(57)【要約】【課題】ワークの被把持面に歪みがある場合であってもワークを安定して保持し、精度の高い加工を可能にするチャックを提供する。【解決手段】スリット５１を設けて拡径を可能となしたスリット形成部５２を備えるワーク把持具５０と、スリット形成部５２の内径または外径に接する圧力伝達部材６０と、圧力伝達部材６０をワーク把持具５０との間に挟みこむ補助軸７０とを備え、圧力伝達部材６０が軸方向に押圧されて軸方向圧力を径方向圧力に変換するとともにスリット形成部５２の各部に分散させて伝達し、スリット形成部５２を弾性変形させて把持力を発生させるように構成したチャックを採用する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スリットを設けて縮径および拡径を可能となしたスリット形成部を備えるワーク把持具と、前記スリット形成部の内径または外径に接する圧力伝達部材と、前記圧力伝達部材を前記ワーク把持具との間に挟みこむ補助軸とを備え、前記圧力伝達部材が軸方向に押圧されて軸方向圧力を径方向圧力に変換するとともに前記スリット形成部の各部に分散させて伝達し、前記スリット形成部を弾性変形させて把持力を発生させるように構成したチャック。
【請求項２】
前記ワーク把持具および前記補助軸はそれぞれ前記圧力伝達部材を間にして軸方向に互いに対向する面を備え、前記ワーク把持具と前記補助軸とが前記圧力伝達部材を軸方向に押圧するように構成した請求項１に記載のチャック。
【請求項３】
前記圧力伝達部材はゴムからなる請求項１または２に記載のチャック。
【請求項４】
前記ワーク把持具のスリット形成部および前記圧力伝達部材の軸方向の長さが、ワークの被把持面の軸方向の寸法の１〜２倍である請求項１から３のいずれかに記載のチャック。
【請求項５】
ワーク把持具と補助軸との間に挟まれた圧力伝達部材を軸方向に押圧し、その圧力伝達部材により軸方向圧力を径方向圧力に変換するとともに前記ワーク把持具のスリット形成部の各部に分散させて伝達し、前記スリット形成部を弾性的に縮径または拡径させてワークを把持するようにしたワーク把持方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械加工用チャックおよびそのチャックを用いたワークの把持方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ワークを把持して機械加工する場合、把持する工具としてスプリングコレットが用いられている。スプリングコレットには、内径スプリングコレットと外径スプリングコレットとがある。
【０００３】
図１に内径スプリングコレットを用いたチャックの一例を示す。内径スプリングコレットは、ワークに開口部がある場合にその内径を把持するものである。コレット１０の軸心を通るドローバー２０を引くと、コレット１０とドローバー２０との間のテーパー状の摺動面の作用により、コレット先端のスリット形成部が拡径してワークＷを把持する。
【０００４】
図２に外径スプリングコレットを用いたチャックの一例を示す。外径スプリングコレットは、ワークの外径を把持するものである。これも、内径スプリングコレットと同様、コレット３０とその支持軸４０との間のテーパー状の摺動面の作用により、コレット先端のスリット形成部が縮径してワークＷを把持する。
【０００５】
しかし、これらのチャックには以下の問題点がある。すなわち、これらのチャックは、ドローバーまたは支持軸とコレットとを直に摺動させており、圧力を分散させて伝達する媒体をドローバーまたは支持軸とコレットとの間に有しない。したがって、ワークの被把持面が均整でない場合、たとえばワーク内径の被把持面が鋳造後や焼結後の熱収縮により凸状に変形して歪んでいる場合、コレット先端のスリット形成部がその歪みを吸収することができず、スリット形成部とワークとが局所的な接触状態となる。コレットとワークの相対位置関係はその接触状態により定まることから、ワークの歪みいかんによって真円度、平面度、振れ等の加工精度が低下するという問題があった。
【０００６】
また、その局所的な接触状態を回避するためにコレットを縮径または拡径する圧力を大きくしても、把持力によるワークの変形が大きくなり、加工精度を確保することが困難であった。
【０００７】
ここで、ワークの変形を抑えて把持することができるチャックとして、ゴムなどの弾性体を用いたチャックが知られている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、これは圧縮膨張した弾性体がワークを直接把持するものであるため、弾性体が破損しやすいという問題点があった。
【０００８】
