(57)【要約】【課題】往復移動体が主軸の軸方向に往復移動する際に主軸用ベアリングが往復移動体に対して傾かずに主軸に沿ってスムーズに往復スライド移動するチャック装置を提供すること。【解決手段】往復移動体５が、主軸用ベアリング４を支持可能な支持部９を二以上備えると共に、この二以上の支持部９を連結部材８で連結して、この二以上の支持部９が主軸用ベアリング４の上下位置や左右位置などの少なくとも対向二箇所を支持し得る形状に構成する。【選択図】図４
2011140104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸と、この主軸の先端部に設けられてチャックスリーブの往復動により開閉動作するコレットチャック部と、前記主軸に沿ってスライド移動自在且つ回動自在に被嵌する主軸用ベアリングを備えると共にこの主軸用ベアリングを介して主軸の軸方向に往復スライド動作可能に設けられる往復移動体と、この往復移動体に連結して往復移動体を前記主軸に対し往復スライド動作せしめる往復制御装置部と、この往復制御装置部による往復移動体の往復スライド移動に連動して前記チャックスリーブを往復動作させて前記コレットチャック部を開閉制御するトグル機構部とから成るチャック装置において、前記往復移動体は、前記主軸用ベアリングを支持可能な支持部を二以上備えると共に、この二以上の支持部を連結部材で連結して、この二以上の支持部が主軸用ベアリングの上下位置や左右位置などの少なくとも対向二箇所を支持し得る形状に構成したことを特徴とするチャック装置。
【請求項２】
前記往復移動体は、コ字状若しくはＵ字状の前記連結部材の両端に前記支持部を設けて、この両端の支持部間に前記主軸用ベアリングの上下位置や左右位置などの対向二箇所を支持し得るように構成したことを特徴とする請求項１記載のチャック装置。
【請求項３】
前記往復制御装置部は、前記主軸と直交する方向に配した回動軸に軸支してこの回動軸を支点に回動する回動体を備えると共に、この回動体にこの回動体の回動に伴って弧状の軌跡を描きながら往復運動する往復レバーを設け、この往復レバーに前記往復移動体を連結して、この往復レバーの往復運動により往復移動体が主軸に対して往復スライド移動する構成とし、この往復移動体の前記支持部に、前記主軸用ベアリングを往復移動体に対して移動可能な状態で支持し得る可動支持手段を設けたことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載のチャック装置。
【請求項４】
前記可動支持手段は、前記往復移動体の支持部に一対のローラを設けると共に、この一対のローラ間に前記主軸用ベアリングを挟持して移動可能に支持し得るように構成したことを特徴とする請求項３記載のチャック装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークを固定保持するチャック装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
チャック装置は、例えば図２，図３に示すように、主軸１が回転可能に支持された状態で設けられており、この主軸１の先端部にコレットチャック部３が設けられ、主軸１の基端側には、この主軸１の軸方向に往復スライド移動する往復移動体５と、この往復移動体５に連結して往復移動体５を主軸１に対し往復スライド移動させる往復制御装置部６と、この往復制御装置部６による往復移動体５の往復スライド移動に連動して前記コレットチャック部３を開閉制御するトグル機構部７とが設けられている。
【０００３】
更に具体的には、コレットチャック部３は、外嵌されたチャックスリーブ２の往復動により開閉制御され、このコレットチャック部３を閉塞状態とすることで棒状のワークＷを固定保持し、開放状態とすることでワークＷを固定解除する構成となっている。また、チャックスリーブ２は、スプリング15により常時コレットチャック部３を開放する方向に付勢されている。
【０００４】
往復移動体５は、主軸１に沿ってスライド移動自在且つ回動自在に被嵌する主軸用ベアリング４（ボールベアリング）を備え、この主軸用ベアリング４を介して主軸１の軸方向にスライド移動可能に設けられている。
【０００５】
往復制御装置部６は、図８，図９に示すように、外周面に摺動溝16が形成された円筒溝カム17と、この円筒溝カム17の摺動溝16に沿って摺動する摺動ローラ18を一端に備えた駆動レバー19とから成るクランク機構部20が備えられ、このクランク機構部20の駆動レバー19の他端には回動体11が連結されている。また、回動体11は、前記主軸１と直交する方向に配設した回動軸10を支点に回動自在に設けられると共に、この回動体11には往復レバー12が突設されていて、この往復レバー12に前記往復移動体５が連結されている。
【０００６】
