JP2000308910A - スクロールチャック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単に製造できると共に、精度の高い心出し
を行うことができるスクロールチャックを提供するこ
と。 【解決手段】 所定の軸線６回りに等間隔で配置された
複数個の爪部材１７を、上記軸線６を中心としたうず巻
状の溝部１１を有するスクロール部材１０の上記軸線６
回りの回転に従って半径方向に移動させるスクロールチ
ャックにおいて、上記爪部材１７は、上記スクロール部
材１０が有する上記溝部１１に嵌入する球体２１を有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ホブを使って歯
車を形成するホブ盤などに好適に用いられるスクロール
チャックに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ホブ盤や旋盤などの工作機械では、ワー
クを把持するチャックとして、スクロールチャックを使
用したものがある。このスクロールチャックは、先端部
に所定の軸線回りに等間隔で配置されると共に、半径方
向に移動可能に取着された複数個（一般的に、３個又は
４個）の爪部材と、爪部材の後端側に上記軸線回りに回
転可能に配置されるスクロール部材とを備える。そし
て、スクロール部材には爪部材に対面する先端部に上記
軸線を中心としたうず巻状のスクロール溝を形成する一
方、爪部材にはスクロール部材に対面する後端面に上記
スクロール溝に噛合うラック歯を形成し、スクロール部
材を回転させることによって爪部材が半径方向に移動す
るように構成している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】スクロール溝は、うず
巻状に形成されているので、曲率は外周側では小さいが
中心に近づくにつれて大きくなる。従って、スクロール
溝に噛合わせるラック歯を爪部材に形成する際に、スク
ロール溝との噛合位置が移動してもがたつくことなく良
好な状態で噛合うような歯を形成することは非常に困難
であり、特別な工夫が必要である。そして、特別な工夫
を施してもがたつき等を完全に無くすことはできないた
め、爪部材の半径方向での位置決めを行っても、半径方
向の位置ずれが生じ、ワークの心出作業の精度が低下す
るという問題がある。そして、心出しの精度が低けれ
ば、ワークの加工精度も低下することになり、品質の高
い加工品を得ることができないことになる。

【０００４】そこで、ワークに対応した専用の爪部材を
用いるようにすれば精度の高い心出しを行うことができ
るが、ワークの種類毎に爪部材を作製する必要があるた
め、コストが高くなるという問題がある。

【０００５】また、スクロール部材の溝及び爪部材の歯
は、単純な形状で形成し易いことなどの理由から、いわ
ゆる角形に形成されているが、スクロール溝の溝幅は比
較的小さいため、砥石による研磨作業が困難であるとい
う問題もある。

【０００６】この発明は上記従来の欠点を解決するため
になされたものであって、その目的は、簡単に製造でき
ると共に、精度の高い心出しを行うことができるスクロ
ールチャックを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び効果】そこで請求項１
のスクロールチャックは、所定の軸線６回りに等間隔で
配置された複数個の爪部材１７を、上記軸線６を中心と
したうず巻状の溝部１１を有するスクロール部材１０の
上記軸線６回りの回転に従って半径方向に移動させるス
クロールチャックにおいて、上記爪部材１７は、上記ス
クロール部材１０が有する上記溝部１１に嵌入する球体
２１を有することを特徴としている。

【０００８】上記請求項１のスクロールチャックでは、
スクロール部材１０の溝部１１には爪部材１７の球体２
１が嵌入しており、スクロール部材１０が回転すること
によって溝部１１に対する球体２１の嵌入位置が溝部１
１に沿って移動する。溝部１１は軸線６を中心としたう
ず巻状に形成されているため、爪部材１７はスクロール
部材１０の回転に従って半径方向に移動する。このと
き、球体２１と溝部１１とは、溝部１１の長さ方向に垂
直で球体２１の中心を通る平面と溝部１１の内周部Ｓ１
とが交差する直線上で接触するため、溝部１１の内周部
Ｓ１の形状が均一であれば、溝部１１と球体２１とが相
対的に移動しても接触状態は一定である。従って、がた
つくことなく、爪部材１７を半径方向にスムーズに移動
させることができる。

