JP4542376B2

JP4542376B2 - 回転チャック

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Publication number: JP4542376B2
Application number: JP2004164739A
Authority: JP
Inventors: 要松本; 幸彦高谷
Original assignee: 松本機械工業株式会社
Priority date: 2004-06-02
Filing date: 2004-06-02
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2024-06-02
Also published as: JP2005342831A

Description

本発明は、工作機械に設けられ被加工物を保持したまま回転される回転チャックに関するものである。

回転チャックは、旋盤などの工作機械に設けられ、被加工物を保持したまま回転されるものである。回転チャックについては種々のものが既に公知となっているが、その中に実開平６−５７５０７号公報にて公開されている回転チャックがある。図８に当該公報記載の回転チャックと同種の回転チャック１００を図示する。ここで、図８（ａ）は、回転チャック１００の正面図であり、図８（ｂ）は、回転チャック１００の部分的な縦断面図であり、図８（ｃ）は、図８（ｂ）の上面図である。

図８に示すように、回転チャック１００は、主として、その本体となるチャック本体１０１と、そのチャック本体１０１の回転中心部に設けられるシフター１０２と、そのシフター１０２及びチャック本体１０１に摺動可能に係合されるマスタージョー１０３と、そのマスタージョー１０３に取着され被加工物Ｗを把持するチャック爪（トップジョー）１０４とを備えている。

チャック本体１０１にはマスタージョー１０３が嵌合される嵌合溝１０１ａが形成されている。この嵌合溝１０１ａは、チャック本体１０１の外周部から回転中心部へ向けて連通する長溝である。また、嵌合溝１０１ａはチャック本体１０１の前面側が開放されている。この開放部分からはマスタージョー１０３の前面部が露出されている。露出されたマスタージョー１０３の前面部にはチャック爪１０４が取着されている。

また、マスタージョー１０３のジョー本体部１０３ａにおける幅方向両側からはガイド凸部１０３ｂがそれぞれ凸設されている。この一対のガイド凸部１０３ｂは、チャック本体１０１の嵌合溝１０１ａに設けられるガイド凹部（案内溝）１０１ｂにそれぞれ摺動可能に係合されている。ガイド凹部１０１ｂは、チャック本体１０１の半径方向に連通する溝である。このガイド凹部１０１ｂに係合される一対のガイド凸部１０３ｂを介して、マスタージョー１０３は、嵌合溝１０１ａ内をチャック本体１０１の半径方向へ向けて移動される。

マスタージョー１０３の下部にはシフター１０２に係合されるシフター係合部１０３ｃが設けられている。このシフター係合部１０３ｃはジョー本体部１０３ａの背面下部から後側上方へ向けて僅かに突設されている。また、シフター係合部１０３ｃの下端面は後側上方へ上昇傾斜される斜面である。一方、シフター１０２の外周部には、シフター係合部１０３ｃが略前後方向へ摺動可能に係合される昇降溝１０２ａが設けられている。昇降溝１０２ａの溝底は、シフター１０２の前端部から後端部へと上昇傾斜されている。この昇降溝１０２ａの溝底とシフター係合部１０３ｃの下端面とが摺動可能に当接されている。

シフター係合部１０３ｃの幅方向両側からは別のガイド凸部１０３ｄがそれぞれ突設されている。この一対のガイド凸部１０３ｄは、シフター１０２の昇降溝１０２ａに設けられるガイド凹部１０２ｂにそれぞれ摺動可能に係合されている。ガイド凹部１０２ｂは、昇降溝１０２ａの溝底の傾斜方向に連通する溝である。このガイド凹部１０２ｂに係合される一対のガイド凸部１０３ｄを介して、マスタージョー１０３は昇降溝１０２ａの溝底の傾斜方向へ相対的に移動される。

上記のように構成された回転チャック１００によれば、チャック本体１０１の回転中心軸方向前方（図８（ｂ）右方向）へシフター１０２を前進させると、チャック本体１０１の回転中心軸側から半径方向外周側へ向けて、マスタージョー１０３が移動される。一方、チャック本体１０１の回転中心軸方向後方（図８（ｂ）左方向）へシフター１０２を後退させると、チャック本体１０１の回転中心軸側へ向けて、マスタージョー１０３が移動されるのである。
実開平６−５７５０７号公報

ところで、上記した回転チャック１００では、被加工物Ｗを把持する場合にチャック爪１０４の端面が被加工物を押圧するため、その押圧力の反力が被加工物Ｗからチャック爪１０４に対して作用する。この反力は、チャック爪１０４をチャック本体１０１の半径方向外周側（図８（ｂ）の矢印Ｚ１方向）へ押し動かす力となり、マスタージョー１０３に図８中の反時計回り方向へモーメントを作用させる。このようなモーメントをマスタージョー１０３が受けると、ガイド凸部１０３ｂ，１０３ｄがガイド凹部１０１ｂ，１０２ｂ内で傾動してしまう。

