JPS6047043B2 - 環状物の把持装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、環状物、特に肉厚の薄い角形断面形状で比較
的径の大きい環状物を加工する際に用いる環状物の把持
装置に関する。

従来、環状物の加工は、第１工程で加工すべき環状物素
材の外周面をΞ爪チャック等で把持して内周面の仕上加
工と側面の前加工を行ない、第２工程で環状物の内周面
をコレットチャック等て把持して外周面と両側面の仕上
加工を行なうのが一般的であつた。

しかし、このような加工方法によると、肉厚の薄く比較
的径の大きい環状物、例えば磁気ディスクのスペース等
の場合には、製品に要求される精度のうち真円度は加工
精度の許容誤差範囲内に入るが、両側面の平行度及び平
面度は要求される加工精度が厳しいことと相俟つて許容
誤差範囲内に入りにくく、全体として不良品の発生する
率が大きかつた。

これは第２工程において、加工真円度が数百ミクロン程
度の環状物の内周面をコレットチャック等てほぼ真円に
近い状態に矯正して把持し、環状物が歪んだ状態でその
両側面を加工することが原因であつた。そこで、環状物
をコレットチャック等に把持させた際に生じる歪みの発
生要因である加工内周面の真円度誤差を、真円度の許容
値に関係なく小さくするため、第１工程において種々の
真円度誤差逓減法が試みられているが、環状物の真円度
誤差をコレットチャック等で把持しても歪みを生じさせ
ない値まで削減することは困難であつた。

本発明は上記の欠点に鑑み、環状物加工の第２工程にお
いて、環状物の内周面真円度誤差を矯正することなくそ
のままの状態で、または第１工程無しの状態で把持して
外周面及び両側面の加工を行なえるようにし、環状物の
両側面平行度及び平面度の精度を高めるようにした環状
物の把持装置の提供を目的とする。本発明の特徴とする
ところは、環状物をチャック本体の外周面に嵌着し、環
状物の一側面をチャックの軸方向基準面に当接させて位
置決めし、チャック本体外周面より放射状に多数の把持
爪を直接流体圧力により突出させて環状物の外周面を押
圧して把持するところにある。

以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を説明する。

第１図は環状物把持装置の正面図、第２図は第１図の側
面図、第３図は環状物把持装置の軸線にそつた中心縦断
面図、第４ａ乃至４ｃ図は把持爪およびその頭部の形状
を示す拡大斜視図、第５図は第３図の要部拡大図、第６
図は油圧回路図を示している。これら図面において、１
は工作機械の主軸台（図示せず）に回転自在に支承され
軸心に貫通穴を削設した主軸で、その先端部にアダプタ
２を介してチャック本体３が主軸１と同心状に装着して
ある。

チャック本体３は全体として円形に形成され、チャック
本体３の前方同一円周上に設けられた把持して加工すべ
き環状物Ｗの内周面の嵌着部４のみ堤型に僅かに突出し
ており、かつその外径は第１工程で仕上加工された環状
物Ｗの内周面直径と僅少な隙間を保つように形成されて
いる。５は堤型の嵌着部４に放射状かつ等間隔に多数穿
設された把持爪収納穴で、これら多数の把持爪収納穴５
にはそれぞれ環状物Ｗを内側から把持する把持爪６が出
没自在に嵌入されている。

本実施例の場合、把持爪６が２４個設けた構成となつて
いるが、環状物Ｗの径の大きさ、肉厚あるいは材質等に
応じて把持爪６の数を増減すことは自明のことである。
把持爪６は頭部６ａ及びピストン部６ｂから形成されて
おり、頭部６ａの形状としては環状物の内周面に喰込ま
せて切削力に打勝つトルクを与えるための第４ａ図に示
す尖頭形、環状物の外周切削時に環状物に作用する転倒
モーメントに打勝たせるための第４ｂ図に示す刃状形、
及び尖頭形と刃形状両機能を兼備した第４ｃ図に示す■
字形等がある。

環状物ｗの真円度、円筒度（側面の平行度、平面度）誤
差を矯正することなく環状物を把持するには第４ａ図に
示す頭部が尖頭形の把持爪を用いるのが良い。また環状
物Ｗの径の大きさ、肉厚、幅あるいは材質等によつては
第４ｂ図、第４ｃ図に示す刃状形、Ｖ字形の把持爪を組
み合せて使用しても良い。また、把持爪６は、把持爪収
納穴５及びこの把持爪収納穴５の開口部に挿着された固
定筒７とによつて把持爪用シリンダ８を形成しており、
把持爪６はこのシリンダ８に供給される油圧によつてそ
の頭部６ａの先端がチャック本体３の嵌着部４の外周面
から突出、没入するように半径方向に摺動する。９はチ
ヤツ本体３に螺着され先端部が把持爪６のピストン部６
ｂの長手方向に設けた長溝６ｃに係合するストッパピン
で、把持爪６の突出、没入行程を制限し、かつ把持爪６
が回転するのを防いでいる。

