JP2011131321A - 偏芯チャック装置およびワークの偏芯方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】加工中心が把持中心からズレのある偏芯ワークを加工する際に用いる偏芯チャック装置において、偏芯調整機構は、複雑であって、且つ部品点数も多く、極めて高価なものとならざるをえない。また、偏芯量が限られてしまい、任意の偏芯量を有する、異なる複数種類のワークに対する加工中心の位置決めはできない。
【解決手段】駆動力によりチャックの半径方向へ移動可能に設けられる一対の移動部材と、一方の移動部材に連結され前方へ把持手段を配設し移動部材の半径方向の移動に連動して半径方向へ移動するベース部材と、他方の移動部材に連結され前記チャックボディの径方向外方に配設され移動部材の半径方向の移動に連動して前記ベース部材の移動方向とは逆方向の半径方向へ移動するカウンタウエイトを備える。
【選択図】 図１
【解決手段】駆動力によりチャックの半径方向へ移動可能に設けられる一対の移動部材と、一方の移動部材に連結され前方へ把持手段を配設し移動部材の半径方向の移動に連動して半径方向へ移動するベース部材と、他方の移動部材に連結され前記チャックボディの径方向外方に配設され移動部材の半径方向の移動に連動して前記ベース部材の移動方向とは逆方向の半径方向へ移動するカウンタウエイトを備える。
【選択図】 図１
Description
本発明は、加工中心が把持中心からズレのある偏芯ワークを加工する際に用いる偏芯チャック装置に関するものである。
例えば、自動車のクランクシャフトなどの加工中心が把持中心からズレのある偏芯ワークを加工する際にワークを把持する偏芯チャック装置が一般に用いられている。
従来の偏芯チャックには、特許文献１に開示されたチャック装置がある。この偏芯チャックは、駆動装置によりスライダと把持部が主軸の直径方向に移動され、加工されるワークのピンストロークに応じて割出された突起に当接することによりワークが位置決め保持され、この移動と同時にバランスウエイトが連動装置を介してスライダ及び把持部とは反対方向へ移動して位置決めされる。
スライダと把持部の直径方向移動による偏芯チャック装置の重心の主軸軸芯からの偏芯距離に応じたバランスの崩れが、バランスウエイトの移動により打ち消されて増加することのないように構成されている。
従来の偏芯チャックには、特許文献１に開示されたチャック装置がある。この偏芯チャックは、駆動装置によりスライダと把持部が主軸の直径方向に移動され、加工されるワークのピンストロークに応じて割出された突起に当接することによりワークが位置決め保持され、この移動と同時にバランスウエイトが連動装置を介してスライダ及び把持部とは反対方向へ移動して位置決めされる。
スライダと把持部の直径方向移動による偏芯チャック装置の重心の主軸軸芯からの偏芯距離に応じたバランスの崩れが、バランスウエイトの移動により打ち消されて増加することのないように構成されている。
チャック装置の偏芯調整機構として、スライダとバランスウエイトとの間に設けられ直径方向と直交する軸線回りに回動自在にチャック本体に軸支される回動部材が備えられている。この回動部材は、軸線に対し互いに反対側に位置する部分がピニオン軸で形成され、スライダ及びバランスウエイトに設けられたラックへ係合してバランスウエイトをスライダの移動と連動して反対方向に移動させる。
ところが、特許文献１に開示されたチャック装置において、偏芯調整機構は、前述のように複雑であって、且つ部品点数も多く、極めて高価なものとならざるをえない。
また、このチャック装置において、スライダの移動距離（偏芯量）はチャック本体に装着されるストッパから突出する複数の突起の突出長さにより決まるため、偏芯量が限られてしまい、任意の偏芯量を有する、異なる複数種類のワークに対する加工中心の位置決めはできない。
