JP2003145326A - フローティングチャック構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造が簡単でチャック爪部が求心移動してワ
ークをクランプして高精度の加工精度が得られるフロー
ティングチャック構造を提供する。 【解決手段】 加工機械の主軸に回転軸線ａと同軸上に
装着されたセンタ１１と、主軸５に設けらてセンタ１１
が貫通するセンタ挿通孔１３ｈを有するベース部１２
と、センタ１１が挿通する内孔３１ａが穿孔された略円
板状のバッキングプレート３１と、バッキングプレート
３１の内孔３１ａに沿って配設された複数のチャック爪
部３２と、バッキングプレート３１をラジアル方向に移
動可能にベース部１２に支持するフローティング支持部
２０と、ベース部１２とバッキングプレート３１の間に
配設されてバッキングプレート３１を押出し変形させる
アクチエータ部５０とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加工機械でワーク
を加工する際、ワークをクランプするフローティングチ
ャック構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から例えば円筒形のワークの外周面
を研削する円筒研削盤が広く使用されている。この円筒
研削盤はテーブル上に相対向して配置されたヘッドスト
ック及びテールストックに設けられた両センタ間でワー
クを支持し、かつ回転駆動されるワークの外周を回転す
るトイシ車によって研削するものである。

【０００３】このような円筒研削盤においてワークを回
転駆動する手段としては、図１２に要部断面図を示すよ
うに、ヘッドストック１０１の主軸１０２に設けられた
センタ１０３と、テールストック１０４に設けられたセ
ンタ１０５との間にワークＷを支持すると共に、主軸１
０２の先端に丸棒１０６が突出する回し板１０７を取付
ける。一方、ワークＷにケレと称する回し金１０８を止
メネジで取付け、回転駆動する主軸１０２によって回転
する回し板１０７の丸棒１０６によって回し金１０８を
押動することによってワークＷを回転駆動する方法があ
る。

【０００４】また、センタ間でワークを支持し、このワ
ークを回転駆動するための手段としてフローティングチ
ャックが広く使用されている。このフローティングチャ
ックは、例えば特開平１１−２５４２１４号公報に開示
され、かつ図１３に示すように、回転駆動するチャック
本体１１１に、対峙関係で作動する対のシリンダ１１３
と軸心方向に向かって油圧作用で応動するピストン１１
４を有する複数のシリンダ機構１１２を設け、かつ各シ
リンダ１１３に連通するピストン１１６を備えた油室１
１７及びピストン１１６を前後進させるドローバ１１８
を備え、ドローバ１１８の前後進によってシリンダ１１
３に油圧を作用させて各ピストン１１４の先端に設けた
クランプ爪部１１４ａによってワークＷをクランプする
ように構成されたものがある。

【０００５】一方、油圧によりダイヤフラム状のバッキ
ングプレートのセンタ近傍を膨らませることで、バッキ
ングプレートに突設された複数のチャック爪部をアンク
ランプ位置に開き、かつワークを各チャック爪部間に挿
入し、しかる後油圧を低下させてチャック爪部をクラン
プ位置に閉じてワークをクランプする、いわゆるダイヤ
フラム構造のチャックがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記回し金を使用する
円筒研削盤にあっては、主軸の先端に丸棒が突出する回
し板を取付ける一方、ワーク側に回し金を取付け、回転
する回し板の丸棒によって回し金を押動することから、
ワークに回し金を確実に係止するための歯形やスプライ
ン状の部位が要求されると共に、ワークに偏心して押圧
力荷重が作用し加工精度の低下を招くことが懸念され
る。

【０００７】一方、上記フローティングチャックによる
と、チャック爪部が自動的に求心移動してワークをクラ
ンプすることにより高精度の加工精度が確保できる。し
かし、機構が複雑であると共に、切削作業時にワークの
加工部等を水溶性クーラントで冷却した際、その水溶性
クーラントがフローティングチャックの摺動部に浸入し
て錆等の発生を誘発し、作動不良を招くことが懸念され
る。

【０００８】また、上記ダイヤフラム構造のチャックは
比較的構造が簡単で水溶性クーラント等の浸入が有効的
に防止されるが、バッキングプレートにセンタとチャッ
ク爪部が配設されており、ワークを高精度でクランプす
ることが困難であり、加工精度の低下を招くおそれがあ
る。

【０００９】従って、かかる点を鑑みなされた本発明の
第１の目的は、構造が簡単でチャック爪部が自動的に求
心移動してワークをクランプすることにより高精度の加
工が確保できるフローティングチャックを提供すること
にある。

【００１０】また、本発明の第２の目的は、更に、クー
ラント等の浸入が有効的に阻止できるフローティングチ
ャック構造を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
る請求項１に記載のフローティングチャック構造の発明
は、加工機械の主軸に装着され、油圧によりバッキング
プレートの回転軸線近傍を変形させて、該バッキングプ
レートに突設された複数のチャック爪部をアンクランプ
位置に開き、かつバッキングプレートの戻り変形によっ
てチャック爪部を閉じてワークをクランプするチャック
構造において、上記回転軸線と同軸上に延在して基端が
上記主軸に装着されたセンタと、上記主軸に設けられる
略円板状の基部及び該基部から延設されて上記センタが
貫通するセンタ挿通孔が穿孔された円筒部を有するベー
ス部と、上記センタが挿通する内孔が穿孔された略円板
状のバッキングプレートと、該バッキングプレートに上
記内孔に沿って同心状に配設された複数のチャック爪部
と、上記バッキングプレートを回転軸線に対してラジア
ル方向に移動可能に上記ベース部に支持するフローティ
ング支持部と、上記ベース部とバッキングプレートの間
に配設されて上記バッキングプレートの回転軸線近傍を
回転軸線方向に押出し変形させるアクチエータ部とを備
えたことを特徴とする。

