JP2015036171A - 工作機械 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークの芯振れを抑えると共に、把持装置の幅を変更可能にする。
【解決手段】ワークＷの一端を把持する状態と開放する状態とに切り替える第１把持装置５と、第１把持装置５と同軸に配設されワークＷの他端を把持する状態と開放する状態とに切り替える第２把持装置７と、ワークＷを回転させる回転装置と、を有する工作機械であって、第１把持装置５と第２把持装置７とを脱着可能に固定する連結手段Ｂを備え、第１把持装置５および第２把持装置７でワークＷを把持した状態において回転装置１１により回転させて加工可能とし、第２把持装置７を分離し第１把持装置５でワークＷを把持した状態において回転装置１１により回転させて加工可能とした。
【選択図】図２

Description

本発明は工作機械に係り、特に、第１把持装置と第２把持装置を備えた工作機械に関する。

従来、ガンドリル等の長尺工具を使用する深孔明加工機において、主軸により工具を回転させながら前進させるとともに、ワークを工具と逆の方向に回転させることにより加工孔の直進性が向上することが知られている。
このような工作機械において、一方が大径部又は突起部を有し、他方が小径部のワークを加工する場合において、前記一方からワークの半分に深孔加工した後にワークを反転して前記他方よりワークの残りの半分を深孔加工することがある。

このような用途に使用するワーク回転装置として、筒状のコレットにワークを挿通し把持した状態でワーク回転装置を反転（旋回）してワークを反転させるワーク回転装置が提案されている（例えば、特許文献１）。

特許第４２２７５５１号公報（図２〜図４）

しかしながら、特許文献１に提案するワーク回転装置を有する工作機械においては、ワーク回転装置より長いワークを把持して回転させた場合に、ワークの自重や遠心力によりワークの芯振れが発生し、穴加工精度が低下するという問題があった。

以上の問題点に鑑み、本発明の課題は、長尺のワークの芯振れを抑えると共に、把持装置の幅（把持する長さやスパン）を変更できる工作機械を提供することにある。

前記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る発明は、ワークの一端を把持する状態と開放する状態とに切り替える第１把持装置と、この第１把持装置と同軸に配設され前記ワークの他端を把持する状態と開放する状態とに切り替える第２把持装置と、前記ワークを回転させる回転装置と、を有し、前記ワークを回転させながら加工する工作機械であって、前記第１把持装置と前記第２把持装置とを脱着可能に固定する連結手段を備え、前記第１把持装置および前記第２把持装置で前記ワークを把持した状態において前記回転装置により回転させて加工可能とし、前記第２把持装置を分離し前記第１把持装置で前記ワークを把持した状態において前記回転装置により回転させて加工可能としたこと、を特徴とする。

本発明は、ワークの一端を把持する第１把持装置と他端を把持する第２把持装置を備えたことで、ワークの一端と、この一端から離隔した位置でワークの他端と、を別個独立して把持することができる。つまり、ワークの一端および他端を把持、ワークの一端を開放し他端を把持、またはワークの一端を把持し他端を開放することができる。
このため、種々の形状のワークに対してワークの形状や長さ、加工形態に応じてワークの把持の仕方を適宜変更することができる。

また、本発明は、前記第１把持装置と前記第２把持装置とを脱着可能に固定する連結手段を備えたことで、把持装置の幅（把持する長さやスパン）を変更することができる。つまり、前記第１把持装置と前記第２把持装置とを連結した場合には、分離して一方の把持装置で把持する状態よりも把持装置の幅を拡大することができる。

具体的には、前記第１把持装置と前記第２把持装置とを連結した場合には、ワークの一端を前記第１把持装置で把持し、離隔した位置で他端を前記第２把持装置で把持し、前記第１把持装置と前記第２把持装置とを連結して確実に把持した状態でワーク回転させることができる。
このため、長尺のワークを回転させた場合であっても、ワークの芯振れを効果的に抑えることができる。

一方、前記連結手段により、前記第１把持装置と前記第２把持装置とを分離した場合には、前記第１把持装置のみでワークを把持することができる。

このようにして、本発明は、ワークの形状や長さ、加工形態に応じて把持装置の幅（把持部の長さやスパン）を変更することができる。
例えば、前記第１把持装置および前記第２把持装置で前記ワークを把持した状態でワークの一端から加工し、前記第２把持装置を分離して前記第１把持装置のみで把持した状態でワークの他端から加工することができる。