【０００９】このように請求項１のスクロールチャック
によれば、ワークＷの心出精度が向上すると共に、加工
精度も向上し、品質の高い加工品を得ることが可能とな
る。また、溝部１１の形状は角形に限らず、半円形であ
ってもよいので、容易に形成することができ、さらに爪
部材１７には球体２１を設置するだけでよいので、簡単
に製造することができる。

【００１０】また請求項２のスクロールチャックは、こ
の球体２１よりも径の小さい複数個の支持用球体２６を
円環状に配列して成る支持部２７に嵌入されて任意の方
向に回転可能に支持されていることを特徴としている。

【００１１】上記請求項２のスクロールチャックでは、
爪部材１７の球体２１は任意の方向に回転可能であるの
で、スクロール部材１０を回転させたときの球体２１と
溝部１１との摩擦抵抗が小さくなり、スクロール部材１
０をスムーズに回転させることができ、その結果として
爪部材１７をスムーズに移動させることができる。

【００１２】さらに請求項３のスクロールチャックは、
上記溝部１１の内周部Ｓ１を、幅方向の中点を通り幅方
向に垂直で長手方向に平行な基準面Ｓ０に関して対称と
なると共に、内周部Ｓ１の両側の各１箇所ＰＡ、ＰＢで
上記球体２１と接触するように形成し、さらに、球体２
１と溝部１１との接触位置ＰＡ、ＰＢに対して球体２１
の中心を挟んで対向する位置で球体２１が支持部２７と
接触するように支持用球体２６を配列したことを特徴と
している。

【００１３】上記請求項３のスクロールチャックでは、
球体２１と溝部１１との接触面積が小さくなるので、摩
擦抵抗が減少し、球体２１はスムーズに回転する。ま
た、溝部１１を対称に形成したことによって、球体２１
を嵌入した際に球体２１の中心は基準面Ｓ０に位置する
ことになり、溝部１１から受ける力は基準面Ｓ０に関し
て対称となる。従って、溝部１１の幅方向の力成分が相
殺されるので、球体２１が幅方向にずれることが防止さ
れ、安定した接触状態を実現することができる。さらに
球体２１が溝部１１から受ける力を、球体２１と溝部１
１との接触位置ＰＡ、ＰＢに関して球体２１の中心を挟
んで対向する位置に配置された支持部２７で受けるよう
にしたので、これによっても球体２１と溝部１１との間
の安定した接触状態を実現することができる。従って、
球体２１と溝部１１との相対的移動がスムーズになるの
で、爪部材１７をスムーズに移動させることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、この発明のスクロールチャ
ックの具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ
詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態である
スクロールチャック１の側断面図であり、図２はスクロ
ールチャック１の正面図である。

【００１５】スクロールチャック１は、ホブを使ってイ
ンボリュート歯形を創成し、歯車などの歯切りを行うホ
ブ盤などに設置され、主にワークＷの心出しに使用され
る。スクロールチャック１は、ホブ盤の上面２に設置さ
れている装着部３の上部に、固定ボルト４、４によって
固定されている。装着部３は、ワークである歯車素材Ｗ
が取り付けられる取付軸５を装着するものであり、取付
軸５は上面２に対して垂直方向に立設して支持される。
これによって、図示しないホブに対するワークＷの高さ
合わせが行われる。それから、スクロールチャック１を
用いて所定の軸線６に対するワークＷの心出しを行って
から、ホブによる歯切りを行う。

【００１６】スクロールチャック１の本体７は、装着部
３の上部に固定ボルト４、４によって固定されている。
本体７は、その中央部に、上方に延びる軸部８を有する
と共に、この軸部８の上面から底面まで貫通する挿通孔
９を有している。この挿通孔９は、上記取付軸５を挿通
させるためのものであり、挿通孔９の中心は軸線６と一
致するように形成されている。従って、軸部８は円筒状
に形成されることになり、その軸線も上記軸線６と一致
するように形成されている。

