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(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】P2024126807
(43)【公開日】2024-09-20
(54)【発明の名称】チャック方法および回転チャック装置
(51)【国際特許分類】
B23B 31/16 20060101AFI20240912BHJP
B23B 31/165 20060101ALI20240912BHJP
【ＦＩ】
B23B31/16 G
B23B31/165
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023035460
(22)【出願日】2023-03-08
(71)【出願人】
【識別番号】000132161
【氏名又は名称】株式会社スギノマシン
(74)【代理人】
【識別番号】110000165
【氏名又は名称】弁理士法人グローバル・アイピー東京
(72)【発明者】
【氏名】末兼 勇汰
(72)【発明者】
【氏名】九曜 富士夫
【テーマコード（参考）】
3C032
【Ｆターム（参考）】
3C032FF14
3C032HH11
3C032HH15
(57)【要約】
【課題】脆性材料や、弾性の大きな大型回転体を、旋盤等の回転主軸に装着してチャックできるチャック方法を提供する。
【解決手段】爪送りモータ４６を消磁し、自在に回転可能な状態にある原動カプラ４７を従動カプラ４９に挿入して、原動カプラ４７と従動カプラ４９を接続し、爪送りモータ４６を励磁し、爪送りモータ４６を回転して、原動カプラ４７と従動カプラ４９を介して、複数の爪６３を連動して移動して、ワーク３をチャック及びアンチャックし、原動カプラ４７を従動カプラ４９から引き抜いて、原動カプラ４７と従動カプラ４９とを離間する、チャック方法。
【選択図】図５
【解決手段】爪送りモータ４６を消磁し、自在に回転可能な状態にある原動カプラ４７を従動カプラ４９に挿入して、原動カプラ４７と従動カプラ４９を接続し、爪送りモータ４６を励磁し、爪送りモータ４６を回転して、原動カプラ４７と従動カプラ４９を介して、複数の爪６３を連動して移動して、ワーク３をチャック及びアンチャックし、原動カプラ４７を従動カプラ４９から引き抜いて、原動カプラ４７と従動カプラ４９とを離間する、チャック方法。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
爪送りモータを消磁し、
自在に回転可能な状態にある原動カプラを従動カプラに挿入して、前記原動カプラと前記従動カプラを接続し、
前記爪送りモータを励磁し、
前記爪送りモータを回転して、前記原動カプラと前記従動カプラを介して、複数の爪を連動して移動して、ワークをチャック及びアンチャックし、
前記原動カプラを前記従動カプラから引き抜いて、前記原動カプラと前記従動カプラとを離間する、
チャック方法。
自在に回転可能な状態にある原動カプラを従動カプラに挿入して、前記原動カプラと前記従動カプラを接続し、
前記爪送りモータを励磁し、
前記爪送りモータを回転して、前記原動カプラと前記従動カプラを介して、複数の爪を連動して移動して、ワークをチャック及びアンチャックし、
前記原動カプラを前記従動カプラから引き抜いて、前記原動カプラと前記従動カプラとを離間する、
チャック方法。
【請求項2】
前記ワークをチャックする際、前記爪送りモータの回転速度が上限速度以下となるように前記爪送りモータを回転して、前記爪送りモータのトルクがクランプ完了閾値以上になるまで前記爪を送る、
請求項１に記載のチャック方法。
請求項１に記載のチャック方法。
【請求項3】
前記ワークをチャックする際、前記爪送りモータのトルクが上限トルク以下となるように前記爪送りモータを回転する、
請求項２に記載のチャック方法。
請求項２に記載のチャック方法。
【請求項4】
前記トルクが前記クランプ完了閾値以上となる時間が、予め規定された時間閾値に到達するときに、前記爪送りモータを停止して、チャックを完了する、
請求項２又は３に記載のチャック方法。
請求項２又は３に記載のチャック方法。
【請求項5】
前記原動カプラを前記従動カプラに挿入する直前に、前記爪送りモータを消磁する、
請求項１～４のいずれかに記載のチャック方法。
請求項１～４のいずれかに記載のチャック方法。
【請求項6】
前記原動カプラを前記従動カプラに挿入するとき以外は、前記爪送りモータを励磁する、
請求項１～５のいずれかに記載のチャック方法。
請求項１～５のいずれかに記載のチャック方法。
【請求項7】
回転軸を中心に回転可能に支持される回転フレームと、
前記回転フレーム内に前記回転軸を中心に回転可能に支持される中心傘歯車と、
前記中心傘歯車と接続される従動カプラと、
前記回転フレームの径方向に進退する原動カプラであって、前記回転軸方向に前進したときに前記従動カプラと接続し、前記回転軸から後退したときに前記従動カプラと分離する、原動カプラと、
前記原動カプラに接続される爪送りモータと、
前記回転軸に対して回転対称に、前記回転フレームに配置される複数の爪ユニットであって、前記爪ユニットのそれぞれが、
爪台を有し、前記回転フレームの径方向に往復するスライダと、
前記中心傘歯車と噛み合う従動傘歯車を有し、前記回転フレームの径方向に沿って延び、前記スライダを送る送りねじと、
を有し、
制御装置であって、
前記爪送りモータの回転速度の上限である上限速度と、前記爪送りモータのトルクの上限よりも小さいクランプ完了閾値と、を格納する記憶装置と、
