JP7190863B2

JP7190863B2 - コレットチャック装置

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Publication number: JP7190863B2
Application number: JP2018195158A
Authority: JP
Inventors: 頌一古屋; 浩一郎市原; 勝晴井上; 健二矢野
Original assignee: Mazda Motor Corp; JTEKT Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp; JTEKT Corp
Priority date: 2018-10-16
Filing date: 2018-10-16
Publication date: 2022-12-16
Anticipated expiration: 2038-10-16
Also published as: JP2020062708A

Description

本発明は、コレットチャック装置に関する技術分野に属する。

一般に、コレットチャック装置は、駆動手段により中心軸周りに回転駆動されるチャック本体部と、該チャック本体部に対して着脱可能に取り付けられたコレットチャックとを備えている。コレットチャックは、ワークの外周面を把持する、周方向に並ぶ複数の爪部を有し、該爪部は、チャック本体部に設けられた作動装置により、拡径及び縮径される。コレットチャックは、通常、締結用ボルトによってチャック本体部に締結固定される。

コレットチャックは、ワークの、爪部により把持される部分の外径に対応して交換される（所謂段替えが行われる）。そのコレットチャックの交換時（段替え時）には、コレットチャックの周囲に配置されている部品の脱着も必要になり、交換作業が面倒であるという問題がある。

そこで、例えば特許文献１では、コレットチャックの交換作業を容易にするために、コレットチャックの爪部のすり割り部に、締結用ボルトを挿入可能な切欠き部を設け、このすり割り部に設けた切欠き部から締結用ボルト及び締付工具を挿入して、締結用ボルトを締め付けたり弛めたりできるようにしている。

特開平９－１０８９１７号公報

しかしながら、特許文献１の構成を採用したとしても、すり割り部に設けた径の小さい切欠き部から締結用ボルト及び締付工具を挿入して締結用ボルトを締め付けたり弛めたりする作業は煩わしくて面倒であり、しかも、締結用ボルトが複数有るため、上記切欠き部を通しての複数の締結用ボルトの締付け及び弛め作業は、時間を要するという問題がある。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、コレットチャックの交換作業を容易にかつ短時間で行えるコレット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、本発明では、駆動手段により中心軸周りに回転駆動されるチャック本体部と、ワークの外周面を把持する、該ワークの周方向に並ぶ複数の爪部を有するとともに、該チャック本体部に対して着脱可能に取り付けられたコレットチャックとを備えたコレットチャック装置を対象として、上記チャック本体部は、上記コレットチャックの爪部を拡径及び縮径させる作動装置と、該チャック本体部の中心軸上に位置し、上記ワークをセンタリングする軸心センター部材とを有し、上記軸心センター部材の周囲において上記チャック本体部と同軸に配置され、上記コレットチャックが固定された筒体を更に備え、上記チャック本体部の中心軸方向の一側の端面には、上記コレットチャックと共に上記筒体が挿入される挿入凹部が設けられており、上記挿入凹部に挿入された上記筒体を、上記チャック本体部に保持する保持装置を更に備え、上記筒体及び上記チャック本体部には、該筒体の軸心方向に互いに係合可能な第１係合部及び第２係合部がそれぞれ設けられており、上記筒体の第１係合部は、該筒体の外周面の周方向の一部から径方向外側に突出する外側突出部で構成され、上記チャック本体部の第２係合部は、上記挿入凹部の内周面の周方向の一部に設けられた溝部の側壁部で構成され、上記第１係合部を構成する上記外側突出部は、該外側突出部が上記挿入凹部の上記側壁部よりも奥側に位置するように上記筒体が該挿入凹部に挿入された後に、該筒体が該筒体の軸心周りに回動されたときに、上記溝部に挿入されることで、上記第２係合部を構成する上記側壁部と係合可能な状態になるように構成され、上記保持装置は、上記軸心センター部材の周囲において上記筒体に対して上記挿入凹部の開口側とは反対側で上記チャック本体部と同軸に配置された筒状加圧部材と、該筒状加圧部材を上記チャック本体部の中心軸方向に駆動する油圧シリンダとを有し、上記筒状加圧部材は、上記油圧シリンダにより上記中心軸方向における上記挿入凹部の開口側に駆動されたときに、上記筒体を該筒体の軸心方向の上記開口側に加圧して、該筒体の第１係合部を上記チャック本体部の第２係合部に押圧して係合させることで、該筒体を該チャック本体部に保持するように構成されている、という構成とした。

上記の構成により、コレットチャックを交換する際には、保持装置による筒体の保持を解除して、コレットチャック及び筒体のセットを挿入凹部から引き出し、その後、その引き出されたセットのコレットチャックを筒体から取り外して、該筒体に別のコレットチャックを固定し、こうして作製した新たなセットを挿入凹部に挿入する。或いは、筒体にコレットチャックを固定した別のセットを予め用意しておき、コレットチャック及び筒体のセットを挿入凹部から引き出した後、その別のセットを挿入凹部に挿入する。続いて、保持装置により、挿入凹部に挿入された筒体をチャック本体部に保持する。コレットチャックが別のものに代わっても、筒体は同じもの又は略同じ形状のものを用いれば、チャック本体部を変更する必要はない。したがって、コレットチャックの交換作業を容易にかつ短時間で行うことができる。

また、作業者は、筒体（及びコレットチャック）を挿入凹部に挿入した後に、保持装置を作動させれば、該筒体がチャック本体部に保持される。したがって、コレットチャックの交換作業を容易にかつ短時間で行うことができる。

