JP6486809B2 - チャック装置 - Google Patents

Description

本発明は、チャック装置に関し、特に、ワークを回転させつつワークにレーザ加工等の加工を行う際にワークをチャックするチャック装置に関する。

旋盤加工のように部品を回転させてその内外形または端部を加工する場合、部品保持としてはスクロールチャック等によるクランプ、真空吸着（大気圧との差圧を利用して吸着を行うチャック方法）、さらには磁力等の手段を使用している。このため、レーザ加工のように高速加工が要求され、外力がほとんどかからない場合も従来からの固定方法を採用している。

スクロールチャックは、従来から種々のものが提案されている(特許文献１又は特許文献２) 。スクロールチャックは連動チャックとも呼ばれ、複数(３個)の爪が転動して動くものである。すなわち、スクロールと呼ばれる渦巻状の溝を持つ円板を回転させることによって、３個の爪を同時に径方向に移動させるものである。

特開平９−２３４６１１号公報 特許第５００３９２４号公報

スクロールチャックを使用すると、ユニットとして比較的大きくなる。また、レーザ加工にてワークに対して加工を行う場合、ワークを、例えば、約６０００ｒｐｍの高速回転させるのが好ましい。しかしながら、スクロールチャックに、このように６０００ｒｐｍの高速回転に対応するものは従来にはなかった。

また、外形基準で、チャック爪をワークに対して内径側へ押圧するものでは、ワークの回転数が増すとチャック爪が外径方向に開くおそれがあった。このため、治具・工具等を使用して、チャック爪が遠心力にて開かいように、強固な締付が必要であった。強固な締付を行えば、ワークが損傷したり破損したりするおそれがあった。

真空吸着では保持力が限られ、磁力を用いるものでは、着脱に難があり、さらにこれら手段を講じると部品点数が増えることでユニット構成が複雑になっていた。また、真空吸着や磁力を用いた場合も、遠心力が作用する場合の保持力が弱くなる。

本発明は、上記課題に鑑みて、例えば、６０００ｒｐｍ程度に高速回転させてもチャック力が弱くならず、安定したチャック力を発揮することができるチャック装置を提供する。

本発明の第１のチャック装置は、ワークを保持する保持体と、円周方向に沿って所定ピッチで配設される複数のクランプ爪部材と、保持体とこの保持体にて保持されている前記ワークと前記クランプ爪部材とで構成される回転体を回転させる回転駆動機構とを備えたチャック装置であって、前記ワークが、円筒体、円柱体、あるいは重心が回転中心にある多角形体のいずれかであり、前記保持体は、このワークが装着される本体部を有し、前記クランプ爪部材は、本体部の外周側に本体部の長さ方向に沿って配設されるとともに、本体部の外周側の中間部位に配設される枢支軸を介して、その長手方向一方側のクランプ部が本体部に対して接近・離間するものであり、かつ、前記クランプ爪部材は、その重心よりも上方位置に配置される前記枢支軸を介して保持体に枢支され、前記回転駆動機構の駆動にて前記回転体が回転した際に、前記クランプ爪部材は、その枢支軸よりも下方側が前記回転体が回転したことによって生じる遠心力により外径側へ揺動し、この揺動によりその枢支軸よりも上方側が内径側へ揺動して、上端部のクランプ部が前記ワークの外面に圧接し、さらに、前記ワークが内嵌される外装体を前記保持体に備えるとともに、外装体は、ワークが外装体に内嵌された際にワークの外面に近接対峙する円弧部を有するものである。

本発明によれば、回転駆動機構の駆動にて回転体を回転させれば、遠心力によって、枢支軸よりも長手方向他方側が反ワーク側へ揺動するとともに、枢支軸よりも長手方向一方側がワークのチャック面側へ揺動することになって、クランプ部が前記ワークのチャック面に圧接することになって、ワークのチャック面へのチャック力が弱くならず逆に強くなる。

