JPH01264703A - チャック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、工作機械において被加工物を把持するチャッ
クに係り、特に、外径把持時と内径把持時におりるジヨ
ウの浮き上り足を同ｍとしうるチャックに関する。

〔従来の技術〕

工作機械において被加工物を把持するブヤックの従来の
ものの一例として特公昭４７−３４５５６＠公報記載の
ものがあり、このものは、軸線の周囲にＲ２されそれぞ
れ半径方向に延在する複数の案内部材を有するボディと
、前記各案内部材内を半径方向に移動可能に設けられた
複数のジヨウと、前記ボディ内に可動に設けられたピス
トンと、前記ジヨウを前記ピストンに切離し自在に結合
させる結合部材とからなり、前記結合部材が切離された
ときに、前記ジヨウが遠心力により半径方向の外方へ移
動することができかつ工作機械の一部を形成づる制御押
圧ローラにより所定の掴み直径に調整されることができ
るものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、前述した従来のものは、ピストンとジヨウと
の間で模作用を行なってジヨウをボディの半径方向に移
動するようにしているので、第１３図に示すように、被
加工物の外周面を把持する外径把持、また被加工物の内
周面を把持する内径把持のいずれの状態においてもジヨ
ウの係合部には、模作用によりボディの半径方向の分力
Ｐ。

のほかボディの軸線方向の分力Ｐ１が作用する。

これらの分力Ｐ　　、Ｐ　　のうち分力Ｐ。による作用
力は、外径把持時および内径把持時において係合部から
のボディの半径方向の距離に正比例するように相互に逆
方向に作用するようになっているが、分力Ｐ１による作
用力は、外径把持時および内径把持時において正負が逆
にはなっているものの、係合部からのボディの半径方向
の距離にかかわらず一定とされている。

この結果、両分力Ｐ、Ｐ１による作用合力の中立点は、
外径把持においては、ボディの了仔方向内方に大きくず
れるのに対し、内径把持においては、ボディの半径方向
外方に大きくずれることになる。ここで、δ　＝１δ　
＋δ　１．δ２＝１　　　　ａｂ １δ８−δｂ１である。したがって、外径把持時と内径
把持時におけるジヨウの係合部に作用する作用力の分力
δ　、δ２に大きな差が生じることになり、ジヨウの浮
き上り遣に大きな差の生じることになる。

本発明は、このような従来のものにおける問題点を克服
し、外径把持時と内径把持時におけるジヨウの浮き上り
囚を等しくしたチャックを提供することを第１の目的と
する。

本発明は、また、このような第１の目的に加え、ジヨウ
を着脱可能としてひとつのジヨウを変則的に異なる被加
工物の把持径が大径のもの、小径のもののいずれにも使
用可能としたチャックを提供することを第２の目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

前述した第１の目的を達成するため請求項第１項のチャ
ックは、ウェッジと係合するピストンをボディの＠線方
向中心孔内に可動に配設するとともに、前記ボディの半
径方向に形成した放射状案内溝内に前記ウェッジと係合
するジヨウを摺動自在に嵌合し、前記ピストンの軸線方
向移動により前記ジヨウを半径方向に移動するようにし
たチャックにおいて、前記ボディの軸線方向に対して傾
斜し前記ウェッジと模作用を行なう案内面を形成すると
ともに、前記ウェッジおよびジヨウにボディの軸線方向
に延在する係合部を形成したことを特徴としている。

また、前述した第２の目的を達成するため請求項第２項
のチャックは、前記ピストンに半径方向外方に突出する
突起を形成するとともに、前記ピストンの背部に、この
ピストンの突起に当接することによりピストンの把持ス
トローク分の移動を許容する当接位置と前記突起に当接
しない退避位置とをとりつる環状ストッパを回転可能に
配設したことを特徴としている。

〔作　用〕

前述した請求項第１項のチャックによれば、ボディの軸
線方向へのピストンの移動によりこのピストンと連動す
るウェッジがボディの案内面との間で模作用を行ない、
ウェッジと係合しているジヨウをボディの半径方向に移
動することができる。