さらに、筒体の第１係合部及びチャック本体部の第２係合部を簡単に構成することができる。また、作業者は、筒体（及びコレットチャック）を挿入凹部に挿入した後に該筒体をその軸心周りに回動させれば、第１係合部（外側突出部）と第２係合部（側壁部）とが係合可能な状態になり、この状態で保持装置を作動させれば、第１係合部と第２係合部とを容易に係合させることができる。

また、保持装置をチャック本体部に容易にかつコンパクトに配置することができるとともに、油圧シリンダにより第１係合部と第２係合部との係合（つまり筒体のチャック本体部に対する保持）を確実なものとすることができる。

上記コレットチャック装置において、上記挿入凹部の周側壁における開口側の部分が、上記作動装置の一部を構成しかつ上記爪部を縮径させる際に上記コレットチャックに対して当接して径方向内側に押圧する略筒状の当接部材で構成され、上記当接部材の外周面には、上記挿入凹部の開口側に向かって径が小さくなるテーパ面が形成され、上記当接部材及び上記コレットチャックにおける互いの当接部は、該当接部材の軸心方向に関して径が変化しない面とされている、ことが好ましい。

このことにより、当接部材及びコレットチャックにおける互いの当接部が、当接部材の軸心方向に関して径が変化しない面とされているので、当接部材が、コレットチャック及び筒体の挿入凹部に対する引き出し及び挿入の邪魔にならない。すなわち、従来のコレットチャック装置では、当接部材及びコレットチャックの当接部に、テーパ面が形成されているが、特に挿入凹部の開口側に向かって径が小さくなるテーパ面が形成されている場合、当接部材が、コレットチャック及び筒体の挿入凹部に対する引き出し及び挿入の邪魔になるので、コレットチャックの交換時に少なくとも当接部材をチャック本体部から取り外す必要がある。これに対し、当接部材及びコレットチャックの当接部の径が変化しない構成では、コレットチャックの交換時に当接部材やその他の部材をチャック本体部から取り外す必要がなくなる。よって、コレットチャックの交換作業をより一層容易にかつ短時間で行うことができる。

上記のように上記保持装置が筒状加圧部材と油圧シリンダとを有する場合、上記筒体は、上記ワークの該筒体に対する回転位相決めを行う回転位相決めピンを有し、上記筒状加圧部材は、上記チャック本体部の中心軸周りに該チャック本体部と一体的に回転するように構成されているとともに、上記油圧シリンダにより上記中心軸方向の上記開口側に駆動されたときに、上記筒体に設けられた嵌合凹部に嵌合する楔状突部を有している、ことが好ましい。

このことで、ワークの周方向の位置によって形状が変化する場合であっても、そのワークの回転位相がチャック本体部の回転位相と対応するようになり、チャック本体部の回転位相に対応して切削工具のワークに対する位置を変更して、ワークの切削や研削等の加工を適切に行うことができるようになる。また、筒体が筒状加圧部材により加圧されながら楔状突部が嵌合凹部に嵌合することで、筒体が筒状加圧部材と一体的に回転可能に結合されて、ワークの回転位相とチャック本体部の回転位相との対応を確実なものとすることができるとともに、筒体を強く加圧することができて、第１係合部と第２係合部との係合（筒体のチャック本体部に対する保持）をより一層確実なものとすることができる。

本発明の別の態様では、駆動手段により中心軸周りに回転駆動されるチャック本体部と、ワークの外周面を把持する、該ワークの周方向に並ぶ複数の爪部を有するとともに、該チャック本体部に対して着脱可能に取り付けられたコレットチャックとを備えたコレットチャック装置を対象として、上記チャック本体部は、上記コレットチャックの爪部を拡径及び縮径させる作動装置と、該チャック本体部の中心軸上に位置し、上記ワークをセンタリングする軸心センター部材とを有し、上記軸心センター部材の周囲において上記チャック本体部と同軸に配置され、上記コレットチャックが固定された筒体を更に備え、上記チャック本体部の中心軸方向の一側の端面には、上記コレットチャックと共に上記筒体が挿入される挿入凹部が設けられており、上記挿入凹部に挿入された上記筒体を、上記チャック本体部に保持する保持装置を更に備え、上記筒体の外周面の周方向の一部に、係合凹部が設けられ、上記保持装置は、上記チャック本体部に設けられかつ上記係合凹部に嵌合して係合することで上記筒体を該チャック本体部に保持する係合部材を有していて、該係合部材を、上記係合凹部に対して係合又は非係合となるように、上記チャック本体部において上記筒体の軸心方向と交差する方向に移動させるよう構成されており、上記保持装置の係合部材は、油圧シリンダの油圧室に供給される油圧によって上記筒体の軸心方向と交差する方向に移動するように構成されている、という構成とした。

これにより、作業者は、筒体（及びコレットチャック）を挿入凹部に挿入し、該筒体の周方向の位置を、係合部材が係合凹部に係合する位置に合わせた後、保持装置を作動させれば、該筒体がチャック本体部に保持される。したがって、コレットチャックの交換作業を容易にかつ短時間で行うことができる。

また、係合部材を筒体の軸心方向と交差する方向に移動させることが容易にできるとともに、係合部材が係合凹部に係合したときに、筒体のチャック本体部に対する保持が確実なものとなる。

