JP2000176712A

JP2000176712A - 偏心チャック

Info

Publication number: JP2000176712A
Application number: JP10352668A
Authority: JP
Inventors: Kenshiro Hattori; 健四郎服部; Masaji Fujita; 正司藤田
Original assignee: Menicon Co Ltd
Current assignee: Menicon Co Ltd
Priority date: 1998-12-11
Filing date: 1998-12-11
Publication date: 2000-06-27

Abstract

(57)【要約】【課題】コンタクトレンズ素材等の被加工物を、工作
機械の主軸に対して、該主軸の回転中心軸回りのウエイ
トバランスを保持しつつ、容易に且つ高い位置決め精度
をもって、偏心して取り付けることの出来る偏心チャッ
クを提供すること。【解決手段】チャック保持部材６４を、主軸１４の回
転中心軸２４に対して、第一の偏心量：Ｅ１だけ偏心し
た回動中心軸６６まわりに相対回動可能とすると共に、
該チャック保持部材６４において、被加工物を支持する
チャック６８，７０を、上記回動中心軸６６に対して第
二の偏心量：Ｅ２だけ偏心した位置に設定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、切削加工等を施す被加工物を工
作機械の主軸に取り付けて支持せしめるチャック構造に
関するものであり、特に、被加工物を、主軸の回転中心
軸に偏心して支持可能とする偏心チャックに関するもの
である。

【０００２】

【背景技術】工作機械の主軸に装着されて、切削加工等
を施す被加工物を工作機械の主軸に取り付けて支持せし
めるためのチャック部材の一種として、従来から、主軸
の回転中心軸に対するチャック位置の偏心量を可変とし
た偏心チャックが知られている。かかる偏心チャックと
しては、一般に、（ｉ）主軸の回転中心軸に対するチャ
ック位置の偏心量を調節不能としたものと、（ii）調節
可能としたものがある。

【０００３】ところが、このような従来の偏心チャック
を用いて、例えばプリズムバラスト構造のコンタクトレ
ンズのレンズ面等のように、被加工物に対してその中心
軸から偏心した加工面を切削加工等するような場合に、
加工面の偏心量を変更しようとすると、前者の偏心チャ
ック（ｉ）では、チャック部材そのものを変更しなけれ
ばならず、作業が極めて面倒であった。また、後者の偏
心チャック（ii）では、偏心量の変更そのものは容易と
なるが、偏心量の変更に伴って主軸の回転中心軸まわり
における偏心チャックの重量バランスが崩れてしまうた
めに、主軸の回転作動が不安定となり易く、切削加工精
度が低下するおそれがあり、特に、コンタクトレンズの
レンズ面切削等、高速回転が要求される場合には、要求
される程の回転数の実現さえ困難な場合があった。

【０００４】

【発明が解決すべき課題】本発明は、上述の如き事情を
背景として為されたものであって、その解決すべき課題
とするところは、工作機械における主軸の回転中心軸に
対する偏心量を容易に変更，設定することが出来ると共
に、回転中心軸回りの重量バランスを有利に維持するこ
との出来る、新規な構造の偏心チャックを提供すること
にある。

【０００５】

【解決手段】このような課題を解決するために為された
本発明の態様を、以下に記載する。なお、以下に記載の
各態様は、任意の組み合わせをもって採用可能である。
また、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載の
ものに限定されるものでなく、明細書全体の記載および
図面に記載の発明思想に基づいて認識されることが理解
されるべきである。

【０００６】本発明の第一の態様は、工作機械の主軸に
装着されて、該主軸の回転中心軸に対して被加工物を偏
心して取り付け可能とする偏心チャックであって、工作
機械の主軸に固定されて該主軸と共に回転せしめられる
チャック保持部材を、該主軸の回転中心軸から第一の偏
心量：Ｅ１だけ偏心した回動中心軸回りに該主軸に対し
て相対的に回動変位可能に取り付けると共に、該チャッ
ク保持部材に対して、前記被加工物を支持するチャック
を、該チャック保持部材の回動中心軸から第二の偏心
量：Ｅ２だけ偏心した位置に該被加工物の支持中心軸が
位置するように設ける一方、前記チャック保持部材にお
ける前記チャックを含む重量中心を、該チャック保持部
材の回動中心軸上に設定した偏心チャックを、特徴とす
る。

【０００７】このような第一の態様に係る偏心チャック
においては、チャック保持部材の回動中心軸が、主軸の
回転中心軸に対して偏心せしめられていると共に、チャ
ック保持部材におけるチャックが、チャック保持部材の
回動中心軸に対して偏心位置せしめられていることか
ら、チャック保持部材を主軸に対して相対的に回動させ
ることにより、チャック、ひいては該チャックによる被
加工物の支持位置の、主軸の回転中心軸、ひいては被加
工物の切削等の加工中心軸に対する偏心量を、変更する
ことが出来る。そして、チャック保持部材の主軸に対す
る相対回動量を調節することによって、被加工物の加工
中心軸に対する偏心量を、目的とする値に調節すること
が出来るのである。そこにおいて、チャック保持部材
は、その重量中心が回動中心軸上に設定されていること
から、偏心チャック全体の重量中心を初めに設定してお
けば、チャック保持部材の主軸に対する相対回動量を変
更した場合でも、全体の重量中心が主軸の回転中心軸上
に有利に維持され得ることとなる。

【０００８】従って、かくの如き第一の態様に係る偏心
チャックによれば、回転中心軸回りの重量バランスを維
持しつつ、被加工物（チャック）の加工中心軸（回転中
心軸）に対する偏心量を容易に変更することが出来るの
である。また、それによって、偏心チャック全体の加工
中心軸回りにおける回転作動が、被加工物の偏心量の如
何にかかわらずに滑らかとなり、加工精度の向上が図ら
れ得ると共に、高速回転化も有利に実現可能となるので
ある。

