JP4130733B2 - 工作機械 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、断面が円形及び円形以外の形状を有するワークを保持することが出来るチャック装置を装着した工作機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、旋盤などに装着される工作機械用チャック装置は、断面が円形のワークを保持するために制作されたものが殆どであり、断面が多角形や不定形のワークを保持することは、生爪などの特殊なジョーを使用する場合を除いて、出来なかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
最近、旋盤などの工作機械における加工内容は、複雑高度化する傾向にあり、単なる旋削に加えて、ミーリング、フライス、ドリル加工など多様な加工が可能となっている。
【０００４】
しかし、より効率的に加工を行なおうとした場合、第１のチャック装置に保持され、第１工程が加工されたワークを、対向する第２のチャック装置に受け渡しし、当該第２のチャック装置で、第１工程での加工済み部を保持して、それまでチャックで保持されていた未だ加工の行われていない部分について、第２工程での加工を行い、同一の工作機械内で当該ワークに関する全ての加工が終了するようにすることが望まれている。
【０００５】
こうした場合、ワークの第２のチャック装置で把持すべき部分は、既に第１工程の加工が完了した部分であり、円形に限らず、多様な形状をしている可能性がある。特に、最近のように、加工内容が多様化すると、その断面形状は円形でない場合が多く、そうしたワークでも適切に把持して第２工程の加工を行う必要がある。
【０００６】
しかし、従来の生爪を用いる方法ではワークが変わるたびに生爪を加工する必要があり、非能率的で、多数のワークを加工するには不適当であった。従って、生爪の加工などの手間の掛かる作業を行わずとも、多様な断面形状を有するワークを適切に保持し、加工することの出来る工作機械の開発が望まれていた。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑み、円形は勿論、多様な断面形状を有するワークを適切に保持し、加工することが出来る工作機械を提供することを目的とする。
【０００８】
請求項１の発明は、少なくとも１個の主軸台（２、３）及び工具が装着される刃物台（２６）を有し、前記主軸台に主軸（５、９）を回転駆動自在に設け、前記主軸にワーク（７）を保持することの出来るチャック装置（８）が装着された工作機械において、前記チャック装置（８）は、軸心（ＣＴ２）を中心に回転駆動可能な本体（１１）を有し、該本体に２個以上のスライド部材（２１又は２１、２２）を、スライド部材駆動手段（１９、２０）を介して前記本体の軸心に対して放射方向に移動自在に設け、前記各スライド部材にワーク把持部材（２５）を、該スライド部材と共に移動し得るように設け、前記ワーク把持部材に、複数のワーク保持ロッド（２５ｇ）を、前記軸心を中心に放射方向に移動駆動自在に設けて構成され、
前記スライド部材（２０又は２１、２２）とワーク把持部材（２５）との間に、部材移動機構（２３）を、該部材移動機構により、前記ワーク把持部材を、前記軸心を中心に放射方向（矢印Ｃ、Ｄ方向）に移動駆動自在に設けて構成し、
前記部材移動機構は、前記スライド部材に回転自在に支持される調整ネジ（２３）を有しており、該調整ネジにワーク把持部材（２５）を係合させ、前記調整ネジを回転させることにより、前記ワーク把持部材を、前記軸心を中心に放射方向に移動駆動自在に設けて構成される。
【０００９】
請求項２の発明は、少なくとも１個の主軸台（２、３）及び工具が装着される刃物台（２６）を有し、前記主軸台に主軸（５、９）を回転駆動自在に設け、前記主軸にワーク（７）を保持することの出来るチャック装置（８）が装着された工作機械において、前記チャック装置（８）は、軸心（ＣＴ２）を中心に回転駆動可能な本体（１１）を有し、該本体に２個以上のスライド部材（２１又は２１、２２）を、スライド部材駆動手段（１９、２０）を介して前記本体の軸心に対して放射方向に移動自在に設け、前記各スライド部材にワーク把持部材（２５）を、該スライド部材と共に移動し得るように設け、前記ワーク把持部材に、複数のワーク保持ロッド（２５ｇ）を、前記軸心を中心に放射方向に移動駆動自在に設けて構成し、
前記スライド部材（２０又は２１、２２）とワーク把持部材（２５）との間に、部材移動機構（２３）を、該部材移動機構により、前記ワーク把持部材を、前記軸心を中心に放射方向（矢印Ｃ、Ｄ方向）に移動駆動自在に設けて構成し、
前記部材移動機構には、外部から操作可能な操作部（２３ａ）が設けられ、
