JP2646137B2 - チャックの把握時における作用力の分力荷担方法 - Google Patents
チャックの把握時における作用力の分力荷担方法Info
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- JP2646137B2 JP2646137B2 JP1166011A JP16601189A JP2646137B2 JP 2646137 B2 JP2646137 B2 JP 2646137B2 JP 1166011 A JP1166011 A JP 1166011A JP 16601189 A JP16601189 A JP 16601189A JP 2646137 B2 JP2646137 B2 JP 2646137B2
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- B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
- B23B31/02—Chucks
- B23B31/10—Chucks characterised by the retaining or gripping devices or their immediate operating means
- B23B31/12—Chucks with simultaneously-acting jaws, whether or not also individually adjustable
- B23B31/16—Chucks with simultaneously-acting jaws, whether or not also individually adjustable moving radially
- B23B31/16233—Jaws movement actuated by oblique surfaces of a coaxial control rod
- B23B31/16237—Details of the jaws
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- Gripping On Spindles (AREA)
Description
本発明は、工作機械に用いるチャックに関するもので
あり、近年の高速回転化傾向に伴う高回転域において
も、強力な把握力と高い把握精度の得られる機能を備え
た、チャックの把握時における作用力の分力荷担方法に
関するものである。
あり、近年の高速回転化傾向に伴う高回転域において
も、強力な把握力と高い把握精度の得られる機能を備え
た、チャックの把握時における作用力の分力荷担方法に
関するものである。
従来の中実チャック構造は、ボディの半径方向内方部
位に相当するジョウの内方部分にプランジャと噛合する
噛合手段を備えるものであり、第１図乃至第４図示の如
きである。さらに中空チャック構造は、ボディの軸線方
向後方部位で且つ半径方向内方部位に相当するジョウの
後方内方部分にプランジャと噛合する噛合手段を備える
ものであり、例えば特開昭55−106707号公報記載のFig1
乃至Fig4図及び実開昭53−99081号のマイクロフィルム
記載の如きである。 しかし、前者及び後者いずれの噛合手段においても、
ジョウ側の噛合部強度とプランジャ側の噛合部強度とに
は著しい差があり、この力学的な強度差を解消すること
は、構造的制限から困難であるとされていた。 しかも、この力学的な強度差は、把握力が増大するに
伴ってさらに拡大する傾向にあることから高回転域にお
いて特に問題となる課題であった。
位に相当するジョウの内方部分にプランジャと噛合する
噛合手段を備えるものであり、第１図乃至第４図示の如
きである。さらに中空チャック構造は、ボディの軸線方
向後方部位で且つ半径方向内方部位に相当するジョウの
後方内方部分にプランジャと噛合する噛合手段を備える
ものであり、例えば特開昭55−106707号公報記載のFig1
乃至Fig4図及び実開昭53−99081号のマイクロフィルム
記載の如きである。 しかし、前者及び後者いずれの噛合手段においても、
ジョウ側の噛合部強度とプランジャ側の噛合部強度とに
は著しい差があり、この力学的な強度差を解消すること
は、構造的制限から困難であるとされていた。 しかも、この力学的な強度差は、把握力が増大するに
伴ってさらに拡大する傾向にあることから高回転域にお
いて特に問題となる課題であった。
本発明は、係る従来チャックの欠点をみごとに解決す
るものであり、噛合手段における作用力の分力荷担機構
を構造力学的側面から究明することによって、負荷に対
する合理的な分力の荷担方法を想到し、特に軽量で高剛
性の強力なジョウ及び歪の極めて少ない強力なプランジ
ャを得ることに主眼がある。
るものであり、噛合手段における作用力の分力荷担機構
を構造力学的側面から究明することによって、負荷に対
