(57)【要約】【課題】コレットチャックのコレット爪の交換構造に関し、コレット筒の外径寸法が制限されているコレットチャックにおいて、把持対象物の径が変化したときのコレット爪の交換を短時間で行うことが可能なコレットチャックを提供する。【解決手段】コレット爪１のプルロッド６からの取り外し及び固定をそれぞれ一動作で行うことができるようにする。嵌合方向に捻られることによりコレット爪１の基端がプルロッド６の先端に固定され、かつ逆方向に捻られることによりコレット爪の基端がプルロッド６の先端から離脱する構造の係合対１０、１１を、コレット筒３に挿入されたコレット爪１の基端とプルロッド６の先端との間に設けると共に、係合対１０、１１が係合している状態を保持する方向にコレット爪１を常時付勢するばね１５を設ける。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コレット筒(3)に挿入されたコレット爪(1)をプルロッド(6)で軸方向に引き込んで把持対象物を把持するコレットチャックにおいて、放射方向の係合ピン(10)と当該係合ピンが挿入されるＬ形溝(11)とで形成される係合対を前記コレット爪(1)の基端とプルロッド(6)の先端との間に備え、前記コレット爪(1)の内周側に位置して前記係合対を常時係合させる方向に付勢するばね(15)を備えている、コレットチャック。
【請求項２】
前記Ｌ形溝(11)が、前記係合ピン(10)に軸方向の遊動を生ずることなく係合する周方向部奥端(21)と、当該奥端と軸方向部(18)との間に当該軸方向部の戻り方向に傾斜した傾斜部(20)とを備えている、請求項１記載のコレットチャック。
【請求項３】
コレット爪(1)の軸心に設けられたプッシュロッド(4)に挿通されてコレット爪(1)の内周と係合しているばね受け(14)を備え、前記ばね(15)が、当該ばね受けと前記プッシュロッド(4)の先端との間に装架されたコイルばねである、請求項１又は２記載のコレットチャック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、コレットチャックのコレット爪の交換構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コレットチャックは、円周上に位置する複数の把持爪を備えたコレット爪の外周に円錐面を設け、内周に当該円錐面と摺接する円錐面を設けたコレット筒との間でコレット爪を相対軸方向移動させることにより、前記円錐面相互の摺動による楔作用により、把持爪を縮径させて、コレット爪の間に挿入された対象物（ワーク）を把持するものである。
【０００３】
コレットチャックは、構造が比較的単純で小径にできることから、高い把持精度や強固な把持力を必要としない、例えば小型のボール盤の工具チャックや、工作機械に円筒形ワークを搬送するローダ・アンローダのワーク把持チャックとして広く用いられている。
【０００４】
図５は、旋盤からワークを搬出するアンローダに用いられているコレットチャックの例を示した図で、同一軸線上に位置する２本の主軸４０Ｌ、４０Ｒとこれらの主軸と協動して加工を行う２個の刃物台４１Ｌ、４１Ｒとを備えた２主軸対向旋盤で、バー材を加工する場合の一例を示したものである。図の旋盤の２本の主軸４０Ｌ、４０Ｒは共に中空軸で、それらの対抗端にワーク把持用のチャック４２Ｌ、４２Ｒが装着されている。
【０００５】
加工するバー材３５は、図の左側の主軸４０Ｌの中空孔を通して、図示しないローダ（プッシャやバーフィーダ）で搬入される。搬入されたワーク３５は、その先端（図５の右側の端部）をチャック４２Ｌから突出させた状態でチャック４２Ｌで把持され、図の左側の刃物台４１Ｌに装着した工具４３Ｌで加工される。次に両主軸４０Ｌ、４０Ｒの接近離隔動作とチャック４２Ｌ、４２Ｒの交互開閉動作とにより、バー材３５が図の右側のチャック４２Ｒに受け渡される。中間部の加工が必要な長いバー材は、この受け渡しの途中でバー材の両端をチャック４２Ｌ、４２Ｒで把持して主軸４０Ｌ、４０Ｒを同期回転させた状態で、当該中間部の加工を行う。図の右側のチャック４２Ｒに受け渡されたバー材は、図の右側の刃物台４１Ｒに装着した工具４３Ｒにより、その後端（図の左側端部）が加工され、その後、チャック４２Ｒを開いて右側主軸４０Ｒの中空孔を通して搬出される。
【０００６】
図５には、バー材の搬出を行うアンローダ４５が示されている。アンローダ４５は、先端にコレットチャック４６を備え、主軸４０Ｒの中空孔に挿入可能な外径を備えた細長い部材である。アンローダ４５は、図に示されていないコンベアやシリンダなどにより、主軸４０Ｒの軸線方向に往復移動する。
【０００７】
