JP2008149409A

JP2008149409A - 円筒研削盤のチャック装置

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Publication number: JP2008149409A
Application number: JP2006339721A
Authority: JP
Inventors: Sakae Toyoda; 栄豊田
Original assignee: KONDO KK
Current assignee: KONDO KK
Priority date: 2006-12-18
Filing date: 2006-12-18
Publication date: 2008-07-03

Abstract

【課題】内径を加工基準として円筒状、特にドーナツ状のワークの外径、或いは端面を研削加工する際の真円度、円筒度を高めることができる円筒研削盤のチャック装置を提供する。
【解決手段】スピンドル軸の先端部に、当該スピンドル軸に対して芯出しされて一体に装着された基準軸Ｓと、前記基準軸Ｓの外周面に対して僅かに出入り可能なように周方向に沿ってほぼ等間隔をおいて当該基準軸の半径方向に挿入され、しかも流体圧により前記半径方向に出入り可能な突出用及び後退用の各受圧面２７がそれぞれ形成された多数本のチャックピンＰと、前記各チャックピンＰの突出用及び後退用の各受圧面に流体圧を独立させて作用させるために、前記基準軸の内部に分離して形成された突出用及び後退用の第１及び第２の各油路Ｒ₁，Ｒ₂を備えた構成とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、内径を加工基準として、円筒状、特に直径に対する長さの比の小さいドーナツ状（リング状）のワークの外径（外周面）や端面を研削加工する際に使用される円筒研削盤のチャック装置に関するものである。

円筒研削盤において、円筒状、特にドーナツ状のワークの内周面をチャック装置でチャッキングして、前記ワークの外径や端面を加工する場合には、ワークの内径（内周面）の真円度や円筒度の精度が外径の加工部に直接に影響を与えることを念頭において（考慮したうえで）、研削加工を行っているのが現状であって、チャック装置としては、以下に挙げるものが使用されていた。

図１０に示されるチャック装置は、特許文献１に開示されているチャック装置とほぼ同一構成のコレットチャック方式と称されるものであって、ワークＷの内径をチャックするために複数のコレット片に分割されたコレット５１と、各コレット片を開くための案内となるテーパー状のボディ５２と、各コレット片を引き込んで前記ボディ５２の外周のテーパー面に沿って開かせるためのドローバー５３とを備え、コレット５１の外側にワークＷをセット位置基準部材５４の基準端面５４ａに当接するまで挿入した後に、前記ドローバー５３を引き込むことにより各コレット片を開いて、ワークＷの内径をチャッキングする構成である。

上記方式のチャック装置は、ワークの内周面のほぼ全面に複数のコレット片が密着した状態で大きなチャッキング力で開くために、ワークの内径の真円度や円筒度がそのまま外径に転写された状態で加工されることになる。換言すると、ワークは、内周面のほぼ全部位において「半径方向外側に向いた大きなチャッキング力」が作用した状態で加工され、加工後においてチャッキングを緩めると、前記「大きな力」が解除される。例えば、ワークの外径の真円度は高いが内径の真円度が低くて「楕円形」である場合には、複数のコレット片でワークの内径をチャッキングすると、ワークの外径の真円度は低下して内径の形状に近い「楕円形」に変形される。この状態でワークを加工すると、ワークの外径はチャッキング状態での真円度は高いが、各コレット片を閉じてチャッキングを緩めると、ワークの内周面に半径方向に作用していた大きなチャッキング力が解除されるため、ワークの外径形状は内径形状に倣うように復元変形してしまい真円度が低下されてしまう。