前記刃物台（２６）に、係合操作手段（２７）を着脱自在に設け、該係合操作手段（２７）には、前記操作部（２３ａ、２５ｅ）に係合自在な係合部（２７ａ）が回転駆動自在に設けて構成される。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項２記載の発明において、前記係合操作手段（２７）は、前記刃物台（２６）における前記工具（２９）が装着される部位と同一の部位に装着されて構成される。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項３記載の発明において、前記工具が装着される部位は、回転工具が装着される部位であることを特徴として構成される。
【００１２】
請求項５の発明は、少なくとも１個の主軸台（２、３）及び工具が装着される刃物台（２６）を有し、前記主軸台に主軸（５、９）を回転駆動自在に設け、前記主軸にワーク（７）を保持することの出来るチャック装置（８）が装着された工作機械において、前記チャック装置（８）は、軸心（ＣＴ２）を中心に回転駆動可能な本体（１１）を有し、該本体に２個以上のスライド部材（２１又は２１、２２）を、スライド部材駆動手段（１９、２０）を介して前記本体の軸心に対して放射方向に移動自在に設け、前記各スライド部材にワーク把持部材（２５）を、該スライド部材と共に移動し得るように設け、前記ワーク把持部材に、複数のワーク保持ロッド（２５ｇ）を、前記軸心を中心に放射方向に移動駆動自在に設けて構成し、
前記ワーク保持ロッド（２５ｇ）は、作動液体の封入された液体シリンダ駆動手段（２５ｂ、２５ｆ）により移動駆動自在に設けられ、
前記液体シリンダ駆動手段は、各ワーク把持部材内に形成されたシリンダ（２５ｂ、２５ｆ）を有しており、該シリンダに前記ワーク保持ロッド（２５ｇ）が往復移動自在に係合しており、前記シリンダには、ピストン（２５ｃ）がピストン操作手段（２５ｄ）により外部から往復駆動自在に係合し、
前記ピストン操作手段には、外部から操作可能な操作部（２５ｅ）が設けられ、
前記刃物台（２６）に、係合操作手段（２７）を着脱自在に設け、該係合操作手段（２７）には、前記操作部（２３ａ、２５ｅ）に係合自在な係合部（２７ａ）が回転駆動自在に設けて構成される。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項５記載の発明において、前記係合操作手段（２７）は、前記刃物台（２６）における前記工具（２９）が装着される部位と同一の部位に装着されて構成される。
【００１４】
請求項７の発明は、請求項６記載の発明において、前記工具が装着される部位は、回転工具が装着される部位であることを特徴として構成される。
【００２６】
請求項１の発明によると、ワーク保持ロッド（２５ｇ）により、円形以外の多様な断面形状に加工された部分を介してワーク（７）を保持することが可能となり、円形以外の加工断面形状を有するワークを、生爪を用いることなく、当該加工済みの異形断面部分を把持した形で、加工を行うことが可能となる。従って、第１及び第２工程の加工を、ワークを主軸間で受け渡しつつ、単一の工作機械で連続して行うことが可能となり、加工作業の飛躍的な効率化が可能となる。また、部材移動機構（２３）により、ワーク把持部材（２５）を、ワークに近接した位置まで迅速に移動させることが出来る。また、ワーク保持ロッド（２５ｇ）の移動ストロークを、大きくしなくても、ワーク（７）の径方向（矢印Ｃ、Ｄ方向の寸法）の変動に対応することが出来、ワーク把持部材の小型化に寄与することが出来る。さらに、調整ネジ（２３）を回転させることにより、ワーク把持部材（２５）の径方向（矢印Ｃ、Ｄ方向）の移動が可能となる。
【００２７】
請求項２の発明によると、ワーク保持ロッド（２５ｇ）により、円形以外の多様な断面形状に加工された部分を介してワーク（７）を保持することが可能となり、円形以外の加工断面形状を有するワークを、生爪を用いることなく、当該加工済みの異形断面部分を把持した形で、加工を行うことが可能となる。従って、第１及び第２工程の加工を、ワークを主軸間で受け渡しつつ、単一の工作機械で連続して行うことが可能となり、加工作業の飛躍的な効率化が可能となる。また、部材移動機構（２３）により、ワーク把持部材（２５）を、ワークに近接した位置まで迅速に移動させることが出来る。また、ワーク保持ロッド（２５ｇ）の移動ストロークを、大きくしなくても、ワーク（７）の径方向（矢印Ｃ、Ｄ方向の寸法）の変動に対応することが出来、ワーク把持部材の小型化に寄与することが出来る。さらに、操作部（２３ａ）により、部材移動機構をチャック爪操作用治具（２７）などにより外部から簡単に操作することが出来るので、ロボットなどを用いた加工の自動化に寄与することが出来る。またさらに、刃物台（２６）に係合操作手段（２７）を装着することにより、刃物台を利用してチャック装置（８）のピストン操作手段（２５ｄ）や部材移動機構（２３）の操作が可能となり、加工の自動化が可能となる。
【００２８】
請求項３の発明によると、刃物台（２６）の工具が装着される部位を利用して係合操作手段（２７）を装着することが出来るので、係合操作手段（２７）用に特別な装着機構を設ける必要が無く、構造を簡素化することが出来る。
