JP2002355706A - チャック開閉装置及びチャック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 チャックの開閉によるワークの把持及び解除
を確実に行うことができる、簡単な構成のチャック開閉
装置及びチャックを提供する。 【解決手段】 チャック１３０を前方に押して主軸１０
１の軸線Ｃ方向に移動させる押し矢１６０と、主軸１０
に設けられ、チャック１３０が前方に移動したときに前
端側のテーパ面１３１と係合して開閉を行わせるテーパ
面１１１と、押し矢１６０の前端に設けられ、チャック
１３０の後端側のテーパ面１３２と係合するとともに、
チャック１３０を前方に押したときに後端側の把持部分
の開閉を行わせるテーパ面１６５と、押し矢１６０が後
退したときに、チャック１３０を強制的に後方に向けて
移動させる移動手段１３２，１６５とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械の主軸等
のワーク保持部材に設けられ、把持部分が縮径方向に撓
んでワークを把持するチャックの開閉装置及びチャック
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動旋盤等の工作機械の中に
は、ワークを保持するワーク保持部材である主軸の貫通
孔を通して長尺のワークを供給し、前記ワークを所定長
さづつ送りながら連続加工を行うものがある。そして、
前記主軸の一端に設けたチャックでワークを把持させて
主軸に保持させ、刃物台等に装着した工具で前記ワーク
の加工を行う。図８は、上記した工作機械の主軸の一端
に設けられたチャックの一例を示す断面図である。

【０００３】主軸台等に回転自在に設けられた主軸５０
１の貫通孔５０１ａ内には、ドローバ５６０が進退移動
自在に設けられている。このドローバ５６０の一端（図
の左側の端）には、ワークＷを把持するためのチャック
（コレットチャック）５３０が螺着されている。また、
主軸貫通孔５０１ａの一端開口縁には、テーパ面５０５
が形成されていて、このテーパ面５０５とチャック５３
０の一端のテーパ面５３１とが係合するようになってい
る。長尺のワークＷを主軸貫通孔５０１ａの中に通し、
ドローバ５６０を他方（図面の右方）に移動させると、
チャック５３０が主軸貫通孔５０１ａ内に引き込まれ
て、主軸５０１の一端のテーパ面５０５とチャック５３
０のテーパ面５３１とが係合・摺接し、チャック５３０
の一端部分を縮径させる。これによって、ワークＷがチ
ャック５３０に把持される。

【０００４】しかしながら、図８に示したようなチャッ
ク５３０は、ワークＷを長手方向の一箇所でのみ把持す
る構成であるので、チャック５３０によって把持されて
いる把持位置を支点として加工中にワークＷに芯振れが
起きやすく、高精度な加工を行うのは困難であるという
問題がある。そこで、ワークＷの長手方向の複数箇所で
ワークＷを把持することで、加工中におけるワークＷの
芯振れの抑制を図ったチャックが提案されている。

【０００５】図９は、一端と他端の二カ所でワークＷを
把持するようにしたチャックの断面図である。主軸頭６
０２に軸受６０３によって回転自在に支持された主軸６
０１の貫通孔６０１ａ内に、チャック６３０と押し部材
６６０とが、主軸軸線Ｃと同方向に進退移動自在に挿入
されている。チャック６３０の一端（図の左端）と他端
（同右端）の外周面には、テーパ面６３１，６３２が形
成されている。主軸貫通孔６０１ａの一端内周面には、
テーパ面６３１と係合するテーパ面６０５が形成されて
いて、押し部材６６０によってチャック６３０が押され
たときに、テーパ面６０５，６３１が係合・摺接して、
チャック６３０の一端が縮径するようになっている。ま
た、押し部材６６０の一端には、テーパ面６３２と係合
するテーパ面６６５が形成されていて、押し部材６６０
によってチャック６３０が押されたときに、テーパ面６
３２，６６５が係合・摺接して、チャック６３０の他端
が縮径するようになっている。

【０００６】ワークＷの加工を行う際には、貫通孔６０
１ａを挿通させたワークＷの一端を、主軸６０１から所
定長さ突出させる。そして、図示しない駆動装置を駆動
させて押し部材６６０を主軸６０１の一端に向けて移動
させ、チャック６３０を押す。これにより、チャック６
３０の一端のテーパ面６３１と主軸６０１のテーパ面６
０５とが係合して摺接し、かつ、チャック６３０の他端
のテーパ面６３２と押し部材６６０のテーパ面６６５と
が係合して摺接することで、チャック６３０の一端と他
端とが縮径させられる。ワークＷは、チャック６３０の
一端と他端の二カ所で把持されるので、加工中における
ワークＷの芯振れを効果的に抑制することができるもの
である。

