JP6568941B2 - チャック装置 - Google Patents

Description

本発明は、チャック装置に関する。

棒状のワークを把持するチャック装置がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−２２５２１５号公報

ところで、チャック装置によってワークの軸方向一側を把持し軸方向他側を加工する場合に、ワークを良好に把持することが望まれている。

したがって、本発明は、ワークを良好に把持することが可能となるチャック装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一実施形態によれば、チャック装置が提供される。このチャック装置は、軸方向の少なくとも一部が周方向に分割されるように形成されたチャックであって、軸方向の第１の側に位置する第１当接部と、第１の側と反対の第２の側に位置する第２当接部と、を有し、棒状のワークを把持する円筒状のチャックと、チャックの外周側を覆う筒状の外筒であって、第１当接部に当接してチャックの軸方向の移動を規制する規制部を第１の側に有する筒状の外筒と、軸方向に移動可能に外筒の内周側に設けられたスリーブであって、軸方向に駆動されて第２当接部に当接する押圧部を第１の側に有するスリーブと、を備える。外筒の規制部には移動規制テーパ面が形成され、スリーブの押圧部には押圧テーパ面が形成される。チャックには、第１当接部に、第１の側の端に向かうほど外径が小径となる第１テーパ面が形成されるとともに、第２当接部に、第２の側の端に向かうほど外径が小径となる第２テーパ面が形成される。第１テーパ面とチャックの中心軸線とがなす第１の角度は、第２テーパ面と中心軸線とがなす第２の角度
と同等であるか、または、第２の角度よりも小さい。移動規制テーパ面と中心軸線とがなす角度と、押圧テーパ面と中心軸線とがなす角度と、第２テーパ面と中心軸線とがなす角度とは、同等である。

また、本発明の他の実施形態によれば、チャック装置が提供される。このチャック装置は、軸方向の少なくとも一部が周方向に分割されるように形成されたチャックであって、軸方向の第１の側に位置する第１当接部と、第１の側と反対の第２の側に位置する第２当接部と、を有し、棒状のワークを把持する円筒状のチャックと、チャックの外周側を覆う筒状の外筒であって、第１当接部に当接してチャックの軸方向の移動を規制する規制部を第１の側に有する筒状の外筒と、軸方向に移動可能に外筒の内周側に設けられたスリーブであって、軸方向に駆動されて第２当接部に当接する押圧部を第１の側に有するスリーブと、を備える。外筒の規制部には移動規制テーパ面が形成され、スリーブの押圧部には押圧テーパ面が形成される。チャックには、第１当接部に、第１の側の端に向かうほど外径が小径となる第１テーパ面が形成されるとともに、第２当接部に、第２の側の端に向かうほど外径が小径となる第２テーパ面が形成される。第１テーパ面は、少なくとも二つのテーパ面部を有している。少なくとも二つのテーパ面部とチャックの中心軸線とがなす各々の角度は、互いに異なっている。少なくとも二つのテーパ面部の各々は、移動規制テーパ面に当接する。

本発明の一実施形態によれば、ワークを良好に把持することが可能となる。

本発明に係る第１実施形態のチャック装置を示すワーク把持状態の断面図である。 本発明に係る第１実施形態のチャック装置のチャックを示す側面図である。 本発明に係る第１実施形態のチャック装置のチャックを示す正面図である。 本発明に係る第１実施形態のチャック装置のチャックを示す背面図である。 本発明に係る第１実施形態のチャック装置を示すワーク把持前の断面図である。 本発明に係る第１実施形態のチャック装置を示す別の把持状態を示す断面図である。 本発明に係る第２実施形態のチャック装置を示すワーク把持前の断面図である。 本発明に係る第３実施形態のチャック装置を示すワーク把持前の断面図である。 本発明に係る第３実施形態のチャック装置を示すワーク把持状態の断面図である。 本発明に係る第４実施形態のチャック装置を示すワーク把持前の断面図である。 本発明に係る第４実施形態のチャック装置のチャックを示す側面図である。 本発明に係る第４実施形態のチャック装置のチャックを示す部分側面図である。 本発明に係る第４実施形態のチャック装置のチャックを示すキャップナットとの接触範囲を網掛けで示す部分側面図である。

「第１実施形態」 本発明に係る第１実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。

図１に示す本実施形態のチャック装置１１は、例えばＮＣ旋盤等の切削加工装置に設けられるものである。ＮＣ旋盤に設けられる場合、チャック装置１１は、棒状のワークＷの軸方向一側の部分を把持した状態で回転し、外側に設けられた切削工具Ｔに対し設定された軌跡で相対移動する。これにより、切削工具Ｔが、チャック装置１１と一体に回転するワークＷのチャック装置１１から突出する軸方向他側の部分に対して接触して相対移動し、この軸方向他側の部分を切削加工する。

チャック装置１１は、円筒状のチャック１２と、チャック１２の外周側を覆う外筒である筒状のキャップナット１３と、キャップナット１３の内周側に設けられた円筒状のスリーブ１４とを備えている。チャック１２とスリーブ１４とは、軸方向に並んでキャップナット１３内に設けられている。チャック１２およびスリーブ１４のうち、チャック１２は加工時における切削工具Ｔ側に配置されており、スリーブ１４はチャック１２に対し加工時における切削工具Ｔとは反対側に配置されている。ここで、チャック装置１１において、軸方向の切削工具Ｔの側（つまり先端側）をフロント側とし、切削工具Ｔとは反対側（つまり基端側）をリア側として説明する。

チャック１２は、棒状のワークＷに接触してこれを把持する部分である。チャック１２は、一つの素材から形成される一体品であり、その径方向の中央に軸方向に貫通する貫通穴１８が形成されている。よって、チャック１２は、円筒状をなしている。貫通穴１８はその中心軸線に直交する面での断面が円形をなしており、貫通穴１８が形成されることにより、チャック１２には、軸方向位置によらず一定内径となる円筒面状の内周面１２ａが形成されている。