この結果、ジヨウにはボディの軸線方向の分力Ｐ　が作
用せず、この分力Ｐ１は剛性の高いボディで受けるので
、ジヨウの浮き上り缶を外径把持時と内径把持時におい
て等しくすることができ、ジヨウによる被加工物の把持
精度を向上することができる。

また、前述した請求項第２項のチャックによれば、前述
した請求項第１項の作用に加え、必要に応じて環状スト
ッパを回転してピストンの突起に当接しない退避位置に
位置せしめることによりピストンをウェッジとともにボ
ディから一部引抜くことができる。この結果、ジヨウと
ウェッジの係合を解除することができ、そこでジヨウの
向きを変えてウェッジと再係合せしめることにより、ひ
とつのジヨウにより把持径が大径のもの、小径のものと
変則的に異なる被加工物の把持を行なうことができる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例により説明する。

第１図は本発明に係るチャックの実施例を示すものであ
り、はぼ円筒形をなすボディ１には中心孔２が形成され
ており、この中心孔２は、前端側の約２１５の範囲に形
成された小径孔３Ａと、後端側の約３１５の範囲に形成
され小径孔３Ａと同軸的な中径孔３Ｂとさらにこの中径
孔３Ｂより後端部に形成されたわずかな軸線方向良さの
大径孔３Ｃとにより構成されている。

前記ボディ１の前端には、第２図ないし第４図に詳示す
るように、相互に１２０°の角度を隔ててボディ１の半
径方向に延在し前記小径孔３Ａからボディ１の外周面４
に到達する複数（本実施例においては３つ）の放）１状
案内溝５．５・・・が形成されている。各放射状案内溝
５は、ボディ１の先端面６に連通する幅の狭い狭幅部７
Ａとこの狭幅部７Ａの中央部に連通する幅の広い広幅部
７Ｂとにより平面はぼＴ型に形成されており、各放射状
案内溝５にはジヨウ８がボディ１の半径方向に摺動自在
に嵌合されている。

前記ボディ１の先端面６は、第５図に詳示するように、
前記放射状案内溝５の狭幅部７Ａに比較的密に嵌挿され
る平板状の基部９と、この基部、９の両側に突設され、
前記放射状案内溝５の広幅部７Ｂに比較的密に嵌挿され
る１対の板状突起１０゜１０が突設されている。各板状
突起１０は、ボディ１の半径方向に延在するようなＩＩ
良い形状に形成されており、各板状突起１０の側面１１
には、ボディ１の軸線方向に冬山および谷が延在するラ
ック１２が形成されている。また、前記ボディ１の放射
状案内溝５から先端側に突出するジヨウ８の先端部位に
は、階段状に３つの把持部１３゜１３・・−が形成され
ている。

各放射状案内溝５のほぼ延長上となる前記ボディ１の中
径部３Ｂの内周面には、第４図に詳示するように、断面
円弧状でかつボディ１の軸線方向に延在する１対（合計
６箇所）のウェッジ組立用溝１４．１４が間隔を隔てて
形成されており、小径部３Ａおよび中径部３Ｂ間に形成
された環状端面１５Ａの各ウェッジ組立用溝１４に連通
ずる部位には、第１図にも示すように、前端側が半径方
向外方に位置するようにボディ１の軸線方向に対して傾
斜してるウェッジ挿入穴１６が各放射状案内溝５に対し
１対ずつ穿設されている。各ウェッジ挿入穴１６は、前
記環状端面１５Ａ側を円形に形成され、かつ放射状案内
溝５に対し交差されており、ボディ１の前端部にまで到
達している。したがって、各ウェッジ挿入穴１６の内周
面となるボディ１には、各ウェッジ挿入穴１６内に挿入
される後述するウェッジ１７との間で楔作用をなすウェ
ッジ１７よりボディ１の半径方向外方の案内面１８Ａと
、ウェッジ１７よりボディ１の半径方向内方の案内面１
８Ｂとが形成されることになる。

