特開 2022-122504 ワーク回収装置及び工作機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022122504

(43)【公開日】2022-08-23

(54)【発明の名称】ワーク回収装置及び工作機械

(51)【国際特許分類】

   B23B 15/00 20060101AFI20220816BHJP

   B23B 5/14 20060101ALI20220816BHJP

【ＦＩ】

B23B15/00 G

B23B5/14

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021019777

(22)【出願日】2021-02-10

(71)【出願人】

【識別番号】000001960

【氏名又は名称】シチズン時計株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000137856

【氏名又は名称】シチズンマシナリー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】特許業務法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】茂木 貴裕

【テーマコード（参考）】

3C045

【Ｆターム（参考）】

3C045BA40

3C045CA08

3C045DA02

3C045FA05

(57)【要約】

【課題】加工済みワークを棒材から切り離して搬出する工程をより効率的に行うことが可能で、かつ汎用性の高い装置構成を提供する。
【解決手段】ワークを保持する主軸に対し軸線方向に対向配置されるワーク回収装置であって、主軸軸線と略同心の内周面と、軸線と直交する方向に対向する把持力付与部と、把持力付与部に生じる把持力を変化させるためのスリットと、を有するコレットチャックと、コレットチャックの内周面内側に軸線方向に相対位置を変更可能に組み付けられるワーク保持体であって、ワーク受容部と、ワーク把持部と、ワーク把持部に生じる把持力を変化させるためのスリットと、を有するワーク保持体と、を備え、ワーク保持体は、コレットチャックに対する相対位置の変化により、ワーク把持部が把持力付与部に挟まれるワーク把持形態と、ワーク受容部がコレットチャックに対して軸線方向主軸側に露出するワーク受容形態と、を取り得る。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークを把持する主軸に対して前記主軸の軸線方向に対向して配置されるワーク回収装置であって、
前記主軸の軸線と略同心の内周面と、前記軸線と直交する方向に対向する把持力付与部と、対向する前記把持力付与部の間に生じる把持力を変化させるためのスリットと、を有するコレットチャックと、
前記コレットチャックの前記内周面の内側に前記コレットチャックに対して前記軸線方向に相対位置を変更可能に組み付けられるワーク保持体であって、前記主軸に保持されたワークから突っ切り加工によって切り離される加工済みワークを受け止めるためのワーク受容部と、前記ワーク受容部よりも前記軸線方向の前記主軸側に設けられ前記軸線と直交する方向に対向するワーク把持部と、対向する前記ワーク把持部の間に生じる把持力を変化させるためのスリットと、を有するワーク保持体と、
を備え、
前記コレットチャックと前記ワーク保持体とが、前記軸線方向の相対位置の変更により、前記把持力付与部の対向方向において前記ワーク把持部が前記把持力付与部に挟まれるワーク把持形態と、前記ワーク受容部が前記コレットチャックに対して前記軸線方向の前記主軸側に露出するワーク受容形態と、を取り得ることを特徴とするワーク回収装置。

【請求項2】

前記コレットチャックと前記ワーク保持体とを支持し、前記主軸に対して前記軸線方向に移動可能な移動体を備え、
前記移動体は、
前記主軸に保持されたワークにおいて前記主軸から露出した部分を、前記ワーク把持形態にある前記ワーク保持体の前記ワーク把持部によって把持するワーク把持位置と、
前記主軸に保持されたワークから突っ切り加工によって切り離される加工済みワークを、前記ワーク受容形態にある前記ワーク保持体の前記ワーク受容部によって受け止めるワーク受容位置と、
に移動することを特徴とする請求項１に記載のワーク回収装置。

【請求項3】

前記移動体は、前記ワーク把持位置から前記ワーク受容位置への移動において前記主軸から離間することを特徴とする請求項２に記載のワーク回収装置。

【請求項4】

前記コレットチャックと前記ワーク保持体との前記軸線方向の相対位置を変化させる変位手段を備え、
前記変位手段は、前記移動体の前記ワーク把持位置から前記ワーク受容位置への移動と同時に、前記コレットチャックと前記ワーク保持体との前記相対位置を変化させて前記ワーク把持形態から前記ワーク受容形態に変化させることを特徴とする請求項３に記載のワーク回収装置。

【請求項5】

前記ワーク保持体は、前記ワーク把持形態から前記ワーク受容形態への変化において、前記主軸に保持されたワークに対する前記軸線方向の相対位置が変化しないことを特徴とする請求項４に記載のワーク回収装置。

【請求項6】

対向する前記把持力付与部の間に生じる把持力を変化させる力を前記コレットチャックに付与する力付与手段を備え、
前記ワーク保持体が前記ワーク把持形態にあるときに、前記コレットチャックが前記スリットの幅を狭める変形を生じる力を、前記力付与手段が前記コレットチャックに付与することで、前記ワーク把持部がワークを把持ことが可能になることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載のワーク回収装置。

