JPH0441086A - 摩擦圧接機の回転側被加工物把持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、摩擦圧接機の回転側被加工物を把持するため
の装置に関するものである。

〔従来の技術］ 従来の摩擦圧接機においては、例えば特開平１−１２７
１８５号公報に示された摩擦圧接機に見られるように、
回転側被加工物を三方締めチャックを用いて把持してい
た。三方締めチャックを用いる場合、直径寸法が大きく
異なる複数種類の被加工物を１つの三方締めチャックで
把持することはできない。そのため被加工物を摩擦圧接
する場合には、複数種類用意した三方締めチャックの中
から被加工物の直径寸法に合った三方締めチャックを選
択して、これを回転駆動装置に取付けている。回転する
被加工物を把持する構造としては、三方締めチャックの
他にコレットチャックが知られており、コレットチャッ
クを摩擦圧接機の回転側被加工物把持装置として用いる
ものも提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ 三方締めチャックは、部品点数が多く、しかも価格が高
いため、被加工物の外径寸法に合った三方締めチャック
を複数種類用意することは把持装置の価格を増大させる
原因となっていた。また三方締めチャックは、構造が複
雑であるため、回転駆動装置への組付は及び回転駆動装
置からの取外しが面倒であり、取扱が不便であるばかり
なく、組立ミスが発生しやすい問題があった。

従来のコレットチャックを用いた把持装置も、三方締め
チャックを用いた従来の把持装置と同様に、被加工物の
外径寸法に応じて回転駆動装置に取付けられるコレット
チャックを複数種類用意していた。１個のコレットチャ
ックを用いて被加工物を把持する場合、外径寸法の大き
い被加工物であればコレットチャックの爪部の径方向の
肉厚を厚くする必要はないが、外径寸法が小さくなるに
したがって、コレットチャックの被加工物を把持する爪
部の径方向の肉厚を厚くしなければならない。爪部の肉
厚が厚くなると、その分だけ材料費が高くなってコレッ
トチャックの価格が増大する上、コレットチャックの重
量が増加して回転駆動装置への取付が面倒になる問題が
あった。

本発明の目的は、三方締めチャックを用いずに、外径寸
法の異なる複数種類の回転側被加工物を簡単に且つ少な
い部品点数で把持することができる摩擦圧接機の回転側
被加工物把持装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、コレットチャックを用いて回転側
被加工物把持装置を構成する場合に、被加工物を回転駆
動する回転駆動装置側に被加工物の軸線方向への移動を
阻止する構造を設けることなく、被加工物の軸線方向へ
の移動を阻止することができる摩擦圧接機の回転側被加
工物把持装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、外径寸法の異なる複数種類の回転側被加工物
を把持することができる摩擦圧接機の回転側被加工物把
持装置を特徴とする 請求項１の発明では、回転駆動装置に固定されて最大外
径寸法の被加工物を把持する最大コレットチャックと、
この最大コレットチャックの内側に締付は可能に嵌合固
定されて所定径寸法の被加工物を把持する少な（とも一
つの調整用コレットチャックからなるコレットチャック
重合体とから回転側被加工物把持装置を構成する。コレ
ットチャック重合体が、複数の調整用コレットチャック
から構成される場合には、外径寸法の小さい調整用コレ
ットチャックが外径寸法の大きい調整用コレットチャッ
クの内側に嵌合固定される。

請求項２の発明では、最大コレットチャック及び調整用
コレットチャックに、被加工物の非接合側端部と当接す
る被加工物当接部を設けている。

請求項３の発明では、調整用コレットチャックの爪部の
前方側端部に径方向外側に向かって伸びる取付用フラン
ジ部を設け、この取付用フランジ部を径方向外側に位置
する他のコレットチャックの爪部の前方側端面に当接さ
せて調整用コレットチャックを位置決めし、取付用フラ
ンジ部を前記能のコレットチャックの前方側端面にボル
ト止めまたはピン止めする。

