JP7806501B2 - チャック装置、工作機械、及び工作機械システム - Google Patents

Description

本発明は、チャック装置、工作機械、及び工作機械システムに関する。

例えばストップバルブ等のように基部から所定方向に延びる被加工部分を有する異形のワークを旋盤で加工する場合、主軸の先端に備えるチャック装置でワークの基部を把持することで被加工部分の加工を行う。ワークの基部が直方体である場合、対応する爪部を２組用いた四方爪（４つの爪部）によって基部を挟むようにしたチャック装置を用いることが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特開昭６３－１７４８０７号公報

ワークを主軸に対して位置決めするには、チャック装置によりワークを強く把持する必要がある。従って、爪部は、ワークに対して広く接触することが求められる。この場合、上記したようにワークの基部が小さいと、基部の周囲の大部分が爪部で把持する領域として用いられるため、ローダ装置のローダチャックで把持する領域がなくなり、ローダ装置と主軸との間でワークの受け渡しが困難となる。その結果、作業者が手作業によりワークを主軸のチャック装置に配置して把持させるといった面倒な作業を行っている。一方、ローダ装置とのワークの受け渡しのために、主軸のチャック装置の爪部が基部の狭い領域で把持させると、基部を把持する力が小さくなり、主軸の回転軸方向にワークがずれる可能性がある。ワークのずれは被加工部分の加工精度の低下を招くため好ましくない。また、ワークのずれを解消するため、基部の一部に爪部と係合するような加工を予め施しておくことも考えられるが、その加工の分だけ手間がかかることになり、加工効率を低下させる要因となる。

本発明は、ローダ装置との受け渡しを可能としつつ、ワークのずれを抑制することが可能なチャック装置、工作機械、及び工作機械システムを提供することを目的とする。

本発明の第１態様は、基部から所定方向に延びる被加工部分を有するワーク、を加工する際に保持するチャック装置である。第１態様のチャック装置は、所定方向と直交する第１方向において基部を挟む一対の第１爪部を備える。第１態様のチャック装置は、所定方向及び第１方向と直交する第２方向において基部を挟む一対の第２爪部を備える。一対の第１爪部及び一対の第２爪部を支持するベース部は、一対の第１爪部及び一対の第２爪部によりワークを保持した状態で所定方向と平行な軸線まわりに回転した際の、軸線まわりの偏荷重を調整するためのバランス調整部を備える。一対の第１爪部は、ワークが所定方向に移動するのを規制した状態で基部を挟む。本発明の第２態様は、基部から所定方向に延びる被加工部分を有するワーク、を加工する際に保持するチャック装置である。第２態様のチャック装置は、所定方向と直交する第１方向において基部を挟む一対の第１爪部を備える。第２態様のチャック装置は、所定方向及び第１方向と直交する第２方向において基部を挟む一対の第２爪部を備える。第２態様のチャック装置は、一対の第１爪部を駆動する第１駆動部を備える。第２態様のチャック装置は、一対の第２爪部を駆動する第２駆動部を備える。第２態様のチャック装置は、一対の第１爪部により基部を挟んだ後に、一対の第２爪部により基部を挟むように第１駆動部及び第２駆動部を制御する制御部を備える。一対の爪部は、ワークが所定方向に移動するのを規制した状態で基部を挟む。

本発明の第３態様は、工作機械である。工作機械は、第１態様又は第２態様のチャック装置を備える主軸を備える。工作機械は、チャック装置に保持されたワークを加工する加工部を備える。主軸は、ワークを所定方向と平行な軸線まわりに回転させる。加工部は、回転するワークに対して加工を行う。

本発明の第４態様は、工作機械システムである。工作機械システムは、第３態様の工作機械を備える。工作機械システムは、主軸のチャック装置との間でワークの受け渡しを行うローダ装置を備える。

上記態様に係るチャック装置、工作機械、及び工作機械システムによれば、一対の第１爪部のうちの一方であるテーパ部が穴部の縁部に当接するように穴部に入り込むため、ワークを容易に基準位置に配置させることができ、被加工部分が所定方向にずれるのを抑制できる。つまり、一対の第１爪部で基部を挟んだ際に、ワークが所定方向に移動するのを規制するので、ワークを所定方向にずれなく配置できる。従って、第２爪部が広い領域で基部を把持しなくてもワークを基準位置に保持できるので、基部のうち他の爪部で挟むための取り合い領域を確保できる。その結果、ローダ装置のローダチャック等が基部の取り合い領域を把持することで、ローダ装置との間でワークの受け渡しが可能となり、作業者が手作業でワークをチャック装置に把持させるといった面倒な作業がなくなり、作業者の負担を軽減できる。

また、上記態様に係るチャック装置において、一対の第１爪部のうちの他方は、第１方向に固定されていてもよい。この構成によれば、一対の第１爪部のうちの他方が固定されるため、一対の第１爪部を駆動するための構成を簡略化することができる。また、上記態様に係るチャック装置において、ワークは、穴部の縁部が面取りされており、テーパ部は、縁部の面取りの形状に対応して設けられてもよい。この構成によれば、テーパ部が縁部の面取りに当接するので、テーパ部によって穴部の縁部を変形させることを防止できる。

