特許 6677536 ワークの支持装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6677536

(24)【登録日】2020年3月17日

(45)【発行日】2020年4月8日

(54)【発明の名称】ワークの支持装置

(51)【国際特許分類】

   B23Q 3/14 20060101AFI20200330BHJP

   B23B 31/20 20060101ALN20200330BHJP

   B23Q 3/06 20060101ALN20200330BHJP

【ＦＩ】

   B23Q3/14

   !B23B31/20 A

   !B23Q3/06 304Z

【請求項の数】2

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2016-43016(P2016-43016)

(22)【出願日】2016年3月7日

(65)【公開番号】特開2017-159372(P2017-159372A)

(43)【公開日】2017年9月14日

【審査請求日】2019年3月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】591241350

【氏名又は名称】株式会社戸田精機

(74)【代理人】

【識別番号】100077470

【弁理士】

【氏名又は名称】玉利 冨二郎

(74)【代理人】

【識別番号】100067116

【弁理士】

【氏名又は名称】立川 登紀雄

(72)【発明者】

【氏名】戸田 照

【審査官】 村上 哲

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭４９−０５２３７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−３１４２２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６４−０２０２０６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０００−０３３５０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０２６３４４１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｑ ３／１４

Ｂ２３Ｂ ３１／２０

Ｂ２３Ｑ ３／０６

ＷＰＩ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

先端から途中迄の外径が小径部となり、かつ途中から末端側の外径が大径部となる芯軸と、この芯軸の先端面及び末端面の中心に対向するセンタの尖端が嵌入するように設けた穴と、上記大径部の外側に上記芯軸の軸線方向にスライドするように嵌装すると共に、先端側のコレット爪が上記大径部から上記芯軸小径部の方向に突出させたコレットと、このコレット及び上記大径部の外側に嵌装して前記大径部に末端側を支持したスリーブと、このスリーブと上記コレットの先端方向側両接触面に前記コレットの上記芯軸末端方向のスライドにともない上記コレット爪を縮径させるように設けたテーパー面部と、上記芯軸の末端側の穴から連なって前記芯軸の軸線上に設けた凹入孔と、回動操作頭部が上記穴内に納まって上記凹入孔に挿入した雄ネジと、上記凹入孔の底側孔壁面と上記大径部の外周面とが連通するように設けた貫通孔と、上記雄ネジの先端に上記コレットのスライド方向に移動するようにねじ込んだ雌ネジと、上記貫通孔に合致させて上記コレットの孔壁に設けた係合部と、この係合部に先端の頭部を係合関係にして上記雌ネジの外周から突出すると共に、上記貫通孔に上記芯軸の軸線方向に移動可能に貫通させたピンと、上記雄ネジを定位置でフリーに回転させるように設けたガイド手段とからなるワークの支持装置。

【請求項2】

先端から途中迄の外径が小径部となり、かつ途中から末端側の外径が大径部となる芯軸と、この芯軸の先端面と末端面の中心に対向するセンタの尖端が嵌入するように設けた穴と、上記大径部の外側に上記芯軸の軸線方向にスライドするように嵌装すると共に、先端側のコレット爪が上記小径部の方向に向くコレットと、このコレット及び上記大径部の外側に嵌装して前記大径部に固定した嵌装ワークのストッパと、上記芯軸の末端側の穴から連なって前記芯軸の軸線上に設けた凹入孔と、回動操作頭部が上記穴内に納まって上記凹入孔に挿入した雄ネジと、上記凹入孔の底側孔壁面と上記大径部の外周面とが連通するように設けた貫通孔と、上記雄ネジの先端に上記コレットのスライド方向に移動するようにねじ込んだ雌ネジと、上記貫通孔に合致させて上記コレットの孔壁に設けた係合部と、この係合部に先端の頭部を係合関係にして上記雌ネジの外周から突出すると共に、上記貫通孔に上記芯軸の軸線方向に移動可能に貫通させたピンと、上記大径部の上記小径部側外周面と上記コレットのコレット爪側内周面とに前記コレットの上記小径部の反対方向スライドにともない上記コレット爪を拡径させるように設けたテーパー面部と、上記雄ネジを定位置でフリーに回転させるように設けたガイド手段とからなるワークの支持装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、高精度に加工されたドーナツ形状の例えばワークの内外径測定において、両センタの軸回転方向にワークを回転可能に支持させて、測定子の干渉が少なく高精度に内外径の測定が行える以外に、高精度に研磨や切削が行えるワークの支持装置に関する。

