JP4975915B2

JP4975915B2 - チャックにおける防振ダンパ

Info

Publication number: JP4975915B2
Application number: JP2001275371A
Authority: JP
Inventors: 克己福井; 明彦今井; 浩一上田
Original assignee: Kanzaki Kokyukoki Manufacturing Co Ltd; Howa Machinery Ltd; Toyota Motor Hokkaido Inc
Current assignee: Kanzaki Kokyukoki Manufacturing Co Ltd; Howa Machinery Ltd; Toyota Motor Hokkaido Inc
Priority date: 2001-09-11
Filing date: 2001-09-11
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2021-09-11
Also published as: JP2003089006A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばタイヤホイールのような薄肉のワークを、チャックに保持して回転加工する際に、ワークに生じる振動を防止するチャックにおける防振ダンパに関する。
【０００２】
【従来の技術】
薄肉のワークであるタイヤホイールの外周部を加工する場合、タイヤホイールをチャックに保持して回転させて加工する。このような工程で使用するワーク保持チャックは図４に示すように構成され、タイヤホイール１２をチャック１６の軸線Ｍに直交交差する面を有するストッパ１８で位置決めして、チャック本体の先端に設けたコレットチャック１９でタイヤホイール１２の中心孔をその内径内側から圧接把持すると共にタイヤホイール１２の芯出をし、その把持部分から離れて自由端となっているタイヤホイール１２のリム部１２ａの端部（チャック軸線と交差（直交）する面で、以下リム端Ｅとする。）を、チャック本体周囲に設けた防振ダンパ２０を当接させて支持し加工時のびびり（振動）を防止するようにしている。
【０００３】
この従来の防振ダンパ２０は、図５（ａ）に示すようにエアー圧力、或いはスプリングにより図示上方のワーク方向に付勢されて進退動作するダンパピン２２を有し、タイヤホイール１２のリム端Ｅを軸線Ｍに平行な方向から支持することで、この状態でチャック１６を回転させてワーク外周を加工した際に、タイヤホイール１２に振動が生じてもその振動に追従してダンパピン２２を進退動作させることで振動を防止していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
タイヤホイールの場合、同じホイール径であってもリム部１２ａの幅（以下、リム幅とする。）が異なる場合があり、そうするとリム端Ｅの軸線Ｍ方向位置が違ってくる。そのため、上記防振ダンパ２０は異なるリム幅に対応できるようにダンパピン２２のストロークが比較的大きく設定されている。
【０００５】
しかし、ダンパピン２２のストロークを大きく設定するとダンパピン２２の質量がそれに応じて大きくなり、チャックの回転により発生する遠心力が大きくなる。すると、図５（ｂ）に示すようにダンパピンによりリム端Ｅに作用する実質的なピン推力Ｐｘは、ダンパピン２２を突出させるエアー或いはスプリング力による推力Ｐ１からダンパピン２２に発生する遠心力Ｆ１に摩擦係数μを乗じた抗力Ｐ２を差し引いたものであるから、ダンパピンの質量Ｍが大きく、チャック回転が高速化した場合は、抗力Ｐ２が増加して、実質的なピン推力Ｐｘは減衰する。その結果、リム部１２ａがダンパピン２２から軸線Ｍ方向に離れるように振動したときには、そのびびりにダンパピン２２が追従できずに振動防止効果が低下する問題があった。