このため、本発明は、工作機械の工具の送り長さを過大に確保することなく、一部分に大径部又は突起部がある長尺のワークであってもワークの両端からそれぞれ孔加工して、加工精度を向上させることができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の工作機械であって、前記第１把持装置および前記第２把持装置は、コレットチャックであり、前記第１把持装置は、前記回転装置で回転され第１テーパ面を有する筒状のワーク回転軸と、このワーク回転軸内を軸方向に摺動し前記第１テーパ面と平行な第２テーパ面を外面に有する筒状の第１コレットと、この第１コレットを軸方向に摺動する第１コレット移動装置と、を備え、前記第２把持装置は、第１テーパ面を有する筒状のハウジングと、ハウジング内を軸方向に摺動し前記ハウジングの第１テーパ面と平行な第２テーパ面を外面に有する筒状のこの第２コレットと、この第２コレットを軸方向に摺動する第２コレット移動装置と、を備え、前記連結手段により前記第１コレットと前記ハウジングを脱着可能に連結したこと、を特徴とする。

かかる構成によれば、前記第１コレット移動装置により第１コレットを軸方向に移動してワーク回転軸に形成された第１テーパ面と第２コレットに形成された第２テーパ面を密着させることで、第１コレットでワークの一端を把持した状態で回転させることができる。また、前記第２コレット移動装置により第２コレットを軸方向に移動してハウジングに形成された第１テーパ面と第２コレットに形成された第２テーパ面を密着させることで、第２コレットでワークの他端を把持することができる。

そして、前記連結手段により前記第１コレットと前記ハウジングを脱着可能に連結したことで、ワークを第１コレットおよび第２コレットで把持した状態で、前記回転装置により前記ワーク回転軸を回転させることにより、ワークを安定して円滑に回転させることができる。

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の工作機械であって、前記第２コレット移動装置は、前記ハウジングに形成された第１テーパ面と前記第２コレットに形成された第２テーパ面が密接する方向へ付勢するバネと、前記バネの付勢力に抗して前記第２コレットを前記ハウジングに形成された第１テーパ面と前記第２コレットに形成された第２テーパ面が離隔する方向へ移動する第２コレット解放装置と、を備えたことを特徴とする。

かかる構成によれば、前記バネによりハウジングに形成された第１テーパ面と第２コレットに形成された第２テーパ面を密着させることで、第２コレットでワークの他端を把持することができる。
また、前記第２コレット解放装置を備えたことで、前記バネの付勢力に抗して前記第２コレットを前記第１テーパ面と前記第２テーパ面が離隔する方向へ移動することで、第２コレットからワークを解放することができる。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載の工作機械であって、前記第２コレット解放装置は、前記第２コレットを移動して前記第２把持装置に装着されたワークを開放する押込み棒と、この押し込み棒に配設され前記ワークに当接させて所定位置まで当該ワークを押し込むワーク位置決め手段と、を備えたことを特徴とする。

かかる構成によれば、前記第２コレット解放装置に押し込み棒とワーク位置決め手段を備えたことで、押し込み棒によりワークを解放した状態でワーク位置決め手段によりワークの位置決めをすることができるため、作業性を向上させ加工工数を低減することができる。

請求項５に係る発明は、請求項４に記載の工作機械であって、前記ワーク位置決め手段は、前記ワークの回転中心に当接して当該ワークを支持するセンタリング軸と、このセンタリング軸を回転自在に支持する軸受けと、を備えたことを特徴とする。

かかる構成によれば、前記ワークの回転中心に当接して当該ワークを支持するセンタリング軸を備えたことで、第２把持装置を取り外した場合にも、ワークの回転中心を支持して、長尺のワークの芯振れをより効果的に抑制して、加工精度を向上させることができる。

本発明によれば、長尺のワークの芯振れを抑えると共に、把持装置の幅（把持部の長さやスパン）を変更できる工作機械を提供することができる。このため、本発明に係る工作機械は、長尺のワークを回転させた場合であっても、ワークの芯振れを効果的に抑えることができる。また、工作機械の工具の送り長さを過大に確保することなく、一部分に大径部又は突起部がある長尺のワークであっても、ワークを反転してワークの両側から精度よく加工することができる。

本発明の実施形態に係るガンドリルによる深孔明加工機を示し、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は左側面図である。 本発明の実施形態に係る深孔明加工機のワーク回転把持装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る深孔明加工機の動作を説明するための断面図であり、（ａ）はワーク把持状態、（ｂ）は第１把持装置が解放状態、第２把持装置が把持状態、（ｃ）は第１把持装置、第２把持装置が共に解放状態を示す。 第２把持装置を第１把持装置から取り外した場合における深孔明加工機の動作を説明するための断面図であり、（ａ）は把持状態、（ｂ）は解放状態を示す。 本発明の実施形態に係る深孔明加工機の使用状況を説明するための断面図であり、（ａ）は第２把持装置を第１把持装置に組付けてワークを把持し、ワークの一端から半分を加工する状況を、（ｂ）は第２把持装置を第１把持装置から取外し、ワークを反転して挿入し把持し加工する状況を示す。 本発明の実施例２に係るワーク回転把持装置の構成および動作を示す断面図である。 本発明の実施例３に係るワーク回転把持装置の構成および動作を示す断面図であり、（ａ）は第１把持装置と第２把持装置を解放して大径部を有するワークを前方から挿入して位置決めした状態、（ｂ）は第１把持装置と第２把持装置でワークを把持してワークの大径部側の半分を加工する状態、（ｃ）は第２把持装置を取り外し、ワークを反転し第１把持装置の後方からワークを挿入して把持しワークの小径部側の残り半分を加工する状態を示す。

