JP5957723B2 - 軸状のワークのチャック装置およびこれを搭載した加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、軸状のワークの外周面を把持するチャック装置、およびこれを搭載した加工装置に関する。

軸状のワークの外周面をチャック装置で把持すると共に、ワークを把持したチャック装置が取付けられた主軸を回転させ、回転する砥石をワークに接触させて研削を行う研削盤が知られている（例えば、特許文献１参照）。

このような研削盤等の加工装置に搭載されるチャック装置は、主軸の先端側に取り付けられるチャック本体と、チャック本体に設けられワークの外周面を支持する第１クランプ部と、チャック本体に回動可能に連結される略Ｌ字形状のアームと、アームに設けられワークを第１クランプ部との間で挟持する第２クランプ部と、アームを回動させるアーム駆動部とを備えている。

特開２００３−９４２８８号公報

ところで、このようなワークの外周面を把持するチャック装置では、アーム駆動部として例えば油圧シリンダ機構がチャック本体に設置されている。しかしながら、ワークを確実に保持できる把持力を得るためには、アーム駆動部のサイズをある程度大きくせざるを得ず、結果的に、チャック装置の大型化を招いていた。このため、チャック装置が搭載される研削盤等の加工装置の設置スペースも大きくなり、設備コストも増大するという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、軸状のワークを確実に保持できる把持力を保有しつつ小型化が可能なチャック装置、およびこれを搭載した加工装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、軸状のワークの外周面を把持するチャック装置であって、前記ワークの加工装置に備えられる回転部の先端側に取り付け可能なチャック本体と、前記チャック本体に設けられ前記ワークの外周面を支持する第１クランプ部と、前記チャック本体に対して揺動可能に連結されるアームと、前記アームに設けられ前記ワークを前記第１クランプ部との間で挟持する第２クランプ部と、前記アームを揺動させるアーム駆動部と、を備え、前記アーム駆動部は、前記アームの揺動中心となる揺動軸と反対側における前記アームの先端側に揺動可能に連結されているロッドを有し、前記ロッドを前記アームと反対側に付勢することによって前記ワークを把持してクランプ状態にし、前記ロッドを前記アーム側に付勢することによって前記ワークをアンクランプ状態にするものであり、前記第２クランプ部は、前記揺動軸と、前記アームにおける前記アーム駆動部との連結部との間に配置されていることを特徴とする軸状のワークのチャック装置である。

この発明によれば、てこの原理に基づいて、従来と比べて、アーム駆動部による小さな駆動力でワークの把持力を大きく確保することが可能となる。すなわち、軸状のワークを確実に保持できる把持力を保有しつつ小型化が可能なチャック装置を提供することができる。

また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の軸状のワークのチャック装置であって、把持時における前記ワークの先端側から見て、当該ワークの左右のいずれか一方に前記アームにおける前記ロッドとの前記連結部が配置されており、他方に前記アームの揺動中心となる前記揺動軸が配置されていることを特徴とする。

この発明によれば、ワークが第１クランプ部により下方から支持された状態で第１クランプ部および第２クランプ部によって上下方向からワークを挟持して確実に把持することができる。

また、請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の軸状のワークのチャック装置であって、前記チャック本体には、前記ワークの把持時に当該ワークが挿通される挿通部が形成されていることを特徴とする。

この発明によれば、ワークをチャック本体の挿通部に挿入した状態で、チャック装置によりワークを把持することができる。これにより、ワークの研削箇所により近い部分を安定して把持できると共に、加工装置の回転部の先端からワークの先端までの距離を縮小することができ、チャック装置の軸方向寸法がより小さくなる。

また、請求項４に係る発明は、請求項３に記載の軸状のワークのチャック装置と、前記チャック装置が先端側に取り付けられる前記回転部と、を備え、前記回転部の先端側には、前記ワークの把持時に当該ワークが前記挿通部を経て挿入される穴が形成されていることを特徴とするワークの加工装置である。

