JP4472145B2 - 引き込み式チャック - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、引き込み式チャックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械にチャックを取り付けて、ローダ装置やロボットにより、ワークの取り付け取り外しを自動的に行う際、チャックのジョウピースやワークの載置台に切り屑やゴミが付着していたり、取り付けミスがあったりしてワークが浮き上がった状態でチャッキングされていると、そのままで加工を行った場合、許容寸法から外れた不良品が発生する。
【０００３】
また、チャックが回転する旋盤加工では、そのようなワークの浮き上がりによってチャックの把握能力を越えると、ワークがチャックから飛び出して機械や周辺装置を破損することになり、非常に危険である。
【０００４】
そのため、従来は、以下のような方法によって、チャックがワークを正しい姿勢でチャッキングしているか否かを加工前に判定するようにしている。
【０００５】
先ず、チャックとして、それが回転しない定置式の場合はチャックの周面から、また、チャックが回転する場合はドローバ内から、ともに、チャック内部を通ってワークの載置台のワークとの当接面に到るエアの通路を設けたものを用い、その通路にエアを圧送し、そのエアの圧力を検知装置によって検知して、その結果によってワークが正しい姿勢（載置台との当接面に隙間がない状態）でチャッキングされているか否かを判定する。
【０００６】
すなわち、エアの圧力が、チャッキングが正しく行われた場合の正規の圧力より小さい場合には、エアの漏れがあり、それは載置台との当接面に隙間があるからであり、そのようにしてチャッキングの良否を判定しているのである。そのようなエアの通路が形成された引き込み式チャックの一従来例を図３に側断面図で、図４に平面図で示す。
【０００７】
図に示すチャック２００は、図示しない旋盤の端面に一部表示のバックプレート１を介して板状のアダプタープレート２と円筒状のハウジング３がこの順に旋盤の主軸と軸芯を一にしてボルトＢ₁ で固定されており、そのハウジング３内に以下に示すチャック機構の各要素が設けられている。
【０００８】
前記アダプタープレート２とハウジング３にはそれぞれ旋盤の主軸と同芯軸上にガイド穴２ａ、３ａが設けられており、このガイド穴２ａ、３ａに円柱のアクチュエータ４の両端のそれぞれが嵌入している。アクチュエータ４の後端には、その軸に同芯にドローバ継ぎ手５の先端が螺合して接続されており、アクチュエータ４は、このドローバ継ぎ手５を介して図示しないドローバに押し引きされて前記ガイド穴２ａ、３ａに沿って摺動する。
【０００９】
このアクチュエータ４は長さ方向の中間部で、その周面に沿う三等分の各位置に、軸を挟んで対向し、周面から同じ角度で斜めに立ち上がる一対の腕４ａ、４ｂを有している。対の腕の一方４ａには、アクチュエータ４が前記ドローバに押し引きされて摺動する際の回り止めとして、アダプタープレート２の端面に立設された回り止めピン２ｐの端部が嵌入している。
【００１０】
他方、その回り止めピン２ｐが嵌入した腕４ａの対の腕４ｂと前記ハウジング３に跨がって、旋盤の軸と同芯で旋盤側に底面を向けた姿勢の直円錐の円周を三等分した位置の母線上に軸を沿わせる形で円柱のシャフト６が走っており、このシャフト６はその長さ方向に沿って外径が三段に変化しており、最大径の部分６ａがハウジング３に設けられたガイド穴３ｂに嵌入しており、それより細い中間の小径部６ｂが前記アクチュエータの腕４ｂに設けられたＵ字溝４ｕに挿通している。６ｃは最小径の端部である。こうして、シャフト６はガイド穴３ｂに沿って摺動可能となっている。そして、そのシャフト６の、前記アクチュエータの腕４ｂのＵ字溝４ｕをその端部に向かって通過した直後から端部６ｃに至る部分は、図３（ｂ）に示すように、Ｕ字溝４ｕの両側に突出する形状となっており、その突出部６ｄと、Ｕ字溝４ｕの幅より大きい前記大径部６ａとでアクチュエータの腕４ｂを挟む形でアクチュエータ４に対する抜け止めの役目を果している。
