JP5592184B2 - チャック装置 - Google Patents

Description

この発明は、研削盤等の工作機械において、ワークの端部をセンタリングした状態で把持するためのチャック装置に関するものである。

従来、この種のチャック装置としては、例えば特許文献１に開示されるような構成が提案されている。この従来構成においては、ジョウアクチュエータが軸を中心に揺動されることにより、その先端の把持爪がワークの外周面に対して接近または離間されて、ワークが把持または解放される。そして、把持爪によりワークが把持されるときには、ジョウアクチュエータの揺動により、ワークが把持状態で後方に引き込まれて、ワークの端面のボス孔が固定センタに挿入され、ワークのセンタリングが行われる。

特開２００６−１０２８５８号公報

ところが、この従来のチャック装置においては、把持爪がジョウアクチュエータにボルトによって固定されている。このため、ワークが把持爪により外周から把持された状態で、ジョウアクチュエータの揺動により後方に引き込み移動される際に、ワークのボス孔と固定センタとが正確に対応せず、センタリング不良のおそれがある。すなわち、ワークの端面のボス孔がワークの軸心位置に正確に加工されていない場合も多く、このようなワークを把持してセンタリングしようとすると、ワークが把持状態で傾いたり、固定センタに対して偏心したりする結果となる。従って、このような場合は、ワークに対して高精度加工を施すことができない。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、ワークを傾いたり、偏心したりすることなく高精度にセンタリングして把持することができるチャック装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、この発明は、ワークの外周に対して接近離間可能な作動部材と、その作動部材を接近離間動作させるための駆動手段と、ワークの端面のセンタ孔に嵌合されるセンタピンとを備えたチャック装置において、前記作動部材は、本体部と、その本体部に移動可能に支持され、ワークの外周を把持する把持部材とを有し、前記本体部と把持部材との間には、ワークが把持部材に把持された状態における作動部材の把持方向への移動を、把持部材のワーク引き込み方向への移動に変換させるカム手段を設け、前記駆動手段をタンデム型シリンダによって構成し、そのシリンダの軸線を前記作動部材の移動方向と平行な面に沿うように配置したことを特徴としている。

従って、この発明のチャック装置において、ワークを把持する場合には、駆動手段が駆動されると、作動部材がワークに向かって接近動作されて、その作動部材の把持部材によりワークの外周が把持される。この状態で、作動部材がさらに接近動作されると、カム手段のカム作用により、作動部材の移動が把持部材のワーク引き込み移動に変換され、把持部材に把持されたワークがセンタピン側に引き込まれる。このため、ワークの端面のセンタ孔がセンタピンに嵌合されて、ワークのセンタリングが行われる。よって、ワークの先端外周面及びワークの端面のセンタ孔が高精度に加工されていない場合でも、ワークを傾きが生じることなく高精度にセンタリングして把持することができる。

前記の構成において、前記カム手段は、本体部と把持部材との間に設けられたカム面を備えていることが望ましい。
前記の構成において、前記センタピンをその軸線方向に沿って移動可能にするとともに、センタピンを緩衝しながら後退させる緩衝手段を設けることが好ましい。

前記の構成において、前記本体部と把持部材との間には、緩衝部材を設けることが望ましい。

以上のように、この発明によれば、ワークが傾いたり、偏心したりすることなく高精度にセンタリングして把持することができるという効果を発揮する。

一実施形態のチャック装置を示す斜視図。 図１のチャック装置の側面図。 同チャック装置のカバーを取り外すとともに部分的に断面にして示す平面図。 図２の４−４線における断面図。 図２の５−５線における部分拡大断面図。 図４の動作状態を示す部分断面図。 シャッターカバー関係の構成部材を示す斜視図。

以下に、この発明を具体化したチャック装置の一実施形態を、図面に従って説明する。
図１及び図２に示すように、チャック装置のハウジング１１は側面円形状に形成され、図３及び図４に示すように、そのハウジング１１の中央部には上下に開口する収容部１２が形成されている。ハウジング１１の上下外周面には、前記収容部１２の開口を覆うためのカバー１３が取り付けられている。ハウジング１１の一端部（図４の右端部，ワークＷ側）には、一対の作動部材１４がワークＷの外周に対して接近離間する方向へ移動可能に支持されている。