旋盤の右チャック４２Ｒで把持された状態でバー材３５の加工が終了すると、アンローダ４５が前進して、その先端部が主軸４０Ｒの中空孔に挿入され、コレットチャック４６で加工済バー材３５の先端が把持される。次にチャック４２Ｒが開き、アンローダ４５が後退して加工済バー材３５を主軸４０Ｒの中空孔から引き出す。次にコレットチャック４６が開き、更にコレットチャック４６に内蔵されたプッシュロッドがワーク３５の先端をコレットチャックから押し出して加工済バー材を旋盤とアンローダ４５との間に設けられたコンベア４７などのワーク搬送装置の上に落下させる。
【０００８】
図６は、上述したアンローダなどに用いられる従来構造のコレットチャックを示した断面図である。３はコレット筒で、その先端内周に先端側が広がる方向の円錐内周面４８を備えており、基端は固定ねじ４９によってアンローダの外筒２に固定されている。１はコレット爪で、先端部外周に先端側が広がる円錐外周面５０が形成され、基端がアンローダの中空のプルロッド６に螺合され、止めねじ５１で固定されている。コレット爪１は円筒形の部材で、先端側からその円周を例えば６等分する割り溝を設けることにより、先端部に当該等分された個数の把持爪が形成されている。プルロッド６の中空孔には、プッシュロッド４が挿通され、図の例ではその先端に製品を傷つけないようにするためのノックアウトピース５がねじで固定されている。
【０００９】
コレットチャック４６は、プッシュロッド４を引っ込めた状態でプルロッド６を引くことにより、コレット爪１がコレット筒３の奥側へと引き込まれ、この引き込みに伴う円錐内周面４８と円錐外周面５０との滑り移動によって分割形成された複数の把持爪２７が内径側へと押し動かされて、コレット爪１内に挿入されたワークを把持する。そして、アンローダ４５が後退してワークを引き出した後、プルロッド６を前進させることにより、コレット爪１は、コレット筒の円錐内周面４８による拘束が開放されて、自身の弾力により外径側に復帰してワークの把持を解く。その後、プッシュロッド４を前進させてノックアウトピース５でワークをコレットチャック４６から押し出す。
【００１０】
アンローダの外筒２に対するプルロッド６の進退動作及びプッシュロッド４の進退動作は、アンローダの基端（図５の右端、図６では左方向の端部になる。）に配置したシリンダ等により行われる。従って、プルロッド６やプッシュロッド４の基端は、ねじやボルトなどにより、これらの進退装置に連結されている。
【特許文献１】特開平９−１２３００５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記構造のアンローダに用いられているコレットチャックのように、中空孔や凹所に挿通して把持対象物を引き出したり挿入したりする装置に用いられるコレットチャックは、コレット筒の外径寸法に制限を受けるため、コレット爪の把持ストローク（半径方向の開閉ストローク）を大きくすることができない。そのため、把持対象物の径が変化して、コレット爪の把持ストロークから外れるようなときは、コレット爪を交換する必要が生ずる。
【００１２】
このとき、図６に示したような従来構造のコレットチャックでは、プルロッド６の先端に固定されているコレット爪１を引き出して止めねじ５１を緩めてコレット爪を交換するという作業が必要である。そして、プルロッド６を引き出すときには、その基端に接続されている進退装置とプルロッドとの連結を解いてやる必要があり、一般的にはカバーに覆われている連結部のボルトやねじを外し、コレット爪の交換を行った後、プルロッド６の基端と進退装置とを連結してカバーを閉じるという作業が更に必要となり、これらの作業のために、コレット爪１の交換には２０分程度の作業時間を要していた。
【００１３】
この発明は、コレット筒の外径寸法が制限されているコレットチャックにおいて、把持対象物の径が変化したときのコレット爪の交換を短時間で行うことが可能なコレットチャックを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明では、コレット爪交換時におけるコレット爪１のプルロッド６からの取り外し及びプルロッド６への固定をそれぞれ一動作で行うことができるようにして上記課題を解決している。
【００１５】
すなわち、この発明のコレットチャックでは、所定の方向（嵌合方向）に捻られることによりコレット爪１の基端がプルロッド６の先端に固定され、かつ逆方向に捻られることにより当該コレット爪の基端がプルロッド６の先端から離脱する構造の係合対１０、１１を、コレット筒３に挿入されたコレット爪１の基端とプルロッド６の先端との間に設けると共に、当該係合対１０、１１が係合している状態を保持する方向にコレット爪１を常時付勢するばね１５を設けることにより、上記課題を解決している。
