(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャック本体に、上壁を有する円筒状のワークを位置決めする位置決め手段を備え、その位置決め手段によって位置決めされたワークを、チャック径方向へ移動するマスタジョウを用いてチャック径方向へ平行移動可能な一対の把握爪によってクランプするようにしたチャックにおいて、前記位置決め手段は、前記把握爪の移動方向に対して直交する方向へ移動する第２マスタジョウを用いて前記把握爪の把握力とは異なる把握力で平行移動可能な一対の位置決め用把握爪と、一対の把握爪の移動領域の両側位置で立設された一対の柱部の先端部を連結部で連結した門形であり、連結部上面にワークの上壁の下面を当接させる突起部を設け、連結部の下方空間に一対の把握爪の把握部を配置させて成るストッパ部材とから成り、ストッパ部材に上壁の下面を当接させたワークの内周を、第２マスタジョウの作動により平行移動する一対の位置決め用把握爪によってクランプした状態で、ワークの内周を、マスタジョウの作動により平行移動する一対の把握爪によってクランプするようにし、
チャック本体のチャック軸線上に、ドロースクリューとドロースリーブを夫々チャック軸線方向に進退可能に配置し、ドロースクリューにチャック軸線方向に摺動可能なウェッジプランジャを取付ける一方、チャック本体に、チャック軸線と平行となる複数の案内孔を形成し、各案内孔に、ウェッジ部材をチャック軸線方向に摺動可能に挿入し、前記マスタジョウに設けた案内部のチャック径方向中間に、傾斜したくさび溝を形成し、ウェッジ部材に、そのくさび溝に噛合うくさび部分を設け、各ウェッジ部材をドロースリーブに連結し、
各マスタジョウに前記把握爪を、各第２マスタジョウに前記位置決め用把握爪を夫々固着し、把握爪の把握部を前記ストッパ部材の連結部の下方位置に配置すると共に前記突起部を連結部上面の略中央部の１箇所に設け、
把握爪の把握力はドロースリーブを、位置決め用把握爪の把握力はドロースクリューを別々に進退させる夫々に調整可能な作動力によって生じ、
ドロースクリューの前後移動によりウェッジプランジャと第２マスタジョウを介して位置決め用把握爪が移動し、ドロースリーブの前後移動によりウェッジ部材とマスタジョウを介して把握爪が移動することを特徴とするチャック。
【請求項２】
チャック本体に、チャック本体の回転により、先端に作用する付勢力を調整可能なバランス機構を備えたレバー部材を備え、一対の位置決め用把握爪と一対の把握爪に夫々レバー部材の先端を当接させ、チャック本体の回転によって各把握爪に作用する遠心力を各レバー部材により打ち消すようにしたことを特徴とする請求項１記載のチャック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上壁を有する円筒状のワークをクランプするために用いられるチャックに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上壁を有する円筒状のワークとして内燃機関用のピストンが知られている。そのピストンをクランプするチャックとして、特許文献１に記載のように、チャック本体に、ワークを嵌合させて位置決め可能なリング状のワークロケータを備え、そのワークロケータによって位置決めされたワークの内周を、チャック径方向へ移動可能な一対の把握爪によってクランプするようにしたものが知られている。また、特許文献２に記載のように、チャック本体に、ワークの内側に設けた平面部をクランプして位置決め可能な位置決め装置を備え、その位置決め装置によって位置決めされたワークの外周をチャック径方向に揺動可能な一対の把持爪によってクランプするようにしたものが知られている。
【特許文献１】特開２００５−２３８３６４号公報
【特許文献２】特開２００１−１５０２０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１のように、ワークをワークロケータに嵌合させるためには、別のチャックを用いて予めワークの内周を加工する必要がある。また、特許文献２のように、一対の把持爪によってワークの外周をクランプすると、把持爪のクランプ箇所であるワークの外周加工が行なえず、別のチャックを用いてワークの外周加工を行なう必要がある。従って、複数のチャックを用意してワークの加工を行わなければならず、ワークの加工工程が集約できない。そして、特許文献２のようにワークの外周をクランプすることで、チャックの回転によって把持爪に遠心力が作用した時に、その力により把持爪がチャック本体の外方へ移動しようとするからクランプが不安定になるおそれがあった。