前記原動カプラを前進させて前記従動カプラと接続するときに、前記爪送りモータを消磁する電源制御手段と、
チャックするときにおいて、前記爪台を送るときに、前記爪送りモータの回転速度を前記上限速度以下に保ち、前記爪送りモータのトルクが前記クランプ完了閾値以上になったときに、前記爪送りモータを停止するように、前記爪送りモータを制御する爪送り制御手段と、
を有する制御装置と、
を有する、回転チャック装置。
前記回転フレーム内に前記回転軸を中心に回転可能に支持される中心傘歯車と、
前記中心傘歯車と接続される従動カプラと、
前記回転フレームの径方向に進退する原動カプラであって、前記回転軸方向に前進したときに前記従動カプラと接続し、前記回転軸から後退したときに前記従動カプラと分離する、原動カプラと、
前記原動カプラに接続される爪送りモータと、
前記回転軸に対して回転対称に、前記回転フレームに配置される複数の爪ユニットであって、前記爪ユニットのそれぞれが、
爪台を有し、前記回転フレームの径方向に往復するスライダと、
前記中心傘歯車と噛み合う従動傘歯車を有し、前記回転フレームの径方向に沿って延び、前記スライダを送る送りねじと、
を有し、
制御装置であって、
前記爪送りモータの回転速度の上限である上限速度と、前記爪送りモータのトルクの上限よりも小さいクランプ完了閾値と、を格納する記憶装置と、
前記原動カプラを前進させて前記従動カプラと接続するときに、前記爪送りモータを消磁する電源制御手段と、
チャックするときにおいて、前記爪台を送るときに、前記爪送りモータの回転速度を前記上限速度以下に保ち、前記爪送りモータのトルクが前記クランプ完了閾値以上になったときに、前記爪送りモータを停止するように、前記爪送りモータを制御する爪送り制御手段と、
を有する制御装置と、
を有する、回転チャック装置。
【請求項8】
前記記憶装置は、前記爪送りモータのトルクの上限である上限トルクを記憶し、
前記爪送り制御手段は、チャックするときにおいて、前記爪台を送るときに、前記爪送りモータのトルクを前記上限トルク以下に保つ、
請求項７に記載の回転チャック装置。
前記爪送り制御手段は、チャックするときにおいて、前記爪台を送るときに、前記爪送りモータのトルクを前記上限トルク以下に保つ、
請求項７に記載の回転チャック装置。
【請求項9】
前記記憶装置は、前記爪送りモータのトルクが前記上限トルク以上となる時間の閾値である時間閾値を格納し、
前記爪送り制御手段は、チャックするときにおいて、前記爪送りモータのトルクが前記クランプ完了閾値以上になる時間が前記時間閾値を超えるときに、前記爪送りモータを停止させるタイマーをさらに有する、
請求項７又は８に記載の回転チャック装置。
前記爪送り制御手段は、チャックするときにおいて、前記爪送りモータのトルクが前記クランプ完了閾値以上になる時間が前記時間閾値を超えるときに、前記爪送りモータを停止させるタイマーをさらに有する、
請求項７又は８に記載の回転チャック装置。
【請求項10】
前記電源制御手段は、前記原動カプラを前進させて前記従動カプラと接続するときを除き、前記爪送りモータを励磁する、
請求項７～９のいずれかに記載の回転チャック装置。
請求項７～９のいずれかに記載の回転チャック装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、チャック方法および回転チャック装置に関する。
【背景技術】
【0002】
テーブルと、テーブル上に配置され、薄肉円筒物の内径側に配置される３個以上の内側チャックを放射状に同一進度で移動して当接する第１のねじ送り装置と、円筒物の外周側から内側チャックに対向して外側チャックを押圧する第２のねじ送り装置と、有する薄肉円筒物の固定装置が知られている（特開昭５７－１６３００３号公報。以下、特許文献１）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
特許文献１の固定装置は、回転しない。また、脆性材料や、弾性の大きな大型回転体を固定するときに、回転体が脆性破壊したり、変形したりする場合がある。
本発明は、脆性材料や、弾性の大きな大型回転体を、旋盤等の回転主軸に装着してチャックできるチャック方法及び回転チャック装置を提供する。
本発明は、脆性材料や、弾性の大きな大型回転体を、旋盤等の回転主軸に装着してチャックできるチャック方法及び回転チャック装置を提供する。
【課題を解決する手段】
【0004】
本発明の第１の観点は、
爪送りモータを消磁し、
自在に回転可能な状態にある原動カプラを従動カプラに挿入して、前記原動カプラと前記従動カプラを接続し、
前記爪送りモータを励磁し、
前記爪送りモータを回転して、前記原動カプラと前記従動カプラを介して、複数の爪を連動して移動して、ワークをチャック及びアンチャックし、
前記原動カプラを前記従動カプラから引き抜いて、前記原動カプラと前記従動カプラとを離間する、
チャック方法である。
爪送りモータを消磁し、
自在に回転可能な状態にある原動カプラを従動カプラに挿入して、前記原動カプラと前記従動カプラを接続し、
前記爪送りモータを励磁し、
前記爪送りモータを回転して、前記原動カプラと前記従動カプラを介して、複数の爪を連動して移動して、ワークをチャック及びアンチャックし、
前記原動カプラを前記従動カプラから引き抜いて、前記原動カプラと前記従動カプラとを離間する、
チャック方法である。
【0005】
本発明の第２の観点は、
回転軸を中心に回転可能に支持される回転フレームと、
前記回転フレーム内に前記回転軸を中心に回転可能に支持される中心傘歯車と、