する合理的な分力の荷担方法を想到し、特に軽量で高剛
性の強力なジョウ及び歪の極めて少ない強力なプランジ
ャを得ることに主眼がある。
しかるに本発明は、ウェッジ溝を形どる張り出し部材
に発生する負荷による弾性変形を、新規な片振り荷重の
みの負荷の荷担方法によって荷担し、噛合手段における
力学的強度の均衡を図ることに着目したものであり、そ
の特徴とするところは、ボディと、該ボディの軸線方向
前方・後方へ摺動移動するひとつのプランジャと、該プ
ランジャの摺動移動に連動しボディの半径方向内方・外
方へ同時に摺動移動する複数のジョウとから構成される
のほか、前記夫々のジョウ後方に備える突出部12が前記
プランジャに設けた複数のウェッジ溝のいずれかと噛合
するひとつの楔部材50及び該楔部材に直交しこれよりも
幅が狭い補強部材60から形成され且つ該補強部材60が前
記ボディの半径方向外方寄りに適量の肉厚部を残して設
けたスロット溝11へ収容される部分を備えるチャックで
あって、前記プランジャの軸線方向作用力を前記各ジョ
ウの突出部12の夫々へ伝達させて被加工物を把握するに
際し、該軸線方向作用力の負荷分力の片方を楔部材50へ
の面圧負荷分力となして荷担させ、他方の負荷分力を補
強部材60への曲げ負荷分力となして荷担させ、さらに前
記面圧負荷分力の反力によってプランジャのウェッジ溝
を形どる張り出し部材に発生する負荷が被加工物を把握
した状態における小さいときには片持梁構造になして弾
性変形しながら破損を越えない範囲内での曲げ応力で荷
担すると共に該負荷が遠心力の増加に伴いさらに増大し
たときにはスロット溝11近傍の内周面Ｆで顎部Ｖの外周
面Ｇを支えながら荷担するのほか強力な切削力がさらに
負荷されたときにはスロット溝11近傍の内周滅面Ｆで保
持しながら顎部Ｖの外周面Ｆへかかる圧縮力となして荷
担させることにより張り出し部材の破損を防止するチャ
ックの把握時における作用力の分力荷担方法。
に発生する負荷による弾性変形を、新規な片振り荷重の
みの負荷の荷担方法によって荷担し、噛合手段における
力学的強度の均衡を図ることに着目したものであり、そ
の特徴とするところは、ボディと、該ボディの軸線方向
前方・後方へ摺動移動するひとつのプランジャと、該プ
ランジャの摺動移動に連動しボディの半径方向内方・外
方へ同時に摺動移動する複数のジョウとから構成される
のほか、前記夫々のジョウ後方に備える突出部12が前記
プランジャに設けた複数のウェッジ溝のいずれかと噛合
するひとつの楔部材50及び該楔部材に直交しこれよりも
幅が狭い補強部材60から形成され且つ該補強部材60が前
記ボディの半径方向外方寄りに適量の肉厚部を残して設
けたスロット溝11へ収容される部分を備えるチャックで
あって、前記プランジャの軸線方向作用力を前記各ジョ
ウの突出部12の夫々へ伝達させて被加工物を把握するに
際し、該軸線方向作用力の負荷分力の片方を楔部材50へ
の面圧負荷分力となして荷担させ、他方の負荷分力を補
強部材60への曲げ負荷分力となして荷担させ、さらに前
記面圧負荷分力の反力によってプランジャのウェッジ溝
を形どる張り出し部材に発生する負荷が被加工物を把握
した状態における小さいときには片持梁構造になして弾
性変形しながら破損を越えない範囲内での曲げ応力で荷
担すると共に該負荷が遠心力の増加に伴いさらに増大し
たときにはスロット溝11近傍の内周面Ｆで顎部Ｖの外周
面Ｇを支えながら荷担するのほか強力な切削力がさらに
負荷されたときにはスロット溝11近傍の内周滅面Ｆで保
持しながら顎部Ｖの外周面Ｆへかかる圧縮力となして荷
担させることにより張り出し部材の破損を防止するチャ
ックの把握時における作用力の分力荷担方法。
第７図と第８図を用いてその作用を説明する。先ず、
使用するジョウの形状に関する点として、図示しない被
加工物を把握したときに発生するジョウ後方の突出部12
に働く作用力による負荷の分力は、曲げ負荷分力と面圧
負荷分力とに分けられ、一方の曲げ負荷は、もっぱらに
補強部材60で荷担するものとなし、他方の面圧負荷は、
もっぱらにひとつの楔部材50で荷担するものとなすので
ある。 係るジョウ２の突出部12の形状となし、加えて前記負
荷分力の分力荷担方法を用いることによって、プランジ
ャ４のＴ字形ウェッジ溝を形どる張り出し部材がはじめ
て片振り荷重のみを荷担すればよい構造のものとなった
のである（従来形状のジョウは、後述するとおり、両振
り荷重を荷担しなければならない欠点があった。） 従って、図示しない被加工物を把握したときに、プラ
ンジャのウェッジ溝を形どる張り出し部材に発生する負
荷は、該負荷が小さいときには片持梁構造になして弾性
変形しながら破損を越えない範囲内での曲げ応力で荷担
し、該負荷が増大したときにはスロット溝11近傍の内周
面Ｆで顎部Ｖの外周面Ｇを支えながら荷担し、該負荷に
加え強力な切削力がさらに負荷されたときにはスロット
溝11近傍の内周面Ｆで保持しながら顎部Ｖの外周面Ｆへ
かかる圧縮力となして荷担するものとなすのである。