なぜなら、マスタージョー１０３の各ガイド凸部１０３ｂ，１０３ｄは、チャック本体１０１又はシフター１０２のガイド凹部１０１ｂ，１０２ｂ内での摺動性を確保するために当該ガイド凹部１０１ｂ，１０２ｂとの間に僅かな隙間（例えば１／１００ｍｍ程度）が空くように係合されているからである。そして、このようなマスタージョー１０３の傾動は、マスタージョー１０３がチャック本体１０１に対して傾いて起き上がるような状態（以下「起き上がり現象」という。）を引き起こす。

かかるマスタージョー１０３の起き上がり現象が生じると、チャック爪１０４の位置ずれを伴うため、チャック爪１０４により把持された被加工物Ｗの把持精度の低下を招来してしまうという問題点がある。しかも、この被加工物Ｗの把持精度の低下には、被加工物Ｗの加工精度までをも低下させてしまう問題点がある。

マスタージョー１０３の起き上がり現象は、ガイド凸部１０３ｂ，１０３ｄとガイド凹部１０１ｂ，１０２ｂとの摺動性を確保するための隙間を小さくすることで減少させることが可能ではある。しかしながら、これではガイド凹部１０１ｂ，１０２ｂ内でのガイド凸部１０３ｂ，１０３ｄの摺動性が低下するという問題点がある。

一方、ガイド凸部１０３ｂ，１０３ｄとガイド凹部１０１ｂ，１０２ｂとの間にある上記隙間幅を変えずとも、ガイド凸部１０３ｂの長さを大きくすれば、マスタージョー１０３の起き上がり現象を低減させることが可能である。しかしながら、上記した回転チャック１００では、マスタージョー１０３のジョー本体部１０３ａにおける背面下部にシフター係合部１０３ｃが併設されるため、その分、マスタージョー１０３のジョー本体部１０３ａにおけるガイド凸部１０３ｂの長さを短くせざるを得ないという問題点がある。

特に、チャック本体１０１の外径寸法が小さな小型の回転チャック１００にあっては、マスタージョー１０３のシフター係合部１０３ｃに必要十分な設計寸法を削減してまで、マスタージョー１０３のガイド凸部１０３ｂの長さを増加させる寸法的な余裕がない。従って、マスタージョー１０３の起き上がり現象を低減させるため、マスタージョー１０３のガイド凸部１０３ｂの長さを延長することが構造上困難という問題点がある。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、被加工物の把持状態におけるマスタージョーの起き上がり現象を抑制して被加工物の把持精度の低下を防止することができる回転チャックを提供することを目的としている。

この目的を達成するために請求項１の回転チャックは、工作機械に設けられ回転駆動されるチャック本体と、そのチャック本体の回転中心軸から外周方向へ向けて放射状に配設される３以上のチャック爪と、そのチャック爪が別々に取着され前記チャック本体の半径方向へ移動可能にそのチャック本体にそれぞれ係合される前記チャック爪と同数のマスタージョーと、その３以上のマスタージョーを前記チャック本体の半径方向へ往復移動させ且つその往復移動方向における任意の位置で駐止させるため、前記３以上のマスタージョーと係合され前記チャック本体の回転中心部分に設けられるシフターとを備えており、前記３以上のマスタージョーは、前記チャック爪が取着され前記チャック本体に係合されるジョー本体部と、そのジョー本体部と前記チャック本体の回転中心に関して対称位置に配設され前記シフターに係合されるシフター係合部と、そのシフター係合部及びジョー本体部を相互に連結する連結部とをそれぞれ有するものであり、各々の連結部が互いに前記チャック本体の回転中心部で交差して前記チャック本体に配設されるものであり、及び、各々のシフター係合部が、前記連結部に連設される基部と、その基部の背面から後側へ延出され前記シフターの外周部に設けられる昇降溝に係合される延在片部とを有するものであり、その延在片部を加えた前記シフター係合部の重量により、前記チャック本体の回転状態における当該シフター係合部に作用する遠心力と前記ジョー本体部に作用する遠心力とを相互に相殺して前記チャック爪による把持力の低下を抑制するものである。

請求項２の回転チャックは、請求項１の回転チャックにおいて、前記シフターの外周面から一部が突出された状態で前記昇降溝に係合される前記延在片部と、その延在片部における前記シフターの外周面から突出した部分を除けるために前記チャック本体の内周部に欠切される逃がし溝とを備えている。