図１３を用いて、上記したことを具体的に説明する。なお、図１３における未加工のワークＷ、及び加工済のワークＷ₀の各形状は、理解を容易にするために真円度が低い形状を誇張して表示してある。未加工のワークＷは、図１３（イ）に示されるように、外径の真円度は高いが内径の真円度が低く、当該ワークＷの内径をコレットチャック装置の各コレット片でチャッキングすると、未加工のワークＷには、図１３（ロ）に示されるように、ワークＷの内径の凸部６１が外径に転写されて、チャッキング時の未加工ワークＷの外径に凸部６２が発生する。なお、図１３（イ），（ロ）において、未加工ワークＷの内径を表示する実線に近い部分の二点鎖線は、拡開時における複数のコレット片の外径線を示し、図１３（ロ）において、未加工ワークＷの外径線の内側の二点鎖線は、加工取代線を示す。図１３（ロ）のチャッキング状態で未加工ワークＷの外径加工を行うと、図１３（ハ）に示されるように、加工済のワークＷ₀の外径は高い真円度の円となる。加工後においてチャッキングを解除すると、図１３（ニ）に示されるように、加工済のワークＷ₀は、内周面のほぼ全周に作用していた半径方向の大きな力が解除されるため、内径は原形状に近い形状に復元変形して凸部６１’が発生するために、加工済ワークＷ₀の外径は、内径の復元形状に倣って変形する。この結果、加工済のワークＷ₀の外径には、未加工のワークＷの内径の凸部６１’に対応する凹部６３が生じて、真円度が低下する。

上記不具合は、円筒状のワークの内径をチャッキングして、外径研削を行う場合に一般的に発生するが、直径に対する長さの比の小さいドーナツ状（リング状）のワークは耐変形剛性が小さいために、上記不具合は、ドーナツ状のワークにおいて著しい。更に、ドーナツ状であって、しかも薄肉のワークは、一層耐変形剛性が小さくなるために、上記不具合の発生が著しくなる。

上記不具合の防止対策として、各コレット片によるチャッキング力を小さくすると、外径の真円度の低下は多少緩和されるが、外径の真円度の低下をほぼ確実に防止することはできない。このため、本来要求されるワークの外径の加工精度を高めるために、その加工基準となる内径の真円度、円筒度を高めるべく、内径の研削（内研）に力を注いでいるのが現状であって、全体としての加工コストが高まる。

従来実施されている他のチャッキング方式としては、図１１に示されるように、チャック装置の内部に油を封入した油封入体７１が内装されて、当該油封入体７１の外周面にマンドレル外皮７２が配置され、外部のピストン７３により前記油封入体７１を大きな力で押圧して前記マンドレル外皮７２を膨張させてワークＷの内径をチャッキングする「油圧マンドレルチャック方式」と称されるものや、図１２に示されるように、板バネ状のダイヤフラム８１の先端部に複数の爪部８２が形成されて、前記ダイヤフラム８１のバネ圧によって複数の爪部８２によりワークＷの内径をチャッキングする「ダイヤフラムチャック方式」と称されるものがある。しかし、いずれの方式のチャック装置も、ワークＷの内径のほぼ全周に大きな圧力が作用する構成であるために、上記した「コレットチャック方式」と同様の不具合を有している。
特開平８−１９９０９号公報

本発明は、内径を加工基準として円筒状、特にドーナツ状のワークの外径、或いは端面を研削加工する際の真円度、円筒度を高め、更に複数のワークをまとめて加工できるようにして加工能率を高めることを課題としている。

上記課題を解決するための請求項１の発明は、内径を加工基準として、円筒状のワークの外径や端面を研削加工する際に使用される円筒研削盤のチャック装置であって、スピンドル軸の先端部に、当該スピンドル軸に対して芯出しされて一体に装着された基準軸と、前記基準軸の外周面に対して僅かに出入り可能なように周方向に沿ってほぼ等間隔をおいて当該基準軸の半径方向に挿入され、しかも流体圧により前記半径方向に出入り可能な突出用及び後退用の各受圧面がそれぞれ形成された多数本のチャックピンと、前記各チャックピンの突出用及び後退用の各受圧面に流体圧を独立させて作用させるために、前記基準軸の内部に分離して形成された突出用及び後退用の各流体路とを備えていることを特徴としている。

