JP3142629U - 旋盤用加工物保持治具 - Google Patents

Abstract

【課題】薄い円筒状加工物を歪みを生じさせずに把持でき、保持治具交換の段取りを短縮できる旋盤用加工物保持治具を提供する。
【解決手段】チャック装置回転盤上を径方向に摺動する爪受け台８に取り付ける３個の親爪３と、それに固定する把持爪４とで構成する。親爪の表面部には取付け状態にて回転盤２の回転中心を円弧中心とする円弧状の凹溝１６、１７を径を違えて複数形成する。把持爪はドーナツ円盤を周方向３分割個所にて径方向スリットで切断した３分割ドーナツ円盤状とし、裏面には親爪の円弧状凹溝の一つに嵌合する円弧状の裏面凸突起をドーナツ円盤の中心を円弧中心として設ける。表面にも同じように円弧状の表面凸突起を設ける。表面凸突起の内側側面は円筒状被加工物の外周面に、外側側面は内周面に適合する曲率半径で加工しておく。
【選択図】図２

Description

本考案は、旋盤で切削加工を行なう際に加工物を把持する保持治具に関し、特には薄物円筒状加工物を歪みを与えずに把持でき、異なる径の加工物の加工に切り替える際の段取り時間を短縮できる組立て式の旋盤用加工物保持治具に関する。

旋盤による機械加工では、加工物を旋盤の主軸端に設けたチャック装置で把持して回転させ、バイト等の工具を使用して円筒削り、内面削り、端面削り等の切削、研削加工を行なう。チャック装置としては、主軸と一体に回転する回転盤と、その回転盤の周方向に等間隔で設けられ径方向に同時摺動される３個の爪受け台と、各爪受け台に固定されて加工物を直接把持する把持爪とからなる三爪スクロールチャックが広く使用されている。

把持爪は一般に細長い直方体状のブロックに形成され、形としては図１０に示すように棒状加工物をつかむ内爪５１と、図１１に示すようにフランジなど円盤状加工物をつかむ外爪５２が一般的である。しかし、加工物が円筒状の薄物である場合、このような爪で把持したのでは把持力で加工物が歪むため、均一な厚さに切削や研削を行なうことができない。また、加工物に当接する把持爪の爪先面は、加工物に傷を与えないため加工物の外面形状に適合するアール形状当り面に成形しておく必要がある。そのため、加工物の種類が多い場合には、アール形状の異なる多数の把持爪を準備しておき、加工物が替わるたびに３個の把持爪を交換しなければならない。把持爪はボルトにより爪受け台に強く締め付け固定されているので、その交換には時間がかかり作業性が悪いという問題がある。

こうした外径や内径の異なる複数種類の円筒状加工物を段取り良く扱うための把持爪が従来、各種提案されている。例えば、特許文献１には、爪受け台に固定したアダプタに正六角形のブロック状子爪を取り付け、正六角形の６個の面に異なる形状の爪先を形成し、アダプタへの嵌め方で爪先を選択して加工物を把持できるようにした保持治具が開示されている。

また、特許文献２にも同様の考えで爪受け台上の加工物支持部材の外周面に形状の異なる４個の爪先を形成しておき、加工物支持部材を回転させて爪先形状を選択できるようにした保持治具が開示されている。これら保持治具では爪受け台を取り替える必要はなく、比較的簡単な作業で爪先形状を選択できる。そして１個の子爪（加工物支持部材）で複数種類の加工物に対処できるため作業性は良い。しかし、特許文献１、２の何れの保持治具も、加工物に当接する爪先面の面積を大きくすることは困難である。そのため、薄い円筒状加工物を３方向から挟持した場合には、爪先面に当接する加工物部分に大きな力が加わり加工物が歪む問題がある。
特開２００２−１３７１０５号公報 実開昭５９−９３８０６号公報

本考案は、従来技術のこうした問題点を解決するためになされたもので、その課題は、薄い円筒状加工物を歪みを生じさせずに把持でき、且つ加工物を替える際の保持治具交換の段取りを短時間で行なえるようにした旋盤用加工物保持治具を提供することにある。

