(57)【要約】 【課題】  内周面が不均一な薄肉円環状ワークであっても、均一な把握力で把握してワークの変形を抑え、高精度で加工することができるコレットチャックを提供する。【解決手段】  ドローバーを、チャック本体２に設けた貫通孔７内を摺動する第１ドローバー３ａと、第１ドローバー３ａに設けた貫通孔１３内を摺動する第２ドローバー３ｂとから構成し、各ドローバーのテーパー面１５ａ，１５ｂとコレット４のテーパー面２５との各摺接部Ａ，Ｂ、及びワーク把持部２４とを夫々円周の局所的な範囲に分割して限定する。そして、第１ドローバー３ａの摺動軸部１２ａと、貫通孔７との間の隙間Ｓａを、第１ドローバー３ａが摺動可能な最小限の隙間とする一方、第２ドローバー３ｂの摺動軸部１２ｂと、貫通孔１３との間の隙間Ｓｂを、ワーク内周面の不均一量よりも大きな隙間とし、各ドローバー３ａ，３ｂを夫々単独で作動させる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャック本体に、ワークを把持するコレットとコレットに摺接するドローバーを備え、ドローバーは、外周面にテーパー面が形成され、貫通孔内を軸方向前後に摺動し、コレットは、外周面でワーク内周面を把持し、内周面にテーパー面が形成されると共にスリットで複数のセグメントに分割され、ドローバーのテーパー面が、コレットのテーパー面に対して摺接してコレットが拡径し、ワーク把持部がワークに当接してワークを把持するコレットチャックにおいて、
前記ドローバーを複数のドローバーで構成し、各ドローバーに前記テーパー面と、前記貫通孔内を摺動する摺動軸部とを夫々備え、各ドローバーのテーパー面と前記コレットのテーパー面との各摺接部、及び前記ワーク把持部を、夫々円周の局所的な範囲に分割すると共に、各ドローバーの摺動軸部と、それらが摺接する貫通孔との間に、夫々で異なる所定の隙間を付与し、各ドローバーを単独で作動させることを特徴とするコレットチャック。
【請求項２】
前記ドローバーを、チャック本体に設けた貫通孔内を摺動する第１ドローバーと、第１ドローバーに設けた貫通孔内を摺動する第２ドローバーとから構成し、第１ドローバーの摺動軸部と、チャック本体に設けた貫通孔との間の隙間を、第１ドローバーが摺動可能な最小限の隙間とする一方、第２ドローバーの摺動軸部と、前記第１ドローバーに設けた貫通孔との間の隙間を、ワーク内周面の不均一量よりも大きな隙間としたことを特徴とする請求項１記載のコレットチャック。
【請求項３】
前記２つのドローバーのテーパー面と、前記コレットのテーパー面との各摺接部とを、コレット内周面の円周等分位置に交互に配設すると共に、コレット外周面のワーク把持部を円周等分割し、前記各セグメント外周面に２つのワーク把持部を左右対称に配置するように構成し、前記各セグメントの中央に前記摺接部を配置して前記ワーク把持部を前記摺接部に対し左右均等に配設したことを特徴とする請求項１または２記載のコレットチャック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のセグメントに分割されたコレットを備えるコレットチャックに関し、特に円環状ワークの内周面（内径）を把握する内径用のコレットチャックに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、旋盤等に取付けたチャック装置で、肉厚の少ない薄肉円環状ワークの内周面を把握し加工する際には、３つ爪チャックよりも把握力によるワークの変形が少ないコレットチャックが使われる。このコレットチャックは、旋盤の主軸端に取付けられたチャック本体に、ワークを把持するコレットとコレットに摺接するドローバーを備えている。ドローバーは、外周面にテーパー面が形成されたテーパー部を備えている。コレットは、外周面でワークを把持し、内周面にテーパー面が形成され、スリットで複数のセグメントに分割されている。
【０００３】
上記コレットチャックは、ドローバーがチャック本体の貫通孔内を軸方向前後に摺動するすることにより、ドローバーのテーパー部のテーパ面がコレットの各セグメントのテーパー面に対して摺接し、各セグメントが半径方向に拡径し、コレットの各セグメント外周面の把持部がワーク内周面に当接してワークを把持するようになっている。
【０００４】
