JP2681765B2 - ワークのセンタ支持チャック装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、計測器、円筒研削
盤等に装着し、左右両端部にセンタ穴を有するワークを
支持し、挟持し、回転させ、挟持を解放するワークのセ
ンタ支持チャック装置の技術分野に属するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、シャフト、カム軸或いは管等のい
わゆる軸ものにおいては、その製造工程特に熱処理によ
って生ずる歪や曲がり或いは素材自体の曲がりや歪を研
削工程、研磨工程等の前或いはそれらの工程において矯
正している。

【０００３】そして、従来公知の曲がり矯正機は、ステ
ッピングモータにより駆動される回転センタと固定セン
タとによりワークをチャック支持し、ワークを回転させ
ながら計測し、計測後回転を止めて曲がり矯正してい
る。そして、ワークの矯正は、ワークを回転させながら
歪曲値を計測し、その値が所定の矯正値を超えた場合、
回転させているワークの歪曲部が常に真上になるように
ワークの回転を停止させ、センタを抜き支持部材により
支持し、計測した歪曲値と所定の矯正値の差異の程度に
より油圧プレス装置等により矯正している。矯正後、自
動計測により歪曲値の変化を表示し、その表示が所定の
矯正値をクリアするまで油圧プレス装置のストローク量
を調整しながらそのプロセスを繰り返している。

【０００４】例えば、実開平６ー９８０５号公報には、
「２サドルＮＣ旋盤の後側のタレット１３に曲がり測定
用計測器１４を設け、前側のクロススライド１５上に矯
正装置１６を取付けて、計測器１４で測定した工作物Ｗ
の最大曲がり位置に矯正装置１６を位置決めしたのち、
矯正モータ２０により待機位置より矯正位置に旋回し、
更にＸ軸方向工作物側へ移動して固定受け２４に設けた
接触センサ２５が工作物に当接した信号で移動を停止す
る。次いで油圧により加圧アーム２３を引き込んで工作
物を把持し、チャック５を開き心押台１を後退させたの
ち、軸径、材質、曲がり量等に応じた矯正力を加圧アー
ムに加えて工作物の曲がり矯正を行う。」ことが記載さ
れている。

【０００５】また、例えば実開平６ー１５９１５号公報
には、「主軸台の面板に設けられたオートケレ操作用の
開閉ピストンを備えたシリンダーケイスと、このシリン
ダーケースより横設した柱体に、当該柱体の横設方向及
び横設方向と直交する方向に僅か移動可能なオートケレ
本体と、このオートケレ本体の一面に設けられた、当該
オートケレ本体の垂直方向に移動及び復帰可能なクラン
クベースと、前記オートケレ本体の他面に枢着されると
ともに、前記クランクベースと連繋され、当該枢着部位
を支点として揺動する複数の揺動ケレと、前記クランク
ベースの移動を司る前記開閉ピストンの先端に設けた移
動手段、及び当該クランクベースの復帰を司るバネ等の
復帰手段と、で構成される同一締付け力が確保できるオ
ートケレ装置。」が記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記実開平
６ー９８０５号公報に記載されているものは、チャック
とセンタによりワークを挟持し、モータでチャックを回
転させるものであるが、チャックの挟持時に、ワークの
偏心を吸収していないので、ワークの振れの計測値に、
回転精度が含まれてしまい、これが歪曲値の計測誤差を
生じさせているものである。

【０００７】従って、上記実開昭６ー９８０５号公報に
記載されているものでは、本発明に係るワークのセンタ
支持チャック装置のように、「ワークのセンタ穴に対す
る外径の偏心を吸収し、ワークの振れを正確に計測する
ことができる。」ということができないものである。

【０００８】また、実開平６ー１５９１５号公報に記載
されているものは、チャック用ピストン、クランクベー
ス開きピストン，その復帰を司るバネ等を設け複雑な構
造とするとともに複数の駆動源と複雑な構造、手段によ
りワークの挟持、回転の停止を行うという問題を有する
ものである。