【００１１】
こうして、図示しないドローバに押し引きされて前記アクチュエータ４が摺動することにより、各シャフト６が、旋盤の軸に対して傾斜を成す自身の軸方向に摺動する。その際、シャフト６の回り止めとして、ハウジング３の周面から挿通された回り止めピン３ｐの先端がシャフト６の周面に設けられた溝穴６ｇに挿入されている。
【００１２】
そして、三本の各シャフト６の前記大径部６ａの端部にはワークＷをチャッキングするジョウピース７がボルトＢ₂ で固定されており、各シャフト６が自身の軸方向に摺動することにより、三つのジョウピース７が同期してハウジング３の端面に平行な向きに移動（開閉）して、ワークＷを三点でチャッキングするのである。
【００１３】
また、各ジョウピース７の、ハウジング３の中心を挟んで対向する位置にはワークＷの載置台８が固定されている。図ではワークＷとしてリング状のものを例示しており、このワークＷは、その板面を前記載置台８の表面に当接して載置し、その内周面を前記ジョウピース７の当接面で面着してチャッキングする。以上が、この引き込み式チャック２００のワークＷのチャッキング作用を成すための構成であるが、次に、このチャック２００に設けられたワークＷのチャッキング状態の良否を判定するための構成について説明する。
【００１４】
このチャック２００には前記ドローバ側からチャック２００の内部を経由して前記載置台８のワークＷとの当接面に至るエアの通路が形成されている。先ず、このエアの通路の経路を説明する。
【００１５】
このエアの通路の開始端はドローバ側から配設されてきて前記ドローバ継ぎ手５の内部に繋がるパイプ９の一端であり、その他端９ａがドローバ継ぎ手５の中心軸を通る貫通穴５ｈに繋がっている。
【００１６】
このドローバ継ぎ手の貫通穴５ｈは、そのドローバ継ぎ手５がアクチュエータ４に螺合するために設けられたネジ穴の下穴４Ｈに通じており、アクチュエータ４にはこの下穴４Ｈから、その中心軸に沿って前端に開口して、前記ハウジング３のガイド穴３ａの部分に通ずる貫通穴４ｈが設けられている。
【００１７】
そして、そのハウジング３のガイド穴３ａの端部寄りの内面からハウジング３の周面に向かう通路３ｈが設けられており、その通路３ｈは、ハウジング３の周面に至る手前で再び旋盤の軸方向に向きを変えて載置台８側に向かい、載置台８との当接面で開口している。載置台８の当接面には、その通路３ｈの開口の位置に内部に向かう通路８ｈが設けられており、その通路８ｈは、載置台８の内部で向きを変えて周面に至る途中に、ワークＷとの当接面に開口する分岐路８ｈ’を有している。
【００１８】
こうして、ドローバ側に設けられたパイプ９の一端に端を発した各エアの通路はこの載置台８の分岐路８ｈ’に通じており、ドローバ側に設けられた図示しないコンプレッサにより、それらの通路を通じて載置台８の前記開口に向かってエアが送られるとともに、その時の通路内のエアの圧力が検知できるようになっている。
【００１９】
このような構成の下、ドローバ側から各通路を経て載置台８の当接面側にエアを送り込んでおくと、ワークＷを載置台８に載置した際、その当接面における開口がワークＷによって塞がれるので、ドローバ側のエアの圧力が上昇して最終的に一定圧力に達する。
【００２０】
そこで、ワークＷを載置台８上に正しい姿勢で載置して、すなわち、ワークＷの当接面を載置台８の当接面にピッタリ面着させた状態でエアを送って、エア圧の検知手段によって、もしワークＷが載置台８上に正しい姿勢で載置されずに傾いたりしていると、載置台８との当接面に隙間が生じてエアが外部に漏れるので、その時の圧力はこの基準圧力より低下する。このことにより、ワークＷが正しい姿勢で載置されたか否かを判定するのである。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の方法は、ワークＷのチャッキング時の姿勢を載置台８に対する密着性だけで判断しているので、判定の正確性に欠けるという問題がある。