この発明によれば、ワークをチャック本体の挿通部を経て加工装置の回転部の穴に挿入した状態で、チャック装置によりワークを把持することができる。これにより、ワークの加工箇所にさらに近い部分であるワークの重心近傍を安定して把持することができる。しかも、ワークの重心から離れた基端側の部分を加工装置の回転部の穴内に配置することができるため、加工装置の回転部の先端からワークの先端までの距離をさらに縮小することができる。したがって、チャック装置、ひいては加工装置の軸方向寸法がさらに小さくなり、省スペースがさらに図られる。

本発明によれば、軸状のワークを確実に保持できる把持力を保有しつつ小型化が可能なチャック装置、およびこれを搭載した加工装置を提供することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る軸状のワークのチャック装置を搭載した加工装置としての研削盤の全体構成を模式的に示す平面図である。 図１に示されるチャック装置の周辺を加工時におけるワークの軸心に垂直な鉛直面で切断した拡大断面図である。 図１に示されるチャック装置の周辺を加工時におけるワークの軸心に沿う鉛直面で切断した拡大断面図である。 比較例に係る従来のチャック装置の周辺を加工時におけるワークの軸心に垂直な鉛直面で切断した断面図である。 図４に示されるチャック装置の周辺を加工時におけるワークの軸心に沿う鉛直面で切断した断面図である。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る軸状のワークのチャック装置を搭載した加工装置としての研削盤の全体構成を模式的に示す平面図である。図２は、図１に示されるチャック装置の周辺を加工時におけるワークの軸心に垂直な鉛直面で切断した拡大断面図である。図３は、図１に示されるチャック装置の周辺を加工時におけるワークの軸心に沿う鉛直面で切断した拡大断面図である。具体的には、図２は、図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。なお、以下の説明においては、図１における左右方向をＺ軸方向とし、図１における上下方向をＸ軸方向とする。

図１に示すように、研削盤１は、軸状のワーク５の外周面を当該ワーク５の先端側を自由端としてチャック装置２で把持すると共に、ワーク５を把持したチャック装置２が取付けられた主軸（回転部）８１を回転させ、回転する砥石６１をワーク５に接触させて研削を行う研削盤である。

軸状のワーク５は、例えばコンプレッサシャフト等の、偏心ピンと呼ばれる偏心部５ｃ，５ｄが形成されたクランク機構を構成する偏心シャフトである。ここでは、ワーク５は、チャック装置２により把持される第１ジャーナル部５ａと、第１ジャーナル部５ａの軸心に対して偏心した軸心を持つ偏心部５ｃ，５ｄと、先端（自由端）側に位置され第１ジャーナル部５ａと同軸の軸心を持つ第２ジャーナル部５ｂとを有している。ワーク５の安定した把持のため、第２ジャーナル部５ｂよりも軸方向に長い第１ジャーナル部５ａがチャック装置２により把持される。

研削盤１は、基台となるベッド１１を備えており、ベッド１１上には、押圧機構部７、主軸ユニット８、および砥石ユニット６が配置されている。押圧機構部７は、ワーク５の一方の端面５ｅを軸方向に押圧してワーク５の軸方向の位置決めを行う機能を有する。主軸ユニット８の先端側には、押圧機構部７により位置決めされたワーク５の外周面を把持するチャック装置２が装着されている。砥石ユニット６は、チャック装置２により把持されたワーク５を加工するものであり、この砥石ユニット６は、ワーク５を研削する回転可能な砥石６１を備えている。

また、研削盤１には、電源スイッチや操作ボタン等（図示せず）を備える操作部９と、研削盤１における各部の動作を統括的に制御する制御部１０とが設けられている。

主軸ユニット８は、回転可能な主軸８１と、主軸８１を例えばカップリング（図示せず）を介して回転させるモータ８２とを備えている。主軸８１の先端にチャック装置２が取り付けられており、ワーク５は、主軸８１の軸心まわりで回転自在となるようにチャック装置２により把持されるようになっている。