上記別の態様のコレットチャック装置において、上記挿入凹部の周側壁における開口側の部分が、上記作動装置の一部を構成しかつ上記爪部を縮径させる際に上記コレットチャックに対して当接して径方向内側に押圧する略筒状の当接部材で構成され、上記当接部材の外周面には、上記挿入凹部の開口側に向かって径が小さくなるテーパ面が形成され、上記当接部材及び上記コレットチャックにおける互いの当接部は、該当接部材の軸心方向に関して径が変化しない面とされている、という構成でもよい。

上記別の態様のコレットチャック装置において、上記筒体は、上記ワークの該筒体に対する回転位相決めを行う回転位相決めピンを有する、という構成でもよい。

以上説明したように、本発明のコレットチャック装置によると、コレットチャックの交換作業を容易にかつ短時間で行うことができる。

本発明の実施形態１に係るコレットチャック装置を示す断面図である。筒体をチャック本体部の中心軸方向の一側（前側）から見た図である。筒状加圧部材の楔状突部が設けられた箇所及び筒体の嵌合凹部が設けられた箇所を切断（図２のIII－III線に沿って切断）した断面図である。実施形態２を示す図１相当図である。連結部材の連結用突出部が設けられた箇所及び筒体の嵌合凹部が設けられた箇所を、連結部材及び筒体の径方向外側から見た図である。チャック本体部の油路形成部における係合用油路を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係るコレットチャック装置１を示す。このコレットチャック装置１は、駆動手段により中心軸周りに回転駆動されるチャック本体部２と、該チャック本体部２の中心軸方向の一側（図１の右側）の端部に配置され、ワーク９０（特に軸状のワーク）を把持するコレットチャック３とを備えている。尚、チャック本体部２は、複数の部材で構成される。

コレットチャック３は、後述の軸心センター部材８によりセンタリングされたワーク９０の周囲において周方向に並びかつワーク９０の外周面を把持する複数の爪部３ａ（図２参照）を有するとともに、チャック本体部２に対して着脱可能に取り付けられる。この着脱可能な構成は、後に詳細に説明する。

上記駆動手段は、図示は省略するが、本実施形態では、自身の回転位相が分かるサーボモータである。このサーボモータは、チャック本体部２の中心軸方向の他側（図１の左側）の端部に連結される。サーボモータの駆動及び停止は、作業者のスイッチ操作により行う。

以下、チャック本体部２について、中心軸方向の上記一側を前側といい、中心軸方向の上記他側を後側という。

図１に例示するワーク９０は、エンジンのカムシャフトである。ワーク９０は、不図示の工具（砥石）により研削加工が行われる加工部９０ａ（カムシャフトのカム面）を有する。ワーク９０は、該ワーク９０の一端部で、コレットチャック３（詳細には、爪部３ａ）により把持される。ワーク９０の他端部は、不図示の支持部材により回転可能に支持される。そして、チャック本体部２の回転により、後述の如くコレットチャック３が回転し、このコレットチャック３の回転によりワーク９０が回転する。このワーク９０の回転時に、工具（砥石）により加工部９０ａの研削加工が行われる。この工具は、サーボモータの回転位相に対応して、加工部９０ａに対する位置が自動で変化するように構成されている。後述の如く、ワーク９０の回転位相がサーボモータの回転位相（つまりチャック本体部２の回転位相）と対応するようになされているので、上記工具によって、ワーク９０の周方向の位置によって径が変化するカム面のような加工部９０ａの研削加工が適切に行われる。尚、ワーク９０の加工は、研削加工には限られず、例えば切削加工であってもよい。

チャック本体部２は、チャック本体部２の中心軸上に位置しかつワーク９０をセンタリングする軸心センター部材８を有する。すなわち、軸心センター部材８の前側の端部が、先細りのテーパ状に形成され、ワーク９０の端面の中心部には、係合穴９０ｂが形成されており、この係合穴９０ｂの開口周縁部が、軸心センター部材８の前側の端部に対応してテーパ状に形成されている。そして、軸心センター部材８の前側の端部が、係合穴９０ｂの開口周縁部に係合することで、ワーク９０がセンタリングされる。

チャック本体部２の前側の端面には、コレットチャック３と共に筒体５が挿入される挿入凹部２ａが後側に凹むように設けられている。筒体５はコレットチャック３に固定されてセット状態にされており、このセット状態で挿入凹部２ａに挿入されたり引き出されたりする。

コレットチャック３は、略筒状に形成されていて、軸心センター部材８の周囲においてチャック本体部２と同軸に配置されている。コレットチャック３は、リング状のベース部３ｂと、このベース部３ｂから挿入凹部２ａの開口側（前側）に向かって延びる略筒状の爪支持部３ｃとを有する。爪支持部３ｃの周方向の複数箇所（本実施形態では、６箇所）には、爪支持部３ｃの先端（前側端）からベース部３ｂ側（後側）に延びるすり割り３ｄ（図２参照）が形成されて、爪支持部３ｃが周方向において複数（６つ）に分割されている。これら複数の分割部分の先端部における内周面に、爪部３ａがそれぞれ設けられている。爪支持部３ｃにおける先端部を除く部分の厚みは、先端部よりも薄くされており、これにより、後述の当接部材１２によりコレットチャック３（爪支持部３ｃ）が径方向内側に押圧されたときに、爪支持部３ｃが弾性変形により撓んで爪部３ａが縮径されることになる。こうして縮径された爪部３ａにより、ワーク９０が把持されることになる。

チャック本体部２は、コレットチャック３の爪部３ａを拡径及び縮径させる作動装置１１を更に有する。この作動装置１１は、爪部を縮径させる際にコレットチャック３（爪支持部３ｃ）に対して当接して径方向内側に押圧する略筒状の当接部材１２と、この当接部材１２の径方向外側に配置された筒状押圧部材１３と、この筒状押圧部材１３と連結されたピストン１４ａを含む油圧シリンダ１４とを有する。