前記中心傘歯車と接続される従動カプラと、
前記回転フレームの径方向に進退する原動カプラであって、前記回転軸方向に前進したときに前記従動カプラと接続し、前記回転軸から後退したときに前記従動カプラと分離する、原動カプラと、
前記原動カプラに接続される爪送りモータと、
前記回転軸に対して回転対称に、前記回転フレームに配置される複数の爪ユニットであって、前記爪ユニットのそれぞれが、
爪台を有し、前記回転フレームの径方向に往復するスライダと、
前記中心傘歯車と噛み合う従動傘歯車を有し、前記回転フレームの径方向に沿って延び、前記スライダを送る送りねじと、
を有し、
制御装置であって、
前記爪送りモータの回転速度の上限である上限速度と、前記爪送りモータのトルクの上限よりも小さいクランプ完了閾値と、を格納する記憶装置と、
前記原動カプラを前進させて前記従動カプラと接続するときに、前記爪送りモータを消磁する電源制御手段と、
チャックするときにおいて、前記爪台を送るときに、前記爪送りモータの回転速度を前記上限速度以下に保ち、前記爪送りモータのトルクが前記クランプ完了閾値以上になったときに、前記爪送りモータを停止するように、前記爪送りモータを制御する爪送り制御手段と、
を有する制御装置と、
を有する、回転チャック装置である。
回転軸を中心に回転可能に支持される回転フレームと、
前記回転フレーム内に前記回転軸を中心に回転可能に支持される中心傘歯車と、
前記中心傘歯車と接続される従動カプラと、
前記回転フレームの径方向に進退する原動カプラであって、前記回転軸方向に前進したときに前記従動カプラと接続し、前記回転軸から後退したときに前記従動カプラと分離する、原動カプラと、
前記原動カプラに接続される爪送りモータと、
前記回転軸に対して回転対称に、前記回転フレームに配置される複数の爪ユニットであって、前記爪ユニットのそれぞれが、
爪台を有し、前記回転フレームの径方向に往復するスライダと、
前記中心傘歯車と噛み合う従動傘歯車を有し、前記回転フレームの径方向に沿って延び、前記スライダを送る送りねじと、
を有し、
制御装置であって、
前記爪送りモータの回転速度の上限である上限速度と、前記爪送りモータのトルクの上限よりも小さいクランプ完了閾値と、を格納する記憶装置と、
前記原動カプラを前進させて前記従動カプラと接続するときに、前記爪送りモータを消磁する電源制御手段と、
チャックするときにおいて、前記爪台を送るときに、前記爪送りモータの回転速度を前記上限速度以下に保ち、前記爪送りモータのトルクが前記クランプ完了閾値以上になったときに、前記爪送りモータを停止するように、前記爪送りモータを制御する爪送り制御手段と、
を有する制御装置と、
を有する、回転チャック装置である。
【0006】
回転チャック装置は、回転フレーム内にメインシャフトと同軸に配置され、回転フレームに対して回転可能に支持されるサブシャフトと、メインシャフトに締結される中心傘歯車と、を有しても良い。
【0007】
爪は、ワークに接触するまでは、上限速度に関連する大きな送り速度で送られる。大きな送り速度とは、爪がワークに接触したときに、ワークが変形を起こさず、ワークが破損しない程度の送り速度である。このとき、爪送りモータのトルクは、爪を送る駆動部の抵抗に関連した小さいトルクである。小さいトルクとは、爪がワークに接触した後のトルクに比較して小さいことをいう。爪がワークに接触すると、爪の速度が徐々に小さくなる。爪の速度は、０に近づく。また、爪がワークに接触すると、爪送りモータのトルクは徐々に増加する。爪送りモータのトルクは、上限トルクに到達する。
【0008】
回転チャック装置は、爪台に配置され、弾性体で構成された当接部を有する爪を有しても良い。
【0009】
中心傘歯車と噛み合う原動傘歯車を有し、従動カプラに接続され、回転フレーム内に回転可能に配置される原動軸を更に有しても良い。
【0010】
回転チャック装置は、原動傘歯車と従動カプラとを有する原動軸を有しても良い。原動軸は、径方向に延びる。原動軸は、回転フレームに回転可能に支持される。原動傘歯車は、中心傘歯車と噛み合う。原動傘歯車は、原動軸の径方向内側に配置される。従動カプラは、原動軸の径方向外側に配置される。
【0011】
爪ユニットは、直動ガイドと、爪台を有し、直動ガイドに案内されて、径方向に往復するスライダと、を有しても良い。
直動ガイドは、例えば、直線ガイド、ボールスプラインである。直動ガイドは、ガイドシャフトとガイドナットとの組合せであっても良い。直動ガイドは、回転フレームに配置される。
直動ガイドは、例えば、直線ガイド、ボールスプラインである。直動ガイドは、ガイドシャフトとガイドナットとの組合せであっても良い。直動ガイドは、回転フレームに配置される。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、脆性材料や、弾性の大きな大型回転体を、旋盤等の回転主軸に装着してチャックできるチャック方法及び回転チャック装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【発明を実施するための形態】
【0014】
本実施形態の回転チャック装置１０は、フレーム１１と、回転モータ２１と、シャフトブラケット１３と、メインシャフト１７と、メイン軸受１８と、回転フレーム２７と、サブシャフト２９と、中心傘歯車３１と、爪ユニット５０と、爪送りモータ４６と、原動カプラ４７と、従動カプラ４９と、を有する。回転チャック装置１０は、原動プーリ２３と、従動プーリ１９と、無端ベルト２５と、軸受台３５と、サブ軸受３０と、原動軸受３６と、原動軸３９と、カバー６５と、原動傘歯車４８と、モータガイド４３（図２参照）と、モータブラケット４５（図２参照）と、シリンダ４４（図２参照）と、爪６３と、シール６７と、を有しても良い。
