JP7288441B2 - 引き込み機能付きチャック - Google Patents
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Description
開示する技術は、工作機械に使用される、引き込み機能付チャックに関する。
引き込み機能付きチャックは、特許文献1に開示されている。開示する技術と特に関連する形態は、その第3の実施例(図7~図11)に開示されている。
チャックでは、ワーク(加工対象)を把持するトップジョーが、マスタージョーに固定されていて、マスタージョーは、軸方向に変位するプランジャーと連結されている。プランジャーは強力な力で引っ張られるので、ワークを把持する瞬間には、チャックに数トンにも及ぶ大きな力が作用する。
そのため、ワークからの反力によってトップジョーの先端側が浮き上がり、ワークの把持精度の低下を招く。この分野では、精度上、1mmよりも小さい、μm単位での誤差が問題となる。引き込み機能は、このような問題を抑制することができる機能である。
構造や機能は、ここで開示する技術とは異なるが、引き込み機能付きチャックは、特許文献2にも開示されている。
特許文献1では、チャックに引き込み機能を付与するために、チャックボディの後部を覆う後盤部12の内面に、中心から放射状に延びる帯状の溝(凹部12-2)を形成し、これら凹部12-2が、マスタージョーの後端と対向するようにしている。そして、後盤部12の内面上に円盤状のライナー19(弾性体)を配置することで、ライナー19と凹部12-2との間に隙間を形成している。
ところで、薄い形状のワークや弾性率が低い材質のワークでは、トップジョーからワークにかかる引込力によりワークを歪ませてしまうことがある。その場合は引込力を低くするために、弾性体の弾性力を調整したい場合がある。その場合、特許文献1のチャックでは、チャックを分解して、ライナー19を交換するしか方法はなく、手間を要する作業となっていた。
そこで開示する技術の目的は、使用条件に応じて引き込み機能の調整を容易に行うことを可能にする、引き込み機能付きチャックを提供することにある。
本発明によれば、ワークを把持した後にそのワークを引き込むように作用する引き込み機能が付いたチャックであって、使用時に回転軸を中心にして回転するチャックボディと、前記チャックボディの内部に配置されて前記回転軸が延びる方向にスライドするプランジャーと、前記プランジャーのスライドに連動して、前記回転軸に垂直な径方向に、前記チャックボディの内部をスライドする複数のマスタージョーと、前記チャックボディの前面に沿ってスライドするように前記マスタージョーの各々に固定され、前記プランジャーが後方にスライドすることによってワークを把持する複数のトップジョーと、を備え、前記チャックボディは、当該チャックボディの後側を覆う後部カバーを有し、前記後部カバーの内側に、前記マスタージョーと協働して、前記引き込み機能を実行する複数の引き込み機構部が設けられ、前記引き込み機構部の各々は、前記マスタージョーの後端部を受け止める弾性変形可能な支持プレートと、前記支持プレートの下方の、前記マスタージョーの後端部に対向する位置に隙間が形成されるように、当該支持プレートの離れた位置を支持する一対の支持部と、を含み、前記支持部の一方が、移動可能な支持ブロックで構成されている、チャックが提供される。
本発明の構成では、支持部の一方が移動可能な支持ブロックで構成されているので、支持ブロックを移動させることによって一対の支持部の間の距離を変化させることができ、これによって、支持プレートを交換することなく、引き込み機能の調整を行うことができる。
以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は互いに組み合わせ可能である。
好ましくは、前記記載のチャックにおいて、前記引き込み機構部の各々は、前記マスタージョーの後端部と対向するように、前記後部カバーの内側に形成された凹部を備え、前記支持プレートは、前記凹部に嵌入され、前記支持ブロックは、前記凹部内に収容されている、チャックである。
好ましくは、前記記載のチャックにおいて、前記マスタージョーの各々は、後方に突出した規制凸部を前記後端部に有し、前記支持プレートは、前記規制凸部を受け止める、チャックである。
好ましくは、前記記載のチャックにおいて、前記支持プレートの各々は、径方向に延びるように形成され、前記支持プレートの径方向に離れた位置が、前記支持部の各々によって支持され、前記支持ブロックが、径方向に移動可能に構成されている、チャックである。
好ましくは、前記記載のチャックにおいて、前記支持ブロックが径方向の外側に配置されていて、前記後部カバーに、外部から前記支持ブロックの移動操作を可能にする引込調整部が設けられている、チャックである。
好ましくは、前記記載のチャックにおいて、前記引込調整部が、前記後部カバーの外周面に形成された貫通孔と、前記貫通孔と重なるように前記支持ブロックに形成されたブロックネジ孔と、前記貫通孔を通じて前記ブロックネジ孔にねじ込まれるスライドネジと、を含み、前記スライドネジが前記支持ブロックの移動方向に延びている、チャックである。
好ましくは、前記記載のチャックにおいて、前記引込調整部が、更に、前記貫通孔に隣接して、前記後部カバーの外周面に形成されたカバーネジ孔と、前記カバーネジ孔にねじ込まれて、その先端が前記支持ブロックに接する位置決めネジと、を含む、チャックである。
