【手続補正書】
【提出日】平成15年9月25日(2003.9.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】工作物把持装置及び同装置を用いた加工方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】工作物をその径方向から把持するための複数の径方向把持部材と、工作物の後端が軸方向に突き当てられる当接部材と、この当接部材に突き当てられた工作物に対して前方から当接することにより当該当接部材とで工作物を軸方向に挟持する軸方向把持部材とを主軸に設けるとともに、前記径方向把持部材を前記工作物を把持するための把持位置と当該工作物を解放する解放位置とに切換作動させる径方向駆動手段と、この径方向駆動手段とは独立して作動し、前記軸方向把持部材を当該軸方向把持部材が前記当接部材とで前記工作物を軸方向に挟持する挟持位置と当該挟持位置から前方に待避する待避位置との間で移動させる軸方向駆動手段とを備え、前記主軸の中心軸上に内側軸及び外側筒をこれらが互いに独立して軸方向に移動可能となるように配置するとともに、前記内側軸を軸方向に移動させる内側軸駆動手段と、この内側軸の軸方向移動に伴って前記径方向把持部材を前記把持位置と解放位置とに切換作動させる駆動伝達機構と、前記外側筒を軸方向に移動させる外側筒駆動手段と、この外側筒の軸方向移動に伴って前記軸方向把持部材が前記挟持位置と待避位置との間で移動するように当該外側筒と軸方向把持部材とを連結する連結部材とを備えたことを特徴とする工作物把持装置。
【請求項２】請求項１記載の工作物把持装置において、前記軸方向把持部材を前記待避位置へ待避させる際に当該軸方向把持部材が前記工作物の前方より径方向外側へ待避する方向に当該軸方向把持部材を回転させるように前記軸方向駆動手段を構成したことを特徴とする工作物把持装置。
【請求項３】請求項１または２記載の工作物把持装置において、前記内側軸駆動手段、外側筒駆動手段の少なくとも一方を流体圧シリンダで構成するとともに、当該流体圧シリンダのシリンダボアを前記主軸に形成したことを特徴とする工作物把持装置。
【請求項４】請求項１または２記載の工作物把持装置において、前記内側軸駆動手段及び外側筒駆動手段を互いに独立した２つの流体圧シリンダで構成するとともに、両流体圧シリンダのシリンダボアを前記主軸に形成したことを特徴とする工作物把持装置。
【請求項５】請求項４記載の工作物把持装置において、両シリンダを前記主軸の両端部に形成したことを特徴とする工作物把持装置。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載の工作物把持装置において、前記工作物の加工に際し、まず前記径方向駆動手段を作動させて前記径方向把持部材を解放位置から把持位置に切換えさせ、この状態での当該工作物の端面加工が終了した後に前記軸方向駆動手段を作動させて前記軸方向把持部材を待避位置から挟持位置に移動させ、次いで前記径方向駆動手段を作動させて前記径方向把持部材を把持位置から解放位置に切換えさせる加工制御手段を備えたことを特徴とする工作物把持装置。
【請求項７】請求項１〜５のいずれかに記載の工作物把持装置において、前記工作物の加工に際し、まず前記径方向駆動手段を作動させて前記径方向把持部材を解放位置から把持位置に切換えさせ、前記軸方向駆動手段を作動させて前記軸方向把持部材を待避位置から挟持位置に移動させ、前記径方向駆動手段を作動させて前記径方向把持部材を把持位置から解放位置に切換えさせ、この状態での当該工作物の周面加工が終了した後に前記径方向駆動手段を作動させて前記径方向把持部材を解放位置から把持位置に切換えさせ、次いで前記軸方向駆動手段を作動させて前記軸方向把持部材を挟持位置から待避位置に切換えさせる加工制御手段を備えたことを特徴とする工作物把持装置。
【請求項８】請求項１〜５のいずれかに記載の工作物把持装置を用いた加工方法であって、前記径方向駆動手段の作動により前記径方向把持部材を解放位置から把持位置に切換えて当該径方向把持部材により工作物を径方向から把持し、この状態で当該工作物の端面加工を行った後、前記軸方向駆動手段の作動により前記軸方向把持部材を待避位置から挟持位置に移動させて当該軸方向把持部材と当接部材とにより工作物を軸方向に挟持してから前記径方向駆動手段の作動により前記径方向把持部材を前記解放位置に戻し、この状態で当該工作物の周面加工を行うことを特徴とする工作物把持装置を用いた加工方法。