請求項３の回転チャックは、請求項１又は２の回転チャックにおいて、前記全てのマスタージョーの前記連結部の交差部分に穿設される貫通孔が全て連通してできる通孔と、前記チャック本体の前面中央部に締結され、前記通孔に貫通してそのチャック本体の後方へ延出され、その延出部分が前記シフターの回転中心部に挿嵌され、前記チャック本体の回転中心と同心状に設けられるセンターピンとを備えている。

請求項４の回転チャックは、工作機械に設けられ回転駆動されるチャック本体と、そのチャック本体の回転中心軸から外周方向へ向けて放射状に配設される３以上のチャック爪と、そのチャック爪が別々に取着され前記チャック本体の半径方向へ移動可能にそのチャック本体にそれぞれ係合される前記チャック爪と同数のマスタージョーと、その３以上のマスタージョーを前記チャック本体の半径方向へ往復移動させ且つその往復移動方向における任意の位置で駐止させるため、前記３以上のマスタージョーと係合され前記チャック本体の回転中心部分に設けられるシフターとを備えており、前記チャック爪が取着され前記チャック本体に係合されるジョー本体部と、そのジョー本体部と前記チャック本体の回転中心に関して対称位置に配設され前記シフターに係合されるシフター係合部と、そのシフター係合部及びジョー本体部を相互に連結する連結部とを有しており、各々の連結部が互いに前記チャック本体の回転中心部で交差して前記チャック本体に配設されるものであり、及び、各々のシフター係合部が、前記連結部に連設される基部と、その基部の背面から後側へ延出され前記シフターの外周部に設けられる昇降溝に係合される延在片部とを有している前記３以上のマスタージョーと、前記シフターの外周面から一部が突出された状態で前記昇降溝に係合される前記延在片部と、その延在片部における前記シフターの外周面から突出した部分を除けるために前記チャック本体の内周部に欠切される逃がし溝と、前記全てのマスタージョーの前記連結部の交差部分に穿設される貫通孔が全て連通してできる通孔と、前記チャック本体の前面中央部に締結され、前記通孔に貫通してそのチャック本体の後方へ延出され、その延出部分が前記シフターの回転中心部に挿嵌され、前記チャック本体の回転中心と同心状に設けられるセンターピンとを備えており、前記延在片部を加えた前記シフター係合部の重量により、前記チャック本体の回転状態における当該シフター係合部に作用する遠心力と前記ジョー本体部に作用する遠心力とを相互に相殺して前記チャック爪による把持力の低下を抑制するものである。

この本発明の回転チャックによれば、シフターがチャック本体の回転中心軸方向のいずれか一方へ移動されると、その移動が各マスタージョーのシフター係合部に伝達されて、各マスタージョーのシフター係合部がチャック本体の半径方向外周側へ向けて移動される。この各マスタージョーにおけるシフター係合部の移動は連結部を介して各マスタージョーのジョー本体部をチャック本体の回転中心軸側へ移動させる。この各ジョー本体部の移動によって、各チャック爪がチャック本体の回転中心部分へ連動して移動され被加工物がチャック本体の回転中心部にて把持される。

本発明の回転チャックによれば、マスタージョーのシフター係合部は、マスタージョーのジョー本体部とは別個に設けられるので、ジョー本体部にシフター係合部が併設される従来型のマスタージョーの場合に比べて、ジョー本体部とチャック本体との係合部分をチャック本体の半径方向に大きく採ることができる。このようにジョー本体部とチャック本体との係合部分をチャック本体半径方向へ延長することによって、マスタージョーの起き上がり現象を低減できるという効果がある。

また、マスタージョーによれば、チャック本体の回転中心部に対してジョー本体部とシフター係合部とが対称位置関係にあるので、ジョー本体にシフター係合部が併設される従来型の回転チャックに比べて、ジョー本体部とシフター係合部とが大きく離れた位置関係にある。従って、ジョー本体にシフター係合部が併設される従来型の回転チャックに比べて、チャック爪の起き上がり現象を更に抑制できるという効果がある。

さらに、チャック本体が回転する場合に、ジョー本体部に作用する遠心力とシフター係合部に作用する遠心力とが相互に相殺され、ジョー本体部に作用する遠心力を相対的に低減させることができる。

よって、チャック本体の回転時に、マスタージョーのジョー本体部に作用する遠心力でチャック爪がチャック本体の半径方向外周側へ付勢されて、チャック爪による被加工物の把持力が低下することを抑制できるという効果がある。従って、高速回転時でも被加工物の把持精度を維持でき、加工精度の低下を抑制できるという効果がある。

以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施例である三爪式の回転チャック１の正面図である。この回転チャック１は、被加工物Ｗ（図５参照）を把持して回転させるため旋盤などの工作機械に設けられるものであり、図１に示すように、チャック本体２と、そのチャック本体２の前面に配設される３個のチャック爪（トップジョー）３とを備えている。チャック本体２は正面視略円形状に形成されており、この正面視略円形状の中心が回転中心軸となるように工作機械に装着される。