前記課題を解決するための手段を後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項１に記載の考案は、旋盤の主軸と一体に回転する回転盤２の周方向に等間隔に取り付けられ、径方向に同時摺動される３個の爪受け台８に固定されて被加工物を把持する旋盤用加工物保持治具５であって、各爪受け台８にボルトで固定される親爪３と、該親爪３に取り付けられて被加工物３０を把持する把持爪４とからなり、親爪３は直方体状に形成されて爪受け台８にその長辺軸を回転盤２の径方向にしてボルト固定されるもので、各親爪３は同一形状でその表面部には該固定された状態にて回転盤２の回転中心を円弧中心とする円弧状の凹溝１６、１７が１乃至複数本形成されており、各把持爪４も同一形状でドーナツ円盤をその周方向３分割個所にて径方向スリットで切断した３分割ドーナツ円盤状２３をなし、その裏面には親爪３に設けられた円弧状の凹溝１６、１７の一つに嵌合する円弧状の裏面凸突起２４が前記ドーナツ円盤の中心を円弧中心として設けられ、その表面にも前記ドーナツ円盤の中心を円弧中心とする円弧状の表面凸突起２５が設けられ、該表面凸突起２５における内側側面は円筒状外面を有する被加工物３０の外周面に適合する曲率半径で加工され、外側側面は円筒状内面を有する被加工物３０の内周面に適合する曲率半径で加工され、各把持爪４は適宜個所に設けた表面から裏面に貫通する挿通孔２７に固定用ボルトを通し、各爪受け台８に設けた螺子孔２０に螺着固定されるように構成されていることを特徴とする旋盤用加工物保持治具である。

本考案の旋盤用加工物保持治具の効果を後述する実施形態の参照符号を付して説明する。本構成の保持治具１により円筒状の被加工物３０を外周面で把持する場合には、最初に爪受け台８を外方に摺動させて３個の親爪３に固定した把持爪４の表面凸突起２５により形成される開口を広げ、広げた開口に被加工物３０を挿入する。その状態で爪受け台８を内方に摺動させ、把持爪４の表面凸突起２５の内側側面でもって被加工物３０の外周面を挟持する。表面凸突起２５の内側側面の曲率半径は被加工物３０の外周面の曲率半径に合わせてあるので、把持爪４の内側側面と被加工物３０の外周面との間に隙間は生じず、被加工物３０の外周面のほぼ全体を３個の表面凸突起２５に接触させた状態で把持される。このため被加工物３０が薄物であっても把持による歪みは生じない利点がある。

また、円筒状の被加工物３０をその内周面から把持する場合には、最初に爪受け台８を内方に摺動させて３個の親爪３に固定した把持爪４の表面凸突起２５により形成される開口を狭める。その状態で被加工物３０を装着し、爪受け台８を外方に摺動させて把持爪の表面凸突起２５の外側側面でもって被加工物３０を内周面から把持する。表面凸突起２５の外側側面の曲率半径は被加工物の内周面の曲率半径に合わせてあるので、表面凸突起２５の外側側面と被加工物３０の内周面との間に隙間は生じず、被加工物３０の内周面のほぼ全体を３個の表面凸突起２５に接触させた状態で把持される。このため被加工物３０が薄物であっても把持による歪みは生じない利点がある。

また、本構成の保持治具１では親爪３を交換する必要はなく、把持爪４を被加工物３０の寸法に合ったものに交換するだけでよい。切削時に把持爪４の径方向に働く力は親爪３に設けられた凹溝１６、１７の側面で受け止められる。従って、把持爪４を親爪３に強固に取り付けておく必要はなく、小さなボルトで留めておけば十分である。その交換は爪受け台８に強固に固定された親爪３の交換より簡単に行なうことができるため、段取り時間を短縮できる利点がある。

以下、本考案を実施するための一形態について図面を参照して説明する。図１は本発明に係る旋盤用加工物保持治具５を装着した旋盤用チャック装置１の全体斜視図であり、図２はその分割斜視図である。旋盤用チャック装置１は、チャック装置１の本体部である回転盤２と、各３個の親爪３と把持爪４とからなる加工物保持治具５とで構成される。

回転盤２は旋盤の主軸端に取り付けられ、保持治具５側から見て反時計回りに回転駆動される。回転盤２には、その回転中心から放射状に延びる３条の案内溝７が周方向に１２０°の等間隔で設けられている。その各案内溝７には、回転盤２に内蔵された油圧式駆動装置により径方向に同時摺動される爪受け台８が配置されている。爪受け台８の表面部は回転盤２の径方向に長い略長方形状をなしており、その幅方向中央部には親爪３の裏面に設けられた凹状摺動溝９と嵌合する１条の凸突起１０が長手方向に設けられている。凸突起１０の表面には親爪３を固定するための２個の螺子孔１１が穿設されている。更に、凸突起１０の両側には、親爪３の裏面のセレーション１３と歯合するセレーション１４が設けてある。