【背景技術】

【0002】

上記の高精度に加工されたドーナツ形状のワークの径を測定するに際し、マンドレール本体をスリーブとの間に形成された流体室内の流体圧によってスリーブを膨張させて、割コレットの拡大作用によってワークを把持（マンドレール本体に対して保持）させるようにしている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実開平５−５６３３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、特許文献１の流体圧によってスリーブを膨張させて割コレットの拡大作用によりワークを保持する形式のため、拡張代が少ない（コレットφ０．５ｍｍに対してφ０．１ｍｍ位）。このため、ワークの直径に対してコレットを有するマンドレールが必要になる問題があった。

【0005】

また、スリーブを膨張させるのに長手方向（軸線方向）が長くなるので、把持長が短いワークに適さない問題も発生した。
さらに、ワークをワークストッパに押し付ける力が発生しない問題もあった。

【0006】

そこで、この発明は、上述の問題を解決したワークの支持装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の課題を解決するために、この発明は、先端から途中迄の外径が小径部となり、かつ途中から末端側の外径が大径部となる芯軸と、この芯軸の先端面及び末端面の中心に対向するセンタの尖端が嵌入するように設けた穴と、上記大径部の外側に上記芯軸の軸線方向にスライドするように嵌装すると共に、先端側のコレット爪が上記大径部から上記芯軸小径部の方向に突出させたコレットと、このコレット及び上記大径部の外側に嵌装して前記大径部に末端側を支持したスリーブと、このスリーブと上記コレットの先端方向側両接触面に前記コレットの上記芯軸末端方向のスライドにともない上記コレット爪を縮径させるように設けたテーパー面部と、上記芯軸の末端側の穴から連なって前記芯軸の軸線上に設けた凹入孔と、回動操作頭部が上記穴内に納まって上記凹入孔に挿入した雄ネジと、上記凹入孔の底側孔壁面と上記大径部の外周面とが連通するように設けた貫通孔と、上記雄ネジの先端に上記コレットのスライド方向に移動するようにねじ込んだ雌ネジと、上記貫通孔に合致させて上記コレットの孔壁に設けた係合部と、この係合部に先端の頭部を係合関係にして上記雌ネジの外周から突出すると共に、上記貫通孔に上記芯軸の軸線方向に移動可能に貫通させたピンと、上記雄ネジを定位置でフリーに回転させるように設けたガイド手段とからなる構成を採用する。

【0008】

また、先端から途中迄の外径が小径部となり、かつ途中から末端側の外径が大径部となる芯軸と、この芯軸の先端面と末端面の中心に対向するセンタの尖端が嵌入するように設けた穴と、上記大径部の外側に上記芯軸の軸線方向にスライドするように嵌装すると共に、先端側のコレット爪が上記小径部の方向に向くコレットと、このコレット及び上記大径部の外側に嵌装して前記大径部に固定した嵌装ワークのストッパと、上記芯軸の末端側の穴から連なって前記芯軸の軸線上に設けた凹入孔と、回動操作頭部が上記穴内に納まって上記凹入孔に挿入した雄ネジと、上記凹入孔の底側孔壁面と上記大径部の外周面とが連通するように設けた貫通孔と、上記雄ネジの先端に上記コレットのスライド方向に移動するようにねじ込んだ雌ネジと、上記貫通孔に合致させて上記コレットの孔壁に設けた係合部と、この係合部に先端の頭部を係合関係にして上記雌ネジの外周から突出すると共に、上記貫通孔に上記芯軸の軸線方向に移動可能に貫通させたピンと、上記大径部の上記小径部側外周面と上記コレットのコレット爪側内周面とに前記コレットの上記小径部の反対方向スライドにともない上記コレット爪を拡径させるように設けたテーパー面部と、上記雄ネジを定位置でフリーに回転させるように設けたガイド手段とからなる構成を採用する。

