷの一方の軸方向端部Ｗａを各第１当接部２７に当接し、かつ各ワーク位置決め機構６１の当接部材６３の先端６３ｂに外周面Ｗｃを当接させてワークＷを位置する（ステップＳ１０）。
【００５８】
このワークＷが各ワーク位置決め機構６１の当接部材６３の先端６３ｂによって保持された状態で、操作ハンドルによって操作軸５５を９０°回動してカム５８を回転させて、ローラ面５４ａに当接するカム面５９の範囲を長軸部５９ａから短軸部５９ｂ側に移行させる。これによりスプリング４９の付勢力によって挟持部材３１の本体部３２がチャックボディ１５のガイド部１７に案内され中心軸線Ｌに沿ってクランプ方向Ｃに移動し、挟持部材３１の第２当接部３５がワークＷの軸方向端部Ｗｂを押圧して第１当接部２７と第２当接部３５によってワークＷの軸方向端部Ｗａ及びＷｂの側から挟持してワークＷをクランプする（ステップＳ１１）。
【００５９】
このクランプされたワークＷは、各ワーク位置決め機構６１の当接部材６３の先端６３ｂに外周部Ｗｃを当接し、かつ第１当接部２７に当接軸方向端部Ｗａが当接して位置決めされた状態で、第１当接部２７と第２当接部３５とによってクランプされ、ワークＷの軸心を中心軸線Ｌ上に合わせ位置決めされて芯出し精度が確保される。以降上記ステップＳ６のワーク研削からステップＳ１１のワーククランプが繰り返すことによって順次搬送されてくるワークＷの内周面Ｗｄを研削加工する。
【００６０】
従って、本実施の形態によるワーク取付治具１０によると、ワークＷのクランプはワークの両軸方向端部Ｗａ、Ｗｂをスプリング４９の付勢力で第１当接部２７と第２当接部３５によって挟持して行うことにより、剛性が高い円筒状ワークＷの軸方向にクランプ力が作用し、ワークＷの変形が抑制できる。換言すると十分なクランプ力でワークＷをクランプすることができ、ワークＷの加工精度が確保できる。また、ワークＷのクランプを対向する第１当接部２７と第２当接部３５で行い、スプリング４９の付勢力に抗して第２当接部３５を第１当接部２７から離れるアンクランプ方向ＵＣに押動させるカム機構と操作部５１による簡単な構成で容易にワークＷをクランプ及びアンクランプすることができる。
【００６１】
また、ワークＷをクランプし、マグネットチャック６に吸着されたワーク取付治具１０をハンマ等によって叩くことによって容易に高精度でワークＷの軸心を中心軸線Ｌ上に芯出し位置決めできる。更に、このワーク取付治具１０の調整は初回のみで、次からワーク位置決め機構６１によってワークＷを中心軸線Ｌ上に位置決めしてクランプすることができ、ワーク取付治具１０のマグネットチャック６に対する取付位置の調整を省略できて作業の効率化が得られ、更に、上記特許文献１のような粘稠剤の管理や加工後のワークと補強用円筒体との分解洗浄等の付加的な工程が不要でかつ、第２特許文献のように切粉除去等のメンテナンスが不要であり生産性の向上が期待できる。
【００６２】
なお、マグネットチャック６に磁力で吸着するチャックベース１２以外の各構成部材は、各構成部材が磁化すると切粉等の吸着が発生することが懸念されることから、非磁性体を多用することが好ましい。
【００６３】
（第２実施の形態）
次に、図８及び図９を参照して本発明の第２実施の形態を説明する。なお、上記図１乃至図６と対応する部分には同一符号を付することで該部の詳細な説明を省略し、異なる部分を主に説明する。
【００６４】
本実施の形態におけるワーク取付治具７０は、第１実施の形態とチャックベース及び基準座が異なり、マグネットチャックを用いることなく主軸３に直接ワーク取付治具７０を取り付けると共に、ワーク芯出治具９１を使用してワークＷの芯出しをすることを特徴とする。
【００６５】
図８は、ワーク取付治具７０の要部断面図であり、ワーク取付治具７０が取り付けられる主軸３の先端は中心軸線Ｌと直交する先端面３ａ及び円板状のフランジ３ｂが形成されている。チャックベース７１は主軸３の先端面３ａに接面する平坦な取付面７２ａ及びチャックボディ取付面７２ｂを有する円板状の基部７２と、基部７２の取付面７２ａから同軸上で環状に突出して内周７３ａがフランジ３ｂの外周に嵌合する取付部７３が一体に形成されている。取付部７３には、中心軸線Ｌ方向に穿設されたネジ孔７３ｃ及び中心軸線Ｌと直交する方向に貫通するネジ孔７３ｄが形成されている。このチャックベース７１のチャックボディ取付面７２ｂに同軸上でチャックボディ１５がボルト等によって互いに結合されて治具本体１１を形成し、チャックベース７１とチャックボディ１５の基部１６によって治具本体１１の基端部１１Ａを形成している。
【００６６】
そして、チャックベース７１の取付部７３を主軸３のフランジ３ｂに嵌合すると共に取付面７２ａを先端面３ａに当接し、ネジ孔７３ｃに螺合するボルト７５によって取付部７３に取り付けられる締め金具７４と取付面７２ａとによってフランジ３ｂを挟持し、かつ押しネジ７６をネジ孔７３ｄに螺合して先端をフランジ３ｂの外周に押し当てて主軸３の先端にワーク取付治具７０を取り付ける。このワーク取付治具７０の取付けにあたり、主軸３を回転しつつダイヤルゲージ等の検出装置によって基部７２の外周７２ｃの変位を検知しネジ孔７３ｄに螺合する押しネジ７６による締め付け量を調整してワーク取付治具７０を中心軸線Ｌと同軸上に位置決めする。
【００６７】
一方、基準座８１は、中心軸線Ｌと同軸上で底部８４及び内周面８５を有する断面円形の芯出治具嵌合穴８３を有してガイド部１７の先端に圧入嵌装される装着部８２と、ガイド部１７の先端１７ａに当接して装着部８２の装着位置を規制する環状の位置決め部８６と、位置決め部８６から等間隔で中心軸線Ｌ方向に突出する３個の第１当接部８７とが一体形成され、隣接する第１当接部８７の間に切粉や砥粒等を排出する排出溝８８が形成されている。芯出治具嵌合穴８３の底部８４は中心軸線Ｌと直交する平面状で、複数の逃げ溝８４ａが形成されている。内周面８５はワークＷの内周面Ｗｄより若干小径の芯出治具嵌合部８５ａとワークＷの内周面Ｗｄより若干大径の凹部８５ｂが連続形成され、かつ図９に示すように中心軸線Ｌに沿って延在する複数の逃げ溝８５ｃが形成されている。
【００６８】
一方、ワーク芯出治具９１は、芯出治具嵌合穴８３の芯出治具嵌合部８５ａに嵌入可能な円筒の嵌着部９２と、ワークＷの内周面Ｗｄに嵌合可能な円筒のワーク嵌合部９３と、円筒状の把持部９４が同軸上で一体連続形成された筒状で、嵌着部９２の端面９５がワーク芯出治具９１の軸心と直交する平面状でかつ複数の逃げ溝９５ａが形成されている。
【００６９】
次に、このように構成されたワーク取付治具７０の作用について説明する。
【００７０】
ワークＷをクランプするには、研削盤の砥石台５が主軸台２から離れた待避位置に維持した状態で、操作部５１の操作軸５５に凹設された角穴５６ｂに操作ハンドルの嵌合部を挿入係合し、操作ハンドルによって操作軸５５を回動してカム５８（図５，図６参照）を回転して挟持部材３１が中心軸線Ｌに沿ってアンクランプ方向ＵＣに移動して第２当接部３５が第１当接部８７から離れたアンクランプ位置に保持する。
【００７１】
