(57)【要約】【課題】  リング状の薄物ワークを、歪みをできるだけ生じさせずに把持することができて、加工精度を向上させることができる工作機械用ワーク保持機構を提供する。【解決手段】  周壁部Ｗａ等の肉厚部を有するリング状のワークＷを保持する機構であって、ワークＷの前記周壁部Ｗａを径方向の内外から挟んで保持する保持手段３を設ける。保持手段３は、ワーク周壁部Ｗａの外側面を押圧する外側押圧部材４と、内側面を押圧する内側押圧部材５とよりなる。これら外側押圧部材４および内側押圧部材５の少なくとも一方を径方向に移動させる径方向移動機構６を設ける。また、外側押圧部材４および内側押圧部材５のいずれか一方の部材の径方向移動を他方の部材に伝達する連動機構２０を設ける。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リング状のワークを保持する機構であって、前記リング状のワークの肉厚部を径方向の内外から挟んで保持する保持手段を設け、この保持手段は、前記肉厚部の外側面を内側へ押圧する外側押圧部材と、この外側押圧部材に対向配置されて前記肉厚部の内側面を外側へ押圧する内側押圧部材とよりなり、これら外側押圧部材および内側押圧部材の少なくとも一方を径方向に移動させる径方向移動機構を有するものとした工作機械用ワーク保持機構。
【請求項２】
前記外側押圧部材および内側押圧部材のいずれか一方の部材における押圧する向きの径方向移動を他方の部材に伝達し、他方の部材を前記肉厚部を押圧する向きに径方向移動させる連動機構を設けた請求項１記載の工作機械用ワーク保持機構。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の工作機械用ワーク保持機構と、このワーク保持機構に保持されたワークに対して加工を行う加工手段とを備えた工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、リング状のプレス加工品等のワークを加工のために保持する工作機械用ワーク保持機構およびそれを備えた工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
円筒状の周壁部を有するリング状のワークを、プレス加工、例えば板金の深絞り等により製造し、このプレス加工で得たワークの周壁部や端壁部をさらに旋削することが必要な場合がある。このような周壁部を有する薄物のリング状ワークを、旋削時に主軸に保持する場合、一般的には、通常の３つ爪チャック等の主軸チャックを用い、外周面を把持しているが、把持による歪みの影響が出る。そのため、チャック爪として、幅広爪（ラップジョー）や、首振り爪（ロッキング爪）、フィンガージョウ等を用い、ワークの外周面、内周面、あるいは長手方向面等を把持することもある。
【０００３】
しかし、このような薄物ワークでは、ワークの何処を把持してもワーク全体に歪みの影響が出る。そのため、精度良く加工することが難しい。
【０００４】
薄物のリング状ワークを、歪みの影響を緩和して把持するものとしては、ワークの周壁部の外周面と端壁部の外側面との両方にチャック部材を押し付けて把持するもの（例えば特許文献１）がある。また、フィンガーチャックの例として、円板状のワークを軸方向の両面から挟み付けて把持するものも提案されている（例えば特許文献２）。
【特許文献１】特開平７−２５６５０５号公報
【特許文献２】特許第３１４１５１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１のようにワークの周壁部の外周面と端壁部の外側面との両方にチャック部材を押し付けて把持しても、ワークの歪みを十分に緩和することが難しく、高精度の加工を行うことが難しい。特許文献１に示されたものは、板状のワークを把持するものであり、軸方向に内外から挟んで把持するが、周壁部を有するリング状のワークの場合、周壁部が邪魔となって把持することかできない。また、把持できたとしても、端壁部の両面の平行度が十分に出ていないと、歪みの発生への影響が大きい。
【０００６】
