JPH07314219A - 工作機械のチャック装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 研削加工されるシャフト物の複数箇所を押圧
する各部材の力が摩耗の進行にかかわらず、一定かつ均
等となるようにする。 【構成】 非稼働状態では、シャフト物Ｗの複数箇所を
押圧する各ローラ２６が、カム面３１でもその内径が最
も小さい領域に係合するようにドライブ部材２８の位相
を保っている。シャフト物Ｗを把持する場合、一旦、ば
ね部材３４の復帰力に抗して摺動リング６を図上、セン
タ軸１の回りに時計方向に外部操作し、各ローラ２６を
内径が最も大きなカム面領域に係合するようにドライブ
部材２８を移相し、その後、外部操作を解くと、ドライ
ブ部材２８が非稼働時の位相に戻ろうとして、各ローラ
２６がカム面３１によって、シャフト外周面の接線方向
と内径方向との合成方向に付勢され、シャフト物Ｗを把
持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、変速機のメインシャフ
ト、カウンタシャフト等、シャフト物の外形を研削或い
は研摩する工作機械において、シャフト物の一端を把持
するチャック装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】変速機のシャフト物を外形の研削或いは
研摩する工作機械において、シャフト物Ｗの一端を把持
するチャック装置は、従来、例えば図７及び図８に示す
ように、センタ軸１の軸心に対し径方向に１２０°間隔
で延びる各チャック爪２を、該軸心と平行の軸（後述す
るピン１０）を中心に揺動可能に配設したものが周知で
ある。

【０００３】この従来のチャック装置を具体的に説明す
ると、センタ軸１は、図示しない支持手段により非回転
状態に固定されており、シャフト物Ｗが導入される先端
の頭部１ａには同シャフト物Ｗを位置決めするためのテ
ーパ端面１ｂが形成されている。該頭部１ａより後方側
には、加工時、図略した駆動機構によってセンタ軸１の
回りに回転される円筒状の回転部材３が設けられてお
り、該回転部材３の中央円筒部分にはチャック爪２が組
付けられたホルダプレート７が、平ねじ３ａによって取
付けられている。

【０００４】ホルダプレート７は、中央にセンタ軸１の
頭部１ａを収容した中央通孔７ａを有するほぼ円筒体
で、該中央通孔７ａの周壁には、径方向の貫通溝８が形
成されるとともに、該貫通溝８と直交する軸心と平行の
通孔９（図８）が形成され、該通孔９にはピン１０が圧
入されている。チャック爪２は、ほぼ中間部が上記ピン
１０に揺動自在に支持された状態で上記貫通溝８に収嵌
されている。

【０００５】また、上記回転部材３とホルダプレート７
との間の外域には、該回転部材３及びホルダプレート７
に対しセンタ軸１の回りに回動自在な摺動リング６が介
装されている。該摺動リング６の外周には、ラチェット
歯４ａを外周面に有したラチェットリング４が一体化さ
れ、該摺動リング６は、該ラチェットリング４が図示し
ない外部装置により往復直動される駆動歯によってセン
タ軸１の回りに回動駆動されることによりセンタ軸１の
回りに回動する。

【０００６】摺動リング６には、チャック爪２に対応し
て軸心と平行のピン５が圧入により突設されていて、該
ピン５にはチャック爪２の一端が係合されている。そし
て、このチャック爪２の一端は、コイルスプリング１１
（図７）を介してホルダプレート７の外周から突起した
ボルト１３に係止されている。また、チャック爪２の他
端には、シャフト物Ｗの外周面と係合するカム面２ａが
形成されている。このカム面２ａは、図７からわかるよ
うに、シャフト物外周面に接する円弧面、換言すれば、
ピン１０の中心を通る径線と反時計方向に若干平行にず
れた線上の点を中心とする円弧面として形成される。

【０００７】上記のように構成される従来装置では、外
部装置を作動してラチェットリング４を図７上、時計方
向に回動すると、これによる摺動リング６の同方向の回
動によって、コイルスプリング１１の力に抗してチャッ
ク爪２がピン１０を支点に時計方向に揺動する。従っ
て、チャック爪２のカム面２ａは、センタ軸１のテーパ
端面１ｂから退避し、同テーパ端面１ｂとカム面２ａと
の間に所定量の間隙が生じる。この間隙にシャフト物Ｗ
の端部を導入して、シャフト物Ｗの軸心とセンタ軸１の
軸心とを一致させる。