【請求項7】

前記ワーク保持体は、ワークにおいて前記突っ切り加工により切り離す部分が前記主軸から露出するように、前記ワーク把持部によりワークを把持することを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載のワーク回収装置。

【請求項8】

前記ワーク保持体は、
前記軸線方向に見たときに前記突っ切り加工において突っ切りバイトがワークに対して進退する領域と重ならない領域において、それぞれ前記主軸側に向かって前記軸線方向に延びるとともに、前記軸線周りにスリットを介して隣接する複数の延出部と、
前記複数の延出部のそれぞれの先端から、前記軸線と直交する方向に前記軸線に向かって内向きに屈曲して突出する複数の鉤爪部と、
を有し、
前記ワーク受容部は、前記複数の延出部において前記軸線に対向する延出部内側部分と、前記複数の鉤爪部において前記延出部内側部分と連なる鉤爪部内側部分と、を含み、
前記ワーク把持部は、前記複数の鉤爪部の先端部を含むことを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載のワーク回収装置。

【請求項9】

ワークを把持する主軸を回転可能に支持する主軸機構と、
前記主軸の回転により回転するワークに対して進退可能な、突っ切りバイトを含む加工工具を備えた加工手段と、
請求項１～８のいずれか１項に記載のワーク回収装置と、
を備えることを特徴とする工作機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワークを加工する工作機械に備えられるワーク回収装置に関する。

【背景技術】

【0002】

自動旋盤装置に代表される工作機械、すなわち、ワークを把持した主軸を回転させ、回転するワークに対して加工工具を進退させて加工を施す工作機械では、棒材から、加工後の突っ切り加工を繰り返すことにより、製品としての加工済みワークを複数切り出す場合がある。ここで、棒材から加工済みワークを切り離すための突っ切り加工に際しては、棒材と加工済みワークとの間の切り離し部分を主軸機構部のブッシュから露出させ、さらに次に加工するワーク部分を送り出しておくことを含めてワークを主軸機構部から引き出す工程が必要となる場合がある。すなわち、別途ワークを把持して引き出す機構が必要となる。また、突っ切り加工によって切り離された加工済みワークは、主軸から落下することになるため、それを受け止める構成が必要となる場合もある。そのような作業工程に対応した装置構成として、これまで種々の構成が提案されている（特許文献１～４）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－０７４６２７号公報

【特許文献2】特開２０１７－０６４９０１号公報

【特許文献3】特開２００８－１１０４４７号公報

【特許文献4】特開昭５２－０１６０７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、加工済みワークを棒材から切り離して搬出する工程を、より効率的に行うことが可能で、かつ汎用性の高い装置構成を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記目的を達成するため、本発明のワーク回収装置は、ワークを把持する主軸に対して主軸の軸線方向に対向して配置されるワーク回収装置であって、主軸の軸線と略同心の内周面と、軸線と直交する方向に対向する把持力付与部と、対向する把持力付与部の間に生じる把持力を変化させるためのスリットと、を有するコレットチャックと、コレットチャックの内周面の内側にコレットチャックに対して軸線方向に相対位置を変更可能に組み付けられるワーク保持体であって、主軸に保持されたワークから突っ切り加工によって切り離される加工済みワークを受け止めるためのワーク受容部と、ワーク受容部よりも軸線方向の主軸側に設けられ軸線と直交する方向に対向するワーク把持部と、対向するワーク把持部の間に生じる把持力を変化させるためのスリットと、を有するワーク保持体と、を備え、ワーク保持体とコレットチャックとが、軸線方向の相対位置の変更により、把持力付与部の対向方向においてワーク把持部が把持力付与部に挟まれるワーク把持形態と、ワーク受容部がコレットチャックに対して軸線方向の主軸側に露出するワーク受容形態と、を取り得ることを特徴とする。

【0006】

また、上記目的を達成するため、本発明の工作機械は、ワークを保持する主軸を回転可能に支持する主軸機構と、主軸の回転により回転するワークに対して進退可能な、突っ切りバイトを含む加工工具を備えた加工手段と、本発明のワーク回収装置と、を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、加工済みワークを棒材から切り離して搬出する工程を、より効率的に行うことが可能となり、かつ汎用性の高い装置構成を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施例に係るワーク回収装置を備えた工作機械の模式図である。

