(57)【要約】【課題】簡単な構造により異なる径のワークをチャッキングできるようにする。【解決手段】旋盤の主軸に取り付けられるチャック本体３０のクランプピン２１ａ先端に、延長ピン２２の嵌合孔２３をぴったりと嵌め込んで一体化する。延長ピン２２は、その嵌合孔２３内周がクランプピン２１ａの周面全周に接しながら嵌められてクランプピンのピン軸心と同心に確実に位置決めされ、そのクランプピン２１ａ端面が嵌合孔２３底面に至って接すると、延長ピン２２は、それ以上半径方向に動かないようになるので半径方向にも確実に位置決めされる。このため、延長ピン２２の位置決め、取り付けが容易であるとともに接合部が安定し、ワークＷクランプの際の寸法誤差を生じにくい。また、嵌合孔内に突出して設けられたボールプランジャのボールが、前記位置決めされた状態でクランプピン２１ａ周面に設けた溝２９に嵌まるため、その脱落を防止し得る。【選択図】図１
2005125429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋盤の主軸に取り付けられるチャック本体３０にその軸心からの放射方向に向く複数のシリンダ２０を設け、その各シリンダ２０には作動流体を給排可能にして、その給排により、各シリンダ２０のピストンロッド２１からなるクランプピン２１ａを前記放射方向に進退させて、その各ピン２１ａによりワークＷの外周面又は内周面を押圧してワークＷをクランプするチャック装置において、
前記クランプピン２１ａ先端に延長ピン２２を取り付け、その延長ピン２２は、前記クランプピン２１ａの周面及び端面に接して嵌る嵌合孔２３を有するとともに、その嵌合孔２３内に突出するボールプランジャ２６が設けられており、
前記延長ピン２２を嵌合孔２３を介してクランプピン２１ａ先端に嵌めて、前記クランプピン２１ａ端面が前記嵌合孔２３の底面に接すると、前記ボールプランジャ２６のボール２６ａは、前記クランプピン２１ａ周面の溝２９に嵌まることを特徴とするチャック装置。
【請求項２】
前記クランプピン２１ａはそのピン軸直交断面が円形を成すものであり、前記溝２９は、そのクランプピン２１ａ周面全周に設けられることを特徴とする請求項１に記載のチャック装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、旋盤加工等の際に、ワークをチャッキングするためのチャック装置のクランプピンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の、薄肉で脆弱なワークをクランプするチャック装置は、対象となるワークを変形させないようにするため、そのチャック本体の軸心周りにシリンダを多数配置し、そのシリンダのピストンロッドを作動させることにより、ピストンロッドに連動するピンをワークに向かって進出させて、そのワークの外周面又は内周面に沿って多数の支持点でもって力を分散させながら、ワークをクランプするようになっている。
【０００３】
例えば、本発明の実施形態である図６に基づいて説明すると、旋盤の主軸の軸心ｃに同心に固定されたチャック本体３０に、その軸心ｃから放射方向に向く複数のシリンダ２０を前記軸心周りの等分位置に設ける。そのシリンダ２０のピストンロッド２１の一端をクランプピン２１ａとして、そのピン２１ａが、ワークＷの配置位置であるチャック本体３０前部の円筒状の穴３３の内周面から内側に向かって出没可能となっている。
【０００４】
シリンダ２０の内方シリンダ室２０ａ、外方シリンダ室２０ｂには、それぞれ流体回路３２ａ，３２ｂを経て、それぞれ図示しない別々の流体供給手段と連通しており、その各シリンダ室２０ａ，２０ｂ内には作動流体が給排可能となっている。
【０００５】
ピストンロッド２１からなる各クランプピン２１ａは、内方シリンダ室２０ａへの作動流体供給による加圧により、前記軸心ｃの半径方向外側に後退するようになっており、この後退状態でワークＷを配置して前記加圧をリリースする。次に、外方シリンダ室２０ｂへ作動流体を供給して加圧することにより、各クランプピン２１ａは、前記半径方向内側に進出しワークＷをクランプするようになっている。
【０００６】
しかし、このチャック装置のシリンダ２０のピストンロッド２１が有するストロークの範囲は、図６に実線から鎖線で示す限られた範囲であり、そのストロークの範囲を超えた径を有するワークＷをチャッキングすることができない。
【０００７】
このため、ストロークを超えた径のワークＷに対応するには、ピストンロッド２１を長さの異なる物にその都度取り替えるか、あるいは、シリンダのピストンロッドのストロークを大きくする必要がある。
【０００８】