［作　用コ 請求項１の発明で、最大外径寸法の被加工物を把持する
場合には、コレットチャック重合体を用いずに最大コレ
ットチャックにより被加工物を把持する。小径寸法の被
加工物を把持する場合には、コレットチャック重合体を
最大コレットチャックに嵌合固定して、コレットチャッ
ク重合体により被加工物を把持する。被加工物の外径寸
法に応じて、コレットチャック重合体を構成する調整用
コレットチャックの組合わせを選択する。本発明によれ
ば、三方締めチャックと比べて構造が簡単で部品点数が
少なく、しかも取付が容易なコレットチャックの組合わ
せにより外径寸法の異なる被加工物を把持するため、簡
単な構造で且つ簡単に複数種類の外径寸法の異なる被加
工物を把持できる。

１個のコレットチャックによって外径寸法の小さい被加
工物を把持すると、被加工物の外径寸法が小さくなるほ
どコレットチャックの重量が重くなりしかも価格も高く
なるが、これに比べて本発明で用いる最大コレットチャ
ックに嵌合固定されるコレットチャック重合体を構成す
る調整用コレットチャックは、重量が軽く取付も容易で
ある上、重量が軽くなる分だけ材料費が安くなるために
価格も安くなる。そのため本発明によれば、取付が容易
でしかも安価な把持装置を提供することができる。

請求項２の発明では、最大コレットチャック及び調整用
コレットチャックに、被加工物の非接合側端部と当接す
る被加工物当接部を設けているため、回転駆動装置側に
外径寸法の異なる被加工物と当接して被加工物の軸線方
向への移動を阻止するための特別な構造を設ける必要が
なく、また回転駆動装置側の構造を変更することなく、
外径寸法の異なるの被加工物を把持することができる。

請求項３の発明では、調整用コレットチャックに設けた
取付用フランジ部を径方向外側に位置する他のコレット
チャックの爪部の前方側端面に当接させるだけで調整用
コレットチャックの軸線方向の位置決めが完了する。ま
た取付用フランジ部を他のコレットチャックの前方側端
面にボルト止めまたはピン止めするだけで、簡単に調整
用コレットチャックの固定を行えるので、取付が非常に
容易になる。

［実施例コ 以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の一実施例の概略部
分断面図及び部分端面図を示しており、第１図（Ａ）は
第１図（Ｂ）のＡ−Ａ線部分断面図である。これらの図
において、１は回転駆動装置であり、回転駆動装置１の
主軸ケース２内には、ラジアル軸受３を介して主軸４が
回動自在に固定されている。主軸４の内部には第１及び
第２の油道５及び６が形成されており、これらの油道５
及び６は図示しない油圧制御装置に接続されている。

主軸４の前方側端部の内面には、第１ないし第４の円環
状壁面４０１〜４０４が形成されており、第１の円環状
壁面４０１によって囲まれた空間内には、円環状の油圧
シリンダカバー７が嵌合されている。油圧シリンダカバ
ー７は、ボルト８によって主軸４・に固定されている。

油圧シリンダカバー７の内周面７０１は、第３の円環状
壁面４０３と面一になるように形成されており、油圧シ
リンダカバー７の内周面７０１と第３の円環状壁面４０
３とによって囲まれた空間内には、これら２つの面に跨
がるようにして円筒状の駆動軸９が嵌合されている。駆
動軸９は液密シール１０及び１１を介して軸線方向に液
密に指動する。この駆動軸９の外周面９０１には、円環
状のプランジャ１２が一体に突設されている。プランジ
ャ１２の外周面には液密シール１３が配置され、プラン
ジャ１２の外周面は第２の円環状壁面４０２上を液密に
摺動する。１４及び１５は第１及び第２のシリンダ室で
あり、第１のシリンダ室１４は第１の油道５と連通して
おり、シリンダ室１４に油圧が供給されると、駆動軸９
は軸線方向後方（紙面の左側）に移動する。第２のシリ
ンダ室１５は第２の油道６と連通しており、シリンダ室
１５に油圧が供給されると、駆動軸は軸線方向前方（紙
面の右側）に移動する。

