JP2006095633A - ワークチャック装置 - Google Patents

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Kazumitsu Kiyozawa
和満 清澤
Nobuyuki Nakamura
伸幸 中村
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Abstract

【課題】
クランクシャフトのような比較的長いワークを固定する場合には、ワークセンター間でのクランプ力が大きくてもワークに撓みが生じず、また、ワーク端部をチャック装置でチャックする場合においては、チャック力が強すぎてワークにチャック爪の傷が付くという問題が発生しないワークチャック装置を提供する。
【解決手段】
ワーク軸方向の両端面にテーパ状のセンター孔を備えたクランクシャフトをそれらのセンター孔に両側から嵌合して保持すると共に、チャック爪を移動してワークをチャックする際に、チャック爪の1つに噛み合わされたリンクアームを介してストッパピン30がワーク端部に当接される機構を有するナチュラルクランプ装置を備えたチャック装置。
【選択図】図2

Description

本発明は、クランクシャフト等のワークを保持して加工するためのワークチャック装置に関するものである。
従来のクランクシャフト等のワークチャック装置はワーク両端部のセンター孔に一対のテーパ状のワークセンターを嵌合させ、そのワークセンターをシリンダで押圧してクランプした後ワーク軸心方向に移動する3つ爪でチャックしていた。
しかしながら、クランクシャフトのような比較的長いワークをクランプする場合には、シリンダによるワークセンター間でのクランプ力が大き過ぎるとワークに撓みが生じて加工精度が低下する問題が発生する。逆にワークのクランプ力が弱いと一方のワークセンター側のシリンダーが加工時の推力に負けてワーク長手方向に対する保持力が不充分となる。
また従来のワークラジアル方向の回転を阻止するワークチャック装置として、特許文献1に開示されたクランクシャフトの取付け治具におけるそのジャーナル部をナチュラルクランプする機構においては、例えばワーク外周のバランスウェイト部を加工する際には割出し動作を行うが、その際にはいちいちクランプを緩め、ワークを回転させてから再びクランプ動作を必要とする問題があった。
また、ワークが軸方向に比較的に長く撓みが発生し易い場合における特許文献2のクランプ装置としてナチュラルクランプ機構を備えるものもあるが、これらにおいてはクランプ機構のみであり、チャック機構は別途装置を必要とし、その装置が大掛かりなものとなっていた。
実開平5−72339号公報 特開平9−108972号公報
前記のような問題点の他に、従来から行なわれているワーク端部をチャック装置で保持する際は、ワークチャック部が仕上げ加工を施されている場合においてはチャック力が強すぎるとワークにチャック爪の傷が付くという問題が発生する。
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。
その目的は、ワークをチャックするチャック爪の動作に連動してリンクアームを介してストッパピンをワーク端部に当接してワークに撓みを掛けずにワークをクランプ出来ることと、ワークの外周各部を加工する場合においては、ワークをチャックした状態でワークの回転割出しが容易に行えるワークチャック装置を提供することにある。
上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、両端面にテーパ状のセンター孔を備えたワークをそのセンター孔に両側から嵌合して保持すると共に、ワーク軸心方向にチャック爪を移動してワークの一端を保持するチャック装置において、前記チャック爪の移動に連動してチャック爪の1つに噛み合わされたリンクアームを介してストッパピンがワーク端部に当接されるナチュラルクランプ機構を備えたことを特徴とするワークチャック装置。
また、請求項1に記載のワークチャック装置において、ワークを加工するためのワーク割出し機構が設けられ、ワーク軸方向にナチュラルクランプした状態でワークの回転割出しを行うことを特徴とするワークチャック装置。
