JP3769214B2 - ワーク支持装置およびワーク回転装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワーク支持装置およびワーク回転装置に関し、さらに詳細には、円筒内径面を有する円筒工作物を支持するワーク支持技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車の車輪のハブユニットやベアリング等の円筒状の工作物（以下、ワークと称する。）を回転支持するには、その一般的な支持構造として、ワークの形状や構造を利用した支持構造が採用されている。
【０００３】
例えば、ワークの凹部や螺子穴を利用して、これらに駆動ケレや支持ボルトを嵌合ないしは螺合することで回転支持するようにした構造、あるいは、ワークの円筒内径面または外径面の適数箇所を複数の支持部材により内方もしくは外方からチャックすることで回転支持するようにした構造が一般に採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の支持構造では、いずれも以下に述べるような問題点があり、その改良が要望されていた。
【０００５】
すなわち、前者の駆動ケレや支持ボルトを用いた支持構造は、ワークに凹部や子穴がなければ採用できず、またワークを支持する際には手作業で行う必要があって、手間と時間がかかって作業者に負担を強いるという問題があった。
【０００６】
また、後者のワークの円筒内径面または外径面の適数箇所を複数の支持部材によりチャックする支持構造は、複数の支持部材を作動させるための構造が複雑かつ高価で、自動化するのも困難であった。
【０００７】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、円筒状のワークを、凹部や螺子穴の有無を問わず、しかも簡単な構造で支持することができるワーク支持装置と、このワーク支持装置を備えて、ワークを支持回転することができるワーク回転装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のワーク支持装置は、円筒内径面を有する円筒ワークを支持する装置であって、ワークの円筒内径面に係脱可能な複数のロック部材を有して、ワークの円筒内径面をチャック固定するロック手段と、上記ロック部材を径方向へカム動作させる駆動カム面を外周に有する、上記ロック部材に対し相対回転可能なカム手段とを備えてなり、上記複数のロック部材は、ワークの円筒内径面に係脱可能な円筒状ころの形態とされるとともに、これら円筒状ころが、環状のころ保持器の保持ポケットにそれぞれ回転可能にかつ径方向へ移動可能に収納保持され、上記カム手段は、外周に上記複数の駆動カム面が上記複数の円筒状ころにそれぞれ対応して設けられた回転カムの形態とされ、この回転カムの固定回転動作により、上記ロック部材が径方向外方へ突出して、ワークの円筒内径面に径方向内側から圧接状に係合するとともに、上記回転カムの解除回転動作により、上記ロック部材がワークの円筒内径面から径方向内側へ退入離脱するように構成されてなり、さらに、上記回転カムの回転動作時に、上記ロック手段が連れ回りするのを防止する連れ回り防止手段を備え、この連れ回り防止手段は、上記複数の円筒状ころのうちの一部の円筒状ころと、上記回転カムに設けられて、この円筒状ころを常時径方向外方へ付勢する弾発スプリングとから構成され、上記ロック手段がワークの円筒内径内に位置した状態において、上記連れ回り防止手段の円筒状ころがワークの円筒内径面に常時弾発的に当接係合することにより、ワークの装着時におけるワークの仮止め支持機能と、上記回転カムの回転動作時における上記ロック手段の連れ回り防止機能とを兼備することを特徴とする。
【０００９】
好適な実施態様としては、以下のものが採用され得る。
ｉ）上記ころ保持器の保持ポケットは、上記円筒状ころが径方向内側から収納保持されるとともに、径方向外側へは抜け出ないように構成されており、これにより、上記円筒状ころは、その円筒面の一部のみが上記保持ポケットの外方へ突出可能な状態で、回転可能にかつ径方向へ移動可能に上記保持ポケットに収納保持される。
【００１０】
ii）上記回転カムの駆動カム面は、上記円筒状ころを径方向へカム移動させる平坦な傾斜面とされている。
【００１１】
iii)上記連れ回り防止手段の弾発スプリングは、上記回転カムの駆動カム面から径方向外方へ臨んで設けられて、この駆動カム面に対応配置された円筒状ころを常時径方向外方へ付勢する構成とされる。
【００１３】
本発明のワーク回転装置は、上記のワーク支持装置が回転軸の先端部に装着されてなることを特徴とし、上記回転軸として、ワークの外周面の仕上がり状態を測定する測定装置の回転主軸や工作機械のワーク回転主軸を選択することにより、各種装置のワーク回転装置として適用され得る。
【００１４】
本発明のワーク支持装置は、円筒内径面を有する円筒ワークの支持に最適なものであって、ロック手段がワークの円筒内径内に位置した状態において、カム手段が固定回転動作することにより、上記ロック手段のロック部材が径方向外方へカム動作（突出動作）して、ワークの円筒内径面に径方向内側から均等に圧接係合し、ワークの内周全体をチャック固定する。
【００１５】
一方、カム手段が解除回転動作することにより、上記ロック手段のロック部材が径方向内方へカム動作（退入動作）して、ワークの円筒内径面から径方向内側へ離脱し、上記チャック固定状態が解除される。
【００１６】
そして、上記ワーク支持装置を備えたワーク回転装置においては、円筒状のワークを簡単な構造で支持しつつ回転させることが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
実施形態１
本発明に係るワーク支持装置を図１および図２示し、このワーク支持装置１は、具体的には図示しないが、ワークＷの外周面Ｗａの仕上がり状態を測定する測定装置の回転主軸（回転軸）の先端部に装着されて、そのワーク回転装置を構成するものである。
【００１９】
ワーク支持装置１は、自動車の車輪のハブユニットやベアリング等のように円筒内径面Ｗｂを有する円筒ワークＷを支持するのに最適な構造を備え、ワークＷの円筒内径面Ｗｂをチャック固定するロック部（ロック手段）３と、このロック部３をチャック動作させるカム部（カム手段）４とを主要部として構成されている。
【００２０】
ロック部３は、ワークＷの円筒内径面Ｗｂに係脱可能な複数のロック部材２、２、…を作動部材として備えてなる。
【００２１】
これらロック部材２、２、…は、具体的にはワークＷの円筒内径面Ｗｂに係脱可能な円筒状ころの形態とされており、図示の実施形態においては、この円筒状ころとして、針状ころが用いられている。これら針状ころ２、２、…は、環状のころ保持器５の保持ポケット５ａ、５ａ、…にそれぞれ回転可能にかつ径方向へ移動可能に収納保持されてなる。
【００２２】
図示の実施形態のころ保持器５においては、保持ポケット５ａ、５ａ、…が円周方向へ３０°ピッチの等間隔をもって設けられており、これにより、上記針状ころ２が１２個配置されている。
【００２３】
保持ポケット５ａの具体的構造は、針状ころ２が径方向内側から収納保持されるとともに、径方向外側へは抜け出ないように構成されており、これにより、針状ころ２は、その円筒面の一部のみが保持ポケット５ａの外方へ突出可能な状態で、回転可能にかつ径方向へ移動可能に保持ポケット５ａに収納保持されることとなる。
【００２４】
回転カム４は、具体的には、上記ロック部３のロック部材２、２、…を径方向へカム動作させるもので、回転可能な回転カムの形態とされている。
【００２５】
この回転カム４は、回転駆動軸６の先端部に、取付けボルト７、７により同軸状に取付け固定されており、この回転駆動軸６は、図示しない前記回転主軸に同心状にかつ相対回転可能に設けられるとともに、回転駆動源に連係されている。なお、上記回転カム４は回転駆動軸６の先端部に一体形成されてもよく、また、回転駆動軸６は図示の実施形態のような回転駆動源に連係されず、手動操作する構造とされてもよい。
【００２６】