押圧機構部７は、ワーク５に当接可能な当接部材７１と、砥石６１をドレス（ドレッシング）するドレス部材７２と、当接部材７１およびドレス部材７２が取付けられるスピンドル７３と、スピンドル７３をワーク５の軸方向（Ｚ軸方向）に移動させる移動手段７４と、スピンドル７３を例えばカップリング（図示せず）を介して回転させるモータ７５と、を有している。

ドレス部材７２は、円盤状を呈すると共に、スピンドル７３の先端側に取り付けられている。ドレス部材７２としては、例えばダイヤモンドの砥粒が埋め込まれたロータリドレッサが使用される。

当接部材７１は、ワーク５の端面５ｅに当接可能な端面当接部材７１１と、偏心部５ｄの側面（外周面）に当接可能な側面当接部材７１２とを有している。この当接部材７１は、ドレス部材７２の中央先端側に取り付けられている。

移動手段７４は、ベッド１１に設置されるモータ７４ａと、モータ７４ａにより例えばカップリング（図示せず）を介して回転させられるボールねじ７４ｂと、ボールねじ７４ｂに螺合されるナット部７４ｃと、ナット部７４ｃが下面に固定される移動テーブル７４ｄとを備えている。ここで、モータ７４ａによるボールねじ７４ｂの回転がナット部７４ｃを軸方向に移動させる送り作用によって、移動テーブル７４ｄはＺ軸方向に移動させられる。なお、移動テーブル７４ｄは、周知の直線運動案内装置（図示せず）により、ベッド１１上でＺ軸方向に移動可能に構成されており、この移動テーブル７４ｄ上に、スピンドル７３回転用のモータ７５が設置されている。

砥石ユニット６は、回転可能な砥石６１と、砥石６１の回転軸６２を回転させるモータ６３とを有している。なお、モータ６３は、ここでは回転軸６２の外周側に配置されるビルトインモータであるが、これに限定されるものではなく、ベルトやギア等の駆動力伝達部材を介して回転軸６２を回転させる構成が採用されてもよい。

また、砥石ユニット６は、ベッド１１上に配置されＺ軸方向に移動可能なＺ軸移動テーブル６４と、Ｚ軸移動テーブル６４上に配置されＸ軸方向に移動可能な砥石台６５とを有している。この砥石台６５にモータ６３が設置されており、モータ６３は、回転軸６２を介して砥石６１に接続されている。また、砥石台６５には、砥石６１の前部（ワーク５側）の作用端のみ露出して砥石６１の後部（ワーク５と反対側）全体を覆う砥石カバー６６が取り付けられている。

なお、Ｚ軸移動テーブル６４および砥石台６５は、周知の直線運動案内装置（図示せず）により、Ｚ軸方向およびＸ軸方向にそれぞれ移動可能に構成されている。また、Ｚ軸移動テーブル６４および砥石台６５は、モータにより回転されるボールねじとこれに螺合されるナット部とを有するボールねじ機構部（図示せず）の送り作用によって、Ｚ軸方向およびＸ軸方向にそれぞれ移動させられるようになっている。

また、研削盤１は、ワーク５を研削する際に供給されるクーラントが飛散するのを防止するために、砥石６１によるワーク５の加工領域を覆う加工室カバー１３がベッド１１上に設置されている。そして、この加工室カバー１３の内部が加工室となる。

本実施形態では、加工室内に、砥石６１のドレス機能を兼ね備えた押圧機構部７が、チャック装置２と共に設置されているため、加工室が小さくなっており、加工領域を覆う加工室カバー１３も小型化されている。ただし、ワーク５の位置決め機能を有する部分と、砥石６１のドレス機能を有する部分とが別々に配置される構成が採用されてもよい。

図２および図３に示すように、チャック装置２は、主軸８１の先端側に取り付け可能なチャック本体２１と、チャック本体２１に設けられワーク５の外周面を支持する第１クランプ部２２と、チャック本体２１に対して揺動可能に連結される略真直形状のアーム２４と、アーム２４に設けられワーク５を第１クランプ部２２との間で挟持する第２クランプ部２５と、アーム２４を揺動させるアーム駆動部２６とを備えている。なお、図２および図３では、ワーク５を把持したクランプ状態が示されている。