【請求項９】請求項１〜５のいずれかに記載の工作物把持装置を用いた加工方法であって、前記径方向駆動手段の作動により前記径方向把持部材を解放位置から把持位置に切換えて前記工作物の芯出しを行い、前記軸方向駆動手段の作動により前記軸方向把持部材を待避位置から挟持位置に移動させて当該軸方向把持部材と当接部材とにより工作物を軸方向に挟持してから前記径方向駆動手段の作動により前記径方向把持部材を解放位置に戻し、この状態で当該工作物の周面加工を行った後、前記径方向駆動手段の作動により前記径方向把持部材を解放位置から把持位置に切換えて当該径方向把持部材により工作物を径方向から把持してから前記軸方向駆動手段の作動により前記軸方向把持部材を前記待避位置へ戻し、この状態で当該工作物の端面加工を行うことを特徴とする工作物把持装置を用いた加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械において工作物を把持する工作物把持装置及び同装置を用いた加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、工作物の内外周面や端面を加工する工作機械では、当該工作物を主軸側に把持するための工作物把持装置が設けられ、この装置により工作物を把持した状態でその加工が進められる。
【０００３】
従来、前記工作物把持装置としては、次のようなものが知られている。
【０００４】
Ａ）径方向把持タイプ（図９（ａ））：このタイプの装置は、複数の抱き爪（径方向把持部材）９０が、工作物３０の周囲に等間隔で配せられたものであり、各抱き爪９０は、前記工作物３０を径方向から把持する（抱きクランプする）把持位置（図の実線位置）と、工作物３０の周面から離間する解放位置（図の二点鎖線位置）とに切換可能に構成されている。
【０００５】
Ｂ）軸方向把持タイプ（図９（ｂ））：このタイプの装置は、工作物３０の後端面（図では左側端面）が軸方向（図では左右方向）に突き当てられるバッキングプレート（当接部材）９２と、引き爪９４とを備えている。引き爪９４は、工作物３０の前端面３０ｂに圧接して前記バッキングプレート９２とともに工作物３０を軸方向に挟持する挟持位置（図の実線位置）と、工作物３０の前端面３０ｂから前方に待避する待避位置（図の二点鎖線位置）とに切換可能に構成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
Ａ）の径方向把持タイプの装置では、抱き爪９０による径方向のクランプにより、筒状工作物３０の形状に弾性歪みが生じ易い。このように歪みが生じた状態で例えば図１（ａ）に示すような砥石６４Ａによる内面研削が行われた場合、その研削加工後、クランプを解除すると、前記歪み分だけ工作物３０の加工面すなわち内周面３０ａの形状が真円からずれることになり、高い加工精度が得られない。
【０００７】
従って、このタイプの装置では、前記歪みを抑えるべく、抱き爪９０によるクランプ力を低く設定しなければならないが、かかるクランプ力が低いと、その分工作物３０が動きやすくなるため、当該工作物３０に作用する研削抵抗を下げるべく切り込み速度を落さなければならない。従って、その分サイクルタイムが長く、加工能率が低くなる欠点がある。
【０００８】
一方、Ｂ）の軸方向把持タイプの装置では、前記のようなクランプ力による歪みは生じにくいため、切り込み速度を上げることが可能であるが、クランプ中は引き爪９４が工作物３０の前端面３０ｂを前方から覆う状態となっているので、当該前端面３０ｂの加工（端面加工）ができない。従って、この装置を用いて工作物３０の周面と内面の双方を加工するには、どうしても前記Ａ）の径方向把持タイプの装置との併用が必要であり、設備が大掛かりになる。しかも、かかる装置の併用は、周面加工工程から端面加工工程への移行（もしくは端面加工工程から周面加工工程への移行）の際に装置間で工作物を搬送する作業を要することになり、その分加工能率が低下する。