チャック１２は、軸方向一側であるフロント側から順に、フロントテーパ筒状部２１（第１当接部）と、中間大径円筒状部２２と、中間小径円筒状部２３と、リアテーパ筒状部２４（第２当接部）とを有している。チャック１２には、これらをすべて貫通して上記した貫通穴１８が形成されている。リアテーパ筒状部２４は、チャック１２における軸方向他側であるリア側の端部に設けられている。

フロントテーパ筒状部２１の外周部には、フロント側の端に向かうほど外径が小径となるフロントテーパ面２１ａ（第１テーパ面）が形成されている。これにより、フロントテーパ筒状部２１は、外周部がテーパ状をなしている。フロントテーパ面２１ａは、内周面１２ａと中心軸線を一致させている。フロントテーパ筒状部２１のフロント側の前端面２１ｂは、フロントテーパ面２１ａの中心軸線に直交している。

中間大径円筒状部２２はフロントテーパ筒状部２１よりも軸方向の長さが短く形成されている。中間大径円筒状部２２の外周部には、軸方向位置によらず一定外径の大径円筒面２２ａが形成されている。この大径円筒面２２ａは、フロントテーパ面２１ａと中心軸線を一致させており、フロントテーパ面２１ａのリア側の端縁部に繋がっている。よって、大径円筒面２２ａは、フロントテーパ面２１ａの最大外径と同等の外径となっている。この大径円筒面２２ａの外径がチャック１２の最大外径となっている。中間大径円筒状部２２の外径は、そのリア側の中間小径円筒状部２３の外径よりも大径となっており、よって、中間大径円筒状部２２のリア側の端部には、端面２２ｂが形成されている。この端面２２ｂは、大径円筒面２２ａに直交している。

中間小径円筒状部２３は、中間大径円筒状部２２よりも軸方向の長さが長くフロントテーパ筒状部２１よりも軸方向の長さが短く形成されている。中間小径円筒状部２３の外周部には、軸方向位置によらず一定外径の小径円筒面２３ａが形成されている。中間小径円筒状部２３の外径である小径円筒面２３ａの外径は、中間大径円筒状部２２の大径円筒面２２ａの外径よりも小径となっている。この小径円筒面２３ａは、大径円筒面２２ａと中心軸線を一致させており、中間大径円筒状部２２の端面２２ｂの内周縁部に繋がっている。

リアテーパ筒状部２４は、中間小径円筒状部２３よりも軸方向の長さが短く形成されている。リアテーパ筒状部２４の外周部には、リア側の端に向かうほど外径が小径となるリアテーパ面２４ａ（第２テーパ面）が形成されている。これにより、リアテーパ筒状部２４は、外周部がテーパ状をなしている。リアテーパ面２４ａは、中間小径円筒状部２３の小径円筒面２３ａと中心軸線を一致させており、小径円筒面２３ａのリア側の端縁部に繋がっている。よって、リアテーパ面２４ａは、その最大外径が、小径円筒面２３ａの外径と同等になっている。リアテーパ筒状部２４のリア側の後端面２４ｂは、リアテーパ面２４ａの中心軸線に直交している。

図２〜図４に示すように、チャック１２には、周方向の均等位置に複数箇所、具体的には四箇所の同形状のすり割りであるフロント側スロット３１が形成されている。フロント側スロット３１は、チャック１２の軸方向に沿い且つ径方向に沿う平坦な形状に形成されており、フロントテーパ筒状部２１の前端面２１ｂからフロントテーパ筒状部２１、中間大径円筒状部２２および中間小径円筒状部２３を貫通してリアテーパ筒状部２４の途中位置まで形成されている。つまり、四箇所のフロント側スロット３１は、いずれも、チャック１２の軸方向の全部ではない一部に形成されている。フロント側スロット３１が形成されることにより、チャック１２は軸方向の一部が周方向に分割されるように形成されており、具体的には、周方向に四等分されるように形成されている。

チャック１２には、周方向の均等位置に複数箇所、具体的には四箇所の同形状のすり割りであるリア側スロット３２が形成されている。リア側スロット３２は、チャック１２の軸方向に沿い且つ径方向に沿う平坦な形状に形成されており、リアテーパ筒状部２４の後端面２４ｂからリアテーパ筒状部２４、中間小径円筒状部２３および中間大径円筒状部２２を貫通してフロントテーパ筒状部２１の途中位置まで形成されている。つまり、四箇所のリア側スロット３２は、いずれも、チャック１２の軸方向の全部ではない一部に形成されている。四箇所のリア側スロット３２は、これと同数のフロント側スロット３１の配置ピッチに対し半ピッチずらして形成されている。つまり、四箇所のリア側スロット３２は、それぞれがチャック１２の周方向に隣り合うフロント側スロット３１間の中央位置に配置されている。

リア側スロット３２が形成されることにより、チャック１２は軸方向の一部が周方向に分割されるように形成されており、具体的には、周方向に四等分されるように形成されている。なお、フロント側スロット３１とリア側スロット３２とはチャック１２の軸方向の位置を互いに重ね合わせており、よって、チャック１２は、フロント側スロット３１とリア側スロット３２とが軸方向の位置を重ね合わせる範囲が、八等分されている。

図１に示すように、キャップナット１３は、その軸方向一側であるフロント側に設けられた規制部３５と、規制部３５よりもリア側の胴部３６とを有している。胴部３６は、円筒状をなしており、軸方向位置によらず一定内径となる円筒面状の内周面３６ａが形成されている。胴部３６の内径つまり内周面３６ａの内径は、チャック１２の最大外径である中間大径円筒状部２２の大径円筒面２２ａの外径よりも大径となっている。

規制部３５は、胴部３６の内周面３６ａよりも径方向の内側に突出しており、円環状をなしている。規制部３５の内周部には、フロント側の端に向かうほど内径が小径となる移動規制テーパ面３５ａが形成されている。これにより、規制部３５は、内周部がテーパ状をなしている。移動規制テーパ面３５ａは、胴部３６の内周面３６ａと中心軸線を一致させており、胴部３６の内周面３６ａのフロント側の端縁部に繋がっている。移動規制テーパ面３５ａは、その最大内径が、胴部３６の内周面３６ａの内径と同径になっている。規制部３５のフロント側の前端面３５ｂは、移動規制テーパ面３５ａの中心軸線に直交している。