請求項１の発明によれば、基準軸の外側にワークを挿入して、突出用流体路に供給された流体の圧力を各チャックピンの突出用受圧面に作用させて、各チャックピンを同一の突出力で基準軸外周面から突出させてワークの内周面をチャッキングすると共に、後退用流体路に供給された流体の圧力を各チャックピンの後退用受圧面に作用させて、各チャックピンを基準軸外周面から後退させると、基準軸からワークを取り外すことができる。

このように、流体圧により多数本のチャックピンが、真円度、円筒度等で定められるワークの内周面形状に倣い、しかも各チャックピンがワークの内周面に同一力でもってポイント的に圧接してワークをチャックキングする構成であって、従来のチャック装置のように、ワークの内周面のほぼ全面にコレット片等が当接してチャッキングする構成ではないので、ワークのチャッキング時において内径形状が外径にそのまま転写される程度が著しく緩和されて（殆ど転写されなくなって）、外径形状は、そのまま本来の形状を維持し易くなる。この結果、研削加工後に各チャックピンを後退させてチャッキングを緩めても、ワークの内径形状がそのまま外径に転写されることがなくて、真円度、円筒度の高い高精度の加工が可能となる。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記基準軸のチャックピンが挿入される部分は円筒部となっていて、当該円筒部の内側空間に、当該円筒部の内周面と所定の隙間を設けて円筒状をした第１流体路形成部材が配設され、前記チャックピンは、前記基準軸の円筒部に挿入されるピン本体部と、前記第１流体路形成部材の円筒部に挿入されるピストン部とで構成されて、基準軸の円筒部の内周面と第１流体路形成部材の円筒部の外周面とで形成される後退用流体路の流体圧によりチャックピン全体が後退するように、前記ピン本体部と前記ピストン部は、基準軸の半径方向に沿っては分離不能であるが、軸方向に沿っては分離可能に連結された構成であることを特徴としている。

請求項２の発明によれば、チャックピンのピン本体部を基準軸の円筒部に挿入すると共に、チャックピンのピストン部を第１流体路形成部材の円筒部に挿入しておいて、前記基準軸の円筒部の内側空間に第１流体路形成部材を挿入する際に、ピン本体部とピストン部とを連結させることができる。よって、基準軸と第１流体路形成部材とチャックピンとの組み付けが容易となる。

また、請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記第１流体路形成部材の円筒部の内部空間には、当該円筒部の内周面との間に突出用流体路が形成されるように円柱状の第２流体路形成部材が配設されて、前記チャックピンのピストン部の突出用受圧面には、前記第２流体路形成部材の外周面に軸方向に形成された回動防止溝に挿入される回動防止突起が形成されていることを特徴としている。

請求項３の発明によれば、第２流体路形成部材に対するチャックピンのピストン部の周方向の位置がずれないので、基準軸と第１流体路形成部材とチャックピンとの組み付けが一層容易となる。

また、請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明において、前記チャックピンは、基準軸の軸方向に沿って所定間隔をおいた異なる位置にそれぞれ周方向に沿って所定間隔をおいて挿入されて、隣接する各組のチャックピンは、周方向に沿ってずれた位置に配置されていることを特徴としている。

請求項４の発明によれば、基準軸の軸方向に沿って所定間隔をおいた異なる位置に周方向に沿って所定間隔をおいてチャックピンがそれぞれ挿入されていると共に、隣接する各組のチャックピンは、周方向に沿ってずれて配置されているため、ワークの内周面を多数のチャックピンにより多点でチャッキングする場合において、チャッキングバランスが良好となって、内径と外径との同心度が高まる等して、加工精度が高まると共に、ドーナツ状をした複数のワークを同時にセットして加工することが可能となって、加工能率も高まる。

また、請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかの発明において、前記基準軸の外周面には、当該基準軸に挿入されたワークの軸方向に対する位置決めを行うためのリング状のセット位置基準部材が嵌合され、当該セット位置基準部材には、ワークの内周面取り面と嵌合可能な断面テーパー状の基準端面が形成されていることを特徴としている。

