特許 7114862 ワーク保持装置及びワーク加工方法

(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】

(24)【登録日】2022-08-01

(45)【発行日】2022-08-09

(54)【発明の名称】ワーク保持装置及びワーク加工方法

(51)【国際特許分類】

   B23Q 3/15 20060101AFI20220802BHJP

   B23Q 3/06 20060101ALI20220802BHJP

【ＦＩ】

B23Q3/15 B

B23Q3/06 304H

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2017104559

(22)【出願日】2017-05-26

(65)【公開番号】P2018024081

(43)【公開日】2018-02-15

【審査請求日】2020-04-16

(31)【優先権主張番号】P 2016149855

(32)【優先日】2016-07-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(74)【代理人】

【識別番号】110000280

【氏名又は名称】特許業務法人サンクレスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】横山 孝司

(72)【発明者】

【氏名】成澤 正美

(72)【発明者】

【氏名】黒▲柳▼ 翔吾

(72)【発明者】

【氏名】七里 嘉信

【審査官】荻野 豪治

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－２３０９４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２１０２４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０１－１０９０４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０７４１５７６６（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】特開昭６３－０５７１０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－２２８７６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】独国特許発明第１０２００９０４７９９６（ＤＥ，Ｂ３）

【文献】特開２００２－０５９３２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１７２７０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－０３６５９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｑ ３／００ － ３／１５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

吸着面を有するマグネットチャックと、同一円周上において周方向に等間隔で配置されて円環状のワークの軸方向端面に周方向に間隔をあけて吸着し、当該ワークを３点で保持する前記吸着面より突出して設けられた３個の吸着部材と、を有する第１保持部と、
前記ワークの内周面または外周面に当接する当接部材を有し、当該当接部材によって前記ワークの径方向の移動を制限する第２保持部と、を備え、
前記３個の吸着部材が配置されている周方向の各位相に前記当接部材が配置されているワーク保持装置。

【請求項2】

前記第２保持部は、前記当接部材を前記ワークの径方向に移動自在に支持する支持部材と、前記当接部材に前記ワークの径方向外方または内方へ向く力を付与する作動部材と、を備えている、請求項１に記載のワーク保持装置。

【請求項3】

前記第２保持部は、前記当接部材が前記ワークの内周面または外周面に当接した状態で当該当接部材の径方向の位置を固定する固定部材を備えている、請求項２に記載のワーク保持装置。

【請求項4】

前記固定部材は、流体圧によって駆動される、請求項３に記載のワーク保持装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれかに記載のワーク保持装置を用いて円環状のワークの表面を加工する方法であって、
前記ワークの軸方向一端面を第１保持部における３個の吸着部材に吸着する工程、
前記ワークの内周面または外周面に、第２保持部における当接部材を当接して前記ワークの径方向の移動を制限する工程、及び、
ワーク保持装置によって保持されたワークの表面を加工する工程、を含むワーク加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、円環状のワークを加工する加工装置に適用されるワーク保持装置、及びワーク加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、転がり軸受の外輪及び内輪は、内周面、外周面、及び軸方向端面の寸法精度を高めるために製造過程において表面仕上げ加工が行われる。一般に、表面仕上げ加工には研削装置が用いられており、この研削装置として、円環状のワークの軸方向一端面をマグネットチャックに吸着し、ワークの外周面を複数のシューによって支持した状態で砥石によってワークを研削するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１５－１３６７４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

転がり軸受の外輪及び内輪に対して研削によって表面仕上げ加工を行う場合、外周面、内周面、及び軸方向端面をそれぞれ別の工程で研削する必要があり、各工程で研削装置を変えたりワーク保持装置を入れ替えたりしなければならない。また、ワークには、熱処理等の前工程によって大きな歪が生じていることがあるため、一旦、粗研削を行うことによって大きな歪を除去した後に仕上げ研削を行うという複数段階の研削が必要になる。そのため、表面仕上げ加工に要する作業工数が多くなり、製造コストの増大に繋がる。

【0005】

本願の発明者は、製造コストの削減を図るために、研削加工に代えてハードターニング加工等の切削加工によってワークの表面仕上げを行うことを考えた。これが実現できれば、例えばワークの内周面または外周面と軸方向端面との同時加工が可能となり、また、粗加工を必要とすることなく最初から仕上げ加工を行うことが可能となるため、作業工数を削減することが可能となる。

