JPH07256505A

JPH07256505A - 旋盤用フレキシブルパワーチャック

Info

Publication number: JPH07256505A
Application number: JP6182346A
Authority: JP
Inventors: Masaru Oki; 勝沖
Original assignee: TEIKOKU CHUCK KK
Current assignee: TEIKOKU CHUCK KK
Priority date: 1994-02-02
Filing date: 1994-08-03
Publication date: 1995-10-09

Abstract

(57)【要約】【目的】肉の薄い周壁を有するワークでも、高密度に
配置した多数の掴持爪によって、歪ませることなく正確
にかつ強固に把握して精度の高い旋削加工を行えるよう
にする。【構成】旋盤の主軸に固定したチャック本体１の前部
外周寄りに多数のシリンダ７を高密度で配置し、この各
シリンダ７内のピストン１０にそれぞれ掴持爪１３を固
定する。各シリンダ７に通じる連通路３２、３３を周溝
３４、凹孔３５、連通路３７などにより圧力流体力源に
連通させて、流体圧力とばねにより各ピストン１０を進
退させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばトルクコンバ
ータのケースまたは未加工のブレーキドラムのように外
側が複雑な形状になっているものや、周壁が肉薄で歪み
易いものなどの通常のチャックでは把握歪みやヒビリが
生じて加工後の真円度を得るのが困難なワークを、チャ
ックと同芯基準になる箇所を把握歪みが生じないように
配慮した保持装置またはガイドで保持し、さらに、ワー
クの外周または内周を高密度に配列した掴持爪で均等な
力で把握することにより所望の部分を正確に加工する場
合に好適な旋盤用フレキシブルパワーチャックに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来では、把握する部分が複雑な形状の
ものや、肉薄の周壁を有するワークをチャックにより掴
んで加工するに当り、基準とする部分が被加工物全体の
大きさに比較して小径である場合、この部分を掴んだだ
けでは不安定であるため、外周の部分を複数の掴持爪で
把握するようにしている。また把握部が同芯基準である
場合、掴持爪をワイドジョウにして把握力を弱くして加
工をしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のチャッ
クでは掴持爪の数が少なく、個々の押付け力が不均等な
ため、肉の薄い周壁を把握すると歪みが大きくなって精
密な加工ができないという問題があった。

【０００４】また、ワークの形状に適合する特殊な掴持
爪を用いるようにすると、ワークの形状が変る毎に新し
い掴持爪を作らなければならないという問題が生じる。

【０００５】この発明の課題は、上記のような従来の旋
盤用チャックの問題点を解決するために、チャックと同
芯基準になる箇所を把握歪みが生じないように配慮した
保持装置やガイドで保持した後、同心性を損なうことな
くワークの周壁を多数の掴持爪により掴持するようにし
たフレキシブルな旋盤用チャックを提供することであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明は旋盤の主軸に固定した筒状のチャック
本体の後壁に、ワークの端面を受けるリング状のワーク
ストッパを設け、同チャック本体の前部外周寄りに、気
体あるいは液体の圧力流体により前進し、ばねにより後
退するピストンを有する多数のシリンダを高密度で配置
し、上記ピストンには、前面をスパイク状とした高硬度
の丸棒状ワーク掴持爪を、その後部のねじを利用して交
換可能に固定し、上記各シリンダを共通の制御回路を経
て圧力流体供給手段に連通させ、上記チャック本体はワ
ークの加工基準部とチャック本体を同芯に保持する手段
を備えている構成のものと、上記ピストンの前進後退を
圧力流体により行うものを採用した。

【０００７】また、圧力流体で作動するシリンダにより
駆動する高密度の丸棒状のワーク掴持爪によりワークを
内側から掴持するものも採用した。

【０００８】

【作用】この発明は上記の構成であり、請求項１および
２の発明では、最初に肉薄の周壁を有するワークの端面
をワークストッパに当てがう。ついで、油圧作動のパワ
ーシリンダなどにより保持手段を作動させてワークの加
工基準部を正確に保持させる。

