JP2006255795A - 工作物支持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ワークを容易かつ正確に把持できるワーク支持装置を提供することにある。
【解決手段】 ダイヤフラム４の前面に複数の把持爪５が円周方向に配設されたワーク支持装置において、ダイヤフラム４の中央部４２を工作機械のスピンドルとともに回転する基体２に固定し、ダイヤフラム４の外周部４１にピストン３の押圧力を作用させることにより、把持爪５の揺動支点を回転軸の中心側に位置させる。これにより、把持爪５が、その拡開時にワークＷを工作機械側に引き込むように作用するようにして、チャッキング時にワークＷの端面Ｗｂを基準に位置決めができるようにする。
【選択図】 図１

Description

本発明は工作物支持装置に関し、さらに詳細には、円筒状の工作物の内径又は外径を支持するダイヤフラムチャックおよびその把持爪の構造に関する。

従来のダイヤフラムチャックは、外周縁が基体に固定された円盤状のダイヤフラムの表面に複数の把持爪を円周方向に配設・固定するとともに、ダイヤフラムの中央部（内周側）にピストンによる押圧力または引込力を作用させることにより、ダイヤフラム前面の把持爪を拡開または縮閉させる構造が採用されている。

ところで、この種のダイヤフラムチャックの使い方としては、上記把持爪で工作物（以下、ワークと称する）の外径（外側面）を把持する外掴み方式と、上記把持爪でワークの内径(内側面)を把持する内掴み方式とがある。

外掴み方式で使用する場合、チャッキングに先立ち、上記ピストンを前進させ、該ピストンの押圧力をダイヤフラムの中央部に作用させてダイヤフラムを外方に凸曲面状に変形させて上記把持爪を拡開させ、この状態でワークを所定のチャッキング位置に配置する。そして、チャッキングにあたっては、上記ピストンによる押圧力を解除し、ダイヤフラムを初期形状に復元させて上記把持爪を縮閉させることによってワークの外径を把持爪で把持させている。

一方、内掴み方式で使用する場合、まず、上記ピストンを後退させ、該ピストンの引込力をダイヤフラムの中央部に作用させてダイヤフラムを内方に凹曲面状に変形させて上記把持爪を縮閉させ、この状態でワークを所定のチャッキング位置に配置する。そして、チャッキングにあたっては、上記ピストンによる引込力を解除し、ダイヤフラムを初期形状に復元させて上記把持爪を拡開させることによってワークの内径を把持爪で把持させている（たとえば、特許文献１および特許文献２参照）。
特開平５−１０４３１２号公報 特開平１０−２４９６１５号公報

しかしながら、このような従来の構成では、以下のような問題があり、その改善が望まれていた。

すなわち、従来のダイヤフラムチャックを内掴み方式で使用する場合、ダイヤフラムの外周縁が基体に固定されているため、ピストンの引込力を解除すると、ダイヤフラムの表面に設けられた把持爪ａは、図７に示すように、ワークＷを外側に押し上げるようにワーク内径Ｗａに作用する（図中の２点鎖線参照）。なお、図において符号Ｓは、把持爪ａの動きの支点を示している。

そのため、従来のダイヤフラムチャックでは、内掴み方式でワークを把持する場合、ワークＷの位置をその端面Ｗｂを基準に位置決めしていても、クランプ時にワークＷが浮き上がり、その位置が狂ってしまうという問題があった。

一方、外掴み方式の場合、図８(a)に示すように、把持爪を縮閉させることによって隣接する把持爪ａ，ａ同士の間隔（具体的には、把持爪ａの内径面ｂ相互の間隔）を詰めてワークＷの外径を把持しているが、たとえば図８(b) に示すように、ワークＷの外径にＤカットや凹部などの切欠部Ｗｄが形成されていると、該切欠部Ｗｄによって失われたワーク外径の円弧長（図８(b)の点線で示す円弧の長さ）Ｌ１が、把持爪ａの内径面ｂの円弧長Ｌ２よりも長くなると、図８(a)に示すように、把持爪ａのうちの一つがワークＷを把持しない状態が生じ得る。そして、このように把持爪ａのうちのいずれか一つでもワークＷの外径を把持しない状態が発生すれば、チャッキングによってワークＷの中心がずれてしまい、正確な加工を行うことができないという問題を生じる。