【００１７】また、軸部８の上端部には、スクロール部
材１０がベアリング１１によって軸線６回りに回転可能
に取りつけられている。スクロール部材１０の上端部に
は、３つの溝部１１ａ、１１ｂ、１１ｃ（総称するとき
は参照符号「１１」を用いる）が形成されている。溝部
１１は、図２に示すように、軸線６を中心としてうず巻
状に形成されており、各溝部１１ａ、１１ｂ、１１ｃは
同一の軌跡を描くように形成されている。但し、形成位
置は軸線６回りに１２０°ずつずれている。溝部１１の
形状は、概ね半円状であるが、正確な形状は後述する。
また、スクロール部材１０の下端部には、後述するかさ
歯車２２との間で伝動機構を構成すべく、軸線６を中心
とした円周上に多数の歯１２を形成して、かさ歯車部分
を形成している。

【００１８】一方、本体７の上部には、軸部８及びスク
ロール部材１０を覆うように保持部材１３が配置されて
いる。保持部材１３は、スクロール部材１０が回転でき
るように、スクロール部材１０の上部及び側部との間に
所定の隙間をあけて配置され、その外周部が複数の取付
ボルト１４によって本体７の外周部に固定されている。
保持部材１３の先端部の中央部分には、上記取付軸５を
挿通させるための挿通孔１５が形成されている。

【００１９】また、保持部材１３は、図２に示すよう
に、先端部に複数個（本実施形態では３個）の溝部１６
ａ、１６ｂ、１６ｃ（総称するときは参照符号「１６」
を用いる）を有する。各溝部１６ａ、１６ｂ、１６ｃ
は、軸線６を中心として半径方向に延びると共に、その
形成方向が等間隔（本実施形態では１２０°）となるよ
うに形成されている。そして、各溝部１６ａ、１６ｂ、
１６ｃには、それぞれ爪部材１７ａ、１７ｂ、１７ｃが
長手方向に沿って摺動可能となるように嵌合されてい
る。従って、保持部材１３は、その上端部に軸線６回り
に等間隔で配置された３個の爪部材１７ａ、１７ｂ、１
７ｃ（総称するときは参照符号「１７」を用いる）を半
径方向に移動可能に保持する。

【００２０】爪部材１７ａ、１７ｂ、１７ｃは、それぞ
れ溝部１６ａ、１６ｂ、１６ｃに嵌合されるベースジョ
ー１８ａ、１８ｂ、１８ｃ（総称するときは参照符号
「１８」を用いる）と、ベースジョー１８ａ、１８ｂ、
１８ｃの上端面に所定の取付機構１９ａ、１９ｂ、１９
ｃ（総称するときは参照符号「１９」を用いる）によっ
て着脱可能に取り付けられるトップジョー２０ａ、２０
ｂ、２０ｃ（総称するときは参照符号「２０」を用い
る）とから成る。トップジョー２０ａ、２０ｂ、２０ｃ
は、円柱状の部品であり、その外周面でワークＷの外周
部又は内周部を把持する。

【００２１】一方、爪部材１７ａ、１７ｂ、１７ｃのベ
ースジョー１８ａ、１８ｂ、１８ｃの後端部には、スク
ロール部材１０の溝部１６ａ、１６ｂ、１６ｃに嵌入さ
れる球体２１ａ、２１ｂ、２１ｃ（総称するときは参照
符号「２１」を用いる）が取り付けられている。従っ
て、スクロール部材１０を回転させれば、爪部材１７は
半径方向に移動する。スクロール部材１０の回転は、ス
クロール部材１０の下端側に配置したかさ歯車２２を、
回転させることによって行う。かさ歯車２２は、本体７
の軸部８の外周部と保持部材１３の内周部との間に軸支
されており、その軸線は軸線６に直交する方向に設定さ
れている。このかさ歯車２２を、スクロール部材１０の
下端部のかさ歯車部分（歯１２）に歯合させることによ
って、回転力が伝達され、スクロール部材１０は軸線６
回りに回転する。