【発明の効果】

【0009】

以上のように、この発明のワークの支持装置によれば、芯軸の小径部から嵌装したドーナツ形状のワークの嵌入先行端の外径部分をコレットのコレット爪の内側に嵌入したのち、穴内の操作頭部に工具を係合して雄ネジを回動操作することで、雌ネジと共にピンが小径部の方向に移動し、この移動にともないピンの頭部に係合関係にある係合部を有するコレットをピンの移動方向に強制スライドさせる。

【0010】

その結果、スリーブとコレットとのテーパー面部によりコレットのコレット爪を縮径させながら、ワークのドーナツ形状の孔壁に押し付けて、芯軸に対し外径把持方式により安定よくワークを高精度に把持できると共に、測定器の測定子をワークの芯軸周囲の孔壁に接触させて測定することができる。

【0011】

また、芯軸の小径部から嵌装したドーナツ形状のワークの嵌入先行端の内径部分をコレットのコレット爪の外側に嵌入したのち、穴内の操作頭部に工具を係合して雄ネジを回動操作することで、雌ネジと共にピンが芯軸の小径部の反対方向に移動し、この移動にともないピンの頭部に係合関係にある係合部を有するコレットをピンの移動方向に強制スライドさせる。

【0012】

その結果、コレットと大径部とのテーパー面部によりコレット爪を拡径させながら、ワークのドーナツ形状の孔壁に押し付けて、芯軸に対し内径把持方式により安定よくワークを高精度に把持できると共に、測定器の測定子をワークの芯軸周囲の孔壁に接触させて測定することができ、ワークストッパに引き込んだワークを押し付けて安定した把持ができる。

【0013】

そして、コレットテーパー面の後端側に、芯軸とのストレートガイドがありテーパー面長さの短いコレット形状であっても真っ直ぐに引くことができるので、高精度な把持が行える。

【0014】

なお、上述の外径把持方式及び内径把持方式に用いる芯軸は、大径部と小径部とで構成され、大径部分にコレットを嵌装してあるので、ドーナツ形状ワークの測定内径部分が小径部分の外周外側に位置する。
このため、測定子を芯軸に干渉されることなく、ワークの測定面に当接することができる。

【0015】

また、測定ワークの支持以外に、研磨、切削加工を行うワークの支持にも使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】この発明の第１の実施形態を示す正面図である。

【図2】同上の要部を示す一部切欠拡大正面図である。

【図3】同、側面図である。

【図4】同、縦断側面図である。

【図5】第２の実施形態を示す一部切欠正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

次に、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
この発明の第１の実施形態の図１から図４に示すＡは、芯軸である。

【0018】

上記の芯軸Ａは、先端から途中迄の外径が小径部１となり、途中から末端側の外径が大径部２となっている。

【0019】

そして、この芯軸Ａの先端面及び末端面の中心には、対向するセンタＢの尖端が嵌入する穴３、４が設けてある。

【0020】

また、大径部２の外側には、先端側のコレット爪５が大径部２と小径部１との境部分から芯軸Ａの先端方向に突出するコレット６がスライドするように嵌装してある。

【0021】

上記のコレット爪５は、周知のようにコレット６の小径部１側先端面から末端方向に点在的複数条のスリット７を入れて設けてある。

【0022】

さらに、コレット６の先端から大径部２に向けてスリーブ８を嵌装すると共に、大径部２にスリーブ８の末端側がボルト９をねじ込んで支持（固定）してある。

【0023】

また、芯軸Ａの末端側穴４の底から連なって芯軸Ａの軸芯小径部迄に凹入孔１０を設けると共に、穴４内に端末の回動操作頭部１１が納まるようにして凹入孔１０に雄ネジ１２を挿入する。