【００１２】請求項１の発明によると、単にアクチュエ
ータによって、チャック爪部が配設されたバッキングプ
レートを押動させて変形させる簡単な構成でチャック爪
部をアンクランプ位置とクランプ位置に作動させること
ができ、かつバッキングプレートがフローティング支持
部によってラジアル方向に移動可能に支持されることに
よって、チャック爪部が自動的に求心移動してワークを
クランプして高精度の加工精度が確保できる。

【００１３】請求項２に記載の発明は、請求項１のフロ
ーティングチャック構造において、上記フローティング
支持部は、上記ベース部に上記バッキングプレートの周
縁部と対向して配設された中間リングと、該中間リング
を隔てて上記バッキングプレートの周縁部と対向配置さ
れた固定リングと、上記中間リングと固定リングの間及
び中間リングとバッキングプレートの周縁部の間に各々
介在された複数のボールと、上記固定リングとバッキン
グプレートの周縁部を連結する連結手段とを備えたこと
を特徴とする。

【００１４】請求項２の発明によると、中間リングと固
定リング、中間リングとバッキングプレートとの間に各
々配置されたボールの転動によって、中間リングに対し
て固定リング及びバッキングプレートがラジアル方向に
円滑に移動自在に支持され、バッキングプレートがフロ
ーティング支持される。従って、構造が簡単でチャック
爪部の求心移動が円滑にでき、ワークを高精度でクラン
プすることができる。

【００１５】請求項３に記載の発明は、請求項２のフロ
ーティングチャック構造において、上記連結手段は、上
記固定リングとバッキングプレートの周縁部の間に介在
する円筒状のスペーサと、該スペーサを貫通して上記固
定リングとバッキングプレートの周縁部を連結する取付
ボルトとを備え、上記中間リングに、上記スペーサが間
隙を有して挿通するチャック部移動範囲規制部が開口形
成されたことを特徴とする。

【００１６】請求項３の発明によると、固定リングとバ
ッキングプレートの間がスペーサによって設定され、ボ
ールの転動が良好に確保できると共に、スペーサの移動
範囲をチャック部移動範囲規制部によって規制すること
によってバッキングプレートの求心移動の範囲を有効に
規制することができる。

【００１７】請求項４に記載の発明は、請求項２または
３のフローティングチャック構造において、上記中間リ
ングと固定リングの間及び中間リングとバッキングプレ
ートの周縁部の間に各々上記各ボールを転動自在に保持
するボール保持孔が穿設されたフローティングキャリヤ
が介装されたことを特徴とする。

【００１８】請求項４の発明によると、ボールをフロー
ティングキャリヤによって所定位置で転動自在に保持す
ることから、より安定的したボールの転動が確保でき
る。

【００１９】請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の
いずれかのフローティングチャック構造において、上記
アクチュエータ部は、上記ベース部の上記円筒部周囲に
リング状に形成された油圧室と、該油圧室に嵌合して上
記円筒部に沿って摺動するリング状で頂部によって上記
バッキングプレートの内孔周縁を押動する油圧ピストン
とを有することを特徴とする。

【００２０】請求項５の発明によると、アクチュエータ
の油圧ピストンを円筒部に沿って摺動するリング状に形
成することによって、単一の油圧ピストンによって均等
にバッキングプレートの内孔周縁を押動でき、良好なバ
ッキングプレートの変形によるアンクランプ及びクラン
プ作動が得られる。

【００２１】請求項６に記載の発明は、請求項５のフロ
ーティングチャック構造において、基端が上記ベース部
に取り付けられて上記フローティング支持部、アクチュ
エータ部及びバッキングプレートの外周を覆う外筒部、
及び該外筒部の先端に延設されてバッキングプレートの
周縁部の前面周縁に液密的に接合するリング状の前面部
を有する防水カバーと、上記ベース部の円筒部外周に摺
動自在に嵌合して上記油圧ピストンの頂部とバッキング
プレートの内孔周縁との間に介装されてリング状の防水
リングとを備えたことを特徴とする。

【００２２】請求項６は上記第２の目的を達成するもの
であって、請求項６の発明によると、ベース部とバッキ
ングプレート間を覆う防水カバー及び、円筒部外周に摺
動自在に嵌合して油圧ピストンの頂部とバッキングプレ
ートの内孔周縁との間に介装された防水リングによって
アクチュエータ部及びフローティング支持部等が液密的
に覆われることから、ワークの加工時に使用される水溶
性クーラント等の内部への浸入が有効的に防止されて、
アクチュエータ部及びフローティング支持部等の作動部
の発錆等が有効的に防止でき、加工精度の低下が回避さ
れて安定した加工精度が確保でき、かつ耐久性が大幅に
向上する。

【００２３】請求項７に記載の発明は、請求項６のフロ
ーティングチャック構造において、上記防水リングは、
該防水リングのバッキングプレートと対向する前面にバ
ッキングプレートの内孔周縁に当接するリング状のシー
ル部材を備えたことを特徴とする。

【００２４】請求項７の発明によると、防水リングのバ
ッキングプレートと対向する前面にバッキングプレート
の内孔周縁に当接するリング状のシール部材、例えばＯ
リングを備えることによって、摺接する防水リングの前
面とバッキングプレートの内孔周縁の間からの水溶性ク
ーラント等の浸入をより有効的に防止することができ
る。

【００２５】請求項８に記載の発明は、請求項６または
７のフローティングチャック構造において、上記油圧ピ
ストンの頂部と防水リングとの間に、該防水リングをバ
ッキングプレートに押接付勢するスプリングを介装させ
たことを特徴とする。