【０００４】
そこで本発明の課題は、上記問題点を解決するもので、上壁を有する円筒状のワークの加工工程を集約することが可能な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】
【０００５】
本発明のチャックは、チャック本体に、上壁を有する円筒状のワークを位置決めする位置決め手段を備え、その位置決め手段によって位置決めされたワークを、チャック径方向へ移動するマスタジョウを用いてチャック径方向へ平行移動可能な一対の把握爪によってクランプするようにしたチャックにおいて、前記位置決め手段は、前記把握爪の移動方向に対して直交する方向へ移動する第２マスタジョウを用いて前記把握爪の把握力とは異なる把握力で平行移動可能な一対の位置決め用把握爪と、一対の把握爪の移動領域の両側位置で立設された一対の柱部の先端部を連結部で連結した門形であり、連結部上面にワークの上壁の下面を当接させる突起部を設け、連結部の下方空間に一対の把握爪の把握部を配置させて成るストッパ部材とから成り、ストッパ部材に上壁の下面を当接させたワークの内周を、第２マスタジョウの作動により平行移動する一対の位置決め用把握爪によってクランプした状態で、ワークの内周を、マスタジョウの作動により平行移動する一対の把握爪によってクランプするようにし、チャック本体のチャック軸線上に、ドロースクリューとドロースリーブを夫々チャック軸線方向に進退可能に配置し、ドロースクリューにチャック軸線方向に摺動可能なウェッジプランジャを取付ける一方、チャック本体に、チャック軸線と平行となる複数の案内孔を形成し、各案内孔に、ウェッジ部材をチャック軸線方向に摺動可能に挿入し、前記マスタジョウに設けた案内部のチャック径方向中間に、傾斜したくさび溝を形成し、ウェッジ部材に、そのくさび溝に噛合うくさび部分を設け、各ウェッジ部材をドロースリーブに連結し、各マスタジョウに前記把握爪を、各第２マスタジョウに前記位置決め用把握爪を夫々固着し、把握爪の把握部を前記ストッパ部材の連結部の下方位置に配置すると共に前記突起部を連結部上面の略中央部の１箇所に設け、把握爪の把握力はドロースリーブを、位置決め用把握爪の把握力はドロースクリューを別々に進退させる夫々に調整可能な作動力によって生じ、ドロースクリューの前後移動によりウェッジプランジャと第２マスタジョウを介して位置決め用把握爪が移動し、ドロースリーブの前後移動によりウェッジ部材とマスタジョウを介して把握爪が移動することを特徴とする。
【０００６】
また、本発明は、チャック本体に、チャック本体の回転により、先端に作用する付勢力を調整可能なバランス機構を備えたレバー部材を備え、一対の位置決め用把握爪と一対の把握爪に夫々レバー部材の先端を当接させ、チャック本体の回転によって各把握爪に作用する遠心力を各レバー部材により打ち消すようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、チャック本体に、チャック径方向へ平行移動可能な一対の把握爪の移動方向に対して直交する方向へ前記把握爪の把握力と異なる把握力で平行移動可能な一対の位置決め用把握爪と、チャック本体に固着してワークの上壁の下面を当接させるように一対の位置決め用把握爪の間に張り出させたストッパ部材とから成る位置決め手段を備え、ストッパ部材に上壁の下面を当接させたワークの内周を一対の位置決め用把握爪によってクランプすることで、ワークの内周を予め加工することなくワークの位置決めが行える。また、位置決めされたワークの内周を一対の把握爪でクランプすることで、ワークの外周、端面、ピン孔等が１工程で行える。前記ストッパ部材を一対の柱部の先端部を連結部で連結した門形としたことで、クランプ箇所が狭くても一対の把握爪の把握部をワークの内周に配置可能である。また、一対の位置決め用把握爪と一対の把握爪に夫々バランス機構を備えたレバー部材の先端を当接させることで、チャック回転によって各把握爪に作用する遠心力が打ち消される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１〜３に示すチャック１のチャック本体２は、取付ボルト３によって前ボディ４の後端面がリアカバー５で塞がれたものである。チャック本体２のチャック軸線上にはドロースリーブ６が配置されている。ドロースリーブ６の後端部はリアカバー５の中心部に取り付けたガイド部材７に案内されている。