【０００７】しかしながら、図９に示したチャックにお
いても、次のような問題がある。すなわち、図９に示し
たチャックは、ワークＷの加工終了後、押し部材６６０
が他方に移動したときに、チャック６３０自身が有する
弾性力によってワークＷの把持を解除するようにしてい
るため、ワークＷを把持したときにテーパ面６３１とテ
ーパ面６０５が楔状に食い付いた状態になって、テーパ
面６３１とテーパ面６０５がチャック自身の有する弾性
力を越えて強固に係合してしまい、ワークＷの把持を解
除することができないという不具合が生じる可能性があ
り、ワークＷの連続加工を行う上で大きな障害になって
いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点にかんがみてなされたもので、縮径方向に撓んでワー
クを把持する把持部分を複数箇所に有するチャックにお
いて、チャックの開閉によるワークの把持及び解除を確
実に行うことができる、簡単な構成のチャック開閉装置
及びチャックを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、ワークを保持するワー
ク保持部材に設けられ、縮径方向に撓んでワークを把持
する把持部分を一側と他側の両方に有するチャックの開
閉を行うチャック開閉装置において、前記チャックを一
側に押して前記ワーク保持部材の軸線方向に移動させる
押し部材と、前記ワーク保持部材に設けられ、前記チャ
ックが一側に移動したときに一側の前記把持部分と係合
して開閉を行わせる一側係合部と、前記押し部材の一側
に設けられ、前記チャックの他側の前記把持部分と係合
するとともに、前記チャックを一側に押したときに前記
他側の把持部分の開閉を行わせる他側係合部と、前記押
し部材が他側に移動したときに、前記チャックを強制的
に他側に向けて移動させる移動手段とを有する構成とし
てある。

【００１０】この構成によれば、押し部材が一側に移動
してチャックを押す。これにより、チャックの一側の把
持部分が一側係合部に係合して縮径し、ワークを把持す
る。同様に、押し部材に形成された他側係合部と押し部
材の他側の把持部分とが係合して前記他側の把持部分が
縮径し、ワークを把持する。ワークの加工終了後に押し
部材が他側に移動すると、移動手段によってチャックが
押し部材と同方向に移動して、一側係合部と一側の把持
部分との係合及び他側係合部と他側の把持部分との係合
が解除され、ワークの把持を解除する。

【００１１】請求項２に記載の発明は、前記チャックに
当接して、前記チャックが所定以上他側へ移動しないよ
うに規制するストッパを設けた構成としてある。この構
成によれば、押し部材とともにチャックが移動すること
のできる距離をストッパの位置によって決定することが
できる。また、チャックがストッパに当接すると、チャ
ックの他側への移動が規制されるので、これにより、他
側係合部と他側の把持部分との係合の解除を確実に行う
ことができる。この場合、請求項３に記載するように、
前記ストッパを、前記軸線方向に位置調整自在に設けて
もよい。これにより、押し部材に連動したチャックの他
側への移動距離を調整することが可能になる。

【００１２】請求項４に記載の発明は、前記移動手段
が、前記他側係合部に形成された所定傾斜角度のテーパ
面と、このテーパ面と係合する前記他側の把持部分に形
成されたテーパ面とから構成され、両前記テーパ面の楔
作用によって、前記押し部材が他側に移動する際に前記
チャックと前記押し部材との係合を維持するようにして
いる。この構成によれば、テーパ面とテーパ面とが楔作
用によって係合することで、押し部材の他側への移動に
よってチャックを他側に向けて引っ張ることができ、こ
れによって、一側係合部と一側の把持部分との係合を解
除することができる。

【００１３】請求項５に記載の発明は、前記一側係合部
及び前記一側の把持部分にテーパ面を形成し、前記一側
係合部に形成されたテーパ面の傾斜角度と、前記一側の
把持部分に形成されたテーパ面の傾斜角度とを異なる角
度とした構成としてある。この構成によれば、一側係合
部と一側の把持部分との係合の解除がより容易になる。

【００１４】請求項６に記載の発明は、前記一側の把持
部分及び前記他側の把持部分にテーパ面を形成し、前記
一端側の把持部分のテーパ面の傾斜角度を、前記他端側
の把持部分のテーパ面の傾斜角度よりも大きくした構成
としてある。この構成によれば、一側係合部と一側の把
持部分との係合の解除を行いやすくするとともに、他側
係合部と他側の把持部分については係合状態を維持し
て、押し部材の他側への移動によってチャックを引っ張
ることが可能になる。

【００１５】請求項７に記載の発明は、前記移動手段
が、前記他側の把持部分のテーパ面及び前記他側係合部
の前記テーパ面のいずれか一方に形成された係合凸部
と、前記他側の把持部分のテーパ面及び前記他側係合部
の前記テーパ面のいずれか他方に形成された、前記係合
凸部と係合する係合凹部とを含む構成としてある。この
構成によれば、係合凸部と係合凹部が係合することで、
押し部材の他側への移動に連動してより確実にチャック
を他側に向けて移動させ、ワークの把持の解除を確実に
行うことができるようになる。

【００１６】請求項８に記載の発明は、前記移動手段
が、前記チャックを復帰方向に常時付勢する付勢手段で
ある構成としてある。この構成によれば、ばね等の付勢
手段が前記チャックを常時他側に付勢することで、押し
部材が他側に移動したときに、チャックを復帰させるこ
とができる。この付勢手段による移動手段は、単独でも
よいが、請求項４〜７の他の移動手段と適宜に組合わせ
ることで、より確実にワークの把持の解除を行うように
することができるようになる。本発明は、ワークを保持
するワーク保持部材を有するものであればあらゆる分野
に適用が可能であるが、請求項９に記載するように、工
作機械に適用することでその効果が大きい。

