(57)【要約】【課題】ワークの延びによる変形を防止して精度不良を抑制する。【解決手段】円盤状のベース２の前面に、放射方向へ同期して移動可能な複数のチャック爪３，３・・を有し、チャック爪３の移動により、ベース２と同軸でワークＷを把持及び把持解除可能としたチャック１において、各チャック爪３が、ベース２の放射方向へ移動可能な親爪４と、親爪４におけるベース２の軸心側にベース２の軸方向へ前後移動可能に連結された子爪５とに分割されている。【選択図】図１
2017170575.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースの前面に、所定方向へ移動可能なチャック爪が設けられ、前記チャック爪の移動により、前記ベースにワークを把持及び把持解除可能としたチャックであって、
前記チャック爪が、前記所定方向へ移動可能な親爪と、前記親爪に対して前記ベースの軸方向へ前後移動可能に連結された子爪とに分割されていることを特徴とするチャック。
【請求項２】
前記ベース側には、前記ワークの端面が前記ベース側に当接したことを検知する着座検知手段用の着座面が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のチャック。
【請求項３】
前記着座面は、圧縮空気の吹き出し面であることを特徴とする請求項２に記載のチャック。
【請求項４】
回転する主軸に第１チャックを備えた第１主軸台と、その第１主軸台に対向して配置され、前記主軸の軸線方向と同軸に第２チャックを備えて前記軸線方向へ前後移動可能な第２主軸台とを含んでなる工作機械であって、
前記第１チャックと前記第２チャックとの何れか一方が、請求項１乃至３の何れかに記載のチャックであり、前記子爪に把持された前記ワークの端面が前記ベース側に当接しない状態で加工可能であることを特徴とする工作機械。
【請求項５】
前記ワークの端面が前記ベース側に当接したことを検知する着座検知手段が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合加工機等の主軸台に用いられるチャックと、当該チャックを用いた複合加工機等の工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
複合加工機やＮＣ旋盤等においては、主軸及びワークを把持するチャックを備えた第１主軸台と、チャックを備えた第２主軸台とを対向配置して第２主軸台を主軸の軸線方向へ移動可能に設け、第１主軸台のチャックと第２主軸台のチャックとでワークの両端を把持して旋削工具による旋削加工を行う（例えば特許文献１，２）。このチャックは、複数のチャック爪を半径方向へ同時に移動させることでワークの外周を把持可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３２８９０１号公報
【特許文献２】特開２００２−３６１５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなチャックにおいては、ワークの端部を固定状態で把持するため、加工熱によってワークに軸方向への延びが発生すると、ワークに軸方向の圧縮力が加わって曲げやたわみ等の変形が発生し、精度不良を起こすおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、ワークの延びによる変形を防止して精度不良を抑制することができるチャック及び工作機械を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ベースの前面に、所定方向へ移動可能なチャック爪が設けられ、前記チャック爪の移動により、前記ベースにワークを把持及び把持解除可能としたチャックであって、
前記チャック爪が、前記所定方向へ移動可能な親爪と、前記親爪に対して前記ベースの軸方向へ前後移動可能に連結された子爪とに分割されていることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、前記ベース側には、前記ワークの端面が前記ベース側に当接したことを検知する着座検知手段用の着座面が設けられていることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項２の構成において、前記着座面は、圧縮空気の吹き出し面であることを特徴とする。
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、回転する主軸に第１チャックを備えた第１主軸台と、その第１主軸台に対向して配置され、前記主軸の軸線方向と同軸に第２チャックを備えて前記軸線方向へ前後移動可能な第２主軸台とを含んでなる工作機械であって、