【図2】ワークの加工の様子を示す模式図である。

【図3】突っ切り加工の様子を示す模式図である。

【図4】ワーク保持ユニットの構成説明図である。

【図5】コレットチャックの構成説明図である。

【図6】ワーク保持体としてのカゴの構成説明図である。

【図7】コレットチャックにカゴの組込状態の構成説明図である。

【図8】可動スリーブの構成説明図である。

【図9】ワーク保持ユニットと第２の主軸の組付状態を示す斜視外観図である。

【図10】ワーク保持ユニットと第２の主軸の組付状態を示す断面図である。

【図11】ワーク保持ユニットと第２の主軸の組付状態を示す斜視外観図である。

【図12】ワーク保持ユニットと第２の主軸の組付状態を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施例を説明する。ただし、以下で説明する実施例は本発明の好ましい構成を例示的に示すものにすぎず、本発明の範囲をそれらの構成に限定するものではない。また、以下の説明における、装置のハードウェア構成及びソフトウェア構成、製造条件、構成部品の機能、材質、形状、その相対配置などは、特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。なお、同一の構成要素には原則として同一の参照番号を付して、繰り返しの説明を省略する。

【0010】

（実施例）
図１は、本発明の実施例に係るワーク回収装置を備えた工作機械１の構成を概略的に示す模式図である。図１に示す工作機械１は、いわゆる自動旋盤装置であり、被加工物として例えば長尺棒材であるワークＷを回転させ、これに切削工具（加工工具）をあてがうことで、切削加工（旋削加工）を施す装置である。

【0011】

工作機械１は、概略、基台２上に互いに対向配置された第１の主軸機構（正面主軸機構）１００及び第２の主軸機構（背面主軸機構）２００と、刃物台３００と、を備える。第１の主軸機構１００は、第１の主軸（正面主軸）１０１を有し、第２の主軸機構２００は、第２の主軸（背面主軸）２０１を有し、これら二つの主軸は、それぞれの軸線が互いに略同心や平行となるように配置される。その軸線方向をＺ軸方向とし、軸線方向と直交する方向のうち、鉛直方向と平行な方向をＸ軸方向、水平方向と平行な方向をＹ軸方向とする。図１は、Ｙ軸方向に工作機械１の構成を見た概略図である。

【0012】

第１の主軸機構１００は、第１の主軸１０１を回転可能に支持する第１の主軸台１０２と、第１の主軸台１０２を基台２上でＺ軸方向に移動させるための第１の駆動機構１０３と、を備える。同様に、第２の主軸機構２００は、第２の主軸２０１を回転可能に支持する第２の主軸台２０２と、第２の主軸台２０２を基台２上でＺ軸方向に移動させるための第２の駆動機構２０３と、を備える。駆動機構としては、例えば、駆動源としてのモータ、ボールねじ、ガイドレール等により構成されたボールねじ駆動機構を採用してよい。また、第１の主軸台１０２、第２の主軸台２０２を、Ｚ軸方向だけでなく、Ｙ軸方向やＸ軸方向に移動させる駆動機構を備えてもよい。

【0013】

第１の主軸台１０２は、例えば、不図示のビルトインモータを備えており、その回転駆
動力により、第１の主軸１０１を回転駆動することができるように構成されている。同様に、第２の主軸台２０２も、不図示の駆動源から提供される回転駆動力により、第２の主軸２０１を回転駆動することができるように構成されている。なお、動力源構成としては、ビルトインモータに限定されるものではなく、外部の動力源から回転駆動力を伝達して回転させるような構成であってもよい。

【0014】

第１の主軸１０１は、ワークＷを保持又は把持するためのワーク保持穴を備えた中空構造を有しており、ワークＷを把持状態（第１の主軸１０１におけるワークＷの軸心が定まり、かつ軸方向の移動が規制された状態）とするための不図示のチャックやチャックスリーブを備える。ワーク保持穴は、軸線方向に第２の主軸側に向かって開口しており、ワークＷのうち開口から露出した部分が、刃物台３００に支持された切削工具３０１により旋削加工が施される部分となる。第１の主軸の前にワークＷの支持構造であるガイドブッシュを配置してもよい。

【0015】

また、上述した不図示のチャックやチャックスリーブは、軸線方向の移動が規制されたチャックに対して、後方からチャックスリーブがテーパ面を介して軸線方向に接合する構成となっている。チャックスリーブは、不図示の油圧やエア等で駆動する流体シリンダから付与される力を受けて軸線方向に移動しようとすることで、チャックに対し、軸心に向かう方向の分力を含む力を作用させ、チャックに設けられたスリットが閉じるような締め付け力をチャックに発生させる。これにより、ワークＷを把持する状態が形成される。