【０００９】そののち、チャック本体外周寄りの各シリ
ンダの制御回路を作動させて、圧力流体供給手段からの
圧力流体を上記各シリンダに供給すると、各シリンダの
ピストンが前進し、この各ピストンに設けた各掴持爪が
ワークの周壁を外側から掴持する。

【００１０】こうして、圧力流体によりワークを保持し
て旋削加工を行ったのち、ピストンに加わっている圧力
流体を排出し、ばねまたは圧力流体によりピストンを後
退させて各掴持爪によるワークの把握を解除し、ワーク
を取外す。

【００１１】請求項３の発明では肉薄の周壁を有するワ
ークの端面をワークストッパに当てがい、各シリンダ内
のピストンを流体圧力により前進させて、各掴持爪によ
りワークの内周面を保持して旋削加工を行う。そのの
ち、各ピストンを流体圧力により後退させて各掴持爪に
よるワークの把握を解除し、ワークを取外す。

【００１２】

【実施例】図１ないし図４に示す実施例１において、１
は筒状のチャック本体で、この本体１の後部にボルト４
により固定した後壁２が、図示省略してある旋盤の主軸
の先端にボルトにより固定してある。５はリング状のワ
ークストッパで、ねじ止めにより複数の支持台６を後壁
２に固定し、この支持台６にねじ止めにより同芯に固定
する。上記本体１には多数（例えば２４個所）の孔状シ
リンダ７を半径方向、すなわち、放射状に高密度で設け
る。

【００１３】１０は各シリンダ７内に進退自在に装着す
るピストンで、本体１の前端外周の凹所にはめてボルト
により固定した外輪１１と、同本体１の前端内周の凹所
にはめてボルトにより固定した内輪１２により各ピスト
ン１０の進退範囲をシリンダ７内において限定し、本体
１の前端には外輪１１と内輪１２の前面に接するリング
状の前面板９を固定する。

【００１４】１３は高硬度材料からなる掴持爪で、図３
のように、その後端の雄ねじ１４をピストン１０の内端
の雌ねじにねじ込んで固定してある。この掴持爪１３は
丸棒状で、その前部は内輪１２に設けた半径方向の孔を
摺動自在に貫通し、その前面１５はスパイク状となって
いる。

【００１５】そして、上記掴持爪１３の外周と、ピスト
ン１０の前端内周から所要の深さに形成した大径内周面
の間に押ばね１６を装着してピストン１０を後方、すな
わち、外輪１１の方向に押圧する。

【００１６】また、各ピストン１０の前側には軸方向の
溝１７を設け、この溝１７にボルト１９の内端の回止め
ピンを係合させる。このボルト１９は前面板９の挿通孔
に挿入して前面板９を本体１に固定する役目も果してい
る。

【００１７】図１の２０は後壁２の中心を進退自在に貫
通する軸で、その後端にはドローバー２１を固定する。
上記軸２０の先端には大径部２２を一体に形成し、この
大径部２２を後壁２の中央に設けた凹部２３に遊嵌す
る。そして、上記大径部２２の外周のキー溝２４を凹部
２３の内周に固定したキー２５に係合させて回り止めと
する。

【００１８】上記軸２０の先端にはコレットチャック２
６をボルト２７により交換可能に固定する。このコレッ
トチャック２６は先端から所定の深さに設けた切込みに
より分割した複数の掴持爪を有するコレット２９と、そ
の外側の外筒３０からなり、この外筒３０は後壁２にボ
ルトにより交換可能に固定し、その前端内周のテーパ内
周面３１がコレット２９の外周のテーパ面に接してい
る。

【００１９】３２は本体１、後壁２、外輪１１の外周付
近において、各シリンダ７の後端にそれぞれ連通するよ
うに設けた連通路である。上記各連通路３２の後端は、
後壁２に各連通路３２毎に設けた半径方向の連通路３３
に連通する。