そのため、従来のダイヤフラムチャックでは、全ての把持爪ａがワークＷの外径を把持するように、ワークＷの回転方向の位置を予め調整する作業が必要となり、事前の作業が煩雑となるという問題があった。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、ワークを容易かつ正確に把持できるワーク支持装置を提供することにある。具体的には、内掴み方式においては、ワークを端面基準で容易にチャッキングできるワーク支持装置を提供する。また、外掴み方式にあっては、ワークの外径に切欠部があっても回転方向の位置合わせをしなくとも中心がずれることなくチャッキングできるワーク支持装置を提供する。

上記目的を達成するため、請求項１に係るワーク支持装置は、ダイヤフラムの前面に把持爪が円周方向に配設され、上記ダイヤフラムの弾性を利用して上記把持爪を揺動拡開させることにより該把持爪のワーク把持面でワークの内径を把持するように構成されたワーク支持装置において、上記把持爪の拡開時における揺動支点が、上記ダイヤフラムへの把持爪装着位置よりも内周側に位置するように設定されていることを特徴とする。

この請求項１に係る発明では、把持爪の揺動支点がダイヤフラムへの把持爪装着位置よりも内周側に設定されるので、内掴み方式でワークを把持する場合、把持爪は、図３に示すように、ワークＷを内側（工作機械側）に引き込むようにワークＷの内径に作用する（図３の２点鎖線参照）。

また、請求項２に係るワーク支持装置は、工作機械のスピンドルとともに回転する基体と、この基体内に設けられた中空室に内蔵されされ、この中空室内を前後方向に移動するピストンと、上記基体の前面に配設され、中央部が上記基体に固定された固定端とされるとともに外周部が上記ピストンと係合する自由端とされたダイヤフラムとを備えてなり、複数の把持爪が、上記ダイヤフラムの固定端の外周側に円周方向に配設されていることを特徴とする。

すなわち、この請求項２の発明では、ピストンは自由端とされたダイヤフラムの外周部と係合し、ダイヤフラムの中央部は基体に固定されているため、ピストンを前進させると、ダイヤフラムはその中央部を支点として、外周部側が外方に撓んで凹曲面状に変形し、ダイヤフラムの前面に配設された把持爪は縮閉状態となる。そして、ピストンによる押圧力を解除すると、ダイヤフラムが初期形状に復元し、ダイヤフラムの前面に配設された上記把持爪が揺動拡開する。その際、上記ダイヤフラムの固定端の外周側に把持爪が配設されていることから、把持爪はワークＷを内側（工作機械側）に引き込むようにワークＷの内径に作用する（図３の２点鎖線参照）。

そして、請求項１または２に係る発明は、その好適な実施態様として、上記ダイヤフラムの前面にワーク着座用の台座が配設されるとともに、この台座の前端面にワーク着座確認用の流体噴射孔が設けられていることを特徴とする。

また、請求項４に係るワークの支持装置は、複数の把持爪を円周方向に配し、上記把持爪の縮閉時に円筒状のワークの外径を把持するように構成されたワーク支持装置において、上記各把持爪は、そのワーク把持面の両縁部の一部に逃げ部が形成され、少なくとも上記把持爪の縮閉時に、隣接する把持爪の逃げ部同士が重なり合いつつ全把持爪によって円環状のワーク把持面を形成して上記ワークの外径を把持するように構成されたことを特徴とする。

そして、その好適な実施態様として、上記各把持爪は、該把持爪におけるワーク把持面の円弧長が、上記ワークの外径に形成される切欠部によって失われるワークの円弧長よりも長くなるように設定されていることを特徴とする。

すなわち、請求項４の発明では、把持爪の縮閉時に、隣接する把持爪の逃げ部同士が重なり合いつつ全把持爪によって円環状のワーク把持面を形成して上記ワークの外径を把持するので、各把持爪の爪幅Ｌ３（図６(c)参照）を小さくせずに（換言すれば、ワークの把持面Ｂの円弧長Ｌ２を維持したままで）、把持爪を従来よりも小さく縮閉させることができる（図６(a)参照）。