ここで、キャップナット１３の規制部３５は、その最小内径が、チャック１２のフロントテーパ筒状部２１の最小外径よりも小径となっており、その最大内径が、チャック１２のフロントテーパ筒状部２１の最大外径よりも大径となっている。規制部３５は、チャック１２のフロントテーパ筒状部２１に当接して、チャック１２の軸方向のフロント側への移動を規制する。言い換えれば、チャック１２は、そのフロントテーパ筒状部２１がキャップナット１３の規制部３５に当接して軸方向のフロント側への移動が規制される。キャップナット１３の規制部３５は、その移動規制テーパ面３５ａにおいて、チャック１２のフロントテーパ筒状部２１のフロントテーパ面２１ａに当接して、チャック１２の軸方向のフロント側への移動を規制する。

スリーブ１４は、円筒状をなしており、その軸方向一側であるフロント側に設けられた押圧部４１と、押圧部４１よりもリア側の主体部４２とを有している。主体部４２は、円筒であり、軸方向位置によらず一定内径となる円筒面からなる内周面４２ａと、軸方向位置によらず一定外径となる円筒面からなる外周面４２ｂとが形成されている。主体部４２の内周面４２ａおよび外周面４２ｂは、中心軸線を一致させている。

押圧部４１は、円環状をなしている。押圧部４１の内周部には、フロント側の端に向かうほど内径が大径となる押圧テーパ面４１ａが形成されている。これにより、押圧部４１は、内周部がテーパ状をなしている。押圧テーパ面４１ａは、主体部４２の内周面４２ａと中心軸線を一致させており、主体部４２の内周面４２ａのフロント側の端縁部に繋がっている。よって、押圧テーパ面４１ａは、その最小内径が、主体部４２の内周面４２ａの内径と同等になっている。押圧部４１の外周部には、軸方向位置によらず一定径の外周面４１ｂが形成されている。押圧部４１の外周面４１ｂは、主体部４２の外周面４２ｂと中心軸線を一致させており、主体部４２の外周面４２ｂのフロント側の端縁部に、主体部４２の外周面４２ｂと同一の円筒面となるように繋がっている。押圧部４１のフロント側の前端面４１ｃは、押圧部４１の外周面４１ｂに直交している。

スリーブ１４は、主体部４２の外周面４２ｂおよび押圧部４１の外周面４１ｂが、キャップナット１３の胴部３６の内周面３６ａ上を摺動する。つまり、スリーブ１４は、キャップナット１３の内周側に軸方向に移動可能に設けられている。スリーブ１４は、リア側に設けられた図示略の駆動手段で軸方向に駆動されてキャップナット１３内を軸方向に往復移動する。

押圧部４１は、その最小内径が、チャック１２のリアテーパ筒状部２４の最小外径よりも小径となっており、その最大内径が、チャック１２のリアテーパ筒状部２４の最大外径よりも大径となっている。スリーブ１４は、駆動手段で軸方向のフロント側に駆動されると、押圧部４１が、チャック１２のリアテーパ筒状部２４に当接して、チャック１２を軸方向のフロント側に押圧する。言い換えれば、チャック１２は、そのリアテーパ筒状部２４がスリーブ１４の押圧部４１に当接しこの押圧部４１によって軸方向のフロント側へ押圧される。スリーブ１４の押圧部４１は、その押圧テーパ面４１ａにおいて、チャック１２のリアテーパ筒状部２４のリアテーパ面２４ａに当接して、チャック１２を軸方向のフロント側へ押圧する。

チャック装置１１によってワークＷを把持する場合、図示略の駆動手段で、図５から図１に示すように軸方向のフロント側にスリーブ１４を駆動する。すると、スリーブ１４は、その押圧部４１の押圧テーパ面４１ａにおいて、チャック１２のリアテーパ筒状部２４のリアテーパ面２４ａに当接して、チャック１２を軸方向のフロント側へ押圧する。これにより、チャック１２は、軸方向のフロント側へ移動することになり、そのフロントテーパ筒状部２１のフロントテーパ面２１ａにおいて、キャップナット１３の規制部３５の移動規制テーパ面３５ａに当接して、軸方向のフロント側への移動が規制される。

そして、図示略の駆動手段がさらにスリーブ１４を軸方向のフロント側に駆動すると、チャック１２は、リアテーパ面２４ａの傾斜によってリアテーパ筒状部２４に、スリーブ１４の押圧部４１から径方向内方の力つまり縮径方向の力を受けることになる。それとともに、チャック１２は、フロントテーパ面２１ａの傾斜により、フロントテーパ筒状部２１に、キャップナット１３の規制部３５から径方向内方の力つまり縮径方向の力を受けることになる。チャック１２は、リアテーパ筒状部２４側に加わる縮径方向の力でリア側スロット３２のリア側の幅を狭めつつリアテーパ筒状部２４側が縮径し、フロントテーパ筒状部２１側に加わる縮径方向の力でフロント側スロット３１のフロント側の幅を狭めつつフロントテーパ筒状部２１側が縮径する。これにより、チャック１２が内周面１２ａを縮径させてワークＷを一体回転可能に把持することになる。

他方、チャック装置１１によるワークＷの把持を解除する場合、図示略の駆動手段で、図１から図５に示すように軸方向のリア側にスリーブ１４を駆動する。すると、スリーブ１４は、その押圧部４１の押圧テーパ面４１ａを、チャック１２のリアテーパ筒状部２４のリアテーパ面２４ａから離間させる。すると、チャック１２は、自身のスプリングバック力で、リア側スロット３２のリア側の幅を広げつつリアテーパ筒状部２４が拡径するとともに、フロント側スロット３１のフロント側の幅を広げつつフロントテーパ筒状部２１が拡径する。この拡径時に、フロントテーパ筒状部２１のフロントテーパ面２１ａが、キャップナット１３の規制部３５の移動規制テーパ面３５ａから軸方向に離間する方向の反力を受けることになり、チャック１２がリア側に移動する。このようにしてチャック装置１１による把持が解除されたワークＷは、チャック装置１１からフロント側へ払い出しは勿論、チャック装置１１からリア側への払い出しも可能となっている。