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑み、コンパクトな構成で、工作物の周面及び端面の双方を効率よくかつ高精度で加工することができる工作物把持装置及びこれを用いた加工方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段として、本発明は、工作物をその径方向から把持するための複数の径方向把持部材と、工作物の後端が軸方向に突き当てられる当接部材と、この当接部材に突き当てられた工作物に対して前方から当接することにより当該当接部材とで工作物を軸方向に挟持する軸方向把持部材とを主軸に設けるとともに、前記径方向把持部材を前記工作物を把持するための把持位置と当該工作物を解放する解放位置とに切換作動させる径方向駆動手段と、この径方向駆動手段とは独立して作動し、前記軸方向把持部材を当該軸方向把持部材が前記当接部材とで前記工作物を軸方向に挟持する挟持位置と当該挟持位置から前方に待避する待避位置との間で移動させる軸方向駆動手段とを備えたものである。
【００１１】
この装置によれば、軸方向把持部材を挟持位置に移動させることにより、工作物に大きなクランプ歪みを生じさせることなく、当該軸方向把持部材と当接部材とにより工作物を十分なクランプ力で軸方向に挟持することができ、この状態で工作物の周面を効率よく加工することができる。一方、前記軸方向把持部材を待避させて径方向把持部材を把持位置に切換えることにより、工作物の端面を不都合なく加工することができる。
【００１２】
しかも、この装置では、共通の主軸に前記軸方向把持部材と径方向把持部材とが相互独立して作動可能となるように設けられているので、コンパクトな構成で、しかも工作物を移動させることなく、その周面と端面の双方を効率よく加工することができる。具体的には、前記径方向駆動手段の作動により前記径方向把持部材を解放位置から把持位置に切換えて当該径方向把持部材により工作物を径方向から把持し、この状態で当該工作物の端面加工を行った後、前記軸方向駆動手段の作動により前記軸方向把持部材を待避位置から挟持位置に移動させて当該軸方向把持部材と当接部材とにより工作物を軸方向に挟持してから前記径方向駆動手段の作動により前記径方向把持部材を前記解放位置に戻し、この状態で当該工作物の周面加工を行う方法や、前記径方向駆動手段の作動により前記径方向把持
部材を解放位置から把持位置に切換えて前記工作物の芯出しを行い、前記軸方向駆動手段の作動により前記軸方向把持部材を待避位置から挟持位置に移動させて当該軸方向把持部材と当接部材とにより工作物を軸方向に挟持してから前記径方向駆動手段の作動により前記径方向把持部材を解放位置に戻し、この状態で当該工作物の周面加工を行った後、前記径方向駆動手段の作動により前記径方向把持部材を解放位置から把持位置に切換えて当該径方向把持部材により工作物を径方向から把持してから前記軸方向駆動手段の作動により前記軸方向把持部材を前記待避位置へ戻し、この状態で当該工作物の端面加工を行う方法によって、工作物の周面加工及び端面加工を円滑に行うことができる。
【００１３】
さらに、本発明は、その具体的構成として、前記主軸の中心軸上に内側軸及び外側筒をこれらが互いに独立して軸方向に移動可能となるように配置するとともに、前記内側軸を軸方向に移動させる内側軸駆動手段と、この内側軸の軸方向移動に伴って前記径方向把持部材を前記把持位置と解放位置とに切換作動させる駆動伝達機構と、前記外側筒を軸方向に移動させる外側筒駆動手段と、この外側筒の軸方向移動に伴って前記軸方向把持部材が挟持位置と待避位置との間で移動するように当該外側筒と軸方向把持部材とを連結する連結部材とを備えたものであるので、径方向駆動力を伝達する内側軸と軸方向駆動力を伝達する外側筒との双方を単一主軸の中心軸上に配することにより、装置全体をよりコンパクト化することができる。
【００１４】
この装置では、前記軸方向把持部材を前記待避位置へ待避させる際に当該軸方向把持部材が前記工作物の前方より径方向外側へ待避する方向に当該軸方向把持部材を回転させるように前記軸方向駆動手段を構成することが、より好ましい。これにより、前記軸方向把持部材と、前記当接部材に対して前方からセットされる工作物との干渉が生じにくくなり、工作物の搬入作業がより容易になる。また、端面加工用工具との干渉も生じにくくなり、端面加工もしやすくなる。
【００１５】
前記径方向駆動手段及び軸方向駆動手段の具体的な構成は問わず、両者が独立して作動できる（すなわち連動せずに各々個別に作動できる）ものであればよい。
【００１６】