【特許文献１】特開平８−２４３８１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この発明が解決しようとする課題は、ワークの被把持面が均整でない場合であってもワークを安定して保持し、精度の高い加工を可能にするチャックおよびワーク把持方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、スリットを設けて縮径および拡径を可能となしたスリット形成部を備えるワーク把持具と、前記スリット形成部の内径または外径に接する圧力伝達部材と、前記圧力伝達部材を前記ワーク把持具との間に挟みこむ補助軸とを備え、前記圧力伝達部材が軸方向に押圧されて軸方向圧力を径方向圧力に変換するとともに前記スリット形成部の各部に分散させて伝達し、前記スリット形成部を弾性変形させて把持力を発生させるように構成したチャックを提供する。
【００１１】
かかるチャックは、以下の構成を加えるとより好ましいものになる。
１）前記ワーク把持具および前記補助軸にそれぞれ前記圧力伝達部材を間にして軸方向に互いに対向する面を設け、前記ワーク把持具と前記補助軸とが前記圧力伝達部材を軸方向に押圧する構成とする。
２）前記圧力伝達部材をゴムからなるものとする。
３）前記ワーク把持具のスリット形成部および前記圧力伝達部材の軸方向の長さを、ワークの被把持面の軸方向の寸法の１〜２倍とする。
【００１２】
また、ワーク把持具と補助軸との間に挟まれた圧力伝達部材を軸方向に押圧し、その圧力伝達部材により軸方向圧力を径方向圧力に変換するとともに前記ワーク把持具のスリット形成部の各部に分散させて伝達し、前記スリット形成部を弾性的に縮径または拡径させてワークを把持するワーク把持方法により、上記の課題を解決することができる。
【発明の効果】
【００１３】
圧力伝達部材により軸方向圧力を径方向圧力に変換するとともにワーク把持具のスリット形成部の各部に分散させて伝達するようにしたことから、前記スリット形成部がワークの被把持面に沿いやすくなり、被把持面が均整でない場合であっても、従来よりワークを安定して保持することができる。これにより、把持力によるワークの変形を抑えつつ、ワークの軸心と工作機の軸心とのずれを小さくすることができ、精度の高い加工をすることが可能となる。また、軸心に垂直な端面加工においても、軸方向に対する端面の直角度の精度の高い加工がより容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図３に第１実施形態のチャックの側面図および正面図を、図４にその断面図を示す。このチャックはワークＷの内径を把持する内径チャックであり、ワーク把持具５０と、ワーク把持具５０の内径に接する圧力伝達部材６０と、圧力伝達部材６０の内径に接する補助軸７０とを備えている。
【００１５】
ワーク把持具５０はその先端側が弾性変形して拡径できるようにスリット５１を備えている。スリット５１の本数は、ワーク把持具５０の剛性維持のためには、８本以下が好ましい（本実施形態においては４本）。
【００１６】
スリット５１の長さはワークＷの被把持面の軸方向の寸法の１〜２倍程度が好ましい（本実施形態においては１．５倍）。１倍以上とすることでスリット形成部５２が充分に拡径でき、また、２倍以下とすることでワーク把持具の剛性が低下せず、ワークＷを安定して把持できるからである。
【００１７】
なお、本実施形態においてはスリット５１を軸線と平行な方向に設けているが、スリット形成部５２を周方向に複数に分割するスリットであればよく、軸線と平行であることは必須ではない。
【００１８】
圧力伝達部材６０はスリット形成部５２の内径に接している。圧力伝達部材６０は、軸方向に押圧されたときに軸方向圧力を径方向圧力に変換するとともにスリット形成部５２の各部に分散させて伝達するものであればよいが、ゴムからなるものが好ましい（本実施形態においてはウレタンゴム）。なお、図７に示すように、変形自在な円筒状の中空容器や袋体に、油などの流動体やシリコンゲルなどのゲルを封入したものでもよい。
【００１９】
補助軸７０は、圧力伝達部材６０の内径に接し、圧力伝達部材６０をワーク把持具５０との間に挟み込んでいる。
【００２０】
ワーク把持具５０はその内径に面５３を備え、補助軸７０はその外径に面７１を備え、これらの面５３および７１は圧力伝達部材６０を間にして軸方向に互いに対向している。したがって、補助軸７０を軸方向に移動させるとワーク把持具５０と補助軸７０とが圧力伝達部材６０を軸方向に押圧する。
【００２１】
図５に、第１実施形態のチャックの使用の一例を示す。ワークＷは、たとえば、フランジ継ぎ手であり、その内径が凸状に変形して歪んでいる。
【００２２】