これを解消するには、エアー圧を高く設定する或いはスプリング力を大きく設定する等の対応策が考えられるが、そうするとワークを取付ける場合に大きくしたダンパピン２２の突出力によりリム端Ｅが変形する恐れがあり好ましくない。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、ワークの振動に良好に追従して振動を防止すると共に、多様なワークに対応するように汎用性を持たせた防振ダンパを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する為に、請求項１の発明は、ワークを保持して回転操作するチャックに取付けられ、前記ワークのチャック軸線上のワーク把持部から離れた部位において前記チャック軸線方向に対して交差する面に当接して支持し、ワークを回転して加工する際に発生する振動を防止するチャックにおける防振ダンパであって、前記チャックに対して、一体に取付けられる固定ケーシングと、チャック軸線方向に進退するように前記固定ケーシング内に嵌め込まれた進退ケーシングと、該進退ケーシングをワーク方向へ突出させる作動手段と、チャック軸線方向に進退するように前記進退ケーシングの先端に設けたダンパヘッドと、該ダンパヘッドをワーク方向へ突出付勢する付勢手段とを備え、前記ダンパヘッドがワークの振動に追従して進退動作することでワークの振動を防止することを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、付勢手段が、進退ケーシング内の該進退ケーシングとダンパヘッドとの間に介在させた弾性部材から成ることを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、作動手段が流体であり、固定ケーシングと進退ケーシングとが流体シリンダ構造であることを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１又は２の発明において、作動手段が、固定ケーシング内の該固定ケーシングと進退ケーシングとの間に介在させて進退ケーシングを常時突出付勢する弾性部材から成ることを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１の発明において、作動手段、付勢手段が共に圧縮空気であり、固定ケーシングと進退ケーシング、及び進退ケーシングとダンパヘッドとが夫々流体シリンダ構造であることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る防振ダンパの実施形態の一例を示す断面図であり、１は防振ダンパの固定ケーシング、２は進退ケーシング、３はダンパヘッドであり、全体は略円柱形状となっている。
固定ケーシング１は、進退ケーシング２を挿入する挿入空間４ａを貫通形成した筒部４とその底部を閉塞する閉塞部５から成り、筒部４の側面には内部の挿入空間４ａにおいて進退ケーシング２を突出操作する作動手段である圧縮空気を供給するための空気供給孔６が形成されると共に、挿入空間４ａ下部には拡径されて空気充填空間４ｂが設けられ、固定ケーシング１と進退ケーシング２とは流体シリンダ構造となっている。
【００１３】
進退ケーシング２も筒部８とその下端を閉塞する閉塞部９からなり、コイルバネ収納空間２ａ及びダンパヘッド挿入孔２ｂが形成され、コイルバネ収納空間２ａにはダンパヘッド３を突出付勢する付勢手段であるコイルバネ１０が組み込まれると共に、フランジ部３ａを下端に有する略円柱形状のダンパヘッド３が先端部のダンパヘッド挿入孔２ｂに軸線方向に対して摺動自在に案内され、コイルバネ１０がダンパヘッド３を常時上方（ワーク方向）へ付勢している。
【００１４】
ダンパヘッド３は、頭部が進退ケーシング２に対して出没するように配置され、フランジ部３ａがコイルバネ挿入空間２ａとダンパヘッド挿入孔２ｂの間に形成した段部１１に係止して抜けを防止している。また、進退ケーシング２は、空気供給孔６からの供給された空気の作用により突出動作して、図示Ｓ１幅の進退ストロークを有し、ダンパヘッド３は図示Ｓ２の進退動作ストロークを有している。尚、１２ａはワークであるタイヤホイール１２のリム部を示し、Ｅはリム端を示している。
そして、この防振ダンパは上記図４に示すタイヤホイール保持チャック１６の従来の防振ダンパ２０に替えて装着して使用でき、進退ケーシング２を操作する空気は上記図５（ａ）に示すチャック１６内に形成されている空気導入孔２１を介して図示しない外部供給手段から供給される。