そして、把持爪におけるワーク把持面の円弧長をワークの外径に形成される切欠部によって失われるワークの円弧長よりも長くなるように設定することで、外径に切欠部があるワークであっても全ての把持爪でワークをクランプできる。

請求項１または２に係るワーク支持装置によれば、ワークの内径を把持する場合に、把持爪はワークを内側（工作機械側）に引き込むように作用するので、クランプ時にワークの位置がずれない。そのため、ワークの端面を基準として容易にチャッキングできるワーク支持装置を提供できる。

しかも、ワークを台座に当接させるだけでワークを端面基準で位置決めできるので、上記ダイヤフラムの前面にワーク着座用の台座を配設するとともに、この台座の前端面にワーク着座確認用の流体噴射孔が設けることにより、流体噴射孔内の流体圧を測定することで、台座へのワークの着座を容易に確認することができる。

また、請求項４に係るワーク支持装置によれば、外径に切欠部を有するワークであっても、該切欠部によって失われるワーク外径の円弧長よりもワーク把持面の円弧長を長く設定することとができ、外径に切欠部を有するワークを把持する場合でも、全ての把持爪でワークをクランプすることができるようになる。したがって、従来行われていたようなチャッキング前の回転方向の位置決め作業が不要となる。

以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。

実施形態１
本実施形態に示すワーク支持装置１は、円筒状のワークの内径（内側面）を内掴み方式で把持するチャック装置であって、図１は、同ワーク支持装置１の縦断側面図を示しており、また、図２はその正面図を示している。

上記ワーク支持装置１は、基体２、ピストン３、ダイヤフラム４、および把持爪５を主要部として構成されるとともに、本実施形態では、さらにワークＷの着座用の台座６を備えている。

上記基体２は、図示しない工作機械のスピンドル（主軸）にワーク支持装置１を装着するためのアダプタを構成するもので、図１に示すように、断面略凹形状の溝部２１を備えた環状体で構成され、図示しないボルト等の固着具により工作機械のスピンドルに固定され、該スピンドルとともに同軸回転可能とされている。

上記溝部２１は、基体２内に上記ピストン３を内蔵するための中空室Ａを構成する部位で、この溝部２１に上記ピストン３が嵌挿される。

上記ピストン３は、中空室Ａ内を前後方向（図１の紙面の左右方向）に移動することにより、上記ダイヤフラム４に押圧力または引込力を作用させるための部材であって、上記溝部２１に嵌合され、該溝部２１との間に第１の圧力室Ａ１を形成する断面略Ｌ字状の環状部材で構成されたピストン本体３０と、このピストン本体３０の前面に装着され、該ピストン本体３０との間に第２の圧力室Ａ２を形成する環状のカラー３１とから構成されている。

カラー３１とは、図１に示すように、適所がボルトなどの固着具８１によって基体２に固定されている。ピストン本体３０およびカラー３１の外周および内周面の適所には、Ｏリング３２が装着され、上記第１および第２の圧力室Ａ１，Ａ２が気密状態を維持できるように構成されている。

そして、これに関連して、上記基体２には、上記第１の圧力室Ａ１に連通する第１の流体供給通路７１と、上記第２の圧力室Ａ２に連通する第２の流体供給通路７２とが貫通形成されている。各流体供給通路７１，７２には、それぞれ図示しないポンプなどの流体供給手段が接続され、各流体供給通路７１，７２を介して第１および第２の圧力室Ａ１，Ａ２のそれぞれに流体（たとえばエア）の圧送が可能とされている。

しかして、後述するように、ダイヤフラム４の弾性に抗してピストン３を前進させる場合には、上記第１の流体供給通路７１から第１の圧力室Ａ１に流体を圧送する（その際、第２の流体供給通路７２側のポンプは停止し、第２の流体供給通路７２は大気開放とする）。これにより、第１の圧力室Ａ１内の空気圧が上昇し、それにともなってピストン３が前進する。

一方、これとは反対に、ダイヤフラム４の弾性に抗してピストン３を後退させる場合には、上記第２の流体供給通路７２から第２の圧力室Ａ２に流体を圧送する（その際、第１の流体供給通路７１側のポンプは停止し、第１の流体供給通路７１は大気開放とする）。これにより、第２の圧力室Ａ２内の空気圧が上昇し、それにともなってピストン３が後退する。

