JP2017087331A - ワークの原点出し治具 - Google Patents

Abstract

【課題】工作機械に専用の位置決め装置や多数の段付き爪を備える必要がなく、多様なワークに対して簡易に位置決めすることができる汎用性の高いワークの原点出し治具を提供する。【解決手段】チャック８の隣接する爪９の間に挿入され、かつ、チャック８の開口部１０に架かる複数の桟４と、複数の桟４がチャック８の中心軸上で交差する交差部５を有する基部２と、複数の桟４の外端に設けられ、チャック８の隣接する爪９に当接する両端面１５，１６とチャック８の端面８ａに当接する平面部１７，１８とを有する複数の羽根部３とを備える。基部２の交差部５にチャック８で固定されるワーク１１の後端が当接する当接面１２を設けた。【選択図】図１

Description

本発明は工作機械に対するワークの原点出し治具に関する。

寸法切した材料（以下、ワークという。）を工作機械で加工する際、ワークが複数個ある場合には数量に応じて複数回同一の加工をする。ワークは工作機械に対して毎回同じ位置に取り付けなければならない。すなわち、図１６に示すように、工作機械に設定された軸方向の加工原点Ｏにワーク１０１の端面を一致させてワーク１０１を工作機械のチャック１０２に固定する。例えば、図１７（ａ）のように、ワーク１０１の外周面を刃物１０３で切削する場合、加工原点Ｏを基準に工作機械の刃物１０３が送られるので、加工原点Ｏが端面と一致していると設定した長さの切削が可能である。しかし、図１７（ｂ）のようにワーク１０１の端面が加工原点Ｏからずれると、ずれた量ｓだけ加工寸法が短くなるので、複数のワーク１０１の仕上がり寸法にばらつきが生じる。

そこで、従来、特許文献１，２に記載のように、チャックの内部に位置決め装置が設けられている。図１８（ａ）に示すように、ワーク１０１の先端を加工原点Ｏに一致させたときのワーク１０１の後端に位置決め装置１０４の当接部１０５を当接させてワーク１０１を固定する。また、図１８（ｂ）に示すように、当接部１０５を移動することで、多様な長さのワーク１０１に対応することができる。

また、図１９に示すように、チャック１０２に段付き爪（ジョー）１０６を設けて、ワーク１０１の後端を段付き爪１０６の段差１０７に当接してワーク１０１を固定することも行われている。

特開２００１−３５３６３６号公報 実用新案登録第３１２８７９７号公報

しかし、従来の位置決め装置１０４は、可動範囲が限られており、対応可能なワーク１０１の全長が制約されるという問題があった。

また、段付き爪１０６では、ワーク１０１の種類毎に爪１０６を用意する必要があり、爪１０６の管理が煩雑であった。また、爪１０６を交換する際に、既に取り付けてある複数の爪１０６の複数のボルトを緩めてチャック１０２から取り外し、爪１０６の取付部を清掃した後、新たな爪を逆の手順で取り付け、回転軸の芯を確認・調整する等、多くの手間がかかっていた。

さらに、単一品種生産でワークを加工する場合には、専用の治具を設ければよいが、多品種少量生産で工作機械の設定を頻繁に変更する必要がある場合に、品種毎に治具を設けて交換するのは、費用、工数、納期上、不利である。

本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、工作機械に専用の位置決め装置や多数の段付き爪を備える必要がなく、多様なワークに対して簡易に位置決めすることができる汎用性の高いワークの原点出し治具を提供することを課題とする。

前記課題を解決するための手段として、本発明は、
チャックの隣接する爪の間に挿入され、かつ、前記チャックの開口部に架かる複数の桟と、前記複数の桟が前記チャックの中心軸上で交差する交差部を有する基部と、
前記複数の桟の外端に設けられ、前記チャックの隣接する爪に当接する両端面と前記チャックの端面に当接する平面部とを有する複数の羽根部とを備え、
前記基部の交差部に前記チャックで固定されるワークの後端が当接する当接面を設けたワークの原点出し治具である。

本発明の原点出し治具は、原点出し治具の基部の各桟をチャックの爪間に挿入して、羽根部の両端をチャックの爪に当接し、羽根部の平面部をチャックの端面を当接するだけで、簡単にチャックに装着することができる。また、原点出し治具の基部の当接面にワークの後端を当接することにより、ワークの原点出しが行える。

前記複数の桟部は、前記チャックの軸方向に突出する突出部を有し、前記突出部に前記当接面を設けることが好ましい。この原点出し治具によれば、突出部の突出長さを変えるだけで、多様なワークの原点出しに使用できる。

