JP2015217452A - チャック装置 - Google Patents

Abstract

【課題】振れを可及的に小さくできる精密なチャック装置を提供する。
【解決手段】チャック部材と、チャック部材のチャック孔内周にチャック部材に対して相対移動自在に挿入される筒状のリテーナと、リテーナに回転自在に保持され、チャック対象物の外周面に転動自在に接触する複数の転動体と、を備え、チャック部材内周には、軸方向に内径が徐々に小径となるテーパ面部が設けられ、チャック部材には、リテーナを、転動体がテーパ面部に食い込む方向に移動させる押し込み機構を備えていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、たとえば、工作機械のワークや砥石等の工具を支持するチャック装置に関し、特に軸方向に離れた複数点で支持するチャック装置に関する。

従来のチャック装置として、たとえば軸方向に離れた２箇所にチャック部を設け、２点でチャックするようにしたチャック装置が知られている。
このように２点で支持するようにすれば、チャック対象物の振れが小さくなって、高精度の加工が可能となる。

しかし、２個所にチャック部を設ける場合、チャック部の心出し自体が難しい。この場合、チャック部に加わる流体圧は一定となり、チャック部は一定圧で支持されることになるものの、金属薄板の肉厚によって金属薄板の変形量が異なる。そのために、チャック部の中心は金属薄板の均一性に依存することになるが、金属薄板の肉厚を均一にすることは困難であり、チャック部同士の心出しの高精度化にも限界がある。なお、関連する従来例が開示された文献としては、特許文献１，２がある。

特開２０００−０００７０９号公報 特開２００４−２７６１１号公報

本発明は上記した従来の問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、振れを可及的に小さくし得る精密なチャック装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係るチャック装置においては、
チャック対象物を差し込むためのチャック孔を備えたチャック部材と、
前記チャック孔内周に前記チャック孔の孔軸方向に相対移動自在に挿入され、前記チャック孔の周方向に沿って配列された複数個の転動体の列を複数有し、この複数の転動体列を前記孔軸方向に所定距離離して保持するリテーナと、を備え、
前記チャック部材のチャック孔内周には、内径が前記孔軸方向に徐々に小径となるテーパ面部が、各転動体列に対応して少なくとも１つ設けられ、
さらに、前記チャック部材に対して前記リテーナを相対的に前記孔軸方向に移動させることにより、各転動体を、前記チャック孔内周のテーパ面部とチャック対象物外周面との間のくさび状の隙間に食い込ませるチャック状態と、前記くさび状の隙間から離脱させる非チャック状態とに切り換え可能とする締め付け機構が設けられ、
前記複数の転動体列のうち少なくとも１つの転動体列はグォードローラによって構成されていることを特徴とする。

前記リテーナは前記孔軸方向に並んで一対設けられ、
前記テーパ面部は各リテーナに対向して一対設けられ、
前記一対のテーパ面部は、内径が、前記孔軸方向において互いに逆方向に向かうにつれて徐々に小径となるようにそれぞれ構成されていることも好適である。

前記テーパ面部は前記孔軸方向に並んで複数設けられ、
各テーパ面部は、内径が、前記孔軸方向において互いに同じ方向に向かうにつれて徐々に小径となるようにそれぞれ構成されていることも好適である。

前記締め付け機構は、前記一対のリテーナを、前記孔軸方向において互いに逆方向に移動させるねじ機構を備えることも好適である。

前記締め付け機構は、前記リテーナにねじ込まれることで、前記孔軸方向において前記チャック部材に対する前記リテーナの位置を変更可能なナット部材を備えることも好適である。

１つの前記テーパ面部に複数の転動体列が対向するように配置され、
前記孔軸方向で前記テーパ面部の内径が小径となる側に位置する転動体列を構成する転動体の方が、大径となる側に位置する転動体列を構成する転動体よりも外径が小さいことも好適である。

前記チャック部材と前記リテーナとの相対回転を防止する回り止め機構を備えることも好適である。
なお、本発明における課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせて適用することができる。

本発明に係るチャック装置によれば、チャック対象物のチャッキングは、リテーナに保持された複数列の転動体列を、対応するテーパ面部とチャック対象物表面との間のくさび状の隙間に食い込ませ、転動体の摩擦力によってチャック部材からの回転トルクをチャック対象物に伝達されることができる。

これにより、チャック対象物を、テーパ面部に食い込む軸方向複数個所の転動体列によって自動調芯しながら固定することができる。テーパ面部においては、高精度に加工可能であるので、各テーパ面部において高精度に心出しすることができる。