回転カム４の外周には、上記１２個の針状ころ２、２、…にそれぞれ対応して１２個の駆動カム面４ａ、４ａ、…が設けられており、これら駆動カム面４ａ、４ａ、…に、針状ころ２、２、…が転接または摺接可能に係合する構造とされている。
【００２７】
これら駆動カム面４ａ、４ａ、…は、針状ころ２を径方向へカム移動させる平坦な傾斜面とされており、具体的には、図１に示すように、回転カム４がころ保持器５に保持された針状ころ２、２、…に対して時計回り（Ｘ方向）に相対的に回転することにより、針状ころ２、２、…が駆動カム面４ａ、４ａ、…に転接または摺接して、径方向外方へ導かれ、逆に、回転カム４が針状ころ２、２、…に対して反時計回り（Ｙ方向）に相対的に回転することにより、針状ころ２、２、…が駆動カム面４ａ、４ａ、…に転接または摺接して、径方向内方へ導かれるように構成されている。
【００２８】
そして、上記回転カム４の固定回転動作（図１において時計回り方向Ｘへの回転動作）により、ロック部３の針状ころ２、２、…が径方向外方へ突出して、ワークＷの円筒内径面Ｗｂに径方向内側から圧接状に係合するとともに、回転カム４の解除回転動作（図１において反時計回り方向Ｙへの回転動作）により、針状ころ２、２、…が径方向内方へ退入して、ワークＷの円筒内径面Ｗｂから径方向内側へ離脱することとなる。
【００２９】
また、上記回転カム４の回転動作に関連して、この回転カム４の回転動作時に、ロック部３が連れ回りするのを防止する連れ回り防止機構（連れ回り防止手段）８が設けられている。
【００３０】
この連れ回り防止機構８は、具体的には、回転カム４に設けられた３つの弾発スプリング８ａ、８ａ、…と、これら弾発スプリング８ａ、８ａ、…と共働する３個の針状ころ２、２、…からなる。上記弾発スプリング８ａ、８ａ、…は、回転カム４外周の１２個の駆動カム面４ａ、４ａ、…のうち、１２０°の間隔を隔てて配置されている３個の駆動カム面４ａ、４ａ、…から径方向外方へ臨んで設けられており、これにより、これら駆動カム面４ａ、４ａ、…に対応配置された針状ころ２、２、…が弾発スプリング８ａ、８ａ、…によって常時径方向外方へ付勢されることとなる。
【００３１】
そして、ワーク支持装置１のロック部３がワークＷの円筒内径内に位置した状態においては、上記連れ回り防止機構８の３個の針状ころ２、２、…がワークＷの円筒内径面Ｗｂに常時弾発的に当接係合することで、このワークＷに対する円周方向への相対的な移動が所定の摩擦係合力をもって阻止されることになる。これにより、これら３個の針状ころ２、２、…を介して、ころ保持器５さらには残りの９個の針状ころ２、２、…も、ワークＷに対する円周方向への相対的な移動が阻止される結果、回転カム４の回転動作時に、ロック部３が回転カム４と一緒に連れ回りするのが有効に防止される。
【００３２】
また、連れ回り防止機構８は、上記のような本来的機能、つまり回転カム４の回転動作時におけるロックブ３の連れ回り防止機能に加えて、ワーク支持装置１のロック部３がワークＷの円筒内径内に位置させた際の仮止め機構としても作用する（ワークＷの装着時における仮止め支持機能）。つまり、上記連れ回り防止機構８の３個の針状ころ２、２、…がワークＷの円筒内径面Ｗｂに常時弾発的に当接係合することから、ワークＷはワーク支持装置１のロック部３に仮止め支持状態となり、この仮止め支持状態において、ワークＷのロック部３に対する位置決め調整を行うことができる。
【００３３】
なお、１０は回転カム４に対してロック部３を装着支持するための支持板を示しており、この支持板１０は、ロック部３が回転カム４の外周部に挿入配置された状態で、締付けねじ１１により回転カム４の先端面に締付け固定される。
【００３４】
しかして、以上のように構成されたワーク支持装置１が回転主軸（回転軸）の先端部に装着されてなる測定装置においては、ワーク支持装置１によりワークＷがチャック固定された状態で、上記回転主軸が回転されながら、ワークＷの外周面Ｗａの仕上がり状態が測定されることとなる。
【００３５】
この場合、ワーク支持装置１によるワークＷのチャック固定に際しては、ロック部３がワークＷの円筒内径内に位置した状態（連れ回り防止機構８による仮止め支持状態）において、ワークＷのロック部３に対する位置決め調整が行われた後、回転カム４が固定回転動作（図１において時計回り方向Ｘへの回転動作）する。これにより、上記ロック部３の針状ころ２、２、…が径方向外方へカム動作（突出動作）して、ワークＷの円筒内径面Ｗｂに径方向内側から均等に圧接係合し、ワークＷの内周全体をチャック固定する。
【００３６】
一方、上記の外周面Ｗａの仕上がり状態の測定が完了すると、上記回転カム４が解除回転動作（図１において反時計回り方向Ｙへの回転動作）することにより、上記針状ころ２、２、…が径方向内方へカム動作（退入動作）して、ワークＷの円筒内径面Ｗｂから径方向内側へ離脱する。これにより、上記チャック固定状態を解除されて、ワークＷの上記回転主軸からの取外しが可能となる。
【００３７】
このように回転カム４を回動操作して針状ころ２、２、…をカム動作させるだけの簡単な構造により、ワークＷの円筒内径面Ｗｂを回転軸に迅速にかつ確実にチャック固定させることができる。また、回転カム４の回転動作は駆動モータなどにより機械的に行ってもよいし、手動で行ってもよいが、駆動モータなど機械的に行う場合には、ワークＷの取付け・取外しの自動化を図ることができる。
【００３８】
また、連れ回り防止機構８を備えることにより、回転カム４を回転操作するに際して、ロック部３の針状ころ２、２、…およびころ保持器５が回転カム４と連れ回りすることはなく、回転カム４がロック部３に対して有効に相対回転動作して、チャック動作が迅速かつ確実に行われる。
【００３９】
実施形態２
本実施形態は図３および図４に示されており、ワーク支持装置２１は、実施形態１と同様、ワークＷの円筒内径面Ｗｂをチャック固定するロック部（ロック手段）２３と、このロック部２３をチャック動作させる回転カムの形態とされたカム部（カム手段）２４とを主要部として構成されている。
【００４０】
ロック部２３は、ワークＷの円筒内径面Ｗｂに係脱可能な複数のロック部材２２、２２、…を作動部材として備えてなる。これらロック部材２２、２２、…は、具体的にはワークＷの円筒内径面Ｗｂに係脱可能な係合ブロックの形態とされており、環状のブロック保持器２５の保持ポケット２５ａ、２５ａ、…にそれぞれ径方向へ移動可能に収納保持されてなる。
【００４１】
図示の実施形態のブロック保持器２５においては、保持ポケット２５ａ、２５ａ、…が円周方向へ９０°ピッチの等間隔をもって設けられており、これにより、上記係合ブロック２２が４個配置されている。
【００４２】
係合ブロック２２は、その外周面２２ａがワークＷの円筒内径面Ｗｂに係脱可能な係合面とされ、この係合面２２ａはワークＷの円筒内径面Ｗｂに対応した円筒面に形成されている。また、係合ブロック２２の内周面２２ｂは、後述する回転カム２４の駆動カム突起２４ａと係合する従動カム面とされ、この従動カム面２２ｂは平坦な傾斜面に形成されて、後述するように、駆動カム突起２４ａと共働して係合ブロック２２をカム動作させる。
【００４３】
また、係合ブロック２２の内側縁には、図４に示すように、ブロック保持器２５の保持ポケット２５ａよりも幅広の抜け止めフランジ３０が形成されており、これにより係合ブロック２２が保持ポケット２５ａから径方向外方への抜け落ちが防止される。一方、各係合ブロック２２の両端部とブロック保持器２５との間には、板バネ３１がそれぞれ介装されており、これにより、係合ブロック２２が保持ポケット２５ａの径方向内方へ常時弾発付勢されている。
【００４４】
回転カム２４は、具体的には図示しないが、実施形態１と同様、回転駆動軸の先端部に同軸状に取付け固定されており、この回転駆動軸が、回転装置の回転主軸に同心状にかつ相対回転可能に設けられるとともに、回転駆動源に連係されている。
【００４５】
回転カム２４の外周には、上記４個の係合ブロック２２、２２、…にそれぞれ対応して４つの駆動カム突起２４ａ、２４ａ、…が９０°ピッチで設けられており、これら駆動カム突起２４ａ、２４ａ、…に、係合ブロック２２、２２、…が摺接可能に係合する構造とされている。
