(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャックするべきワークを囲むように回転主軸上に配置された複数のコレットと、これらコレットに外接するスリーブとを備え、上記複数のコレットとスリーブとの間に軸線方向の相互摺動によりコレットの内径を変化させるテーパ状の相互摺動部を形成したマイクロマシン用自動チャックにおいて、上記複数のコレットとスリーブとの間でその軸線方向に介設して相互間の位置を変化させるように磁歪により伸縮する超磁歪素子による伸縮体と、
この伸縮体に臨んで固定側から磁界を作用するコイル磁石とを備えたことを特徴とするマイクロマシン用自動チャック。
【請求項２】
前記複数のコレットとスリーブとの間でその軸線方向に介設して複数のコレットが縮径する方向に付勢する付勢部材を設け、この付勢部材による付勢力に対抗する方向に磁歪動作するように前記伸縮体を配置したことを特徴とする請求項１記載のマイクロマシン用自動チャック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロマシン用自動チャックに関し、特に、コレットの開閉およびそのチャック力の調節の機能を確保しつつ、構成の微細化に適合するマイクロマシン用自動チャックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ワークを掴むための複数のコレットと、テーパ状の摺動部を形成したスリーブと、これら両者間を相互に進退させる駆動機構とを備え、コレットを開閉動作させる自動チャックが知られている。この自動チャックの開閉のための駆動機構は、一般に、油圧駆動式、電磁駆動式等のものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、微小部品の機械加工その他に使用されるマイクロマシン用自動チャックは、極小機械としての構成条件として、チャッキングの動作性のみならず構成の簡素性が要求されるので、前述の自動チャックによっては、これらの条件を満たすことが困難である。
【０００４】
具体的には、油圧駆動式の場合は、チャック本体をある程度まで小さく構成することができるものの、大きな油圧装置を必要とするので、装置全体の小型化には限界がある。
また、電磁駆動式の場合は、ブラシを介して大電流を回転体側に供給する必要がある。さらに、チャックのオン、オフ動作に限られ、チャック力の調節ができないという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、コレットの開閉およびチャック力の調節の機能を確保した上で、構成の微細化に適合するマイクロマシン用自動チャックを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、チャックするべきワークを囲むように回転主軸上に配置された複数のコレットと、これらコレットに外接するスリーブとを備え、上記複数のコレットとスリーブとの間に軸線方向の相互摺動によりコレットの内径を変化させるテーパ状の相互摺動部を形成したマイクロマシン用自動チャックにおいて、上記複数のコレットとスリーブとの間でその軸線方向に介設して相互間の位置を変化させるように磁歪により伸縮する超磁歪素子による伸縮体と、この伸縮体に臨んで固定側から磁界を作用するコイル磁石とを備えることにより、マイクロマシン用自動チャックを構成する。
【０００７】
超磁歪素子による伸縮体は、固定側のコイル磁石から受ける磁界の作用によって軸線方向に伸縮動作する。この伸縮動作により、複数のコレットとスリーブとの間の相互間の軸線方向位置が変化する。その変化位置に応じてテーパ状の相互摺動部を介してコレットが囲む内径が変化するので、コレットの開閉およびコレットによる拘束力の調節が可能となる。
したがって、本発明のマイクロマシン用自動チャックは、固定側と回転側との間の複雑な動力伝達機構等を要することなく、簡易な構成によって、コレットの開閉およびチャック力の調節をすることができるので、構成の微細化が可能となる。
【０００８】