【００１７】本発明の目的は、請求項１０〜１７のチャ
ックによっても達成が可能である。請求項１０に記載の
発明は、ワークを保持するワーク保持部材に設けられ、
縮径方向に撓んでワークを把持する把持部分を一側と他
側の両方に有し、進退移動自在な押し部材が一側に移動
することによって前記ワークを把持し、他側に移動する
ことによってワークの把持の解除が可能になるチャック
において、前記他側の把持部分にテーパ面を形成し、こ
のテーパ面の傾斜角度を、前記押し部材の一側に形成さ
れたテーパ面と楔作用によって係合できる角度として、
前記押し部材が他側に移動する際に、両前記テーパ面の
係合を維持できるように構成してある。

【００１８】この構成によれば、ワークの加工終了後に
押し部材が他側に移動すると、テーパ面とテーパ面の楔
作用によって前記押し部材に食い付いた状態になってい
るチャックが前記押し部材とともに他側に移動し、ワー
クの把持を解除する。請求項１１に記載の発明は、ワー
クを保持するワーク保持部材に設けられ、縮径方向に撓
んでワークを把持する把持部分を一側と他側の両方に有
し、進退移動自在な押し部材が一側に移動することによ
って前記ワークを把持し、他側に移動することによって
ワークの把持の解除が可能になるチャックにおいて、前
記ワーク保持部材に設けられた付勢手段と常時係合する
係合部を有し、前記押し部材が他側に移動したときに、
この係合部を介した前記付勢手段の付勢力によって他側
へ移動して、ワークの把持を解除するように構成してあ
る。この構成によれば、ワークの加工終了後に押し部材
が他側へ移動すると、付勢手段によってチャックが他側
へ押されて移動するので、これによってワークの把持を
解除することができる。

【００１９】請求項１２に記載の発明は、チャックが所
定以上他側へ移動しないように規制するストッパを前記
ワーク保持部材に設けた場合において、前記ストッパと
当接する当接部を設けた構成としてある。この構成によ
れば、ストッパによってチャックの移動距離を制限で
き、押し部材とチャックとの係合を確実に解除すること
ができる。

【００２０】チャックは、請求項１３に記載するよう
に、前記把持部分が、中空円筒状のチャック本体の一側
と他側に形成されているものとしてもよい。また、請求
項１４に記載するように、前記チャック本体の円周に沿
って複数箇所にスリットを形成し、このスリットによっ
て分割された部分を前記把持部分としてもよい。

【００２１】請求項１５に記載の発明は、前記一側の把
持部分にテーパ面を形成し、このテーパ面の傾斜角度を
前記他側の把持部分のテーパ面の傾斜角度よりも大きく
形成した構成としてある。この構成によれば、ワークの
加工終了に、一側の把持部分によるワークの把持の解除
をしやすくすることができる。特に、請求項１６に記載
するように、前記一側の把持部分にテーパ面を形成し、
このテーパ面の傾斜角度を、このテーパ面と係合する前
記ワーク保持部材のテーパ面の傾斜角度と異なる角度と
することで、両テーパ面の食い付きを生じにくくして、
チャックの一側の把持部分におけるワーク把持の解除を
さらにしやすくすることができる。

【００２２】請求項１７に記載の発明は、前記他側の把
持部分のテーパ面に、前記押し部材のテーパ面に形成さ
れた係合凸部又は係合凹部と係合する係合凹部又は係合
凸部を形成した構成としてある。この構成によれば、係
合凸部と係合凹部が係合することで、押し部材の他側へ
の移動に連動してより確実にチャックを他側に向けて移
動させ、ワークの把持の解除を確実に行うことができる
ようになる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態
を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の
説明でワークを保持するワーク保持部材は、旋盤等の工
作機械の主軸であるとして説明するが、本発明はこのよ
うな工作機械の主軸に限らず、チャックでワークを把持
して保持することのある、あらゆるワーク保持部材に適
用が可能である。

【００２４】［第一の実施形態］図１は、本発明の第一
の実施形態にかかるチャック開閉装置及びチャックを備
えた工作機械の主軸前端部分の断面図、図２は、この実
施形態におけるチャックの斜視図、図３は、チャック開
閉装置及びチャックの主要部の拡大断面図で、チャック
がワークを把持したときのものを示している。なお、以
下の説明では、図１の左側を「前」、右側を「後」とし
て説明する。

【００２５】［主軸構成の簡単な説明］まず、本発明の
チャック開閉装置及びチャックが設けられる工作機械の
主軸の主要部を、図１を参照しがら簡単に説明する。工
作機械の主軸頭１０２には、軸受１０３によって主軸１
０１が回転自在に支持されている。主軸１０１には、主
軸軸線Ｃと同方向に主軸貫通孔１０１ａが形成されてい
て、この主軸貫通孔１０１ａ内に押し部材である押し矢
１６０が設けられている。また、主軸１０１の前端には
キャップ１１０が螺着されていて、ワークＷを把持する
チャック１３０がこのキャップ１１０内に設けられてい
る。