そして、予めワーク嵌合部９３にワークＷを装着したワーク芯出治具９１を、その嵌着部９２を互いのチャック爪３４の間から基準座８１に形成された芯出治具嵌合穴８３の芯出治具嵌合部８５ａに挿入し、かつ各ワーク位置決め機構６１の当接部材６３の先端６３ｂ上にワークＷの外周面Ｗｃを載置してワークＷをセットする（図３参照）。
【００７２】
次に、操作ハンドルによって操作軸５５を回動してカム５８を回転させて、ローラ面５４ａに当接するカム面５９の範囲を長軸部５９ａから短軸部５９ｂ側に移行させる。このカム５８の回転に伴って、挟持部材３１が中心軸線Ｌに沿ってクランプ方向Ｃに移動し、挟持部材３１の第２当接部３５がワークＷの他方の軸方向端部Ｗｂに圧接してワークＷの軸方向端部Ｗａを第１当接部８７に押圧して第１当接部８７と第２当接部３５によってワークＷを軸方向端部Ｗａ及びＷｂの両側から挟持してクランプする。
【００７３】
このクランプにあたり、ワークＷが第２当接部３５によって第１当接部８７に押動に伴ってワーク芯出治具９１の端面９５が基準座８１に形成された芯出治具嵌合穴８３の底部８４に圧接して安定的に保持され、この安定的に保持されたワーク芯出治具９１に保持された状態で第１当接部８７と第２当接部３７によってクランプされ、ワークＷのクランプ精度がより確保できる。なお、芯出治具嵌合穴８３の底部８４と内周面８５に形成された逃げ溝８４ａ、８５ｃ及び、ワーク芯出治具９１の端面９５に形成された逃げ溝９５ａにより、底部８４と端面９５の当接部に切粉等の異物が介在することが極力回避でき、芯出治具嵌合穴８３の底部８４とワーク芯出治具９１の端面９５の密着が確保できより確実にワーク芯出治具９１を安定した状態に維持できる。
【００７４】
しかる後、ワーク芯出治具９１を芯出治具嵌合部８５ａ及びワークＷから引き抜く。
【００７５】
続いて、第１実施の形態と同様に主軸台２の主軸３を回転し、主軸３に設けられたワーク取付治具７０にクランプされたワークＷを回転駆動する一方、砥石８を回転駆動すると共に砥石台５を待避位置から中心軸線Ｌに沿って作動位置へ前進移動して、ワークＷの内周面Ｗｄを、主軸３の回転によるワークＷの回転と砥石８の相対回転及び砥石８の中心軸線Ｌ方向に沿った往復運動によって研削する。
【００７６】
従って、本実施の形態によると、ワークＷのクランプにあたり、ワーク芯出治具９１によってワークＷを安定的に保持することから、第１実施の形態に加えワークＷのクランプ精度がより向上し、加工精度が向上する。
【００７７】
なお、本発明は上記第１実施の形態及び第２実施の形態に限定されることなく、種々変更可能である。例えば、上記第１実施の形態における基準座２３に代えて第２実施の形態の基準座８１を設け、ワーク芯出治具９１を使用してクランプ精度を向上することもできる。また、本発明によるワーク取付治具は、研削盤に限らず他の円筒状のワークを加工する加工装置のワーククランプに広く適用することもできる。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明した本発明のワーク取付治具によると、円筒状のワークのクランプを付勢手段の付勢力によりワークの両軸方向端部から第１当接部と第２当接部によって挟持することによって、剛性に優れたワークの軸方向にクランプ力が作用し、ワークの変形を防止しつつ十分なクランプ力でワークをクランプすることができ、ワークの加工精度が確保できる。
【００７９】
また、ワークのクランプを第１当接部と付勢手段の付勢力により第１当接部側に付勢された挟持部材の第２当接部とで行い、かつ操作部により第２当接部を第１当接部から離れる方向に押動させてアンクランプする簡単な構成でワークをクランプ及びアンクランプすることができ、生産性の向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第１実施の形態のワーク取付治具の使用状態を示す研削盤の全体側面図である。
【図２】本実施の形態におけるワーク取付治具の断面図である。
【図３】図２のＡ矢視図である。
【図４】ワーク取付治具の要部斜視図である。
【図５】カムとローラの相対関係を示す作動説明図である。
【図６】図５の要部拡大図である。
【図７】作動を示すフローチャートである。
【図８】本発明による第２実施の形態におけるワーク取付治具の要部断面図である。
【図９】図８に示すワーク取付治具における基準座の説明図である。
【図１０】従来のワーク取付治具となるクランプ装置の概要を示す断面図である。
【符号の説明】
２ 主軸台
３ 主軸
５ 砥石台
６ マグネットチャック
７ 装着面
８ 砥石
１０ ワーク取付治具
１１ 治具本体
１１Ａ 基端部
１２ チャックベース
１３ 取付面
１４ チャックボディ取付面
１５ チャックボディ
１６ 基部
１７ ガイド部
１７ａ 先端
１８ 操作軸支持孔
２０ 軸貫通孔
２１ ドライブ軸装着孔
２３ 基準座
２４ 凹部
２５ 装着部
２６ 位置決め部
２７ 第１当接部
３１ 挟持部材
３２ 本体部
３３ 基部
３４ チャック爪
３５ 第２当接部
３６ ガイド孔
３７ ローラ支持軸取付孔
４１ ドライブ軸
４２ 係合部
４３ 軸部
４３ａ ねじ部
４５ 付勢手段
４６ ナット（付勢手段保持部）
４９ スプリング
５１ 操作部
５３ ローラ支持軸
５４ ローラ
５４ａ ローラ面
５５ 操作軸
５６ 基部
５７ 軸部
５８ カム
５９ カム面
６１ ワーク位置決め機構
６２ ねじ機構
６３ 当接部材
６３ａ 基端
６３ｂ 先端
７０ ワーク取付治具
８１ 基準座
８２ 装着部
８３ 芯出治具嵌合穴
８７ 第１当接部
９１ ワーク芯出治具
９２ 嵌着部
９３ ワーク嵌合部
Ｗ ワーク
Ｗａ、Ｗｂ 軸方向端部
Ｗｃ 外周面
Ｗｄ 内周面
【発明の属する技術分野】
本発明は、円筒状ワーク内面を加工する際に該ワークをクランプして加工装置の主軸に取り付け支持するワーク取付治具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
加工装置において、ワークの加工精度を維持するためにはワークを確実に位置決めしてクランプすることが必要である。しかし、ワークをクランプする力が過大であるとワークが変形して十分な加工精度ができないおそれがある。特に薄肉円筒状のワークは、比較的剛性が低い外周方向からのクランプ力により変形が発生することが懸念される。
【０００３】
このような薄肉円筒状ワークの変形を抑制してクランプする方法としては、例えばセラミックなどの脆性材料からなる薄肉で脆弱な円筒状ワークの内周面を研削するにあたり、この円筒状ワークの外径よりも僅かに大きい内径の剛性材料からなる補強用円筒体を用意し、この補強用円筒体内にワークを嵌合し、嵌合した状態で補強用円筒体とワークとの間に介在させた粘稠剤によって両者を固着させて一体化し、この状態で補強用円筒体の外周を切削盤にチャック等でクランプしてワークの内面を研削加工するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、図１０にチャック装置の断面図を示すように、チャック本体１０１の先端側の取付穴１０２にスリーブ１０３及び割コレット１０４を重ねて嵌合し、チャック本体１０１とスリーブ１０３の間に形成される円筒状空間１０５内に封入された非圧縮流体を加圧し、その流体圧力によりスリーブ１０３を内方に弾性変形させて割コレット１０４の内径を縮小し、割コレット１０４の把持穴１０４ａに挿入された非把持物１０６のシャンク１０６ａをクランプするものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−７５４号公報