【００２０】この各連通路３３は前記軸２０が貫通する
孔の内周の周溝３４に連通し、図４のように軸２０内に
設けた凹孔３５を放射状の連通孔３６で周溝３４に連通
させ、この凹孔３５はドローバー２１に設けた連通路３
７に連通させる。そして、この連通路３７を制御回路を
介して油圧、空気圧などの流体圧力源に連通させる。

【００２１】なお、図１中の符号３９は外輪１１と内輪
１２を本体１に固定するボルトである。また、外輪１１
の内周と本体１のシリンダ７の外端の外周の間、ピスト
ン１０の外周、掴持爪１３が内輪１２を貫通する部分、
各連通路３２の継目の部分、軸２０が後壁２を貫通する
部分などにはＯリングを装着して圧力流体の漏洩を防止
する。

【００２２】図１の４０はこの発明のチャックで保持す
るワークで一例として、自動車用トルクコンバータの部
品を示している。このワーク４０はプレス成形品であ
り、その前部中央には突軸４１を摩擦溶接などの手段で
固定し、さらに、複数の突部４２を円周上に設けたもの
である。このワーク４０の場合、突軸４１の外周および
各突部４２の端面には既に精密仕上げが施してあるから
これを加工基準部とし、ワーク４０の内周と端面をこれ
から旋削仕上げするものである。

【００２３】いま、ドローバー２１が図１の位置より前
進している場合、その先端のコレットチャック２６のコ
レット２９は図４のように外筒３０のテーパ内周面３１
に対して前進し、自身の弾力で拡開状となっている。

【００２４】この状態で前記ワーク４０の中央の突軸４
１をコレットチャック２６のコレット２９内に挿入する
とともに、各突部４２をワークストッパ５に密着させ
る。

【００２５】つぎに、図示省略してある旋盤のヘッドス
トックに設けた油圧またはエア作動のパワーシリンダを
働かせて、ドローバー２１を後退させると、軸２０も後
退し、コレット２９が後退してテーパ内周面３１により
内方に押され、突軸４１を掴持しながら後退する。

【００２６】このため、ワーク４０の各突部４２もワー
クストッパ５に押し付けられるのでワーク４０は旋盤の
主軸と同芯に固定され軸方向の位置決めも行われる。上
記のようにコレットチャック２６が突軸４１を掴持した
条件で、流体圧力の制御回路が働き、ドローバー２１内
の連通路３７に供給された油圧、空気圧などの圧力流体
が、凹孔３５→連通孔３６→周溝３４→各連通路３３→
各連通路３２と流れて各シリンダ７の後部内に流入して
各ピストン１０の後部を押す。

【００２７】このため、各掴持爪１３のスパイク状の前
面１５がワーク４０の外周に押し付けられるがこの際、
ワーク４０の外周に多少の偏心や凹凸があっても各掴持
爪１３の移動量がそれに応じて自動的に調整され、各掴
持爪１３がワーク４０の凹凸に関係なく均一な力で無理
なくワーク４０を固定する。図１は上記の作用でワーク
４０を固定した状態であって、この状態で旋盤の主軸の
回転によりワーク４０を回転させて、ワーク４０の内面
に旋削仕上げを施す。

【００２８】仕上げが終了すると、制御回路の働きで連
通路３７に供給されていた圧力流体が排出され、かつパ
ワーシリンダの働きによりドローバー２１が前進するの
でコレットチャック２６のコレット２９が開いて突軸４
１を離し、各ピストン１０も押ばね１６により後退して
ワーク４０の外周の把握を解くのでワーク４０は容易に
取外すことができる。

【００２９】図５は実施例２を示すもので、ワーク４３
の中心の孔４５が仕上げ加工ずみであるから、これを基
準部としている。

【００３０】この場合、コレットチャック４６は軸２０
のねじ孔に、端部のねじにより固定したプルシャフト４
７と、その外側のコレット４９からなり、後壁２にねじ
止めにより着脱自在に固定したコレット４９は複数の切
込みにより複数の掴持爪に分割され、プルシャフト４７
の先端大径部外周のテーパ面５０がコレット４９の先端
内周のテーパ面に接している。他の部分の構造は実施例
１と同じであるから同一の符号を付して説明を省略す
る。