【００２６】［チャック］チャック１３０は、図２に示
すように、ワークＷが挿通できる貫通孔１３０ａを有す
る円筒状に形成されている。チャック１３０の主構成要
素であるチャック本体は、前半分に形成された厚肉部分
１３５と後ろ半分に形成された薄肉部分１３６とから構
成されている。そして、チャック１３０の前端から厚肉
部分１３５を主軸軸線Ｃと同方向に縦断して薄肉部分１
３６の途中部位に至るまで、スリット１３８が形成され
ている。

【００２７】また、チャック１３０の後端から薄肉部分
１３６を縦断して厚肉部分１３５の途中部位に至るま
で、スリット１３９が形成されている。スリット１３
８，１３９は、互いに円周方向に角度位置をずらして、
チャック１３０の円周を三等分する位置に形成されてい
る。このスリット１３８，１３９によって三分割された
部分が、縮径方向に撓んでワークＷを把持する把持部分
を構成する。なお、スリット１３８，１３９の数は三つ
に限らず二つ又は四つ以上であってもよい。

【００２８】チャック１３０の薄肉部分１３６と厚肉部
分１３５との間には肩部１３３が形成されていて、後述
する分離駒１２０がこの肩部１３３に係合するようにな
っている。また、チャック１３０の前端と後端の外周面
には、テーパ面１３１，１３２が形成されている。この
テーパ面１３１，１３２は、後述するように、押し矢１
６０に形成されたテーパ面１６５及びキャップ１１０に
形成されたテーパ面１１１と係合することで、チャック
１３０の前端と後端を縮径方向に撓ませ、ワークＷを把
持するようになっている。

【００２９】［押し矢の構成］押し矢１６０は、長尺棒
状のワークＷが挿通できる貫通孔１６０ａを中心に有
し、主軸貫通孔１０１ａ内で主軸軸線Ｃと同方向に進退
移動できるようになっている。そして、図示しない駆動
装置の駆動によって前進し、チャック１３０を前方に押
して、ワークＷを把持させる。押し矢１６０の長手方向
の途中部位には、外径が変化する外径変化部１６３が形
成されていて、キャップ１１０との間に設けられた戻し
ばね１５０の後端を受けるようになっている。すなわ
ち、押し矢１６０は戻しばね１５０によって常時後方に
付勢されていて、前記駆動装置の駆動が解除されたとき
に、この戻しばね１５０の付勢力によって押し矢１６０
が後方に押し戻されるようになっているわけである。

【００３０】押し矢１６０の外周面には、主軸軸線Ｃと
同方向に溝１６１が一つ又は複数形成されていて主軸１
０１の半径方向に挿入された回り止めピン１６２の頭部
がこの溝１６１に嵌合することで、押し矢１６０が主軸
貫通孔１０１ａ内で回転しないように規制している。押
し矢１６０の貫通孔１６０ａの前端内周面には、チャッ
ク１３０のテーパ面１３２と係合するテーパ面１６５が
形成されていて、押し矢１６０がチャック１３０を押し
ながらテーパ面１３２とテーパ面１６５を摺接させるこ
とで、チャック１３０の後端を縮径方向に撓ませ、ワー
クＷを把持させるようにしている。

【００３１】［キャップ］キャップ１１０は、後端側か
ら、ねじ孔１１２，大径孔部１１０ｂ，小径孔部１１０
ａのように段階的に内径が減少する円筒状に形成されて
いる。そして、キャップ１１０の後端のねじ孔１１２
を、主軸１０１の外周面に形成されたねじ部１０７に螺
合させることで、キャップ１１０が主軸１０１に螺着さ
れる。なお、図示はしないが、キャップ１１０は止めね
じ等によって、回り止めが施されている。

【００３２】チャック１３０は、キャップ１１０の小径
孔部１１０ａに挿入されている。小径孔部１１０ａの前
端内周面には、チャック１３０の前端側のテーパ面１３
１と係合するテーパ面１１１が形成されている。そし
て、押し矢１６０がチャック１３０を押してチャック１
３０を前進させることで、テーパ面１３１とテーパ面１
１１が係合・摺接し、チャック１３０の前端が縮径方向
に撓んでワークＷを把持する。

【００３３】また、大径孔部１１０ｂには、リング状の
分離駒１２０が収容されている。この分離駒１２０は、
押し矢１６０の後退とともに後退してきたチャック１３
０と係合することで、チャック１３０の後退を規制し、
ワークＷの送りを行う際の待機位置の位置決めを行うと
ともに、押し矢１６０のテーパ面１６５とチャック１３
０の後端側のテーパ面１３２との係合を強制的に解除す
るものである。