また、上記態様に係るチャック装置において、テーパ部は、第２方向における両側に切り欠き部が設けられてもよい。この構成によれば、テーパ部と穴部の縁部とを当接させた際に第２方向におけるテーパ部の係止を低減できるため、第２爪部による基部の把持と、テーパ部による第２方向の係止とが干渉することを回避できる。また、上記態様に係るチャック装置において、一対の第１爪部及び一対の第２爪部を支持するベース部を有し、ベース部は、一対の第１爪部及び一対の第２爪部によりワークを保持した状態で所定方向と平行な軸線まわりに回転した際の、軸線まわりの偏荷重を調整するためのバランス調整部を備えてもよい。この構成によれば、バランス調整部により軸線まわりの偏荷重が解消されるので、チャック装置を軸線まわりに安定して回転させることができる。

また、上記態様に係るチャック装置において、一対の第１爪部を駆動する第１駆動部と、一対の第２爪部を駆動する第２駆動部と、一対の第１爪部により基部を挟んだ後に、一対の第２爪部により基部を挟むように第１駆動部及び第２駆動部を制御する制御部と、を備えてもよい。この構成によれば、第１爪部のテーパ部によりワークを基準位置に配置してから第２爪部により把持するので、ワークを基準位置に適切に配置することができる。

実施形態に係るチャック装置の一例を示す図である。 チャック装置を所定方向から見た図である。 チャック装置を第２方向から見た図である。 穴部の縁部に設けられた面取りにテーパ部が当接している状態を示す図である。 テーパ部の変形例を示し、（Ａ）は所定方向から見た図であり、（Ｂ）は第２方向から見た図であり、（Ｃ）は第１方向から見た図である。 図５に示すテーパ部の使用状態を示し、（Ａ）は第２方向から見た図であり、（Ｂ）は所定方向からみた図である。 実施形態に係る工作機械及び工作機械システムの一例を示す図である。 チャック装置が工作機械の主軸に設けられた構成を示す図である。 ローダ装置によってワークがチャック装置に配置され、第１爪部で基部を把持することを示す図である。 第２爪部で基部を把持することを示す図である。 ローダチャックの把握爪が退避した状態を示す図である。 チャック装置がワークを把持した状態を所定方向から見た図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は以下に説明する内容に限定されない。また、図面においては実施形態を説明するため、一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現しており、実際の製品とは形状、寸法が異なっている場合がある。以下の各図において、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。このＸＹＺ座標系においては、水平面に平行な平面をＸＺ平面とする。このＸＺ平面において工作機械２００の主軸２１３、２１４（図７等参照）と平行な方向をＺ方向と表記し、Ｚ方向に直交する方向をＸ方向と表記する。また、ＸＺ平面に垂直な方向はＹ方向と表記する。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれは、図中の矢印の指す方向が＋方向であり、矢印の指す方向とは反対の方向が－方向であるとして説明する。

実施形態に係るチャック装置１００について、図面を参照して説明する。図１は、チャック装置１００の一例を示す図である。図２は、チャック装置１００を所定方向ＤＡから見た図である。図３は、チャック装置１００を第２方向Ｄ２から見た図である。なお、本実施形態において、所定方向ＤＡは、Ｚ方向に平行な方向である。また、本実施形態において、第２方向Ｄ２は、Ｙ方向に平行な方向である。本実施形態のチャック装置１００は、ワークＷを把持するための四方爪部を有する。図１から図３に示すように、チャック装置１００は、一対の第１爪部１１、１２と、一対の第２爪部２１、２２と、ベース部３０と、第１駆動部４０と、第２駆動部５０と、制御部６０とを備える。

チャック装置１００は、一対の第１爪部１１、１２と一対の第２爪部２１、２２とによりワークＷを把持する。本実施形態におけるワークＷは、例えばストップバルブであり、基部Ｗａ、被加工部分Ｗｂ、及び穴部Ｗｃを備える。基部Ｗａは、立方体状又は直方体状に設けられている。ただし、基部Ｗａの形状は、立方体状又は直方体状であることに限定されず、他の形状であってもよい。被加工部分Ｗｂは、基部Ｗａから所定方向ＤＡに延びる部分である。被加工部分Ｗｂは、例えば、円筒状であり、外周面にネジ溝が形成される。穴部Ｗｃは、基部Ｗａから突出する円筒部分の内側部分であり、所定方向ＤＡと直交する第１方向Ｄ１に向けて開口する。本実施形態において、第１方向Ｄ１は、Ｘ方向に平行な方向である。

一対の第１爪部１１、１２は、第１方向Ｄ１において基部Ｗａを挟むように配置される。一対の第１爪部１１、１２のうちの一方である第１爪部１１は、＋Ｘ側の先端部分にテーパ部１３を備える。第１爪部１１は、例えば円柱状の部分を有し、その＋Ｘ側の先端部分を円錐台形状としてテーパ部１３が設けられている。第１爪部１１のテーパ部１３は、先端１３ａが穴部Ｗｃに入り込むことで穴部Ｗｃの縁部Ｗｄに当接するように形成される。テーパ部１３を円錐台形状の傾斜面とすることで、円形状に開口する穴部Ｗｃの縁部Ｗｄの一周にわたって接触させることができる。