第１実施形態において、チャック１２は、図５に示すように、スリーブ１４およびキャップナット１３から押圧力を受けない自然状態にあるとき、フロントテーパ面２１ａおよびその中心軸線のなす角αが、リアテーパ面２４ａおよびその中心軸線のなす角βと同等になっている。ここで、「なす角」は、９０度でなければ大側および小側の２つが存在することになるが、すべて小側の角度を「なす角」とする。また、スリーブ１４およびキャップナット１３は、図５に示すように、チャック１２を押圧しない状態で、移動規制テーパ面３５ａおよびその中心軸線のなす角γと、押圧テーパ面４１ａおよびその中心軸線のなす角δとが、同等に形成されている。

これら移動規制テーパ面３５ａおよびその中心軸線のなす角γと、押圧テーパ面４１ａおよびその中心軸線のなす角δとは、自然状態にあるチャック１２のフロントテーパ面２１ａおよびその中心軸線のなす角αと、リアテーパ面２４ａおよびその中心軸線のなす角βと、同等に形成されている。具体的には、自然状態にあるとき、これらフロントテーパ面２１ａ、リアテーパ面２４ａ、移動規制テーパ面３５ａおよび押圧テーパ面４１ａは、それぞれの中心軸線とのなす角α，β，γ，δがいずれも１５度に形成されている。

ここで、第１実施形態のチャック装置１１は、例えば、上述したようにＮＣ旋盤に設けられる場合には、手作業あるいは図示略の供給装置で供給されたワークＷの軸方向一側の部分を把持してワークＷと一体に回転する。この状態で、ＮＣ旋盤の切削工具ＴがワークＷのチャック装置１１から突出する軸方向他側の部分に対して旋削加工を行うことになる。ＮＣ旋盤は、図１に示すように、チャック１２の軸方向のフロント側のみでワークＷを把持して旋削加工を行う場合と、図６に示すように、チャック１２の軸方向の両側を含む全長範囲でワークＷを把持して旋削加工を行う場合とがある。

また、第１実施形態のチャック装置１１は、前工程で軸方向一側の部分に旋削加工が行われたワークＷのこの軸方向一側の部分を把持してこのワークＷを前工程のチャック装置から引き出す場合がある。特にこの場合に、チャック１２のフロント側のみでワークＷを把持した状態でチャック装置１１が回転し、ＮＣ旋盤の切削工具ＴがワークＷのチャック装置１１から突出する軸方向他側の部分に対して旋削加工を行うことがある。

上記した特許文献１では、チャック装置によってワークの軸方向一側を把持し軸方向他側を加工する場合に、十分な把持力が得られない可能性がある。

第１実施形態のチャック装置１１は、チャック１２の軸方向一側のフロントテーパ筒状部２１に当接するキャップナット１３の規制部３５に、フロントテーパ筒状部２１のフロントテーパ面２１ａに当接する移動規制テーパ面３５ａが形成され、チャック１２の軸方向他側のリアテーパ筒状部２４に当接するスリーブ１４の押圧部４１に、リアテーパ筒状部２４のリアテーパ面２４ａに当接する押圧テーパ面４１ａが形成されている。そして、フロントテーパ面２１ａおよびリアテーパ面２４ａは、それぞれの中心軸線とのなす角α，βが同等であり、移動規制テーパ面３５ａ、押圧テーパ面４１ａおよびリアテーパ面２４ａは、それぞれの中心軸線とのなす角γ，δ，βが同等となっている。つまり、角α，β，γ，δが同等となっている。これにより、スリーブ１４の押圧部４１およびキャップナット１３の規制部３５からチャック１２への押圧力を平均化することができる。これにより、チャック１２でワークＷを良好に把持することができる。また、チャック１２の軸方向のフロント側のみでワークＷを把持する場合も、良好に把持することができる。

また、チャック１２は、四箇所のフロント側スロット３１が形成されることにより軸方向のフロント側の一部が周方向に四等分され、四箇所のリア側スロット３２が形成されることにより軸方向のリア側の一部が周方向に四等分されるため、チャック１２自身のスプリングバック力が高くなり、把持解除時にチャック１２が規制部３５から軸方向に離れようとする力が大きくなる。よって、把持解除時に生じ易いチャック１２の規制部３５への食い付きの発生を抑制することができる。

「第２実施形態」 次に、第２実施形態を主に図７に基づいて第１実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第１実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。

第２実施形態のチャック装置１１Ａにおいては、チャック１２とは一部異なるチャック１２Ａを有しており、このチャック１２Ａは、フロントテーパ筒状部２１とは一部異なるフロントテーパ筒状部２１Ａ（第１当接部）を有している。具体的に、フロントテーパ筒状部２１Ａは、フロントテーパ筒状部２１に対し、同様にフロント側の端に向かうほど外径が小径となり中間大径円筒状部２２の大径円筒面２２ａと中心軸線を一致させているものの、角度が異なるフロントテーパ面２１Ａａ（第１テーパ面）を有している。

チャック１２Ａが、図７に示すように、スリーブ１４およびキャップナット１３から押圧力を受けない自然状態にあるとき、フロントテーパ面２１Ａａとその中心軸線とのなす角αは、リアテーパ面２４ａおよびその中心軸線のなす角βよりも小さく形成されている。第１実施形態と同様、移動規制テーパ面３５ａ、押圧テーパ面４１ａおよびリアテーパ面２４ａは、それぞれの中心軸線とのなす角γ，δ，βが同等に形成されている。具体的に、チャック１２Ａが自然状態にあるとき、リアテーパ面２４ａおよびその中心軸線のなす角βと、移動規制テーパ面３５ａおよびその中心軸線のなす角γと、押圧テーパ面４１ａおよびその中心軸線のなす角δとは、それぞれ１５度に形成されている。これに対し、フロントテーパ面２１Ａａおよびその中心軸線のなす角αは、１４度４５分に形成されている。