本発明の実施形態に係る工作機械である深孔明加工機２０について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
＜深孔明加工機＞
図１の（ｂ）に示すように、本発明の深孔明加工機２０は、ベッド２１上の左側には、ガイドレール２１ｂが配設され、そのガイドレール２１ｂ上にはＺ２軸（図１（ａ）参照）方向に摺動自在にスライド２１ａが配設されている。
そして、このスライド２１ａ上にワークＷを把持して回転させるワーク回転把持装置１（図２参照）が戴置されている。

図１の（ａ）に示すように、深孔明加工機２０は、ベッド２１上の右側にガイドレール２２ｂが配設され、そのガイドレール２２ｂ上にはＺ１軸方向に摺動自在にテーブル２２ｃが配設されている。そのテーブル２２ｃ上に主軸台２３が戴置され、その主軸台２３の主軸にはガンドリル２４が装着されている。
深孔明加工機２０の後方には、クーラントユニット２９（図１の（ｂ）参照）が配置されている。クーラントユニット２９には、ワークＷの近傍に配設されたチップボックス２６から排出されたチップを回収する大きな回収用チップボックス２６ｂと、高圧クーラントポンプが設置される。

クーラントは、クーラントユニット２９により主軸台２３に圧送され、ガンドリル２４内部を通ってガンドリル２４先端まで送られ、孔加工によって生じた切りくずと共に、図１の（ａ）のベッド中央上のチップボックス２６から回収される。このクーラント及び切りくずは、チップボックス２６を通って、クーラントユニット２９の大きな回収用チップボックス２６ｂで回収され、クーラントから切りくずが分離される。

図１を参照して、深孔明加工機２０における深穴明加工方法を説明する。ここで、Ｚ２軸においてはチップボックス２６へ向かう方向を、Ｚ１軸においてもチップボックス２６へ向かう方向への移動を、それぞれ前進と表記する。前進方向の反対方向への移動を後退と表記する。

ワークＷを後記するワーク回転把持装置１に把持させた後、ワークＷを回転し、回転したワークＷがチップボックス２６に取付けた図示しないガイドリングに突き当たるまで、ワーク回転把持装置１をＺ２軸方向に沿って前進させる。主軸を回転させ、クーラントをガンドリル２４内に導入し、ガンドリル２４先端から切削部へ吐出させる。主軸台２３をＺ１軸方向に沿って前進させる。ガンドリル２４が振れ止め２５を通過して、ワークＷに突き当たり、加工を開始する。加工端までガンドリル２４を前進させた後、Ｚ１軸方向に沿って、主軸台２３を原位置まで後退させ、主軸の回転を停止する。
次いで、ワーク回転把持装置１をＺ２軸方向に沿って後退させ、ワークＷの回転を停止させ、ワークＷを開放して加工が完了する。

［実施例１］
＜ワーク回転把持装置＞
図２に示すように、ワーク回転把持装置１は、ベース部材である第１ハウジング１０と、ワークＷの一端である前側を把持する第１把持装置５と、この第１把持装置５と同軸に配設されワークＷの他端である後側を把持する第２把持装置７と、ワークＷを回転させる回転装置１１と、第１把持装置５と第２把持装置７とを脱着可能に固定する連結手段であるボルトＢによる締結部と、を備えている。

第１ハウジング１０は、第１把持装置５を回転自在に支持する部材であり、第１ハウジング１０の下部中央にベアリング５３が嵌入され、このベアリング５３に貫通穴を有するワーク回転軸５２が回転自在に軸支される。ワーク回転軸５２の前端部には前方に向かうにつれて拡径された第１テーパ面５２ａが設けられ、外径部には歯車５２ｂが設けられる。

第１把持装置５は、ワーク回転軸５２の内部に前後に摺動自在に装着された第１コレット５１と、第１コレット５１を軸方向に摺動する第１コレット移動装置５０と、を備えている。
第１コレット５１は、ワーク回転軸５２の第１テーパ面５２ａと平行な第２テーパ面５１ａを有する。第１コレット５１の周囲には、第１コレット５１が弾性変形しやすいように、複数の割り溝が設けられている。