【０００９】なお、かかる第一の態様の偏心チャックで
採用される工作機械としては、一軸回りの回転駆動され
る主軸を備えた各種の機械が採用され得、旋盤や研削盤
の他、汎用工作機械等が採用可能であり、数値制御の工
作機械等も採用され得る。また、チャック保持部材は、
主軸に対して直接に取り付ける他、適当な取付部材を介
して、主軸に対して間接的に取り付けるようにしても良
い。更にまた、そのような取付部材を設ける場合には、
かかる取付部材に対して、チャック保持部材を回動可能
に支持せしめる支持機構や、チャックによる被加工物の
把持と開放を行う駆動手段等を設けることも有効であ
る。また、第一及び第二の偏心量：Ｅ１，Ｅ２の値は、
被加工物の偏心量の設計予定範囲等を考慮して適宜に設
定されるものであって、特に限定されるものでないが、
そこにおいて、第一の偏心量：Ｅ１を大きく設定するこ
とによって、被加工物の偏心量を大きく設定することが
可能となり、また第二の偏心量：Ｅ２を大きく設定する
ことによって、被加工物の偏心量の変更可能範囲を大き
く設定することが可能となる。また、チャック保持部材
の重量中心の設定に際して、被加工物の重量が無視でき
ない程に大きい場合には、被加工物の重量をも考慮する
ことが望ましい。

【００１０】また、本発明の第二の態様は、前記第一の
態様に係る偏心チャックにおいて、前記第一の偏心量：
Ｅ１と前記第二の偏心量：Ｅ２を、同じに設定したこと
を、特徴とする。このような本態様に係る偏心チャック
にあっては、チャック保持部材の主軸に対する特定の相
対回動位置において、被加工物（チャック）の中心軸を
加工中心軸（主軸の回転中心軸）に一致させることが出
来る。それ故、かかる偏心チャックにおいては、チャッ
ク保持部材の主軸に対する相対回動量を調節することに
よって、被加工物に対して、偏心しない加工（偏心量が
０の加工）と偏心した加工との何れをも、施すことが可
能となるのである。

【００１１】また、本発明の第三の態様は、前記第一又
は第二の態様に係る偏心チャックにおいて、前記主軸の
回転中心軸回りの円周方向に滑動せしめられるピストン
を備えたシリンダ機構を、該主軸の回転中心軸回りで複
数設けて、それらのシリンダ機構におけるピストンが、
全体として該主軸の回転中心軸回りの重量バランスを維
持したまま滑動せしめられるようにすると共に、かかる
シリンダ機構によって、前記チャック保持部材を前記主
軸に対して前記回動中心軸回りに駆動するようにしたこ
とを、特徴とする。

【００１２】このような第三の態様に係る偏心チャック
においては、チャック保持部材の主軸に対する相対回動
を、シリンダ機構によって行うことが出来るのであり、
それによって、チャックの偏心量設定の自動化も実現可
能とされる。また、複数のシリンダ機構におけるピスト
ンの全体としての重量中心が、主軸の回転中心上に位置
せしめられ、且つかかるピストン全体の重量中心位置
が、ピストンの滑動に際しても維持されることから、回
転中心軸回りの重量バランスを維持しつつ、チャックの
偏心量の変更を、シリンダ機構によって簡単に行うこと
が出来るのである。

【００１３】また、本発明の第四の態様は、前記第三の
態様に係る偏心チャックにおいて、前記シリンダ機構を
構成するシリンダハウジングを、前記主軸に対して固定
的に形成すると共に、該シリンダハウジングの内部を滑
動せしめられる前記ピストンを、前記チャック保持部材
に対して、相対回転不能に連結する係合機構を設けたこ
とを、特徴とする。このような本態様に係る偏心チャッ
クにおいては、チャック保持部材を回動駆動するための
シリンダ機構と、該シリンダ機構における出力のチャッ
ク保持部材への伝達機構を容易に形成することが出来
る。

【００１４】また、本発明の第五の態様は、前記第三又
は第四の態様に係る偏心チャックにおいて、前記シリン
ダ機構として、前記ピストンを空気圧の作用で駆動せし
めるエアシリンダ機構を採用したことを、特徴とする。
このような本態様に係る偏心チャックにおいては、シリ
ンダ機構が簡単な構造をもって有利に実現され得る。

【００１５】また、本発明の第六の態様は、前記第一乃
至第五の何れかの態様に係る偏心チャックにおいて、前
記チャック保持部材の前記主軸に対する前記回動中心軸
回りの相対回動によって回動方向で互いに当接すること
により、該チャック保持部材の該主軸に対する相対回動
端を規定するストッパ機構を設けたことを、特徴とす
る。

【００１６】このような第六の態様に係る偏心チャック
においては、ストッパ機構を設けたことによって、チャ
ック保持部材の主軸に対する相対回動角度、ひいてはチ
ャック（被加工物）の偏心量を、目的とする値に容易に
設定することが出来る。また、かかるストッパ機構にお
ける回動方向の当接部は、チャック保持部材の回動中心
軸から軸直角方向外方に離間した位置に設定されること
から、チャック保持部材の主軸に対する相対回動角度を
高精度に規定することが可能となる。なお、チャック保
持部材の主軸に対する相対回動角度の設定をより高精度
とするためには、ストッパ機構における回動方向の当接
部を、チャック保持部材の回動中心軸から軸直角方向外
方に充分に離間した位置に設定することが有効であり、
例えば、チャック保持部材において、その軸直角方向中
央よりも外周側に当接部を設定することが望ましい。