当接部材１２及び筒状押圧部材１３は、コレットチャック３と同軸に配置されている。また、当接部材１２は、コレットチャック３の爪支持部３ｃのすり割り３ｄに対応する周方向の位置に、すり割り３ｄと同様のすり割り（図示省略）が形成されて、当接部材１２が周方向において複数（６つ）に分割されている。

油圧シリンダ１４は、チャック本体部２におけるピストン１４ａの前側及び後側にそれぞれ設けられた縮径用油圧室１４ｂと拡径用油圧室１４ｃとを有し、縮径用油圧室１４ｂに油圧が供給されたときには、ピストン１４ａと共に筒状押圧部材１３が、チャック本体部２の後側に移動する一方、拡径用油圧室１４ｃに油圧が供給されたときには、ピストン１４ａ及び筒状押圧部材１３が、チャック本体部２の前側に移動するようになっている。尚、縮径用油圧室１４ｂ及び拡径用油圧室１４ｃへの油圧供給の切換えは、作業者のスイッチ操作により行う。

当接部材１２の外周面の先端部には、挿入凹部２ａの開口側（前側）に向かって径が小さくなるテーパ面１２ａが形成されている。また、筒状押圧部材１３の内周面におけるテーパ面１２ａに対応する部分にも、挿入凹部２ａの開口側に向かって径が小さくなるテーパ面１３ａが形成されている。油圧シリンダ１４により筒状押圧部材１３がチャック本体部２の後側に移動したときには、筒状押圧部材１３によって両テーパ面１２ａ，１３ａを介して当接部材１２が径方向内側に押圧される。一方、油圧シリンダ１４により筒状押圧部材１３がチャック本体部２の前側に移動したときには、筒状押圧部材１３による当接部材１２の押圧が解除される。

当接部材１２は、挿入凹部２ａの周側壁における開口側（前側）の部分を構成していて、チャック本体部２により構成された、挿入凹部２ａの周側壁における奥側（後側）の部分に繋がる。当接部材１２は、挿入凹部２ａの周側壁において当接部材１２により構成された部分とチャック本体部２により構成された部分との境界部分で、ボルト１６によりチャック本体部２に固定されるリング状のベース部１２ｂを有し、このベース部１２ｂから挿入凹部２ａの開口端まで延びている。当接部材１２の内周面は、該当接部材１２の軸心方向に関して径が変化しない面とされている。当接部材１２の内周面における先端部（前側の端部）が、爪部３ａを縮径させる際にコレットチャック３（爪支持部３ｃ）の外周面における先端部に当接する。コレットチャック３（爪支持部３ｃ）の外周面における当接部材１２が当接する部分も、コレットチャックの軸心方向に関して径が変化しない面とされている。したがって、当接部材１２及びコレットチャック３における互いの当接部は、該当接部材１２の軸心方向に関して径が変化しない面とされている。

ここで、当接部材１２及びコレットチャック３における互いの当接部が、テーパ面１２ａ，１３ａのように挿入凹部２ａの開口側に向かって径が小さくなっていた場合、コレットチャック３の交換時に少なくとも当接部材１２をチャック本体部２から取り外す必要がある。しかし、本実施形態では、当接部材１２が、コレットチャック３及び筒体５のセットの、挿入凹部２ａに対する引き出し及び挿入の邪魔にならず、コレットチャック３の交換時に、当接部材１２やその他の部材をチャック本体部２から取り外す必要がない。尚、コレットチャック３の交換方法については、後に詳細に説明する。

当接部材１２におけるベース部１２ｂ及び先端部を除く部分の厚みは、コレットチャック３の爪支持部３ｃと同様に、先端部よりも薄くされており、これにより、当接部材１２は、筒状押圧部材１３によって径方向内側に押圧されたときには、弾性変形により撓んで、コレットチャック３を径方向内側に押圧して爪部３ａを縮径させる。一方、筒状押圧部材１３による当接部材１２の押圧が解除されたときには、当接部材１２及び爪支持部３ｃが元の状態に戻って爪部３ａが拡径されることになる。

筒体５は、コレットチャック３よりも挿入凹部２ａの奥側（後側）に位置しかつコレットチャック３のベース部３ｂと不図示のボルトにより固定される大径部５ａと、大径部５ａの前側の面からコレットチャック３の内側を通って挿入凹部２ａの開口側（前側）に延びる、大径部５ａよりも小径の小径部５ｂとを有する。筒体５も、軸心センター部材８の周囲においてチャック本体部２と同軸に配置されている。

図２に示すように、筒体５の大径部５ａにおける外周面の周方向の一部（本実施形態では、周方向に等間隔をあけた４箇所）には、径方向外側に突出する外側突出部５ｃが設けられている。一方、チャック本体部２において挿入凹部２ａの最も奥側の内周面の周方向の一部（本実施形態では、周方向に等間隔をあけた４箇所）には、４つの外側突出部５ｃが挿入される４つの溝部２ｂが形成されている。各溝部２ｂは、挿入凹部２ａの内周面における各溝部２ｂに対応する部分から径方向内側に突出した内側突出部２ｃと、挿入凹部の底部における内側突出部２ｃに対応（対向）する部分と、挿入凹部２ａの底部と各内側突出部２ｃとの間における挿入凹部２ａの内周面とで形成されている。各溝部２ｂを構成する内側突出部２ｃ及び底部が、当該溝部２ｂ両側の側壁部を構成し、挿入凹部２ａの底部と各内側突出部２ｃとの間における挿入凹部２ａの内周面が、溝部２ｂの底部を構成することになる。