前記複数のコレットとスリーブとの間でその軸線方向に介設して複数のコレットが縮径する方向に付勢する付勢部材を設け、この付勢部材による付勢力に対抗する方向に磁歪動作するように前記伸縮体を配置することにより、マイクロマシン用自動チャックを構成する。
【０００９】
このマイクロマシン用自動チャックは、複数のコレットが拡径する方向に伸縮体が磁歪動作し、これと対抗する方向に付勢部材を設けたことから、付勢部材によりコレットが縮径されてワークが拘束され、コイル磁石を励磁することによりコレットが拡径されてワークを着脱することができる。したがって、磁歪動作のための電力消費を最小限度に抑えることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
上記技術思想に基づき具体的に構成された実施の形態について以下に図面を参照しつつ説明する。
本発明のマイクロマシン用自動チャックの第１の構成例について、その縦断面図を図１に、また、そのＡ矢視図を図２に示す。
図１および図２において、マイクロマシン用自動チャック１は、主軸ケース２を固定側とし、その中心に配置された回転主軸３、スリーブ体４、コレット体５等を回転側として構成される。
【００１１】
主軸ケース２には、その先端に取り付けた保持部材６を介してコイル磁石７とその固定のためのナット部材８を備える。コイル磁石７は給電線９を介して図示せぬ制御部と接続され、この制御部により電流に応じた磁界を発生する。
【００１２】
回転主軸３は、主軸ケース２の中心に回転可能に支承され、回転主軸３と同心の円筒状部材によるスリーブ体４を一体に備える。スリーブ体４の先端側には、コレット体５を軸線方向に進退可能に内設する。
【００１３】
コレット体５には、径方向に弾性変形可能な弾性舌片状の複数のコレット５ａ…を互いに隣接してリング状に形成する。各コレット５ａ…は、リング状部材に軸線方向の切り込み５ｂ…を入れることによって互いに隣接して画成され、かつ、各コレット５ａ…の基部側から軸線方向の切り込み５ｃ…を延ばして全体で縮径可能なリング状に一体に形成する。コレット体５の各コレット５ａ…とスリーブ体４との間には、チャック開閉機構として、互いに摺動可能に当接するテーパ面からなる相互摺動部１０を形成する。
【００１４】
スリーブ体４とコレット体５との間に、相互間の軸線方向位置を変化させる伸縮体１１を介設することにより、チャック開閉の駆動機構を構成する。伸縮体１１は、磁界を受けた際にその強さに応じて伸縮する超磁歪素子により、たとえばリング状にその長手方向を伸縮軸として形成する。
【００１５】
この伸縮体１１をコイル磁石７の内周位置に配置する。コレット体５に対する伸縮体１１の配置は、コレット体５の外周に段部５ｄを形成し、この段部５ｄに伸縮体１１の端部を係合当接させる。また、伸縮体１１をスリーブ体４に固定するための保持ナット１２をスリーブ体４の先端部に螺合させる。さらに、スリーブ４の内周に段部４ａ形成し、この段部４ａにコイル状のスプリング１３を係合させる。スプリング１３は、コレット体５を拡開位置に戻す方向に作用する主たる付勢手段として構成する。
【００１６】
つぎに、上記のとおりに構成されたマイクロマシン用自動チャックの動作について説明する。
初期状態、すなわち、コイル磁石７が無通電の状態においては、コレット体５がスプリング１３によって拡径位置に位置決めされる。この状態でワークＷをコレット体５の中心に挿入した上でコイル磁石７に通電すると、このコイル磁石７の内周位置に配置された伸縮体１１に磁界が作用する。この磁界の強さに応じて伸縮体１１が伸長する。この伸縮体１１の端部と係合する段部５ｄを介し、コレット体５がスプリング１３の付勢力に抗して軸線方向に移動する。
【００１７】
コレット体５の移動により、各コレット５ａ…は、相互摺動部１０を介しスリーブ体４からの規制により縮径される。このとき、弾性舌片状の各コレット５ａ…は、径方向に弾性変形するとともに、各コレット５ａ…の基部から軸線方向に延びる切り込み５ｃ…により基部側を含めて縮径される。したがって、各コレット５ａ…の内周面の広い範囲でワークＷの表面と接することにより、ワークＷが摩擦固定される。また、伸縮体１１は、磁界の強さに応じて伸長することから、コイル磁石７の通電制御によりワークＷの拘束力を適宜調節することができる。