好ましくは、前記記載のチャックにおいて、前記引込調整部が、前記支持ブロックに径方向に延びるように形成された第2ブロックネジ孔と、ねじ込み方向への移動が規制された状態で前記第2ブロックネジ孔にねじ込まれたネジ軸と、前記ネジ軸の径方向外側に設けられていて、一定のピッチで回転操作が可能な回動操作部と、前記回動操作部への外部からの操作が可能になるように、前記後部カバーに形成された差込孔と、を含む、チャックである。
好ましくは、前記記載のチャックにおいて、前記引込調整部が、更に、前記ブロックネジ孔と平行に前記支持ブロックに形成された第2ブロックネジ孔と、ねじ込み方向への移動が規制された状態で前記第2ブロックネジ孔にねじ込まれたネジ軸と、前記ネジ軸の径方向外側に設けられていて、一定のピッチで回転操作が可能な回動操作部と、前記回動操作部への外部からの操作が可能になるように、前記後部カバーに形成された差込孔と、を含む、チャックである。
好ましくは、前記記載のチャックにおいて、前記引き込み機構部の各々は、前記マスタージョーの後端部と対向するように、前記後部カバーの内側に形成された凹部を備え、前記支持プレートは、前記凹部に嵌入され、前記支持ブロックは、前記凹部内に収容されている、チャックである。
好ましくは、前記記載のチャックにおいて、前記マスタージョーの各々は、後方に突出した規制凸部を前記後端部に有し、前記支持プレートは、前記規制凸部を受け止める、チャックである。
好ましくは、前記記載のチャックにおいて、前記支持プレートの各々は、径方向に延びるように形成され、前記支持プレートの径方向に離れた位置が、前記支持部の各々によって支持され、前記支持ブロックが、径方向に移動可能に構成されている、チャックである。
好ましくは、前記記載のチャックにおいて、前記支持ブロックが径方向の外側に配置されていて、前記後部カバーに、外部から前記支持ブロックの移動操作を可能にする引込調整部が設けられている、チャックである。
好ましくは、前記記載のチャックにおいて、前記引込調整部が、前記後部カバーの外周面に形成された貫通孔と、前記貫通孔と重なるように前記支持ブロックに形成されたブロックネジ孔と、前記貫通孔を通じて前記ブロックネジ孔にねじ込まれるスライドネジと、を含み、前記スライドネジが前記支持ブロックの移動方向に延びている、チャックである。
好ましくは、前記記載のチャックにおいて、前記引込調整部が、更に、前記貫通孔に隣接して、前記後部カバーの外周面に形成されたカバーネジ孔と、前記カバーネジ孔にねじ込まれて、その先端が前記支持ブロックに接する位置決めネジと、を含む、チャックである。
好ましくは、前記記載のチャックにおいて、前記引込調整部が、前記支持ブロックに径方向に延びるように形成された第2ブロックネジ孔と、ねじ込み方向への移動が規制された状態で前記第2ブロックネジ孔にねじ込まれたネジ軸と、前記ネジ軸の径方向外側に設けられていて、一定のピッチで回転操作が可能な回動操作部と、前記回動操作部への外部からの操作が可能になるように、前記後部カバーに形成された差込孔と、を含む、チャックである。
好ましくは、前記記載のチャックにおいて、前記引込調整部が、更に、前記ブロックネジ孔と平行に前記支持ブロックに形成された第2ブロックネジ孔と、ねじ込み方向への移動が規制された状態で前記第2ブロックネジ孔にねじ込まれたネジ軸と、前記ネジ軸の径方向外側に設けられていて、一定のピッチで回転操作が可能な回動操作部と、前記回動操作部への外部からの操作が可能になるように、前記後部カバーに形成された差込孔と、を含む、チャックである。
以下、開示する技術の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。説明で用いる前後の方向は、チャックを基準とする(説明の便宜上、対象部材を基準に上下の方向を用いる場合もある)。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。また、各特徴事項について独立して発明が成立する。
1.第1実施形態
図1に、本発明の第1実施形態の引き込み機能付きチャック(単にチャック1ともいう)を示す。チャック1は、ワークWを加工する際に、工作機械2に取り付けて使用される。
図1に、本発明の第1実施形態の引き込み機能付きチャック(単にチャック1ともいう)を示す。チャック1は、ワークWを加工する際に、工作機械2に取り付けて使用される。
すなわち、チャック1は、外観が、肉厚な円盤形状をしたチャックボディ10を備えており、その後部が工作機械2のスピンドル2aに取り付けられる。加工時のチャック1は、スピンドル2aとともに、前後方向に延びる回転軸Jを中心にして回転駆動される。
チャックボディ10の前面には、複数(このチャック1では3つ)のトップジョー3が放射状に配置されていて、これらトップジョー3が、チャックボディ10の前面に沿って、径方向(回転軸Jに対して垂直な方向)にスライドするように構成されている。そうすることで、ワークWを把持したりワークWを離したりする。
例えば、チャックボディ10の前面の中心部にワークWを差し込み、トップジョー3を中心に向かってスライドさせれば、ワークWは、その中心を回転軸Jに精度高く一致させた状態で、チャック1に強固に把持される。なお、図例では、ワークWをその外側から把持する場合を表しているが、トップジョー3などの向きを逆にすることで、ワークWをその内側から把持するようにもできる。