前記ボディ１の中径孔３Ｂには、この中径孔３Ｂ内をボ
ディ１の軸線方向に摺動しうるプランジャ１つが配設さ
れており、このプランジャ１９は、第６図に詳丞するよ
うに、外径をボディ１の中径孔３Ｂとほぼ等しく形成さ
れた円板２０を備えている。この円板２０の先端端面２
１には、相互に１２０°の角度を隔てた扇形状の３つの
台座２２゜２２・・・がそれぞれの弧面を円板２０の外
周面と面一になるように一体に突設されている。さらに
各台座２２の先端側には、各台座２２より円板２０の円
周方向両側に張出す１対の係合縁２４．２４を備えたほ
ぼ扇形状の係合部２３がその弧面を円板２０の外周面と
面一になるように一体に突設されている。

前記プランジャ１９の円板２０の接端面２５には、内周
および外周を円板２０とそれぞれ同径に形成された環状
７ランジ２６（第７図）が複数本のねじ２７．２７・・
・により円板２０と同心的に固定されており、この環状
フランジ２６の外周には、前記ボディ１の対応するウェ
ッジ組立用溝１４内にｆ１嵌される複数の突起２８．２
８・・・が突設されている。これらのプランジャ１９お
よび環状フランジ２６の内周側には、これらのプランジ
ャ１９および環状７ランジ２６に挟持されているドロー
ナツト２９がこれらのプランジャ１９および環状７ラン
ジ２６と前記ボディ１の軸線方向に一体的に移動しうる
ように配設されている。なお、前記ボディ１の中心孔２
内には、前記ドローナツト２９が摺動し得るカバー３０
が配設されている。

前記各ウェッジ挿入武１６内に挿入されるウェッジ１７
Ａ、１７Ｂ（以下、符号１７で総称する）は、第８図に
詳示するように、前記ジヨウ８の正面から見て右側の板
状突起１０に形成されているラック１２に係合するウェ
ッジ１７Ａと、左側の板状突起１０に形成されているラ
ック１２に係合するウェッジ１７Ｂとが相互に面対称と
なるように形成されており、各ウェッジ１７は、前記ボ
ディ１の中心孔２の環状端面１５側のウェッジ挿入穴１
６とほぼ同径の円柱を削溝して形成されている。各ウェ
ッジ１７の先端面３２は、ウェッジ挿大穴１６内に挿入
された状態においてボディ１の前端面６に平行に位置す
るように形成されており、また、各ウェッジ１７の先端
側には、第２図に示すように、前記ボディ１に形成され
た放射状案内溝５にウェッジ挿入穴１６が交差して形成
され、前記案内面１８Ａおよび１８［３を備えた新面は
ぼ半円形状のウェッジ組立用溝１４内にほぼ密に嵌合す
るように各ウェッジ１７の軸線方向に削溝された平滑面
３４が形成されている。この平滑面３４には、前記ジヨ
ウ８の各板状突起１０に形成されたラック１２に噛合し
得るラック３５が、ウェッジ１７がウェッジ挿入穴１６
に挿入された状態においてボディ１の軸線方向に延在す
るようにウェッジ１７の軸線方向に対し傾斜して形成さ
れている。なお、前記ラック３５は、ウェッジ１７の軸
線方向に対し傾斜しているため、ラック３５を構成する
複数の山３６は順次長さを異にしている。また、前記ウ
ェッジ１７のラック３５の隣接位置には、前記ジヨウ８
の後端面３７が当接しないよう切除面３８が形成されて
いる。

前記ウェッジ１７の基端側には、前記プランジャ１９の
係合部２３の係合縁２４に係合しかつこの係合状態にお
いてプランジャ１９のほぼ半径方向に摺動しうる断面３
字状の係合溝３９がウェッジ１７の直径方向に対し傾斜
して形成されており、また、この係合溝３９の近傍のウ
ェッジ１７の表面には、このウェッジ１７をボディ１の
ウェッジ挿入穴１６に対し挿脱を可能とするための平面
状の削溝部４０が形成されている。