【0006】

しかし、切削による仕上げ加工によって所望の加工精度を得るためには、加工に伴う負荷に耐えうるワークの強固な保持が必要となる。従来のように、マグネットチャックによってワークの軸方向一端面の全周を吸着すれば強固な保持が可能となるが、ワークに歪がある場合、マグネットチャックの吸着力によってワークの歪を矯正するようにワークが変形してしまう可能性がある。歪を矯正した状態で切削加工を行うと、加工後、マグネットチャックからワークを取り外したときに矯正されていた歪が元に戻り、歪を除去することができない。このような歪の矯正と戻りの問題は、前工程でワークに発生している歪が大きいほど顕著となり、粗加工を行わずに最初から仕上げ加工を行う場合に大きな障害となる。

【0007】

本発明は、ワークを変形させることなく安定して保持することができるワーク保持装置及びワーク加工方法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】

【0008】

本発明のワーク保持装置は、円環状のワークの軸方向端面に周方向に間隔をあけて吸着する３個の吸着部材を有する第１保持部と、前記ワークの内周面または外周面に当接する当接部材を有し、当該当接部材によって前記ワークの径方向の移動を制限する第２保持部と、を備えている。

【0009】

上記構成を有するワーク保持装置は、第１保持部が３個の吸着部材によってワークの軸方向端面を３点で保持する。したがって、ワークの軸方向端面の全周を吸着する場合に比べ、ワークの歪を矯正するようにワークを変形させてしまうことが少なくなり、表面の加工によって好適に歪を除去することが可能となる。また、第１保持部はワークの軸方向端面を３点で保持するため、ワークをがたつくことなく安定した姿勢で保持することができる。また、ワークの軸方向端面の全周を保持する場合と比べてワークを保持する力は低下するが、本発明のワーク保持装置は、ワークの径方向の移動を制限する第２保持部を備えているため、ワークの加工精度を維持するために必要な保持力を十分に確保することができる。

【0010】

前記第２保持部は、前記当接部材を前記ワークの径方向に移動自在に支持する支持部材と、前記ワークの径方向外方または内方へ向く力を前記当接部材に付与する作動部材と、を備えていることが好ましい。
このような構成によって、当接部材をワークの内周面または外周面に確実に当接させることができる。

【0011】

前記第２保持部は、前記当接部材が前記ワークの内周面または外周面に当接した状態で当該当接部材の径方向の位置を固定する固定部材を備えていることが好ましい。
このような構成によって、ワークの径方向の移動を確実に制限することができ、ワークの表面の加工をより高精度で行うことができる。

【0012】

前記固定部材は、流体圧によって駆動されることが好ましい。
このような構成によって、当接部材から離れた位置において当接部材を固定するための操作を行うことができる。

【0013】

本発明は、上記のワーク保持装置を用いて円環状のワークの表面を加工する方法であって、前記ワークの軸方向一端面を第１保持部における３個の吸着部材に吸着する工程、前記ワークの内周面または外周面に、第２保持部における当接部材を当接して前記ワークの径方向の移動を制限する工程、及び、ワーク保持装置によって保持されたワークの表面を加工する工程、を含む。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、ワークを変形させることなく安定して保持することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】第１の実施形態に係るワーク保持装置の正面図である。

【図2】図１におけるＡ－Ａ線断面図である。

【図3】図２におけるＢ－Ｂ線断面図である。

【図4】マグネットチャックの磁極と吸着部材との関係を示す正面図である。

【図5】第２の実施形態に係るワーク保持装置の正面図である。

【図6】第３の実施形態に係るワーク保持装置の図２に相当する断面図である。

【図7】図６のＤ－Ｄ線断面図である。

【図8】ワーク保持装置のエア供給経路を示す側面説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係るワーク保持装置の正面図である。図２は、図１におけるＡ－Ａ線断面図、図３は、図２におけるＢ－Ｂ線断面図である。
第１の実施形態のワーク保持装置１０は、主に、高硬度の切削工具を用いてワークの表面を切削するハードターニング加工装置等の切削装置に適用され、当該切削装置の主軸５０に装着して用いられる。