チャック本体２１は、主軸８１の先端にねじ締結等により固定される円盤状の取付部２１ａと、取付部２１ａの主軸８１と反対側に突出するように一体的に設けられた支持部２１ｂとを有している。取付部２１ａの中央付近には、ワーク５の把持時にワーク５が挿通される挿通部としての断面長円形状の貫通孔２１ｃが形成されている。なお、ワーク５が挿通される挿通部は、貫通孔に限定されるものではなく、例えば略Ｕ字形状の切欠き部であってもよい。一方、主軸８１の先端側中央には、ワーク５の把持時にワーク５が挿入される円形の穴８１ａが形成されている。穴８１ａの底部には、円形の凹部８１ｂが形成されており、この凹部８１ｂに位置決め部材１２が嵌め込まれて、ねじ締結等により固定されている。

第１クランプ部２２は、略直方体形状の基部２２ｃ上に、Ｖ字形状の把持面２２ａを有すると共にＺ軸方向に並ぶ一対のＶブロック部２２ｂが一体的に形成されて構成されている。本実施形態では、第１クランプ部２２のＶブロック部２２ｂがワーク５の軸方向の位置決めのための軸方向位置決め部として機能する。すなわち、Ｖブロック部１２２ｂの端面は、ワーク５の軸方向の位置決め時に、ワーク５の段部の端面５ｈが当接されるようになっている。

第１クランプ部２２は、チャック本体２１の支持部２１ｂに形成された凹部３５に嵌め込まれて、ねじ部材３６によりチャック本体２１の支持部２１ｂに固定されている。ただし、第１クランプ部２２は、Ｖブロック部２２ｂをそれぞれ有する２つの部分に分割されていてもよく、あるいは第２クランプ部２５に対向する位置に１つのＶブロック部を備えるように構成されていてもよい。

アーム駆動部２６は、略真直形状のアーム２４の揺動中心となる揺動軸２３と反対側の先端部近傍に球面座金３８を介して揺動可能に連結されるロッド３０を有している。ロッド３０のアーム２４側には、おねじ部３９が形成されており、このおねじ部３９にナット４０が螺合されることにより、アーム２４にロッド３０が連結される。ロッド３０のアーム２４と反対側には、ピストン３１が設けられており、ピストン３１は、チャック本体２１の支持部２１ｂに形成されたシリンダボア３２内において、ロッド３０の長手方向（図２における上下方向）に沿って摺動自在に収納されている。また、ピストン３１の前面側（図２における下側）には、油圧室３４が形成されている。

ピストン３１は、油圧室３４に所定圧力の油圧が供給されないときには、皿ばね等の弾性部材３３によって、ロッド３０を図２中の下方向に付勢されている。これにより、アーム２４は、揺動軸２３を中心として図２における時計回りに揺動され、チャック装置２はワーク５を把持してクランプ状態（図２に示す状態）となる。一方、油圧室３４に所定圧力の油圧が供給されることにより、ピストン３１が図２中の上方向に移動し、これに伴ってロッド３０が移動する。これにより、アーム２４は、図２における反時計回りに揺動され、チャック装置２はアンクランプ状態（図示せず）となる。

本実施形態では、第２クランプ部２５（作用点）は、アーム２４の揺動中心（支点）となる揺動軸２３と、アーム２４におけるアーム駆動部２６との連結部（力点）との間において、ねじ部材３７によりアーム２４に固定されて配置されている。具体的には、把持時におけるワーク５の先端側から見て、ワーク５の左右のいずれか一方（図２では右側）に、アーム１２４におけるアーム駆動部１２６との連結部が配置されており、他方（図２では左側）に、アーム２４の揺動中心となる揺動軸２３が配置されている。