なお、前記プランジャ１９、環状フランジ２６およびド
ローナツト２９はピストン４１を構成している。

第４図に戻って前記ボディ１の中心孔２の中径孔３Ｂお
よび大径孔３Ｃ間に形成されている環状端面１５Ｂには
、中径孔３Ｂの円周方向においてウェッジ組立用溝１４
が形成されていない部位のボディ１の軸線方向延長上に
このヂャツクを図示しない工作機械に取付けるための複
数の取付座４２．４２・・・が突設されており、各取付
座４２の外周は大径孔３Ｃと同心状の円弧状とされ、各
取付座４２は大径孔３Ｃの内周面と隔離されている。

各取付座４２の外周面および大径孔３Ｃの内周面間には
、環状のストッパ４３が回転可能に配設されている。こ
のストッパ４３の内周側には、第９図に示すように、隣
位の１対の取付座４２．４２間を遊嵌して前記ウェッジ
組立用溝１４の延長上に臨む複数の当接部４４．４４・
・・が突設されており、各当接部４４は、前記ストッパ
４３の回転位置により前記ボディ１の軸線方向において
前記環状フランジ２６の各環状フランジ２６に当接しう
る位置と当接しえない位置とをとりうるようになってい
る。そして、前記環状フランジ２６の各突起２８がスト
ッパ４３の各当接部４４に当接するまでピストン４１を
ボディ１の軸線方向に移動することによりジヨウ８に所
定の把持ストロークが得られるようになっている。

前記ストッパ４３の先端側の表面には、ボディ１の半径
方向に延在する係合溝４５が形成されており、一方、前
記ボディ１には、前記係合溝４５に対向する軸線方向の
保持穴４６が前端側から形成され、この保持穴４６内に
は回転軸４７が回転自在に収納され、この回転軸４７は
、ボディ１に嵌着され中央間口４９を備えた蓋体４８に
より抜は止めされている。前記回転＠ｈ４７の後端面に
は、前記ストッパ４３の係合溝４５に嵌合する偏心ピン
５０が突設されており、この回転軸４７の１）４喘面に
は、前記蓋体４８の中央間口４９を介してこの回転軸４
７を回転されるための操作溝５１が形成されている。そ
して、この操作溝５１にハンドルを挿入して回転軸４７
を約１３０°回転することによりストッパ４３が回転し
てストッパ４３の各当接部４４が環状フランジ２６の各
突起２８に対向する位置と対向しない位置とを取りうる
ようになっている。なお、前記大径孔３Ｃのストッパ４
３の位置より外側は、チャックの工作機械への取付は代
とされている。

つぎに、前述した構成からなる本実施例の作用について
説明する。

チャックを組立てるには、一体化されているプランジャ
１つ、環状フランジ２６およびドローナツト２９の係合
部２３の各係合縁２４に１対のウェッジ１７△、１７Ｂ
の各係合溝３９を係合せしめるとともに、３個のジヨウ
８をそれぞれ外径把持、内径把持に適合する向きにして
ボディ１の放射状案内溝５内に挿入しておく。そして、
プランジャ１９、環状フランジ２６、ドローナツト２９
からなるピストン４１と各ウェッジ１７をボディ１の中
心孔２内に大径孔３Ｃ側から挿入し、各ウェッジ３１の
先端部を各ウェッジ組立用溝１４に沿わせるようにして
ピストン４１をボディ１の先端側に押し込み、各ウェッ
ジ１７を各ウェッジ挿入穴１６内に挿入する。このよう
にして各ウェッジ１７を各ウェッジ挿入穴１６内に挿入
していくと、各ウェッジ１７のラック３５は各ジ」つ８
の両側のラック１２．１２に係合するので、ストッパ４
３を組立後、回転軸４７を回転してストッパ４３を回転
せしめ、ストッパ４３の各当接部４４を環状フランジ２
６の各突起２８に対向する位置に位置決めする。すると
、ジヨウ８、ウェッジ１７およびプランジャ１９は第１
０図に示すように係合し、チャックは組立てられる。