使用するジョウの形状に関する点として、図示しない被
加工物を把握したときに発生するジョウ後方の突出部12
に働く作用力による負荷の分力は、曲げ負荷分力と面圧
負荷分力とに分けられ、一方の曲げ負荷は、もっぱらに
補強部材60で荷担するものとなし、他方の面圧負荷は、
もっぱらにひとつの楔部材50で荷担するものとなすので
ある。 係るジョウ２の突出部12の形状となし、加えて前記負
荷分力の分力荷担方法を用いることによって、プランジ
ャ４のＴ字形ウェッジ溝を形どる張り出し部材がはじめ
て片振り荷重のみを荷担すればよい構造のものとなった
のである（従来形状のジョウは、後述するとおり、両振
り荷重を荷担しなければならない欠点があった。） 従って、図示しない被加工物を把握したときに、プラ
ンジャのウェッジ溝を形どる張り出し部材に発生する負
荷は、該負荷が小さいときには片持梁構造になして弾性
変形しながら破損を越えない範囲内での曲げ応力で荷担
し、該負荷が増大したときにはスロット溝11近傍の内周
面Ｆで顎部Ｖの外周面Ｇを支えながら荷担し、該負荷に
加え強力な切削力がさらに負荷されたときにはスロット
溝11近傍の内周面Ｆで保持しながら顎部Ｖの外周面Ｆへ
かかる圧縮力となして荷担するものとなすのである。
本発明に係るチャックの一例を第５図乃至第９図を用
いて詳述する。 第５図は三つ爪チャックの縦断面図、第６図はそのボ
ディ１を斜め方向から見た拡大部分図、第７図はマスタ
ージョウ２の斜視図、第８図は第５図のＹ−Ｙ′線切断
拡大図、第９図はプランジャ４の斜視図である。 第６図に示す如く、ボディ１には矢印Ｚ方向の内方か
ら半径方向の外方へ向けてマスタージョウ２を嵌挿する
ための案内溝10が３方向等分（１方向のみ図示する）に
設けられているのほか、案内溝10の溝底には該溝幅より
も狭く且つ半径方向外方寄りに適量の肉厚部Ｗを残す一
定長さＫで幅Ａのスロット溝11が設けられており、該ス
ロット溝11には第７図に示すマスタージョウ２の突出部
12を構成する補強部材60の一部が収容されるようになさ
れている。 この際、該スロット溝幅Ａは、第８図示のようにプラ
ンジャ４のウェッジ溝の外周幅Ｂと近似的に等しくなす
ことが、口述するベアリング面を形成するに際し望まし
い。他方の前記外周面Ｇと前記内周面Ｆとの隙間は、プ
ランジャ４が軸線方向に摺動可能な範囲で最小に設定し
チャックの把握精度を保持するものである。 以上のチャック構造において、第７図に示す如くマス
タージョウ２には、その後方内方寄りに突出部であると
ころのウェッジ部12が設けてある。該ウェッジ部12は、
第９図に示すプランジャ４のウェッジ溝５と噛合すると
きに楔作用を発生する楔部材50と、該楔部材に直交しこ
れを力学的に補強する補強部材60とから形成されてい
る。さらに切断端面形状Ｔ字形に形成されていて、楔部
材50はもっぱらに噛合時の面圧負荷を荷担し、補強部材
60はもっぱらに噛合時の曲げ負荷を荷担する。 しかるに、要求される補強部材60の形状は、噛合時に
おける曲げ負荷に有効なるようその断面係数Ｚが大なる
ものであること、即ち力学的計算式で説明すれば、幅を
Ｃとし、高さをＬとしたとき、Ｚ＝CL2/6（C,Lは第７図
示）におけるＬを最大限に大きくすることである。 本実施例に用いるチャックでは、ボディ１の半径方向
内方寄りに形成したスロット溝11に収容される部分を備
える形状の補強部材60となすことにより、前述した寸法
Ｌを極めて大きくできる工夫をなしたものである。この
際、補強部材60の外方端面の形状を第７図の如き直線と
せずに、加工が困難であることを別にすれば、力学的に
合理性のある曲げモーメント線図曲線に類似させるとよ
い。 これに対し、特開昭55−106707号公報記載の発明に係
る楔かぎ片10の形状は、楔面10aとうね状隆起10bとをも
つ断面凸状に形成されたものであり、楔かぎ片10の半径
方向厚さを大きくすることで前述の曲げ負荷を荷担する
ものである。しかるに、曲げ負荷を荷担するに最も有効
なうね状隆起10bの隆起量が激減することから、強力な
把握力は得られないものとなるのである。 従って、本実施例に関する第７図示のマスタージョウ
と比べたとき、その曲げ負荷は断然に小さなものとなる
のである。 把握力を従来にない、より強力なチャックとなすため
のもうひとつの工夫について、プランジャの構造を基に
し説明する。 先ず、従来のチャックにおけるプランジャ構造につい
て第１図乃至第４図を用い、詳しく説明する。 第１図は三つ爪チャックの上部縦断面図であって、第
15図に示す如くボディ１′の半径方向に３等分の放射線
状案内溝10′を設け、該案内溝10′に第２図示のマスタ
ージョウ２′が摺動自在に嵌挿される。そして、マスタ
ージョウ２′の前方（ボディ１′の前方Ｒ側及びＳ側）
にはトップジョウ３′が図示しないボルトで固着され、
またボディ１′中心の穴にはプランジャ４′が軸線方向