３個のチャック爪３はチャック本体２の回転中心軸からチャック本体２の半径方向外周側へ向けて放射状に配設されており、これらのチャック爪３はチャック本体２の前面に略等角間隔となるようにされている。また、これらの３個のチャック爪３はいずれもチャック本体２の半径方向へ往復動可能とされており、その往復移動はチャック本体２に収容されるマスタージョー４（図２参照）を介して行われる。

図２（ａ）は、マスタージョー４の側面図であり、図２（ｂ）は、マスタージョー４の正面図であり、図２（ｃ）は、マスタージョー４のシフター係合部４ｃの背面図である。図２（ａ）に示すように、マスタージョー４には、主に、ジョー本体部４ａと、連結部４ｂと、シフター係合部４ｃとが設けられている。ジョー本体部４ａは、主としてチャック爪３による被加工物Ｗの把持精度を維持させるためのものであり、シフター係合部４ｃは、主としてチャック爪３による被加工物Ｗの把持力を増強させるためのものである。

このマスタージョー４はチャック本体２が回転する場合にジョー本体部４ａに作用する遠心力とシフター係合部４ｃに作用する遠心力とが相互に相殺されるように形成されている。具体的には、ジョー本体部４ａとシフター係合部４ｃとの重量差ができる限り小さくなるように形成されており、好適にはジョー本体部４ａとシフター係合部４ｃの略等しい重量配分となるように形成されている。このため、後述するように、回転チャック１が高速回転する場合であっても、被加工物Ｗに対する把持力の減少を抑制して確実に被加工物Ｗを把持できるのである。

ジョー本体部４ａの前面（図２（ａ）右側）にはチャック爪３の背面が当接される略垂直面状の取着面４ａ１が形成されている。この取着面４ａ１には、チャック爪３をジョー本体部４ａに締結するためのネジ穴４ａ２が凹設されている。このネジ穴４ａ２の内周面にはめねじが螺刻されている。また、取着面４ａ１には、上下２つのピン挿嵌穴４ａ３がネジ穴４ａ２の上方に凹設されている。この各ピン挿嵌穴４ａ３は、ジョー本体部４ａに取着されるチャック爪３の位置決め及び空回りを防止するためにピンが挿嵌される穴である。更に、ジョー本体部４ａの側面からはガイド凸部４ａ４が図２（ａ）の紙面手前側へ向けて凸設されている。

このガイド凸部４ａ４は、ジョー本体部４ａの上下方向に長い側面視略長方形状に形成されており、チャック本体２の半径方向へ向けたジョー本体部４ａの往復移動を案内するためのものである。更に、ジョー本体部４ａの下端部には連結部４ｂの上端が連設されている。連結部４ｂは、ジョー本体部４ａとシフター係合部４ｃとを連結するものであって、ジョー本体部４ａに比べて前後方向（図２（ａ）左右方向）に薄板状に形成されている。マスタージョー４の連結部４ｂの前後方向長さ、すなわち連結部４ｂの厚みは、シフター係合部４ｃにおける基部４ｃ１の厚みに比べて略１／３とされている。

マスタージョー４の連結部４ｂの下端にはシフター係合部４ｃが連設されている。このシフター係合部４ｃは、連結部４ｂの下端部と連設される基部４ｃ１と、その基部４ｃ１の背面から後側上方（図２（ａ）左側）へ延出される延在片部４ｃ２とを備えている。この延在片部４ｃ２における上縁部の側面からはガイド凸部４ｃ３が図２（ａ）の紙面手前側へ向けて凸設されている。このガイド凸部４ｃ３は、延在片部４ｃ２の傾斜に沿って後側上方へ連設されている。また、このガイド凸部４ｃ３の上端面及び下端面は互いに平行に後側後方へ上昇傾斜する斜面とされている。

図２（ｂ）に示すように、マスタージョー４は左右対称形に形成されており、ジョー本体部４ａ、連結部４ｂ及びシフター係合部４ｃが略一列状に連設するようにして形成されている。そして、マスタージョー４のジョー本体部４ａにおける前面部が上述した取着面４ａ１である。この取着面４ａ１に上述したネジ穴４ａ２と２個のピン挿嵌穴４ａ３とが上下一列に並ぶように凹設されている。

また、ジョー本体部４ａの左右両側面からは上述したガイド凸部４ａ４がそれぞれ左右外方へ凸設されている。そして、連結部４ｂの略中央部には上下に長い略小判状の貫通孔４ｂ１が穿設されている。更に、図２（ｃ）に示すように、シフター係合部４ｃの延在片部４ｃ２の左右両側面からは上述したガイド凸部４ｃ３がそれぞれ外方へ凸設されているのである。