図2に、チャック1の内部構造を示す。チャック1は、チャックボディ10やトップジョー3に加え、プランジャー20、ブッシュ30、マスタージョー40などの部材で構成されている。特に、このチャック1には、凹部61や支持プレート62などの、引き込み機能を実行する引き込み機構部60や、引き込み機能を調整する引込調整部70などが設けられているが、これらについては後述する。
(チャックボディ10)
図3の(a)及び(b)に詳しく示すように、チャックボディ10は、肉厚な円盤形状をしたボディ本体11と、ボディ本体11の前側を覆うように、ボディ本体11の前面に装着される円盤状の前部カバー12と、ボディ本体11の後側を覆うように、ボディ本体11の後面に装着される円盤状の後部カバー13とで構成されている。
図3の(a)及び(b)に詳しく示すように、チャックボディ10は、肉厚な円盤形状をしたボディ本体11と、ボディ本体11の前側を覆うように、ボディ本体11の前面に装着される円盤状の前部カバー12と、ボディ本体11の後側を覆うように、ボディ本体11の後面に装着される円盤状の後部カバー13とで構成されている。
ボディ本体11には、主収容穴14や副収容穴15が、ボディ本体11の後側から前方に向かって窪むように形成されている。主収容穴14は、ボディ本体11の中央部に、軸方向(回転軸Jが延びる方向)に延びるように形成された断面円形状の穴であり、プランジャー20を収容する。副収容穴15は、トップジョー3の個数及び配置に対応して、主収容穴14の周囲に、主収容穴14と部分的に重なるように形成された複数の断面円形状の穴であり、マスタージョー40及びブッシュ30を収容する。
副収容穴15は、主収容穴14と異なり、ボディ本体11を貫通している。ボディ本体11の前面には、各副収容穴15と重なるように、径方向に延びる略矩形のスライド凹部16が複数、放射状に形成されている(実際には、スライド凹部16の四隅のみが顕在)。
主収容穴14の底部の中心には、ボディ本体11の前面に貫通する小径の軸挿通孔11aが形成されている。ボディ本体11の、互いに隣接した副収容穴15の間の部分には、取付ボルトB1(スピンドル2aに締結するためのボルト)が挿通される取付ボルト孔11bや、カバーボルトB2(前部カバー12及び後部カバー13を締結するためのボルト)が締結されるカバーボルト孔11cが形成されている。
前部カバー12の内側(後側の面)には、各スライド凹部16と対向するように、径方向に延びる矩形のスライド開口17が複数、放射状に形成されている。スライド開口17はスライド凹部16よりもひとまわり小さく形成されており、前部カバー12の内側におけるスライド開口17の周囲には、スライド凹部16の上に重なるスライド溝18が形成されている。
前部カバー12には、更に、軸挿通孔11aに重なる前側軸挿通孔12a、取付ボルト孔11bに重なる前側取付ボルト孔12b、カバーボルト孔11cに重なる前側カバーボルト孔12cなども形成されている。
後部カバー13の内側(前側の面)には、各副収容穴15の個数及び配置に対応して、径方向に延びる矩形の凹部61が複数、放射状に形成されている(凹部61の詳細は後述)。後部カバー13の中心部には、後部カバー13を貫通する後側軸挿通孔13aが形成されている。
後部カバー13には、更に、取付ボルト孔11bに重なる後側取付ボルト孔13b、カバーボルト孔11cに重なる後側カバーボルト孔13cなども形成されている。図2に示すように、前部カバー12及び後部カバー13が、カバーボルトB2による締結でボディ本体11に取り付けられることにより、チャックボディ10が構成されている。そのチャックボディ10の内部には、プランジャー20、ブッシュ30、マスタージョー40などが配置されている。
(プランジャー20)
図2、図4に示すように、プランジャー20は、プランジャー本体21と連結プレート22とを有している。
図2、図4に示すように、プランジャー20は、プランジャー本体21と連結プレート22とを有している。
プランジャー本体21は、前側軸挿通孔12a及び軸挿通孔11aに挿通されて回転自在に軸支される前側軸部21aと、後側軸挿通孔13aに挿通されて回転自在に軸支される後側軸部21bと、これらの間に設けられて主収容穴14に嵌入される主軸部21cとで一体に構成されている。
主軸部21cには、各副収容穴15に臨むとともに副収容穴15に連なる断面円弧状のブッシュ支持面23が形成されている。後側軸部21bの後端部には、工作機械2のドローバー2bが連結されるドローバー連結孔24が形成されている。
連結プレート22は、主軸部21cの前面と略同一の外縁形状を有する板状の部材であり、主軸部21cの前面にボルトB3で固定されている。連結プレート22は、主軸部21cのブッシュ支持面23より径方向の外側に僅かに張り出す係合縁部25を有している。前後方向の大きさは、主収容穴14よりも、連結プレート22及び主軸部21cの全長の方が小さく形成されており、プランジャー20は、チャックボディ10の内部を前後方向にスライド可能となっている。
(ブッシュ30)