本発明のワークとしてのクランクシャフトのワークチャック装置8は、ワーク軸方向への過分なクランプ力を掛けずにクランプ可能であり、ワーク軸方向に撓みが生じさせないことに加え、ワーク外周の加工位置を変える際には、ワークをチャックした状態で回転割出しが可能となる。
ワークのチャック爪動作に連動してワーク軸方向に撓みを生じさせずにクランプを行ない、しかもチャック爪によるワークに傷を付けない程度の面圧でワークチャックが可能である。また、割出し装置を備えたことにより加工範囲を広くすることができる。
以下に本発明を図1ないし図3に基づいて説明する。
図1はクランクシャフト加工機のワークチャック装置の全体外形図である。基台1上にはクランクシャフトであるワークWを載置するワークシフト装置2を備えている。ワークWは上方から搬入される。ワークシフト装置2に設けられたワーク受け爪4,4に載置される。図1における基台1の左辺にはワークを回転するための割出し装置7を配置してその前方にワークWをチャックするワークチャック装置8を備えている。また、ワークチャック装置8の前方にはワーク回転方向の位置決めする位置決め装置9を備えている。
図2で説明する第1センタ16と第2センタ6とでワークを挟み込むようにしてナチュラルクランプ機構によりクランプした後3つのチャック爪でチャックする。
図1の右側にはワークを加工するための工具10を備えた主軸装置11が図示しない駆動機構により加工装置を構成している。
ワークシフト装置2について説明する。
ワークシフト装置2にはワークを載置するため2個のワーク受け爪4,4とワークの第2センタ孔Wbと嵌合して支持するための第2センタ6を備えている。図示しないワーク搬入装置によりワーク受け爪4,4にワークが載置される。ワークをワーク受け爪4,4に載置した状態でワークシフト装置2は所定の位置まで左行して、第1センタ16との間でワークを挟み込む形でワークを保持するようになっている。
次にワークチャック装置8について説明する。図2はチャック装置の詳細図である。ワークチャック装置8は基台1に固定された割出し装置7の前方に配置されている。割出し装置7の中心部にはチャック動作のためのチャックシリンダ13が設けられており、そのピストンロッド14の先端にはバネ15を介してワーク保持のための第1センタ16が軸方向に嵌合されている。
前記割出し装置7は図示しないモータによりワークチャック装置8を回転するようになっている。
第1センタ16が右側に突出した状態でワークシフト装置2が左行すると第1センタ頭部16aがワークの第1センタ孔Waの凹部と嵌合してバネ15が縮みワークは第1センタ16と第2センタ6とに挟み込まれた状態で保持されるようになっている。
一方、ピストンロッド14の先方には2個のコマ形状したシフタ17,17が挿入されている。そのシフタ17,17はL字形レバー18の一端18aを挟み込むようにしてピストンロッド14の動作に応じて左右に摺動するようになっている。
シフタ17,17の左右動作によりレバー18は支軸19を回転軸にして図の矢印方向の二点鎖線のように左右に揺動する。L字形レバー18の他端18bはその揺動動作によって上下動する。レバー18の先端18bはチャック座20に嵌合しており、チャック座20はレバー18の動作に連動して図の上下矢印方向に摺動するようになっている。なお、これらのレバー18、チャック座20はワークチャック装置8に等配分で3組備えている。
それらのレバー18はそれぞれ同様にシフタ17,17に嵌合している。3組のチャック座20はぞれぞれボルトで固定されたチャック爪21,21,21を開閉動作してチャック本体22の中心に位置するワーク端部をチャックするようになっている。
次にナチュラルクランプ機構23について説明する。図3はワークチャック装置8の正面図である。
ナチュラククランプ機構23はワークWの軸線方向に過大なクランプ力を掛けない状態でクランプするための機構であり、第1センタ16と第2センタ6との間に挟み込んだワークWをその位置でクランプする機構となっている。
いずれかのチャック爪21の1つの側部に2本のフォーク24,24がチャック爪21を挟んで両側からそれぞれボルト25で固定されている。この2本のフォーク24,24はで第1ピン26を挟んで、チャック動作に伴ってチャック本体22の中心に向けて摺動するようになっている。第1ピン26にはバネ27が挿入されていて回転軸28に対しカム29の一端を押し上げるようになっている。
