JP2006305668A - コレットチャック装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ワーク外径部のチャッキングとワーク内径部のチャッキングを一つの装置で実現する。
【解決手段】 円筒内面７Ａを有しその円筒内面の外側がテーパ面７Ｂとされた円錐体とされ、その円錐体の軸方向にすり割りが形成されてなる第１チャッキング部材２と、第１チャッキング部材のテーパ面７Ｂに摺接する同一傾斜角度の摺接テーパ面９Ａを内側に有すると共に円環状の外周面９Ｂを備える円筒体とされ、その円筒体の軸方向にすり割りが形成されてなる第２チャ第２チャッキング部材３と、第１及び第２チャッキング部材の何れか一方を相対的に軸方向へ移動させるスライド手段５とを備える。そして、第１及び第２チャッキング部材の相対移動により、第１チャッキング部材の円錐体部７が縮径して該第１チャッキング部材の中心部に挿入されたピニオンギヤ１の外径部１Ａを前記円筒内面７Ａで把持してピニオンギヤ１をチャッキングする外径把持を行う。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ワークをチャッキングするコレットチャック装置に関し、詳細には、ワークの外径部を把持してチャッキングする外径把持とワークの内径部を把持してチャッキングする内径把持とを、一つの装置で実現可能とするコレットチャック装置に関する。

例えば、研削盤などのような工作機械では、ワークの外径部をクランプして当該ワークをチャッキングするコレットチャック装置が使用されている（例えば、特許文献１など参照）。

かかるコレットチャック装置は、コレットチャック装置全体を交換することなく、基準キー、コレット及びコレットスリーブのみを交換することで、異なる外径寸法とされた数種類のワークをクランプ可能としている。
特開平６−３１２３０６号公報（第２頁及び第３頁、図１及び図２参照）

しかしながら、特許文献１に記載のコレットチャック装置は、径の異なるワークの外径部の把持を目的としたチャッキング装置であるから、ギヤなどのような内径部を把持してチャッキングするワークに対しては、当然のことながらチャッキングすることはできない。

そこで、本発明は、ワーク外径部のチャッキングとワーク内径部のチャッキングを一つの装置で実現することのできるコレットチャック装置を提供することを目的とする。

本発明に係るコレットチャック装置は、ワークの外径部または内径部を把持してワークをチャッキングする装置である。かかるコレットチャック装置は、円筒内面を有しその円筒内面の外側がテーパ面とされた円錐体とされ、その円錐体の軸方向にすり割りが形成されてなる第１チャッキング部材と、この第１チャッキング部材の外側に設けられ、該第１チャッキング部材のテーパ面に摺接する同一傾斜角度の摺接テーパ面を内側に有すると共に円環状の外周面を備える円筒体とされ、その円筒体の軸方向にすり割りが形成されてなる第２チャッキング部材と、前記第１チャッキング部材と前記第２チャッキング部材の何れか一方を相対的に軸方向へ移動させる手段とを備える。

また、このコレットチャック装置では、第１チャッキング部材と第２チャッキング部材の相対移動により、前記第１チャッキング部材の円錐体が縮径して該第１チャッキング部材の中心部に挿入されたワークの外径部を前記円筒内面で把持してワークをチャッキングする外径把持と、前記第２チャッキング部材の円筒体が拡径して該第２チャッキング部材の外側に挿入されたワークの内径部を前記円筒体の外周面で把持してワークをチャッキングする内径把持とが行われる。

本発明のコレットチャック装置によれば、第１チャッキング部材と第２チャッキング部材を相対移動させることで、第１チャッキング部材の円錐体を縮径させて該第１チャッキング部材の中心部に挿入されたワークの外径部を円筒内面で把持してワークをチャッキングする外径把持と、第２チャッキング部材の円筒体が拡径して該第２チャッキング部材の外側に挿入されたワークの内径部を円筒体の外周面で把持してワークをチャッキングする内径把持とを行うことができる。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

「第１の実施の形態」
第１の実施の形態のコレットチャック装置は、ワークの外径部を把持してチャッキングする外径把持での使用形態例である。本実施の形態では、ワークの一例としてピニオンギヤを使用し、このピニオンギヤをチャッキングするものとする。

図１はワークの外径部を把持する外径把持での使用形態を示し、チャッキング前の状態を示すコレットチャック装置の断面図、図２はワークの外径部を把持する外径把持での使用形態を示し、チャッキング後の状態を示すコレットチャック装置の断面図である。