本発明の第２のチャック装置は、ワークを保持する保持体と、円周方向に沿って所定ピッチで配設される複数のクランプ爪部材と、保持体とこの保持体にて保持されている前記ワークと前記クランプ爪部材とで構成される回転体を回転させる回転駆動機構とを備えたチャック装置であって、前記ワークが、円筒体、円柱体、あるいは重心が回転中心にある多角形体のいずれかであり、前記保持体は、このワークが装着される本体部を有し、前記クランプ爪部材は、本体部の外周側に本体部の長さ方向に沿って配設されるとともに、本体部の外周側の中間部位に配設される枢支軸を介して、その長手方向一方側のクランプ部が本体部に対して接近・離間するものであり、前記クランプ爪部材の枢支軸よりも下方側を外径側へ弾性的に押圧する弾性部材を備え、かつ、前記ワークが内嵌される外装体を前記保持体に備えるとともに、外装体は、ワークが外装体に内嵌された際にワークの外面に近接対峙する円弧部を有するものである。

チャック面がワークの外面であり、前記クランプ爪部材は、その重心よりも上方位置に配置される枢支軸を介して保持体に枢支され、前記回転駆動機構の駆動にて前記回転体が回転した際に、前記クランプ爪部材は、その枢支軸よりも下方側が外径側へ揺動するとともにその枢支軸よりも上方側が内径側へ揺動して、上端部のクランプ部が前記ワークの外面に圧接するものであってもよい。

外装体は複数個の前記円弧部を有し、一のクランプ爪部材が、一の円弧部に相対面し、円弧部に相対面するクランプ爪部材におけるクランプ部の位置決めを行う位置決め手段を設けたものであってもよい。位置決め手段にて、一のクランプ爪部材におけるクランプ部の位置決めを行い、この状態で、回転体を回転させれば、ワークが回転体の回転中心廻りで回転可能となる。

位置決め手段は、前記クランプ爪部材に螺着されてその螺進退にてクランプ爪部材からのワーク側への突出量によって位置調整を行う調整ネジを備えるのが好ましい。このように調整ネジを有する位置決め手段では、調整ネジの螺進退にて位置調整でき、操作性に優れる。

前記クランプ爪部材のクランプ部を高摩擦材料にて構成するのが好ましい。ここで、高摩擦材料として、ウレタンゴム、硬度５０°〜９０°等のゴム材料を使用できる。

前記クランプ爪部材のクランプ部のワーク対向面の少なくとも上端部が、下方から上方に向って外径側へ傾斜するテーパ部とされているのが好ましい。このようなテーパ部が設けられていれば、ワークを保持体に装着する際において、ワークの中心が回転体の中心に対して多少ずれていても、テーパ部に案内されて、ワークを保持体に嵌合させることができる。また、ワークを取り外す際においても、ワークがクランプ部に密接することがなく、容易に取り外すことができる。

前記クランプ爪部材の枢支軸よりも下方位置に重り部材の装着が可能なタップ加工部を有するものであってもよい。

本発明では、回転体を回転させれば、ワークのチャック面に対するチャック力が弱くならず逆に強くなる。このため、レーザ加工等に追従するための高速回転に対してもチャック力が弱くならず、安定したチャック力でワークを支持でき、ワークへのレーザ加工を安定して高精度に行うことができる。しかも、従来のような外的な強制クランプ機構等を必要とせず、簡単な機構でもって構成することができ、低コスト化を図ることができる。

また、弾性部材を備えたものとした場合、複数のクランプ爪部材でチャックすることができ、ワークを回転させる前後でワークの位置ずれを抑えることができ、作業性及び加工時のワークの偏心回転を防止でき、高精度の加工が可能となる。

前記ワークが内嵌される外装体を備えることによって、ワークの保持体に対する芯ずれを有効に防止できる。位置決め手段を備えるものでは、ワークが回転体の回転中心廻りに回転可能となり、より安定した加工が可能となる。クランプ爪部材のクランプ部を高摩擦材料にて構成すれば、チャックした状態において、ワークの回転、起動、及び停止のズレを抑えることができる。位置決め手段として、クランプ爪部材に螺着されてその螺進退にてクランプ爪部材からのワーク側への突出量によって位置調整を行う調整ネジを備えたものであれば、調整ネジの螺進退にて位置調整でき、操作性に優れる。

クランプ爪部材のクランプ部にテーパ部が設けられていれば、ワークの装着（供給）作業及び取り外し作業を、工具や治具等を使用することなく、容易に行うことができ、作業性の向上を係ることができる。