なお、把持爪６の頭部６ａが刃状形あるいは■字形の場
合は、刃部がチャック本体３の軸線方向と同じ方向に位
置するよう把持爪収納穴５に把持爪６が嵌入されている
。または６ｄはピストン部６ｂ両端に設けたＯ−リング
等のシール部材である。１１は環状物Ｗをチャック本体
３の嵌着部４に嵌着して軸方向に、直角を保つて正しく
位置決めするための位置決め部材で、その先端部に基準
面１１ａを形成し、かつ、チャック本体３の外周面にそ
つて軸線方向に等間隔で平行に複数本（図面では３本）
配設されている。

これら位置決め部材１１は、チャック本体３の後縁に形
成した鍔部３ａ及びアダプタ２に軸線方向に同時に摺動
可能に貫通支承され、その後端部はアダプタ２内におい
て主軸１先端部より突出して軸線方向に進退可能な中空
軸１４の先端部外径上に嵌合されたフランジ部材１２に
固着されている。１３はアダプタ２に位置決め部材１１
と同方向に数本植設されたガイドピンで、フランジ部材
１２の軸方向への円滑な移動と主軸１との同時回転を行
なわせるものである。

１４は主軸１の貫通穴に貫通して設けられた中空軸で、
先端はフランジ部材１２と固着し、後端は主軸１の後端
部に設けられた回転シリンダ１５のピストン１５ａと固
着している。

１６はさらに、中空軸１４の中空部を貫通して設けられ
た連結軸で、先端はチャック本体３と固着し、後端は回
転シリンダ１５の後部に隣接して設けられたロータリバ
ルブ１７と連結している６連結軸１６には２本の油圧路
１８ａ，１８ｂが穿設されており、この油圧路１８ａ，
１８ｂの先端はチャック本体３に多数形成された把持爪
用シリンダ８に、それぞれ油圧を流出入させるためチャ
ック本体３内に放射状に設けられた油路１０ａ，１０ｂ
と連接している。

１７ａ，１７ｂは把持爪用シリンダ８に圧油を流出入さ
せるロータリバルブ１７のボートで、１９ａ，１９ｂは
回転シリンダ１５に圧油を流出入させるボートである。

第６図は把持爪用シリンダ８と、回転シリンダ１５を駆
動させるための油圧回路て、把持爪用シリンダ８へと圧
油を流出入させる回路と回転シリンダ１５へ圧油を流出
入させる回路とは独立して設けられている。油圧ポンプ
２０からの圧油は、逆止弁２と調圧弁２２及び電磁弁２
３を介しロータリバルブ１７のボート１７ａあるいは１
７ｂから把持爪用シリンダ８に供給されるとともに、調
圧弁２４と電磁弁２５を介してボート１９ａあるいは１
９ｂから回転シリンダ１５に供給される。逆止弁２１は
、工作機械の稼動中に異常事態が生じ油圧ポンプ２２が
停止したような場合に、把持爪用シリンダ８に加わる圧
油の流出を防いて把持爪６の没入を防止し、環状物Ｗが
チャック本体３から飛び出すのを防ぐためのものである
。また、調圧弁２２及び２４はそれぞれのシリンダ８及
び．１５に供給される圧油の圧力を調整するものであり
、電磁弁２３及び２５はそれぞれのシリンダ８及び１５
への圧油の流入を切換制御するもので、図示せざる制御
装置あるいは検出器等からの信号て作動する。次に、本
発明の作用について説明する。

環状物Ｗの第２工程における加工開始信号が制御装置か
ら発せられると、回転シリンダ１５の油圧回路における
電磁弁２５が作動して圧油をボート１９ａから回転シリ
ンダ１５の左室に供給し、回転シリンダ１５のピストン
１５ａと固着する中空軸１４及びこの中空軸１４の先端
に固着するフランジ部材１２を介して複数本の位置決め
部材１１を軸線方向に同時に前進させ、その先端の同一
垂直面内に整列したそれぞれの基準面１１ａを堤型の嵌
着部４の側方に近接して一斉に位置決めする。

次いで、第１工程において、内周面の仕上加工と一側面
に位置決め部材１１の基準面１１ａとノ正確に当接させ
るための前加工が行なわれた環状物Ｗを、前加工の行な
われている側面を主軸１側に向けてチャック本体３に嵌
着し、かつその側面を位置決め部材１１の基準面１１ａ
に当接させることによつて環状物Ｗの軸方向の位置決め
を行な一う。なお、環状物Ｗの内周面仕上加工と一側面
の前加工を必要としないときは、第１工程は省略される
。

環状物Ｗの軸方向の位置決めが完了すると、把″持爪用
シリンダ８の油圧回路における電磁弁２３が作動して圧
油をロータリバルブ１７のボート１７ａと連結軸１６の
油圧路１８ａ及びチャック本体３の油圧路１０ａを介し
て多数の各把持爪用シリンダ８の下室に一斉に供給し、
各把持爪６を突出させその頭部６ａの先端で環状物Ｗの
内周面を等間隔の位置において均等な押圧力で把持する
。