筒体５（コレットチャック３及び筒体５のセット）は、該筒体５の外側突出部５ｃが、相隣接する内側突出部２ｃの間を通るように、挿入凹部２ａの底部まで挿入される。つまり、筒体５は、外側突出部５ｃが挿入凹部２ａの内側突出部２ｃよりも奥側に位置するように挿入凹部２ａに挿入される。この挿入後に筒体５が該筒体５の軸心周りに回動されたときに、外側突出部５ｃが溝部２ｂに挿入される。これにより、外側突出部５ｃと内側突出部２ｃとが係合可能な状態になる。

筒体５の外側突出部５ｃは、筒体５が後述の筒状加圧部材２２により挿入凹部２ａの開口側（前側）に加圧されたときに、内側突出部２ｃに押圧されて該内側突出部２ｃと係合する。すなわち、外側突出部５ｃ及び内側突出部２ｃは、筒体５の軸心方向に互いに係合可能な第１係合部及び第２係合部をそれぞれ構成することになる。外側突出部５ｃ（第１係合部）と内側突出部２ｃ（第２係合部）との係合によって、筒体５がチャック本体部２に保持されることになる。

チャック本体部２には、このように筒体５をチャック本体部２に保持する保持装置２１が設けられている。すなわち、保持装置２１は、筒体５を該筒体５の軸心方向に加圧して該筒体５の外側突出部５ｃを内側突出部２ｃに押圧して係合させることで、筒体５をチャック本体部２に保持するように構成されている。

具体的に、保持装置２１は、軸心センター部材８の周囲において筒体５に対して挿入凹部２ａの開口側とは反対側でチャック本体部２と同軸に配置された筒状加圧部材２２と、該筒状加圧部材２２をチャック本体部２の中心軸方向に駆動する油圧シリンダ２３とを有する。

油圧シリンダ２３は、筒状加圧部材２２の外周面から径方向外側に突出するように固定されたピストン２３ａと、チャック本体部２におけるピストン２３ａの前側及び後側にそれぞれ形成された前側油圧室２３ｂ及び後側油圧室２３ｃとを有する。後側油圧室２３ｃに油圧が供給されたときには、筒状加圧部材２２が前側に駆動され、前側油圧室２３ｂに油圧が供給されたときには、筒状加圧部材２２が後側に駆動される。尚、前側油圧室２３ｂ及び後側油圧室２３ｃへの油圧供給の切換えは、作業者のスイッチ操作により行う。

ピストン２３ａには、ピストン２３ａ及び筒状加圧部材２２がチャック本体部２の中心軸方向に移動するようにガイドするガイド部材２４が設けられている。ガイド部材２４は、ピストン２３ａ及び筒状加圧部材２２をチャック本体部２の中心軸周りに該チャック本体部２と一体的に回転させる役割も有する。

筒状加圧部材２２は、油圧シリンダ２３により前側に駆動されたときに、筒体５を前側に加圧して、外側突出部５ｃを内側突出部２ｃに押圧して係合させる。

図２及び図３に示すように、筒状加圧部材２２の前側の面（径方向に対応する２箇所）には、油圧シリンダ２３により筒状加圧部材２２が前側に駆動されたときに、筒体５の後側の面（大径部５ａの後側の面）に設けられた嵌合凹部５ｄに嵌合する楔状突部２２ａが設けられている。楔状突部２２ａは、筒状加圧部材２２の周方向の幅が前側に向かって小さくされ、嵌合凹部５ｄにおける筒体５の周方向の幅も、楔状突部５ｄと同様の形状に形成されている。筒体５は、筒状加圧部材２２により加圧されながら嵌合凹部５ｄに楔状突部２２ａが嵌合したときに、筒状加圧部材２２に対してチャック本体部２の中心軸周りに一体的に回転可能に結合されることになる。また、嵌合凹部５ｄに楔状突部２２ａが嵌合した状態で筒体５が筒状加圧部材２２により加圧されることで、筒体５が前側に確実に加圧されて、外側突出部５ｃと内側突出部２ｃとの係合が確実なものとなる。

筒体５の小径部５ｂにおける前側の端面には、ワーク９０の該筒体５に対する回転位相決めを行う回転位相決めピン５ｅが設けられている。本実施形態では、回転位相決めピン５ｅは、不図示のボルトを介して筒体５に固定された、筒体５とは別の部材６に設けられているが、筒体５に直に設けることも可能である。回転位相決めピン５ｅが、ワーク９０の端面に設けられた回転位相決め穴９０ｃに嵌合することで、ワーク９０の回転位相が、上記サーボモータの回転位相（つまりチャック本体部２の回転位相）と対応することになる。

ワーク９０の加工部９０ａの研削加工が終了して爪部３ａを拡径した後、別のワーク９０の加工部９０ａの研削加工を行う際、該別のワーク９０の端部の径が、研削加工が終了した直後のワーク９０の端部の径と異なる場合には、コレットチャック３をその別のワーク９０に対応したものに交換する。

すなわち、作業者は、先ず、保持装置２１の油圧シリンダ２３により筒状加圧部材２２を後側に移動させて、外側突出部５ｃと内側突出部２ｃとの係合を解除する。続いて、コレットチャック３及び筒体５のセットを挿入凹部２ａから引き出す。尚、その引き出す前に、筒体５を、筒体５の軸心周りに、後述の挿入後の回動とは逆向きに回動させる必要がある。