【特許文献２】
実開平５−６０７１２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に記載のワークのクランプ方法にあっては、薄肉円筒状のワークの変形を回避して加工精度が確保できるものの、ワークの個々のサイズに合わせて種々の補強用円筒体を作成する必要があり、また、粘稠剤を使用するため、この粘稠剤の管理や加工後にワークと補強用円筒体とを分解して洗浄する等の付加的な工程が必要になる。
【０００７】
一方、特許文献２に記載のチャック装置にあっては、円筒状のワークの外周面をクランプすることから、ワークの厚さが薄い場合にはそのクランプ力によってワークが変形してクランプ力の低下を招く共に加工精度が低下することが懸念される。また割りコレットに形成された割溝に切粉等の異物が入り込むことがあり、その除去に多くの工数を要し、ワークの加工工数の増加を招き生産性に影響を及ぼすことが懸念される。
【０００８】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、円筒状ワークの変形を防止し、かつ十分なクランプ力で確実にクランプしてワークの加工精度を確保すると共に、生産性に優れたワーク取付治具を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載のワーク取付治具は、加工装置の主軸に、該主軸の中心軸線と同軸上に円筒状のワークを取り付け支持するワーク取付治具において、上記主軸に取り付けられる基端部及び該基端部から上記中心軸線に沿って突出する筒状のガイド部を備えた治具本体と、上記ガイド部の先端に取り付けられて第１当接部を有する基準座と、上記ガイド部の外周に筒状の基部が上記中心軸線方向に移動自在に嵌装され上記ガイド部の先端から突出するチャック爪の先端に上記第１当接部と対向する第２当接部が形成された挟持部材と、基端が前記治具本体の基端部に支持されて上記中心軸線と平行に延在する軸部が上記挟持部材の基部に穿設されたガイド孔に摺動自在の貫通するドライブ軸と、上記挟持部材を第２当接部が第１当接部に接近する方向に付勢する付勢手段と、上記挟持部材を上記付勢手段の付勢に抗して上記第２当接部が第１当接部から離れる方向に押動する操作部とを有し、上記付勢手段による上記挟持部材の付勢により第１当接部と第２当接部との協働によって前記ワークの両軸方向端部を挟持してクランプすると共に、上記操作部により上記挟持部材を押動して前記ワークをアンクランプすることを特徴とする。
【００１０】
請求項１の発明によると、円筒状のワークのクランプを、付勢手段の付勢力によりワークの両軸方向端部から第１当接部と第２当接部によって挟持することによって、剛性に優れたワークの軸方向にクランプ力が作用し、ワークの変形を防止しつつ十分なクランプ力でワークをクランプすることができ、ワークの加工精度が確保できる。
【００１１】
また、ワークのクランプを治具本体に設けられた基準座の第１当接部と、付勢手段の付勢力により第１当接部側に付勢された第２当接部とで行い、かつ操作部により第２当接部を第１当接部から離れる方向に押動させてアンクランプする簡単な構成でワークをクランプ及びアンクランプすることができ、上記特許文献１のような、粘稠剤の管理や加工後のワークと補強用円筒体との分解洗浄等の付加的な工程が不要で、かつ、第２特許文献のように切粉除去等のメンテナンスが不要であり生産性の向上が期待できる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のワーク取付治具において、上記付勢手段は、上記ガイド孔から突出する上記ドライブ軸の軸部に嵌挿されて上記挟持部材とドライブ軸の先端部に設けられた付勢手段保持部との間に弾装されたスプリングであることを特徴とする。
【００１３】
請求項２の発明によると、ワークをクランプするクランプ力がスプリングの付勢力によって設定でき、容易に適切な安定したクランプ力でワークをクランプすることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のワーク取付治具において、上記付勢手段保持部は、上記ドライブ軸の先端に形成されたねじ部に螺合するナットであることを特徴とする。
【００１５】
請求項３の発明によると、ドライブ軸のナットの螺合位置を変えることや、特性の異なるスプリングと替えることでワークに作用するクランプ力を容易に調整できる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載のワーク取付治具において、上記操作部は、上記中心軸線と直交すると共に上記ガイド部に対向して開口形成された軸貫通孔内を上記中心軸線方向に移動可能に貫通して両端が挟持部材の基部に取付支持されたローラ支持軸と、上記ガイド部内で前記ローラ支持軸に支持された回転可能なローラと、上記治具本体に前記ローラ支持軸と平行でかつ回転自在に支持された操作軸と、該操作軸に固設されてカム面が前記ローラのローラ面に当接し、かつ操作軸の回動で上記ローラを押動するカムとを有することを特徴とする。
【００１７】
請求項４の発明によると、操作軸に設けたカム及びローラ支持軸に設けたローラによる簡単な構成で操作部が構成でき、かつ操作軸の回転操作による簡単な操作で、カム及びローラを介してローラ支持軸が押動し、移動するローラ支持軸によって挟持部材が移動してワークをアンクランプすることができる。即ち、付勢手段による付勢力によって第１当接部と第２当接部によりワークを安定したクランプ状態に維持できる一方、操作軸の回転操作によりワークをアンクランプすることができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載のワーク取付治具において、上記治具本体の基端部は、磁性体で形成され、上記主軸に設けられたマグネットチャックに形成された平面状の装着面に吸着する平面状の取付面を有することを特徴とする。
【００１９】
請求項５の発明によると、治具本体の基端部を主軸に設けられたマグネットチャックに磁力で吸着固定できる。また、ハンマ等で治具本体を叩くことによって容易かつ適切にワーク取付治具の芯出し調整ができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載のワーク取付治具において、基端が上記挟持部材に螺合支持されて上記中心軸線方向に向かって先端が突出し、かつ該先端が前記ワークの外周に当接可能な複数のワーク位置決め機構を有することを特徴とする。
【００２１】