【００１７】また、本発明の第七の態様は、前記第六の
態様に係る偏心チャックにおいて、前記チャック保持部
材に形成されて該チャック保持部材の外周面に開口する
切欠窓と、前記主軸側に形成されて該チャック保持部材
の該切欠窓内に突出位置せしめられる位置決め突起とに
よって、前記ストッパ機構を構成し、該位置決め突起の
該切欠窓の内周面への当接によって、該チャック保持部
材の該主軸に対する相対回動端を規定するようにしたこ
とを、特徴とする。このような本態様に係る偏心チャッ
クにおいては、チャック保持部材の主軸に対する相対回
動端を高精度に規定することの出来るストッパ機構が、
有利に実現され得る。

【００１８】また、本発明の第八の態様は、前記第六又
は第七の態様に係る偏心チャックにおいて、前記ストッ
パ機構を、前記主軸の回転中心軸回りで複数設けるに際
して、主軸側に固定されてチャック保持部材側に当接せ
しめられる前記位置決め突起等の固定側ストッパ部材
を、全体としての重量中心が、該主軸の略回転中心軸上
に位置せしめられるようにしたことを、特徴とする。こ
のような本態様に係る偏心チャックにおいては、ストッ
パ機構を設けたことに起因する重量バランスの低下が有
利に軽減され得る。なお、かかる第八の態様における偏
心チャックにおいて、好適には、ストッパ機構が、主軸
の回転中心軸回りで略等間隔に複数設けられる。

【００１９】また、本発明の第九の態様は、前記第六乃
至第八の態様に係る偏心チャックにおいて、前記ストッ
パ機構を複数設けて、そのうちの少なくとも一つのスト
ッパ機構により、前記チャック保持部材の前記主軸に対
する一方向の相対回動端を規定する一方、他の少なくと
も一つのストッパ機構により、該チャック保持部材の該
主軸に対する他方向の相対回動端を規定するようにした
ことを、特徴とする。このような本態様に係る偏心チャ
ックにおいては、チャック保持部材を回動操作すること
によって、他の作業を特に必要とすることなく、チャッ
ク保持部材の主軸に対する相対回動量、ひいてはチャッ
ク（被加工物）の偏心量を、異なる二つの値に容易に且
つ高精度に設定することが出来る。そこにおいて、好適
には、チャック保持部材の主軸に対する前記一方向の相
対回動端の規定位置によって、チャック（被加工物）の
偏心量が０となるように設定される。これにより、被加
工物に対して、偏心しない同心的な加工と、予め設定さ
れた所定量だけ偏心した加工とを、容易に切り換えて実
施することが出来る。

【００２０】また、本発明の第十の態様は、前記第六乃
至第九の態様に係る偏心チャックにおいて、前記ストッ
パ機構における周方向での当接位置を、前記チャック保
持部材と前記主軸との相対回動方向で変更調節可能とし
たことを、特徴とする。このような本態様に係る偏心チ
ャックにおいては、チャック（被加工物）の偏心量の変
更を容易に行うことが出来る。なお、かかるストッパ機
構の当接位置の変更調節機構は、例えば、前記第七の態
様に係る偏心チャックにおいて、主軸側に設けられた位
置決め突起の位置を、主軸に対して周方向に変更設定可
能とすること等によって、有利に実現され得る。

【００２１】また、本発明の第十一の態様は、前記第一
乃至第十の態様に係る偏心チャックにおいて、前記チャ
ック保持部材を前記主軸側に対して、アンギュラベアリ
ングを用いて回動変位可能に取り付けたことを、特徴と
する。このような本態様に係る偏心チャックにおいて
は、チャックによる把持可能な被加工物の重量を有利に
確保することが出来ると共に、チャック（被加工物）の
偏心量をより高精度に位置決めすることが出来、主軸の
高速回転化が有利に実現可能とされる。

【００２２】また、本発明の第十二の態様は、前記第一
乃至第十一の態様に係る偏心チャックにおいて、前記チ
ャック保持部材における回動中心軸まわりの重量バラン
スをとるために、該チャック保持部材に対して、その回
動中心軸から外れた位置にバランス用穴を設けたこと
を、特徴とする。このような本態様に係る偏心チャック
においては、チャック保持部材における回動中心軸まわ
りの重量バランスを、他の部材等を特に必要とすること
なく、簡単な構造をもって調節することが出来る。

【００２３】また、本発明の第十三の態様は、前記第一
乃至第十二の態様に係る偏心チャックにおいて、前記チ
ャック保持部材における回動中心軸上の重量バランスを
とるために、該チャック保持部材の回動中心軸回りの複
数箇所において、調節錘を取り付けることのできる錘装
着部を設けたことを、特徴とする。このような本態様に
係る偏心チャックにおいては、錘装着部をチャック保持
部材の回動中心軸回りの複数箇所に設けたことにより、
微妙な重量バランスの調節が可能となる。また、装着す
る調節錘を選択することによって、より広い重量範囲で
重量バランスの調節が可能となる。なお、錘装着部とし
ては、例えばボルト穴等が有利に採用され得、好適に
は、かかる錘装着部が、チャック保持部材の回動中心軸
回りで４箇所以上、周方向で等間隔に設定される。

【００２４】また、本発明の第十四の態様は、前記第一
乃至第十三の態様に係る偏心チャックにおいて、前記チ
ャック保持部材の材質として、アルミニウム合金を採用
したことを、特徴とする。このような本態様に係る偏心
チャックにおいては、チャック保持部材の軽量化が有利
に図られ得ることから、重量バランスの偏りが軽減され
て、重量バランスを許容範囲内に調節する作業が容易と
なる。また、それによって、主軸の回転速度の更なる高
速化も実現可能とされる。しかも、チャックの部材強
度、ひいては被加工物に対する把持力も有利に確保する
ことが出来る。

【００２５】また、本発明の第十五の態様は、前記第一
乃至第十四の態様に係る偏心チャックにおいて、前記チ
ャックにてコンタクトレンズ素材を把持せしめることに
より、コンタクトレンズのレンズ面切削に用いるように
したことを、特徴とする。このような本態様に係る偏心
チャックにおいては、特にコンタクトレンズの切削加工
用の偏心チャックに用いたことにより、コンタクトレン
ズの切削加工に際して要求される高速回転性と高精度な
位置決め性が、両立して有利に実現され得るのであり、
以て、コンタクトレンズの製作性が飛躍的に向上され得
ることとなる。