【0017】

ワーク保持装置１０によって保持されるワークＷは、例えば、転がり軸受の外輪または内輪のような円環状の部材である。図１～３には、ワークＷの一例として円すいころ軸受の外輪を示している。なお、以下の説明において、単に「径方向」というときは、ワークＷの径方向を意味する。
第１の実施形態のワーク保持装置１０は、特に、ワークＷの軸方向両端面Ｗａ，Ｗｂ、及び外周面Ｗｃを切削する際に用いられる。ワークＷの内周面Ｗｄの切削加工には、後述する第２の実施形態のワーク保持装置が用いられる。

【0018】

ワーク保持装置１０は、第１保持部１１と、第２保持部１２とを備えている。
第１保持部１１は、マグネットチャック２１と、吸着部材２２とを備えている。マグネットチャック２１は、円盤状に形成され、切削装置の主軸５０の先端に連結されている。マグネットチャック２１の中心Ｃは、主軸５０の軸心と一致するように配置されている。マグネットチャック２１は、主軸５０とともに主軸５０の軸心回り、すなわち自身の中心Ｃ回りに回転する。マグネットチャック２１の一側面は、永久磁石または電磁石によって磁性体を吸着する吸着面２１ａとされている。

【0019】

吸着部材２２は、円板形状に形成され、マグネットチャック２１に吸着されることによって磁性を帯びる強磁性体である。吸着部材２２は、一側面２２ａがマグネットチャック２１の吸着面に吸着されることによってマグネットチャック２１に取り付けられている。吸着部材２２の他側面２２ｂは、ワークＷを吸着させるためのワーク吸着面２２ｂとされる。

【0020】

吸着部材２２は、マグネットチャック２１の中心Ｃ回りに周方向に間隔をあけて３個設けられている。より具体的には、３個の吸着部材２２が周方向に等間隔、すなわち中心角が１２０°となる間隔で設けられている。ワークＷは、吸着部材２２のワーク吸着面２２ｂに吸着されることによって第１保持部１１に３点で保持される。また、第１保持部１１に保持されたワークＷの中心は、マグネットチャック２１の中心Ｃと一致している。

【0021】

図４に示すように、マグネットチャック２１の吸着面２１ａには、Ｎ極とＳ極との異なる磁極を有する磁石部材２１ｂ，２１ｃが周方向に交互に配列されている。各吸着部材２２は、１つの磁石部材２１ｂ，２１ｃに収まる周方向の幅を有し、２つの磁石部材２１ｂ，２１ｃに跨らないように１つの磁石部材２１ｂ，２１ｃに収まる範囲で設けられている。吸着部材２２の周方向の幅は、例えば、中心角θが６０°以下となるように設定されている。

【0022】

図１～図３に示すように、第２保持部１２は、第１保持部１１に吸着されたワークＷの内周側に配置され、ワークＷの内周面Ｗｄを径方向内側から保持する。第２保持部１２は、当接部材３１と、支持部材３２と、作動部材３３と、固定部材３４とを有する。
当接部材３１は、円柱形状に形成され、先端が球面状に湾曲しているピンである。当接部材３１の先端は、ワークＷの内周面Ｗｄに当接することによってワークＷの径方向の移動を制限する。当接部材３１は、ワークＷの周方向に間隔をあけて複数個設けられている。本実施形態では、６個の当接部材３１が周方向に等間隔に配設されている。

【0023】

支持部材３２は、当接部材３１をワークＷの径方向に移動自在に支持している。支持部材３２は、正面視で六角形状に形成されている。したがって、支持部材３２の外周面３２ｂは、６個の平坦面により構成されている。支持部材３２の中心軸線は、マグネットチャック２１の中心Ｃに一致するように配置されている。支持部材３２は、主軸５０及び第１保持部１１とともに中心Ｃ回りに回転する。

【0024】

支持部材３２の外周面３２ｂを構成する６個の平坦面には、それぞれ当接部材３１を支持するための支持孔３２ａが形成されている。各支持孔３２ａは、支持部材３２の外周面に対して垂直に形成されている。当接部材３１は、各支持孔３２ａに摺動自在に挿入され、先端が支持孔３２ａから突出している。