【０００９】本発明は、上記従来技術の有する問題を解
決し、ワークの振れ計測が正確にでき、ワークの振れの
矯正の自動化、省力化を図ることができ、ワークの挟
持、開放と回転を１つの動力源ですることができ、構造
が簡単で、しかも安価に製作できるワークのセンタ支持
チャック装置の提供を課題とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係るワークのセ
ンタ支持チャック装置は、その先鋭部をワークの両端面
に設けられたセンタ穴の一方に挿入してワークを支持す
るレースセンタと、レースセンタの外周面に固定された
センタスリーブに設けられ、シェル型ワンウェイクラッ
チによりその回転が制限される内輪と、その外周面に回
動自在に設けられた外輪と、外輪のワーク支持側の外端
面にワークを挟持し解放する複数の揺動爪部材とを有す
るワークのセンタ支持チャック装置において、内輪のワ
ーク支持側の外端面に挟持されたワークの偏心支持を規
正する手段と、挟持されたワークの回転方向によりワー
クの挟持と解放を規制する手段と、前記外輪の他端部に
挟持されたワークの回転停止時の回転反力を吸収する手
段を有するものである。

【００１１】 本発明に係るワークのセンタ支持チャッ
ク装置におけるワークの偏心支持を吸収する手段は、爪
部材を保持する爪受け軸により内輪の外端部に取り付け
られているフロート板と該板のバカ孔に挿入して保持す
るフロートピンとからなるものである。

【００１２】 本発明に係るワークのセンタ支持チャッ
ク装置におけるワークの挟持と解放を規制する手段は、
センタスリーブの外周面と内輪の内周面に設けられたシ
ェル型ワンウエイクラッチである。

【００１３】本発明に係るワークのセンタ支持チャック
装置におけるワークの回転停止時の回転反力を吸収する
手段は、外輪の他端部に植設されたフロートピンと該ピ
ンが挿入される複数の円周方向の長孔を有しフロートピ
ンによって揺動自在に保持される環状アイドリング部材
とから構成されている。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明に係る
ワークのセンタ支持チャック装置の１つの実施の形態を
説明する。図１は本発明に係るワークのセンタ支持チャ
ック装置を装着したワークの曲がり矯正機の正面図であ
り、図２はワークのセンタ支持チャック装置の一部を断
面で示す正面図であり、図３は図２のＡ−Ａ線からみた
一部断面で示すワークのセンタ支持チャック装置の閉状
態の説明図であり、図４は図２のＡ−Ａ線からみた一部
断面で示すワークのセンタ支持チャック装置の開状態の
説明図であり、図５は図２のＢ−Ｂ線からみたワークの
センタ支持チャック装置の作動状態の説明図である。

【００１５】図１から図５を参照して本発明に係るワー
クのセンタ支持チャック装置の１つの実施形態を説明す
ると、図１に示すように、基台２３のレール２５上をエ
アシリンダ２８によって左右に摺動する外輪のスライダ
２７上に設けられているステッピングモータ３１からの
駆動力を歯付伝動ベルト３２によって伝達させて回転す
る外輪１３を有しており、外輪１３の端面には爪部材１
７、１７及びレースセンタ１８が設けられている。２４
は基台２３のレール２５をエアシリンダ２８によって左
右に摺動する心押台のスライダ２６に設けられている心
押台で、ワーク２２を支持する支持センタ３３を有して
いる。３０はワーク支持体２９を固定している、ワーク
支持体２９、２９はワーク２２の歪曲部を矯正するとき
にワーク２２の左右を支持するものである。３４はワー
ク矯正板で、上下動するワーク矯正装置３６の下部に設
けられた支持部材３５に取り付けられている。

【００１６】レースセンタ１８はセンタスリーブ１に取
り付け固定されており、支持センタ３３は心押台２４に
取付け固定されている。レースセンタ１８と支持センタ
３３の中間部に位置するようにワーク２２の歪曲部（図
示せず。）を計測する渦電流式変位センサ等の計測器４
６が、基台２３上に設けられた計測器取付け部材４１の
上端部付近に設けられている。計測はワーク２２の回転
中に行われる。

【００１７】ワーク支持部材は外輪１３、内輪１２、セ
ンタスリーブ１及びレースセンタ１８からなり、外輪１
３と内輪１２の間には玉軸受９、９を配設し、内外輪１
２、１３ともに回転自在のものである。外輪１３のワー
ク支持側の外端面に圧入されたピン１４により半径方向
に摺動し、爪部材の受軸１５の回りに揺動する爪部材１
７によりワーク２２を挟持し、外輪１３をステッピング
モータ３１で回転させることによりワーク２２を回転さ
せる。