【００２９】
請求項４の発明によると、回転工具を回転駆動する駆動機構を利用して係合操作手段（２７）を駆動することが出来るので、係合操作手段（２７）用の駆動機構を別に設ける必要が無く、構造を簡素化することが出来る。
【００３０】
請求項５の発明によると、ワーク保持ロッド（２５ｇ）により、円形以外の多様な断面形状に加工された部分を介してワーク（７）を保持することが可能となり、円形以外の加工断面形状を有するワークを、生爪を用いることなく、当該加工済みの異形断面部分を把持した形で、加工を行うことが可能となる。従って、第１及び第２工程の加工を、ワークを主軸間で受け渡しつつ、単一の工作機械で連続して行うことが可能となり、加工作業の飛躍的な効率化が可能となる。また、液体シリンダ駆動手段（２５ｂ、２５ｆ）により、ワーク保持ロッド（２５ｇ）を確実に移動させ、保持することが出来るので、信頼性が高い。さらに、ピストン操作手段（２５ｄ）により外部からワーク保持ロッド（２５ｇ）を往復駆動することが可能となるので、ロボットなどを用いた加工の自動化が可能となる。またさらに、刃物台（２６）に係合操作手段（２７）を装着することにより、刃物台を利用してチャック装置（８）のピストン操作手段（２５ｄ）や部材移動機構（２３）の操作が可能となり、加工の自動化が可能となる。
【００３１】
請求項６の発明によると、刃物台（２６）の工具が装着される部位を利用して係合操作手段（２７）を装着することが出来るので、係合操作手段（２７）用に特別な装着機構を設ける必要が無く、構造を簡素化することが出来る。
【００３２】
請求項７の発明によると、回転工具を回転駆動する駆動機構を利用して係合操作手段（２７）を駆動することが出来るので、係合操作手段（２７）用の駆動機構を別に設ける必要が無く、構造を簡素化することが出来る。
【００４３】
なお、括弧内の番号等は、図面における対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。
【００４５】
図１は本発明が適用される工作機械の一例を示す図、図２から図１１は、図１の工作機械を用いて、ワークを加工する際の工程を示す図である。
【００４６】
工作機械である旋盤１は、図１に示すように、互いに対向する形で設けられた主軸台２、３を有しており、主軸台２、３は、Ｚ軸方向である矢印Ａ、Ｂ方向に移動駆動自在に設けられている。主軸台２には、主軸５が、Ｚ軸と平行に設けられた軸心ＣＴ１を中心に回転駆動自在に、かつ軸心ＣＴ１を中心に任意角度で回転位置決め自在、即ちＣ軸角度位置決め自在に設けられており、主軸２の先端には、チャック６が装着されている。チャック６には、複数の爪６ａが軸心ＣＴ１を中心に放射方向である矢印Ｃ、Ｄ方向に移動駆動自在に設けられている。
【００４７】
また、主軸台３には、主軸９が、Ｚ軸と平行に設けられた軸心ＣＴ２（軸心ＣＴ１と一致）を中心に回転駆動自在に、かつ軸心ＣＴ２を中心に任意角度で回転位置決め自在、即ちＣ軸角度位置決め自在に設けられており、主軸９の先端には、チャック装置８を構成するチャック１０が装着されている。
【００４８】
チャック１０は、円筒形の本体１１を有しており、本体１１の中心部には、貫通穴１２が、その中心を軸心ＣＴ２に一致させた形で貫通穿設されている。貫通穴１２には、スリーブ１３が嵌入しており、スリーブ１３の図中左方には、孔１３ａが穿設されている。孔１３ａには、その中心を軸心ＣＴ２に一致させた形で穿設された油圧供給孔１３ｂが接続しており、孔１３ａにはセンタ１５が軸心ＣＴ２とその軸心を一致させた形で矢印Ａ、Ｂ方向に摺動自在に嵌入係合している。
【００４９】
センタ１５には、孔１５ａが穿設されており、孔１５ａの図中左端の壁面と孔１３ａの図中右端の壁面との間には、コイルスプリング１６が縮設され、コイルスプリング１６は、センタ１５を常時矢印Ａ方向に付勢している。センタ１５の図中先端には円錐状に形成された突起部１５ｂが形成されており、更に、スリーブ１３の図中左端面には、ストップリング１７が装着されている。
【００５０】
スリーブ１３の図中右方の基端部には、ベース１９が装着されており、ベース１９には、バー１９ａがその軸心を軸心ＣＴ２と一致させる形で設けられている。ベース１９の外周部には、係合面９ｂが、後述する第１の爪に対応する形で、軸心ＣＴ２を中心に１２０゜ピッチで３個形成されており、各係合面９ｂには、軸２０ａに矢印Ｇ、Ｈ方向に回動自在に支持されたカム２０が係合している。カム２０は、軸心ＣＴ２を中心に１２０゜ピッチで３個設けられており、各カム２０には、係合部２０ｂが形成されている。
【００５１】
また、本体１１には、第１の爪２１が、軸心ＣＴ２を中心に放射方向である矢印Ｃ、Ｄ方向に移動自在に支持されており、第１の爪２１は、前述のカム２０と対向する形で３個設けられている。各爪２１の図中右方には、溝２１ａが穿設されており、溝２１ａには、前述のカム２０の係合部２０ｂが係合している。各第１の爪２１には、第２の爪２２がそれぞれ装着されており、第２の爪２２には、調整ネジ２３が回転自在に係合している。