図１および図３に示すように、当接部材７１は、端面当接部材７１１と側面当接部材７１２とを備えている。側面当接部材７１２は、端面当接部材７１１に設けられると共に、当該端面当接部材７１１のワーク５と当接する部分の半径方向外側に相対して一対配置されている。端面当接部材７１１は、例えば円柱形状を呈している。側面当接部材７１２は、例えば棒状を呈しており、端面当接部材７１１のワーク５側端面に、例えばねじ込まれることにより立設されている。当接部材７１の端面当接部材７１１をワーク５の端面５ｅに当接させた状態で当接部材７１を回転させることにより、側面当接部材７１２がワーク５の偏心部５ｄの側面に当接して当該ワーク５を回転させることができる。

図３に示すように、位置決め部材１２は、略円柱形状を呈する基部１２ａと、ワーク５の周方向の位置決めのための周方向位置決め部１２ｂとを有している。ここでは、ワーク５の軸方向の位置決め時には、前記したようにワーク５の段部の端面５ｈがＶブロック部２２ｂの端面に当接され、ワーク５の端面５ｆと、基部１２ａのワーク５側の端面１２ｃとの間に隙間が形成される。ただし、ワーク５の端面５ｆが基部１２ａの端面１２ｃに当接されて、ワーク５の軸方向の位置決めが行われるように構成されてもよい。一方、基部１２ａのワーク５と反対側の端面には、凹部８１ｂの底部に形成された例えば溝状の係合凹部８１ｃに嵌着される例えば直方体形状の回転防止部１２ｄが設けられている。

周方向位置決め部１２ｂは、例えば台形板形状を呈しており、基部１２ａのワーク５側の端面１２ｃに突出して設けられている。周方向位置決め部１２ｂは、ワーク５の周方向の位置決め時にワーク５の端面５ｆに設けられた被係合部としての溝部５ｇに挿入されて係合するようになっている。

次に、前記のように構成された研削盤１の作用について説明する。
まず、軸状のワーク５が作業者によって研削盤１に搬入されると、研削盤１におけるワーク５の位置決めが行われる。なお、軸状のワーク５は、搬送装置（図示せず）によって研削盤１に搬入されてもよい。このとき、当接部材７１はワーク５から離間した退避位置に移動させられている。また、油圧室３４に所定圧力の油圧が供給されることにより、アーム２４が図２における反時計回りに揺動され、チャック装置２はアンクランプ状態にある。ワーク５は、第１クランプ部２２と第２クランプ部２５との間を通過させられ、チャック本体２１の貫通孔２１ｃを経て主軸８１の穴８１ａに挿入されるようにして、研削盤１に搬入される。

ワーク５の位置決め時には、制御部１０は、まず、モータ７５を停止させると共に移動手段７４の作動により当接部材７１をワーク５に向けて移動させる制御を行う。当接部材７１がワーク５に向けて移動させられて、当接部材７１の側面当接部材７１２の先端が偏心部５ｄの端面に当接した場合には、制御部１０は、一旦当接部材７１をワーク５から離間する方向に退避移動させる制御を行って、モータ７５の作動により所定角度当接部材７１を回転させた後に、再度モータ７５を停止させると共に当接部材７１をワーク５に向けて移動させる制御を行う。これにより、側面当接部材７１２は、ワーク５の偏心部５ｄの側方に位置させられる。ただし、ワーク５の偏心部５ｃ，５ｄをほぼ一定の向きにして保持する受け部材（図示せず）をワーク５に対して進退自在に設けることにより、側面当接部材７１２の先端が偏心部５ｄの端面に当接する事態を回避するように構成されてもよい。

当接部材７１の端面当接部材７１１がワーク５の一方の端面５ｅに当接してワーク５を押圧して移動させると、ワーク５の他方の端面５ｆは、周方向位置決め部１２ｂの先端に当接して停止する。そして、例えば、当接部材７１が配置される移動テーブル７４ｄの位置に基づいて、周方向位置決め部１２ｂがワーク５の溝部５ｇに未だ係合していないことが検出される。この場合、制御部１０は、モータ７５の作動により当接部材７１を一定方向に回転させて側面当接部材７１２をワーク５の偏心部５ｄの側面に当接させ、当該ワーク５をその軸心まわりに回転させる。ワーク５が回転させられてワーク５の溝部５ｇが周方向位置決め部１２ｂに対向する位置に来ると、ワーク５は引き続き軸方向に押圧されているため、周方向位置決め部１２ｂがワーク５の溝部５ｇに挿入されて係合すると共に、ワーク５の段部の端面５ｈがＶブロック部１２２ｂの端面に当接する。