さらに、前記内側軸駆動手段、外側筒駆動手段の少なくとも一方を流体圧シリンダで構成するとともに、そのシリンダボアを主軸に形成したものによれば、当該主軸の外部に流体圧シリンダを設ける構成よりも一層、コンパクト化が進められるとともに、部品点数が減ってコストが削減される。
【００１７】
さらに、前記内側軸駆動手段及び外側筒駆動手段として、互いに独立した２つの流体圧シリンダを備えるとともに、これらのシリンダボアを前記主軸に形成すれば、主軸外部に駆動手段を設ける必要が全くなくなり、前記コンパクト化及び部品点数の削減がさらに進められる。
【００１８】
このように２つの流体圧シリンダ部を主軸に形成する場合、その形成部位を主軸の両端部とすれば、主軸の中間部に流体圧シリンダ部を形成する場合よりも加工（例えば中ぐり加工）が容易となり、コストがさらに削減される。
【００１９】
この装置では、前記工作物の加工に際し、まず前記径方向駆動手段を作動させて前記径方向把持部材を解放位置から把持位置に切換えさせ、この状態での当該工作物の端面加工が終了した後に前記軸方向駆動手段を作動させて前記軸方向把持部材を待避位置から挟持位置に移動させ、次いで前記径方向駆動手段を作動させて前記径方向把持部材を把持位置から解放位置に切換えさせる加工制御手段、もしくは、前記工作物の加工に際し、まず前記径方向駆動手段を作動させて前記径方向把持部材を解放位置から把持位置に切換えさせ、前記軸方向駆動手段を作動させて前記軸方向把持部材を待避位置から挟持位置に移動させ、前記径方向駆動手段を作動させて前記径方向把持部材を把持位置から解放位置に切換えさせ、この状態での当該工作物の周面加工が終了した後に前記径方向駆動手段を作動さ
せて前記径方向把持部材を解放位置から把持位置に切換えさせ、次いで前記軸方向駆動手段を作動させて前記軸方向把持部材を挟持位置から待避位置に切換えさせる加工制御手段を備えることが、より好ましい。これにより、工作物の把持も含めた、一連の加工動作の自動化が進められる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１及び図２において、１０は工作機械の主軸であり、この主軸１０の先端に略円筒状のベース部材１１が固定され、その先端部に基板１２が固定されている。基板１２のさらに先端側には薄肉のダイヤフラム１３が設けられ、その中央部にはダイヤフラム１３の変形を助けるための貫通孔１３ａが設けられている。このダイヤフラム１３の外周部には複数（図例では３つ）のクランプ部材（径方向把持部材）１４が周方向に等間隔で並ぶ状態で固定され、各クランプ部材１４の先端には、内向きに突出する抱き爪１４ａが形成されている。
【００２２】
一方、前記主軸１０の中心にはこの主軸１０と一体に回転する内側軸１６及び外側筒１５が同心状に配置され、これらは互いに独立して軸方向に移動可能とされている。前記内側軸１６の先端には操作部材１７が設けられ、この操作部材１７の先端には、前記ダイヤフラム１３の貫通孔１３ａの周縁部を押圧操作するためのプッシャ１７ａが突設されている。
【００２３】
この構成において、前記操作部材１７のプッシャ１７ａが図１（ａ）の実線に示す位置まで後退してダイヤフラム１３から離間した状態では、同ダイヤフラム１３は微小変形状態にあり、このダイヤフラム１３に固定されている抱き爪１４ａは図１（ａ）及び図３（ａ）に示すように工作物３０を側方から支える把持位置（抱き位置）に保持される。これに対し、プッシャ１７ａが図１（ａ）の二点鎖線に示すようにダイヤフラム１３の中央近傍部分を先端側に押圧することにより、同ダイヤフラム１３が変形し、このダイヤフラム１３に固定されている抱き爪１４ａは図１（ａ）の二点鎖線及び図３（ｂ）に示すように工作物３０を解放する解放位置（開位置）に切換えられる。
【００２４】
従って、前記操作部材１７及びダイヤフラム１３により、内側軸１６の移動に伴ってクランプ部材１４を把持位置と解放位置とに切換える駆動伝達機構が構成されている。
【００２５】
前記外側筒１５の前端部には、ナット１９が螺着されるとともに、当該前端部の周囲にドーナツ板状の操作板１８が配されており、この操作板１８の中央部が前記ナット１９の後端面に形成された球面１９ａに揺動可能に係合されている。
【００２６】