【００４６】
これら駆動カム突起２４ａ、２４ａ、…は、図３に示すように、円筒外周面を有する円弧形状に形成されており、係合ブロック２２の従動カム面２２ｂと共働して、係合ブロック２２を径方向へカム移動させる構造とされている。
【００４７】
具体的には、図３に示すように、回転カム２４がブロック保持器２５に保持された係合ブロック２２、２２、…に対して時計回り（Ｘ方向）に相対的に回転することにより、係合ブロック２２、２２、…が駆動カム突起２４ａ、２４ａ、…に摺接して、径方向外方へ導かれ、逆に、回転カム２４が係合ブロック２２、２２、…に対してに対して反時計回り（Ｙ方向）に相対的に回転することにより、係合ブロック２２、２２、…が駆動カム突起２４ａ、２４ａ、…に摺接して、径方向内方へ導かれるように構成されている。
【００４８】
そして、上記回転カム２４の固定回転動作（図３において時計回り方向Ｘへの回転動作）により、ロック部２３の係合ブロック２２、２２、…が径方向外方へ突出して、ワークＷの円筒内径面Ｗｂに径方向内側から圧接状に係合するとともに、回転カム２４の解除回転動作（図３において反時計回り方向Ｙへの回転動作）により、係合ブロック２２、２２、…が径方向内方へ退入して、ワークＷの円筒内径面Ｗｂから径方向内側へ離脱することとなる。
【００４９】
また、実施形態１と同様、上記回転カム２４の回転動作に関連して、この回転カム２４の回転動作時に、ロック部２３が連れ回りするのを防止する連れ回り防止機構（連れ回り防止手段）２８が設けられている。
【００５０】
この連れ回り防止機構２８は、具体的には、ブロック保持器２５に設けられた２つのプランジャ２９、２９からなる。これらプランジャ２９、２９は、ブロック保持器２５の一直径線上の対称位置に設けられている。
【００５１】
プランジャ２９は、係合ボール２９ａと弾発スプリング２９ｂからなり、ワーク支持装置２１のロック部２３がワークＷの円筒内径内に位置した状態において、両プランジャ２９、２９の係合ボール２９ａ、２９ａ…がワークＷの円筒内径面Ｗｂに常時弾発的に当接係合することで、ワークＷに対する円周方向への相対的な移動が所定の摩擦係合力をもって阻止されることになる。これにより、これら両プランジャ２９、２９を介して、ブロック保持器２５さらには係合ブロック２２、２２、…が、ワークＷに対する円周方向への相対的な移動を阻止される結果、回転カム２４の回転動作時に、ロック部２３が回転カム２４と一緒に連れ回りするのが有効に防止される。
【００５２】
また、連れ回り防止機構２８は、実施形態１の連れ回り防止機構８と同様、ワーク支持装置２１のロック部２３をワークＷの円筒内径内に位置させた際の仮止め機構としても作用する。
【００５３】
しかして、以上のように構成されたワーク支持装置２１においては、ロック部２３がワークＷの円筒内径内に位置した状態（連れ回り防止機構２８による仮止め支持状態）において、ワークＷのロック部３２に対する位置決め調整が行われた後、回転カム２４が固定回転動作（図３において時計回り方向Ｘへの回転動作）する。これにより、上記ロック部２３の係合ブロック２２、２２、…が径方向外方へカム動作（突出動作）して、ワークＷの円筒内径面Ｗｂに径方向内側から均等に圧接係合し、ワークＷの内周全体をチャック固定する。
【００５４】
一方、上記回転カム２４が解除回転動作（図３において反時計回り方向Ｙへの回転動作）することにより、上記係合ブロック２２、２２、…が径方向内方へカム動作（退入動作）して、ワークＷの円筒内径面Ｗｂから径方向内側へ離脱する。これにより、上記チャック固定状態を解除されて、ワークＷの上記回転主軸からの取外しが可能となる。
その他の構成および作用は実施形態１と同様である。
【００５５】
実施形態３
本実施形態は図５および図６に示されており、ワーク支持装置４１は、実施形態１と同様、ワークＷの円筒内径面Ｗｂをチャック固定するロック部（ロック手段）４３と、このロック部４３をチャック動作させる回転カムの形態とされたカム部（カム手段）４４とを主要部として構成されている。
【００５６】
ロック部４３は、ワークＷの円筒内径面Ｗｂに係脱可能な複数のロック部材４２、４２を作動部材として備えてなる。これらロック部材４２、４２は、具体的にはワークＷの円筒内径面Ｗｂに係脱可能な扇形状の係合ブロックの形態とされている。
【００５７】
本実施形態においては、二つの係合ブロック４２、４２が設けられており、図５に示すようにほぼ半円形状の扇形状に形成されるとともに、これら係合ブロック４２、４２間つまり内径側に回転カム４４が介装されている。
【００５８】
係合ブロック４２は、その外周面４２ａがワークＷの円筒内径面Ｗｂに係脱可能な係合面とされ、この係合面４２ａはワークＷの円筒内径面Ｗｂに対応した円筒面に形成されている。また、係合ブロック４２の内周面の一部４２ｂは、後述する回転カム４４の駆動カム面４４ａと係合する従動カム面とされ、この従動カム面４２ｂを含む上記内周面は回転カム４４を収容する凹湾曲面に形成されている。上記従動カム面４２ｂは、後述するように、回転カム４４の駆動カム面４４ａと共働して係合ブロック４２をカム動作させる。
【００５９】
また、係合ブロック４２、４２間には、図５に示すように、一対の引張りバネ５０、５０が介装されており、これら引張りバネ５０、５０による引張力により、両係合ブロック４２、４２は互いに接近する方向つまり径方向内方へ弾発付勢されて、その従動カム面４２ｂ、４２ｂが回転カム４４の駆動カム面４４ａに常時摺接するように構成されている。
【００６０】
回転カム４４は、図６に示すように、実施形態１と同様、回転駆動軸６の先端部に一体的に設けられており、この回転駆動軸６は、図示しないワーク回転装置の回転主軸に同心状にかつ相対回転可能に設けられるとともに、回転駆動源に連係されている。
【００６１】
回転カム４４の外周面４４ａは、上述したように、上記２つの係合ブロック４２、４２の従動カム面４２ｂ、４２ｂに摺接可能に係合する駆動カム面として機能する。つまり、この駆動カム面は図５に示すような楕円形状輪郭を有し、係合ブロック４２の従動カム面４２ｂと共働して、係合ブロック２２を径方向へカム移動させる構造とされている。
【００６２】
具体的には、回転カム４４が、図５に二点鎖線で示す状態から、係合ブロック４２、４２に対して時計回り（Ｘ方向）に相対的に回転することにより、係合ブロック４２、４２が駆動カム面４４ａ、４４ａに摺接して、径方向外方へ導かれ、逆に、回転カム４４が、図５に実線で示す状態から、係合ブロック４２、４２に対して反時計回り（Ｙ方向）に相対的に回転することにより、係合ブロック４２、４２が駆動カム面４４ａ、４４ａに摺接して、径方向内方へ導かれるように構成されている。
【００６３】
そして、上記回転カム４４の固定回転動作（図５において時計回り方向Ｘへの回転動作）により、ロック部４３の係合ブロック４２、４２が径方向外方へ突出して、ワークＷの円筒内径面Ｗｂに径方向内側から圧接状に係合するとともに、回転カム４４の解除回転動作（図５において反時計回り方向Ｙへの回転動作）により、係合ブロック４２、４２が径方向内方へ退入して、ワークＷの円筒内径面Ｗｂから径方向内側へ離脱することとなる。
【００６４】
なお、６０は回転カム４４に対してロック部４３を装着支持するための支持板を示しており、この支持板６０は、両係合ブロック４２、４２の底面にそれぞれ取付け固定されている。
【００６５】
また、実施形態１と同様、上記回転カム４４の回転動作に関連して、この回転カム４４の回転動作時に、ロック部４３が連れ回りするのを防止する連れ回り防止機構（連れ回り防止手段）４８が設けられている。
【００６６】
この連れ回り防止機構４８は、具体的には、実施形態２と同様、係合ブロック４２、４２にそれぞれ設けられた２つのプランジャ４９、４９からなる。これらプランジャ４９、４９は、上記引張りバネ５０、５０と平行となる対称位置に設けられている。
【００６７】