前記複数の桟部は、前記チャックの軸方向の一方に突出する第１突出部と、前記チャックの軸方向の他方に前記第１突出部と異なる寸法で突出する第２突出部とを有し、前記第１突出部と前記第２突出部に前記当接面を設けることが好ましい。この原点出し治具によれば、第１突出部と第２突出部の突出長さを変えるだけで、さらに多様なワークの原点出しに使用できる。

前記基部の複数の桟の外端のそれぞれに前記チャックの軸方向に伸びる腕部を有し、前記腕部に前記羽根部を設けることが好ましい。この原点出し治具によれば、ワークをチャックで深く保持する場合でも、簡単に原点出しが行える。

本発明によれば、原点出し治具をチャックの爪間に挿入するだけで簡単に装着することができるため、工作機械に専用の位置決め装置や多数の段付き爪を備える必要がない。また、原点出し治具の基部の当接面にワークの後端を当接することにより、ワークの原点出しが行えるため、当接面の位置が異なる原点出し治具を備えるだけで、多様なワークに対して位置決めすることができる。さらに、複数の原点出し治具を重ねてチャックに装着することができ、その重ねる枚数を変更することで、さらに多様なワークに対して位置決めすることができる。

本発明の第１実施形態（平面型）に係る原点出し治具の正面図（ａ）、及び側面図（ｂ）。 図１の原点出し治具の斜視図。 図１の原点出し治具をチャックに取り付けた状態を示す正面図。 図３のIV−IV線断面図。 本発明の第２実施形態（片面凸型）に係る原点出し治具の正面図（ａ）、及び側面図（ｂ）。 図５の原点出し治具の斜視図。 図５の原点出し治具をチャックに取り付けた状態を示す断面図。 図５の複数の原点出し治具を背中合わせに重ねてチャックに取り付けた状態を示す断面図。 図５の複数の原点出し治具を同一方向に重ねてチャックに取り付けた状態を示す断面図。 本発明の第３実施形態（両面凸型）に係る原点出し治具の正面図（ａ）、及び側面図（ｂ）。 図１０の原点出し治具の斜視図。 図１０の原点出し治具をチャックに取り付けた状態を示す断面図。 本発明の第４実施形態（埋没型）に係る原点出し治具の正面図（ａ）、及び側面図（ｂ）。 図１３の原点出し治具の斜視図。 図１３の原点出し治具をチャックに取り付けた状態を示す断面図。 工作機械の加工原点とワークの端面との関係を示す断面図。 工作機械の加工原点とワークの端面が一致した状態でワークを加工する状況を示す正面図（ａ）、工作機械の加工原点とワークの端面がずれた状態でワークを加工する状況を示す正面図（ｂ）。 チャックの内部に設けた位置決め装置により、把持長さが長いワークを位置決めする状態を示す正面図（ａ）、把持長さが短いワークを位置決めする状態を示す正面図（ｂ）。 チャックの段付き爪によりワークを位置決めする状態を示す断面図。

以下、本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。

図１、図２は、本発明の第１実施形態（平面型）に係る原点出し治具１aを示す。この原点出し治具１ａは、基部２と羽根部３からなる金属又はプラスチック製の治具である。

基部２は、３つの桟４と、この３つの桟４が三叉状に交差する交差部５を有する。３つの桟４は、断面が矩形で、正面６と背面７を有する。各桟４は、図３に示すように、チャック８の隣接する３つの爪９の間に挿入され、チャック８の開口部１０に架かる長さを有している。交差部５は、チャック８の中心軸上で交差している。すなわち、交差部５の中心はチャック８の中心軸上にある。交差部５は、チャック８で固定されるワーク１１の後端が当接する当接面１２を有する。

羽根部３は、３つの桟４のそれぞれの外端（チャックの半径方向の外方の端部）に円弧状に設けられている。すなわち、羽根部３は、内側の小円弧面１３と、外側の大円弧面１４と、両端面１５，１６と、正面１７、背面１８を有している。羽根部３の両端面１５，１６は、チャック８の隣接する爪９の側面に当接し、羽根部３の正面１７又は背面１８は図４に示すようにチャック８の端面８ａに当接する。