【００２６】請求項８の発明によると、スプリングによ
って防水リングがバッキングプレートに常時押接付勢さ
れる。従って、例えば、チャック爪部の精度が低く、ワ
ークのクランプ時にバッキングプレートの内孔周縁に偏
在する荷重が作用して変形が生じた際にも、防水プレー
トの前面とバッキングプレートの内孔周縁との圧接が確
保でき、該部の防水効果が大幅に向上する。

【００２７】請求項９に記載の発明は、請求項６〜８の
いずれかのフローティングチャック構造において、上記
バッキングプレートの外周面に、上記防水カバーの内周
面に当接する弾性リング部材を配設したことを特徴とす
る。

【００２８】請求項９の発明によると、バッキングプレ
ートの外周面と防水カバーの外筒部の内周面との間に介
在された弾性リング部材によって、バッキングプレート
のラジアル方向の移動が抑制され、アンクランプ状態に
おけるバッキングプレートの自重による下降移動が抑え
られてバッキングプレートが過剰に変移することが抑制
される。従って、ワークをクランプした際のバッキング
プレートの求心移動が少なくなり、クランプ及びアンク
ランプ作動の円滑化が得られる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明によるフローティン
グチャック構造の実施の実施の形態を図を参照して説明
する。

【００３０】（第１実施の形態）本発明によるフローテ
ィングチャック構造の第１実施の形態を図１乃至図９を
参照して説明する。

【００３１】図１は、フローティングチャック１０が配
設される研削盤１の概要を示す全体側面図であり、図２
はワークＷを保持した状態を示す図１のＡ部拡大断面図
である。研削盤１は、テーブル２上に対峙して設けられ
たヘッドストック３及びテールストック４と、ヘッドス
トック３に設けられた主軸５に装着されたチャック１０
とテールストック４に設けられたセンタ７によって支持
されて回転軸線ａを中心に回転駆動されるワークＷを研
削するトイシ車８とを備えている。

【００３２】チャック１０について図３乃至図９を参照
して説明する。図３はチャック１０の正面図、図４は図
３のＩ−Ｉ線断面図、図５は図４のＢ部拡大図、図６は
図４のＣ部拡大図、図７は図４のＩＩ−ＩＩ線断面図、
図８は図４のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図、図９は作動説明
図である。

【００３３】チャック１０は、ヘッドストック３に設け
られた主軸５に装着されるセンタ１１及びベース部１
２、フローティング支持部２０、ベース部１２にフロー
ティング支持部２０によってフローティング支持された
チャック部３０、防水保護部４０及びアクチュエータ部
５０を主要部としている。

【００３４】次に、これらセンタ１１、ベース部１２、
フローティング支持部２０、チャック部３０、防水保護
部４０、アクチュエータ部５０について順次説明する。

【００３５】センタ１１は、基端部が主軸５に装着され
た円柱形状であって、先端１１ａがワークＷに形成され
たセンタ穴Ｗａに嵌合するテーパ状に形成されている。

【００３６】ベース部１２は、ベース１３と中間ベース
１４とを有している。ベース１３は、略円板状で主軸５
に装着される基部１３Ａと、基部１３Ａの中心から回転
軸線ａに沿って略円筒状に突出する円筒部１３Ｂによっ
て形成されている。基部１３Ａには円筒部１３Ｂの基端
外周に沿ってリング状に突出する油圧室形成部１３ａが
形成され、かつ油圧室形成部１３ａの外周に段差１３ｂ
を介して中間ベース取付部１３Ｃが形成されている。油
圧室形成部１３ａには、他端が油圧供給源に接続された
作動油供給ポート１３ｄの一端が開口する一方、中間ベ
ース取付部１３Ｃの内周側には段差１３ｂに沿ってリン
グ状のシール材装着溝１３ｅが形成され、外周に沿って
等間隔で複数、本実施の形態では６個のボルト取付孔１
３ｇが形成されている。一方、円筒部１３Ｂにはセンタ
１１が嵌合して貫通するセンタ挿通孔１３ｈが穿設さ
れ、円筒部１３Ｂの外周は後述する油圧ピストン５１の
内周面５１ａが嵌合する大径部１３ｉと、この大径部１
３ｉに段差部１３ｊを介して防水プレート４２が嵌合す
る小径部１３ｋが延在して形成されている。

【００３７】中間ベース１４は、基端がベース１３の基
部１３Ａに形成された段差１３ｂに嵌合する内孔１４ａ
が穿孔された円筒部１４Ａと、中間ベース取付部１３Ｃ
に重合する円板状の基部１４Ｂが一体に形成され、円筒
部１４Ａの頂部１４ｂにボルト取付孔１４ｃが形成され
ている。基部１４Ａの外周に沿ってリング状に段差１４
ｄを介して防水カバー取付部１４Ｃが凹設され、防水カ
バー取付部１４Ｃの内周側に段差１４ｄに沿ってシール
材装着溝１４ｆが形成され、かつボルト取付孔１３ｇに
対応してボルト挿通孔１４ｇが穿設されている。なお、
リング溝１３ｅにはベース１３の中間ベース取付部１３
Ｃと中間ベース１４の基部１４Ｂとの間を液密的にシー
ルするＯリング１５が装着されている。

【００３８】この中間ベース１４は、後述する防水カバ
ー４１と共にボルト挿通孔１４ｇを貫通してボルト取付
孔１３ｇに螺合する取付ボルト４４によってベース１３
に固設される。なお、中間ベース１４とベース１３は一
体であってもかまわず、この場合にはＯリング１５が不
要となる。