【００３４】［各テーパ面の傾斜角度の関係］チャック
１３０の前後に形成されたテーパ面１３１，１３２の傾
斜角度は、ワークＷの把持及びその解除を確実に行うこ
とができるように選択するのが好ましい。図３に示すよ
うに、この実施形態では、テーパ面１３１の傾斜角度α
とテーパ面１３２の傾斜角度βとの関係が、α＞βとな
るように設定されている。さらに、前端側のテーパ面１
３１の傾斜角度αが、テーパ面１３１とテーパ面１１１
との間でいわゆる食い付きが生じにくい角度、例えば、
α＝３０°程度に設定されている。また、後端側のテー
パ面１３２の傾斜角度βが、テーパ面１３２とテーパ面
１６５との間に食い付きが生じやすい角度、例えばβは
１５°以下、好ましくは５°〜１５°の範囲内に設定さ
れている。

【００３５】また、図３に示すように、キャップ１１０
のテーパ面１１１の傾斜角度α′を、テーパ面１３１の
傾斜角度αよりも若干小さくするのがよい。このように
することで、テーパ面１１１とテーパ面１３１との間で
食い付きが生じる可能性をより小さくすることができ
る。さらに、テーパ面１１１とテーパ面１３１との間で
食い付きが生じた場合でも、比較的小さな力でテーパ面
１１１とテーパ面１３１の係合を解除させることができ
る。

【００３６】なお、傾斜角度α′を傾斜角度αよりも若
干大きく形成してもよく、これによっても食い付きが生
じる可能性を小さくすることができるとともに、テーパ
面１１１とテーパ面１３１の係合を比較的小さな力で解
除させることが可能である。上記した傾斜角度α，
α′，βの値は、各テーパ面１３１，１３２，１１１，
１６５の表面仕上げの状態（摩擦係数の大きさに密接に
関連する）や、押し矢１６０がチャック１３０を押すと
きの押圧力等の条件に応じて、実験等により適宜の値を
選択するのがよい。

【００３７】［分離駒］分離駒１２０は、リング状に形
成され、キャップ１１０の大径孔部１１０ｂに収容され
る。この分離駒１２０は、主軸１０１の前端と、キャッ
プ１１０の大径孔部１１０ｂの底部１１０ｃとの間に挟
まれることで、キャップ１１０内で位置決めされて固定
される。復帰ばね１５０によって分離駒１２０を大径孔
部１１０ｂの底部１１０ｃに押し付けて、位置決め固定
するようにしてもよい。分離駒１２０には、底部１１０
ｃから小径孔部１１０ａの内周面に沿って前方に延びる
突起状の係合部１２２が形成されていて、この係合部１
２２がチャック１３０の肩部１３３に当接することで、
チャック１３０の後退を規制する。

【００３８】［作用の説明］次に、図３及び図４を参照
しながら、上記構成のチャック開閉装置及びチャックの
作用を説明する。ワークＷをチャック１３０で把持する
際には、図示しない駆動装置が駆動して、戻しばね１５
０の付勢力に抗して押し矢１６０が前進し、チャック１
３０を前方に押す。これにより、チャック１３０が、分
離駒１２０の係合部１２２に当接している位置である待
機位置から前進するとともに、押し矢１６０の前端のテ
ーパ面１６５とチャック１３０の後端のテーパ面１３２
とが係合し、キャップ１１０のテーパ面１１１とチャッ
ク１３０の前端のテーパ面１３１とが係合する。そし
て、押し矢１６０がさらにチャック１３０を押すこと
で、チャック１３０の前端と後端とが縮径方向に撓み、
図３に示すように、ワークＷをチャック１３０の前端と
後端の二つの位置で把持する。

【００３９】この実施形態では、傾斜角度α，α′，β
を適切に選択しているので、ワークＷの加工終了後に押
し矢１６０を後退させることで、チャック１３０が前記
待機位置まで後退し、ワークＷの把持の解除を確実に行
う。つまり、テーパ面１３２とテーパ面１６５との間で
食い付きが生じ、テーパ面１１１とテーパ面１３１との
間で食い付きが生じないことで、戻しばね１５０の付勢
力による押し矢１６０の後退とともにチャック１３０が
後退して、ワークＷの把持の解除を行うわけである。

【００４０】図４（ａ）に示すように、押し矢１６０の
後退に連動したチャック１３０の後退によって、まず、
キャップ１１０のテーパ面１１１とチャック１３０の前
端のテーパ面１３１との係合が解除され、チャック１３
０の前端側におけるワークＷの把持が解除される。この
ときはまだ、後端側のテーパ面１３２と押し矢１６０の
テーパ面１６５とは互いに食い付いた状態であるので、
チャック１３０の後端側におけるワークＷの把持は解除
されない。そのため、チャック１３０の後退とともにワ
ークＷが後方に移動することになる。

【００４１】チャック１３０の後端側におけるワークＷ
の把持の解除は、チャック１３０の肩部１３３が分離駒
１２０の係合部１２２に係合することによって行われ
る。チャックＷの肩部１３３が分離駒１２０の係合部１
２２に係合することで、チャック１３０の移動が規制さ
れ、図４（ｂ）に示すように、押し矢１６０のテーパ面
１６５とチャック１３０の後端側のテーパ面１３２との
係合が解除される。