なお、図示した第１爪部１１の形状は一例であり、他の形状であってもよい。第１爪部１１は、少なくともテーパ部１３を備えていればよく、その他の形状は任意である。また、テーパ部１３は、第１方向Ｄ１から見て円形状であることに限定されず、第１方向Ｄ１から見て楕円形状又は長円形状であってもよい。この場合、第１方向Ｄ１から見て、楕円形状又は長円形状の長軸方向が所定方向ＤＡと一致させるようにテーパ部１３が設けられる。つまり、テーパ部１３は、穴部Ｗｃの縁部Ｗｄに当接することで、基部Ｗａ（ワークＷ）の所定方向ＤＡへの移動を規制できる形状であればよい。

第１爪部１２は、例えば、立方体状又は直方体状に設けられている。第１爪部１２は、立方体状又は直方体状のうち、－Ｘ側の面１２ａが基部Ｗａに当接する。なお、図示した第１爪部１２の形状は一例であり、他の形状であってもよい。第１爪部１２は、基部Ｗａに当接可能な部分（面状の部分、線状の部分、点状の部分）を備えていればよく、その他の形状は任意である。

第１爪部１１は、不図示のガイドに沿って第１方向Ｄ１に移動可能に設けられる。一方、第１爪部１２は、第１方向Ｄ１において固定されている。このため、第１爪部１２を第１方向Ｄ１に移動可能とするためのガイド等が不要となり、構成を簡略化することができる。さらに、第１爪部１２を移動させるための駆動部が不要となるため装置コストを低減することができる。つまり、一対の第１爪部１１、１２は、第１爪部１１を第１方向Ｄ１に移動させることで、ワークＷの基部Ｗａに対する把持及び解除を切り替えるように構成されている。ただし、この構成に限定されず、一対の第１爪部１１、１２の双方を第１方向Ｄ１に移動させる構成が適用されてもよい。

一対の第２爪部２１、２２は、第２方向Ｄ２において基部Ｗａを挟むように配置される。第２爪部２１は、＋Ｙ側の面２１ａが基部Ｗａに当接する。面２１ａは、第１方向Ｄ１に長い長方形状に設けられている。第２爪部２２は、－Ｙ側の面２２ａが基部Ｗａに当接する。面２２ａは、第１方向Ｄ１に長い長方形状に設けられている。一対の第２爪部２１、２２は、同一形状の部材が用いられ、面２１ａと面２２ａとが対向するように配置されている。面２１ａ、２２ａは、それぞれ基部Ｗａの所定領域Ｒ１に当接する大きさに設定されている。

所定領域Ｒ１は、基部Ｗａのうち、例えば後述するローダ装置２４０（図７参照）等の他の爪部（把握爪）で挟むための取り合い領域Ｒ２を除いた領域である。所定領域Ｒ１と取り合い領域Ｒ２とは、所定方向ＤＡにおいて並んで配置されている（図３参照）。また、所定領域Ｒ１は、取り合い領域Ｒ２に対してＺ方向（所定方向ＤＡ）における－Ｚ側に配置されている。所定領域Ｒ１は、一対の第２爪部２１、２２で基部Ｗａを強く把持させるためにも広い方が好ましい。図示では、所定領域Ｒ１と取り合い領域Ｒ２とがほぼ同一の広さである形態を示しているが、例えば、所定領域Ｒ１を取り合い領域Ｒ２よりも広くした形態であってもよい。

第２爪部２１、２２は、それぞれ不図示のガイドに沿って第２方向Ｄ２に設けられている。第２爪部２１の面２１ａは、基部Ｗａの＋Ｙ側の面のうち所定領域Ｒ１に当接する。第２爪部２２の面２２ａは、基部Ｗａの－Ｙ側の面のうち所定領域Ｒ１に当接する。一対の第２爪部２１、２２は、面２１ａ、２２ａのそれぞれが基部Ｗａの所定領域Ｒ１に当接して基部Ｗａを挟む。なお、第２爪部２１、２２は、同一形状の部材が用いられているが、この形態に限定されず、異なる形状の部材が用いられてもよい。また、第２爪部２１、２２は、面２１ａ、２２ａに代えて、所定領域Ｒ１内において当接可能な線状の部分、又は点状の部分を備える形態であってもよい。

ベース部３０は、支持部３１を介して、一対の第１爪部１１、１２及び一対の第２爪部２１、２２を支持する。図２に示すように、ベース部３０は、例えば、所定方向ＤＡと平行な中心軸ＡＸを中心とした円板状に設けられている。ベース部３０は、例えば、後述する工作機械２００の主軸２１３、２１４（図７参照）の先端等に取り付けられる。第１爪部１１を支持する支持部３１は、第１爪部１１を第１方向Ｄ１に対して移動可能とする不図示のガイドを介して第１爪部１１を支持している。第１爪部１２を支持する支持部３１は、ベース部３０に対して固定した状態で第１爪部１２を支持する。また、図示していないが、一対の第２爪部２１、２２を支持する支持部３１は、第２爪部２１、２２をそれぞれ第２方向Ｄ２に対して移動可能とする不図示のガイドを介して第２爪部２１、２２を支持している。