【0015】
ここで、図１は、図２のＩ－Ｉ線断面図である。便宜上、図１の右方向を＋Ｘ、図１の上方向を＋Ｚ、図２の上方向を＋Ｙ方向とする。＋Ｚ方向は、鉛直上向きである。
なお、図１～図３では、回転軸１を鉛直方向に配置しているが、設置向きは問わない。例えば、回転軸１を水平方向に配置しても良い。
便宜上、図１は、爪送りモータ４６が結合位置５にある状態を示す。図２は、爪送りモータ４６が離間位置６にある状態を示す。
なお、図１～図３では、回転軸１を鉛直方向に配置しているが、設置向きは問わない。例えば、回転軸１を水平方向に配置しても良い。
便宜上、図１は、爪送りモータ４６が結合位置５にある状態を示す。図２は、爪送りモータ４６が離間位置６にある状態を示す。
【0016】
フレーム１１は、例えば、Ｚ方向に沿って上下に移動する。
回転モータ２１は、フレーム１１に配置される。回転モータ２１は、例えば、サーボモータ、ステッピングモータである。
シャフトブラケット１３は、中空円筒状である。シャフトブラケット１３は、フレーム１１に配置される。
回転モータ２１は、フレーム１１に配置される。回転モータ２１は、例えば、サーボモータ、ステッピングモータである。
シャフトブラケット１３は、中空円筒状である。シャフトブラケット１３は、フレーム１１に配置される。
【0017】
メインシャフト１７は、メイン軸受１８を介して、シャフトブラケット１３に支持される。メインシャフト１７は鉛直方向（Ｚ方向）に延びる。
原動プーリ２３は、回転モータ２１に接続される。従動プーリ１９は、メインシャフト１７に接続される。無端ベルト２５は、原動プーリ２３と従動プーリ１９との間に掛けられる。
原動プーリ２３は、回転モータ２１に接続される。従動プーリ１９は、メインシャフト１７に接続される。無端ベルト２５は、原動プーリ２３と従動プーリ１９との間に掛けられる。
【0018】
図１及び図２に示すように、回転フレーム２７は、基端プレート２７ａと、先端プレート２７ｂと、連結柱２７ｃとを有する。回転フレーム２７は、かご型である。回転フレーム２７は、メインシャフト１７の下端部に締結される。基端プレート２７ａは、円形であり、回転軸１を中心に水平に配置される。基端プレート２７ａは、先端プレート２７ｂよりも小径でよい。基端プレート２７ａは、複数の貫通穴２７ｅを有する。貫通穴２７ｅは、例えば、円周方向に延びて、大きく開口する。先端プレート２７ｂは、円形であり、回転軸１を中心に配置される。先端プレート２７ｂと基端プレート２７ａは、離間する。先端プレート２７ｂは、複数の貫通穴２７ｆと、複数（図２では３つ）のスライド穴２７ｄとを有する。貫通穴２７ｆは、円周方向に延びて、大きく開口する。スライド穴２７ｄは、爪ユニット５０に沿って配置される。スライド穴２７ｄは、径方向に延びる。連結柱２７ｃは、基端プレート２７ａと先端プレート２７ｂを接続する。例えば、連結柱２７ｃは、回転軸１を中心に回転対称に配置される。
【0019】
サブシャフト２９は、メインシャフト１７の先端部に、回転軸１に沿って配置される。サブシャフト２９は、サブ軸受３０を介して、メインシャフト１７と先端プレート２７ｂとの間に支持される。中心傘歯車３１は、サブシャフト２９に締結される。
【0020】
軸受台３５は、先端プレート２７ｂに配置される。軸受台３５は、原動軸受３６を有する。原動軸３９は、Ｘ方向に延びて、原動軸受３６に支持される。原動軸３９は、従動カプラ４９と、原動傘歯車４８とを有する。原動軸３９は、基端プレート２７ａと先端プレート２７ｂの間に配置される。
原動傘歯車４８は、原動軸３９の径方向内側の端部に配置される。原動傘歯車４８は、中心傘歯車３１に噛み合う。
従動カプラ４９は、原動軸３９の径方向外側の端部に配置される。従動カプラ４９は、先端プレート２７ｂの外周から突出しても良い。従動カプラ４９は、原動軸３９の径方向外側の端面に配置される複数の突起４９ａを有する（図２参照）。
原動傘歯車４８は、原動軸３９の径方向内側の端部に配置される。原動傘歯車４８は、中心傘歯車３１に噛み合う。
従動カプラ４９は、原動軸３９の径方向外側の端部に配置される。従動カプラ４９は、先端プレート２７ｂの外周から突出しても良い。従動カプラ４９は、原動軸３９の径方向外側の端面に配置される複数の突起４９ａを有する（図２参照）。
【0021】
モータガイド４３は、Ｘ方向に延び、フレーム１１に配置される。モータガイド４３は、直動ガイドである。モータガイド４３は、例えば、直線ガイドである。
モータブラケット４５は、モータガイド４３に配置される。モータブラケット４５は、モータガイド４３に案内されて、結合位置５と離間位置６との間を往復する。
モータブラケット４５は、モータガイド４３に配置される。モータブラケット４５は、モータガイド４３に案内されて、結合位置５と離間位置６との間を往復する。
【0022】
シリンダ４４は、フレーム１１に配置される。シリンダ４４は、モータブラケット４５を径方向（図１のＸ方向）に往復させる。シリンダ４４は、エア源（不図示）や方向制御弁（不図示）を介して、モータブラケット４５を進退させる。シリンダ４４は、例えば、エアシリンダ、電動シリンダである。
【0023】
爪送りモータ４６は、モータブラケット４５に配置される。爪送りモータ４６は、例えば、サーボモータ、ステッピングモータである。爪送りモータ４６は、角度検知センサを有しても良い。角度検知センサは、アブソリュート方式と、インクリメンタル方式のいずれでも良い。