【００２６】また、本発明の第十六の態様は、前記第一
乃至第十五の態様に係る偏心チャックにおいて、前記主
軸に取り付けられて、前記チャック保持部材を回動可能
に支持する支持部材において、該チャック保持部材を含
む全体の重量中心を該主軸の回転中心軸上に設定するた
めのバランスウエイトを設けたことを、特徴とする。こ
のような本態様に係る偏心チャックにおいては、チャッ
ク保持部材における重量中心が主軸の回転中心から偏心
していることに起因する、偏心チャック全体の回転中心
軸回りの重量バランスを容易に調節することが可能とな
る。なお、バランスウエイトは、例えば、前記第三の態
様に係る偏心チャックにおいて採用されるシリンダ機構
を構成するシリンダ内等に、好適に配設され得る。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を更に具体的に明ら
かにするために、本発明の実施形態について、図面を参
照しつつ、詳細に説明する。なお、以下の実施形態で
は、コンタクトレンズ素材を工作機械の主軸に取り付け
て支持せしめることにより、コンタクトレンズの切削加
工に用いられる偏心チャックに対して本発明を適用した
ものの一具体例について説明するが、本発明は、コンタ
クトレンズの切削加工だけでなく、金属部品や樹脂部品
等の加工に用いられる各種の工作機械用の偏心チャック
に対して適用可能であることが、理解されるべきであ
る。また、以下の説明中では、原則として、図２及び図
３の上下方向を、単に上下方向ということとする。

【００２８】先ず、図１には、本発明に従う構造とされ
た偏心チャックを備えた旋盤装置の全体構成が概略的に
示されている。この旋盤装置は、レンズ素材１０が、偏
心チャック１２によって取り付けられた主軸１４を備え
たワーク支持装置１６と、バイトを有する切削工具１８
が取り付けられたバイト支持装置２２と、そのバイトを
旋回動作する差動軸２０から構成されている。そして、
ワーク支持装置１６において、主軸１４を、その回転中
心軸２４の回りに高速回転させると共に、バイト支持装
置２２へ近づけて、バイトをレンズ素材１０に接触させ
て作動軸２０によりバイトを旋回させて、レンズ素材１
０のレンズ面を切削加工するようになっている。なお、
この図は、バイトをレンズ素材１０に対して、相対的に
旋回移動するものの一例であり、直交２軸の同時動作、
回転軸と直交軸の同時動作等の方法も含む。

【００２９】そこにおいて、ワーク支持装置１６におい
ては、偏心チャック１２を交換することなく、レンズ素
材１０の中心軸を、その切削加工時の回転中心軸（主軸
１４の回転中心軸）２４に対して、任意の量だけ偏心さ
せて把持することが出来るようになっている。以下、こ
の偏心チャック１２の構造および作用を、具体的に説明
する。

【００３０】図２乃至図７に示されているように、かか
る偏心チャック１２は、ワーク支持装置１６の主軸１４
の先端部にボルト固定されて同一軸上に取り付けられた
略円板形状の取付板２６を有しており、この取付板２６
に対して、略円環板形状のシリンダブロック２８と厚肉
の略円筒形状の支持スリーブ３０が、順次、軸方向で同
一軸上に重ね合わされて相互にボルト固定されることに
よって、支持部材が構成されている。また一方、主軸１
４の外周側には、外方に離間して主軸１４を覆う固定ス
リーブ３６が配設されており、この固定スリーブ３６に
よって、取付板２６およびシリンダブロック２８の外周
面を僅かな隙間を隔てて覆う環状ブロック３８が、固定
的に支持されている。なお、これらの固定スリーブ３６
と環状ブロック３８は、ワーク支持装置１６によって回
転不能に支持されている。

【００３１】シリンダブロック２８には、中央部分を軸
方向に貫通するシリンダ孔３２が設けられており、この
シリンダ孔３２にピストン３４が滑動可能に嵌め込まれ
ていると共に、該シリンダ孔３２で構成されたシリンダ
室に対して、図示しないエア給排路を通じて圧縮空気が
供給可能とされている。これにより、後述するチャック
部材６４の把持／解除作動用（クランプ／アンクランプ
作動用）のエアシリンダ機構が構成されている。また、
支持スリーブ３０には、それぞれ外周面に開口して周方
向に所定長さ（本実施形態では、略１／４周）で延びる
一対のシリンダ溝４０，４２が、回転中心軸２４を挟ん
で上下方向に対向位置して形成されている。更に、支持
スリーブ３０には、その外周面に対して、円筒形状の駆
動リング４４が外挿されて、周方向に摺動可能に装着さ
れており、この駆動リング４４によって、各シリンダ溝
４０，４２の開口が覆蓋されて一対のシリンダ室が形成
されている。また、これら各シリンダ室にピストンとし
ての滑動子４６が嵌め込まれて滑動可能に配設されてお
り、以て、シリンダ溝４０，４２によって、それぞれ、
滑動子４６の両側にエアシリンダ室がそれぞれ形成され
た複動型のエアシンリダ機構４８が構成されている。そ
して、図４及び図５に示されているように、環状ブロッ
ク３８に接続された外部エア管路５０，５２を通じて導
かれた圧縮エアが、環状ブロック３８と取付板２６，シ
リンダブロック２８，支持スリーブ３０によって協働し
て形成されたエア通路５４，５６を通じて、エアシリン
ダ機構４８，４８における各何れか一方のエアシリンダ
室にそれぞれ供給されるようになっている。以て、外部
管路５０，５２を通じて供給される圧縮エアを、図示し
ないバルブで切り換えることにより、各エアシリンダ機
構４８，４８において、滑動子４６，４６が、それぞれ
周方向で同一方向に駆動されるようになっている。