そして、上記ピストン３は、その外周部３３の一部が前方に突出状に形成され、その先端には、後述するダイヤフラム４の外周部４１（具体的には、ダイヤフラム４の外周部４１のうち上記把持爪５の装着部４３が設けられている部位）とかみ合い係合する鍵部３４が形成されている。

ここで、ピストン３の外周部３３を前方に突出状に形成させて鍵部３４をダイヤフラム４の外周部４１にかみ合い係合させているのは、ピストン３の前進によってダイヤフラム４の外周部（本実施形態では外周縁）４１にピストン３による押圧力を作用させる一方、ピストン３の後退によりダイヤフラム４の外周部に引込力を作用させるためである。したがって、ダイヤフラム４の外周部４１にピストン３の押圧力または引込力が作用する構造であれば、たとえばこれらの間に伝達機構を介装させたり、あるいはダイヤフラム４の外周部４１を後方に突出させてピストン３に係合させたりするなど、図示例とは異なる他の構造を採用することも可能である。

上記ダイヤフラム４は、弾性を有する円盤状の膜体で構成される。具体的には、このダイヤフラム４は、上記基体２の前面に配設され、その外周部４１が上記基体２の外周壁（上記溝部２１によって形成される外側の壁）２３内に嵌合されるとともに、その中央部４２が上記基体２の内周壁（上記溝部２１によって形成される内側の壁）２４の前端面２４ａに固定される。

より詳細には、ダイヤフラム４の外周部４１は、Ｏリング４５を介して基体２の外周壁２３と気密状態を維持しつつ前後にスライド可能に上記外周壁２３内に嵌挿された自由端とされ、ダイヤフラム４の中央部４２は、ボルト等の固着具８２によって基体２の内周壁２４の前端面２４ａに着脱可能に固定された固定端とされている。なお、特に図示しないが、このダイヤフラム４の中央部４２も気密状態となるように基体２に固定される。

そして、このダイヤフラム４の所定位置には、後述する把持爪５を装着するための装着部４３が設けられており、この装着部４３の部分は他の膜体部分より肉厚に構成され、前面側にボルト装着孔が穿設されている。

しかして、このようにダイヤフラム４が基体２の前面に配設されることにより、ピストン３がダイヤフラム４の弾性に抗して前進すると、ダイヤフラム４は上記中央部４２を支点として外周部４１側が外方に撓み、ダイヤフラム４は凹曲面状に変形する。その一方、ピストン３による押圧力が解除される（第１の圧力室Ａ１へのエアの圧送が停止する)と、ピストン３はダイヤフラム４の復元力によって後退し、それ伴ってダイヤフラム４も初期の形状（図１に示す状態）に復帰する。

上記把持爪５は、ワークＷを把持するための爪部材であり、上記ダイヤフラム４の前面に円周方向に複数（図２に示す例では６個）配設される。

ここで、図１，図２には、このうちの内掴み方式の把持爪５を示している。この内掴み方式の把持爪５は、ワークＷの内径Ｗａを把持するためのもので、図示のように、略Ｌ字形状の部材で構成され、その垂直部５１がボルト等の固着具８３によってダイヤフラム４の前面の所定位置（装着部４３）に着脱可能に装着され、上記垂直部５１から垂直に起立して設けられた水平部５２の外側（外周側）面がワークＷの内径Ｗａと係合するワーク把持面Ｂとされている。

上記台座６は、ワークＷをワーク支持装置１に装着する際にワークＷの端面Ｗｂと当接され、ワークＷの前後方向の位置決めを行うワーク着座用の部材であって、上記ダイヤフラム４の中央部前面にボルト等の固着具８４で着脱可能に装着される。

なお、この台座６は、上述したようにワーク着座用の部材であるため、その前端面６１はスピンドルの軸線と直交する平面を有しており、そして、この前端面６１には、ワークＷの着座確認用のエアを噴射するエア噴射孔（流体噴射孔）９が複数（図示例では３箇所）開設されている（図２参照）。