請求項６の発明によると、ワークをワーク取付治具にクランプし、ワークを中心軸上に芯出し調整することによって、ワークは中心軸線上に芯出しされた状態にクランプできる。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載のワーク取付治具において、上記基準座は、上記中心軸線と同軸上で断面円形の芯出治具嵌合穴が形成され、該芯出治具嵌合穴に嵌入する嵌着部及び上記ワークの内周面に嵌合するワーク嵌合部が同軸上で一体形成されたワーク芯出治具を有することを特徴とする。
【００２３】
請求項７の発明によると、ワークをワーク取付治具に装着するとき、芯出治具のワーク嵌合部にワークを嵌合し、芯出治具嵌合穴に嵌着部を嵌入することによってワークの芯出し精度が向上する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるワーク取付治具の実施の形態を、加工装置が円筒状のワークの内周面を研削加工する研削盤に使用した場合を例に説明する。
【００２５】
（第１実施の形態）
図１乃至図６を参照して本発明の第１実施の形態を説明する。図１は研削盤の側面図であり、研削盤はベッド１上に主軸台２と、テーブル４上を主軸台２に対して接近する作動位置と離れた待避位置との間で往復移動可能に支持された砥石台５が対向して設けられている。
【００２６】
主軸台２の主軸３にその中心軸線Ｌと直交して砥石台５に対向する装着面７を有するマグネットチャック６が取り付けられる一方、砥石台５に回転駆動される砥石８が設けられている。
【００２７】
マグネットチャック６の装着面７に円筒状のワークＷを保持するワーク取付治具１０が取り付けられ、砥石台５を主軸台２方向、即ちワークＷの方向に移動してワーク取付治具１０に保持されたワークＷの内周面Ｗｄを回転する砥石８によって研削加工する。これら主軸３の回転駆動や砥石台５の移動及び砥石８の回転等の作動は予め設定された加工条件に基づいてドレス装置９によって制御する。なお、このドレス装置９による作動制御は、本発明と直接的な関係がないので説明は省略する。
【００２８】
次にワーク取付治具１０について図２乃至図６を参照して説明する。図２はワーク取付治具１０の中心軸線Ｌに沿った断面図、図３は図２のＡ矢視図、図４はワーク取付治具１０の要部斜視図である。
【００２９】
ワーク取付治具１０は、マグネットチャック６の装着面７に取り付けられる治具本体１１と、治具本体１１に取り付けられる基準座２３、治具本体１１にガイドされて中心軸線Ｌに沿って移動自在する挟持部材３１、挟持部材３１の移動を付勢する付勢手段４５及び操作部５１を主要部としている。
【００３０】
治具本体１１は、チャックベース１２とチャックボディ１５によって形成される。チャックベース１２は、磁性体製であってマグネットチャック６の装着面７に接面する平坦な取付面１３及びチャックボディ取付面１４を有する中央部が凹状のほぼ円板状で、マグネットチャック６の装着面７に磁力によって吸着可能に形成されている。
【００３１】
一方、チャックボディ１５は、チャックベース１２のチャックボディ取付面１４に当接する比較的大径の基部１６と、この基部１６から中心軸線Ｌに沿って延在する円筒状のガイド部１７とが一体に形成されている。
【００３２】
チャックボディ１５の基部１６に、後述する操作部５１の操作軸５５の基部５６を回転可能に軸支する操作軸支持孔１８が貫通し、操作軸支持孔１８にＯリング１８ｃを嵌装するリング溝１８ａが形成されている。更に、操作軸支持孔１８に開口する抜け止め装着孔１８ｂが形成されている。
【００３３】
この操作軸支持孔１８に対向して同軸上に操作軸５５の先端５７ａを軸支する操作軸穴１９が形成されている。また、ガイド部１７には、対向して中心軸線Ｌに沿って延在する一対の軸貫通孔２０が開口形成されている。
【００３４】
更に、フランジ状に形成された基部１６には、段差２１ａを介して大径部２１ｂ及び小径部２１ｃが連続するドライブ軸装着孔２１が等間隔で複数、本実施の形態では３個のドライブ軸装着孔２１が穿設されている。これらチャックベース１２とチャックボディ１５のフランジ状に形成された基部１６は、チャックボディ１５に各種構成部材が装着された後に、ボルト等によって互いに結合されて治具本体１１の基端部１１Ａを形成する。
【００３５】
チャックボディ１５のガイド部１７の先端１７ａに、クランプされるワークＷの基準位置を決定する基準座２３が取り付けられる。基準座２３は、ワークＷの内径より大きな内径を有する凹部２４を有する有底円筒筒状でガイド部１７の先端１７ａに圧入嵌装される装着部２５と、ガイド部１７の先端１７ａに当接して装着部２５の装着位置を規制する環状の位置決め部２６と、位置決め部２６から等間隔で中心軸線Ｌとほぼ平行に突出する複数、本実施の形態では３個の第１当接部２７が一体形成されている。この隣接する第１当接部２７の間が切粉や砥粒等を排出する排出溝２８となる。
【００３６】
チャックボディ１５のガイド部１７に中心軸線Ｌに沿って移動自在に案内される挟持部材３１が嵌装されている。挟持部材３１は、円筒状でガイド部１７の外周に中心軸線Ｌ方向に摺動自在に嵌合する本体部３２と、チャックボディ１５の基部１６と対向して本体部３２の基端にフランジ状に形成された基部３３と、本体部３２の先端から等間隔で中心軸線Ｌに沿って複数、本実施の形態では３個のチャック爪３４が延設されている。各チャック爪３４の先端には、基準座２３の各第１当接部２７と対向して第２当接部３５がそれぞれ形成されている。
【００３７】
チャックボディ１５のガイド部１７に対向して開口形成された各軸貫通孔２０に対応して本体部３２に操作部５１のローラ支持軸５３の各端部５３ａを嵌合支持するローラ支持軸取付孔３７が形成されている。更に、基部３３にチャックボディ１５の基部１６に穿設されたドライブ軸装着孔２１に対応して中心軸線Ｌと平行に延在する複数のガイド孔３６が穿設され、ガイド孔３６の内周にＯリング３８を嵌装するリング溝３６ａが形成されている。なお、隣接するチャック爪３４の間が加工時の砥粒や切粉を外部に排出する排出部４０となる。
【００３８】
チャックボディ１５に穿設されたドライブ軸装着孔２１の大径部２１ｂに係合部４２が嵌合し、かつ軸部４３が小径部２１ｃに圧入されてチャックボディ１５にドライブ軸４１の基端が固設されている。ドライブ軸４１の軸部４３はチャックボディ１５の基部１６から突出して中心軸線Ｌと平行に延在して挟持部材３１の基部３３に穿設されたガイド孔３６を貫通し、リング溝３６ａに嵌着されたＯリング３８を介して弾性的に摺動自在に保持されている。このドライブ軸４１を介してチャックボディ１５と挟持部材３１の相対回転が規制されてチャックボディ１５と同期して挟持部材３１が回転駆動される。
【００３９】
更に、付勢手段４５は、挟持部材３１の基部３３から突出する軸部４３の先端に形成されたねじ部４３ａに螺合する付勢手段保持部となるナット４６と、挟持部材３１の基部３３とナット４６の間にバネ座４７と４８を介して圧縮付与された状態で弾装されたスプリング４９を有し、このスプリング４９の付勢力によって挟持部材３１の基端３３がチャックボディ１５の基部１６の方向に常時付勢され、挟持部材３１のそれぞれのチャック爪３４に形成された第２当接部３５が基準座２３に形成された各第１当接部２７に接近するクランプ方向Ｃに付勢されている。また、ナット４６のねじ部４３ａに対する螺合位置、即ちスプリング４９の締め付け量を調整することによって、或いは特性の異なるスプリング４９と代えることによって容易に付勢力が調整できる。なお、５０はロックナットである。