重り部材を装着することが可能なタップ加工部を有するものでは、回転体の回転時に遠心力を大きくして、クランプ爪部材のクランプ力を高めることができる。また、偏心回転を抑え易くすることができる。

本発明に係るチャック装置の正面図である。 前記図１に示すチャック装置の要部拡大断面図である。 前記図１に示すチャック装置の要部拡大平面図である。 保持体の要部を構成する円筒部材を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ方向矢視図であり、（ｃ）は半截断面図である。 外装体を構成するブロック体を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は正面面図である。 クランプ爪部材を示し、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は平面図である。 ワークを示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。

以下本発明の実施の形態を図１〜図７に基づいて説明する。

本発明に係るチャック装置は、図１〜図３に示すように、ワークＷを保持する保持体１と、この保持体１を支持してその軸心廻りに回転させる回転駆動機構２とを備え、前記ワークＷは、円周方向に沿って等ピッチ（１２０°ピッチ）に配設される複数（この場合、３個）のクランプ爪部材４にてチャックされる。

保持体１は、図４に示すように、円筒状体からなる本体部５と、この本体部５の上方開口部を塞ぐ上壁６と、この本体部５の下方開口部を塞ぐ下壁７とを有するものである。また、保持体１の外面８は、上方側の小径部８ａと、上下方向の中間部から下端側に跨る大径部８ｂとを有する。保持体１の内面９は、下端側の大径部９ｃと、テーパ９ｂを介して連設される小径部９ａとからなる。また、本体部５の下端部、つまり、下壁７には、扁平円盤形状の凸部５ａが設けられている。この凸部５ａの外径寸法が大径部８ｂの外径寸法よりも小さく設定されている。

上壁６の上面中央部には小円盤状のワーク受け１０が設けられている。なお、上壁６には、図４（ａ）に示すように、貫孔１１が設けられている。また、下壁７には、図４（ｂ）に示すように、貫通孔１２が設けられている。さらには、本体部５には、円周方向に沿って所定ピッチ（１２０°ピッチ）で複数個（３個）の凹部１３及び複数個（３個）のねじ孔１４が設けられている。この場合、凹部１３とねじ孔１４とは、周方向に６０°ピッチずれ、かつ、ねじ孔１４が凹部１３よりも上位に配設されている。なお、本体部５の上端側にも、複数個（６個）の貫通孔１５が設けられている。

この保持体１は、図１に示すように、回転駆動機構２の回転軸２０に載置固定されている。回転軸２０は、頭部２０ａと、この頭部２０ａから垂下される上部側軸受支持部２０ｂと、Ｕナット２１が嵌着されるネジ部２０ｃと、このネジ部２０ｃから垂下される小径軸部２０ｄとからなる。

回転軸２０の頭部２０ａは、下端側から上方に向って拡径するテーパ部２２と、上部の円盤部２３とからなり、この円盤部２３の上面に凹窪部２３ａが形成されている。そして、この凹窪部２３ａに保持体１の扁平円盤形状の凸部５ａが嵌合され、保持体１の貫通孔１２に挿通されるボルト部材２５を螺着する。これによって、保持体１は、回転駆動機構２の回転軸２０に載置固定されることになる。このため、保持体１は回転軸２０に対して着脱自在となっている。

保持体１の外周側には、ワークＷが内嵌される外装体２６が配設される。外装体２６は、図５に示すブロック体２７の３個にて構成される。ブロック体２７は、ワークＷが外装体２６に内嵌された際にワークＷの外面Ｗａ(図７参照)に近接対峙する円弧部２８と、この円弧部２８の両端部の下端部から突出される鍔部２９ａ，２９ｂとからなる。円弧部２８には、上下に貫通孔３０、３１が設けられている。下方の貫通孔３１には、座グリ３１ａが設けられている。また、鍔部２９ａ，２９ｂには、それぞれ、貫孔３２ａ、３２ｂが設けられている。

