JP3809252B2

JP3809252B2 - 薄肉・脆性ワーク用チャック装置

Info

Publication number: JP3809252B2
Application number: JP18352097A
Authority: JP
Inventors: 勝沖; 宗樹平岡
Original assignee: Teikoku Chuck Co Ltd
Current assignee: Teikoku Chuck Co Ltd
Priority date: 1997-07-09
Filing date: 1997-07-09
Publication date: 2006-08-16
Anticipated expiration: 2017-07-09
Also published as: JPH1128604A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は薄肉形状のあるいは脆弱な材料で形成されたワーク（以下、単に薄肉・脆性ワークという）用のチャック装置に係り、詳しくは多数の小シリンダによってワークをチャッキングする仕様のものの、その小シリンダのピストンの押付けの速さを全て同じにし、押圧力をシリンダ間で均一にするための構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記した薄肉・脆性ワーク用のチャック装置は、対象ワークＷが薄肉あるいは脆性材で作製されたものであるので、チャッキングを行うシリンダ一本当たりのワークＷにかかる力を小さくするためシリンダを多数設け、全体のチャッキング力を多数のシリンダに分散させたものである（以下では後出の図２を参考図として説明する）。
【０００３】
具体的には、チャック本体１０のハウジング１の軸に垂直な断面において、一円周に沿って等角で多数に分割した位置に軸方向を主軸の半径方向に沿わせた小円筒１１を設け、その小円筒１１内にピストンＰを摺動可能に嵌入させて小シリンダＣを構成したものである。各シリンダＣのピストンＰの前進は図示しない油圧源からハウジング１内の油路を経てシリンダＣに供給される油の圧力で行ない、ピストンＰの後退は同じ小円筒１１内に設けた圧縮バネＳによって行っている。
【０００４】
図４は上記従来例の縦断面を示したものであるが、ピストンＰに対する油圧が解除されている時、ピストンＰのロッドＬは前記圧縮バネＳによりハウジング１内に没入しており、ピストンＰが油圧によって押圧されると、図４に示すようにハウジング１の内周面からロッドＬが突出する。５１は油路である。
【０００５】
このような装置でワークＷをチャッキングする際には、先ず、図示しない油圧の駆動回路を働かせて油圧を全て解除し、バネＳにより全てのピストンＰを後退させてロッドＬをハウジング１内に没入させておく。
【０００６】
その状態でハウジング１のワーク仮置き穴４にワークＷを挿入し、コレットチャック６によりワークＷのセンタリング基準部Ｗ_Bを仮把持してワークＷのセンタを出す。
【０００７】
続いて、油圧の駆動回路を働かせ、油路５１に油を供給し、全ピストンＰを油で押圧し、ハウジング１からロッドＬを進出させ、ワークＷの外壁を全シリンダＣのロッドＬで押圧してチャッキングする。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、薄肉・脆性ワークＷを上記のような多数の箇所でチャッキングする形式の装置で問題となるのは、チャッキング位置間（シリンダ間）で押付け速さおよび押圧力が不均一であると、それに基づいてワークＷに歪みが発生するということである。
【０００９】
その内、チャッキング位置間での「押付け速さの不均一さ」ということについては、それを生じせしめる要因として、シリンダＣのピストンＰの摺動抵抗がある。この摺動抵抗はそのピストンＰが摺動する前記ハウジング１に設けられた小円筒１１の内壁（シリンダＣの内壁）やピストン周面の表面粗さに起因するもの、あるいはピストンＰの周面に装着されたＯリング表面の摩擦抵抗等がある。このＯリングの摩擦抵抗はＯリングの径が大きい程強い。
【００１０】
また、油圧の切り換え時から定常状態に至るまでの間、油圧の発生源（ポンプ）に近いか遠いかにより、ピストンＰの動作中は、油の粘性抵抗の影響で油圧および油の流速に差が生じ、シリンダＣの存在位置によって、そのピストンＰの押付け速さが不均一となる。また、ピストンＰは押付け時に、ピストンＰ後退用バネＳの反力を受けるが、個々のバネは、線径と自由長に公差があるので、手間をかけて同じバネ定数のものを選びださなければ、バネ定数の差により各ピストンＰの押圧力を均一にすることができない。そのような状態でワークＷをチャッキングすると、歪みが発生する。
【００１１】