【００４０】
操作部５１は、チャックボディ１５のガイド部１７内を中心軸線Ｌと直交して延びてそれぞれ両端の軸部５３ａが軸貫通孔２０から突出して挟持部材３１の各ローラ支持軸取付孔３７に嵌入し、かつ止めビス５２によって固定されてローラ支持軸５３が掛け渡されている。ガイド部１７内においてローラ支持軸５３にローラ面５４ａの両側にフランジ５４ｂが形成されたローラ５４が回転自在に軸支されている。
【００４１】
一方、チャックボディ１５の基部１６に開口する操作軸支持孔１８と操作軸穴１９に操作軸５５がローラ支持軸５３と平行に配置されている。操作軸５５は、操作軸支持孔１８にＯリング１８ｃを介して回転可能に嵌合する大径に形成された円柱状の基部５６と、この基部５６から同軸上で延在して先端５７ａが操作軸穴１９に軸支される軸部５７を有している。基部５６の外周に環状の切欠溝５６ａが形成され、基部５６の端面には図示しない操作工具、例えば操作ハンドルの嵌合部が係合する工具係合部となる角穴５６ｂが凹設されている。この切欠溝５６ａにチャックボディ１５の基部１６に開口する抜け止め装着孔１８ｂに挿入された抜け止め５６ｄの先端が係合して操作軸５５の抜け止めが施されている。操作軸５５は、その基部５６がＯリング１８ｃの摩擦によって過剰に空転することが抑制され、かつＯリング１８ｃによって切粉や砥粒等の異物が内部に進入するのを防止している。
【００４２】
軸部５７に形成された断面４角形のカム係止部５７ｂにカム５８の軸孔５８ａが嵌合し、リング５６ｅ及び抜け止め５６ｆによって固定されている。このカム５８は、そのカム面５９がローラ５４の両フランジ５４ｂ間に嵌挿してローラ面５４ａに接し、ローラ５４は、付勢手段４５のスプリング４９によって挟持部材３１及びローラ支持軸５３を介してカム５８側、即ちクランプ方向Ｃに常時付勢され、カム５８によってローラ５４及ぶローラ支持軸５３を介して挟持部材３１の移動を規制している。カム５８とローラ５４は、ローラ５４の両フランジ５４ｂによって互いの軸方向の移動が規制され、カム面５９とローラ面５４ａとの接触状態が安定した状態に維持される。
【００４３】
ここで、図５は、カム５８とローラ５４の相対関係を示す作動説明図である。カム５８のカム面５９は、操作軸５５の回転中心軸線ａから互いに対向して偏心αした点ｂを中心とする半径Ｒの２つの円が連続した形状を基本形状とし、回転中心軸線ａからの距離が大きい範囲の２つの長軸部５９ａが対向して形成され、その距離が比較的小さい範囲の２つの短軸部５９ｂが対向して形成されている。即ち、長軸部５９ａと短軸部５９ｂが回転中心軸線ａを中心に周方向に９０°の位相をもって交互に連続形成されている。
【００４４】
操作軸５５を回動することによってカム５８が回転し、ローラ５４のローラ面５４ａに当接するカム面５９が短軸部５９ｂから長軸部５９ａ側に移行するときローラ５４がスプリング４９の付勢力に抗して中心軸線Ｌに沿って操作軸５５から離れるアンクランプ方向ＵＣに移動し、かつ長軸部５９ａから短軸部５９ｂ側に移行するときにローラ５４が操作軸５５側となるクランプ方向Ｃに移動する。これに連動してローラ支持軸５３を介してチャックボディ１５のガイド部１７に案内されて挟持部材３１が中心軸線Ｌに沿ってアンクランプ方向ＵＣ及びクランプ方向Ｃに往復移動し、挟持部材３１に形成された第２当接部３５が第１当接部２７から離れたアンクランプ位置と、第１当接部２７に接近するクランプ位置との間で移動する。
【００４５】
カム面５９の長軸部５９ａは、図６に図５の要部拡大図を示すように、長軸部５９ａの頂部に所定範囲の平坦面５９ｃを形成して、回転中心軸線ａから平坦面５９ｃの中心５９ｃａの距離Ｌａに対し、回転中心軸線ａから平坦面５９ｃの端部５９ｃｂの距離Ｌｂが大きく（Ｌａ＜Ｌｂ）設定されている。このようにカム面５９の長軸部５９ａに平坦面５９ｃを形成することにより、スプリング４９の付勢力によるローラ５４からの反力によってカム５８が回転するのを阻止している。換言すると、操作軸５５の回転操作によってのみ操作軸５５が回転し、スプリング４９による付勢力によるローラ５４からの反力では操作軸５５が回転することなく、アンクランプ状態に安定的に維持される。
【００４６】
更に、ワーク取付治具１０には、図３に示すようにワーク位置決め機構６１が設けられている。ワーク位置決め機構６１は、基端６３ａがねじ機構６２によって挟持部材３１に支持されて先端６３ｂが中心軸線Ｌ方向に向かって突出する当接部材６３を有し、当接部材６３を回転することによって先端６３ｂが中心軸線Ｌに次第に接近する前進方向と中心軸線Ｌから次第に離れる後進方向に移動する。このワーク位置決め機構６１は、中心軸線Ｌに対して周方向に予め設定された挟み角θをもって一対配置されている。なお、このワーク位置決め機構６１は、図２及び図４においては省略されている。
【００４７】
次に、このように構成されたワーク取付治具１０の作用について図７に示すフローチャートに従って説明する。
【００４８】
ワークＷをクランプするには、図１に示す研削盤の砥石台５が主軸台２から離れた待避位置に維持した状態で、主軸台２の主軸３に取り付けられたマグネットチャック６の装着面７に、チャックベース１２の取付面１３を接面してマグネットチャック６の磁力による吸着によってマグネットチャック６にワーク取付治具１０を装着する（ステップＳ１）。
【００４９】
続いて操作部５１の操作軸５５に凹設された角穴５６ｂに操作ハンドルの嵌合部を挿入して係合し、操作ハンドルによって操作軸５５を回動操作してカム５８を９０°回転させて、ローラ５４を回転させつつローラ面５４ａに当接するカム面５９の範囲を短軸部５９ｂから長軸部５９ａ側に移行させる。このローラ５４に当接するカム面５９が短軸部５９ｂから長軸部５９ａに移行するに従ってローラ面５４ａに当接するカム面５９の部分における回転中心軸線ａからの距離が漸次増大し、カム面５９によってローラ５４を介してローラ支持軸５３を押動し、スプリング４９の付勢力に抗して挟持部材３１の本体部３２がチャックボディ１５のガイド部１７に案内され、かつドライブ軸４１とガイド孔３６の係合によってチャックボディ１５との相対回転が阻止されつつ挟持部材３１が中心軸線Ｌに沿ってアンクランプ方向ＵＣに移動し、挟持部材３１のチャック爪３４の先端に形成された第２当接部３５が第１当接部２７から次第に離れる。更に、カム５８が回転して図５及び図６に示すようにカム面５９の長軸部５９ａに形成した平坦面５９ｃがローラ５４のローラ面５４ａに当接した回転位置で操作ハンドルによる操作軸５５の回転を停止する。この操作軸５５の回転を停止することによって、スプリング４９の付勢力によりローラ５４のローラ面５４ａがカム面５９の長軸部５９ａに形成された平坦面５９ｃに押圧し、カム５８の回転が阻止された状態に維持され、第２当接部３５が第１当接部２７から離れたアンクランプ位置に保持される（ステップＳ２）。