前ボディ４の中心部には段付き孔８が形成され、段付き孔８の小径部８ａに前記ドロースリーブ６の前端部が案内されている。だ円形状である大径部８ｂには後述する位置決め手段９のチャックボディ２１が嵌装されている。前ボディ４には、前記大径部８ｂに連通する複数（２個）の爪案内溝１０が形成されている。各爪案内溝１０の下方にはブロック案内溝１１が形成され、そのブロック案内溝１１に沿ってマスタジョウ１２がチャック径方向に移動するようになっている。マスタジョウ１２に設けた案内部１３のチャック径方向中間には、図６に示すように傾斜したくさび溝１４が形成されている。前ボディ４にはチャック軸線と平行となる複数（２個）のウェッジ部材用案内孔１５が形成され、各ウェッジ部材用案内孔１５にはウェッジ部材１６がチャック軸線方向に摺動可能に挿入されている。ウェッジ部材１６は図６に示すように、前記案内部１３のくさび溝１４に噛合うくさび部分１７が設けられている。各ウェッジ部材１６は取付ボルト１８によってドロースリーブ６に連結されている。各マスタジョウ１２には取付ボルト１９によって把握爪２０が固着され、把握爪２０の把握部２０ａが後述するストッパ部材３３の連結部３５の下方位置に配置されるようになっている。
【０００９】
前記チャックボディ２１にはチャック軸線方向に貫通孔２２が形成されている。その貫通孔２２にはウェッジ溝２３を形成したウェッジプランジャ２４が摺動可能に挿入されている。また、前記貫通孔２２を塞ぐようにチャックボディ２１の前面には蓋部材２５が固着されている。ウェッジプランジャ２４の後端部は前記ドロースリーブ６の内側に案内されている。チャックボディ２１には、前記貫通孔２２に連通するように複数（２個）の第２爪案内溝２６が形成されている。各第２爪案内溝２６が前記爪案内溝１０に対して直交となるようにチャックボディ２１は設置されている。各第２爪案内溝２６の下方には第２ブロック案内溝２７が形成され、その第２ブロック案内溝２７に沿って第２マスタジョウ２８がチャック径方向に移動するようになっている。第２マスタジョウ２８には前記ウェッジプランジャ２４に形成したウェッジ溝２３と噛合うウェッジ部２９が形成されている。ウェッジプランジャ２４には、ドロースクリュー３０が取り付けられている。各第２マスタジョウ２８には取付ボルト３１によって位置決め用把握爪３２が固着されている。
【００１０】
チャックボディ２１の前面には、ワークＷの上壁の下面Ｗａを当接させるように一対の位置決め用把握爪３２の間に張り出させたストッパ部材３３が取り付けてある。本願発明の位置決め手段９は一対の位置決め用把握爪３２とストッパ部材３３とから構成される。ストッパ部材３３は、一対の把握爪２０の移動領域の両側位置で立設された一対の柱部３４の先端を連結部３５で連結した門形であり、連結部３５上面にワークＷの上壁の下面Ｗａを当接させる突起部３６が設けられている。前記柱部３４には、位置決め用把握爪３２が入り込むような逃がし部３７が設けられている。前ボディ４には前記爪案内溝１０に対して直交となる方向（位置決め用把握爪３２の後方）に溝３８が形成されている。その溝３８には、先端を位置決め用把握爪３２の後端に当接させる第１レバー部材３９が設置されている。第１レバー部材３９は、溝３８に固着されたブラケット４０の先端にピン部材４１を介して揺動自在に支持されている。また、前ボディ４の前面には、先端を把握爪２０の後端に当接させる第２レバー部材４２が設置されている。第２レバー部材４２は、爪案内溝１０に沿って固着された支持部材４３の一端にピン部材４４を介して揺動自在に支持されている。前記第１,２レバー部材３９,４２の一方端には、チャック本体２の回転により、先端に作用する付勢力が調整されるバランス機構４５,４６が設けられている。尚、本実施形態では、第１レバー部材３９のバランス機構４５は、ピン部材４１から一方端までの長さによって構成され、第２レバー部材４２のバランス機構４６は、一端部に取り付けたバランスウェイトによって構成される。
【００１１】
