JP2010240760A - ワークの芯出し装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マグネットチャックに簡単に組み合わせることによりワークの高精度な芯出しを短時間で可能にする芯出し装置を提供すること。
【解決手段】芯出し装置は、ワークＷを保持するマグネットチャック１０に取り付け可能な内側リング２と、内側リング２の外周側に同軸に配置され内側リング２により回転可能に支持されている外側リング３と、中心軸線Ｃに平行な軸線回りで回動可能に外側リング３によって枢支された少なくとも３個のレバー４にして、内側リング２の内周側の空間内に配置されるワーク接触部８をそれぞれ備える少なくとも３個のレバー４とを具備する。少なくとも３個のレバー４は、各ワーク接触部８に仮想的に内接する内接円ＩＣが中心軸線Ｃに同軸に形成されるように、及び外側リング３が内側リング２に対して回転されたとき内接円ＩＣの直径が縮小するように、内側リング２に可動的に連結されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、旋削加工等をされるワークの芯出し装置に関するものである。

旋削加工すべきワークをマグネットチャックで保持する場合、ワークをマグネットチャックの回転軸線に同芯に位置決めすることつまり芯出しすることが求められる。ワークの芯出しを行うとき、操作者は、通常マグネットチャックの吸着面に目印として描かれている複数の同心円を目安にしてワークの位置決めをし、さらにワークをプラスチックハンマー等で叩いて位置の微調整を行う。しかしながら、このようなやり方は、熟練者でも時間を要するものであり、またそれにもかかわらず芯出しの精度は十分ではなく、さらにワークが薄い場合にはワークの変形を引き起こすことがあった。

一方、マグネットチャックに適用できるワークの芯出し装置として、特許文献１及び２に記載されたものが知られている。しかしながら、いずれの特許文献に記載された装置も、構成が複雑であって、汎用的な旋盤及びマグネットチャックに付加して使える簡便なものとは言い難いものである。

特開２００２−３３７０１２号公報 特開２００８−１６８４２４号公報

本発明は前述した従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、マグネットチャックに簡単に組み合わせることによりワークの高精度な芯出しを短時間で可能にする芯出し装置を提供することである。

請求項１に記載された発明の芯出し装置は、ワーク（Ｗ）を保持するマグネットチャック（１０）に取り付け可能な内側リング（２）と、内側リング（２）の外周側に同軸に配置され内側リング（２）により回転可能に支持されている外側リング（３）と、内側及び外側リングの中心軸線（Ｃ）に平行な軸線回りで回動可能に外側リング（３）によって枢支された少なくとも３個のレバー（４）にして、内側リング（２）の内周側の空間内に配置されるワーク接触部（８）をそれぞれ備える少なくとも３個のレバー（４）と、を具備しており、少なくとも３個のレバー（４）は、少なくとも３個のワーク接触部（８）に仮想的に内接する内接円（ＩＣ）が中心軸線（Ｃ）に同軸に形成されるように、及び外側リング（３）が内側リング（２）に対して回転されたとき内接円（ＩＣ）の直径が縮小するように、内側リング（２）に可動的に連結されていることを特徴とするものである。

これによれば、ワーク接触部（８）に内接する内接円（ＩＣ）が中心軸線（Ｃ）に同軸に形成されると共に、この内接円（ＩＣ）の直径を外側リング（３）の回転により縮小できるので、マグネットチャック（１０）の吸着面にワーク（Ｗ）が偏心して配置されていたとしても、ワーク（Ｗ）の位置をワーク接触部（８）によって矯正して芯出しすることが可能になる。また、構造が比較的単純であるため芯出し精度を高めることが容易であること、及びマグネットチャック（１０）への装着及び取り外しが簡単であること、及び外側リングを操作すればよいこと等から、高精度なワークの芯出しが迅速に実現される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、内側リング（２）が中心軸線（Ｃ）まわりに等角度間隔で配置された少なくとも３本のピン（５）を備えており、レバー（４）が少なくとも３本のピン（５）のうちの１本のピン（５）に嵌合すると共にピン（５）を案内する直線溝（４ａ）を備えることを特徴とするものである。これにより、レバー（４）と内側リング（２）のピン（５）とが可動的に連結される。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、レバー（４）がローラ（７）を備えており、ワーク接触部（８）がローラ（７）に設けられていることを特徴とするものである。これにより、接触部（８）がワーク（Ｗ）に接触してそれを押すとき、接触部（８）とワーク（Ｗ）との間に生じる摩擦を小さな転がり摩擦にすることができる。

請求項４に記載の発明は、前述の発明において、少なくとも内側リング（２）が非磁性体から形成されていることを特徴とするものである。これによれば、マグネットチャック（１０）が磁力を発生しているときであっても、芯出し装置をマグネットチャック（１０）から容易に取り外すことが可能になる。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、内側リング（２）が円筒状のマグネットチャック（１０）に嵌着可能であるように形成されていることを特徴とするものである。これによれば、内側リング（２）のマグネットチャック（１０）への着脱が、簡単な構造で、かつそれらの間の高い同軸精度を確保しつつ実現され得る。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

