JP3809214B2 - フェースクランプチャック - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ワークをその前後面で挟持してチャッキングするフェースクランプチャックに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のフェースクランプは実開平６−３５０５号公報等に開示され、そのチャッキング構造の概略は、図４に示すように、旋盤の主軸に固着されるチャック本体１の前面に、その軸心周り等間隔に回転軸２を突出かつ回転自在に取付け、その各回転軸２の先にトップジョー３を設けたものである（後述の実施形態参照）。
【０００３】
このチャックによって、ワークＷをチャッキングするには、同図のごとく、所要厚のストッパー４をチャック本体１前面にボルト止めし、このストッパー４にワークＷの後面を当てがった後、同図矢印のごとく、回転軸２を回転するとともに引き込んで、トップジョー３をワークＷの前面に圧接し、ストッパー４とトップジョー３でもってワークＷを挟持してチャッキングする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記フェースクランプチャックにおいては、回転軸２を引き込んでチャッキングするため、そのチャッキング時の基準面はストッパー４の前面４ａとなる。
【０００５】
しかしながら、ワークＷの形状によってはストッパー４の前面４ａ側を基準面、すなわちワークＷの後面側を基準面にし得ない場合がある。例えば、歯車Ｗなどにおいて、その内径面７が傾斜していると、その内径面７を切削する場合、同図のごとく、その内径面７は外側に広がる形状が好ましい。なぜなら、切削時、バイトを軸方向の移動（ａ矢印）につれて外側に徐々に移行する方が切削し易く、また、内径寸法も測定し易いからである。逆に、内側（ストッパー４側）に広がる傾斜面であると、バイトはａ矢印方向の移動につれて内側に徐々に移行することとなり、切削しにくいうえに、内径面の後側が奥まることとなって、その内径寸法が測定しづらいからである。
【０００６】
したがって、同図（ａ）のワークＷのセット状態において、ワークＷの後面（ストッパー４側）に凹凸があって、基準面とし得ない場合、ワークＷを裏返しにして、同図のセット状態のワークＷ前面をストッパー４に当接すればよいが、上記切削性、寸法測定の面などで問題が生じる。
【０００７】
この発明は、上記実情の下、ワークＷのセット時における、ワーク前面を基準にチャッキングし得るようにすることを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明は、旋盤の主軸に固着されるチャック本体の前面に、前記主軸の軸心周り、等間隔にワークチャック用トップジョーを取付け、この各トップジョーを前記ワークの前面に圧接して、そのワークをチャッキングするフェースクランプチャックにおいて、
上記トップジョーのワークとの圧接位置が、上記主軸の軸心方向及び径方向に位置決めされたものであり、上記チャック本体の軸心周り等間隔に、その軸心方向の回転軸を設けて、この回転軸に上記トップジョーを取付け、前記回転軸は、前記主軸の軸心方向に進退自在に及びその回転軸の軸心周りに回転自在に設けられて、前記トップジョーが前記圧接位置に位置したときより前記軸心引込み方向に移動不能とし、上記主軸からの駆動力によってその回転軸を進退及び回転させることにより、前記トップジョーを、前記ワークとの圧接位置と、その圧接位置から軸心方向前方且つ径方向外側にある退逃位置とに移動可能とし、
上記チャック本体にその前面から突出可能な押圧子を設けて、その押圧子はばねによって前方へ付勢されており、前記押圧子にワークＷを当てて後方へ押し込むことにより、その押圧子は前記ばねの付勢力に抗して上記主軸の軸心方向へ移動し、且つ、その押圧子は、上記主軸側からの油圧又は圧縮空気の印加により前記ワークの後面を押して、上記トップジョーと前記ワークとの上記圧接位置を基準にして、そのワークをチャッキングする構成としたのである。
【０００９】
このように構成すれば、押圧子の突出量によって、ワークの厚み変化に対応し、ワークの前面が加工基準となったチャッキングがなされる。この際、ワーク前面は、予め基準面となり得る加工を施しておくことは勿論である。
【００１２】
このように構成すれば、油圧等の印加を解除した状態で、ワークを、その後面を押圧子に当てて押し込み、その状態で、回転軸を回転させ、引込み構造のものであれば、引込んでトップジョーを圧接位置に位置させる。このとき、ばねが圧縮し、押圧子が押されて、押圧子とトップジョーによってワークが径方向に移動可能な軽い押圧で挟持される。つぎに、ワークを芯出した後、油圧又は圧縮空気を印加することにより、その挟持が強固となって確実なチャッキングがなされる。
【００１３】
