JP2017071034A

JP2017071034A - チャック装置及び旋盤

Info

Publication number: JP2017071034A
Application number: JP2015200780A
Authority: JP
Inventors: 研一冨田; Kenichi Tomita
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2015-10-09
Filing date: 2015-10-09
Publication date: 2017-04-13

Abstract

【課題】メンテナンスの回数の低減及びワークの確実なチャックの両方を実現することができるチャック装置、及びそのようなチャック装置を備える旋盤を提供する。【解決手段】チャック装置１０は、軸線Ｌ回りに配置された複数の爪本体１１と、複数の爪本体１１のそれぞれを軸線Ｌに対して進退させる進退駆動機構と、複数の爪本体１１のそれぞれにおいて軸線Ｌ回りに配置され、軸線Ｌに対して進退可能となるように複数の爪本体１１のそれぞれに設けられた複数の爪部材１５と、複数の爪本体１１のそれぞれに設けられ、複数の爪部材１５のそれぞれが軸線Ｌ側とは反対側に押圧された場合に複数の爪部材１５のそれぞれに対して軸線Ｌ側に均一な圧力を作用させる非圧縮性流体回路２０と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、チャック装置及び旋盤に関する。

所定の軸線回りに配置された複数の爪本体と、各爪本体を軸線に対して進退させる進退駆動機構と、各爪本体に揺動可能に設けられた一対の爪部材と、を備えるチャック装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなチャック装置は、例えば、旋盤において、薄肉の円筒状のワーク、断面形状が非真円のワーク等をチャックするために用いられる。

特開平１１−４８０１２号公報

上述したようなチャック装置では、メンテナンスを頻繁に実施しないと、切屑等の影響によって一対の爪部材の揺動動作が阻害され、ワークの確実なチャックが妨げられるおそれがある。

そこで、本発明は、メンテナンスの回数の低減及びワークの確実なチャックの両方を実現することができるチャック装置、及びそのようなチャック装置を備える旋盤を提供することを目的とする。

本発明のチャック装置は、所定の軸線回りに配置された複数の爪本体と、複数の爪本体のそれぞれを軸線に対して進退させる進退駆動機構と、複数の爪本体のそれぞれにおいて軸線回りに配置され、軸線に対して進退可能となるように複数の爪本体のそれぞれに設けられた複数の爪部材と、複数の爪本体のそれぞれに設けられ、複数の爪部材のそれぞれが軸線側とは反対側に押圧された場合に複数の爪部材のそれぞれに対して軸線側に均一な圧力を作用させる非圧縮性流体回路と、を備える。

このチャック装置では、爪本体を軸線側に進出させて、当該爪本体に設けられた複数の爪部材のそれぞれをワークの外周面に押圧させると、複数の爪部材のそれぞれがワークの外周面の形状に応じて進退し、複数の爪部材のそれぞれに非圧縮性流体回路によって均一な圧力が作用させられる。また、爪本体において複数の爪部材の揺動動作を伴わないため、切屑等の影響を受け難い。よって、このチャック装置によれば、メンテナンスの回数の低減及びワークの確実なチャックの両方を実現することができる。

本発明のチャック装置では、複数の爪部材のそれぞれは、軸線側に所定量進出したとき、又は軸線側から所定量退避したときに、爪本体に当接するストッパを有してもよい。これにより、ワークをチャックしていないときに爪本体から複数の爪部材が脱落するのを防止することができる。

本発明のチャック装置は、複数の爪本体のそれぞれに、複数の爪部材のそれぞれに対応するように設けられ、複数の爪部材のそれぞれに対して軸線側又はその反対側に付勢力を作用させるコイルスプリングを更に備えてもよい。これにより、ワークをチャックしていないときに爪本体における所定の初期位置に複数の爪部材を位置させることができる。

本発明のチャック装置では、複数の爪本体のそれぞれに設けられた非圧縮性流体回路は、互いに接続されていてもよい。これにより、ワークをチャックしているときに全ての爪部材に均一な圧力が作用させられるため、ワークのより確実なチャックを実現することができる。