【００４２】ワークＷを把持した状態におけるチャック
１３０の肩部１３３と分離駒１２０の係合部１２２との
間のクリアランスの寸法ｓは、チャック１３０によるワ
ークＷの把持の解除を確実に行うことができる範囲内
で、ワークＷの後退量を最小にするものを選択するのが
好ましい。この実施形態で寸法ｓは、係合部１２２の長
さが異なる他の分離駒１２０に交換することで調整が可
能である。以上でチャック１３０によるワークＷの把持
が完全に解除され、次の加工を行うためのワークＷの送
りが可能になる。ワークＷは、図示しないバーフィーダ
等の棒材の送り装置によって送られ、主軸１０１の前端
から所定長さ突出させた状態で再びチャック１３０によ
って把持される。

【００４３】［第二の実施形態］次に、図５を参照しな
がら本発明の第二の実施形態について説明する。図５で
は、第一の実施形態と同一部位、同一部材には同一の符
号を付して、詳しい説明は省略する。上記したように、
図３の寸法ｓは、チャック１３０によるワークＷの把持
の解除を確実に行うことができる範囲内で、ワークＷの
後退量を最小にするものを選択するのが好ましい。この
第二の実施形態では、分離駒２２０の固定位置を、主軸
軸線Ｃと同方向に調整可能にして、肩部１３３と係合部
２２２の間のクリアランスの寸法ｓを適切な値に微調整
できるようにしている。

【００４４】キャップ２１０の大径孔部２１０ｂの内周
面には凹ねじ２１３が形成され、リング状の分離駒２２
０の外周面には、凹ねじ２１３と螺合できる凸ねじ２２
３が形成されている。また、キャップ２１０の外周面か
ら大径孔部２１０ｂに向けて、キャップ２１０の径方向
にねじ孔２１５が形成され、このねじ孔２１５に分離駒
２２０の回転を規制するための止めねじ２１６が螺入さ
れている。そして、分離駒２２０を大径孔部２１０ｂに
螺入し、大径孔部２１０ｂ内での螺合位置を調整して止
めめじ２１６を締め込むことで、係合部２２２とチャッ
ク１３０の肩部１３３との間のクリアランスの寸法ｓを
微調整することが可能になる。

【００４５】［第三の実施形態］次に、図６を参照しな
がら本発明の第三の実施形態について説明する。図６で
は、第一の実施形態又は第二の実施形態と同一部位、同
一部材には同一の符号を付して、詳しい説明は省略す
る。この第三の実施形態では、付勢手段によってチャッ
クを後方に押すようにし、これによって、ワークＷの把
持を解除するようにしている。

【００４６】キャップ３１０の小径孔部３１０ａと大径
孔部３１０ｂとの間には、付勢手段であるばねを収納す
る収納孔３１０ｄが形成されている。そして、このばね
収納孔３１０ｄに、皿ばね３３８が嵌装されている。一
方、チャック３３０の厚肉部３３５と薄肉部３３６との
間には、皿ばね３３８を受けるための係合部である鍔状
の受け部３３９が形成されている。したがって、皿ばね
３３８の付勢力は、この受け部３３９を介してチャック
３３０に伝えられ、チャック３３０を常時後方に付勢す
る。なお、皿ばね３３８を受けることができるのであれ
ば、受け部３３９は鍔状のものに限らず、突起状のもの
であってもよいし、ピン状のものであってもよい。

【００４７】ワークＷの加工終了後に、戻しばね１５０
の付勢力によって押し矢１６０が後退すると、チャック
３３０が皿ばね３３８の付勢力によって後方に移動す
る。そして、まず、テーパ面３１１，３３１の係合が解
除される。チャック３３０の肩部３３３が分離駒３２０
の係合部３２２に当接すると、チャック３３０の後退が
規制されて、テーパ面３３２，１６５の係合が解除され
る。これにより、ワークＷの把持が完全に解除される。

【００４８】なお、この第三の実施形態では、第一の実
施形態及び第二の実施形態と同様に、テーパ面３３２と
テーパ面１６５との間で食い付きが生じるようにして、
押し矢１６０の後退によってチャック３３０が後方に引
っ張られるようにしてもよい。このようにすることで、
より確実にワークＷの把持の解除を行うことができるよ
うになる。また、皿ばね３３８の付勢力のみによってチ
ャック３３０を後方に付勢するように構成する場合は、
各テーパ面３１１，３３１，３３２，１６５の傾斜角度
α，β（図３参照）は同じとしてもよい。

【００４９】［第四の実施形態］次に、図７を参照しな
がら本発明の第四の実施形態について説明する。図７
は、本発明の第四の実施形態にかかるチャック開閉装置
及びチャックにかかり、主要部の拡大断面図である。こ
の実施形態では、貫通孔４３０ａを有するチャック４３
０の後端側のテーパ面４３２の一部に、係合凸部４３４
が形成されている。そして、この係合凸部４３４と係合
する係合凹部４６６が、押し矢４６０のテーパ面４６５
に形成されている。係合凹部４６６は、テーパ面４６５
の斜面方向に溝状に形成されていて、図７（ａ）に示す
ように、チャック４３０がワークＷを把持しているとき
には、係合凸部４３４が係合凹部４６６の内部に位置す
るようになっている。