そして、これに関連して、上記各エア噴射孔９に連通するエア供給通路９１が上記台座６、ダイヤフラム４および基体２を貫通して設けられており、これら各エア供給通路９１のそれぞれには図示しない着座確認用のエア供給手段と、該エア供給通路９１内の空気圧を測定する空気圧測定手段が設けられている。

そこで、このように構成されたワーク支持装置１を用いてワークＷの内径をクランプする手順および作用について説明する。

（１）はじめに第１の圧力室Ａ１に流体を圧送してピストン３を前進させる。ピストン３の前進により、ダイヤフラム４は中心部４２を支点としてその外周部４１が外方に撓んでダイヤフラム４が凹曲面状になる。これにより、ダイヤフラム４の前面に円周方向に配設されている各把持爪５はスピンドルの回転軸側に揺動し、これに伴って把持爪５同士の間隔が狭まり、把持爪５が縮閉状態となる。

（２）次に、この状態で、上記把持爪５の水平部５２（ワーク把持面Ｂ）の外側をワークＷの内径Ｗａが覆うようにしつつ、ワークＷの端面Ｗｂを上記台座６の前端面６１に押し当てて、ワークＷの端面Ｗｂを基準としてワークＷの位置決めする。

（３）そして、ワークＷの位置決めが完了すると、次に、上記第１の圧力室Ａ１への流体の圧送を解除し、ピストン３によってダイヤフラム４に与えられている押圧力を解除する。これにより、ピストン３は、ダイヤフラム４の復元力によって押し戻されつつ後退し、それに伴ってダイヤフラム４が変形前の初期の形状（図１に示す状態）に復帰するので、ダイヤフラム４の前面に円周方向に配設されている把持爪５は、スピンドルの回転軸の中心側から外側に向かって径方向に揺動し、これに伴って把持爪５同士の間隔が広まり、把持爪５が拡開状態となる。

つまり、把持爪５が揺動拡開することによって、ワークＷの内径Ｗａが把持爪５のワーク把持面Ｂによって把持される。なお、その際、把持爪５による把持力を強めたい場合には、上記第２の圧力室Ａ２に流体を圧送し、該第２の圧力室Ａ２内の空気圧を上昇させることによって把持力を高めることができる。

また、このとき、ワークＷの内径Ｗａに対して上記把持爪５は、図３に示すように作用する。すなわち、本発明のワーク支持装置１では、ダイヤフラム４の中央部４２が基体２に固定されているので、把持爪５はこの固定点（中央部４２）を支点として揺動するため、把持爪５はワークＷを内側（工作機械側）に引き込むようにワークＷの内径Ｗａに作用する（図３の２点鎖線参照）。

そのため、本実施形態に示すワーク支持装置１では、内掴み方式でワークを把持する場合に、ワークＷをその端面Ｗｂを基準に位置決めしておけば、クランプ時にワークＷが浮き上がることがないので、その位置がずれることがなく、ワークＷの装着作業を容易かつ正確に行うことができる。

また、このようにワークＷの端面Ｗｂを基準にワークＷの装着を行うことができるので、ワークＷの台座６への着座確認も容易に行なえ、チャッキングミスの発見を正確に行なうことができる。

すなわち、本発明のワーク支持装置１では、この着座確認は、ワークＷを把持爪５でクランプした状態で、上記着座確認用のエア供給手段からエア供給通路９１にエアを供給し、その際におけるエア供給通路９１内の空気圧を上記空気圧測定手段で測定することにより行われる。つまり、ワークＷの端面Ｗｂが傾いていたり、ワークＷの中心がずれていたりするなどのチャッキングミスがあると、エア噴射孔９からエアが漏れ、エア供給通路９１内の空気圧は上がらない。したがって、上記空気圧測定手段での測定の結果、空気圧が上昇していればワークＷが正しく着座していると判断できる一方、空気圧が上昇しなければチャッキングミス（ＮＧ）と判断でき、チャッキングミスの検出が容易にできる。

実施形態２
次に、円筒状のワークを外掴み方式で把持する場合について、図４乃至図６に基づいて説明する。

本実施形態に示すワーク支持装置は、従来のワーク支持装置における把持爪の構造を改変したものであって、図４は、改変された把持爪の縦断側面図を示しており、また、図５は、同把持爪の縮閉時の配置例を示している。