このようにして組立てられたチャックにより外゛　径把
持を行なうには、第１１図Ａに示すように、ピストン４
１を最先端位置に位置せしめておき、同図に黒矢印で示
すようにピストン４１を後端方向に移動せしめる。する
と、ピストン４１のプランジャ１９の係合縁２４にそれ
ぞれ係合している各ウェッジ１７が同方向に移動しよう
とする。ところが、各ウェッジ１７は、前端側がボディ
１の半径方向外方に位置するように傾斜配置されている
各ウェッジ挿入穴１６内に位置しているため、各ウェッ
ジ１７はボディ１の案内面１８Ａと模作用を行ない、プ
ランジャ１９の各係合縁２４に係合溝３９が摺動するよ
うにしてボディ１の半径方向内方にも移動することにな
る。したがって、各ウェッジ１７は実際は第１１図Ａに
白矢印で示すように移動され、このウェッジ１７のラッ
ク３５とラック１２により係合しているジヨウ８を同図
に白矢印で示す方向に移動せしめて外径把持を行なうこ
とができる。

一方、内径把持を行なうには、第１１図Ｂに示すように
、ピストン４１を環状フランジ２６の各突起２８がスト
ッパ４３の各当接部４４に当接する最後端位δに位置せ
しめておき、同図に黒矢印で示すようにピストン４１を
先端方向に移動せしめる。すると、ピストン４１のプラ
ンジャ１９の係合縁２４にそれぞれ係合している各ウェ
ッジ１７が同方向に移動しようとする。ところが、各ウ
ェッジ１７は、各ウェッジ挿入穴１６内に位置している
ため、各ウェッジ１７はボディ１の案内面１８Ｂと模作
用を行ない、プランジャ１９の各係合縁２４に係合溝３
９が摺動するようにしてボディ１の半径方向外方にも移
動することになる。

したがって、各ウェッジ１７は実際は第１１図Ｂに白矢
印で示すように移動され、このウェッジ１７のラック３
５とラック１２により係合しているジヨウ８を同図に白
矢印で示す方向に移動せしめて内径把持を行なうことが
できる。

ところで、外径または内径の異なる種々の寸法の被加工
物を把持するためにジヨウ８の向きを変えたり、あるい
はジヨウ８の位置の微調整を行なうために各ウェッジ１
７のラック３５に対するジヨウ８のラック１２の係合位
置をずらしたりするには、回転＠４７を回転してストッ
パ４３を回転せしめ、ストッパ４３の各当接部４４がボ
ディ１の軸線方向において環状フランジ２６の突起２日
に対向しない退避位置に位置せしめる。そして、ピスト
ン４１を第１図において左方向に移動せしめる。すると
環状７ランジ２６がストッパ４３の内周側に位置するよ
うにして大径孔３Ｃ内に臨む図示しない工作機械のスピ
ンドル５２（またはアダプタ）に当接する。すると、こ
の状態においては各ウェッジ１７のラック３５がジヨウ
８のラック１２との係合を解除されるので、放射状案内
溝５内においてジヨウ８の位置を多少ずらすとか放射状
案内溝５からジヨウ８を取出してジヨウ８の向ぎを変え
た上で放射状案内溝５内に挿入するなどのジヨウ８の調
整を行なう。その後、ピストン４１を第１図において右
方向に移動せしめてボディ１の中径孔３Ｂ内に再挿入せ
しめるようにして各ウェッジ１７のラック３５をジヨウ
８のラック１２に再係合し、回転軸４７を回転してスト
ッパ４３を回動せしめ、環状７ランジ２６の扱は止めを
行なえばよい。

このように本実施例によれば、ジヨウ８とウェッジ１７
とが楔作用を行なうわけではなく、ボディ１がウェッジ
１７と楔作用を行なうので、前述した第１３図における
Ｐｌによる作用力がジヨウ８に作用することがない。し
たがって、ジヨウ８の浮き上り吊を外径把持時と内径把
持時において同番とすることができる。この結果、ボデ
ィ１の軸線方向におけるジヨウ８の安定性がよく、把持
精度を向上することができる。