そして、複数の転動体列とテーパ面部との接触部間の間隔は任意に大きく設定することができ、この間隔を大きく設定することで、チャック対象物の振れ回り方向のモーメントが作用した際に、転動体に加わる反力は小さくなり、振れを小さくすることができる。

また、テーパ面部から離間する方向に転動体を移動させることにより、着脱も容易に行うことができる。
特に、転動体としてグォードローラを用いることで、チャック部材のテーパ面部との接触、及び、チャック対象物の外周面との接触が線接触となって、接触面積が増大するので、摩擦トルクが増大し、把持力を増大させることができる。

本発明の実施例１に係る精密チャック装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は軸方向から見たときの図、（ｂ）は軸方向に沿った断面図である。 本発明の実施例２に係る精密チャック装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は軸方向から見たときの図、（ｂ）は軸方向に沿った断面図である。 本発明の実施例３に係る精密チャック装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は軸方向から見たときの図、（ｂ）は軸方向に沿った断面図である。 本発明の他の実施例に係る精密チャック装置を示す概略断面図である。 本発明の他の実施例に係る精密チャック装置を示す概略断面図である。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

［実施例１］
以下に、実施例１について説明する。
図１は、本実施例に係る（精密）チャック装置１の概略構成を示す図であり、（ａ）は軸方向から見たときの図、（ｂ）は軸方向に沿った断面図である。なお、説明の便宜上、図１（ａ）においては要部（特に、グォードローラ３０）を示すための図としている。

図１に示すように、本実施例に係るチャック装置１は、チャック対象物としての砥石１００の砥石軸１１０を差し込むためのチャック孔１２を備えたチャック部材１０と、チャック孔１２内周にチャック孔１２の孔軸Ｘ方向（以下、軸Ｘ方向）に相対移動自在に挿入され、チャック孔１２の周方向に沿って配列された複数個の転動体としてのグォードローラ３０をそれぞれ保持する一対のリテーナ２０，２０と、を備えている。

チャック対象物は、この実施例では研削砥石であり、砥石軸１１０と、砥石軸１１０の先端部に設けられた砥石本体１２０とを備えた構成で、砥石軸１１０がチャック装置のリテーナ２０，２０内周に挿入される。砥石軸１１０は円筒形状で、研削液を通す貫通孔１３０が軸Ｘ方向に貫通形成されている。

チャック部材１０のチャック孔１２内周には、軸Ｘ方向に互いに近付くにつれ内径が徐々に小径となる一対のテーパ面部４０，４０が、軸Ｘ方向に所定距離だけ離して形成され、前記一対のリテーナ２０，２０が各テーパ面部４０，４０に対応（対向）して配置されている。

そして、チャック部材１０には、チャック部材１０に対してリテーナ２０，２０を軸Ｘ方向に移動させることにより、グォードローラ３０を、チャック孔１２内周のテーパ面部４０，４０と砥石軸１１０外周面との間のくさび状の隙間に食い込ませるチャック状態と、くさび状の隙間から離脱させる非チャック状態に切り換え可能とする締め付け機構５０が設けられている。

チャック部材１０は、砥石軸１１０の差し込み口側にフランジ１１が設けられたフランジ付き円筒形状で、一対のテーパ面部４０，４０は、チャック孔１２内部から両開口端側に向かって徐々に大径となるように円錐台状に直線的に傾斜する構成で、大径端が開口側に、小径端がチャック部材１０の中央側に配置され、小径端同士が対向する構成となっている。各テーパ面部４０，４０のテーパ角度、長さ、小径端の径、大径端の径は全く同じで、方向のみが相違する。

チャック部材１０の内周形状は、テーパ面部４０，４０の小径端同士を結ぶ円筒状の中央円筒面部１３と、テーパ面部４０，４０の大径端より一段大径の差し込み口側の開口端部１５と反差し込み口側の開口端部１６とを備えた、段付き構成となっている。

リテーナ２０，２０は、つば付き薄肉円筒形状の部材で、転動体としてのグォードローラ３０が周方向に所定間隔で環状に複数配置されている。本実施例では、６カ所にグォードローラ３０が等配されている。グォードローラ３０はリテーナ２０に設けられた穴に、内径側と外径側の端部がそれぞれ露出した状態で保持されている。