【００５０】
第２当接部３５がアンクランプ位置に保持された状態で、互いのチャック爪３４の間から円筒状のワークＷを挿入し、かつ図３に示すように各ワーク位置決め機構６１の当接部材６３の先端６３ｂに外周面Ｗｃを当接させて位置決めし、その軸心が中心軸線Ｌとほぼ平行に保持した状態でワークＷを保持させる（ステップＳ３）。
【００５１】
その搬入した状態で、操作ハンドルによって操作軸５５を９０°回動してカム５８を回転させて、ローラ面５４ａに当接するカム面５９の範囲を長軸部５９ａから短軸部５９ｂ側に移行させる。このローラ５４に当接するカム面５９が長軸部５９ａから短軸部５９ｂに移行するに従ってローラ面５４ａに当接するカム面５９の部分における回転中心軸線ａからの距離が漸次減少し、スプリング４９の付勢力によって挟持部材３１の本体部３２がチャックボディ１５のガイド部１７に案内され、かつドライブ軸４１とガイド孔３６の係合によってチャックボディ１５との相対回転が阻止されつつ挟持部材３１が中心軸線Ｌに沿ってクランプ方向Ｃに移動して、挟持部材３１のチャック爪３４の先端に形成された第２当接部３５がワークＷの軸方向端部Ｗｂに当接してワークＷの軸方向端部Ｗａが第１当接部２７に当接するまで押動する。更にカム５８を回転して短軸部５９ｂが中心軸線Ｌの軸上となるクランプ位置まで回転させて停止する。この状態においてはカム５８のカム面５９とローラ５４のローラ面５４ａとの間に若干の隙間が生じ、スプリング４９の付勢力によってのみ挟持部材３１の第２当接部３５がワークＷの軸方向端部Ｗｂを押圧し、第１当接部２７と第２当接部３５によってワークＷの軸方向端部Ｗａ及びＷｂの側から挟持し、ワークＷをクランプする（ステップＳ４）。
【００５２】
このワークＷのクランプ状態は、対向配置された第１当接部２７と第２当接部３５によって比較的剛性が確保されるワークＷの軸方向にクランプ力が作用し、十分なクランプ力でワークＷをクランプすることができ、更に、カム５８のカム面５９とローラ５４のローラ面５４ａが離れることからスプリング４９の付勢力による一定の安定したクランプ力でワークＷをクランプできる。
【００５３】
しかる後、マグネットチャック６の装着面７に吸着している治具本体１１の基端部１１Ａをマグネットチャック６の装着面７に沿ってハンマ等によって叩き、その衝撃でマグネットチャック６の装着面７に吸着しているワーク取付治具１０の位置をずらして芯出し、ワーク取付治具１０にクランプしているワークＷの軸心を中心軸線Ｌと同軸上に合わせて位置決めする（ステップＳ５）。この位置合わせは、ワーク取付治具１０をハンマ等によって叩いて行うことから、容易に高精度で芯出しができる。
【００５４】
続いて、主軸台２の主軸３を回転し、主軸３に設けられたマグネットチャック６に吸着されたワーク取付治具１０にクランプされたワークＷを回転駆動する。一方、砥石８を回転駆動すると共に砥石台５を待避位置から中心軸線Ｌに沿って作動位置へ前進移動して、ワークＷの内周面Ｗｄを、主軸３の回転によるワークＷの回転と砥石８の相対回転及び砥石８の中心軸線Ｌ方向に沿った往復運動によって研削加工する。この研削加工は砥石８の先端を基準座２３の凹部２４内にまで挿入することによってワークＷの内周面Ｗｄの全範囲を有効的に研削加工できる（ステップＳ６）。この研削加工に伴い生じる砥粒や切粉等が基準座２３の隣接する第１当接部２７の間に形成される排出溝２８及び挟持部材３１の隣接するチャック爪３４の間に形成される排出部４０から外部に排出される。
【００５５】
所定時間研削加工し、砥石８によるワークＷの内周面Ｗｄの研削加工が終わると、砥石台５を待避位置に後退移動させて砥石８をワークＷから離すと共に、主軸３の回転を停止してワークＷの回転を停止し、かつ砥石８の回転を停止してワークＷの研削加工を終了する（ステップＳ７）。
【００５６】
続いて操作軸５５の角穴５６ｂに操作ハンドルの嵌合部を挿入して係合し、操作ハンドルによって操作軸５５を９０°回転して、カム５８の回転によりローラ面５４ａに当接するカム面５９の範囲を短軸部５９ｂから長軸部５９ａ側に移行させる。このカム５８の回転に伴うカム面５９によってローラ５４を介してローラ支持軸５３を押動し、スプリング４９の付勢力に抗して挟持部材３１の本体部３２がチャックボディ１５のガイド部１７に案内され、かつドライブ軸４１とガイド孔３６の係合によってチャックボディ１５との相対回転が阻止されつつ挟持部材３１が中心軸線Ｌに沿ってアンクランプ方向ＵＣに移動する。そして、第２当接部３５がワークＷの軸方向端部Ｗｂから離れてワークＷをアンクランプすると共に、カム面５９の長軸部５９ａに形成した平坦面５９ｃがローラ５４のローラ面５４ａに当接した回転位置で操作ハンドルによる操作軸５５の回転を停止する。この操作軸５５の回転を停止することによって、スプリング４９の付勢力によるローラ５４のローラ面５４ａがカム面５９の長軸部５９ａに形成された平坦面５９ｃに押圧し、カム５８の回転が阻止された状態に維持され、第２当接部３５が第１当接部２７から離れたアンクランプ位置に保持される（ステップＳ８）。
【００５７】
第２当接部３５がアンクランプ位置に保持された状態で、互いのチャック爪３４の間からワークＷを搬出する（ステップＳ９）。そして、次の研削加工すべきワークＷを互いのチャック爪３４の間から挿入し、ワークＷの一方の軸方向端部Ｗａを各第１当接部２７に当接し、かつ各ワーク位置決め機構６１の当接部材６３の先端６３ｂに外周面Ｗｃを当接させてワークＷを位置する（ステップＳ１０）。
【００５８】
このワークＷが各ワーク位置決め機構６１の当接部材６３の先端６３ｂによって保持された状態で、操作ハンドルによって操作軸５５を９０°回動してカム５８を回転させて、ローラ面５４ａに当接するカム面５９の範囲を長軸部５９ａから短軸部５９ｂ側に移行させる。これによりスプリング４９の付勢力によって挟持部材３１の本体部３２がチャックボディ１５のガイド部１７に案内され中心軸線Ｌに沿ってクランプ方向Ｃに移動し、挟持部材３１の第２当接部３５がワークＷの軸方向端部Ｗｂを押圧して第１当接部２７と第２当接部３５によってワークＷの軸方向端部Ｗａ及びＷｂの側から挟持してワークＷをクランプする（ステップＳ１１）。
【００５９】
このクランプされたワークＷは、各ワーク位置決め機構６１の当接部材６３の先端６３ｂに外周部Ｗｃを当接し、かつ第１当接部２７に当接軸方向端部Ｗａが当接して位置決めされた状態で、第１当接部２７と第２当接部３５とによってクランプされ、ワークＷの軸心を中心軸線Ｌ上に合わせ位置決めされて芯出し精度が確保される。以降上記ステップＳ６のワーク研削からステップＳ１１のワーククランプが繰り返すことによって順次搬送されてくるワークＷの内周面Ｗｄを研削加工する。
【００６０】
従って、本実施の形態によるワーク取付治具１０によると、ワークＷのクランプはワークの両軸方向端部Ｗａ、Ｗｂをスプリング４９の付勢力で第１当接部２７と第２当接部３５によって挟持して行うことにより、剛性が高い円筒状ワークＷの軸方向にクランプ力が作用し、ワークＷの変形が抑制できる。換言すると十分なクランプ力でワークＷをクランプすることができ、ワークＷの加工精度が確保できる。また、ワークＷのクランプを対向する第１当接部２７と第２当接部３５で行い、スプリング４９の付勢力に抗して第２当接部３５を第１当接部２７から離れるアンクランプ方向ＵＣに押動させるカム機構と操作部５１による簡単な構成で容易にワークＷをクランプ及びアンクランプすることができる。