コレットチャック装置は、図１に示すように、ピニオンギヤ１の外径部１Ａ（軸部）を把持する第１チャッキング部材２と、この第１チャッキング部材２の外側に設けられる第２チャッキング部材３と、ピニオンギヤ１の外径部１Ａを挿入させてその上端にピニオンギヤ１を載置させると共に第２チャッキング部材３のスライドをガイドするスライド位置規制部材４と、第２チャッキング部材３を第１チャッキング部材２に対して下方へスライドさせるスライド手段５と、スライド位置規制部材４の径方向への移動を阻止する位置ずれ防止部材６とを備える。

第１チャッキング部材２は、挿入されるピニオンギヤ１の外径部１Ａを把持する円筒内面７Ａを有し、その円筒内面７Ａの外側がテーパ面７Ｂとされた円錐体をなす円錐体部７と、その円錐体部７の下端側の薄肉円筒体部８とからなる。

第１チャッキング部材２は、後述する位置ずれ防止部材６の下端である底部６Ａに対してその薄肉円筒体部８の下端側を一体化させている。つまり、第１チャッキング部材２と位置ずれ防止部材６とは、同一材料によって一体的に形成されている。これら第１チャッキング部材２と位置ずれ防止部材６は、例えば耐摩耗性に優れる鋼材を旋盤などで一体的に形成されている。

そして、この第１チャッキング部材２には、その先端側の円錐体部７から薄肉円筒体部８にかけて軸方向に複数のスリット（図示は省略する）が入れられることによりすり割りが形成されている。そのため、円錐体部７は、後述する第２チャッキング部材３のスライド操作に応じて、その外径寸法が縮径（外径が小さく）または拡径（外径が大きく）する。特に、円錐体部７の下端側に設けられる薄肉円筒体部８は、その厚みが薄いため、第２チャッキング部材３からの押圧力で容易に弾性変位し、その先端側の円錐体部７の外径寸法を可変させ易くしている。

第２チャッキング部材３は、第１チャッキング部材２のテーパ面７Ｂに摺接する同一傾斜角度の摺接テーパ面９Ａを内側に有すると共に円環状の外周面９Ｂを備える円筒体をなす厚肉円筒体部（コレット）９と、その厚肉円筒体部９の下端側に一体化される薄肉円筒体部１０とからなる。

この第２チャッキング部材３は、第１チャッキング部材２と同様、例えば耐摩耗性に優れる鋼材を旋盤などで一体的に形成されている。また、この第２チャッキング部材３は、第１チャッキング部材２をその内部に収容する形で第１チャッキング部材２の外側に設けられている。

そして、第２チャッキング部材３には、その先端側の厚肉円筒体部９から薄肉円筒体部１０にかけて軸方向に複数のスリットが入れられることによりすり割が形成されている。そのため、厚肉円筒体部９は、第１チャッキング部材２のテーパ面７Ｂに対して摺接テーパ面９Ａを摺接スライドさせることで、その外径寸法が縮径または拡径する。特に、厚肉円筒体部９の下端側に設けられる薄肉円筒体部１０は、その厚みが薄いため、容易に弾性変位し、その先端側の厚肉円筒体部９の外径寸法を可変させ易くしている。

前記位置ずれ防止部材６は、第１チャッキング部材２及び第２チャッキング部材３をその内部に収容する形で取り囲むように形成された有底の円筒体として形成されている。この位置ずれ防止部材６の底部６Ａは、コレットチャック装置の基盤１１に位置決め固定されている。かかる位置ずれ防止部材６の先端側における外周面６Ｂは、後述するスライド位置規制部材４の径方向への移動を阻止する機能をする位置ずれ防止面とされている。

スライド位置規制部材４は、ピニオンギヤ１の軸部を挿入させてガイドする第１ガイド部４Ａと、この第１ガイド部４Ａから下方に向かって末広がりとされる、第２チャッキング部材３のスライドをガイドする第２ガイド部４Ｂとを有した、いわゆる漏斗形状とされている。

第１ガイド部４Ａは、その内部にピニオンギヤ１の軸部を遊嵌状態で挿入させる円筒体として形成され、その円筒体の上端面１２に該ピニオンギヤ１のギヤ部１Ｂを載置させるようになっている。

第２ガイド部４Ｂは、第１チャッキング部材２の円錐体部７と第２チャッキング部材３の厚肉円筒体部９を内部に嵌合収容する大径の円筒体として形成され、その厚肉円筒体部９の外周面９Ｂと摺接する円環状のガイド基準面１３を有している。また、この第２ガイド部４Ｂには、前記した位置ずれ防止部材６の円筒部を嵌合させて、当該スライド位置規制部材４を径方向に移動不可能とするための位置ずれ防止部１４が形成されている。