操作板１８には操作軸２０の後端が相対回転可能に連結されている。この操作軸２０は、前記基板１２に設けられたブッシュ２２及びダイヤフラム１３を貫通して先端側に突出しており、その突出先端部に引き爪（軸方向把持部材）２４が固定されている。操作軸２０の外周面には図１（ｂ）に示すように途中に傾斜部をもつカム溝２０ａが形成される一方、ブッシュ２２には前記カム溝２０ａに嵌まり込むピン２２ａが固定されており、これらからなるカム機構によって、操作軸２０の軸方向運動に連動して操作軸２０が所定角度回転するようになっている。
【００２７】
前記ダイヤフラム１３のすぐ前方の位置には、バッキングプレート（当接部材）２６が配設されている。このバッキングプレート２６は、ダイヤフラム１３を貫通する取付軸２８を介して前記基板１２側に支持されている。
【００２８】
この構成において、前記外側筒１５が後方に引込まれると、この外側筒１５に操作板１８及び操作軸２０を介して連結されている引き爪２４も一体に後退し、図１（ａ）及び図２に実線で示すように工作物３０をバッキングプレート２６とで前後方向に挟み込む挟持位置に保持される。これに対し、前記外側筒１５が前進すると、この外側筒１５に操作板１８及び操作軸２０を介して連結されている引き爪２４も図１（ａ）の二点鎖線に示すように工作物３０の保持位置から前方に十分離間した待避位置に待避する。しかも、このとき、カム溝２０ａとピン２２ａのカム作用で操作軸２０及び引き爪２４が回転しながら前進し、その結果、引き爪２４の角度位置は、図２二点鎖線に示されるように、工作物３０を前方からセットする際に当該工作物３０と干渉しない待避角度位置に切換えられる。
【００２９】
前記内側軸１６及び外側筒１５を個別に移動させる手段としては、油圧シリンダ等の流体圧シリンダを用いたもの、送りねじ機構を用いたもの等、従来から知られている種々の駆動装置が適用可能である。その駆動機構の一例を図４に示す。
【００３０】
図において、主軸１０の前半部（図の右半部）は、軸受３２を介して主軸支持部材３４に回転可能に支持されている。この主軸支持部材３４のすぐ後方の位置では、主軸１０の周囲にキー３６を介してプーリ３８が固定されており、このプーリ３８が図略のベルトを介して主軸回転用の駆動源に連結されている。
【００３１】
主軸１０の後端部には、外側筒１５を駆動するための油圧シリンダを形成するシリンダ形成部材４０と、内側軸１６を駆動するための油圧シリンダを形成するシリンダ形成部材４２とが直列状態で固定されている。外側筒１５の後端には、他の部分よりも大径のピストン部１５ｐが形成され、このピストン部１５ｐが前記シリンダ形成部材４０内に嵌挿されている。内側軸１６の後端部は前記シリンダ形成部材４０の後端壁を当該後端壁との間がシールされた状態で貫いており、その突出端（後端）に他の部分よりも大径のピストン部１６ｐが形成され、このピストン部１６ｐが前記シリンダ形成部材４２内に嵌挿されている。
【００３２】
これらシリンダ形成部材４０，４２と前記プーリ３８との間の領域では、主軸１０の周囲に軸受４４を介して相対回転可能に油圧供給リング４６が取付けられている。この油圧供給リング４６の外周部には回り止めピン４８が突設され、この回り止めピン４８が基盤側の回り止め部材５０に当接することにより、油圧供給リング４６の回転が規制されている。すなわち、この油圧供給リング４６を残して主軸１０のみが回転駆動されるようになっている。
【００３３】
油圧供給リング４６の内周面には、４つの周溝５１，５２，５３，５４が軸方向に並設されている。周溝５１は、主軸１０及びシリンダ形成部材４０，４２に形成された油路５５を通じて前記シリンダ形成部材４２内のへッド側室（ピストン部１６ｐよりも後方の油圧室）に連通されており、周溝５２は、主軸１０及びシリンダ形成部材４０に形成された油路５６を通じて前記シリンダ形成部材４２内のロッド側室（ピストン部１６ｐよりも前方の油圧室）に連通されている。また、周溝５３は、主軸１０及びシリンダ形成部材４０に形成された油路５７を通じて当該シリンダ形成部材４０内のへッド側室（ピストン部１５ｐよりも後方の油圧室）に連通されており、周溝５４は、主軸１０に形成された油路５８を通じて前記シリンダ形成部材４０内のロッド側室（ピストン部１５ｐよりも前方の油圧室）に連通されている。
【００３４】