このように、チャック１２Ａは、フロントテーパ面２１Ａａとその中心軸線とのなす角αが、リアテーパ面２４ａおよびその中心軸線のなす角βよりも小さく、よって移動規制テーパ面３５ａおよびその中心軸線のなす角γよりも小さくなっている。チャック１２Ａは、フロント側スロット３１（図２参照）が形成されることにより、ワークＷの把持時にフロント側スロット３１がリア側の根元部分の幅はそのままにフロント側の幅を狭めることになる。このため、フロントテーパ面２１Ａａの中心軸線とのなす角αが把持前よりも把持後の方が大きくなり、押圧力を受ける移動規制テーパ面３５ａの中心軸線とのなす角γに近づくことになる。つまり、チャック１２Ａは、フロントテーパ面２１Ａａが移動規制テーパ面３５ａに面接触する状態になる。フロントテーパ面２１Ａａが移動規制テーパ面３５ａに面接触することで、スリーブ１４をリア側に後退させる把持解除時に生じ易いチャック１２Ａのフロントテーパ筒状部２１Ａのキャップナット１３の規制部３５への食い付きの発生を、より抑制することができる。

「第３実施形態」 次に、第３実施形態を主に図８，図９に基づいて第１実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第１実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。

図８に示すように、第３実施形態のチャック装置１１Ｂには、チャック１２の中間小径円筒状部２３の外周側に、その小径円筒面２３ａを覆うようにリング５１が設けられている。リング５１は、チャック１２の中間小径円筒状部２３の外径よりも若干大径の内径を有しており、キャップナット１３の胴部３６の内径よりも小径の外径を有している。リング５１は、円筒状をなしており、軸方向位置によらず一定内径となる円筒面状の内周面５１ａと、軸方向位置によらず一定外径となる円筒面状の外周面５１ｂとを有している。これら内周面５１ａおよび外周面５１ｂは、中心軸線を一致させている。リング５１は、内周面５１ａおよび外周面５１ｂに直交するフロント側の前端面５１ｃおよびリア側の後端面５１ｄを有している。

ここで、リング５１の軸方向長さは、図８から図９に示すようにワークＷを把持する際に、駆動手段による軸方向の駆動力をスリーブ１４から直接チャック１２の中間大径円筒状部２２に伝達可能な長さとなっている。つまり、上記と同様に、スリーブ１４がフロント側に駆動されることで、スリーブ１４が押圧部４１でチャック１２のリアテーパ筒状部２４側を縮径させキャップナット１３が規制部３５でチャック１２のフロントテーパ筒状部２１側を縮径させることになり、これによりチャック１２がワークＷを把持することになる。少なくともこのようにチャック１２がワークＷを把持する時点より前に、リング５１は、後端面５１ｄをスリーブ１４の押圧部４１の前端面４１ｃに当接させ且つ前端面５１ｃをチャック１２の中間大径円筒状部２２の端面２２ｂに当接させた状態となるように長さが設定されている。

このようなリング５１を設けることで、ワークＷの把持時に駆動手段による軸方向の駆動力をスリーブ１４からリング５１を介してチャック１２の中間大径円筒状部２２に伝達することができる。この軸方向の駆動力により、チャック１２は、中間大径円筒状部２２およびフロントテーパ筒状部２１が、フロント側スロット３１（図２参照）の根元側を中心にフロント側を縮径させるように変形することになる。よって、この分、チャック１２のフロント側を、キャップナット１３の規制部３５の押圧による縮径にさらに上乗せして縮径させることができ、フロント側の把持力を高めることができる。したがって、特にチャック１２のフロント側のみでワークＷを把持する場合についても、把持力を高めることができる。

なお、上述した第２実施形態のチャック装置１１Ａに、第３実施形態のリング５１を設けることも可能である。

「第４実施形態」 次に、第４実施形態を主に図１０〜図１３に基づいて第３実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第３実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。

図１０に示す第４実施形態のチャック装置１１Ｃにおいては、チャック１２とは一部異なるチャック１２Ｃを有しており、このチャック１２Ｃは、フロントテーパ筒状部２１とは一部異なるフロントテーパ筒状部２１Ｃ（第１当接部）を有している。具体的に、フロントテーパ筒状部２１Ｃは、フロントテーパ筒状部２１に対し、同様にフロント側の端に向かうほど外径が小径となり中間大径円筒状部２２の大径円筒面２２ａと中心軸線を一致させているものの、形状が異なるフロントテーパ面２１Ｃａ（第１テーパ面）を有している。

図１１に示すように、フロントテーパ面２１Ｃａは、軸方向一側であるフロント側から順に、テーパ面部６１（第３テーパ面部）、テーパ面部６２（第１テーパ面部）、テーパ面部６３（第２テーパ面部）を有している。テーパ面部６１およびテーパ面部６２は軸方向長さが同等であり、テーパ面部６３は、これらよりも軸方向長さが長くなっている。

これらテーパ面部６１〜６３は、それぞれの中心軸線とのなす角が異なっている。図１２に示すように、テーパ面部６１〜６３のうち、最もフロント側のテーパ面部６１は、その中心軸線とのなす角α１がテーパ面部６１〜６３の中で最も大きく、軸方向中間のテーパ面部６２は、中心軸線とのなす角がテーパ面部６１よりも小さく、最もリア側のテーパ面部６３は、中心軸線とのなす角が軸方向中間のテーパ面部６２よりも小さく、テーパ面部６１〜６３の中で最も小さくなっている。

よって、軸方向中間およびリア側の二箇所のテーパ面部６２，６３は、中心軸線とのなす角α２，α３が、端側（フロント側）となる軸方向中間のテーパ面部６２のなす角α２よりも他方のリア側のテーパ面部６３のなす角α３の方が小さくなっている。また、フロントテーパ面２１Ｃａは、軸方向中間のテーパ面部６２よりも端側（フロント側）に、中心軸線とのなす角α１が、軸方向中間のテーパ面部６２の中心軸線とのなす角α２よりも大きいフロント側のテーパ面部６１を有している。