３個の親爪３は同一形状に形成してある。図３は親爪３の表面側の斜視図、図４は裏面側の斜視図である。親爪３は略直方体状をなしており、回転盤２の回転中心側となる先端部は隣の親爪３との干渉を避けるため幅狭に形成してある。親爪３の表面側には複数条の円弧状凹溝（本実施形態では２条の凹溝１６、１７）が設けてある。円弧状凹溝１６、１７は、親爪３を爪受け台８に固定して各爪受け台８を回転盤２の径方向所定位置に摺動停止させた状態で、３個の親爪３上の円弧状凹溝１６、１７が回転盤２の回転中心を中心とする同一円上に位置するような曲率で形成してある。

従って、３個の爪受け台８をそのような径方向所定位置に摺動停止させると、固定した３個の親爪３の円弧状凹溝１６、１７には、径方向厚みが円弧状凹溝１６、１７の溝幅に等しく、内面側半径、外面半径が円弧状凹溝１６、１７の径方向内側面、径方向外側面の曲率半径にそれぞれ等しい円筒をすっぽりと嵌合させることができる。

親爪３の裏面側には図４に示すように中央長手方向に凹状摺動溝９が形成してあり、その両側には爪受け台８のセレーション１４と歯合するセレーション１３が設けてある。親爪３の表面側から裏面側に貫通する２個の座ぐり部を伴ったボルト挿通孔１９が設けてあり、このボルト挿通孔１９に固定ボルト（図示せず。）を通して爪受け台８の螺子孔１１に螺合させ、親爪３を爪受け台８に固定させる。図５は３個の親爪３を回転盤２の爪受け台８に固定させた状態の斜視図である。なお、各円弧状凹溝１６、１７の底部には、把持爪４を固定するための各２個の螺子孔２０が設けてある。

把持爪４も図２に示すように３個用いる。図６はその内の１個を別の角度からみた斜視図である。把持爪４はドーナツ円盤をその周方向３分割個所にて径方向スリットで切断した形状の３分割ドーナツ円盤部２３と、その裏面側に設けられた円弧状の裏面凸突起２４と、表面側に設けられた同じく円弧状の表面凸突起２５とからなる。３分割ドーナツ円盤部２３はドーナツ円盤をスリットで切断したものであるので、その円弧中心角は１２０°より少し小さい角度になっている。

裏面凸突起２４は、親爪３に設けられた円弧状凹溝１６、１７の一つに嵌合する曲率半径で円弧状に形成してある。従って、親爪３の円弧状凹溝１６、１７の一つに嵌合取り付けした状態では、３個の裏面凸突起２４は回転盤２の回転中心（３分割ドーナツ円盤部２３の円弧中心と一致）を中心とする同一円上に位置することになる。

３個の把持爪４の表面側に設けられた円弧状の表面凸突起２５も、親爪３の円弧状凹溝１６、１７の一つに嵌合取り付けした状態では回転盤２の回転中心を中心とする同一円上に位置するように形成してある。その表面凸突起２５の内側側面は、円筒状外面を有する被加工物の外周面に適合する曲率半径で加工されている。外側側面は円筒状内面を有する被加工物の内周面に適合する曲率半径で加工されている。把持爪４を固定するため、３分割ドーナツ円盤部２３の表面から裏面凸突起２４の突起表面に貫通する座ぐり部を伴う小内径のボルト挿通孔２７が２個の設けてある。このボルト挿通孔２７に小固定ボルトを挿通して円弧状凹溝１６、１７の底部に設けた螺子孔２０に螺合させ、把持爪４を親爪３に固定させる。なお、この把持爪４を親爪３に固定する小固定ボルトの取り付け位置は、裏面凸突起２４を貫通する部分に限る必要はなく、把持爪４を親爪３に固定することのできる適宜位置でよい。組立て完了した旋盤用チャック装置１は図１に示した斜視図のようになる。

図７は、このような構成の旋盤用チャック装置１により円筒状の被加工物３０をその外周面で把持した状態の斜視図である。被加工物３０を把持する際は、最初に爪受け台８を外方に摺動させて３個の親爪３に固定した把持爪４の表面凸突起２５により形成される開口を広げ、広げた開口に被加工物３０を挿入する。その状態で爪受け台８を内方に摺動させ、把持爪４の表面凸突起２５の内側側面でもって被加工物３０の外周面を挟持する。表面凸突起２５の内側側面の曲率半径は被加工物３０の外周面の曲率に合わせてあるので、把持爪４の内側側面と被加工物３０の外周面との間に隙間は生じず、被加工物３０の外周面のほぼ全体が３個の表面凸突起２５に接触させた状態で把持される。このため、被加工物３０が薄物であっても把持による歪みは生じない利点がある。

