(57)【要約】【課題】生爪を成形加工する際に、外段取りが可能な生爪成形治具を提供すること。【解決手段】生爪成形治具２０は、円板状の治具本体部２１を備えている。治具本体部２１は、工作機械のチャック本体側に対向する第１の面と、生爪とを取り付ける第２の面２１ｂと、チャック本体のチャックにクランプ可能に形成する外遊面２１ｃとを備えている。第２の面２１ｂには、中心位置から放射線方向に配置する３本のＴ溝２２と、各Ｔ溝２２に対向して配置する一対のボス部２３とを備えている。各ボス部２３にはセレーション２４を形成して、生爪を位置決める際の芯出しを容易とする。外段取りで生爪を生爪成形治具２０に取り付けた後、工作機械に装着する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械に装着されて、加工物の外周面に合わせて加工される生爪を、加工支持する生爪成形治具であって、
前記生爪成形治具が、円板状に形成される治具本体部を備え、
前記治具本体部は、前記工作機械に対向する第１の面と、前記生爪に対向する第２の面と、前記工作機械のチャック本体に把持可能に形成される外周面とを備えて形成され、
前記第２の面には、前記生爪を装着するための芯出し手段及び取り付け手段が配置されていることを特徴とする生爪成形治具。
【請求項２】
前記芯出し手段が、前記治具本体部の中心位置から放射線上に複数形成される一対のボス部を備え、前記ボス部にセレーションが形成されるとともに、全てのボス部に形成されたセレーションにおける中央側に配置された第１番目の歯部は、中心位置から同一距離に形成されていることを特徴とする請求項１記載の生爪成形治具。
【請求項３】
前前記取り付け手段が、前記治具本体部の中心位置から放射線上に形成される複数の溝を備え、前記溝は、前記第２の面側に形成された小幅溝と、前記小幅溝の奥側に連接して形成された広幅溝とを有して断面Ｔ字状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の生爪成形治具。
【請求項４】
前記生爪が、前記加工物の略全周面をクランプ可能な生爪本体を有し、前記生爪本体が、周方向に分割して形成されるとともに、前記加工物の外周面を前記加工物の形状に合わせて加工可能に形成される円型生爪であることを特徴とする請求項１，２又は３記載の生爪成形治具。
【請求項５】
前記生爪が、角爪であることを特徴とする請求項１，２又は３記載の生爪成形治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工物に合わせて加工可能な生爪を成形する際に、生爪を加工支持する生爪成形治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、汎用旋盤やＮＣ旋盤の主軸台に装着されるチャック本体には、加工物をクランプするチャックが取り付けられている。チャックとしては、長尺状の角形で形成された角爪が多く使用されている。角爪は加工物の三点をクランプするために周方向に沿って３等分された位置で加工物に対して出入可能に配置されている。この角爪は硬爪と生爪とに分類されている。硬爪は、爪を焼入れ処理して耐摩耗性を有して成形困難に形成され、生爪は、加工物に合わせて加工できるように、加工物より軟らかい材料で形成されている。この角爪は、加工物を三点支持でクランプすることから、加工物が軟らかい材料、例えば、アルミニウムや樹脂製のものをクランプする場合には、加工物に傷を付けることとなって、製品価値を低下させる要因となっていた。
【０００３】
この課題を解決するための従来の生爪が、特許文献１によって知られている。これによると、生爪は正六角状のブロック体として形成されている。この生爪を加工物の外周面に対向できるように３等分された位置に配置されている。１個の生爪は６箇所の角部を有して形成されている。そして、加工物を加工する前に予め加工物を加工する径に合わせて角部の一部を削ることによって、加工物の外形に合わせた円弧状凹面部が形成される。そして、加工物を生爪の円弧状凹面部でクランプすることによって、加工物に傷を付けにくくするとともに、加工物を強固にクランプできることとなっていた。