【０００８】この後、外部装置の駆動歯をラチェット歯
４ａから退避すると、摺動リング６の回動により伸長状
態とされたコイルスプリング１１は、その復帰力により
チャック爪２をピン１０を中心に反時計方向に常に付勢
することになる。このため、チャック爪２は反時計方
向、即ち、シャフト物Ｗの接線方向に揺動しようとす
る。この揺動しようとする力で、シャフト物外周面がチ
ャック爪２で押圧され、カム面２ａとシャフト物外周面
との間に摩擦力が生じて、該シャフト物Ｗを把持する。
なお、シャフト物の他端は図示しない心押し装置によっ
て回転自在に支持されている。

【０００９】加工の際には、回転部材３が反時計方向に
所定の速度で回転され、同時にセンタ軸回りに旋回する
チャック爪２と共にシャフト物Ｗが回転される。シャフ
ト物Ｗを外す場合は、同様に外部装置によりコイルスプ
リング１１の力に対向してラチェットリング４を時計方
向に回動してチャック爪２を時計方向に揺動することに
よって、カム面２ａがシャフト物Ｗより退避する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のチャック装
置は、以下のような問題点がある。第１に、チャック爪
２は、超硬合金等の高硬度材で構成されるが、シャフト
物Ｗとの摩擦力によってカム面２ａの摩耗は避けられ
ず、加工時間の増加とともに摩耗が進行する。従って、
摩耗が進行すると、シャフト物外周面の接線方向に揺動
しようとしているチャック爪２は、同方向への揺動変位
が増大し、チャック爪２の一端とボルト１３との距離が
短くなって、コイルスプリング１１から受ける力が弱ま
る。このため、カム面２ａとシャフト物外周面との摩擦
力も弱まり、シャフト物Ｗが脱落するおそれがある。

【００１１】このように、従来のチャック爪２は、シャ
フト物外周面の接線方向に揺動するのみであり、カム面
２ａの摩耗が進むにつれて、シャフト物Ｗを把持する摩
擦力が弱くなるという欠点がある。第２に、チャック爪
２は、それぞれにばね部材としてのコイルスプリング１
１の力を作用させており、各コイルスプリング１１の力
が均等でない場合は、シャフト物Ｗを把持する各摩擦力
がばらつき、バランスが崩れてシャフト物Ｗが脱落する
おそれがある。

【００１２】このため、従来のチャック装置では、各コ
イルスプリング１１とは別に、回転部材３と摺動リング
６との間に、該摺動リング６を介して各チャック爪２を
共通に反時計方向に付勢するコイルスプリング１２を設
け、シャフト物Ｗの脱落を防止する必要があった。第３
に、従来のチャック装置は、チャック爪２の摩耗する部
分が、図７で斜線にて示すように、ピン１０を中心に描
いた円弧より内径側の断面楔形部分だけであるにもかか
わらず、チャック爪全体を交換することになり、加工コ
ストの高騰を招くという欠点がある。

【００１３】そこで、チャック爪２を、ピン１０に支持
される部材と、カム面２ａが形成される高硬度材製の部
材との二ピースで構成することが考えられるが、構造の
複雑化によりかえって加工コストを高めるばかりか、シ
ャフト物を軸心に一致させる精度にも影響するおそれが
ある。本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、簡単
な構成でチャック爪の機能を果たす部材をシャフト物外
周面の接線方向と同時に内径方向にも変位可能に構成す
ることにより、摩耗の進行にかかわらず、シャフト物外
周面との摩擦力を維持するととともに、シャフト物の脱
落を防止するためのばね部材を必要とすることなく均等
な摩擦力でシャフト物を把持するチャック装置の提供を
目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、加工されるシャフト物を軸心に位置決め
するための固定のセンタ軸と、加工時、該センタ軸の回
りに回転駆動されるべース部とを有し、更に、該センタ
軸の先端部を中心に円陣状に該ベース部から軸心方向へ
複数突設されたピンと、該ピンに遊嵌された各ローラ
と、該各ローラを一括包囲するリング状をなすととも
に、内周面に該各ローラと係合し周方向に内径が変化す
るカム面をもち、かつ、外部操作により該センタ軸の回
りに回動可能に該ベース部に保持されたドライブ部材
と、該ドライブ部材と該ベース部との間に係止され、該
ドライブ部材を該外部操作による回動方向と反対の方向
に付勢するばね部材とを具備している。