【００１６】
好ましい上記係合対は、プルロッド６の先端に放射方向に植立した複数の係合ピン１０と、これを受入れるべくコレット爪１の基端に設けたＬ形溝１１との対である。Ｌ形溝１１は、軸方向部１８とその奥端から周方向の一側に伸びる周方向部１９とを備えたものである。好ましいＬ形溝１１の形状は、周方向部１９の奥端と軸方向部１８への連接部との間に、軸方向部１８に対して戻る方向に傾斜した傾斜部２０を備えている。
【００１７】
上記ばね１５は、コレット爪１の内径側に配置された圧縮ばね又は捻りばねである。ばね１５には、ばね性を備えた弾性体が含まれる。好ましい構造では、上記圧縮ばねは、コレット爪１をプルロッド６の先端に対して離脱方向、すなわちコレット爪１をコレット筒３から押し出す方向に付勢しているコイルばねである。圧縮コイルばね１５の付勢力は、プッシュロッド４に挿通されたばね受け１４を介して、当該ばね受けの外周とコレット爪１の内周に設けた段部１２との係合により、コレット爪１に伝達される。
【００１８】
本願の請求項１の発明に係るコレットチャックは、コレット筒３に挿入されたコレット爪１をプルロッド６で軸方向に引き込んで把持対象物を把持するコレットチャックにおいて、放射方向の係合ピン１０と当該係合ピンが挿入されるＬ形溝１１とで形成される係合対を前記コレット爪１の基端とプルロッド６の先端との間に備え、前記コレット爪１の内周側に位置して前記係合対を常時係合させる方向に付勢するばね１５を備えているコレットチャックである。
【００１９】
本願の請求項２の発明に係るコレットチャックは、前記請求項１記載の構成を備えたコレットチャックにおいて、前記Ｌ形溝１１が、前記係合ピン１０に軸方向の遊動を生ずることなく係合する周方向部奥端２１と、当該奥端と軸方向部１８との間に当該軸方向部の戻り方向に傾斜した傾斜部２０とを備えていることを特徴とするものである。
【００２０】
また、本願の請求項３の発明に係るコレットチャックは、前記請求項１又は２記載の構成を備えたコレットチャックにおいて、コレット爪１の軸心に設けられたプッシュロッド４に挿通されてコレット爪１の内周と係合しているばね受け１４を備え、前記ばね１５が、当該ばね受けと前記プッシュロッド４の先端との間に装架されたコイルばねであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
この発明のコレットチャックは、コレット爪１の先端をコレット筒３の奥に向けて押し込んで捻ることにより、プルロッド６の先端から取り外すことができる。また、新たに装着しようとするコレット爪は、その基端をコレット筒３に挿入し、コレット爪１を回動して係合対１０、１１の位置を合わせ、更にコレット爪１を押し込んで取り外すときと逆の方向に捻ることにより、プルロッド６の先端に装着することができる。
【００２２】
従って、プルロッド６の先端からのコレット爪１の着脱をコレット爪１を押し込みながら捻るという一動作でそれぞれ行うことができ、従ってコレット爪の交換を極めて短時間の作業で容易に行うことができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１ないし図４は、この発明のコレットチャックの好ましい実施形態の一例を示した図で、図１はコレット爪着脱用のジグと共に示すコレットチャックの図３のＡ−Ａ線における断面図、図２はコレット爪の側面図、図３はコレット爪の正面図、図４はＬ形溝を示した図である。
【００２４】
図において、２は外筒、３は外筒２の先端に固定されたコレット筒、４はプッシュロッド、５はプッシュロッドの先端に固定されたノックアウトピースであり、コレット爪１は割り溝２８で分割形成された把持爪２７を備えている。これらは図６に示した従来構造のものと異なるところはない。６はプルロッドで、その先端外周の円周を３等分する位置に係合ピン１０が植立されている。
【００２５】
１はコレット爪で、その基端には係合ピン１０と係合する３個のＬ形溝１１が設けられている。コレット爪１の内周面の好ましくは中央より基端側の位置には、段部１２を形成するための内フランジ１３が設けられている。プッシュロッド４には、ばね受け１４が挿通され、このばね受け１４とプルロッド６の先端との間に圧縮コイルばね１５がプッシュロッド４に挿通した状態で装架されている。図のばね受け１４は、ハット（山高帽）形をしており、その外周の外鍔１６が圧縮コイルばね１５の付勢力により、コレット爪の内周に設けた段部１２に係合している。
【００２６】