プランジャ４９は、係合ボール４９ａと弾発スプリング４９ｂからなり、ワーク支持装置４１のロック部４３がワークＷの円筒内径内に位置した状態において、両プランジャ４９、４９の係合ボール４９ａ、４９ａがワークＷの円筒内径面Ｗｂに常時弾発的に当接係合することで、ワークＷに対する円周方向への相対的な移動が所定の摩擦係合力をもって阻止されることになる。これにより、これら両プランジャ４９、４９を介して、係合ブロック４２、４２が、ワークＷに対する円周方向への相対的な移動を阻止される結果、回転カム４４の回転動作時に、ロック部４３が回転カム４４と一緒に連れ回りするのが有効に防止される。
【００６８】
また、連れ回り防止機構４８は、実施形態１の連れ回り防止機構８と同様、ワーク支持装置４１のロック部４３をワークＷの円筒内径内に位置させた際の仮止め機構としても作用する。
【００６９】
しかして、以上のように構成されたワーク支持装置４１においては、ロック部４３がワークＷの円筒内径内に位置した状態（連れ回り防止機構４８による仮止め支持状態）において、ワークＷのロック部４３に対する位置決め調整が行われた後、回転カム４４が固定回転動作（図５において時計回り方向Ｘへの回転動作）する。これにより、上記ロック部４３の係合ブロック４２、４２が径方向外方へカム動作（突出動作）して、ワークＷの円筒内径面Ｗｂに径方向内側から均等に圧接係合し、ワークＷの内周全体をチャック固定する。
【００７０】
一方、上記回転カム４４が解除回転動作（図５において反時計回り方向Ｙへの回転動作）することにより、上記係合ブロック４２、４２が径方向内方へカム動作（退入動作）して、ワークＷの円筒内径面Ｗｂから径方向内側へ離脱する。これにより、上記チャック固定状態を解除されて、ワークＷの上記回転主軸からの取外しが可能となる。
その他の構成および作用は実施形態１と同様である。
【００７１】
なお、上述した実施形態１〜３は、あくまでも本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれに限定されることなく、その範囲内において種々設計変更可能である。
【００７２】
例えば、図示の実施形態は、ワーク支持装置１、２１、４１がワークＷの外周面Ｗａの仕上がり状態を測定する測定装置の回転主軸に設けられる場合について説明したが、工作機械のワーク回転主軸等の各種の回転軸に広く適用することができる。
【００７３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のワーク支持装置によれば、ワークの円筒内径面に係脱可能な複数のロック部材を有して、ワークの円筒内径面をチャック固定するロック手段と、上記ロック部材を径方向へカム動作させる駆動カム面を外周に有する、上記ロック部材に対し相対回転可能なカム手段とを備えてなり、上記複数のロック部材は、ワークの円筒内径面に係脱可能な円筒状ころの形態とされるとともに、これら円筒状ころが、環状のころ保持器の保持ポケットにそれぞれ回転可能にかつ径方向へ移動可能に収納保持され、上記カム手段は、外周に上記複数の駆動カム面が上記複数の円筒状ころにそれぞれ対応して設けられた回転カムの形態とされ、この回転カムの固定回転動作により、上記ロック部材が径方向外方へ突出して、ワークの円筒内径面に径方向内側から圧接状に係合するとともに、上記回転カムの解除回転動作により、上記ロック部材がワークの円筒内径面から径方向内側へ退入離脱するように構成されてなり、さらに、上記回転カムの回転動作時に、上記ロック手段が連れ回りするのを防止する連れ回り防止手段を備え、この連れ回り防止手段は、上記複数の円筒状ころのうちの一部の円筒状ころと、上記回転カムに設けられて、この円筒状ころを常時径方向外方へ付勢する弾発スプリングとから構成され、上記ロック手段がワークの円筒内径内に位置した状態において、上記連れ回り防止手段の円筒状ころがワークの円筒内径面に常時弾発的に当接係合することにより、ワークの装着時におけるワークの仮止め支持機能と、上記回転カムの回転動作時における上記ロック手段の連れ回り防止機能とを兼備するから、円筒状のワークを、凹部や螺子穴の有無を問わず、しかも簡単な構造で支持することができる。
【００７４】
すなわち、上記ロック手段がワークの円筒内径内に位置した状態において、上記カム手段が固定回転動作することにより、上記ロック手段のロック部材が径方向外方へカム動作（突出動作）して、ワークの円筒内径面に径方向内側から均等に圧接係合し、ワークの内周全体をチャック固定する。一方、これと逆に、上記カム手段が解除回転動作することにより、上記ロック手段のロック部材が径方向内方へカム動作（退入動作）して、ワークの円筒内径面から径方向内側へ離脱し、上記チャック固定状態が解除される。
【００７５】
このように、簡単な構造により、ワーク支持装置がワークを迅速にかつ確実にチャックすることができるとともに、ワーク支持装置に対するワークの取付け・取外しの自動化を図ることが可能になり、作業者の負担も低減させることができる。
【００７６】
さらに、上記ワーク支持装置を備えたワーク回転装置にあっては、上記の効果が得られることにより、円筒状のワークを簡単な構造で支持しつつ回転させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１であるワーク支持装置の構成を図２のＩ−Ｉ線に沿って示す平面図である。
【図２】同じく同ワーク支持装置の構成を一部切開して示す側面図である。
【図３】本発明の実施形態２であるワーク支持装置の構成を示す平面図である。
【図４】同ワーク支持装置の要部構成を図３のIV−IV線に沿って示す拡大断面図である。
【図５】本発明の実施形態３であるワーク支持装置の構成を示す平面図である。
【図６】同じく同ワーク支持装置の構成を図５のVI−VI線に沿って示す断面図である。
【符号の説明】
Ｗ ワーク
Ｗａ ワークの外周面
Ｗｂ ワークの円筒内径面
１ ワーク支持装置
２ 針状ころ（ロック部材、円筒状ころ）
３ ロック部（ロック手段）
４ 回転カム（カム手段）
４ａ 回転カムの駆動カム面
５ ころ保持器
５ａ 保持ポケット
６ 回転駆動軸
８ 連れ回り防止機構（連れ回り防止手段）
２１ ワーク支持装置
２２ 係合ブロック（ロック部材）
２２ａ 係合ブロックの係合面
２２ｂ 係合ブロックの従動カム面
２３ ロック部（ロック手段）
２４ 回転カム（カム手段）
２４ａ 回転カムの駆動カム突起
２５ ブロック保持器
２５ａ 保持ポケット
２８ 連れ回り防止機構（連れ回り防止手段）
２９ 連れ回り防止機構のプランジャ
４１ ワーク支持装置
４２ 係合ブロック（ロック部材）
４２ａ 係合ブロックの係合面
４２ｂ 係合ブロックの従動カム面
４３ ロック部（ロック手段）
４４ 回転カム（カム手段）
４４ａ 回転カムの駆動カム面
４８ 連れ回り防止機構（連れ回り防止手段）
４９ 連れ回り防止機構のプランジャ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワーク支持装置およびワーク回転装置に関し、さらに詳細には、円筒内径面を有する円筒工作物を支持するワーク支持技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車の車輪のハブユニットやベアリング等の円筒状の工作物（以下、ワークと称する。）を回転支持するには、その一般的な支持構造として、ワークの形状や構造を利用した支持構造が採用されている。
【０００３】
例えば、ワークの凹部や螺子穴を利用して、これらに駆動ケレや支持ボルトを嵌合ないしは螺合することで回転支持するようにした構造、あるいは、ワークの円筒内径面または外径面の適数箇所を複数の支持部材により内方もしくは外方からチャックすることで回転支持するようにした構造が一般に採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の支持構造では、いずれも以下に述べるような問題点があり、その改良が要望されていた。
【０００５】
すなわち、前者の駆動ケレや支持ボルトを用いた支持構造は、ワークに凹部や子穴がなければ採用できず、またワークを支持する際には手作業で行う必要があって、手間と時間がかかって作業者に負担を強いるという問題があった。
【０００６】