【0024】
原動カプラ４７は、円筒状である。原動カプラ４７は、爪送りモータ４６に接続される。例えば、原動カプラ４７は、爪送りモータ４６の出力軸に直接接続される。原動カプラ４７の中心軸は、回転軸１を通る。原動カプラ４７は、回転軸１に対して径方向内側の端面に配置される複数の突起４７ａを有する。原動カプラ４７は、爪送りモータ４６やモータブラケット４５と共に、Ｘ方向に往復する。原動カプラ４７は、結合位置５において、従動カプラ４９に接続される。このとき、突起４７ａと突起４９ａが噛み合う。結合位置５は、例えば、原動カプラ４７の、回転軸１についての径方向内側のストローク端である。原動カプラ４７は、離間位置６において、従動カプラ４９と離間される。原動カプラ４７が離間位置６にあるときに、回転フレーム２７は、自在に回転できる。
【0025】
爪ユニット５０は、回転軸１を中心にｎ回対称（図２では、ｎ＝３）に配置される。以下、図１の右側（＋Ｘ側）に配置された爪ユニット５０について説明する。
図１及び図２に示すように、爪ユニット５０は、送りねじ５５と、従動傘歯車５７と、スライドブラケット５１と、ボールスプライン（直動ガイド）５６と、従動軸受５２と、スライダ５９と、爪台６０と、当接部６４と、爪穴６５ａと、シール６７とを有する。
図１及び図２に示すように、爪ユニット５０は、送りねじ５５と、従動傘歯車５７と、スライドブラケット５１と、ボールスプライン（直動ガイド）５６と、従動軸受５２と、スライダ５９と、爪台６０と、当接部６４と、爪穴６５ａと、シール６７とを有する。
【0026】
送りねじ５５は、ねじ軸５５ａと、送りナット５５ｂとを有する。送りねじ５５は、例えば、三角ねじ、台形ねじである。ねじ軸５５ａは、径に沿って延びる。従動傘歯車５７は、送りねじ５５の径方向内側の端部に配置される。従動傘歯車５７は、中心傘歯車３１と噛み合う。ねじ軸５５ａの両端部は、従動軸受５２を介して、スライドブラケット５１に支持される。送りナット５５ｂは、スライダ５９に締結される。
【0027】
一対のスライドブラケット５１が、回転軸１についての径方向に配置される。各スライドブラケット５１は、垂直（ＸＺ面）に延びる。スライドブラケット５１は、先端プレート２７ｂの上方で、基端プレート２７ａの下方に配置される。一対のボールスプライン５６は、ねじ軸５５ａの両側に、ねじ軸５５ａに平行に延びる。一対のボールスプライン５６とねじ軸５５ａとの間隔は、同一である。ボールスプライン５６は、スライドシャフト５６ａと、スライドナット５６ｂとを有する。スライドシャフト５６ａの両端は、一対のスライドブラケット５１に支持される。一対のスライドシャフト５６ａは、スライドブラケット５１の両端部に配置される。一対のスライドナット５６ｂは、スライダ５９にそれぞれ締結される。
【0028】
スライダ５９は、一対のボールスプライン５６に案内されて、径方向（Ｘ方向）に往復する。スライダ５９は、中央部に、柱部５９ａを有する。柱部５９ａは、下方に突出して、スライド穴２７ｄを貫通する。
【0029】
爪台６０は、柱部５９ａの下方に接続される。爪台６０は、径方向に延びる。爪台６０は、水平面（ＸＹ平面）に配置される。爪台６０は、先端プレート２７ｂの下方に配置される。爪台６０は、スライダ５９と一体になって径方向に往復する。
【0030】
爪６３は、爪台６０に装着される。爪６３は、当接部６４を有して良い。爪６３は、円柱状であり、回転軸１の方向（Ｚ方向）に延びる。爪６３は、爪台６０の下方に配置される。当接部６４は、爪６３の先端部に配置される。当接部６４は、合成ゴムなどの弾性体でである。当接部６４は、ワーク３に当接する。
【0031】
図１及び図３に示すように、カバー６５は、薄肉の段付き円柱状である。カバー６５の下方部は、上方部よりも大径である。カバー６５は、サブシャフト２９と、中心傘歯車３１と、爪ユニット５０と、原動軸３９と、原動傘歯車４８とを覆う。カバー６５は、爪穴６５ａを有する。爪６３は、爪穴６５ａを貫通する。従動カプラ４９は、カバー６５の側面を貫通する。
【0032】
シール６７は、爪穴６５ａと爪６３との間を覆う。シール６７は、例えば、一対のブラシ６７１である。図３に示すように、ブラシ６７１は、植毛台６７ａと、毛材６７ｂとを有する。植毛台６７ａは、爪穴６５ａの周方向の両端部に配置される。植毛台６７ａは、径方向に延びる。毛材６７ｂは、爪穴６５ａの中心に向かって延びる。毛丈は、爪穴６５ａの幅の約半分である。シール６７は、洗浄液や切りくずの流入を抑制する。
なお、シール６７は、伸縮カバーでも良い。伸縮カバーは、例えば、ロールカバー、テレスコピックカバー、蛇腹である。
なお、シール６７は、伸縮カバーでも良い。伸縮カバーは、例えば、ロールカバー、テレスコピックカバー、蛇腹である。
【0033】
図４に示すように、制御装置７１は、シーケンス制御手段７３と、記憶手段８１と、爪送り制御手段７５と、回転モータ制御手段８９と、シリンダ制御手段９１と、入出力手段９３とを有する。
シーケンス制御手段７３は、処理シーケンスに従って、爪送り制御手段７５と、回転モータ制御手段８９と、シリンダ制御手段９１と、入出力手段９３とを統括する。
シーケンス制御手段７３は、処理シーケンスに従って、爪送り制御手段７５と、回転モータ制御手段８９と、シリンダ制御手段９１と、入出力手段９３とを統括する。
【0034】
記憶手段８１は、チャック径ｄ０と、チャックオフセット量ｄ１と、上限速度ｎ０と、早送り速度ｎ１と、上限トルクＴｒ０と、クランプ完了閾値Ｔｒ１と、時間閾値ｔ０と、回転速度ｎ２とを格納する。
