特許 7173754 ワーク保持用ブラケット

(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】2022-11-08

(45)【発行日】2022-11-16

(54)【発明の名称】ワーク保持用ブラケット

(51)【国際特許分類】

   B23B 31/06 20060101AFI20221109BHJP

【ＦＩ】

B23B31/06

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018089416

(22)【出願日】2018-05-07

(65)【公開番号】P2019195854

(43)【公開日】2019-11-14

【審査請求日】2021-03-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000237271

【氏名又は名称】株式会社ＦＵＪＩ

(74)【代理人】

【識別番号】100125737

【弁理士】

【氏名又は名称】廣田 昭博

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 淳

(72)【発明者】

【氏名】木村 敏隆

【審査官】中川 康文

(56)【参考文献】

【文献】実開昭６３－０７９１３６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０７－１７８６４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２４８２６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１６８６３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／０２２１１８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／００８４４３１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】登録実用新案第３１９１０００（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０００－３５４９０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１８６２０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｂ ３１／００－３３／００

Ｂ２３Ｑ ３／００－３／１５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークを把持部の動作によってクランプおよびアンクランプするチャック装置の装置本体外周部に嵌め合わせる嵌合部材と、
前記嵌合部材と一体に形成され、チャック装置に保持されたワークを支持する支持部材とを有するワーク保持用ブラケット。

【請求項2】

前記嵌合部材は、前記装置本体の外周形状に合わせて環状に形成されたものであり、前記支持部材は、前記装置本体に嵌め合わされた前記嵌合部材の下部に固定され、ワークを下側から支持するものである請求項１に記載のワーク保持用ブラケット。

【請求項3】

前記嵌合部材は、嵌め合わされた前記装置本体への押し付けにより、反力を受けて弾性変形する２個または３個の位置決め部材が、前記チャック装置の中心軸方向に見た場合に、当該中心軸より高い位置に左右が対称になるように配置された請求項１又は請求項２に記載のワーク保持用ブラケット。

【請求項4】

前記位置決め部材はプランジャであり、前記チャック装置の中心軸方向に見た場合に、当該中心軸の真下に配置された位置決め部材である下部プランジャが、上方に位置する前記位置決め部材である上部プランジャよりもワークから離れた位置に固定された請求項３に記載のワーク保持用ブラケット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、チャック装置がアンクランプ状態であってもワークの脱落を防止するワーク保持用ブラケットに関する。

【背景技術】

【0002】

旋盤等の工作機械では、ワーク搬送装置によって主軸チャックに搬送され、切削などの加工後には再びワーク搬送装置によって主軸チャックからワークが取り出され、次の工作機械などへと搬送される。工作機械のチャック装置では、例えばエア圧力によって伸縮するシリンダーを介してチャック爪が開閉し、ワークのクランプ及びアンクランプが行われる。ところで工作機械は、異常信号による緊急停止や夜間サイクルの停止などによってワークを把持したまま稼動停止状態となる場合がある。そして、稼働停止状態が長時間続くことになると、エア抜けによってチャック装置からワークが脱落してしまうことになる。この点、下記特許文献１には、ワーク搬送装置のチャックではあるが、ワークの把持が長時間維持できるように、スプリングの付勢力が常時閉方向に作用するようにした構造が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平７－１７８６４３号公報

【文献】特開２０１６－１６８６３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

前記特許文献１の従来例は、ワークを長時間把持できるようにすることを目的としているが、そのためには特別な構成を付加する必要があり、改良などによってコストが上がってしまうことになる。一方で、ワークの脱落を無くすには、そのワークをチャック装置に残しておくことなく作業者が取り外すようにすればよい。しかし、そこで問題になるのが安全性である。すなわち、稼動停止した工作機械からワークを取り出す場合、作業者が工作機械本体の扉を開けて加工部内に手を入れ、ワークを掴んだ状態でチャック装置を動作さなければならなくなるからである。

【0005】

その際、チャック装置を動作させてワークをアンクランプ状態にしておき、その後に扉を開けて作業者がワークを取り出すようにすることが考えられる。しかし、それでは作業者が取り出す前にワークが脱落してしまい、ワーク自身を傷付けたり、工作機械の内部機器を破損させたりするおそれがある。別の方法としては、作業者が直接取り出すのではなく、ワーク搬送装置を使用してワークの取り出すことも考えられる。しかし、ワーク搬送装置が行う作業は、複数ある加工部のうち加工部ごとの操作でしかワークを取り出せないため、取り出し作業に時間がかかってしまう。

【0006】

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、チャック装置がアンクランプ状態であってもワークの脱落を防止するワーク保持用ブラケット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】