第１コレット移動装置５０は、第１ハウジング１０の下部後方に前後方向に移動自在に配設された第１シリンダ５５と、第１シリンダ５５の内側に嵌入されたベアリング５６と、ベアリング５６を介して第１シリンダ５５に対して回転自在に軸支されるとともに第１コレット５１に螺着された引き込みリング５８と、を備えている。

引き込みリング５８は、第１コレット５１に螺着されて一体として回転するとともに、ベアリング５６により第１シリンダ５５に対して回転自在に軸支されているため、第１シリンダ５５と一体として前後方向に移動自在に配設されている。

具体的には、第１シリンダ５５は、第１ハウジング１０とエンドブラケット５７の間に形成された前後方向のスペースに配設され、エンドブラケット５７に設けられた流路１ａおよびハウジングに設けられた流路１ｂから流通させた作動流体の圧力により前後移動するようになっている。このため、第１シリンダ５５に回転自在に軸支された引き込みリング５８と第１コレット５１は、第１シリンダ５５と一体として前後移動するようになっている。
作動流体は、圧縮性流体である圧縮空気、又は非圧縮性流体である作動油を用いることができる。

第２把持装置７は、筒状の第２ハウジング７１と、第２ハウジング７１の内部に前後に摺動可能に配設された第２コレット７３と、この第２コレット７３を軸方向に摺動する第２コレット移動装置９０と、を備えている。
第２ハウジング７１は、前端側が大径となる第１テーパ面７１ａを有し、第２ハウジング７１の内部に前後に摺動可能に第２コレット７３が設けられる。
第２コレット７３は、第１テーパ面７１ａと平行な第２テーパ面７３ａが設けられ、周囲には弾性変形しやすいように図示しない複数の割り溝が設けられる。

第２把持装置７は、連結手段であるボルトＢにより、第２ハウジング７１を第１把持装置５の引き込みリング５８に締結することで、第１把持装置５と一体に連結されるとともに、自在に取り外しが可能である。

なお、本実施形態においては、ボルトＢにより、第２把持装置７の第２ハウジング７１を第１把持装置５の引き込みリング５８に締結したが、連結手段はボルトＢに限定されるものではなく、着脱自在に連結固定できるものであれば、ピンやキー、雄ネジと雌ネジを螺合させるような締結手段でもよい。また、締結箇所も第２ハウジング７１と引き込みリング５８を締結するものに限定されるものではなく、第２ハウジング７１と第１コレット５１が一体として連結できるものであればよく、第２ハウジング７１を直接第１コレット５１に連結してもよい。

ここで、コレット引き込みリング５８の後方に設けられた穴部の内径と第２ハウジング７１前方に設けられた軸部の外径は嵌合されているため、第２コレット７３と第１コレット５１は同軸となる。

第２コレット移動装置９０は、第２ハウジング７１に形成された第１テーパ面７１ａと第２コレット７３に形成された第２テーパ面７３ａが密接する方向へ付勢するバネである皿バネ７２と、この皿バネ７２の付勢力に抗して第２コレット７３を第１テーパ面７１ａと第２テーパ面７３ａが離隔する方向へ移動する第２コレット解放装置９と、を備えている。

皿バネ７２は、第２コレット７３の後方に螺着されたリング７４と第２ハウジング７１の間に挿入されている。皿バネ７２は、第２コレット７３を第２ハウジング７１の後方へ、弾性力により付勢する。その付勢力により、第２テーパ面７３ａが第１テーパ面７１ａに押し付けられ、挟持部の内径が小さくなり、ワークＷを把持する。

第２コレット解放装置９は、第２把持装置７の後方に配設され、押込み棒９１と、ベース９５と、ベース９５に配設された空気圧シリンダ９３と、押込み棒９１を安定にスライドさせるためのガイド９４とからなる。
押込み棒９１は、空気圧シリンダ９３の伸縮により、ガイド９４に沿って前後に移動する。空気圧シリンダ９３の推力は第２把持装置７の皿バネ７２の弾性力に抗して第２コレット７３を押し込むことが可能に設定される。
かかる構成により、第２コレット解放装置９は、皿バネ７２の付勢力に抗して第２コレット７３を第１テーパ面７１ａと第２テーパ面７３ａが離隔する方向へ移動させて、ワークＷを解放するようになっている。

回転装置１１は、駆動源となるモータ１３の回転がモータ軸に取付けられた図示しない歯車からワーク回転軸５２外周部の歯車５２ｂを介して、ワーク回転軸５２へ伝達されるようになっている。そして、ワーク回転軸５２を回転させることで、回転装置１１は、ワーク回転軸５２の内部に挿入された第１コレット５１を回転し、第１コレット５１に連結された第２把持装置７を一体として回転する。