【特許文献１】特開２００２−１３７１０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、これらの生爪を加工物に合わせて成形加工する際、生爪は加工物の外周面に対して３等分された位置に配置されることから、分割された生爪をそれぞれ旋盤の主軸台あるいはチャック本体に装着しなければならない。分割された生爪を旋盤のチャックに取り付ける作業は、３個の生爪をチャックに仮取り付けした後、芯出しをしなければならないことから、手間のかかることとなっていた。生爪を成形する工作機械が、使用中であるときは、生爪を工作機械に装着することができないことから、工作機械が使用できる状態になったときに即座に装着することが必要となっていた。１日の生産時間の中で段取りに掛かる時間が多いことが無駄であるとされている中で、この装着時間を少なくすることが生産性を向上するために与えられた課題となっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、生爪を成形加工する際に、生爪を機械に装着するための段取り時間を縮小して生産性を向上できる生爪成形治具を提供することを目的とする。
【０００６】
そのために本発明に係る生爪成形治具は、以下のように構成するものである。すなわち、
請求項１記載の発明では、工作機械に装着されて、加工物の外周面に合わせて加工される生爪を、加工支持する生爪成形治具であって、前記生爪成形治具が、円板状に形成される治具本体部を備え、前記治具本体部は、前記工作機械に対向する第１の面と、前記生爪に対向する第２の面と、前記工作機械のチャック本体に把持可能に形成される外周面とを備えて形成され、前記第２の面には、前記生爪を装着するための芯出し手段及び取り付け手段が配置されていることを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２記載の発明では、前記芯出し手段が、前記治具本体部の中心位置から放射線上に複数形成される一対のボス部を備え、前記ボス部にセレーションが形成されるとともに、全てのボス部に形成されたセレーションにおける中央側に配置された第１番目の歯部は、中心位置から同一距離に形成されていることを特徴としている。
【０００８】
請求項３記載の発明では、前前記取り付け手段が、前記治具本体部の中心位置から放射線上に形成される複数の溝を備え、前記溝は、前記第２の面側に形成された小幅溝と、前記小幅溝の奥側に連接して形成された広幅溝とを有して断面Ｔ字状に形成されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項４記載の発明では、前記生爪が、前記加工物の略全周面をクランプ可能な生爪本体を有し、前記生爪本体が、周方向に分割して形成されるとともに、前記加工物の外周面を前記加工物の形状に合わせて加工可能に形成される円型生爪であることを特徴としている。
【００１０】
請求項５記載の発明では、前記生爪が、角爪であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、加工物の外周面に合わせて加工する生爪を、予め、生爪成形治具にセットすることによって外段取りを可能とすることができるから、他の加工物を加工するために使用していた工作機械が終了した直後に、即座に取り付けることができる。そのため段取り時間を少なくして生産性の向上を図ることができることとなった。
【００１２】
この生爪成形治具には、円板状に形成された治具本体部を備えている。治具本体部は、工作機械に対向する第１の面と生爪を取り付ける第２の面とを備えている。第２の面には、３等分の位置に配置された生爪を芯出しするための芯出し手段を設けていることから、生爪を治具本体部に短時間で取り付けることができる。例えば、治具本体部の第２の面に突出したボス部を形成し、ボス部の表面にセレーションを形成する。一方、生爪の生爪成形治具側の面にも同様なセレーションを形成すれば、生爪と生爪成形治具とはセレーション同士で係合することとなって、生爪の位置決めができる。位置決めされた生爪をボルト等で締結すれば、生爪を生爪成形治具に装着することができる。
【００１３】
また、生爪成形治具は、第２の面から第１の面に向かってボルトを挿通できる孔が形成され、さらに円板状の外周面は旋盤のチャックにクランプ可能に形成されている。そのため、生爪成形治具を旋盤に対してボルトで締結してもよく、チャックのクランプで締結するようにしてもよい。
【００１４】
また、この生爪成形治具に装着される生爪は、生爪本体から分割して形成される円型生爪であっても、角爪であっても加工物の外周面に合わせて成型加工を施すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明の生爪成形治具の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一形態のチャック本体の生爪（以下、単に生爪という）１０を旋盤１の主軸台３に配置されたチャック本体４に生爪成形治具２０を介して取り付けた状態を示すものである。旋盤１のベッド５上には刃物を装着して往復移動させる刃物台７が配置され、ベッド５上における主軸台３と反対側には、芯押し台９が往復移動可能に配置されている。