この発明の目的は、リング状のワークを、歪みをできるだけ生じさせずに把持することができて、加工精度を向上させることができる工作機械用ワーク保持機構を提供することである。
この発明の他の目的は、押圧部材を移動させる機構の簡素化を図り、かつ歪みの発生をより一層小さくすることである。
この発明のさらに他の目的は、リング状のワークを、歪みをできるだけ生じさせずに把持することができて、加工精度を向上させることができる工作機械を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の工作機械用ワーク保持機構は、リング状のワークを保持する機構であって、前記リング状のワークの肉厚部を径方向の内外から挟んで保持する保持手段を設け、この保持手段は、前記肉厚部の外側面を内側へ押圧する外側押圧部材と、この外側押圧部材に対向配置されて前記肉厚部の内側面を外側へ押圧する内側押圧部材とよりなり、これら外側押圧部材および内側押圧部材の少なくとも一方を径方向に移動させる径方向移動機構を有するものとしたことを特徴とする。
【０００８】
この構成のワーク保持機構によると、保持手段により、ワークの肉厚部を径方向の内外から挟んで保持する。この場合に、肉厚部を外側および内側の両方から押圧して保持する。そのため、薄物のワークであっても、歪みをできるだけ生じさせずに把持することができて、加工精度を向上させることができる。
【０００９】
この発明のワーク保持機構において、前記外側押圧部材および内側押圧部材のいずれか一方の部材における押圧する向きの径方向移動を他方の部材に伝達し、他方の部材を前記肉厚部を押圧する向きに径方向移動させる連動機構を設けても良い。
このように連動機構を設けた場合、外側押圧部材および内側押圧部材の両方を移動可能としながら、押圧部材を移動させる機構が簡素化される。また、外側押圧部材または内側押圧部材の一方の動きを利用して他方の部材を動作させるため、ワーク肉厚部を内外から同レベルの力で挟むことができ、そのため、ワークに歪みを与えることが、より一層緩和される。
【００１０】
この発明の工作機械は、この発明の上記いずれかの工作機械用ワーク保持機構と、このワーク保持機構に保持されたワークに対して加工を行う加工手段とを備えたものである。  この構成の工作機械よると、この発明のワーク保持機構の利点により、肉厚部を有するリング状の薄物ワークを、歪みをできるだけ生じさせずに把持することができて、加工精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の工作機械用ワーク保持機構は、リング状のワークを保持する機構であって、前記リング状のワークの肉厚部を径方向の内外から挟んで保持する保持手段を設け、この保持手段は、前記肉厚部の外側面を内側へ押圧する外側押圧部材と、この外側押圧部材に対向配置されて前記肉厚部の内側面を外側へ押圧する内側押圧部材とよりなり、これら外側押圧部材および内側押圧部材の少なくとも一方を径方向に移動させる径方向移動機構を有するものとしたため、肉厚部を有するリング状の薄物ワークを、歪みをできるだけ生じさせずに把持することができて、加工精度を向上させることができる。
前記外側押圧部材および内側押圧部材のいずれか一方の部材における押圧する向きの径方向移動を他方の部材に伝達し、他方の部材を前記肉厚部を押圧する向きに径方向移動させる連動機構を設けた場合は、押圧部材を移動させる機構の簡素化を図り、かつ歪みの発生をより一層小さくすることができる。
【００１２】
この発明の工作機械は、この発明の工作機械用ワーク保持機構と、このワーク保持機構に保持されたワークに対して加工を行う加工手段とを備えたものであるため、肉厚部を有するリング状の薄物のワークを、歪みをできるだけ生じさせずに把持することができて、加工精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図４と共に説明する。なお、図１は、図４のＩ−Ｉ線における拡大断面を示す。この工作機械用ワーク保持機構は、工作機械である旋盤の主軸チャック１として構成されたものである。