ハウジング１１の収容部１２内には、両作動部材１４を接近離間動作させるための駆動手段としてのシリンダ１５が設けられている。
図２及び図４に示すように、前記両作動部材１４間においてハウジング１１の一端部の軸心位置には、ワークＷの端面のセンタ孔Ｗａに嵌合可能なセンタピン１６が配設されている。このセンタピン１６は、ハウジング１１の軸心位置に設けられた支持部材１７に軸線方向へ移動可能に支持されている。センタピン１６と支持部材１７との間には緩衝手段としてのバネ１８が介在されており、このバネ１８によりセンタピン１６が移動範囲の前端（突出）位置で弾性的に保持される。

図４に示すように、前記作動部材１４は前記収容部１２内に位置する伝動部材２５と、収容部１２の前端開口に位置し、前記伝動部材２５にボルト２４によって固定された被ガイド部材２３とを備えている。前記伝動部材２５は、図３に示すように、収容部１２の開口部においてハウジング１１の案内部１１ａに案内されて図１の上下方向にスライドする。従って、前記作動部材１４は、前記案内部１１ａにより、ワークＷの軸線と交差する方向に移動可能に案内される。図４に示すように、前記伝動部材２５には支点軸２６がねじ込まれて固定されており、ワークＷを把持する後述の把持部材２２を持つ支持部材２７は支点軸２６を中心に微少角度回動可能である。

図３，図４及び図７に示すように、ハウジング１１の前面の上下位置には、開口２８ａ有するガイド部材２８がボルト４４によって固定されている。可動遮蔽部材４２は、その開口４２ａにおいて前記被ガイド部材２３の外周に嵌り合って、前記収容部１２の前端開口の隙間を遮蔽する。この可動遮蔽部材４２の上下移動が前記ガイド部材２８によってガイドされる。前記センタピン１６の周囲を覆うように、ハウジング１１の前面には固定遮蔽部材４３が前記ガイド部材２８とともにボルト４４によって固定されている。この固定遮蔽部材４３は、センタピン１６の周囲における収容部１２の前端開口の隙間を遮蔽する。従って、これらのガイド部材２８，遮蔽部材４２，４３はハウジング１１の内の収容部１２内へのクーラントや切粉の侵入を防止するシャッタカバー部品である。

図３及び図４に示すように、前記シリンダ１５は、ハウジング１１に形成された１つのシリンダ室２９と、そのシリンダ室２９内に１軸線上において移動可能に収容された向きが反対方向の一対のピストン３０とから構成されている。従って、このシリンダ１５は、２頭のタンデム型を構成する。この場合、シリンダ室２９及びピストン３０の軸線が、前記作動部材１４の移動方向と平行な面に沿うように、つまりワークＷの軸線と直交する方向へ延びるように配置されている。そして、シリンダ室２９内における両ピストン３０間の内側または外側に圧油が供給されることにより、両ピストン３０がハウジング１１の外周側または中心側に移動される。

図３及び図４に示すように、前記両ピストン３０のピストンロッド３０ａと両作動部材１４のスライド部２１における伝動部材２５との間における収容部１２内において、ハウジング１１には伝動レバー３１が支軸３２を中心に回動可能に支持されている。各伝動レバー３１の一端部がピストンロッド３０ａに係合されるとともに、他端部がローラ３３を介して伝動部材２５に連係されている。そして、両ピストン３０がハウジング１１の外周側または中心側に移動されると、両伝動レバー３１が支軸３２を中心に回動されて、両作動部材１４がワークＷの外周に対して接近する方向または離間する方向に移動され、両作動部材１４の把持部材２２間でワークＷが把持または解放される。

図４及び図５に示すように、前記作動部材１４の把持部材２２とスライド部２１の支持部材２７との間にはカム手段としてのカム機構３４が介在されている。カム機構３４は、支持部材２７に形成された傾斜カム面３５と、その傾斜カム面３５に摺接するように把持部材２２に形成された傾斜カム面３６と、支持部材２７上から遊挿孔３７を介して把持部材２２に螺合された一対（図１参照）のボルト３８とから構成されている。前記傾斜カム面３５及び傾斜カム面３６は、面接触するとともに、作動部材１４の移動方向に対して傾斜している。ボルト３８の頭部と支持部材２７との間には、把持部材２２の傾斜カム面３６が支持部材２７の傾斜カム面３５に圧接する方向に、把持部材２２を移動付勢するための付勢手段としての弾性リング３９が一対の金属座金３９ａ間に挟持された状態で介装されている。