そこで、この発明の課題は、上記のようなピストンの押付け速さおよび押圧力の分布を不均一にする要因を除去し、各シリンダがワークを均一に押圧できるようにして、チャッキング時のワークの歪みを防止することにある。
【００１２】
【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、旋盤の主軸中心に同芯に固定する筒状のチャック本体に、その軸に垂直な断面の一円周に沿って、ともにピストンが前記主軸の半径方向に流体圧力で進出し、バネで後退する複数のシリンダを等分方位に内設し、各シリンダにおけるピストンのロッドがチャック本体の円筒壁面から出没可能なようにし、チャック本体に設けられた圧力流体供給回路を経て圧力流体供給手段に連通させ、その圧力流体でピストンを押圧してワークをチャッキングする薄肉・脆性ワーク用チャック装置において、
前記チャック本体に前記各ピストンへの圧力流体の流速調節機構として、前記チャック本体に設けられた各圧力流体供給回路の途中に、その圧力流体の流量調節機構をそれぞれ設けた構成（請求項１）とすることができる。
【００１３】
また、上記構成において、各シリンダにそのピストン後退用バネの線径・自由長等の公差によるバネ定数のバラツキを調節するバネ反力調節機構を設けた構成（請求項２）とすることができる。
【００１４】
そのようにしたことにより、各ピストンのワークの押付けタイミングと押圧力を調整でき、ピストン間でのそれらの差をなくせるので、チャッキング時のワークの歪みを防止できる。
【００１５】
【実施の形態】
以下、図１乃至図３を参照してこの発明の実施の形態を説明する。以下の説明においては、旋盤の主軸方向に係る要素について旋盤とは反対側の要素を前側、旋盤側の要素を後側と称する。
【００１６】
図１において１は円筒状のハウジングであり、このハウジング１の後ろ側端面にハウジング１と同芯軸上に円板状のバックプレート２とアダプタープレート３がこの順で当接され、これら三つの部品がボルトＢ₁、Ｂ₂で結合され、全体でチャック本体１０を成している。このチャック本体１０が前記アダプタープレート３の後端面で図示しない旋盤の主軸端面にボルトＢ₃で同芯に固定されている。ワークＷは前記ハウジング１の円筒内（仮置き穴４）に挿入されてチャッキングされる。
【００１７】
前記バックプレート２の前側端面には円筒状のワークストッパ５がボルトＢ₄で固定されており、そのワークストッパ５の軸心の位置には、チャッキング前、ワークＷのセンタリング基準部Ｗ_Bを仮保持するコレットチャック６が設けられている。
【００１８】
さて、ワークＷのチャッキング機構として、この実施形態では、図２に示すように、前記ハウジング１の旋盤の主軸に垂直な一断面内に１２個の小シリンダＣが３０°の等分方位に設けられている。各シリンダＣ、…はハウジング１の主軸の半径方向に穿った小円筒１１にピストンＰとロッドＬの一体物およびピストン後退用の圧縮バネＳが内装されて形成されたものである。
【００１９】
ピストンＰにはチャック本体１０内に設けられた油路５１を通じて、図示しない油圧源から油が導かれており、ピストンＰの前進は油圧で行われる。各シリンダＣのピストンＰは、前進した際、ロッドＬが前記ハウジング１のワークＷの仮置き穴４の内周面から所要量突出するようになっている。その油を導くための油路は、図示しない油圧源から図示しない円筒状のドローバーの内部を通り、アクチュエータ７に入ったものがアダプタープレート３内で向きを変えてその半径方向に走り、アダプタープレート３の外周面手前で主軸に平行な方向に向きを変え、バックプレート２、ハウジング１を経て小円筒１１に通じるようになっている。
【００２０】
前記小円筒１１が油路５１と合流する部分には、図３に示すように、二段の段付き円柱状の油量調整用の絞り２１が油路５１の延長上、油路５１の軸と同心軸上に配設されている。この絞り２１はその大径部２２の周面に形成された雄ねじによってハウジングにねじ込まれており、小径部２３はその先端が円錐状になっている。この小径部２３が小円筒１１に嵌入しており、先端の円錐形状は油路５１の小円筒１１に開口する部分に対向している。そして、前記大径部２２のネジを回動させて絞り２１を進退させることにより、その先端の円錐形状で油路５１から小円筒１１内への油の流入量を調節することができ、従って、ピストンＰの動作速度を調整することができ、ワークＷに当接するタイミングを調整することができる。この絞り２１は、それがハウジング端面から突出した部分に螺合したナット２４によって固定される。
【００２１】