また、このチャック装置において、スライダの移動距離（偏芯量）はチャック本体に装着されるストッパから突出する複数の突起の突出長さにより決まるため、偏芯量が限られてしまい、任意の偏芯量を有する、異なる複数種類のワークに対する加工中心の位置決めはできない。
したがって、本発明は、任意の外形をもつ偏芯ワークの加工中心を格別の操作なく主軸の回転中心へ自動的に一致させることができ、且つ構造の簡単な調芯機構を有する偏芯チャック装置と、その把持方法を提供することを目的としている。
前述の課題を解決するために本発明は、工作機械の主軸に装着されるチャック装置であって、主軸へ固着されるチャックボディと、ワークを把持する把持手段と、駆動源による駆動力を伝達する作動部と、該作動部から伝達された駆動力によりチャックの半径方向へ移動可能に設けられる一対の移動部材と、一方の移動部材に連結され前方へ把持手段を配設し移動部材の半径方向の移動に連動して半径方向へ移動するベース部材と、他方の移動部材に連結され前記チャックボディの径方向外方に配設され移動部材の半径方向の移動に連動して前記ベース部材の移動方向とは逆方向の半径方向へ移動するカウンタウエイトを備えることを特徴とする。
また、前記作動部が、駆動源の駆動力により主軸の軸芯方向へ進退可能に設けられるプランジャと、該プランジャと作動部材へ係合しプランジャからの軸芯方向の作用力を移動部材の半径方向の移動力へ変換するレバーを備えることを特徴とする。
偏芯チャック装置を用いてワークを偏芯させる方法において、把持手段によりワークを把持する把持工程と、駆動源からの軸芯方向の作用力を半径方向の作用力に変換する変換工程と、該変換工程により半径方向へ移動される移動部材に固定された把持手段へ把持されたワークを半径方向へ偏芯させるワーク偏芯工程と、前記変換工程により半径方向へ移動される移動部材に固定されたカウンタウエイトを前記ワークと逆方向の半径方向へ偏芯させるカウンタウエイト偏芯工程とからなることを特徴とする。
本発明によれば、把持手段２とカウンタウエイト６に対応するため夫々配設している作動部３で形成され各々の移動部材４ａ、４ｂにより把持手段２とカウンタウエイト６が偏芯されるので、ひとつのプウランジャ７の動作によって、 把持手段２とカウンタウエイト６が同じ移動量で夫々異なる方向へ偏芯を行なうことが可能となる。
また、これにより、把持手段２とカウンタウエイト６の偏芯動作を連動させて移動することができ、さらに移動量を同期させて同じように移動することが容易に簡単な構造で行なうことができる。
また、これにより、把持手段２とカウンタウエイト６の偏芯動作を連動させて移動することができ、さらに移動量を同期させて同じように移動することが容易に簡単な構造で行なうことができる。
以下に本発明を実施するための最良の形態について、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施例の縦断面図を示す。
図１で示すように、チャックボディ１の後部は、図示しない工作機械の主軸の先端にボルト止めされて固着される。
チャックボディ１の前方側にはワークを把持する把持手段２が備えられており、加工されるワークを把持できるようになされている。
把持手段２は図示しない外部からの駆動手段により作動する把持機構を有する。本実施例においては、コレットチャック１８を設けており、このコレットチャック１８が、図示しない駆動手段により作動し、ワークの把持と解除を行なう。
図１は、本発明の実施例の縦断面図を示す。
図１で示すように、チャックボディ１の後部は、図示しない工作機械の主軸の先端にボルト止めされて固着される。
チャックボディ１の前方側にはワークを把持する把持手段２が備えられており、加工されるワークを把持できるようになされている。
把持手段２は図示しない外部からの駆動手段により作動する把持機構を有する。本実施例においては、コレットチャック１８を設けており、このコレットチャック１８が、図示しない駆動手段により作動し、ワークの把持と解除を行なう。