ここで、図４に示すワーク支持装置１００は、把持爪５′が改変された点を除けば、従来のワーク支持装置と同じ構成を備えている。そこで、説明の便宜上、まずこのワーク支持装置１００の基本構成について簡単に説明する。

ワーク支持装置１００は、図示しないが、基体２の内部にピストンを内蔵するための中空室を備えており、この中空室内にピストンが嵌挿されている。ピストンの前面にはダイヤフラムが配置され、該ダイヤフラムの前面には複数の把持爪５′が円周方向に配設・固定される。また、このダイヤフラムの外周縁は上記基体に固定されるとともに、中央部（内周側）が上記ピストンと係合されている。

このように構成されたワーク支持装置１００では、円筒状のワークＷの外径をチャッキングする場合、まず、上記ピストンを前進させ、該ピストンの押圧力をダイヤフラムの中央部に作用させてダイヤフラムを外方に凸曲面状に変形させて上記把持爪５′を拡開させる。

そして、この状態でワークＷを所定のチャッキング位置（図４参照）に配置した後、上記ピストンによる押圧力を解除し、ダイヤフラムを初期形状に復元させて上記把持爪５′を縮閉させることによってワークＷの外径を把持爪５′で把持している。

なお、図４において、符号１０で示すのは、ワークＷを所定位置に位置決めするためのワークストッパであり、このワークストッパ１０は、図示のように、ワーク支持装置１００の中央前端部に設けられている。

また、符号４３で示すのは、把持爪５′（具体的には、後述する装着補助具１１）をダイヤフラムの前面に装着するための部位であって、図示のように、ダイヤフラムの前面に突出状に設けられており、その前端面には後述する装着補助具１１を装着するための固着具８５を挿通するボルト孔（図示せず）が穿設されている。そして、本実施形態では、上記把持爪５′は、図５に示すように、ダイヤフラムの前面に６個装着されている。

ところで、このようにワークＷの外径を外掴み方式で把持する場合、各把持爪のワーク把持面の円弧長（換言すれば、ワーク把持爪の爪幅）Ｌ１は、各把持爪がワークＷの外周を均等に把持するように設定されている。そのため、従来のダイヤフラムチャックでは、たとえばワークＷの外径に切欠部Ｗｄが形成され、この切欠部Ｗｄによって失われるワーク外径の円弧長Ｌ２が、上記ワーク把持面の円弧長Ｌ１よりも長くなると、把持爪のうちのいずれかがワークＷを把持しないという事態を招いていた。

本実施形態に示すワーク支持装置１００は、このような事態が生じないように把持爪の構造および配置を改変したものであって、本実施形態に示すワーク支持装置１００では、各把持爪５′のワーク把持面Ｂの両縁部の一部に逃げ部Ｃが形成され（詳細は後述する）、少なくとも把持爪の縮閉時に、隣接する把持爪５′の逃げ部Ｃ同士が重なり合いつつ、全把持爪５′によって円環状のワーク把持面を形成してワークＷの外径を把持するように構成されている。

そこで、この逃げ部Ｃの構造について図６に基づいて説明する。図６は、上記把持爪５′の特徴的構成を強調した模式図であり、図６(a)はワークＷのチャッキング状態を示す正面図であり、図６(b)は逃げ部Ｃにおける把持爪５′同士の重なり状態を示す側面図であり、図６(c)は把持爪５′の構成を示す説明図である。

上述したように、上記把持爪５′は、その内側面に円弧状の把持面Ｂを有するが、上記逃げ部Ｃは、この把持面Ｂの左右両端部分を互い違いに斜めに形成することにより構成されている。

具体的には、たとえば、図６(c)に示すように、把持爪５′の内径側のいずれか一方の端部（図示例では左端部５ａ）に、その先端に向かって上面から下面に向かう傾斜面Ｃ１（図６(b)参照）が形成されるとともに、内径側の他方の端部（図示例では右端部５ｂ）には、その先端に向かって下面から上面に向かう傾斜面Ｃ２が形成される。