なお、スライド位置規制部材４は、位置ずれ防止部材６の円筒部に対して図示を省略するボルトで固定される。

スライド手段５は、基盤１１に設けられた略Ｔ字形状をなすドローバー１５と、このドローバー１５と第２チャッキング部材３とを連結するための連結部材１６とからなる。ドローバー１５は、図示を省略する駆動手段によって上下動され、連結部材１６で連結させた第２チャッキング部材３を上方に押し上げ、または、下方へと引き下げるようになされている。

以上のようにして構成されたコレットチャック装置を使用してピニオンギヤ１の軸部である外径部１Ａをチャッキングする方法について説明する。

先ず、図１に示すように、スライド位置規制部材４を位置ずれ防止部材６に取り付ける。すなわち、位置ずれ防止部材６の円筒部先端に、第２ガイド部４Ｂに形成した位置ずれ防止部１４を嵌合させる。これによって、スライド位置規制部材４は、位置ずれ防止部材６の円筒部先端の外周面６Ｂにガイドされてギヤ部１Ｂを加工するときの加工圧力によって径方向に振れないように移動不可能とされる。したがって、切削加工時において、ギヤ部１Ｂの加工精度を高めることができる。

次に、ピニオンギヤ１の軸部をスライド位置規制部材４の第１ガイド部４Ａの中心孔に挿入し、ギヤ部１Ｂをこの第１ガイド部４Ａの上端面１２に載置させる。すると、ピニオンギヤ１は、スライド位置規制部材４に保持されると共に、第１チャッキング部材２の円錐体部７の中心孔部に挿入される。

次に、ドローバー１５を下方へ引き下げる。すると、図２に示すように、連結部材１６で連結された第２チャッキング部材３が下方へ引き下げられる。このとき、第２チャッキング部材３の厚肉円筒体部９は、スライド位置規制部材４の第２ガイド部４Ｂに形成された外径を拘束するガイド基準面１３をガイドとして、その摺接テーパ面９Ａを第１チャッキング部材２の円錐体部７に形成されたテーパ面７Ｂに沿ってスライドせしめられる。

その結果、厚肉円筒体部９に押されて円錐体部７が縮径し、その押圧力で、前記ピニオンギヤ１の外径部１Ａがチャッキングされる。第２チャッキング部材３を引き下げるときに、第２ガイド部４Ｂには厚肉円筒体部９から外側へ向かう力が作用するが、位置ずれ防止部材６の円筒部先端に前記位置ずれ防止部１４が嵌合しているため、当該スライド位置規制部材４が径方向に振れるのを防止できる。そのため、ギヤ部１Ｂに対して高精度に切削加工などを行うことができる。

「第２の実施の形態」
第２の実施の形態のコレットチャック装置は、ワークの内径部を把持してチャッキングする内径把持での使用形態例である。本実施の形態では、ワークの一例としてリングギヤを使用し、このリングギヤをチャッキングするものとする。なお、第２の実施の形態では、第１の実施の形態と異なる部分についてのみ説明するものとし、また、第１の実施の形態と同一構成部分には同一の符号を付し、その構成部品に関しては説明を省略するものとする。

図３はワークの内径部を把持する内径把持での使用形態を示し、チャッキング前の状態を示すコレットチャック装置の断面図、図４はワークの内径部を把持する内径把持での使用形態を示し、チャッキング後の状態を示すコレットチャック装置の断面図である。

第２の実施の形態のコレットチャック装置では、リングギヤ１７の内径部１７Ａを第２チャッキング部材３の厚肉円筒体部９で把持してチャッキングするため、第１の実施の形態で使用したスライド位置規制部材４に代えて第１チャッキング部材２の中心部に挿入固定される円筒形状の位置規制部材１８を、前記した位置ずれ防止部材６の底部中央に形成した環状凹部１９に嵌合させてボルト２０にて固定する。

位置規制部材１８は、先端部に鍔部２１を有しており、この鍔部２１で第１チャッキング部材２の円錐体部７の上端面を上から押さえ付けるようになっている。また、この位置規制部材１８の外周面１８Ａは、円錐体部７がそれ以上縮径しないようにするためのガイド基準面となっている。