しかし、ピストンロッド２１を長さの異なるものに交換する際には、そのピン２１ａ及びピストンロッド２１をシリンダ２０から抜き取る作業が必要であり、その交換には前記圧力流体の排出を伴うので作業が煩雑である。また、クランプピン２１ａ及びピストンロッド２１の脱着を繰り返すことは、部品の磨耗、損傷を招きやすく、センタリングの精度を保つためには好ましくない。さらに、シリンダ２０のピストンロッド２１のストロークを長くすることは、各クランプピン２１ａに進退の差が生じやすく、ワークＷを全周に亘って均等にクランプする精度が落ちるので好ましくない。
【０００９】
そこで、ストロークを変更せずに、クランプピンの先端に着脱可能な延長部材を取り付けて、径の異なるワークＷに対応できるようにした、例えば、図７に示すチャック装置がある。
【００１０】
この装置のチャック本体１のクランプピン１１ａは、図７（ｂ）に示すように、ピン先端部においてピン軸直交断面が段付き形状に広げられて逆Ｔ字型を成すものであり、そのクランプピン１１ａに接続される延長部材１２は、クランプピン１１ａと同じ外径の円柱状を成し、そのピン１１ａ側の端部には、円柱周面両側と端面側の３方に開口するＴ字溝１２ａが設けられている。
【００１１】
そのＴ字溝１２ａの周面開口に、図７（ｂ）に矢印で示すように、クランプピン１１ａを挿入し、そのクランプピン１１ａに対して延長部材１２をそのＴ字溝に沿って主軸方向へスライドすることにより、前記ピン１１ａがＴ字溝１２ａに嵌合して接続される。この接続により、逆Ｔ字型をなすピン１１ａ先端の段付き部分が、前記Ｔ字溝１２ａ底の段付き部分に嵌合するので、延長部材１２が軸方向へ抜けないようになっている。
【００１２】
また、この延長部材１２を接続する際には、図７（ａ）に示すように、ワークＷを配置するチャック本体１の穴３内に、その内周面に沿って嵌め込み可能な補助リング６を使用する。その補助リング６には、ピンストンロッド１１のクランプピン１１ａ及び前記延長部材１２が通るそのピストンロッド１１軸心と同心の貫通穴５が設けられており、前記延長部材１２は、この貫通穴５内を摺動することにより、ロッド１１軸心方向以外には動かないようになる。このため、延長部材１２は、図７（ａ）に矢印で示す主軸方向、及びその主軸の軸心ｃの周回りの方向に拘束されて、ピストンロッド１１の軸心からずれることなく確実に半径方向に進退し、クランプの精度を保つことができる。
【００１３】
また、その延長部材１２には、貫通穴５に向かって通じるピン穴１２ｂが設けられ、装着治具７のピン８が、貫通穴５内に挿入した延長部材１２のピン穴１２ｂに挿入されて、その延長部材１２を半径方向に位置決めする。この位置決めにより、各クランプピン１１ａと延長部材１２のＴ字溝１２ａの半径方向位置が一致するので、両者の嵌合が容易である。また、補助リング６には回り止めボルト９がねじ込まれ、そのボルト９先端が、延長部材１２に設けられたピン軸方向の溝１２ｃに嵌って、延長部材１２がピン軸周りに回転しないようにする。この回り止めにより、前記Ｔ字溝１２ａが主軸方向を向いて動かないようになり、その周面開口が常にピン１１ａ方向へ向いて、ピン１１ａを挿入しやすいようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【００１４】
なお、図７に示すチャック装置では、図６の流体回路３２ａの作用に代えて、内方シリンダ室にバネＳを配置している。流体回路２から加圧されない通常の状態において、クランプピン１１ａは、バネＳの付勢力により半径方向外側に後退するようになっている。
【特許文献１】特開平１０−２４９６１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
図７に示すチャック装置では、ピストンロッド１１に延長部材１２を着脱する際に、その延長部材１２の半径方向の位置決め及び軸回りの位置決め、さらに、その延長部材１２をピストンロッド１１の軸心に沿って進退させるために補助リング６を必要とする。このため、チャック装置を構成する部品点数が多くなり、それらの部品の着脱に要する時間が増える問題があった。
【００１６】
そこで、この発明は、さらに簡単な構造により、容易に異なる径のワークをチャッキングできるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の課題を解決するために、この発明は、クランプピンの先端に延長ピンをぴったりと嵌め込んで一体化し、ボールプランジャによりその延長ピンが脱落しないようにしたのである。このようにすれば、クランプピンへの延長ピンの接続が容易であり、両者を強固に固定し得るとともに、その脱落防止の構造も簡単である。
【００１８】
具体的には、旋盤の主軸に取り付けられるチャック本体にその軸心からの放射方向に向く複数のシリンダを設け、各シリンダには作動流体を給排可能にして、その給排により、各シリンダのピストンロッドからなるクランプピンを前記放射方向に進退させて、その各ピンによりワークの外周面又は内周面を押圧してワークをクランプするチャック装置のクランプピン先端に取り付けられる延長ピンである。