【００３９】フローティング支持部２０は、中間リング
２１と、一対のフローティングボールキャリヤ２２と、
固定リング２３と、複数のボール２４を有している。

【００４０】中間リング２１は、後述するバッキングプ
レート３１の周縁部３１Ｂと対向配置され、図４、図
５、図６及び図７に示すように、中間ベース１４の円筒
部１４Ａの内孔１４ａ内に嵌合するリング状のフランジ
２１ａが形成された円板状の基部２１Ａを有し、基部２
１Ａにフランジ２１ａの近傍には中間ベース１４の円筒
部１４Ａに形成されたボルト取付孔１４ｃに対応してボ
ルト挿通孔２１ｃが穿設されている。更に基部２１Ａの
外周部にはチャック部移動範囲規制部が形成されてい
る。このチャック部移動範囲規制部は、後述する固定リ
ング２３とバッキングプレート３１の間に介在する円筒
状のスペーサ２６が遊嵌する溝幅を有して外周方向に向
かって開口するＵ字状に切り欠き形成されたガイド溝２
１ｄによって形成されている。ガイド溝２１ｄは基部２
１Ａの外周に沿って等間隔で複数、本実施の形態では３
個形成されている。

【００４１】各フローティングボールキャリヤ２２は、
中間リング２１を介して各々対向配置され、図４、図
５、図６及び図８に示すように、中間ベース１４の円筒
部１４Ａの外径より若干大きな内径を有する内孔２２ａ
が開口するリング状の円板によって形成されている。こ
のリング状に形成されたフローティングボールキャリヤ
２２には、中間リング２１に形成されたガイド溝２１ｄ
に対応してスペーサ２６が貫通可能なボルト挿通孔２２
ｄが穿設され、かつ各ボルト挿通孔２２ｄ間にはフロー
ティングキャリヤ２２の板厚より若干大径でボール２４
を所定位置で転動自在に保持するボール保持孔２２ｂが
複数穿設されている。

【００４２】固定リング２３は、中間リング２１及び各
フローティングキャリヤ２２を介してバッキングプレー
ト３１の周縁部３１Ｂと対向配置され、かつ中間ベース
１４の円筒部１４Ａの外径より若干大径の内孔２３ａを
有し、フローティングボールキャリヤ２２と略同一の外
径を有するリング状の円板によって形成され、かつフロ
ーティングキャリヤ２２に形成されたボルト挿通孔２２
ｄに対応してボルト取付孔２３ｄが形成されている。

【００４３】そして、中間リング２１が、そのフランジ
部２１ａと円筒部１４Ａの内孔１４ａの嵌合によって位
置決めされ、ボルト挿通孔２１ｃを貫通してボルト取付
孔１４ｃに螺合する取付ボルト２７によって中間ベース
１４の円筒部１４Ａの頂部１４ｂに取り付けられる。

【００４４】更に、中間リング２１の各ガイド溝２１ｄ
にスペーサ２６を遊嵌させ、中間リング２１から突出す
るスペーサ２６に、各々ボール２４を各ボール保持孔２
２ｂ内に保持したフローティングボールキャリヤ２２の
ボルト挿通孔２２ｄを嵌合すると共に、スペーサ２６の
両端に各々配置された固定リング２３及びバッキングプ
レート３１を配置し、かつバッキングプレート３１に穿
設されたボルト挿入孔３１ｄから挿入し、スペーサ２６
を貫通して固定リング２３に形成されたボルト取付孔２
３ｄに螺合する取付ボルト２８によってフローティング
支持部２０が構成される。

【００４５】このように構成されたフローティング支持
部２０は、中間リング２１の基部２１Ａと固定リング２
３、中間リング２１とバッキングプレート３１との間に
各々配置されてフローティングボールキャリヤ２２で所
定位置に保持されたボール２４の転動によって、中間リ
ング２１に対してスペーサ２６及び取付ボルト２８によ
って一体的に結合された固定リング２３及びバッキング
プレート３１が中間リング２１の基部２１Ａに沿って回
転軸線ａと直交するラジアル方向に移動自在に支持され
る。

【００４６】この固定リング２３及びバッキングプレー
ト３１の移動範囲は、スペーサ２６とガイド溝２４ｄの
周縁との当接によって規制される。換言するとスペーサ
２６とガイド溝２４との間隙に相当する範囲に亘って固
定リング２３及びバッキングプレート３１の移動が許容
される。

【００４７】このようにフローティング支持部２０を形
成することによって、固定リング２３とバッキングプレ
ート３１の間がスペーサ２６によって設定され、ボール
２４の転動が良好に確保できると共に、スペーサ２６の
移動範囲をガイドが２４によって規制することによって
バッキングプレート３１の求心移動の範囲を有効に規制
できる。

【００４８】チャック部３０は、ダイヤフラム状のバッ
キングプレート３１と、バッキングプレート３１に取付
ボルト３３によって取り付けられたチャック爪部３２を
を有している。

【００４９】バッキングプレート３１は、中央部にベー
ス１３に形成された円筒部１３Ｂの小径部１３ｋより大
きい内径の内孔３１ａが開口する円板状の基部３１Ａを
有し、その周縁部３１Ｂが比較的厚く形成されている。
周縁部３１Ｂに上記中間リング２１のガイド溝２４ｄに
対応してボルト挿通孔３１ｄが穿設され、ボルト挿通孔
３１ｄの端部外周に沿ってシール材装着溝３１ｅが形成
され、かつ外周に沿ってＯリング３５を保持するシール
材装着溝３１ｆが形成されている。更に基部３１Ａに
は、内孔３１ａの周囲に等間隔で複数、本実施の形態で
は３個のチャック爪取付部３１Ｃが突設されている。各
チャック爪取付部３１Ｃの頂部にチャック爪部３２の基
端３２ａが嵌合する係合部３１ｃが形成されている。