一方、前記油圧供給リング４６には、各周溝５１，５２，５３，５４とつながるポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４が形成され、これらのポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４に油圧回路６０が接続されている。この油圧回路６０は、図略の油圧源、タンク、油圧切換弁等を備え、各ポートＰ１〜Ｐ４への油圧供給により、前記内側軸１５及び外側筒１５を個別に前後方向に作動させるように構成されている。油圧供給とシリンダ動作との具体的関係は次のとおりである。
【００３５】
・ポートＰ１から油路５５を通じてシリンダ形成部材４２のへッド側室に圧油を供給し、同部材４２のロッド側室から油路５６及びポートＰ２を通じて圧油をタンクに逃がす。→内側軸１６が前進する。
【００３６】
・ポートＰ２から油路５６を通じてシリンダ形成部材４２のロッド側室に圧油を供給し、同部材４２のへッド側室から油路５５及びポートＰ１を通じて圧油をタンクに逃がす。→内側軸１６が後退する。
【００３７】
・ポートＰ３から油路５７を通じてシリンダ形成部材４０のへッド側室に圧油を供給し、同部材４０のロッド側室から油路５８及びポートＰ４を通じて圧油をタンクに逃がす。→外側筒１５が前進する。
【００３８】
・ポートＰ４から油路５８を通じてシリンダ形成部材４０のロッド側室に圧油を供給し、同部材４０のへッド側室から油路５７及びポートＰ３を通じて圧油をタンクに逃がす。→外側筒１５が後退する。
【００３９】
この油圧回路６０に設けられた油圧切換弁には、マイクロコンピュータ等からなる制御装置６２が電気的に接続されており、この制御装置６２から前記油圧切換弁に電気信号が出力されることにより、前述の油圧供給切換が行われるようになっている。すなわち、前記制御装置６２は、油圧回路６０を通じて内側軸１６及び外側筒１５の前後動作を制御する加工制御手段を構成している。
【００４０】
図４に示す構造では、内側軸１６及び外側筒１５が主軸１０の中心軸上に同心状に組み込まれ、かつ、これら内側軸１６及び外側筒１５を作動させる油圧シリンダが主軸１０に取付けられているため、非常にコンパクトな構造となっているが、さらに好ましい構造例を図５に示す。ここでは、前記図４に示すシリンダ形成部材４０が省略され、その代わりに主軸１０の前端にシリンダボア１０ｃが凹設されている。そして、このシリンダボア１０ｃの前端開口部が前記ベース部材１１によって前方から塞がれるとともに、同ボア１０ｃ内に外側筒１５の後端のピストン部１５ｐが装填されることにより、主軸１０と一体に油圧シリンダが形成された状態となっている。
【００４１】
この構造によれば、外側筒１５を作動させる油圧シリンダ部が主軸１０に一体に形成されているので、前記図４に示したシリンダ形成部材４０が不要となり、その分部品点数が減り、コストが削減される。また、構造はよりコンパクト化され、主軸１０を回転駆動するのに要するトルクも削減される。この効果は、前記外側筒１５を作動させる油圧シリンダではなく、内側軸１６を作動させる油圧シリンダのシリンダボアを主軸１０に形成するようにしても同様に得られる。
【００４２】
さらに好ましい構造例を図６に示す。ここでは、主軸１０の前端のシリンダボア１０ｃに加え、主軸１０の後端にもシリンダボア１０ｙが形成されており、このシリンダボア１０ｙの後端開口部が蓋４３によって後方から塞がれるとともに、当該シリンダボア１０ｙ内に内側軸１６の後端のピストン部１６ｐが装填されることにより、当該内側軸１６を前後方向に作動させる油圧シリンダが形成されている。
【００４３】
この構造によれば、前記図４に示したシリンダ形成部材４０に加え、シリンダ形成部材４２も不要となり、さらなる構造のコンパクト化及び部品点数の削減が進められる。また、各シリンダボア１０ｃ，１０ｙを主軸１０の前後両端部に形成しているので、その加工及びピストン部１５ｐ，１６ｐの装填が非常に容易となっている。
【００４４】
この図６及び前記図５のいずれの構造においても、各シリンダ室内に通ずる油路を主軸１０等に適宜形成すればよい。
【００４５】
次に、前記制御装置６２の行う駆動制御の内容及び装置全体の作用を図７のフローチャートに基づいて説明する。
【００４６】
０）初期設定（図７のステップＳ０）