【００５２】
調整ネジ２３は、チャック１０の外周面１０ａ側に形成された断面が四角形の調整穴２３ａを有しており、また、調整ネジ２３の外周部には、送りネジ２３ｃが形成されている。
【００５３】
第２の爪２２には、更に、第３の爪２５が、軸心ＣＴ２を中心に放射方向である矢印Ｃ、Ｄ方向に移動自在に設けられており、第３の爪２５の図中右側には、ネジ２５ａが、前述の調整ネジ２３の送りネジ２３ｃと係合する形で形成されている。第３の爪２５には、シリンダ２５ｂが形成されており、シリンダ２５ｂには、ピストン２５ｃが矢印Ｃ、Ｄ方向に摺動自在に嵌入係合している。
【００５４】
ピストン２５ｃには、第３の爪２５に螺合した操作ロッド２５ｄが相対回転回転自在に係合しており、操作ロッド２５ｄの図中先端はチャック１０の外周面１０ａ側に突出し、更にその先端部には断面が四角形の調整穴２５ｅが形成されている。シリンダ２５ｂの図中下方には、サブシリンダ２５ｆが複数形成されており、各サブシリンダ２５ｆには、ピストンロッド２５ｇがサブシリンダ２５ｆの軸心方向である矢印Ｃ、Ｄ方向に沿って、互いに独立した形で摺動自在に係合している。
【００５５】
また、主軸台２、３の図中上方には、刃物台２６がＺ軸方向である矢印Ａ、Ｂ方向及び、Ｚ軸と直交するＹ軸方向である矢印Ｃ、Ｄ方向に移動駆動自在に設けられており、刃物台２６には、バイト、ドリル、ミーリングなどの通常の切削工具のほかに、チャック爪操作用治具２７が着脱自在に装着することが出来る。
【００５６】
チャック爪操作用治具２７は、先端に、断面が四角形状に形成された操作部２７ａが形成されており、チャック爪操作用治具２７は、回転工具と同様に刃物台２６に装着することにより、図示しない駆動装置を介して操作部２７ａを軸心ＣＴ３を中心に矢印Ｅ、Ｆ方向に任意角度で回転駆動することが出来る。
【００５７】
旋盤１などは、以上のような構成を有するので、旋盤１を用いて断面が円形の素材ワーク７を加工する場合には、まず、図２に示すように、素材ワーク７を、主軸台２のチャック６に爪６ａを介して装着し、刃物台２６に装着されたセンタ穴ドリル（図示せず）により、ワーク７の端面にセンタ穴７ａを穿設する。次に、図３に示すように、バイトを２９等の切削工具又はミーリング、ドリリングなどの回転工具を刃物台２６に装着して、ワーク７に対して第１工程の加工を行う。この際、素材ワーク７は、断面が円形なので、通常のチャック６により、容易に保持することが出来、その状態で、円滑にワーク７の右方部分に対して第１工程の加工を行うことが出来る。
【００５８】
こうして、図４に示すように、ワーク７の図中右方部分に対する第１工程の加工が終了したところで、当該第１工程の加工が終了したワーク７を、主軸台３に受け渡しし、それまで主軸台２に保持されていたワーク７の左方の未加工部分について加工を行う。ワーク７の左方部分を加工するには、第１工程の加工が終了して、断面形状が、素材が円形の状態から加工済みの多様な形状に加工されたワーク７の右方部分をチャック１０により保持する必要がある。
【００５９】
それには、まず、図１に示すように、第１工程の終了したワーク７を保持した状態の主軸台２を、矢印Ｂ方向に移動して、ワーク７の先端を、主軸台３のチャック装置８の、複数の解放状態にある第３の爪２５に囲まれる形で形成されたワーク保持空間３０に挿入する。この際、第３の爪２５、第２の爪２２及び第１２の爪２１は、図中Ｃ方向に最も移動した解放状態となっており、しかも第３の爪２５のピストンロッド２５ｇは、ピストン２５ｃが操作ロッド２５ｄにより、図中Ｃ方向に最も移動した状態となっている。従って、ピストンロッド２５ｇの先端のワーク保持部２５ｈは、軸心ＣＴ２に対して放射方向に最大に解放された状態、即ち、最も矢印Ｃ方向に移動した状態となっており、第１工程の終了したワーク７の先端は、ピストンロッド２５ｇとワーク７が干渉することなく円滑にワーク保持空間３０内に挿入される。
【００６０】
第１工程の終了したワーク７の先端が、チャック装置８における第３の爪２５のワーク保持空間３０内に挿入されると、ワーク先端のセンタ穴７ａにセンタ１５の突起部１５ｂが嵌入係合し、更に、主軸台２を矢印Ｂ方向に駆動することにより、センタ１５は、コイルスプリング１６の弾性に抗する形で矢印Ｂ方向に僅かに移動し、ワーク７は、主軸５とセンタ１５との間で、ワーク７の軸心が主軸５及び９の軸心ＣＴ１、ＣＴ２と一致した形で正確に保持される。
【００６１】
次に、刃物台２６に、チャック爪操作用治具２７を装着し、その状態で、刃物台２６を矢印Ａ、Ｂ及びＣ、Ｄ方向に移動駆動して、チャック爪操作用治具２７の先端の操作部２７ａを第２の爪２２の調整ネジ２３方向に移動させて、調整穴２３ａ内に嵌入係合させる。
【００６２】
この状態で、チャック爪操作用治具２７を、矢印Ｆ方向に所定回転角度駆動すると、調整ネジ２３も矢印Ｆ方向に回転して、送りネジ２３ｃ、ネジ２５ａを介して第３の爪２５は、矢印Ｄ方向、即ち、軸心ＣＴ２方向に徐々に移動する。こうして、第３の爪２５を徐々にワーク７方向に移動させて、第３の爪２５の、ピストンロッド２５ｇの先端のワーク保持部２５ｈがワーク７の外周部に接触する直前まで移動させる。