第１駆動部４０は、中心軸ＡＸに対して第１爪部１１を進退させる。第１駆動部４０は、駆動源と、この駆動源の駆動力を第１爪部１１に伝達する伝達部とを備える。第１駆動部４０の駆動源としては、例えば、電動モータ、油圧シリンダ装置、空圧シリンダ装置等が用いられる。第１駆動部４０は、例えば、油圧シリンダ装置による直動動作を、伝達部であるリンク機構を介して第１爪部１１の進退に変換する構成が適用される。

第２駆動部５０は、中心軸ＡＸに対して第２爪部２１、２２のそれぞれを進退させる。第２駆動部５０は、第１駆動部４０と同様に、駆動源と、この駆動源の駆動力を第２爪部２１、２２に伝達する伝達部とを備える。第２駆動部５０の駆動源としては、例えば、電動モータ、油圧シリンダ装置、空圧シリンダ装置等が用いられる。第２駆動部５０は、例えば、油圧シリンダ装置による直動動作を、伝達部であるリンク機構を介して第２爪部２１、２２の進退に変換する構成が適用される。なお、第１駆動部４０の駆動源と、第２駆動部５０の駆動源とは個別に設けられる。その結果、第１爪部１１、１２で基部Ｗａを挟むタイミングと、第２爪部２１、２２で基部Ｗａを挟むタイミングとを異ならせることができる。ただし、第１爪部１１の進退と、第２爪部２１、２２の進退とを同時に行う場合は、第１駆動部４０と第２駆動部５０とで１つの駆動源が用いられてもよい。

制御部６０は、第１駆動部４０及び第２駆動部５０を駆動させることにより、第１爪部１１及び第２爪部２１、２２の動作を制御する。制御部６０は、第１爪部１１、１２により基部Ｗａを把持させるタイミングと、第２爪部２１、２２により基部Ｗａを把持させるタイミングとを調整できる。例えば、制御部６０は、第１駆動部４０を先に駆動させて、第１爪部１１、１２により基部Ｗａを先に把持させた後に、第２駆動部５０を駆動させて、第２爪部２１、２２により基部Ｗａを把持させてもよい。また、制御部６０は、第１駆動部４０及び第２駆動部５０を制御することで、先に第２爪部２１、２２で基部Ｗａを把持させた後に、第１爪部１１、１２により基部Ｗａを把持させてもよいし、第１爪部１１、１２と第２爪部２１、２２とで同時に基部Ｗａを把持させてもよい。

第１爪部１１、１２及び第２爪部２１、２２により基部Ｗａを把持することで、ワークＷは、チャック装置１００に保持される。ワークＷは、図３に示すように、テーパ部１３が穴部Ｗｃの縁部Ｗｄに当接することで、所定方向ＤＡにおける規定位置に保持される。ワークＷが所定方向ＤＡの規定位置に保持されるので、図３に示すように、ワークＷにおいて基部Ｗａから－Ｚ方向に延びる突出部分Ｗｆと、ベース部３０の対向面３０ａとの間に隙間Ｌを形成することができる。つまり、突出部分Ｗｆの先端を対向面３０ａに当接させなくても、ワークＷを所定方向ＤＡの規定位置に保持できる。その結果、突出部分Ｗｆを対向面３０ａに突き当てること、又は突出部分Ｗｆにカバーを取り付けて対向面３０ａに突き当てることなどが不要となり、突出部分Ｗｆの先端の破損を防止し、又は作業者によるカバーの取り付けといった面倒な作業を不要にすることができる。

図４は、穴部Ｗｃの縁部Ｗｄに設けられた面取りＷｅにテーパ部１３が当接している状態を示す図である。図４に示すように、ワークＷは、穴部Ｗｃの縁部Ｗｄに面取りＷｅが設けられてもよい。この場合、テーパ部１３は、縁部Ｗｄの面取りＷｅの傾斜（形状）に合わせて設けることができる。すなわち、テーパ部１３の傾斜は、面取りＷｅの傾斜に合わせて設けられる。その結果、テーパ部１３は、面取りＷｅの縁部Ｗｄに対して面で当接することができる。この構成により、一対の第１爪部１１、１２により基部Ｗａを挟んだ際に、テーパ部１３により縁部Ｗｄの変形を抑制することができる。

図５は、テーパ部１１３の変形例を示し、（Ａ）は所定方向ＤＡから見た図であり、（Ｂ）は第２方向Ｄ２から見た図であり、（Ｃ）は第１方向Ｄ１から見た図である。図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、テーパ部１１３は、第２方向Ｄ２における両側（テーパ部１３の＋Ｙ側及び－Ｙ側）に切り欠き部１３ｂが設けられた構成であってもよい。本実施形態では、テーパ部１１３の＋Ｙ側及び－Ｙ側の切り欠き部１３ｂが同一である例を示しているが、この形態に限定されず、＋Ｙ側の切り欠き部１３ｂと－Ｙ側の切り欠き部１３ｂとで異なる形態（例えば第２方向Ｄ２の切り欠き量が異なる形態）であってもよい。