【0024】

上記操作頭部１１の回動は、図示の場合、操作頭部１１の端面に角穴１３を設けて、この角穴１３に回動操作工具としてのレンチ（図示省略）の先を嵌入係合させて行うようになっている。

【0025】

なお、雄ネジ１２は、ガイド手段Ｃにより定位置でフリーに回転をガイドするようにしてある。

【0026】

上記のガイド手段Ｃとしては、図示の場合、操作頭部１１の外周面と凹入孔１０の孔壁とに合致する半円状の環状溝１４の全周に凹入孔１０の内外周面が連通する孔１５から嵌入したボール１６を順次押し込み、押し込み終了後に孔１５をねじ込む栓１７により閉鎖する。

【0027】

すると、ボール１６により雄ネジ１２をフリーに回転させ、かつ軸線方向の移動を阻止するガイドが行われ、ボール１６の回転接触により雄ネジ１２を締め付けるので、摩擦低減になり、弱い力で強固な締め付けが行えるようにしたが、これに限定されない。

【0028】

また、凹入孔１０の内端孔壁と大径部２の外周面とが連通する貫通孔１８を設け、この貫通孔１８に納まって芯軸Ａの軸芯に沿って進退するよう雄ネジ１２に雌ネジ１９をねじ込むと共に、この雌ネジ１９の外周面から連なって貫通孔１８に貫通させたピン２０が設けてある。

【0029】

さらに、コレット６の周壁には、貫通孔１８に合致する係合部２１が設けてあり、この係合部２１にはピン２０の突出方向端に設けてある頭部２２が係合関係になるように嵌入されている。

【0030】

この係合関係によって、雌ネジ１９の進退移動がピン２０からコレット６の進退スライドに伝達されるようにしてある。

【0031】

なお、貫通孔１８を小判形にして、ピン２０の進退スライドを阻害しないようになっており、そして図示の場合、二方向にピン２０を突出させてあるが、ピン２０の数は限定されない。

【0032】

また、コレット６とスリーブ８との接触面には、コレット６の後進（芯軸Ａの末端方向）にともない上記コレット６を縮径するテーパー面部２３、２４が設けてある。

【0033】

上記コレット６の外周面に設けるテーパー面部２３は、芯軸Ａの先端方向に登り勾配の傾斜（外径の突出度合いが順次大きくなるよう）にしてあり、スリーブ８の内周面に設けるテーパー面部２４は、芯軸Ａの末端方向に下り勾配の傾斜（内径の突出度合いが順次小さくなるよう）にしてある。
図中２５は、スリーブ８にボルト２６を介し固定したストッパである。

【0034】

上記のように構成すると、図１、２に示すように、芯軸Ａの先端側からワークＷを嵌装して、コレット６の先端内側にワークＷのフランジ部を嵌入する。

【0035】

この状況下で、操作頭部１１に工具を係合して雄ネジ１２を一方向に回動操作して、雌ネジ１９と共にピン２０を図２右方向に移動させる。

【0036】

すると、係合部２１と頭部２２との係合関係によりコレット６を図２右方向にスライドさせるので、互いに接触しているテーパー面部２３、２４によりコレット６の各コレット爪５が縮径する。
その結果、芯軸Ａに対しワークＷを把持（外径把持方式）する。

【0037】

しかして、芯軸Ａの先端側の穴３と末端側の穴４とにセンタＢの尖端を嵌入して芯軸Ａを回転可能に支持することができる。

【0038】

その後に、測定器Ｄの測定子ｄを図１、２に示すようにワークＷの内径に接触させて測定する。

【0039】

測定は、図２に示すように、ワークＷのコレット爪５が無接触側の内径を測定する。
測定後には、センタＢによる芯軸Ａの支持を解除して、芯軸Ａを回収する。

【0040】

その後に、操作頭部１１に工具を係合して雄ネジ１２を他方向に回動操作することで、コレット６の各コレット爪５が拡径して、ワークＷの保持が解除され、保持解除されたワークＷを回収する。