前記第１チャックと前記第２チャックとの何れか一方が、請求項１乃至３の何れかに記載のチャックであり、前記子爪に把持された前記ワークの端面が前記ベース側に当接しない状態で加工可能であることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項４の構成において、前記ワークの端面が前記ベース側に当接したことを検知する着座検知手段が設けられていることを特徴とする。
なお、各発明において、「ベース側」とは、ベース自体は勿論、ベースへ一体に固定される当て金等の別部材も含む趣旨である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、チャック爪を、所定方向へ移動可能な親爪と、親爪に対してベースの軸方向へ前後移動可能に連結された子爪とに分割したことで、子爪の前後位置の設定により、子爪に把持されたワークの端面がベース側に当接しない状態で加工可能となる。よって、子爪の前後移動でワークの延びを吸収でき、延びによるワークの変形を防止して精度不良を抑制することができる。
特に、着座検知手段の採用により、ワークに延びが発生した際に、第２主軸台を後退させて延び代を追加したり加工を中断したり等の対処が可能となり、ワークが撓んだりした状態で加工が継続されることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】チャックの正面図である。
【図２】チャックの縦断面図である。
【図３】ワークの着座状態を示す縦断面図である。
【図４】複合加工機の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、チャックの一例を示す正面図、図２は縦断面図で、チャック１は、正面視が円盤状のベース２の前面（図２の左側を前方とする。）に、３つのチャック爪３，３・・が、ベース２内に設けた図示しない移動機構によってベース２の半径方向へ移動可能に設けられている。各チャック爪３は、ベース２の前面で半径方向へ移動する親爪４と、その親爪４の内側（半径方向の中心側をいう。半径方向の外周側は「外側」とする。）に位置する側面視がＬ字状の子爪５とに分割されている。
【００１０】
親爪４は、内側端部に、左右の側板６，６と後側の底板７とを除いて内側と正面側とが開口する収容部８を形成しており、その収容部８内に子爪５が収容されている。親爪４と子爪５との間には、収容部８の外側の内面にボルト１１，１１で固定されるレール１０と、子爪５の外側の面にボルト１３，１３で固定されるスライダ１２とからなるリニアガイド９が設けられて、子爪５を前後方向へスライド可能に連結している。１４，１４は、親爪４の側面からボルト１１，１１に係止してボルト１１，１１を緩み止めする係止ピンである。
【００１１】
また、親爪４の底板７において、子爪５の後方には、有底筒状の押圧ピン１５が、前後移動可能に設けられると共に、その後方に収容されたコイルバネ１６によって前方へ付勢されて、前端を子爪５の後面に当接させている。よって、子爪５は押圧ピン１５によって前方へ押圧されるが、親爪４の前面で側板６，６間には、押さえ板１７が架設されて、子爪５の前方への突出位置を規制している。この押さえ板１７は、側板６，６間の開きも防止するものである。
【００１２】
一方、ベース２の前面中央には、前後２枚の前当て金１８と後当て金１９とが設けられている。このうち後当て金１９は、ベース２と同心で固定されて、外周に、各チャック爪３，３の間で外側へ伸びる３つの延設部２０，２０・・を有して、内部には、ベース２に設けた図示しない通気路と連通する中心路２１と、中心路２１から各延設部２０内に伸びる分岐通路２２，２２・・とが形成されている。各分岐通路２２には、前面に開口する後連通路２３がそれぞれ形成されている。
【００１３】
また、前当て金１８は、後当て金１９と略同じ形状と厚さとを有してボルト２４，２４・・によって同軸で固定されている。前当て金１８内には、後当て金１９の後連通路２３と連通する前連通路２５，２５・・がそれぞれ貫通形成され、前面には、各前連通路２５を中心とする着座部２６，２６・・が突設されて、各前連通路２５を各着座部２６の前面（着座面）に開口させている。この前連通路２５は、着座部２６内では小径の吹き出し通路２７となって、着座面を圧縮空気の吹き出し面としている。
【００１４】