ここで、チャック径ｄ０は、ワーク３をチャックするときの爪６３の径である。チャックオフセット量ｄ１は、ワーク３をチャックするときの爪６３の早送り終点からチャック径ｄ０までの距離である。チャックオフセット量ｄ１は、ワーク３の径のばらつきや、回転軸１と各爪６３との距離差や、ワーク３の回転軸１からの偏心量の和よりも若干大きい。上限速度ｎ０は、ワーク３をチャックするときの爪送りモータ４６の回転速度ｎの上限である。早送り速度ｎ１は、爪送りモータ４６の早送り速度である。
ここで、チャック径ｄ０は、ワーク３をチャックするときの爪６３の径である。チャックオフセット量ｄ１は、ワーク３をチャックするときの爪６３の早送り終点からチャック径ｄ０までの距離である。チャックオフセット量ｄ１は、ワーク３の径のばらつきや、回転軸１と各爪６３との距離差や、ワーク３の回転軸１からの偏心量の和よりも若干大きい。上限速度ｎ０は、ワーク３をチャックするときの爪送りモータ４６の回転速度ｎの上限である。早送り速度ｎ１は、爪送りモータ４６の早送り速度である。
【0035】
上限トルクＴｒ０は、ワーク３をチャックするときの爪送りモータ４６のトルクＴｒの上限である。ここで、上限トルクＴｒ０は、爪送りモータ４６が爪６３を送ったときに、爪６３の送り抵抗によって容易に到達しない程度の値である。クランプ完了閾値Ｔｒ１は、クランプが完了するときのトルクＴｒの閾値である。クランプ完了閾値Ｔｒ１は、上限トルクＴｒ０よりもわずかに小さく設定される。例えば、クランプ完了閾値Ｔｒ１は、上限トルクＴｒ０の９０～９５％の値である。
時間閾値ｔ０は、トルクＴｒがクランプ完了閾値Ｔｒ１以上となる時間の閾値である。例えば、時間閾値ｔ０は、０．２～０．６ｓである。回転速度ｎ２は、回転モータ２１の回転速度である。
時間閾値ｔ０は、トルクＴｒがクランプ完了閾値Ｔｒ１以上となる時間の閾値である。例えば、時間閾値ｔ０は、０．２～０．６ｓである。回転速度ｎ２は、回転モータ２１の回転速度である。
【0036】
チャック径ｄ０と、チャックオフセット量ｄ１と、上限速度ｎ０と、早送り速度ｎ１と、上限トルクＴｒ０と、クランプ完了閾値Ｔｒ１と、時間閾値ｔ０と、回転速度ｎ２は、入出力手段９３を介して記憶手段８１に入力又は転送される。
ここで、上限速度ｎ０と、早送り速度ｎ１と、上限トルクＴｒ０は、省いても良い。
ここで、上限速度ｎ０と、早送り速度ｎ１と、上限トルクＴｒ０は、省いても良い。
【0037】
なお、爪送りモータ４６の角度検知センサがインクリメント方式であるときには、チャック径ｄ０と、チャックオフセット量ｄ１を省いても良い。このときに、チャック時において、爪６３の早送り停止位置におけるスライダ５９の位置を検出するリミットスイッチ（不図示）を回転フレーム２７に配置しても良い。
なお、複数のワーク３が混流する場合がある。爪送りモータ４６の角度検知センサがインクリメント方式であり、かつ、複数のワーク３が混流する場合には、複数のリミットスイッチ（不図示）を設けても良い。リミットスイッチは、回転フレーム２７に配置され、早送りを終了する位置にある爪台６０又はスライダ５９を検出する。この場合、混流する最大ワークに対応する一つのリミットスイッチを設けても良い。
なお、複数のワーク３が混流する場合がある。爪送りモータ４６の角度検知センサがインクリメント方式であり、かつ、複数のワーク３が混流する場合には、複数のリミットスイッチ（不図示）を設けても良い。リミットスイッチは、回転フレーム２７に配置され、早送りを終了する位置にある爪台６０又はスライダ５９を検出する。この場合、混流する最大ワークに対応する一つのリミットスイッチを設けても良い。
【0038】
爪送り制御手段７５は、電源制御手段７６と、速度制御手段７７と、トルク監視手段７８と、タイマー７９とを有する。
電源制御手段７６は、爪送りモータ４６を励磁し、消磁する。
電源制御手段７６は、爪送りモータ４６を励磁し、消磁する。
【0039】
速度制御手段７７は、チャックするときに、回転軸１から爪６３までの距離ｄがｄ０＋ｄ１に到達するまで（ｄ０＋ｄ１＜ｄのとき）は、爪送りモータ４６を早送りする。すなわち、速度制御手段７７は、爪送りモータ４６の回転速度ｎを早送り速度ｎ１にする。
速度制御手段７７は、チャックするときに、爪６３の回転軸１からの距離ｄがｄ０＋ｄ１以下になったとき（ｄ＜ｄ０＋ｄ１のとき）は、爪送りモータ４６の回転速度ｎを、上限速度ｎ０以下に保つ。速度制御手段７７は、このときに、爪送りモータ４６のトルクＴｒを、上限トルクＴｒ０以下に保ってもよい。
速度制御手段７７は、アンチャックするときに、爪送りモータ４６を早送りする。すなわち、速度制御手段７７は、爪送りモータ４６の回転速度ｎを早送り速度ｎ１にする。停止信号を受信すると、速度制御手段７７は、爪送りモータ４６を停止する。
速度制御手段７７は、チャックするときに、爪６３の回転軸１からの距離ｄがｄ０＋ｄ１以下になったとき（ｄ＜ｄ０＋ｄ１のとき）は、爪送りモータ４６の回転速度ｎを、上限速度ｎ０以下に保つ。速度制御手段７７は、このときに、爪送りモータ４６のトルクＴｒを、上限トルクＴｒ０以下に保ってもよい。
速度制御手段７７は、アンチャックするときに、爪送りモータ４６を早送りする。すなわち、速度制御手段７７は、爪送りモータ４６の回転速度ｎを早送り速度ｎ１にする。停止信号を受信すると、速度制御手段７７は、爪送りモータ４６を停止する。
【0040】
トルク監視手段７８は、爪送りモータ４６のトルクＴｒを監視する。