前述のチャックボディ１は内方へ空洞部分を有し、チャックの偏芯機構部分を備えている。チャックボディ１の内方には、図示しない駆動源の駆動力を伝達する作動部３が設けられている。
この作動部３は、駆動源に接続されチャックボディ１の空洞部分にガイドされて、外部の駆動源の動作により回転軸芯方向に進退可能に設けられるプランジャ７と、このプランジャ７の軸芯方向の動作により回動可能になされているレバー８を備えている。
この作動部３は、駆動源に接続されチャックボディ１の空洞部分にガイドされて、外部の駆動源の動作により回転軸芯方向に進退可能に設けられるプランジャ７と、このプランジャ７の軸芯方向の動作により回動可能になされているレバー８を備えている。
回転軸芯位置に設けられるプランジャ７は、回転軸芯と同心に略円筒形状になされ、駆動源の動作と連動して軸芯方向へ進退可能に設けられている。プランジャ７の外周部にはレバー８の一方の外端部が係合する凹部１０が形成され、プランジャ７の軸芯進退運動をレバー８の回転運動として伝達させる。
レバー８は、プランジャの半径方向外方へ回転軸芯に対した対称にして２つのレバー８が設けられ、軸芯と直交する回転軸を回転中心に回転自在となるようにチャックボディ１へ備えられている。
レバー８がくの字状に形成され略中心部へレバー軸９が貫通して設けられており、このレバー軸９は軸芯と直交する回転軸を中心にしてチャックボディ１に接続されることで、レバー８を回転自在に設けている。
レバー８がくの字状に形成され略中心部へレバー軸９が貫通して設けられており、このレバー軸９は軸芯と直交する回転軸を中心にしてチャックボディ１に接続されることで、レバー８を回転自在に設けている。
レバー８は、くの字形状の一端側を軸芯方向へ向けて、他端側をチャックボディ前方へ向けて配設され、一端側をプランジャ７に係合し、他端側を移動部材４に係合されている。レバー８の一端側であるプランジャ側端部１１は、プランジャ７の凹部１０へはまり込んで係合することで、プランジャ７の軸芯方向の動作をレバー８の回転動作に変換されて伝達される。
レバー８の他端側である移動部材側端部１２は、チャックボディ１の前方側内方部位に設けられた移動部材４へ係合するように設けられている。
レバー８の他端側である移動部材側端部１２は、チャックボディ１の前方側内方部位に設けられた移動部材４へ係合するように設けられている。
移動部材４は、前記レバー８のチャック前方側へ平板形状に備えられ、レバー８毎に夫々設けられている。つまり、ひとつのレバー８に対して夫々移動部材４が備えられ、レバー８から伝えられる駆動源の動作力により、移動部材４の夫々が半径方向に移動される。
移動部材４は、チャックボディ１の内方に設けられ、チャックボディ１にガイドされて半径方向へスライド移動可能に配設されている。移動部材４の後面には、前記レバー８の他端側である移動部材側端部１２と係合するための凹部１3が設けられており、レバー８の移動部材側端部１２が移動部材４の凹部１3へはまり込むことでレバーの回転動作による作用力を移動部材４の半径方向への移動力として作用される。
前述のレバー８と移動部材４は、夫々一対に構成されており、各々の駆動により一方が把持手段２の偏芯移動を行ない、他方がカウンタウエイト６のバランス移動を行なっている。
移動部材４は、チャックボディ１の内方に設けられ、チャックボディ１にガイドされて半径方向へスライド移動可能に配設されている。移動部材４の後面には、前記レバー８の他端側である移動部材側端部１２と係合するための凹部１3が設けられており、レバー８の移動部材側端部１２が移動部材４の凹部１3へはまり込むことでレバーの回転動作による作用力を移動部材４の半径方向への移動力として作用される。
前述のレバー８と移動部材４は、夫々一対に構成されており、各々の駆動により一方が把持手段２の偏芯移動を行ない、他方がカウンタウエイト６のバランス移動を行なっている。