そして、チャック１２Ｃは、図１０に示すように、スリーブ１４およびキャップナット１３から押圧力を受けない自然状態にあるとき、図１２に示すフロントテーパ面２１Ｃａの軸方向中間のテーパ面部６２とその中心軸線とのなす角α２が、図１０に示すリアテーパ面２４ａおよびその中心軸線のなす角βと同等になっている。また、移動規制テーパ面３５ａおよびその中心軸線のなす角γと、押圧テーパ面４１ａおよびその中心軸線のなす角δと、自然状態にあるチャック１２Ｃのリアテーパ面２４ａおよびその中心軸線のなす角βとが、同等に形成されている。つまり、つまり、角α２，β，γ，δが同等となっている。

このように、第４実施形態のチャック１２Ｃは、フロントテーパ面２１Ｃａの軸方向中間のテーパ面部６２とその中心軸線とのなす角α２が、移動規制テーパ面３５ａおよびその中心軸線のなす角γと同等に形成されており、フロントテーパ面２１Ｃａのリア側のテーパ面部６３とその中心軸線とのなす角α３が、移動規制テーパ面３５ａおよびその中心軸線のなす角γよりも小さく形成されている。さらに、フロントテーパ面２１Ｃａのフロント側のテーパ面部６１とその中心軸線とのなす角α１が、移動規制テーパ面３５ａおよびその中心軸線のなす角γよりも大きく形成されている。

具体的には、チャック１２Ｃが自然状態にあるとき、フロントテーパ面２１Ｃａの軸方向中間のテーパ面部６２は、その中心軸線とのなす角α２が１５度となっており、これと同等である、移動規制テーパ面３５ａおよびその中心軸線のなす角γと、押圧テーパ面４１ａおよびその中心軸線のなす角δと、自然状態にあるチャック１２Ｃのリアテーパ面２４ａおよびその中心軸線のなす角βとがいずれも１５度となっている。チャック１２Ｃが自然状態にあるとき、フロントテーパ面２１Ｃａのフロント側のテーパ面部６１は、その中心軸線とのなす角α１が１５度１５分となっており、フロントテーパ面２１Ｃａのリア側のテーパ面部６３は、その中心軸線とのなす角α３が１４度４５分となっている。

さらに、第４実施形態のチャック装置１１Ｃには、第３実施形態のリング５１が設けられている。

チャック１２Ｃは、ワークＷの把持時に、フロントテーパ面２１Ｃａのうち、まず、中心軸線とのなす角が移動規制テーパ面３５ａと同じ軸方向中間のテーパ面部６２において移動規制テーパ面３５ａに接触した後に、規制部３５から縮径方向の押圧力を受ける。すると、チャック１２Ｃは、フロント側スロット３１のフロント側の幅を狭めつつ縮径することになり、これによりフロントテーパ面２１Ｃａと中心軸線とのなす角を押圧前よりも大きくしながら縮径することになる。その結果、これのリア側に隣り合うテーパ面部６３の中心軸線とのなす角α３が、押圧力を受ける移動規制テーパ面３５ａの中心軸線とのなす角γに近づくことになる。そして、フロントテーパ面２１Ｃａは、中心軸線とのなす角が異なる二箇所のテーパ面部６２，６３が移動規制テーパ面３５ａに当接する。

このとき、チャック１２Ｃは、テーパ面部６２とテーパ面部６３とが径方向外方に山形の形状をなしていることから、テーパ面部６２およびテーパ面部６３の境界部分が移動規制テーパ面３５ａから受ける圧力が高くなる。しかも、チャック１２Ｃは、周方向においてフロント側スロット３１に近い部分の剛性が低く柔軟性が高い。これらの理由から、チャック１２Ｃの周方向において、テーパ面部６２およびテーパ面部６３のフロント側スロット３１に近い部分が、テーパ面部６２およびテーパ面部６３の境界位置を中心に移動規制テーパ面３５ａに広く面接触する状態になる。言い換えれば、チャック１２Ｃは、ワークＷの把持時に、フロントテーパ面２１Ｃａの軸方向中間およびリア側の二箇所のテーパ面部６２，６３が移動規制テーパ面３５ａに同時に当接する状態になる。

他方、フロントテーパ面２１Ｃａの周方向に隣り合うフロント側スロット３１間の中間位置は、剛性が高く柔軟性が低いため、移動規制テーパ面３５ａに面接触しにくくテーパ面部６２とテーパ面部６３との境界位置で移動規制テーパ面３５ａに線接触に近い状態で接触することになる。

ここで、図１３において網掛けで示す範囲Ｘが、ワークＷの把持時に、チャック１２Ｃのフロントテーパ面２１Ｃａの移動規制テーパ面３５ａに接触する範囲となっている。この図１３にも示すように、フロントテーパ面２１Ｃａのテーパ面部６２とテーパ面部６３との境界位置付近であって周方向においてフロント側スロット３１に近い部分が、テーパ面部６２とテーパ面部６３との境界位置付近で周方向に隣り合うフロント側スロット３１間の中央付近よりも、移動規制テーパ面３５ａに広く面接触することになる。

つまり、フロントテーパ面２１Ｃａは、中心軸線とのなす角が異なるテーパ面部６２およびテーパ面部６３を有することにより、移動規制テーパ面３５ａに面接触する面積が、周方向に部分的に増減を繰り返すことになり、言い換えれば周方向に交互に増減する。その結果、スリーブ１４をリア側に後退させる把持解除時に生じ易いチャック１２Ｃのフロントテーパ筒状部２１Ｃのキャップナット１３の規制部３５への食い付きの発生を、より抑制することができる。

また、チャック１２Ｃは、フロントテーパ面２１Ｃａの最もフロント側のテーパ面部６１と中心軸線とのなす角α１が、キャップナット１３の移動規制テーパ面３５ａと中心軸線とのなす角γよりも大きくなっているため、チャック１２Ｃのフロント側への移動時にチャック１２Ｃがキャップナット１３の移動規制テーパ面３５ａに傷を付けてしまうことを抑制できる。