【００５０】通常は、上記の第一〜第三の実施形態と同
様に、テーパ面４３２，４６５の食い付きによって、押
し矢４６０の後退とともに、チャック４３０が後方に引
っ張られて移動する。この実施形態では、チャック４３
０が押し矢４６０に引っ張られて移動を開始するより早
く、テーパ面４３２，４６５との間で滑りが生じても、
図７（ｂ）に示すようにテーパ面４３２，４６５の途中
部位に設けられた係合凸部４３４と係合凹部４６６が係
合することで、押し矢４６０がチャック４３０を引っ張
ることができるようになっている。この実施形態によれ
ば、より確実にワークＷの把持を解除することができる
という利点がある。なお、係合凸部４３４及び係合凹部
４６６は一つに限らず複数設けてもよい。

【００５１】本発明の好適な実施形態について説明した
が、本発明はこの実施形態により何ら限定されるもので
はない。例えば、上記の説明では、キャップ１１０を主
軸１０１の前端に螺着し、このキャップ１１０内にチャ
ック１３０を挿入するものとして説明したが、チャック
の把持部分の開閉を行うテーパ面（一側係合部）を形成
することができるのであれば、主軸１０１内に直接チャ
ック１３０を挿入するように構成してもよい。

【００５２】また、押し矢の後退は、戻しばね１５０に
よって行うものとして説明したが、駆動装置によって後
退を行わせることも勿論可能である。さらに、第一〜第
四の実施形態では、図３，図４及び図７に示すように、
ワークＷを把持する際に、チャック１３０，４３０の前
端部分及び後端部分が主軸軸線Ｃに対して傾斜してワー
クＷの外周面に当接するようになっているが、本発明の
チャックはこのような形態のものに限定されるものでは
なく、貫通孔１３０ａ，４３０ａの内周面の全体がワー
クＷに均等に当接してワークＷを把持するものであって
もよい。

【００５３】また、第一〜第四の実施形態では、図４及
び図７に示すように、ワークＷの把持を解除した状態
で、チャック１３０，４３０の前端部分及び後端部分が
主軸軸線Ｃと平行になるようになっているが、本発明の
チャックはこのような形態のものに限定されるものでは
なく、ワークＷの把持を解除した状態で、貫通孔１３０
ａ，４３０ａの前端部分及び後端部分の内周面が、主軸
軸線Ｃに対して傾斜した状態になるチャックであっても
よい。

【００５４】

【発明の効果】本発明のチャック開閉装置及びチャック
によれば、ワークの把持を複数箇所で行うことができる
チャックにおいて、ワークの加工終了後に確実にワーク
の把持を解除することができる。また、装置構成もきわ
めて簡単であり、かつ、既存の工作機械の主軸等に簡単
な改良を施すだけで実施が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態にかかるチャック開閉
装置及びチャックを備えた工作機械の主軸前端部分の断
面図である。

【図２】この実施形態のチャックの斜視図である。

【図３】ワークを把持した状態におけるチャック開閉装
置及びチャックの主要部の拡大図である。

【図４】第一の実施形態のチャック開閉装置及びチャッ
クの作用を説明する図である。

【図５】本発明の第二の実施形態にかかるチャック開閉
装置及びチャックを備えた工作機械の主軸前端部分の断
面図である。

【図６】本発明の第三の実施形態にかかるチャック開閉
装置及びチャックを備えた工作機械の主軸前端部分の断
面図である。

【図７】本発明の第四の実施形態にかかるチャック開閉
装置及びチャックにかかり、主要部の拡大断面図であ
る。

【図８】本発明の従来例にかかり、工作機械の主軸の一
端に設けられたチャックの一例を示す断面図である。

【図９】本発明の従来例にかかり、ワークをチャックの
一端側と他端側の複数位置で把持するようにしたチャッ
クの断面図である。

【符号の説明】

１０１ 主軸（ワーク保持部材） １１０ キャップ １１１ テーパ面（一側係合部） １２０ 分離駒（ストッパ） １３０ チャック １３１ テーパ面 １３２ テーパ面 １３３ 肩部 １６０ 押し矢（押し部材） １６５ テーパ面（他側係合部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田口 紀男 東京都西東京市田無町六丁目１番12号 シ チズン時計株式会社内 Ｆターム(参考） 3C032 BB12 JJ03