リテーナ２０，２０は、つば部２１を開口端側にして、つば部２１が無い側を内側にしてチャック部材１０内周に挿入されている。このリテーナ２０の内周はチャック対象物外周に摺動自在で、リテーナ２０のつば部２１外周は、チャック部材１０の開口端部１５，１６内周に摺動自在となっており、リテーナ２０の外周円筒部２２の径は、チャック部材１０のテーパ面部４０，４０の小径端よりも小径で、中央円筒面部１３の内周に微小の隙間を介して挿入されている。

また、つば部２１の外周面と、つば部２１が設けられるリテーナ２０の端部内周面には、Оリング等のシールリング６１，６２が装着され、チャック部材１０の開口端部１５，１６内周面との摺動面間の隙間、及び砥石軸１１０外周面との摺動面間の隙間をシールしている。

また、チャック部材１０の開口端部１５，１６は、それぞれシールド板７５，７６によって封止されている。この例では、差し込み口側の開口端部１５のシールド板７５は砥石軸１１０を挿通する挿通穴７５ａが設けられ、挿通穴７５ａの内縁にОリング等のシール部材７７が装着されている。また、他方の開口端部１６のシールド板７６は、砥石軸１１０の端面の貫通孔１３０の開口部に倣った挿通穴７６ａが設けられ、この挿通穴７６ａの内縁にОリング等のシール部材７８が装着されている。

締め付け機構５０は、各リテーナ２０，２０の対向する対向端部に設けられた、互いに逆ねじ構成の雄ねじ部２５ａ，２５ｂと、各雄ねじ部２５ａ，２５ｂに螺合される雌ねじ部５２ａが設けられた歯付ねじ筒５２と、歯付ねじ筒５２を回転操作するための操作ノブ５４と、操作ノブ５４の回転運動を歯付ねじ筒５２に伝達する歯車列５６とを備えている。

各リテーナ２０，２０の対向端部の外周は、一段縮径されて段付きになっており、この段部外周に雄ねじ部２５ａ，２５ｂが設けられ、雄ねじ部２５ａ，２５ｂの段部とチャック部材１０の中央円筒面部１３の間の空間に、歯付ねじ筒５２が回転自在に挿入されている。

歯付ねじ筒５２の外周には歯車を構成する外歯５２ｂが設けられ、歯車列５６を介して操作ノブ５４の回転がねじ筒５２に伝達される。
歯車列５６は、チャック部材１０の外周から、チャック孔１２のねじ筒５２の外周面に向かって設けられたギア収納孔１８に収納され、チャック部材１０の差し込み口側端面からギア収納孔１８に連通する軸孔１７に挿入される操作軸５５を介して操作ノブ５４に連結される第１歯車５７と、第１歯車５７と歯付ねじ筒５２の外周の外歯５２ｂとの間に介装される第２歯車５８とを備えている。

グォードローラ３０は、ローラの中心軸線（中心軸）を通る面で切断した断面形状が、円弧状に凹形状となってチャック対象物である砥石軸１１０の外周面に接触する中央凹面部３０ａと、中央凹面部３０ａの軸方向両端側に連続しローラ中心軸線を通る面で切断した断面形状が円弧状に凸形状となっており、テーパ面部に接触する端部凸面部３０ｂとを備えた構成となっている。
そして、端部凸面部３０ｂがチャック部材１０の内周に線接触して食い込み、中央凹面部３０ａが砥石軸１１０表面に転動自在に線接触するように構成されている。

このようにグォードローラを用いることで、チャック部材１０の内周面（テーパ面部４０）との接触、及び、砥石軸１１０の外周面との接触が線接触となって、接触面積が増大するので、摩擦トルクが増大し、把持力を増大させることができる。
また、中央凹面部３０ａの砥石軸１１０に接触する接触部におけるローラ中心軸線からの半径と、両端部凸面部３０ｂのテーパ面部に接触する両接触部におけるローラ中心軸線からの半径とが、同一半径に設定されていることが好ましい。このようにすれば、差動すべりが無く、食い込み時及び解放時の磨耗が低減される。

次に、本実施の形態のチャック装置の作用について説明する。
砥石軸１１０のチャッキング操作は、まず、操作ノブ５４を回して、リテーナ２０，２０間の軸Ｘ方向の間隔を広げる。これにより、リテーナ２０，２０に保持されているグォードローラ３０，３０が、テーパ面部４０，４０の径が拡がる方向、この実施例では開口端側に移動し、砥石軸１１０が挿入可能となる。リテーナ２０，２０の径方向に広がる方向に移動可能となる。