【００６３】
この時点で、チャック爪操作用治具２７による調整ネジ２３の回転駆動を停止させ、チャック爪操作用治具２７を、矢印Ｃ方向に退避させると共に、チャック装置８を、軸心ＣＴ２を中心にして、所定回転角度回転駆動し、先ほど駆動操作した調整ネジ２３に隣接した調整ネジ２３とチャック爪操作用治具２７を対向させ、同様の手順で、チャック爪操作用治具２７を調整ネジ２３の調整穴２３ａに嵌入係合させ、当該調整ネジ２３に接続された第３の爪２５のワーク保持部２５ｈをワーク７の外周部に接触する直前まで移動させる。
【００６４】
同様の手順で、残りの調整ネジ２３についても、チャック爪操作用治具２７により、対応する第３の爪２５のワーク保持部２５ｈをワーク７の外周部に接触する直前まで移動させたところで、図５に示すように、今度は、チャック爪操作用治具２７の先端の操作部２７ａを第３の爪２５の操作ロッド２５ｄ方向に移動させて、調整穴２５ｅ内に嵌入係合させる。
【００６５】
この状態で、チャック爪操作用治具２７を、矢印Ｆ方向に所定回転角度駆動すると、第３の爪２５に螺合した操作ロッド２５ｄも矢印Ｆ方向に回転して、操作ロッド２５ｄは先端のピストン２５ｃと共に、矢印Ｄ方向、即ち、軸心ＣＴ２方向に徐々に移動する。すると、シリンダ２５ｂ内に充填された圧油の作用により、サブシリンダ２５ｆ内のピストンロッド２５ｇが軸心ＣＴ２方向に移動して行く。この際、各ピストンロッド２５ｇは、先端のワーク保持部２５ｈが第１工程の終了したワークの加工済み外周部に当接し、その時点で、それ以上軸心ＣＴ２方向方向、即ち、矢印Ｄ方向への移動は阻止される。しかし、複数のピストンロッド２５ｇの内、未だワーク７と当接していないピストンロッド２５ｇは、既に当接状態となったピストンロッド２５ｇとは無関係に軸心ＣＴ２方向に移動して行き、先端のワーク保持部２５ｈがワーク７の加工済み外周部と当接した段階で停止する。
【００６６】
あるピストンロッド２５ｇがワーク７の外周部と当接したとしても、少なくとも１本のピストンロッド２５ｇがワーク７の外周部と当接していない状態が維持される限り、既に当接状態にあるピストンロッド２５ｇのワーク保持部２５ｈとワーク７の外周部との間の接触圧力は高まることはなく、シリンダ２５ｂ内の圧油のエネルギーは未だワーク７と当接していないピストンロッド２５ｇの駆動に消費され、ワーク７に接触済みのピストンロッド２５ｇから不用意に強い圧力がワーク７に作用することはなく、ワーク７は、その軸心を主軸５、９の軸心ＣＴ１、ＣＴ２と一致させた形で保持される。
【００６７】
これにより、結果的に、一つの爪２５の、全てのピストンロッド２５ｇが、ワークの加工形状に沿った形でワーク外周部と当接接触する形となる。この際、ワーク７は、既に述べたように、センタ１５及びチャック６により、その軸心が主軸５及び９の軸心ＣＴ１、ＣＴ２と一致した形で正確に保持されているので、ピストンロッド２５ｇがワーク７の加工済みの輪郭部分と当接したとしても、ワーク７が撓んでしまうようなことがない。
【００６８】
第３の爪２５の、全てのピストンロッド２５ｇが、ワーク７と軽く当接した状態となったところで、チャック爪操作用治具２７による操作ロッド２５ｄの回転駆動を停止させ、チャック爪操作用治具２７を、矢印Ｃ方向に退避させると共に、チャック装置８を、軸心ＣＴ２を中心にして、所定回転角度回転駆動し、先程ピストンロッド２５ｇがワークと当接した第３の爪２５に隣接した、第３の爪２５の操作ロッド２５ｄとチャック爪操作用治具２７を対向させる。
【００６９】
この状態で、前述の場合と同様に、チャック爪操作用治具２７と操作ロッド２５ｄを係合させて、チャック爪操作用治具２７により当該第３の爪２５の、全てのピストンロッド２５ｇを、ワーク７と軽く当接した状態にし、更に、残りの第３の爪２５の、ピストンロッド２５ｇについても、同様の操作を行なう。こうして、結果的に、図５に示すように、ワーク７の第１工程の終了した部分を、その軸心に対して放射方向から、多数のピストンロッド２５ｇのワーク保持部２５ｈで包み込む形で、全てのピストンロッド２５ｇが僅かにワーク７の外周部と当接接触した状態にする。
【００７０】
次に、チャック爪操作用治具２７を矢印Ｃ方向に退避させ、図６に示すように、ベース１９のバー１９ａを図示しない油圧アクチュエータを介して矢印Ｂ方向に引き込む。すると、ベース１９の係合面１９ｂと係合しているカム２０は、軸２０ａを介して矢印Ｇ方向に回動し、それに伴い、係合部２０ｂ、溝２１ａを介して３個の第１の爪２１が、矢印Ｄ方向、即ち軸心ＣＴ２方向に同期的に移動する。すると、第１の爪２１に装着された第２の爪２２及び第３の爪２５も同様に矢印Ｄ方向に移動して、３個の第３の爪２５のピストンロッド２５ｇは軸心ＣＴ２方向に同期的に押圧される。
【００７１】