【００１７】
生爪１０は、加工物をクランプする際に、主に旋盤のチャック本体４に装着するため、３分割状態で使用されることになる。以下の実施形態の場合、３分割に使用される生爪１０を、６０度の角度を有する扇形に形成する場合、及び１２０度の角度を有する扇形に形成する場合について説明する。
【００１８】
図２は、生爪１０の生爪本体１１の正面図を示すものであり、図２(ａ)は円板状の生爪本体１１を、６０度の角度を有する分割体１２Ａに形成する状態を示すものであり、図２(ｂ)は１２０度の角度を有する分割体１２Ｂに形成する状態を示すものである。
【００１９】
図３〜４に示すように、６０度に分割された分割体１２（１２Ａ）は扇形に形成されている。分割体１２Ａには生爪成形治具２０側に装着される裏面側（図３における正面）に幅方向の中央部に沿って溝１３Ａが形成されている。また、溝１３Ａを間にして対向するように矩形板状のボス部１４Ａ、１４Ａが分割体１２Ａの裏面から突出して形成されている。ボス部１４Ａにはセレーション１５Ａが形成され、生爪成形治具２０に係合可能に形成されている。さらに、溝１３Ａには、２箇所にねじ挿通孔１６Ａとザグリ孔１７Ａが形成され、ボルトを挿通可能に形成されている。なお、分割体１２Ａに形成される溝１３Ａやボス部１４Ａ等は、マシニングセンタや汎用のフライス盤・ボール盤等の工作機械で生爪１０に形成する際、生爪本体１１から分割される前に形成してもよく、生爪本体１１から分割した後で形成してもよい。
【００２０】
図５〜６に示すように、１２０度に分割された分割体１２（１２Ｂ）は扇形に形成されている。分割体１２Ｂには生爪成形治具２０側に装着される裏面側（図３における正面）に幅方向の中央部に沿って溝１３Ｂが形成されている。また、溝１３Ｂを間にして対向するように矩形板状のボス部１４Ｂ、１４Ｂが分割体１２Ａの裏面から突出して形成されている。ボス部１４Ｂにはセレーション１５Ｂが形成され、生爪成形治具２０に係合可能に形成されている。さらに、溝１３Ｂには、２箇所にねじ挿通孔１６Ｂとザグリ孔１７Ｂが形成され、ボルトを挿通可能に形成されている。なお、分割体１２Ｂに形成される溝１３Ｂやボス部１４Ｂ等は、マシニングセンタや汎用のフライス盤・ボール盤等の工作機械で生爪１０に形成する際、生爪本体１１から分割される前に形成してもよく、生爪本体１１から分割した後で形成してもよい。
【００２１】
生爪１０は、生爪本体１１から加工物に合わせた形状に追加工して形成されるものであって、例えば、図７（ａ）に示すように円柱状又は円筒状の加工物、図７（ｂ）に示すような矩形柱状の加工物、あるいは図７（ｃ）に示すような異形状の加工物の外形に合わせて形成される。生爪本体１１は、追加工ができるような鉄製の材料（例えば、Ｓ４５Ｃ）で形成され、分割された後の各分割体１２Ａ(又は１２Ｂ)は扇形に形成される。
【００２２】
図７（ａ）に示すような円柱状又は円筒状の加工物に合わせた生爪１０Ａでは、生爪本体１１から６０度の角度を有して分割された分割体１２Ａを３個使用して生爪成形治具２０に取り付け、加工物の外形に合わせて、中央部に真円の孔を加工する。加工された生爪１０Ａは、分割体１２Ａの中心部側が円弧状凹面部に形成されている。この加工は、生爪本体１１を、加工物を加工する旋盤１に装着したまま加工してもよく、また、別の工作機械（汎用旋盤等）で加工してから生爪成形治具２０に装着した状態で旋盤１に取り付けるようにしてもよい。
【００２３】
図７（ｂ）に示すような矩形状の加工物の外周面に合わせた生爪１０Ｂでは、生爪本体１１から１２０度の角度を有して分割された分割体１２Ｂを３個使用して生爪成形治具２０に装着する。加工された生爪１０Ｂは、分割体１２Ｂのうち２個が、矩形状の孔の１角部を含んだ形状に形成され、１個は、両角部と両角部を連接する平面部を含んだ形状に形成されている。この加工は、マシニングセンタ又は複合旋盤で生爪本体１１の中央部に矩形状の孔を加工する。加工物を加工する旋盤１が複合旋盤であれば、生爪成形治具２０に装着した状態で、そのまま複合旋盤に装着して加工してもよい。
【００２４】
図７（ｃ）に示すような略Ｌ字状に形成された異形の加工物の外周面に合わせた生爪１０Ｃでは、上述の生爪１０Ｂと同様、生爪本体１１から１２０度の角度を有して分割された分割体１２Ｂを３個使用して生爪成形治具２０に取り付ける。加工された３個の生爪１０Ｃは、加工面がそれぞれ凹凸面を有して異なる形状に形成されている。この加工は、マシニングセンタ又は複合旋盤で生爪本体１１の中央部に略Ｌ字状の孔を加工する。加工物を加工する旋盤１が複合旋盤であれば、生爪１０Ｃは、生爪成形治具２０に装着したまま旋盤１に装着して加工してもよい。