タイマー７９は、トルク監視手段７８と連動して、トルクＴｒがクランプ完了閾値Ｔｒ１以上となる時間ｔを測定する。例えば、時間ｔが時間閾値ｔ０を超過すると、タイマー７９は、停止信号を発信する。速度制御手段７７は、タイマー７９からの停止信号を受信する。時間ｔが時間閾値ｔ０を超過すると、速度制御手段７７は、爪送りモータ４６を停止する。
タイマー７９は、トルク監視手段７８と連動して、トルクＴｒがクランプ完了閾値Ｔｒ１以上となる時間ｔを測定する。例えば、時間ｔが時間閾値ｔ０を超過すると、タイマー７９は、停止信号を発信する。速度制御手段７７は、タイマー７９からの停止信号を受信する。時間ｔが時間閾値ｔ０を超過すると、速度制御手段７７は、爪送りモータ４６を停止する。
【0041】
回転モータ制御手段８９は、回転モータ２１を回転し、停止させる。回転モータ制御手段８９は、回転フレーム２７を予め定められた原位置９に停止させる。ここで、回転フレーム２７が原位置９にあるときに、従動カプラ４９と原動カプラ４７の回転位相が一致する。
シリンダ制御手段９１は、シリンダ４４を進退させる。
シリンダ制御手段９１は、シリンダ４４を進退させる。
【0042】
入出力手段９３は、Ｉ／Ｏポートや、入出力装置を有する。入出力手段９３は、爪送りモータ４６や、回転モータ２１や、エア源（不図示）や、方向制御弁（不図示）と制御信号を通信する。また、入出力手段９３は、記憶手段８１へ各データを格納し、消去する。
【0043】
図５に従って、本実施形態のチャック及びアンチャック方法を説明する。ここで、ステップＳ１～ステップＳ９はチャック工程を示す。ステップＳ１０は、加工工程における制御を示す。ステップＳ１１～ステップＳ１５は、アンチャック工程を示す。
まず、爪送りモータ４６を消磁する（ステップＳ１）。次いで、原動カプラ４７と従動カプラ４９を結合する（ステップＳ２）。次に、爪送りモータ４６を励磁する（ステップＳ３）。次に、爪を送る（ステップＳ５～Ｓ８）。次に、原動カプラ４７と従動カプラ４９を離間する（ステップＳ９）。次に、回転フレーム２７を回転して、加工を行う。そして、回転フレーム２７の回転を停止する（ステップＳ１０）。加工後、爪送りモータ４６を消磁する（ステップＳ１１）。次いで、原動カプラ４７と従動カプラ４９を結合する（ステップＳ１２）。次に、爪送りモータ４６を励磁する（ステップＳ１３）。次に、爪を送る（ステップＳ１４）。最後に、原動カプラ４７と従動カプラ４９を離間する（ステップＳ１５）。
まず、爪送りモータ４６を消磁する（ステップＳ１）。次いで、原動カプラ４７と従動カプラ４９を結合する（ステップＳ２）。次に、爪送りモータ４６を励磁する（ステップＳ３）。次に、爪を送る（ステップＳ５～Ｓ８）。次に、原動カプラ４７と従動カプラ４９を離間する（ステップＳ９）。次に、回転フレーム２７を回転して、加工を行う。そして、回転フレーム２７の回転を停止する（ステップＳ１０）。加工後、爪送りモータ４６を消磁する（ステップＳ１１）。次いで、原動カプラ４７と従動カプラ４９を結合する（ステップＳ１２）。次に、爪送りモータ４６を励磁する（ステップＳ１３）。次に、爪を送る（ステップＳ１４）。最後に、原動カプラ４７と従動カプラ４９を離間する（ステップＳ１５）。
【0044】
ここで、ステップＳ１とステップＳ１１は、同一である。ステップＳ２とステップＳ１２は、同一である。ステップＳ３とステップＳ１３は、同一である。ステップＳ９とステップＳ１５は、同一である。
以下、各ステップについて、詳細に説明する。
以下、各ステップについて、詳細に説明する。
【0045】
ステップＳ１において、電源制御手段７６は、爪送りモータ４６を消磁する。すると、原動カプラ４７が、原動カプラ４７の中心軸（Ｘ軸）に対して自在に回転可能になる。
ステップＳ２において、シリンダ制御手段９１は、シリンダ４４を伸ばし、原動カプラ４７を結合位置５に移動させる。すると、原動カプラ４７と従動カプラ４９が接続される。このとき、原動カプラ４７が回転自在であるため、原動カプラ４７と従動カプラ４９の位相がわずかにずれていた場合であっても、原動カプラ４７は、従動カプラ４９に倣い、スムーズに挿入される。
ステップＳ２において、シリンダ制御手段９１は、シリンダ４４を伸ばし、原動カプラ４７を結合位置５に移動させる。すると、原動カプラ４７と従動カプラ４９が接続される。このとき、原動カプラ４７が回転自在であるため、原動カプラ４７と従動カプラ４９の位相がわずかにずれていた場合であっても、原動カプラ４７は、従動カプラ４９に倣い、スムーズに挿入される。
【0046】
ステップＳ３において、電源制御手段７６は、爪送りモータ４６を励磁する。
ステップＳ４において、速度制御手段７７は、距離ｄがｄ０＋ｄ１になるまで、爪６３を径方向内側へ送る。ここで、速度制御手段７７は、爪６３を早送りする。爪送りモータ４６は、早送り速度ｎ１で回転する。ステップＳ４は、図６のｔ＝ｔ２～ｔ３の期間に行われる。ここで、図６において、破線は、爪送りモータ４６の回転速度ｎの時間変化を示す。図６において、右の縦軸は、爪送りモータ４６の回転速度ｎを示し、左の縦軸は、爪送りモータ４６のトルクＴｒを示し、横軸は時間を示す。ステップＳ４終了時において、ワーク３と爪６３は、離れている。
ステップＳ４において、速度制御手段７７は、距離ｄがｄ０＋ｄ１になるまで、爪６３を径方向内側へ送る。ここで、速度制御手段７７は、爪６３を早送りする。爪送りモータ４６は、早送り速度ｎ１で回転する。ステップＳ４は、図６のｔ＝ｔ２～ｔ３の期間に行われる。ここで、図６において、破線は、爪送りモータ４６の回転速度ｎの時間変化を示す。図６において、右の縦軸は、爪送りモータ４６の回転速度ｎを示し、左の縦軸は、爪送りモータ４６のトルクＴｒを示し、横軸は時間を示す。ステップＳ４終了時において、ワーク３と爪６３は、離れている。