その後、作業者は、その引き出したセットのコレットチャック３を筒体５から取り外して、該筒体５に別のコレットチャック３を固定し、こうして作製した新たなセットを挿入凹部２ａに挿入する。

或いは、筒体５にコレットチャック３を固定した別のセットを予め用意しておき、コレットチャック３及び筒体５のセットを挿入凹部２ａから引き出した後、その別のセットを挿入凹部２ａに挿入してもよい。上記別のセットの筒体５は、挿入凹部２ａから引き出した直後のセットの筒体５と同様のものである。

上記作製した新たなセット、又は、予め用意してあった上記別のセットを挿入凹部２ａに挿入する際、回転位相決めピン５ｅの位置を、筒体５の周方向の予め決められた位置に合わせた状態で、挿入する。これにより、筒体５の外側突出部５ｃが、相隣接する内側突出部２ｃの間を通るようになる。そして、筒体５の後側の端面が挿入凹部２ａの底部に当接したとき、筒体５（及びコレットチャック３）を、筒体５の軸心周りに回動させて、外側突出部５ｃを溝部２ｂに挿入する。この回動は、外側突出部５ｃが不図示のストッパに当接するまで行う。これにより、回転位相決めピン５ｅの位置が、筒体５の周方向の特定の位置（ワーク９０の回転位相を上記サーボモータの回転位相と対応させることが可能な位置）となる。

続いて、保持装置２１の油圧シリンダ２３により筒状加圧部材２２を前側に移動させて、筒状加圧部材２２により筒体５を前側に加圧する。このとき、筒状加圧部材２２の楔状突部２２ａが筒体５の嵌合凹部５ｄに嵌合する。筒状加圧部材２２による筒体５の前側への加圧により、外側突出部５ｃと内側突出部２ｃとが係合して、筒体５がチャック本体部２に保持される。また、筒体５及びコレットチャック３が、筒状加圧部材２２、延いては、チャック本体部２と一体的に回転可能に結合される。

次いで、ワーク９０を軸心センター部材８によりセンタリングしかつ回転位相決めピン５ｅを回転位相決め穴９０ｃに嵌合させた状態で、作動装置１１により爪部３ａを縮径して、ワーク９０を爪部３ａにより把持する。

その後、上記サーボモータを駆動すれば、ワーク９０が回転しながら加工部９０ａの研削加工が自動で行われる。

したがって、本実施形態では、コレットチャック３の交換作業を容易にかつ短時間で行うことができる。

（実施形態２）
図４は、本発明の実施形態２を示し（尚、図１と同じ部分については同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する）、上記実施形態１の保持装置２１に代えて、別の構成の保持装置３１を設けたものである。

すなわち、本実施形態では、挿入凹部２ａの底部に、筒体５と連結されるリング状の連結部材５１が、チャック本体部２と同軸に固定されている。連結部材５１の前側の面には、図５にも示すように、連結用突出部５１ａ（上記実施形態１における楔状突部２２ａのような楔状とはなっていない）が設けられており、連結用突出部５１ａが、挿入凹部２ａに挿入された筒体５の後側の面に設けられた嵌合凹部５ｆに嵌合する。この嵌合により、筒体５（及びコレットチャック３）がチャック本体部２と該チャック本体部２の中心軸周りに一体的に回転可能に連結される。尚、本実施形態では、チャック本体部２に、上記実施形態１における溝部２ｂ及び内側突出部２ｃは設けられていない。

筒体５は、コレットチャック３のベース部３ｂにボルト５２（図５参照）により固定されてセット状態にされている。このボルト５２の頭部５２ａが、連結部材５１の前側の面に設けられた凹部５１ｂに嵌合するようになっている。筒体５における大径部５ａの外周面の周方向の一部には、係合凹部５ｇが設けられている。ボルト５２の頭部が連結部材５１の凹部５１ｂに嵌合した状態では、係合凹部５ｇが後述の係合部材３２と対向する位置に位置するとともに、回転位相決めピン５ｅの位置が、筒体５の周方向の上記特定の位置となる。

保持装置３１は、チャック本体部２に設けられた軸状の係合部材３２を有している。この係合部材３２は、係合凹部５ｇ側の端部が係合凹部５ｇに嵌合して係合することで、筒体５をチャック本体部２に保持する。

また、保持装置３１は、係合部材３２を、係合凹部５ｇに対して係合又は非係合となるように、チャック本体部２において、筒体５の軸心方向と交差する方向（本実施形態では、筒体５の軸心方向と直交する方向）に移動させる油圧シリンダ３３を更に有する。

油圧シリンダ３３は、係合部材３２と一体形成されたピストン３３ａと、チャック本体部２におけるピストン３３ａの反係合凹部５ｇ側及び係合凹部５ｇ側にそれぞれ設けられた係合用油圧室３３ｂ及び非係合用油圧室３３ｃとを有する。

チャック本体部２における挿入凹部２の後側部分には、非係合用油路３５（図４参照）と係合用油路３６（図６参照）とが形成された油路形成部２ｄが設けられている。非係合用油路３５は、チャック本体部２における油路形成部２ｄの後側部分において軸心センター部材８の周囲に設けられた共通油路３７に接続される接続端部３５ａから非係合用油圧室３３ｃまで延びている。一方、係合用油路３６は、共通油路３７に接続される接続端部３６ａから、チャック本体部２において非係合用油路３５とは別の箇所を通って、係合用油圧室３３ｂまで延びている。非係合用油路３５の接続端部３５ａ及び係合用油路３６の接続端部３６ａは、チャック本体部２の中心軸の近傍において該中心軸を挟んで互いに対向する位置に位置する。