図６は、図５に示すテーパ部１１３の使用状態を示し、（Ａ）は第２方向Ｄ２から見た図であり、（Ｂ）は所定方向ＤＡから見た図である。テーパ部１１３と穴部Ｗｃの縁部Ｗｄとを当接させた際、図６（Ａ）に示すように、所定方向ＤＡについてはテーパ部１１３が穴部Ｗｃの縁部Ｗｄと当接する。一方、図６（Ｂ）に示すように、第２方向Ｄ２については、テーパ部１１３と穴部Ｗｃの縁部Ｗｄとの間に間隔が生じている。このように、テーパ部１１３が縁部Ｗｄに当接することで、所定方向ＤＡについては基部Ｗａ（ワークＷ）の位置を保持しつつ、第２方向Ｄ２については基部Ｗａの位置を緩く保持し、第２方向Ｄ２への基部Ｗａの移動を許容している。

その結果、テーパ部１１３による第２方向Ｄ２の係止が、第２爪部２１、２２による把持と干渉することを回避できる。すわなち、テーパ部１１３が縁部Ｗｄに当たらないので、テーパ部１１３が、一対の第２爪部２１、２２による第２方向Ｄ２の位置決めに対してじゃまをしない。従って、一対の第２爪部２１、２２により基部Ｗａを把持することで、基部Ｗａ（ワークＷ）を第２方向Ｄ２に位置決めすることができる。

図７は、実施形態に係る工作機械２００及び工作機械システム３００の一例を示す図である。図７に示すように、工作機械システム３００は、工作機械２００と、ローダ装置２４０と、制御装置２５０とを備える。工作機械２００は、例えば、並行二軸旋盤である。工作機械２００は、搬入部２１０と、加工部２２０と、搬出部２３０とを備える。搬入部２１０は、加工部２２０で加工されるワークＷを載置する。搬入部２１０は、未加工のワークＷを保持する載置台２１１を有する。搬入部２１０は、ローダ装置２４０に対して未加工のワークＷを渡すことができるように構成されている。

加工部２２０は、工具ＴによりワークＷを加工する。加工部２２０は、主軸２１３、２１４と、タレット２１５、２１６と、を有している。主軸２１３、２１４は、Ｘ方向に並んで配置され、不図示の軸受け等によってＺ方向に平行な軸線周りに回転可能に支持されている。主軸２１３、２１４の＋Ｚ側の端部には、それぞれ上記したチャック装置１００が設けられている。

図８は、チャック装置１００が主軸２１３、２１４に設けられた構成を示す図である。図８に示すように、チャック装置１００は、中心軸ＡＸが主軸２１３、２１４の回転軸と一致するように、主軸２１３、２１４の＋Ｚ側の端部に設けられる。なお、主軸２１３、２１４の回転軸は、図２に示すチャック装置１００の中心軸ＡＸと一致し、所定方向ＤＡと平行である。チャック装置１００は、主軸２１３、２１４側にバランス調整部３２を備える。バランス調整部３２は、バックプレート３３と、ウエイト３４とを備える。バックプレート３３は、例えば円盤状に設けられ、主軸２１３、２１４とベース部３０との間に配置される。バックプレート３３は、主軸２１３、２１４と一体で中心軸ＡＸまわりに回転する。バックプレート３３は、ウエイト３４を挿入して取り付けるための複数の孔部３３ａを備える。

チャック装置１００は、一対の第１爪部１１、１２のうち、テーパ部１３を備える第１爪部１１の方が移動可能に設けられかつ第１駆動部４０と接続されるため、他方の第１爪部１２よりも重量が大きくなっている。この状態で中心軸ＡＸまわりにチャック装置１００を回転させたのでは中心軸ＡＸに対する重量バランスが悪く、円滑な回転を阻害する可能性がある。バランス調整部３２は、チャック装置１００において中心軸ＡＸまわりの偏荷重を調整する。バックプレート３３の１つ又は複数の孔部３３ａにウエイト３４を固定することにより、チャック装置１００における中心軸ＡＸまわりの偏荷重を解消することができる。

なお、本実施形態では、バランス調整部３２（バックプレート３３）を主軸２１３、２１４とベース部３０との間に配置しているが、この形態に限定されない。例えば、ベース部３０の一部にウエイト３４を固定可能としてバランス調整部３２とする形態であってもよい。また、ベース部３０から第１爪部１１、１２及び第２爪部２１、２２の外側まで延びるプレートを設け、このプレートにウエイト３４を固定させてバランス調整部３２とする形態であってもよい。

