特開 2022-124287 ワーク保持装置

(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】P2022124287

(43)【公開日】2022-08-25

(54)【発明の名称】ワーク保持装置

(51)【国際特許分類】

   B23B 23/00 20060101AFI20220818BHJP

【ＦＩ】

B23B23/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021021966

(22)【出願日】2021-02-15

(71)【出願人】

【識別番号】000149066

【氏名又は名称】オークマ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100078721

【弁理士】

【氏名又は名称】石田 喜樹

(72)【発明者】

【氏名】緒方 房充

【テーマコード（参考）】

3C045

【Ｆターム（参考）】

3C045FE03

(57)【要約】

【課題】加工時のビビリ振動やワークの偏肉に起因した遠心力によってセンターを押し戻す力が発生した場合でも、センターが押し戻されることなく、ワークを保持した状態を維持するワーク保持装置を提供する。
【解決手段】ワーク保持装置Ｍは、工作機械の主軸と対向するように設置されており、対向主軸台１、治具ベース２、フランジ３、スリーブ４、センター５、弾性体であるコイルバネ７、クーラント供給装置２１等によって構成されている。そして、スリーブ４に固着された基端部材２５の外周と、円筒状部材２２の内周との間に、密封可能な円筒状の空間であるバネ室６が形成された状態になっており、当該バネ室６に、コイルバネ７が設置された状態になっている。さらに、バネ室６と対向主軸台１の本体の外側に設置されたクーラント供給装置２１とが、供給孔９を介して取込配管８によって接続されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークの軸方向に移動可能なスリーブに装着されたセンターと、前記スリーブに対してワークを支持する方向に推力を与える弾性体とによってワークを保持するワーク保持装置であって、
前記弾性体が、密封可能な収納室内に収納されているとともに、
前記収納室への非圧縮性流体の供給および前記収納室からの非圧縮性流体の排出を制御する切換弁と、その切換弁による非圧縮性流体の排出制御時以外における前記収納室からの非圧縮性流体の流出を防止する逆止弁とを備えた流体供給手段が設けられていることを特徴とするワーク保持装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＮＣ工作機械を制御して加工負荷によるワークの変形に起因するワーク形状の誤差を抑制するためのワーク保持装置に関する。

【背景技術】

【0002】

工作機械である旋盤の一種として、対向主軸である心押台が、主軸台に対向した状態でベッド上に設置されており、当該心押台をベッド上で前後に移動させることによって、主軸台に装着された被工作物（ワーク）を支持するものが知られている。また、そのような心押台を備えた旋盤の中には、ワークを押圧するためのセンターを装着したスリーブが、ベッドに対してスライド可能に設けられているとともに、当該スリーブが、弾性体であるバネによってワークを支持する方向に付勢されているものがある（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実開昭５４－４８４８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１のワーク保持装置は、加工時のビビリ振動やワークの偏肉に起因した遠心力により、センターを押し戻す力が発生し、バネが撓んでセンターが押し戻されて、ワークがセンターから外れて飛び出してしまう虞れがある。

【0005】

本発明の目的は、特許文献１の如き上記従来のワーク保持装置が有する問題点を解消し、加工時のビビリ振動やワークの偏肉に起因した遠心力によってセンターを押し戻す力が発生した場合でも、センターが押し戻されることなく、ワークを保持した状態を維持するワーク保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】

【0006】

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ワークの軸方向に移動可能なスリーブに装着されたセンターと、前記スリーブに対してワークを支持する方向に推力を与える弾性体とによってワークを保持するワーク保持装置であって、前記弾性体が、密封可能な収納室内に収納されているとともに、前記収納室への非圧縮性流体の供給および前記収納室からの非圧縮性流体の排出を制御する切換弁と、その切換弁による非圧縮性流体の排出制御時以外における前記収納室からの非圧縮性流体の流出を防止する逆止弁とを備えた流体供給手段が設けられていることを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0007】