ブッシュ30は、略円筒状の部材であり、各副収容穴15に嵌入されている。前後方向の大きさは、副収容穴15よりもブッシュ30の方が小さく形成されており、ブッシュ30は、チャックボディ10の内部を前後方向にスライド可能となっている。ブッシュ30の内部の孔(ウェッジ孔31)は、その中心線(回転軸Jと平行)に対して所定の傾斜角で傾斜している。
ブッシュ30は、略円筒状の部材であり、各副収容穴15に嵌入されている。前後方向の大きさは、副収容穴15よりもブッシュ30の方が小さく形成されており、ブッシュ30は、チャックボディ10の内部を前後方向にスライド可能となっている。ブッシュ30の内部の孔(ウェッジ孔31)は、その中心線(回転軸Jと平行)に対して所定の傾斜角で傾斜している。
ブッシュ30の外周面には、環状の係合溝32が全周にわたって形成されている。この係合溝32に係合縁部25が嵌まり込むことで、各ブッシュ30は、プランジャー20と連動して、チャックボディ10の内部を前後方向にスライドする。プランジャー20は、これらブッシュ30を介して、マスタージョー40と連結されている。
(マスタージョー40)
マスタージョー40は、ベース部40a、フランジ部40b、ウェッジ部40cなどで、一体に構成されている。
マスタージョー40は、ベース部40a、フランジ部40b、ウェッジ部40cなどで、一体に構成されている。
ベース部40aは、スライド開口17よりもひとまわり小さくて一方が長い略直方体状に形成されている。ベース部40aは、チャックボディ10に対して径方向に延びるように配置され、その前部は、スライド開口17を通じて、チャックボディ10の前方に露出する。ベース部40aの前部には、固定ボルト孔41が形成されており、固定ボルト孔41へボルトB4を締結することにより、トップジョー3がベース部40aに着脱可能に固定されている。
フランジ部40bは、ベース部40aの後側から垂直に張り出した矩形板状の部分であり、スライド凹部16に嵌入されている。径方向の大きさは、スライド凹部16よりもフランジ部40bの方が小さく形成されており、マスタージョー40は、チャックボディ10の内部を径方向にスライド可能となっている。
幅方向(径方向に垂直な方向)の大きさは、スライド凹部16よりもスライド溝18の方が小さく形成されており、フランジ部40bの両側の側縁部分は、前部カバー12の内面に近接または接触している。それにより、マスタージョー40は、前部カバー12によって前方への変位が規制されている。
ベース部40aの前側には、スライド溝18に嵌入するように、矩形枠状のシール枠42が装着されている。シール枠42の前面及び後面には、シール材42aが取り付けられており、このようなシール枠42により、スライド開口17と副収容穴15との間の隙間が封止されている。
ウェッジ部40cは、ベース部40aの後側に連なる部分であり、略円柱状の形状を有している。ウェッジ部40cは、フランジ部40bに対してウェッジ孔31と同じ傾斜角で、径方向に斜めに延びており、ウェッジ孔31に嵌入されている。
ウェッジ部40cの後端部には、引き込み機能を実行する規制凸部43が設けられている。規制凸部43は、ウェッジ部40cの後端部の径方向における各隅部のうち、ウェッジ部40cが傾斜してフランジ部40bから離れた側の隅部に位置している。それにより、規制凸部43は、ウェッジ部40cの隅部にあっても、ベース部40aに対して径方向の略中央に位置している。
規制凸部43は、幅方向に細長く延びた弓形の形状を有し、ウェッジ部40cの後端部から後方に突出している。この規制凸部43が、後部カバー13に配置された支持プレート62に接触して受け止められた状態となっている。それにより、マスタージョー40は、後部カバー13によって後方への変位が規制されている。
(チャック1の基本的動作)
図2は、トップジョー3が最も径方向の外側に位置した状態を表している。従って、この状態から、ドローバー2bを後方に引っ張ると、プランジャー20は後方にスライドする。そのプランジャー20のスライドに連動して、各ブッシュ30も後方にスライドする。逆に、ドローバー2bを前方に押し出せば、プランジャー20及び各ブッシュ30は、前方にスライドする。
図2は、トップジョー3が最も径方向の外側に位置した状態を表している。従って、この状態から、ドローバー2bを後方に引っ張ると、プランジャー20は後方にスライドする。そのプランジャー20のスライドに連動して、各ブッシュ30も後方にスライドする。逆に、ドローバー2bを前方に押し出せば、プランジャー20及び各ブッシュ30は、前方にスライドする。
一方、各マスタージョー40は、そのフランジ部40bと規制凸部43とによって前後方向の変位が規制されているため、ウェッジ孔31とウェッジ部40cとによる斜めの嵌合(いわゆる楔作用)により、プランジャー20の軸方向へのスライドに連動して、径方向にスライドする。
従って、プランジャー20が軸方向を後方にスライドすると、各マスタージョー40は、径方向を内側(中心側)にスライドする。各トップジョー3は、各マスタージョー40に固定されているため、トップジョー3は、マスタージョー40と共に、チャックボディ10の前面に沿って径方向を内側にスライドする。
図5に示すように、事前に、ワークWの先端がチャックボディ10の前面に突き当たるように、ワークWをチャックボディ10の前面の中心部に差し込んでおくと、プランジャー20が後方にスライドする途中で、各トップジョー3がワークWに突き当たり、ワークWはトップジョー3に把持される。