本発明のチャック装置では、進退駆動機構は、円筒状のワークの外周面に複数の爪部材のそれぞれが押圧されるように複数の爪本体のそれぞれを軸線側に進出させてもよい。これにより、円筒状のワークが薄肉であったとしても、当該ワークを確実にチャックすることができる。

本発明の旋盤は、上述したチャック装置を備える。この旋盤では、上述したように、メンテナンスの回数の低減及びワークの確実なチャックの両方を実現することができる。

本発明によれば、メンテナンスの回数の低減及びワークの確実なチャックの両方を実現することができるチャック装置、及びそのようなチャック装置を備える旋盤を提供することが可能となる。

本発明の一実施形態の旋盤のチャック装置の正面図である。図１のII−II線に沿っての断面図である。変形例のチャック装置の断面図である。変形例のチャック装置の断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１に示されるように、旋盤１は、ワークＷをチャックするチャック装置１０を備えている。図示は省略されているが、旋盤１は、ワークＷを切削する複数の切削工具を保持する保持台等を更に備えている。なお、ワークＷは、例えば円筒状の形状を呈している。

チャック装置１０は、軸線Ｌを中心線とする主軸２の一端に取り付けられている。主軸２は、旋盤１に設けられた主軸台３において複数の軸受４によって回転可能に支持されている。主軸２は、プーリ５及びベルト６を介してモータ（図示省略）によって回転させられる。

チャック装置１０は、軸線Ｌ周りに配置された複数の爪本体１１を備えている。各爪本体１１には、主軸２の内部を貫通したチャックドローバ１２の一端がリンク機構等の運動変換機構１３を介して連結されている。チャックドローバ１２の他端は、チャックシリンダ１４のピストン１４ａに連結されている。各爪本体１１は、チャックシリンダ１４によってチャックドローバ１２が軸線Ｌに沿って進退させられることで、径方向（軸線Ｌに垂直な方向）に沿って、軸線Ｌに対して進退させられる。チャック装置１０では、チャックドローバ１２、運動変換機構１３及びチャックシリンダ１４が、各爪本体１１を軸線Ｌに対して進退させる進退駆動機構として機能する。

図２に示されるように、複数の爪本体１１は、軸線Ｌ回りに等角度間隔で配置されている。一例として、チャック装置１０では、３つの爪本体１１が軸線Ｌ回りに１２０度間隔で配置されている。

各爪本体１１には、非圧縮性流体回路２０が設けられている。非圧縮性流体回路２０は、複数の圧力室２１、及び接続路２２を有している。非圧縮性流体回路２０は、油圧回路であり、複数の圧力室２１、及び接続路２２には、オイルＯが封入されている。複数の圧力室２１は、軸線Ｌ回りに配置され且つ軸線Ｌ側に開口するように、爪本体１１に設けられている。接続路２２は、複数の圧力室２１を互いに接続するように、爪本体１１に設けられている。爪本体１１における各圧力室２１の底部には、径方向に沿って延在する貫通孔２３が設けられている。一例として、チャック装置１０では、各爪本体１１において、２つの圧力室２１が軸線Ｌ回りに６０度間隔で配置されている。

各爪本体１１には、複数の爪部材１５が設けられている。複数の爪部材１５は、複数の圧力室２１に対応するように、軸線Ｌ回りに配置されている。一例として、チャック装置１０では、各爪本体１１において、２つの爪部材１５が軸線Ｌ回りに６０度間隔で配置されている。各爪部材１５は、先端部１５ａ、本体部１５ｂ、延在部１５ｃ及びストッパ１５ｄを有している。

本体部１５ｂは、圧力室２１における軸線Ｌ側の領域に配置されている。本体部１５ｂは、当該領域の内面に対して径方向に沿って摺動可能である。本体部１５ｂの外面と圧力室２１の内面との間には、Ｏリング１６及びダストシール１７が配置されている。Ｏリング１６は、圧力室２１内からのオイルＯの漏れを防止する。ダストシール１７は、Ｏリング１６よりも軸線Ｌ側の位置において、圧力室２１内へのダストの侵入を防止する。