円弧部２８の内面と、鍔部２９ａ，２９ｂの内面とが連続し、それらの曲率が同一に設定されている。すなわち、ブロック体２７の内面の曲率を、保持体１の大径部８ｂの曲率と同一に設定する。このため、図３に示すように、３個のブロック体２７を平面的に見て円形をなすように、円周方向に沿って配設する。この際、ブロック体２７の内面が保持体１の大径部８ｂに接触するように配設され、この状態で、円弧部２８の座グリ３１ａを有する貫通孔３１に、外径側からボルト部材３３を挿入し、保持体１のねじ孔１４に螺着する。これによって、各外装体２６が保持体１に固定される。

このように、外装体２６が保持体１に固定された状態では、外装体２６の内面２６ａと、保持体１の外面８の小径部８ａとの間に隙間Ｓ１が設けられる。この隙間Ｓ１に、後述するように、ワークＷが嵌入される。また、周方向に隣り合う外装体２６の間には間隙部Ｓが設けられる。このため、この間隙部Ｓは、周方向に沿って所定ピッチ（１２０°ピッチ）で３個配設されることになる。そして、各間隙部Ｓ間にクランプ爪部材４が介在される。

クランプ爪部材４は、図６に示すように、幅広の基端部３５と、幅狭の中間部３６と、後面がテーパ面３７ｂとされた先端部３７とからなる本体４０と、この本体４０の先端部に付設されるウレタンゴム等の高摩擦材料からなるクランプ部４１とからなる。そして、中間部３６に、枢支軸４９(図２と図３等参照)が挿通される枢支孔３８と、この枢支孔３８よりも上位にネジ穴３９が設けられている。

枢支孔３８は、本体４０の前面４０ａから後面４０ｂに貫通する孔であり、図６（ｂ）に示すように、前面４０ａ側に開口する大径部３８ａと、後面４０ｂ側に開口する大径部３８ｂと、大径部３８ａ、３８ｂを連結する本体部３８ｃとからなる。また、ネジ穴３９は、枢支孔３８と直交する方向に沿って形成される。

また、本体４０の側面４０ｃの上端部に凹窪部４２が設けられ、この凹窪部４２に、前記クランプ部４１が嵌合される。この場合、本体４０の上端部側にはネジ穴４３が設けられ、このネジ穴４３にボルト部材を螺着することによって、クランプ部４１が本体４０に装着される。この装着状態では、クランプ部４１の前面４１ａが本体４０の側面４０ｃより外方に突出している。また、枢支孔３８よりも僅かに下方位置における本体４０の側面４０ｃには円形凹部４４が設けられている。

周方向に隣り合う外装体２６の間の間隙部Ｓ、すなわち、一の外装体２６の一方の鍔部２９ａと他の外装体２６の他方の鍔部２９ｂとで構成される間隙部Ｓにクランプ爪部材４を介在させ、鍔部２９ａの貫孔３２ａと鍔部２９ｂの貫孔３２ｂとに挿通支持される枢支軸４９がクランプ爪部材４の枢支孔３８に挿通する状態とする。

この場合、クランプ爪部材４は、その重心よりも上方位置に配置される枢支軸４９にて保持体１に枢支される。このため、クランプ爪部材４は、図２の矢印Ｘ１、Ｘ２方向に枢支軸４９を中心に揺動可能となり、その枢支軸４９よりも下方側が外径側へ揺動することによって、枢支軸４９よりも上方側が内径側へ揺動する。

また、クランプ爪部材４の下部において、ネジ穴（タップ加工部）４５が設けられている。このタップ加工部４５には、図示省略の重り部材等が装着（螺着）される。

ところで、ワークＷは、この実施形態では、図７に示すように、上壁４６ａを有する円筒体４６である。この場合、ワークＷの周壁４８の内径寸法（内面Ｗｂの直径寸法）Ｄ１は、保持体１の外面８の小径部８ａの外径寸法(直径寸法)Ｄ３よりも僅かに大きく設定されている。また、ワークＷの周壁４８の外径寸法(直径寸法)Ｄ２と、外装体１の内径寸法（直径寸法）Ｄ５とはほぼ同一に設定される。ここで、ほぼ同一とは、ワークＷを保持体１に装着した際に、ワークＷの外面Ｗａと、外装体２６の内面２６ａとの間に、例えば、４０μｍ〜８０μｍ程度の隙間が形成される程度とする。なお、ワークＷの周壁４８の外径寸法(直径寸法)Ｄ２と、保持体１の外面８の大径部８ｂの外径寸法(直径寸法)Ｄ４とは同一に設定される。