このとき、このチャック1には、引き込み機能が付与されているので、ワークWを把持した後に、ワークWを引き込むように作用する。従って、ワークWの先端を、チャックボディ10の前面に突き当てて、ワークWを軸方向に正確に位置決めすることができる。
また、このとき、プランジャー20は、強い力で引っ張られているので、各トップジョー3は、ワークWを強く把持する一方で、ワークWから強い反力を受ける。その反力によりマスタージョー40やトップジョー3は弾性変形し、ワークWが浮き上がる場合がある。浮き上がる大きさは、僅かであるが(例えば、数10μmから数100μmのレベル)、このような浮き上がりは、ワークWの把持精度を悪化させ、加工精度に悪影響を及ぼす。
引き込み機能は、そのワークWの浮き上がりを抑制するものである。
このような引き込み機能を、規制凸部43と協働して実行するため、複数の引き込み機構部60が、後部カバー13の内側に設けられている。
(引き込み機構部60)
図2、図6に示すように、引き込み機構部60は、凹部61、支持プレート62、固定支持部63(支持部)、支持ブロック64(支持部)などで構成されていて、マスタージョー40毎に設けられている。
図2、図6に示すように、引き込み機構部60は、凹部61、支持プレート62、固定支持部63(支持部)、支持ブロック64(支持部)などで構成されていて、マスタージョー40毎に設けられている。
凹部61は、径方向に延びるように、後部カバー13の内側(詳細には、後部カバー13の平坦な前面)に形成された、上面視が略矩形の凹みであり、マスタージョー40の後端部と対向する位置に設けられている。凹部61には、底面が平坦で、深さがそれぞれ異なる、第1領域61a、第2領域61b、及び第3領域61cからなる、3つの領域が形成されている。なお、凹部61の各所に認められる半円状の窪みは、凹部61を形成する際に用いられたエンドミルの加工跡である。
第1領域61aは、最も浅い領域であり、凹部61における径方向の内側に形成されている。第1領域61aは、凹部61の端部の縁に沿って帯状に延びるように形成されている。第3領域61cは、最も深い領域であり、凹部61における径方向の外側に大きく形成されている。第2領域61bは、第1領域61aよりも僅かに深く広い領域であり、第1領域61aと第3領域61cとの間に帯状に形成されている。
固定支持部63は、凹部61の内部における径方向の内側に設けられる。本実施形態では、固定支持部63は、第1領域61a及び第2領域61bによって構成されている。
支持ブロック64は、固定支持部63と略同じ形状に形成された角柱状の部材からなる。支持ブロック64の上面には、幅方向に延びる支持領域64a(第1領域61aに対応した領域)と、支持領域64aよりも僅かに低い不支持領域64b(第2領域61bに対応した領域)とが形成されている。支持ブロック64は、支持領域64aを径方向の外側に位置させた状態で、幅方向に延びるように第3領域61cに収容されている。
支持ブロック64を第3領域61cに収容した状態では、支持領域64aと第1領域61aは高さが一致した状態で、径方向に相対するように設計されている。
支持ブロック64の幅方向に臨む両端面は、凹部61の両側面に摺動可能な状態で、近接または接触している。径方向の大きさは、第3領域61cよりも支持ブロック64の方が小さく形成されていて、支持ブロック64は、第3領域61cの内部を、径方向に円滑に移動可能になっている。
支持プレート62は、弾性変形を容易にする薄肉の金属板からなる。支持プレート62は、一方の辺側が長い矩形に形成されていて、径方向に延びるように、各凹部61に嵌入されている。支持プレート62は、第1領域61a及び支持領域64aの深さと略同一の厚みを有しており、凹部61に嵌入された状態では、第1領域61a及び支持領域64aの各領域によって、その径方向に離れた部分が支持されている。
第1領域61aと支持領域64aとの間には、これらより深い、第2領域61b及び不支持領域64b、また、支持ブロック64の位置によっては第3領域61cが存在している。そのため、第1領域61aと支持領域64aとによって支持されている、支持プレート62の間の領域の下方には、常に、その全域にわたって隙間が存在し、支持プレート62が撓んで弾性変形できるように構成されている(この領域を弾性変形領域ともいう)。
上述したように、支持プレート62の表側(前側)の面には規制凸部43が接触し、マスタージョー40は支持プレート62に受け止められた状態となっている。詳細には、マスタージョー40が径方向にスライドする全範囲において、規制凸部43が、常に、弾性変形領域に接触するように構成されている。
すなわち、支持ブロック64が、径方向を最も内側に移動し(第2領域61bとの境界に位置する第3領域61cの内側端面65に支持ブロック64が突き当たった状態)、かつ、マスタージョー40が径方向を最も内側にスライドした場合であっても、規制凸部43は、弾性変形領域の略中間部分に位置するように構成されている。
図2に示したように、マスタージョー40が径方向を最も外側にスライドした場合も、規制凸部43は、弾性変形領域の略中間部分に位置するように構成されている。これは、マスタージョー40やトップジョー3、ブッシュ30の向きを逆にして、ワークWをその内側から把持する場合も同様である。