先端部１５ａは、本体部１５ｂにおける軸線Ｌ側の端部に設けられている。先端部１５ａは、径方向に沿って爪本体１１から軸線Ｌ側に突出している。先端部１５ａは、ワークＷに当接する部分であり、例えばスパイク形状を呈している。

延在部１５ｃは、本体部１５ｂにおける軸線Ｌ側とは反対側の端部に設けられている。延在部１５ｃは、圧力室２１における軸線Ｌ側とは反対側の領域、及び貫通孔２３を介して、径方向に沿って爪本体１１から軸線Ｌ側とは反対側に突出している。延在部１５ｃは、貫通孔２３の内面に対して径方向に沿って摺動可能である。延在部１５ｃの外面と貫通孔２３の内面との間には、Ｏリング１８が配置されている。Ｏリング１８は、圧力室２１内からのオイルＯの漏れを防止する。

ストッパ１５ｄは、延在部１５ｃにおける軸線Ｌ側とは反対側の端部に設けられている。ストッパ１５ｄは、爪部材１５が径方向に沿って軸線Ｌ側に所定量進出したときに爪本体１１に当接する部分であり、例えばフランジ状の形状を呈している。

以上の構成により、各爪部材１５は、各爪本体１１において、軸線Ｌに対して（すなわち、径方向に沿って）互いに独立して進退可能である。非圧縮性流体回路２０は、各爪本体１１において、各爪部材１５が軸線Ｌ側とは反対側に押圧された場合に各爪部材１５に対して軸線Ｌ側に均一な圧力を作用させる。より具体的には、各爪本体１１において、各爪部材１５が軸線Ｌ側とは反対側に押圧された場合に、複数の圧力室２１、及び接続路２２に封入されたオイルＯの圧力が、爪部材１５の本体部１５ｂにおける軸線Ｌ側とは反対側の端面に作用することで、各爪部材１５に対して軸線Ｌ側に均一な圧力が作用する。

各爪本体１１には、各爪部材１５に対応するようにコイルスプリング１９が設けられている。より具体的には、コイルスプリング１９は、爪部材１５の延在部１５ｃが挿通された状態で、爪部材１５の本体部１５ｂにおける軸線Ｌ側とは反対側の端面と、圧力室２１の底面との間に、配置されている。コイルスプリング１９は、圧縮されたときに、爪部材１５に対して軸線Ｌ側に付勢力を作用させる。

以上のように構成されたチャック装置１０では、ワークＷの外周面に各爪部材１５が押圧されるように、チャックドローバ１２、運動変換機構１３及びチャックシリンダ１４が各爪本体１１を径方向に沿って軸線Ｌ側に進出させることで、ワークＷがチャックされる。このとき、各爪部材１５がワークＷの外周面の形状に応じて進退し、各爪部材１５に非圧縮性流体回路２０によって均一な圧力が作用させられる。そのため、薄肉の円筒状のワークＷであったり、断面形状が非真円のワークＷであったりしても、均一な力でワークＷがチャックされる。また、爪本体１１において複数の爪部材１５の揺動動作を伴わないため、切屑等の影響を受け難い。よって、チャック装置１０によれば、メンテナンスの回数の低減及びワークＷの確実なチャックの両方を実現することができる。

また、チャック装置１０では、爪部材１５が径方向に沿って軸線Ｌ側に所定量進出したときに爪本体１１に当接するストッパ１５ｄを、各爪部材１５が有している。これにより、ワークＷをチャックしていないときに爪本体１１から複数の爪部材１５が脱落するのを防止することができる。