【００５０】チャック爪部３２は、基端３２ａがチャッ
ク爪取付部３１Ｃの頂部に形成された係合部３１ｃに嵌
合して位置決めされた状態で取付ボルト３３によってチ
ャック爪取付部３１Ｃに装着される。この装着された状
態で各チャック爪部３１Ｃの頂部に形成された爪部先端
３２ｃが回転軸線ａ方向に向いて突出するように形成さ
れている。

【００５１】このように形成されたチャック部３０は、
上記のように取付ボルト２８をバッキングプレート３１
に穿設されたボルト挿入孔３１ｄから挿入し、かつスペ
ーサ２６を貫通して固定リング２３のボルト取付孔２３
ｄに螺合することによってフローティング支持部２０に
取り付けられる。

【００５２】防水保護部４０は、防水カバー４１と防水
プレート４２を有している。防水カバー４１は、基端が
中間ベース１４に形成された防水カバー取付部１４Ｃに
嵌合すると共にフローティング支持部２０及びバッキン
グプレート３１の外周を覆う円筒状の外筒部４１Ａと、
外筒部４１Ａの先端に延設されてバッキングプレート３
１の周縁部３１Ｂの前方を覆うリング状の前面部４１Ｂ
が一体に形成されている。そして、外筒部４１Ａに穿設
されたボルト挿通孔４１ｇから挿入され、中間ベース１
４のボルト挿通孔１４ｇを貫通してベース１３のボルト
取付孔１３ｇに螺合する取付ボルト４４によって中間ベ
ース１４と共にベース１３に取り付けられる。防水カバ
ー４１の外筒部４１Ａと中間ベース１４の当接部、及び
前面部４１Ｂとバッキングプレート３１の周縁部３１Ｂ
の当接部は、固定ベース１４及びバッキングプレート３
１に各々形成されたシール材装着溝１４ｆ、３１ｆに装
着されたＯリング４５、４６によって液密的にシールさ
れる。

【００５３】防水プレート４２は、ベース１３の円筒部
１３Ｂに形成された小径部１３ｋに摺動可能に嵌合する
断面略矩形のリング状であって、図９に示すように小径
部１３ｋに嵌合する内周面４２ａ及び前面４２ｂには各
々リング状のシール材装着溝４２ｄ、４２ｅが形成さ
れ、各シール材装着溝４２ｄ及び４２ｅに装着されたＯ
リング４７、４８によって小径部１３ｋと内周面４２ａ
の摺動部及びバッキングプレート３１と前面４２ｂの当
接部を各々液密的にシールしている。

【００５４】アクチュエータ部５０は、図９に示すよう
にベース１３の円筒部１３Ｂに形成された大径部１３ｉ
の外周面と中間ベース１４の円筒部１４Ａの内周面に各
々内周面５１ａ及び外周面５１ｂが摺接するリング状の
油圧ピストン５１と、ベース１３の基部１３Ａに形成さ
れた油圧室形成部１３ａ、円筒部１３Ｂの大径部１３ｉ
の外周面、中間ベース１４に形成された円筒部１４Ａの
内周面、油圧ピストン５１の底面５１ｃによって形成さ
れた油圧室５２を有している。

【００５５】油圧ピストン５１には防水プレート４２の
後面４２ｃに当接可能に頂部５１ｄが突設されている。
また、油圧ピストン５１の内周面５１ａ及び外周面５１
ｂに各々シール材装着溝５１ｅ、５１ｆが形成され、シ
ール材装着溝５１ｅ、５１ｆに装着されたＯリング５
３、５４よって油圧ピストン５１の内周面５１ａと大径
部１２ｉの摺動部及び外周面５１ｂと円筒部１４Ａの摺
動部を液密的にシールしている。

【００５６】そして、油圧供給源から作動油供給ポート
１３ｄを介して油圧室５２に作動油を供給することによ
って、その油圧作用で油圧ピストン５１が前進し、その
頂部５１ｄによって防水プレート４２を介してバッキン
グプレート３１の内孔３１ａの周縁を押し出してバッキ
ングプレート３１を膨出変形させ、そのバッキングプレ
ート３１の変形によってチャック爪取付部３１Ｃに設け
られたチャック爪部３２を図９に破線で示すクランプ位
置から実線で示すアンクランプ位置に拡開する。一方、
油圧室５２内の作動油の排出によって、油圧室５２内の
油圧が減圧されて油圧ピストン５１が油圧室５２を形成
する円筒部１３Ｂの大径部１３ｉ、円筒部１４Ａの内周
面に沿って後退して元位置に戻り、防水プレート４２に
よる付勢が解除されてバッキングプレー３１自体の復元
力、即ち戻り変形によってバッキングプレート３１が復
元し、その復元に伴って防水プレート４２が段部１３ｉ
に当接するまで移動されると共に、チャック爪取付部３
１Ｃに設けられたチャック爪部３２は図９に実線で示す
アンクランプ位置から破線で示すクランプ位置に移行す
る。このクランプ状態では、防水プレート４２の前面４
２ｂとバッキングプレート３１が当接し、かつＯリング
４８によって液密的にシールされる。

【００５７】なお、油圧ピストン５１を円筒部１４Ａに
沿って摺動するリング状に形成することによって、単一
の油圧ピストン５１によって防水プレート４２を介して
均等にバッキングプレート３１の内孔３１ａ周縁を押動
でき、良好なバッキングプレート３１の変形が確保でき
る。

【００５８】次に、このように構成されたフローティン
グチャック１０を備えた研削盤１の作用について説明す
る。

【００５９】先ずヘッドストック３に設けられたチャッ
ク１０の油圧室５２に油圧供給源から作動油供給ポート
１３ｄを経て作動油を供給し、油圧により油圧ピストン
５１を前進移動させ、その頂部５１ｃによって防水プレ
ート４２をベース１３の円筒部１３ｂに沿って押動し
て、バッキングプレート３１の内孔３１ａの周縁を押し
出してバッキングプレート３１を変形させ、チャック爪
取付部３１Ｃに設けられたチャック爪部３２を図９に破
線で示すクランプ位置から実線で示すアンクランプ位置
に拡開して準備する。

