JPH0815674B2 - 摩擦圧接機の回転側被加工物把持装置 - Google Patents

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１−1271
85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け及び回転駆動
装置からの取外しが面倒であり、取扱が不便であるばか
りでなく、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
把持装置を対象とする。

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。

［作 用］ 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］ 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403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摺動する。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17
1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17
4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爪形成部163
とからなる。爪形成部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165a〜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165aについてその構造を説明する。爪部165a
は、円弧状の板状部165a1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165a
2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165a4とを備えている。傾斜片部165a2の前方側端
面165aには、ネジ孔165a6が形成されている。なお爪部1
65aの起立片165a4は、他の爪部165b〜165hの起立片165b
4〜165h4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、長円形の位置合せ用貫通孔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
して挿入される位置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爪形成部19
3とからなる。爪形成部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194を形成することによ
り、８個の爪部195a〜195h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195a1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195a2と、嵌合部19
5a2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195a4とから構成される。嵌合部195a2
には、長円形の貫通孔195a5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195a4には、取付ボルト挿入用
貫通孔195a6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195b2〜195h2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16の各爪部165a〜165
hの前方側端面165a5…に当接させ、ボルト20を貫通孔19
5a6…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165a3…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165a〜165hが径方向内側に移動し、爪部165a〜165hの
移動に伴って調整用コレットチャック19の爪部195a〜19
5h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1
95a5から引き抜く。なお貫通孔195a5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195a2〜195h2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232を一体に有する筒状の基
部、233は爪形成部、234は爪形成部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〜235bの円弧状のフランジ部235a4〜235h4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235a2…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、ナットを用い
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……油道、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）、19′
……第１の調整用コレットチャック、195a〜195h……爪
部、195a2〜195h2……嵌合部（被加工物当接部）、195a
4〜195h4……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。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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。