隣接する羽根部３の端面１５と端面１６の間の溝幅ａ寸法は、チャック８の爪幅Ａに対して羽根部３がガタ無く嵌合し、また爪９が抵抗無くスライドする寸法である。基部２の各桟４の幅ｂ寸法は、チャック８の爪９が内側（径が小さくなる方向）にスライドし、各爪９の先端の隙間のＢ寸法が最少になったときに、チャック８の爪９の先端部９’が各桟４に干渉しない寸法である。各羽根部３の小円弧面１３の内径ｃ寸法は、チャック８が把持可能な最大径のワーク１１の径より大きい。各羽根部３の大円弧面１４の外径ｄ寸法は、ｃよりも大きく、チャック８の径より小さい寸法で、チャック８の端面８ａのネジ等と干渉しない寸法で、羽根部３の強度が確保できる程度にできるだけ小さく設定すればよい。各羽根部３の厚さｅ寸法は、チャック８の爪９の厚みＴよりも小さく、原点出し治具１ａの強度を確保できる程度に設定すればよい。さらに、羽根部３の正面１７及び背面１８は、各桟４の正面６及び背面７と面一で、平行度が保たれている。

以上の構成からなる原点出し治具１ａは、図３に示すように、基部２の各桟４をチャック８の爪９間に挿入して、羽根部３の両端面１５，１６をチャック８の爪９に当接し、羽根部３の背面１８をチャック８の端面８ａに当接するだけで、簡単にチャック８に装着することができる。また、図４に示すように、原点出し治具１ａの基部２の当接面１２にワーク１１の後端を当接し、この状態でチャック８の爪９でワーク１１を把持する。このように、ワーク１１を交換する毎に、原点出し治具１ａの基部２の当接面１２にワーク１１の後端を当接するだけで、原点出しが行えるので、ワーク１１を毎回同じ位置に位置決めすることができる。

原点出し治具１ａは、各羽根部３の両端面１５，１６がチャック８の隣接する爪９に当接しているので、工作機械の主軸が回転して加工を行っている間でも主軸の回転方向にずれることがなく、原点出し治具１ａの中心を主軸の中心軸に一致した状態を維持することができる。

第１実施形態の原点出し治具１ａは、厚みの異なるものを予め複数用意しておくか、複数の原点出し治具１ａを重ねて使用することで、多様なワークに対応することができる。

図５、図６は、本発明の第２実施形態（片面凸型）に係る原点出し治具１ｂを示す。この原点出し治具１ｂは、前記第１実施形態の平面型の原点出し治具１ａの基部２の正面６を所定のｆ寸法だけ突出させて突出部１９を設けたものであり、対応する部分には同一符号を附して説明を省略する。

突出部１９は、基部２の三叉状の桟４がそのままの形状で軸方向に突出している。突出部１９の交差部２０は、チャック８で固定されるワーク１１の後端が当接する当接面２１を有する。突出部１９の突出ｆ寸法は、ワーク１１の後端を位置決めするのに必要な寸法である。突出部１９の外接円径ｇ寸法は、チャック８の径Ｇの開口部１０に干渉なく挿入可能な寸法である。

第２実施形態に原点出し治具１ｂは、第１実施形態の原点出し治具１ａと同様に取り付けることができる。図７に示すように、突出部１９がチャック８の開口部１０の外側に向くように取り付けてもよいし、逆に突出部１９がチャック８の開口部１０に挿入されるように取り付けてもよい。前者では突出部１９の当接面２１でワーク１１の後端面が位置決めされ、後者では基部２の当接面１２でワーク１１の後端面が位置決めされる。いずれを採用するかは、ワーク１１の種類によって決定すればよい。

また、第２実施形態の原点出し治具１ｂは、図８に示すように２つの原点出し治具１ｂを基部２が背中わせになるように重ねて、一方の原点出し治具１ｂの突出部１９をチャック８の開口部１０に挿入し、他方の原点出し治具１ｂの突出部１９をチャック８の前方に突出するようにしてもよい。これにより、突出部１９の当接面２１を羽根部３の厚さ分だけさらに前方に設けることができる。

また、図９に示すように、２つの原点出し治具１ｂを同一方向に重ねて取り付けることもできる。これによれば、１つの原点出し治具１ｂを用いる場合の２倍の寸法だけ突出部１９の当接面２１を前方に設けることができる。このように、様々なワーク１１に対応させて位置決めすることができ汎用性が高まる。

図１０、図１１は、本発明の第３実施形態（両面凸型）に係る原点出し治具１ｃを示す。この原点出し治具１ｃは、第２実施形態と同様にして、前記第１実施形態の平面型の原点出し治具１ａの基部２の正面６を所定のｆ寸法だけ突出させて第１突出部１９ａを設け、さらに基部２の背面７をｆ寸法と異なる所定のｆ´寸法だけ突出させて第２突出部１９ｂを設けたものであり、対応する部分には同一符号を附して説明を省略する。