＜長尺ワークの加工＞
図３に従って、長尺ワークＷ１を加工する場合の加工方法について説明する。
長尺ワークＷ１を使用する場合、第１把持装置５を開放して長尺ワークＷ１を取り外した状態で、第２コレット解放装置９の空気圧シリンダ９３により押込み棒９１を後退させ、第２把持装置７を第１把持装置５に取り付けておく。

図３（ａ）は長尺ワークＷ１の把持状態を示す。第１シリンダ５５は後方に移動し、押込み棒９１は後退している。
長尺ワークＷ１を把持状態から解放するためには、まず、図３（ｂ）に示すように、第１シリンダ５５を前方に移動して、第１把持装置５を開放する。図３（ｂ）は、第１シリンダ５５が前進して第１把持装置５が長尺ワークＷ１を開放し、押込み棒９１が後退して第２把持装置７が長尺ワークＷ１を把持した状態を示す。

具体的には、第１把持装置５の第１ハウジング１０の作動油流路１ｂから作動流体をシリンダ５５の後方側へ注入し、第１シリンダ５５を前進させる。第１シリンダ５５の前進に従って、第１コレット５１が前進し、第１コレット５１の第２テーパ面５１ａがワーク回転軸５２の第１テーパ面５２ａと乖離し、第１コレット５１の挟持部が拡大し、第１把持装置５が長尺ワークＷ１を開放する。

次いで、第２把持装置７を開放する。図３（ｃ）は第１把持装置５と第２把持装置７とが共に解放状態にあり、長尺ワークＷ１が取り出し可能な状態を示す。
第２コレット解放装置９の空気圧シリンダ９３を伸長させ、押込み棒９１を前進させる。押込み棒９１が第２把持装置７に設けられた皿バネ７２の弾性力に抗して第２コレット７３を押し込む。第２コレット７３が第２ハウジング７１内を前進することで、第２コレット７３の挟持部が開き、第２把持装置７が長尺ワークＷ１を解放する。第１把持装置５、第２把持装置７がそれぞれ開放することで、長尺ワークＷ１が取り出し可能になる。

続いて、図３に従って、長尺ワークＷ１の挿入及び把持方法を説明する。
図３（ｃ）に示すように、第１把持装置５、及び第２把持装置７が解放した状態で、長尺ワークＷ１を第１把持装置側から挿入する。
図３（ｂ）に示すように、第２コレット解放装置９の空気圧シリンダ９３により、押込み棒９１を後退させる。すると、皿バネ７２の弾性力により第２コレット７３が第２ハウジング７１内を後退し、第２コレット７３の第２テーパ面７３ａと第２ハウジング７１の第１テーパ面７１ａが密着することで、第２コレット７３の挟持部の内径が狭まり、長尺ワークＷ１が第２把持装置７で把持される。

さらに、図３（ａ）に示すように、第１ハウジング１０内の流路１ａから作動流体を、第１シリンダ５５の前方側に注入することで第１シリンダ５５が後退する。このとき、第１シリンダ５５、ベアリング５６、引き込みリング５８、及び第２把持装置７が第１コレット５１と一体となって、第１コレット５１がワーク回転軸５２の内部を後退する。第１コレット５１の第２テーパ面５１ａとワーク回転軸５２の第１テーパ面５２ａとが圧着され、第１コレット５１の挟持部の内径が狭まることにより、第１把持装置５が長尺ワークＷ１を把持する。

図４に従って、短尺ワークＷ２の解放方法を説明する。短尺ワークＷ２を使用する場合、ワーク解放状態で、ボルトＢ（図２参照）を外して第１把持装置５から第２把持装置７を予め取り外しておく。
第１把持装置５を開放する。図４（ａ）は第２把持装置７（図２参照）を取外し、第１把持装置５が短尺ワークＷ２を把持した状態を示す。第１把持装置５の解放は上記と同様のため、詳細は省略する。第２把持装置７を使用しないため、第２コレット解放装置９は使用しない。

＜短尺ワークの加工＞
短尺ワークの把持方法を説明する。図４（ｂ）は第２把持装置を取り外し、第１把持装置５がワークＷ２を開放した状態を示す。短尺ワークＷ２の把持では、第２把持装置７（図２参照）を使用しないため、第１把持装置５を把持する事のみによって、短尺ワークＷ２を把持する。第１把持装置５の把持方法は上記と同様のため、詳細な説明は省略する。