この状態で、砥石軸１１０をチャック孔１２に挿入する。図示例では、一方のシールド板７６に当接するまで差し込み、操作ノブ５４を逆回転させて、リテーナ２０，２０間の軸Ｘ方向の間隔を狭めていく。

これにより、リテーナ２０，２０に保持されているグォードローラ３０，３０は、テーパ面部４０，４０の径が狭まる方向に移動し、グォードローラ３０，３０が、砥石軸１１０の外周面とテーパ面部４０，４０間のくさび状空間に食い込んでいく。

この段階で、砥石軸１１０は、各リテーナ２０，２０に保持されている複数のグォードローラ３０の接触面圧が均一になる方向にバランスされ、砥石軸１１０の中心軸がチャック部材１０の中心軸に自動調芯されつつ、グォードローラ３０は、くさび作用によって、テーパ面部４０と砥石軸１１０表面の隙間に食い込む。

本実施例では、グォードローラ３０，３０がテーパ面部４０，４０に食い込み、くさび作用と、歯付ねじ筒５２のねじの倍力作用によって強くチャッキングされ、食い込んだグォードローラ３０の接触摩擦力によってチャック部材１０からの回転トルクが砥石軸１１０に伝達される。

砥石軸１１０は、軸方向２個所のテーパ面部４０，４０に食い込むグォードローラ３０，３０によって自動調芯されながら固定される。テーパ面部４０，４０においては、高精度に加工可能であるため、砥石軸１１０を各テーパ面部４０，４０において高精度に心出しすることができる。

このテーパ面部４０，４０に当接するグォードローラ３０，３０間の軸方向の間隔は、任意に大きく設定することができ、この間隔を大きく設定することで、砥石軸１１０の振れ方向のモーメントが作用した際に、グォードローラ３０に加わる反力も小さくなり、振れを大幅に小さくすることができる。

また、テーパ面部４０，４０から離間する方向にグォードローラ３０，３０を移動させることにより、着脱も容易に行うことができる。
すなわち、砥石軸１１０をチャック装置から外す場合には、再び、操作ノブ５４を回して、リテーナ２０，２０間の軸Ｘ方向の間隔を広げる。これにより、リテーナ２０に保持されているグォードローラ３０が、テーパ面部４０，４０の径が拡がる方向に移動し、砥石軸１１０が取り外し可能となる。

ここで、本実施例では、一対の転動体列の両方についてグォードローラを適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、一方の転動体列をグォードローラとし、他方の転動体列については、グォードローラの代わりに、ボールを用いてもよい。

また、本実施例では、一対のテーパ面部４０，４０は、軸Ｘ方向に互いに近付くにつれ内径が徐々に小径となるように構成されていたが、これに限るものではない。すなわち、一対のテーパ面部は、互いに逆方向に向かうにつれて徐々に小径となるようにそれぞれ構成されるものであればよく、軸Ｘ方向に互いに近付くにつれ内径が徐々に大径となるように構成されるものであってもよい。
また、本実施例のチャック装置１においては、チャック部材１０とリテーナ２０との相対的な回転を防止するための機構が設けられているとよい。この回り止め機構としては、特に図示していないが、チャック部材１０とリテーナ２０との間において、軸Ｘ方向の移動を許容し、軸Ｘまわりの回転を防止するものであればよく、例えば、Ｏリング６２の位置に、リテーナ２０とチャック部材１０の一方にスプライン溝を設け、他方にスプライン溝に係合する凸部を設けてもよいし、また、後述する実施例２同様に、回り止め用のボール３１を用いてもよい。

［実施例２］
以下に、実施例２について説明する。なお、実施例１と同様の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
図２は、本実施例に係るチャック装置２００の概略構成を示す図であり、（ａ）は軸方向から見たときの図、（ｂ）は軸方向に沿った断面図である。なお、説明の便宜上、図２（ａ）においては要部（特に、グォードローラ３０とボール３１）を示すための図としている。

図２に示すように、本実施例に係るチャック装置２００は、チャック対象物としてのワーク・工具等の軸３００を差し込むためのチャック孔２１２を備えたチャック部材２１０と、チャック孔２１２内周に軸Ｘ方向に相対移動自在に挿入され、チャック孔２１２の周方向に沿って配列された複数個の転動体としてのグォードローラ３０を保持するリテーナ２２０とを備えている。
さらに、チャック装置２００は、付勢手段としてのスプリング２８０と、リテーナ２２０に係合するナット部材２２５とを備えている。また、本実施例のリテーナ２２０においては、回り止め用のボール３１をも保持するように構成されている。