また、上記トップジョーのワークの前面との圧接位置と上記押圧子のワークの後面との圧接位置を、上記主軸の軸方向同一軸上にすれば、ワーク前後面の圧接（挟持）位置が一致して、前後面における、挟持力の偏位が生じず、安定かつ確実なチャッキングを行い得る。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１乃至図３に、この発明の一実施形態を示し、チャッキング本体１１は、ベースプレート１１ａとそのベースプレート１１ａにボルト止めされるケーシング１１ｂとから成る。チャッキング本体１１には進退軸１２が中心を貫通しており、この進退軸１２は、旋盤主軸からのドローバー１０がねじ込み連結されて、そのドローバー１０によって前後に進退する。図中ＯはＯリングである。
【００１５】
進退軸１２にはアクチュエータ１３が嵌め込まれて一体となっており、そのアクチュエータ１３の腕１３ａの先端に回転軸１４の基端が連結されている。その連結は、腕１３ａのヘリカル雌ねじ１３ｂと基端のヘリカル雄ねじ１４ａのねじ合わせによってなされており、回転軸１４は、その軸方向が引込み規制され（詳細は後述）、アクチュエータ１３が図１矢印のごとく進退すると、そのねじ合わせによって回転する。回転軸１４の基部にはばね１４ｂによって押圧された当て具１４ｃが進退自在に設けられており、このばね１４ｂにより、当て具１４ｃがベースプレート１１ａに圧接して、常時、回転軸１４に押圧力が付与される。図中、１３ｃはアクチュエータ１３のストッパーで、アクチュエータ１３がストッパー１３ｃに当接した時点で回転軸１４の回転が終り、それ以後は真直ぐな引込み動作となる。１３ｄはそのストッパー１３ｃの取付けナットである。
【００１６】
回転軸１４は、そのケース１５がチャッキング本体ケーシング１１ｂ前面にそのフランジ１５ｂを介してボルト止めされており（図２参照）、このケース１５を貫通してチャック本体１１前面に突出している。その突出端に位置決めブッシュ１６が嵌められ、この位置決めブッシュ１６がケース１５に回転自在かつ軸方向の引込みをｅ位置で規制される様に支持されており、上述のアクチュエータ１３の押出しによって、回転軸１４は、数mm（直進代ｆ）前進した後、後述のトップジョー１８が退避位置ｄになるまで回転する。その退避状態から、アクチュエータ１３が引込まれると、回転軸１４は、トップジョー１８が圧接位置ｃの軸上になるまで回転し、位置決めブッシュ１６がケース１５のストップ面ｅに密着するまで真直ぐに下がる。各回転軸ケース１５はリング１５ａによって遠心力等で変形して位置精度が悪くならないように、剛性を持たせている。
【００１７】
また、回転軸１４の先端には前述のトップジョー１８がボルト止めされており、回転軸１４の回転に伴って、退逃状態ｄ（図２鎖線）と後述のワークＷチャッキング状態（ワーク圧接状態ｃ、同図実線）との間を９０度回転する。このため、アクチュエータ１３の進退量は、トップジョー１８が後述の押圧子３０の前進分プラス余裕分直進し、さらに９０度回転し得るように設定する。トップジョー１８はピン１８ａによって位置決めされている。なお、回転角はワークＷを出し入れしやすい様に任意に決め得る。
【００１８】
チャッキング本体１１のケーシング１１ｂ前面中央にボス１９がボルト止めされ、このボス１９にピストン２０が摺動自在に嵌められている。ボス１９には主軸から２本の導管２１ａ、２１ｂが導かれており、一方の導管２１ａからの圧縮空気によってピストン２０が前方に移動させられる。また、ボス１９にはピストンケーシング２２が進退筒２３を介在して嵌められており、このケーシング２２はチャック本体ケーシング１１ｂ前面にボルト止めされている。図中、ｂはＯリングである（以下、同じ）。
【００１９】
ピストンケーシング２２の前面に弾性鋼又はバネ鋼からなるダイヤフラム２４がボルト止めされており、ピストン２０によって進退筒２３が図１矢印のごとく押されてダイヤフラム２４の基部が押し上げられると、そのアーム部２４ａが図１鎖線のごとく外側に開く。図中２４ｂはダイヤフラム２４後面周囲等間隔に設けたバランスウエイトであり、この存在によって、回転時の遠心力による把握力の減衰を相殺する。
【００２０】
ボス１９の前面には押圧子支持筒２５がボルト止めされ、その先端部周囲３等分位に、それぞれ３個の嵌合子２６、その嵌合子間の３等分位に押圧子３０が設けられている。嵌合子２６はばね２７によって支持され、ダイヤフラム２４のアーム部２４ａにより治具２８を介して押されると、主軸（チャッキング本体１１）の軸心に向かって移動する。例えば、ワークＷが歯車であれば、その歯の谷間に嵌まり込み、歯車Ｗのピッチ円と主軸中心を同心に保持する。アーム部２４ａが外側に動けば、ばね２７によって嵌合子２６はその谷間から抜け出る。
【００２１】