【００３１】この実施例２の場合、ワーク４３の端面と
孔４５が仕上ずみであるから、これを加工基準部として
ワーク４３の内周と端面を仕上げる。

【００３２】いま、ドローバー２１が図５の位置より前
進している場合、その先端のプルシャフト４７はコレッ
ト４９に対して前進しているのでコレット４９は自身の
弾力で縮径状となっている。この状態で前記ワーク４３
の中央の孔４５にコレット４９を挿入するとともに、ワ
ーク４３の端面をワークストッパ５の突部に密着させ
る。

【００３３】つぎに、図示省略してある旋盤のヘッドス
トックに設けた油圧またはエア作動のパワーシリンダを
働かせて、ドローバー２１を後退させると、軸２０も後
退し、プルシャフト４７がコレット４９に対し後退して
その外周のテーパ面５０によりコレット４９を拡径し、
孔４５を把握する。

【００３４】上記のようにコレットチャック４６が孔４
５を把握した条件で、流体圧力の制御回路が働き、ドロ
ーバー２１内の連通路３７に供給された油圧、空気圧な
どの圧力流体が、凹孔３５→連通孔３６→周溝３４→各
連通路３３→各連通路３２と流れて各シリンダ７の後部
内に流入して各ピストン１０の後部を押す。

【００３５】このため、各掴持爪１３のスパイク状の前
面１５がワーク４３の外周に押し付けられるがこの際、
ワーク４３の外周に多少の偏心や凹凸があっても各掴持
爪１３の移動量がそれに応じて自動的に調整され、各掴
持爪１３がワーク４３の凹凸に関係なく均一な力で無理
なくワーク４３を固定する。図５は上記の作用でワーク
４３を固定した状態であって、この状態で旋盤の主軸の
回転によりワーク４３を回転させて、ワーク４３の内面
に旋削仕上げを施す。

【００３６】仕上げが終了すると、制御回路の働きで連
通路３７に供給されていた圧力流体が排出され、かつパ
ワーシリンダの働きによりドローバー２１が前進するの
でコレットチャック４６のコレット４９が縮径して孔４
５から離れ、各ピストン１０も押ばね１６により後退し
てワーク４３の外周の把握を解くのでワーク４３は容易
に取外すことができる。

【００３７】図６に示す実施例３はワーク５３の端面と
外周とを基準にして未加工のワークの内面や孔を仕上げ
る場合を示し、この場合、内輪１２の内周面の例えば三
等分位置にそれぞれ金属製ラフガイド５４を止ねじ５５
により着脱自在に固定する。

【００３８】また、コレットチャックを外したあとの凹
部２３は防塵蓋５６をねじ止めして閉鎖する。

【００３９】この場合、ワーク５３の端面をワークスト
ッパ５に密着させるとともにワーク５３の外周をラフガ
イド５４に沿わせたのち、流体圧力の制御回路を働かせ
ると、ドローバー２１内の連通路３７に供給された油
圧、空気圧などの圧力流体が、凹孔３５→連通孔３６→
周溝３４→各連通路３３→各連通路３２と流れて各シリ
ンダ７の後部内に流入して各ピストン１０の後部を押
す。

【００４０】このため、各掴持爪１３のスパイク状の前
面１５がワーク５３の外周に押し付けられるがこの際、
ワーク５３の外周に多少の偏心や凹凸があっても各掴持
爪１３の移動量がそれに応じて自動的に調整され、各掴
持爪１３がワーク５３の凹凸に関係なく均一な力で無理
なくワーク５３を固定する。図６は上記の作用でワーク
５３を固定した状態であって、この状態で旋盤の主軸の
回転によりワーク５３を回転させて、ワーク５３の内面
に旋削仕上げを施す。

【００４１】仕上げが終了したのち、制御回路を働かせ
て連通路３７に供給されていた圧力流体を排出すると、
各ピストン１０は押ばねにより後退してワーク５３の外
周の把握を解くのでワーク５３は容易に取外すことがで
きる。