請求項５の発明によれば、基準軸の外側にワークを挿入して、当該ワークの内周面取り面をセット位置基準部材に形成されたテーパー状の基準端面に当接させると、当該当接自体によって、基準軸、即ちスピンドル軸に対するワークの芯出しが行われて、多数本のチャックピンを備えた本発明に係るチャック装置による芯出しの精度が一層に高まる。

本発明は、流体圧により多数本のチャックピンが、真円度、円筒度等で定められるワークの内周面形状に倣い、しかも各チャックピンがワークの内周面に同一力でもってポイント的に圧接してワークをチャッキングする構成であって、従来のチャック装置のように、ワークの内周面のほぼ全面にコレット片等が当接してチャッキングする構成ではないので、ワークのチャッキング時において内径形状が外径に転写されなくなって、外径形状は、そのまま本来の形状を維持する。この結果、研削加工後に各チャックピンを後退させてチャッキングを緩めても、ワークの内径形状がそのまま外径に転写されることがなくて、真円度、円筒度の高い高精度の加工が可能となる。

以下、最良の実施例を挙げて、本発明を更に詳細に説明する。図１は、本発明に係るチャック装置の正面断面図（図２のＸ−Ｘ線断面図）であり、図２は、同じく側面断面図（図１のＹ−Ｙ線断面図）であり、図３（イ），（ロ）は、ワークＷのチャッキング状態の部分拡大縦断面図、及び部分拡大横断面図であり、図４（イ），（ロ）は、ワークＷのチャッキングを解除した状態の部分拡大縦断面図、及び部分拡大横断面図であり、図５は、チャックピンＰの分解斜視図であり、図６は、基準軸Ｓの斜視図であり、図７及び図８は、それぞれ第１及び第２の各油路形成部材Ａ₁,Ａ₂の斜視図である。図１及び図２において、円筒状のスピンドル軸１は、軸芯Ｃを水平にして主軸台（図示せず）に回転可能に支持されて駆動回転され、当該スピンドル軸１の先端面には、芯出し筒部２及び複数本のボルトＢ₁を介してフランジ盤３が一体に取付けられ、更に当該フランジ盤３の先端面には、芯出し軸部４及び複数本のボルトＢ₂を介して基準軸Ｓがフランジ部５の部分で一体に取付けられている。フランジ盤３の芯出し筒部２及び基準軸Ｓの芯出し軸部４によって、当該基準軸Ｓは、自身の軸芯がスピンドル軸１の軸芯Ｃと同一となるようにフランジ盤３を介してスピンドル軸１の先端部に一体に取付けられている。

基準軸Ｓは、図１、図２及び図６に示されるように、未加工のワークＷをセット（装着）すると共に、当該ワークＷの内周面を多数本のチャックピンＰでチャッキングするための圧油の経路（油路）を形成するための部材であって、フランジ部５が形成されている部分を除いて先端面に開口した円筒状になっている。基準軸Ｓの円筒部は、ワークセット部６となっていて、当該ワークセット部６の外側には、セットするワークＷの軸方向に沿った位置を定めるためのセット位置基準部材Ｄが嵌合されて、複数本のボルトＢ₃を介して基準軸Ｓのフランジ部５に一体に取付けられている。セット位置基準部材Ｄの先端面側には、ワークＷの内径面取り面９１と嵌合するテーパー状の基準端面１０が形成されている。ワークＷの内径面取り面９１をセット位置基準部材Ｄの基準端面１０に部分嵌合させてワークセット部６に挿入する（セットする）ことにより、スピンドル軸１の軸芯Ｃに対するワークＷの芯出し精度を高めている。