他方、前記各小円筒１１にはハウジング１の内周面から所定の深さに亘ってその内壁に雌ねじが形成されており、この部分に二段の段付き円筒状の虫ネジ１２が埋め込まれている。この虫ネジ１２は、その段付き円筒の大径部１３周面に前記雌ねじに螺合する雄ねじが形成されており、その段付き円筒の中心軸に沿って貫通穴１４が設けられている。この貫通穴１４にピストンＰのロッドＬが緩やかに嵌入しており、この貫通穴１４内を摺動できるようになっている。この虫ネジ１２とピストンＰの間には圧縮バネＳが組み込まれており、この圧縮バネＳがピストンＰを常に後退させる方向に付勢しているが、この虫ネジ１２を回動させて前後させることにより、前記圧縮バネＳのバネ長を調整でき、従って、そのバネ圧を調整することができる。すなわち、この虫ネジ１２によってピストンＰにかかるバネ圧を調整し、ピストンＰを前進させようとする油圧に作用してワークＷに対する押圧力を調整することができる。
【００２２】
この虫ネジ１２の回動は、図示はしないが、そのハウジング１内周面側の端面の一直径上に設けられた溝にマイナスドライバー状の工具を挿入して行えるようになっている。また、この虫ネジ１２が位置する部分のハウジング１には小円筒１１の軸に直交する向きにその虫ネジ１２の回り止めネジ１５が埋設されており、虫ネジ１２の適切な位置が決まったところでこの回り止めネジ１５で固定する。
【００２３】
なお、図１に示すように、小円筒１１のハウジング外周面側およびアダプタープレート周面の油路５１が達している位置にはそれぞれ、小円筒１１や油路５１のドレン排出穴を蓋するための虫ネジＱ₁、Ｑ₂が埋設されている。また、Ｏは油の漏れを防止するＯリングである。この実施形態のチャック装置は以上のような構成であり、次にこの装置の作用を説明する。
【００２４】
先ず、図示していない油圧の制御回路を働かせ、油路５１並びにシリンダ１１内の油を排出する状態にして、各ピストンＰを圧縮バネＳにより後退させ、アクチュエータ７を前進させてコレット６をアンチャックの状態にしてワークＷを挿入する。続いて、図示していない後部シリンダによりアクチュエータ７を後退させ、ワークＷのセンタリング基準部Ｗ_Bを基準として、コレットでセンタリングする。
【００２５】
この状態でシリンダ１１に油圧を供給してピストンＰを押圧し、ロッドＬを前進させるのであるが、以上のような調整機構により、ロッドＬはワーク外周を同じ押圧力で、かつ、殆ど同じタイミングで固定することができるので、把握歪みが生じることがなく、良好な切削が行える。
【００２６】
切削を終了すると、再び油圧の制御回路を働かせ、油路５１に供給していた油を排出し、各ピストンＰを圧縮バネＳにより後退させ、アクチュエータ７を前進させてワークＷのチャッキングを解除してワークＷを取り外す。
【００２７】
なお、この実施形態では油の流量調節機構とバネ反力調節機構の両方を設けたが、いずれか一方だけでもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明は、薄肉・脆性ワークを多数の均一な押圧力のシリンダロッドで把握し、バネの反力でチャッキングを解除する機構のチャックにおいて、バネ反力の調整と各シリンダに流入する油の流速を調整することにより、全シリンダの把握のタイミングを一致させるようにしたので、ワークの把握歪みを効果的に抑制することができ、従来のものより加工の真円度をさらに改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態を示す縦断面図
【図２】実施形態を示す正面図
【図３】実施形態の要部断面図
【図４】従来例を示す縦断面図
【符号の説明】
１ハウジング
２バックプレート
３アダプタープレート
４仮置き穴
５ワークストッパ
６コレットチャック
７アクチュエータ
１０チャック本体
１１小円筒
１２虫ネジ
２１絞り
５１油路
Ｃシリンダ
Ｐピストン
Ｌロッド
Ｓ圧縮バネ
ＯＯリング
Ｑ₁、Ｑ₂ 虫ネジ

Claims

旋盤の主軸中心に同芯に固定する筒状のチャック本体１０に、その軸に垂直な断面の一円周に沿って、ともにピストンＰが前記主軸の半径方向に流体圧力で進出し、バネＳで後退する複数のシリンダＣを等分方位に内設し、各シリンダＣにおけるピストンＰのロッドＬがチャック本体の円筒壁面から出没可能なようにし、チャック本体１０に設けられた圧力流体供給回路５１を経て圧力流体供給手段に連通させ、その圧力流体でピストンＰを押圧してワークＷをチャッキングする薄肉・脆性ワーク用チャック装置において、
前記チャック本体１０に前記各ピストンＰへの圧力流体の流速調節機構として、前記チャック本体１０に設けられた各圧力流体供給回路５１の途中に、その圧力流体の流量調節機構をそれぞれ設けたことを特徴とする薄肉・脆性ワーク用チャック装置。
請求項１に記載の薄肉・脆性ワーク用チャック装置において上記各シリンダＰに上記ピストン後退用バネＳの線径・自由長等の公差によるバネ定数のバラツキを調節するバネ反力調節機構を設けたことを特徴とする薄肉・脆性ワーク用チャック装置。