ワークＷは、リング状の肉厚部を形成するものであり、この肉厚部は、周壁部Ｗａおよびその一端から内側へ延びる鍔状の端壁部Ｗｂを有する。このワークＷは、板金の深絞り等により成形されたプレス加工品からなる。ワークＷの周壁部Ｗａは、円筒状であり、その肉厚となる径方向寸法ｔは、軸方向寸法Ｌよりも小さいものとされている。
【００１４】
主軸チャック１は、チャック本体２の前面に、ワークＷの周壁部Ｗａを径方向の内外から挟んで保持する保持手段３を有している。保持手段３は、ワーク周壁部Ｗａの外側面を内側へ押圧する外側押圧部材４と、この外側押圧部材４に対向配置されて周壁部Ｗａの内側面を外側へ押圧する内側押圧部材５とよりなる。
外側押圧部材４は、径方向移動機構６によりチャック本体２の径方向に移動させられ、ワークＷの周壁部Ｗａの外側面を内方へ押圧する。外側押圧部材４の径方向移動は、連動機構２０を介して内側押圧部材５に伝えられ、内側押圧部材５が周壁部Ｗａの内側面を外方へ押圧するように径方向へ回動移動する。連動機構２０については、後に説明する。
【００１５】
外側押圧部材４は、チャック本体２の前面に主軸軸心Ｏを中心として複数（例えば３個）が放射状に配置され、それぞれチャック本体２に径方向に進退自在に支持されている。この外側押圧部材４の進退自在な支持は、外側押圧部材４の被ガイド部４ａが、チャック本体２に設けられた径方向のガイド溝（図示せず）内に進退自在に嵌合することで行われる。外側押圧部材４は、このようにガイド溝によって案内され、上記径方向移動機構６によってチャック本体径方向に進退させられる。
【００１６】
径方向移動機構６は、図３のように主軸７の内部に進退自在に挿通されたチャックドローバ８の主軸軸心方向の進退動作を、外側押圧部材４の径方向移動に変換するリンク機構等からなる。周方向に複数設けられた各外側押圧部材４は、チャックドローバ８の進退により同時に径方向に移動させられる。なお、図３は、一部の外側押圧部材４につき、図示を省略している。
【００１７】
図１に示すように、チャック本体２の前面中央には、内側押圧部材５を取付ける取付ベース９が設けられている。取付ベース９は、ワークＷの内周に隙間をもって嵌まり込み可能な略円形の正面形状を有し、前面の外周部が、ワークＷの端壁部Ｗｂの内面を当接させる着座面９ａとなっている。
取付ベース９の周面には、各内側押圧部材５を一部が出入りするように収容する収容凹部１０が設けられている。これら収容凹部１０は、取付ベース９の前面および周面に開口したスリット状に形成されている。
【００１８】
内側押圧部材５は、板状の揺動部材とされ、取付ベース９の収容凹部１０内で、ロッキングピン１１の回りにチャック本体径方向の内外へ揺動自在に支持されている。内側押圧部材５は、ワークＷの周壁部Ｗａの内面に対する当たり部５ｂが、ピンによって構成されている。当たり部５ｂは、内側押圧部材５に一体に形成されたものであっても良い。また内側押圧部材５は、当たり部５ｂが収容凹部１０側へ引っ込む方向へ、ばね部材１３によって付勢されている。ばね部材１３は、内側押圧部材５に形成された連動片部５ｃを径方向外方へ付勢するように設けられ、前記収容凹部１０内にさらに幅広がり部分として形成さたばね収容部１４内に収められている。
【００１９】
外側押圧部材４のワーク周壁部Ｗａを押圧する当たり部４ｂは、外側押圧部材４に取付けられた押さえピン１５の先端で形成されている。当たり部４ｂは、内側押圧部材５の当たり部５ｂと対向してワーク周壁部Ｗａを挟み込む部分である。押さえピン１５は、外側押圧部材４に設けられたピン挿入孔１６内に嵌合し、このピン挿入孔１６に続くねじ孔部１６ａに螺合するロックねじ１７，１８によって、ピン頭部１５ａが押し付けられ、抜け止めされている。ロックねじ１７，１８は、二重ナットと同様な作用で、ねじ溝の遊びを無くして堅固に固定するために、２個が重ねて設けられている。
【００２０】
