JP6268598B2 - 旋盤用チャックおよび該チャックを用いたチャック方法 - Google Patents

Description

本発明は旋盤用チャックおよび該チャックを用いたチャック方法に関する。さらに詳しくは、手付け（マニュアル）でワーク（被加工品）を所定位置にセットして加工を行うタイプの旋盤におけるチャックおよび該チャックを用いたチャック方法に関する。

環状ないしリング状のワークの外径、すなわち当該ワークの外周部分にＮＣ旋盤などの旋盤を用いて切削や研磨などの各種加工を行う場合、前記ワークの内径、すなわち当該ワークの内周部分をチャックで保持および固定したうえで前述した加工が行われる。

また、図４に示されるように内径が歯型形状または波型形状（以下、単に「歯型形状」ともいう）を呈するワークＷのばあい、当該ワークＷの内径の谷部ないし小径部２０にチャックが当接し得るようにワークＷが旋盤の所定位置にセットされる。図４の（ａ）は、内径が歯型形状を呈するワークＷの一例の斜視図であり、図４の（ｂ）は当該ワークＷの平面図である。

前記ワークＷの旋盤への取付は、従来、手付けで行われている。図５は、ワークＷが旋盤の所定箇所に取り付けられた状態を回転軸方向から見た説明図である。チャック２１は、ワークＷの歯型の数（図５の例では７つ）と同数である７つの分割ピース２１ａから構成されている。各分割ピース２１ａは実質的に同一の断面形状を呈しており、径方向（径内方向および径外方向）に移動可能である。互いに隣接する２つの分割ピース２１ａの間の境界である割位置２２には溝２３が設けられている。

ワークＷは、図５に示されるように、その内径の谷部２０がチャック２１の各分割ピース２１ａの外周面２１ａ１と当接し得るように旋盤の所定箇所にセットされる。このような状態でチャックを行うと、チャック圧がワークＷの内径の谷部２０、換言すれば、径内方向に膨出しているワークＷの山ないし膨出部２４の頂点に均等に作用する。その結果、加工時の中心点と設計上の中心点がずれにくくなるので、ワークＷの外径に設計通りの加工を行うことができる。

このようにチャック時のワークＷの変形を防止して加工時の中心点と設計上の中心点とのずれを防ぐためには、チャック２１の割位置２２とワークＷの内径の歯型形状の位相を調整してチャックを行う必要があるが、手付けでワークＷを位置決めする場合、位相が大きくずれる取付ミスが発生する虞がある。

図６は、誤った位置にワークＷが取り付けられた状態を回転軸方向から見た説明図である。図６に示される例では、チャック２１の割位置２２がワークＷの膨出部２４の頂点付近と対向している。この場合、各分割ピース２１ａの寸法差や溝２３の幅の寸法差に起因して、各分割ピース２１ａのワークＷの膨出部２４への当接態様が異なるため、チャック圧を均等に前記膨出部２４に作用させることができない。その結果、チャック時にワークＷが変形して加工時の中心点と設計上の中心点とがずれてしまう。各分割ピース２１ａの寸法および溝２３の幅の寸法公差を極力小さくすることで、前述した不均一なチャック圧をある程度解消させることはできるが、前記寸法公差を小さくして実質的に溝２３の幅を同一にするにはチャック２１の加工費が高くつき、また、溝幅の測定が困難である、という問題がある。また、実質的に溝２３の幅を同一にするように加工されたチャックを用いたとしても、分割ピース２１ａの角部２５に摩耗が発生し、この摩耗が一様になるように管理するのは困難である。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ワークの旋盤への位置決めを正確かつ簡単に行うことができる旋盤用チャックおよび該チャックを用いたチャック方法を提供することを目的としている。

本発明の一態様に係る旋盤用チャックは、内径が歯型形状または波型形状を呈しており、外径に旋盤による加工が施されるワークを内径側から固定する旋盤用チャックであって、
前記チャックは、前記歯型または波型の数と同数の、径方向移動可能な分割ピースから構成されており、
各分割ピースは、径内方向に膨出しており前記歯型または波型の数と同数の、前記ワークの膨出部を押し付けて当該ワークの保持及び固定を行う外周面を有しており、
互いに隣接する２つの分割ピースの割位置に、旋盤に取り付けられるワークの内径の谷部よりも径方向外方に位置し得る位置決めピンが設けられている。