【００１９】
その延長ピンは、前記クランプピンの周面及び端面に接して嵌る嵌合孔を有するとともに、その嵌合孔内に突出するボールプランジャが設けられた構成である。その嵌合孔にクランプピン先端を嵌めることにより、クランプピン周面は、前記ボールプランジャ先端のボールを嵌合孔内周に向かって押圧するとともに、前記クランプピン端面が前記嵌合孔の底面に接すると、前記ボールは、前記クランプピン周面に設けた溝に嵌まるようにしたのである。
【００２０】
延長ピンをクランプピン先端に嵌める際には、その嵌合孔内周がクランプピンの周面に接しながら延長ピンが嵌められていくので、延長ピンが、クランプピンのピン軸心と同心に確実に位置決めされる。また、そのクランプピン端面が前記嵌合孔底面に至って接すると、延長ピンは、それ以上半径方向に動かないようになるので、半径方向にも確実に位置決めされる。このため、延長ピンの位置決め、取り付けが容易であるとともに、その延長ピンは、クランプピンの周面と端面で強固に保持されて接合部が安定し、その接合部の寸法誤差を生じにくい。
【００２１】
また、この延長ピンを嵌める過程において、嵌合孔内周面に突出して設けられたボールプランジャのボールは、クランプピン周面に押圧されて一時嵌合孔内周面に向かって後退するが、前記延長ピンが完全に嵌って位置決めされた状態で、そのボールプランジャのボールは、前記クランプピン周面に設けた溝に嵌まって嵌合孔内に再度突出するようになる。このため、延長ピンは、その溝とボールプランジャを介してクランプピンに固定されて脱落しないようになり、その固定は、延長ピンは所定の位置にまで完全に嵌め込まれると、自動的に行われるので簡単である。
【００２２】
さらに、上記の構成において、前記クランプピンのピン軸直交断面を円形として、前記溝をそのクランプピン周面全周に設ければ、延長ピンのボールプランジャは、そのピン軸周りの向きに関係なく常にクランプピンの溝に嵌まるので、延長ピンの取り付け作業の際にそのピンの向きを確認するために要する時間を短縮し得る。
【発明の効果】
【００２３】
この発明は、延長ピンを用いて簡単な構造によりクランプピンの先端位置を変えることができるので、異なる径のワークをチャッキングでき、また、その延長ピンを容易に着脱できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
一実施形態を図１乃至図６に示し、この実施形態のチャック装置は、図２及び図３に示すように、旋盤の主軸の軸心ｃに同心に固定されたチャック本体３０の、その前部に軸心ｃ方向に設けた円筒状の穴３３の内周面に沿って、前記軸心ｃ周りの等分方位になるようシリンダ２０が多数配置されている。
【００２５】
図１に示すように、そのシリンダ２０のピストンロッド２１の一端をクランプピン２１ａとして、そのピン２１ａが、ワークＷの配置位置であるチャック本体３０前部の円筒状の穴３３の内周面から内側に向かって出没可能となっている。
【００２６】
シリンダ２０には、ピストンロッド２１のピストン部を挟んで、内方シリンダ室２０ａ、外方シリンダ室２０ｂがそれぞれ設けられ、両シリンダ室２０ａ，２０ｂはそれぞれ流体回路３２ａ，３２ｂを経て、それぞれ図示しない別々の流体供給手段と連通し、各シリンダ室２０ａ，２０ｂ内へ作動流体が給排可能となっている。
【００２７】
ピストンロッド２１からなる各クランプピン２１ａは、内方シリンダ室２０ａへの作動流体供給による加圧により、図６に矢印Ａで示す前記軸心ｃの半径方向外側に後退するようになっており、外方シリンダ室２０ｂへ作動流体を供給して加圧することにより、各クランプピン２１ａは、図６の矢印Ａの反対方向である半径方向内側に進出するようになっている。
【００２８】
ピストンロッド２１及びその先端に設けられたクランプピン２１ａは、一体の円筒状を成しており、そのクランプピン２１ａの周面全周に溝２９が設けられている。またクランプピン２１ａの端面には、ワークＷを滑らないように保持するための超硬合金からなる把持部２７が設けられている。
【００２９】
延長ピン２２は、図４に示すように、前記クランプピン２１ａの周面及び端面に接して嵌る嵌合孔２３を有するとともに、その嵌合孔２３内にボール２６ａが突出するボールプランジャ２６が設けられている。ボールプランジャ２６はボルト２５内に内装されて、そのボルト２５が延長ピン２２にねじ込まれて固定されている。
【００３０】
その嵌合孔２３にクランプピン２１ａの先端を嵌めることにより、クランプピン２１ａ周面は、前記ボールプランジャ２６先端のボール２６ａを嵌合孔２３内周面に向かって押圧してプランジャ２６内に後退させるとともに、前記クランプピン２１ａ端面が前記嵌合孔２３の底面２３ａに接すると、前記ボール２６ａは、前記クランプピン２１ａ周面に設けた溝２９に嵌まるように嵌合孔２３内に突出するので、延長ピン２２がクランプピン２１ａから脱落しないようになっている。また、そのボールプランジャによる固定は、延長ピン２２が嵌合孔２３内の所定の位置にまで完全に嵌め込まれると、自動的にボール２６ａが溝２９内に突出することにより行われるので簡単である。