非係合用油路３５を介して非係合用油圧室３３ｃに油圧が供給されたときには、係合部材３２が係合凹部５ｇから離れる向きに移動して、該係合凹部５ｇに対して非係合となる。一方、係合用油路３６を介して係合用油圧室３３ｂに油圧が供給されたときには、係合部材３２が係合凹部５ｇに近付く向きに移動して、該係合凹部５ｇと係合する。尚、係合用油圧室３３ｂ及び非係合用油圧室３３ｃへの油圧供給の切換えは、作業者のスイッチ操作により行う。

係合用油圧室３３ｂ内には、ピストン３３ａを非係合用油圧室３３ｃ側へ付勢する圧縮コイルスプリング３９が設けられている。これにより、非係合用油圧室３３ｃの油圧がドレンされれば、係合用油圧室３３ｂに油圧が供給されなくても、係合部材３２が係合凹部５ｇに近付く向きに移動して、該係合凹部５ｇと係合することが可能である。

係合部材３２は、ピストン３３ａから係合凹部５ｇとは反対側に延びる被検出部３２ａが設けられている。この被検出部３２ａに対向するように、近接センサ４０が設けられている。近接センサ４０は、被検出部３２ａが近接センサ４０に対して所定値以下の距離に近付いたときには、被検出部３２ａを検出する一方、被検出部３２ａが近接センサ４０に対して上記所定値よりも大きい距離離れているときには、被検出部３２ａを検出しない。すなわち、係合部材３２が係合凹部５ｇに係合していないときには、近接センサ４０により被検出部３２ａが検出される一方、係合部材３２が係合凹部５ｇに係合したときには、被検出部３２ａが検出されない。

近接センサ４０による被検出部３２ａの検出及び非検出の情報は、不図示の表示装置に表示されるようになっている。この表示装置が例えばランプの場合、近接センサ４０により被検出部３２ａが検出されているときには、ランプが点灯する一方、被検出部３２ａが検出されないときには、ランプが消灯する。このように、作業者は、表示装置によって、係合部材３２が係合凹部５ｇに係合しているか否かが分かるようになっている。

作業者は、コレットチャック３及び筒体５のセットを挿入凹部２ａから引き出す際、非係合用油圧室３３ｃに油圧を供給して、係合部材３２と筒体５の係合凹部５ｇとの係合を解除し、この解除後に、上記セットを挿入凹部２ａから引き出す。本実施形態においても、コレットチャック３の交換時に当接部材１２やその他の部材をチャック本体部２から取り外す必要がない。

続いて、上記実施形態１と同様に、挿入凹部２ａから引き出したセットの筒体５を利用して作製した新たなセット、又は、予め用意してあった別のセットを挿入凹部２ａに挿入する。その際、回転位相決めピン５ｅの位置を特定の位置に合わせた状態で、セットを挿入する。この挿入により筒体５を連結部材５１と連結させる（ボルト５２の頭部を凹部５１ｂに嵌合させるとともに、連結用突出部５１ａを嵌合凹部５ｆに嵌合させる）。尚、本実施形態では、筒体５（及びコレットチャック３）を、筒体５の軸心周りに回動させる必要はない。

次いで、非係合用油圧室３３ｃの油圧をドレンする。これにより、圧縮コイルスプリング３９によって係合部材３２が係合凹部５ｇに近付く向きに移動する。ボルト５２の頭部が凹部５１ｂに嵌合していれば、通常は、係合部材３２が係合凹部５ｇに嵌合し、近接センサ４０による被検出部３２ａの検出がなされなくなる。非係合用油圧室３３ｃの油圧をドレンしても、近接センサ４０により被検出部３２ａが検出されていれば、作業者は、挿入凹部２ａに挿入したセットの位置の微調整を行って、係合部材３２を係合凹部５ｇに嵌合させて、近接センサ４０による被検出部３２ａの検出がなされなくなるようにする。

作業者は、上記表示装置によって、係合部材３２が係合凹部５ｇに係合していることを確認した後、係合用油圧室３３ｂに油圧を供給することで、保持装置３１による筒体５のチャック本体部２への保持を確実なものとする。

したがって、本実施形態においても、上記実施形態１と同様に、コレットチャック３の交換作業を容易にかつ短時間で行うことができる。

尚、上述の各実施形態では、コレットチャック３及び筒体５のセットの交換作業（挿入凹部２ａに対する引き出し及び挿入）を作業者が行うようになっていたが、これに代えて、ロボットハンドでコレットチャック３及び筒体５のセットを把持して、自動的に交換作業を行うようにすることも可能である。

本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。

上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

本発明は、駆動手段により中心軸周りに回転駆動されるチャック本体部と、ワークの周囲において周方向に並びかつ該ワークの外周面を把持する複数の爪部を有するとともに、該チャック本体部に対して着脱可能に取り付けられたコレットチャックとを備えたコレットチャック装置に有用である。

１コレットチャック装置
２チャック本体部
２ａ挿入凹部
２ｂ溝部
２ｃ内側突出部（溝部の側壁部）
３コレットチャック
３ａ爪部
５筒体
５ｃ外側突出部
５ｇ係合凹部
１１作動装置
１２当接部材
２１保持装置
２２筒状加圧部材
２２ａ楔状突部
２３油圧シリンダ
３１保持装置
３２係合部材
３３油圧シリンダ