請求項１に係るワーク保持装置は、加工時のビビリ振動やワークの偏肉に起因した遠心力によってセンターを押し戻す力（弾性体による付勢力よりも大きな力）が発生した場合でも、収納室内に充填された非圧縮性流体によって弾性体の急激な変形が抑制されるため、センターが押し戻されることなく、ワークを保持した状態を確実に維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】ワーク保持装置の概要を示す説明図（保持装置本体の鉛直断面およびクーラント供給装置のブロック図）である。

【図2】ワーク保持装置の作動内容を示す説明図（保持装置本体の鉛直断面およびクーラント供給装置のブロック図）である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施形態の一例を図面に基づき詳細に説明する。

【0010】

＜ワーク保持装置の構成＞
図１は、本発明に係るワーク保持装置の一例を示す説明図である。工作機械の対向主軸装置（サブ主軸）であるワーク保持装置Ｍは、工作機械の主軸台と対向するように設置されており、本体が、対向主軸台１、治具ベース２、フランジ３、スリーブ４、センター５、弾性体であるコイルバネ７等によって構成されており、その本体の基端側に、流体供給手段であるクーラント供給装置２１が付設されている。そして、当該ワーク保持装置Ｍは、ワーク（被加工物）Ｗを把持した工作機械の主軸台（図示せず）に対して近接、離反するように、ワークＷの軸方向（図１の左右方向）に沿ってスライド可能になっている。

【0011】

対向主軸台１の基台の主軸（対向主軸）１４の先端側（工作機械の主軸台との対向側、図１における左側）には、円筒状に形成された治具ベース２が固着されており、その治具ベース２の前面に、基端側をフランジ状にした円筒状のフランジ３が固着されている。さらに、そのフランジ３のフランジ状部分の内側に、先端側をフランジ状に形成してなる円筒状部材２２が、基端部分を治具ベース２の中心の空洞部に嵌め込んだ状態で固着されている。

【0012】

一方、スリーブ４には、基端部材２５が連設（固着）されている。また、スリーブ４の前面側には、先端を円錐状に形成してなるセンター５が装着されている。当該基端部材２５は、フランジ状の固着部２７の基端側に、軸部材２８を小径の円柱状に形成したものである。そして、当該スリーブ４は、フランジ３の中心の空洞部に挿通され、円筒状部材２２の中心の装着穴に基端部材２５を挿通させた状態で、中心軸に沿って前後にスライド可能に、対向主軸台１の基台に装着されている。

【0013】

さらに、スリーブ４に固着された基端部材２５の外周と、円筒状部材２２の内周との間に、密封可能な円筒状の空間であるバネ室（収納室）６が形成された状態になっており、当該バネ室６に、弾性体として機能するコイルバネ７が設置された状態になっている。さらに、そのバネ室６と、対向主軸台１の外側に設置されたクーラント供給装置２１とが、供給孔９および取込配管８を介して接続されている。

【0014】

また、クーラント供給装置２１は、上記したバネ室６内に非圧縮性流体であるクーラントを供給するとともに、バネ室６内からクーラントを排出可能とするためのものであり、クーラントを回収するためのドレン回路１３、クーラントを供給するための供給ポンプ１０、ソレノイドバルブ（切換弁）１２、チェックバルブ１１等によって構成されている。そして、ソレノイドバルブ１２を作動させることによって、取込配管８をドレン回路１３と供給ポンプ１０とに切り換えて接続させることができるようになっている。加えて、バネ室６は、ドレン回路１３に通じる供給孔９を除いて、外部へクーラントが流出しないようにシールされている。

【0015】

＜ワーク保持装置の作動内容＞
以下、上記の如く構成されたワーク保持装置Ｍの作動内容について説明する。ワーク保持装置Ｍの作動時においては、スリーブ４は、フランジ３に対して前進端に位置した状態になっている（図１の状態）。そして、作業者が、図示しない制御装置を操作すると、図示しない送り軸によって、ワーク保持装置Ｍの本体が、主軸台（図示せず）との距離を縮めるように前進を開始する。そして、センター５がワーク（被工作物）Ｗのセンター穴に入り込み、センター５と主軸台（図示せず）との間でワークＷを掴むと、スリーブ４は、コイルバネ７を押し潰しながらフランジ３に対して後退し、コイルバネ７による所定の付勢力によってワークＷを把持する。