チャック部材２１０のチャック孔２１２内周には、内径が軸Ｘ方向のうち一方側（図２（ｂ）では左側）に向かうにつれて徐々に小径となる２つの（一対の）テーパ面部２４０，２４０が、軸Ｘ方向に所定距離だけ離して形成されている。そして、各テーパ面部２４０，２４０にそれぞれ対応（対向）した位置に移動可能となるように、周方向に沿って配列されたグォードローラ３０の列が、軸Ｘ方向に離れて２列配置されている。
実施例１ではテーパ面部４０，４０の傾斜方向が互いに逆方向であった。
これに対して本実施例では、テーパ面部２４０，２４０の傾斜方向が同じ方向となるように形成されていることを特徴とする。

そして、チャック装置２００には、チャック部材２１０に対してリテーナ２２０を軸Ｘ方向に移動させることにより、グォードローラ３０を、チャック孔２１２内周のテーパ面部２４０と軸３００外周面との間のくさび状の隙間に食い込ませるチャック状態と、くさび状の隙間から離脱させる非チャック状態に切り換え可能とする締め付け機構が設けられている。
本実施例における締め付け機構は、リテーナ２２０に設けられたねじ部２２４と、ねじ部２２４に係合するナット部材２２５と、スプリング２８０とを含んでいる。

チャック部材２１０は、円筒状に形成され、テーパ面部２４０，２４０はそれぞれ、チャック孔２１２内部から軸Ｘ方向のうち一方向（図２では右方向）に向かって徐々に大径
となるように、円錐台状に直線的に傾斜するように構成されている。ここで、各テーパ面部２４０，２４０のテーパ角度、長さ、小径端の径、大径端の径、テーパの傾斜方向は全く同じである。

チャック部材２１０の内周形状は、図２（ｂ）に示すように、テーパ面部２４０の大径端とテーパ面部２４０の小径端との間の部分は、大径部から小径部に移行する段付き構成となっている。

リテーナ２２０は実施例１同様、薄肉円筒形状の部材で構成され、グォードローラ３０が周方向に所定間隔で環状に複数配置されている（本実施例では６カ所に等配されている）。グォードローラ３０は、リテーナ２２０に設けられた穴に、内径側と外径側の部分が露出した状態で保持されている。
また、本実施例のリテーナ２２０においては、さらに、複数のボール３１を保持するように構成されている。

本実施例では、ボール３１は、リテーナ２２０に設けられた溝（穴）に保持され、チャック部材２１０の内周面に軸Ｘ方向に沿って設けられた溝２１０ａに係合するように構成されている。
ここで、ボール３１は、図２（ａ）に示すように、軸Ｘ方向から見たときに、６個のボール３１が周方向でグォードローラ３０の間にそれぞれ配置するように構成されている。また、ボール３１は、図２（ｂ）に示すように、軸Ｘ方向において、２列のグォードローラ３０列の間に配置するように構成されている。

このボール３１は、回り止めの機能を有するもので、チャック部材２１０とリテーナ２２０との間に配設されることで、チャック部材２１０とリテーナ２２０との相対的な回転を防止する。

また、リテーナ２２０においては、軸Ｘ方向のうち一端部の外周面に、ねじ山が形成されたねじ部２２４が設けられている。そして、このねじ部２２４にナット部材２２５が係合するように構成されている。
ナット部材２２５は、ねじ部２２４に係合した状態でねじ山に案内されて回転することで、軸Ｘ方向に移動するように構成されている。
このとき、チャック部材２１０とリテーナ２２０との間にはボール３１が設けられていることで、チャック部材２１０に対してナット部材２２５とともにリテーナ２２０が回転してしまうことを防止することができる。

スプリング２８０はコイルスプリングで構成され、一端がチャック部材２１０に設けられたバネ座２１９に係合し、他端が、リテーナ２２０に設けられたバネ座２２３に係合することで、付勢力を発揮できるように構成されている。

そして、スプリング２８０は、圧縮状態でチャック装置２００に装着されており、リテーナ２２０に対してチャック部材２１０を相対的に、グォードローラ３０，３０がテーパ面部２４０，２４０から離れる方向（くさび状の隙間から大径部に向かう方向、図２（ｂ）では軸Ｘ方向左側）に付勢（押圧）している。

