JP2007268623A - コレットチャックの姿勢保持構造体及び該構造体を備えた工作機械 - Google Patents
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Abstract
【課題】スリーブが後退してコレットチャックが開いた状態でもコレットチャックの中心軸が主軸の中心軸に一致した状態を維持することができるコレットチャックの姿勢保持構造体及び該構造体を備えた工作機械を提供する。
【解決手段】キャップ30の開口部34は、コレットチャック20の開き量を、ワークをチャック20に対して着脱できる必要最小限に規制するような大きさを有する。キャップ30の開口部34を画定する壁面36は、チャック20の開き量規制手段として作用する。具体的には、開口部34は、ワークを把持するチャック20の把持部すなわち前部22の内径がワークの外径寸法の5%より小さい量だけ大きくなるような大きさを有する。
【選択図】図1
【解決手段】キャップ30の開口部34は、コレットチャック20の開き量を、ワークをチャック20に対して着脱できる必要最小限に規制するような大きさを有する。キャップ30の開口部34を画定する壁面36は、チャック20の開き量規制手段として作用する。具体的には、開口部34は、ワークを把持するチャック20の把持部すなわち前部22の内径がワークの外径寸法の5%より小さい量だけ大きくなるような大きさを有する。
【選択図】図1
Description
本発明は、押し型のコレットチャックにおいてワーク着脱時に生じ得るコレットチャックの位置ずれを防止してその姿勢を保持する姿勢保持構造体及び該構造体を備えた工作機械に関する。
主軸の後方から棒材を供給し主軸先端に設けたコレットチャックにより把持して棒材を回転させるとともに、棒材を切削する切削工具と主軸とを径方向及び軸方向に相対移動させながら切削加工を行う自動旋盤等の工作機械においては、一般に、加工された被加工物すなわちワークの軸方向の精度を効率的に確保するために、ワークを軸方向に変位させずに把持する押し型のコレットチャックが使用される。
特に、主軸によって加工されたワークを引き続いて主軸から背面主軸に受け渡して二次加工を行う場合の背面主軸においては、主軸で所定の加工を終え所定長さに突切り切断加工されたワークの所定部位を正確にかつ軸方向の位置精度を確保して把持する必要があることから、押し型のコレットチャックが使用される。例えば特許文献1には、2軸対向型の自動旋盤におけるワークの受け渡し方法が開示されている。
図3及び図4は、従来の押し型コレットチャックを備えた背面主軸の側断面図であり、それぞれチャックが閉じた状態及び開いた状態を示している。背面主軸100は、その前端部102に配置されて背面主軸100内をその長手方向に摺動可能に構成されたスリーブ110を有する。スリーブ110は略円筒状に構成され、その先端部112の内面112aはテーパ状に形成される。スリーブ110内には押し型式のコレットチャック120(以降、単にチャックと称する)が配置される。チャック120は、被加工物すなわちワークWを把持する把持部122と、スリーブ110の先端部112の内面112aに係合するテーパ面124aを備えたテーパ部124とを有する。また背面主軸100の前端部102には、チャック120のテーパ部124の突当て面124bに当接する支持面132を備えたキャップ130が、螺着等により固定される。キャップ130は、チャック120の把持部122が挿通される開口部134を有する。
チャック120を開いてワークの着脱を行うときは、図4に示すように、スリーブ110が背面主軸100の長手方向後方(図では右側)に移動し、それによりスリーブ110の先端部112の内面112aがチャック120のテーパ面124aから離れ、チャック120が開く。ここで、キャップ130の開口部134は、チャック120がワークの着脱を行いやすくするために十分に開くことができるように、チャック120の外形よりもかなり大きめに(例えば開口部の外径はチャックの外径より1mm以上大きく)形成される。
図4に示したように、チャック120を開くときは、スリーブ110の後退とともにテーパ状のスリーブ先端部112もチャック120に対して移動する。ここで、キャップ130の開口部132は、チャック120が十分に開くことができるように、完全に開いたチャック120の外径よりもさらに大きい内径を有するように形成されているため、開いたチャックと開口部を画定する壁面とは接触せず、すなわち開いたチャックをその前部で支持する部材がなくなった状態となる。従ってチャック120は、チャック120の中心軸が主軸100の中心軸に正確に位置合わせされた状態に保持されることが困難となり、図5に示すように、主軸に対していくらか傾いた(図ではチャックの左側が下がった状態)状態となる。