このようなコレットチャックとして、特許文献１に内径コレットチャックが記載されている。この内径コレットチャックは、特に極薄円環状ワークを加工する際に、加工精度を低下させるワークの変形を抑え、かつ、内径の真円度を確保してワークを把持することができ、ワークの表面を高精度に加工することができるものである。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１９９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１の内径コレットチャックは、内周面が均一なワーク、例えば内周面が加工面で、真円度が良好なワークに対しては有効であるが、内周面が不均一なワーク、例えば鍛造品や鋳造品など内径が楕円のワークを均一な把握力で把握できない。したがって、内周面が不均一なワークで、特に薄肉円環状ワークを把握するとワークが変形して、加工精度を悪化させる可能性がある。
【０００７】
本発明は、従来技術における上記問題点を解決するもので、内周面が不均一な薄肉円環状ワークであっても、均一な把握力で把握してワークの変形を抑え、高精度で加工することができるコレットチャックを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記課題を解決するために、チャック本体に、ワークを把持するコレットとコレットに摺接するドローバーを備え、ドローバーは、外周面にテーパー面が形成され、貫通孔内を軸方向前後に摺動し、コレットは、外周面でワーク内周面を把持し、内周面にテーパー面が形成されると共にスリットで複数のセグメントに分割され、ドローバーのテーパー面が、コレットのテーパー面に対して摺接してコレットが拡径し、ワーク把持部がワークに当接してワークを把持するコレットチャックにおいて、前記ドローバーを複数のドローバーで構成し、各ドローバーに前記テーパー面と、前記貫通孔内を摺動する摺動軸部とを夫々備え、各ドローバーのテーパー面と前記コレットのテーパー面との各摺接部、及び前記ワーク把持部を、夫々円周の局所的な範囲に分割すると共に、各ドローバーの摺動軸部と、それらが摺接する貫通孔との間に、夫々で異なる所定の隙間を付与し、各ドローバーを単独で作動させることを特徴とする。
【０００９】
また、前記ドローバーを、チャック本体に設けた貫通孔内を摺動する第１ドローバーと、第１ドローバーに設けた貫通孔内を摺動する第２ドローバーとから構成し、第１ドローバーの摺動軸部と、チャック本体に設けた貫通孔との間の隙間を、第１ドローバーが摺動可能な最小限の隙間とする一方、第２ドローバーの摺動軸部と、前記第１ドローバーに設けた貫通孔との間の隙間を、ワーク内周面の不均一量よりも大きな隙間としたことを特徴とする。
【００１０】
また、前記２つのドローバーのテーパー面と、前記コレットのテーパー面との各摺接部とを、コレット内周面の円周等分位置に交互に配設すると共に、コレット外周面のワーク把持部を円周等分割し、前記各セグメント外周面に２つのワーク把持部を左右対称に配置するように構成し、前記各セグメントの中央に前記摺接部を配置して前記ワーク把持部を前記摺接部に対し左右均等に配設したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のコレットチャックによれば、内周面が不均一な薄肉円環状ワークであっても、均一な把握力で把握することができるので、ワークの変形を抑え、高精度で加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態のコレットチャック正面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である
【図３】図２のＣ部拡大図である。
【図４】図１のコレットチャック中央部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の１実施形態であるコレットチャックについて、上記図面に基づき詳細に説明する。尚、以降の説明では、図２における左右方向を「軸方向」と称し、右側を「前」、左側を「後」と称する。また、軸方向に対し直交する方向を「半径方向」と称し、チャック軸心（中心線）側を「内」、反対側を「外」と称する。
【００１４】
まず、コレットチャックの全体的な構成について図１〜４を参照しながら説明する。図１，２に示すコレットチャック１は、主に旋盤の主軸端に取付けられ、円環状ワークの内周面（内径）を把握する内径用のコレットチャックである。
【００１５】
