JP5003924B1

JP5003924B1 - チャック

Info

Publication number: JP5003924B1
Application number: JP2011179949A
Authority: JP
Inventors: 耕一吉田
Original assignee: 耕一吉田
Priority date: 2011-08-03
Filing date: 2011-08-03
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2031-08-03
Also published as: JP2013035114A

Abstract

【課題】簡単な構造で、従来よりも芯振れが格段に少ないスクロールチャックを提供する。
【解決手段】一定の幅と深さを有するスリットを、チャック本体１におけるスクロール板を嵌合するスクロール板嵌合部５の側面に複数箇所設け、スクロール板嵌合部５の中心と垂直な面における前記スリットの近傍に、少なくとも一部に雌ねじが設けられ、テーパを具備する有底穴６ａ、６ｂ、６ｃを設け、有底穴に穴を拡径する拡径手段が嵌入する。拡径手段をねじ込むことにより、スクロール板嵌合部５の側面の拡径手段の部分のみ、外側に膨らみ、スクロール板２の内周側と、スクロール板願合部５の側面との間の空隙が減少し、両者間の「がた」を実質的になくすことで、芯振れを調整できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、旋盤の主軸に取り付けて、加工の対象となる材料の把持、固定に用いるチャック、特にスクロールチャックに関するものである。

旋盤を用いた加工には、ワークを把持固定するチャックが不可欠であり、爪またはジョーと称される部品を用いてワークを把持固定するスクロールチャック、ワークの形状に合わせた穴を設けた筒状の部材を用いるコレットチャック、磁性材材料を磁力で固定するマグネッチャックなど、様々な形式のものが使用されている。

これらの中で、スクロールチャックは、ワークの大きさに対応可能な幅が広く、汎用性が高い。その構造は、スクロール板、即ち渦巻き状のスクロール溝が設けられた部材を回転させることにより、スクロール溝に噛み合う形状のラック歯を備えたジョーを、チャックの中心方向に移動させて、ワークの把持、取外しを行えるようにしたものである。

図４は、従来のスクロールチャックの一例を示す図である。図４において、１３はチャック本体、１４はカバー、１５はスクロール板、１６はピニオン、１７はマスタージョー、１８はジョー側のラック歯、１９はハンドル嵌入穴である。ピニオン１６は、スクロール板１５のスクロール溝が設けられた面の反対側に放射状に設けられたスクロール板側のラック歯と噛み合い、ハンドル嵌入穴１９にハンドルを嵌入して回転することにより、スクロール板１５が回転し、スクロール板１５のスクロール溝とジョー側のラック歯１８が噛み合っているため、マスタージョー１７は、図２における左右方向に移動する。そして、マスタージョー１７には、実際にワークを把持するジョーが取り付けられる。

ところで、旋盤加工で得られる製品の精度を決定する因子として、旋盤の回転軸の中心とチャックに把持されたワークの中心との差、つまり芯振れがある。スクロールチャックにおいて、芯振れが起こる要因には、スクロール溝とジョー側のラック歯１８との間の空隙や、チャック本体１３に設けられたスクロール板嵌合部と、スクロール板１５の内周側との空隙が挙げられる。

これらの空隙は、チャックを組み立てる際に、構成部品を嵌合させる必要があり、組み立て作業に支障がないように、また、ワークの取付け取外しの作業に支障がないように、それぞれの寸法をいわゆる「緩み嵌め」としていることによる。このため、チャックの製造メーカで保証している芯振れの精度は、０．１５ｍｍ〜０．２０ｍｍとなっている。

しかしながら、近年の工業製品の寸法精度向上への要求は、ますます増加し、数μｍ程度の精度が要求されることがある。これに対応するために、スクロールチャックに関しても様々な改良技術が開示されている。

例えば特許文献１には、ジョーのワーク当接部の近傍に有底のスリットと、当該スリットのチャックにおける外周部側に芯出し用ねじ穴を設けたチャック装置が開示されている。このチャックにおいては、芯出し用ねじ穴にテーパねじを嵌めこむことにより、ジョーのワーク当接部側の表面を、ワーク側に膨らむように変形させて、芯出しを行うものである。

この技術によれば、数μｍまで芯振れを抑制することも可能であるが、ワークを変える都度、調整を行う必要があり、しかも、複数のジョーを個別に調整しなければならないので、生産性の上で、改善の余地がある。

また、特許文献２には、スクロール溝に球体を嵌入したスクロールチャックが開示されている。しかしながら、この場合は、スクロールチャックの構造が複雑となり、製造コスト上昇とハンドリング性の低下に繋がることがある。

特開２０１０−２４７２４７号公報特開２０００−３０８９１０号公報

従って本発明の課題は、簡単な構造で、従来よりも芯振れが格段に少ないスクロールチャックを提供することにある。

本発明は、前記の課題解決のため、スクロールチャックにおけるスクロール板の嵌め合いの公差に着目し、スクロール板について、円滑な回転の確保と、嵌め合いの緩み減少による芯振れ抑制という、相反する性能を実現することを検討した結果なされたものである。

即ち、本発明は、チャック本体と、前記チャック本体の中心方向に摺動可能なように前記チャック本体の表面に取り付けられてなる複数のジョーと、前記ジョーのチャック表面の反対側に設けられたラック歯を介して前記ジョーを前記チャック本体の中心方向に移動させる機能を具備するスクロール溝を有し、中央に貫通穴を有する形状のスクロール板と、中心に貫通穴を具備し前記スクロール板が回動可能な状態で、前記スクロール板の内周側に嵌合するスクロール板嵌合部とを有するチャックにおいて、前記スクロール板嵌合部の中心軸と垂直な方向に、一定の幅と深さを有するスリットが、前記スクロール板嵌合部の前記スクロール板に対向する側の側面に複数箇所設けられ、前記スクロール板嵌合部の側面と垂直な面における前記スリットの近傍に、少なくとも一部に雌ねじが設けられ、テーパを具備する有底穴が設けられ、前記有底穴に前記有底穴を拡径する拡径手段が嵌入されてなることを特徴とするチャックである。