このため、保持体１の外面８の小径部８ａと外装体２６の円弧部２８との間の隙間Ｓ１に、上壁４６ａがワーク受け１０に当接するまでワークＷを嵌入させることができる。なお、ワークＷの周壁４８の軸方向長さとしては、この当接状態において、保持体１の外面８の小径部８ａと大径部８ｂとの間の段付き部８ｄに接触しない程度とする。

クランプ爪部材４は、周方向に沿って所定間隔、つまり１２０°ピッチに配設されている間隙部Ｓに介在されるので、このクランプ爪部材４も周方向に沿って１２０°ピッチに配設される。

ところで、ワークＷが保持体１に装着された状態で、後述するように回転駆動機構２の駆動にて、回転軸２０がその軸心廻りに回転駆動することになる。このため、保持体１にワークＷを装着した際には、保持体１とワークＷと３個のクランプ爪部材４等が回転することになる。従って、この保持体１とワークＷと３個のクランプ爪部材４等で回転体Ｒを構成することになる。

この場合、回転駆動機構２の駆動にて回転体Ｒが回転した際に、クランプ爪部材４は、その枢支軸４９よりも下方側が外径側へ揺動するとともにその枢支軸４９よりも上方側が内径側へ揺動して、各クランプ爪部材４のクランプ部４１がワークＷの外周面（周壁の外周面）に接触乃至圧接する。

しかしながら、クランプ爪部材４の枢支軸４９よりも下方側が外径側へ揺動する力が作用しなければ、各クランプ爪部材４のクランプ部４１がワークＷの外面Ｗａに接触乃至圧接することがない。そこで、本チャック装置では、クランプ爪部材４の枢支軸４９よりも下方側を外径側へ弾性的に押圧する弾性部材５０を備える。

すなわち、クランプ爪部材４の本体４０の側面４０ｃの円形凹部４４と、保持体１の凹部１３とに嵌合するコイルスプリングからなる前記弾性部材５０を配設する。これによって、枢支軸４９よりも下方側を外径側へ弾性的に押圧力を与え、枢支軸４９よりも上方側が内径側へ揺動して、クランプ部４１がワークＷの外周面（周壁の外周面）に接触するように設置している。なお、この実施形態では、図３に示すように、一のブロック体２７の
円弧部２８に相対向するクランプ爪部材４に対して弾性部材５０が配設されている。

また、クランプ爪部材４のネジ穴３９には、調整ネジ５１が螺着されている。すなわち、この調整ネジ５１の螺進退量を調整することによって、調整ネジ５１の先端の保持体１側への突出寸法を制御することができる。これによって、クランプ爪部材４のクランプ部４１の内外径方向への揺動量を規制することができる。このように、外装体２６の円弧部、調整ネジ５１、及び弾性部材５０等で、ワークＷの位置を決める位置決め手段Ｍを構成することができる。

回転駆動機構２は、図１に示すように、前記回転軸２０と、この回転軸２０を回転駆動させるためのモータ５５と、このモータ５５の回転駆動力を回転軸２０に伝達する回転力伝達機構５６とを備える。すなわち、モータ５５は基盤５７にその本体部５５ａが取付られ、基盤５７から出力軸５５ｂが垂下されている。

また、基盤５７にはコの字枠体５７が付設されている。このコの字枠体５７は、上壁部５７ａと、下壁部５７ｂと、上壁部５７ａと下壁部５７ｂとを連結する側壁５７ｃとからなる。そして、上壁部５７ａ及び下壁部５７ｂにはそれぞれに軸受６０、６１が配設されている。なお、軸受６０としては、アンギュラベアリングを用い、軸受６１には深溝玉軸受を用いたが、これらに限らず、種々のタイプの軸受を用いることができる。

この場合、軸受６０にて、回転軸２０の上部側軸受支持部２０ｂが回転自在に枢支され、軸受６１にて、回転軸２０の小径軸部２０ｄの下部が回転自在に枢支されている。このため、回転軸２０は２点で支持されることになって、安定した回転が可能となっている。