コレットチャック１は、チャック本体２、ドローバー３、コレット４、ワークストッパ５で構成されている。コレットチャック１は、チャック本体２の後側端面に取付けられたアダプタ６を介して図示しない旋盤の主軸端に取付けられている。チャック本体２は、軸心にドローバー３が摺接する貫通孔７が穿設されている。一方、チャック本体２の外周部には、アダプタ６を取付けるフランジ部８が形成され、その前方にはコレット４が嵌入される嵌合軸部９が形成されている。
【００１６】
ドローバーについて説明する。ドローバー３は、図２に示すようにチャック本体２の貫通孔７内を軸方向に摺動して、駆動源の回転シリンダ（図示しない）の推力をコレット４に伝達する。ドローバー３は、後部のネジ部１０に螺合する連結部材（図示しない）で、回転シリンダのピストンロッド（図示しない）に連結されている。そして、その前部はコレット４内周面のテーパー面２５に対して摺接するテーパー面１５が形成された締付テーパー部１１で、後部はチャック本体２の貫通孔７内を摺動する摺動軸部１２になっている。
【００１７】
本発明のドローバー３は、複数の部材で構成され、本実施の形態では、第１ドローバー３ａと第２ドローバー３ｂの２つのドローバーで構成されている。これらのドローバーは、締付テーパー部１１ａ，摺動軸部１２ａ（第１ドローバー３ａ）と締付テーパー部１１ｂ，摺動軸部１２ｂ（第２ドローバー３ｂ）を夫々に備えている。
【００１８】
第１ドローバー３ａは、摺動軸部１２ａがチャック本体２に穿設された貫通孔７内を摺動し、軸心に第２ドローバー３ｂが挿通される貫通孔１３が穿設されている。貫通孔１３の後端部には、回転シリンダのピストンロッドに連結するためのメネジ１４が形成されている。メネジ１４は、貫通孔１３の内径より大径に加工されている。一方、締付テーパー部１１ａは図３に示すように、その外周面にコレット４の内周面のテーパー面２５と摺接するテーパー面１５ａが形成されており、このテーパー面１５ａは、前方に拡径するテーパーである。
【００１９】
第１ドローバー３ａの締付テーパー部１１ａの前端面は、図４に示すようにチャック本体２の前端面２２付近までが、放射状に加工されたスリット１７で分割され、テーパー面１５ａが分割されている。本実施の形態では、締付テーパー部１１ａが扇状に３等分割されている。３つのスリット１７には、同じく３分割された第２ドローバー３ｂの締付テーパー部１１ｂが嵌入される。尚、スリット１７が形成される部分の貫通孔１３は、第２ドローバー３ｂの締付テーパー部１１ｂの中央部が収納可能なように角穴になっており、本実施の形態では、スリット１７が３箇所なので略正三角形に形成されている。
【００２０】
スリット１７で分割された各テーパー面１５ａは、図４に示すようにコレット４との摺接部がテーパー全面ではなく、コレット４と局所的な範囲で摺接するようになっている。本実施の形態では、外周に逃がし部１６が形成され、第１ドローバー３ａにおけるコレット４との局所的な摺接部Ａは、扇状に分割された締付テーパー部１１ａ夫々の円周方向中央部、すなわち各テーパー面１５ａの中央の３箇所である。
【００２１】
第２ドローバー３ｂは、後部が第１ドローバー３ａの貫通孔１３内を摺動する摺動軸部１２ｂになっており、後端部に形成されたオネジ１９が、第１ドローバー同様、回転シリンダのピストンロッド（図示しない）に連結されている。第２ドローバー３ｂの締付テーパー部１１ｂも第１ドローバー３ａと同様に、その外周面にテーパー面１５ｂが形成され、テーパー角度や径は、第１ドローバー３ａと同一である。締付テーパー部１１ｂは、第１ドローバー３ａの締付テーパー部１１ａの３つのスリット１７に嵌入可能なように、円周方向に所定の厚みを持って放射状に３分割され、テーパー面１５ｂが分割されている。
【００２２】
このように、分割されスリット１７に嵌入された締付テーパー部１１ｂの各テーパー面１５ｂが、第２ドローバー３ｂにおけるコレット４との局所的な摺接部Ｂになる。したがって、一体化したドローバー３（第１ドローバー３ａ，第２ドローバー３ｂ）のテーパー面１５（テーパー面１５ａ，１５ｂ）の円周方向における局所的な摺接部Ａ，Ｂは、図４に示す円周を６等分した位置の計６箇所となる。
【００２３】
このようにコレットチャック１は、２つのドローバー３ａ，３ｂ夫々にテーパー面１５ａ，１５ｂを備えており、それらのテーパー面とコレット４との摺接部Ａ，Ｂは、夫々円周方向における複数の局所的な範囲に分割され、コレット４に作用するドローバー３の荷重が作用する箇所を部分的に限定している。
【００２４】