一対の移動手段４の内、把持手段２側の移動手段４ａは、レバー８ａの回転により半径方向へスライド移動可能になされている。
この移動手段４ａのチャック前方には、ベース部材５が連設されている。ベース部材５はボルト１６により移動手段４ａへ固着されており、移動手段４ａの半径方向への移動と連動して半径方向へ移動するようになされている。
この移動手段４ａのチャック前方へ前述の把持手段２がボルト１９により固着されており、移動手段４ａの半径方向の移動により把持手段２が移動され、把持手段２に把持されたワークの偏芯動作を行なうことができる。
この移動手段４ａのチャック前方には、ベース部材５が連設されている。ベース部材５はボルト１６により移動手段４ａへ固着されており、移動手段４ａの半径方向への移動と連動して半径方向へ移動するようになされている。
この移動手段４ａのチャック前方へ前述の把持手段２がボルト１９により固着されており、移動手段４ａの半径方向の移動により把持手段２が移動され、把持手段２に把持されたワークの偏芯動作を行なうことができる。
一対の移動手段４の内、カウンタウエイト６側の移動手段４ｂは、レバー８ｂの回転により半径方向へスライド移動可能になされている。
この移動手段４ｂのチャック前方には、カウンタウエイト６が連設されている。カウンタウエイト６はボルト１７により移動手段４ｂへ固着されており、移動手段４ｂの半径方向への移動と連動して半径方向へ移動するようになされている。
この移動手段４ｂのチャック前方には、カウンタウエイト６が連設されている。カウンタウエイト６はボルト１７により移動手段４ｂへ固着されており、移動手段４ｂの半径方向への移動と連動して半径方向へ移動するようになされている。
カウンタウエイト６は、チャックボディ１の外周の外方に配置されており、また回転軸芯に対して対称位置の両側へカウンタウエイト６ａとカウンタウエイト６ｂが一体となされて設けられている。
これにより、カウンタウエイト６が半径方向へ移動した分、チャックボディ１に対して重心の移動を作用させることができる。このとき、作動部３であるプランジャ７とレバー８ａとレバー８ｂが、同一形状であり、軸芯に対称で配置される。
これにより、カウンタウエイト６が半径方向へ移動した分、チャックボディ１に対して重心の移動を作用させることができる。このとき、作動部３であるプランジャ７とレバー８ａとレバー８ｂが、同一形状であり、軸芯に対称で配置される。
次に本実施例の装置を用いたワークの偏芯方法について説明する。
図１は、把持手段２であるコレットチャック１８へワークを取り付けた際のチャック装置の断面図である。
この状態ではチャックボディ１の中心である回転軸芯ＣＬが、把持手段２とカウンタウエイト６の中心となっている。
図１は、把持手段２であるコレットチャック１８へワークを取り付けた際のチャック装置の断面図である。
この状態ではチャックボディ１の中心である回転軸芯ＣＬが、把持手段２とカウンタウエイト６の中心となっている。
この状態から、ワークを偏芯させる際には、外部からの駆動源によりプランジャ７を軸芯方向へ後退させる。図２にプランジャ７を後退させ、ワークの偏芯を行なった状態のチャック装置の断面図を示す。
この時、チャックボディ１の中心ＣＬに対して、把持手段２が一方側（図２において下方）へ距離Ｘだけ移動し、把持手段２の中心ＣＬｘとなり、カウンタウエイト６が他方側（図２において上方）へ距離Ｙだけ移動してカウンタウエイト６の中心ＣＬｙとなる。
この時、チャックボディ１の中心ＣＬに対して、把持手段２が一方側（図２において下方）へ距離Ｘだけ移動し、把持手段２の中心ＣＬｘとなり、カウンタウエイト６が他方側（図２において上方）へ距離Ｙだけ移動してカウンタウエイト６の中心ＣＬｙとなる。
外部からの駆動源によりプランジャ７が軸芯方向へ後退すると、プランジャ７に設けられた凹部１０にはまり込んだレバー８のプランジャ側端部１１がプランジャ７の後退に伴って後方へ動かされる。