【0016】

刃物台３００は、目的とする加工の種類に応じて選択可能に用意された複数の切削工具３０１を備えており、その中には、後述する突っ切り加工に用いられる突っ切りバイト３０２も含まれる。刃物台３００は、不図示の駆動機構により、ワークＷに対してＸ軸方向に進退移動可能に構成されており、選択された一の切削工具を回転するワークＷにあてがうことで所望の切削加工（旋削加工）をワークＷに対して施す。

【0017】

第２の主軸２０１側の構成は、第１の主軸１０１側の構成と同様、ワークＷを把持して回転させることが可能な構成となっている。すなわち、基本的な構成は、従来既知の背面主軸構成と同様である。しかしながら、本実施例特有の構成として、従来既知の背面主軸機構に元々備わっているチャック機構に代えて、本発明の実施例に係るワーク保持ユニット４００を装着した構成となっている。このワーク保持ユニット４００の装着（付け替え）により、従来の背面主軸機構を、本発明のワーク回収装置に様変わりさせることができる。詳細については後述する。

【0018】

工作機械１は、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）等のプロセッサとメモリとを有するコンピュータで構成された制御部（不図示）を備える。制御部は、各主軸機構１００、２００や刃物台３００、不図示のワーク供給部などの工作機械１を構成する各部の各種動作を制御する。

【0019】

図２は、本実施例に係る工作機械１によるワークＷの加工の様子を示す模式図であり、（ａ）、（ｂ）の順で、加工の様子を段階的に示している。なお、図２では、図１に示した第１の駆動機構１０３や第２の駆動機構２０３、刃物台３００などの構成について図示を省略している。ワークＷに対して切削工具３０１の切り込み量を変化させたり、切削工具３０１の種類を変更したり、第１の主軸台１０２を軸線方向に段階的に送ることにより、例えば、図に示すような、径寸法を段階的に変化させた外形形状の加工済みワークＷ２が製作される。

【0020】

図３は、加工済みワークＷ２を、ワーク（棒材）における未加工部分である未加工ワークＷ１から切り離す突っ切り加工の様子を示す模式図である。図３（ａ）～（ｅ）は、突
っ切り加工の工程の時系列に沿って、本実施例に係る工作機械１の様子の変化を示している。なお、図３では、図２と同様、図１に示した第１の駆動機構１０３や第２の駆動機構２０３、刃物台３００などの構成について図示を省略している。

【0021】

図３（ａ）は、図２に示したワークＷの加工工程が終了し、加工に使用される加工工具が突っ切りバイト３０２に変更された状態を示す。

【0022】

図３（ｂ）、（ｃ）は、突っ切り加工の準備工程（第１の準備工程）として、未加工ワークＷ１と加工済みワークＷ２との間の切り離し部分が、第１の主軸１０１から加工領域側に露出するように、第１の主軸１０１からワークＷを所定の量だけ引き出す工程を示す。すなわち、図３（ｂ）に示すように、第２の主軸台２０２を第１の主軸台１０２に向かって前進させる。そして、第２の主軸２０１によるワーク把持位置に到達すると、第１の主軸１０１に把持されたワークＷを第２の主軸２０１に備えられたワーク保持ユニット４００にも把持させる。このときワーク保持ユニット４００は、ワーク把持形態となっている（詳細は後述する）。よって、ワークＷの把持を第１の主軸１０１から第２の主軸２０１に受け渡すことが可能となるため、第１の主軸１０１のチャック機構による把持状態を解除し、図３（ｃ）に示すように、第１の主軸台１０２を第２の主軸台２０２から離間するように後退させる。これにより、第１の主軸１０１がワークＷを把持する位置が、加工済みワークＷ２から離れるようにずれ、未加工ワークＷ１と加工済みワークＷ２との間の切り離し部分が、第１の主軸１０１から露出する。すなわち、第１の主軸１０１によるワークＷの持ち直し（把持位置の変更）が可能となる。

【0023】

図３（ｄ）は、突っ切り加工のさらなる準備工程（第２の準備工程）として、第２の主軸２０１に備えられたワーク保持ユニット４００を、ワーク把持形態からワーク受容形態に変化させる工程を示す。すなわち、ワークＷの把持位置が変更された第１の主軸１０１が、不図示のチャック機構の動作によってチャックを閉じてワークＷを把持する状態となり、ワークＷの把持を再び、第２の主軸２０１から第１の主軸１０１へ切り替える。第２の主軸２０１に備えられたワーク保持ユニット４００は、ワークＷの把持を解除し、ワーク支持形態からワーク受容形態に変化する。具体的には、第２の主軸台２０２を第１の主軸台１０２から退避させつつ、これと同時に（連動して）、ワーク保持ユニット４００を構成するコレットチャック４１０とカゴ４２０の軸線方向の相対位置を変化させる。これにより、カゴ（ワーク保持体）４２０のワーク受容部がコレットチャック４１０よりも第１の主軸１０１側に露出する。第２の主軸台２０２の後退は、ワーク保持ユニット４００において、カゴ４２０が加工済みワークＷ２の下方に位置する状態で維持されつつ、コレットチャック４１０が加工済みワークＷ２から離間するワーク受容位置で停止する。これにより、突っ切りバイト３０２による突っ切り加工の加工領域から、第２の主軸２０１及びコレットチャック４１０が退避した状態となり、突っ切り加工を実施することが可能となる。