【0025】

作動部材３３は、当接部材３１に径方向外方へ向く力を付与するものである。本実施形態の作動部材３３は、コイルバネ等の付勢部材であり、当接部材３１に外嵌された状態で支持孔３２ａに挿入されている。作動部材３３の一端は、支持孔３２ａの底部に当接し、作動部材３３の他端は、当接部材３１の長さ方向の中間部に設けられたバネ受け部材３１ａに当接している。したがって、当接部材３１は、作動部材３３によって支持孔３２ａから脱出する方向、すなわちワークＷの径方向外側へ向けて付勢されている。そして、当接部材３１は、作動部材３３による付勢力によって第１保持部１１に吸着されたワークＷの内周面Ｗｄに当接する。作動部材３３の付勢力は、当接部材３１をワークＷの内周面Ｗｄに接触させるために必要な最小限の大きさに設定されている。そのため、作動部材３３の付勢力でワークＷを変形させてしまうことがない。

【0026】

固定部材３４は、支持部材３２の外周面３２ｂに設けられた固定ブロック３４ａと、この固定ブロック３４ａに取り付けられる押圧部材３４ｂとを備えている。固定ブロック３４ａには、ワークＷの径方向に貫通する支持孔３４ａ１が形成され、この支持孔３４ａ１は、支持部材３２に形成された支持孔３２ａに連通している。固定ブロック３４ａには、支持孔３４ａ１に直交する方向にねじ孔３４ａ２が形成されている。ねじ孔３４ａ２は、一端が支持孔３４ａ１において開口し、他端が固定ブロック３４ａの外面において開口している。

【0027】

押圧部材３４ｂは、ねじ孔３４ａ２に螺合されるボルト等からなる。押圧部材３４ｂは、その先端がねじ孔３４ａ２から支持孔３４ａ１に進入し、支持孔３４ａ１に挿入された当接部材３１の外面を押圧する。これによって、当接部材３１の径方向の位置が固定され、当接部材３１の先端をワークＷの内周面Ｗｄに当接させた状態が維持される。

【0028】

従来のワーク保持装置は、マグネットチャックがワークＷの軸方向端面の全周を吸着していたが、本実施形態のワーク保持装置１０は、３個の吸着部材２２によってワークＷの軸方向端面を３点で吸着する。転がり軸受の外輪や内輪等は、表面の仕上げ加工を行う前に熱処理等の前工程が行われ、この前工程によって歪が生じていることがある。従来のワーク保持装置におけるマグネットチャックに歪のあるワークの軸方向一端面を吸着すると、マグネットチャックの吸着面に倣ってワークが平坦に矯正され、その状態でワークＷの軸方向他端面を平坦に加工したとしても、ワークをマグネットチャックから取り外すことによって矯正された歪が元に戻り、加工済みの軸方向他端面にも歪が発生することになる。

【0029】

本実施形態では、第１保持部１１によってワークＷの軸方向一端面Ｗａが３点で吸着されるため、前工程でワークＷに歪が生じていたとしてもその歪を矯正するようにワークＷが変形し難くなり、歪が残ったまま軸方向他端面Ｗｂを加工することができる。そのため、ワークＷの歪を好適に除去することができ、ワークＷの軸方向他端面Ｗｂを所望の平面度で切削することができる。さらに、ワークＷの軸方向一端面Ｗａが３点で吸着されるため、ワークががたついて傾いてしまうこともなく、ワークＷの姿勢を安定させることができる。

【0030】

なお、ワークＷの軸方向一端面Ｗａを４点以上で吸着することによってもワークＷの姿勢を安定させることができるが、この場合、３点の吸着によってワークＷの一応の姿勢が定まるため、残りの１点以上で吸着させることによってワークＷが変形し、歪が矯正される可能性が高くなる。そのため、ワークＷを３点で吸着することがワークの姿勢を安定させつつワークの変形を防ぐために極めて有効である。

【0031】

また、第１保持部１１によってワークＷの軸方向一端面Ｗａを３点で吸着すると、ワークの軸方向一端面の全周を吸着する場合に比べて、ワークを保持する力が低下する可能性がある。そのため、本実施形態のワーク保持装置１０は、複数の当接部材３１によってワークＷの内周面Ｗｄを径方向内側から保持する第２保持部１２を備えているので、第１保持部１１における保持力の低下を第２保持部１２によって補い、切削加工に伴ってワークＷに付与される径方向の力を第２保持部１２によって受けることができる。したがって、本実施形態のワーク保持装置１０によって、ワークＷを強固に保持することができ、所望の加工精度でワークを切削することが可能となる。