なお、位置ずれ防止部材６は、第１の実施の形態ではスライド位置規制部材４をその先端に取り付け固定させると共にスライド位置規制部材４の径方向への振れを防止する役目に使用したが、第２の実施の形態では、その円筒状の上端面にリングギヤ１７を載置させるワーク載置部材として機能する。

このように構成されたコレットチャック装置を使用してリングギヤ１７の内径部１７Ａをチャッキングする方法について説明する。

先ず、図３に示すように、位置規制部材１８を位置ずれ防止部材６の底部中心に形成した円環状の嵌合凹部１９に嵌合させボルト２０にて固定させる。すると、この位置規制部材１８の鍔部２１の下端が第１チャッキング部材２の円錐体部７の上端面に当接する。

次に、リングギヤ１７を位置ずれ防止部材６の円筒部上面に載置させる。すると、このリングギヤ１７の中心孔に臨む第２チャッキング部材３の厚肉円筒体部９が、当該リングギヤ１７の内径部１７Ａと対応する位置に配置される。

そして、ドローバー１５を下方へ引き下げる。すると、図４に示すように、連結部材１６で連結された第２チャッキング部材３は下方へ引き下げられる。このとき、第２チャッキング部材３の厚肉円筒体部９は、位置規制部材１８によって内径を拘束された第１チャッキング部材２の円錐体部７に形成されたテーパ面７Ｂに沿ってその摺接テーパ面９Ａが摺接しスライドせしめられる。その結果、厚肉円筒体部９の外径寸法が拡径され、その拡径される厚肉円筒体部９の外側へ広がる押圧力で、リングギヤ１７の内径部１７Ａがチャッキングされる。

「コレットチャック装置による作用・効果」
第１及び第２の実施の形態のコレットチャック装置によれば、いわゆるくさび形状とした第１チャッキング部材２と第２チャッキング部材３の軸方向への相対移動によって、これら何れかのチャッキング部材２、３の外径を拡径または縮径させることでピニオンギヤ１の外径部１Ａを把持してチャッキングする外径把持と、リングギヤ１７の内径部１７Ａを把持してチャッキングする内径把持とを、スライド位置規制部材４及び位置規制部材１８の部品を取り替える作業だけで、一台のコレットチャック装置で行うことができる。したがって、チャッキングするワークに応じて外径把持専用のコレットチャック装置と内径把持専用のコレットチャック装置を使用する必要が無くなり、装置コストの大幅な低減並びに作業工数を削減することができる。

また、外径把持をする場合に使用するスライド位置規制部材４は、第２チャッキング部材３の外側に設けられた位置ずれ防止部材６の先端部に嵌合して径方向への移動が不可能とされるため、ピニオンギヤ１を切削加工する際の加工圧力に対して強くなり、第１チャッキング部材２でピニオンギヤ１を確実にチャッキングすることができる。その結果、ピニオンギヤ１を高精度に加工することが可能となる。

また、内径把持をする場合に使用する位置規制部材１８は、位置ずれ防止部材６の底部中央に形成された嵌合凹部１９にその下端部を挿入嵌合させて径方向に移動不可能とされているので、リングギヤ１７を切削加工する際の加工圧力に対して強くなり、第２チャッキング部材３でリングギヤ１７を確実にチャッキングすることができ、当該リングギヤ１７を高精度に加工することが可能となる。

以上、本発明を適用した具体的な実施の形態について説明したが、上述の実施の形態は本発明の一例であり、この実施の形態に制限されることはない。

前記した第１及び第２の実施の形態では、第２チャッキング部材３をドローバー１５で引き下げるようにしたが、第１チャッキング部材２と第２チャッキング部材３を相対的に軸方向に移動させることで、これら第１チャッキング部材２または第２チャッキング部材３を拡径または縮径させることでワークの外径部または内径部を把持してチャッキングするようにしてもよい。

ワークの外径部を把持する外径把持での使用形態を示し、チャッキング前の状態を示すコレットチャック装置の断面図である。 ワークの外径部を把持する外径把持での使用形態を示し、チャッキング後の状態を示すコレットチャック装置の断面図である。 ワークの内径部を把持する内径把持での使用形態を示し、チャッキング前の状態を示すコレットチャック装置の断面図である。 ワークの内径部を把持する内径把持での使用形態を示し、チャッキング後の状態を示すコレットチャック装置の断面図である。