本発明の他の態様に係るチャック方法は、内径が歯型形状または波型形状を呈しており、外径に旋盤による加工が施されるワークを、前記一態様に係るチャックを用いて内径側から固定するチャック方法であって、
前記ワークの内径の山部が前記位置決めピンの径方向外方に位置するように当該ワークを前記旋盤に取り付ける。

上記発明によれば、ワークの旋盤への位置決めを正確かつ簡単に行うことができる。

本発明の一態様に係るチャックを備えた旋盤の一部の斜視図である。 図１に示される旋盤にワークを取り付けた状態を回転軸方向から見た説明図である。 本発明の他の態様に係るチャックの説明図である。 （ａ）はワークの一例の斜視図であり、（ｂ）は同平面図である。 従来のチャックにワークが正しく取り付けられた状態を示す説明図である。 従来のチャックにワークが誤って取り付けられた状態を示す説明図である。

〔本発明の実施形態の説明〕
最初に本発明の実施形態を列記して説明する。
本発明の一態様に係る旋盤用チャックは、（１）内径が歯型形状または波型形状を呈しており、外径に旋盤による加工が施されるワークを内径側から固定する旋盤用チャックであって、
前記チャックは、前記歯型または波型の数と同数の、径方向移動可能な分割ピースから構成されており、
各分割ピースは、径内方向に膨出しており前記歯型または波型の数と同数の、前記ワークの膨出部を押し付けて当該ワークの保持及び固定を行う外周面を有しており、
互いに隣接する２つの分割ピースの割位置に、旋盤に取り付けられるワークの内径の谷部よりも径方向外方に位置し得る位置決めピンが設けられている。

本態様に係る旋盤用チャックでは、互いに隣接する２つの分割ピースの割位置に位置決めピンが設けられており、この位置決めピンは、旋盤に取り付けられるワークの内径の谷部よりも径方向外方に位置し得る。したがって、かかる位置決めピンが設けられたチャックに内径が歯型形状または波型形状を呈するワークを手付けで取り付ける場合、前記位置決めピンがワークの内径の山部の径方向内方に位置するように当該ワークの位相を調整するだけで、ワークの旋盤への位置決めを正確かつ簡単に行うことができる。換言すれば、前記位置決めピンは、旋盤に取り付けられるワークの内径の谷部よりも径方向外方に位置し得るものであるため、チャックの割位置がワークの内径の谷部と対向するようにワークを旋盤に取り付けようとしても前記位置決めピンが邪魔をするためできない。

（２）前記位置決めピンは合成樹脂で作製されており、前記互いに隣接する２つの分割ピースの一方の外周面に接着されていることが好ましい。この場合、位置決めピンが合成樹脂製であるので、ワークを旋盤に取り付ける際に当該ワークの内径が位置決めピンにぶつかったり接触したりしても、ワークが損傷することがない。また、接着によって簡単に位置決めピンをチャックに固定することができる。

（３）前記位置決めピンは、前記分割ピースと一体に形成されていることが好ましい。この場合、別体の位置決めピンをチャックに固定する手間を省くことができる。
（４）前記位置決めピンは、前記互いに隣接する２つの分割ピースのそれぞれと一体に形成されていることが好ましい。この場合、割位置に対して対称な位置決めピンを設けることができ、ワークを旋盤に取り付ける際の当該ワークの周方向の位置決めを簡単に行うことができる。

本発明の他の態様に係るチャック方法は、（５）内径が歯型形状または波型形状を呈しており、外径に旋盤による加工が施されるワークを、上記（１）〜（４）のいずれかに記載のチャックを用いて内径側から固定するチャック方法であって、
前記ワークの内径の山部が前記位置決めピンの径方向外方に位置するように当該ワークを前記旋盤に取り付ける。

本態様に係るチャック方法では、互いに隣接する２つの分割ピースの割位置に位置決めピンが設けられており、この位置決めピンは、旋盤に取り付けられるワークの内径の谷部よりも径方向外方に位置し得る。したがって、かかる位置決めピンが設けられたチャックに内径が歯型形状または波型形状を呈するワークを手付けで取り付ける場合、前記位置決めピンがワークの内径の山部の径方向内方に位置するように当該ワークの位相を調整するだけで、ワークの旋盤への位置決めを正確かつ簡単に行うことができる。換言すれば、前記位置決めピンは、旋盤に取り付けられるワークの内径の谷部よりも径方向外方に位置し得るものであるため、チャックの割位置がワークの内径の谷部と対向するようにワークを旋盤に取り付けようとしても前記位置決めピンが邪魔をするためできない。