【0016】

しかる後、作業者が、図示しない制御装置を介して、クーラント供給装置２１のソレノイドバルブ１２をＯＮにすると（図２の状態）、供給ポンプ１０によってクーラント（圧油）がチェックバルブ１１を介して取込配管８に供給され、バネ室６内へ供給される。そして、バネ室６がクーラントで満たされると、圧力および流量の変化によってその事態が検知され、バネ室６内へのクーラントの供給が停止される。上記したようにバネ室６がクーラントで満たされると、バネ室６は密封された状態となり、加工時のビビリ振動やワークＷの偏肉に起因した遠心力によってセンター５を押し戻す力が作用した場合でも、コイルバネ７が急激に圧縮されない状態となるため、ワークＷがセンター５から外れて飛び出す虞がなくなる。

【0017】

そして、ワークＷに対して設定されていた所定の加工を終了した後には、作業者は、図示しない制御装置を介して、クーラント供給装置２１のソレノイドバルブ１２をＯＦＦにする。そのようにソレノイドバルブ１２がＯＦＦ操作されると、バネ室６内のクーラントは、バネ室６内の密閉状態が解除されたことにより取込配管８を介して排出可能な状態となり、外力などの作用によりドレン回路１３を経由してクーラントタンク等に回収される。そして、圧力変化によってバネ室６内のクーラントが排出可能な状態であることを検知すると、ワーク保持装置Ｍの本体が、主軸台（図示せず）との距離を拡げるように後退して、センター５と主軸台（図示せず）との間でのワークＷの把持状態が解除される。

【0018】

＜ワーク保持装置の効果＞
ワーク保持装置Ｍは、上記の如く、弾性体であるコイルバネ７が、密封可能なバネ室（収納室）６内に収納されているとともに、バネ室６へのクーラントの供給およびバネ室６からのクーラントの排出を制御するソレノイドバルブ（切換弁）１２と、そのソレノイドバルブ１２によるクーラントの排出制御時以外におけるバネ室６からのクーラントの流出を防止するチェックバルブ１１（逆止弁）とを備えたクーラント供給装置（流体供給手段）２１が設けられている。そのため、ワーク保持装置Ｍは、ワークＷのビビリ振動や偏肉に起因した遠心力によってセンター５を押し戻す力（コイルバネ７による付勢力よりも大きな力）が発生した場合でも、バネ室６内に充填されたクーラントによってコイルバネ７が急激に圧縮されない状態となるので、センター５が押し戻されることなく、ワークＷを保持した状態を確実に維持することができる。

【0019】

＜ワーク保持装置の変更例＞
本発明に係るワーク保持装置は、上記実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、対向主軸台、治具ベース、フランジ、スリーブ、センター、収納室（バネ室）、弾性体（コイルバネ）、流体供給手段（クーラント供給装置）等の構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更することができる。たとえば、流体供給手段（クーラント供給装置）は、上記実施形態の如く、電磁弁を用いたものに限定されず、手動弁を用いたもの等に変更することも可能である。また、ソレノイドバルブ１２の操作について、作業者の判断でＯＮとＯＦＦを切り替える例を用いて説明したが、加工プログラムや送り軸の負荷などの情報によりワークＷの把持状況を判断させ、その判断に基づいてソレノイドバルブ１２のＯＮとＯＦＦを自動的に切り替えるように制御してもよい。

【符号の説明】

【0020】

Ｍ・・ワーク保持装置（対向主軸装置）
１・・対向主軸台
２・・治具ベース
３・・フランジ
４・・スリーブ
５・・センター
６・・バネ室（収納室）
７・・コイルバネ（弾性体）
８・・取込配管
９・・供給孔
１０・・供給ポンプ
１１・・チェックバルブ（逆止弁）
１２・・ソレノイドバルブ（切換弁）
１３・・ドレン回路
２１・・クーラント供給装置（流体供給手段）

【図1】

【図2】