図３（ａ）は第１のチャック爪３に対応するマスタージョー４の側面図であり、図３（ｂ）は第２のチャック爪３に対応するマスタージョー４の側面図であり、図３（ｃ）は第３のチャック爪３に対応するマスタージョー４の側面図である。図３（ａ）、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示す３つのマスタージョー４は、図１に示した３つのチャック爪３が１個ずつ取着されるものである。これら３つのマスタージョー４はそれぞれほぼ同一形態に形成されている。

ただし、各マスタージョー４の連結部４ｂは互いに前後方向（図３左右方向）位置が異なっている。つまり、図３（ａ）に示すマスタージョー４の連結部４ｂはジョー本体部４ａ及びシフター係合部４ｃに対して前側に、図３（ｂ）に示すマスタージョー４の連結部４ｂはジョー本体部４ａ及びシフター係合部４ｃに対して前後方向中間部に、図３（ｃ）に示すマスタージョーの連結部４ｂはジョー本体部４ａ及びシフター係合部４ｃに対して後側に、それぞれ連結されている。

図４（ａ）はチャック本体２内における３個のマスタージョー４の配設状態を示す正面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）に示す状態における３個のマスタージョー４の連結部４ｂの状態を示す部分的な側面図である。この図４では、回転チャック１における３個のマスタージョー４を除く他の部品の図示を省略している。図４（ａ）に示すように、３個のマスタージョー４は互いの連結部４ｂで交差するようにしてチャック本体２内に収容される。

このように交差した３個のマスタージョー４は互いの貫通孔４ｂ１を連通させるように、且つ、３個のジョー本体部４ａが互いに略等角間隔となるようにされている。ここで、チャック本体２の回転中心は、３個のマスタージョー４が交差した場合に３つの貫通孔４ｂ１が連通してできる通孔の中心部に相当し、このチャック本体２の回転中心に関して、各マスタージョー４は自己のジョー本体部４ａ及びシフター係合部４ｃが点対称の位置関係となるように形成されている。

図４（ａ）に示す状態にあるとき、３個のマスタージョー４は、図３（ａ）、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すものの順に各連結部４ｂが前後に重ね合わせられている。この結果、図４（ｂ）に示すように、各マスタージョー４の連結部４ｂは、自らの厚み方向（チャック本体２の回転中心軸方向）に位置を違えるように重畳されている。しかも、このとき３個のマスタージョー４における連結部４ｂを除く残りの部位は互いの前後位置が揃え合わせられた状態とされる。

図５（ａ）は、回転チャック１の内部構造を示す縦断面図である。そして、この図５（ａ）は、図３（ｂ）に示すマスタージョー４を側面視するように図１に示した回転チャック１を断面視したものでもある。図５（ｂ）は、回転チャック１の部分的な上面図である。なお、図５（ａ）では、図面の簡略化のため、残りの２個のマスタージョー４の図示を省略している。

図５（ａ）に示すように、マスタージョー４はチャック本体２の前方部分に配設されている。ジョー本体部４ａの取着面４ａ１はチャック本体２の前面から露出されており、この取着面４ａ１にはチャック爪３の背面が当接されている。チャック爪３は、ジョー本体部４ａのネジ穴４ａ２に螺合されるボルトによりマスタージョー４に締結されている。また、ジョー本体部４ａの取着面４ａ１からはピン挿嵌穴４ａ３に挿嵌されたピン５，５が突出されており、これらのピン５，５はチャック爪３の背面にも挿嵌されている。

マスタージョー４は、ジョー本体部４ａとシフター係合部４ｃとがチャック本体２の回転中心に関する対称位置に配設されており、チャック本体２の回転中心に連結部４ｂの貫通孔４ｂ１が位置している。また、チャック本体２の回転中心部にはセンターピン６が配設されている。このセンターピン６は、チャック本体２の前面中央部に締着されるフランジ部６ａと、チャック本体２の回転中心と同心状の中空軸部６ｂとを備えている。

センターピン６の中空軸部６ｂはフランジ部６ａの背面中央部からチャック本体２の後方へ向けて延出されており、マスタージョー４の貫通孔４ｂ１に遊挿されている。この遊挿によって、チャック本体２の半径方向へ往復移動する際におけるマスタージョー４の移動範囲が制限されている。また、センターピン６の中空軸部６ｂは、図５（ａ）にて図示が省略された残る２個のマスタージョー４の貫通孔４ｂ１にも同じく遊挿されると共に、全てのマスタージョー４の貫通孔４ｂ１を貫通してシフター７の回転中心部に挿嵌されている。