【0032】

本実施形態のワーク保持装置１０を用いたワークＷの加工方法の一例について説明する。まず、ワークＷの軸方向一端面Ｗａをワーク保持装置１０により保持し、ワークＷの軸方向他端面Ｗｂを切削装置によって平坦に切削する。
ワークＷの軸方向他端面Ｗｂを平坦に切削した後、ワーク保持装置１０からワークＷを取り外し、ワークＷの軸方向他端面Ｗｂをワーク保持装置１０により保持する。既に加工されたワークＷの軸方向他端面Ｗｂは歪が除去された平坦面に加工されているので、第１保持部１１に吸着させたときに歪が矯正されることもない。また、ワークＷの軸方向他端面Ｗｂは、歪が除去された平坦面に加工されているので、吸着部材２２を備えない状態のマグネットチャック２１の吸着面２１ａに、ワークＷの軸方向他端面Ｗｂの全周を吸着させてもよい。

【0033】

ワークＷの軸方向他端面Ｗｂを保持した後、ワークＷの軸方向一端面Ｗａと、ワークＷの外周面Ｗｃとを切削する。これらの面の切削加工は、切削装置及びワーク保持装置１０を変えることなく同時にまたは連続して行うことができる。そのため、加工時間を短縮することができ、作業工数を削減することができる。ワークＷの軸方向他端面Ｗｂは、歪が除去された平坦面とされているので、ワークＷの軸方向一端面Ｗａも同様に歪のない平坦な面に加工することができ、軸方向両端面Ｗａ，Ｗｂの平行度も高めることができる。

【0034】

以上のように第１の実施形態のワーク保持装置１０によって、ワークＷの内周面Ｗｄを除く表面の切削加工を行うことができる。ワークＷの内周面Ｗｄの切削加工には、次に説明する第２の実施形態のワーク保持装置が用いられる。

【0035】

［第２の実施形態］
図５は、第２の実施形態に係るワーク保持装置を示す正面図である。
本実施形態のワーク保持装置６０は、第１の実施形態と同様に、第１保持部１１と、第２保持部１２とを備える。第１保持部１１の構成は、第１の実施形態とほぼ同様であり、マグネットチャック２１の吸着面２１ａに３個の吸着部材２２を備えている。第２保持部１２は、第１保持部１１によって保持されたワークＷの外周面Ｗｃに当接する複数の当接部材３１と、この当接部材３１を支持する支持部材３２と、当接部材３１に径方向内方へ向く力を付与する作動部材と、当接部材３１の径方向の位置を固定する固定部材３４とを備えている。

【0036】

支持部材３２は、ワークＷの径方向外側に配置された環状の部材とされている。支持部材３２の内周面３２ｃは、六角形に形成されている。したがって、支持部材３２の内周面３２ｃは、６個の平坦面により構成されている。図示はしていないが、支持部材３２の内周面３２ｃには、当接部材３１がワークＷの径方向に摺動自在に挿入される支持孔が形成され、支持孔の内部には作動部材が設けられている。作動部材の付勢力によってワークＷの外周面Ｗｃに当接した当接部材３１は、固定部材３４によって径方向の位置が固定される。支持孔、作動部材、固定部材３４の具体的構成は、第１の実施形態と同様である。

【0037】

第２の実施形態のワーク保持装置６０は、第１保持部１１によってワークＷの軸方向端面を３点で吸着し、第２保持部１２によってワークＷの外周面Ｗｃを保持して径方向外方への移動を制限する。したがって、ワークＷを強固に保持することができ、ワークＷの内周面Ｗｄを所望の加工精度で切削することができる。

【0038】

なお、以上の説明では、第１の実施形態におけるワーク保持装置１０を用いてワークＷの軸方向両端面Ｗａ，Ｗｂ及び外周面Ｗｃを切削したあとに、第２の実施形態におけるワーク保持装置６０を用いてワークＷの内周面Ｗｄを切削することとしたが、これとは逆に、第２の実施形態のワーク保持装置６０を用いてワークＷの軸方向端面Ｗａ，Ｗｂ及び内周面Ｗｄの切削加工を行い、その後、第１の実施形態のワーク保持装置１０を用いてワークＷの外周面Ｗｃの切削加工を行ってもよい。