主軸１０に工作物３０をセットする前の初期段階では、内側軸１６を前進させてその前端の操作部材１７にダイヤフラム１３の中央近傍部分を押圧させ、同ダイヤフラム１３を変形させることにより、このダイヤフラム１３に固定されているクランプ部材１４の抱き爪１４ａを図１（ａ）二点鎖線及び図３（ｂ）に示す解放位置（開位置）に待機させる。また、外側筒１５も前進させてこの外側筒１５に連結されている引き爪２４を図１（ａ）二点鎖線に示す待避位置まで前方に待避させる。
【００４７】
１）工作物搬入（ステップＳ１）
図略の工作物搬送装置により工作物３０を主軸１０の前方へ搬送し、さらに前方からバッキングプレート２６に突き当てる。このとき、各引き爪２４は、前方に待避しているるだけでなく、その角度位置が、図２二点鎖線に示されるように、工作物３０を前方からセットする際に当該工作物３０と干渉しない待避角度位置まで回転しているので、工作物３０の搬入は極めて円滑に行われる。
【００４８】
２）抱きクランプ（ステップＳ２）
工作物３０の搬入後、内側軸１６を後退させてダイヤフラム１３から離間させる。これによりダイヤフラム１３は微小変形状態となり、このダイヤフラム１３に固定されている各クランプ部材１４の抱き爪１４ａが図１実線の把持位置に切換えられる。すなわち、各抱き爪１４ａによって工作物３０が径方向外側から把持される。この抱きクランプによって、工作物３０の芯出しも自動的に行われる。
【００４９】
３）端面研削加工（ステップＳ３）
前記抱きクランプ状態のまま、主軸１０を所定の回転数で回転駆動する。これにより、当該主軸１０と一体に工作物３０も自軸回りに回転駆動される。この抱きクランプ状態では、工作物３０の前端面３０ｂが全周にわたって前方に開放されているので、当該前端面３０ｂに図１（ａ）に示す端面研削用砥石６４Ｂを押し当てることにより、当該前端面３０ｂの研削加工をすることができる。また、この端面研削加工では、前記抱きクランプによる工作物３０の径方向歪みが加工精度にほとんど影響しないので、当該抱きクランプのクランプ力は十分高い値に設定できる。
【００５０】
４）引きクランプ（ステップＳ４）
端面研削加工終了後、内側軸１６に加えて外側筒１５も後退させる。これに連動して各引き爪２４が後退する。しかも、その後退時、カム溝２０ａとピン２２ａのカム作用で操作軸２０及び引き爪２４が回転し、その結果、引き爪２４は工作物３０をバッキングプレート２６とで前後方向に挟み込む挟持位置に移動する（図１（ａ），図２）。すなわち、工作物３０は軸方向に引きクランプされる。
【００５１】
５）抱きクランプ解除（ステップＳ５）
引きクランプ完了後、今度は内側軸１６を前進させてダイヤフラム１３を変形させることにより、各抱き爪１４ａを初期の解放位置に戻す。これにより、工作物３０は引きクランプでのみ主軸１０側に把持された状態となる。
【００５２】
６）内面研削加工（ステップＳ６）
主軸１０と工作物３０とを一体に回転駆動したまま、今度は図１（ａ）に示す内面研削用砥石６４Ａを工作物３０の内周面３０ａに径方向内側から押し当てることにより、当該内周面３０ａの研削加工をすることができる。このとき、工作物３０は引きクランプ（引き爪２４とバッキングプレート２６とによる軸方向挟持）でのみ把持されているので、抱きクランプ時のような径方向歪みはほとんど生じず、よって、工作物３０を高精度で内面研削することが可能である。
【００５３】
７）工作物回収（ステップＳ７）
内面研削加工が終了し、工作物搬送装置により加工済工作物３０が把持されてから、引き爪２４を待避位置へ待避させる。この状態で、前記工作物搬送装置により加工済工作物３０を難なく回収することができる。
【００５４】
以上示した方法では、抱き爪１４ａによる径方向把持動作と、引き爪２４による軸方向把持動作とを交互に行い、径方向把持動作中に端面研削加工を、軸方向把持動作中に内面研削加工をそれぞれ行うようにしているので、各把持形態の長所を活かして両研削加工を効率よくかつ高精度で行うことができる。しかも、前記径方向把持動作及び軸方向把持動作はともに単一の主軸１０で行うので、端面研削加工から内面研削加工への移行時に工作物３０を搬送する必要がなく、その把持形態を切換えるだけでよい。従って、二種の装置を併用する場合に比べてサイクルタイムは大幅に短縮される。
【００５５】
この効果は、内面研削加工を最初に行い、その後に端面研削加工を行う場合にも同様に得ることが可能である。その例を図８のフローチャートに示す。
【００５６】