従って、プランジャー20が後方に引っ張られて、トップジョー3がワークWを把持すると、プランジャー20を後方に引っ張る力が作用し、支持プレート62が弾性変形する。そうすることで、マスタージョー40及びトップジョー3は、ワークWを把持した後に、後方に僅かに変位する。それにより、トップジョー3は、ワークWを引き込むように作用し、浮き上がりを抑制する。
マスタージョー40は、規制凸部43を介して弾性変形領域に支持されているため、弾性変形領域との接触面積は小さい。そして、径方向の離れた位置で支持された支持プレート62の弾性変形領域の略中間部分に、その規制凸部43が位置している。従って、マスタージョー40を介して作用する力を、支持プレート62の撓み易い部位に集約して受け止めることとなるため、支持プレート62の弾性を効果的に利用できる。
更に、支持プレート62の一方を支持している支持ブロック64は、径方向に移動可能である。すなわち、支持プレート62の支持位置の間隔の大きさが調整できる。支持プレート62の弾性変形量は、支持プレート62の支持位置の間隔の大きさにより可変する。従って、その間隔を調整することで、引き込み機能の調整ができる。
支持ブロック64が、相対的に長い径方向に移動するので、引き込み機能の調整幅を大きくできる。
そして、このチャック1では、そのような引き込み機能の調整が簡単に行えるように、後部カバー13に、外部から支持ブロック64の移動操作を可能にする引込調整部70が設けられている。
(引込調整部70)
図6、図7に、本実施形態の引込調整部70の詳細を示す。引込調整部70は、スライドネジ71、位置決めネジ72などで構成されている。
図6、図7に、本実施形態の引込調整部70の詳細を示す。引込調整部70は、スライドネジ71、位置決めネジ72などで構成されている。
後部カバー13の外周面のうち、各凹部61の径方向の外側の部位には、長溝73が凹み形成されている。この長溝73の底面に2つの孔(貫通孔74、カバーネジ孔75)が隣接した状態で形成されている。貫通孔74及びカバーネジ孔75は、平行して延びるように後部カバー13を貫通し、凹部61に連通している。カバーネジ孔75には雌ネジが形成されているが、貫通孔74は、雌ネジの無い断面円形状に形成されている。
支持ブロック64には、ブロックネジ孔76が、その両側面を貫通するように形成されている。ブロックネジ孔76は、貫通孔74と互いの中心線が一致する位置に配置されている。
スライドネジ71は、比較的長い雄ネジを有する長軸部71aと、工具(本実施形態では六角棒スパナ)によって回転可能な頭部71bとを有している。長軸部71aは貫通孔74よりも小径で、頭部71bは貫通孔74よりも大径である。このようなスライドネジ71が、貫通孔74を通じて凹部61に挿入され、ブロックネジ孔76にねじ込まれている。
スライドネジ71は、支持ブロック64の移動方向に延びており、支持ブロック64は、スライドネジ71がブロックネジ孔76にねじ込まれた状態で、ほとんど抵抗を受けることなく、第3領域61cの全域にわたって径方向に移動できるように構成されている。
位置決めネジ72は、カバーネジ孔75にねじ込まれている。位置決めネジ72は、比較的短い雄ネジを有する短軸部72aと、スライドネジ71と同様の構造、かつカバーネジ孔75よりも大径の頭部72bとを有している。位置決めネジ72は、主に、支持ブロック64を位置決めするために用いられる。
すなわち、ワークWの形状や材質など、使用時の条件に応じて、短軸部72aの長さの異なる位置決めネジ72が選択して使用される。スライドネジ71及び位置決めネジ72を、後部カバー13から抜き取れば、支持ブロック64は、スライド自在なフリーの状態になる。その状態で、選択した位置決めネジ72をカバーネジ孔75にねじ込む。そうした後、スライドネジ71をブロックネジ孔76にねじ込むことにより、支持ブロック64を径方向の外側に移動させていく。
支持ブロック64が位置決めネジ72の先端に突き当たると、支持ブロック64の移動が規制されるので、支持ブロック64は、その位置で固定される。従って、この引込調整部70によれば、少数の汎用部材と簡単な構造のみで、外部から支持ブロック64の移動操作が可能になり、引き込み機能の調整が簡単に行える。
スライドネジ71がねじ込まれる位置、及び位置決めネジ72の先端が突き当たる位置は、支持ブロック64の幅方向の中央の両側で隣接するように配置されている。それにより、位置決めされた支持ブロック64は、強固に安定して固定できるようになっている。なお、スライドネジ71は、1本に限らず2本であってよい。その場合、位置決めネジ72の両側にスライドネジ71を配置するのが好ましい。また、位置決めネジ72は、1本に限らず2本であってもよい。その場合は、スライドネジ71の両側に位置決めネジ72を配置するのが好ましい。
2.第2実施形態
図8を用いて、本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に類似しており、引込調整部70の代わりに、第2引込調整部80を備える点が主な相違点である。以下、相違点を中心に説明する。
図8を用いて、本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に類似しており、引込調整部70の代わりに、第2引込調整部80を備える点が主な相違点である。以下、相違点を中心に説明する。
