JPH0819903A - ワーク把持及び主軸駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】工作物チャックの開閉と主軸の回転駆動を１台
のモータにより行う。 【構成】チャック５を作動させて工作物をつかむため
に、ピストン１３を駆動しクランプ歯８に爪１５を挿入
し主軸２を回転しないように固定する。次にモータ５０
が起動され出力軸５１が回転されて歯車５４が回転され
る。歯車５４の回転により環状歯車４３が回転される。
この回転により内歯が駆動され、スクロールを回転さ
せ、スクロールを駆動し、工作物を爪（ソフトジョー）
３５によりクランプする。主軸２を回転駆動するとき
は、シリンダ１４に油圧を導入しピントン１３をアンク
ランプ状態にして主軸２を解放し駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、旋盤等で使用されるワ
ーク把持及び主軸駆動装置に関する。更に詳しくは、工
作機械の主軸の駆動とチャックの開閉駆動源を一台にし
たワーク把持及び主軸駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】旋盤の主軸の前端面には工作物を把持す
るためのチャックが設けられている。チャックには工作
物を把持するためのクランプ爪を有しており、このクラ
ンプ爪は主軸後端に設けた油圧シリンダにより駆動され
る。このタイプは主軸後端に油圧シリンダを配置するた
め、主軸の後部にスペースを取り、また油圧シリンダか
ら発生する熱が主軸の熱変位を引き起こす問題がある。

【０００３】一方、主軸後端に油圧シリンダを設けず
に、スクロールチャックのクランプ爪の駆動をチャック
に取り付けたモータで行うものも知られている（実公平
２−６９６４号公報、特開昭５６−１３９８１０号公報
等）。この場合、主軸の回転駆動は通常主軸駆動モータ
により駆動される。

【０００４】結局、従来の旋盤の主軸台には主軸回転駆
動用のモータとチャック駆動用の２台の駆動手段を備え
ていることになる。２台のモータを主軸台に組み込むに
はスペースが必要となる。また、２台のモータからの発
熱により主軸台及び主軸を熱変形させる原因の一つにも
なっていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な技術背景で発明されたものであり、次の目的を達成す
る。

【０００６】本発明の目的は、主軸の回転駆動とチャッ
クの爪の駆動を同一駆動源により行うワーク把持及び主
軸駆動装置を提供することにある。

【０００７】本発明の更に他の目的は、主軸台及び主軸
の熱変位が少ないワーク把持及び主軸駆動装置を提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を達成
するために、次のような手段を採る。

【０００９】すなわちこの発明は、工作物を回転駆動す
る軸を備えている本体と、前記軸を前記本体にクランプ
するためのクランプ手段と、前記軸の端部に取り付けて
前記工作物をつかむ把持部材を備えたチャックと、前記
チャックの本体の外周に回転自在に配置された環状歯車
と、前記環状歯車の回転を前記把持部材に伝達して前記
把持部材を駆動するための把持部材駆動機構と、前記本
体に設けられ前記環状歯車に噛み合って回転駆動するた
めのモータとからなるワーク把持及び主軸駆動装置であ
る。

【００１０】前記軸が旋盤の主軸であり、前記チャック
がスクロールチャックである旋盤に適用すると良い。

【００１１】前記モータが主軸の上部に配置されている
と更に良い。

【００１２】

【作用】工作物を回転するときはモータを起動し、チャ
ック本体の外周に配置された環状歯車を回転駆動してチ
ャックからトルクを工作物に伝達する。工作物を把持す
るチャックの把持部材を駆動するときは、軸をクランプ
手段で本体にクランプし、環状歯車をモータで駆動す
る。すなわち、モータを起動し環状歯車を回転させて、
把持部材駆動機構を起動させ把持部材を駆動し工作物を
把持する。

【００１３】

【実施例】本発明の実施例を図面を参照しながら以下に
説明する。図１は旋盤の主軸台の断面図である。図２は
スクロールチャックの断面図である。旋盤の主軸台１は
工作物を取り付けて回転させる主軸２を備えているもの
であり、図示しないベッド上に載置されている。主軸２
は２個の軸受３，４により回転自在に支持されている。
主軸２の前端には工作物をつかむチャック５が設けられ
ている。主軸２の後端部にはエンコーダ６がキー７によ
り相対回転しないように固定されている。