同図において、初期設定（ステップＳ０）及び工作物搬入（ステップＳ１）の工程は図７に示す方法と全く同様である。搬入後、工作物３０の芯出しのみを目的に抱き爪１４ａを把持位置に切換える（ステップＳ２）。この状態で、引き爪２４を挟持位置に切換えてから（ステップＳ８）、抱き爪１４ａを解放位置に切換えて（ステップＳ９）引きクランプ状態（軸方向把持状態）にし、この状態で内面研削加工を行う（ステップＳ１０）。
【００５７】
内面研削加工後は、抱き爪１４ａを把持位置に切換えてから（ステップＳ１１）、引き爪２４を待避位置へ逃がして（ステップＳ１２）抱きクランプ状態（径方向把持状態）にする。この状態で端面研削加工（ステップＳ１３）を行った後、工作物３０を回収する（ステップＳ１４）。
【００５８】
この図８の方法では、工作物３０の軸方向挟持（ステップＳ８）を行う前に、芯出しのみを目的として抱き爪１４ａを把持位置に切換える操作が必要であるが（ステップＳ２）、前記図７の方法では、当該抱き爪１４ａを把持位置に切換えた後、そのまま工作物３０の加工（端面研削加工）ができるため、より効率的である。
【００５９】
その他、本発明は例えば次のような実施の形態をとることも可能である。
【００６０】
・前記実施形態では、抱き爪１４ａや引き爪２４を駆動する手段として油圧シリンダを用いたが、必要把持力が小さい場合には空気圧シリンダを用いてもよい。あるいはサーボモータ等の電気的手段を用いることも可能である。
【００６１】
・前記実施形態では、ダイヤフラム１３の変形を利用して抱き爪１４ａを開閉させるものを示したが、径方向把持部材として、テーパー作用により開閉するコレットチャックを用いるようにしてもよい。また、径方向把持部材が工作物を径方向内側から把持する（すなわち工作物内周面に圧接する）構成にしてもよい。
【００６２】
・工作物３０の形状は図示のような円筒状に限られず、いずれかの周面及び端面が加工面として設定された種々の形状の工作物の加工について、本発明を適用することが可能である。
【００６３】
【発明の効果】
以上のように本発明は、同一の主軸に径方向把持部材と軸方向把持部材とを相互独立して作動可能となるように設けた装置であり、また、この装置において、径方向把持部材により工作物を把持しながらその端面加工を行い、軸方向把持部材により工作物を把持しながらその周面加工を行うようにしたものであるので、コンパクトな構成で、工作物の周面と端面の双方を効率良くかつ高精度で加工することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】(ａ）は本発明の実施の形態にかかる工作物把持装置の一例を示す断面側面図、(ｂ）は(ａ）の操作軸に設けられているカム溝の形状を示す一部断面平面図である。
【図２】図１にかかる工作物把持装置の正面図である。
【図３】(ａ）は図１にかかる工作物把持装置の抱き爪が抱き位置にある状態を模式的に示す断面側面図、(ｂ）は同抱き爪が解放位置にある状態を模式的に示す断面側面図である。
【図４】前記工作物把持装置における抱き爪及び引き爪の駆動機構の例を示す断面図である。
【図５】前記工作物把持装置における抱き爪及び引き爪の駆動機構であってその引き爪を駆動するための油圧シリンダを主軸に一体に形成した例を示す断面図である。
【図６】前記工作物把持装置における抱き爪及び引き爪の駆動機構であってその抱き爪及び引き爪を駆動するための油圧シリンダを主軸に一体に形成した例を示す断面図である。
【図７】前記工作物把持装置における制御装置の制御動作を示すフローチャートである。
【図８】前記工作物把持装置における制御装置の制御動作の他の例を示すフローチャートである。
【図９】（ａ）は従来の径方向把持タイプの工作物把持装置の例を示す図、（ｂ）は従来の軸方向把持タイプの工作物把持装置の例を示す図である。
【符号の説明】
１０  主軸
１０ｃ，１０ｙ  シリンダボア
１３  ダイヤフラム（駆動変換機構を構成）
１４  クランプ部材（径方向把持部材）
１４ａ  抱き爪
１５  外側筒
１６  内側軸
１７  操作部材（駆動変換機構を構成）
１８  操作板（連結部材を構成）
２０  操作軸（連結部材を構成）
２４  引き爪（軸方向把持部材）
２６  バッキングプレート（当接部材）
３０  工作物
３０ａ  工作物内周面
３０ｂ  工作物前端面
４０，４２  シリンダ形成部材
６０  油圧回路
６２  制御装置（加工制御手段）