図７に示すように、タレット２１５、２１６は、主軸２１３、２１４の軸線方向から外れて配置される。例えば、タレット２１５は、主軸２１３の－Ｘ側に配置される。タレット２１６は、主軸２１４の＋Ｘ側に配置される。タレット２１５、２１６のそれぞれは、モータ等の回転駆動装置が設けられ、Ｚ方向に平行な軸まわりに回転可能である。タレット２１５、２１６の周面には、工具Ｔを保持するための複数の保持部が設けられる。これら保持部の全部又は一部には、工具Ｔが保持される。従って、タレット２１５、２１６が回転することにより、ワークＷを下降するための所望の工具Ｔが選択される。工具Ｔとしては、ワークＷに対して切削加工を施すバイト等の他、ドリル又はエンドミル等の回転工具が用いられてもよい。また、タレット２１５、２１６は、不図示の駆動装置により、Ｘ方向及びＺ方向に移動可能である。

搬出部２３０は、加工部２２０で処理されたワークＷを載置する。搬出部２３０は、加工済みのワークＷを保持する。搬出部２３０は、加工済みのワークＷを保持する載置台２３１を有する。載置台２３１は、ローダ装置２４０からワークＷを受け取ることができるように構成されている。

ローダ装置２４０は、搬入部２１０、加工部２２０、及び搬出部２３０の間でワークＷを搬送する。ローダ装置２４０は、レール２４１と、Ｘスライダ２４２と、Ｚスライダ２４３と、昇降ロッド２４４と、ローダヘッド２４５とを備えている。レール２４１は、搬入部２１０、加工部２２０、及び搬出部２３０の上方においてＸ方向に延びて設けられている。Ｘスライダ２４２は、不図示のＸ駆動部によりレール２４１に沿ってＸ方向に移動可能に設けられている。

Ｚスライダ２４３は、不図示のＹ駆動部により、Ｘスライダ２４２に設けられた不図示のＺガイドに沿ってＺ方向に移動可能に設けられている。昇降ロッド２４４は、不図示の昇降駆動部により、Ｚスライダ２４３に設けられた不図示の昇降ガイドに沿って昇降可能（Ｙ方向に移動可能）に設けられている。ローダヘッド２４５は、昇降ロッド２４４の下端に取り付けられ、昇降ロッド２４４と一体で昇降する。ローダヘッド２４５は、２つのローダチャック２４６を有している。ローダチャック２４６は、複数の把握爪２４６ａを開閉することによってワークＷを把持又は解放する。ローダチャック２４６は、例えば、２つの把握爪２４６ａによりワークＷの基部Ｗａを把持する形態が用いられる。

２つのローダチャック２４６は、例えばスイベルジョイントを介して配置され、ワークＷを把持して－Ｚ方向に向けた姿勢（主軸２１３、２１４にワークＷを向けた姿勢）と、－Ｙ方向に向けた姿勢（下方に向けた姿勢）とに移動可能である。ローダチャック２４６で把持されたワークＷは、Ｘスライダ２４２、Ｚスライダ２４３、及び昇降ロッド２４４のそれぞれが移動することにより、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、又はこれらを合成した方向に搬送される。

制御装置２５０は、所定の加工プログラムに基づいて加工部２２０及びローダ装置２４０の動作を統括的に制御する。制御装置２５０は、チャック装置１００の制御部６０の機能を含んで構成されてもよいし、制御部６０とは別に構成されてもよい。また、１つの制御装置２５０により加工部２２０及びローダ装置２４０を制御する形態であってもよいし、加工部２２０とローダ装置２４０とを個別に制御する２つの制御装置２５０を備える形態であってもよい。また、制御装置２５０は、不図示の通信部を備え、この通信部により加工部２２０及びローダ装置２４０との間で各種情報の通信が行われる。なお、制御装置２５０は、通信部を介して上位の制御装置と接続されてもよい。

次に、上記した工作機械システム３００において、ローダ装置２４０から主軸２１３，２１４のチャック装置１００にワークＷを渡す際の動作について説明する。まず、ローダ装置２４０は、搬入部２１０の載置台２１１に配置されたワークＷをローダヘッド２４５のローダチャック２４６により把持する。このとき、ローダチャック２４６の把握爪２４６ａは、ワークＷの基部Ｗａにおける取り合い領域Ｒ２（図１、図３参照）に当接している。ワークＷを保持したローダ装置２４０は、ワークＷを加工部２２０の主軸２１３、２１４に搬送する。

図９は、ローダ装置２４０によってワークＷがチャック装置１００に配置され、第１爪部１１、１２で基部Ｗａを把持することを示す図である。図９に示すように、ローダ装置２４０は、把握爪２４６ａにより基部Ｗａの取り合い領域Ｒ２を把持した状態で、ワークＷをチャック装置１００の第１爪部１１、１２との間に配置する。このとき、ローダ装置２４０は、穴部Ｗｃを第１爪部１１に向けた状態で、ワークＷの基部Ｗａを第１爪部１２に近接して配置する。続いて、制御部６０は、第１駆動部４０を駆動して、第１爪部１１を第１爪部１２に向けて第１方向Ｄ１に沿って移動させる。