また、チャック装置１０では、圧縮されたときに、爪部材１５に対して軸線Ｌ側に付勢力を作用させるコイルスプリング１９が、各爪部材１５に対応するように各爪本体１１に設けられている。これにより、ワークＷをチャックしていないときに爪本体１１における所定の初期位置に複数の爪部材１５を位置させることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施形態では、各爪本体１１において複数の爪部材１５が軸線Ｌ回りに配置されていたが、それに加え、図３に示されるように、各爪本体１１において複数の爪部材１５が軸線Ｌに沿って配置されていてもよい。その場合にも、非圧縮性流体回路２０において、軸線Ｌに沿って各爪部材１５に対応するように設けられた複数の圧力室２１、及び当該複数の圧力室２１を互いに接続する接続路２２を構成することで、軸線Ｌに沿った方向においてワークＷの外周面にうねり等が生じていたとしても、当該ワークＷを均一な力で確実にチャックすることができる。

また、複数の爪本体１１間において、複数の非圧縮性流体回路２０が互いに接続されていてもよい。これにより、ワークＷをチャックしているときに全ての爪部材１５に均一な圧力が作用させられるため、ワークＷのより確実なチャックを実現することができる。一例として、図４に示されるように、複数の非圧縮性流体回路２０は、可撓性を有するホース等である接続路２４によって互いに接続されていてもよい。

また、各爪部材１５は、径方向に沿って軸線Ｌ側から所定量退避したときに、爪本体１１に当接するストッパを有していてもよい。この場合にも、ワークＷをチャックしていないときに、例えば、１つの爪部材１５が径方向に沿って軸線Ｌ側から無制限に退避することに起因して他の爪部材１５が脱落するのを防止することができる。

また、コイルスプリング１９は、引張されたときに、爪部材１５に対して軸線Ｌとは反対側に付勢力を作用させるものであってもよい。この場合にも、ワークＷをチャックしていないときに爪本体１１における所定の初期位置に複数の爪部材１５を位置させることができる。

また、非圧縮性流体回路２０は、オイルＯが封入された油圧回路に限定されず、水等、その他の非圧縮性流体が封入された非圧縮性流体回路であってもよい。その場合にも、上述した油圧回路の場合と同様の効果が奏される。

また、チャック装置１０が備える爪本体１１の数は、複数であれば、３つに限定されない。各爪本体１１に設けられる爪部材１５及び圧力室２１のそれぞれの数も、複数であれば、２つに限定されない。

１…旋盤、１０…チャック装置、１１…爪本体、１２…チャックドローバ（進退駆動機構）、１３…運動変換機構（進退駆動機構）、１４…チャックシリンダ（進退駆動機構）、１５…爪部材、１５ｄ…ストッパ、１９…コイルスプリング、２０…非圧縮性流体回路、Ｌ…軸線、Ｗ…ワーク。

Claims

所定の軸線回りに配置された複数の爪本体と、
複数の前記爪本体のそれぞれを前記軸線に対して進退させる進退駆動機構と、
複数の前記爪本体のそれぞれにおいて前記軸線回りに配置され、前記軸線に対して進退可能となるように複数の前記爪本体のそれぞれに設けられた複数の爪部材と、
複数の前記爪本体のそれぞれに設けられ、複数の前記爪部材のそれぞれが前記軸線側とは反対側に押圧された場合に複数の前記爪部材のそれぞれに対して前記軸線側に均一な圧力を作用させる非圧縮性流体回路と、を備える、チャック装置。
複数の前記爪部材のそれぞれは、前記軸線側に所定量進出したとき、又は前記軸線側から所定量退避したときに、前記爪本体に当接するストッパを有する、請求項１記載のチャック装置。
複数の前記爪本体のそれぞれに、複数の前記爪部材のそれぞれに対応するように設けられ、複数の前記爪部材のそれぞれに対して前記軸線側又はその反対側に付勢力を作用させるコイルスプリングを更に備える、請求項１又は２記載のチャック装置。
複数の前記爪本体のそれぞれに設けられた前記非圧縮性流体回路は、互いに接続されている、請求項１〜３のいずれか一項記載のチャック装置。
前記進退駆動機構は、円筒状のワークの外周面に複数の前記爪部材のそれぞれが押圧されるように複数の前記爪本体のそれぞれを前記軸線側に進出させる、請求項１〜４のいずれか一項記載のチャック装置。
請求項１〜５のいずれか一項記載のチャック装置を備える、旋盤。