シフター７とは、チャック本体２の嵌合溝２ａ（図５（ｂ）参照）内に嵌合される３個のマスタージョー４をチャック本体２の半径方向へ連動させつつ往復移動させる外力を与えるものであって、マスタージョー４を任意の位置で位置決めして駐止させるものでもある。このシフター７による３個のマスタージョー４の移動によって３個のチャック爪３の位置が被加工物Ｗの外径に合わせて変更でき、シフター７による３個のマスタージョー４の位置決め及び駐止によって３個のチャック爪３による被加工物Ｗの把持力の緩みを抑制できる。

シフター７は、外径が異なる部位を有する段段状の棒状体であり、チャック本体２の回転中心部分に、そのチャック本体２と同心状に設けられている。このシフター７は、外径の最も大きな部分である作用軸７ａがチャック本体２の内周部に嵌挿されている。この作動軸７ａは、センターピン６の中空軸部６ｂを軸心としてチャック本体２の内周で回転可能に保持されている。また、作用軸７ａは、チャック本体２の内周部をチャック本体２の回転中心軸方向（図５（ａ）左右方向）へ往復摺動可能にも形成されている。

作用軸７ａの外周部には、マスタージョー４の延在片部４ｃ２が係合される昇降溝７ｂが設けられている。昇降溝７ｂの溝底は、延在片部４ｃ２のガイド凸部４ｃ３の上端面と略等しい傾斜角度を有する斜面とされている。このシフター７の昇降溝７ｂの溝底はマスタージョー４の延在片部４ｃ２が摺動可能に当接されている。昇降溝７ｂの側壁面には、延在片部４ｃ２のガイド凸部４ｃ３が係合されるガイド凹部７ｃが凹設されている。ガイド凹部７ｃは、延在片部４ｃ２におけるガイド凸部４ｃ３の連設方向に連通する溝である。マスタージョー４のガイド凸部４ｃ３は、昇降溝７ｂのガイド凹部７ｃに摺動可能に係合されている。

作用軸７ａの背面には作用軸７ａに比べて小径の伝達軸７ｄが同心状に後方へ延出されており、この伝達軸７ｄの外周面にはおねじが螺刻されている。この伝達軸７ｄのおねじを介して、シフター７は、工作機械に内蔵されるシリンダ（図示せず）のロッドと連結されている。シリンダは回転チャック１の後方に配設される空気圧式又は油圧式などのアクチュエータであり、かかるシリンダのロッドがチャック本体２の回転中心軸前後方向へ出没されることによって、作用軸７ａがチャック本体２の前方（図５（ａ）右方）へ前進、又は、後方（図５（ａ）左方）へ後退される。

図５（ｂ）に示すように、チャック本体２にはマスタージョー４の左右両側を拘束する壁面を有する嵌合溝２ａが設けられている。嵌合溝２ａにはジョー本体部４ａの一対のガイド凸部４ａ４，４ａ４がそれぞれ係合されるガイド凹部２ｂ，２ｂが凹設されている。一対のガイド凹部２ｂ，２ｂはチャック本体２の半径方向に連通する溝であり、マスタージョー４の一対のガイド凸部４ａ４，４ａ４がそれぞれチャック本体２の半径方向に摺動可能に係合されている。

上記のように構成された回転チャック１によれば、シフター７の作用軸７ａが前進移動されると、この移動が各マスタージョー４のシフター係合部４ｃへ伝達され、延在片部４ｃ２が昇降溝７ｂ内を、ガイド凸部４ｃ３がガイド凹部７ｃ内をそれぞれ摺動しながら、シフター係合部４ｃがチャック本体２の回転中心軸側へ押動される。このシフター係合部４ｃの押動に伴って、ジョー本体部４ａが嵌合溝２ａを、ガイド凸部４ａ４がガイド凹部２ｂ内をそれぞれ摺動しながら、チャック本体２の半径方向外周側へ向けて移動させられる。

シフター７の作用軸７ａが後退移動すれば、この移動が各マスタージョー４のシフター係合部４ｃへ伝達され、延在片部４ｃ２が昇降溝７ｂ内を、ガイド凸部４ｃ３がガイド凹部７ｃ内をそれぞれ摺動しながら、シフター係合部４ｃがチャック本体２の半径方向外周側へ押動される。このシフター係合部４ｃの押動に伴って、ジョー本体部４ａが嵌合溝２ａを、ガイド凸部４ａ４がガイド凹部２ｂ内をそれぞれ摺動しながら、チャック本体２の回転中心軸側へ向けて移動させられる。

以上説明したように、上記のように構成された回転チャック１によれば、図５（ａ）に示すように、マスタージョー４のシフター係合部４ｃはジョー本体部４ａとチャック本体２の回転中心軸に関する対称位置に設けられ、ジョー本体部４ａの背面下部に併設されるものではない。このため、ジョー本体部４ａにシフター係合部４ｃが併設されることに起因するガイド凹部２ｂ及びガイド凸部４ａ４の短縮化を防止できる。換言すれば、回転チャック１におけるガイド凹部２ｂ及びガイド凸部４ａ４の係合部分は、同等サイズの従来型の回転チャック１００に比べて長くできる。