図５に従って、ワークの一部が大径又はワークの一部に突起部を有するワークＷ３の両側から深孔加工を行う場合の加工方法を説明する。ワークＷ３が小径部Ｗ３１と大径部Ｗ３２（突起部）からなり、小径部Ｗ３１を把持して加工する場合には、以下のように行なう。
図５（ａ）に示すように、ワークＷ３の小径部Ｗ３１が第１把持装置５よりも長い場合においては、ボルトＢ（図２参照）により、第２把持装置７を第１把持装置５に予め取付けておく。ワークＷ３の大径部Ｗ３２又は突起部が前進側を向く方向で、ワークＷ３を前進側から挿入し、把持する。ワークＷ３の途中までガンドリル２４により深孔加工を行い、その後ワークＷ３を開放する。この場合にあっては、上記長尺ワークＷ１（図３参照）の使用方法を参照して把持又は解放を行う。

次に、第２把持装置７を取り外す。
続いて図５（ｂ）に示すように、大径部Ｗ３２又は突起部が後退側を向くようにして、ワークＷ３を第１把持装置５の後方側から挿入する。上記短尺ワークＷ２（図４参照）の把持方法に従って把持し、小径部Ｗ３１側から孔加工を行う。加工完了後、ワークＷ３を開放する。
なお、加工する順序は、図５（ｂ）に示すように、先に小径部Ｗ３１側から加工を行い、次いで、図５（ａ）に示すように、大径部Ｗ３２側から加工する順序に変更することが可能である。

次に、本発明の実施例１に係るワーク回転把持装置１の効果を説明する。
第１把持装置５と、この第１把持装置５と離間した位置において把持する第２把持装置７とにより、長尺ワークＷ１（図３参照）を２点で軸支して回転させることが可能となり、長尺ワークＷ１を回転した際に、長尺ワークＷ１がその自重や遠心力で振れることが防止される。

また、第１把持装置５は、その内部に設けられた第１シリンダ５５の前後移動により長尺ワークＷ１の把持と開放を切替える。これに対して、第２把持装置７は、第２コレット解放装置９の空気圧シリンダ９３の伸縮により押込み棒９１が前後に移動することで長尺ワークＷ１の把持と開放を切替える。従って、第１把持装置５と第２把持装置７は独立して把持する状態と開放する状態とに切替えることができる。

さらに、第２把持装置７は、第１把持装置５と脱着が可能であるため、把持部の全長を変更することができる。深孔明加工機２０（図１参照）においては、ワークＷの前端をワーク回転把持装置１の前端部より突出させ、チップボックス２６の内部に設けられた図示しないガイドリングに突き当てる必要がある。ところが、ワークの一部に突起や大径部がある場合、小径部の長さが把持部の全長に満たない場合には、大径部を後方に向け、把持部の後方からワークＷを挿入することができない。

しかし、図５（ｂ）に示すように、第２把持装置７を取り外し、第１把持装置５のみの構成とすることにより、把持部全長を変更可能とする構造を有することにより、ワークＷ３の一部に突起部や大径部Ｗ３２が存する場合であって、小径部Ｗ３１の長さが第１把持装置５の全長より長く、かつ、第１把持装置５と第２把持装置７の組合せた全長よりも短い場合であっても、ワークＷ３の取り付け向きを反転して取付けて深孔加工することができる効果を奏する。

なお、第１把持装置５は、本発明の実施形態ではコレット式チャックであるが、パワーチャックを用いることも可能である。
また、第２把持装置７の第１テーパ面７１ａ及び第２テーパ面７３ａは、実施例１では前端が大径で、後ろ方向にいくに従って小径となるテーパの向きを有しているが、後ろ端が大径で、前方向に行くにしたがって小径となるテーパを持ち、前端に皿バネ７２を配設して第２コレット７３を前方へ付勢するようにしても良い。
この場合には、第２コレット解放装置９は後退することによりワークＷを開放する。また、短尺ワークを加工するときにおいては、第２コレット解放装置９は第２把持装置７を引き込むことなく、後退させる。

第２コレット解放装置９は、実施例１では圧縮性流体である圧縮空気を利用した空気圧シリンダにより駆動したが、非圧縮性流体である作動油を用いた油圧シリンダ若しくはモータシリンダ又はモータを駆動源とするリンク機構、により駆動しても良い。皿バネ７２はつるまきバネで代用しても良い。

第２把持装置７および第２コレット解放装置９に替えて、空気圧シリンダを内蔵し、第１把持装置５と同様のシリンダ５５によるシリンダ機構を採用して、ワークを把持する状態と開放する状態に切り替えることができる第２把持装置（不図示）を利用しても良い。この場合にあっても、第２把持装置の先端部分と第１把持装置５の後端部分を嵌合し、第２把持装置を第１把持装置５に取外し自在に連接する。この場合には、第２把持装置への空気圧回路は柔軟性を有する、例えばプラスチックスチューブを利用できる。