【００３２】また、各滑動子４６，４６は、駆動リング
４４にねじ止めされた係止ピン５８によって、駆動リン
グ４４に対して周方向に相対変位不能に係止されてい
る。なお、滑動子４６の滑動性を阻害しないように、係
止ピン５８は、滑動子４６に対してねじ固定されていな
いことが望ましい。これにより、各エアシリンダ機構４
８，４８の滑動子４６，４６によって、協働して、駆動
リング４４に対して、該駆動リング４４を周方向に回転
駆動せしめる駆動力が及ぼされるようになっている。

【００３３】さらに、図２及び図４等に示されているよ
うに、支持スリーブ３０の内孔６０には、二つのベアリ
ング６２，６２が嵌着固定されており、これらのベアリ
ング６２，６２を介して、チャック保持部材としてのチ
ャック部材６４が、支持スリーブ３０によって、ベアリ
ング６２，６２の回動中心軸６６の回りに回動可能に支
持されている。

【００３４】このチャック部材６４は、円筒形状のチャ
ックスリーブ６８に対してコレット７０が同軸的に挿入
配置されたコレットチャック構造を有しており、チャッ
クスリーブ６８に固定的に内挿配置されてレンズ受台を
兼ねる固定スリーブ６９と該コレット７０の間に配設さ
れたコイルスプリング７２によって、コレット７０が引
き込み方向に付勢されて、図示しないレンズ素材に対す
るクランプ力が付与されるようになっている。なお、コ
レット７０でクランプされるレンズ素材の中心軸は、コ
レット７０の中心軸８６と一致することとなる。また、
レンズ素材を有利に把持するために、本実施形態では、
三つ割りタイプのコレット７０が好適に採用される。

【００３５】また、図２及び図３等に示されているよう
に、チャック部材６４のチャックスリーブ６８には、軸
方向中間部分から径方向外方に広がる円板形状の取付プ
レート７４が一体形成されており、この取付プレート７
４が、ベアリング６２，６２の内輪に固着された円筒形
状の取付シャフト７６の軸方向一端面に重ね合わされ
て、該取付シャフト７６に固着されている。取付シャフ
ト７６は、軸方向一方の端部に円環状の鍔部７８を有し
ていると共に、軸方向他方の端部にロックナット８０が
螺着される雄ねじ溝が設けられており、ベアリング６
２，６２の内輪に嵌入されて、鍔部７８とロックナット
８０の間でベアリング６２，６２の内輪を軸方向に挟圧
することにより、ベアリング６２，６２の内輪に固定さ
れている。そして、この取付シャフト７６の鍔部７８に
対して、チャック部材６４の取付プレート７４が重ね合
わされて、同心的に配された複数本（本実施形態では、
６本）の固定ボルト８２によって固定されている。これ
により、チャック部材６４が、ベアリング６２，６２を
介して、支持スリーブ３０に取り付けられ、更に、シリ
ンダブロック２８と取付板２６を介して、主軸１４に取
り付けられて支持されているのである。また、そのよう
な取付状態下、チャック部材６４は、ベアリング６２，
６２の中心軸を回動中心軸６６として、支持スリーブ３
０ひいては主軸１４に対して、該回動中心軸６６の回り
に回動可能とされている。

【００３６】なお、上記ベアリング６２，６２として
は、重予圧のアンギュラベアリングが採用されていると
共に、ロックナット８０は、ロックねじ付きのものが採
用されている。これにより、チャック部材６４が、主軸
１４に対して、軸方向および径方向に高精度に位置決め
された状態で、回動中心軸６６の回りの回動が許容され
るようになっている。また、上述の如き偏心チャック１
２を構成する各部材は、例えば取付シャフト７６やチャ
ックスリーブ６８（取付プレート７４を含む）等の大き
な強度の要求される部材を除いて、アルミニウム合金
材、特に表面硬質アルマイト処理を施したものを採用す
ることが、その軽量性故に望ましい。

【００３７】ここにおいて、ベアリング６２，６２は、
主軸１４の回転中心軸２４に対して、図２及び図３中、
下方に第一の偏心量：ｅ１だけ偏心して組付けられてい
る。これにより、チャック部材６４の回動中心軸６６
と、主軸１４の回転中心軸２４は、互いに第一の偏心
量：ｅ１だけ相対偏位せしめられている。要するに、チ
ャック部材６４は、全体として、主軸１４の回転中心軸
２４上でなく、該回転中心軸２４に対して第一の偏心
量：ｅ１だけ相対偏位した回動中心軸６６の回りで、主
軸１４に対して相対回動可能に支持されているのであ
る。なお、ベアリング６２，６２を、主軸１４の回転中
心軸２４に対して偏心設定したことにより、その分だ
け、回転中心軸２４回りのウエイトバランスが崩れる。
そこで、本実施形態では、図４に示されているように、
主軸１４の回転中心軸２４に対するチャック部材６４の
回動中心軸６６の偏心方向（図４中、上下方向）で、該
チャック部材６４の主軸１４に対する偏心側と反対側に
位置するシリンダ溝４０内に、バランスウエイト８８，
８８を配設してボルト固定した。これにより、支持スリ
ーブ３０およびベアリング６２，６２、更には該ベアリ
ング６２，６２で偏心支持されるチャック部材６４を含
む全体のウエイトバランスを、主軸１４の回転中心軸２
４上に保持するようにした。なお、二つのバランスウエ
イト８８，８８は、主軸１４の回転中心軸２４とチャッ
ク部材６４の回動中心軸６６との偏心方向線９０を挟ん
だ両側で対照的に位置するように配設した。