そして、前記クランク機構部20により回動体11が回動すると、往復レバー12が前記回動軸10を支点に弧状の軌跡を描きながら主軸１に沿って往復移動し、これにより往復移動体５が主軸１の軸方向に往復移動するように構成されている。
【０００７】
トグル機構部７は、主軸１の基端側にトグル支え21が外嵌固定され、このトグル支え21にスライド可能に外嵌したトグルスリーブ22が前記往復移動体５の主軸用ベアリング４に固定され、このトグルスリーブ22の往復移動、即ち往復移動体５（主軸用ベアリング４）の往復移動によって状態が切り替わるトグルレバー23がトグル支え21に設けられている。更に、このトグルレバー23と前記コレットチャック部３のチャックスリーブ２との間にプッシュロッド24を配設し、図６に示すようにトグルスリーブ22（往復移動体５）がトグル支え21（主軸１）に対して一方向（図面右側）にスライド移動すると、トグルスリーブ22によってトグルレバー23の図面右側部が主軸１に接近する方向へ押動される状態となり、これによりトグルレバー23の図面左側端部が前記プッシュロッド24（チャックスリーブ２）を前記スプリング15の付勢力に抗してコレットチャック部３側へと押動してコレットチャック部３が閉塞状態（ワークＷ固定保持状態）とされ、図７に示すようにトグルスリーブ22がトグル支え21に対して他方向（図面左側）にスライド移動すると、トグルレバー23の図面右側部が主軸１から離反可能な状態となり（トグルレバー23によるプッシュロッド24の押圧状態が解除され）、これによりトグルスリーブ22とプッシュロッド24が前記スプリング15の付勢力によりトグル支え21方向へと押動されてコレットチャック部３が開放状態（ワークＷ固定解除状態）とされる構成となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このようなチャック装置Ａにおいて、コレットチャック部３の開閉制御のきっかけとなる往復移動体５は、図１３に示すように主軸用ベアリング４の上部だけを支持する構成とされている。
【０００９】
即ち、主軸用ベアリング４の下部は往復移動体５に対してフリーであり、所謂片持ちのような状態で支持されているこの主軸用ベアリング４は、支持されていない下部側が往復移動体５の往復移動にスムーズに追従しない場合がある。
【００１０】
特に往復移動体５を高速移動させた際には、主軸用ベアリング４の下部側が往復移動体５に追従せずに傾いてしまい易く、主軸用ベアリング４が主軸１に対しガジったような状態となることが往々にしてあり、これが原因で正確なチャッキング（ワークＷ固定保持）が行われずに加工ミスを生じたり、主軸用ベアリング４が摩耗し易く短期間で故障してしまうこともあった。
【００１１】
本発明は、このようなチャック装置の問題点に注目し、これを解決しようとするもので、往復移動体が主軸の軸方向に往復スライド移動する際に主軸用ベアリングが往復移動体に対して傾くことなく、主軸に沿ってスムーズに往復スライド移動することになる優れたチャック装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【００１３】
主軸１と、この主軸１の先端部に設けられてチャックスリーブ２の往復動により開閉動作するコレットチャック部３と、前記主軸１に沿ってスライド移動自在且つ回動自在に被嵌する主軸用ベアリング４を備えると共にこの主軸用ベアリング４を介して主軸１の軸方向に往復スライド動作可能に設けられる往復移動体５と、この往復移動体５に連結して往復移動体５を前記主軸１に対し往復スライド動作せしめる往復制御装置部６と、この往復制御装置部６による往復移動体５の往復スライド移動に連動して前記チャックスリーブ２を往復動作させて前記コレットチャック部３を開閉制御するトグル機構部７とから成るチャック装置Ａにおいて、前記往復移動体５は、前記主軸用ベアリング４を支持可能な支持部９を二以上備えると共に、この二以上の支持部９を連結部材８で連結して、この二以上の支持部９が主軸用ベアリング４の上下位置や左右位置などの少なくとも対向二箇所を支持し得る形状に構成したことを特徴とするチャック装置に係るものである。
【００１４】
また、前記往復移動体５は、コ字状若しくはＵ字状の前記連結部材８の両端に前記支持部９を設けて、この両端の支持部９間に前記主軸用ベアリング４の上下位置や左右位置などの対向二箇所を支持し得るように構成したことを特徴とする請求項１記載のチャック装置に係るものである。
【００１５】