【００２２】また、保持部材１３の側部には、かさ歯車
２２の軸部を軸支する部分に、工具差込部２３が形成さ
れている。この工具差込部２３には、作業者が操作する
所定の工具（図示せず）が嵌入され、工具とかさ歯車２
２の軸部とが連結される。そして、この工具を作業者が
回転させることによって、かさ歯車２２が回転し、これ
に伴ってスクロール部材１０も回転して爪部材１７が半
径方向に移動する。尚、かさ歯車２２及びスクロール部
材１０は、共に正逆転可能であるため、工具を特定方向
に回転させれば爪部材１７は半径方向内方側に移動し、
逆方向に回転させれば爪部材１７は半径方向外方側に移
動する。

【００２３】図３は、球体２１付近の拡大断面図であ
る。爪部材１７の下端部には、略円筒状の球体保持ブッ
シュ２４が嵌入されている。この球体保持ブッシュ２４
内には、略円柱状の押圧部材２５が挿入されている。押
圧部材２５の先端には、球体保持ブッシュ２４の内周面
に沿って複数個の支持用球体２６・２６を隙間なく環状
に配列して支持部２７を形成している。支持用球体２６
の外径は、球体２１より小さく選ぶが、好ましくは１／
４程度に選ぶ。球体２１は、支持部２７に一部が嵌入さ
れて支持されると共に、球体保持ブッシュ２４から外部
に突出して溝部１１に嵌入している。

【００２４】また、押圧部材２５の後端には、サラバネ
２８が配置されている。サラバネ２８は、押圧部材２５
を球体２１に向けて押圧するものであり、この押圧力は
サラバネ２８の後端側に配置された調整ボルト２９を前
進又は後退させることによって調整される。そして、押
圧力を調整することによって、球体２１と溝部１１との
接触状態（接触量など）を調整することができる。

【００２５】一方、溝部１１の内周部Ｓ１は、略半円状
に形成されている。さらに詳しく形状を説明すると、溝
部１１の内周部Ｓ１は、溝部の幅方向の中点を通り幅方
向に垂直で長手方向に平行な基準面Ｓ０に関して対称に
なると共に、内周部Ｓ１の両側の各箇所で球体２１と接
触するような形状に形成されている。即ち、図３に示す
ように、球体２１は溝部１１の接触部ＰＡ、ＰＢに接触
している。接触部ＰＡ、ＰＢは球体２１の中心から見て
基準面Ｓ０から角度θだけ離れた位置に設定されてい
る。そして、溝部１１の接触部ＰＡ、ＰＢ以外の部分Ｐ
Ｃは、球体２１に接触しないようにしていわゆる逃げ部
を形成している。また、支持部２７は、接触部ＰＡ、Ｐ
Ｂに関して球体２１の中心を挟んで対向する位置に配置
されている。即ち、球体２１の中心から見て上記基準面
Ｓ０から角度θだけ離れた位置で球体２１と接触するよ
うに、支持用球体２６を配列している。

【００２６】上記のスクロールチャック１では、スクロ
ール部材１０の溝部１１には爪部材１７の球体２１が嵌
入しており、スクロール部材１０を回転させることによ
って溝部１１に対する球体２１の嵌入位置が溝部に沿っ
て移動する。溝部１１は軸線６を中心としたうず巻状に
形成されており、かつ爪部材１７は半径方向にのみ移動
可能に配置されているため、爪部材１７はスクロール部
材１０の回転に伴って半径方向に移動する。

【００２７】このとき、球体２１と溝部１１とは、溝部
１１の長さ方向に垂直で球体２１の中心を通る平面と溝
部１１の内周部Ｓ１とが交差する直線上にある接触部Ｐ
Ａ、ＰＢで接触するため、溝部１１と球体２１とが相対
的に移動しても接触状態は一定である。また、球体２１
と溝部１１との接触面積が小さくなるので、摩擦抵抗が
減少し、球体２１はスムーズに回転する。従って、がた
つくことなく爪部材１７を半径方向にスムーズに移動さ
せることができる。これによって、ワークＷの心出精度
が向上すると共に、加工精度も向上し、品質の高い加工
品（歯車）を得ることが可能となる。また、溝部１１の
内周部Ｓ１は略半円形状であるので、角形状の場合に比
べて簡単にかつ精度の高い溝部１１を形成することがで
きる。

