JP2012135846A

JP2012135846A - チャック構造

Info

Publication number: JP2012135846A
Application number: JP2010290762A
Authority: JP
Inventors: Toshio Izawa; 登志夫伊澤
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2010-12-27
Filing date: 2010-12-27
Publication date: 2012-07-19

Abstract

【課題】本発明は、部品点数の増加を伴うことなく、爪機構から切粉を確実に除去することができる技術を提供することを課題とする。
【解決手段】チャック構造１０は、チャックボデー１３に、スライダー１５を移動可能に設け、前記スライダーの先端１５ａに爪機構２０を取付け、これらの爪機構２０でワーク１２を把持する。爪機構２０は、スライダー１５に第１ボルト３１で固定される親爪部材２５と、この親爪部材２５に第２ボルト３２で固定されワーク１２を把持する子爪部材２６とからなり、子爪部材２６は、第１ボルトの頭部３１ａを収容する座ぐり穴３７を覆う遮蔽板５３を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワークを把持するチャック構造の改良に関する。

旋盤の主軸にチャック機構が設けられ、このチャック機構でワークをチャックし、チャックされたワークを刃具で切削することが通常行われている。チャック機構は、チャックボデーに爪機構を放射状に移動可能にしておき、ワークの径変化に対応させることができることを構造的特徴とする。
切削時には、切粉が飛散するため、切粉の一部が爪機構に付着する。この切粉を放置すると、爪機構の移動に障害がでるため、対策が望まれる。
爪機構に切粉が付くことを防止する技術が提案されている（例えば、特許文献１（図３、図４）参照。）。

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図７（ａ）に示されているように、チャックボデー１０１の中心にポケット１０１ｂが形成され、このポケット１０１ｂにワーク１０２の外周を外方から把持する３つの爪機構１０３が移動可能に設けられ、これらの３つの爪機構１０３によってワーク１０２がチャックボデー１０１のポケット１０１ｂに留められている。
ポケット１０１ｂの入り口に、弾性部材としての２枚のカバー１０４、１０４が設けられている。

図７（ｂ）に示されているように、ワーク１０２でカバー１０４、１０４を押してカバー１０４、１０４の間を開放させながら、ワーク１０２をポケット１０１ｂ内に搬入する。ポケット１０１ｂ内にワーク１０２が搬入された後、カバー１０４、１０４の弾性によりカバー１０４、１０４の間は閉じられる。

次いで、図７（ｃ）に示されているように、ワーク１０２の切削加工により多量の切粉が発生した場合でも、切粉はカバー１０４、１０４の上面に溜まるので、切粉が爪機構に付き難くなる。

次に、図７（ｄ）に示されているように、加工後のワーク１０２でカバー１０４、１０４を押してカバー１０４、１０４の間を開放させながら、ワーク１０２を搬出する。このとき、カバー１０４、１０４の先端がワーク１０２により外側に押し広げられるので、カバー１０４、１０４の上面に堆積した切粉は、チャックボデー１０１の外側へ排出される。

なお、チャックボデー１０１の前面側よりポケット１０１ｂに侵入した少量の切粉は、ワーク１０２の搬出搬入時にエアブローにより吹き飛ばされるため、爪機構に付き難くなる。

ところで、特許文献１の技術では、チャックボデー１０１の上方にカバー１０４、１０４を設けたので、部品点数が増加する。部品点数の増加を伴うことなく、爪機構１０３から切粉を確実に除去することができる技術が望まれる。

特許第３６４０２１７号公報

本発明は、部品点数の増加を伴うことなく、爪機構から切粉を確実に除去することができる技術を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、チャックボデーに、放射状にスライダーを移動可能に設け、これらのスライダーの先端に親爪部材と子爪部材とからなる爪機構を取付け、この爪機構でワークを把持するチャック構造において、スライダーに、第１ボルトで親爪部材が固定され、この親爪部材に、ワークを把持する子爪部材が第２ボルトで固定され、子爪部材は、第１ボルトの頭部を収容する座ぐり穴を覆う遮蔽板を備えていることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、子爪部材に、第２ワークの外周面を把持する爪部が設けられ、この爪部の中間部に、逃げ部が形成されていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、子爪部材に、スライダーに親爪部材を固定するための第１ボルトを収容する座ぐり穴を覆う遮蔽板が備えられている。
従来、爪機構が親爪部材と子爪部材とから構成され、ワークを自動で爪機構に着脱する場合において、第１ボルトの頭を収容する座ぐり穴が露出しているときは、この座ぐり穴に付着した切粉は、ワークを加工後に、クーラントやエアブロー等によって除去される。しかし、座ぐり穴は凹凸部を有しており、座ぐり穴に切粉の一部が残留することがある。