第３の爪２５のピストンロッド２５ｇが設けられているシリンダ２５ｂは、ピストン２５ｃが第３の爪２５と螺合した操作ロッド２５ｄにより固定されているので、その容積が固定されており、シリンダ内の圧油が非圧縮性であることを考慮すると、第３の爪２５が軸心ＣＴ２方向に移動することにより、それまで軽い接触圧での接触状態となっていた各ピストンロッド２５ｇは、第３の爪２５の矢印Ｄ方向への移動ストロークに対応した圧力でワーク７の外周部と当接係合する形となり、ワークは３個の第３の爪２５により、それらに設けられた多数のピストンロッド２５ｇを介して強固に保持される。なお、各爪２５のピストンロッド２５ｇは、単一のシリンダ２５ｂ内で連通しているので、ワーク７に対する当接圧力は、当所のワーク７の外周部への接触に際した移動ストローク量に係わらず一定に保持される。しかも、第１の爪２１の矢印Ｄ方向への移動の前は、各ピストンロッド２５ｇとワーク７の外周部との間の接触状態は、ピストンロッド２５ｇが僅かにワーク７の外周部と当接接触した状態なので、その状態での、各爪２５のピストンロッド２５ｇ間の接触圧力差は、略無視できるものである。このことから、第１の爪２１の引き込みに伴う第３の爪２５によるワーク７の保持に際して、ピストンロッド２５ｇ間に生じるワークとの接触圧力は略均等になり、ワーク７は均等な保持圧力で各爪２５に保持される。
【００７２】
次に、主軸台２のチャック６の、爪６ａを矢印Ｃ方向に解放すると、図７に示すように、第１工程の終了したワーク７は、第３の爪２５により、その軸心をチャック装置８の軸心ＣＴ２に一致させた形で、チャック装置８により確実に保持される。
【００７３】
この状態で、図８に示すように、主軸台２、３を互いに離反する方向に相対移動させ、刃物台２６にチャック爪操作用治具２７に変えて、バイト２９、ミーリング、フライス、ドリルなどの工具を装着する。そして、主軸９をワーク７の加工プログラムに従って、所定の回転数で回転駆動し、あるいは所定の回転角度位置で位置決め保持したりして、ワーク７の図中左半分の未だ加工が行われていない部分に対して第２工程の加工を行う。ワーク７は、既に述べたように、第３の爪２５により第１工程の加工が終了した部分を介して確実に保持されているので、第２工程の加工は、円滑に行われる。
【００７４】
こうして、ワーク７の第２工程が終了したところで、図９に示すように、ハンドリングロボット３１により、チャック装置８により保持された第２工程の完了したワーク７を把持し、その状態で、ベース１９のバー１９ａを図示しない油圧アクチュエータを介して矢印Ａ方向に押圧する。すると、ベース１９の係合面１９ｂと係合しているカム２０は、軸２０ａを介して矢印Ｈ方向に回動し、それに伴い、係合部２０ｂ、溝２１ａを介して３個の第１の爪２１が、矢印Ｃ方向、即ち軸心ＣＴ２を中心に放射方向に、該軸心ＣＴ２から遠ざかる方向に同期的に移動する。すると、第１の爪２１に装着された第２の爪２２及び第３の爪２５も同様に矢印Ｃ方向に移動して、３個の第３の爪２５のピストンロッド２５ｇも矢印Ｃ方向に移動し、それまで所定の保持圧で当接係合していたワーク保持部２５ｈも矢印Ｃ方向に移動する。
【００７５】
これにより、ピストンロッド２５ｇとワーク７の外周部との当接係合関係も解除され、ワーク７は、ハンドリングロボット３１により保持された状態となる。そこで、図１０に示すように、ハンドリングロボット３１を主軸台３に対して相対的に矢印Ａ方向に移動させることにより、加工済みのワーク７をチャック装置８のワーク保持空間３０から取り出す。
【００７６】
なお、ワーク７の形状により、ベース１９による第１の爪２１のアンクランプ動作だけでは、ピストンロッド２５ｇとワーク７の外周部が干渉して、ワーク７を矢印Ａ方向に引き出せない場合には、更に、チャック爪操作用治具２７を刃物台２６に装着して、３個の第２の爪２２の、調整ネジ２３を矢印Ｅ方向にそれぞれ回転させて、第３の爪２５を矢印Ｃ方向に移動させて、ピストンロッド２５ｇのワーク保持部２５ｈを、ワーク７の外周部と干渉しない位置にまで退避させ、ワーク７を矢印Ａ方向に引き出す。引き出された加工済みワーク７は、機外の適宜なパーツキャッチャーなどに搬出される。
【００７７】
こしうして、加工済みのワーク７がチャック装置８から取り出されたところで、第３の爪２５が矢印Ｃ方向に開放されていない場合には、前述のようにチャック爪操作用治具２７により第２の爪２２の、調整ネジ２３を回転させ、第３の爪２５を矢印Ｃ方向に開放駆動する。次に、第３の爪２５の操作ロッド２５ｄを矢印Ｅ方向に回転駆動して、ピストン２５ｃを矢印Ｃ方向、即ち軸心ＣＴ２から遠ざかる方向に移動させる。すると、図１１に示すように、サブシリンダ２５ｆ内の各ピストンロッド２５ｇは、矢印Ｃ方向に、軸心ＣＴ２から遠ざかる方向に移動して、退避位置ＲＰに収納される。これにより、ワーク保持部２５ｈも矢印Ｃ方向に退避して、軸心ＣＴ２の周辺にワーク保持空間３０が大きく開放される。
【００７８】