【００１８】
図示せぬ駆動源によって回転主軸３を回転させることにより、スリーブ体４とコレット体５とを介してワークＷに回転トルクが伝達される。ワークＷは、回転中においても、固定側のコイル磁石７の通電電流に応じた拘束力を生じるコレット体５によって回転主軸３に固定される。
【００１９】
回転を終了した後においてワークＷを回転主軸３から取り外す場合は、コイル磁石７の通電を停止することにより、伸縮体１１が元の長さに縮小するとともに、スプリング１３の付勢力によってコレット体５が元の位置に戻される。その結果、コレット５ａ…が弾性的に拡開することにより、回転主軸３からワークＷを取り外すことができる。
【００２０】
上記構成のマイクロマシン用自動チャックは、固定側と回転側との間の複雑な動力伝達機構を要することなく、簡易に構成することができるので、コレットの開閉およびチャック力の調節が可能な自動チャックの構成の微細化を図ることが可能となる。
【００２１】
また、複数のコレットが一体構成のコレット体をなすことから、コレットの製造、組み付けを簡易化することができる上に、複数のコレットの拡開手段をばね等の単一部材によって簡易に構成することができることから、全体構成の簡素化により構成の微細化が可能となる。
【００２２】
つぎに、本発明のマイクロマシン用自動チャックの第２の構成例について説明する
本発明のマイクロマシン用自動チャックの第２の構成例の半縦断面図を図３に示す。前記同様の部材はその符号を付すことによって説明を省略する。
図３において、マイクロマシン用自動チャック２１は、固定側の主軸ケース２にコイル磁石７を内設する。回転側のスリーブ体４には、コレット体５をその軸線方向に進退させる超磁歪素子による伸縮体２２とコレット体５を元の位置に戻すためのスプリング２３とを設ける。
【００２３】
伸縮体２２は、コイル磁石７の内方位置でコレット体５と当接し、かつ、その磁歪動作により伸長するとコレット体５を拡径させる位置関係に配置する。スプリング２３は、伸縮体２２の磁歪動作と対抗する方向にコレット体５を付勢するべく、スリーブ体４とコレット体５との間に係合配置する。
【００２４】
このマイクロマシン用自動チャックは、複数のコレットが拡径する方向に伸縮体が磁歪動作し、これと対抗する方向にスプリング等の付勢部材を設けたことから、付勢部材によりコレットが縮径されてワークが拘束される。また、コイル磁石を励磁することによりコレットが拡径されてワークを着脱することができる。したがって、コイル磁石の通電をワークの着脱時に限定することができるので、磁歪動作のための電力消費を最小限度に抑えることができる。
また、伸縮体は、磁界を受けた際にその強さに応じて伸縮することから、必要によりコレットのチャック力を調節することも可能である。
【００２５】
このように、本発明のマイクロマシン用自動チャックは、コレットの開閉駆動機構の特徴ある構成により、コレットの開閉とチャック力の調節とを確保しつつ、その簡易な構成によって自動チャックの構成の微細化を可能とする。
【００２６】
【発明の効果】
本発明のマイクロマシン用自動チャックは以下の効果を奏する。
上記構成のマイクロマシン用自動チャックは、固定側と回転側との間の複雑な動力伝達機構を要することなく、簡易に構成することができるので、コレットの開閉およびチャック力の調節が可能な自動チャックの構成の微細化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマイクロマシン用自動チャックの第１の構成例の縦断面図
【図２】図１のＡ矢視図
【図３】本発明のマイクロマシン用自動チャックの第２の構成例の半縦断面図
【符号の説明】
１  マイクロマシン用自動チャック
２  主軸ケース
３  回転主軸
４  スリーブ体
５  コレット体
５ａ  コレット
７  コイル磁石
１０  相互摺動部
１１  伸縮体
１３  スプリング（付勢部材）
２１  マイクロマシン用自動チャック
２２  伸縮体
２３  スプリング（付勢部材）
Ｗ  ワーク
【図１】
0003616365.tif 000002
【図２】
0003616365.tif 000003
【図３】
0003616365.tif 000004