【００４２】上記各実施例は圧力流体によりピストン１
０の後部を押し、ピストン後部に加わる圧力流体を排除
すると押ばね１６によりピストン１０が復帰するもので
あるが、図７はピストン１０の前進後退を油圧、空気圧
のような圧力流体で行う場合を示している。

【００４３】この場合は他の実施例のような押ばね１６
は不要となり、そのかわりに復帰用圧力流体の連通路５
１を前記連通路３２と並列に設けて各シリンダ７の前部
に連通させる。

【００４４】そして、図では省略してあるが、図１など
に示されている連通路３３と並列の連通路を設け、この
連通路をドローバー２１の連通路３７と並列の連通路に
連通路３３の場合と同様に連通させて、これらの連通路
を４ポート２位置切換弁などを介して油圧、空気圧など
の流体圧力源に連通させる。

【００４５】このような流体回路を構成すると、切換弁
の切換えにより、連通路３２を圧力源、連通路５１を油
タンクまたは大気に開放するとピストン１０は前進し、
切換弁を逆方向に切換えて連通路５１を圧力源、連通路
３２を油タンクまたは大気に開放すると流体は逆に流れ
てピストン１０は後退する。

【００４６】その他の部分の構成や作用は他の実施例と
同一であるから説明を省略する。

【００４７】図８、図９に示すものは請求項３に示す発
明の実施例であり、６０はそのチャック本体である。こ
の本体６０の後部に一体に設けた後壁６１を図示省略し
てある旋盤の主軸に複数のボルト６２により固定する。

【００４８】６３は本体６０の外周にはめて図示省略し
てある複数のボルトで固定した外筒で、その外周のリン
グ状のワークストッパ６４が複数のボルトにより固定さ
れている。

【００４９】６５は本体６０に設けた多数（例えば２４
個所）の半径方向の丸孔状シリンダである。この各シリ
ンダ６５内に進退自在の装着したピストン６６には高硬
度材料からなる掴持爪６７を固定するが、この掴持爪６
７は丸棒状でその後端の雄ねじをピストン６６の雌ねじ
にねじ込んで固定する。この掴持爪６７の前面６９はス
パイク状となっている。

【００５０】また、ピストン６６の雌ねじは前方へ偏心
させて設けてあるから掴持爪６７はシリンダ６５に対し
て前方へ偏心し、かつ、外筒６３に設けたガイド孔に摺
動自在にはまっている。

【００５１】このようにすることによりシリンダ６５の
前壁の厚みを十分に確保しながら掴持爪６７を前に寄せ
ることができる。７０は本体６０の内側に前記ボルト６
２を利用して固定した内筒でその外周の周溝７１が各シ
リンダ６５の内端に通じ、この周溝７１が内筒７０、後
壁６１に設けた連通路７２、７３により後壁６１の中心
に設けた連通管７４に連通する。

【００５２】また、外筒６３の内周の周溝７５が各シリ
ンダ６５の外端に通じ、この周溝７５が後壁６１に設け
た連通路７６に通じている。

【００５３】７７は後壁６１の前面中央にボルトにより
固定した前蓋で、この前蓋７７の後部中央に連通管７８
を連結し、この連通管７８と前記連通路７６を前蓋７７
に設けた連通路７９により連通させる。そして、これら
の連通管７４、７８を制御回路を介して油圧、空気圧な
どの流体圧力源に連通させる。

【００５４】また、本体６０の外周と外筒６３の内周の
間、本体６０の内周と内筒７０の間、ピストン６６の外
周、掴持爪６７が外筒６３のガイド孔を貫通する部分、
連通管７４、７８が後壁６１、前蓋７７にはまる部分な
どにはＯリングを装着して圧力流体の漏洩を防止する。

【００５５】この実施例においてはワーク４０の内周を
把握する。すなわち、各掴持爪６７が後退している状態
において、ワーク４０の周壁を外筒６３に被せるととも
に、このワーク４０の周壁端縁をワークストッパ６４に
当てがって位置決めする。