上記構成のチャック１は、チャック本体２に備えた取付ボルト５０により旋盤等の主軸部５１前端に固着され、主軸部５１の回転と共にチャック本体２が回転するようになっている。そして、主軸部５１後端に設置された二重回転シリンダ（図示しない）の各ピストン（図示しない）に各コネクチングロッド５２，５３を介してドロースリーブ６とドロースクリュー３０が夫々連結され、各ピストンの作動によりドロースリーブ６とドロースクリュー３０が夫々チャック軸線方向に進退するようになっている。ドロースリーブ６の前後移動により、ウェッジ部材１６、マスタジョウ１２を介して一対の把握爪２０がチャック径方向へ平行移動し、ドロースクリュー３０の前後移動により、ウェッジプランジャ２４、第２マスタジョウ２８を介して一対の位置決め用把握爪３２がチャック径方向へ平行移動するようになっている。前記二重回転シリンダは、例えば特開平８−３２３５１８号公報に記載のものであって、ドロースリーブ６をチャック軸線方向に進退させる作動力と、ドロースクリュー３０をチャック軸線方向に進退させる作動力とは夫々調整されるようになっている。
【００１２】
次に、上記のチャック１によるワークＷのクランプ動作について説明する。図示しない搬送手段によって上壁を有する円筒状のワークＷをチャック１の前方に位置させる。その後、位置決め手段９のストッパ部材３３の突起部３６にワークＷの上壁の下面Ｗａが当接するまで搬送手段を移動させる。搬送手段によりワークＷの端面の平行を保ちながらワークＷの上壁の下面Ｗａを突起部３６に当接させた状態で、回転シリンダの一方のピストンを作動し、ドロースクリュー３０を介して一対の位置決め用把握爪３２をチャック径方向（外方）に平行移動させ、ワークＷの内周をクランプする。一対の位置決め用把握爪３２によりワークＷの芯出しが行われる。その後、回転シリンダのもう一方のピストンを作動し、ドロースリーブ６を介して一対の把握爪２０をチャック径方向（外方）に平行移動させ、ワークＷの内周をクランプする。その後、搬送手段をワークＷから退避させると共にワークＷの外周、端面、ピン孔等の加工が開始される。尚、ワークＷのピン孔を加工する場合には、ワークＷの端面が搬送手段により支えられるようになっている。また、チャック本体２の回転により、一対の把握爪２０、一対の位置決め用把握爪３２に遠心力が作用するが、第１、２レバー部材３９，４２により前記遠心力が打ち消されるようになっている。
【００１３】
従って、チャック本体２に備えた位置決め手段９を、チャック本体２に備えた一対の把握爪２０の移動方向に対して直交する方向へ前記把握爪２０の把握力とは異なる把握力で平行移動可能な一対の位置決め用把握爪３２と、チャック本体２に固着してワークＷの上壁の下面Ｗａを当接させるように一対の位置決め用把握爪３２の間に張り出させたストッパ部材３３で構成し、ワークＷの上壁の下面Ｗａをストッパ部材３３の当接部３６に当接させ、一対の位置決め用把握爪３２によってクランプすれば、従来のように、ワークＷの内周を加工しなくてもワークＷの位置決めをすることができる。また、ワークＷの内周を２組の把握爪２０，３２でクランプすることで、ワークＷの外周、端面、ピン孔等の加工が１工程で行うことができる。また、ストッパ部材３３を一対の把握爪２０の移動領域の両側で立設された一対の柱部３４の先端部を連結部３５で連結した門形としたことで、一対の把握爪２０の把握部２０ａを近接することができ、一対の把握爪２０でクランプするワークＷの内周箇所が狭くても前記把握部２０ａを配置することができる。更にワークＷの内周を２組の把握爪２０，３２でクランプすることで、ワークＷの芯出しを精度良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のチャックの平面図であって、ワークをクランプした状態である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図２のＩＶ視図である。
【図５】図３のＶ視図であって、第１レバー部材を省略した図である。
【図６】マスタジョウとウェッジ部材を示す図である。
【符号の説明】
【００１５】
１      チャック
２      チャック本体
６      ドロースリーブ
９      位置決め手段
１２    マスタジョウ
１３    案内部
１４    くさび溝
１５    ウェッジ部材用案内孔
１６    ウェッジ部材
１７    くさび部分
２０    把握爪
２４    ウェッジプランジャ
３０    ドロースクリュー
３２    位置決め用把握爪
３３    ストッパ部材
３４    柱部
３５    連結部
３６    突起部
３９    第１レバー部材
４２    第２レバー部材
４５    バランス機構
４６    バランス機構
Ｗ      ワーク
Ｗａ    下面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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