環状物Ｗが軸方向の位置決めがなされた状態で内周面か
ら把持されると、電磁弁２５が作動し圧油をボート１９
ｂから回転シリンダ１５の右室に供給し、位置決め部材
１１を一斉に主軸側軸方向に後退させ、その後刃物台Ｃ
を主軸軸線及び半径方向（Ｚ，Ｘ両軸方向）に移動させ
て、図示の例では２本の工具Ｂによりチャックに把持さ
れた環状物Ｗの両側面を同時に加工する（第５図におけ
る二点鎖線の状態）。前記環状物Ｗの両側面の仕上加工
と環状物Ｗの外周面の仕上加工が終ると、電磁弁２３が
作動し圧油をボート１７ｂと油圧圧路１８ｂ及び１０ｂ
を介して把持爪用シリンダ８の上室に供給し、把持爪９
を把持爪収納穴５内に没入させ頭部６ａによる環状物内
周面の把持を解く。

把持爪６による把持を解かれた環状物Ｗは、チャック本
体３の嵌着部４から取り外され、これによつて環状物Ｗ
の第２■程もしくはすべての加工が完了する。これらの
一連の作業指令は、数値制御装置からのテープ指令等に
よつて行なう。環状物Ｗのチャック本体３への嵌着及び
取り外し作業は、チャック本体３の嵌着部４と環状物Ｗ
の内周面の隙間が僅かしかないので、自動的に行なう楊
合には位置決め精度の高いロボット等を用いるか、ある
いは、工作機械における刃物台が有する高い位置決め精
度を利用し、ターレツト刃物台の一つの工具取付面を利
用して環状物Ｗの把持装置を設け、搬送装置から一度刃
物台の把持装置に環状物Ｗを把持させた後ターレツト刃
物台を移動させて行なうことができる。

なお、上記説明では把持爪用シリンダ８及び回転シリン
ダ１５に油圧シリンダを用いて行なつたが、油圧シリン
ダに替えて空圧シリンダでも同様の作用を行なえること
は自明であろう。

以上の如く、本発明によれば、環状物の外径と両側面を
加工する場合には、環状物を内周面から等間隔に配設さ
れた多数の把持爪で相互に油圧力を補償しながら均等か
つ適切な押圧力で把持することができるので、従来のチ
ャック方法のように環状物を把持する場合に環状物を殊
更真円となるように矯正し却つて歪ませることがなく、
さらに軸方向の当接基準面が加工時に退避するので、環
状物をそのままの状態において両側面及び外周面の加工
を行なうことができる。

したがつて、環状物の両側面の加工精度を著るしく向上
させることができるといつた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明を説明するための一実施例を示すものてあ
り、笹１図は環状物把持装置の正面図、第２図は第１図
の側面図、第３図は環状物把持装置の軸線にそつた中心
縦断面図、第４ａ図乃至第４ｃ図は第４ａ図が尖頭形、
第４ｂ図が刃状形第４ｃ図が■字形の頭部形状を示す把
持爪の拡大斜視図、第５図は第３図の要部拡大図、第６
図は把持爪用シリンダ及び回転シリンダの油圧回路図を
示す。 １・・・・・・主軸、２・・・・・・アダプタ、３・・
・・・・チャック本体、４・・・・・・嵌着部、５・・
・・・・把持爪収納穴、６・・・・・・把持爪、８・・
・・・・把持爪用シリンダ、１１・・・・・・位ノ置決
め部材、１１ａ・・・・・基準面、１２・・・・・・フ
ランジ部材、１４・・・・・・中空軸、１５・・・・・
・回転シリンダ、１６・・・・・・連結軸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 角形断面形状を有し、肉厚の薄い環状物を把持する
   装置において、回転可能な主軸の先端部に装着され、前
   記環状物の内径よりも僅かに小さな径の外周面を有し、
   該外周面の同一周線上に等間隔で放射状に穿設された多
   数の把持爪収納穴と該把持爪収納穴に続くシリンダとを
   有するチャックと、該把持爪収納穴に出没自在に嵌入さ
   れた先端部が尖頭形の複数の把持爪と、前記チャックの
   軸方向に沿つて円周上等間隔に案内指示され、先端面が
   環状物の嵌着位置基準面となる位置決め部材と、前記主
   軸を貫通して設けられ、流体圧力により前記位置決め部
   材の前進後退を制御する中空軸と、該中空軸内に設けら
   れ、その中に流体圧力源からの流体を前記チャックのシ
   リンダに供給する流体通路を有する連結軸とを具備し、
   前記中空軸を駆動して前記位置決め部材を前記チャック
   の所定の位置に移動した後、前記チャックの外周面に環
   状物を前記位置決め部材の基準面に当接する位置まで嵌
   着し、この状態で前記連結軸の流体通路を介して流体を
   前記チャックのシリンダに供給し、前記把持爪を把持爪
   収納穴から突出させて環状物の内周面を把持爪の先端部
   により点接触で押圧して把持し、この後前記位置決め部
   材を前記中空軸を介して環状物より後退させることによ
   り、環状物の両側面あるいは外周面の加工を可能ならし
   めることを特徴とする環状物の把持装置。