【００６０】続いて、テールストック４に設けられたセ
ンタ７をヘッドストック３側に突出させて前進させ、前
進するセンタ７の先端７ａと、ヘッドストック３に設け
られたセンタ１１の先端１１ａを各々ワークＷの両端に
各々形成されたセンタ穴Ｗａに挿入させて嵌合すること
によって、ワークＷを両センタ７と１１によって回転軸
線ａと同軸上に位置決めし、かつワークＷを両センタ
７、１１によって支持する。

【００６１】センタ７、１１によってワークＷの位置決
めが完了すると、続いて作動油供給ポート１３ｄから油
圧室５２内の作動油を排出して油圧室５２内の油圧を減
圧する。油圧室５２内の減圧に伴って油圧ピストン５１
が円筒部１３Ｂの大径部１３ｉ、円筒部１４Ａの内周面
に沿って後退して元位置に戻り、油圧ピストン５１によ
る防水プレート４２を介してバッキングプレート３１へ
の押圧付勢が解除される。

【００６２】押圧付勢が解除されたバッキングプレート
３１は、それ自体の復元力で平面状の元の状態に戻る。
このバッキングプレート３１の戻り変形による平面状へ
の移行に伴って、各チャック爪取付部３１Ｃに設けられ
たチャック爪部３２は互いにアンクランプ位置からクラ
ンプ位置に接近するように揺動し、各チャック爪部３２
の頂部に設けられた爪部先端３２ｃがワークＷの外周面
に圧接してワークＷをバッキングプレート３１の復元力
による所定圧でクランプする。同時にバッキングプレー
ト３１の復元に伴って内孔２１ａの周縁によって防水プ
レート４２をベース１３の円筒部１３ｂに沿って段差部
１２ｊに当接するまで押動して停止する。

【００６３】このクランプの際、等間隔で配置された各
チャック爪部４２の爪部先端３２ｃがワークＷを等間隔
で外方向から均衡が取れたクランプ力で挟持することに
よって、バッキングプレート３１がフローティング支持
部２０の中間リング２１の基部２１Ａと固定リング２
３、中間リング２１とバッキングプレート３１との間に
各々配置されたフローティングボールキャリヤ２２に保
持されたボール２４の転動によって、回転軸線ａと直交
するラジアル方向に自在にワークＷに倣って移動するこ
とによって自己求心され、ワークＷを回転軸心ａと同軸
上で確実に、かつワークＷにモーメントを生じさせるこ
となく高精度でクランプする。

【００６４】続いて、ヘッドストック３に設けられたサ
ーボモータ等の回転駆動装置によって主軸５を回転駆動
させ、ワークＷをクランプしたチャック１０の回転によ
ってワークＷを回転軸心ａと動軸上で回転駆動する。回
転駆動されたワークＷの外周面に回転するトイシ車８に
よって研削加工を施す。この回転するトイシ車８による
研削加工手段は本発明と直接関係がないので詳細な説明
は省略する。

【００６５】トイシ車８によるワークＷの研削が完了す
るとトイシ車８をワークＷから離間させ、かつ回転駆動
装置によるワークＷの回転駆動を停止する。

【００６６】そして、再びチャック１０の油圧室５２に
作動油を供給し、油圧により油圧ピストン５１を前進移
動させて防水プレート４２をベース１３の円筒部１３ｂ
に沿って押動してバッキングプレート３１を膨出変形さ
せ、チャック爪取付部３１Ｃに設けられたチャック爪部
３２を図９に破線で示すクランプ位置から実線で示すア
ンクランプ位置に拡開してワークＷをアンクランプす
る。続いて、テールストック４に設けられたセンタ７を
ヘッドストック３から離間するように後退させ、センタ
７の先端７ａと、ヘッドストック３に設けられたセンタ
１１の先端１１ａからワークＷを搬出する。

【００６７】従って、本実施の形態によると、油圧ピス
トン５１及び油圧室５２からなる単一のアクチュエータ
５０によって、チャック爪部３２が配設されたバッキン
グプレート３１を押動させて変形させる簡単な構成でワ
ークＷをクランプ及びアンクランプでき、かつバッキン
グプレート３１が中間リング２１と、フローティングボ
ールキャリヤ２２、固定リング２３及び複数のボール２
４等から構成される簡単なフローティング支持部２０に
よってフローティング支持されることから、構造が簡単
でチャック爪部３２が自動的に求心してワークＷをクラ
ンプすることにより高精度の加工精度が確保できる。

【００６８】また、可動部、即ちフローティング支持部
２０及びアクチュエータ部５０等がベース３１、中間ベ
ース３２、防水カバー４１、バッキングプレート３１及
び各部間に介在するＯリングによって液密的にシールさ
れ、かつ摺動部となる小径部とバッキングプレート３１
の内孔３１ａの周縁が防水プレート４２及び該部に配設
されたＯリングによって摺動可能にシールされることか
ら、チャック１０の内部にワークＷの加工時に使用され
る水溶性クーラント等の浸入が有効的に防止され、錆等
の発生が有効的に防止でき、加工精度の低下が回避され
て安定した加工精度及び耐久性が大幅に向上する。