補助軸７０を軸方向に移動させ圧力伝達部材６０を軸方向に押圧すると、圧力伝達部材６０により軸方向圧力は径方向圧力に変換されてスリット形成部５２に伝達され、スリット形成部が拡径し、ワークＷの内径を把持する。このとき、圧力はスリット形成部５２の各部に分散して伝達されることから、スリット形成部５２はワークＷの歪んだ被把持面に沿いやすくなり、ワークＷを安定して保持することができる。また、ワークＷの内径が図６に示すように二点鎖線の状態から実線の状態に歪んでいても、圧力伝達部材６０がその歪みを吸収しようとし、ワークＷの軸心と工作機の軸心とのずれを小さくする。
【００２３】
また、コレットを用いた従来のチャックのような、テーパー状の摺動面において直に摺動する部分がないので、摩擦による力の損失が少なく、従来よりも少ない力でワークＷを把持することができる。さらに、摺動面の磨耗がほとんどないので工具の寿命が長く、経済的である。
【００２４】
なお、図３および図４において、ワーク把持具５０の先端５４と補助軸７０の先端７２とが同じ方向をむいているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、図８に示すように、ワーク把持具５０の先端５４と補助軸７０の先端７２とが反対方向をむいていてもよい。
【００２５】
図９に第２実施形態のチャックの側面図および正面図を、図１０にその断面図を示す。このチャックはワークＷの外径を把持する外径チャックであり、ワーク把持具５０と、ワーク把持具５０の外径に接する圧力伝達部材６０と、圧力伝達部材６０の外径に接する補助軸（中空軸）７０とを備えている。
【００２６】
第１実施形態と同様に、ワーク把持具５０はその先端側が弾性変形して縮径できるようにスリット５１を備えている。また、圧力伝達部材６０は、軸方向に押圧されたときに軸方向圧力を径方向圧力に変換するとともにスリット形成部５２の各部に分散させて伝達するもの、たとえばゴムや、変形自在な円筒状の中空容器や袋体に流動体やゲルを封入したものである。また、補助軸７０は圧力伝達部材６０の外径に接し、圧力伝達部材６０をワーク把持具５０との間に挟み込んでいる。
【００２７】
ワーク把持具５０はその外径に面５３を備え、補助軸７０はその内径に面７１を備え、これらの面５３および７１は圧力伝達部材６０を間にして軸方向に対向している。したがって、補助軸７０を軸方向に移動させるとワーク把持具５０と補助軸７０とが圧力伝達部材６０を軸方向に押圧する。
【００２８】
図１１に、第２実施形態のチャックの使用の一例を示す。ワークＷはその外径が凸状に変形して歪んでいる。
【００２９】
補助軸７０を軸方向に移動させ圧力伝達部材６０を軸方向に押圧すると、圧力伝達部材６０により軸方向圧力は径方向圧力に変換されてスリット形成部５２に伝達され、スリット形成部が縮径し、ワークＷの外径を把持する。このとき、圧力はスリット形成部５２の各部に分散して伝達されることから、スリット形成部５２はワークＷの歪んだ被把持面に沿いやすくなり、ワークＷを安定して保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】従来の内径チャックの一例を示す図
【図２】従来の外径チャックの一例を示す図
【図３】（ａ）は第１実施形態のチャックの側面図、（ｂ）は正面図
【図４】（ａ）は図３（ｂ）のＡ−Ａ線に沿った断面図、（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図
【図５】第１実施形態のチャックの使用の一例を示し、（ａ）はワーク把持前の図、（ｂ）はワーク把持後の図
【図６】圧力伝達部材によるワークの歪みの吸収を示し、図５（ｂ）のＣ−Ｃ線に沿った断面図
【図７】第１実施形態の変形例のチャックを示し、（ａ）は該チャックの側面視断面図、（ｂ）は該チャックの正面視断面図
【図８】第１実施形態の他の変形例を示す図
【図９】（ａ）は第２実施形態のチャックの側面図、（ｂ）は正面図
【図１０】（ａ）は図９（ｂ）のＤ−Ｄ線に沿った断面図、（ｂ）は図９（ａ）のＥ−Ｅ線に沿った断面図
【図１１】第２実施形態のチャックの使用の一例を示し、（ａ）はワーク把持前の図、（ｂ）はワーク把持後の図
【符号の説明】
【００３１】
１０  内径スプリングコレット
２０  ドローバー
３０  外径スプリングコレット
４０  支持軸
５０  ワーク把持具
５１  スリット
５２  スリット形成部
５３  面
６０  圧力伝達部材
７０  補助軸
７１  面
【図１】
2005231006.tif 000003
【図２】
2005231006.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】
2005231006.tif 000010
【図９】
2005231006.tif 000011
【図１０】
2005231006.tif 000012
【図１１】
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