駆動軸９の前方側端部の外周面には、ネジ部９０２が形
成され、このネジ部９０２に最大外径寸法の被加工物を
把持する最大コレットチャック１６が螺合されている。

また主軸４の前方側端面４０５には、チャック用カバー
１７が固定されており、このチャック用カバー１７は円
環状のフランジ部１７１と筒状部１７２とから構成され
る。フランジ部１７１には周方向に所定の間隔をあけて
複数の貫通孔１７３が形成され、この貫通孔１７３に取
付ボルト１８・・・が挿入されて、チャック用カバーが
主軸４に固定されている。チャック用カバー１７の筒状
部１７２の前方側内周面には、前方側に向かうに従って
径寸法が増大する環状のテーパ面１７４が形成されてい
る。

最大コレットチャック１６は第２図（Ａ）及び（Ｂ）に
示した断面図と側面図に示すように、駆動軸９のネジ部
９０２と螺合されるネジ部１６２が内周に形成された筒
状の基部１６１と、この基部１６１と一体に形成された
型形成部１６３とからなる。型形成部１６３は筒状部分
に軸線方向に延びる８本のスリット１６４・・・を周方
向に等しい間隔で形成することにより、８個の爪部１６
５ａ〜１６５ｈを形成して構成される。爪部１６５ａ〜
１６５ｈの基本的構成は同じであるから、一つの爪部１
６５ａについてその構造を説明する。爪部１６５ａは、
円弧状の板状部１６５ａｌと、チャック用カバー１７の
テーパ面１７４と接触する傾斜面１６５ａ３を備えた傾
斜片部１６５ａ２と、傾斜片部１６５ａ２の径方向内側
に突設された円弧状の起立片１６５　ａ４とを備えてい
る。傾斜片部１６５　ａ　２の前方側端面１６５ａ５に
は、ネジ孔１６５ａ６が形成されている。なお爪部１６
５ａの起立片１６５ａ４は、他の爪部１６５ｂ〜１６５
ｈの起立片１６５ｂ４〜１６５ｈ４と一緒になって、被
加工物の軸線方向への移動を阻止するための被加工物当
接部を構成している。起立片１６５ａ４には、長円形の
位相合せ用貫通孔１６５ａ７が形成されている。この貫
通孔１６５ａ７には、最大コレットチャック１６で被加
工物を直接把持する場合に、被加工物を貫通して挿入さ
れる位相合せピンが挿入される。本実施例では、最大コ
レットチャック１６の径方向内側に調整用コレットチャ
ック１９を嵌合固定して、外径寸法の小さい被加工物を
把持するため、この位相合せ用貫通孔１６５ａ７は使用
しない。なお最大コレットチャック１６で、被加工物を
把持する場合には、爪部１６５ａ〜１６５ｈの前方側端
部の内周面１６５ａ８〜１６５ｈ８と起立片１６５ａ４
〜１６５ｈ４とによって囲まれた空間内に、被加工物が
嵌合されて把持される。

調整用コレットチャック１９は、最大コレットチャック
１６にボルト止めされている。調整用コレットチャック
１９は、第３図（Ａ）及び（Ｂ）に示した断面図と側面
図に示されるように、環状の突部１９２を一体に有する
筒状の基部１９１と、この基部１９１と一体に形成され
た型形成部１９３とからなる。型形成部１９３はフラン
ジ付の筒状部分に軸線方向に延びる８本のスリット１９
４を形成することにより、８個の爪部１９５ａ〜１９５
ｈを形成して構成される。爪部１９５ａ〜１９５ｈの基
本的構成は同じであるから、一つの爪部１９５ａについ
てその構造を説明する。爪部１９５ａは、円弧状の板状
部１９５ａｌと、最大コレットチャック１６に嵌合され
る段部１９５ａ３を備えた円弧状の嵌合部１９５　ａ２
と、嵌合部１９５ａ２に一体に固定されて径方向外側に
突出する円弧状の取付用フランジ部１９５　ａ４とから
構成される。嵌合部１９５ａ２には、長円形の貫通孔１
９５ａ５が形成され、この貫通孔には被加工物を貫通し
て挿入される位相合せピンが挿入される。取付用フラン
ジ部１９５　ａ４には、取付ボルト挿入用貫通孔１９５
　ａ６が形成されている。なお爪部１９５ａの嵌合部１
９５ａ２は、他の爪部１９５ｂ〜１９５ｈの嵌合部１９
５ｂ２へ・１９５ｈ２と一緒になって、被加工物の軸線
方向への移動を阻止するための被加工物当接部を構成し
ている。