（６）前記位置決めピンは合成樹脂で作製されており、前記互いに隣接する２つの分割ピースの一方の外周面に接着されていることが好ましい。この場合、位置決めピンが合成樹脂製であるので、ワークを旋盤に取り付ける際に当該ワークの内径が位置決めピンにぶつかったり接触したりしても、ワークが損傷することがない。また、接着によって簡単に位置決めピンをチャックに固定することができる。

〔本発明の実施形態の詳細〕
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の旋盤用チャックおよび該チャックを用いたチャック方法の実施形態を詳細に説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

図１は、本発明の一態様に係るチャック１を備えたＮＣ旋盤２の一部の斜視図であり、図２は、図１に示される旋盤２にワークＷを取り付けた状態を回転軸方向から見た説明図である。本態様におけるワークＷは、オイルポンプのローター（アウターローター）に用いられる部品であり、図３に示されるように、中央に開口３を有する環状またはリング状の部品である。ワークＷの内径（前記開口３の周縁部）は歯型形状または波型形状を呈しており、本態様におけるワークＷの歯の数は７つである。各歯は周方向に均等に配置されている。歯は山部４と谷部５とを有している。山部４は、ワークＷの内径のうち最も径方向外方に位置する部分であり、谷部５は、ワークＷのうち最も径方向内方に位置する部分である。この谷部５は、ワークＷにおいて径内方向に膨出する７つの膨出部６の頂点と同じ部分である。ワークＷの外径（外周部）は周面であり、この周面に旋盤による切削加工や研磨加工などの加工が施される。

チャック１は、ワークＷの歯型の数（図４の例では７つ）と同数である７つの分割ピース１ａから構成されている。各分割ピース１ａは実質的に同一の断面形状を呈しており、例えば耐摩耗性を考慮した焼入鋼で作製することができる。チャック１の各分割ピース１ａは、常法にしたがい径方向（径内方向および径外方向）に移動可能である。例えば、チャック１の開口１ｂ内に配設されたドローバー（図示せず）を油圧シリンダーで内部に（図２において紙面奥方向）に引き込んで、当該ドローバーの頭部に形成されたテーパー部をチャック１の分割ピース１ａの先端内縁に当てることで当該分割ピース１ａを外側に広げることができる。

互いに隣接する２つの分割ピース１ａの間の境界である割位置７には溝８が設けられている。この溝切によりチャック１が複数の分割ピース１ａに分割されていることで、前述したように、ドローバーの引き込みによって当該分割ピース１ａを外側に広げてワークＷを保持することができる。

本態様に係るチャック１では、前記割位置７に位置決めピン９が設けられている。より詳細には、割位置７を挟んで互いに隣接する２つの分割ピース１ａのうちの一方の外周面１ａ１に位置決めピン９が接着により固定されている。位置決めピン９は、横断面が略半円のかまぼこ形状を呈しており、その平坦な底面９ａが分割ピース１ａの外周面に接着される。これにより、位置決めピン９は、その曲面状の外周面９ｂが外方に向くように分割ピース１ａ上に設けられる。位置決めピン９は、例えばＭＣナイロンなどの合成樹脂や、鋼などの金属で作製することができる。位置決めピン９を合成樹脂製とすると、ワークＷを旋盤に取り付ける際に当該ワークＷの内径が位置決めピン９にぶつかったり接触したりしても、ワークＷが損傷することがなく、また、接着によって簡単に位置決めピン９をチャック１に固定することができるという利点がある。

さらに、本態様に係る位置決めピン９は、その横断面が略半円のかまぼこ形状を呈しており、曲面状の外周面９ｂが外方に向くようにチャック１の外周に設けられている。一方、ワークＷの内径の山部４付近の形状も略半円形状であるので、当該ワークＷを旋盤２の所定箇所にセットするときの位置決めを簡単に行うことができる。

〔チャック方法〕
前述したチャック１を用いてワークＷを内径側から固定するには、まず、縮径状態にあるチャック１に対し、ワークＷの内径の山部４が前記位置決めピン９の径方向外方に位置するように当該ワークＷを旋盤２に取り付ける。これにより、チャック１の割位置７がワークＷの内径の谷部５に位置することを確実に防止することができる。換言すれば、チャック１の分割ピース１ａの外周面１ａ１がワークＷの膨出部６の頂点と当接し得るように、当該ワークＷを旋盤２に取り付けることができる。