【００１８】センタスリーブ１は、その内面のテーパー
状の嵌合部にレースセンタ１８を嵌合固定して保持して
おり、レースセンター１８の先端の先鋭部４５をワーク
の両端面に設けられたセンタ穴４０の一方に挿入して支
持するワーク支持部材を構成するものの一つとなってい
る。

【００１９】センタスリーブ１の外周面には軸受２、シ
ェル型ワンウエイクラッチ１１及び軸用止め輪３が設け
られている。ワーク２２の解放は、センタスリーブ１の
外周面と内輪１２の内周面に設けられたシェル型ワンウ
エイクラッチ１１によっており、ワークの挟持と解放
は、内輪１２の回転方向を変えることにより行う。ワー
クの挟持と解放の規制手段は、センタスリーブ１の外周
面と内輪１２の内周面に圧入して設けられたシェル型ワ
ンウエイクラッチ１１である。

【００２０】軸受２はタイミングプーリ５を支持してお
り、タイミングプーリ５は歯付伝動ベルトの脱落を防ぐ
フランジ４を有している。タイミングプーリ５は歯付伝
動ベルトから伝達された駆動力を受け、環状のアイドリ
ング部材７を介して外輪１３を回転させる。

【００２１】外輪１３の内周面には玉軸受９、９が設け
られており、玉軸受９、９は内輪１２の外周面に軸止め
リング８、カラー１０に挟持されて設けられている。軸
止めリング８は内輪１２が本体より抜けることを防ぎ、
玉軸受９は、外輪１３を支持している。カラー１０は、
玉軸受９を２カ所に配置するためのスペーサであり、シ
ェル形ワンウェイクラッチ１１は内輪１２の内周面に圧
入されており、外輪１３が閉の方向に回転すると、内輪
１２を同方向に回転させ、爪部材１７でワーク２２をチ
ャックして回転させる。

【００２２】一方、外輪１３が開の方向に回転すると、
シェル型ワンウエイクラッチの作用により内輪１２は回
転を停止し、爪部材１７はワーク２２を開放する。

【００２３】外輪１３はタイミングプーリ５により回転
力を与えられ、その端面に植設された複数のピン１４を
介し、爪部材１７を作動させる。ピン１４は外輪１３の
ワーク２２を支持する側の端面に植設されており、爪部
材１７に穿設された半径方向の長孔３９内において係合
しており、爪部材１７は受軸１５を中心として回動可能
に設けられており、受け軸１５はその先端がフロート板
２０に圧入されて取り付けられている。

【００２４】フロート板２０には複数のバカ穴４３が穿
設されており、フロートピン１９によって内輪１２の端
面に取り付けられている。山座金１６は、爪部材の受軸
１５に挿入された爪部材１７の抜け止めのためのもので
ある。爪部材１７によりワーク２２を回転させる。

【００２５】ワーク２２はレースセンタ１８によりその
位置決めが行われる。フロートピン１９はフロート板２
０を内輪１２に保持しており、フロート板２０は、ワー
ク２２のセンタ穴４０に対し、ワーク２２の外径が偏心
している場合、その偏心を吸収するものである。ワーク
の偏心支持を吸収する手段は、爪部材１７を保持する爪
部材の受軸１５により内輪１２の外端部に取り付けられ
ているフロート板２０と該板２０のバカ孔４３に挿入し
て保持するフロートピン１９とから構成されている。

【００２６】スラストワッシャ２１は内輪１２が前後し
た場合、センタスリーブ１との衝突を和らげる作用を持
つものである。３７はセンタスリーブ１とレースセンタ
１８とのテーパー状の嵌合部であり、３８はレースセン
タ１８の他端部の逃げ部である。

【００２７】ステッピングモータ３１による回転は、歯
付伝動ベルト３２、タイミングプーリ５、環状のアイド
リング部材７を介して伝達され、外輪１３は図３に示す
矢印方向である反時計回りに回転すると、複数の爪部材
１７は爪部材の受軸１５を中心として回転し、半径方向
の長孔３９、３９とピン１４、１４が係合して爪部材１
７がワーク２２の外周面に圧接し、外輪１３の回転とと
もにワーク２２も回転をする。３９は爪部材１７に設け
られている半径方向に穿設された長孔、図５の４２は外
輪１３の端面に設けられているアイドリングリング７の
外端部に円周方向に穿設されている長孔である。