の摺動を自在になし嵌挿されている。 しかして、プランジャ４′の外周にも第３図に示す如
き３方向等分（１方向のみ図示する）にウェッジ溝５′
が設けてあり、マスタージョウ２′の内方に設けられて
いるウェッジ部２′ａと噛合する。該噛合状態の詳細が
第１図のＸ−Ｘ′線切断拡大図である第４図に示されて
いる。 係るジョウの内方部分に噛合手段を備えた構造のチャ
ックは、以下の作用的欠点をもっている。 今トップジョウ３′で図示しない被加工物の外径を把
握するための作動を行うと、マスタージョウ２′のウェ
ッジ部２′ａには、矢印Ｐなる力が半径方向の外方へ向
けて作用し、この力Ｐが顎部４′ｂへ負荷され、該負荷
の作用によりプランジャ４′のＴ字形ウェッジ溝４′ａ
を形どる張り出し部材には、ボディ１′の穴との接触が
離合する部分Ｑを基点として曲げモーメントＭが矢印方
向に作用する。しかして更に作用力Ｐが増大すると該部
分は弾性変形に伴う応力の集中を受けジグザグ線６の如
き破損が進行する。当然ながら、離合する部分Ｑを基点
にしないときは、Ｔ字形ウェッジ溝４′ａの最も脆弱な
切欠き部位から45度方向へ向けジグザグ線６の破損が進
行する。 他方トップジョウ３′で図示しない被加工物の内径を
把握するための作動を行うと、マスタージョウ２′のウ
ェッジ部２′ａには、矢印Ｐに反対する方向の力が半径
方向内方へ作用し、この力の作用により前記の張り出し
部材には、曲げモーメントＭが矢印方向に反対する方向
へ作用する。 即ち、顎部４′ｂには矢印Ｐ方向の力及び矢印Ｐに反
対する方向の力が共に負荷されるのである。別言すれ
ば、力Ｐの負荷に対してウェッジ溝４′ａを形どる張り
出し部材は常に両振り荷重を荷担しなければならない欠
点がある。 係る顎部４′ｂへの力の負荷は、上記例における内方
部分に噛合手段を備えたジョウの構造のみならず、後方
内方部分に噛合手段を備えたジョウの構造（例えば特開
昭55−106707号公報のFig1乃至Fig2及び実開昭53−9908
1号のマイクロフィルム）においても、全く同様であ
る。 叙上の従来チャック構造に対し本実施例のものは、第
８図示の如く、プランジャ４の顎部外周面Ｇをボディ１
の穴の内周面Ｆで支えてベアリング面を形成する構造と
なし、前記曲げモーメントＭの作用を阻止する工夫によ
って前記のジグザグ線６による破損を完全に防止するも
のである。
いて詳述する。 第５図は三つ爪チャックの縦断面図、第６図はそのボ
ディ１を斜め方向から見た拡大部分図、第７図はマスタ
ージョウ２の斜視図、第８図は第５図のＹ−Ｙ′線切断
拡大図、第９図はプランジャ４の斜視図である。 第６図に示す如く、ボディ１には矢印Ｚ方向の内方か
ら半径方向の外方へ向けてマスタージョウ２を嵌挿する
ための案内溝10が３方向等分（１方向のみ図示する）に
設けられているのほか、案内溝10の溝底には該溝幅より
も狭く且つ半径方向外方寄りに適量の肉厚部Ｗを残す一
定長さＫで幅Ａのスロット溝11が設けられており、該ス
ロット溝11には第７図に示すマスタージョウ２の突出部
12を構成する補強部材60の一部が収容されるようになさ
れている。 この際、該スロット溝幅Ａは、第８図示のようにプラ
ンジャ４のウェッジ溝の外周幅Ｂと近似的に等しくなす
ことが、口述するベアリング面を形成するに際し望まし
い。他方の前記外周面Ｇと前記内周面Ｆとの隙間は、プ
ランジャ４が軸線方向に摺動可能な範囲で最小に設定し
チャックの把握精度を保持するものである。 以上のチャック構造において、第７図に示す如くマス
タージョウ２には、その後方内方寄りに突出部であると
ころのウェッジ部12が設けてある。該ウェッジ部12は、
第９図に示すプランジャ４のウェッジ溝５と噛合すると
きに楔作用を発生する楔部材50と、該楔部材に直交しこ
れを力学的に補強する補強部材60とから形成されてい
る。さらに切断端面形状Ｔ字形に形成されていて、楔部
材50はもっぱらに噛合時の面圧負荷を荷担し、補強部材
60はもっぱらに噛合時の曲げ負荷を荷担する。 しかるに、要求される補強部材60の形状は、噛合時に
おける曲げ負荷に有効なるようその断面係数Ｚが大なる
ものであること、即ち力学的計算式で説明すれば、幅を
Ｃとし、高さをＬとしたとき、Ｚ＝CL2/6（C,Lは第７図
示）におけるＬを最大限に大きくすることである。 本実施例に用いるチャックでは、ボディ１の半径方向
内方寄りに形成したスロット溝11に収容される部分を備
える形状の補強部材60となすことにより、前述した寸法
Ｌを極めて大きくできる工夫をなしたものである。この
際、補強部材60の外方端面の形状を第７図の如き直線と
せずに、加工が困難であることを別にすれば、力学的に
合理性のある曲げモーメント線図曲線に類似させるとよ
い。 これに対し、特開昭55−106707号公報記載の発明に係
る楔かぎ片10の形状は、楔面10aとうね状隆起10bとをも
つ断面凸状に形成されたものであり、楔かぎ片10の半径
方向厚さを大きくすることで前述の曲げ負荷を荷担する
ものである。しかるに、曲げ負荷を荷担するに最も有効