【0024】

図３（ｅ）は、突っ切り加工によって加工済みワークＷ２が未加工ワークＷ１から切り離され、ワーク保持ユニット４００のカゴ４２０によって受け止められたときの様子を示す。すなわち、突っ切り加工によって未加工ワークＷ１から切り離された加工済みワークＷ２は、加工済みワークＷ２の下方側を取り囲むように配置されたカゴ４２０によって、落下後直ぐ受け止められる。したがって、落下による破損が抑制されるとともに、分離後の加工済みワークＷ２の回収位置がカゴ４２０の中に定まることになるので、回収作業の効率化が図られる。

【0025】

図４～図１２を参照して、本実施例におけるワーク保持ユニット４００の詳細について説明する。

【0026】

図４は、ワーク保持ユニット４００の構成説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。なお、図４（ｂ）の断面は、コレットチャック４１０のスリット４１３の位置で切断した断面である。ワーク保持ユニット４００は、概略、コレットチャック４１０と、カゴ（ワーク保持体）４２０、チャックスリーブ４３０、固定スリーブ４４０、可動スリーブ４５０、ばね４６０、キャップナット４７０により構成される。これら各構成部材は、ユニットとして一体化されており、従来構成の背面主軸に元々備えられているチャック機構と取り換えて背面主軸に組み付けることが可能に構成されている。

【0027】

図５は、コレットチャック４１０の構成説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。なお、図５（ｂ）の断面は、コレットチャック４１０のスリット４１３の位置で切断した断面である。図５に示すように、コレットチャック４１０は、概略、筒状の構造体であり、中空部である内周面４１１の内側にカゴ４２０が組み付けられる。コレットチャック４１０は、第１の主軸１０１側（ワークＷ側）の開口縁に、それぞれ軸線方向に沿って突出するとともに軸線と直交する方向に互いに対向する一対の爪部（把持力付与部）４１２と、該爪部４１２の対向方向と直交する方向に対向配置される一対のスリット４１３と、を有する。スリット４１３は、上記開口縁から第１の主軸１０１側とは反対の方向に軸線方向に沿って延びるように形成されている。また、コレットチャック４１０の外周面４１５における第１の主軸１０１側には、第１の主軸１０１側に向かうにつれて外周面４１５の外径を徐々に拡径するように形成されたテーパ面４１４が設けられている。テーパ面４１４は、コレットチャック４１０の開閉操作力を受ける被作用面として、後述するチャックスリーブ４３０に設けられた作用面としてのテーパ面４３２と当接するように構成されている。

【0028】

図６は、ワーク保持体としてのカゴ４２０の構成説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。なお、図６（ｂ）の断面は、図４（ｂ）、図５（ｂ）等に対応した断面である。カゴ４２０は、概略、上方が開放された凹状の構造体である。カゴ４２０は、コレットチャック４１０の内周面１１に対応した外周面を有する基部４２８と、基部４２８における第１の主軸１０１と対向する側から軸線方向（－Ｚ軸方向）に延びる複数の延出部（腕部）４２４を備える。複数の延出部４２４は、基部４２８において第１の主軸１０１と対向する領域（端面４２７）における、第１の主軸１０１に保持されたワークＷと対向する領域よりも外側の領域のうち、鉛直方向上方の領域を除いた領域から軸線方向に延びるように配置される。また、複数の延出部４２４は、軸線周りに所定幅のスリット４２３を介して互いに隣接するように等間隔に配置される。それぞれの延出部４２４の先端には、軸線と直交する方向であって軸線（軸心）に向かって内向きに屈曲して突出する鉤爪部４２５が設けられている。

【0029】

カゴ４２０は、基部４２８の端面４２７と、各延出部４２４の軸心対向面４２４ａ（延出部内側部分）と、軸心対向面４２４ａに連なり端面４２７と対向する鉤爪部４２５の内側側面４２５ａ（鉤爪部内側部分）と、により、上方に開放された（下方に凹んだ）凹状のワーク受容部４２１を形成する。ワーク受容部４２１は、突っ切り加工の間、加工済みワークＷ２と未加工ワークＷ１との切り離し部の下方で待機することになるが、複数設けられたスリット４２３により、切削紛がワーク受容部４２１に堆積することが抑制される。