また、後者のワークの円筒内径面または外径面の適数箇所を複数の支持部材によりチャックする支持構造は、複数の支持部材を作動させるための構造が複雑かつ高価で、自動化するのも困難であった。
【０００７】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、円筒状のワークを、凹部や螺子穴の有無を問わず、しかも簡単な構造で支持することができるワーク支持装置と、このワーク支持装置を備えて、ワークを支持回転することができるワーク回転装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のワーク支持装置は、円筒内径面を有する円筒ワークを支持する装置であって、ワークの円筒内径面に係脱可能な複数のロック部材を有して、ワークの円筒内径面をチャック固定するロック手段と、上記ロック部材を径方向へカム動作させる駆動カム面を外周に有する、上記ロック部材に対し相対回転可能なカム手段とを備えてなり、上記複数のロック部材は、ワークの円筒内径面に係脱可能な円筒状ころの形態とされるとともに、これら円筒状ころが、環状のころ保持器の保持ポケットにそれぞれ回転可能にかつ径方向へ移動可能に収納保持され、上記カム手段は、外周に上記複数の駆動カム面が上記複数の円筒状ころにそれぞれ対応して設けられた回転カムの形態とされ、この回転カムの固定回転動作により、上記ロック部材が径方向外方へ突出して、ワークの円筒内径面に径方向内側から圧接状に係合するとともに、上記回転カムの解除回転動作により、上記ロック部材がワークの円筒内径面から径方向内側へ退入離脱するように構成されてなり、さらに、上記回転カムの回転動作時に、上記ロック手段が連れ回りするのを防止する連れ回り防止手段を備え、この連れ回り防止手段は、上記複数の円筒状ころのうちの一部の円筒状ころと、上記回転カムに設けられて、この円筒状ころを常時径方向外方へ付勢する弾発スプリングとから構成され、上記ロック手段がワークの円筒内径内に位置した状態において、上記連れ回り防止手段の円筒状ころがワークの円筒内径面に常時弾発的に当接係合することにより、ワークの装着時におけるワークの仮止め支持機能と、上記回転カムの回転動作時における上記ロック手段の連れ回り防止機能とを兼備することを特徴とする。
【０００９】
好適な実施態様としては、以下のものが採用され得る。
ｉ）上記ころ保持器の保持ポケットは、上記円筒状ころが径方向内側から収納保持されるとともに、径方向外側へは抜け出ないように構成されており、これにより、上記円筒状ころは、その円筒面の一部のみが上記保持ポケットの外方へ突出可能な状態で、回転可能にかつ径方向へ移動可能に上記保持ポケットに収納保持される。
【００１０】
ii）上記回転カムの駆動カム面は、上記円筒状ころを径方向へカム移動させる平坦な傾斜面とされている。
【００１１】
iii)上記連れ回り防止手段の弾発スプリングは、上記回転カムの駆動カム面から径方向外方へ臨んで設けられて、この駆動カム面に対応配置された円筒状ころを常時径方向外方へ付勢する構成とされる。
【００１３】
本発明のワーク回転装置は、上記のワーク支持装置が回転軸の先端部に装着されてなることを特徴とし、上記回転軸として、ワークの外周面の仕上がり状態を測定する測定装置の回転主軸や工作機械のワーク回転主軸を選択することにより、各種装置のワーク回転装置として適用され得る。
【００１４】
本発明のワーク支持装置は、円筒内径面を有する円筒ワークの支持に最適なものであって、ロック手段がワークの円筒内径内に位置した状態において、カム手段が固定回転動作することにより、上記ロック手段のロック部材が径方向外方へカム動作（突出動作）して、ワークの円筒内径面に径方向内側から均等に圧接係合し、ワークの内周全体をチャック固定する。
【００１５】
一方、カム手段が解除回転動作することにより、上記ロック手段のロック部材が径方向内方へカム動作（退入動作）して、ワークの円筒内径面から径方向内側へ離脱し、上記チャック固定状態が解除される。
【００１６】
そして、上記ワーク支持装置を備えたワーク回転装置においては、円筒状のワークを簡単な構造で支持しつつ回転させることが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
実施形態１
本発明に係るワーク支持装置を図１および図２示し、このワーク支持装置１は、具体的には図示しないが、ワークＷの外周面Ｗａの仕上がり状態を測定する測定装置の回転主軸（回転軸）の先端部に装着されて、そのワーク回転装置を構成するものである。
【００１９】
ワーク支持装置１は、自動車の車輪のハブユニットやベアリング等のように円筒内径面Ｗｂを有する円筒ワークＷを支持するのに最適な構造を備え、ワークＷの円筒内径面Ｗｂをチャック固定するロック部（ロック手段）３と、このロック部３をチャック動作させるカム部（カム手段）４とを主要部として構成されている。
【００２０】
ロック部３は、ワークＷの円筒内径面Ｗｂに係脱可能な複数のロック部材２、２、…を作動部材として備えてなる。
【００２１】
これらロック部材２、２、…は、具体的にはワークＷの円筒内径面Ｗｂに係脱可能な円筒状ころの形態とされており、図示の実施形態においては、この円筒状ころとして、針状ころが用いられている。これら針状ころ２、２、…は、環状のころ保持器５の保持ポケット５ａ、５ａ、…にそれぞれ回転可能にかつ径方向へ移動可能に収納保持されてなる。
【００２２】
図示の実施形態のころ保持器５においては、保持ポケット５ａ、５ａ、…が円周方向へ３０°ピッチの等間隔をもって設けられており、これにより、上記針状ころ２が１２個配置されている。
【００２３】
保持ポケット５ａの具体的構造は、針状ころ２が径方向内側から収納保持されるとともに、径方向外側へは抜け出ないように構成されており、これにより、針状ころ２は、その円筒面の一部のみが保持ポケット５ａの外方へ突出可能な状態で、回転可能にかつ径方向へ移動可能に保持ポケット５ａに収納保持されることとなる。
【００２４】
回転カム４は、具体的には、上記ロック部３のロック部材２、２、…を径方向へカム動作させるもので、回転可能な回転カムの形態とされている。
【００２５】
この回転カム４は、回転駆動軸６の先端部に、取付けボルト７、７により同軸状に取付け固定されており、この回転駆動軸６は、図示しない前記回転主軸に同心状にかつ相対回転可能に設けられるとともに、回転駆動源に連係されている。なお、上記回転カム４は回転駆動軸６の先端部に一体形成されてもよく、また、回転駆動軸６は図示の実施形態のような回転駆動源に連係されず、手動操作する構造とされてもよい。
【００２６】
回転カム４の外周には、上記１２個の針状ころ２、２、…にそれぞれ対応して１２個の駆動カム面４ａ、４ａ、…が設けられており、これら駆動カム面４ａ、４ａ、…に、針状ころ２、２、…が転接または摺接可能に係合する構造とされている。
【００２７】
これら駆動カム面４ａ、４ａ、…は、針状ころ２を径方向へカム移動させる平坦な傾斜面とされており、具体的には、図１に示すように、回転カム４がころ保持器５に保持された針状ころ２、２、…に対して時計回り（Ｘ方向）に相対的に回転することにより、針状ころ２、２、…が駆動カム面４ａ、４ａ、…に転接または摺接して、径方向外方へ導かれ、逆に、回転カム４が針状ころ２、２、…に対して反時計回り（Ｙ方向）に相対的に回転することにより、針状ころ２、２、…が駆動カム面４ａ、４ａ、…に転接または摺接して、径方向内方へ導かれるように構成されている。
【００２８】
そして、上記回転カム４の固定回転動作（図１において時計回り方向Ｘへの回転動作）により、ロック部３の針状ころ２、２、…が径方向外方へ突出して、ワークＷの円筒内径面Ｗｂに径方向内側から圧接状に係合するとともに、回転カム４の解除回転動作（図１において反時計回り方向Ｙへの回転動作）により、針状ころ２、２、…が径方向内方へ退入して、ワークＷの円筒内径面Ｗｂから径方向内側へ離脱することとなる。
【００２９】
また、上記回転カム４の回転動作に関連して、この回転カム４の回転動作時に、ロック部３が連れ回りするのを防止する連れ回り防止機構（連れ回り防止手段）８が設けられている。