そして、このように構成された把持爪５′は、図６(a)，図６(b)に示すように、把持爪の縮閉時に、各把持爪５′が、隣接する把持爪５′に形成された同様の傾斜面と重なり合うことによって隣接する各把持爪５′の把持面Ｂが相互に連続して円環帯状の把持面を形成し、この円環帯状の把持面でワークＷの外径を把持するように配置される。

なお、その際、ワークＷの外径に切欠部Ｗｄが形成されている場合には、上記各把持爪５′は、該切欠部Ｗｄによって失われるワーク外径の円弧長Ｌ２よりも、その内径面（把持面Ｂ）の円弧長Ｌ１が長い把持爪が用いられる。

一方、各把持爪５′の外側面には、図５に示すように、後述する取付ねじ８６を螺入するためのねじ孔５４が穿設され、さらに、その上面には後述する固着具８７を挿通するための貫通孔５５が設けられている。

そして、これら各把持爪５′は、図４に示すように、把持爪５′をダイヤフラム４に装着するための装着補助具１１を介してダイヤフラム４の前面に装着される。

具体的には、上記装着補助具１１は、上記装着部４３の前端面に当接される垂直部１１ａと、この垂直部１１ａから起立状に立ち上げられた立上り部１１ｂとからなる略Ｌ字形状の部材で構成される。

そして、上記垂直部１１ａには、固着具８５を挿通するための貫通孔が穿設されており、この貫通孔を通じてボルトなどの固着具８５によって装着補助具１１がダイヤフラム４の前面に着脱可能に固定される。また、上記立ち上がり部１１ｂには、この装着補助具１１への把持爪５′の装着位置決め用の取付ねじ８６を挿通するための貫通孔が穿設されており、この貫通孔を通じて上記取付ねじ８６によって把持爪５′が装着補助具１１に着脱可能に装着される。

しかして、このように構成されたワーク支持装置１００を用いてワークＷの外径を把持する手順および作用について説明する。

（１）ワーク支持装置１００でワークＷの外径をクランプする場合、ワークＷを、上記把持爪５′のワーク把持面Ｂの内側に挿入し、該ワークＷの端面Ｗｂを該ワークストッパ１０に押し当てて、ワークＷの位置決めをする。

（２）そして、ワークＷの位置決めが完了すると、続いてその状態で、中空室Ａ内に流体を圧送してピストン３を前進させ、ダイヤフラム４を凸曲面状に変形させて把持爪５′を縮閉状態として把持爪５′にワークＷの外径を把持させる。

その際、上述したように、各把持爪５′には逃げ部Ｃが形成されているため、隣接する把持爪５′同士の内径側端部が重なり合ってワークＷの外径全周を把持するので、外径に切欠部Ｗｄが形成されたワークＷを把持する場合であってもワークＷの中心が偏心することなくワークＷを正確にチャッキングすることができる。

また、上記切欠部Ｗｄによって失われるワーク外径の円弧長Ｌ２が長い場合であっても、この円弧長Ｌ２よりもワーク把持面Ｂの円弧長Ｌ１が長い把持爪を選択・使用することにより、全ての把持爪５′がワークＷのいずれかと接触するので、ワークＷを正確にチャッキングすることができる。

このように、本発明の第２の実施形態によれば、把持爪の縮閉時に、隣接する把持爪５′と把持爪５′の一部が重なり合うように各把持爪５′に逃げ部Ｃが形成されているので、この逃げ部Ｃによって隣接する把持爪５′同士が干渉することなく把持爪を縮閉させることができる（図６(a)参照）。

しかも、従来のダイヤフラムチャックでは、把持面Ｂの円弧長Ｌ２よりもワークＷの切欠部Ｗｄによって失われる円弧長Ｌ２が長くなって回転方向の位置決めが必要となる場合であっても、把持面Ｂの円弧長Ｌ１を従来のものより長くとれるので、回転方向の位置決めが不要なワーク支持装置を提供することができる。

なお、上述した実施形態はあくまでも本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれに限定されることなく、その範囲において種々の設計変更が可能である。

例えば、図示の実施形態では、把持爪５，５′として６個の爪を用いた場合を示したが、上記把持爪５，５′の数はこれに限定されるものではなく、ワークＷの大きさや形状などに応じて適宜選択可能である。