【0030】

複数ある鉤爪部４２５の先端部のうち軸心を挟んで対向配置される先端部は、ワーク保持ユニット４００がワーク保持形態にあるときにワークＷと直接当接して把持する部分（ワーク把持部４２２）となる。カゴ４２０は、コレットチャック４１０の締め付け力の変化、特に、爪部４１２間の把持力の変化に応じて、延出部４２４間のスリット４２３の間隔変化を伴いながら、対向するワーク把持部４２２の間に生じる把持力を変化させる。

【0031】

基部４２８の延出部４２４が延びる側とは反対側には、後述する可動スリーブ４５０の先端に設けられた雄ネジ部を含む連結部４５３が連結される、雌ネジ部を含む被連結部４２６を備える。本実施例のワーク保持ユニット４００は、形態変化のための力を、可動スリーブ４５０を介してカゴ４２０で受ける構成となっている。

【0032】

図７は、コレットチャック４１０にカゴ４２０を組み込んだ状態の構成説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は正面図である。なお、図７（ｂ）の断面は、コレットチャック４１０のスリット４１３の位置で切断した断面である。コレットチャック４１０とカゴ４２０は、主に、コレットチャック４１０の内周面４１１と、カゴ４２０の基部４２８外周面と、が摺動して、軸線方向に相対位置を変更可能に構成されている。

【0033】

図７は、ワーク保持形態にあるときのコレットチャック４１０とカゴ４２０の相対位置を示している。コレットチャック４１０の爪部４１２の対向方向において、カゴ４２０の延出部４２４の複数の鉤爪部４２５のうち軸心を挟んで対向する対が爪部４１２に挟まれた（鉤爪部４２５の背面に爪部４１２が当接した）配置となる。これらの軸心を挟んで対向する爪部４１２、鉤爪部４２５の対は、チャックスリーブ４３０の作用によってスリット４１３、スリット４２３の間隔が狭まるコレットチャック４１０とカゴ４２０の変形を伴いながら、把持力が高められることになる。

【0034】

図８は、可動スリーブ４５０の構成説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。なお、図８（ｂ）の断面は、図４（ｂ）、図５（ｂ）等に対応した断面である。可動スリーブ４５０は、ワーク保持ユニット４００に形態変化をもたらす変位手段の一部を構成する部材であり、ワーク保持ユニット４００において軸線方向に移動可能に組み付けられる。

【0035】

可動スリーブ４５０は、概略、有底筒状の構造体である。可動スリーブ４５０は、開放された端部側に、後述するばね４６の付勢力を受けるばね受け部としてのフランジ部４５１を有する。また、可動スリーブ４５０は、中空部である案内穴４５２の底に、後述するノックアウトパイプ２０４の押圧部２０４ａの押圧力を受けるための被押圧部４５４を有する。また、可動スリーブ４５０は、閉じた端部側に、カゴ４２０の被連結部４２６と連結される連結部４５３を有する。これにより、可動スリーブ４５０は、被押圧部４５４で押圧力を受けた際に、カゴ４２０と一体となってコレットチャック４１０に対して軸線方向に相対位置を変化させる。すなわち、可動スリーブ４５０は、ワーク保持体としてのカゴ４２０の一部を構成する部材と言える。

【0036】

図９、図１０は、ワーク保持ユニット４００が第２の主軸２０１に組み付けられた状態を説明する図であり、図９は斜視外観図、図１０は断面図である。図９、図１０は、ワーク保持ユニット４００がワーク把持形態をとっているときの様子を示している。ワーク保持ユニット４００は、キャップナット４７０の螺合部（雌ねじ部）４７１を、第２の主軸２０１の螺合部（雄ねじ部）２０１ａに螺合することで、コレットチャック４１０、カゴ４２０、チャックスリーブ４３０、固定スリーブ４４０、可動スリーブ４５０、ばね４６０等の各構成部材が一体的に第２の主軸２０１のワーク保持穴内に組み付けられる。