本発明の実施形態による芯出し装置が適用されるマグネットチャックとそれに保持されたワークとを示す斜視図である。 本発明の実施形態による芯出し装置の平面図である。 図２におけるＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施形態による芯出し装置とワークの平面図であって、ワークの芯出しの中間状態を示す図である。 本発明の実施形態による芯出し装置とワークの平面図であって、ワークの芯出しが完了した状態を示す図である。

以下、本発明の実施形態による芯出し装置１について図１〜図５を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態の芯出し装置１が適用される旋削加工用のマグネットチャック１０とワークＷとを示す斜視図である。図１のマグネットチャック１０は、円柱状のものであって、旋盤（図示せず）の三方締チャック１１によって保持されている。また、マグネットチャック１０は平坦な吸着面１２を図１の右端面に備えており、そこには中心穴を有する比較的薄い円板状のワークＷが吸着固定されている。マグネットチャック１０は、その吸着力を最大と最小の２段階で選択可能なものであり、図１に示されるスイッチ１３のＯＮとＯＦＦがそれぞれ前記吸着力の最大と最小に対応している。

本実施形態の芯出し装置１は、その平面図である図２に示されるように、円環状の内側リング２と、この内側リング２の外周側に嵌め込まれた円環状の外側リング３と、３個のレバー４とを具備している。内側リング２と外側リング３は共通の中心軸線Ｃを有している。芯出し装置１は、図２のＡ−Ａ断面図である図３からわかるように比較的薄く、より詳しくは外側リング３の外径の１／２０程度の厚さ寸法を有するように作られている。また、本実施形態の芯出し装置１では、該装置をマグネットチャック１０から容易に取り外せるように、少なくとも内側リング２は非磁性体であるオーステナイト系のステンレス鋼から製作されている。

内側リング２は、それがマグネットチャック１０に嵌着可能であるように、図２で表される表面側の端面とは反対側の端面から凹んで形成された円形凹部２ａを有しており、前記円形凹部２ａの内径Ｄ₂がマグネットチャック１０の外径Ｄ₁に嵌合する寸法を有している。また内側リング２の表面側の端面には１２０度の等角度間隔で３本の第１ピン５が設けられている。第１ピン５は先端側にねじ部（図示せず）を有し、レバー４の後述する直線溝４ａを挿通してから内側リング２にねじ固定されている。また、第１ピン５は、レバー４が第１ピン５から外れないように、拡径した頭部を有している。

外側リング３は、内側リング２の外周側に同軸に配置されて内側リング２により回転可能に支持されており、また、内側リング２に対して同軸に回転するように、その内周が内側リング２の外周に隙間なく嵌合している。また外側リング３の表面側の端面には１２０度の等角度間隔で３本の第２ピン６が設けられている。これら第２ピン６は、中心軸線Ｃに平行な軸線回りにレバー４を回動可能に支持するものであり、レバー４の基端部に設けられた穴（図示せず）に挿入されてから外側リング３に圧入されている。また本実施形態では、レバー４が外側リング３から外れることが無いように、第２ピン６は拡径した頭部を有している。

レバー４は、比較的細長い概ね直線状であるが先端側が内周側に湾曲又は傾斜した形状の板状部材として形成されている。本実施形態では、レバー４はその先端にローラ７を備えており、このローラ７は、図２及び図３に示されるように、内側リング２が形成する空間内に配置されていて、使用時にはワークＷの外周に接触することができる。本明細書では、ワークＷに接触するローラ７の外周面をワーク接触部８と呼ぶ。また、レバー４の中間部には直線溝４ａが形成されており、この直線溝４ａは内側リング２に固定された第１ピン５に嵌合してそれを案内することができ、本実施形態では第１ピン５が挿通する貫通穴として形成されている。

各３本の第１ピン及び第２ピンは前述したとおりそれぞれ１２０度の等角度間隔で配置されているので、これらピンに隙間なく嵌合して支持され又は係合している３本のレバー４の先端部も１２０度の等角度間隔で配置される。その結果、各ワーク接触部８に仮想的に内接する内接円ＩＣが中心軸線Ｃに同軸に形成される。

また、レバー４は、外側リング３の第２ピン６によって回動可能に支持されると共に、内側リング２の第１ピン５によって内側リング２に移動可能に連結されているので、外側リング３を内側リング２に対して回転することにより、レバー４の先端と内側リング２の内周面との間の距離及びしたがって前記内接円ＩＣの直径を変化させることが可能になる。なお、図２は、前記内接円ＩＣが最大の直径ｄ₁を有する状態を示しており、そのとき外側リング３は図２の反時計回り方向の端位置まで回転されている。