【００２８】ステピングモータ３１による回転運転中、
爪部材１７でワーク２２をチャックして計測している時
は、レースセンタ１８、１８でワーク２２のセンタ穴を
支持しワーク２２を回転させている。

【００２９】ワーク２２の歪曲部すなわち振れの計測
は、ワーク２２の１回転を数拾から数百に分割して測定
するが、これを説明の都合上、八分割した場合の計測の
アルゴリズムを以下に示すと、「チャックは閉作動すな
わちワークを挟持する。」、「振れつまりワークの外形
の歪曲状態（以下単に「振れ」という。）を計測す
る。」、「４５゜回転させる。」、「回転を停止させ
る。」、「振れを計測する。」という作動を含めて、以
下において、「４５゜回転させる。」、「回転を停止さ
せる。」、「振れを計測する。」作動を７回行った後、
「チャックは開作動すなわちワークを解放する。」でワ
ーク２２の計測を行う。この繰り返し過程における「４
５゜回転させる。」から「回転を停止させる。」におい
て、外輪１３に回転方向の反力が生じ、この反力がワー
ク２２の挟持を緩め、次の過程における「４５゜回転さ
せる」で数度をワーク２２の挟持に消費するために、チ
ャックは３６０゜回転するがワークは３５０゜ぐらいし
か回転しないという現象が生じる。

【００３０】この現象の発生を防ぐべく、本発明に係る
ワークのセンタ支持チャック装置においては、次に説明
するワークの回転停止時の回転反力を吸収する手段を設
けている。外輪１３の他端部には環状のアイドリング部
材７を有しており、環状のアイドリング部材７は、フロ
ートピン６によりタイミングプーリ５の回転を外輪１３
に伝達する。環状のアイドリング部材７にはステッピン
グモータ３１からの間欠駆動で生じる回転力の反力を吸
収するための円周方向に穿設された長孔４２を有してい
る。ワーク２２の回転停止時の回転反力を吸収する手段
は、外輪１３の他端部に揺動自在に取り付けられている
環状のアイドリング部材７と、外輪１３に植設された複
数のフロートピン６と、該ピン６が挿入される複数の円
周方向の長孔４２を有し、フロートピン６によって揺動
自在に保持される環状のアイドリング部材７とから構成
されている。

【００３１】外輪１３の他端面に設けられている環状の
アイドリング部材７はその外周に近い部分に穿設された
円周方向の長孔４２とフロートピン６とが係合し、いわ
ゆる間欠駆動で生じる外輪１３の反力による爪部材１
７、１７のワーク２２を挟持する力の緩みを前記長孔４
２、４２とフロートピン６、６との係合により吸収し、
確実に所定の位置すなわちワーク２２の計測器４６によ
って測定された歪曲部の矯正されるべき位置にワーク２
２を回転停止させる。

【００３２】ワークのセンタ支持チャック装置は、１つ
の動力源であるステッピングモータ３１による間欠的な
回転運動によってワーク２２を回転させ、回転停止時、
ワーク２２に対するクランプの解除に生じる力を吸収す
るために、数パルス分に相当する回転量を吸収させる長
孔４２を設けることにより、その数パルス分の滑りを長
孔４２に生じさせて、確実にワーク２２の回転を行うこ
とができる。

【００３３】ワークのセンタ支持チャック装置は、内部
にシェル型ワンウエイクラッチ１１を設けることによ
り、ワーク２２の挟持、開放と回転を１つの動力源です
ることができ、またワーク２２のセンタ穴４０に対する
外径の偏心を吸収し、ワーク２２の振れを正確に計測す
ることができるとともに、歪曲部の矯正のためにワーク
２２を任意位置で確実に回転停止させることができる。

【００３４】ワークのセンタ支持チャック装置は、ワー
ク２２に対して滑りを生ぜず、歪曲部の位置を正確に検
知することができ、ワーク２２の爪部材１７に間欠的回
転を与えるパルスにより回転角が決まるので、パルス量
から偏心量の大きい位置を正確に検知でき、その制御も
容易である。