上記連動機構１８につき説明する。外側押圧部材４には、内方部材４の連動片部５ｃに先端が当たる調整ねじ付き押しボルト２１が取付けられている。調整ねじ付き押しボルト２１が、外側押圧部材４に設けられたピン挿通孔２２に挿通され、基端の雄ねじ部２１ａが、上記ピン挿通孔２２に続くねじ孔部２２ａに螺合する。このねじ孔部２２ａへの雄ねじ部２１ａのねじ込み量によって、調整ねじ付き押しボルト２１の先端位置を調整可能である。ねじ孔部２２ａには、ロックねじ２３がねじ込まれており、調整ねじ付き押しボルト２１を希望の位置にねじ込み調整した後、ロックねじ２３を締め付けることで、調整ねじ付き押しボルト２１を、その調整された位置に緩みなく固定する。これら調整ねじ付き押しボルト２１、内側押圧部材５の連動片部５ｃ、および上記ばね部材１３等により、上記連動機構２０が構成される。
【００２１】
図４は、この主軸チャック１を装備した旋盤からなる工作機械の一例を示し、図３はその主軸端付近を拡大した部分省略平面図を示す。図４に示すように、この工作機械は、このワーク保持機構である主軸チャック１と、この主軸チャック１に保持されたワークＷに対して加工を行う加工手段３０とを備える。加工手段３０は、ベッド３１上にタレットキャッリッジ３２を介して設置されたタレット式の刃物台３３からなる。刃物台３３は、バイト等の工具３４を周面の複数箇所（図では１箇所のみ図示）に装着したものである。タレットキャッリッジ３２は、主軸軸心に直交する方向（Ｘ軸方向）に進退するベース部３２ａと、このベース部３２ａに搭載されて主軸軸心に平行な方向（Ｚ軸方向）に進退する上置き台部３２ｂとからなる。主軸チャック１は、主軸台３５に支持された主軸７（図３）の先端に取付けられている。
【００２２】
上記構成の主軸チャック１の使用方法および作用を説明する。ワークＷを把持しない状態では、主軸チャック１は図２に示す状態にある。すなわち、外側押圧部材４はチャック本体２の外径側へ移動させてある。内側押圧部材５は、外側押圧部材４の調整ねじ付き押しボルト２１による押し付け状態から外れ、あるいは押し付け位置が外径側へ移動していることにより、ばね部材１３の復元力によって連動片部５ｃが外径側の移動するように回動し、当たり部５ｂが内径側へ凹む回動姿勢となる。
【００２３】
この状態で、図２に想像線で示すように、ワークＷを取付ベース９に被さるように配置し、ワークＷの端壁部Ｗｂの内面を取付ベース９の前面外周部からなる着座面９ａに着座させる。この状態で、径方向移動機構６を動作させて外側押圧部材４を径方向の内側へ移動させる。この移動により、図１のように、内側押圧部材５は、外側押圧部材４の調整ねじ付き押しボルト２１により押され、ばね部材１３に抗して回動して当たり部５ｂがワークＷの周壁部Ｗａの内側面を外側へ押し付ける。また、外側押圧部材４の当たり部４ｂがワークＷの周壁部Ｗａの外側面を内側へ押し付ける。そのため、ワークＷは、周壁部Ｗａが、円周方向の複数箇所（３箇所）で、内側押圧部材５と外側押圧部材４とで内外から挟み付けられた状態となって主軸チャック１に掴まれる。
なお、外側押圧部材４の内径側への移動よって、外側押圧部材４の当たり部４ｂと内側押圧部材５の当たり部５ｂとが、同時にワーク周壁部Ｗａを挟み付けるように、予め、調整ねじ付き押しボルト２１のねじ込み量を調整しておく。
【００２４】
この構成の主軸チャック１によると、このように、保持手段２を構成する外側押圧部材４と内側押圧部材５とにより、ワーク周壁部Ｗａを径方向の内外から挟んで保持する。この場合に、外側押圧部材４と内側押圧部材５とが対向移動してワーク周壁部Ｗａを同時に内外から押圧して保持する。そのため、ワークＷが板金のプレス加工品のような薄物であっても、歪みをできるだけ生じさせずに把持することができる。
また、連動機構２０の作用により、外側押圧部材４の動きを利用して内側押圧部材５を動作させるため、ワーク周壁部Ｗａを内外から同レベルの力で挟むことができる。そのため、ワークＷに歪みを与えることが、より一層緩和される。これらのため、ワークＷの加工精度を向上させることができる。
外側押圧部材４が退避すると、内側押圧部材５がフリーとなり、ばね部材１３により、当たり部４ａと当たり部５ｂとの間の隙間が大きくなる。これにより、ワークＷのセットが容易になる。