コレットチャック１は、図３に示すように２つのドローバー３ａ，３ｂの摺動軸部１２ａ，１２ｂとそれらが摺接する貫通孔７，１３との間に、夫々異なる所定の隙間が与えられている。具体的には第１ドローバー３ａの摺動軸部１２ａと、チャック本体２の貫通孔７との間には、第１ドローバー３ａが摺動可能な最小限の隙間Ｓａが与えられている。一方、第２ドローバー３ｂの摺動軸部１２ｂと、第１ドローバー３ａの貫通孔１３との間には、ワーク内周面の不均一量よりも大きな隙間Ｓｂが与えられている。
【００２５】
尚、２つのドローバーに推力を与え駆動する回転シリンダは、２つのシリンダが独立して動くダブルシリンダで、２つのピストンロッド（図示しない）を備え、２つのドローバーを夫々単独で作動させることができるものである。また、２つのドローバーは、チャック本体に備えた周り止めボルト１８と案内溝で、夫々軸心回りの回動が規制されているが、案内溝を長穴にして２つのドローバーを前後に摺動可能にしている。
【００２６】
コレット４について説明する。チャック本体２の嵌合軸部９外周には、後部にフランジ部２０を有する環状のコレット４が嵌入され、フランジ部２０がチャック本体２のフランジ部８端面にボルトで固定されている。コレット４の外周面は、図３，４に示すように、前端面２９からフランジ部２０の前部にかけて、スリット２１で複数のセグメント２３に分割されている。本実施の形態では、６つのスリット２１でコレット４を６分割している。
【００２７】
コレット４の６つのセグメント２３は、前端部の外周面にワークを把持するワーク把持部２４、一方の内周面には前方へ拡径するテーパー面２５が形成されている。そして、各セグメント２３のテーパー面２５に、ドローバー３（第１ドローバー３ａ，第２ドローバー３ｂ）のテーパー面１５（テーパー面１５ａ，テーパー面１５ｂ）を当接させた状態でチャック本体２に取付けられている。コレット４は、フランジ部２０のみが嵌合軸部９に嵌入され、先端部は小径軸部９と当接していないので、各セグメント２３が、ドローバー３のテーパー面１５から曲げモーメントを受けた際に、半径方向外側へ弾性変形しやすくなっている。
【００２８】
各セグメント２３のワーク把持部２４は、ワーク内周面との当接が全面当りにならないよう、図４に示すように平面部２６が設けられて分割され、複数の局所的な範囲でワークＷと当接し、把持するようになっている。本実施の形態では円周を等分した１２の平面部２６でコレット４の外周面を多角形状に面加工し、各平面部２６間の外周面１２箇所をワーク把持部２４としている。このようにコレットチャック１は、ワーク内周面に当接するコレット４の各セグメント２３のワーク把持部２４も、ドローバー３とコレット４との摺接部Ａ，Ｂと同様に円周方向における複数の局所的な範囲に分割されている。
【００２９】
６つのスリット２１は、平面部２６の中央に１つおきに入れられ、各セグメント２３外周面に２つのワーク把持部２４が円周方向に左右対称に配置される。また、これらワーク把持部２４と、ドローバー３との摺接部Ａ，Ｂの円周方向における位置関係は、各セグメント２３の中央に、１つの摺接部ＡないしＢが位置する。つまり摺接部ＡないしＢに対し、ワーク把持部２４が左右均等に設けられ、ワーク把持部２４の中間に６箇所のコレット摺接部ＡとＢが交互に配設される形となる。ドローバー３（第１ドローバー３ａ，第２ドローバー３ｂ）は、周り止めボルト１８で回動が規制されているので、上記の位置関係はドローバー３が摺動しても保持される。
【００３０】
コレット４の外周面には、後部にフランジ部２７を有する環状のワークストッパ５が挿着され、フランジ部２７がコレット４のフランジ部２０にボルトで固定されている。ワークストッパ５の前端面２８は、コレット４の前端面２９より後方に位置し、ワークＷの内周面がコレット４のワーク把持部２４で把持可能になっている。ワークＷの軸方向の位置決めは、ワークＷの後端面を、この前端面２８に当接させることで行われる。また、ワークストッパ５は、ワークＷにかかる軸方向後方への切削抵抗を受止める働きを併せ持つ。
【００３１】
コレットチャック１は、ワークストッパ５の前端面２７の位置を前後に変更することでワークＷの幅寸法に対応できる。ワークストッパ５は、フランジ部２７の前方が薄肉に形成されており、コレット４から半径方向外側に荷重を受けた際に、撓んでコレット４の動きを妨げないようになっている。コレット４のワーク把持部２４後方の外周面と、ワークストッパ５の内周面の隙間は、シール部材３０（本実施の形態ではＯリング）で切削油や切屑の進入が防止されている。また、テーパー面１５，２５やドローバー３の摺動隙間Ｓａ，Ｓｂなどコレット４内部への切削油や切屑の進入は、第２ドローバー３ｂに取付けられた切屑カバー３１でコレット前端面２９を塞いで防止されている。切屑カバー３１は、軸方向に移動可能なように固定ネジ３２で第２ドローバー３Ｂに取付けられ、バネ３３で後方に付勢されて常にコレット前端面２９に密着するようになっている。