なうね状隆起10bの隆起量が激減することから、強力な
把握力は得られないものとなるのである。 従って、本実施例に関する第７図示のマスタージョウ
と比べたとき、その曲げ負荷は断然に小さなものとなる
のである。 把握力を従来にない、より強力なチャックとなすため
のもうひとつの工夫について、プランジャの構造を基に
し説明する。 先ず、従来のチャックにおけるプランジャ構造につい
て第１図乃至第４図を用い、詳しく説明する。 第１図は三つ爪チャックの上部縦断面図であって、第
15図に示す如くボディ１′の半径方向に３等分の放射線
状案内溝10′を設け、該案内溝10′に第２図示のマスタ
ージョウ２′が摺動自在に嵌挿される。そして、マスタ
ージョウ２′の前方（ボディ１′の前方Ｒ側及びＳ側）
にはトップジョウ３′が図示しないボルトで固着され、
またボディ１′中心の穴にはプランジャ４′が軸線方向
の摺動を自在になし嵌挿されている。 しかして、プランジャ４′の外周にも第３図に示す如
き３方向等分（１方向のみ図示する）にウェッジ溝５′
が設けてあり、マスタージョウ２′の内方に設けられて
いるウェッジ部２′ａと噛合する。該噛合状態の詳細が
第１図のＸ−Ｘ′線切断拡大図である第４図に示されて
いる。 係るジョウの内方部分に噛合手段を備えた構造のチャ
ックは、以下の作用的欠点をもっている。 今トップジョウ３′で図示しない被加工物の外径を把
握するための作動を行うと、マスタージョウ２′のウェ
ッジ部２′ａには、矢印Ｐなる力が半径方向の外方へ向
けて作用し、この力Ｐが顎部４′ｂへ負荷され、該負荷
の作用によりプランジャ４′のＴ字形ウェッジ溝４′ａ
を形どる張り出し部材には、ボディ１′の穴との接触が
離合する部分Ｑを基点として曲げモーメントＭが矢印方
向に作用する。しかして更に作用力Ｐが増大すると該部
分は弾性変形に伴う応力の集中を受けジグザグ線６の如
き破損が進行する。当然ながら、離合する部分Ｑを基点
にしないときは、Ｔ字形ウェッジ溝４′ａの最も脆弱な
切欠き部位から45度方向へ向けジグザグ線６の破損が進
行する。 他方トップジョウ３′で図示しない被加工物の内径を
把握するための作動を行うと、マスタージョウ２′のウ
ェッジ部２′ａには、矢印Ｐに反対する方向の力が半径
方向内方へ作用し、この力の作用により前記の張り出し
部材には、曲げモーメントＭが矢印方向に反対する方向
へ作用する。 即ち、顎部４′ｂには矢印Ｐ方向の力及び矢印Ｐに反
対する方向の力が共に負荷されるのである。別言すれ
ば、力Ｐの負荷に対してウェッジ溝４′ａを形どる張り
出し部材は常に両振り荷重を荷担しなければならない欠
点がある。 係る顎部４′ｂへの力の負荷は、上記例における内方
部分に噛合手段を備えたジョウの構造のみならず、後方
内方部分に噛合手段を備えたジョウの構造（例えば特開
昭55−106707号公報のFig1乃至Fig2及び実開昭53−9908
1号のマイクロフィルム）においても、全く同様であ
る。 叙上の従来チャック構造に対し本実施例のものは、第
８図示の如く、プランジャ４の顎部外周面Ｇをボディ１
の穴の内周面Ｆで支えてベアリング面を形成する構造と
なし、前記曲げモーメントＭの作用を阻止する工夫によ
って前記のジグザグ線６による破損を完全に防止するも
のである。
本実施例は以上の如き構造のチャックを用い、図示し
ないシリンダの作動によりプランジャ４をボディの軸線
方向前方・後方へ摺動移動させる。この摺動移動に伴う
プランジャ４の軸線方向作用力で各トップジョウ３を同
時に作動させ被加工物の外径を把握すると、夫々のマス
タージョウ２のウェッジ部12には半径方向の内方へ向け
ての負荷が発生する。しかして該負荷は、ウェッジ部12
の楔部材50の押圧破損する作用分力（面圧負荷分力）
と、ウェッジ部12の補強部材60を曲げ破損する作用分力
（曲げ負荷分力）とに分かれて荷担される。 なお、この把握と反対に、被加工物の内径を把握する
ときには、前記ウェッジ部12の半径方向の外方へ向けて
の負荷が発生し、前記外径把握と異なる逆方向への面圧
負荷分力と曲げ負荷分力とに分かれて荷担される。 よって前記楔部材50は、外径把握と内径把握とで荷担
方向が異なる両振り荷重による分力荷担機構になされて
いる。 次にプランジャ４側における力学的な強度を検討して
みると、該プランジャ４は前述の面圧負荷分力の反力を
ウェッジ溝５を形どる張り出し部材における顎部Ｖの顎
面Ｔで受け止める構造になされていることからこの面圧
負荷分の反力に充分耐え得る寸法の形状になされてい
る。しかし、さらに被加工物の把握力を増大させ荷担す
る負荷を増加させると前記張り出し部材は、第４図に示
す如き矢印Ｐ方向の曲げモーメントＭを受け半径方向外
方への弾性変形による曲げが発生する。係る場合には、
顎部Ｖの外周面Ｇをスロット溝11近傍の内周面Ｆで支え
ベアリング面が形成されることから、第４図のジグザグ
線６の如き破損が進行することは全くなくなるのであ