【0037】

固定スリーブ４４０は、第１の主軸１０１側先端の突き当て部４４３がコレットチャック４１０の後端に突き当たり、第２の主軸２０１に対して軸線方向の移動が規制されて組み付けられる。これに対し、可動スリーブ４５０は、固定スリーブ４４０の案内孔４４２内に挿通され、案内孔４４２内を軸線方向に移動可能に組み付けられる。固定スリーブ４４０と可動スリーブ４５０の間には、ばね４６０が組み付けられている。ばね４６０は、固定スリーブ４４０の段差部（ばね受け部）４４１と、可動スリーブ４５０のフランジ部４５１と、に対して軸線方向に挟まれるように組み付けられ、固定スリーブ４４０と可動
スリーブ４５０との間に軸線方向の付勢力を付与する。可動スリーブ４５０は、後述するノックアウトパイプ２０４からの押圧力等の外力が加わっていない場合には、ばね４６０の付勢力により、第２の主軸２０１のワーク保持穴の奥側（第１の主軸１０１側とは反対側）に向かって移動する。この可動スリーブ４５０の移動により、可動スリーブ４５０と一体連結されたカゴ４２０もワーク保持穴の奥側に移動する。これにより、軸線方向の移動が規制されているコレットチャック４１０に対するカゴ４２０の相対位置が、ワーク把持形態を形成する相対位置となる。ワーク保持ユニット４００は、上述した外力等が加えられない限り、ばね４６０の付勢力により、ワーク保持形態が維持されることになる。

【0038】

チャックスリーブ４３０は、第１の主軸１０１側の端部内周に、コレットチャック４１０のテーパ面４１４に対応したテーパ形状のテーパ面４３２を有する。また、チャックスリーブ４３０は、テーパ面４３２が設けられた端部とは反対側の端部が、第２の主軸２０１に備え付けられているチャック開閉スリーブ２０５の先端と係合する。チャック開閉スリーブ２０５は、第２の主軸２０１に設けられた不図示の流体圧シリンダから軸線方向に力を受けることで、チャックスリーブ４３０に対して第１の主軸１０１側に向かう軸線方向に作用する力を付与する。チャックスリーブ４３０は、チャック開閉スリーブ２０５に押されることで、軸線方向の移動が規制されたコレットチャック４１０に対し、第１の主軸１０１側に相対移動しようとする。このとき、軸線方向に対して所定の角度を有して当接するテーパ面４１４、４３２の作用により、コレットチャック４１０に対して軸心に向かう方向の分力を含む力が作用する。これにより、コレットチャック４１０にはスリット４１３の間隔を狭める（閉じる）変形が生じ、コレットチャック４１０の内周面４１１及び爪部４１２による締め付け力、特に、互いに対向する一対の爪部４１２の間の把持力が高められる。対向する爪部４１２の内側には、カゴ４２０の鉤爪部４２５が対向配置されているので、爪部４１２から受ける把持力によって鉤爪部４２５先端であるワーク把持部４２２の間の把持力も高められることになる。この把持力の操作により、ワークＷを把持することができる。

【0039】

図１１、図１２は、ワーク保持ユニット４００が第２の主軸２０１に組み付けられた状態を説明する図であり、図１１は斜視外観図、図１２は断面図である。図１１、図１２は、ワーク保持ユニット４００がワーク受容形態をとっているときの様子を示している。ワーク保持ユニット４００は、第２の主軸２０１に備え付けられているノックアウトパイプ２０４を利用して、形態を変化させることができるように構成されている。ノックアウトパイプ２０４は、第２の主軸２０１のワーク保持穴内を軸線方向に進退移動可能に備えられており、本来は、第２の主軸２０１のワーク保持穴に保持されたワークを排出する（ワーク保持穴から押し出す）ために設けられた構成である。

【0040】

ノックアウトパイプ２０４が、第２の主軸２０１のワーク保持穴内を第１の主軸１０１側に向かって移動すると、その先端の押圧部２０４ａが、可動スリーブ４５０の案内穴４５２の底面である被押圧部４５４に突き当たり、可動スリーブ４５０を第１の主軸１０１側に押す。可動スリーブ４５０が、ノックアウトパイプ２０４に押されてばね４６０の付勢力に抗して第１の主軸１０１側に移動することで、可動スリーブ４５０と連結されたカゴ４２０も第１の主軸１０１側に移動する。軸線方向の移動が規制されたコレットチャック４１０に対してカゴ４２０が第１の主軸１０１側に移動することで、コレットチャック４１０の内周面４１１の内側に配置されていたワーク受容部４２１が、コレットチャック４１０の爪部４１２が設けられた開口部から外部に露出する状態となる。これにより、ワーク保持ユニット４００の形態が、ワーク保持形態からワーク受容形態に変化する。

【0041】

ワーク受容部４２１は、加工領域を避けつつ、加工済みワークＷ２の周囲を近接した距離で囲むように配置される。突っ切り工程においてワークＷの先端はフリーな状態であるため、切り離されたワークＷ２が突っ切りの衝撃で跳ね飛ぶことがある。本実施例のワー
ク受容部４２１の構成によれば、突っ切り加工時において切り離されることになるワークＷ２に極近い位置で、その周囲を囲むように待機しているため、跳ね飛んだワークＷ２もキャッチし易くなる。したがって、ワークＷ２をより確実に回収することが可能となる。