第2引込調整部80では、上述した位置決めネジ72に代えて、ネジ軸81や回動操作部82などが設けられている。
第2引込調整部80では、後部カバー13の外周面のうち、各凹部61の径方向の外側の部位に、2つの孔(貫通孔83、差込孔84)が隣接した状態で形成されている。貫通孔83及び差込孔84は、平行して延びるように後部カバー13を貫通し、凹部61に連通している。差込孔84には雌ネジが形成されているが、貫通孔83は、雌ネジの無い断面円形状に形成されている。
支持ブロック64には、ブロックネジ孔84及び第2ブロックネジ孔85からなる2つのネジ孔が、その両側面を平行して貫通するように形成されている。ブロックネジ孔84及び第2ブロックネジ孔85の各々は、貫通孔83及び差込孔84の各々と互いの中心線が一致する位置に配置されていて、貫通孔83及び差込孔84と重なるように形成されている。
ブロックネジ孔84には、引込調整部70と同じように、スライドネジ71が、貫通孔83を通じて凹部61に挿入され、ブロックネジ孔84にねじ込まれている。
ネジ軸81は、比較的長い雄ネジからなり、径方向に延びる第2ブロックネジ孔85にねじ込まれている。径方向の内側に位置しているネジ軸81の先端は、第3領域61cの内側端面65に近接または接触している。
回動操作部82は、ネジ軸81の径方向の外側に、一体に設けられている。回動操作部82の端面は、内側端面65と対向している、第3領域61cの外側端面66に近接または接触している。詳細には、第3領域61cの外側端面66に、径方向の外側に凹む逃げ溝86が形成されていて、その逃げ溝86に、回動操作部82が収容されている。その逃げ溝86の底部に回動操作部82の端面が近接または接触している。
それにより、ネジ軸81は、ねじ込み方向(径方向)への移動が規制されていて、第2ブロックネジ孔85にネジ軸81をねじ込むと、ネジ軸81は径方向に移動しないで、相対的に支持ブロック64が径方向に移動するようになっている。
回動操作部82の端面には、工具(本実施形態では六角棒スパナ)によってネジ軸81を回転させることができる工具穴82aが形成されている。回動操作部82の端面は、差込孔84に臨むように配置されていて、外部から差込孔84を通じて、工具穴82aに工具が差し込めるようになっている。通常の状態では、差込孔84に封止ネジ87がねじ込まれていて、差込孔84は塞がれた状態になっている。
回動操作部82は、一定のピッチで回転操作が可能に構成されている。すなわち、回動操作部82には、公知のラチェット機構88が付設されていて、正回転及び逆回転の両回りに、ネジ軸81及び回動操作部82を回転して、所定の回転角度毎に位置決めできるように構成されている。
例えば、回動操作部82の外周面の一箇所に凹みを形成し、回動操作部82の外周面に、その凹みに嵌まり込む規制片をバネで押し付けるように、ラチェット機構88を構成してもよい。そうすれば、回動操作部82が一回転する毎に、回動操作部82の回転動作が制限され、ネジ軸81及び回動操作部82を位置決めできる。
第2引込調整部80の場合、スライドネジ71を後部カバー13から抜き取れば、回動操作部82及びネジ軸81の回転操作によって、支持ブロック64がスライド可能な状態になる。その状態で、封止ネジ87を取り外し、差込孔84を通じて工具穴82aに工具を差し込む。
そうして、回動操作部82及びネジ軸81を回転させ、支持ブロック64を基準位置(例えば、支持ブロック64が外側端面66に接触する位置)に移動させる。その後、所定回数のピッチ分だけ、回動操作部82及びネジ軸81を逆に回転させ、所望する弾性力が得られる位置に支持ブロック64を移動させる。
そうした後、スライドネジ71をブロックネジ孔84にねじ込む。そうすることにより、支持ブロック64は位置決めされた状態で固定される。従って、この第2引込調整部80によれば、位置決めネジ72を取り換える必要が無く、工具を操作するだけで、外部から支持ブロック64の移動操作が可能になり、引き込み機能の調整が簡単に行える。
3.その他の実施形態
本発明は、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。例えば、支持ブロック64が移動する方向は、径方向が好ましいが、それに限らない。
本発明は、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。例えば、支持ブロック64が移動する方向は、径方向が好ましいが、それに限らない。
上述した引込調整部70や第2引込調整部80のような形態の場合、位置決めネジ72やネジ軸81などは、仕様に応じて他の形態に変更できる。要は、支持ブロック64が位置決めできればよく、例えば、支持ブロック64に、後部カバー13に固定可能なピンを後部カバー13から突出させ、そのピンの突出量の調整によって支持ブロック64を位置決めできるようにしてもよい。
第2引込調整部80の場合、スライドネジ71は無くてもよい。例えば、ラチェット機構88によって支持ブロック64が位置決めできれば、スライドネジ71は不要になる。封止ネジ87でネジ軸81を固定することで、支持ブロック64が位置決めできれば、その場合もスライドネジ71は不要になる。