る。しかるに、係るベアリング面は、プランジャ４の移
動範囲全域で形成される構造になされることが望ましい
のは勿論のことである。 他方、トップジョウ３で被加工物の内径を把握する
と、ウェッジ部12の楔部材50には半径方向の外方へ向け
ての負荷が発生する。しかして前述の説明から明らかな
とおり、プランジャ４の前記顎部Ｖへの面圧負荷分力
は、全く負荷されないことから係る分力荷担の必要がな
い。即ち前記張り出し部材は、従来の両振り荷重と全く
異なる片振り荷重による分力荷担機構となるものであ
る。
ないシリンダの作動によりプランジャ４をボディの軸線
方向前方・後方へ摺動移動させる。この摺動移動に伴う
プランジャ４の軸線方向作用力で各トップジョウ３を同
時に作動させ被加工物の外径を把握すると、夫々のマス
タージョウ２のウェッジ部12には半径方向の内方へ向け
ての負荷が発生する。しかして該負荷は、ウェッジ部12
の楔部材50の押圧破損する作用分力（面圧負荷分力）
と、ウェッジ部12の補強部材60を曲げ破損する作用分力
（曲げ負荷分力）とに分かれて荷担される。 なお、この把握と反対に、被加工物の内径を把握する
ときには、前記ウェッジ部12の半径方向の外方へ向けて
の負荷が発生し、前記外径把握と異なる逆方向への面圧
負荷分力と曲げ負荷分力とに分かれて荷担される。 よって前記楔部材50は、外径把握と内径把握とで荷担
方向が異なる両振り荷重による分力荷担機構になされて
いる。 次にプランジャ４側における力学的な強度を検討して
みると、該プランジャ４は前述の面圧負荷分力の反力を
ウェッジ溝５を形どる張り出し部材における顎部Ｖの顎
面Ｔで受け止める構造になされていることからこの面圧
負荷分の反力に充分耐え得る寸法の形状になされてい
る。しかし、さらに被加工物の把握力を増大させ荷担す
る負荷を増加させると前記張り出し部材は、第４図に示
す如き矢印Ｐ方向の曲げモーメントＭを受け半径方向外
方への弾性変形による曲げが発生する。係る場合には、
顎部Ｖの外周面Ｇをスロット溝11近傍の内周面Ｆで支え
ベアリング面が形成されることから、第４図のジグザグ
線６の如き破損が進行することは全くなくなるのであ
る。しかるに、係るベアリング面は、プランジャ４の移
動範囲全域で形成される構造になされることが望ましい
のは勿論のことである。 他方、トップジョウ３で被加工物の内径を把握する
と、ウェッジ部12の楔部材50には半径方向の外方へ向け
ての負荷が発生する。しかして前述の説明から明らかな
とおり、プランジャ４の前記顎部Ｖへの面圧負荷分力
は、全く負荷されないことから係る分力荷担の必要がな
い。即ち前記張り出し部材は、従来の両振り荷重と全く
異なる片振り荷重による分力荷担機構となるものであ
る。
他の実施例を説明するに、プランジャ４のウェッジ部
12は、第９図に示す如くウェッジ溝５の端縁部まで円弧
に形成されスロット溝11近傍の内周面Ｆと充分に接触す
る面積大になされたものが前述したベアリング面の形成
から望ましい。若し前記マスタージョウ２との噛合関係
からこの円弧の一部を切断する場合でも、第10図に示す
如くその切削幅Ｈは、マスタージョウ２のウェッジ部の
幅Ｄよりも小さくするのが好ましく、Ｈ＜Ｄであれば前
記円弧の例と同様なベアリング面の作用効果が得られる
ものとなる。 またプランジャのウェッジ溝形状は、第８図示例の如
き単なるＴ字形をなすもののほかに、第11図に示す形状
の如くヌスミＮを形成し、集中応力の分散を図り顎面Ｔ
へ作用する力による局部破損を防止するとか、また第12
図に示す形状の如くウェッジ溝５の中心線に向け厚さが
漸減する直線或いは曲線からなる屋根形の傾斜面に形成
し、負荷である曲げモーメントＭに対応した合理的な形
状になすとかして、より一層の強度的な安全度を高める
ようになすことができる。 なお、第７図示例の如きウェッジ部を後方内方寄りに
設けたものに限らず、本発明の作用効果が得られる後方
中央に設けたものでもよい。
12は、第９図に示す如くウェッジ溝５の端縁部まで円弧
に形成されスロット溝11近傍の内周面Ｆと充分に接触す
る面積大になされたものが前述したベアリング面の形成
から望ましい。若し前記マスタージョウ２との噛合関係
からこの円弧の一部を切断する場合でも、第10図に示す
如くその切削幅Ｈは、マスタージョウ２のウェッジ部の
幅Ｄよりも小さくするのが好ましく、Ｈ＜Ｄであれば前
記円弧の例と同様なベアリング面の作用効果が得られる
ものとなる。 またプランジャのウェッジ溝形状は、第８図示例の如
き単なるＴ字形をなすもののほかに、第11図に示す形状
の如くヌスミＮを形成し、集中応力の分散を図り顎面Ｔ
へ作用する力による局部破損を防止するとか、また第12
図に示す形状の如くウェッジ溝５の中心線に向け厚さが
漸減する直線或いは曲線からなる屋根形の傾斜面に形成
し、負荷である曲げモーメントＭに対応した合理的な形
状になすとかして、より一層の強度的な安全度を高める
ようになすことができる。 なお、第７図示例の如きウェッジ部を後方内方寄りに