この動作により、テーパ部１３が穴部Ｗｃに挿入され、穴部Ｗｃの縁部Ｗｄに当接して基部Ｗａを第１爪部１２に押し付ける。第１爪部１２は第１方向Ｄ１に固定されているので、基部Ｗａは、一対の第１爪部１１、１２により把持される。また、テーパ部１３が穴部Ｗｃの縁部Ｗｄに当接しているので、ワークＷは、少なくとも所定方向ＤＡの規定位置に保持された状態となる。

図１０は、第２爪部２１、２２で基部Ｗａを把持することを示す図である。制御部６０は、一対の第１爪部１１、１２で基部Ｗａは把持した後、第２駆動部５０を駆動して、第２爪部２１、２２を互いに近づけるように第２方向Ｄ２に沿って移動させる。図１０に示すように、基部Ｗａの取り合い領域Ｒ２は、ローダ装置２４０の把握爪２４６ａにより把持されているが、基部Ｗａのうち取り合い領域Ｒ２を除いた所定領域Ｒ１は、空いている状態である。従って、第２爪部２１、２２は、ローダ装置２４０の把握爪２４６ａに干渉することなく、基部Ｗａの所定領域Ｒ１を第２方向Ｄ２に挟むことができる。

一対の第２爪部２１、２２により基部Ｗａが第２方向Ｄ２に把持されることで、ワークＷの基部Ｗａは、一対の第１爪部１１、１２と、一対の第２爪部２１、２２と、ローダ装置２４０の把握爪２４６ａとで把持された状態となる。

図１１は、ローダ装置２４０の把握爪２４６ａが退避した状態を示す図である。図１１に示すように、一対の第２爪部２１、２２が基部Ｗａを把持した後、ローダ装置２４０は、把握爪２４６ａを取り合い領域Ｒ２から第２方向Ｄ２に離し（すなわち把握爪２４６ａによる基部Ｗａの把持を解放し）、この状態で主軸２１３から離れる方向にローダヘッド２４５を移動させる。把握爪２４６ａが基部Ｗａから離れることで、基部Ｗａは、一対の第１爪部１１、１２と、一対の第２爪部２１、２２とで把持された状態となる。

図１２は、チャック装置１００がワークＷを把持した状態を所定方向ＤＡから見た図である。ローダ装置２４０がワークＷから退避した後、図１２に示すように、ワークＷの基部Ｗａは、一対の第１爪部１１、１２により第１方向Ｄ１に把持され、一対の第２爪部２１、２２により第２方向Ｄ２に把持されている。このとき、第２爪部２１、２２は、基部Ｗａのうち取り合い領域Ｒ２の分だけ狭い所定領域Ｒ１を把持している。ただし、第１爪部１１のテーパ部１３が穴部Ｗｃの縁部Ｗｄに当接していることから、基部Ｗａが所定方向ＤＡにずれることを防止している。従って、ワークＷは、主軸２１３のチャック装置１００に対して所定方向ＤＡにおける規定位置に保持され、被加工部分Ｗｂを精度よく加工することができる。

なお、上記では、基部Ｗａを一対の第２爪部２１、２２で把持した後に、ローダ装置２４０の把握爪２４６ａによる基部Ｗａの把持を解放しているが、この形態に限定されない。例えば、基部Ｗａを一対の第１爪部１１、１２で把持した後、第２爪部２１、２２で基部Ｗａを把持する前に、ローダ装置２４０の把握爪２４６ａによる基部Ｗａの把持を解放させてもよい。

また、ワークＷを主軸２１３、２１４のチャック装置１００からローダ装置２４０に渡す場合は、上記した動作とは逆の動作を実行させることにより、ワークＷをチャック装置１００からローダ装置２４０に渡すことができる。この場合、ローダ装置２４０の把握爪２４６ａで基部Ｗａを把持した後、第１爪部１１、１２による基部Ｗａの把持の解放と、第２爪部２１、２２による基部Ｗａの把持の解放とを同時に行ってもよいし、異なるタイミングで行ってもよい。

このように、本実施形態に係るチャック装置１００、工作機械２００、及び工作機械システム３００によれば、第１爪部１１のテーパ部１３が穴部Ｗｃの縁部Ｗｄに当接することで、ワークＷが基準位置から所定方向ＤＡにずれることを防止できる。つまり、第２爪部２１、２２が広い領域で基部Ｗａを把持しなくてもワークＷを基準位置に保持することできる。その結果、基部Ｗａのうちローダ装置２４０の把握爪２４６ａで把持するための取り合い領域Ｒ２を確保でき、ローダ装置２４０の把握爪２４６ａが基部Ｗａの取り合い領域Ｒ２を把持することで、チャック装置１００とローダ装置２４０とのワークＷの受け渡しが可能となり、作業者の負担を軽減することできる。

以上、実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態に限定されない。上記した実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることは当業者において明らかである。また、そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。上記した実施形態等で説明した要件の１つ以上は、省略されることがある。また、上記した実施形態等で説明した要件は、適宜組み合わせることができる。また、本実施形態において示した各動作の実行順序は、前の動作の結果を後の動作で用いるものでない限り、任意の順序で実現可能である。また、上記した実施形態における動作に関して、便宜上「まず」、「次に」、「続いて」等を用いて説明したとしても、この順序で実施することが必須ではない。