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを保持するワーク保持部材に設け
   られ、縮径方向に撓んでワークを把持する把持部分を一
   側と他側の両方に有するチャックの開閉を行うチャック
   開閉装置において、 前記チャックを一側に押して前記ワーク保持部材の軸線
   方向に移動させる押し部材と、 前記ワーク保持部材に設けられ、前記チャックが一側に
   移動したときに一側の前記把持部分と係合して開閉を行
   わせる一側係合部と、 前記押し部材の一側に設けられ、前記チャックの他側の
   前記把持部分と係合するとともに、前記チャックを一側
   に押したときに前記他側の把持部分の開閉を行わせる他
   側係合部と、 前記押し部材が他側に移動したときに、前記チャックを
   強制的に他側に向けて移動させる移動手段と、 を有することを特徴とするチャック開閉装置。
2. 【請求項２】 前記チャックに当接して、前記チャック
   が所定以上他側へ移動しないように規制するストッパを
   設けたことを特徴とする請求項１に記載のチャック開閉
   装置。
3. 【請求項３】 前記ストッパを、前記軸線方向に位置調
   整自在に設けたことを特徴とする請求項１又２に記載の
   チャック開閉装置。
4. 【請求項４】 前記移動手段が、前記他側係合部に形成
   された所定傾斜角度のテーパ面と、このテーパ面と係合
   する前記他側の把持部分に形成されたテーパ面とから構
   成され、両前記テーパ面の楔作用によって、前記押し部
   材が他側に移動する際に前記チャックと前記押し部材と
   の係合を維持することを特徴とする請求項１〜３のいず
   れかに記載のチャック開閉装置。
5. 【請求項５】 前記一側係合部及び前記一側の把持部分
   にテーパ面を形成し、前記一側係合部に形成されたテー
   パ面の傾斜角度と、前記一側の把持部分に形成されたテ
   ーパ面の傾斜角度とを異なる角度としたことを特徴とす
   る請求項４に記載のチャック開閉装置
6. 【請求項６】 前記一側の把持部分及び前記他側の把持
   部分にテーパ面を形成し、前記一端側の把持部分のテー
   パ面の傾斜角度を、前記他端側の把持部分のテーパ面の
   傾斜角度よりも大きくしたことを特徴とする請求項４又
   は５に記載のチャック開閉装置。
7. 【請求項７】 前記移動手段が、前記他側の把持部分の
   テーパ面及び前記他側係合部の前記テーパ面のいずれか
   一方に形成された係合凸部と、前記他側の把持部分のテ
   ーパ面及び前記他側係合部の前記テーパ面のいずれか他
   方に形成された、前記係合凸部と係合する係合凹部とを
   含むことを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の
   チャック開閉装置。
8. 【請求項８】 前記移動手段が、前記チャックを他側方
   向に常時付勢する付勢手段であることを特徴とする請求
   項１〜７のいずれかに記載のチャック開閉装置。
9. 【請求項９】 前記ワーク保持部材が、工作機械の主軸
   であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載
   のチャック開閉装置。
10. 【請求項１０】 ワークを保持するワーク保持部材に設
    けられ、縮径方向に撓んでワークを把持する把持部分を
    一側と他側の両方に有し、進退移動自在な押し部材が一
    側に移動することによって前記ワークを把持し、他側に
    移動することによってワークの把持の解除が可能になる
    チャックにおいて、 前記他側の把持部分にテーパ面を形成し、このテーパ面
    の傾斜角度を、前記押し部材の一側に形成されたテーパ
    面と楔作用によって係合できる角度として、前記押し部
    材が他側に移動する際に、両前記テーパ面の係合を維持
    できるようにしたことを特徴とするチャック。
11. 【請求項１１】 ワークを保持するワーク保持部材に設
    けられ、縮径方向に撓んでワークを把持する把持部分を
    一側と他側の両方に有し、進退移動自在な押し部材が一
    側に移動することによって前記ワークを把持し、他側に
    移動することによってワークの把持の解除が可能になる
    チャックにおいて、 前記ワーク保持部材に設けられた付勢手段と常時係合す
    る係合部を有し、前記押し部材が他側に移動したとき
    に、この係合部を介した前記付勢手段の付勢力によって
    他側へ移動して、ワークの把持を解除することを特徴と
    するチャック。
12. 【請求項１２】 チャックが所定以上他側へ移動しない
    ように規制するストッパを前記ワーク保持部材に設けた
    場合において、前記ストッパと当接する当接部を設けた
    ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載のチャッ
    ク。
13. 【請求項１３】 前記把持部分が、中空円筒状のチャッ
    ク本体の一側と他側に形成されていることを特徴とする
    請求項１０〜１２のいずれかに記載のチャック。
14. 【請求項１４】 前記チャック本体の円周に沿って複数
    箇所にスリットを形成し、このスリットによって分割さ
    れた部分を前記把持部分としたことを特徴とする請求項
    １３に記載のチャック。
15. 【請求項１５】 前記一側の把持部分にテーパ面を形成
    し、このテーパ面の傾斜角度を前記他側の把持部分のテ
    ーパ面の傾斜角度よりも大きく形成したことを特徴とす
    る請求項１０〜１４のいずれかに記載のチャック。
16. 【請求項１６】 前記一側の把持部分にテーパ面を形成
    し、このテーパ面の傾斜角度を、このテーパ面と係合す
    る前記ワーク保持部材のテーパ面の傾斜角度と異なる角
    度としたことを特徴とする請求項１０〜１５のいずれか
    に記載のチャック。
17. 【請求項１７】 前記他側の把持部分のテーパ面に、前
    記押し部材のテーパ面に形成された係合凸部又は係合凹
    部と係合する係合凹部又は係合凸部を形成したことを特
    徴とする請求項１０〜１６のいずれかに記載のチャッ
    ク。