設けたものに限らず、本発明の作用効果が得られる後方
中央に設けたものでもよい。
本発明は、叙上のようになしてプランジャの軸線方向
作用力の負荷を分力荷担させるものであることから、プ
ランジャにおいては、従来にない強力把握に耐え得るプ
ランジャ形状を得ることができ且つ大幅にウェッジ溝を
形どる張り出し部材の弾性変形強度を向上させ得るもの
である。 また、ジョウの突出部においては、スロット溝へ収容
される部分を備えた補強部材形状になし得ることから重
量の軽量化が図られ、且つ補強部材の分力荷担能力を飛
躍的に増大させることができ、しかも同じジョウのスト
ローク量であればボディ厚さを極めて薄くできる。 しかも軽量化されたジョウは、高回転域における慣性
力の減少に著効を奏すると共に高速切削時にも優れた性
能を発揮する著効を奏するものである。 さらにまた、本提案のベアリング面を形成させての分
力荷担方法及び圧縮力となしての分力荷担方法は、把握
力の飛躍的な向上のほか、重切削時における把握精度の
低下防止にも有効である。 そして、ボディ強度若しくはプランジャ強度又はジョ
ウ強度の３つの強度が互いに均衡のとれた合理的な強度
配分のなされたチャックを得ることのできる優れた著効
を奏するものである。
作用力の負荷を分力荷担させるものであることから、プ
ランジャにおいては、従来にない強力把握に耐え得るプ
ランジャ形状を得ることができ且つ大幅にウェッジ溝を
形どる張り出し部材の弾性変形強度を向上させ得るもの
である。 また、ジョウの突出部においては、スロット溝へ収容
される部分を備えた補強部材形状になし得ることから重
量の軽量化が図られ、且つ補強部材の分力荷担能力を飛
躍的に増大させることができ、しかも同じジョウのスト
ローク量であればボディ厚さを極めて薄くできる。 しかも軽量化されたジョウは、高回転域における慣性
力の減少に著効を奏すると共に高速切削時にも優れた性
能を発揮する著効を奏するものである。 さらにまた、本提案のベアリング面を形成させての分
力荷担方法及び圧縮力となしての分力荷担方法は、把握
力の飛躍的な向上のほか、重切削時における把握精度の
低下防止にも有効である。 そして、ボディ強度若しくはプランジャ強度又はジョ
ウ強度の３つの強度が互いに均衡のとれた合理的な強度
配分のなされたチャックを得ることのできる優れた著効
を奏するものである。
第１図〜第４図は従来の構造を示すもので、第１図はチ
ャックの上部縦断面図、第２図はマスタージョウの斜視
図、第３図はプランジャの部分斜視図、第４図は第１図
のＸ−Ｘ′線切断拡大図、第５図〜第14図は具体的な実
施例を示すもので第５図はチャックの縦断面図、第６図
はボディの部分斜視図、第７図はマスタージョウの斜視
図、第８図は第５図のＹ−Ｙ′線切断端面拡大図、第９
図及び第10図はプランジャの部分斜視図、第11図及び第
12図はプランジャのウェッジ溝形状の他の例を示す。第
13図は従来構造を示すボディの部分斜視図である。 １……ボディ ２……マスタージョウ（ジョウ） ３……トップジョウ（ジョウ） ４……プランジャ ５（４′ａ）……ウェッジ溝 Ｖ（４′ｂ）……顎部 12……突出部（ウェッジ部） 10……案内溝 11……スロット溝 50……楔部材 60……補強部材
ャックの上部縦断面図、第２図はマスタージョウの斜視
図、第３図はプランジャの部分斜視図、第４図は第１図
のＸ−Ｘ′線切断拡大図、第５図〜第14図は具体的な実
施例を示すもので第５図はチャックの縦断面図、第６図
はボディの部分斜視図、第７図はマスタージョウの斜視
図、第８図は第５図のＹ−Ｙ′線切断端面拡大図、第９
図及び第10図はプランジャの部分斜視図、第11図及び第
12図はプランジャのウェッジ溝形状の他の例を示す。第
13図は従来構造を示すボディの部分斜視図である。 １……ボディ ２……マスタージョウ（ジョウ） ３……トップジョウ（ジョウ） ４……プランジャ ５（４′ａ）……ウェッジ溝 Ｖ（４′ｂ）……顎部 12……突出部（ウェッジ部） 10……案内溝 11……スロット溝 50……楔部材 60……補強部材
Claims (2)
- 【請求項１】ボディと、該ボディの軸線方向前方・後方
へ摺動移動するひとつのプランジャと、該プランジャの
摺動移動に連動しボディの半径方向内方・外方へ同時に
摺動移動する複数のジョウとから構成されるのほか、前
記夫々のジョウ後方に備える突出部12が前記プランジャ
に設けた複数のウェッジ溝のいずれかと噛合するひとつ
の楔部材50及び該楔部材に直交しこれよりも幅が狭く且
つ幅をＣとし高さをＬとしたときＣ＜Ｌになされた補強
部材60から形成され、前記ボディの内周面から半径方向
外方へ、前記補強部材60を収容するためのスロット溝を
形成し、前記プランジャの軸線方向作用力を前記各ジョ
ウの突出部12の夫々へ伝達させて被加工物を把握するに
際し、該軸線方向作用力の負荷分力の片方を楔部材50へ
の面圧負荷分力となして荷担させ、他方の負荷分力を補