この点、本発明では、親爪部材に開けた座ぐり穴は、子爪部材に備えられている遮蔽板によって覆われているので、切粉は座ぐり穴に入る心配はない。遮蔽板の上に切粉が残っている場合に、この切粉は、爪機構からワークを外した後に、エアブロー等によって除去される。遮蔽板の表面は凹凸のない平面とされるため、遮蔽板の表面に切粉が残る心配はない。従って爪機構の部品点数の増加を伴うことなく、爪機構に付着した切粉を確実に除去することができる。

請求項２に係る発明では、子爪部材の爪部に逃げ部が形成されている。第２ワークの把持をより確実に行おうとする場合は、子爪部材の周方向長さを大きくして第２ワークの把持長さを大きくする方法がある。しかし、子爪部材の周方向長さを大きくすると、子爪部材が大きくなり、その分の材料費が嵩む。

この点、本発明では、逃げ部は爪部の中間部に設けられ、１つの子爪部材に２つの爪部が形成されている。２つの爪部であれば、１つの爪部に較べてワークの把持をより確実に行え、その分だけ子爪部材の周方向長さを短く抑えることができる。結果、子爪部材の周方向長さを抑えつつワークの把持を確実に行わせることができる。

本発明に係るチャック構造の正面図である。図１の２−２線断面図である。爪機構の分解斜視図である。爪機構の斜視図である。本発明のチャック構造を利用して第２ワークを加工することを説明する作用説明図である。第２ワーク加工後の作用を説明する実施例図及び比較例図である。従来のチャック構造の原理図である。

本発明を実施する形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

先ず、ワークを把持するチャック構造について説明する。
図１に示されているように、旋盤等の工作機械にワークとしての第１ワーク１１又は第２ワーク１２を把持可能なチャック１０が設けられている。チャック１０に、チャックボデー１３が設けられ、このチャックボデー１３の周方向等間隔位置に３つのスライダー１５が設けられている。スライダー１５は、第１〜３スライダー１６〜１８からなる。

第１〜３スライダー１６〜１８は、放射状、つまり、第１ワーク１１又は第２ワーク１２の径方向にスライド可能（又は移動可能）に設けられている。
これらの第１〜３スライダーの先端１６ａ〜１８ａに第１〜第３爪機構２１〜２３からなる爪機構２０が取外し可能に取付けられている。これらの爪機構２０で第１ワーク１１又は第２ワーク１２を把持することができるようにした。
第１〜第３爪機構２１〜２３は、各々、親爪部材２５と、親爪部材２５に取付けられる子爪部材２６とからなる。

次に、チャック構造で把持可能となる第１ワークと第２ワークについて説明する。
通常、工作機械メーカや治具メーカによって準備されているものは、スライダーと一体化された親爪部材２５である。この親爪部材２５は、様々なワークサイズ、形状等に幅広く対応できるものである。親爪部材２５のみを利用することは、比較的多様なワークサイズを持つワークの加工に柔軟に対応できる。

しかし、親爪部材２５のみで多種類のワークに対応しようとすると、例えば、ワークの段取り替え時の生産性向上の点で改良の余地があった。
生産性向上を図るため、チャックを利用するユーザは、親爪部材２５に子爪部材２６を取付け、この子爪部材２６にてワーク１２を把持させる場合がある。ワーク１２の機種を変更する場合は、子爪部材２６のみを交換することにより、作業の容易化及び作業時間の短縮を図り、生産性向上を図っている。

すなわち、加工ライン等にて製品のサイズ、形状等が類似している第２ワーク１２を生産するユーザは、生産性向上やワークの一層の品質向上を目的として、工作機械メーカや治具メーカによって準備されている親爪部材２５に加えて子爪部材２６を付加する改良を行う場合がある。子爪部材２６に第２ワーク１２が把持される。
以下、親爪部材２５のみで把持するワークを第１ワーク１１と呼び、子爪部材２６で把持するワークを第２ワーク１２と呼ぶことにする。
本発明は、第２ワーク１２を把持する場合について、量産加工ラインに用いられるチャック構造を改良するものである。

図２〜３では、ワークを把持する爪機構について説明する。
図２に示されているように、スライダー１５に爪機構２０が取付けられている。
爪機構２０は、スライダー１５に第１ボルト３１で固定され第１ワーク（図１、符号１１）を把持する親爪部材２５と、この親爪部材２５に第２ボルト３２で固定され第２ワーク１２を把持する子爪部材２６とからなる。親爪部材２５は第１爪部３５を有し、子爪部材２６は第２爪部３６を有する。