【００３０】
この連れ回り防止機構８は、具体的には、回転カム４に設けられた３つの弾発スプリング８ａ、８ａ、…と、これら弾発スプリング８ａ、８ａ、…と共働する３個の針状ころ２、２、…からなる。上記弾発スプリング８ａ、８ａ、…は、回転カム４外周の１２個の駆動カム面４ａ、４ａ、…のうち、１２０°の間隔を隔てて配置されている３個の駆動カム面４ａ、４ａ、…から径方向外方へ臨んで設けられており、これにより、これら駆動カム面４ａ、４ａ、…に対応配置された針状ころ２、２、…が弾発スプリング８ａ、８ａ、…によって常時径方向外方へ付勢されることとなる。
【００３１】
そして、ワーク支持装置１のロック部３がワークＷの円筒内径内に位置した状態においては、上記連れ回り防止機構８の３個の針状ころ２、２、…がワークＷの円筒内径面Ｗｂに常時弾発的に当接係合することで、このワークＷに対する円周方向への相対的な移動が所定の摩擦係合力をもって阻止されることになる。これにより、これら３個の針状ころ２、２、…を介して、ころ保持器５さらには残りの９個の針状ころ２、２、…も、ワークＷに対する円周方向への相対的な移動が阻止される結果、回転カム４の回転動作時に、ロック部３が回転カム４と一緒に連れ回りするのが有効に防止される。
【００３２】
また、連れ回り防止機構８は、上記のような本来的機能、つまり回転カム４の回転動作時におけるロックブ３の連れ回り防止機能に加えて、ワーク支持装置１のロック部３がワークＷの円筒内径内に位置させた際の仮止め機構としても作用する（ワークＷの装着時における仮止め支持機能）。つまり、上記連れ回り防止機構８の３個の針状ころ２、２、…がワークＷの円筒内径面Ｗｂに常時弾発的に当接係合することから、ワークＷはワーク支持装置１のロック部３に仮止め支持状態となり、この仮止め支持状態において、ワークＷのロック部３に対する位置決め調整を行うことができる。
【００３３】
なお、１０は回転カム４に対してロック部３を装着支持するための支持板を示しており、この支持板１０は、ロック部３が回転カム４の外周部に挿入配置された状態で、締付けねじ１１により回転カム４の先端面に締付け固定される。
【００３４】
しかして、以上のように構成されたワーク支持装置１が回転主軸（回転軸）の先端部に装着されてなる測定装置においては、ワーク支持装置１によりワークＷがチャック固定された状態で、上記回転主軸が回転されながら、ワークＷの外周面Ｗａの仕上がり状態が測定されることとなる。
【００３５】
この場合、ワーク支持装置１によるワークＷのチャック固定に際しては、ロック部３がワークＷの円筒内径内に位置した状態（連れ回り防止機構８による仮止め支持状態）において、ワークＷのロック部３に対する位置決め調整が行われた後、回転カム４が固定回転動作（図１において時計回り方向Ｘへの回転動作）する。これにより、上記ロック部３の針状ころ２、２、…が径方向外方へカム動作（突出動作）して、ワークＷの円筒内径面Ｗｂに径方向内側から均等に圧接係合し、ワークＷの内周全体をチャック固定する。
【００３６】
一方、上記の外周面Ｗａの仕上がり状態の測定が完了すると、上記回転カム４が解除回転動作（図１において反時計回り方向Ｙへの回転動作）することにより、上記針状ころ２、２、…が径方向内方へカム動作（退入動作）して、ワークＷの円筒内径面Ｗｂから径方向内側へ離脱する。これにより、上記チャック固定状態を解除されて、ワークＷの上記回転主軸からの取外しが可能となる。
【００３７】
このように回転カム４を回動操作して針状ころ２、２、…をカム動作させるだけの簡単な構造により、ワークＷの円筒内径面Ｗｂを回転軸に迅速にかつ確実にチャック固定させることができる。また、回転カム４の回転動作は駆動モータなどにより機械的に行ってもよいし、手動で行ってもよいが、駆動モータなど機械的に行う場合には、ワークＷの取付け・取外しの自動化を図ることができる。
【００３８】
また、連れ回り防止機構８を備えることにより、回転カム４を回転操作するに際して、ロック部３の針状ころ２、２、…およびころ保持器５が回転カム４と連れ回りすることはなく、回転カム４がロック部３に対して有効に相対回転動作して、チャック動作が迅速かつ確実に行われる。
【００３９】
実施形態２
本実施形態は図３および図４に示されており、ワーク支持装置２１は、実施形態１と同様、ワークＷの円筒内径面Ｗｂをチャック固定するロック部（ロック手段）２３と、このロック部２３をチャック動作させる回転カムの形態とされたカム部（カム手段）２４とを主要部として構成されている。
【００４０】
ロック部２３は、ワークＷの円筒内径面Ｗｂに係脱可能な複数のロック部材２２、２２、…を作動部材として備えてなる。これらロック部材２２、２２、…は、具体的にはワークＷの円筒内径面Ｗｂに係脱可能な係合ブロックの形態とされており、環状のブロック保持器２５の保持ポケット２５ａ、２５ａ、…にそれぞれ径方向へ移動可能に収納保持されてなる。
【００４１】
図示の実施形態のブロック保持器２５においては、保持ポケット２５ａ、２５ａ、…が円周方向へ９０°ピッチの等間隔をもって設けられており、これにより、上記係合ブロック２２が４個配置されている。
【００４２】
係合ブロック２２は、その外周面２２ａがワークＷの円筒内径面Ｗｂに係脱可能な係合面とされ、この係合面２２ａはワークＷの円筒内径面Ｗｂに対応した円筒面に形成されている。また、係合ブロック２２の内周面２２ｂは、後述する回転カム２４の駆動カム突起２４ａと係合する従動カム面とされ、この従動カム面２２ｂは平坦な傾斜面に形成されて、後述するように、駆動カム突起２４ａと共働して係合ブロック２２をカム動作させる。
【００４３】
また、係合ブロック２２の内側縁には、図４に示すように、ブロック保持器２５の保持ポケット２５ａよりも幅広の抜け止めフランジ３０が形成されており、これにより係合ブロック２２が保持ポケット２５ａから径方向外方への抜け落ちが防止される。一方、各係合ブロック２２の両端部とブロック保持器２５との間には、板バネ３１がそれぞれ介装されており、これにより、係合ブロック２２が保持ポケット２５ａの径方向内方へ常時弾発付勢されている。
【００４４】
回転カム２４は、具体的には図示しないが、実施形態１と同様、回転駆動軸の先端部に同軸状に取付け固定されており、この回転駆動軸が、回転装置の回転主軸に同心状にかつ相対回転可能に設けられるとともに、回転駆動源に連係されている。
【００４５】
回転カム２４の外周には、上記４個の係合ブロック２２、２２、…にそれぞれ対応して４つの駆動カム突起２４ａ、２４ａ、…が９０°ピッチで設けられており、これら駆動カム突起２４ａ、２４ａ、…に、係合ブロック２２、２２、…が摺接可能に係合する構造とされている。
【００４６】
これら駆動カム突起２４ａ、２４ａ、…は、図３に示すように、円筒外周面を有する円弧形状に形成されており、係合ブロック２２の従動カム面２２ｂと共働して、係合ブロック２２を径方向へカム移動させる構造とされている。
【００４７】
具体的には、図３に示すように、回転カム２４がブロック保持器２５に保持された係合ブロック２２、２２、…に対して時計回り（Ｘ方向）に相対的に回転することにより、係合ブロック２２、２２、…が駆動カム突起２４ａ、２４ａ、…に摺接して、径方向外方へ導かれ、逆に、回転カム２４が係合ブロック２２、２２、…に対してに対して反時計回り（Ｙ方向）に相対的に回転することにより、係合ブロック２２、２２、…が駆動カム突起２４ａ、２４ａ、…に摺接して、径方向内方へ導かれるように構成されている。
【００４８】
そして、上記回転カム２４の固定回転動作（図３において時計回り方向Ｘへの回転動作）により、ロック部２３の係合ブロック２２、２２、…が径方向外方へ突出して、ワークＷの円筒内径面Ｗｂに径方向内側から圧接状に係合するとともに、回転カム２４の解除回転動作（図３において反時計回り方向Ｙへの回転動作）により、係合ブロック２２、２２、…が径方向内方へ退入して、ワークＷの円筒内径面Ｗｂから径方向内側へ離脱することとなる。
【００４９】