また、回転力伝達機構５６は、モータ５５の出力軸５５ｂに装着されるプーリ６２と、回転軸２０の小径軸部２０ｄの上部に装着されるプーリ６３と、これらのプーリ６２，６３に掛け回されるベルト部材（タイミングベルト）６４とを備える。

このため、モータ５５が駆動すれば、その出力軸５５ｂの回転力がこの回転力伝達機構５６を介して回転軸２０に伝達され、回転軸２０が一対の軸受６０，６１に支持された状態で回転することになる。このように、回転軸２０が回転すれば、保持体１とこの保持体１にて保持されているワークＷとクランプ爪部材４とで構成される回転体Ｒがその軸心廻りに回転する。

次に前記のように構成されたチャック装置によるチャック方法を説明する。まず、ワークＷを保持体１に装着する。すなわち、保持体１の外面８の小径部８ａと、外装体２６の内面２６ａとの間の隙間Ｓ１にワークＷを嵌入する。例えば、保持体１の外面の小径部８ａの外径寸法(直径寸法)Ｄ３を２８ｍｍとし、ワークＷの内径寸法（直径寸法）Ｄ１を２８．５ｍｍとしている。また、ワークＷの外径寸法（直径寸法）Ｄ２を３０ｍｍとし、外装体２６の内径寸法（直径寸法）Ｄ５を３０ｍｍとしている。

外装体２６とワークＷとは、例えば、４０μｍ〜８０μｍ程度に隙間が形成されるように設定されている。そこで、一のブロック体２７の円弧部２８に相対向するクランプ爪部材４に付設されている調整ネジ５１を調整することによって、クランプ爪部材４を、一のブロック体２７の円弧部２８とワークＷとの間の隙間がなくなる位置（閉止位置）とする。

この状態で、回転駆動機構２を駆動することによって、回転体Ｒをその軸心廻りに回転させる。このように、回転体Ｒが回転すれば、クランプ爪部材４は、その重心よりも上方位置に配置される枢支軸４９にて保持体１に枢支されているので、クランプ爪部材４は、その枢支軸４９よりも下方側が外径側へ揺動し、このため、その枢支軸４９よりも上方側が内径側へ揺動することになる。このため、３つのクランプ爪部材４にて、ワークＷをチャックすることができ、しかも、回転体Ｒの回転によって、チャック力が弱くならず逆に強くなる。

このように、本願発明のチャック装置では、回転駆動機構２の駆動にて回転体Ｒを回転させれば、遠心力によって、前記クランプ爪部材４は、その枢支軸４９よりも長手方向他方側がワークＷの反チャック面側へ揺動するとともにその枢支軸４９よりも長手方向一方側がワークＷのチャック面側へ揺動して、長手方向一方側のクランプ部４１が前記ワークＷのチャック面に圧接することになる。すなわち、チャック面がワークＷの外面Ｗａであり、前記クランプ爪部材４は、その重心よりも上方位置に配置される枢支軸４９にて保持体１に枢支され、前記回転駆動機構２の駆動にて回転体Ｒが回転した際に、前記クランプ爪部材４は、その枢支軸４９よりも下方側が外径側へ揺動するとともにその枢支軸４９よりも上方側が内径側へ揺動して、上端部のクランプ部４１がワークＷの外面Ｗａに圧接する。

このため、クランプ部４１がワークＷの外面Ｗａに圧接することになって、ワークＷのチャック面である外面Ｗａへのチャック力が弱くならず逆に強くなる。したがって、レーザ加工等に追従するための高速回転に対してもチャック力が弱くならず、安定したチャック力でワークＷを支持でき、ワークＷへのレーザ加工を安定して高精度に行うことができる。しかも、従来のような外的な強制クランプ機構等を必要とせず、簡単な機構でもって構成することができ、低コスト化を図ることができる。

この場合のワークＷの外面Ｗａ及びクランプ爪部材４にてクランプされていない部位が加工面となる。このため、ワークＷを高速回転（例えば、６０００rpm程度）させることによって、ワークＷのこのような加工面に対して高速加工が可能となる。

枢支軸４９よりも下方側を外径側へ弾性的に押圧する弾性部材５０を備えているので、ワークＷを複数のクランプ爪部材４でチャックすることができ、ワークＷを回転させる前後でワークの位置ずれを抑えることができ、作業性及び加工時のワークＷの偏心回転を防止でき、高精度の加工が可能となる。