カム先端29aにはナチュラルクランプ装置を構成する第2のストッパピン30の一端が当接している。
ストッパピン30はチャック本体22に組み付けられたピンフォルダ31をガイドにして左右に移動できるようになっており、ストッパピン30の中央部の溝32に噛み合った規制ピン33との隙間分だけ移動できるようになっている。ストッパピン30の他端はワークWであるクランクシャフトの端部に当接するようになっている。
次に、前記のように構成されたチャック装置8について動作を説明する。
図示しない搬送装置からワークWであるクランクシャフトをワークシフト装置2のワーク受け爪4,4に載置されると、ワークシフト装置2がシリンダ3によってストッパ5位置まで左行して、第1センタ16の先端16aがワークWの第1センター孔Waに嵌合するように当接される。
この時、ピストンロッド14内に挿入されたバネ15に抗して第1センタ16が押し戻されワークWを所定の力で保持される。
続いてワークWの回転方向の位置決めを行なうため、回転位置決め装置9に設けられた2つのレバーがワークWのクランクピンWpを両側から挟み込む形でワークWの回転姿勢が定まる。
次にチャックシリンダ13に圧油が供給されるとピストンロッド14、シフタ17,17、レバー19,19,19、チャック座20,20,20を介して3つのチャック爪21,21,21がワーク端部をチャックする。
それと同時にチャック爪21の一つに固定されたフォーク24,24がチャック本体22の中心に向けて摺動し、第1ピン26、カムレバー29を介してストッパピン30が右行する。
第1ピン26にはバネ27の押圧力が付与され、その押圧力に抗してカムレバー29を押上げ次いでストッパピン30をワークWの端面に当接してストッパピン30の移動をロックする。このようにしてストッパピン30によりワークWは軸線方向にクランプされる。
さらにピストンロッド14が突出しすると3つのチャック爪21,21,21はワークWを所定の力でチャックする。
このようにしてチャック爪21に連動してナチュラルクランプ機構が構成されているから、ワークWの軸方向のクランプによりワークに撓みを与えることがなく、またそのための特別な駆動源を必要とせずに簡単な構造によりワークを確実にクランプ及びチャックして固定することができる。
またワークWを軸方向にクランプするからチャックシリンダ13はワークにチャック爪の傷が付かない程度の面圧の小型チャック用シリンダで済む。
本実施例でのワークをクランクシャフトとして説明したが、これに限らず長い軸物ワークの加工の場合であっても有効に利用できる。
また基台1をインデックス装置に装着したり、水平軸に回転するチルト装置を設けることによりワークの側部を加工することが可能である。
さらに基台1にチャック装置を複数台設けて、複数ワークの効率よい加工を行なうことが可能である。
クランクシャフト加工機のワークチャック装置の全体図 チャック装置の詳細図 チャック装置の正面図
符号の説明
2 ワークシフト装置
4 ワーク受け爪
6 第2センタ
7 割出し装置
8 ワークチャック装置
9 位置決め装置
16第1センタ
18レバー
20チャック座
23ナチュラルクランプ機構
26第1ピン
29カム
30ストッパピン

Claims (2)

  1. 両端面にテーパ状のセンター孔を備えたワークをそのセンター孔に両側から嵌合して保持すると共に、ワーク軸心方向にチャック爪を移動してワークの一端を保持するチャック装置において、前記チャック爪の移動に連動してチャック爪の1つに噛み合わされたリンクアームを介してストッパピンがワーク端部に当接されるナチュラルクランプ機構を備えたことを特徴とするワークチャック装置。
  2. 請求項1に記載のワークチャック装置において、ワークを加工するためのワーク割出し機構が設けられ、ワーク軸方向にナチュラルクランプした状態でワークの回転割出しを行うことを特徴とするワークチャック装置。
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