そして、前記作動部材１４の把持部材２２にワークＷが把持された状態で、作動部材１４がワークＷの外周に向かってさらに接近移動されたとき、支持部材２７の把持方向への移動により、把持部材２２がカム機構３４の傾斜カム面３５と傾斜カム面３６との摺接により、カム面３５，３６に沿って移動される。このため、把持部材２２がスライド部２１に対して相対的に把持解放方向に移動されるとともに、図５に矢印で示すように、作動部材１４の移動方向と直交する方向へ相対的に引き込み移動される。この移動により、ワークＷの端面のセンタ孔Ｗａがセンタピン１６に嵌合されて、ワークＷのセンタリングが行われる。

図４及び図５に示すように、前記作動部材１４のスライド部２１における支持部材２７の外側面には、把持部材２２のセンタピン１６側への引き込み移動端を規制するためのボルトの頭部よりなるストッパ４０が突設されている。ストッパ４０の外周において支持部材２７と把持部材２２との間には、緩衝部材としてのリング状のゴム材よりなり、ストッパ４０より若干厚い緩衝部材４１が介装されている。そして、ワークＷのセンタ孔Ｗａがセンタピン１６に嵌合される際に、把持部材２２の後退移動にともなって緩衝部材４１が弾性圧縮され、このため、把持部材２２が後退しながら緩衝されて、ワークＷの嵌合動作にともなう衝撃が緩和される。

次に、前記のように構成されたチャック装置について作用を説明する。
さて、このチャック装置において、ワークＷを把持する場合には、図４に鎖線で示すように、ワークＷの端部を両把持部材２２間の把持位置に配置する。この状態で、シリンダ１５におけるシリンダ室２９内の両ピストン３０間に圧油が供給されると、図６に示すように、両ピストン３０がハウジング１１の外周側に移動され、伝動レバー３１を介して両作動部材１４がワークＷの外周に接近する方向へ移動される。この移動により、両作動部材１４の把持部材２２によってワークＷの端部が把持される。

このワークＷの把持状態で、作動部材１４がさらにワークＷの外周側に接近移動されると、カム機構３４のカム作用により、作動部材１４の把持部材２２がスライド部２１に対して作動部材１４の移動方向と直交する内側方に相対移動され、その把持部材２２に把持されたワークＷがセンタピン１６側に引き込まれる。つまり、作動部材１４の把持方向への移動がワークＷの引き込み方向への移動に変換される。この引き込みにより、ワークＷの端面のセンタ孔Ｗａがセンタピン１６に嵌合されて、ワークＷのセンタリングが行われる。このとき、ワークＷのセンタ孔Ｗａが偏心したり、ワークＷの外周面に凹凸が形成されたりしていても、把持部材２２はワークＷを均等な力で把持する。すなわち、前記のようにワークＷのセンタ孔Ｗａが偏心したりしている場合は、対をなす把持部材２２の移動ストロークが異なるように、タンデム型のシリンダ１５の一対のピストン３０の移動位置，つまりピストン対の移動範囲が図４の上下いずれかの方向に変位されて調整される。

以上のように、ワークＷを把持した把持部材２２が作動部材１４の移動を利用して、作動部材１４に対して相対的に後退しながら単独で引き込み移動されてセンタリングが行われる。ワークＷの先端外周面及びワークＷの端面のセンタ孔Ｗａが高精度に加工されていない場合でも、把持状態のワークＷに傾きが生じるおそれはない。また、ワークＷのセンタ孔Ｗａとセンタピン１６との嵌合によってセンタリングが行われる際には、把持部材２２の移動にともなって緩衝部材４１が弾性圧縮されて、嵌合動作にともなう衝撃が緩和される。また、このとき、センタピン１６は、緩衝のためにバネ１８の付勢力に抗して後退される。このため、センタリング動作時に衝撃が発生するおそれはない。