Claims

駆動手段により中心軸周りに回転駆動されるチャック本体部と、ワークの外周面を把持する、該ワークの周方向に並ぶ複数の爪部を有するとともに、該チャック本体部に対して着脱可能に取り付けられたコレットチャックとを備えたコレットチャック装置であって、
上記チャック本体部は、上記コレットチャックの爪部を拡径及び縮径させる作動装置と、該チャック本体部の中心軸上に位置し、上記ワークをセンタリングする軸心センター部材とを有し、
上記軸心センター部材の周囲において上記チャック本体部と同軸に配置され、上記コレットチャックが固定された筒体を更に備え、
上記チャック本体部の中心軸方向の一側の端面には、上記コレットチャックと共に上記筒体が挿入される挿入凹部が設けられており、
上記挿入凹部に挿入された上記筒体を、上記チャック本体部に保持する保持装置を更に備え、
上記筒体及び上記チャック本体部には、該筒体の軸心方向に互いに係合可能な第１係合部及び第２係合部がそれぞれ設けられており、
上記筒体の第１係合部は、該筒体の外周面の周方向の一部から径方向外側に突出する外側突出部で構成され、
上記チャック本体部の第２係合部は、上記挿入凹部の内周面の周方向の一部に設けられた溝部の側壁部で構成され、
上記第１係合部を構成する上記外側突出部は、該外側突出部が上記挿入凹部の上記側壁部よりも奥側に位置するように上記筒体が該挿入凹部に挿入された後に、該筒体が該筒体の軸心周りに回動されたときに、上記溝部に挿入されることで、上記第２係合部を構成する上記側壁部と係合可能な状態になるように構成され、
上記保持装置は、上記軸心センター部材の周囲において上記筒体に対して上記挿入凹部の開口側とは反対側で上記チャック本体部と同軸に配置された筒状加圧部材と、該筒状加圧部材を上記チャック本体部の中心軸方向に駆動する油圧シリンダとを有し、
上記筒状加圧部材は、上記油圧シリンダにより上記中心軸方向における上記挿入凹部の開口側に駆動されたときに、上記筒体を該筒体の軸心方向の上記開口側に加圧して、該筒体の第１係合部を上記チャック本体部の第２係合部に押圧して係合させることで、該筒体を該チャック本体部に保持するように構成されていることを特徴とするコレットチャック装置。
請求項１記載のコレットチャック装置において、
上記挿入凹部の周側壁における開口側の部分が、上記作動装置の一部を構成しかつ上記爪部を縮径させる際に上記コレットチャックに対して当接して径方向内側に押圧する略筒状の当接部材で構成され、
上記当接部材の外周面には、上記挿入凹部の開口側に向かって径が小さくなるテーパ面が形成され、
上記当接部材及び上記コレットチャックにおける互いの当接部は、該当接部材の軸心方向に関して径が変化しない面とされていることを特徴とするコレットチャック装置。
請求項１記載のコレットチャック装置において、
上記筒体は、上記ワークの該筒体に対する回転位相決めを行う回転位相決めピンを有し、
上記筒状加圧部材は、上記チャック本体部の中心軸周りに該チャック本体部と一体的に回転するように構成されているとともに、上記油圧シリンダにより上記中心軸方向の上記開口側に駆動されたときに、上記筒体に設けられた嵌合凹部に嵌合する楔状突部を有していることを特徴とするコレットチャック装置。
駆動手段により中心軸周りに回転駆動されるチャック本体部と、ワークの外周面を把持する、該ワークの周方向に並ぶ複数の爪部を有するとともに、該チャック本体部に対して着脱可能に取り付けられたコレットチャックとを備えたコレットチャック装置であって、
上記チャック本体部は、上記コレットチャックの爪部を拡径及び縮径させる作動装置と、該チャック本体部の中心軸上に位置し、上記ワークをセンタリングする軸心センター部材とを有し、
上記軸心センター部材の周囲において上記チャック本体部と同軸に配置され、上記コレットチャックが固定された筒体を更に備え、
上記チャック本体部の中心軸方向の一側の端面には、上記コレットチャックと共に上記筒体が挿入される挿入凹部が設けられており、
上記挿入凹部に挿入された上記筒体を、上記チャック本体部に保持する保持装置を更に備え、
上記筒体の外周面の周方向の一部に、係合凹部が設けられ、
上記保持装置は、上記チャック本体部に設けられかつ上記係合凹部に嵌合して係合することで上記筒体を該チャック本体部に保持する係合部材を有していて、該係合部材を、上記係合凹部に対して係合又は非係合となるように、上記チャック本体部において上記筒体の軸心方向と交差する方向に移動させるよう構成されており、
上記保持装置の係合部材は、油圧シリンダの油圧室に供給される油圧によって上記筒体の軸心方向と交差する方向に移動するように構成されていることを特徴とするコレットチャック装置。
請求項４記載のコレットチャック装置において、
上記挿入凹部の周側壁における開口側の部分が、上記作動装置の一部を構成しかつ上記爪部を縮径させる際に上記コレットチャックに対して当接して径方向内側に押圧する略筒状の当接部材で構成され、
上記当接部材の外周面には、上記挿入凹部の開口側に向かって径が小さくなるテーパ面が形成され、
上記当接部材及び上記コレットチャックにおける互いの当接部は、該当接部材の軸心方向に関して径が変化しない面とされていることを特徴とするコレットチャック装置。
請求項４記載のコレットチャック装置において、
上記筒体は、上記ワークの該筒体に対する回転位相決めを行う回転位相決めピンを有することを特徴とするコレットチャック装置。