図８は、旋盤用チャック装置１により円筒状の被加工物３０を内側から把持した状態の斜視図である。被加工物３０を把持する際は、最初に爪受け台８を内方に摺動させて３個の親爪３に固定した把持爪４の表面凸突起２５により形成される開口を狭める。その状態で被加工物３０を装着し、爪受け台８を外方に摺動させて把持爪の表面凸突起２５の外側側面でもって被加工物３０を内周面から把持する。表面凸突起２５の外側側面の曲率半径は被加工物の内周面の曲率に合わせてあるので、表面凸突起２５の外側側面と被加工物３０の内周面との間に隙間は生じず、被加工物３０の内周面のほぼ全体を３個の表面凸突起２５に接触させた状態で把持される。このため、被加工物３０が薄物であっても把持による歪みは生じない利点がある。

なお、前記図１の実施形態では把持爪４を親爪３に設けた外側の円弧状凹溝１６に嵌合させているが、被加工物３０の径が小さい場合には把持爪４を小型に形成して内側の円弧状凹溝１７に嵌合させるとよい。また、図７、図８では把持爪４により被加工物３０を把持しているが、被加工物３０が小径の中実丸棒、厚肉円筒等である場合には、把持爪４を使用しないで図９に示すように親爪３の先端側面で挟持することもできる。

旋盤用加工物保持治具５を装着した旋盤用チャック装置１の斜視図である。 旋盤用チャック装置１の分割斜視図である。 親爪３の表面側の斜視図である。 親爪３の裏面側の斜視図である。 ３個の親爪３を回転盤２の爪受け台８に固定させた状態の斜視図である。 把持爪４を別の角度からみた斜視図である。 旋盤用チャック装置１により円筒状の被加工物３０を外側から挟持した状態の斜視図である。 旋盤用チャック装置１により円筒状の被加工物３０を内側から挟持した状態の斜視図である。 把持爪４を使用せずに被加工物３０を挟持した状態の斜視図である。 従来の内爪５１の例である。 従来の外爪５２の例である。

符号の説明

図面中、１は旋盤用チャック装置、２は回転盤、３は親爪、４は把持爪、５は旋盤用加工物保持治具、８は爪受け台、１１、２０は螺子孔、１６、１７は凹溝、１９、２７挿通孔、２３はドーナツ円盤部、２４は裏面凸突起、２５は表面凸突起を示す。

Claims (1)

1. 旋盤の主軸と一体に回転する回転盤（２）の周方向に等間隔に取り付けられ、径方向に同時摺動される３個の爪受け台（８）に固定されて被加工物を把持する旋盤用加工物保持治具（５）であって、
   前記各爪受け台にボルトで固定される親爪（３）と、該親爪に取り付けられて被加工物を把持する把持爪（４）とからなり、
   前記親爪は直方体状に形成されて前記爪受け台にその長辺軸を前記回転盤の径方向にしてボルト固定されるもので、各親爪は同一形状でその表面部には該固定された状態にて前記回転盤の回転中心を円弧中心とする円弧状の凹溝（１６、１７）が１乃至複数本形成されており、
   前記各把持爪も同一形状でドーナツ円盤をその周方向３分割個所にて径方向スリットで切断した３分割ドーナツ円盤状（２３）をなし、その裏面には前記親爪に設けられた円弧状の凹溝の一つに嵌合する円弧状の裏面凸突起（２４）が前記ドーナツ円盤の中心を円弧中心として設けられ、その表面にも前記ドーナツ円盤の中心を円弧中心とする円弧状の表面凸突起（２５）が設けられ、該表面凸突起における内側側面は円筒状外面を有する被加工物の外周面に適合する曲率半径で加工され、外側側面は円筒状内面を有する被加工物の内周面に適合する曲率半径で加工され、
   各把持爪は適宜個所に設けた表面から裏面に貫通する挿通孔（２７）に固定用ボルトを通し、前記各爪受け台に設けた螺子孔（２０）に螺着固定されるように構成されていることを特徴とする旋盤用加工物保持治具。