第１図（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、調整用コレ
ットチャック１９は、各爪部１９５ａ〜１９５ｈの取付
フランジ部１９５ａ４・・・を最大コレットチャック１
６の各爪部１６５ａ〜１６５ｈの前方側端面１６５ａ５
・・・に当接させ、ボルト２０を貫通孔１９５ａ６・・
・を通してネジ孔１６５ａ６に螺合させることにより、
最大コレットチャック１６に嵌合固定される。なお本実
施例では、１個の調整用コレットチャック１９が、コレ
ットチャック重合体を構成している。

第１図において、調整用コレットチャック１９には、被
加工物として管フランジ２１のフランジ部２１１が把持
されている。フランジ部２１１には、周方向にほぼ一定
の間隔をあけて取付用貫通孔２１２が形成されている。

管フランジ２１の位置決め（位相合せ）は、取付用貫通
孔２１２の１つに挿入したピン（図示せず）を、調整用
コレットチャック１９の爪部１９５ａに形成した貫通孔
１９５ａ５まで挿入することにより、簡単に行うことが
できる。

管フランジ２１を把持する場合には、図示しないピンを
貫通孔２１２と貫通孔１９５ａ５に挿入した状態で、第
１のシリンダ室１４に油圧を供給し、プランジャ１２を
軸線方向の後方側（紙面で左側）に移動させる。プラン
ジャ１２が後方側に移動すると、駆動軸９も後方側に移
動して、最大コレットチャック１６が軸線方向後方側に
移動する。最大コレットチャック１６が軸線方向後方側
に移動すると、爪部１６５ａ〜１６５ｈの傾斜面１６５
　ａ３・・・がチャック用カバー１７のテーパ面１７４
上を摺動して、最大コレットチャック１６の爪部１６５
ａ〜１６５ｈが径方向内側に移動し、爪部１６５ａ〜１
６５ｈの移動に伴って調整用コレットチャック１９の爪
部１９５ａ〜１９５ｈも径方向内側に移動して、調整用
コレットチャック１９による管フランジ２１の把持が完
了する。管フランジ２１の把持が完了した後に、図示し
ないピンを貫通孔２１２及び１９５ａ５から引き抜く。

なお貫通孔１９５　ａ５は、径方向に長径軸が沿う長円
形を呈しているため、爪部１９５ａ〜１９５ｈが径方向
内側に移動する場合に、図示しないピンが爪部１９５ａ
の移動を阻止することはない。

管フランジ２１と管２２とを摩擦圧接する場合には、図
示しない把持装置によって固定した管２２の端面と管フ
ランジ２１の端面とを当接させた状態で、回転駆動装置
１を駆動して主軸４を回転し、管２２の端面と管フラン
ジ２１の端面との間に摩擦熱を発生させる。摩擦圧接後
、管フランジ２１の把持を解除する場合には、シリンダ
室１５に油圧を供給して駆動軸９を軸線方向前方に移動
させる。