このような構成を把持手段２とカウンタウエイト６に対応するため夫々配設しているので、プウランジャ７の動作によって、把持手段２とカウンタウエイト６が同じ移動量で夫々異なる方向へ偏芯を行うことができる。
このような構成を把持手段２とカウンタウエイト６に対応するため夫々配設しているので、プウランジャ７の動作によって、把持手段２とカウンタウエイト６が同じ移動量で夫々異なる方向へ偏芯を行うことができる。
以下に夫々の動作を分けて説明する。
図３には、把持手段２を偏芯させる構成を明確にした説明図である。図３において、把持手段２を偏芯させる構成を太線で示し、他の要素を細線で示している。
図４には、カウンタウエイト６を偏芯させる構成を明確にした説明図である。図４において、カウンタウエイト６を偏芯させる構成を太線で示し、他の要素を細線で示している。
図３には、把持手段２を偏芯させる構成を明確にした説明図である。図３において、把持手段２を偏芯させる構成を太線で示し、他の要素を細線で示している。
図４には、カウンタウエイト６を偏芯させる構成を明確にした説明図である。図４において、カウンタウエイト６を偏芯させる構成を太線で示し、他の要素を細線で示している。
まず、把持手段２を偏芯させる動作について、図３に基づいて説明する。
プランジャ７の後退動作によって、レバー８ａのプランジャ側端部１１ａが後方向へ引き込まれる。この作用力により、レバー軸９ａを中心にレバー８ａが回転動作を行ない、レバー８ａの移動部材側端部１２ａが軸芯方向へ回動する。
このレバー８ａの移動部材側端部１２ａは、移動部材４ａの凹部１３ａへはまり込んでいるので、移動部材４ａがチャックボディ１にガイドされて軸芯方向へスライド移動なされる。
移動部材４ａには前方へベース部材５がボルト１６で固着されているので、移動手段４ａの移動に伴って、ベース部材５が一方側（図３において下方）へ移動される。
ベース部材５の前方には把持手段２がボルト１９で固着されており、ベース部材５の軸芯方向への移動に伴って、把持手段２が一方側（図３において下方）へ距離Ｘだけ移動し、把持手段２の中心、つまりはワークの中心がＣＬｘとなされる。
プランジャ７の後退動作によって、レバー８ａのプランジャ側端部１１ａが後方向へ引き込まれる。この作用力により、レバー軸９ａを中心にレバー８ａが回転動作を行ない、レバー８ａの移動部材側端部１２ａが軸芯方向へ回動する。
このレバー８ａの移動部材側端部１２ａは、移動部材４ａの凹部１３ａへはまり込んでいるので、移動部材４ａがチャックボディ１にガイドされて軸芯方向へスライド移動なされる。
移動部材４ａには前方へベース部材５がボルト１６で固着されているので、移動手段４ａの移動に伴って、ベース部材５が一方側（図３において下方）へ移動される。
ベース部材５の前方には把持手段２がボルト１９で固着されており、ベース部材５の軸芯方向への移動に伴って、把持手段２が一方側（図３において下方）へ距離Ｘだけ移動し、把持手段２の中心、つまりはワークの中心がＣＬｘとなされる。
次に、カウンタウエイト６を偏芯させる動作について、図４に基づいて説明する。
まず、把持手段２を偏芯させる動作について、図３に基づいて説明する。
プランジャ７の後退動作によって、レバー８ｂのプランジャ側端部１１ｂが後方向へ引き込まれる。この作用力により、レバー軸９ｂを中心にレバー８ｂが回転動作を行ない、レバー８ｂの移動部材側端部１２ｂが軸芯方向へ回動する。
このレバー８ｂの移動部材側端部１２ｂは、移動部材４ｂの凹部１３ｂへはまり込んでいるので、移動部材４ｂがチャックボディ１にガイドされて軸芯方向へスライド移動なされる。
移動部材４ｂには前方へカウンタウエイト６がボルト１７で固着されているので、移動手段４ｂに伴って、カウンタウエイト６が他方側（図３において上方）、つまりは前述の把持手段２の移動方向とは逆の方向へ距離Ｙだけ移動し、カウンタウエイト６の中心がＣＬｙとなされる。
まず、把持手段２を偏芯させる動作について、図３に基づいて説明する。