以上の如く構成されたチャック１は、例えば図４に示すような複合加工機３０において、主軸３２及び第１チャック３３を有する第１主軸台３１に対向して配置される第２主軸台３４に、第２チャックとして組み込まれる。この第２主軸台３４は、図示しない送りモータ及び送り軸によって主軸３２の軸線方向に前後移動可能で、チャック１のベース２の通気路には、コンプレッサや切替弁等からなる空圧回路３５から圧縮空気が供給可能となっている。３６は、複合加工機３０の制御装置で、この制御装置３６は、チャック爪３や刃物台等の制御の他、空圧回路３５に設けた圧力センサ３７から検出される圧縮空気の供給圧を監視して、送りモータや主軸回転モータの制御を行うものである。
【００１５】
このチャック１にワークＷの端部を把持させる際、制御装置３６は、押圧ピン１５で付勢される子爪５が押さえ板１７に当接する前進位置で、各チャック爪３を内側へ移動させてワークＷの端部を外周から把持させる。そして、第２主軸台３４を前進させ、子爪５と共に相対的に後退したワークＷの端面Ｗ１を前当て金１８の着座部２６に当接させた状態とし、この着座状態で空圧回路３５から圧縮空気を供給する。すると、圧縮空気は、ベース２から後当て金１９の中心路２１、各分岐通路２２を通り、後連通路２３を介して前当て金１８の前連通路２５に供給され、吹き出し通路１７からワークＷの端面Ｗ１に吹き出される。このときの圧力センサ３７の値を着座時のデータとして記録する。
【００１６】
次に、第２主軸台３４を後退させて、子爪５と共にワークＷを相対的に前進させ、ワークＷの端面Ｗ１と着座部２６との間に予め設定した隙間（延び代分を考慮した隙間）を空けた状態とする。この状態で第１主軸台３１の主軸３２を回転させて旋削加工等を行う。
加工時にワークＷに加工熱が発生してワークＷが軸方向へ延びると、その分だけ子爪５がリニアガイド９によって後方へスライドすることで延びを吸収できる。加工中は吹き出し通路１７から圧縮空気を吹き出させて圧力センサ３７の値を監視し、着座か否かを判別する。この空圧回路３５から吹き出し通路１７までの圧縮空気の吹き出し構造及び圧力センサ３７、制御装置３６が着座検知手段となる。
【００１７】
そして、図３に示すように、ワークＷの延びが大きくなって端面Ｗ１が着座部２６に当接すると、制御装置３６は、圧力センサ３７の値からワークＷがベース２側に着座したと判断して、第２主軸台３４をさらに後方へスライドさせて延び代を追加したり、加工を中断したりする対処が可能となる。よって、ワークＷに軸方向の圧縮力が加わる状態を回避でき、延びによる変形の発生を抑えられる。
【００１８】
このように、上記形態のチャック１及び複合加工機３０によれば、チャック爪３が、ベース２の放射方向へ移動可能な親爪４と、親爪４の内側にベース２の軸方向へ前後移動可能に連結された子爪５とに分割されていることで、子爪５の前後位置の設定により、子爪５に把持されたワークＷの端面Ｗ１がベース２側に当接しない状態で加工可能となる。よって、子爪５の前後移動でワークＷの延びを吸収でき、延びによるワークＷの変形を防止して精度不良を抑制することができる。
特にここでは、ワークＷの端面Ｗ１がベース２側に当接したことを検知する着座検知手段が設けられているので、ワークＷに延びが発生した際に、第２主軸台３４を後退させて延び代を追加したり加工を中断したり等の対処が可能となり、ワークＷが撓んだりした状態で加工が継続されることを防止できる。
【００１９】
なお、上記形態では子爪をリニヤガイドを介して親爪に連結しているが、子爪が前後にスライド可能であれば、アリ型の溝と突条との結合やキー結合とする等、適宜変更可能である。チャック爪の数や位置、親爪と子爪の形状等も上記形態に限定されない。例えば１つのチャック爪が固定爪に対して移動することで固定爪とチャック爪との間でワークを挟持するようなものであっても本発明は採用できる。
また、上記形態ではチャック１を第２主軸台に組み込んでいるが、第１主軸台に組み込むようにしてもよいし、着座検知も、当て金でなくベースに直接着座部を設けてもよい。さらに、着座検知は圧縮空気に限らず、近接センサ等を用いて検知することも可能である。勿論複合加工機に限らず、ＮＣ旋盤等の工作機械であっても本発明のチャックは採用可能である。
【符号の説明】
【００２０】
１・・チャック、２・・ベース、３・・チャック爪、４・・親爪、５・・子爪、８・・収容部、９・・リニアガイド、１５・・押圧ピン、１６・・コイルバネ、１８・・前当て金、１９・・後当て金、２０・・延設部、２１・・中心路、２２・・分岐通路、２３・・後連通路、２５・・前連通路、２６・・着座部、２７・・吹き出し通路、３０・・複合加工機、３１・・第１主軸台、３２・・主軸、３３・・チャック、３４・・第２主軸台、３５・・空圧回路、３６・・制御装置、３７・・圧力センサ、Ｗ・・ワーク、Ｗ１・・端面。
【図１】
2017170575.tif 000003
【図２】
2017170575.tif 000004
【図３】
2017170575.tif 000005
【図４】
2017170575.tif 000006