第１図の実施例は、最大コレットチャック１６によって
把持される被加工物の外径寸法よりもひとまわり外径寸
法が小さい被加工物を把持するために、１つの調整用コ
レットチャック１９からなるコレットチャック重合体を
用いた例であるが、第４図（Ａ）及び（Ｂ）は２つの調
整用コレットチャックからなるコレットチャック重合体
を用いて更に外径寸法の小さい被加工物を把持する場合
の実施例の概略部分断面図及び部分端面図を示している
。この例では、フランジを有しない管２１′を把持する
ものであり、コレットチャック重合体は第１の調整用コ
レットチャック１９′と該コレットチャックに嵌合固定
された第２の調整用コレットチャック２３とから構成さ
れる。なお第４図において、第１図ないし第３図に示し
た実施例と同じ部分には第１図に付した符号と同じ符号
を付して説明を省略する。第１の調整用コレットチャッ
ク１９′は、第１図の実施例の調整用コレットチャック
１９と実質的に同じであるが、第２の調整用コレットチ
ャック２３を固定するために、第３図（Ｂ）に示した調
整用コレットチャック１９の嵌合部１９５ａ２〜１９５
ｈ２にボルト止め用のネジ孔１９５ａ６’・・・を設け
ている点で異なる。

なお第１の調整用コレットチャック１９′には、位相合
せ用の貫通孔は設けられていない。第２の調整用コレッ
トチャック２３の基本的な構成も第１の調整用コレット
チャック１９′と同じであり、２３１は環状の突部２３
２を一体に有する筒状の基部、２３３は型形成部、２３
４は型形成部２３３に形成された８本のスリットであり
２３５ａ〜２３５ｈは８個の爪部である。爪部２３５ａ
〜２３５ｈの円弧状のフランジ部２３５ａ４〜２３５ｈ
４には、ボルト止め用のボルト２４が挿入される貫通孔
２３５ａ６〜２３６　ｈ６が形成されている。被加工物
である管２１′を把持する際の動作は、第１図の実施例
の場合と同じである。なおこの実施例においても第２の
調整用コレットチャック２３の円弧状の嵌合部２３５　
ａ２・・・が、管２３の軸線方向への移動を阻止する被
加工物当接部を構成している。

更に外径寸法の小さい被加工物を把持する場合には、更
に第３の調整用コレットチャックを設けてもよいし、第
２の調整用コレットチャック２３の爪部の形状を変える
ことにより対応することもできる。

上記実施例においては、カバー１７を固定して、最大コ
レットチャック１６を軸線方向に移動することにより、
被加工物の把持を行っているが、コレットチャック１６
を固定してカバー１７を軸線方向に移動させることによ
り被加工物を把持するようにしてもよい。

また上記実施例においては、外径寸法の大きい（径方向
外側の）コレットチャックにネジ孔を設けて、外径寸法
の小さい（径方向内側の）コレットチャックに設けた貫
通孔にボルトを挿入することにより、最大コレットチャ
ックにコレットチャック重合体を固定しているが、外径
寸法の大きいコレットチャックにボルト部材を固定し、
外径方向の小さい（径方向内側の）コレットチャックに
設けた貫通孔にこのボルト部材を挿入し、ナツトを用い
て径方向外側のコレットチャックにコレットチャック重
合体を固定することもできる。またボルト止めに代えて
ピン止めを用いることもできる。

上記実施例は、軸線方向の長さが短い被加工物を把持す
る場合の例であるが、軸線方向の長さが比較的長い被加
工物を把持する場合には、コレットチャックに被加工物
の軸線方向側端部と当接する被加工物当接部を設けない
。

コレットチャック重合体の構成は任意であり、所望の外
径寸法の被加工物を把持する場合には、適宜の調整用コ
レットチャックを組合せてコレットチャック重合体を構
成すればよい。

［発明の効果］ 請求項１の発明によれば、三方締めチャックと比べて構
造が簡単で部品点数が少なく、しかも取付が容易なコレ
ットチャックの組合わせにより外径寸法の異なる被加工
物を把持するため、簡単な構造で且つ簡単に複数種類の
外径寸法の異なる被加工物を把持できる利点がある。ま
た１個のコレットチャックによって外径寸法の小さい被
加工物を把持すると、被加工物の外径寸法が小さくなる
ほどコレットチャックの重量が重くなってしかも価格が
高くなるが、これに比べて本発明で用いる最大コレット
チャックに嵌合固定されるコレットチャック重合体を構
成する調整用コレットチャックは、重量が軽く取付も容
易である上、重量が軽くなる分だけ材料費が安くなるた
めに価格も安い。