コレット爪１の基端に設けたＬ形溝１１は、図４に示すように、軸方向部１８と周方向部１９とを備えたＬ形で、周方向部１９に軸方向部１８の戻り方向（Ｌ形がレ形となる方向）に傾斜した傾斜部２０を備えている。Ｌ形溝１１は同一形状のものがコレット爪１の基端の円周を３等分する位置に設けられている。等分でなく、かつ２個又は４個以上としてもよいが、等分の位置に３個設けるのが最も好ましい。Ｌ形溝１１の溝幅は、プルロッド６の先端に放射方向に植設した係合ピン１０の径より幅広であるが、周方向部１９の奥端２１の溝幅は、係合ピン１０の挿脱に必要最小限のはめあい公差とし、係合ピン１０との間に過度の遊隙が生じないようにするべきである。
【００２７】
上記構造のコレットチャックは、コレット爪１をコレット筒３に挿入し、コレット爪１の奥端が係合ピン１０に衝突した状態でコレット爪１を回動して係合ピン１０とＬ形溝の軸方向部１８とを合せ、その状態で更にコレット爪１を押し込んで、係合ピン１０がＬ形溝の周方向部１９に移動して来るようにコレット爪１を捻った後、押込力及び捻り力を開放することにより、係合ピン１０がＬ形溝の周方向部の奥端２１に係合した状態でプルロッド６の先端に固定される。
【００２８】
この状態でプルロッド６を引けば、コレット爪１がコレット筒３の奥側に引き込まれる方向に移動して、把持爪２７が内径側に絞られて、コレット爪１の内側に挿入された把持対象物を把持する。また、プルロッド６を前進させると、コレット爪１が係合ピン１０とＬ形溝の周方向部１９の奥端との係合により前進して把持爪２７が開き、把持対象物の把持を開放する。プッシュロッド４の動作は、従来構造と同じである。
【００２９】
コレット爪１を取り外すときは、コレット爪１をコレット筒３の奥側に押し込みながら係合ピン１０が軸方向部１８側に移動するように捻り、その押込力及び捻り力を開放すると、ばね１５の付勢力により、コレット爪１が押し出されるので、押し出されたコレット爪の先端を摘んでコレット筒３から引き出してやればよい。そして、新たに装着しようとするコレット爪を上述した操作により、プルロッド６の先端に固定してやれば、コレット爪１の交換ができる。
【００３０】
図１に示したジグ２３は、コレット爪１の着脱時にコレット爪１の押込捻り操作を容易に行うことができるようにするためのジグである。図示のジグ２３は、コレット筒３の先端部に挿入される挿入板２４と、この挿入板に固定されたハンドル２５とを備えたものである。挿入板２４は、ひれ２６を備えている。コレット爪１の先端には、ひれ２６が嵌り込む直径方向の溝２２を設けておき、ひれ２６を溝２２に挿入して着脱時のコレット爪１の上記押込み捻り操作を行う。このようなジグを用いることにより、コレット爪着脱時のコレット爪１の押込み捻り操作が容易になる。
【００３１】
この発明のコレットチャックは、上記のようにコレット爪１の交換時にプルロッド６を引き出す必要がないので、プルロッド６の基端を進退装置に連結したままでよく、面倒なプルロッドと進退装置との着脱作業が不要である。
【００３２】
また、軸方向部１８と周方向部１９の奥端２１との間に戻り方向の傾斜部２０を有するＬ形溝１１と係合ピン１０との係合対でコレット爪を固定する構造は、ばね１５の付勢力によって係合ピン１０が周方向部１９の奥端２１に安定に保持され、かつプルロッド６の軸方向移動が、係合ピン１０とＬ形溝１１との間の遊動によるロスを生ずることなく、コレット爪１に伝達され、従ってプルロッド６の進退動作に伴うコレット爪１の開閉動作が正確であり、かつばね１５の付勢力によって係合ピン１０とＬ形溝の奥端２１との係合状態が安定に保持されるという特徴がある。
【００３３】
また、この発明では、プルロッド６とコレット爪１との係合を保持するばね１５をコレット爪の内径側に設けているので、コレットチャックの外径を増大することがなく、また当該ばねをプッシュロッド４に挿通した状態で装着することにより、ばね１５の位置を安定に保持できるという特徴がある。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明のコレットチャックの一実施形態を示す断面図
【図２】図１のコレットチャックのコレット爪の側面図
【図３】コレット爪の正面図
【図４】コレット爪の基端に設けるＬ形溝の形状を示す展開図
【図５】旋盤とコレットチャックとを備えたアンローダとの関係を模式的に示す図
【図６】従来構造のコレットチャックの一例を示す断面図
【符号の説明】
【００３５】
１  コレット爪
３  コレット筒
４  プッシュロッド
６  プルロッド
10  係合ピン
11  Ｌ形溝
14  ばね受け
15  ばね
18  軸方向部
20  傾斜部
21  周方向部奥端
【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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