図６は、ガイド凸部４ａ４がガイド凹部２ｂに係合している状態を簡略的に図示した側面図であり、図６（ａ）は比較的長いガイド凸部４ａ４に関するものであり、図６（ｂ）は比較的短いガイド凸部４ａ４に関するものである。図６に示すように、比較的長いガイド凸部４ａ４がガイド凹部２ｂ内で傾動した場合の傾き角αは、比較的短いガイド凸部４ａ４がガイド凹部３ｂ内で傾動した場合の傾き角βに比べて小さくなっている（α＜β）。なお、ガイド凸部４ａ４とガイド凹部２ｂとの間の隙間は図６（ａ）及び図６（ｂ）ともに等しくしてある。

このようにガイド凹部２ｂ及びガイド凸部４ａ４の係合部分が長くなれば、その分、マスタージョー４は、チャック本体２の前後方向に傾動しにくくなる。従って、マスタージョー４の起き上がり現象も抑制させることができる。また、マスタージョー４の起き上がり量は、シフター係合部４ｃのガイド凸部４ｃ３がシフター７のガイド凹部７ｃに係合することでも低減されている。これはガイド凸部４ｃ３がガイド凹部７ｃに係合することで、ガイド凸部４ａ４及びガイド凹部２ｂの係合部分を延長することに実質的に等しい作用が図られるからである。

特に、本実施例のマスタージョー４ではジョー本体部４ａとシフター係合部４ｃとがチャック本体２の回転中心軸を挟んだ対称位置に配設されるので、ジョー本体部にシフター係合部が併設される従来型のマスタージョーに比べて、ジョー本体部４ａとシフター係合４ｃとが離れた箇所に設けられる結果となっている。この結果、マスタージョー４の起き上がり量の更なる低減を図ることができると共に、チャック爪３による被加工物Ｗの把持精度を向上させることができ、回転チャック１の寿命を延ばすこともできる。

回転チャック１によれば、従来型のマスタージョー１０３を採用した回転チャック１００に比べて、チャック爪３の起き上がり現象を抑制することができた。例えば、本実施例の回転チャック１によれば、マスタージョー４のジョー本体部４ａにおけるガイド凸部４ａ４と嵌合溝２ａにおけるガイド凹部２ｂとの係合部分の長さが従来型マスタージョーに比べて、略１．６倍にまで拡大できる。しかも、チャック爪３の起き上がり量を従来型マスタージョーを採用した回転チャックのものに比べて略６０％程度にまで低減できる。

図７は、回転チャック１の把持力を示したグラフ図である。図７のグラフは縦軸に回転チャックの把持力を、横軸に回転チャックの回転数を示したものである。また、回転チャックの把持力の単位にはｋＮ（キロニュートン）を、回転数の単位にはｒｐｍ（毎分回転数）を採用している。図７に示すように、従来型マスタージョー１０３を採用した回転チャック１００の把持力（図７中の破線）に比べて、本実施例の回転チャック１の把持力（図７中の実線）は回転数が増加しても高い把持力を維持している。例えば、回転数が１００００ｒｐｍである場合に、回転チャック１の把持力は従来型の回転チャックの略１．２倍とすることができる。

以上、実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、本実施例では、三爪式の回転チャック１を例に説明したが、チャック爪の個数は必ずしも３個に限定されるものではなく、マスタージョーのシフター係合部と他のマスタージョーのジョー本体部とが干渉しない位置に配設可能であれば良い。よって、例えば５個又は７個その他の奇数個のチャック爪を略等角間隔に有する回転チャックに本発明を適用しても良い。

本発明の一実施例である三爪式の回転チャックの正面図である。（ａ）は、マスタージョーの側面図であり、（ｂ）は、マスタージョーの正面図であり、（ｃ）は、マスタージョーのシフター係合部の背面図である。（ａ）は第１のチャック爪に対応するマスタージョーの側面図であり、（ｂ）は第２のチャック爪に対応するマスタージョーの側面図であり、（ｃ）は第３のチャック爪に対応するマスタージョーの側面図である。（ａ）はチャック本体内における３個のマスタージョーの配設状態を示す正面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す状態における３個のマスタージョーの連結部の状態を示す部分的な側面図である。（ａ）は、回転チャックの内部構造を示す縦断面図であり、（ｂ）は、回転チャックの部分的な上面図である。ジョー本体部のガイド凸部がチャック本体のガイド凹部に係合している状態を簡略的に図示した側面図であり、（ａ）はガイド凸部が比較的長い場合のものであり、（ｂ）はガイド凸部が比較的短い場合のものである。回転チャックの把持力を示したグラフ図である。（ａ）は、従来の回転チャックの正面図であり、（ｂ）は、従来の回転チャックの部分的な縦断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）の上面図である。