【００２５】
生爪成形治具２０は、生爪１０の成形加工を行なうために工作機械に装着して使用されるものであり、図８〜９に示すように、円板状の治具本体部２１を形成している。治具本体部２１の一方の面(以下、第１の面という)２１ａは平面上に形成されて工作機械、例えば旋盤１のチャック本体４に装着される。他方の面(以下、第２の面という)２１ｂには、放射線方向に等間隔で３個のＴ溝２２が形成され、Ｔ溝２２を間にして対向する位置に一対のボス部２３が厚み方向に突出して形成されている。
【００２６】
Ｔ溝２２は、第２の面２１ｂ側に形成される小幅溝２２ａと小幅溝２２ａより奥側に形成される広幅溝２２ｂとを有して形成されナット部材又はＴ状ナットが摺動可能に挿入される。ボス部２３には、生爪１０に形成されたセレーション１５と同様のピッチのセレーション２４が形成されている。複数のボス部２３に形成されたセレーション２４は、中心側に形成された第１番面の歯が中心位置から同一距離となるように形成されている。
【００２７】
さらに、治具本体部２１の外周面２１ｃは、工作機械（例えば、旋盤１のチャック本体４）にクランプ可能なクランプ面として形成されている。また、治具本体部２１には、第２の面２１ｂ側から第１の面２１ａ側に向かって工作機械（例えば、旋盤１の主軸台３）側にボルトを挿通するためのザグリ孔２５とボルト挿通孔２６が各３箇所に形成されている。そのため、この生爪成形治具２０は、工作機械(例えば、旋盤１のチャック本体４)に治具本体部２１の外周面２１ｃがクランプされて装着されるか、工作機械(例えば、旋盤１の主軸台３)に治具本体部２１のボルト挿通孔２６から挿通されたボルトで締結して装着されるか、いずれかによって工作機械(例えば、旋盤１)に装着されることとなる。
【００２８】
また、治具本体部２１の中央部には、貫通孔２７が形成されて、生爪成形治具２０に支持された生爪１０を成形する際に、切削する刃物の移動の逃げ部を形成することとなる。
【００２９】
次に、上述のように形成された生爪１０を成形する作用及び生爪１０で加工物を加工する作用について説明する。
【００３０】
まず、図１０〜１１に示すように、分割された生爪１０(この時点においては生爪本体１１から分割された分割体１２)を生爪成形治具２０に装着する。形成されたＴ溝２２にはＴ状のナット部材２９が挿入されていて分割体１２を装着する用意がなされている。
【００３１】
生爪１０で加工物を加工する工作機械(例えば旋盤)又は生爪１０を加工する工作機械が使用中である場合には、分割体１２を生爪形成治具２０に装着する作業は外段取りで行われる。外段取りで行うことによって、分割体１２が装着された生爪形成具２０を工作機械に取り付ける作業を短時間で行うことができる。
【００３２】
加工物が、例えば、円柱又は円筒の材料で、外周面が同心状の段つき加工又は同心状の段付き孔明け加工を行なう場合には、図３に示す分割体１２Ａを、図１１に示すように、生爪成形治具２０の３等分された位置に装着する。分割体１２Ａの生爪成形治具２０に装着する際の位置決めは、生爪成形治具２０の位置決め基準位置に基づいて行われる。
【００３３】
実施形態の場合、分割された各分割体１２Ａの外周面と生爪成形治具２０の外周面２２ｃとを同一面に合わせることによって、分割体１２Ａ側のセレーション１５と生爪成形治具２０側のセレーション２４とが係合する位置に合わせられて係合する。これによって、３個の分割体１２Ａは生爪成形治具２０の中心位置に対して同心上に配置されることとなる。分割体１２Ａの位置決めがされると、分割体１２Ａのねじ挿通孔１６からボルト２８を挿入してナット部材２９に締め付けることによって生爪成形治具２０に分割体１２Ａが締結される。
【００３４】
次に、分割体１２Ａが装着された生爪成形治具２０を、旋盤１のチャック本体４に装着する。この旋盤１は、生爪１０で加工物を加工する対象の機械であっても、その他の機械であってもよい。生爪成形治具２０の第１の面２２ａをチャック本体４側に対向し、旋盤１の３個のチャック（角爪）３０を、生爪成形治具２０の外周面２２ｃに向けて移動させて生爪成形治具２０をクランプする。
【００３５】
そして、加工物の外周面に合わせて分割体１２Ａを、図７(ａ)のような形状(分割体１２Ａの中心部に円弧状凹面部を有する形状)となるように加工することによって生爪１０Ａが形成される。加工された生爪１０Ａは、加工物を加工する旋盤１に直接装着される。