チャックボデー１３を側方から見たときに、親爪部材２５は、Ｌ字状を呈する部材である。親爪部材２５には、スライダー１５に当接する底面４１と、この底面４１の端部からワークの軸方向に延ばされ第１ワーク１１を把持する第１爪部３５と、この第１爪部３５の端部からワーク外方に向け延ばされ子爪部材２６を受ける受面４２と、この受面４２の端部からワーク外方に向け延ばされ子爪部材２６の外面５６を受けるヒール面４３と、が形成されている。

図１に戻って、親爪部材２５の受面４２に、ワークの径方向に並んで第１座ぐり穴３７が開けられ、第１座ぐり穴３７に第１ボルト３１が挿入され、第１ボルト３１を介してスライダー１５に親爪部材２５が着脱可能に固定されている。

図２に戻って、チャックボデー１３を側方から見たときに、子爪部材２６は、Ｌ字状を呈する部材である。子爪部材２６に、受面４２に当接される子底面５１と、子底面５１の一部を構成しワークの径方向内方に延ばされ第２ワークの端面１２ａが当たるワーク受部５２を有する遮蔽板５３と、この遮蔽板５３のワーク周方向外方に位置する端部から第２ワーク１２の軸方向に延ばされ第２ワークを把持する第２爪部３６と、この第２爪部３６の端部からワークの周方向外方に延ばされる上面５４と、ヒール面４３に当接する後面５５とが形成されている。子爪部材２６は、第１ボルトの頭部３１ａを収容する第１座ぐり穴３７を覆う遮蔽板５３を備えている。
上面５４には、親爪部材２５に固定するためにワーク周方向に並んで第２座ぐり穴３８が開けられている。

図３に示されているように、スライダー１５に親爪部材２５がセットされ、この親爪部材２５に開けた第１座ぐり穴３７、３７に第１ボルト３１、３１がねじ込まれ、スライダー１５に親爪部材２５が固定される。

この親爪部材２５にめねじ４５、４５が形成され、親爪部材２５の受面４２に子爪部材２６がセットされ、この子爪部材２６に開けた第２座ぐり穴３８、３８に第２ボルト３２、３２をねじ込み、前記めねじ４５、４５にねじ込んで、親爪部材２５に子爪部材２６が着脱可能に取付けられる。
なお、第１スライダー及び第２スライダーは、第３スライダーと同様な構造を有することから、第１スライダー及び第２スライダーの構造については説明を省略する。

次に、親爪部材に第２ボルトを介して子爪部材を固定した状態について説明する。
図４に示されているように、子爪部材２６に、第２ワークの外周面（図２、符号１２ｂ）を把持する爪部としての第２爪部３６が設けられ、この第２爪部３６の内周面３６ｓの周方向中間部３６ｂに、径方向外方へ凹ませた逃げ部５８が形成されている。

子爪部材の第２爪部３６に逃げ部５８が形成されている。第２ワーク１２の把持をより確実に行おうとすると、子爪部材２６の周方向長さを大きくすれば良い。しかし、子爪部材２６の周方向長さを大きくすると、子爪部材２６が周方向に長くなり、その分の材料費が嵩む。

この点、本発明では、逃げ部５８は第２爪部の中間部３６ｂに設けられ、１つの子爪部材２６に２つの小爪部５９、５９が形成されている。２つの小爪部５９、５９であれば、１つの爪部に較べてワークの把持をより確実に行え、その分だけ子爪部材２６の周方向長さＬを抑えることができる。結果、子爪部材の周方向長さＬを抑えつつ第２ワーク１２の把持を確実に行わせることができる。

以上に述べたチャック構造の作用を次に述べる。
図５（ａ）に示されているように、旋盤６０は、本体６１と、この本体の側面に設けられ第２ワーク１２を把持する爪機構２０と、本体６１に設けられ刃具としてのバイト６２が取付けられる刃物台６３と、爪機構２０に第２ワーク１２を搬送又は爪機構２０から第２ワーク１２を搬出するローダ装置６４とを有する。

ローダ装置６４に加工前の第２ワーク１２を把持し、爪機構２０へ搬送する。第２ワークの端面１２ａは子爪部材２６に形成したワーク受部５２に当接されることで、第２ワーク１２の軸方向の位置決めがされ、次いで、スライダー１５と一体の第２爪部３６を径方向内方へ移動させ、ワークとしての第２ワーク１２を把持する。

図５（ｂ）に示されているように、爪機構２０で第２ワーク１２を把持した後、ローダ装置６４を爪機構２０から待避させ、爪機構２０を回転させ、バイト６２で第２ワーク１２の所定箇所を切削加工する。

図５（ｃ）に示されているように、加工後の第２ワーク１２にローダ装置６４を延ばし、第２ワーク１２を把持すると共に、爪機構２０のスライダー１５を径方向外方に移動させて第２ワーク１２の把持を解除し、爪機構２０から第２ワーク１２を搬出させる。