この状態は、加工すべきワークが例えば直径1mm以下のようないわゆる「細物」であるときに影響が大きい。例えば主軸においては、主軸のチャック120が開くとともにチャックの縦割り溝も大きく広がり、被加工物である棒材又はワークのチャック時に問題となる。さらに、ワークを主軸にて把持して一次加工が終了した後に、対向する背面主軸にて把持してさらに二次加工を行うときに、ワークが細物でかつその長さが比較的短い場合には、背面主軸でのワークの把持に不具合が生じたり、仮に把持できたとしても正確な位置での把持とはならず、ワークが傷付いたり不正確な加工となってしまったりする虞がある。
また特許文献1に記載のワークの受け渡し方法は、ワーク受け渡し時の主軸の送り軸方向のトルクを調節することによって、両掴みされたワークに大きな応力がかかることを防止するものであり、ワークを把持する前の受け側のチャックが主軸に対して傾いた場合を想定したものではない。
そこで本発明は、スリーブが後退してコレットチャックが開いた状態でもコレットチャックの中心軸が主軸の中心軸に一致した状態を維持することができるコレットチャックの姿勢保持構造体及び該構造体を備えた工作機械を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、主軸、該主軸の前端部に、該主軸に対して相対移動可能に取り付けられるスリーブ、及び、該スリーブの相対移動によって開閉可能に構成されるとともに該スリーブに後部が支持された押し型のコレットチャックを有する工作機械において使用される、前記コレットチャックが開いたときの姿勢を保持するためのコレットチャックの姿勢保持構造体であって、前記コレットチャックが開くときの開き量を、被加工物を該コレットチャックに対して着脱できる必要最小限に規制するとともに、開いたときの前記コレットチャックの前部を支持するように構成された開き量規制手段を有することを特徴とする、コレットチャックの姿勢保持構造体を提供する。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のコレットチャックの姿勢保持構造体において、前記開き量規制手段は、前記コレットチャックの前部が挿通される開口部を画定する壁面である、コレットチャックの姿勢保持構造体を提供する。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のコレットチャックの姿勢保持構造体において、前記姿勢保持構造体は、前記主軸の前端部に固定されるとともに、閉じているときの前記コレットチャックの前部の一部に当接するキャップであり、前記開口部は前記キャップに形成される、コレットチャックの姿勢保持構造体を提供する。
請求項4に記載の発明は、請求項2に記載のコレットチャックの姿勢保持構造体において、前記姿勢保持構造体は、前記キャップの前面に着脱可能に取り付けられたアタッチメントであり、前記開口部は前記アタッチメントに形成される、コレットチャックの姿勢保持構造体を提供する。
請求項5に記載の発明は、請求項2〜4のいずれか1項に記載のコレットチャックの姿勢保持構造体において、前記開口部の直径は、前記コレットチャックが開いているときの、被加工物を把持する前記コレットチャックの把持部の内径が、前記被加工物の外径寸法の5%より小さい量だけ大きくなるように定められる、コレットチャックの姿勢保持構造体を提供する。
請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか1項に記載のコレットチャックの姿勢保持構造体を備えた工作機械を提供する。
本発明に係るコレットチャックの姿勢保持構造体は、コレットチャックが開くときの開き量を、被加工物をコレットチャックに対して着脱できる必要最小限に規制するとともに、開いたときのコレットチャックの前部を支持することができる。従ってコレットチャックの姿勢を適切に保持し、ワーク把持の際の不具合を防止することができる。
開き量規制手段を、コレットチャックの前部が挿通される開口部を画定する壁面とすることにより、コレットチャックの開き量を容易かつ正確に設定することができる。
また姿勢保持構造体を、主軸の前端部に固定されるとともに閉じているときのコレットチャックの前部の一部に当接するキャップとし、開口部をキャップに形成することにより、新たな部材を付加することなく本発明を実施することができる。
あるいは姿勢保持構造体をキャップの前面に着脱可能に取り付けられたアタッチメントとし、開口部をアタッチメントに形成することにより、コレットチャックの姿勢変化を考慮すべき細物のワークを加工する場合にのみアタッチメントを使用し、他のワークを加工する場合はアタッチメントを外してコレットチャックの開き量を規制せずにワークの着脱を容易にするといった使い分けが可能になる。