【0047】
次に、ワーク３に爪６３が接する状態の爪送り（ステップＳ５～ステップＳ８）について説明する。
ステップＳ５において、速度制御手段７７は、爪送りモータ４６の回転速度ｎが上限速度ｎ０以下を保つように、爪６３を送る。好ましくは、速度制御手段７７は、爪送りモータ４６のトルクＴｒが上限トルクＴｒ０を超えないように、爪６３を送る。ステップＳ６において、トルク監視手段７８は、爪送りモータ４６のトルクＴｒを監視する。ステップＳ６は、ステップＳ５と同時に開始される。ステップＳ６は、図６のｔ＝ｔ３～ｔ４の期間に行われる。
ステップＳ５において、速度制御手段７７は、爪送りモータ４６の回転速度ｎが上限速度ｎ０以下を保つように、爪６３を送る。好ましくは、速度制御手段７７は、爪送りモータ４６のトルクＴｒが上限トルクＴｒ０を超えないように、爪６３を送る。ステップＳ６において、トルク監視手段７８は、爪送りモータ４６のトルクＴｒを監視する。ステップＳ６は、ステップＳ５と同時に開始される。ステップＳ６は、図６のｔ＝ｔ３～ｔ４の期間に行われる。
【0048】
図６に示すように、爪６３がワーク３に接触するまでは、爪送りモータ４６は、上限速度ｎ０で回転する。このとき、トルクＴｒは、送りねじ５５の回転抵抗とスライダ５９の抵抗の和に相当する低い値を保つ。爪６３がワーク３に接触すると、トルクＴｒが急激に上昇する。そして、爪送りモータ４６の回転速度ｎは、０に向かって下降する。トルクＴｒがクランプ完了閾値Ｔｒ1以上となると（ステップＳ６でＹｅｓ）、ステップＳ７へ進む。それ以外の場合、速度制御手段７７は、継続して爪送りモータ４６を回転する（ステップＳ５）。
ステップＳ７において、タイマー７９は、トルクＴｒがクランプ完了閾値Ｔｒ1以上となる時間ｔを計測する。時間ｔが時間閾値ｔ０を超過したときに（ステップＳ７でＹｅｓ）、ステップＳ８へ進む。それ以外の場合、速度制御手段７７は、継続して爪送りモータ４６を回転する（ステップＳ５）。
ステップＳ８において、速度制御手段７７は、爪送りモータ４６を停止させる。このとき、回転速度ｎは、実質的に０となる。また、トルクＴｒも実質的に０となる。
ステップＳ７において、タイマー７９は、トルクＴｒがクランプ完了閾値Ｔｒ1以上となる時間ｔを計測する。時間ｔが時間閾値ｔ０を超過したときに（ステップＳ７でＹｅｓ）、ステップＳ８へ進む。それ以外の場合、速度制御手段７７は、継続して爪送りモータ４６を回転する（ステップＳ５）。
ステップＳ８において、速度制御手段７７は、爪送りモータ４６を停止させる。このとき、回転速度ｎは、実質的に０となる。また、トルクＴｒも実質的に０となる。
【0049】
ステップＳ９において、シリンダ制御手段９１は、シリンダ４４を後退させる。爪送りモータ４６と原動カプラ４７は、離間位置６に移動する。原動カプラ４７は、従動カプラ４９から離間する。回転フレーム２７は、回転可能になる。このとき、ねじ軸５５ａは、送りナット５５ｂとの抵抗により回転しない。
【0050】
ステップＳ１０において、回転モータ制御手段８９は、回転モータ２１を回転させる。ここで、ワーク３が加工や洗浄される。その後、回転モータ制御手段８９は、回転モータ２１を停止する。このとき、回転フレーム２７は、原位置９で停止する。
【0051】
ステップＳ１４において、速度制御手段７７は、爪送りモータ４６を回転して、爪６３を径方向外側に移動させる。ここで、速度制御手段７７は、早送りで爪６３を送って良い。
【0052】
本実施形態の回転チャック装置１０によれば、爪６３は、弾性体である当接部６４を有する。そのため、ステップＳ５において、爪６３がワーク３に接触したときに、時間ｔに対してトルクＴｒが直線的に上昇する。そして、トルクＴｒがクランプ完了閾値Ｔｒ１以上を示した時間ｔが時間閾値ｔ０を超過したときに、回転チャック装置１０は、チャックを完了させる。
【0053】
爪６３は、回転軸１について対称に移動する。さらに、爪６３は、上限速度ｎ０に対応する速度でワーク３に近接する。上限速度ｎ０や上限トルクＴｒ０が比較的低く設定されていれば、回転チャック装置１０は、柔らかくワーク３をチャックできる。そして、ワーク３は、自動的に芯出しされる。
回転チャック装置１０は、送りねじ５５を介して、爪台６０を移動させる。そのため、チャック径を大きく設定できる。
上述の作用効果により、回転チャック装置１０は、弾性を有し、大径のワーク３を、歪みを抑制しながら、中心位置にチャックできる。また、回転チャック装置１０は、脆性体の大径のワーク３の芯出しチャックにも適合する。
回転チャック装置１０は、送りねじ５５を介して、爪台６０を移動させる。そのため、チャック径を大きく設定できる。
上述の作用効果により、回転チャック装置１０は、弾性を有し、大径のワーク３を、歪みを抑制しながら、中心位置にチャックできる。また、回転チャック装置１０は、脆性体の大径のワーク３の芯出しチャックにも適合する。
【0054】
本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0055】
３ ワーク
１０ 回転チャック装置
４５ 原動カプラ
４６ 爪送りモータ
４９ 従動カプラ
６３ 爪
１０ 回転チャック装置
４５ 原動カプラ
４６ 爪送りモータ
４９ 従動カプラ
６３ 爪
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】