また、チャックの回転時に発生するジヨウ８の遠心力は
ウェッジ１７を介してボディ１のウェッジ挿入穴１６の
各案内面１８Ａ、１８Ｂに作用するので、ジヨウ８の遠
心力の一部を剛性の強いボディ１がその軸線方向力とし
て受けることができ、高速回転に適用することができる
。さらに、回転軸４７およびストッパ４３の回転により
環状フランジ２６をスピンドル５２（またはアダプタ）
に当接する位置までピストン４１を引出すだけでジヨウ
８をウェッジ１７との係合から解除することができ、ジ
ヨウ８の交換を狭い空間において簡単に行なうことがで
きる。

〔発明の効果〕

以上説明したように請求項第１項のチャックによれば、
外径把持時および内径把持時におけるジヨウの浮き上り
ｍを同量にしてジヨウによる被加工物の把持精度を向上
することができる。

また請求項第２項のチャックによれば、請求項第１項の
効果に加え、ジヨウの交換、位置調整、回転などを狭い
空間において簡単に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るチャックの実施例を示す縦断面正
面図、第２図は第１図の一部縦断面右側面図、第３図は
第２図のボディを省略した平面図、第４図はボディの斜
視図、第５図はジヨウの斜視図、第６図はプランジャの
斜視図、第７図は環状フランジの斜視図、第８図は両ウ
ェッジの斜視図、第９図はストッパの斜視図、第１０図
はジヨウ、ウェッジおよびプランジャの係合状態を示す
斜視図、第１１図Ａ、Ｂは外径把持時および内径把持時
の作用を示す概略縦断面正面図、第１２図はジヨウの交
換時の状態を示す第１１図と同様の図、第１３図は従来
のものにおける外径把持時と内径把持時の作用力を示す
説明図である。 １・・・ボディ、２・・・中心孔、５・・・放射状案内
溝、８・・・ジヨウ、１２．３５・・・ラック、１４・
・・ウェッジ組立用溝、１６・・・ウェッジ挿入穴、１
７．’１７Ａ、１７Ｂ・・・ウェッジ、１９・・・プラ
ンジャ、２６・・・環状７ランジ、２９・・・ドローナ
ツト、４１・・・ピストン、４３・・・ストッパ、４７
・・・回転軸。 出願人代理人　　中　　尾　　俊　　輔第　１　図 第　２　図 第　３　図 ／ｌ 第　ｚ　図 第　７　図 高７図 嬉　２ｒＭ 第１／図 第７３図 斉怪抛迅翫　　　　　　　Ｉハ牲キ巴イＬ手続補正書 特 事件の表示 昭和６３年　特許願　第８９９６９号 発明の名称 チ　　ャ　　ッ　　り 補正をする者 事件との関係　　特許出願人 株式会社　北　川　鉄　工　所 第１図、第２図、第３図、第４図、第５図、第６図、第
７図、第８図、第９図、第１０図、第１１図Ａ、Ｂ１第
１２図および第１３図を別紙の通り訂正する。 第１図 第２図 第３図 、１ 第４図 第５図 第６図 第７図 第８ｍ 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ウェッジと係合するピストンをボディの軸線方向中
   心孔内に可動に配設するとともに、前記ボディの半径方
   向に形成した放射状案内溝内に前記ウェッジと係合する
   ジヨウを摺動自在に嵌合し、前記ピストンの軸線方向移
   動により前記ジヨウを半径方向に移動するようにしたチ
   ャックにおいて、前記ボディの軸線方向に対して傾斜し
   前記ウェッジと楔作用を行なう案内面を形成するととも
   に、前記ウェッジおよびジヨウにボディの軸線方向に延
   在する係合部を形成したことを特徴とするチャック。 ２）前記ピストンに半径方向外方に突出する突起を形成
   するとともに、前記ピストンの背部に、このピストンの
   突起に当接することによりピストンの把持ストローク分
   の移動を許容する当接位置と前記突起に当接しない退避
   位置とをとりうる環状ストッパを回転可能に配設したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のチャック。