図１、図３及び図６に示されるように、基準軸Ｓの円筒状をしたワークセット部６の内部空間７は、断面円形であって、奥側が段差状に形成されていて、第１油路形成部材Ａ₁の円筒部８の先端の小径部８ａが、ワークセット部６の内部空間７の最奥部の嵌合孔部７ａにＯリングＧ₁により油密を保持して嵌合されていると共に、前記円筒部８の基端の大径部８ｂが、ワークセット部６の内部空間７の内周面にＯリングＧ₂により油密を保持して嵌合され、第１油路形成部材Ａ₁のフランジ部９が、基準軸Ｓの前端面に複数本のボルトＢ₃を介して固定されている。基準軸Ｓのワークセット部６の内部空間７の内径は、第１油路形成部材Ａ₁の円筒部８の中間径部８ｃの外径よりも小さく形成されて、前記内部空間７と前記中間径部８ｃとの間に、後述のチャックピンＰを後退させるための圧油の経路である第２油路Ｒ₂を構成する環状路Ｒ₂aが形成されている。また、第１油路形成部材Ａ₁の先端面は、基準軸Ｓの内部空間７の底面には達しておらず、両面の間に、チャックピンＰを前進（突出）させるための圧油の経路である第１油路Ｒ₁を構成する中空円板状の中間路Ｒ₁bが形成されている。

図１、図３、図７及び図８に示されるように、第１油路形成部材Ａ₁の円筒部８に形成された断面円形の内部空間１１には、円柱状の第２油路形成部材Ａ₂が同芯状に配設されて１本のボルトＢ₄によって前記第１油路形成部材Ａ₁のフランジ部９にＯリングＧ₅により油密を保持して固定され、第１油路形成部材Ａ₁の内部空間１１の内周面と第２油路形成部材Ａ₂の外周面との間に、第１油路Ｒ₁を構成していて前記中間路Ｒ₁bと連通する環状路Ｒ₁aが形成されている。第２油路形成部材Ａ₂の外周面には、周方向に沿って等間隔をおいてチャックピンＰの回動を防止する複数本の回動防止溝１２が軸方向に形成されている。

また、図１、図３及び図６に示されるように、基準軸Ｓのワークセット部６には、軸方向に沿って所定間隔（Ｌ）をおいた位置に、周方向に沿って一定間隔をおいて多数個（実施例では５個ずつ）のピン挿通孔２１が形成されている。軸方向に沿って異なる位置に形成された各ピン挿通孔２１は、周方向に沿ってずれて配置されて、全体からみると、ワークＷを安定してチャッキング可能にするために、全てのピン挿通孔２１は周方向に沿って等間隔をおいて配置されている（図２参照）。また、基準軸Ｓに対して第１油路形成部材Ａ₁を一体に組み付けた状態において、当該第１油路形成部材Ａ₁の円筒部８における前記ピン挿通孔２１に対応する部分には、ピストン挿通孔２２がそれぞれ形成されている。

チャックピンＰは、図３及び図５に示されるように、基準軸Ｓのワークセット部６の各ピン挿通孔２１に挿通されるピン本体部Ｐ₁と、第１油路形成部材Ａ₁の各ピストン挿通孔２２に挿通されるピストン部Ｐ₂とから成る。ピン本体部Ｐ₁とピストン部Ｐ₂は、いずれも円柱状であるが、チャックピンＰに後退用受圧面２３を形成するために、ピストン部Ｐ₂はピン本体部Ｐ₁よりも大径となっていて、当該ピストン部Ｐ₂の上面には、ピン本体部Ｐ₁の基端部に形成されたあり２４を嵌合されるためのあり溝２５が形成され、前記あり２４及びあり溝２５によって、ピン本体部Ｐ₁とピストン部Ｐ₂とは、分離可能に連結されている。ピン本体部Ｐ₁のあり２４とピストン部Ｐ₂のあり溝２５との嵌合は、組付け、及び分解を容易にするために、軸方向に沿って所定の「遊び」を有している。このように、チャックピンＰを分割構造にしたのは、チャック装置の組み付けを可能にするためであって、内径の小さなワークＷを加工する場合には、これに対応して基準軸Ｓの外径は小さくなり、チャックピンＰが一体構造であると、組み付けができない。また、ピストン部Ｐ₂の下面には、組付状態でチャックピンＰが回動して組付け、及び分解が不能となるのを防止するために、第１油路形成部材Ａ₁の回動防止溝１２に嵌合される回動防止突起２６が形成されている。また、ピストン部Ｐ₂の下面、及び回動防止突起２６の下面は、いずれも第１油路Ｒ₁の圧油の圧力を受けてチャックピンＰを前進させるための前進用受圧面２７〔図３（イ）参照〕となっている。なお、図３において、Ｇ₃，Ｇ₄は、それぞれチャックピンＰのピン本体部Ｐ₁及びピストン部Ｐ₂の外周部に嵌め込まれたＯリングを示し、Ｋは、ピン本体部Ｐ₁の先端部外周に嵌め込まれたシールパッキンを示す。