【0039】

［第３の実施形態］
図６は、第３の実施形態に係るワーク保持装置の図２に相当する断面図である。
本実施形態のワーク保持装置１０は、第２保持部１２の構成が、上記第１の実施形態とは異なっている。具体的に、本実施形態の第２保持部１２は、当接部材３１と、作動部材と、固定部材とが１つの保持ユニット４０として構成され、この保持ユニット４０が支持部材３２に取り付けられている。

【0040】

図７は、図６のＤ－Ｄ線断面図である。なお、図７の上側は、ワークＷの径方向外側に相当し、図７の下側は、ワークＷの径方向内側に相当する。支持部材３２の外周面には、径方向外側に向けて開口する取付孔３２ｄが径方向に沿って形成されている。保持ユニット４０は、当接部材３１、作動部材３３、及び固定部材３４を収容するケーシング４１を備え、このケーシング４１が取付孔３２ｄに挿入された状態で支持部材３２に取り付けられている。

【0041】

ケーシング４１は、円筒形状に形成され、径方向外側に配置される頂壁４１ａと、径方向内側に配置される底壁４１ｂと、頂壁４１ａと底壁４１ｂとの間に配置される側壁４１ｃとを有する。頂壁４１ａには、当接部材３１としてのピンを突出させる開口４１ａ１が形成されている。当接部材３１の径方向外側端部（先端部）は球面状に湾曲し、径方向内側（基端部側）は筒形状に形成された筒状部３１ｂとされている。

【0042】

ケーシング４１の内部の径方向内側には、当接部材３１の径方向の移動を案内するガイド部材４２が設けられている。このガイド部材４２は、当接部材３１の筒状部３１ｂに径方向内側から挿入されるガイド部４２ａを備えている。当接部材３１は、ガイド部４２ａに沿って径方向に移動する。当接部材３１の筒状部３１ｂの内部であって、筒状部３１ｂ内の径方向外端とガイド部４２ａの径方向外端との間には、作動部材３３を構成するコイルバネ等の付勢部材が挿入されている。そして、当接部材３１は、作動部材３３によって径方向外側へ向けて付勢されている。

【0043】

固定部材３４は、流体圧によって駆動される。具体的に、固定部材３４は、当接部材３１の外周側に配置される環状の把持部材３５と、把持部材３５の外周側に配置された環状のピストン部材３６と、把持部材３５とピストン部材３６との間に配置された複数の鋼球等の転動体３７と、ピストン部材３６とガイド部材４２との間に設けられた戻しバネ３８とを備えている。把持部材３５は、周方向の一部が切り欠かれた断面略Ｃ形に形成され、弾性変形によって内径を拡大・縮小させることが可能である。

【0044】

把持部材３５の外周面３５ａは、径方向内側（図７の下側）ほど外径が大きくなるテーパー面に形成されている。また、把持部材３５の外周側に配置されたピストン部材３６の内周面３６ａは、径方向内側（図７の下側）ほど内径が大きくなるテーパー面に形成されている。

【0045】

ピストン部材３６は、ケーシング４１の側壁４１ｃの内周面に沿って径方向に移動自在に設けられている。ピストン部材３６が径方向内側へ移動すると、テーパー面３６ａ、３５ａの作用によって把持部材３５の外周面３５ａがピストン部材３６の内周面３６ａによって締め付けられ、把持部材３５の内径が縮小する。これにより、把持部材３５が当接部材３１に密着し、当接部材３１の径方向の位置が固定される。

【0046】

ピストン部材３６の外周面とケーシング４１の側壁４１ｃの内周面との間には空気が流通可能な流通路４３が形成されている。この流通路４３は、ピストン部材３６と側壁４１ｃとの間に形成された隙間であってもよいし、ピストン部材３６又は側壁４１ｃに形成された１又は複数の溝であってもよい。また、ピストン部材３６の径方向外端面と、ケーシング４１の頂壁４１ａの内面との間には、流通路４３に連通する空気室４４が形成されている。

【0047】

ガイド部材４２とケーシング４１の底壁４１ｂとには、流通路４３を通じて空気室４４に圧縮空気を流すための空気通路４６が形成されている。また、支持部材３２にも、空気通路４６に連通する空気通路４７が形成されている。支持部材３２に形成された空気通路４７は、図６に示すように、径方向内側へ向けて中心Ｃまで延び、当該中心Ｃに沿ってマグネットチャック２１側へ屈曲している。