【００６１】
また、ワークＷをクランプし、マグネットチャック６に吸着されたワーク取付治具１０をハンマ等によって叩くことによって容易に高精度でワークＷの軸心を中心軸線Ｌ上に芯出し位置決めできる。更に、このワーク取付治具１０の調整は初回のみで、次からワーク位置決め機構６１によってワークＷを中心軸線Ｌ上に位置決めしてクランプすることができ、ワーク取付治具１０のマグネットチャック６に対する取付位置の調整を省略できて作業の効率化が得られ、更に、上記特許文献１のような粘稠剤の管理や加工後のワークと補強用円筒体との分解洗浄等の付加的な工程が不要でかつ、第２特許文献のように切粉除去等のメンテナンスが不要であり生産性の向上が期待できる。
【００６２】
なお、マグネットチャック６に磁力で吸着するチャックベース１２以外の各構成部材は、各構成部材が磁化すると切粉等の吸着が発生することが懸念されることから、非磁性体を多用することが好ましい。
【００６３】
（第２実施の形態）
次に、図８及び図９を参照して本発明の第２実施の形態を説明する。なお、上記図１乃至図６と対応する部分には同一符号を付することで該部の詳細な説明を省略し、異なる部分を主に説明する。
【００６４】
本実施の形態におけるワーク取付治具７０は、第１実施の形態とチャックベース及び基準座が異なり、マグネットチャックを用いることなく主軸３に直接ワーク取付治具７０を取り付けると共に、ワーク芯出治具９１を使用してワークＷの芯出しをすることを特徴とする。
【００６５】
図８は、ワーク取付治具７０の要部断面図であり、ワーク取付治具７０が取り付けられる主軸３の先端は中心軸線Ｌと直交する先端面３ａ及び円板状のフランジ３ｂが形成されている。チャックベース７１は主軸３の先端面３ａに接面する平坦な取付面７２ａ及びチャックボディ取付面７２ｂを有する円板状の基部７２と、基部７２の取付面７２ａから同軸上で環状に突出して内周７３ａがフランジ３ｂの外周に嵌合する取付部７３が一体に形成されている。取付部７３には、中心軸線Ｌ方向に穿設されたネジ孔７３ｃ及び中心軸線Ｌと直交する方向に貫通するネジ孔７３ｄが形成されている。このチャックベース７１のチャックボディ取付面７２ｂに同軸上でチャックボディ１５がボルト等によって互いに結合されて治具本体１１を形成し、チャックベース７１とチャックボディ１５の基部１６によって治具本体１１の基端部１１Ａを形成している。
【００６６】
そして、チャックベース７１の取付部７３を主軸３のフランジ３ｂに嵌合すると共に取付面７２ａを先端面３ａに当接し、ネジ孔７３ｃに螺合するボルト７５によって取付部７３に取り付けられる締め金具７４と取付面７２ａとによってフランジ３ｂを挟持し、かつ押しネジ７６をネジ孔７３ｄに螺合して先端をフランジ３ｂの外周に押し当てて主軸３の先端にワーク取付治具７０を取り付ける。このワーク取付治具７０の取付けにあたり、主軸３を回転しつつダイヤルゲージ等の検出装置によって基部７２の外周７２ｃの変位を検知しネジ孔７３ｄに螺合する押しネジ７６による締め付け量を調整してワーク取付治具７０を中心軸線Ｌと同軸上に位置決めする。
【００６７】
一方、基準座８１は、中心軸線Ｌと同軸上で底部８４及び内周面８５を有する断面円形の芯出治具嵌合穴８３を有してガイド部１７の先端に圧入嵌装される装着部８２と、ガイド部１７の先端１７ａに当接して装着部８２の装着位置を規制する環状の位置決め部８６と、位置決め部８６から等間隔で中心軸線Ｌ方向に突出する３個の第１当接部８７とが一体形成され、隣接する第１当接部８７の間に切粉や砥粒等を排出する排出溝８８が形成されている。芯出治具嵌合穴８３の底部８４は中心軸線Ｌと直交する平面状で、複数の逃げ溝８４ａが形成されている。内周面８５はワークＷの内周面Ｗｄより若干小径の芯出治具嵌合部８５ａとワークＷの内周面Ｗｄより若干大径の凹部８５ｂが連続形成され、かつ図９に示すように中心軸線Ｌに沿って延在する複数の逃げ溝８５ｃが形成されている。
【００６８】
一方、ワーク芯出治具９１は、芯出治具嵌合穴８３の芯出治具嵌合部８５ａに嵌入可能な円筒の嵌着部９２と、ワークＷの内周面Ｗｄに嵌合可能な円筒のワーク嵌合部９３と、円筒状の把持部９４が同軸上で一体連続形成された筒状で、嵌着部９２の端面９５がワーク芯出治具９１の軸心と直交する平面状でかつ複数の逃げ溝９５ａが形成されている。
【００６９】
次に、このように構成されたワーク取付治具７０の作用について説明する。
【００７０】
ワークＷをクランプするには、研削盤の砥石台５が主軸台２から離れた待避位置に維持した状態で、操作部５１の操作軸５５に凹設された角穴５６ｂに操作ハンドルの嵌合部を挿入係合し、操作ハンドルによって操作軸５５を回動してカム５８（図５，図６参照）を回転して挟持部材３１が中心軸線Ｌに沿ってアンクランプ方向ＵＣに移動して第２当接部３５が第１当接部８７から離れたアンクランプ位置に保持する。
【００７１】
そして、予めワーク嵌合部９３にワークＷを装着したワーク芯出治具９１を、その嵌着部９２を互いのチャック爪３４の間から基準座８１に形成された芯出治具嵌合穴８３の芯出治具嵌合部８５ａに挿入し、かつ各ワーク位置決め機構６１の当接部材６３の先端６３ｂ上にワークＷの外周面Ｗｃを載置してワークＷをセットする（図３参照）。
【００７２】
次に、操作ハンドルによって操作軸５５を回動してカム５８を回転させて、ローラ面５４ａに当接するカム面５９の範囲を長軸部５９ａから短軸部５９ｂ側に移行させる。このカム５８の回転に伴って、挟持部材３１が中心軸線Ｌに沿ってクランプ方向Ｃに移動し、挟持部材３１の第２当接部３５がワークＷの他方の軸方向端部Ｗｂに圧接してワークＷの軸方向端部Ｗａを第１当接部８７に押圧して第１当接部８７と第２当接部３５によってワークＷを軸方向端部Ｗａ及びＷｂの両側から挟持してクランプする。
【００７３】
このクランプにあたり、ワークＷが第２当接部３５によって第１当接部８７に押動に伴ってワーク芯出治具９１の端面９５が基準座８１に形成された芯出治具嵌合穴８３の底部８４に圧接して安定的に保持され、この安定的に保持されたワーク芯出治具９１に保持された状態で第１当接部８７と第２当接部３７によってクランプされ、ワークＷのクランプ精度がより確保できる。なお、芯出治具嵌合穴８３の底部８４と内周面８５に形成された逃げ溝８４ａ、８５ｃ及び、ワーク芯出治具９１の端面９５に形成された逃げ溝９５ａにより、底部８４と端面９５の当接部に切粉等の異物が介在することが極力回避でき、芯出治具嵌合穴８３の底部８４とワーク芯出治具９１の端面９５の密着が確保できより確実にワーク芯出治具９１を安定した状態に維持できる。
【００７４】
しかる後、ワーク芯出治具９１を芯出治具嵌合部８５ａ及びワークＷから引き抜く。
【００７５】