基準軸Ｓに対してチャックピンＰ、並びに第１及び第２の各油路形成部材Ａ₁，Ａ₂を組み付けるには、第１油路形成部材Ａ₁の内部空間１１に第２油路形成部材Ａ₂を挿入配置してボルトＢ₄により、当該第１油路形成部材Ａ₁に固定した後に、チャックピンＰのピストン部Ｐ₂の回動防止突起２６が第２油路形成部材Ａ₂の回動防止溝１２に挿通されるようにして、第１油路形成部材Ａ₁に形成された各ピストン挿通孔２２にチャックピンＰのピストン部Ｐ₂を挿入しておく。この際に、第１油路形成部材Ａ₁の半径方向に対するピストン部Ｐ₂のあり溝２５の位置を組付け可能な所定位置に定めておく。一方、基準軸Ｓの内部空間７の側から、当該基準軸Ｓの各ピン挿通孔２１にチャックピンＰのピン本体部Ｐ₁を挿通しておく。この際、基準軸Ｓのワークセット部６の半径方向に対するピン本体部Ｐ₁の組付け可能な位置を定めておく。

次に、基準軸Ｓの先端開口面から当該基準軸Ｓの内部空間７に第１油路形成部材Ａ₁を挿入すると、その完全挿入の直前において、各ピン本体部Ｐ₁のあり２４が各ピストン部Ｐ₂のあり溝２５にそれぞれ嵌合され、複数本のボルトＢ₃により基準軸Ｓに対して第１油路形成部材Ａ₁のフランジ部９を一体に固定する。なお、ピン本体部Ｐ₁のあり２４とピストン部Ｐ₂のあり溝２５とが嵌合を開始する直前に、第１油路形成部材Ａ₁の先端の小径部８ａは、基準軸Ｓの内部空間７の最奥部の嵌合孔に対して嵌合されているため、前記あり２４とあり溝２５とは、基準軸Ｓのワークセット部６に対するピン本体部Ｐ₁及び第１油路形成部材Ａ₁の円筒部８に対するピストン部Ｐ₂の各半径方向に沿った位置が正しければ確実に嵌合される。

また、図１において、基準軸Ｓの先端面には、チャックピンＰを前進させる第１油路Ｒ₁及びチャックピンＰを後退させる第２油路Ｒ₂をそれぞれ構成する圧油管Ｒ₁p, Ｒ₂pが管用ねじ２８を介してそれぞれ接続されている。圧油管Ｒ₁pは、基準軸Ｓ内に半径方向及び軸方向に形成された各中間路Ｒ₁c，Ｒ₁dを介して前記環状路Ｒ₁aに接続されていると共に、圧油管Ｒ₂pは、基準軸Ｓ内に半径方向及び軸方向に形成された各中間路Ｒ₂b，Ｒ₂cを介して前記環状路Ｒ₂aに接続されている。

次に、図９を参照して、基準軸Ｓのワークセット部６にワークＷをセットする方法を説明する。図９（イ）に示されるように、各チャックピンＰが後退端に位置している状態で、基準軸Ｓのワークセット部６にワークを挿入して、セット位置基準部材Ｄの基準端面１０に当接させる。この状態で、圧油管Ｒ₁pを通して第１油路Ｒ₁に圧油が供給されると、図３及び図９（ロ）に示されるように、チャックピンＰを構成するピストン部Ｐ₂の底面の前進用受圧面２７に圧油が作用して、各チャックピンＰが圧油の圧力に対応した均一の力で前進して、ピン本体部Ｐ₁の前端のわん曲面がワークＷの内径（内周面）に突き当って、ワークＷは、内径に多数本のチャックピンＰが多点で突き当たることによりチャッキングされる〔図９（ロ）参照〕。