【００３１】
この嵌合の際に、図５に示すように、嵌合孔２３の底面２３ａには凹部２３ｃが設けられているので、クランプピン２１ａ端面に突出する把持部２７は、前記底面２３ａに干渉することなく、クランプピン２１ａ端面の把持部２７以外の端面部分が、前記底面２３ａに当接して、前記半径方向に延長ピン２２を位置決めする。このため、クランプピン２１ａ端面の把持部２７の形状は、延長ピン２２の接続の際の位置決め、固定に影響しないようになっている。
【００３２】
また、延長ピン２２をクランプピン２１ａ先端に嵌める際には、その嵌合孔２３の周面２３ｂがクランプピンの周面に全周でもって接しながら延長ピン２２が嵌められていくので、延長ピン２２が、クランプピン２１ａのピン軸心と同心に確実に位置決めされて嵌めやすいとともに、その全周に亘って摺接しながらぴったりと嵌るので、接続後のがたつきが発生しにくい。さらに、そのクランプピン２１ａ端面が前記嵌合孔底面２３ａに至って接すると、延長ピンは、それ以上半径方向に動かないようになるので、半径方向にも確実に位置決めされ、延長ピン２２先端に設けた把持部２７の軸心ｃ周りの半径方向寸法誤差を生じにくい。
【００３３】
以下、クランプピン２１ａに延長ピン２２を装着したチャック装置の作用を説明すると、ワークＷをチャッキングする際には、図１に示すように、まず流体回路３２ｂの油圧をリリースするとともに流体回路３２ａへ作動流体を供給することにより、各ピストンロッド２１をそれぞれ、半径方向外側へ後退させる（図１に示す状態）。
【００３４】
この状態で、チャック本体３０の前面から穴３３内へワークＷを挿入し、その穴３３内の支持面３４に当接した状態でワークＷ（図示せず）を仮置きする。ついで、流体回路３２ａの油圧をリリースするとともに流体回路３２ｂへ作動流体を供給することにより、各ピストンロッド２１をそれぞれ半径方向内側へ前進させて、クランプピン２１ａ及び延長ピン２２が半径方向内側へ向かって進出し、延長ピン２２先端に嵌め込まれた把持部２７によってワークＷをその外周等分位置からクランプする。延長ピン２２に設けられた把持部２７は、前記クランプピン２１ａ端面に設けられた把持部と同じものであり、延長ピン２２先端の穴に嵌め込まれて、抜け止め２８で固定したものである。
【００３５】
この延長ピンを使用しない場合には、図６に示す態様でチャック装置を使用でき、また、図４に示す、前記延長ピン２２の先端位置（把持部２７位置）から、嵌合孔２３内の底面２３ａに至る距離の異なる延長ピン２２を各種用意しておくことにより、クランプするワークＷの径に合わせて、その径に適合する延長ピン２２を選択して使用することができる。
【００３６】
なお、この実施形態では、延長ピン２２の嵌合孔２３内周面とクランプピン２１ａの外周面とは、その全周に亘って摺接するようにしたが、この実施形態には限定されず、両者がぴったりと嵌って動かないように固定され得る断面である限りにおいて、相互の面がその全周で接さないで一部で接しているようにしてもよい。また、ボールプランジャ２６の数は、この実施形態のように、嵌合孔２３内に対向して２つ設けることが望ましいが、その数は特に限定されない。把持部２７の形態も自由である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】一実施形態の断面図
【図２】同実施形態の斜視図
【図３】同実施形態の平面図
【図４】延長ピンの詳細を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は切断正面図
【図５】延長ピンの装着状態を示す説明図
【図６】図１の延長ピンを外した状態を示す断面図
【図７】従来例の断面図
【符号の説明】
【００３８】
１，３０  チャック本体
２，３２ａ，３２ｂ  流体回路
３，３３  穴
１０，２０  シリンダ
１１，２１  ピストンロッド
１１ａ，２１ａ  クランプピン
１２  延長部材
２２  延長ピン
２３  嵌合孔
２４  ナット
２５  ボルト
２６  ボールプランジャ
２６ａ  ボール
２７  把持部
２８  抜け止め
２９  溝
【図１】
2005125429.tif 000003
【図２】
2005125429.tif 000004
【図３】
2005125429.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005125429.tif 000007
【図６】
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【図７】
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