スプリング２８０によりチャック部材２１０がリテーナ２２０に対して軸Ｘ方向左側に付勢されることで、チャック部材２１０の軸Ｘ方向左側の端部２１０ｂが、ナット部材２２５の軸Ｘ方向端部２２５ａと当接状態にあり、これにより、リテーナ２２０とチャック部材２１０との間における軸Ｘ方向の位置が決まる。

ナット部材２２５をねじ部２２４に係合した状態で軸Ｘ方向左側に移動させると、チャック部材２１０はスプリング２８０に付勢されナット部材２２５に連動して軸Ｘ方向左側に移動する。また、ナット部材２２５を軸Ｘ方向右側に移動させると、チャック部材２１０はスプリング２８０の付勢力に抗してナット部材２２５に連動して軸Ｘ方向右側に移動する。このとき、端部２１０ｂと端部２２５ａとの当接状態は維持されている。

なお、本実施例では、付勢手段としてスプリング２８０を例示しているが、これに限るものではない。すなわち、チャック部材２１０に対してリテーナ２２０を相対的に、グォードローラ３０，３０がテーパ面部２４０，２４０から離れる方向に付勢（押圧）できるものであればよい。
また、本実施例では、図示していないが、実施例１同様にОリング等のシール部材が適宜設けられるとよい。

次に、本実施例のチャック装置の作用について説明する。
軸３００のチャッキング操作としては、まず、ナット部材２２５をリテーナ２２０に対して図２（ｂ）において軸Ｘ方向左側に移動させておく。

チャック部材２１０は、スプリング２８０の付勢力によりリテーナ２２０に対して軸Ｘ方向左側に向けて押されているので、ナット部材２２５が軸Ｘ方向左側に移動することで、チャック部材２１０もナット部材２２５に連動してリテーナ２２０に対して軸Ｘ方向左側に移動する。

これにより、リテーナ２２０に保持されているグォードローラ３０が、テーパ面部２４０の径が拡がる方向に移動する（テーパ面部２４０から離れる方向に移動する、テーパ面部２４０の噛み込み位置から離間する）こととなり、軸３００が挿入可能となる。

この状態で、軸３００をチャック孔２１２に挿入する。
軸３００をチャック孔２１２に挿入した後、ナット部材２２５をリテーナ２２０に対して図２（ｂ）において軸Ｘ方向右側に移動させていく。
このとき、ナット部材２２５の端部２２５ａがチャック部材２１０の端部２１０ｂを押すことで、チャック部材２１０がスプリング２８０の付勢力に抗してナット部材２２５とともに、リテーナ２２０に対して軸Ｘ方向右側に移動するようになる。

これにより、リテーナ２２０に保持されているグォードローラ３０は、テーパ面部２４０の径が狭まる方向に移動することとなり、グォードローラ３０が、軸３００の外周面とテーパ面部２４０間のくさび状空間に食い込んでいく。

この段階で、軸３００は、リテーナ２２０に保持されている複数のグォードローラ３０の接触面圧が均一になる方向にバランスされ、軸３００の中心軸がチャック部材２１０の中心軸に自動調芯されつつ、グォードローラ３０は、くさび作用によって、テーパ面部２４０と軸３００表面の隙間に食い込む。

本実施例では、グォードローラ３０，３０がテーパ面部２４０，２４０に食い込み、くさび作用によって強くチャッキングされ、食い込んだグォードローラ３０の接触摩擦力によってチャック部材２１０からの回転トルクが軸３００に伝達される。

軸３００は、軸Ｘ方向２個所のテーパ面部２４０，２４０に食い込むグォードローラ３０，３０によって自動調芯されながら固定される。テーパ面部２４０，２４０においては、高精度に加工可能であるため、軸３００を各テーパ面部２４０，２４０において高精度に心出しすることができる。

このテーパ面部２４０，２４０に当接するグォードローラ３０，３０間の間隔は、任意に大きく設定することができ、この間隔を大きく設定することで、軸３００の振れ方向のモーメントが作用した際に、グォードローラ３０に加わる反力も小さくなり、振れを大幅に小さくすることができる。