ついで、前述したドローバーなどを用いた常法にしたがってチャック１を拡径させ、当該チャック１の分割ピース１ａの外周面１ａ１をワークＷの膨出部６の頂点に押し付けることでワークＷの保持および固定を行うことができる。
その後、チャック１に固定されたワークＷの外径に対して、切削や研磨を含む所定の加工が行われる。加工後のワークＷは、チャック１を縮径させることで旋盤２から取り外され、以後の工程に送られる。
なお、従来のチャック方法では、加工後のワークＷの外径の「振れ」について規格外のものが１％程度発生するため、加工終了後に外径振れを全数検査する必要があったが、本態様のチャック方法によれば、加工時の中心点と設計上の中心点がずれが生じないので、全数検査が不要となった。

〔その他の変形例〕
本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、前述した実施形態では、チャックとは別体の位置決めピンを接着によりチャックに取り付けているが、図３に示されるように、位置決めピン１１をチャック１２の分割ピース１２ａと一体に形成することもできる。この場合、別体の位置決めピンをチャックに固定する手間を省くことができる。また、図３に示される例では、位置決めピン１１は、互いに隣接する２つの分割ピース１２ａのそれぞれと一体に形成されている。そして、一対の位置決めピン１１によって、横断面が略半円のかまぼこ状の位置決めピンが構成されている。この場合、チャック１２の割位置１３に対して対称な位置決めピンを設けることができ、ワークＷを旋盤に取り付ける際の当該ワークＷの周方向の位置決めを簡単に行うことができる。

また、前述した実施形態では、位置決めピンの断面形状が略半円であるが、位置決めピンの形状は、本発明において特に限定されるものではなく、ワークＷの内径の谷部よりも径外方向に位置し得る限り、半球状またはドーム形状など他の形状であってもよい。

また、前述した実施形態では、ワークＷの歯型の数を７つとしているが、これは例示にすぎず、６つであってもよいし、８つ以上であってもよい。さらに、歯型の形状自体も適宜変更可能である。

また、前述した実施形態では、合成樹脂製の位置決めピンを接着によりチャックに固定しているが、金属製の位置決めピンを用いる場合、例えば溶接により位置決めピンをチャックに固定することもできる。

１ ：チャック
１ａ ：分割ピース
１ａ１：外周面
２ ：旋盤
３ ：開口
４ ：山部
５ ：谷部
６ ：膨出部
７ ：割位置
８ ：溝
９ ：位置決めピン
１１ ：位置決めピン
１２ ：チャック
１２ａ ：分割ピース
１３ ：割位置
２０ ：谷部（小径部）
２１ ：チャック
２１ａ ：分割ピース
２１ａ１：外周面
２２ ：割位置
２３ ：溝
２４ ：膨出部
２５ ：角部
Ｗ ：ワーク

Claims (6)

1. 内径が歯型形状または波型形状を呈しており、外径に旋盤による加工が施されるワークを内径側から固定する旋盤用チャックであって、
   前記チャックは、前記歯型または波型の数と同数の、径方向移動可能な分割ピースから構成されており、
   各分割ピースは、径内方向に膨出しており前記歯型または波型の数と同数の、前記ワークの膨出部を押し付けて当該ワークの保持及び固定を行う外周面を有しており、
   互いに隣接する２つの分割ピースの割位置に、旋盤に取り付けられるワークの内径の谷部よりも径方向外方に位置し得る位置決めピンが設けられている旋盤用チャック。
2. 前記位置決めピンは合成樹脂で作製されており、前記互いに隣接する２つの分割ピースの一方の外周面に接着されている、請求項１に記載の旋盤用チャック。
3. 前記位置決めピンは、前記分割ピースと一体に形成されている、請求項１に記載の旋盤用チャック。
4. 前記位置決めピンは、前記互いに隣接する２つの分割ピースのそれぞれと一体に形成されている、請求項３に記載の旋盤用チャック。
5. 内径が歯型形状または波型形状を呈しており、外径に旋盤による加工が施されるワークを、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のチャックを用いて内径側から固定するチャック方法であって、
   前記ワークの内径の山部が前記位置決めピンの径方向外方に位置するように当該ワークを前記旋盤に取り付けるチャック方法。
6. 前記位置決めピンは合成樹脂で作製されており、前記互いに隣接する２つの分割ピースの一方の外周面に接着されている、請求項５に記載のチャック方法。

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