また、前記往復制御装置部６は、前記主軸１と直交する方向に配した回動軸10に軸支してこの回動軸10を支点に回動する回動体11を備えると共に、この回動体11にこの回動体11の回動に伴って弧状の軌跡を描きながら往復運動する往復レバー12を設け、この往復レバー12に前記往復移動体５を連結して、この往復レバー12の往復運動により往復移動体５が主軸１に対して往復スライド移動する構成とし、この往復移動体５の前記支持部９に、前記主軸用ベアリング４を往復移動体５に対して移動可能な状態で支持し得る可動支持手段13を設けたことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載のチャック装置に係るものである。
【００１６】
また、前記可動支持手段13は、前記往復移動体５の支持部９に一対のローラ14を設けると共に、この一対のローラ14間に前記主軸用ベアリング４を挟持して移動可能に支持し得るように構成したことを特徴とする請求項３記載のチャック装置に係るものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は上述のように構成したから、往復移動体が主軸に対して往復スライド移動する際に主軸用ベアリングは少なくとも対向二箇所を二以上の支持部に支持されることで往復移動体と共に主軸に沿ってスムーズにスライド移動可能となるので、主軸用ベアリングが往復移動体に対して傾きながらスライド移動することはない。
【００１８】
従って、主軸用ベアリングの傾きが防止されることによって主軸用ベアリングが摩耗しにくく故障を生じにくくなるため、主軸用ベアリングがその機能を長期間発揮可能となり、しかも、主軸用ベアリングのスムーズな往復スライド移動によりコレットチャック部の正確なチャッキングが実現して加工ミスを生じない上、高速タイミングでの高精度なチャッキング制御も可能で加工効率が向上することになるなど、極めて実用性に優れたチャック装置となる。
【００１９】
また、請求項２記載の発明においては、主軸用ベアリングの対向二箇所を安定的に支持できる往復移動体を簡易に設計実現可能となる一層実用性に優れた構成のチャック装置となる。
【００２０】
また、請求項３記載の発明においては、往復制御装置部を簡易に設計実現可能であり、しかも、往復移動体が往復レバーの往復運動により弧状の軌跡を描きながら主軸に沿って往復スライド移動する従来通りの簡単な構成でありながら、主軸用ベアリングは往復移動体に対し移動しつつ主軸に沿って直線状にスライド移動可能であるので、往復移動体が極めてスムーズに往復スライド移動し、主軸用ベアリングに一層摩耗や故障を生じにくくなるなど、極めて実用性に優れたチャック装置となる。
【００２１】
また、請求項４記載の発明においては、往復移動体に対して主軸用ベアリングを移動可能に支持する可動支持手段を簡易構成にして容易に設計実現可能となる一層実用性に優れたチャック装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施例の多軸自動旋盤を示す概略説明側断面図並びに概略説明平断面図である。
【図２】本実施例のチャック装置を示す説明側断面図である。
【図３】図２の状態から、進退クランク機構によりチャック装置をスピンドルキャリアに向けて前進させた状態を示す説明側断面図である。
【図４】本実施例のチャック装置の要部を示す一部を切り欠いた説明斜視図である。
【図５】本実施例のチャック装置の要部の分解斜視図である。
【図６】本実施例のチャック装置の要部を示すコレットチャック部を閉塞した状態の説明側断面図である。
【図７】本実施例のチャック装置の要部を示すコレットチャック部を開放した状態の説明側断面図である。
【図８】本実施例のチャック装置の往復制御装置部の作動説明図である。
【図９】本実施例のチャック装置の往復制御装置部による回動体と往復移動体の作動説明図である。
【図１０】本実施例のチャック装置のコレットチャック部の待機状態を示す部分拡大側断面図である。
【図１１】図１０の状態から、進退クランク機構によりチャック装置を前進させた状態を示す部分拡大側断面図である。
【図１２】図１１の状態からチャック装置を更に前進させてスピンドルキャリアのワークをコレットチャック部がチャッキングした状態を示す部分拡大側断面図並びにワークの拡大図である。
【図１３】従来例の往復移動体の主軸用ベアリングの支持構造を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。
【００２４】
往復制御装置部６により往復移動体５が主軸用ベアリング４を介して主軸１に対し往復スライド移動すると、この往復移動体５の往復スライド移動に連動してトグル機構部７がコレットチャック部３のチャックスリーブ２を往復動させ、このチャックスリーブ２の往復動によりコレットチャック部３が開閉動作する。
【００２５】
この際、上下位置や左右位置などの少なくとも対向二箇所が二以上の支持部９によって支持された主軸用ベアリング４は、従来の片持ち支持構造に比して往復移動体５への支持強度が著しく高く、そのため、往復移動体５に対して傾くことなく主軸１に沿ってスムーズにスライド移動することになる。