１回転チャック
２チャック本体
２ｃ逃がし溝
３チャック爪
４マスタージョー
４ａジョー本体部
４ｂ連結部
４ｃシフター係合部
７シフター

Claims

工作機械に設けられ回転駆動されるチャック本体と、そのチャック本体の回転中心軸から外周方向へ向けて放射状に配設される３以上のチャック爪と、そのチャック爪が別々に取着され前記チャック本体の半径方向へ移動可能にそのチャック本体にそれぞれ係合される前記チャック爪と同数のマスタージョーと、その３以上のマスタージョーを前記チャック本体の半径方向へ往復移動させ且つその往復移動方向における任意の位置で駐止させるため、前記３以上のマスタージョーと係合され前記チャック本体の回転中心部分に設けられるシフターとを備えている回転チャックにおいて、
前記３以上のマスタージョーは、前記チャック爪が取着され前記チャック本体に係合されるジョー本体部と、そのジョー本体部と前記チャック本体の回転中心に関して対称位置に配設され前記シフターに係合されるシフター係合部と、そのシフター係合部及びジョー本体部を相互に連結する連結部とをそれぞれ有するものであり、各々の連結部が互いに前記チャック本体の回転中心部で交差して前記チャック本体に配設されるものであり、及び、各々のシフター係合部が、前記連結部に連設される基部と、その基部の背面から後側へ延出され前記シフターの外周部に設けられる昇降溝に係合される延在片部とを有するものであり、
その延在片部を加えた前記シフター係合部の重量により、前記チャック本体の回転状態における当該シフター係合部に作用する遠心力と前記ジョー本体部に作用する遠心力とを相互に相殺して前記チャック爪による把持力の低下を抑制するものであることを特徴とする回転チャック。
前記シフターの外周面から一部が突出された状態で前記昇降溝に係合される前記延在片部と、
その延在片部における前記シフターの外周面から突出した部分を除けるために前記チャック本体の内周部に欠切される逃がし溝とを備えていることを特徴とする請求項１記載の回転チャック。
前記全てのマスタージョーの前記連結部の交差部分に穿設される貫通孔が全て連通してできる通孔と、
前記チャック本体の前面中央部に締結され、前記通孔に貫通してそのチャック本体の後方へ延出され、その延出部分が前記シフターの回転中心部に挿嵌され、前記チャック本体の回転中心と同心状に設けられるセンターピンとを備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の回転チャック。
工作機械に設けられ回転駆動されるチャック本体と、そのチャック本体の回転中心軸から外周方向へ向けて放射状に配設される３以上のチャック爪と、そのチャック爪が別々に取着され前記チャック本体の半径方向へ移動可能にそのチャック本体にそれぞれ係合される前記チャック爪と同数のマスタージョーと、その３以上のマスタージョーを前記チャック本体の半径方向へ往復移動させ且つその往復移動方向における任意の位置で駐止させるため、前記３以上のマスタージョーと係合され前記チャック本体の回転中心部分に設けられるシフターとを備えている回転チャックにおいて、
前記チャック爪が取着され前記チャック本体に係合されるジョー本体部と、そのジョー本体部と前記チャック本体の回転中心に関して対称位置に配設され前記シフターに係合されるシフター係合部と、そのシフター係合部及びジョー本体部を相互に連結する連結部とを有しており、各々の連結部が互いに前記チャック本体の回転中心部で交差して前記チャック本体に配設されるものであり、及び、各々のシフター係合部が、前記連結部に連設される基部と、その基部の背面から後側へ延出され前記シフターの外周部に設けられる昇降溝に係合される延在片部とを有している前記３以上のマスタージョーと、
前記シフターの外周面から一部が突出された状態で前記昇降溝に係合される前記延在片部と、
その延在片部における前記シフターの外周面から突出した部分を除けるために前記チャック本体の内周部に欠切される逃がし溝と、
前記全てのマスタージョーの前記連結部の交差部分に穿設される貫通孔が全て連通してできる通孔と、
前記チャック本体の前面中央部に締結され、前記通孔に貫通してそのチャック本体の後方へ延出され、その延出部分が前記シフターの回転中心部に挿嵌され、前記チャック本体の回転中心と同心状に設けられるセンターピンとを備えており、
前記延在片部を加えた前記シフター係合部の重量により、前記チャック本体の回転状態における当該シフター係合部に作用する遠心力と前記ジョー本体部に作用する遠心力とを相互に相殺して前記チャック爪による把持力の低下を抑制するものであることを特徴とする回転チャック。