【００６９】（第２実施の形態）本発明によるフローテ
ィングチャック構造の第２実施の形態を図１０を参照し
て説明する。図１０は本実施の形態の要部を示す図４の
Ｄ部に対応する部位の拡大図であり、本実施の形態は、
油圧ピストンの５１の頂部５１ｄと防水プレート４２の
後面４２ｃとの間にスプリング５５を介在させたことを
特徴とし、他の構成は第１実施の形態と同様の構成であ
るので該部を主に説明し、他の部位の詳細な説明を省略
する。なお、説明の便宜上図４と対応する部位には同一
符号が付してある。

【００７０】油圧ピストン５１の頂部５１ｄ及び防水プ
レート４２の後面４２ｃに各々互いに対向するスプリン
グ保持部５５ａと５５ｂを凹設する。更に、各スプリン
グ保持部５５ａと５５ｂにスプリング５５の各端部を嵌
合して油圧ピストン５１の頂部５１ｄと防水プレート４
２の後面４２にスプリング５５を介在させる。

【００７１】この油圧ピストン５１と防水プレート４２
の間に介設されたスプリング５５によって常時、防水プ
レート４２の前面４２ｂをバッキングプレート３１の内
孔３１ａの周縁に圧接付勢し、Ｏリング４８が適度に圧
迫されている。

【００７２】従って、本実施の形態によると例えば、チ
ャック爪部３２の精度が低く、ワークＷのクランプ時に
バッキングプレート３１の内孔３１ａの周縁に矢印Ｆで
示すような偏在する荷重が作用して変形が生じた際、或
いは防水プレート４２の後面４２ｃと段差部１３ｊとの
間に隙間が生じる場合でも防水プレート４２の前面４２
ｂとバッキングプレート３１の内孔３１ａの周縁との圧
接が確保でき、該部の防水効果が大幅に向上する。ま
た、防水プレート４２や円筒部１３Ｂの段差部１３ｊ等
の加工精度の緩和が許容され、製造の簡素化が可能にな
る。

【００７３】（第３実施の形態）本発明によるフローテ
ィングチャック構造の第３実施の形態を図１１を参照し
て説明する。図１１は本実施の形態の要部を示す図４の
Ｅ部に対応する部位の拡大図であり、本実施の形態は、
バッキングプレート３１の外周面と防水カバー４１の外
筒部４１Ａとの間に弾性リング部材を介在させたことを
特徴とし、他の構成は第１或いは第２実施の形態と同様
の構成であるので該部を主に説明し、他の部位の詳細な
説明を省略する。なお、説明の便宜上図４と対応する部
位には同一符号が付してある。

【００７４】バッキングプレート３１の周縁部３１Ｂの
外周面に沿ってリング状のシール材装着溝３１ｅが形成
され、そのシール材装着溝３１ｅに防水カバー４１の外
筒部４１Ａの内周面に当接する弾性リング部材、例えば
Ｏリング５８が装着され、バッキングプレート３１の外
周と防水カバー４１の外筒部３１Ａとの間にＯリング５
８が介在されている。

【００７５】本実施の形態によると、バッキングプレー
ト３１の外周面と防水カバー４１の外筒部４１Ａとの間
に介在されたＯリング５８によって、バッキングプレー
ト３１のラジアル方向の移動が抑制される。その結果、
アンクランプ状態におけるバッキングプレート３１の自
重による下降移動は抑えられて、バッキングプレート３
１の中心が回転軸線ａから過剰に変移することが抑制さ
れる。従って、ワークＷをクランプした際のバッキング
プレート３１の求心移動が少なくなり、バッキングプレ
ート３１の移動によるクランプ時の求心が容易に行われ
て、クランプ及びアンクランプ作動の円滑化が得られ
る。

【００７６】なお、本発明は上記各実施の形態に限定さ
れることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更
可能である。例えば上記実施の形態では 中間リング２
１に形成されるチャック部移動範囲規制部をＵ字状に切
り欠き形成されたガイド溝２１ｄによって形成したが、
スペーサ２６が遊嵌する貫通孔によって形成することが
できる。また、上記各Ｏリングに代えて他のリング状の
シール部材を使用することもできる。また、上記各実施
の形態では研削盤のチャックの場合を例に説明したが、
他の加工機のフローティングチャックに使用することも
可能である。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したフローティングチャック構
造の発明によると、単にアクチュエータによって、チャ
ック爪部が配設されたバッキングプレートを押動させて
変形させる簡単な構成でチャック爪部をアンクランプ位
置とクランプ位置に作動させることができ、バッキング
プレートがフローティング支持部によってラジアル方向
に移動可能にフローティング支持されることによって、
構造が簡単でチャック爪部が自動的に求心移動してワー
クをクランプして高精度の加工精度が確保できる。

【００７８】また、アクチュエータ部及びフローティン
グ支持部等を、ベース部とバッキングプレートとの間を
覆う防水カバー及び円筒部の外周に摺動自在に嵌合して
油圧ピストンの頂部とバッキングプレートの内孔周縁と
の間に介装された防水リングによって液密的に覆うこと
によって、ワークの加工時に使用される水溶性クーラン
ト等の浸入が有効的に防止されて、アクチュエータ部及
びフローティング支持部等の作動部の発錆等が有効的に
防止でき、加工精度の低下が回避されて安定した加工精
度及び耐久性が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるフローティングチャック構造の第
１実施の形態の概要を説明するチャックが配設される研
削盤の概要を示す全体側面図である。