また、上述した実施形態２に示した把持爪５′は、同実施形態で示したワーク支持装置１００（具体的には、ピストン３の前進により把持爪が拡開し、ピストン３の後退により縮閉する構造のワーク支持装置）に限らず、実施形態１に示したような構造（ピストン３の前進により把持爪が拡開し、ピストン３の後退によって拡開する構造）のワーク支持装置にも適用可能である他、このようなダイヤフラム式以外の構造を備えたワーク支持装置にも適用可能である。

さらに、上述した実施形態では、外掴み方式の把持爪５′について逃げ部Ｃを設ける構成を開示したが、内掴み方式の把持爪についても適用可能である。すなわち、把持爪の縮閉時に隣接する把持爪同士を重なり合わせておくことで、把持爪の爪幅（具体的には、把持面の円弧長）を長く設定することができるので、たとえば、ワークＷの内径が略Ｃ字形に形成されるなど内径の一部に切欠部が設けられているような場合でも、全ての把持爪でワークＷの内径を把持することができる。

本発明の実施形態１に係るワーク支持装置の縦断側面図である。 同ワーク支持装置の正面図である。 同ワーク支持装置における把持爪の作用を説明するための模式図である。 本発明の実施形態２に係るワーク支持装置の把持爪の構造を示す一部縦断側面図である。 同把持爪の配置および構造を説明する同把持爪の正面図である。 同把持爪の特徴的構造を強調して示した模式図であり、図６(a)はワークのチャッキング状態を示す正面図であり、図６(b)は逃げ部における把持爪同士の重なり状態を示す側面図であり、図６(c)は把持爪の構成を示す説明図である。 従来のダイヤフラムチャックにおいて内掴み方式を採用したときの把持爪の動きを模式的に現した説明図である。 図８(a)は、従来のダイヤフラムチャックで外径に切欠部を有するワークを外掴み方式で把持した状態を示す正面図であり、図８(b)は同ワークの説明図である。

符号の説明

１，１００ ワーク支持装置
２ 基体
３ ピストン
３０ ピストン本体
３１ カラー
４ ダイヤフラム
５，５′ 把持爪
６ 台座
９ エア噴射孔（流体噴射孔）
１０ ワークストッパ
Ａ 中空室
Ａ１ 第１の圧力室
Ａ２ 第２の圧力室
Ｂ ワーク把持面
Ｃ 逃げ部
Ｗ ワーク

Claims (5)

1. ダイヤフラムの前面に把持爪が円周方向に配設され、前記ダイヤフラムの弾性を利用して前記把持爪を揺動拡開させることにより該把持爪の工作物把持面で工作物の内径を把持するように構成された工作物支持装置において、
   前記把持爪の拡開時における揺動支点が、前記ダイヤフラムへの把持爪装着位置よりも内周側に位置するように設定されていることを特徴とする工作物支持装置。
2. 工作機械のスピンドルとともに回転する基体と、
   この基体内に設けられた中空室に内蔵され、この中空室内を前後方向に移動するピストンと、
   前記基体の前面に配設され、中央部が前記基体に固定された固定端とされるとともに外周部が前記ピストンと係合する自由端とされたダイヤフラムとを備えてなり、
   複数の把持爪が、前記ダイヤフラムの固定端の外周側に円周方向に配設されている
   ことを特徴とする工作物支持装置。
3. 前記ダイヤフラムの前面に工作物着座用の台座が配設されるとともに、この台座の前端面に工作物着座確認用の流体噴射孔が設けられている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の工作物支持装置。
4. 複数の把持爪を円周方向に配し、前記把持爪の縮閉時に円筒状の工作物の外径を把持するように構成された工作物支持装置において、
   前記各把持爪は、その工作物把持面の両縁部の一部に逃げ部が形成され、
   少なくとも前記把持爪の縮閉時に、隣接する把持爪の逃げ部同士が重なり合いつつ全把持爪によって円環状の工作物把持面を形成して前記工作物の外径を把持するように構成されたことを特徴とする工作物支持装置。
5. 前記各把持爪は、該把持爪における工作物把持面の円弧長が、前記工作物の外径に形成される切欠部によって失われる工作物の円弧長よりも長くなるように設定されている
   ことを特徴とする請求項４に記載の工作物支持装置。

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