【００２６】
従って、主軸１に対して往復移動体５が往復スライド移動する際に、主軸用ベアリング４が主軸１に対しガジったような状態となることはなく、よって主軸用ベアリング４が短期間で摩耗して故障を生じてしまうようなことはなく、その機能を長期間にわたって発揮できることになる。
【００２７】
また、往復移動体５がスムーズに往復スライド移動することにより、コレットチャック部３の正確なチャッキングが可能となるので加工ミスを生じることがない上、往復移動体５を高速で往復スライド移動させて高速タイミングでの高精度なチャッキング制御も可能となるので、加工効率が向上することになる。
【００２８】
また、例えば、前記往復制御装置部６は、前記主軸１と直交する方向に配した回動軸10に軸支してこの回動軸10を支点に回動する回動体11を備えると共に、この回動体11にこの回動体11の回動に伴って弧状の軌跡を描きながら往復運動する往復レバー12を設け、この往復レバー12に前記往復移動体５を連結して、この往復レバー12の往復運動により往復移動体５が主軸１に対して往復スライド移動する構成とし、この往復移動体５の前記支持部９に、前記主軸用ベアリング４を往復移動体５に対して移動可能な状態で支持し得る可動支持手段13を設ければ、この往復制御装置部６は、既存のチャック装置に用いられるものと同等の構成であるから簡易に設計実現可能である。
【００２９】
また、往復レバー12の往復運動に連動する往復移動体５は、弧状の軌跡を描くように往復運動する往復レバー12と同様に弧状の軌跡を描きながら主軸１に沿って往復スライド移動するが、この際、弧状の軌跡を描く往復移動体５に対して、主軸用ベアリング４は可動支持手段13を介して移動しながら主軸１に沿って直線状にスライド移動することができるので、この主軸用ベアリング４が弧状の軌跡を描くように往復移動して主軸１に対する大きなスライド抵抗や摩擦抵抗を生じることなく、確実に且つ主軸用ベアリング４を傷めることなく主軸１に対してスムーズに往復スライド移動することになる。
【実施例】
【００３０】
本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。
【００３１】
本実施例は、図１に示すような多軸自動旋盤Ｓに組み込まれるチャック装置Ａに適用している。
【００３２】
本実施例のチャック装置Ａは、基本的に背景技術の項で説明したものと同等であるため、重複する箇所については説明を省略する。
【００３３】
また、本実施例のチャック装置Ａは、図２，図３に示すように、板カム25と押引レバー26とから成る進退クランク機構27を備えて、この進退クランク機構27によりスピンドルキャリア28のワークＷ支持用スピンドルに対し前進・後退移動制御される構成とし、スピンドルキャリア28に対して前進（接近）した際にコレットチャック部３がワークＷを固定保持する構成としている（図１０〜図１２参照。）。
【００３４】
また、本実施例の往復移動体５は、前記主軸用ベアリング４を支持可能な支持部９を二以上備えると共に、この二以上の支持部９を連結部材８で連結してこの二以上の支持部９が主軸用ベアリング４の上下位置や左右位置などの少なくとも対向二箇所を支持し得る形状に構成している。即ち、この二以上の支持部９で主軸用ベアリング４の少なくとも対向二箇所を支持することで往復移動体５に主軸用ベアリング４を備えた構成としている。
【００３５】
具体的には、連結部材８は、図４，図５，図８に示すように、主軸用ベアリング４の外周面に同調するＵ字湾曲形状の棒状部８Ａの上下両端部にこの棒状部８Ａより左右幅のある取付板部８Ｂを一体的に設けている。
【００３６】
また、この両端の取付板部８Ｂは、双方とも水平方向に板面を有して互いに略平行に対向するように設け、更に、この両端の取付板部８Ｂ間の間隔が、主軸用ベアリング４の直径幅よりやや幅広な間隔を介在するように連結部材８の形状を設定構成している。
【００３７】
従って、前記棒状部８Ａに立設状態とした主軸用ベアリング４の外周面を沿わせると、この主軸用ベアリング４の直径の両端部位置あるいは直径の両端部付近が取付板部８Ｂ間に位置するようにして主軸用ベアリング４が立設状態に配設される構成としている。
【００３８】
そして、この連結部材８の上下両端の取付板部８Ｂに前記支持部９を設けて、この両端の支持部９間に前記主軸用ベアリング４の上下対向二箇所を挟持状態に支持し得るように構成している。
【００３９】
また、本実施例の支持部９は、前記主軸用ベアリング４を往復移動体５に対して移動可能な状態で支持し得る可動支持手段13を設けている。
【００４０】
具体的には、前記各取付板部８Ｂに左右一対のローラ14を設け、この一対のローラ14間に前記主軸用ベアリング４を挟持して移動可能に支持し得るように構成している。