このようにして、押圧機構部７は、移動手段７４の作動によりワーク５を押圧してワーク５の軸方向の位置決めを行う。ここでは、ワーク５は、軸方向に押圧され、ワーク５の段部の端面５ｈがＶブロック部１２２ｂの端面に当接するまで移動させられて、軸方向において位置決めされる。また、押圧機構部７は、モータ７５の作動によりワーク５を回転させてワーク５の周方向の位置決めを行う。ここでは、ワーク５は、一定方向に回転され、ワーク５の溝部５ｇに周方向位置決め部１２ｂが挿入されると共に、溝部５ｇ内の一方の側面が周方向位置決め部１２ｂに当接するように寄せられて、周方向において位置決めされる。

続いて、チャック装置２が、押圧機構部７により位置決めされたワーク５の外周面を把持する。すなわち、油圧室３４への所定圧力の油圧の供給が停止されて、弾性部材３３の付勢力によってアーム２４が図２における時計回りに揺動され、チャック装置２はワーク５を把持してクランプ状態となる。ワーク５の把持が完了した後、移動手段７４の作動により当接部材７１がワーク５から離間した退避位置に移動させられる。

続いて、主軸ユニット８の主軸８１が回転させられると、チャック装置２により把持されたワーク５が回転する。また、砥石ユニット６の砥石６１が回転させられる。そして、回転する砥石６１がワーク５に接触させられて研削が行われる。

ここでは、ワーク５の偏心部５ｃ，５ｄの外周面が研削される。この場合、主軸８１の軸心まわりのワーク５の回転運動と、主軸８１の軸心に対して垂直なＸ軸方向の砥石台６５の往復運動とを正確に同期させる周知の研削方法により、ワーク５の偏心部５ｃ，５ｄが高精度に研削加工される。

一方、所定の加工時間あるいは加工回数が経過した場合等に、砥石６１のドレスが行われる。砥石６１のドレス時には、制御部１０は、当接部材７１がワーク５から離間した退避位置において移動手段７４を停止させると共に、モータ７５を作動させてドレス部材７２を回転させる制御を行う。また、砥石ユニット６の砥石６１が回転させられる。そして、砥石６１およびドレス部材７２が回転されながら、Ｚ軸移動テーブル６４および砥石台６５の移動によって砥石６１の外周面がドレス部材７２の外周面と接触する位置に近接移動されることにより、砥石６１の外周面がドレスされる。

前記したように、本実施形態に係る軸状のワークのチャック装置２では、第２クランプ部２５は、アーム２４の揺動中心となる揺動軸２３と、アーム２４におけるアーム駆動部２６との連結部との間に配置されている。

このような本実施形態に係る軸状のワークのチャック装置２によれば、てこの原理に基づいて、アーム駆動部２６による小さな駆動力でワーク５の把持力を大きく確保することが可能となる。すなわち、軸状のワーク５を確実に保持できる把持力を保有しつつ小型化が可能なチャック装置２を提供することができる。

次に、図４および図５に示す比較例を用いて、本実施形態の作用効果についてさらに詳しく説明する。図４は、比較例に係る従来のチャック装置の周辺を加工時におけるワークの軸心に垂直な鉛直面で切断した断面図である。図５は、図４に示されるチャック装置の周辺を加工時におけるワークの軸心に沿う鉛直面で切断した断面図である。具体的には、図４は、図５のＤ−Ｄ線に沿う断面図であり、図５は、図４のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。