また、テーパ面部２４０，２４０から離間する方向にグォードローラ３０，３０を移動させることにより、着脱も容易に行うことができる。すなわち、軸３００をチャック装置から外す場合、再び、ナット部材２２５をリテーナ２２０に対して軸Ｘ方向左側に移動させる。これにより、リテーナ２２０に保持されているグォードローラ３０，３０が、テーパ面部２４０，２４０の径が拡がる方向に移動し、軸３００が取り外し可能となる。
なお、本実施例では、２列の転動体列に対応する、傾斜方向が同じ方向となる２つのテーパ面部２４０，２４０が、軸Ｘ方向に離れて形成されている形態について説明したが、転動体列が複数設けられる場合には、複数の転動体列に対応して、傾斜方向が同じ方向となるテーパ面部は、軸Ｘ方向に離れて複数設けられる。
また本実施例では、チャック部材２１０とリテーナ２２０との相対的な回転を防止するために、ボール３１を適用したが、回り止めとしては、これに限るものではなく、チャック部材２１０とリテーナ２２０との間において、軸Ｘ方向の移動を許容し、軸Ｘまわりの回転を防止するものであればよい。

［実施例３］
以下に、実施例３について説明する。なお、本実施例においては、実施例２に対して異なる構成部分について述べることとし、実施例２と同様の構成部分については、その説明を省略する。
実施例２では、チャック部材２１０のチャック孔２１２内周に、内径が軸Ｘ方向のうち一方側（図２（ｂ）では左側）に向かうにつれて徐々に小径となる２つの（一対の）テーパ面部２４０，２４０が、軸Ｘ方向に所定距離だけ離して形成されていた。そして、各テーパ面部２４０，２４０にそれぞれ対応した位置に移動可能となるように、周方向に沿って配列されたグォードローラ３０の列が、軸Ｘ方向に離れて２列配置されていた。

これに対して、本実施例では、テーパ面部２４０は１つであり、軸Ｘ方向に離れて２列配置されたグォードローラ３０，３２の列が、１つのテーパ面部２４０に対応した位置に移動可能となるように構成されていることを特徴とする。そして、このグォードローラ３０，３２においては、テーパ面部２４０のテーパ面の内径に対応するように、サイズ（外径の大きさ）が異なるように形成されていることを特徴とする。

図３は、本実施例に係るチャック装置２０１の概略構成を示す図であり、（ａ）は軸方向から見たときの図、（ｂ）は軸方向に沿った断面図である。なお、説明の便宜上、図３（ａ）においては要部（特に、グォードローラ３０とボール３１）を示すための図としている。

本実施例のリテーナ２２０においては、サイズの異なるグォードローラ３０，３２の列を保持するとともに、回り止め用のボール３１を保持するように構成されている。
そして図３（ｂ）に示すように、チャック部材２１０のチャック孔２１２内周には、内径が軸Ｘ方向のうち一方側（図３（ｂ）では左側）に向かうにつれて徐々に小径となる１つのテーパ面部２４０が形成されている。そして、このテーパ面部２４０に対応した位置に移動可能となるように、周方向に沿って配列されたグォードローラ３０，３２の列が、軸Ｘ方向に離れて２列配置されている。
グォードローラ３０，３２は、テーパ面部２４０に対応（対向）する位置に位置した場合にテーパ面の内径に対応するように、グォードローラ３２の外径の方が、グォードロー
ラ３０の外径よりも小さくなるように形成されている。

このような構成によっても、リテーナ２２０に保持されているグォードローラ３０，３２が、テーパ面部２４０の径が狭まる方向に移動した場合には、グォードローラ３０，３２はそれぞれ、軸３００の外周面とテーパ面部２４０間のくさび状空間に食い込んでいく。
そして、軸３００は、リテーナ２２０に保持されている複数のグォードローラ３０，３２の接触面圧が均一になる方向にバランスされ、軸３００の中心軸がチャック部材２１０の中心軸に自動調芯されつつ、グォードローラ３０，３２は、くさび作用によって、テーパ面部２４０と軸３００表面の隙間に食い込む。
本実施例においても、グォードローラ３０，３２がテーパ面部２４０に食い込み、くさび作用によって強くチャッキングされ、食い込んだグォードローラ３０，３２の接触摩擦力によってチャック部材２１０からの回転トルクが軸３００に伝達される。

したがって、本実施例の構成により、上述した効果同様の効果を得ることが可能となる。
また、本実施例では、テーパ面部２４０を１つとしているので、チャック部材２１０のチャック孔２１２内周面を、実施例２の形態よりもより容易に形成することが可能となり、チャック装置２０１の製造コストを実施例２の形態よりも抑えることが可能となる。

［他の実施例］
上述した実施例では、転動体として、グォードローラで構成される転動体列が２列配置された形態について示したが、これに限るものではない。すなわち、複数の転動体列が軸Ｘ方向に所定距離離れてリテーナに保持され、この複数の転動体列のうち少なくとも１つの転動体列がグォードローラによって構成されているものであればよい。
以下に、転動体列がグォードローラの列と、ボールの列との２列で構成される形態について説明する。
図４，５は、他の実施例のチャック装置を示す概略断面図である。
ここで、図４は、図２（ｂ）に対応するもので、図５は、図３（ｂ）に対応するものである。