【００３６】
図１２に示すように、生爪１０Ａは、図示しないリング部材で芯出しを行った後、旋盤１のチャック本体４に配置されているチャック３０に取り付けられる。旋盤１のチャック３０には、生爪１０Ａを位置決めする溝及び生爪１０Ａと締結するねじ部が形成されているから、生爪１０Ａのボス部１４をチャック３０の溝に嵌め込み、生爪１０Ａのねじ挿通穴１６からボルトを挿入して締め込むことによって生爪１０Ａがチャック３０に取り付けられる。旋盤１に生爪１０Ａが装着されると、加工物Ｗを生爪１０Ａでクランプして加工を順次行なう。
【００３７】
加工物Ｗが円柱状又は円筒状でなく異形である場合、つまり、図１１(ｂ)に示すように、例えば、略Ｌ字状の外周面を有するものである場合には、図５に示すような、１２０度の角度を有する扇形の分割体１２Ｂを使用する。分割体１２Ｂを生爪成形治具２０に装着する手順は、上述の分割体１２Ａを装着する場合と同様である。分割体１２Ａに異形の加工物と同様の加工を行なう場合、ミーリング加工を行なうことから、マシニングセンタ、あるいはＮＣフライス盤に装着して加工することが望ましい。
【００３８】
この場合においても、分割体１２Ｂを生爪成形治具２０に、外段取りで予め装着してあることから、マシニングセンタやＮＣフライス盤に即座に装着することができる。
【００３９】
また、角爪の場合でも、同様に、生爪成形治具２０のボス部２３に形成されたセレーション２４に、角爪に形成したセレーションを合わせてセレーション同士を係合する。そして、生爪成形治具２０のＴ溝に挿入されたナット部材２９に角爪に形成するボルト挿通孔からボルトを挿通して角爪を生爪成形治具２０に締結する。角爪を装着した生爪成形治具２０を工作機械に装着して、前述と同様に、角爪を成形加工することとなる。
【００４０】
上述のように、実施形態の生爪成形治具２０には、治具本体部２１に形成されて工作機械に装着する第１の面２１ａと生爪１０を取り付ける第２の面２１ｂとを備えている。生爪１０の外周面を生爪成形治具２０の外周面２１ｃに合わせることによって、生爪１０は、生爪成形治具２０のボス部２３上に形成するセレーション２４で生爪１０のセレーション１５Ａ(又は１５Ｂ)と係合することから、ボルトで締結することによって短時間で取り付けることができる。しかも生爪成形治具２０を設けることによって、生爪を加工する工作機械が使用中であっても、外段取りで生爪を生爪成形治具２０に装着できるから、工作機械が使用できる状態になれば、即座に装着することができる。そのため生産性を向上することができる。
【００４１】
また、生爪成形治具２０は、第２の面２１ｂから第１の面２１ａに向かってボルトを挿通できる孔２６が形成され、さらに円板状の外周面２１ｃは旋盤のチャックにクランプ可能に形成されている。そのため、生爪成形治具２０を旋盤に対してボルトで締結してもよく、チャックのクランプで締結するようにしてもよいから、工作機械の使用状態によって適宜選択することが可能となる。
【００４２】
なお、本発明のチャック装置の生爪は、上記の形態に限定するものではない。例えば、生爪成形治具と生爪とのセレーション同士による係合は、単にキー同士による係合であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一形態による生爪を形成するための旋盤を示す簡略正面図である。
【図２】生爪を形成するための生爪本体を示す平面図である。
【図３】６０度の角度を有して分割された分割体を示す平面図である。
【図４】同側面図である。
【図５】１２０度の角度を有して分割された分割体を示す平面図である。
【図６】同側面図である。
【図７】各種の生爪の形状を示す説明図である。
【図８】生爪を加工するための生爪成形治具を示す平面図である。
【図９】同側面図である。
【図１０】生爪を加工するために工作機械に装着する状態を示す簡略側面断面図である。
【図１１】同簡略正面図である。
【図１２】生爪を旋盤に取り付けた状態を示す簡略側面断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１、旋盤
３、主軸台
４、チャック本体
１０、生爪
１１、生爪本体
１２、分割体
１３Ａ、１３Ｂ、溝
１４Ａ、１４Ｂ、ボス部
１５、セレーション
２０、生爪成形治具
２１、治具本体部
２２、Ｔ溝
２３、ボス部
２４、セレーション
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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