【００１５】
次に、上記防振ダンパを図４に示すタイヤホイール保持チャックに従来の防振ダンパ２０に替えて装着した場合の作用を説明する。タイヤホイール１２のリム幅に関わらず、図１の実線で示すように、進退ケーシング２が固定ケーシング１に十分入り込んだ状態から空気供給孔６から圧縮空気を供給すると、進退ケーシング２は、ダンパヘッド３の頭部をコイルバネ１０のばね力によって進退ケーシング２先端から突出した状態で突出移動する。これによりダンパヘッド３の先端が先ずリム端Ｅに当接する。
【００１６】
その後、更に進退ケーシング２が突出移動し、これにより、コイルバネ１０を圧縮してダンパヘッド３が相対的に進退ケーシング２内に没入して進退ケーシング２の先端がリム端Ｅに当接してリム端Ｅを支持し（この状態では、進退ケーシング２の先端とダンパヘッド３の先端が面一となり、リム端Ｅに当接している。）、タイヤホイール１２はチャック１６に保持される。リム幅が比較的大きい場合には、固定ケーシング１から少しばかり進退ケーシング２が突出した位置でリム端Ｅに当接し、リム幅が比較的小さい場合には、進退ケーシング２は大きく突出してリム端Ｅに当接することになる。
【００１７】
この状態でチャック１６が回転され、タイヤホイール１２が加工される。この加工の際に、リム端Ｅが、リム端Ｅの当接している進退ケーシング２先端から軸線方向で前方（図１で上方）に離れた位置で振動するときには、その振動はチャック回転で発生する遠心力の影響が小さい小型軽量なダンパヘッド３の進退移動により吸収される。
ダンパヘッド２は、進退ケーシング２先端に対して所定量（進退動作ストロークＳ２）進退可能となっているので、そのストロークＳの範囲でリム端Ｅの振動を受けることができ、ストロークを適宜設定することで、比較的大きな振動も吸収する構造とすることができる。
【００１８】
このように、進退動作する部位を進退ケーシングとその頭部に配置したダンパヘッドとで構成することで、リム幅の変化にあわせて進退する部材を進退ケーシング、ワークの振動により進退動作する部材をダンパヘッドと作用部材を分離することができ、多様なワークに対応可能とするために防振ダンパのストロークを長く即ち進退ケーシングを長く設定しても、振動に対応して進退動作する部位即ちダンパヘッドを大型化する必要が無く小型軽量化のままにしておくことができ、ワークの振動に確実に追従させて良好な振動防止効果を維持することができる。
また、ダンパヘッドが小型であればその付勢手段の付勢力も小さくできるため、結果としてワークへの負荷も軽減でき加工精度の向上に貢献できる。
【００１９】
更に、進退ケーシングを突出操作する作動手段を流体である空気とすることで、外部から進退ケーシングの突出力の制御ができ、ワークの形状に応じて常に最適な支持状態を得ることが可能であるし、空気を使用することで進退ケーシングにも弾性を付与でき、ワークに対して柔軟に対応でき、更にワークへの負荷を軽減できる。
また、ダンパヘッドを進退動作させる付勢手段を進退ケーシング内に配置した弾性部材であるコイルバネとすることで、簡易な構成でダンパヘッドを付勢でき、ワークの振動に確実に追従動作できる。
【００２０】
図２，図３は本発明の防振ダンパの他の形態を示す構造説明図である。図２では、固定ケーシング１と進退ケーシング２、及び、進退ケーシング２とダンパヘッド３を夫々流体圧シリンダ構造とし、進退ケーシングの作動手段及びダンパヘッド３の付勢手段を同一の空間に供給される圧縮空気としている。また、図３では、作動手段、付勢手段を夫々独立したコイルバネ１０，１３としている。
このように、圧縮空気は自体の圧縮性のために弾性体としても作用させることができるため、作動手段と付勢手段の両方を兼用でき、上記第１の実施形態のように、バネと流体の両方を備える場合に比べて、構成が簡単になる。また、コイルバネを進退ケーシングを進退させる作動手段として作用させて、作動手段、付勢手段共にコイルバネを利用した場合にも、バネと流体の両方を備える場合に比べて、外部から流体を供給操作する必要がなく、簡単な構成にできる。