【図２】同じく、図１のＡ部拡大断面図である。

【図３】同じ、チャックの正面図である。

【図４】同じく、図３のＩ−Ｉ線断面図である。

【図５】同じく、図４のＢ部拡大図である。

【図６】同じく、図４のＣ部拡大図である。

【図７】同じく、図４のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

【図８】同じく、図４のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図であ
る。

【図９】同じく、チャックの作動説明図である。

【図１０】本発明によるフローティングチャック構造の
第２実施の形態の概要示す説明図である。

【図１１】本発明によるフローティングチャック構造の
第３実施の形態の概要示す説明図である。

【図１２】従来のワークを回転駆動する手段を示す要部
断面図である。

【図１３】従来のフローティングチャックを示す要部断
面図である。

【符号の説明】

１ 研削盤 ３ ヘッドストック ４ テールストック ５ 主軸 ７ センタ １０ チャック １１ センタ １２ ベース部 １３ ベース １３Ａ 基部 １３Ｂ 円筒部 １３ｈ センタ挿通孔 １４Ａ 円筒部 １４Ｂ 基部 １４ａ 内孔 ２０ フローティング支持部 ２１ 中間リング ２１ｄ ガイド溝（チャック部移動範囲規制部） ２２ フローティングボールキャリヤ ２３ 固定リング ２４ ボール ２６ スペーサ ２８ 取付ボルト（連結手段） ３０ チャック部 ３１ バッキングプレート ３１Ａ 基部 ３１Ｂ 周縁部 ３１ａ 内孔 ３２ チャック爪部 ４０ 防水保護部 ４１ 防水カバー ４１ｃ 内周面 ４２ 防水プレート ４２ａ 内周面 ４２ｂ 前面 ４５、４６ Ｏリング（リング状のシール部材） ４７、４８ Ｏリング（リング状のシール部材） ５０ アクチュエータ部 ５１ 油圧ピストン ５１ｄ 頂部 ５２ 油圧室 ５５ スプリング ５８ Ｏリング（弾性リング部材）

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工機械の主軸に装着され、油圧により
   バッキングプレートの回転軸線近傍を変形させて、該バ
   ッキングプレートに突設された複数のチャック爪部をア
   ンクランプ位置に開き、かつバッキングプレートの戻り
   変形によってチャック爪部を閉じてワークをクランプす
   るチャック構造において、 上記回転軸線と同軸上に延在して基端が上記主軸に装着
   されたセンタと、 上記主軸に設けられる略円板状の基部及び該基部から延
   設されて上記センタが貫通するセンタ挿通孔が穿孔され
   た円筒部を有するベース部と、 上記センタが挿通する内孔が穿孔された略円板状のバッ
   キングプレートと、 該バッキングプレートに上記内孔に沿って同心状に配設
   された複数のチャック爪部と、 上記バッキングプレートを回転軸線に対してラジアル方
   向に移動可能に上記ベース部に支持するフローティング
   支持部と、 上記ベース部とバッキングプレートの間に配設されて上
   記バッキングプレートの回転軸線近傍を回転軸線方向に
   押出し変形させるアクチエータ部と、 を備えたことを特徴とするフローティングチャック構
   造。
2. 【請求項２】 上記フローティング支持部は、 上記ベース部に上記バッキングプレートの周縁部と対向
   して配設された中間リングと、 該中間リングを隔てて上記バッキングプレートの周縁部
   と対向配置された固定リングと、 上記中間リングと固定リングの間及び中間リングとバッ
   キングプレートの周縁部の間に各々介在された複数のボ
   ールと、 上記固定リングとバッキングプレートの周縁部を連結す
   る連結手段と、 を備えたことを特徴とする請求項１に記載のフローティ
   ングチャック構造。
3. 【請求項３】 上記連結手段は、 上記固定リングとバッキングプレートの周縁部の間に介
   在する円筒状のスペーサと、 該スペーサを貫通して上記固定リングとバッキングプレ
   ートの周縁部を連結する取付ボルトとを備え、 上記中間リングに、上記スペーサが間隙を有して挿通す
   るチャック部移動範囲規制部が開口形成された、 ことを特徴とする請求項２に記載のフローティングチャ
   ック構造。
4. 【請求項４】 上記中間リングと固定リングの間及び中
   間リングとバッキングプレートの周縁部の間に各々上記
   各ボールを転動自在に保持するボール保持孔が穿設され
   たフローティングキャリヤが介装されたことを特徴とす
   る請求項２または３に記載のフローティングチャック構
   造。
5. 【請求項５】 上記アクチュエータ部は、 上記ベース部の上記円筒部周囲にリング状に形成された
   油圧室と、 該油圧室に嵌合して上記円筒部に沿って摺動するリング
   状で頂部によって上記バッキングプレートの内孔周縁を
   押動する油圧ピストンとを有する、 ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のフロ
   ーティングチャック構造。
6. 【請求項６】 基端が上記ベース部に取り付けられて上
   記フローティング支持部、アクチュエータ部及びバッキ
   ングプレートの外周を覆う外筒部、及び該外筒部の先端
   に延設されてバッキングプレートの周縁部の前面周縁に
   液密的に接合するリング状の前面部を有する防水カバー
   と、 上記ベース部の円筒部外周に摺動自在に嵌合して上記油
   圧ピストンの頂部とバッキングプレートの内孔周縁との
   間に介装されてリング状の防水リングと、 を備えたことを特徴とする請求項５に記載のフローティ
   ングチャック構造。
7. 【請求項７】 上記防水リングは、 該防水リングのバッキングプレートと対向する前面にバ
   ッキングプレートの内孔周縁に当接するリング状のシー
   ル部材を備えた、 ことを特徴とする請求項６に記載のフローティングチャ
   ック構造。
8. 【請求項８】 上記油圧ピストンの頂部と防水リングと
   の間に、該防水リングをバッキングプレートに押接付勢
   するスプリングを介装させた、 ことを特徴とする請求項６または７に記載のフローティ
   ングチャック構造。
9. 【請求項９】 上記バッキングプレートの外周面に、上
   記防水カバーの内周面に当接する弾性リング部材を配設
   した、 ことを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載のフロ
   ーティングチャック構造。