また、外側押圧部材４および内側押圧部材５の両方を移動させてワークＷを把持するようにしたが、連動機構２０により外側押圧部材４の移動を内側押圧部材５に伝えるようにしたため、これら外側押圧部材４および内側押圧部材５を移動させるための機構が、一つの駆動源で済んで、簡素なものとなる。
【００２５】
連動機構２０は、上記のように調整ねじ付き押しボルト２１のねじ込み量で、外側押圧部材４と内側押圧部材５の移動の関係を調整可能としたため、ワークＷの周壁部Ｗａを内外から均等に挟み付けるようにするにつき、精度良く、容易に調整することができる。
【００２６】
図５は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態の工作機械用ワーク保持機構となる主軸チャック１Ａは、図１に示す第１の実施形態において、内側押圧部材５をロッキングピン１１で揺動自在に支持する構成に代えて、取付ベース９の収容凹部１０の底面を円弧状の曲面のカム面１０ａとしている。また、内側押圧部材５に前記カム面１０ａと一部で接する円弧状の被案内面５ｄを設け、内側押圧部材５を前記カム面１０ａとの接触部を支点として揺動自在としている。この接触部は、当たり部５ｂよりも取付ベース９の軸方向の基端側とし、取付ベース９に配置された各内側押圧部材５は、当たり部５ｂの付近の軸方向位置にばね係合孔３６を設けている。このばね係合孔３６にリング状等のばね部材３７を挿通することなどで係合させ、このばね部材３７により、各内側押圧部材５を当たり部５ｂが取付ベース９の中心側へ後退する揺動角度となるように、換言すれば連動片部５ｃが突出ように付勢している。
この実施形態の場合、調整ねじ付き押しボルト２１、内側押圧部材５の連動片部５ｃ、カム面１０ａ、および上記ばね部材３７等により、連動機構２０Ａが構成される。
【００２７】
内側押圧部材５をこのようにカム面１０ａで揺動自在に支持するようにした場合も、上記実施形態と同様に、外側押圧部材４の動作に連動して内側押圧部材５を、ワークＷの周壁部Ｗａを押えるように連動させ、周壁部Ｗａを内外から挟み込むことができる。
この実施形態におけるその他の構成，効果は、第１の実施形態と同様であり、対応部分に同一符号を付してその重複する説明を省略する。
【００２８】
なお、上記各実施形態では、外側押圧部材４を径方向移動機構６により移動させるようにしたが、内側押圧部材５を径方向移動機構で移動させ、その移動を連動機構で外側押圧部材に伝えるようにしても良い。
また、上記各実施形態では、ワークＷが周壁部Ｗａおよび端壁部Ｗｂを有する形状のものである場合につき説明したが、この発明は、ワークＷが円筒状のものや、リング状で円板状のものである場合にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の一実施形態に係る工作機械用ワーク保持機構の断面図である。
【図２】同ワーク保持機構の動作説明図である。
【図３】同ワーク保持機構および主軸台を示す部分省略平面図である。
【図４】同ワーク保持機構を装備した工作機械の正面図である。
【図５】この発明の他の実施形態に係る工作機械用ワーク保持機構の断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１…主軸チャック（ワーク保持機構）
２…チャック本体
３…保持手段
４…外側押圧部材
４ｂ…当たり部
５…内側押圧部材
５ｂ…当たり部
５ｃ…連動片部
６…径方向移動機構
７…主軸
９…取付ベース
９ａ…着座面
１０…収容凹部
１１…ロッキングピン
１３…ばね部材
２０…連動機構
２１…調整ねじ付き押しボルト
２２…ピン挿通孔
３０…加工手段
Ｌ…軸方向寸法
ｔ…径方向寸法
Ｗ…ワーク
Ｗａ…周壁部（肉厚部）
Ｗｂ…端壁部（肉厚部）
【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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