また、実施形態１と同様、上記回転カム２４の回転動作に関連して、この回転カム２４の回転動作時に、ロック部２３が連れ回りするのを防止する連れ回り防止機構（連れ回り防止手段）２８が設けられている。
【００５０】
この連れ回り防止機構２８は、具体的には、ブロック保持器２５に設けられた２つのプランジャ２９、２９からなる。これらプランジャ２９、２９は、ブロック保持器２５の一直径線上の対称位置に設けられている。
【００５１】
プランジャ２９は、係合ボール２９ａと弾発スプリング２９ｂからなり、ワーク支持装置２１のロック部２３がワークＷの円筒内径内に位置した状態において、両プランジャ２９、２９の係合ボール２９ａ、２９ａ…がワークＷの円筒内径面Ｗｂに常時弾発的に当接係合することで、ワークＷに対する円周方向への相対的な移動が所定の摩擦係合力をもって阻止されることになる。これにより、これら両プランジャ２９、２９を介して、ブロック保持器２５さらには係合ブロック２２、２２、…が、ワークＷに対する円周方向への相対的な移動を阻止される結果、回転カム２４の回転動作時に、ロック部２３が回転カム２４と一緒に連れ回りするのが有効に防止される。
【００５２】
また、連れ回り防止機構２８は、実施形態１の連れ回り防止機構８と同様、ワーク支持装置２１のロック部２３をワークＷの円筒内径内に位置させた際の仮止め機構としても作用する。
【００５３】
しかして、以上のように構成されたワーク支持装置２１においては、ロック部２３がワークＷの円筒内径内に位置した状態（連れ回り防止機構２８による仮止め支持状態）において、ワークＷのロック部３２に対する位置決め調整が行われた後、回転カム２４が固定回転動作（図３において時計回り方向Ｘへの回転動作）する。これにより、上記ロック部２３の係合ブロック２２、２２、…が径方向外方へカム動作（突出動作）して、ワークＷの円筒内径面Ｗｂに径方向内側から均等に圧接係合し、ワークＷの内周全体をチャック固定する。
【００５４】
一方、上記回転カム２４が解除回転動作（図３において反時計回り方向Ｙへの回転動作）することにより、上記係合ブロック２２、２２、…が径方向内方へカム動作（退入動作）して、ワークＷの円筒内径面Ｗｂから径方向内側へ離脱する。これにより、上記チャック固定状態を解除されて、ワークＷの上記回転主軸からの取外しが可能となる。
その他の構成および作用は実施形態１と同様である。
【００５５】
実施形態３
本実施形態は図５および図６に示されており、ワーク支持装置４１は、実施形態１と同様、ワークＷの円筒内径面Ｗｂをチャック固定するロック部（ロック手段）４３と、このロック部４３をチャック動作させる回転カムの形態とされたカム部（カム手段）４４とを主要部として構成されている。
【００５６】
ロック部４３は、ワークＷの円筒内径面Ｗｂに係脱可能な複数のロック部材４２、４２を作動部材として備えてなる。これらロック部材４２、４２は、具体的にはワークＷの円筒内径面Ｗｂに係脱可能な扇形状の係合ブロックの形態とされている。
【００５７】
本実施形態においては、二つの係合ブロック４２、４２が設けられており、図５に示すようにほぼ半円形状の扇形状に形成されるとともに、これら係合ブロック４２、４２間つまり内径側に回転カム４４が介装されている。
【００５８】
係合ブロック４２は、その外周面４２ａがワークＷの円筒内径面Ｗｂに係脱可能な係合面とされ、この係合面４２ａはワークＷの円筒内径面Ｗｂに対応した円筒面に形成されている。また、係合ブロック４２の内周面の一部４２ｂは、後述する回転カム４４の駆動カム面４４ａと係合する従動カム面とされ、この従動カム面４２ｂを含む上記内周面は回転カム４４を収容する凹湾曲面に形成されている。上記従動カム面４２ｂは、後述するように、回転カム４４の駆動カム面４４ａと共働して係合ブロック４２をカム動作させる。
【００５９】
また、係合ブロック４２、４２間には、図５に示すように、一対の引張りバネ５０、５０が介装されており、これら引張りバネ５０、５０による引張力により、両係合ブロック４２、４２は互いに接近する方向つまり径方向内方へ弾発付勢されて、その従動カム面４２ｂ、４２ｂが回転カム４４の駆動カム面４４ａに常時摺接するように構成されている。
【００６０】
回転カム４４は、図６に示すように、実施形態１と同様、回転駆動軸６の先端部に一体的に設けられており、この回転駆動軸６は、図示しないワーク回転装置の回転主軸に同心状にかつ相対回転可能に設けられるとともに、回転駆動源に連係されている。
【００６１】
回転カム４４の外周面４４ａは、上述したように、上記２つの係合ブロック４２、４２の従動カム面４２ｂ、４２ｂに摺接可能に係合する駆動カム面として機能する。つまり、この駆動カム面は図５に示すような楕円形状輪郭を有し、係合ブロック４２の従動カム面４２ｂと共働して、係合ブロック２２を径方向へカム移動させる構造とされている。
【００６２】
具体的には、回転カム４４が、図５に二点鎖線で示す状態から、係合ブロック４２、４２に対して時計回り（Ｘ方向）に相対的に回転することにより、係合ブロック４２、４２が駆動カム面４４ａ、４４ａに摺接して、径方向外方へ導かれ、逆に、回転カム４４が、図５に実線で示す状態から、係合ブロック４２、４２に対して反時計回り（Ｙ方向）に相対的に回転することにより、係合ブロック４２、４２が駆動カム面４４ａ、４４ａに摺接して、径方向内方へ導かれるように構成されている。
【００６３】
そして、上記回転カム４４の固定回転動作（図５において時計回り方向Ｘへの回転動作）により、ロック部４３の係合ブロック４２、４２が径方向外方へ突出して、ワークＷの円筒内径面Ｗｂに径方向内側から圧接状に係合するとともに、回転カム４４の解除回転動作（図５において反時計回り方向Ｙへの回転動作）により、係合ブロック４２、４２が径方向内方へ退入して、ワークＷの円筒内径面Ｗｂから径方向内側へ離脱することとなる。
【００６４】
なお、６０は回転カム４４に対してロック部４３を装着支持するための支持板を示しており、この支持板６０は、両係合ブロック４２、４２の底面にそれぞれ取付け固定されている。
【００６５】
また、実施形態１と同様、上記回転カム４４の回転動作に関連して、この回転カム４４の回転動作時に、ロック部４３が連れ回りするのを防止する連れ回り防止機構（連れ回り防止手段）４８が設けられている。
【００６６】
この連れ回り防止機構４８は、具体的には、実施形態２と同様、係合ブロック４２、４２にそれぞれ設けられた２つのプランジャ４９、４９からなる。これらプランジャ４９、４９は、上記引張りバネ５０、５０と平行となる対称位置に設けられている。
【００６７】
プランジャ４９は、係合ボール４９ａと弾発スプリング４９ｂからなり、ワーク支持装置４１のロック部４３がワークＷの円筒内径内に位置した状態において、両プランジャ４９、４９の係合ボール４９ａ、４９ａがワークＷの円筒内径面Ｗｂに常時弾発的に当接係合することで、ワークＷに対する円周方向への相対的な移動が所定の摩擦係合力をもって阻止されることになる。これにより、これら両プランジャ４９、４９を介して、係合ブロック４２、４２が、ワークＷに対する円周方向への相対的な移動を阻止される結果、回転カム４４の回転動作時に、ロック部４３が回転カム４４と一緒に連れ回りするのが有効に防止される。
【００６８】
また、連れ回り防止機構４８は、実施形態１の連れ回り防止機構８と同様、ワーク支持装置４１のロック部４３をワークＷの円筒内径内に位置させた際の仮止め機構としても作用する。
【００６９】
しかして、以上のように構成されたワーク支持装置４１においては、ロック部４３がワークＷの円筒内径内に位置した状態（連れ回り防止機構４８による仮止め支持状態）において、ワークＷのロック部４３に対する位置決め調整が行われた後、回転カム４４が固定回転動作（図５において時計回り方向Ｘへの回転動作）する。これにより、上記ロック部４３の係合ブロック４２、４２が径方向外方へカム動作（突出動作）して、ワークＷの円筒内径面Ｗｂに径方向内側から均等に圧接係合し、ワークＷの内周全体をチャック固定する。
【００７０】
一方、上記回転カム４４が解除回転動作（図５において反時計回り方向Ｙへの回転動作）することにより、上記係合ブロック４２、４２が径方向内方へカム動作（退入動作）して、ワークＷの円筒内径面Ｗｂから径方向内側へ離脱する。これにより、上記チャック固定状態を解除されて、ワークＷの上記回転主軸からの取外しが可能となる。