【００２２】
すなわち、載置台８に対して正しい姿勢でチャッキング（密着してチャッキング）されていても、以前に加工した際の切り屑やゴミ等がジョウピース７に付着していると、センタリングが正しく行われないので、この場合は、加工中心が遍心した不良品が発生する。
【００２３】
そこで、そのようにジョウピースに付着した切り屑やゴミを清掃する必要があるが、この発明の課題は、そのようなジョウピースに付着した切り屑やゴミ等を簡易に清掃できるようにし、併せて、そのような清掃の必要が有るか否か、すなわち、センタリングが正しく行われているかどうかが事前に判定できるようにすることにある。
【００２４】
【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、チャックの軸に同芯に配設され、ドローバで押し引きされる連結部材に一端が連結され、他端に、ワークをチャッキングするジョウピースが取り付けられた複数の円柱シャフトが前記チャックの軸の回りにその軸芯を前記チャックの軸に傾斜させて配設されており、そのシャフトが、流体シリンダの駆動により、直接またはドローバを介して前記アクチュエータで押されることによりワークのアンチャック状態となり、引かれることによりチャック状態となる引き込み式チャックにおいて、前記シャフトの内部にドローバ側から前記ジョウピースのワークとの当接面（把持面）に開口するエアの通路を設けたのである。
【００２５】
そのようにしたので、そのエアの通路にエアを供給して、ジョウピースのワークとの当接面からエアを噴射させることができるので、そのエアの噴射によって、切り屑やゴミを吹き飛ばして、その部分の清掃を行うことができる。
【００２６】
また、そのエアの通路のドローバ側にエアの圧力の検知手段を設け、その検知手段でエアを供給した際のエアの圧力を検知して、載置台に対するワークの密着性の判定の場合と同じ要領でジョウピースの把持面との密着性の良否、すなわち、センタリングが正しく行われたか否かを判定することができる。
【００２７】
その圧力の検知手段によってジョウピースに切り屑やゴミが付着していると判定されたなら、前記したように、圧送するエアの圧力を高めて、エアの噴射圧によってそれらの付着物をジョウピースから取り除くようにする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照してこの発明のチャック装置の実施の形態を説明する。この発明は、前記したように、引き込み式チャックにおけるワークのジョウピースとの当接面における密着性、すなわち、センタリングの良否判定およびそれに基づいて、ジョウピースに付着した切り屑やゴミが容易に清掃できるようにするものであるが、図１および図２に示すこの実施形態の装置１００は、従来のワークの載置台８との当接面における密着性も併せて判定するものである。
【００２９】
従って、この実施形態の装置は、その従来の構成に、この発明のセンタリングの良否判定機能および清掃機能の構成を加えたものであり、従来と同じ内容に関しては同じ符号を付して再度の説明は省略し、以下、主として、ワークＷのジョウピース７の当接面との密着性の判定、および清掃機能を果たす構成について述べる。
【００３０】
すなわち、このチャック１００は、チャック本体１１内に、ドローバによってそのチャック本体１１の軸芯方向に沿って押し引きされるアクチュエータ４がそのチャック本体１１の軸芯と同芯に配設されている。そのアクチュエータ４に一端が連結され、他端に、ワークＷをチャッキングするジョウピース７が取り付けられた複数の円柱シャフト６が前記チャック本体１１の軸芯回りに配設されている。そのシャフト６の軸芯は、前記チャック本体１１の軸芯に対して傾斜させて配設されており、そのシャフト６が前記ドローバを介して前記アクチュエータ４で押し引きされることにより、前記ワークＷがチャック・アンチャック状態となるものである。