【００１４】主軸台１の左側面には、エンコーダ６の読
取器６Ａが固定されている。エンコーダ６と読取器６Ａ
は、主軸２を一定位置に停止させたり、主軸２の一回転
当りの刃物台（図示せず）の送り量を制御するためのも
のである。主軸２にはエンコーダ６の後端に割出しクラ
ンプ歯８がキー９により相対回転しないように固定され
ている。エンコーダ６及び割出しクランプ歯８は、固定
ナット１０により主軸２の段差１１にクランプされる。

【００１５】主軸台１の側面にはシリンダ本体１２が固
定配置されている。シリンダ本体１２内にはシリンダ室
１４が配置され、シリンダ室１４にはピストン１３が挿
入されている。ピストン１３の一端には位置決めピン１
５が形成されていて、その他端にはドッグ１６が設けて
ある。シリンダ室１４には電磁切替弁１７を介して油圧
源１８から加圧された油圧が供給され、ピストン１３を
駆動しクランプ歯８に位置決めピン１５を挿入し主軸２
を回転しないように固定する。ピストン１３のクラン
プ、アンクランプ位置は近接スイッチ１９により検知さ
れる。

【００１６】図２はチャック５の断面図である。チャッ
ク５はスクロールチャックと呼ばれているタイプのもの
である。チャック５は主軸２の前端の主軸端にはアダプ
タ２０がボルトで固定されている。アダプタ２０には円
筒状の第１チャックボディ２１及び第２チャックボディ
２２が複数のチャツク取付け用ボルト２３及びボルト２
４等で一体に固定されている。

【００１７】第１チャックボディ２１及び第２チャック
ボディ２２の間に形成される空間に円筒状のスクロール
２５が主軸２の中心線を中心として回転自在に配置され
ている。スクロール２５の前端面には渦巻き状のスクロ
ール歯２７が形成されている。スクロール２５の後端の
内周面には内歯２８が形成されている。スクロール歯２
７にはマスタージョー３０のラック歯３１が噛み合って
いる。

【００１８】マスタージョー３０は、主軸２を中心に等
角度位置に３個配置されている。マスタージョー３０に
は断面がＴ字形のナット３２が挿入され、このナット３
２は主軸２の中心線を中心にして半径方向にＴ字形溝３
３内を移動する。マスタージョー３０の前端面にはセレ
ーション３４が形成されている。マスタージョー３０に
はソフトジョー３５（ハードジョーでも良い）が取付け
用ボルト３６により（取付用ボルト３６はナット３２に
ねじ込まれる）固定されている。

【００１９】ソフトジョー３５のマスタージョー３０へ
の取付け面にもセレーションが形成され、両者を正確な
位置に位置決めする。内歯２８はピニオン４０に噛み合
っている。ピニオン４０と一体にピニオン４０より歯数
の多いピニオン４１がある。ピニオン４０とピニオン４
１は、ピニオン軸４２にキー固定されている。ピニオン
４０とピニオン４１は円周に３か所等角度位置（１２０
度間隔）に配置されている。

【００２０】第１チャックボディ２１及び第２チャック
ボディ２２の外周には、環状歯車４３が回転自在に軸受
４５により支持されて配置されている。環状歯車４３の
内周には内歯４４、外周には外周歯４６が形成されてい
る。結局、主軸２を固定させた状態の場合、環状歯車４
３が回転駆動されると、内歯４４がピニオン４１を回転
駆動することになる。

【００２１】ピニオン４１とピニオン４０は一体である
から、この回転により内歯２８を回転駆動させる。内歯
２８の駆動によりスクロール２５を回転させ、スクロー
ル２５の回転によりマスタージョー３０を半径方向に駆
動する。一方、主軸台１にはモータ５０が配置されてい
る。モータ５０は主軸２の回転駆動とチャック５のソフ
トジョー３５を半径方向に駆動するめたの駆動源であ
る。