押圧子３０は、上述のトップジョー１８のワークＷとの圧接位置ｃに向かって、チャック本体１の軸方向に進退自在となっており、その後部にピストン３１及びばね３２が設けられている。このため、ばね３２によって、押圧子３０は、常時、圧接位置ｃを越えて突出しており、ワークＷを当てて押し込み、進退軸１２を引張り、トップジョー１８を圧接位置ｃまで下げた後、上述の他方の導管２１ｂからの油圧によって、加工時の切削力に負けない押付け力がワークＷに付与される。なお、圧接子２６、押圧子３０の位置及び数は任意である。
【００２２】
この実施形態は以上の構成であり、いま、例えば、歯車Ｗの内周面を切削（研削）する際には、ダイヤフラム２４を開くとともに、トップジョー１８を退逃させた状態で、図１のごとく、歯車Ｗを押圧子３０に当てて押し込み、トップジョー１８を回して引込ませ、その先端を圧接位置ｃに位置させ、アーム部２４ａを閉じて、嵌合子２６を歯車Ｗの外面に嵌める。このとき、歯車Ｗは、その周囲複数の圧接子２６の嵌合によって同芯が担保される。
【００２３】
つぎに、油圧を押圧子ピストン３１に印加し、押圧子３０を強い力で歯車Ｗの後面に圧接する。これにより、歯車Ｗは、圧接位置ｃを基準にして、押圧子３０とトップジョー１８によって挟持された強固なチャッキングがなされる。この状態で、歯車Ｗ内周面を加工し、終了すれば、上述の逆作用によって、歯車Ｗを取外す。
【００２４】
この実施形態では、センターリングを嵌合子２６の嵌合でなしたが、例えば、図１鎖線のごとく、軸心にばねによって外方に押されたセンターポンチ４０を設けて、このポンチ４０先端をワークＷのセンター穴に嵌めることによってセンターを出すようにすることができる。この際、ダイヤフラム２４の機構は必ずしも必要でない。
【００２５】
この発明においては、トップジョー１８の回転機構、ワークＷの外周チャック（実施形態ではダイヤフラム２４）機構は他の周知のものを採用し得ることは言うまでもない。また、図１の回転軸１４とケース１５の直進代ｆをなくし、回転のみを働かせる場合も、この発明の目的を達せられるので、そのような軸方向に移動しないものにも、この発明は採用し得る。
【００２６】
【発明の効果】
この発明は以上のような構成としたので、ワーク前面を基準にして強固なフェイスチャッキングを行い得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の切断正面図
【図２】同実施形態の右側面図
【図３】同実施形態の要部分解斜視図
【図４】従来例の概略図であり、（ａ）は要部切断正面図、（ｂ）は右側面図
【符号の説明】
１、１１ チャック本体
２、１４ 回転軸
３、１８ トップジョー
４ ストッパー
１１ａ チャック本体ベースプレート
１１ｂ チャック本体ケーシング
１２ 進退軸
１３ 回転軸駆動用アクチュエータ
１４ａ ヘリカルねじ
１５ 回転軸ケース
１６ 位置決めブッシュ
１７ Ｏリング
１８ トップジョー
１９ チャッキングボス
２０ ダイヤフラム用ピストン
２２ ピストンケーシング
２３ 進退筒
２４ ダイヤフラム
２５ 押圧子支持筒
２６ 嵌合子
２７ ばね
２８ 嵌合治具
３０ 押圧子
３１ 押圧子用ピストン
３２ 押圧子用ばね
４０ センターポンチ
Ｗ ワーク（歯車）

Claims (2)

1. 旋盤の主軸に固着されるチャック本体１１の前面に、前記主軸の軸心周り、等間隔にワークチャック用トップジョー１８を取付け、この各トップジョー１８を前記ワークＷの前面に圧接して、そのワークＷをチャッキングするフェースクランプチャックにおいて、
   上記トップジョー１８のワークＷとの圧接位置ｃが、上記主軸の軸心方向及び径方向に位置決めされたものであり、上記チャック本体１１の軸心周り等間隔に、その軸心方向の回転軸１４を設けて、この回転軸１４に上記トップジョー１８を取付け、前記回転軸１４は、前記主軸の軸心方向に進退自在に及びその回転軸１４の軸心周りに回転自在に設けられて、前記トップジョー１８が前記圧接位置ｃに位置したときより前記軸心引込み方向に移動不能とし、上記主軸からの駆動力によってその回転軸１４を進退及び回転させることにより、前記トップジョー１８を、前記ワークＷとの圧接位置ｃと、その圧接位置ｃから軸心方向前方且つ径方向外側にある退逃位置ｄとに移動可能とし、
   上記チャック本体１１にその前面から突出可能な押圧子３０を設けて、その押圧子３０はばね３２によって前方へ付勢されており、前記押圧子３０にワークＷを当てて後方へ押し込むことにより、その押圧子３０は前記ばね３２の付勢力に抗して上記主軸の軸心方向へ移動し、且つ、その押圧子３０は、上記主軸側からの油圧又は圧縮空気の印加により前記ワークＷの後面を押して、上記トップジョー１８と前記ワークＷとの上記圧接位置ｃを基準にして、そのワークＷをチャッキングすることを特徴とするフェースクランプチャック。
2. 上記トップジョー１８のワークＷの前面との圧接位置ｃと上記押圧子３０のワークＷの後面との圧接位置を、上記主軸の軸方向同一軸上にしたことを特徴とする請求項１に記載のフェースワーククランプチャック。

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