【００３８】さらに、チャック部材６４におけるコレッ
ト７０は、そのコレット中心軸（把持されるレンズ素材
の中心軸）８６が、チャック部材６４の回動中心軸６６
に対して、図２及び図３中、上方に第二の偏心量：ｅ２
だけ偏心して設定されている。その結果、チャック部材
６４を回動中心軸６６の回りに回動させることによっ
て、コレット中心軸８６は、該回動中心軸６６を中心と
する半径：ｅ２の円周上を変位せしめられるようになっ
ている。また、特に、本実施形態では、第一の偏心量：
ｅ１と第二の偏心量：ｅ２の値が同一に設定されてお
り、図２及び図３に示されているように、チャック部材
６４の回動中心軸６６と主軸１４の回転中心軸２４の偏
心方向と、コレット７０の中心軸８６とチャック部材６
４の回動中心軸６６の偏心方向を一致させた状態下で、
コレット中心軸８６が主軸１４の回転中心軸２４に一致
せしめられるようになっている。要するに、かかる状態
下では、レンズ素材が、主軸１４の回転中心軸２４に対
して同軸上に支持されるようになっているのである。

【００３９】なお、チャック部材６４では、コレット中
心軸８６が回動中心軸６６に対して偏心設定されている
ことから、その回動中心軸６６まわりのウエイトバラン
スが崩れる。そこで、本実施形態では、図３に示されて
いるように、チャック部材６４の取付プレート７４にお
いて、チャック部材６４の回動中心軸６６に対するコレ
ット中心軸８６の偏心方向（図３中、上下方向）で、該
コレット中心軸８６の回動中心軸６６に対する偏心側と
同じ側に位置する部分に、一対のバランス用肉抜穴９
６，９６を形成した。これにより、チャック部材６４全
体のウエイトバランスを、回動中心軸６６上に保持する
ようにした。なお、二つのバランス用肉抜穴９６，９６
は、チャック部材６４の偏心方向線９４を挟んだ両側で
対称的に位置するように配設した。

【００４０】また、このように取り付けられたチャック
部材６４には、そのコレット７０の底面に対して、シリ
ンダブロック２８のシリンダ孔３２に嵌合されたピスト
ン３４の先端面が当接されている。これにより、ピスト
ン３４を突出駆動せしめることにより、コレット７０に
突出方向の駆動力が及ぼされて、コレット７０がコイル
スプリング７２の付勢力に抗して突出せしめられ、レン
ズ素材に対する把持力が解除されてアンクランプ状態と
されるようになっている。

【００４１】また一方、チャック部材６４の取付プレー
ト７４には、図２及び図３に示されているように、外周
縁部に開口する一対の係止用切欠孔９２，９２が形成さ
れている。これらの係止用切欠孔９２，９２は、チャッ
ク部材６４におけるチャックスリーブ６８の偏心方向線
９４上に位置して、径方向両側で対向位置して形成され
ている。そして、これら各係止用切欠孔９２，９２に係
合する係合突起９５，９５が、支持スリーブ３０に外挿
された駆動リング４４に一体形成されている。これによ
り、前記エアシリンダ機構４８，４８によって駆動リン
グ４４に及ぼされる回転駆動力が、該駆動リング４４と
係合突起９５，９５および係止用切欠孔９２，９２を含
んで構成された係止機構を介して、チャック部材６４に
伝達されるようになっており、以て、チャック部材６４
が、その回動中心軸６６の回りにおいて、主軸１４に対
して相対回動されるようになっている。

【００４２】さらに、チャック部材６４の取付プレート
７４には、図３及び図７に示されているように、係止用
切欠孔９２，９２の対向方向に直交する径方向両側に位
置して、外周面に開口する一対のストッパ用切欠窓９
８，９９が形成されている。なお、これらのストッパ用
切欠窓９８，９９は、チャック部材６４の回動中心軸６
６上でのウエイトバランスを崩さないように、それぞれ
周方向に略１／６の長さで一定幅をもって延びる略扇形
状をもって、回動中心軸６６を挟んで対称的に形成され
ている。また、各ストッパ用切欠窓９８，９９は、その
周方向両側の端面が、略径方向に延びる平坦な当接面と
されている。

【００４３】そして、この取付プレート７４に形成され
たストッパ用切欠窓９８，９９内に突出位置して、一対
のストッパブロック１００，１０１が配設されており、
それぞれ、支持スリーブ３０の軸方向先端面に対してボ
ルト固定されている。そして、このストッパブロック１
００，１０１の周方向端面が、取付プレート７４のスト
ッパ用切欠窓９８，９９の周方向端面に当接することに
よって、チャック部材６４の主軸１４に対する相対回転
量が制限されて、周方向に相対的に位置決めされるよう
になっている。

【００４４】また、このストッパブロック１００，１０
１は、何れも、固定用ボルトの挿通孔１０２が周方向に
延びる長穴形状とされており、固定ボルトを緩めること
によって、ストッパブロック１００，１０１の位置を周
方向に調節可能とされている。そして、ストッパブロッ
ク１００，１０１の位置を変更することにより、エアシ
リンダ機構４８，４８によって周方向に相対変位せしめ
られるチャック部材６４の主軸１４に対する相対回動位
置を、適当に調節して規定し得るようになっているので
ある。特に本実施形態では、図示されているように、一
方のストッパブロック１００が、一方のストッパ用切欠
窓９８の内周面に当接することによって、コレット中心
軸８６が主軸１４の回転中心軸２４上に位置せしめられ
るように、位置調節されていると共に、図示はされてい
ないが、他方のストッパブロック１０１が、他方のスト
ッパ用切欠き窓９９の内周面に当接することによって、
コレット中心軸８６が主軸１４に対して目的とする偏心
量だけ偏心位置せしめられるように、位置調節されてい
る。