その他の構成および作用は実施形態１と同様である。
【００７１】
なお、上述した実施形態１〜３は、あくまでも本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれに限定されることなく、その範囲内において種々設計変更可能である。
【００７２】
例えば、図示の実施形態は、ワーク支持装置１、２１、４１がワークＷの外周面Ｗａの仕上がり状態を測定する測定装置の回転主軸に設けられる場合について説明したが、工作機械のワーク回転主軸等の各種の回転軸に広く適用することができる。
【００７３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のワーク支持装置によれば、ワークの円筒内径面に係脱可能な複数のロック部材を有して、ワークの円筒内径面をチャック固定するロック手段と、上記ロック部材を径方向へカム動作させる駆動カム面を外周に有する、上記ロック部材に対し相対回転可能なカム手段とを備えてなり、上記複数のロック部材は、ワークの円筒内径面に係脱可能な円筒状ころの形態とされるとともに、これら円筒状ころが、環状のころ保持器の保持ポケットにそれぞれ回転可能にかつ径方向へ移動可能に収納保持され、上記カム手段は、外周に上記複数の駆動カム面が上記複数の円筒状ころにそれぞれ対応して設けられた回転カムの形態とされ、この回転カムの固定回転動作により、上記ロック部材が径方向外方へ突出して、ワークの円筒内径面に径方向内側から圧接状に係合するとともに、上記回転カムの解除回転動作により、上記ロック部材がワークの円筒内径面から径方向内側へ退入離脱するように構成されてなり、さらに、上記回転カムの回転動作時に、上記ロック手段が連れ回りするのを防止する連れ回り防止手段を備え、この連れ回り防止手段は、上記複数の円筒状ころのうちの一部の円筒状ころと、上記回転カムに設けられて、この円筒状ころを常時径方向外方へ付勢する弾発スプリングとから構成され、上記ロック手段がワークの円筒内径内に位置した状態において、上記連れ回り防止手段の円筒状ころがワークの円筒内径面に常時弾発的に当接係合することにより、ワークの装着時におけるワークの仮止め支持機能と、上記回転カムの回転動作時における上記ロック手段の連れ回り防止機能とを兼備するから、円筒状のワークを、凹部や螺子穴の有無を問わず、しかも簡単な構造で支持することができる。
【００７４】
すなわち、上記ロック手段がワークの円筒内径内に位置した状態において、上記カム手段が固定回転動作することにより、上記ロック手段のロック部材が径方向外方へカム動作（突出動作）して、ワークの円筒内径面に径方向内側から均等に圧接係合し、ワークの内周全体をチャック固定する。一方、これと逆に、上記カム手段が解除回転動作することにより、上記ロック手段のロック部材が径方向内方へカム動作（退入動作）して、ワークの円筒内径面から径方向内側へ離脱し、上記チャック固定状態が解除される。
【００７５】
このように、簡単な構造により、ワーク支持装置がワークを迅速にかつ確実にチャックすることができるとともに、ワーク支持装置に対するワークの取付け・取外しの自動化を図ることが可能になり、作業者の負担も低減させることができる。
【００７６】
さらに、上記ワーク支持装置を備えたワーク回転装置にあっては、上記の効果が得られることにより、円筒状のワークを簡単な構造で支持しつつ回転させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１であるワーク支持装置の構成を図２のＩ−Ｉ線に沿って示す平面図である。
【図２】同じく同ワーク支持装置の構成を一部切開して示す側面図である。
【図３】本発明の実施形態２であるワーク支持装置の構成を示す平面図である。
【図４】同ワーク支持装置の要部構成を図３のIV−IV線に沿って示す拡大断面図である。
【図５】本発明の実施形態３であるワーク支持装置の構成を示す平面図である。
【図６】同じく同ワーク支持装置の構成を図５のVI−VI線に沿って示す断面図である。
【符号の説明】
Ｗ ワーク
Ｗａ ワークの外周面
Ｗｂ ワークの円筒内径面
１ ワーク支持装置
２ 針状ころ（ロック部材、円筒状ころ）
３ ロック部（ロック手段）
４ 回転カム（カム手段）
４ａ 回転カムの駆動カム面
５ ころ保持器
５ａ 保持ポケット
６ 回転駆動軸
８ 連れ回り防止機構（連れ回り防止手段）
２１ ワーク支持装置
２２ 係合ブロック（ロック部材）
２２ａ 係合ブロックの係合面
２２ｂ 係合ブロックの従動カム面
２３ ロック部（ロック手段）
２４ 回転カム（カム手段）
２４ａ 回転カムの駆動カム突起
２５ ブロック保持器
２５ａ 保持ポケット
２８ 連れ回り防止機構（連れ回り防止手段）
２９ 連れ回り防止機構のプランジャ
４１ ワーク支持装置
４２ 係合ブロック（ロック部材）
４２ａ 係合ブロックの係合面
４２ｂ 係合ブロックの従動カム面
４３ ロック部（ロック手段）
４４ 回転カム（カム手段）
４４ａ 回転カムの駆動カム面
４８ 連れ回り防止機構（連れ回り防止手段）
４９ 連れ回り防止機構のプランジャ
Claims (5)
- 円筒内径面を有する円筒工作物を支持する装置であって、
工作物の円筒内径面に係脱可能な複数のロック部材を有して、工作物の円筒内径面をチャック固定するロック手段と、
前記ロック部材を径方向へカム動作させる駆動カム面を外周に有する、前記ロック部材に対し相対回転可能なカム手段とを備えてなり、
前記複数のロック部材は、工作物の円筒内径面に係脱可能な円筒状ころの形態とされるとともに、これら円筒状ころが、環状のころ保持器の保持ポケットにそれぞれ回転可能にかつ径方向へ移動可能に収納保持され、
前記カム手段は、外周に前記複数の駆動カム面が前記複数の円筒状ころにそれぞれ対応して設けられた回転カムの形態とされ、
この回転カムの固定回転動作により、前記ロック部材が径方向外方へ突出して、工作物の円筒内径面に径方向内側から圧接状に係合するとともに、前記回転カムの解除回転動作により、前記ロック部材が工作物の円筒内径面から径方向内側へ退入離脱するように構成されてなり、
さらに、前記回転カムの回転動作時に、前記ロック手段が連れ回りするのを防止する連れ回り防止手段を備え、
この連れ回り防止手段は、前記複数の円筒状ころのうちの一部の円筒状ころと、前記回転カムに設けられて、この円筒状ころを常時径方向外方へ付勢する弾発スプリングとから構成され、
前記ロック手段が工作物の円筒内径内に位置した状態において、前記連れ回り防止手段の円筒状ころが工作物の円筒内径面に常時弾発的に当接係合することにより、工作物の装着時における工作物の仮止め支持機能と、前記回転カムの回転動作時における前記ロック手段の連れ回り防止機能とを兼備する
ことを特徴とするワーク支持装置。 - 前記ころ保持器の保持ポケットは、前記円筒状ころが径方向内側から収納保持されるとともに、径方向外側へは抜け出ないように構成されており、
これにより、前記円筒状ころは、その円筒面の一部のみが前記保持ポケットの外方へ突出可能な状態で、回転可能にかつ径方向へ移動可能に前記保持ポケットに収納保持される
ことを特徴とする請求項１に記載のワーク支持装置。 - 前記回転カムの駆動カム面は、前記円筒状ころを径方向へカム移動させる平坦な傾斜面とされている
ことを特徴とする請求項１または２に記載のワーク支持装置。 - 前記連れ回り防止手段の弾発スプリングは、前記回転カムの駆動カム面から径方向外方へ臨んで設けられて、この駆動カム面に対応配置された円筒状ころを常時径方向外方へ付勢する構成とされている
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載のワーク支持装置。 - 請求項１から４のいずれか１つに記載のワーク支持装置が回転軸の先端部に装着されてなることを特徴とするワーク回転装置。
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