また、このチャック１００では、前記従来例のチャック２００のシャフト６の小径側の端部６ｃを、前記チャック本体１１のアダプタプレート２の内部（ガイド穴２ｂ）まで嵌入させている。従って、この実施形態のシャフト６はハウジング３のガイド穴３ｂとこのアダプタプレート２内のガイド穴２ｂとで軸支されている。この構成の意味は後述する。
【００３１】
次に、この実施形態のチャック１００では、前記ドローバ継ぎ手５の後端にドローバ側から配設されて来ているパイプ９に加えて、そのパイプ９より大きな径のパイプ１０が、その小径のパイプ９を内部に同芯軸上に配設した形でドローバ継ぎ手５の後端の穴に挿入されている。このパイプ１０は、それによってドローバ側からジョウピース７の側にエアを供給する最初の通路であり、次にこのパイプ１０からジョウピース７に至るエアの通路の経路について説明する。
【００３２】
このパイプ１０の挿入穴の端面からはドローバ継ぎ手５の軸に平行にドローバ継ぎ手の内部を走るエアの通路５ｈ’が設けられており、この通路５ｈ’は途中で直角方向に向きを変えて周面に開口している。開口した位置のアクチュエータ４の内面からはアクチュエータ４の内部に向かってエアの通路４ｈ’が設けられており、この通路４ｈ’もアクチュエータ４の周面に開口している。
【００３３】
さらに、このアクチュエータ４が嵌入している部分のアダプタプレートのガイド穴２ａの内面の、前記通路４ｈ’が開口している位置からはアダプタプレート２の周面に向かうエアの通路２ｈが設けられており、この通路２ｈは、途中で、前記シャフト６のガイド穴２ｂと交差している。このガイド穴２ｂには、前記したように、シャフト６の最小径端部６ｃが嵌入してきているが、次に述べるように、このシャフト６の内部には、この最小径端部６ｃの端面から最大径部６ａの端面のジョウピース７側の当接面に貫通するエアの通路６ｈが走っており、このガイド穴２ｂの部分が前記ドローバ側から導かれてきたエアの通路２ｈと、シャフト６内のエアの通路６ｈとの中継部となっている。そのため、このガイド穴２ｂに嵌入しているシャフト６の最小径端部６ｃの途中には、気密性を保つためのＯリング６ｏが施してある。
【００３４】
他方、シャフト６の内部には、今も述べたように、前記ガイド穴２ｂに嵌入している最小径部６ｃの端面の中心からシャフト６の軸心に沿って走るエアの通路６ｈが設けられており、これはジョウピース７に近づいた位置で旋盤の軸に平行な方向に向きを変えて、最大径部６ａの端面のジョウピース７との当接面に開口している。
【００３５】
そして、このジョウピース７のシャフト６との当接面の開口位置からジョウピース７の内部を通ってエアの通路７ｈが走っており、端面に至る途中で端面に平行な通路に合流する。この合流路からはジョウピース７のワークとの当接面に開口する二本のエアの通路７ｈ’が分岐している。こうして、ドローバ側からのエアがこのジョウピース７のワークとの当接面に開口する二本のエアの通路７ｈ’に至るようになっている。
【００３６】
そして、前記パイプ１０のドローバ側端部もエア供給源との間に図示しないエア検知装置に接続されており、前記各通路を経由してドローバ側から送られたエアはジョウピース７のワークＷとの当接面に開口するエアの通路７ｈ’に至るようになっている。
【００３７】
このようにしたので、ジョウピース７のワークＷとの当接面にもエアを供給でき、載置台８に対するワークＷの密着性の判定の場合と同じ要領でジョウピース７とワークＷとの密着性、すなわち、センタリングの良否判定が可能となり、この実施形態の引き込み式チャック装置は、載置台８に対するワークＷの密着性の判定とともに、センタリングの良否判定もできるので、ワークＷのチャッキングの良否判定の信頼性が高まる。
【００３８】
また、その良否判定を行った後、切り屑やゴミが付着しているようであれば、エアの供給圧力を高めて、エアの噴射圧でその切り屑やゴミを吹き飛ばして、ジョウピース７の清掃を行うことができる。このエアの噴射による清掃については、ワークの載置台８の部分にも同様に行って、ワークをより正確にチャッキングして加工を行うようにする。
【００３９】