［実施例２］
続いて、主として図６を参照しながら、第１把持装置及び第２把持装置が共にワークを解放している状態において、ワークＷ４の挿入位置を一定位置に規定するワーク回転把持装置１Ａについて説明する。図６は本発明の実施例２に係るワーク回転把持装置の構成および動作を示す断面図である。

図６に示すように、第２コレット解放装置９Ａの押込み棒９１の先端にワーク位置決め具１０１が設置されている。ワーク位置決め具１０１の径は第２コレット７３の内径よりも小径とする。ワーク位置決め具１０１の先端にはメカストッパ１０１ａとアブソーバ１０１ｂが設けられている。
その余りの構成及び機能は実施例１と同様であり、説明を省略する。

次に、使用方法を説明する。第２コレット解放装置９Ａが前進することで第２把持装置７が解放状態にあり、かつ、第１把持装置５が解放状態にある場合において、第２把持装置７の第２コレット７３内に、ワーク位置決め具１０１が挿入されている。
ここで、ワークＷ４を第１把持装置５の前進側から、ワークＷ４が第２把持装置７内のワーク位置決め具１０１の先端に設けられたメカストッパ１０１ａに当たる位置まで挿入する。アブソーバ１０１ｂは、ワークＷ４とメカストッパ１０１ａとが接触する際に、クッションとして作用する。

次に、第２把持装置７の第２コレット解放装置９Ａを後退させると、ワークＷ４が第２把持装置７により、把持される。ここで、初期のワークＷ４の挿入深さはワーク位置決め具１０１により制限されているため、所定の深さにワークＷ４が把持される。引き続いて第１把持装置５によりワークＷ４を把持すると、所定位置でワークＷ４を把持する事が可能となる。

なお、実施例２では、ワーク位置決め具１０１の先端にアブソーバ１０１ｂ、及びメカストッパ１０１ａを設けたが、これらは設けることを要しない。メカストッパ１０１ａを設けない場合には、ワークＷ４の位置は、ワーク位置決め具１０１により規定される。アブソーバ１０１ｂに替えてボールプランジャを選定することができる。
また、ワーク位置決め具１０１は円柱形である必要はなく、多角柱型でも構わない。ガイド９４は、ガイドシャフトとすべり軸受けの組合せ、ボールスプライン、直線ガイド等を利用することができる。

［実施例３］
続いて、主として図７を参照しながら、第２把持装置７を取外して加工する場合において、第２コレット解放装置９Ｂの押込み棒９１Ｂの先端にセンタリング軸１１１を取付け、ワークＷ５の後端をセンタリングすることでワークＷ５の回転の振れを防止するワーク回転把持装置１Ｂについて説明する。
図７は、本発明の実施例３に係るワーク回転把持装置の構成および動作を示す断面図であり、（ａ）は第１把持装置と第２把持装置を解放して大径部を有するワークを前方から挿入して位置決めした状態、（ｂ）は第１把持装置と第２把持装置でワークを把持してワークの大径部側の半分を加工する状態、（ｃ）は第２把持装置を取り外し、ワークを反転し第１把持装置の後方からワークを挿入して把持しワークの小径部側の残り半分を加工する状態を示す。

図７（ａ）に示すように、押込み棒９１Ｂの中心部には貫通穴が設けられる。貫通穴内に、ベアリング１１０が設けられ、ベアリング１１０にはセンタリング軸１１１が軸支される。ワークＷ５の解放時には、押込み棒９１により、第２コレット７３が第２ハウジング７１内を前方に移動し、開放している。このときに、センタリング軸１１１は第２コレット７３内に挿入されており、センタリング軸１１１によって、ワークＷ５の挿入深さが制限される。

図７（ｂ）に示すように、第２把持装置７を第１把持装置５に組付けてワークＷ５の大径側を第１把持装置５側に向け、ワークＷ５を前方から挿入し、ガンドリル２４により深孔加工する。この場合には、第２把持装置７の挟持部（第２コレット７３の第２テーパ面７３ａの位置）と第１把持装置５の挟持部（第１コレット５１の第２テーパ面５１ａの位置）が離間しているため、ワークＷ５が振れることが防止される。

図７（ｃ）に示すように、第２把持装置７を取り外した後に、ワークＷ５を反転させ、第１把持装置５の後ろ側より挿入してワークＷ５を把持する。このあと、第２コレット解放装置９Ｂを前進させると、押込み棒９１Ｂに軸支したセンタリング軸１１１がワークＷ５に当たるまで前進する。この状態でワークＷ５をモータ３により回転すると、ワークＷ５の回転と共にセンタリング軸１１１が回転する。