【００４５】なお、コレット中心軸８６の主軸１４に対
する偏心量：Ｅの値は、図３に示されている如き、コレ
ット中心軸８６が主軸１４の回転中心軸２４上に位置せ
しめられた位置からのチャック部材６４の支持スリーブ
３０に対する相対回転角度をθとすると、下記（１式）
によって、簡単に求めることが出来る。それ故、かかる
式に基づいて、ストッパブロック１０１の位置を設定す
ることにより、コレット中心軸８６ひいてはレンズ素材
の支持中心軸における、主軸１４の回転中心軸２４に対
する軸直角方向の偏心量：Ｅを設定することが出来るの
である。Ｅ＝２×ｅ１× sin（θ／２）・・・（１式）

【００４６】また、上記一対のストッパブロック１０
０，１０１も、主軸１４の回転中心軸２４回りのウエイ
トバランスを保持するように、主軸１４を挟んだ径方向
両側に位置して配設されている。更にまた、位置調節に
よって、両ストッパブロック１００，１０１の相対位置
がズレてしまった場合には、例えば、チャック部材６４
を取付シャフト７６に固定するための固定ボルト８２を
用いて、適当な錘を付加すること等によって、主軸１４
に対するチャック部材６４の相対位置を確定した後の最
終段階において、偏心チャック１２全体の重量中心が、
主軸１４の回転中心軸２４上にくるように、ウエイトバ
ランスを調節することが可能である。

【００４７】更にまた、本実施形態では、主軸１４に固
着された支持スリーブ３０の外周面上に主軸位置決め穴
１０４が設けられている。そして、この主軸位置決め穴
１０４に対して、外部から、図示しない固定部材に支持
された外部ピンを嵌入することによって、主軸１４を周
方向で特定位置に位置決めすることが出来るようになっ
ている。これにより、チャック部材６４のコレット中心
軸６６が主軸１４の回転中心軸２４に対して偏心してい
る場合にも、コレット中心軸６６を特定位置に位置決め
することが出来るのであり、その結果、チャック部材６
４に対するレンズ素材のロードとアンロードを容易に自
動化することも可能となる。

【００４８】このような構造とされた偏心チャック１２
においては、エアシリンダ機構４８，４８でチャック部
材６４を支持スリーブ３０（主軸１４）に対して相対回
動させることにより、一方のストッパブロック１００で
規定される第一の相対回転位置（図３参照）において、
レンズ素材の中心軸を主軸１４の回転中心軸２４に合わ
せて支持することが出来ると共に、他方のストッパブロ
ック１０１で規定される第二の相対回転位置において、
レンズ素材の中心軸を主軸１４の回転中心軸２４に対し
て、チャック部材６４の回動中心軸６６回りに予め設定
された所定角度：θだけ変位させて支持することが出来
る。これにより、主軸１４を回転させてバイト支持装置
２２でレンズ素材のレンズ面を切削加工することによ
り、第一の相対回動位置においては、レンズ素材のレン
ズ面を、該レンズ素材の中心軸と同軸的な球面をもって
切削加工することが出来るのであり、また、第二の相対
回動位置においては、レンズ素材のレンズ面を、該レン
ズ素材の中心軸に対して上記（１式）で表される偏心
量：Ｅだけ平行に偏心した中心軸を有する球面をもって
切削加工することが出来るのである。なお、このような
偏心した中心軸をもつレンズ面は、例えばコンタクトレ
ンズに対してプリズムバラスト構造を付与する場合等に
好適に採用される。

【００４９】そこにおいて、かかる偏心チャック１２に
おいては、主軸１４に対して相対回動せしめられる回動
部材（チャック部材６４等）が、その回動中心軸６６上
にウエイトバランスを持つように調節設定されているこ
とから、チャック部材６４の主軸１４に対する相対回動
操作によっても、回動部材全体の重量中心が回動中心軸
６６上に有利に維持され得る。それ故、主軸１４に対し
て相対回動しない固定部材（支持スリーブ３０やベアリ
ング６２等を含む）のウエイトバランスを、かかる回動
部材も含んで、該回動部材の主軸１４に対する相対回動
位置の如何にかかわらずに、主軸１４の回転中心軸２４
上に位置するように有利に設定することが出来る。

【００５０】そして、かくの如く、回動部材の重量中心
が回動中心軸６６上に設定されると共に、該回動部材と
固定部材の全体（主軸１４に装着される偏心チャック１
２全体）の重量中心が、主軸１４の回転中心軸２４上に
設定されている結果、チャック部材（回動部材６４）の
主軸１４に対する相対回動位置の如何に拘わらず、偏心
チャック１２全体の重量中心が、特別な補正操作等を必
要とすることなく、主軸１４の回転中心軸２４上、換言
すればレンズ素材の切削加工中心軸上に保持され得るの
である。

【００５１】従って、このような偏心チャック１２によ
れば、切削加工時における軸ぶれ等を防止しつつ、主軸
１４の高速回転が有利に達成され得るのであり、加工精
度の向上と製造サイクルの向上が、両立的に実現され得
るのである。しかも、本実施形態では、チャック部材６
４の主軸１４に対する相対回動角度を規定するストッパ
ブロック１００，１０１のストッパ用切欠窓９８，９９
への当接部位が、チャック部材６４の回動中心軸６６か
ら径方向外方に充分に離れて位置する、チャック部材６
４の取付プレート７４の外周部分に設定されていること
から、チャック部材６４の回動角度ひいてはレンズ素材
の偏心量を高精度に設定することが出来るのであり、か
かる偏心量を０．０１mm以下の精度をもって設定するこ
とも可能となる。

【００５２】また、かかる偏心チャック１２において
は、チャック部材６４の回動中心軸６６を、主軸１４の
回転中心軸２４に対して、軸直角方向に直線的に相対変
位させて偏心量を設定することなく、周方向の相対回転
変位に基づいて偏心量を設定するようになっていること
から、偏心量の設定精度をより有利に得ることが出来る
といった効果もある。