【0048】

図８は、ワーク保持装置１０のエア供給経路を示す側面図である。主軸５０の軸心及びマグネットチャック２１の中心Ｃ上には空気通路４８が形成され、この空気通路４８が支持部材３２に形成された空気通路４７に連通している。また、空気通路４８は、ロータリージョイント５１を介して圧縮空気供給源５２に接続されている。

【0049】

主軸５０及びマグネットチャック２１に形成された空気通路４８は、軸心（中心Ｃ）上に配置されているために主軸５０の回転によって位置が変動することはなく、ロータリージョイント５１を介して圧縮空気供給源５２に相対回転可能に接続されることで、主軸５０の回転中においても圧縮空気供給源５２から供給された圧縮空気を流通させることができる。

【0050】

圧縮空気供給源５２から各空気通路４８、４７、４６を流れる圧縮空気は、図７のケーシング４１の側壁４１ｃとピストン部材３６との間の流通路４３を通って空気室４４に供給され、ピストン部材３６を径方向内側へ押し下げる。これにより把持部材３５の内径を縮小させて当接部材３１の径方向の位置を固定することができる。また、圧縮空気の供給を停止すると、ピストン部材３６が戻しバネ３８によって径方向外側へ向けて押し戻される。これにより、把持部材３５の内径が再び拡大して当接部材３１の固定が解除される。

【0051】

なお、ガイド部材４２、ケーシング４１の底壁４１ｂ、及び支持部材３２には、ピストン部材３６と当接部材３１とガイド部材４２とで囲まれた空間の空気を外部に排出するためのベント孔４９が形成されている。

【0052】

本実施形態では、圧縮空気供給源５２の動作を制御することによって当接部材３１から離れた位置において自動的に当接部材３１の径方向の位置を固定することができ、第１の実施形態のように当接部材３１の近傍で人手によって押圧部材３４ｂを直接的に操作しなくてもよい。そのため、ワークＷの保持工程の自動化が可能となり、作業工数の低減に寄与することができ、量産設備への適用も可能となる。また、当接部材３１、作動部材３３、固定部材３４が１つの保持ユニット４０としてユニット化されているため、当該保持ユニット４０を支持部材３２に取り付ける作業が容易となり、交換等の保守作業も容易に行うことができる。

【0053】

なお、第３の実施形態においては、圧縮空気供給源５２に代えて油圧供給源を使用してもよく、この場合、油圧によってピストン部材３６を径方向内側に移動させ、把持部材３５の内径を縮小させることができる。また、第３の実施形態のワーク保持装置１０における第２保持部１２は、第２の実施形態のワーク保持装置６０における第２保持部１２のように、ワークＷの外周面に当接部材３１を当接させて保持するものにも適用することができる。

【0054】

本発明は、上記実施形態に限定されることなく特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において変更することが可能である。
例えば、第１保持部１１の中心Ｃは、水平に配置されていてもよいし、垂直に配置されていてもよい。
吸着部材２２は、円板状に限らず、矩形状等の板材により構成することができる。

【0055】

当接部材３１の個数は、特に限定されるものではなく、５個以下または７個以上であってもよい。ただし、ワークＷの径方向の移動を確実に制限するためには、３個以上であることが好ましい。
３個の吸着部材２２は、周方向に関して等間隔に配置されていなくてもよい。ただし、ワークＷを安定して支持するために、２つの吸着部材２２の間の中心角は少なくとも１２０°±３０°（９０°～１５０°）の範囲に設定されていることが好ましい。

【0056】

上記実施形態の作動部材３３は、コイルバネ等の付勢部材により構成されていたが、例えば、油圧等の流体圧によって当接部材３１に径方向外方または内方へ向く力を付与するものであってもよい。例えば、第３の実施形態における圧縮空気供給源５２や、これに代わる油圧供給源を利用して、当接部材３１に径方向外方又は内方へ向く力を付与してもよい。

【0057】

本発明のワーク保持装置は、転がり軸受の外輪及び内輪の保持だけでなく、あらゆる円環状のワークの保持のために利用することができる。
また、本発明のワーク保持装置は、ワークの切削加工だけでなく、研削加工またはその他の加工にも用いることができる。

【符号の説明】

【0058】

１０：ワーク保持装置、１１：第１保持部、１２：第２保持部、２１：マグネットチャック、２２：吸着部材、３１：当接部材、３２：支持部材、３３：作動部材、３４：固定部材、６０：ワーク保持装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】