【００３２】
次にコレットチャック１の動作について説明する。以降の説明においては、摺接部Ａでドローバーと係合するコレット４のセグメントを２３ａ、摺接部Ｂで係合するセグメントを２３ｂ、セグメント２３ａのワーク把持部２４を２４ａ、セグメント２３ｂのワーク把持部２４を２４ｂ、と夫々区別する。
【００３３】
上記のように構成されたコレットチャック１は、コレット外周のワーク把持部２４ａ，２４ｂに円環状のワークＷが取付けられ、回転シリンダ（ダブルシリンダ）の駆動力で、まず第１ドローバー３ａのみを後方に移動させる。すると、３箇所のコレット摺接部Ａの作用によって、コレット４に対して半径方向外側に向かって拡径させる荷重（曲げモーメント）が加わる。すると、この３箇所のコレット摺接部Ａが摺接する３つのセグメント２３ａのみが曲げモーメントを受けて半径方向外側に弾性変形し、夫々のワーク把持部２４ａでワークＷを把持する。
【００３４】
次に、第１ドローバー３ａと同様に第２ドローバー３ｂを後方に移動させ、第２ドローバー３ｂの３箇所の摺接部Ｂでコレット４を半径方向外側に拡径させる。この時、回転シリンダの推力は第１ドローバー３ａと同一とする。すると、今度は摺接部Ｂが摺接する３つのセグメント２３ｂが曲げモーメントを受けて、半径方向外側に弾性変形し、夫々のワーク把持部２４ｂでワークＷを把握する。
【００３５】
次に、本発明の実施形態の作用効果について説明する。上記のように構成されたコレットチャック１は、第１ドローバー３ａの上記隙間Ｓａが、第１ドローバー３ａが摺動可能な最小限の量に設定されているので、第１ドローバー３ａの作動時において、各ワーク把持部２４ａはワークＷを求心して把持する。一方の第２ドローバー３ｂは、上記隙間Ｓｂが、ワーク内周面の不均一量よりも大きな隙間に設定されているので、第２ドローバー３ｂの作動時において、ワーク内周面が不均一な場合にワーク把握部２４ｂを持つセグメント２３ｂが隙間Ｓｂの範囲内で半径方向に追従してワークＷの内周面を把握する。すなわち、ワーク把持部２４ａで求心されたワークＷの把握精度を維持したままワークＷの内周面を把握するという作用が生じる。
【００３６】
さらに、コレット４の各セグメント２３のワーク把握部２４を平面部２６で円周等分割すると共に、セグメント２３外周面に２つのワーク把持部２４を左右対称に配置するように構成し、セグメント２３の中央に摺接部Ａ，Ｂを配置してワーク把持部２４を摺接部Ａ，Ｂに対し左右均等に配設したので、曲げモーメントにより弾性変形した各セグメント２３ａ、２３ｂのワーク把持部２４ａ，２４ｂがワークＷの内周面により均一に追従して把握するという作用が生じる。
【００３７】
これらの作用により、ワーク内周面の真円度が良くないなどの、内周面が不均一な円環状ワークを均一な把握力で精度良く把持することができる。したがって、歪みやすい薄肉環状ワークであっても、把握による変形を抑えて高精度に加工することができる。
【００３８】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲内において構成の一部を適宜変更して実施することができる。例えば、第１ドローバーと第２ドローバーの分割は３分割に限らないし、コレット４の分割数６やワーク把持部２４の分割数１２も変更可能である。また、第１ドローバー３ａとコレット４との局所的な摺接部Ａを設ける際に、コレット４のテーパー面２５側に逃がし部を設けてテーパー面２５を分割しても良い。
【符号の説明】
【００３９】
１      コレットチャック
２      チャック本体
３      ドローバー
３ａ    第１ドローバー
３ｂ    第２ドローバー
４      コレット
７      貫通孔
１２    摺動軸部
１３    貫通孔
１５    テーパー面
２１    スリット
２３    セグメント
２４    ワーク把持部
２５    テーパー面
Ａ      摺接部
Ｂ      摺接部
Ｓａ    隙間
Ｓｂ    隙間
【図１】
2011110686.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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