【0007】

本発明に係るワーク保持用ブラケットは、ワークを把持部の動作によってクランプおよびアンクランプするチャック装置の装置本体外周部に嵌め合わせる嵌合部材と、前記嵌合部材と一体に形成され、チャック装置に保持されたワークを支持する支持部材とを有する。

【発明の効果】

【0008】

前記構成によれば、チャック装置の装置本体外周部に嵌合部材を嵌め合わせることによりワーク保持用ブラケットが取り付けられ、嵌合部材と一体に形成された支持部材がチャック装置に保持されたワークを支持する。そのため、チャック装置がアンクランプ状態になったとしても、ワークはワーク保持用ブラケットに支持され、チャック装置に保持された状態が維持される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態のワーク保持用ブラケットをチャック装置に装着した状態を示した側面側断面図である。

【図2】第１実施形態のワーク保持用ブラケットをチャック装置に装着した状態を示した正面図である。

【図3】第１実施形態のワーク保持用ブラケットの変形例を示した側面側断面図である。

【図4】第２実施形態のワーク保持用ブラケットをチャック装置に装着した状態を示した側面側断面図である。

【図5】第２実施形態のワーク保持用ブラケットをチャック装置に装着した状態を示した正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

次に、本発明に係るワーク保持用ブラケットの一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。本実施形態では、工作機械内のチャック装置からワークを取り出す際に使用するワーク保持用ブラケットについて説明する。図１及び図２は、ワーク保持用ブラケットの第１実施形態を示した図である。特に、図１は、チャック装置に対してワーク保持用ブラケットを装着した状態を示した側面側断面図である。また、図２は、ワーク保持用ブラケットを図１の右側（チャック装置正面側）から示した正面図である。

【0011】

先ず、図示するチャック装置８は、中心線Ｏを回転軸にした円柱形状の装置本体１１を有し、その中心側から放射状に切込みが入れられたコレット１２が装置本体１１から突き出している。また、装置本体１１には、ワークＷを軸方向に受ける当金１３なども設けられている。このチャック装置８では、図１に示すように、ワークＷの端面が当金１３に突き当てられて回転軸方向の位置決めが行われ、コレット１２が径方向外側へ広がることにより、ワークＷが内側から掴まれるようにしてクランプされる。

【0012】

本実施形態のワーク保持用ブラケット１は、コレット１２がアンクランプ状態になったとしても、ワークＷがチャック装置８から脱落しないようにしたものである。そのワーク保持用ブラケット１は、装置本体１１の外周部に嵌め合わせる嵌合部材２１を有し、チャック装置８に保持されたワークＷを直接支持する支持部材２２が嵌合部２１に固定されて一体になったものである。例えば、嵌合部材２１および支持部材２２は金属によって形成され、溶接によって接合されている。嵌合部材２１は、円柱形状をした装置本体１１の外周全体に嵌め合わせるようにした、一定幅のリング形状をしたものである。その嵌合部材２１を装置本体１１に嵌め合わせた場合に、下端に位置するように支持部材２２が設けられている。

【0013】

支持部材２２は、図１及び図２に示すように、ほぼ円形である嵌合部材２１の径方向に直交する方向、つまりワーク保持用ブラケット１がチャック装置８に装着された場合に中心線Ｏに沿った方向に腕部２２１が延びている。そして、腕部２２１の先端部分には、上方に向けて直交するように折り曲げられた受け部２２２が形成されている。その支持部材２２は、所定の幅をもった板材であり、嵌合部材２１には下端部分外周面に平面部２１１が形成され、そこに腕部２２１の端部が固定されている。受け部２２２は、腕部２２１より幅が広く形成され、ワークＷに当てられる上端部には、ワークＷの該当する部分の外径に応じた角度でＶ字にカットされた受け面２２５が形成されている。

【0014】

リング形状の嵌合部材２１は、その内径がチャック装置８の装置本体１１の外径よりも僅かに大きく形成されている。そのため、図２において一点鎖線で示すように、チャック装置１１と嵌合部材２１との間には僅かな隙間が生じている。この隙間によってワーク保持用ブラケット１がチャック装置８に対して着脱しやすくなっている。一方で、その隙間がガタを生じさせてしまうため、ワークＷの保持状態の安定性を低下させてしまうことにもなる。そこで、嵌合部材２１には、３箇所にボールプランジャ２３（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ）が設けられている。

【0015】

ボールプランジャ２３は、本体外周面に雄ねじが形成され、嵌合部材２１に形成されたねじ孔に対して図示するようにねじ込まれている。そして、ボールプランジャ２３には嵌合部材２１の外周側からロックナット２４が螺合され、嵌合部材２１に対する径方向の位置決めが行われている。ボールプランジャ２３は、嵌合部材２１の内周側に開口した凹部が形成され、そこにはボールがコイルバネによって外側に向けて付勢されるようにして組み込まれている。チャック装置８にワーク保持用ブラケット１が取り付けられる場合には、このボールプランジャ２３のボールが装置本体１１の外周面に接触し、コイルバネが押し縮められることにより、嵌合部材２１に対する径方向外側へのバネ力が作用することとなる。