実施例３の発明によれば、図７（ｃ）に示すように、第１の把持装置５と第２の把持装置７に替えて、第１の把持装置とワークＷの後端を回転軸中心に支えるセンタリング軸１１１とにより、回転による振れをより確実に防止することができる。
なお、本実施例では、大径部側の半分を先に加工して、小径部側を後から加工したが、加工の順を入れ替えてもよく、また、大径部側からのみ加工することで、止まり穴を形成してもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されず、適宜変更して実施することが可能である。
例えば、本実施形態においては、工作機械として深孔明加工機２０について説明したが、これに限定されるものではなく、ワーク回転把持装置１を適用できるものであれば、旋盤や中ぐり盤等の種々の工作機械に適用することもできる。

１，１Ａ，１Ｂ ワーク回転把持装置
５ 第１把持装置
７ 第２把持装置
９，９Ａ，９Ｂ 第２コレット解放装置（第２コレット移動装置）
１０ 第１ハウジング
１１ 回転装置
１３ モータ
２０ 深孔明加工機（工作機械）
２４ ガンドリル
５０ 第１コレット移動装置
５１ 第１コレット
５１ａ 第２テーパ面
５２ ワーク回転軸
５２ａ 第１テーパ面
５５ 第１シリンダ（第１コレット移動装置）
５６ ベアリング（第１コレット移動装置）
５７ エンドブラケット（第１コレット移動装置）
５８ 引き込みリング（第１コレット移動装置）
７１ 第２ハウジング
７１ａ 第１テーパ面
７２ 皿バネ（バネ、第２コレット移動装置）
７３ 第２コレット
７３ａ 第２テーパ面
９０ 第２コレット移動装置
９１，９１Ｂ 押し込み棒
９３ 空気圧シリンダ
１０１ ワーク位置決め具
１１１ センタリング軸
Ｂ ボルト（連結手段）
Ｗ，Ｗ３，Ｗ４，Ｗ５ ワーク
Ｗ１ 長尺ワーク
Ｗ２ 短尺ワーク

Claims (5)

1. ワークの一端を把持する状態と開放する状態とに切り替える第１把持装置と、
   この第１把持装置と同軸に配設され前記ワークの他端を把持する状態と開放する状態とに切り替える第２把持装置と、
   前記ワークを回転させる回転装置と、を有し、前記ワークを回転させながら加工する工作機械であって、
   前記第１把持装置と前記第２把持装置とを脱着可能に固定する連結手段を備え、
   前記第１把持装置および前記第２把持装置で前記ワークを把持した状態において前記回転装置により回転させて加工可能とし、前記第２把持装置を分離し前記第１把持装置で前記ワークを把持した状態において前記回転装置により回転させて加工可能としたこと、
   を特徴とする工作機械。
2. 前記第１把持装置および前記第２把持装置は、コレットチャックであり、
   前記第１把持装置は、前記回転装置で回転され第１テーパ面を有する筒状のワーク回転軸と、このワーク回転軸内を軸方向に摺動し前記第１テーパ面と平行な第２テーパ面を外面に有する筒状の第１コレットと、この第１コレットを軸方向に摺動する第１コレット移動装置と、を備え、
   前記第２把持装置は、第１テーパ面を有する筒状のハウジングと、ハウジング内を軸方向に摺動し前記ハウジングの第１テーパ面と平行な第２テーパ面を外面に有する筒状のこの第２コレットと、この第２コレットを軸方向に摺動する第２コレット移動装置と、を備え、
   前記連結手段により前記第１コレットと前記ハウジングを脱着可能に連結したこと、
   を特徴とする請求項１に記載の工作機械。
3. 前記第２コレット移動装置は、前記ハウジングに形成された第１テーパ面と前記第２コレットに形成された第２テーパ面が密接する方向へ付勢するバネと、
   前記バネの付勢力に抗して前記第２コレットを前記ハウジングに形成された第１テーパ面と前記第２コレットに形成された第２テーパ面が離隔する方向へ移動する第２コレット解放装置と、
   を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の工作機械。
4. 前記第２コレット解放装置は、
   前記第２コレットを移動して前記第２把持装置に装着されたワークを開放する押込み棒と、
   この押し込み棒に配設され前記ワークに当接させて所定位置まで当該ワークを押し込むワーク位置決め手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項３に記載の工作機械。
5. 前記ワーク位置決め手段は、前記ワークの回転中心に当接して当該ワークを支持するセンタリング軸と、
   このセンタリング軸を回転自在に支持する軸受けと、
   を備えたことを特徴とする請求項４に記載の工作機械。

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