図４および図５に示すように、比較例に係るチャック装置１０２は、主軸の先端側に取り付け可能なチャック本体１２１と、チャック本体１２１に設けられワーク５の外周面を支持する第１クランプ部１２２と、チャック本体１２１に回動軸１２３のまわりで回動可能に連結される略Ｌ字形状のアーム１２４と、アーム１２４に設けられワーク５を第１クランプ部１２２との間で挟持する第２クランプ部１２５と、アーム１２４を回動軸１２３のまわりで回動させるアーム駆動部１２６とを備えている。なお、図４および図５では、ワーク５を把持したクランプ状態が実線で示されており、アンクランプ状態が二点鎖線で示されている。図５中の符号１１２は、ワーク５の軸方向における位置決め、および周方向の位置決めのために、チャック本体１２１に予め設けられた位置決め部材を示す。

アーム駆動部１２６はピストン１３１を有しており、ピストン１３１の前面側（図４の右側）には、油圧室１３４が形成されている。ピストン１３１は、油圧室３４に所定圧力の油圧が供給されないときには、コイルばね等の弾性部材１３３によって、ロッド１３０と共に図４中の右方向に付勢されている。これにより、アーム１２４は、図４における反時計回りに回動され、チャック装置１０２はアンクランプ状態となる。油圧室１３４に所定圧力の油圧が供給されることにより、ピストン１３１が図４中の左方向に移動し、これに伴ってロッド１３０が移動する。これにより、アーム１２４は、図４における時計回りに回動され、チャック装置１０２はワーク５を把持してクランプ状態となる。

この比較例に係るチャック装置１０２では、第２クランプ部１２５（作用点）は、アーム１２４の回動中心（支点）となる回動軸１２３を間に挟んで、アーム２４におけるアーム駆動部１２６との連結部にあたるピン１２９（力点）と反対側の端部近傍に配置されている。図４に示すように、ワーク５の保持に必要な把持力をＦとすると、アーム駆動部１２６による必要最小駆動力Ｐ２は、Ｐ２＝Ｆ×（Ｌ２２／Ｌ２１）となり、図４の例ではＦよりも大きくなる。ここで、必要最小駆動力Ｐ２を小さくするために、回動軸１２３から連結部１２９までの距離Ｌ２１を、回動軸１２３から第２クランプ部１２５までの距離Ｌ２２と比較して大きくしようとすると、チャック装置１０２が大型化してしまう。一方、本実施形態に係るチャック装置２では、図２に示すように、ワーク５の保持に必要な把持力をＦとすると、アーム駆動部１２６による必要最小駆動力Ｐ１は、Ｐ１＝Ｆ×（Ｌ１２／Ｌ１１）となり、レイアウトの関係からＦよりも必然的に小さくなる。したがって、本実施形態に係るチャック装置２によれば、比較例に係るチャック装置１０２に比べて、アーム駆動部２６による小さな駆動力でワーク５の把持力を大きく確保することができることがわかる。

また、本実施形態では、図２に示すように、把持時におけるワーク５の先端側から見て、ワーク５の左右のいずれか一方に、アーム２４におけるアーム駆動部２６との連結部が配置されており、他方にアーム２４の揺動中心となる揺動軸２３が配置されている。このように構成すれば、ワーク５が第１クランプ部２２により下方から支持された状態で第１クランプ部２２および第２クランプ部２５によって上下方向からワーク５を挟持して確実に把持することができる。

また、本実施形態では、図３に示すように、チャック本体２１には、ワーク５の把持時に当該ワーク５が挿通される貫通孔２１ｃが形成されている。このように構成すれば、ワーク５をチャック本体２１の貫通孔２１ｃに挿入した状態で、チャック装置２によりワーク５を把持することができる。これにより、ワーク５の研削箇所により近い部分を安定して把持できると共に、主軸８１の先端からワーク５の先端までの距離を縮小することができ、チャック装置２の軸方向寸法がより小さくなる。

また、本実施形態では、主軸８１の先端側には、ワーク５の把持時に当該ワーク５が貫通孔２１ｃを経て挿入される穴８１ａが形成されている。このように構成すれば、ワーク５をチャック本体２１の貫通孔２１ｃを経て主軸８１の穴８１ａに挿入した状態で、チャック装置２によりワーク５を把持することができる。これにより、ワーク５の研削箇所にさらに近い部分であるワーク５の重心近傍を安定して把持することができる。しかも、ワーク５の重心から離れた基端側の部分を主軸８１の穴８１ａ内に配置することができるため、主軸８１の先端からワーク５の先端までの距離をさらに縮小することができる。したがって、チャック装置２、ひいては研削盤１の軸方向寸法がさらに小さくなり、省スペースがさらに図られる。