【0016】

ボールプランジャ２３は、嵌合部材２１の３個所に設けられているが、図２に示すように、中心線Ｏの真上の位置にボールプランジャ２３ａが１つ設けられ、中心線Ｏより高い位置の左右対称的な位置に２つのボールプランジャ２３ｂ，２３ｃが設けられている。ボールプランジャ２３ｂ，２３ｃが中心線Ｏより高い位置にあることによって、中心線Ｏに向かう径方向のバネ力は、左右幅方向の分力によってワーク保持用ブラケット１を同方向に安定させるほか、上方に引き上げる分力も作用してワーク保持用ブラケット１の取付け状態がより保たれるようになっている。

【0017】

続いて、ワーク保持用ブラケット１の使用について説明する。先ず、ワーク加工時にはチャック装置８がワーク搬送装置からワークＷを受け取ってクランプする。すなわち、ワークＷの中心孔がコレット１２に嵌め合わされ、そのコレット１２が径方向外側へ広がることによりワークＷが内側からクランプされる。そして、何らかの原因で工作機械の稼動が停止してしまうと、作業者がチャック装置８から直接ワークＷを取り出さなければならなくなる。その際、チャック装置８をアンクランプさせると、コレット１２のクランプ位置からワークＷの重心位置が離れているため、ワークＷが脱落してしまうことがある。そこで、本実施形態のワーク保持用ブラケット１が取り付けられる。

【0018】

工作機械が稼動停止した場合、作業者は工作機械本体の扉を開け、加工部内に手を入れ、ワークＷを把持した状態のチャック装置８に対し、図示するようにワーク保持用ブラケット１の取り付けが行われる。例えば、支持部材２２を掴んだ作業者は、ワークＷを通した嵌合部材２１を装置本体１１の外周部に嵌め合わせ、支持部材２２の受け部２２２（受け面２２５）を中心線Ｏの方向に見たワークＷの端部付近に当てるように位置決めする。そのワーク保持用ブラケット１は、ボールプランジャ２３の付勢力で嵌合部材２１の嵌め合わせ状態が維持され、コレット１２のクランプ位置から離れた位置で支持部材２２がワークＷを支えることとなる。

【0019】

次に、作業者は、加工部から手を出して安全な状態を確認した後、手動でチャック装置８を動作させてコレット１２をアンクランプ状態にする。このときワークＷは、中心線Ｏに沿って見た一端部側がコレット１２によって支持され、他端部側がワーク保持用ブラケット１に支持されることにより、チャック装置８に保持された状態が維持される。そこで作業者は、再び工作機械の加工部内に手を入れワークＷとともにワーク保持用ブラケット１をチャック装置８から外して取り出す。

【0020】

従って、ワーク保持用ブラケット１を使用することにより、アンクランプ時のワークＷの脱落を防止することができる。そのため、作業者は、チャック装置８を駆動させる際に工作機械の加工部内に手を入れる必要が無くなり、作業の安全を確保することができる。また、ワーク保持用ブラケット１は、主にリング形状の嵌合部材２１にＬ字形の板材である支持部材２２を一体にした簡単なものであるため、低コストで前記効果を得ることができる。また、嵌合部材２１を装置本体１１の外周部に嵌め合わせるだけの簡単な作業でワークＷを保持することができる。

【0021】

ここで、図３は、前記第１実施形態のワーク保持用ブラケットの変形例を示した側面側断面図である。このワーク保持用ブラケット１Ａは、３つのボールプランジャ２３ａ，２３ｂ，２３ｃに加えて、中心線Ｏの真下の位置にボールプランジャ２３ｄが設けられている。図１に示すようにワークＷを支える場合、ワークＷの荷重Ｆ１は図３に示すように受け部２２２に作用し、ワーク保持用ブラケット１ＡにはＰ部を支点とする図面時計回りのモーメントが作用する。

【0022】

そのため、ボールプランジャ２３ｄは、ワーク保持用ブラケット１Ａに対して荷重Ｆ１の力を打ち消す方向にバネ力Ｆ２が作用するように、中心線Ｏの方向に見て受け部２２２から他のものよりも遠い位置に設けられている。よって、ワークＷを支えるワーク保持用ブラケット１Ａでは、支持部材２２を傾かせる荷重Ｆ１に対して反対側にボールプランジャ２３ｄによるバネ力Ｆ２を作用させることで、ワークＷを保持する姿勢を保つことができる。つまり、チャック装置８のアンクランプ時におけるワークＷの保持状態をより安定させることができる。