第４実施形態のチャック装置１１Ｃによれば、フロントテーパ面２１Ｃａは、中心軸線とのなす角が異なる二箇所のテーパ面部６２，６３が移動規制テーパ面３５ａに当接することになるため、キャップナット１３の規制部３５からチャック１２Ｃへの押圧力を平均化することができる。これにより、チャック１２ＣでワークＷを良好に把持することができる。また、チャック１２Ｃの軸方向のフロント側のみでワークＷを把持する場合も、良好に把持することができる。

また、チャック１２Ｃは、移動規制テーパ面３５ａに面接触する面積が、周方向に部分的に増減を繰り返すことになるため、把持解除時に生じ易いチャック１２の規制部３５への食い付きの発生を抑制することができる。

また、テーパ面部６２，６３は、中心軸線とのなす角α２，α３が、端側のテーパ面部６２よりもテーパ面部６３の方が小さい。これにより、キャップナット１３の規制部３５に端側のテーパ面部６２を接触させた後に他方のテーパ面部６３を接触させることができる。したがって、フロントテーパ面２１ａがキャップナット１３の規制部３５へ円滑に接触する。

また、フロントテーパ面２１Ｃａは、テーパ面部６２よりも端側に、中心軸線とのなす角α１が、テーパ面部６２よりも大きいテーパ面部６１を有する。これにより、キャップナット１３の規制部３５に、端側のテーパ面部６１の接触を抑制しつつテーパ面部６２を接触させることが可能になる。したがって、キャップナット１３の規制部３５の傷付きを抑制することができる。

なお、第４実施形態のチャック装置１１Ｃから、リング５１をなくすことも可能である。

以上の第１〜第４実施形態において、チャック１２，１２Ａ，１２Ｃは、四箇所のフロント側スロット３１が形成されることにより軸方向のフロント側の一部が周方向に四等分され、四箇所のリア側スロット３２が形成されることにより軸方向のリア側の一部が周方向に四等分される場合を例にとり説明したが、八箇所のフロント側スロット３１が形成されることにより軸方向のフロント側の一部が周方向に八等分され、八箇所のリア側スロット３２が形成されることにより軸方向のリア側の一部が周方向に八等分される構造であっても良い。ただし、四等分される構造の方が、チャック自身のスプリングバック力が高まり、チャック１２，１２Ａ，１２Ｃの規制部３５から軸方向に離間する力が大きくなる。よって、四等分される構造の方が、把持解除時に生じ易いチャック１２，１２Ａ，１２Ｃの規制部３５への食い付きの発生を抑制できる。

以上に述べた実施形態は、軸方向の少なくとも一部が周方向に分割されるように形成されて棒状のワークを把持する円筒状のチャックと、該チャックの外周側を覆い、軸方向一側に、前記チャックの軸方向一側の第１当接部に当接して該チャックの軸方向の移動を規制する規制部を有する筒状の外筒と、前記外筒の内周側に軸方向に移動可能に設けられ、軸方向に駆動されて軸方向一側の押圧部が前記チャックの軸方向他側の第２当接部に当接するスリーブと、を備え、前記外筒の前記規制部には移動規制テーパ面が形成され、前記スリーブの前記押圧部には押圧テーパ面が形成され、前記チャックには、軸方向一側の前記第１当接部に、端に向かうほど外径が小径となる第１テーパ面が形成されるとともに、軸方向他側の前記第２当接部に、端に向かうほど外径が小径となる第２テーパ面が形成され、前記第１テーパ面および前記第２テーパ面は、中心軸線とのなす角が同等もしくは前記第２テーパ面よりも前記第１テーパ面の方が小さく、前記移動規制テーパ面、前記押圧テーパ面および前記第２テーパ面は、中心軸線とのなす角が同等であることを特徴とする。これにより、スリーブの押圧部および外筒の規制部からチャックへの押圧力を平均化することができる。これにより、チャックでワークを良好に把持することができる。

また、軸方向の少なくとも一部が周方向に分割されるように形成されて棒状のワークを把持する円筒状のチャックと、該チャックの外周側を覆い、軸方向一側に、前記チャックの軸方向一側の第１当接部に当接して該チャックの軸方向の移動を規制する規制部を有する筒状の外筒と、前記外筒の内周側に軸方向に移動可能に設けられ、軸方向に駆動されて軸方向一側の押圧部が前記チャックの軸方向他側の第２当接部に当接するスリーブと、を備え、前記外筒の前記規制部には移動規制テーパ面が形成され、前記スリーブの前記押圧部には押圧テーパ面が形成され、前記チャックには、軸方向一側の前記第１当接部に、端に向かうほど外径が小径となる第１テーパ面が形成されるとともに、軸方向他側の前記第２当接部に、端に向かうほど外径が小径となる第２テーパ面が形成され、前記第１テーパ面は、中心軸線とのなす角が異なる少なくとも二箇所のテーパ面部を有しており、これら二箇所のテーパ面部が前記移動規制テーパ面に当接することを特徴とする。これにより、外筒の規制部からチャックへの押圧力を平均化することができる。これにより、チャックでワークを良好に把持することができる。また、チャックの規制部への食い付きの発生を抑制することができる。

前記二箇所のテーパ面部は、中心軸線とのなす角が、端側の第１テーパ面部よりも他方の第２テーパ面部の方が小さい。これにより、外筒の規制部に端側の第１テーパ面部を接触させた後に他方の第２テーパ面部を接触させることが可能になる。したがって、第１テーパ面が外筒の規制部へ円滑に接触する。

前記第１テーパ面は、前記第１テーパ面部よりも端側に、中心軸線とのなす角が、前記第１テーパ面部よりも大きい第３テーパ面部を有する。これにより、外筒の規制部に、端側の第３テーパ面部の接触を抑制しつつ第１テーパ面部を接触させることが可能になる。したがって、外筒の規制部の傷付きを抑制することができる。