Ｄ１・・・第１方向
Ｄ２・・・第２方向
ＤＡ・・・所定方向
Ｒ１・・・所定領域
Ｒ２・・・取り合い領域
Ｗ・・・ワーク
Ｗａ・・・基部
Ｗｂ・・・被加工部分
Ｗｃ・・・穴部
Ｗｄ・・・縁部
Ｗｅ・・・面取り
１１、１２・・・第１爪部
１３・・・テーパ部
１３ａ・・・先端
１３ｂ・・・切り欠き部
２１、２２・・・第２爪部
３０・・・ベース部
３２・・・バランス調整部
４０・・・第１駆動部
５０・・・第２駆動部
６０・・・制御部
１００・・・チャック装置
２００・・・工作機械
２１３、２１４・・・主軸
２４０・・・ローダ装置
２４５・・・ローダヘッド
２４６・・・ローダチャック
２４６ａ・・・把握爪
２５０・・・制御装置
３００・・・工作機械システム

Claims (13)

1. 基部から所定方向に延びる被加工部分を有するワーク、を加工する際に保持するチャック装置であって、
   前記所定方向と直交する第１方向において前記基部を挟む一対の第１爪部と、
   前記所定方向及び前記第１方向と直交する第２方向において前記基部を挟む一対の第２爪部と、を備え、
   前記一対の第１爪部及び前記一対の第２爪部を支持するベース部は、前記一対の第１爪部及び前記一対の第２爪部により前記ワークを保持した状態で前記所定方向と平行な軸線まわりに回転した際の、前記軸線まわりの偏荷重を調整するためのバランス調整部を備え、
   前記一対の第１爪部は、前記ワークが前記所定方向に移動するのを規制した状態で前記基部を挟む、チャック装置。
2. 基部から所定方向に延びる被加工部分を有するワーク、を加工する際に保持するチャック装置であって、
   前記所定方向と直交する第１方向において前記基部を挟む一対の第１爪部と、
   前記所定方向及び前記第１方向と直交する第２方向において前記基部を挟む一対の第２爪部と、
   前記一対の第１爪部を駆動する第１駆動部と、
   前記一対の第２爪部を駆動する第２駆動部と、
   前記一対の第１爪部により前記基部を挟んだ後に、前記一対の第２爪部により前記基部を挟むように前記第１駆動部及び前記第２駆動部を制御する制御部と、を備え、
   前記一対の第１爪部は、前記ワークが前記所定方向に移動するのを規制した状態で前記基部を挟む、チャック装置。
3. 前記ワークは、前記第１方向に向けて開口する穴部を前記基部に備えており、
   前記一対の第１爪部は、前記基部を挟んだ際、前記一対の第１爪部のうちの一方が前記穴部に入り込むことにより、前記ワークが前記所定方向に移動するのを規制する、請求項１又は請求項２に記載のチャック装置。
4. 前記一対の第１爪部のうち、前記穴部に入り込む一方は、先端が前記穴部に入り込むことで前記穴部の縁部に当接するテーパ部を備える、請求項３に記載のチャック装置。
5. 前記ワークは、前記穴部の前記縁部が面取りされており、
   前記テーパ部は、前記縁部の面取りの形状に対応して設けられる、請求項４に記載のチャック装置。
6. 前記テーパ部は、前記所定方向及び前記第１方向と直交する第２方向における両側に切り欠き部が設けられる、請求項４又は請求項５に記載のチャック装置。
7. 前記一対の第１爪部は、前記ワークと、前記一対の第１爪部を支持するベース部との間に隙間を形成させた状態で前記基部を挟む、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のチャック装置。
8. 前記一対の第１爪部のうちの他方は、前記第１方向に固定されている、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のチャック装置。
9. 前記一対の第２爪部は、前記基部のうち、他の爪部で挟むための取り合い領域を除いた所定領域を挟む、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のチャック装置。
10. 前記一対の第１爪部及び前記一対の第２爪部を支持するベース部は、前記一対の第１爪部及び前記一対の第２爪部により前記ワークを保持した状態で前記所定方向と平行な軸線まわりに回転した際の、前記軸線まわりの偏荷重を調整するためのバランス調整部を備える、請求項２に記載のチャック装置。
11. 前記一対の第１爪部を駆動する第１駆動部と、
    前記一対の第２爪部を駆動する第２駆動部と、
    前記一対の第１爪部により前記基部を挟んだ後に、前記一対の第２爪部により前記基部を挟むように前記第１駆動部及び前記第２駆動部を制御する制御部と、を備える、請求項１に記載のチャック装置。
12. 請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載のチャック装置を備える主軸と、
    前記チャック装置に保持された前記ワークを加工する加工部と、を備え、
    前記主軸は、前記ワークを前記所定方向と平行な軸線まわりに回転させ、
    前記加工部は、回転する前記ワークに対して加工を行う、工作機械。
13. 請求項１２に記載の工作機械と、
    前記主軸の前記チャック装置との間で前記ワークの受け渡しを行うローダ装置と、を備える、工作機械システム。