従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１） このチャック装置においては、作動部材１４の把持部材２２にワークＷの外周が把持された状態で、作動部材１４がさらに接近動作されるとき、カム機構３４のカム作用により、作動部材１４の把持部材２２がスライド部２１に対して作動部材１４の動作方向と直交する方向へ相対的に単独で引き込み移動されて、ワークＷの端面のセンタ孔Ｗａとセンタピン１６との嵌合によりセンタリングが行われる。よって、ワークＷの先端外周面及びワークＷの端面のセンタ孔Ｗａが高精度に加工されていない場合でも、ワークＷを傾きが生じることなく高精度にセンタリングして把持することができる。

（２） このチャック装置においては、前記シリンダ１５の軸線が作動部材１４の移動方向と平行な面に沿うように、つまりワークＷの軸線と直交する方向へ延びるように配置されている。このため、シリンダ１５の軸線をワークＷの軸線と平行に延びるように配置した構成とは異なり、チャック装置の外形がワークＷの軸線方向に長大になるのを回避することができて、チャック装置全体をコンパクトに構成することができる。

（３） このチャック装置においては、センタピン１６をその軸線方向に沿って移動可能にするとともに、センタピン１６を緩衝しながら後退させるバネ１８が設けられている。従って、ワークＷのセンタ孔Ｗａがセンタピン１６に嵌合されてセンタリングが行われる際には、バネ１８が弾性圧縮されることにより、センタリング衝撃を緩和することができる。

（４） このチャック装置においては、前記スライド部２１と把持部材２２との間に緩衝部材４１が設けられている。このため、ワークＷがセンタリングが行われる際には、把持部材２２の移動にともなって緩衝部材４１が弾性圧縮されることにより、嵌合動作にともなう衝撃を緩和することができる。

（５） このチャック装置においては、把持部材２２のシリンダ１５としてタンデム型を用いたため、ワークＷのセンタ孔Ｗａが偏心したりしていても、把持部材２２はワークＷを均等な力で把持する。従って、ワークＷを高精度に加工することが可能になる。

（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 作動部材１４のスライド部２１と把持部材２２との間のカム手段の構成を変更すること。例えば、スライド部２１と把持部材２２との一方に長孔状のカム面を設けるとともに、他方にはそのカム面に係合するピンを設けること。

・ センタピン１６や把持部材２２の緩衝手段の構成を変更すること。例えば、緩衝手段として、オイルダンパを用いること。
・ センタピン１６を移動可能にすることなく、センタピン１６をハウジング１１に固定すること。このようにすれば、ワークＷの軸方向の特定の位置を基準位置として、ワークＷに加工を施すことができる。

１１…ハウジング、１４…作動部材、１５…駆動手段としてのシリンダ、１６…センタピン、１８…バネ、２１…本体部、２２…把持部材、２３…被ガイド部材、２５…伝動部材、２７…支持部材、２９…シリンダ室、３０…ピストン、３１…伝動レバー、３４…カム手段としてのカム機構、３５…傾斜カム面、３６…傾斜カム面、３８…ボルト、３９…弾性リング、４０…ストップボルト、４１…緩衝部材、Ｗ…ワーク、Ｗａ…センタ孔。

Claims (4)

1. ワークの外周に対して接近離間可能な作動部材と、その作動部材を接近離間動作させるための駆動手段と、ワークの端面のセンタ孔に嵌合されるセンタピンとを備えたチャック装置において、
   前記作動部材は、本体部と、その本体部に移動可能に支持され、ワークの外周を把持する把持部材とを有し、
   前記本体部と把持部材との間には、ワークが把持部材に把持された状態における作動部材の把持方向への移動を、把持部材のワーク引き込み方向への移動に変換させるカム手段を設け、
   前記駆動手段をタンデム型シリンダによって構成し、そのシリンダの軸線を前記作動部材の移動方向と平行な面に沿うように配置したことを特徴とするチャック装置。
2. 前記カム手段は、本体部と把持部材との間に設けられたカム面を備えていることを特徴とする請求項１に記載のチャック装置。
3. 前記センタピンをその軸線方向に沿って移動可能にするとともに、センタピンを緩衝しながら後退させる緩衝手段を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のチャック装置。
4. 前記本体部と把持部材との間には、緩衝部材を設けたことを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載のチャック装置。

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