【００５６】つぎに、流体圧力制御回路を働かせ、油
圧、空気圧などの圧力流体を連通管７４→連通路７３、
７２→周溝７１と流すと圧力流体が各シリンダ６５の内
端に流入し、シリンダ６５の外側の流体は周溝７５→連
通路７６、７９→連通管７８と流れて排出されるから、
各掴持爪６７のスパイク状の前面６９がワーク４０の内
周に押し付けられるがこの際、ワーク４０の内周に多少
の偏心や凹凸があっても各掴持爪６７の移動量がそれに
応じて自動的に調整され、各掴持爪６７がワーク４０の
凹凸に関係なく均一な力で無理なくワーク４０を固定す
る。図８は上記の作用でワーク４０を固定した状態であ
って、この状態で旋盤の主軸の回転によりワーク４０を
回転させて、ワーク４０の外面や端面に旋削仕上げを施
す。

【００５７】仕上げが終了すると、制御回路の働きで連
通管７４に供給されていた圧力流体が排出され、連通管
７８に圧力流体が供給されて各ピストン６６が掴持爪６
７とともに後退してワーク４０の把握を解く。

【００５８】

【効果】この発明のパワーチャックはワークの中心部そ
の他の基準部をコレットチャックで正確に把握したり、
ワークの周壁をワークストッパで支持したりした状態で
ワークの周壁を高密度に配置した多数の掴持爪により外
側または内側から把握するので、周壁が肉薄で歪み易い
ワークの場合も正確な旋削仕上げが行える。

【００５９】また、周壁の掴持面の形状が多少異なるワ
ークに対しても、各掴持爪がそれに応じて移動するので
ワークの形状が変る毎に掴持爪を取替える必要がない。

【００６０】さらに、ワーク掴持爪は交換可能であるか
ら、ワークの外周形状が変更された場合、これに適した
ワーク掴持爪に簡単に取替えることができるなどの効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の縦断側面図

【図２】同上の一部切欠正面図

【図３】同じく要部の拡大縦断側面図

【図４】同じくコレットチャック部の拡大縦断側面図

【図５】実施例２の縦断側面図

【図６】実施例３の縦断側面図

【図７】要部の他の例を示す拡大縦断側面図

【図８】実施例４の縦断側面図

【図９】同上の一部切欠正面図

【符号の説明】

１チャック本体２後壁５ワークストッパ７シリンダ１０ピストン１３掴持爪１５スパイク状の前面１６押ばね２１ドローバー２６コレットチャック２９コレット４０ワーク４１突軸４３ワーク４５孔５３ワーク５４ラフガイド６０チャック本体６４ワークストッパ６５シリンダ６６ピストン６７掴持爪６９スパイク状の前面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】旋盤の主軸に固定した筒状のチャック本
体の後壁に、ワークの端面を受けるリング状のワークス
トッパを設け、同チャック本体の前部外周寄りに、圧力
流体により前進し、ばねにより後退するピストンを有す
る多数のシリンダを高密度で配置し、上記ピストンに
は、前面をスパイク状とした高硬度の丸棒状ワーク掴持
爪を、その後部のねじを利用して交換可能に固定し、上
記各シリンダを共通の制御回路を経て圧力流体供給手段
に連通させ、上記チャック本体はワークの加工基準部と
チャック本体を同芯に保持する手段を備えていることを
特徴とする旋盤用フレキシブルパワーチャック。
【請求項２】上記シリンダ内のピストンを気体あるい
は液体の流体圧力により前進および後退させる復動式に
したことを特徴とする請求項１記載の旋盤用フレキシブ
ルパワーチャック。
【請求項３】旋盤の主軸に固定したチャック本体の外
周にワークの端面を受けるワークストッパを設け、この
ワークストッパの内寄りに、圧力流体の作用で進退する
ピストンを有する多数のシリンダを高密度で配置し、上
記各ピストンには、外端をスパイク状とした高硬度の丸
棒状ワーク掴持爪を外向きに固定して各シリンダの外端
から突出させたことを特徴とする旋盤用フレキシブルパ
ワーチャック。