以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。
図1は、本発明に係るコレットチャックの姿勢保持構造体を備えた、押し型のコレットチャックを有する工作機械の背面主軸前部の側断面図である。背面主軸1は、その前端部2に配置されて背面主軸1内をその長手方向に摺動可能に構成されたスリーブ10を有する。スリーブ10は略円筒状に構成され、その先端部12の内面12aはテーパ状に形成される。スリーブ10内には押し型式のコレットチャック20(以降、単にチャックと称する)が配置される。チャック20は、被加工物すなわちワークを把持する把持部22と、スリーブ10の先端部12の内面12aに係合するテーパ面24aを備えたテーパ部24とを有する。また背面主軸1の前端部2には、チャック20のテーパ部24の突当て面24bに当接する支持面32を備えたキャップ30が、螺着等により固定される。キャップ30は、チャック20の把持部22が挿通される開口部34を有する。
図1は、本発明に係るコレットチャックの姿勢保持構造体を備えた、押し型のコレットチャックを有する工作機械の背面主軸前部の側断面図である。背面主軸1は、その前端部2に配置されて背面主軸1内をその長手方向に摺動可能に構成されたスリーブ10を有する。スリーブ10は略円筒状に構成され、その先端部12の内面12aはテーパ状に形成される。スリーブ10内には押し型式のコレットチャック20(以降、単にチャックと称する)が配置される。チャック20は、被加工物すなわちワークを把持する把持部22と、スリーブ10の先端部12の内面12aに係合するテーパ面24aを備えたテーパ部24とを有する。また背面主軸1の前端部2には、チャック20のテーパ部24の突当て面24bに当接する支持面32を備えたキャップ30が、螺着等により固定される。キャップ30は、チャック20の把持部22が挿通される開口部34を有する。
図1に示すように、チャック20がワークWを把持している状態では、スリーブ10がワーク側(図1では左側)に位置する。すなわち、スリーブ10のテーパ面12aによってチャック20のテーパ面24aが押圧されるが、チャック20はその突当て面24bがキャップ30の支持面32に当接しているので(図1の左方向へ)前進できず、チャック20が閉じられてワークが把持される。
ワーク加工後にチャック20を開いてワークの着脱を行うときは、スリーブ10が背面主軸1の長手方向後方(図では右側)に移動する。一方チャック20はその後端部に当接するスプリング3によってワーク側(図では左側)に常に付勢されているので、スリーブ10の先端部12の内面12aがチャック20のテーパ面24aから離れ、チャック20が開く。ここで、キャップ30の開口部34は、チャック20の開き量を、ワークをチャック20に対して着脱できる必要最小限に規制するような大きさを有する。すなわち、キャップ30の開口部34を画定する壁面36は、いわばチャック20の開き量規制手段として作用する。具体的には、開口部34は、ワークを把持するチャック20の把持部すなわち前部22の内径がワークの外径寸法の5%より小さい量だけ大きくなる(例えばワークの外径が1mmであれば把持部の内径は最大1.04mmまで拡大可能)ような大きさを有する。この程度の内径であれば、ワークの着脱は十分スムーズに行うことができる。なお加工が終了したワークは、チャック20内を主軸の長手方向に可動に設けられたノックアウトピン4によって押出されることによってチャックから分離される。
またこのような大きさに形成された開口部34を画定する壁面36は、開いたチャック20の前部22を支持する支持面としても作用する。図1に示すように、チャック20の後部26はスリーブ10の内壁部16に常時支持されているので、結果的にチャック20は、開いた状態であっても前部及び後部の双方において支持される(実質的にいわゆる2点支持状態となる)ことになり、チャック自身が開くことを除けば図1の位置及び姿勢から実質的に変化せず、図5に示した従来例のように実質的に後部のみの支持となって傾くことはない。従って開いたチャック20に次のワークを把持させるときに、チャック20が傾いている(センタリングされていない)ことによる把持の失敗や不正確な姿勢でのワークの把持が防止される。
図2は、本発明の他の好適な実施形態を示す図である。図1の実施形態と異なる点は、キャップ30′が従来と同様のチャック外径よりかなり大きい開口部を有する代わりに、上述の開口部34と同様の考え方に基づいて形成された開口部42を備えたアタッチメント40がキャップ30′の前部に取り付けられていることである。この場合、アタッチメント40の開口部42を画定する壁面44が、チャック20の開き量を規制するとともにチャック20の前部を支持する支持部材として作用する。他の構成は図1と同様であってよい。