以上、本発明について、実施形態に基づいて説明したが、本発明は、前記した実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、前記実施形態に記載した構成を適宜組み合わせ乃至選択することを含め、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

例えば、前記実施形態では、把持対象となる軸状のワークとして、２つの偏心部５ｃ，５ｄを有するコンプレッサシャフトを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、例えば、１つの偏心部を有するコンプレッサシャフトやカムシャフト、さらには偏心部を有しないシャフトなど、各種の軸状のワークを把持する場合にも適用可能である。

また、前記実施形態では、第１クランプ部２２とチャック本体２１、第２クランプ部２５とアーム２４は、それぞれ別体に構成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１クランプ部２２はチャック本体２１と一体的に形成されていてもよく、第２クランプ部２５はアーム２４と一体的に形成されていてもよい。

また、前記実施形態では、チャック装置２は、油圧室３４に油圧が供給されないときに弾性部材３３の付勢力によってクランプ状態となり、油圧室３４に油圧が供給されたときにアンクランプ状態となるが、本発明はこれに限定されるものではなく、油圧室３４に油圧が供給されたときにクランプ状態となり、油圧室３４に油圧が供給されないときに弾性部材３３の付勢力によってアンクランプ状態となるように構成されてもよい。

また、前記実施形態では、加工装置の例として研削盤１を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば旋盤等の他の工作機械にも適用可能である。

また、前記実施形態では、軸状のワーク５の先端側を自由端として当該ワーク５の基端側を１つのチャック装置２により把持して片持ち支持する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、軸状のワーク５の両端部近傍を２つのチャック装置２によりそれぞれ把持して両持ち支持する場合にも適用可能である。

１ 研削盤（加工装置）
２ チャック装置
５ ワーク
２１ チャック本体
２１ｃ 貫通孔（挿通部）
２２ 第１クランプ部
２３ 揺動軸
２４ アーム
２５ 第２クランプ部
２６ アーム駆動部
８１ａ 穴
８１ 主軸（回転部）

Claims (4)

1. 軸状のワークの外周面を把持するチャック装置であって、
   前記ワークの加工装置に備えられる回転部の先端側に取り付け可能なチャック本体と、
   前記チャック本体に設けられ前記ワークの外周面を支持する第１クランプ部と、
   前記チャック本体に対して揺動可能に連結されるアームと、
   前記アームに設けられ前記ワークを前記第１クランプ部との間で挟持する第２クランプ部と、
   前記アームを揺動させるアーム駆動部と、を備え、
   前記アーム駆動部は、前記アームの揺動中心となる揺動軸と反対側における前記アームの先端側に揺動可能に連結されているロッドを有し、前記ロッドを前記アームと反対側に付勢することによって前記ワークを把持してクランプ状態にし、前記ロッドを前記アーム側に付勢することによって前記ワークをアンクランプ状態にするものであり、
   前記第２クランプ部は、前記揺動軸と、前記アームにおける前記ロッドとの連結部との間に配置されていることを特徴とする軸状のワークのチャック装置。
2. 把持時における前記ワークの先端側から見て、当該ワークの左右のいずれか一方に前記アームにおける前記ロッドとの前記連結部が配置されており、他方に前記アームの揺動中心となる前記揺動軸が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の軸状のワークのチャック装置。
3. 前記チャック本体には、前記ワークの把持時に当該ワークが挿通される挿通部が前記回転部側に開口して形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の軸状のワークのチャック装置。
4. 請求項３に記載の軸状のワークのチャック装置と、
   前記チャック装置が先端側に取り付けられる前記回転部と、を備え、
   前記回転部の先端側には、前記ワークの把持時に当該ワークが前記挿通部を経て挿入される穴が形成されていることを特徴とするワークの加工装置。

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