チャック装置の第１の態様としては、軸方向の少なくとも一部が周方向に分割されるように形成されて棒状のワークを把持する円筒状のチャックと、該チャックの外周側を覆い、軸方向一側に、前記チャックの軸方向一側の第１当接部に当接して該チャックの軸方向の移動を規制する規制部を有する筒状の外筒と、前記外筒の内周側に軸方向に移動可能に設けられ、軸方向に駆動されて軸方向一側の押圧部が前記チャックの軸方向他側の第２当接部に当接するスリーブと、を備え、前記外筒の前記規制部には移動規制テーパ面が形成され、前記スリーブの前記押圧部には押圧テーパ面が形成され、前記チャックには、軸方向一側の前記第１当接部に、端に向かうほど外径が小径となる第１テーパ面が形成されるとともに、軸方向他側の前記第２当接部に、端に向かうほど外径が小径となる第２テーパ面が形成され、前記第１テーパ面および前記第２テーパ面は、中心軸線とのなす角が同等もしくは前記第２テーパ面よりも前記第１テーパ面の方が小さく、前記移動規制テーパ面、前記押圧テーパ面および前記第２テーパ面は、中心軸線とのなす角が同等である。

チャック装置の第２の態様としては、軸方向の少なくとも一部が周方向に分割されるように形成されて棒状のワークを把持する円筒状のチャックと、該チャックの外周側を覆い、軸方向一側に、前記チャックの軸方向一側の第１当接部に当接して該チャックの軸方向の移動を規制する規制部を有する筒状の外筒と、前記外筒の内周側に軸方向に移動可能に設けられ、軸方向に駆動されて軸方向一側の押圧部が前記チャックの軸方向他側の第２当接部に当接するスリーブと、を備え、前記外筒の前記規制部には移動規制テーパ面が形成され、前記スリーブの前記押圧部には押圧テーパ面が形成され、前記チャックには、軸方向一側の前記第１当接部に、端に向かうほど外径が小径となる第１テーパ面が形成されるとともに、軸方向他側の前記第２当接部に、端に向かうほど外径が小径となる第２テーパ面が形成され、前記第１テーパ面は、中心軸線とのなす角が異なる少なくとも二箇所のテーパ面部を有しており、これら二箇所のテーパ面部が前記移動規制テーパ面に当接することを特徴とするチャック装置。

チャック装置の第３の態様としては、前記第２の態様において、前記二箇所のテーパ面部は、中心軸線とのなす角が、端側の第１テーパ面部よりも他方の第２テーパ面部の方が小さい。

チャック装置の第４の態様としては、前記第３の態様において、前記第１テーパ面は、前記第１テーパ面部よりも端側に、中心軸線とのなす角が、前記第１テーパ面部よりも大きい第３テーパ面部を有する。

以上、本発明のいくつかの実施形態について説明してきたが、上述した発明の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその均等物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。

本願は、２０１５年６月３０日出願の日本特許出願番号２０１５−１３１１１１号に基づく優先権を主張する。２０１５年６月３０日出願の日本特許出願番号２０１５−１３１１１１号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書を含む全ての開示内容は、参照により全体として本願に組み込まれる。

１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ チャック装置、 １２，１２Ａ，１２Ｃ チャック、
１３ キャップナット（外筒）、 １４ スリーブ、 ２１，２１Ａ，２１Ｃ フロントテーパ筒状部（第１当接部）、 ２１ａ，２１Ａａ，２１Ｃａ フロントテーパ面（第１テーパ面）、 ２４ リアテーパ筒状部（第２当接部）、 ２４ａ リアテーパ面（第２テーパ面）、 ３５ 規制部、 ３５ａ 移動規制テーパ面、 ４１ 押圧部、 ４１ａ 押圧テーパ面、 ６１ テーパ面部（第３テーパ面部）、 ６２ テーパ面部（第１テーパ面部）、 ６３ テーパ面部（第２テーパ面部）、 Ｗ ワーク

Claims (3)

1. チャック装置であって、
   軸方向の少なくとも一部が周方向に分割されるように形成されたチャックであって、前記軸方向の第１の側に位置する第１当接部と、該第１の側と反対の第２の側に位置する第２当接部と、を有し、棒状のワークを把持する円筒状のチャックと、
   該チャックの外周側を覆う筒状の外筒であって、前記第１当接部に当接して該チャックの軸方向の移動を規制する規制部を前記第１の側に有する筒状の外筒と、
   軸方向に移動可能に前記外筒の内周側に設けられたスリーブであって、軸方向に駆動されて前記第２当接部に当接する押圧部を前記第１の側に有するスリーブと、
   を備え、
   前記外筒の前記規制部には移動規制テーパ面が形成され、
   前記スリーブの前記押圧部には押圧テーパ面が形成され、
   前記チャックには、前記第１当接部に、前記第１の側の端に向かうほど外径が小径となる第１テーパ面が形成されるとともに、前記第２当接部に、前記第２の側の端に向かうほど外径が小径となる第２テーパ面が形成され、
   前記第１テーパ面と前記チャックの中心軸線とがなす第１の角度は、前記第１のテーパ面と前記中心軸線とがなす第２の角度と同等であるか、または、前記第２の角度よりも小さく、
   前記移動規制テーパ面と前記中心軸線とがなす角度と、前記押圧テーパ面と前記中心軸線とがなす角度と、前記第２テーパ面と前記中心軸線とがなす角度とは、同等であり、
   前記第１テーパ面は、少なくとも二つのテーパ面部を有しており、
   前記少なくとも二つのテーパ面部と前記チャックの中心軸線とがなす各々の角度は、互いに異なっており、
   前記少なくとも二つのテーパ面部の各々は、前記移動規制テーパ面に当接する
   チャック装置。
2. 請求項１記載のチャック装置であって、
   前記少なくとも二つのテーパ面部は、第１テーパ面部と、該第１テーパ面部よりも前記第２の側に位置する第２テーパ面部と、を備え、
   前記第２テーパ面部と前記中心軸線とがなす角度は、前記第１テーパ面部と前記中心軸線とがなす角度よりも小さい
   チャック装置。
3. 請求項２記載のチャック装置であって、
   前記第１テーパ面は、前記第１テーパ面部よりも前記第１の側に、第３テーパ面部を備え、
   前記第３テーパ面部と前記中心軸線とがなす角度は、前記第１テーパ面部と前記中心軸線とがなす角度よりも大きい
   チャック装置。

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