図２（ｂ）の形態では、２列の転動体列をグォードローラ３０で構成していたのに対して、図４の形態では、２列の転動体列のうち１列をグォードローラ３０で構成し、１列をボール３３で構成している。
また、図３（ｂ）の形態では、２列の転動体列をそれぞれグォードローラ３０，３２で構成していたのに対して、図５の形態では、２列の転動体列のうち１列をグォードローラ３０で構成し、１列をボール３４で構成している。このとき、ボール３４の外径は、グォードローラ３０の外径よりも小さくなるように構成されている。
このような構成においても、上述した効果と同様の効果を得ることができる。

１…チャック装置、１０…チャック部材、１１…フランジ、１２…チャック孔、１３…中央円筒面部、１５，１６…開口端部、１７…軸孔、１８…ギア収納孔、２０…リテーナ、２１…つば部、２２…外周円筒部、２５ａ，２５ｂ…雄ねじ部、３０…グォードローラ、３０ａ…中央凹面部、３０ｂ…端部凸面部、４０…テーパ面部、５０…締め付け機構、５２…歯付ねじ筒、５２ａ…雌ねじ部、５２ｂ…外歯、５４…操作ノブ、５５…操作軸、５６…歯車列、５７…第１歯車、５８…第２歯車、６１，６２…シールリング、７５，７６…シールド板、７５ａ，７６ａ…挿通穴、７７…シール部材、７８…シール部材、１００…砥石、１１０…砥石軸、１２０…砥石本体、１３０…貫通孔

Claims (8)

1. チャック対象物を差し込むためのチャック孔を備えたチャック部材と、
   前記チャック孔内周に前記チャック孔の孔軸方向に相対移動自在に挿入され、前記チャック孔の周方向に沿って配列された複数個の転動体の列を複数有し、この複数の転動体列を前記孔軸方向に所定距離離して保持するリテーナと、を備え、
   前記チャック部材のチャック孔内周には、内径が前記孔軸方向に徐々に小径となるテーパ面部が、各転動体列に対応して少なくとも１つ設けられ、
   さらに、前記チャック部材に対して前記リテーナを相対的に前記孔軸方向に移動させることにより、各転動体を、前記チャック孔内周のテーパ面部とチャック対象物外周面との間のくさび状の隙間に食い込ませるチャック状態と、前記くさび状の隙間から離脱させる非チャック状態とに切り換え可能とする締め付け機構が設けられ、
   前記複数の転動体列のうち少なくとも１つの転動体列はグォードローラによって構成されていることを特徴とするチャック装置。
2. 前記リテーナは前記孔軸方向に並んで一対設けられ、
   前記テーパ面部は各リテーナに対向して一対設けられ、
   前記一対のテーパ面部は、内径が、前記孔軸方向において互いに逆方向に向かうにつれて徐々に小径となるようにそれぞれ構成されていることを特徴とする請求項１に記載のチャック装置。
3. 前記テーパ面部は前記孔軸方向に並んで複数設けられ、
   各テーパ面部は、内径が、前記孔軸方向において互いに同じ方向に向かうにつれて徐々に小径となるようにそれぞれ構成されていることを特徴とする請求項１に記載のチャック装置。
4. 前記締め付け機構は、前記一対のリテーナを、前記孔軸方向において互いに逆方向に移動させるねじ機構を備えることを特徴とする請求項２に記載のチャック装置。
5. 前記締め付け機構は、前記リテーナにねじ込まれることで、前記孔軸方向において前記チャック部材に対する前記リテーナの位置を変更可能なナット部材を備えることを特徴とする請求項１又は３に記載のチャック装置。
6. １つの前記テーパ面部に複数の転動体列が対向するように配置され、
   前記孔軸方向で前記テーパ面部の内径が小径となる側に位置する転動体列を構成する転動体の方が、大径となる側に位置する転動体列を構成する転動体よりも外径が小さいことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のチャック装置。
7. 前記複数の転動体列は、グォードローラによって構成される転動体列と、ボールによって構成される転動体列と、を備えている請求項１乃至６のいずれかの項に記載のチャック装置。
8. 前記チャック部材と前記リテーナとの相対回転を防止する回り止め機構を備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のチャック装置。

Images