【0041】

次に、第２の実施形態を添付図面の図５に基づいて説明する。
図５のＡは芯軸である。

【0042】

この芯軸Ａの先端面及び末端面の穴３、４及び小径部１、大径部２、そして凹入孔１０に挿入した雄ネジ１２、雄ネジ１２の操作頭部１１、ガイド手段Ｃ、雄ネジにねじ込んだ雌ネジ１９、雌ネジ１９から突出するピン２０、大径部２に嵌装したコレット爪５を有するコレット６、大径部２に設けたピン２０の貫通用の貫通孔１８、ピン２０に設けた頭部２２が係合関係になるようコレット６に設けた係合部２１、コレット６の外側に嵌装してボルト９を介し大径部２に固定したストッパ兼用のスリーブ８は第１の実施形態と同様につき詳細な説明を省略する。

【0043】

第１の実施形態と第２の実施形態の相違点は、第１の実施形態でのワークＷを外径把持方式とするのに対し、第２の実施形態では内径把持方式にした点にある。

【0044】

この内径把持方式（第２実施形態）のため、雄ネジ１２の回動操作にともない小径部１側から大径部２の方向にコレット６がスライドすると、大径部２の外周面のテーパー面部３１と、コレット６の内周面のテーパー面部３２との接触面でコレット６の各コレット爪５がそれぞれ拡径方向に広げられ、ワークＷの内周面にコレット爪５を圧接する。
その結果、芯軸Ａに対しワークＷが内径保持方式で保持される。

【0045】

上記大径部２のテーパー面部３１は、大径部２の外周途中から小径部１の方向に順次径が小さく（先細りになる）なり、コレット６のテーパー面部３２は、コレット６の先端から内方に直径が順次大きくなるようにして設けた。

【0046】

なお、芯軸Ａに対するワークＷ保持手段、センタでの芯軸Ａの支持、そして測定器Ｄの測定子ｄによる測定は、第１の実施形態と同様につき詳細な説明を省略する。

【0047】

当然、測定子ｄは、図５に示すように、ワークＷのコレット爪５が接触しない部分の内径を測定することになる。

【0048】

また、測定後には、両センタＢにより支持の解除された芯軸Ａを回収したのち、角穴１３に係合した工具を用いて雄ネジ１２を他方向に回動操作することで、雌ネジ１９が操作頭部１１の反対側に移動し、この移動にともない共に移動するピン２０及び係合部２１と頭部２２との係合関係によりコレット６を小径部２の方向に強制的にスライドさせる。

【0049】

その結果、コレット爪５が縮径し、ワークＷの保持を解除し、解除された測定ずみワークＷを回収する。

【0050】

なお、第１及び第２の実施形態では、ワークの測定を説明したが、これに限定されず、研磨や切削加工するワークＷの支持にも使用することができる。

【符号の説明】

【0051】

Ａ 芯軸
Ｂ センタ
Ｃ ガイド手段
Ｄ 測定器
ｄ 測定子
Ｗ ワーク
１ 小径部
２ 大径部
３ 穴
４ 穴
５ コレット爪
６ コレット
７ スリット
８ スリーブ
９ ボルト
１０ 凹入孔
１１ 操作頭部
１２ 雄ネジ
１３ 角穴
１４ 環状溝
１５ 孔
１６ ボール
１７ 栓
１８ 貫通孔
１９ 雌ネジ
２０ ピン
２１ 係合部
２２ 頭部
２３ テーパー面部
２４ テーパー面部
２５ ストッパ
２６ ボルト
３１ テーパー面部
３２ テーパー面部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】