【００３５】ワークのセンタ支持チャック装置は、その
回転駆動を間欠運動としているので、その制御が容易で
ある。また、ワーク２２をレースセンタ１８及び支持セ
ンタ３３で支持して計測するので、正確に計測すること
ができる。そしてまた、従来、ワーク２２の歪曲部の検
出、矯正のためにその要員として人一人を要していた
が、本発明に係るワークのセンタ支持チャック装置によ
り計測の精度が向上し、省人化ができる。

【００３６】ワークのセンタ支持チャック装置は、ワー
ク２２を多数回回転させる装置にも、また例えば１回転
しかしさせない装置においても、均一な締め付け力を与
えて、ワーク２２を回転させることができ、さまざまな
回転数によりワーク２２を回転させるセンタ支持チャッ
ク装置において、ワーク２２を任意の位置まで回転させ
て開放することができるので、計測器、円筒研削盤等に
限定して装着されるものではなく、本発明の要旨を逸脱
しない範囲において各種の装置に装着できるものであ
る。

【００３７】本発明に係るワークのセンタ支持チャック
装置は、ワーク２２の振れ計測が正確にでき、ワーク２
２の振れの矯正の自動化、省力化を図ることができ、ワ
ーク２２の挟持、開放と回転を１つの動力源ですること
ができ、構造が簡単で、しかも安価に製作できるという
効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に係るワークのセンタ支持チャック装置の一
実施の形態を説明するためのものである。

【図１】本発明に係る装置を装着したワークの曲がり矯
正機の正面図である。

【図２】ワークのセンタ支持チャック装置の一部を断面
で示す図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線からみたワークのセンタ支持チ
ャック装置の一部断面で示すチャック装置の閉状態の作
用図である。

【図４】図２のＡ−Ａ線からみたワークのセンタ支持チ
ャック装置の一部断面で示すチャック装置の開状態の作
用図である。

【図５】図２のＢ−Ｂ線からみたワークのセンタ支持チ
ャック装置の側面で示すチャック装置の作動状態の説明
図である。

【符号の説明】

１ センタスリーブ ６ フロートピン ７ 環状のアイドリング部材 １１ シェル型ワンウエイクラッチ １２ 内輪 １３ 外輪 １４ ピン １５ 爪部材の受軸 １７ 爪部材 １８ レースセンタ １９ フロートピン ２０ フロート板 ２２ ワーク ３３ 支持センタ ３９ 半径方向の長孔 ４０ センタ穴 ４２ 円周方向の長孔 ４３ バカ孔 ４５ 先鋭部

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 その先鋭部をワークの両端面に設けられ
   たセンタ穴の一方に挿入してワークを支持するレースセ
   ンタと、レースセンタの外周面に固定されたセンタスリ
   ーブに設けられ、シェル型ワンウェイクラッチによりそ
   の回転が制限される内輪と、その外周面に回動自在に設
   けられた外輪と、外輪のワーク支持側の外端面にワーク
   を挟持し解放する複数の揺動爪部材とを有するワークの
   センタ支持チャック装置において、内輪のワーク支持側
   の外端面に挟持されたワークの偏心支持を吸収する手段
   と、挟持されたワークの回転方向によりワークの挟持と
   解放を規制する手段と、前記外輪の他端部に挟持された
   ワークの回転停止時の回転反力を吸収する手段を有し、
   ワークの挟持、解放、回転が１つの動力源で行うことが
   できることを特徴とするワークのセンタ支持チャック装
   置。
2. 【請求項２】 ワークの偏心支持を吸収する手段は、爪
   部材を保持する爪受け軸により内輪の外端部に取り付け
   られているフロート板と該板のバカ孔に挿入して保持す
   るフロートピンとからなることを特徴とする請求項１に
   記載のワークのセンタ支持チャック装置。
3. 【請求項３】 ワークの挟持と解放を規制する手段は、
   センタスリーブの外周面と内輪の内周面に設けられたシ
   ェル型ワンウエイクラッチであることを特徴とする請求
   項１に記載のワークのセンタ支持チャック装置。
4. 【請求項４】 ワークの回転停止時の回転反力を吸収す
   る手段は、外輪の他端部に植設されたフロートピンと該
   ピンが挿入される複数の円周方向の長孔を有しフロート
   ピンによって揺動自在に保持される環状アイドリング部
   材とから構成されていることを特徴とする請求項１に記
   載のワークのセンタ支持チャック装置。