【0023】

次に、図４及び図５は、ワーク保持用ブラケットの第２実施形態をチャック装置に対して装着した状態を示した図である。特に、本実施形態は長尺ワークに対するワーク保持用ブラケットであり、図４はその側面側断面図で、図５は正面図である。ワーク保持用ブラケット２は、第１主軸台３１と第２主軸台３２のそれぞれのセンタ３３，３４によって回転支持する長尺ワークＬＷを対象とするものである。第１主軸台３１にはチャック装置３５が設けられ、長尺ワークＬＷは、中心線Ｏ方向の端部が当金３５１に当てて位置決められ、チャック爪３５２によってクランプされる。そして、長尺ワークＬＷは、センタ３３，３４によって回転支持されて軸心が中心線Ｏに合わせられる。

【0024】

本実施形態のワーク保持用ブラケット２は、チャック装置３５の装置本体３５５の外周部に嵌め合わせる嵌合部材４１に対し、チャック装置３５に保持された長尺ワークＬＷを直接支持する支持部材４２が固定されて一体になったものである。例えば、嵌合部材４１および支持部材４２も金属によって形成され、溶接によって接合されている。その嵌合部材４１は、図５に示すようにＣ形をした一定幅の部材であり、両端が同じ高さになるようにして円柱形状をした装置本体３５５に嵌め合わせられる。そして、嵌合部材４１の両端部にはボールプランジャ４３がそれぞれ設けられているが、その位置は中心線Ｏよりも高い位置にある。

【0025】

嵌合部材４１を装置本体３５５に嵌め合わせた場合、その下端部に位置するように支持部材４２が設けられている。支持部材４２は、図４に示すように、中心線Ｏに沿って腕部４２１が水平方向に延び、その腕板４２１に対して２枚の受け板４２３，４２４が固定されている。受け板４２４には２本のロッド４２５の一端が固定され、他端にはねじ穴が形成されている。腕板４２１の先端部分は上方に向けて直交するように折り曲げられ、そこに貫通孔が形成されている。受け板４２３にも貫通孔が形成され、両方の貫通孔をボルト４２６が通され、ロッド４２５のねじ穴に締め付けられることにより、腕板４２１に一体に組み付けられている。

【0026】

本実施形態でも何らかの原因で工作機械の稼動が停止したような場合に、ワークＷを取り出すためワーク保持用ブラケット２が使用される。作業者は工作機械本体の扉を開け、加工部内に手を入れ、ワークＷを把持した状態のチャック装置３５に対し、図示するようにワーク保持用ブラケット２の取り付けが行われる。嵌合部材４１は、Ｃ形の離れた端部間をセンタ３３，３４に支持された長尺ワークＬＷが通るようにして装置本体３５５に嵌め合わせられる。

【0027】

ワーク保持用ブラケット２は、ボールプランジャ４３の付勢力で嵌合部材２１の嵌め合わせ状態が維持される。そして、受け板４２３，４２４は、所定の角度でカットされたＶ字の面に当てられた長尺ワークＬＷを２箇所で支える。作業者は、加工部から手を出して安全な状態を確認した後、手動でチャック装置３５を動作させてアンクランプ状態にする。このとき長尺ワークＬＷは、ワーク保持用ブラケット２に保持された状態が維持されるため、作業者は、再び工作機械の加工部内に手を入れ長尺ワークＬＷとともにワーク保持用ブラケット２を第１及び第２主軸台３１，３２から外して取り出す。

【0028】

従って、ワーク保持用ブラケット２を使用することにより、アンクランプ時の長尺ワークＬＷの脱落を防止することができる。そのため、作業者は、チャック装置３５を駆動させる際に工作機械の加工部内に手を入れる必要が無くなり、作業の安全を確保することができる。また、ワーク保持用ブラケット２は、主に嵌合部材４１に支持部材４２を一体にしたものであるため、低コストで前記効果を得ることができる。また、嵌合部材２１を装置本体１１の外周部に嵌め合わせるだけの簡単な作業でワークＷを保持することができる。特に、Ｃ形の嵌合部材４１にしたことにより、長尺ワークＬＷの両端がセンタ３３，３４に対しても簡単に取り付けられる。

【0029】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、嵌合部材２１（４１）と支持部材２２（４２）は溶接によって一体に形成されているが、ボルト締めなどによって着脱できるようにしたものであってもよい。更に、第１実施形態では支持部材２２は一部材であるが、腕部２２１と受け部２２２を別部材として構成し、両者についてもボルト締めなどによって着脱できるように構成してもよい。

【符号の説明】

【0030】

１…ワーク保持用ブラケット ８…チャック装置 １１…装置本体 １２…コレット ２１…嵌合部材 ２２…支持部材 ２３…ボールプランジャ ２４…ロックナット ２２１…腕部 ２２２…受け部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】