【００４１】
更に詳しくは、各取付板部８Ｂの左右位置（棒状部８Ａに対する両側位置）に、ボールベアリング14を採用したローラ14を水平回動可能に設けると共に、この左右一対のローラ14の対設間隔を主軸用ベアリング４のスラスト方向の幅と略合致する間隔幅寸法に設定している。
【００４２】
そして、この左右一対のローラ14間に主軸用ベアリング４で挟持状態に支持する構成とし、これにより主軸用ベアリング４が左右方向（ローラ14の対設方向）に抜け止め状態に支持されると共に、ローラ14の外輪の回転により主軸用ベアリング４が前記棒状部８Ａに対し水平方向にスムーズに接離移動可能となる前記可動支持手段13を構成している。図中符号29はローラ14固定用のナットである。
【００４３】
また、この往復移動体５と回動体11の往復レバー12との連結構造は、往復移動体５の各取付板部８Ｂの、左右一対のローラ14を避けた中央位置に取付軸30を設け、この取付軸30を往復レバー12の先端部に軸着した構造としている。即ち、往復移動体５は、取付軸30を支点にして往復レバー12に対し水平方向に回動自在に枢着している。図中符号31は取付軸30を往復レバー12に軸着するためのナットである。
【００４４】
従って、本実施例の往復移動体５は、上下の支持部９（ローラ14）によって主軸用ベアリング４の上下対向二箇所を支持しているので、往復移動体５が主軸１に対して往復移動する際に、主軸用ベアリング４が傾いてしまうことがなく、主軸用ベアリング４が主軸１に対して非常にスムーズにスライド移動することになる。またこの際、往復移動体５は、前記回動軸10を支点とする往復レバー12の回動動作に伴って主軸１に対し弧状の軌跡を描きながら（旋回しながら）往復移動することになるが、この往復移動体５は、往復レバー12に対して回動自在であるために主軸１に対する角度を変えることなく主軸１に対して往復移動でき、更に往復移動体５の主軸用ベアリング４は、往復移動体５と共に弧状の軌跡を描くことなく、この弧状の動きを吸収するように前記可動支持手段13（ローラ14）を介して往復移動体５に対しスムーズに水平移動して、主軸１に沿って直線状に往復スライド移動することになる構成としている。
【００４５】
また、ここで、本実施例の回動体11について詳しく説明すると、上半体11Ａと下半体11Ｂとに上下二分割した構成とすると共に、この上半体11Ａと下半体11Ｂの双方に前記往復レバー12を突設し、この上半体11Ａの操作レバー12に前記往復移動体５の上側の前記取付板部８Ｂを軸着し、下半体11Ｂの操作レバー12に下側の取付板部８Ｂを軸着した構成としている。
【００４６】
また、回動体11は、主軸１に外嵌した軸受部材32に軸支することで、主軸１に沿設状態に設けている。
【００４７】
具体的には、軸受部材32を上下から挟み込むようにして上半体11Ａと下半体11Ｂを配置し、この上半体11Ａ，軸受部材32，下半体11Ｂを貫通するようにして主軸１の軸方向と直交する上下方向に配した回動軸10により、軸受部材32に対して回動自在に軸支した構成としている。
【００４８】
また、この上半体11Ａと下半体11Ｂとは、双方とも回動軸10に対して回り止め状態に設けて、この上半体11Ａと下半体11Ｂとが共回りする構成とし、上半体11Ａには、前記往復レバー12の突設方向と直交する方向に向けて連結レバー36を突設して、この連結レバー36を前記往復制御装置部６の駆動レバー19の他端に枢着連結している。図中符号33は回動軸10を軸受部材32に対して抜け止め状態に固定するためのナット、34は回動軸10に取付する回り止め用部品、35は回り止め用部品が嵌合する嵌合凹部である。
【００４９】
尚、本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。
【符号の説明】
【００５０】
１  主軸
２  チャックスリーブ
３  コレットチャック部
４  主軸用ベアリング
５  往復移動体
６  往復制御装置部
７  トグル機構部
８  連結部材
９  支持部
10  回動軸
11  回動体
12  往復レバー
13  可動支持手段
14  ローラ
Ａ  チャック装置
【図１】
2011140104.tif 000003
【図２】
2011140104.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2011140104.tif 000011
【図１０】
2011140104.tif 000012
【図１１】
2011140104.tif 000013
【図１２】
2011140104.tif 000014
【図１３】
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