【００２１】
尚、上記実施の形態では何れも作動手段の流体として圧縮空気を使用しているが、油を用いて油圧により進退ケーシングを進退操作しても良い。
【００２２】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１の発明によれば、進退動作する部位を進退ケーシングとその先端に配置したダンパヘッドとで構成することで、リム幅等のワーク形状の変化にあわせて進退する部材を進退ケーシング、ワークの振動により進退動作する部材をダンパヘッドと作用部材を分離することができ、多様なワークに対応可能とするために防振ダンパのストロークを長く即ち進退ケーシングを長く設定しても、振動に対応して進退動作する部位即ちダンパヘッドを大型化する必要が無く小型軽量化のままにしておくことができ、ワークの振動に確実に追従させて良好な振動防止効果を維持することができる。
また、ダンパヘッドが小型であればその付勢手段の付勢力も小さくでき、結果としてワークへの負荷を軽減でき、加工精度の向上に貢献できる。
【００２３】
請求項２の発明によれば、請求項１の効果に加えて、付勢手段が進退ケーシング内に介在された弾性部材であるので、簡易な構成でダンパヘッドを付勢できる。
【００２４】
請求項３の発明によれば、請求項１又は２の効果に加えて、固定ケーシングと進退ケーシングとが流体シリンダ構造であるので、外部から進退ケーシングの進退操作ができ、ワークの形状に応じて常に最適な当接状態を得ることが可能である。
【００２５】
請求項４の発明によれば、請求項１又は２の効果に加えて、作動手段が固定ケーシング内に介在された弾性部材であるので、外部から作動手段を供給操作する必要が無く、簡易な構成にできる。
【００２６】
請求項５の発明によれば、作動手段、付勢手段共に圧縮空気としたので、作動手段、付勢手段が兼用され、構成が簡易になる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るチャックにおける防振ダンパの実施形態の一例を示す断面図である。
【図２】防振ダンパの他の形態を示す構造説明図である。
【図３】防振ダンパの他の形態を示す構造説明図である。
【図４】防振ダンパを装着したタイヤホイール保持チャックを示し、（ａ）は一部断面で示した側面説明図、（ｂ）は平面図である。
【図５】従来の防振ダンパを示し、（ａ）は断面図、（ｂ）はダンパピンに作用する応力の説明図である。
【符号の説明】
１・・固定ケーシング、２・・進退ケーシング、３・・ダンパヘッド、６・・空気供給孔、１０・・コイルバネ、１３・・コイルバネ、１６・・チャック。

Claims

ワークを保持して回転操作するチャックに取付けられ、前記ワークのチャック軸線上のワーク把持部から離れた部位において前記チャック軸線方向に対して交差する面に当接して支持し、ワークを回転して加工する際に発生する振動を防止するチャックにおける防振ダンパであって、
前記チャックに対して、一体に取付けられる固定ケーシングと、チャック軸線方向に進退するように前記固定ケーシング内に嵌め込まれた進退ケーシングと、該進退ケーシングをワーク方向へ突出させる作動手段と、チャック軸線方向に進退するように前記進退ケーシングの先端に設けたダンパヘッドと、該ダンパヘッドをワーク方向へ突出付勢する付勢手段とを備え、
前記ダンパヘッドがワークの振動に追従して進退動作することでワークの振動を防止することを特徴とするチャックにおける防振ダンパ。
付勢手段が、進退ケーシング内の該進退ケーシングとダンパヘッドとの間に介在させた弾性部材から成る請求項１記載のチャックにおける防振ダンパ。
作動手段が流体であり、固定ケーシングと進退ケーシングとが流体シリンダ構造である請求項１又は２記載のチャックにおける防振ダンパ。
作動手段が、固定ケーシング内の該固定ケーシングと進退ケーシングとの間に介在させて進退ケーシングを常時突出付勢する弾性部材から成る請求項１又は２記載のチャックにおける防振ダンパ。
作動手段、付勢手段が共に圧縮空気であり、固定ケーシングと進退ケーシング、及び進退ケーシングとダンパヘッドとが夫々流体シリンダ構造である請求項１記載のチャックにおける防振ダンパ。