プランジャ７の後退動作によって、レバー８ｂのプランジャ側端部１１ｂが後方向へ引き込まれる。この作用力により、レバー軸９ｂを中心にレバー８ｂが回転動作を行ない、レバー８ｂの移動部材側端部１２ｂが軸芯方向へ回動する。
このレバー８ｂの移動部材側端部１２ｂは、移動部材４ｂの凹部１３ｂへはまり込んでいるので、移動部材４ｂがチャックボディ１にガイドされて軸芯方向へスライド移動なされる。
移動部材４ｂには前方へカウンタウエイト６がボルト１７で固着されているので、移動手段４ｂに伴って、カウンタウエイト６が他方側（図３において上方）、つまりは前述の把持手段２の移動方向とは逆の方向へ距離Ｙだけ移動し、カウンタウエイト６の中心がＣＬｙとなされる。
この時、把持手段２とカウンタウエイト６に対応するため夫々配設しているレバー８ａと８ｂが同じ形状で形成されると、ひとつのプウランジャ７の動作によって、把持手段２とカウンタウエイト６が同じ移動量で夫々異なる方向へ偏芯を行なうことが可能となる。
つまり、前述の把持手段２が一方側（図３において下方）へ移動する距離Ｘと、カウンタウエイト６が他方側（図３において上方）へ移動する距離Ｙとが等しくなる、 （Ｘ＝Ｙとなる）
これにより、把持手段２とカウンタウエイト６の偏芯動作を連動させて移動することができ、さらに移動量を同期させて同じように移動することを容易に簡単な構造で行なうことができる。
つまり、前述の把持手段２が一方側（図３において下方）へ移動する距離Ｘと、カウンタウエイト６が他方側（図３において上方）へ移動する距離Ｙとが等しくなる、 （Ｘ＝Ｙとなる）
これにより、把持手段２とカウンタウエイト６の偏芯動作を連動させて移動することができ、さらに移動量を同期させて同じように移動することを容易に簡単な構造で行なうことができる。
本実施例においては、作動部３であるプランジャ７とレバー８の構成で移動部材４の駆動を行なっているが、本発明はこれに限定するものではなく、通常のチャック装置の作動部位で用いられる構成であれば、同様に本発明の効果を発現すことができる。
１ チャックボディ
２ 把持手段
３ 作動部
４ 移動部材
５ ベース部材
６ カウンタウエイト
７ プランジャ
８ レバー
９ レバー軸
２ 把持手段
３ 作動部
４ 移動部材
５ ベース部材
６ カウンタウエイト
７ プランジャ
８ レバー
９ レバー軸
Claims (3)
- 工作機械の主軸に装着されるチャック装置であって、主軸へ固着されるチャックボディと、ワークを把持する把持手段と、駆動源による駆動力を伝達する作動部と、該作動部から伝達された駆動力によりチャックの半径方向へ移動可能に設けられる一対の移動部材と、一方の移動部材に連結され前方へ把持手段を配設し移動部材の半径方向の移動に連動して半径方向へ移動するベース部材と、他方の移動部材に連結され前記チャックボディの径方向外方に配設され移動部材の半径方向の移動に連動して前記ベース部材の移動方向とは逆方向の半径方向へ移動するカウンタウエイトを備えることを特徴とする偏芯チャック装置。
- 前記作動部が、駆動源の駆動力により主軸の軸芯方向へ進退可能に設けられるプランジャと、該プランジャと作動部材へ係合しプランジャからの軸芯方向の作用力を移動部材の半径方向の移動力へ変換するレバーを備えることを特徴とする請求項１に記載の偏芯チャック装置。
- 偏芯チャック装置を用いてワークを偏芯させる方法において、把持手段によりワークを把持する把持工程と、駆動源からの軸芯方向の作用力を半径方向の作用力に変換する変換工程と、該変換工程により半径方向へ移動される移動部材に固定された把持手段へ把持されたワークを半径方向へ偏芯させるワーク偏芯工程と、前記変換工程により半径方向へ移動される移動部材に固定されたカウンタウエイトを前記ワークと逆方向の半径方向へ偏芯させるカウンタウエイト偏芯工程とからなることを特徴とするワークの偏芯方法。
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