ワークＷが内嵌される外装体２６を備えているので、ワークＷの保持体１に対する芯ずれを有効に防止できる。また、位置決め手段Ｍを備えるので、ワークＷが回転体Ｒの回転中心廻りに回転可能となり、より安定した加工が可能となる。

位置決め手段Ｍは、前記クランプ爪部材２に螺着されてその螺進退にてクランプ爪部材４からのワーク側への突出量によって位置調整を行う調整ネジ５１を備えるので、調整ネジ５１の螺進退にて位置調整でき、操作性に優れる。

前記クランプ爪部材４のクランプ部４１を高摩擦材料にて構成している。このようにクランプ部４１を高摩擦材料とすれば、クランプ部４１とワークＷとの間にすべりが生じにくく、安定したチャックが可能となる。すなわち、チャックした状態において、ワークＷの回転、起動、及び停止のズレを抑えることができる。なお、高摩擦材料として、前記実施形態では、ウレタンゴム用いたが、他のゴム材や樹脂材であってもよく、硬度５０°〜９０°等のゴム材料を使用できる。

クランプ爪部材４の枢支軸４９よりも下方位置に重り部材の装着が可能なタップ加工部４５を有するので、このタップ加工部４５に重り部材を装着することによって、回転体Ｒの回転時に遠心力を大きくして、クランプ爪部材４のクランプ力を高めることができる。また、偏心回転を抑え易くすることができる。

前記実施形態では、クランプ爪部材４のクランプ部４１は、本体４０に設けられた凹窪部４２に嵌合させ、この状態で、本体４０のネジ穴４３にボルト部材を螺着するものである。このため、このボルト部材を螺退させれば、クランプ部４１を本体４０から取り外すことができ、クランプ部４１の交換を行うことができる。従って、クランプ部４１が摩耗、変形、又は損傷等が生じれば、簡単に交換することができ、また、ワークＷの形状等に応じて交換することができる。

前記実施形態では、クランプ爪部材４のクランプ部４１を構成する高摩擦材料が、直方体形状にて形成されて、そのワーク接触面の全長がワークＷに対してほぼ同時に接触する形状とされていた。これに対して、クランプ爪部材４のクランプ部４１のワーク対向面の少なくとも上端部が、図６（ａ）に示すように、下方から上方に向って外径側へ傾斜するテーパ部４１ｃとなるように構成してもよい。このようなテーパ部４１ｃが設けられていれば、ワークＷを保持体１に装着する際において、ワークＷの中心が回転体Ｒの中心に体して多少ずれていても、テーパ部に案内されて、ワークＷを保持体１に嵌合させることができる。また、ワークＷを取り外す際においても、ワークＷがクランプ部４１に密接することがなく、容易に取り外すことができる。

また、前記実施形態では、保持体１は回転軸２０に対して着脱自在であるので、保持体１を含む回転体Ｒの着脱が可能となる。このため、保持体１とクランプ爪部材４と外装体２６等で構成するワークチャック機構を、既存（市販）のチャック機構（例えば、スクロールチャック）等に交換することができ、本装置として汎用性に優れる。

また、ワークＷを上壁４６ａを有する円筒体４６としたが、円柱形状体であっても、さらには、外周面が円筒面ではないもの、つまり、多角筒体や多角柱等であってもよい。このように、多角筒体や多角柱等であれば、重心が回転中心にある必要がある。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、クランプ爪部材４の数としては、前記実施形態のようなワークＷであれば、周方向に沿って１２０°ピッチで３個配設するのが好ましいが、４個以上であってもよい。また、弾性部材５０や位置決め手段Ｍを有さないものであってもよい。本チャック装置にてチャックされているワークＷへの加工としては、レーザ加工に限るものではなく、各種の旋盤加工等に用いることができる。