【００５３】以上、本発明の実施形態について詳述して
きたが、これはあくまでも例示であって、本発明は、か
かる実施形態における具体的な記載によって、何等、限
定的に解釈されるものでない。

【００５４】例えば、前記実施形態では、チャック部材
６４の主軸１４に対する回動操作が、エアシリンダ機構
４８，４８によって行われるようになっていたが、エア
シリンダ機構に代えて電磁駆動機構や油圧機構等を利用
することも可能であり、或いは、手動で操作すること
も、勿論可能である。

【００５５】また、ワーク支持装置１６の主軸１４やバ
イト支持装置２２の作動軸２０を、軸方向に相対的に変
位させることにより、レンズ素材に対してトーリック形
状のレンズ面を切削形成することも可能である。

【００５６】更にまた、チャック部材６４の主軸１４に
対する相対回動位置を、より確実にロックする係止構造
等の適当なロック機構を付加しても良い。

【００５７】その他、一々列挙はしないが、本発明は、
当業者の知識に基づいて、種々なる変更，修正，改良等
を加えた態様において実施され得るものであり、また、
そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限
り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであること
は、言うまでもない。

【００５８】

【発明の効果】上述の説明から明らかなように、本発明
に従う構造とされた偏心チャックにおいては、特別なウ
エイトバランス調節作業等を必要とすることなく、全体
の重量中心を主軸上に保持したままの状態で、チャック
による被加工物の支持中心軸の、主軸の回転中心軸に対
する偏心量を変更して調節することが出来る。その結
果、加工作業に際しての主軸回転中心軸回りのウエイト
バランスが高度に維持されて、加工作業の高精度化が実
現されると共に、加工精度を高度に確保しつつ、主軸の
高速回転化を図ることが出来、加工効率の向上も有利に
達成され得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としての偏心チャックを備
えたコンタクトレンズ加工用の旋盤装置の全体概略構造
を示す全体図である。

【図２】図１に示された旋盤装置を構成する支持装置に
装着された偏心チャックを拡大して示す縦断面図であっ
て、図３におけるII−II断面に相当する図である。

【図３】図２の左側面図である。

【図４】図２におけるIV−IV断面図である。

【図５】図４におけるＶ−Ｖ断面図である。

【図６】図４におけるVI−VI断面図である。

【図７】図３におけるVII −VII 断面図である。

【符号の説明】

１０レンズ素材１２偏心チャック１４主軸１６ワーク支持装置２４主軸の回転中心軸３０支持スリーブ４４駆動リング４８エアシリンダ機構６２ベアリング６４チャック部材６６チャック部材の回動中心軸７０コレット８６コレットの中心軸８８バランスウエイト９６バランス用肉抜穴９８，９９ストッパ用切欠窓１００，１０１ストッパブロック

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】工作機械の主軸に装着されて、該主軸の
回転中心軸に対して被加工物を偏心して取り付け可能と
する偏心チャックであって、工作機械の主軸に固定されて該主軸と共に回転せしめら
れるチャック保持部材を、該主軸の回転中心軸から第一
の偏心量：Ｅ１だけ偏心した回動中心軸回りに該主軸に
対して相対的に回動変位可能に取り付けると共に、該チ
ャック保持部材に対して、前記被加工物を支持するチャ
ックを、該チャック保持部材の回動中心軸から第二の偏
心量：Ｅ２だけ偏心した位置に該被加工物の支持中心軸
が位置するように設ける一方、前記チャック保持部材に
おける前記チャックを含む重量中心を、該チャック保持
部材の回動中心軸上に設定したことを特徴とする偏心チ
ャック。
【請求項２】前記第一の偏心量：Ｅ１と前記第二の
偏心量：Ｅ２を、同じに設定した請求項１に記載の偏心
チャック。
【請求項３】前記主軸の回転中心軸回りの円周方向に
滑動せしめられるピストンを備えたシリンダ機構を、該
主軸の回転中心軸回りの複数設けて、それらのシリンダ
機構におけるピストンが、全体として該主軸の回転中心
軸回りの重量バランスを維持したまま滑動せしめられる
ようにすると共に、かかるシリンダ機構によって、前記
チャック保持部材を前記主軸に対して前記回動中心軸回
りに駆動するようにした請求項１又は２に記載の偏心チ
ャック。
【請求項４】前記チャック保持部材の前記主軸に対す
る前記回動中心軸回りの相対回動によって回動方向で互
いに当接することにより、該チャック保持部材の該主軸
に対する相対回動端を規定するストッパ機構を設けた請
求項１乃至３の何れかに記載の偏心チャック。
【請求項５】前記チャック保持部材を前記主軸側に対
して、アンギュラベアリングを用いて回動変位可能に取
り付けた請求項１乃至４の何れかに記載の偏心チャッ
ク。
【請求項６】前記チャック保持部材における回動中心
軸まわりの重量バランスをとるために、該チャック保持
部材に対して、その回動中心軸から外れた位置にバラン
ス用穴を設けた請求項１乃至５の何れかに記載の偏心チ
ャック。
【請求項７】前記チャック保持部材における回動中心
軸上の重量バランスをとるために、該チャック保持部材
の回動中心軸回りの複数箇所において、調節錘を取り付
けることのできる錘装着部を設けた請求項１乃至６の何
れかに記載の偏心チャック。
【請求項８】前記チャック保持部材の材質として、ア
ルミニウム合金を採用した請求項１乃至７の何れかに記
載の偏心チャック。
【請求項９】前記チャックにてコンタクトレンズ素材
を把持せしめることにより、コンタクトレンズのレンズ
面切削に用いるようにした請求項１乃至８の何れかに記
載の偏心チャック。
【請求項１０】前記主軸に取り付けられて、前記チャ
ック保持部材を回動可能に支持する支持部材において、
該チャック保持部材を含む全体の重量中心を該主軸の回
転中心軸上に設定するためのバランスウエイトを設けた
ことを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の偏心
チャック。