【００２２】モータ５０のロータを搭載した出力軸５１
の両端部は軸受５２，５２により回転自在に主軸台１に
支持されている。ロータの外周にはステータ５３が配置
されている。出力軸５１の右端には歯車５４が固定され
ている。歯車５４は環状歯車４３の外周歯４６に噛み合
っている。

【００２３】作動 チャック５を作動させて工作物をつかむために、油圧源
１８から加圧された油圧を電磁切替弁１７からシリンダ
１４に導入し、ピストン１３を駆動しクランプ歯８の歯
間に位置決めピン１５を挿入し主軸２を回転しないよう
に固定する。このときのピストン１３の動きは近接スイ
ッチ１９で検出される。近接スイッチ１９でピストン１
３の動きを検出し、主軸２のクランプが確認されると、
制御装置はモータ５０に起動指令をして起動させ、出力
軸５１が回転されて歯車５４が回転される。

【００２４】歯車５４の回転により環状歯車４３が回転
される。環状歯車４３が回転駆動されると、この内歯４
４がピニオン４１を回転駆動することになる。ピニオン
４１とピニオン４０は一体であるから、この回転により
内歯２８を回転駆動させる。内歯２８の駆動によりスク
ロール２５を回転させ、スクロール２５の回転によりマ
スタージョー３０を半径方向に駆動し、ソフトジョー３
５により工作物をクランプする。

【００２５】主軸２を回転駆動するときは、シリンダ１
４に油圧を導入しピントン１３をアンクランプ状態にし
て主軸２を解放する。次にモータ５０を起動し、工作物
をクランプした時と同じ方向に回転させると、チャック
５は工作物と共に回転し（従って主軸２も回転する）、
刃物台による工作物の切削加工が可能となる。

【００２６】［その他の実施例］前記実施例は旋盤に適
用した例であったが、マシニングセンタの工作物チャツ
クを有する円テーブルに適用できる。また、前記実施例
ではモータ５０を主軸２の上部に配置したが、この実施
例の場合には、主軸１の上側が空気と接しているため、
モータ５０の熱が放散しやすく、またモータ５０の発熱
による主軸台１の熱変形が主軸２に影響を与えない。モ
ータ５０は主軸２の下部または側面に配置しても良い。
更に、前記実施例のチャックはスクロールチャックであ
ったがこれに限ることはない。例えばスプリングコレッ
トであっても良い。この場合、環状歯車の内周面にねじ
を形成し、このねじをチャックボディの外周に形成した
おねじにねじ込み軸線方向の移動に変換してスプリング
コレットを開閉させる。

【００２７】

【発明の効果】以上詳記したように、本発明は１台の駆
動源で主軸の回転駆動と、チャックの爪の開閉駆動が可
能になった。また、モータからの出力を一対の歯車で減
速したので、ビルトインモータタイプの駆動に比して減
速の高低比が大きくできるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、旋盤の主軸台の断面図である。

【図２】図２は、スクロールチャックの断面図である。

【符号の説明】

１…主軸台 ２…主軸 ５…チャック １３…ピストン １４…シリンダ ２０…アダプタ ２５…スクロール ３５…ソフトジョー ４３…環状歯車 ５０…モータ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】工作物を回転駆動する軸を備えている本体
   と、 前記軸を前記本体にクランプするためのクランプ手段
   と、 前記軸の端部に取り付けて前記工作物をつかむ把持部材
   を備えたチャックと、 前記チャックの本体の外周に回転自在に配置された環状
   歯車と、 前記環状歯車の回転を前記把持部材に伝達して前記把持
   部材を駆動するための把持部材駆動機構と、 前記本体に設けられ前記環状歯車に噛み合って回転駆動
   するためのモータとからなるワーク把持及び主軸駆動装
   置。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記軸が旋盤の主軸であり、前記チャックがスクロール
   チャックであることを特徴とするワーク把持及び主軸駆
   動装置。
3. 【請求項３】請求項１において、 前記モータが主軸の上部に配置されたことを特徴とする
   ワーク把持及び主軸駆動装置。