なおアタッチメント40は、図示するように、ネジ50等によりキャップ30′に対して着脱可能に取り付けられることが好ましい。このような構成にすれば、チャック20の姿勢変化(傾き)を考慮すべき細物のワークを加工する場合にのみアタッチメント40を使用し、そのような考慮の必要がないワークを加工する場合はアタッチメント40を外してチャック20の開き量を規制せずにワークの着脱を容易にするといった使い分けが可能になる。
1、100 主軸
10、110 スリーブ
20、120 チャック
30、30′、130 キャップ
34、42 開口部
36、44 壁面
40 アタッチメント
W ワーク
10、110 スリーブ
20、120 チャック
30、30′、130 キャップ
34、42 開口部
36、44 壁面
40 アタッチメント
W ワーク
Claims (6)
- 主軸、該主軸の前端部に、該主軸に対して相対移動可能に取り付けられるスリーブ、及び、該スリーブの相対移動によって開閉可能に構成されるとともに該スリーブに後部が支持された押し型のコレットチャックを有する工作機械において使用される、前記コレットチャックが開いたときの姿勢を保持するためのコレットチャックの姿勢保持構造体であって、
前記コレットチャックが開くときの開き量を、被加工物を該コレットチャックに対して着脱できる必要最小限に規制するとともに、開いたときの前記コレットチャックの前部を支持するように構成された開き量規制手段を有することを特徴とする、コレットチャックの姿勢保持構造体。 - 前記開き量規制手段は、前記コレットチャックの前部が挿通される開口部を画定する壁面である、請求項1に記載のコレットチャックの姿勢保持構造体。
- 前記姿勢保持構造体は、前記主軸の前端部に固定されるとともに、閉じているときの前記コレットチャックの前部の一部に当接するキャップであり、前記開口部は前記キャップに形成される、請求項2に記載のコレットチャックの姿勢保持構造体。
- 前記姿勢保持構造体は、前記主軸の前端部に固定されるとともに、閉じているときの前記コレットチャックの前部の一部に当接するキャップの前面に着脱可能に取り付けられたアタッチメントであり、前記開口部は前記アタッチメントに形成される、請求項2に記載のコレットチャックの姿勢保持構造体。
- 前記開口部の直径は、前記コレットチャックが開いているときの、被加工物を把持する前記コレットチャックの把持部の内径が、前記被加工物の外径寸法の5%より小さい量だけ大きくなるように定められる、請求項2〜4のいずれか1項に記載のコレットチャックの姿勢保持構造体。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載のコレットチャックの姿勢保持構造体を備えた工作機械。
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JP2006094042A JP2007268623A (ja) | 2006-03-30 | 2006-03-30 | コレットチャックの姿勢保持構造体及び該構造体を備えた工作機械 |
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
JPWO2015155827A1 (ja) * | 2014-04-08 | 2017-04-13 | 株式会社ダイヤ精機製作所 | コレットチャック、チャック装置、及び、加工製品の製造方法 |
CN107127619A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-09-05 | 天津天海同步科技有限公司 | 一种高精度同步器齿圈热后加工车槽夹具 |
-
2006
- 2006-03-30 JP JP2006094042A patent/JP2007268623A/ja active Pending
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JPWO2015155827A1 (ja) * | 2014-04-08 | 2017-04-13 | 株式会社ダイヤ精機製作所 | コレットチャック、チャック装置、及び、加工製品の製造方法 |
KR101801502B1 (ko) * | 2014-04-08 | 2017-11-24 | 가부시키카이샤 다이아 세이키 세이사쿠죠 | 콜릿 척, 척 장치, 및 가공 제품의 제조 방법 |
CN107127619A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-09-05 | 天津天海同步科技有限公司 | 一种高精度同步器齿圈热后加工车槽夹具 |
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