ところで、前記実施形態では、ワークＷの外面Ｗａをチャックするもの、つまり、チャック面をワークＷの外面Ｗａとしていたが、ワークＷの内面Ｗｂをチャックするもの、つまり、チャック面をワークＷの内面Ｗｂ（内面チャック）とするものであってもよい。このように内面チャックする場合、チャック爪部材４の重心位置を変更して、回転駆動機構２の駆動にて回転体Ｒが回転した際に、クランプ爪部材４が、その枢支軸４９よりも長手方向他方側がワークＷの反チャック面（内径）側へ揺動するとともにその枢支軸よりも長手方向一方側がワークＷのチャック面（外径）側へ揺動して、長手方向一方側のクランプ部４１が前記ワークＷのチャック面である内面Ｗｂに圧接するように設定すればよい。

１ 保持体
２ 回転駆動機構
４ クランプ爪部材
２６ 外装体
２８ 円弧部
４１ クランプ部
４５ タップ加工部
４９ 枢支軸
５０ 弾性部材
５１ 調整ネジ
５６ 回転力伝達機構
Ｒ 回転体
Ｗ ワーク
Ｗａ 外面
Ｗｂ 内面

Claims (7)

1. ワークを保持する保持体と、円周方向に沿って所定ピッチで配設される複数のクランプ爪部材と、保持体とこの保持体にて保持されている前記ワークと前記クランプ爪部材とで構成される回転体を回転させる回転駆動機構とを備えたチャック装置であって、
   前記ワークが、円筒体、円柱体、あるいは重心が回転中心にある多角形体のいずれかであり、前記保持体は、このワークが装着される本体部を有し、前記クランプ爪部材は、本体部の外周側に本体部の長さ方向に沿って配設されるとともに、本体部の外周側の中間部位に配設される枢支軸を介して、その長手方向一方側のクランプ部が本体部に対して接近・離間するものであり、かつ、前記クランプ爪部材は、その重心よりも上方位置に配置される前記枢支軸を介して保持体に枢支され、前記回転駆動機構の駆動にて前記回転体が回転した際に、前記クランプ爪部材は、その枢支軸よりも下方側が前記回転体が回転したことによって生じる遠心力により外径側へ揺動し、この揺動によりその枢支軸よりも上方側が内径側へ揺動して、上端部のクランプ部が前記ワークの外面に圧接し、さらに、前記ワークが内嵌される外装体を前記保持体に備えるとともに、外装体は、ワークが外装体に内嵌された際にワークの外面に近接対峙する円弧部を有することを特徴とするチャック装置。
2. ワークを保持する保持体と、円周方向に沿って所定ピッチで配設される複数のクランプ爪部材と、保持体とこの保持体にて保持されている前記ワークと前記クランプ爪部材とで構成される回転体を回転させる回転駆動機構とを備えたチャック装置であって、
   前記ワークが、円筒体、円柱体、あるいは重心が回転中心にある多角形体のいずれかであり、前記保持体は、このワークが装着される本体部を有し、前記クランプ爪部材は、本体部の外周側に本体部の長さ方向に沿って配設されるとともに、本体部の外周側の中間部位に配設される枢支軸を介して、その長手方向一方側のクランプ部が本体部に対して接近・離間するものであり、前記クランプ爪部材の枢支軸よりも下方側を外径側へ弾性的に押圧する弾性部材を備え、かつ、前記ワークが内嵌される外装体を前記保持体に備えるとともに、外装体は、ワークが外装体に内嵌された際にワークの外面に近接対峙する円弧部を有することを特徴とするチャック装置。
3. 前記外装体は複数個の前記円弧部を有し、一のクランプ爪部材が、一の円弧部に相対面し、その一の円弧部に相対面するクランプ爪部材におけるクランプ部をワークの外面に押圧してワークの位置決めを行う位置決め手段を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のチャック装置。
4. 位置決め手段は、前記クランプ爪部材に螺着されてその螺進退にてクランプ爪部材からのワーク側への突出量によって位置調整を行う調整ネジを備えることを特徴とする請求項３に記載のチャック装置。
5. 前記クランプ爪部材のクランプ部のワーク対向面の少なくとも上端部が、下方から上方に向って外径側へ傾斜するテーパ部とされていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のチャック装置。
6. 前記クランプ爪部材の枢支軸よりも下方位置に重り部材の装着が可能なタップ加工部を有することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のチャック装置。
7. 前記クランプ爪部材のクランプ部を高摩擦材料にて構成したことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のチャック装置。

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