このようにして、多数本のチャックピンＰをワークＷの内径に突き当ててチャッキングした場合には、ワークＷの内径が多点的に半径方向外側に向けて大きな力を受けているのみであって、従来の各チャック装置のように、ワークＷの内径のほぼ全面が半径方向外側に向けて大きな力を受けているのと異なる。即ち、本発明においては、多数本のチャックピンＰは、ワークＷの内径形状（真円度）に倣ってそれぞれ最大前進量が微妙に異なった状態で、ワークＷをチャッキングしている。このため、ワークＷの多点チャッキング時において、ワークＷの内径形状が外径にそのまま転写される程度が著しく緩和されて、外径形状は、そのまま本来の形状を維持し易くなる。図９（ロ）は、この状態を模式的に表しており、内径の大きな凸部６１にチャックピンＰが突き当たった部分の外径のみにおいても内径形状に倣う。このため、内径の大きな凸部６１にチャックピンＰが突き当たっても、外径に転写されることがない。

上記の状態で外径研削を行って〔図９（ハ）〕、チャッキングを解除した場合にも、外径部に影響を及ぼすことがない〔図９（ニ）〕。従って、本発明のチャック装置を使用すれば、従来のチャック装置を使用して外径研削を行う場合に比較して、ワークＷの外径の真円度が大幅に高まる。

そして、ワークＷの外径研削を終了した後には、第１油路Ｒ₁に作用している圧油を遮断して第２油路Ｒ₂に圧油を供給すると、図４に示されるように、各チャックピンＰの後退用受圧面に油圧が作用して、各チャックピンＰは後退端まで後退して、その先端面が加工済のワークＷ₀の内径から離脱する。これにより、基準軸Ｓのワークセット部６からのワークＷの取外しが可能となる。

また、上記実施例は、基準軸の軸方向に沿って異なる２つの位置にそれぞれ周方向に沿って多数のチャックピンを挿入して、リング状のワークを１個ずつ加工する例である。しかし、本発明においては、基準軸の軸方向に沿って異なる多数の位置にそれぞれ周方向に沿って多数のチャックピンを挿入しておくことにより、複数のワークを同時にセットして外径研削を行うことが可能となるので、リング状のワークの加工能率が高められる。また、本発明は、耐変形剛性の小さいリング状のワークを加工する場合に上記した多大な作用効果が奏されるが、直径に対する長さの比の大きい一般の円筒状のワークの外径研削を行う場合においても、程度の差はあっても、同様の作用効果が奏される。

また、チャックピンの前進・後退を行なわせるには、油圧のみならず空気圧でも可能である。油圧、空気圧等の流体圧は、圧力調整が極めて容易であるので、本発明においてはチャッキング力の調整が容易となる。

また、上記実施例では、基準軸Ｓの外径が小さい場合において、チャックピンＰの組付けを容易にするため、或いは可能にするために、チャックピンＰはピン本体部Ｐ₁とピストン部Ｐ₂とに分割された構造であるが、基準軸Ｓの外径が大きい場合には、一体構造のチャックピンを使用することも可能である。

本発明に係るチャック装置の正面断面図（図２のＸ−Ｘ線断面図）である。同じく側面断面図（図１のＹ−Ｙ線断面図）である。（イ），（ロ）は、ワークＷのチャッキング状態の部分拡大縦断面図、及び部分拡大横断面図である。（イ），（ロ）は、ワークＷのチャッキングを解除した状態の部分拡大縦断面図、及び部分拡大横断面図である。チャックピンＰの分解斜視図である。基準軸Ｓの斜視図である。第１油路形成部材Ａ₁の斜視図である。第２油路形成部材Ａ₂の斜視図である。本発明に係るチャック装置の作用説明図である。コレットチャック方式の従来のチャック装置の断面図である。油圧マンドレル方式の従来のチャック装置の断面図である。ダイヤフラム方式の従来のチャック装置の断面図である。従来のチャック装置の作用説明図である。