そのため本発明によれば、取付が容易でしかも安価な把
持装置を得ることができる。

また請求項２の発明によれば、最大コレットチャック及
び調整用コレットチャックに、被加工物の非接合側端部
と当接する被加工物当接部を設けているため、回転駆動
装置側に外径寸法の異なる被加工物と当接して被加工物
の軸線方向への移動を阻止するための特別な構造を設け
る必要がなく、また回転駆動装置側の構造を変更するこ
となく、外径寸法の異なる被加工物を把持することがで
きる利点がある。

更に請求項３の発明によれば、調整用コレットチャック
に設けた取付用フランジ部を径方向外側に位置する他の
コレットチャックの爪部の前方側端面に当接させるだけ
で調整用コレットチャックの軸線方向の位置決めが完了
し、また取付用フランジ部を他のコレットチャックの前
方側端面にボルト止めまたはピン止めするだけで、簡単
に調整用コレットチャックの固定を行えるので、取付が
非常に容易になる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の一実施例の概略部分
断面図及び部分端面図、第２図（Ａ）及び（Ｂ）は最大
コレットチャックの縦断面図及び側面図、第３図（Ａ）
及び（Ｂ）は調整用コレットチャックの縦断面図及び側
面図、第４図（Ａ）及び（Ｂ）は２つの調整用コレット
チャックからなるコレットチャック重合体を用いた実施
例の概略部分断面図及び部分端面図である。 １・・・回転駆動装置、２・・・主軸ケース、３・・・
ラジアル軸受、４・・・主軸、５，６・・・抽選、７・
・・油圧シリンダカバー、８・・・ボルト、９・・・駆
動軸、１０゜１１．１３・・・液密シール、１２・・・
プランジャ、１４．１５・・・シリンダ室、１６・・・
最大コレットチャック、１６５ａ　〜１６５ｈ・・・爪
部、１６５ａ４〜１６５ｈ４・・・起立片（被加工物当
接部）、１７・・・チャック固定カバー　１８・・・取
付ボルト、１９・・・調整用コレットチャック（コレッ
トチャック重合体）、ｌｉ・・・第１の調整用コレット
チャック、１９５ａ　〜１９５ｈ−・・爪部、１９５ａ
２〜１９５ｈ２・・・嵌合部（被加工物当接部）、１９
５ａ４〜１９５ｈ４・・・取付用フランジ部、２０・・
・ボルト、２１・・・管フランジ（被加工物）、２１′
・・・フランジを有しない管（被加工物）、２１１・・
・フランジ部、２２・・・管、２３・・・第２の調整用
コレットチャック。 （Ｂ） （Ｂ） 落

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）外径寸法の異なる複数種類の回転側被加工物を把
   持できる摩擦圧接機の回転側被加工物把持装置において
   、 回転駆動装置に固定されて最大外径寸法の被加工物を把
   持する最大コレットチャックと、前記最大コレットチャ
   ックの内側に締付け可能に嵌合固定されて所定径寸法の
   被加工物を把持する少なくとも一つの調整用コレットチ
   ャックからなるコレットチャック重合体とからなる摩擦
   圧接機の回転側被加工物把持装置。
2. （２）前記最大コレットチャック及び前記調整用コレッ
   トチャックには、前記被加工物の非接合側端部と当接す
   る被加工物当接部が設けられている請求項１に記載の摩
   擦圧接機の回転側被加工物把持装置。
3. （３）前記調整用コレットチャックの爪部の前方側端部
   には径方向外側に向かって伸びる取付用フランジ部が設
   けられ、 前記取付用フランジ部が径方向外側に位置する他のコレ
   ットチャックの爪部の前方側端面に当接するようにして
   前記調整用コレットチャックが位置決めされ、 前記取付用フランジ部は前記他のコレットチャックの前
   記前方側端面にボルト止めまたはピン止めされている請
   求項１に記載の摩擦圧接機の回転側被加工物把持装置。