チャックボディの形態は一例である。例えば、後部カバーは、ボディ本体と一体に構成されていてもよい。貫通孔に雌ネジを形成してスライドネジを貫通孔にねじ込むことにより、スライドネジ単独で支持ブロックを移動したり位置決めしたりしてもよい。
上述した実施形態では、マスタージョー40の後端部に設けられた規制凸部43を支持プレート62に当接させているが、規制凸部43をマスタージョー40に設けなくてもよい。この場合、マスタージョー40の後端部が例えば平坦面を有し、この平坦面が支持プレート62に当接し、支持プレート62によって支持される。
後部カバー13の凹部61は、設けなくてもよい。この場合、例えばピンを用いて支持プレートの位置決めをしたり、レールのようなガイド機構を設けることによって、支持ブロック64をスライド移動させたりすることができる。
1:チャック、3:トップジョー、10:チャックボディ、11:ボディ本体、12:前部カバー、13:後部カバー、20:プランジャー、21:プランジャー本体、22:連結プレート、30:ブッシュ、40:マスタージョー、60:引き込み機構部、61:凹部、62:支持プレート、63:固定支持部(支持部)、64:支持ブロック(支持部)、70:引込調整部、71:スライドネジ、72:位置決めネジ、80:第2引込調整部、81:ネジ軸、82:回動操作部、J:回転軸、W:ワーク
Claims (9)
- ワークを把持した後にそのワークを引き込むように作用する引き込み機能が付いたチャックであって、
使用時に回転軸を中心にして回転するチャックボディと、
前記チャックボディの内部に配置されて前記回転軸が延びる方向にスライドするプランジャーと、
前記プランジャーのスライドに連動して、前記回転軸に垂直な径方向に、前記チャックボディの内部をスライドする複数のマスタージョーと、
前記チャックボディの前面に沿ってスライドするように前記マスタージョーの各々に固定され、前記プランジャーが後方にスライドすることによってワークを把持する複数のトップジョーと、
を備え、
前記チャックボディは、当該チャックボディの後側を覆う後部カバーを有し、
前記後部カバーの内側に、前記マスタージョーと協働して、前記引き込み機能を実行する複数の引き込み機構部が設けられ、
前記引き込み機構部の各々は、
前記マスタージョーの後端部を受け止める弾性変形可能な支持プレートと、
前記支持プレートの下方の、前記マスタージョーの後端部に対向する位置に隙間が形成されるように、当該支持プレートの離れた位置を支持する一対の支持部と、
を含み、
前記支持部の一方が、移動可能な支持ブロックで構成されている、チャック。 - 請求項1に記載のチャックにおいて、
前記引き込み機構部の各々は、前記マスタージョーの後端部と対向するように、前記後部カバーの内側に形成された凹部を備え、
前記支持プレートは、前記凹部に嵌入され、
前記支持ブロックは、前記凹部内に収容されている、チャック。 - 請求項1又は請求項2に記載のチャックにおいて、
前記マスタージョーの各々は、後方に突出した規制凸部を前記後端部に有し、
前記支持プレートは、前記規制凸部を受け止める、チャック。 - 請求項1~請求項3の何れか1つに記載のチャックにおいて、
前記支持プレートの各々は、径方向に延びるように形成され、
前記支持プレートの径方向に離れた位置が、前記支持部の各々によって支持され、
前記支持ブロックが、径方向に移動可能に構成されている、チャック。 - 請求項4に記載のチャックにおいて、
前記支持ブロックが径方向の外側に配置されていて、前記後部カバーに、外部から前記支持ブロックの移動操作を可能にする引込調整部が設けられている、チャック。 - 請求項5に記載のチャックにおいて、
前記引込調整部が、
前記後部カバーの外周面に形成された貫通孔と、
前記貫通孔と重なるように前記支持ブロックに形成されたブロックネジ孔と、
前記貫通孔を通じて前記ブロックネジ孔にねじ込まれるスライドネジと、
を含み、
前記スライドネジが前記支持ブロックの移動方向に延びている、チャック。 - 請求項6に記載のチャックにおいて、
前記引込調整部が、更に、
前記貫通孔に隣接して、前記後部カバーの外周面に形成されたカバーネジ孔と、
前記カバーネジ孔にねじ込まれて、その先端が前記支持ブロックに接する位置決めネジと、
を含む、チャック。 - 請求項5に記載のチャックにおいて、
前記引込調整部が、
前記支持ブロックに径方向に延びるように形成された第2ブロックネジ孔と、
ねじ込み方向への移動が規制された状態で前記第2ブロックネジ孔にねじ込まれたネジ軸と、
前記ネジ軸の径方向外側に設けられていて、一定のピッチで回転操作が可能な回動操作部と、
前記回動操作部への外部からの操作が可能になるように、前記後部カバーに形成された差込孔と、
を含む、チャック。 - 請求項6に記載のチャックにおいて、
前記引込調整部が、更に、
前記ブロックネジ孔と平行に前記支持ブロックに形成された第2ブロックネジ孔と、
ねじ込み方向への移動が規制された状態で前記第2ブロックネジ孔にねじ込まれたネジ軸と、
前記ネジ軸の径方向外側に設けられていて、一定のピッチで回転操作が可能な回動操作部と、
前記回動操作部への外部からの操作が可能になるように、前記後部カバーに形成された差込孔と、
を含む、チャック。
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