符号の説明

Ａ₁：第１油路形成部材
Ａ₂：第２油路形成部材
Ｄ：セット位置基準部材
Ｐ：チャックピン
Ｐ₁：ピン本体部
Ｐ₂：ピストン部
Ｒ₁：第１油路（前進用流体路）
Ｒ₂：第２油路（後退用流体路）
Ｓ：基準軸
Ｗ：（未加工）ワーク
Ｗ₀：加工済ワーク
１：スピンドル軸
６：基準軸のワークセット部（円筒部）
７：基準軸の内部空間
１０：基準端面
１２：回動防止溝
２３：後退用受圧面
２６：回動防止突起
２７：前進用受圧面

Claims

内径を加工基準として、円筒状のワークの外径や端面を研削加工する際に使用される円筒研削盤のチャック装置であって、
スピンドル軸の先端部に、当該スピンドル軸に対して芯出しされて一体に装着された基準軸と、
前記基準軸の外周面に対して僅かに出入り可能なように周方向に沿ってほぼ等間隔をおいて当該基準軸の半径方向に挿入され、しかも流体圧により前記半径方向に出入り可能な突出用及び後退用の各受圧面がそれぞれ形成された多数本のチャックピンと、
前記各チャックピンの突出用及び後退用の各受圧面に流体圧を独立させて作用させるために、前記基準軸の内部に分離して形成された突出用及び後退用の各流体路とを備え、
前記基準軸の外側にワークを挿入して、突出用流体路に供給された流体の圧力を各チャックピンの突出用受圧面に作用させて、各チャックピンを同一の突出力で基準軸外周面から突出させてワークの内周面をチャッキングすると共に、後退用流体路に供給された流体の圧力を各チャックピンの後退用受圧面に作用させて、各チャックピンを基準軸外周面から後退させてワークを取外し可能にしたことを特徴とする円筒研削盤のチャック装置。
前記基準軸のチャックピンが挿入される部分は円筒部となっていて、当該円筒部の内側空間に、当該円筒部の内周面と所定の隙間を設けて円筒状をした第１流体路形成部材が配設され、
前記チャックピンは、前記基準軸の円筒部に挿入されるピン本体部と、前記第１流体路形成部材の円筒部に挿入されるピストン部とで構成されて、基準軸の円筒部の内周面と第１流体路形成部材の円筒部の外周面とで形成される後退用流体路の流体圧によりチャックピン全体が後退するように、前記ピン本体部と前記ピストン部は、基準軸の半径方向に沿っては分離不能であるが、軸方向に沿っては分離可能に連結された構成であることを特徴とする請求項１に記載の円筒研削盤のチャック装置。
前記第１流体路形成部材の円筒部の内部空間には、当該円筒部の内周面との間に突出用流体路が形成されるように円柱状の第２流体路形成部材が配設されて、前記チャックピンのピストン部に形成された突出用受圧面には、前記第２流体路形成部材の外周面に軸方向に形成された回動防止溝に挿入される回動防止突起が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の円筒研削盤のチャック装置。
前記チャックピンは、基準軸の軸方向に沿って所定間隔をおいた異なる位置にそれぞれ周方向に沿って所定間隔をおいて挿入されて、隣接する各組のチャックピンは、周方向に沿ってずれた位置に配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の円筒研削盤のチャック装置。
前記基準軸の外周面には、当該基準軸に挿入されたワークの軸方向に対する位置決めを行うためのリング状のセット位置基準部材が嵌合され、当該セット位置基準部材には、ワークの内周面取り面と嵌合可能な断面テーパー状の基準端面が形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の円筒研削盤のチャック装置。