図６（ａ）に示されているように、図５（ｃ）で第２ワーク１２が搬出された後、洗浄ノズル６５を第２爪部３６及び遮蔽板５３の上に近づけ、遮蔽板５３の上に残留している切粉をエアブローにて除去する。

本発明では、親爪部材２５に開けた第１座ぐり穴３７は、子爪部材２６に備えられている遮蔽板５３によって覆われているので、切粉は第１座ぐり穴３７に入ることなく遮蔽板５３の上に付着する。遮蔽板５３の上に付着した切粉は、爪機構２０から第２ワーク１２を外した後に、エアブロー等によって除去される。遮蔽板５３の上である表面は凹凸のない平面であるため、遮蔽板５３の表面に切粉が残留し難い。
従って爪機構２０の部品点数の増加を伴うことなく、爪機構２０に付着した切粉を確実に除去することができる。

なお、親爪部材２５を子爪部材２６に取付けるために子爪部材２６に開け第２ボルトの頭部３２ａを塞ぐ座ぐり穴３８は、塞がれていない状態であり、座ぐり穴３８に切粉が残留することが懸念される。この場合、座ぐり穴３８は、遮蔽板５３で塞いだ座ぐり穴３７の位置に較べて、洗浄ノズル６５がアクセスし易い手前側の位置にあり、座ぐり穴３８に残留した切粉は十分に除去される。従って、このように洗浄ノズル６５を近づけることができる位置に座ぐり穴３８がある場合には、エアブロー等を施すことで、次に加工する第２ワーク１２の品質が低下する心配はない。

以下、図６（ｂ）及び図６（ｃ）では、比較例に係る作用を説明する。
図６（ｂ）に示されているように、従来、爪機構２０が親爪部材２５と子爪部材２６とから構成され、爪機構２０にワークを自動で着脱する場合において、第１ボルト３１の頭部を収容する第１座ぐり穴３７が露出しているときは、この第１座ぐり穴３７に付着した切粉は、クーラントやエアブロー等によって除去されていた。しかし、受面４２Ｂに開けた第１座ぐり穴３７は、第２座ぐ穴３８よりもチャックボデー１３の奥まった位置に設けられている上に第１座ぐり穴３７及び第１ボルトの頭部３１ａにより形成される凹凸部を有している。このため、第１座ぐり穴３７に切粉の一部が残留する等受面４２Ｂの表面に切粉の一部が残留することがある。

図６（ｃ）に示されているように、第１座ぐり穴３７に封止部材としてのプラグ部材７１を挿入して、第１座ぐり穴３７を塞いだものである。この場合に、第１座ぐり穴３７を塞いだとしても長期に渡る使用により、プラグ部材７１が浮いてくる等により受面４２Ｃの平坦を維持できない場合がある。また、プラグ部材７１は脱落する場合がある。すると、受面４２Ｃに切粉が残留し易くなる。

この点、図６（ａ）に示されているように、本発明では、プラグ部材７１等の部材を追加することなく、遮蔽板５３の表面を平坦のままに保つことができ、ワークの端面（図５、符号１２ａ）となる遮蔽板５３の表面に切粉が残留し難くなる。

尚、本発明は、実施の形態では普通旋盤に適用したが、タレット旋盤、立て旋盤にも適用可能であり、その他の旋盤に適用することは差し支えない。
請求項１では、爪部の中間部に形成する逃げ部を省略することは差し支えない。

本発明は、旋盤に用いられるチャック構造に好適である。

１０…チャック構造、１２…ワーク（第２ワーク）、１２ｂ…ワークの外周面、１３…チャックボデー、１５…スライダー、１５ａ…スライダーの先端、２０…爪機構、２５…親爪部材、２６…子爪部材、３１…第１ボルト、３１ａ…第１ボルトの頭部、３２…第２ボルト、３６…爪部（第２爪部）、３６ｂ…爪部の中間部、３７…座ぐり穴（第１座ぐり穴）、５３…遮蔽板、５８…逃げ部。

Claims

チャックボデーに、放射状にスライダーを移動可能に設け、これらのスライダーの先端に親爪部材と子爪部材とからなる爪機構を取付け、この爪機構でワークを把持するチャック構造において、
前記スライダーに、第１ボルトで前記親爪部材が固定され、
この親爪部材に、ワークを把持する前記子爪部材が第２ボルトで固定され、
前記子爪部材は、前記第１ボルトの頭部を収容する座ぐり穴を覆う遮蔽板を備えていることを特徴とするチャック構造。
前記子爪部材に、ワークの外周面を把持する爪部が設けられ、この爪部の中間部に、逃げ部が形成されていることを特徴とする請求項１記載のチャック構造。