なお、この実施形態の引き込み式チャックは、旋盤に取り付けて内径をチャッキングする方式のものであるが、外径をチャッキングする方式のものにも適用でき、さらには、定置式としてアダプタプレートの周面からエアを供給する構成のものにも適用できる。
【００４０】
【発明の効果】
この発明は、上記のように構成したので、ワークの載置台との当接面との密着性だけでなく、ワークのジョウピースとの当接面との密着性の判定、すなわち、センタリングの良否判定も行えるので、ワークのチャッキングの良否判定の信頼性が高まる。
【００４１】
併せて、ジョウピースのワークとの当接面に付着した切り屑やゴミが容易に清掃できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態の側断面図である。
【図２】この発明の実施形態の平面図である。
【図３】（ａ）に従来例の側断面図を示し、（ｂ）に（ａ）の矢視Ａによる部分を拡大して示したものである。
【図４】従来例の平面図である。
【符号の説明】
１ バックプレート
２ アダプタプレート
３ ハウジング
３ｈ ハウジング内のエアの通路
４ アクチュエータ
４ａ、４ｂ アクチュエータの腕
４ｈ、４ｈ’ アクチュエータ内のエアの通路
５ ドローバ継ぎ手
５ｈ、５ｈ’ ドローバ継ぎ手内のエアの通路
６ シャフト
６ｈ シャフト内のエアの通路
６ｏ Ｏリング
７ ジョウピース
７ｈ ジョウピース内のエアの通路
７ｈ’ ジョウピースのワークとの当接面に開口するエアの通路
８ 載置台
８ｈ 載置台内のエアの通路
８ｈ’ 載置台のワークとの当接面に開口するエアの通路
９、１０ パイプ
１１ チャック本体
Ｗ ワーク

Claims (2)

1. チャック本体（１１）内に、ドローバによってそのチャック本体（１１）の軸芯方向に沿って押し引きされるアクチュエータ（４）をそのチャック本体（１１）の軸芯と同芯に配設し、そのアクチュエータ（４）に一端が連結され、他端に、ワーク（Ｗ）をチャッキングするジョウピース（７）が取り付けられた複数の円柱シャフト（６）が前記チャック本体（１１）の軸芯回りに配設されて、そのシャフト（６）の軸芯を前記チャック本体（１１）の軸芯に対して傾斜させて配設されており、そのシャフト（６）が前記ドローバを介して前記アクチュエータ（４）で押し引きされることにより前記ワーク（Ｗ）がチャック・アンチャック状態となる引き込み式チャックにおいて、
   前記アクチュエータ（４）は、前記チャック本体（１１）が備えるアダプタプレート（２）の軸芯に設けたガイド穴（２ａ）によって、そのチャック本体（１１）に対してその軸芯方向に沿って押し引き可能に軸支され、前記アダプタプレート（２）の軸芯外に設けたガイド穴（２ｂ）に、前記シャフト（６）の一端側を延設してその延設部を嵌入させるとともに、その軸芯外に設けたガイド穴（２ｂ）に、前記延設部がそのシャフト（６）の軸芯方向に沿って摺動可能に軸支されており、
   前記ドローバ側から前記アダプタプレート（２）の内部を通って、前記シャフト（６）の延設部が嵌入した前記ガイド穴（２ｂ）に至るエアの通路（４ｈ’，２ｈ）と、その延設部が嵌入したガイド穴（２ｂ）から前記シャフト（６）の内部を通り、さらにそのシャフト（６）の前記他端に取り付けられたジョウピース（７）の内部を通ってそのジョウピース（７）の前記ワーク（Ｗ）との当接面に開口するエアの通路（６ｈ，７ｈ，７ｈ’）を設け、前記アダプタプレート（２）の内部を通る前記エアの通路（２ｈ）と、前記シャフト（６）の内部を通るエアの通路（６ｈ）とは、前記シャフト（６）の延設部が嵌入したガイド穴（２ｂ）を介して連通していることを特徴とする引き込み式チャック。
2. 上記エアの通路のドローバ側にエアの圧力の検知手段を設け、その検知手段によって検知したエア圧に基づいてワーク（Ｗ）のセンタリングの良否を判定するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の引き込み式チャック。

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