また、本発明は、前記拡径手段が、テーパねじまたはヘッド部にテーパを有するストレートねじの少なくともいずれかであることを特徴とする、前記のチャックである。

本発明のチャックにおいては、前記のように、スクロール板嵌合部のスクロール板と対抗する側の側面、つまり、外周側の側面に、スリットと拡径手段が嵌入されてなる有底穴が設けられている。このため拡径手段の操作により、有底穴の直径が拡げられ、その近傍の外周側の側面の部分のみが、スクロール板側に向かって膨らむように変形する。

具体的には、テーパねじやヘッドにテーパを有するストレートねじを、有底穴に設けられた雌ねじに螺合させてねじ込むことにより、有底穴の直径を拡げるものである。これによって、スクロール板の内周とスクロール板嵌合部の外周との間の空隙を狭められ、いわゆる「がた」を実質的になくすることができる。しかもスクロール板嵌合部の外周側全体が膨らむわけではなく、摩擦による抵抗の増加が極めて少ないので、スクロール板の回転の円滑さが維持される。

本発明のチャックにおけるスリットと有底穴を設けた状態の一例を示す図。図１におけるＡ部の詳細を示す図。有底穴の構造の例を示す断面図、図３（ａ）はテーパねじを用いた例、図３（ｂ）はテーパ部とストレートネジを組み合わせた例。従来のスクロールチャックの一例を示す図。

次に本発明の実施の形態について、具体的な図を参照しながら説明する。

図１は、本発明のチャックにおける、スリットと有底穴を設けた状態の一例を示す図である。また、図２は、図１におけるＡ部の詳細を示す図である。図１及び図２において、１はチャック本体、２はスクロール板、３ａ、３ｂ、３ｃはジョーガイド溝、４はピニオン取付穴、５はスクロール板嵌合部、６、６ａ、６ｂ、６ｃは有底穴、７はスリットである。

図２に示したように、有底穴６は、スクロール板嵌合部５の中心軸と垂直な面における外周近傍に設け、スリット７は、有底穴６の近傍のスクロール板嵌合部５の外周側の側面に、中心軸と垂直な方向に設ける。この有底穴は、その機能から、複数、望ましくは３箇所設けた方が良い。この場合は１２０°の間隔で３箇所設けられている。

図３は、有底穴６の構造の例を示す断面図で、図３（ａ）はテーパねじを用いた例、図３（ｂ）はテーパ部とストレートネジを組み合わせた例である。図３において、７ａ、７ｂは、スリット、８ａ、８ｂは拡径手段、９はテーパねじ部、１０はテーパ部、１１はストレートねじ部、１２ａ，１２ｂは変形部である。

図３に示した有底穴には、テーパねじ部で構成され拡径手段８ａ、またはテーパ部１０とストレートねじ部１１で構成された拡径手段８ｂが嵌入されている。この状態で、拡径手段８ａ，８ｂをねじ込むと、図３に示したＷａ、Ｗｂが増加し、変形部１２ａ、１２ｂが、図における右側に膨らみ、スクロール板２の内周側と、スクロール板嵌合部５の間の空隙を任意に調整することが可能となる。つまり、両者間の「がた」を実質的になくすことができる。具体的に、本発明者の検討結果によれば、芯振れの数値を０．００３ｍｍ前後まで減少することが可能であった。

以上に説明したように、本発明によれば、極めて簡単な構造で、芯振れを抑制できるチャックの提供が可能となり、工業製品の品質向上の寄与するところは極めて大きいと言える。なお、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の分野における通常の知識を有する者であれば想到し得る、各種変形、修正を含む、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても、本発明に含まれることは勿論である。

１，１３チャック本体
２，１５スクロール板
３ａ，３ｂ，３ｃジョーガイド溝
４ピニオン取付穴
５スクロール板嵌合部
６，６ａ，６ｂ，６ｃ有底穴
７，７ａ，７ｂスリット
８ａ，８ｂ拡径手段
９テーパねじ部
１０テーパ部
１１ストレートねじ部
１４カバー
１６ピニオン
１７マスタージョー
１８ジョー側のラック歯
１９ハンドル嵌入穴

Claims

チャック本体と、前記チャック本体の中心方向に摺動可能なように前記チャック本体の表面に取り付けられてなる複数のジョーと、前記ジョーのチャック表面の反対側に設けられたラック歯を介して前記ジョーを前記チャック本体の中心方向に移動させる機能を具備するスクロール溝を有し、中央に貫通穴を有する形状のスクロール板と、中心に貫通穴を具備し前記スクロール板が回動可能な状態で、前記スクロール板の内周側に嵌合するスクロール板嵌合部とを有するチャックにおいて、前記スクロール板嵌合部の中心軸と垂直な方向に、一定の幅と深さを有するスリットが、前記スクロール板嵌合部の前記スクロール板に対向する側の側面に複数箇所設けられ、前記スクロール板嵌合部の側面と垂直な面における前記スリットの近傍に、少なくとも一部に雌ねじが設けられ、テーパを具備する有底穴が設けられ、前記有底穴に前記有底穴を拡径する拡径手段が嵌入されてなることを特徴とするチャック。
前記拡径手段は、テーパねじまたはヘッド部にテーパを有するストレートねじの少なくともいずれかであることを特徴とする、請求項１に記載のチャック。