なお、ピストン２５ｃの矢印Ｃ方向への移動だけでは、ピストンロッド２５ｇが十分に矢印Ｃ方向の退避位置にまで移動しない場合には、各爪２５の外周部、操作ロッド２５ｄの調整穴２５ｅ付近に開口形成された空気供給路２５ｉを介して、刃物台２６等の適宜な作動流体供給手段側から各サブシリンダ２５ｆに圧縮空気を供給して、ピストンロッド２５ｇを強制的に矢印Ｃ方向に移動させることもできる。
【００７９】
更に、主軸９を中速回転させ、その遠心力で、各ピストンロッド２５ｇを矢印Ｃ方向に強制的に移動さて、サブシリンダ２５ｆ内に収納する方法もある。
【００８０】
また、第２の爪２２及び調整ネジ２３は、第３の爪２５の、軸心ＣＴ２方向のストロークが十分確保することが出来る場合には、必要がなく、直接第１の爪２１で第３の爪を矢印Ｃ、Ｄ方向に同期移動させるように構成することもできる。
【００８１】
更に、第１，第２及び第３の爪は、第１及び第２の爪を、スライド部材として一体構成としても良く、第１の爪に調整ネジ２３を設け、調整ネジ２３により、直接第３の爪を矢印Ｃ、Ｄ方向に移動駆動するように構成することも可能である。
【００８２】
なお、チャック装置８の本体１１に装着される、第３の爪等のワーク把持部材及び該ワーク把持部材を開閉駆動する第１の爪等のスライド部材は、各３個に限らず、各２個又は各４個以上であってもよい。
【００８３】
また、各ワーク把持部材に装着されるピストンロッド２５ｇ等のワーク保持ロッドは、各爪について実施例のように一列４本に限らず、複数本設けるようにしてもよい。また、各爪について複数列、図１の紙面と直角方向に配置することも可能である。
【００８４】
更に、ワーク保持ロッドを、軸心ＣＴ２に対して矢印Ｃ方向に後退した退避位置ＲＰに付勢する付勢手段は、空気供給路２５ｉに限らず、コイルバネをワーク保持ロッドを常時矢印Ｃ方向に付勢する形で縮設しておき、開放時には、コイルバネの弾性を利用して矢印Ｃ方向に移動させるように構成することも可能である。
【００８５】
なお、チャック装置８は、図１に示すように、第２工程を行う主軸台３にのみ設けるほかに、主軸台３に加えて第１工程を行う主軸台２側にも装着することが出来る。主軸台２側に装着することにより、素材ワーク７として円形以外の異形断面のものも使用することが出来る。
【００８６】
また、工作機械としても、上述の、主軸台が互いに対向した形の工作機械のほかに、単一の主軸台からなる工作機械を用い、当該主軸台の単一主軸にチャック装置８を装着し、円形以外の異形断面ワークをチャック装置８で把持して加工するようにすることもできる。
【００８７】
更に、チャック装置８の部材移動機構である調整ネジ２３やピストン操作手段である操作ロッド２５ｄを操作するチャック爪操作用治具２７は、実施例で述べたように、加工用の工具が交換装着される刃物台の工具装着部に、通常の工具と同様に交換装着する他に、刃物台の他の部位、又は刃物台以外の部位にチャック爪操作用治具２７を装着しておき、刃物台２６の工具の交換動作とは独立した形で移動駆動可能に構成することも可能である。また、そうした手段の他に、オペレータがチャック爪操作用治具２７をマニュアル操作で直接操作することも可能である。
【００８８】
更に、チャック爪操作用治具２７を、刃物台２６の回転工具が装着される部位と同じ部位に、回転工具と同様に着脱自在に装着すると、刃物台２６側の回転工具駆動手段、例えば、刃物台内に設けられたモータなどを利用してチャック爪操作用治具２７を回転駆動することが出来、チャック爪操作用治具２７に独自に回転駆動機構を持つ必要が無くなり、チャック爪操作用治具２７を簡略小型化することが出来る。
【００８９】
また、第２の爪２２及び第３の爪２５部分を一体で把持ユニットとして形成し、第１の爪２１部分として公知の、断面が円形のワークを保持するための、三爪チャックや四爪チャックなどのチャック装置を使用し、そうした既存のチャック装置に、把持ユニットを着脱自在に装着することにより、簡易にチャック装置８を構成することもできる。また、既存のチャック装置の、それぞれの爪に、第３の爪２５、又は第２の爪２２及び第３の爪２５を着脱自在に装着するように構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明が適用される工作機械の一例を示す図。
【図２】図１の工作機械を用いて、ワークを加工する際の工程を示す図である。
【図３】図１の工作機械を用いて、ワークを加工する際の工程を示す図である。
【図４】図１の工作機械を用いて、ワークを加工する際の工程を示す図である。
【図５】図１の工作機械を用いて、ワークを加工する際の工程を示す図である。
【図６】図１の工作機械を用いて、ワークを加工する際の工程を示す図である。
【図７】図１の工作機械を用いて、ワークを加工する際の工程を示す図である。
【図８】図１の工作機械を用いて、ワークを加工する際の工程を示す図である。
【図９】図１の工作機械を用いて、ワークを加工する際の工程を示す図である。
【図１０】図１の工作機械を用いて、ワークを加工する際の工程を示す図である。
【図１１】図１の工作機械を用いて、ワークを加工する際の工程を示す図である。