次に、本実施形態の芯出し装置１を使用してワークＷの芯出しを行う工程を説明する。

まず、ワークＷを目視によりマグネットチャック１０の吸着面１２のほぼ中央に配置する。このときマグネットチャック１０のスイッチ１３はＯＦＦになっているが、ワークＷはスイッチＯＦＦ時の比較的小さな磁力によって吸着面１２に保持されている。

次に、芯出し装置１を手で持ってマグネットチャック１０に取り付ける。芯出し装置１の内側リング２にはマグネットチャック１０の外周面に嵌合する円形凹部２ａが形成されているので、芯出し装置１をマグネットチャック１０に同軸に嵌着することができる。また、このとき３本のレバー４のワーク接触部８に基づいて形成される内接円ＩＣの直径は最大のｄ₁になるように、外側リング３を図２の反時計回り方向に回転しておく。

次に、芯出し装置１を手でマグネットチャック１０に押し付けながら、外側リング３を時計回りに回転すると、図４に示されるように、内接円ＩＣの直径が縮小して直径ｄ₂となる。ただし、直径ｄ₂はワークＷの外径より大きい直径である。また、図４ではワークＷの位置は偏心しているので、３本のレバー４のうち２本のレバー４のローラ７には接しているが１本のレバー４のローラ７とは離間している。

次に、さらに外側リング３を時計回りに回転させると、レバー４のローラ７は、内接円ＩＣをさらに縮小させながらワークＷを押してマグネットチャック１０の吸着面１２の中心の方へ摺動させる。そして、外側リング３をさらに時計回りに回すと、図５に示されるように、前記内接円ＩＣの直径がワークＷの外径に一致し、また同時にワークＷが吸着面１２の中心に配置される。

次に、外側リング３を反時計回りに回転させてから芯出し装置１をマグネットチャック１０から取り外す。その後、マグネットチャック１０のスイッチ１３をＯＮにして最大磁力でワークＷを保持してから切削加工を開始する。

また、本実施形態による芯出し装置１を実際に使ってワークを芯出した後ワークの回転振れ量Ｘを計測したところ、２０回の芯出しにおいて回転振れ量Ｘは０．０３ｍｍ〜０．０７ｍｍの範囲に含まれ、また平均値Ｘａｖは０．０６ｍｍと良好な結果が得られた。なお、本実施形態による芯出し装置１を使わないでハンマー等で位置を調整した場合は、時間をかけても回転振れ量Ｘを０．１ｍｍ未満に抑えることは困難であった。

（その他の実施形態）
前述の実施形態では、レバー４はローラ７を備え、このローラ７にワーク接触部８が設けられていたが、本発明では、レバーがローラ７のような転動体を備えることは必須ではなく、レバーの一部にワーク接触部８が直接的に設けられてもよい。

本発明では、レバー４の数は３本が好適であるが、レバー４が４本以上設けられていてもよい。

前述の実施形態の芯出し装置１は、厚さの比較的薄いワークの芯出しに適用されていたが、本発明による芯出し装置を長尺ワークの中間部の支えに応用することも可能である。

２ 内側リング
３ 外側リング
４ レバー
５ 第１ピン
６ 第２ピン
７ ローラ
８ ワーク接触部
１０ マグネットチャック
ＩＣ 内接円
Ｗ ワーク

Claims (5)

1. ワーク（Ｗ）を保持するマグネットチャック（１０）に取り付け可能な内側リング（２）と、
   前記内側リング（２）の外周側に同軸に配置され前記内側リング（２）により回転可能に支持されている外側リング（３）と、
   前記内側及び外側リングの中心軸線（Ｃ）に平行な軸線回りで回動可能に外側リング（３）によって枢支された少なくとも３個のレバー（４）にして、前記内側リング（２）の内周側の空間内に配置されるワーク接触部（８）をそれぞれ備える少なくとも３個のレバー（４）と、を具備する芯出し装置であって、
   前記少なくとも３個のレバー（４）は、少なくとも３個の前記ワーク接触部（８）に仮想的に内接する内接円（ＩＣ）が前記中心軸線（Ｃ）に同軸に形成されるように、及び前記外側リング（３）が前記内側リング（２）に対して回転されたとき前記内接円（ＩＣ）の直径が縮小するように、内側リング（２）に可動的に連結されていることを特徴とする、芯出し装置。
2. 前記内側リング（２）が前記中心軸線（Ｃ）まわりに等角度間隔で配置された少なくとも３本のピン（５）を備えており、
   前記レバー（４）が前記少なくとも３本のピン（５）のうちの１本のピン（５）に嵌合すると共に前記ピン（５）を案内する直線溝（４ａ）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の芯出し装置。
3. 前記レバー（４）がローラ（７）を備えており、前記ワーク接触部（８）が前記ローラ（７）に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の芯出し装置。
4. 少なくとも前記内側リング（２）が非磁性体から形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の芯出し装置。
5. 前記内側リング（２）が円筒状のマグネットチャック（１０）に嵌着可能であるように形成されていることを特徴とする、請求項４に記載の芯出し装置。

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