続いて、第１実施の形態と同様に主軸台２の主軸３を回転し、主軸３に設けられたワーク取付治具７０にクランプされたワークＷを回転駆動する一方、砥石８を回転駆動すると共に砥石台５を待避位置から中心軸線Ｌに沿って作動位置へ前進移動して、ワークＷの内周面Ｗｄを、主軸３の回転によるワークＷの回転と砥石８の相対回転及び砥石８の中心軸線Ｌ方向に沿った往復運動によって研削する。
【００７６】
従って、本実施の形態によると、ワークＷのクランプにあたり、ワーク芯出治具９１によってワークＷを安定的に保持することから、第１実施の形態に加えワークＷのクランプ精度がより向上し、加工精度が向上する。
【００７７】
なお、本発明は上記第１実施の形態及び第２実施の形態に限定されることなく、種々変更可能である。例えば、上記第１実施の形態における基準座２３に代えて第２実施の形態の基準座８１を設け、ワーク芯出治具９１を使用してクランプ精度を向上することもできる。また、本発明によるワーク取付治具は、研削盤に限らず他の円筒状のワークを加工する加工装置のワーククランプに広く適用することもできる。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明した本発明のワーク取付治具によると、円筒状のワークのクランプを付勢手段の付勢力によりワークの両軸方向端部から第１当接部と第２当接部によって挟持することによって、剛性に優れたワークの軸方向にクランプ力が作用し、ワークの変形を防止しつつ十分なクランプ力でワークをクランプすることができ、ワークの加工精度が確保できる。
【００７９】
また、ワークのクランプを第１当接部と付勢手段の付勢力により第１当接部側に付勢された挟持部材の第２当接部とで行い、かつ操作部により第２当接部を第１当接部から離れる方向に押動させてアンクランプする簡単な構成でワークをクランプ及びアンクランプすることができ、生産性の向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第１実施の形態のワーク取付治具の使用状態を示す研削盤の全体側面図である。
【図２】本実施の形態におけるワーク取付治具の断面図である。
【図３】図２のＡ矢視図である。
【図４】ワーク取付治具の要部斜視図である。
【図５】カムとローラの相対関係を示す作動説明図である。
【図６】図５の要部拡大図である。
【図７】作動を示すフローチャートである。
【図８】本発明による第２実施の形態におけるワーク取付治具の要部断面図である。
【図９】図８に示すワーク取付治具における基準座の説明図である。
【図１０】従来のワーク取付治具となるクランプ装置の概要を示す断面図である。
【符号の説明】
２ 主軸台
３ 主軸
５ 砥石台
６ マグネットチャック
７ 装着面
８ 砥石
１０ ワーク取付治具
１１ 治具本体
１１Ａ 基端部
１２ チャックベース
１３ 取付面
１４ チャックボディ取付面
１５ チャックボディ
１６ 基部
１７ ガイド部
１７ａ 先端
１８ 操作軸支持孔
２０ 軸貫通孔
２１ ドライブ軸装着孔
２３ 基準座
２４ 凹部
２５ 装着部
２６ 位置決め部
２７ 第１当接部
３１ 挟持部材
３２ 本体部
３３ 基部
３４ チャック爪
３５ 第２当接部
３６ ガイド孔
３７ ローラ支持軸取付孔
４１ ドライブ軸
４２ 係合部
４３ 軸部
４３ａ ねじ部
４５ 付勢手段
４６ ナット（付勢手段保持部）
４９ スプリング
５１ 操作部
５３ ローラ支持軸
５４ ローラ
５４ａ ローラ面
５５ 操作軸
５６ 基部
５７ 軸部
５８ カム
５９ カム面
６１ ワーク位置決め機構
６２ ねじ機構
６３ 当接部材
６３ａ 基端
６３ｂ 先端
７０ ワーク取付治具
８１ 基準座
８２ 装着部
８３ 芯出治具嵌合穴
８７ 第１当接部
９１ ワーク芯出治具
９２ 嵌着部
９３ ワーク嵌合部
Ｗ ワーク
Ｗａ、Ｗｂ 軸方向端部
Ｗｃ 外周面
Ｗｄ 内周面
Claims (7)
- 加工装置の主軸に、該主軸の中心軸線と同軸上に円筒状のワークを取り付け支持するワーク取付治具において、
上記主軸に取り付けられる基端部及び該基端部から上記中心軸線に沿って突出する筒状のガイド部を備えた治具本体と、
上記ガイド部の先端に取り付けられて第１当接部を有する基準座と、
上記ガイド部の外周に筒状の基部が上記中心軸線方向に移動自在に嵌装され上記ガイド部の先端から突出するチャック爪の先端に上記第１当接部と対向する第２当接部が形成された挟持部材と、
基端が前記治具本体の基端部に支持されて上記中心軸線と平行に延在する軸部が上記挟持部材の基部に穿設されたガイド孔に摺動自在の貫通するドライブ軸と、
上記挟持部材を第２当接部が第１当接部に接近する方向に付勢する付勢手段と、
上記挟持部材を上記付勢手段の付勢に抗して上記第２当接部が第１当接部から離れる方向に押動する操作部とを有し、
上記付勢手段による上記挟持部材の付勢により第１当接部と第２当接部との協働によって前記ワークの両軸方向端部を挟持してクランプすると共に、上記操作部により上記挟持部材を押動して前記ワークをアンクランプすることを特徴とするワーク取付治具。 - 上記付勢手段は、
上記ガイド孔から突出する上記ドライブ軸の軸部に嵌挿されて上記挟持部材とドライブ軸の先端部に設けられた付勢手段保持部との間に弾装されたスプリングであることを特徴とする請求項１に記載のワーク取付治具。 - 上記付勢手段保持部は、
上記ドライブ軸の先端に形成されたねじ部に螺合するナットであることを特徴とする請求項２に記載のワーク取付治具。 - 上記操作部は、
上記中心軸線と直交すると共に上記ガイド部に対向して開口形成された軸貫通孔内を上記中心軸線方向に移動可能に貫通して両端が挟持部材の基部に取付支持されたローラ支持軸と、
上記ガイド部内で前記ローラ支持軸に支持された回転可能なローラと、
上記治具本体に前記ローラ支持軸と平行でかつ回転自在に支持された操作軸と、
該操作軸に固設されてカム面が前記ローラのローラ面に当接し、かつ操作軸の回動で上記ローラを押動するカムとを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のワーク取付治具。 - 上記治具本体の基端部は、磁性体で形成され、上記主軸に設けられたマグネットチャックに形成された平面状の装着面に吸着する平面状の取付面を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のワーク取付治具。
- 基端が上記挟持部材に螺合支持されて上記中心軸線方向に向かって先端が突出し、かつ該先端が前記ワークの外周に当接可能な複数のワーク位置決め機構を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のワーク取付治具。
- 上記基準座は、上記中心軸線と同軸上で断面円形の芯出治具嵌合穴が形成され、
該芯出治具嵌合穴に嵌入する嵌着部及び上記ワークの内周面に嵌合するワーク嵌合部が同軸上で一体形成されたワーク芯出治具を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のワーク取付治具。
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