符号の説明

１…ピニオンギヤ
１Ａ…ピニオンギヤの外径部（軸部）
２…第１チャッキング部材
３…第２チャッキング部材
４…スライド位置規制部材
５…スライド手段
６…位置ずれ防止部材（ワーク載置部材）
７…円錐体部
７Ａ…円筒内面
７Ｂ…テーパ面
９…厚肉円筒体部
９Ａ…摺接テーパ面
９Ｂ…外周面
１１…基盤
１２…上端面
１４…位置ずれ防止部
１５…ドローバー（スライド手段）
１６…連結部材（スライド手段）
１７…リングギヤ
１７Ａ…リングギヤの内径部
１８…位置規制部材
１９…嵌合凹部
２０…バンパー

Claims (5)

1. ワークの外径部または内径部を把持してワークをチャッキングするコレットチャック装置において、
   円筒内面を有しその円筒内面の外側がテーパ面とされた円錐体とされ、その円錐体の軸方向にすり割りが形成されてなる第１チャッキング部材と、
   前記第１チャッキング部材の外側に設けられ、該第１チャッキング部材のテーパ面に摺接する同一傾斜角度の摺接テーパ面を内側に有すると共に円環状の外周面を備える円筒体とされ、その円筒体の軸方向にすり割りが形成されてなる第２チャッキング部材と、
   前記第１チャッキング部材と前記第２チャッキング部材の何れか一方を相対的に軸方向へ移動させる手段とを備え、
   前記第１チャッキング部材と前記第２チャッキング部材の相対移動により、前記第１チャッキング部材の円錐体が縮径して該第１チャッキング部材の中心部に挿入されたワークの外径部を前記円筒内面で把持してワークをチャッキングする外径把持と、前記第２チャッキング部材の円筒体が拡径して該第２チャッキング部材の外側に挿入されたワークの内径部を前記円筒体の外周面で把持してワークをチャッキングする内径把持とが行われる
   ことを特徴とするコレットチャック装置。
2. 挿入されたワークの外径部を把持する円筒内面を有し、その円筒内面の外側がテーパ面とされた円錐体とされ、その円錐体の軸方向にすり割りが形成されてなる第１チャッキング部材と、
   前記第１チャッキング部材の外側に設けられ、該第１チャッキング部材のテーパ面に摺接する同一傾斜角度の摺接テーパ面を内側に有すると共に円環状の外周面を備える円筒体とされ、その円筒体の軸方向にすり割りが形成されてなる第２チャッキング部材と、
   前記ワークの軸部を挿入させてその上端にワークを載置させると共に、前記第２チャッキング部材の円筒体を内部に嵌合収容し該円筒体の外周面と摺接するガイド基準面を有したスライド位置規制部材と、
   前記第２チャッキング部材を前記第１チャッキング部材に対して軸方向にスライドさせることにより、該第１チャッキング部材のテーパ面と該第２チャッキング部材の摺接テーパ面との摺接によって前記円錐体を縮径させ、前記ワークの外径部をこの円錐体で把持しチャッキングするスライド手段とを備えた
   ことを特徴とするコレットチャック装置。
3. 請求項２に記載のコレットチャック装置であって、
   前記スライド位置規制部材は、前記第２チャッキング部材の外側に設けられた位置ずれ防止部材に嵌合して径方向に移動不可能とされる
   ことを特徴とするコレットチャック装置。
4. 円筒内面を有し、その円筒内面の外側がテーパ面とされた円錐体とされ、その円錐体の軸方向にすり割りが形成されてなる第１チャッキング部材と、
   前記第１チャッキング部材の外側に設けられ、該第１チャッキング部材のテーパ面に摺接する同一傾斜角度の摺接テーパ面を内側に有すると共に円環状の外周面を備える円筒体とされ、その円筒体の軸方向にすり割りが形成されてなる第２チャッキング部材と、
   前記第２チャッキング部材の外側に設けられ、上端面にワークを載置させるワーク載置部材と、
   前記第１チャッキング部材の中心部に挿入され、前記円筒内面と接触するガイド基準面を有した円筒状の位置規制部材と、
   前記第２チャッキング部材を前記第１チャッキング部材に対して軸方向にスライドさせることにより、該第１チャッキング部材のテーパ面と該第２チャッキング部材の摺接テーパ面との摺接によって前記円筒体を拡径させ、前記ワークの内径部をこの円筒体で把持しチャッキングするスライド手段とを備えた
   ことを特徴とするコレットチャック装置。
5. 請求項４に記載のコレットチャック装置であって、
   前記位置規制部材は、前記ワーク載置部材に形成された嵌合凹部にその下端部を挿入嵌合させて径方向に移動不可能とされる
   ことを特徴とするコレットチャック装置。

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