強部材60への曲げ負荷分力となして荷担させるようにし
たチャックの把握時における作用力の分力荷担方法にお
いて、前記面圧負荷分力の反力によってプランジャのウ
ェッジ溝を形どる張り出し部材に発生する負荷が被加工
物を把握した状態における小さい初期段階には、片持梁
構造になして弾性変形しながら破損を越えない範囲内で
の曲げ応力で荷担すると共に該負荷が遠心力の増加に伴
いさらに増大した状態における中間段階には、前記スロ
ット溝11近傍のボディの内周面Ｆで張出し部材が形成す
る顎部Ｖの外周面Ｇを支えながら荷担するのほか、強力
な切削力がさらに負荷された状態における最大の負荷が
加わる段階には、スロット溝11近傍の内周面Ｆで保持し
ながら顎部Ｖの外周面Ｇへかかる圧縮力となして荷担す
る各段階を経ることにより張り出し部材の破損を防止す
るチャックの把握時における作用力の分力荷担方法。 - 【請求項２】前記ジョウの突出部12が、ジョウ後方の半
径方向内側に位置し且つ切断端面形状を逆Ｔ字型に形成
したジョウ形状のチャックを用いて実施する特許請求の
範囲第１項記載のチャックの把握時における作用力の分
力荷担方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1166011A JP2646137B2 (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | チャックの把握時における作用力の分力荷担方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1166011A JP2646137B2 (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | チャックの把握時における作用力の分力荷担方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP513780A Division JPS56102403A (en) | 1980-01-18 | 1980-01-18 | Chuck for holding work-piece |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10526491A Division JPH05212608A (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | 爪を内方側から組込むチャック |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0271910A JPH0271910A (ja) | 1990-03-12 |
| JP2646137B2 true JP2646137B2 (ja) | 1997-08-25 |
Family
ID=15823244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1166011A Expired - Lifetime JP2646137B2 (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | チャックの把握時における作用力の分力荷担方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2646137B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6411619B1 (ja) * | 2017-12-01 | 2018-10-24 | 株式会社北川鉄工所 | チャック及びその製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2191371A (en) | 1939-03-14 | 1940-02-20 | Albert E Church | Wedge type chuck |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5641923Y2 (ja) * | 1977-01-14 | 1981-10-01 |
-
1989
- 1989-06-27 JP JP1166011A patent/JP2646137B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2191371A (en) | 1939-03-14 | 1940-02-20 | Albert E Church | Wedge type chuck |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0271910A (ja) | 1990-03-12 |
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