第１突出部１９ａ及び第２突出部１９ｂは、基部２の三叉状の桟４がそのままの形状で軸方向に突出している。第１突出部１９ａの第１交差部２０ａ及び第２突出部１９ｂの第２交差部２０ｂは、チャック８で固定されるワーク１１の後端が当接する第１当接面２１ａ、第２当接面２１ｂを有する。第１突出部１９ａ及び第２突出部１９ｂの突出ｆ寸法、ｆ´寸法は、ワーク１１の後端を位置決めするのに必要な寸法であり、互いに異なる。第１突出部１９ａ及び第２突出部１９ｂの外接円径ｇ寸法及びｇ´寸法は、チャック８の径Ｇの開口部１０に干渉なく挿入可能な寸法である。

第３実施形態に原点出し治具１ｃは、第１実施形態の原点出し治具１ａと同様に取り付けることができる。図１２に示すように、第１突出部１９ａがチャック８の開口部１０の外側に向き、第２突出部１９ｂがチャック８の開口部１０に挿入されるように取り付ける。逆に、第２突出部１９ｂがチャック８の開口部１０の外側に向き、第１突出部１９ａがチャック８の開口部１０に挿入されるように取り付けてもよい。前者では第１突出部１９ａの第１当接面２１ａでワーク１１の後端面が位置決めされ、後者では第２突出部１９ｂの第２当接面２１ｂでワーク１１の後端面が位置決めされる。いずれを採用するかは、ワーク１１の種類によって決定すればよい。

図１３、図１４は、本発明の第４実施形態（埋没型）に係る原点出し治具１ｄを示す。この原点出し治具１ｄは、前記第１実施形態の平面型の原点出し治具１ａの基部２を後方に所定のｈ寸法だけ凹ませたものであり、対応する部分には同一符号を附して説明を省略する。

すなわち、基２部の各桟４の外端にチャック８の軸方向に伸びる腕部２２が設けられ、この腕部２２に羽根部３が設けられている。これにより、基部２と羽根部３の間に空間部２３が形成されている。基部２の当接面１２は、羽根部３からｈ寸法だけ後退した位置にあり、このｈ寸法は、ワーク１１の後端面を位置決めするのに必要な寸法である。腕部２２の外接円径ｉ寸法は、チャック８の径Ｇの開口部１０に干渉なく挿入可能な寸法である。腕部２２の内接円径ｊ寸法は、取り付けられるワーク１１に干渉しない寸法に設定する必要がある。

第４実施形態に原点出し治具１ｄは、第１実施形態の原点出し治具１ａと同様に取り付けることができる。図１５に示すように、基部２及び腕部２２がチャック８の開口部１０に挿入されるように取り付ける。基部２の当接面１２は、チャック８の開口部１０の内部に位置するので、ワーク１１を深く把持したい場合、例えばワーク１１を内径加工する場合に適している。

本発明は、前記実施形態に限るものではなく、本発明の技術思想の範囲内で、形状、寸法等を適宜変更することができる。例えば、原点出し治具１ａ〜１ｄの基部２の各桟４の数は、前記実施形態では３個としたが、４爪チャックでは、桟４の数を４個とし、各桟４の外端に羽根部３を設けるようにする。また、２つ目チャックでは、桟４の数を２個とし、各桟４の外端に羽根部３を設けるようにする。

１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 原点出し治具
２ 基部
３ 羽根部
４ 桟
５ 交差部
８ チャック
９ 爪
１０ 開口部
１２ 当接面
１５ 端面
１６ 端面
１７ 正面（平面部）
１８ 背面（平面部）
１９ 突出部
１９ａ 第１突出部
１９ｂ 第２突出部
２１ 当接面
２１ａ 第１当接面
２１ｂ 第２当接面

Claims (4)

1. チャックの隣接する爪の間に挿入され、かつ、前記チャックの開口部に架かる複数の桟と、前記複数の桟が前記チャックの中心軸上で交差する交差部を有する基部と、
   前記複数の桟の外端に設けられ、前記チャックの隣接する爪に当接する両端面と前記チャックの端面に当接する平面部とを有する複数の羽根部とを備え、
   前記基部の交差部に前記チャックで固定されるワークの後端が当接する当接面を設けたことを特徴とするワークの原点出し治具。
2. 前記複数の桟部は、前記チャックの軸方向に突出する突出部を有し、前記突出部に前記当接面を設けたことを特徴とする請求項１に記載の原点出し治具。
3. 前記複数の桟部は、前記チャックの軸方向の一方に突出する第１突出部と、前記チャックの軸方向の他方に前記第１突出部と異なる寸法で突出する第２突出部とを有し、前記第１突出部と前記第２突出部に前記当接面を設けたことを特徴とする請求項１に記載の原点出し治具。
4. 前記基部の複数の桟の外端のそれぞれに前記チャックの軸方向に伸びる腕部を有し、前記腕部に前記羽根部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の原点出し治具。

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