【0042】

本実施例のワーク保持ユニット４００によれば、ワークＷの加工後、突っ切り加工までの工程の流れの中に、ワーク把持形態からワーク受容形態への形態変化の動作が組み込まれる。すなわち、第２の主軸２０１から第１の主軸１０１へのワークＷの持ち直しが終わり、第２の主軸２０１が加工領域から外れる退避動作を行う際に、これと同時に、ワーク保持ユニット４００においてコレットチャック４１０とカゴ４２０が相対位置を変化させてワーク受容形態へ変化する。したがって、ワークの受容態勢を整えるための工程時間を別途必要としないため、突っ切り加工からワーク回収までの工程を効率よく行うことができる。

【0043】

本実施例のワーク保持ユニット４００は、ワークを把持するチャック部分を、コレットチャック４１０とカゴ４２０の２部材に分割した構成としている。これにより、例えば、ワーク把持部４２２の対向間隔が異なる複数種類のカゴ４２０を用意し、ワークＷの寸法や種類に応じて、最適なカゴ４２０に付け替えて使用することが可能である。なお、コレットチャック４１０とカゴ４２０は、加工対象である棒材よりも高い硬度を有する、例えば、ステンレスや炭素鋼等などの材料で構成してよく、それぞれ同一の材料で構成してもよい。ただし、コレットチャック４１０とカゴ４２０に用いられる材料は特定のもの限定されるものではない。

【0044】

本実施例のワーク保持ユニット４００は、移動体として、従来既知の背面主軸機構を利用してワーク回収装置を構成することが可能であり、設備コストの抑制を図ることができる。すなわち、背面主軸機構において一般的に備えられているノックアプトパイプを利用して、ワーク保持ユニット４００の形態変化を操作することができる。無論、背面主軸機構とは独立したワーク回収装置を別途備えるようにしてもよい。

【0045】

以上、本実施例によれば、突っ切り加工からワーク回収までの工程を、従来構成よりも効率的に行うことが可能であり、かつ、従来の装置設備を利用可能で、ワークの種類に応じた装置構成の変更が容易な、汎用性の高いワーク回収装置を実現することができる。

【0046】

なお、本実施例で示したワーク保持ユニット４００の構成は、あくまで一例であり、本実施例と同様の効果が得られる範囲において、本実施例とは異なる構成を採用してもよい。例えば、コレットチャック４１０のスリット分割数は、本実施例では２分割としたが、可能であれば３分割以上としてもよい。なお、ワークを受容する開口広さを最大限担保する観点からは、把持部が軸心を挟んで水平方向に対向する２分割が好ましい。また、ワークＷの把持を、カゴ４２０の鉤爪部４２５を間に挟まずに、コレットチャック４１０の爪部４１２で直接行うように構成してもよい。また、カゴ４２０の延出部４２４の本数や配置、設けられる範囲等は、ワークの受容機能が担保される限りにおいて、加工工具の進退領域（加工領域）と重ならない領域内で種々の構成を採用してよい。

【0047】

また、本実施例では、工作機械の構成例として、第１の主軸と第２の主軸からなる構成について説明をしたが、工作機械の構成としては、例えば、第１の主軸の第２の主軸側の前にガイドブッシュが配置される場合もある。かかる構成においては、ガイドブッシュはＺ軸方向に移動しないため、ワークの持ち直しは、第１の主軸の把持を解除したワークを第２の主軸が把持して後退することで引き出すことになる。

【0048】

具体的には、突っ切り加工前に第１の主軸が少し前進して次に加工するワークの先端部分を露出させ、第２の主軸が前進して先端部分に当たる部分を把持する。次に第１の主軸
のワーク把持を解除して次の加工ワークの長さ分を後退してから再度把持することで、次に加工するワークの準備をする。次に第２の主軸が先端部分のワークの把持を解除して後退した後に少し前進した第１の主軸をその分後退させて元の位置に戻してから突っ切り加工を行う。

【符号の説明】

【0049】

１…工作機械、１００…主軸機構、１０１…主軸、１０２…主軸台、１０３…駆動機構、２…基台、２００…主軸機構、２０１…主軸、２０２…主軸台、２０３…駆動機構、２０４…ノックアウトパイプ、２０５…チャック開閉スリーブ、３００…刃物台、３０１…切削工具、３０２…突っ切りバイト、４００…ワーク保持ユニット、４１０…コレットチャック、４１２…爪部、４１３…スリット、４１４…テーパ面、４２０…カゴ、４２１…ワーク受容部、４２２…ワーク把持部、４２３…スリット、４２４…延出部、４２５…鉤爪部、４３０…チャックスリーブ、４３２…テーパ面、４４０…固定スリーブ、４５０…可動スリーブ、４７０…キャップナット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】