【符号の説明】
１……旋盤
７……ワーク
８……工作機械用チャック装置
１１……本体
１５……ワーク芯押し部材（センタ）
１９……スライド部材駆動手段、第１の部材（ベース）
１９ａ……第１の部材（バー）
１９ｂ……係合部（係合面）
２０……スライド部材駆動手段（カム）
２１……スライド部材（第１の爪）
２２……スライド部材（第２の爪）
２３……部材駆動機構（調整ネジ）
２３ａ……操作部（調整穴）
２５……ワーク把持部材（第３の爪）
２５ｂ……液体シリンダ駆動手段（シリンダ）
２５ｃ……ピストン
２５ｄ……ピストン操作手段（操作ロッド）
２５ｅ……操作部（調整穴）
２５ｆ……液体シリンダ駆動手段、シリンダ（サブシリンダ）
２５ｇ……ワーク保持ロッド（ピストンロッド）
２５ｉ……付勢手段（空気供給路）
２６……刃物台
２７……係合操作手段（チャック爪操作用治具）
２７ａ……係合部（操作部）
２９……工具
ＣＴ２……軸心

Claims (7)

1. 少なくとも１個の主軸台及び工具が装着される刃物台を有し、前記主軸台に主軸を回転駆動自在に設け、前記主軸にワークを保持することの出来るチャック装置が装着された工作機械において、前記チャック装置は、軸心を中心に回転駆動可能な本体を有し、該本体に２個以上のスライド部材を、スライド部材駆動手段を介して前記本体の軸心に対して放射方向に移動自在に設け、前記各スライド部材にワーク把持部材を、該スライド部材と共に移動し得るように設け、前記ワーク把持部材に、複数のワーク保持ロッドを、前記軸心を中心に放射方向に移動駆動自在に設けて構成し、
   前記スライド部材とワーク把持部材との間に、部材移動機構を、該部材移動機構により、前記ワーク把持部材を、前記軸心を中心に放射方向に移動駆動自在に設けて構成し、
   前記部材移動機構は、前記スライド部材に回転自在に支持される調整ネジを有しており、該調整ネジにワーク把持部材を係合させ、前記調整ネジを回転させることにより、前記ワーク把持部材を、前記軸心を中心に放射方向に移動駆動自在に設けて構成した、工作機械。
2. 少なくとも１個の主軸台及び工具が装着される刃物台を有し、前記主軸台に主軸を回転駆動自在に設け、前記主軸にワークを保持することの出来るチャック装置が装着された工作機械において、前記チャック装置は、軸心を中心に回転駆動可能な本体を有し、該本体に２個以上のスライド部材を、スライド部材駆動手段を介して前記本体の軸心に対して放射方向に移動自在に設け、前記各スライド部材にワーク把持部材を、該スライド部材と共に移動し得るように設け、前記ワーク把持部材に、複数のワーク保持ロッドを、前記軸心を中心に放射方向に移動駆動自在に設けて構成し、
   前記スライド部材とワーク把持部材との間に、部材移動機構を、該部材移動機構により、前記ワーク把持部材を、前記軸心を中心に放射方向に移動駆動自在に設けて構成し、
   前記部材移動機構には、外部から操作可能な操作部が設けられ、
   前記刃物台に、係合操作手段を着脱自在に設け、該係合操作手段には、前記操作部に係合自在な係合部が回転駆動自在に設けられた、工作機械。
3. 前記係合操作手段は、前記刃物台における前記工具が装着される部位と同一の部位に装着されて構成される、請求項２記載の工作機械。
4. 前記工具が装着される部位は、回転工具が装着される部位であることを特徴とする、請求項３記載の工作機械。
5. 少なくとも１個の主軸台及び工具が装着される刃物台を有し、前記主軸台に主軸を回転駆動自在に設け、前記主軸にワークを保持することの出来るチャック装置が装着された工作機械において、前記チャック装置は、軸心を中心に回転駆動可能な本体を有し、該本体に２個以上のスライド部材を、スライド部材駆動手段を介して前記本体の軸心に対して放射方向に移動自在に設け、前記各スライド部材にワーク把持部材を、該スライド部材と共に移動し得るように設け、前記ワーク把持部材に、複数のワーク保持ロッドを、前記軸心を中心に放射方向に移動駆動自在に設けて構成し、
   前記ワーク保持ロッドは、作動液体の封入された液体シリンダ駆動手段により移動駆動自在に設けられ、
   前記液体シリンダ駆動手段は、各ワーク把持部材内に形成されたシリンダを有しており、該シリンダに前記ワーク保持ロッドが往復移動自在に係合しており、前記シリンダには、ピストンがピストン操作手段により外部から往復駆動自在に係合し、
   前記ピストン操作手段には、外部から操作可能な操作部が設けられ、
   前記刃物台に、係合操作手段を着脱自在に設け、該係合操作手段には、前記操作部に係合自在な係合部が回転駆動自在に設けられている、工作機械。
6. 前記係合操作手段は、前記刃物台における前記工具が装着される部位と同一の部位に装着されて構成される、請求項５記載の工作機械。
7. 前記工具が装着される部位は、回転工具が装着される部位であることを特徴とする、請求項６記載の工作機械。

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