【００２８】また、球体２１は支持用球体２６から成る
支持部によって任意の方向に回転可能に支持されている
ので、スクロール部材１０を回転させたときの球体２１
と溝部１１との摩擦抵抗が小さくなり、スクロール部材
１０をスムーズに回転させることができ、その結果とし
て爪部材１７をスムーズに移動させることができる。

【００２９】さらに、溝部１１を対称に形成したことに
よって球体２１を嵌入した際に球体２１の中心は基準面
Ｓ０に位置することになり、溝部１１から受ける力は基
準面Ｓ０に関して対称となる。従って、溝部１１の幅方
向の力成分が相殺されるので、球体２１が幅方向にずれ
ることが防止され、安定した接触状態を実現することが
できる。また球体２１が溝部１１から受ける力を支持部
２７で受けるようにしたので、球体２１と溝部１１との
間の安定した接触状態を実現することができる。さらに
は、調整ボルト２９を調整することによって、球体２１
と溝部１１との接触状態（接触量など）を調整すること
ができる。従って、球体２１と溝部１１との相対的移動
がスムーズになるので、爪部材１７をスムーズに移動さ
せることができる。

【００３０】このようにスクロールチャック１は、爪部
材１７の移動量も大きく、心出精度も高いので、様々な
形状のワークの加工に使用することができる。これによ
って、汎用性が向上すると共に、従来のようにワーク毎
に爪部材を準備する必要がなくなり、コストを低減する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態であるスクロールチャッ
クの側断面図である。

【図２】上記スクロールチャックの上面図である。

【図３】上記スクロールチャックが備える球体付近の拡
大断面図である。

【符号の説明】

１ スクロールチャック ６ 軸線 １０ スクロール部材 １１ 溝部 １３ 保持部材 １６ａ 溝部 １６ｂ 溝部 １６ｃ 溝部 １７ａ 爪部材 １７ｂ 爪部材 １７ｃ 爪部材 ２１ａ 球体 ２１ｂ 球体 ２１ｃ 球体 ２６ 支持用球体 ２７ 支持部 Ｗ ワーク Ｓ１ 内周部 Ｓ０ 基準面 ＰＡ 接触部 ＰＢ 接触部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の軸線（６）回りに等間隔で配置さ
   れた複数個の爪部材（１７）を、上記軸線（６）を中心
   としたうず巻状の溝部（１１）を有するスクロール部材
   （１０）の上記軸線（６）回りの回転に従って半径方向
   に移動させるスクロールチャックにおいて、上記爪部材
   （１７）は、上記スクロール部材（１０）が有する上記
   溝部（１１）に嵌入する球体（２１）を有することを特
   徴とするスクロールチャック。
2. 【請求項２】 上記球体（２１）は、この球体（２１）
   よりも径の小さい複数個の支持用球体（２６）を円環状
   に配列して成る支持部（２７）に嵌入されて任意の方向
   に回転可能に支持されていることを特徴とする請求項１
   のスクロールチャック。
3. 【請求項３】 上記溝部（１１）の内周部（Ｓ１）を、
   幅方向の中点を通り幅方向に垂直で長手方向に平行な基
   準面（Ｓ０）に関して対称となると共に、内周部（Ｓ
   １）の両側の各１箇所（ＰＡ）（ＰＢ）で上記球体（２
   １）と接触するように形成し、さらに、球体（２１）と
   溝部（１１）との接触位置（ＰＡ）（ＰＢ）に対して球
   体（２１）の中心を挟んで対向する位置で球体（２１）
   が支持部（２７）と接触するように支持用球体（２６）
   を配列したことを特徴とする請求項２のスクロールチャ
   ック。