【００１５】

【作用】上記構成のチャック装置において、非稼働状態
では、ドライブ部材は、内径が小さいカム面領域に各ロ
ーラが係合する位相に保持され、ピンに対して遊嵌状態
の各ローラを最大内周位置に変位させている。シャフト
物を把持する場合、外部操作により、内径が大きなカム
面領域に各ローラが係合するようにドライブ部材をばね
部材の復帰力に抗してセンタ軸の回りに若干量回動する
（アンチャック状態）。これにより、各ローラは、ピン
との間隙により遊動状態となって、シャフト物を各ロー
ラとセンタ軸との間に導入可能となる。

【００１６】そして、シャフト物を各ローラとセンタ軸
との間に導入した後、ドライブ部材を回動している外部
操作を解除すると、ばね部材の復帰力によりドライブ部
材が非稼働時の位相に戻ろうとする。このとき、各ロー
ラはカム面によって、センタ軸の内径方向とシャフト物
外周面の接線方向との合成方向に変位され、シャフト物
を把持することができる。

【００１７】また、各ローラの摩耗が進行しても、各ロ
ーラはより内径の小さいカム面領域と係合して更に内径
方向への変位が増大し、シャフト物外周面との摩擦力を
維持する。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を図１〜図６に示す一実施例に
基づいて詳述する。なお、従来装置と同等の部材には共
通の符号を付す。本実施例に係るチャック装置におい
て、頭部１ａにテーパ端面１ｂを有したセンタ軸１と回
転部材３の関係は従来と同様であり、加工時、センタ軸
１の回りに回転部材３が駆動機構によって回転駆動され
る。

【００１９】しかして、回転部材３の中央円筒部分には
ホルダプレート２１と一体のフローティングプレート２
２が取付けられ、フローティングプレート２２と回転部
材３との間の外域には、該回転部材３及びフローティン
グプレート２２に対しセンタ軸１の回りに摺動自在で、
従来通りのラチェットリング４と一体の摺動リング６が
介装されている。ここに、回転部材３とフローティング
プレート２２とホルダプレート２１とは、本発明のベー
ス部を構成している。

【００２０】ところで、ホルダプレート２１は、センタ
軸１の頭部１が収容される中央通孔２１ａを有したほぼ
リング状をなす部材であり、図３及び図４に示すよう
に、ほぼ１２０°間隔で径方向に延びるラジアル溝２３
が形成されている。該各ラジアル溝２３の内径側には雌
ねじが形成され、該雌ねじ先端には、軸心と平行の通孔
２４が穿設されている。

【００２１】そして、上記通孔２４にはそれぞれピン２
５が立設されている。該各ピン２５には、内径が該各ピ
ン２５の外径より所定量だけ大きな超硬合金製のローラ
２６が遊嵌され、該各ローラ２６は、ホルダプレート２
１の端面に嵌合されたローラ押え２７によってピン２５
側に押圧されている。なお、各ピン２５は、通孔２４に
埋設された部分に上記ラジアル溝２３に係入された長ね
じ２３ａの先端が圧接することにより抜け止めされてい
る。

【００２２】次に、上記ローラ押え２７とホルダプレー
ト２１との間には、各ローラ２６を包囲したリング状を
なすドライブ部材２８が軸回りに回動可能に介装されて
いる。該ドライブ部材２８には、外径方向に各ラジアル
ピン２９が突設され、該ラジアルピン２９は、ホルダプ
レート２１のラジアル溝２３の中間部にそれぞれ形成さ
れた凹部２１ｂを貫通し、更に摺動リング６から軸心と
平行に突設された各２本一組のスラストピン３０と係合
している。この構成により、摺動リング６とドライブ部
材２８とが連動するようになっている。

【００２３】また、上記ドライブ部材２８の内周面に
は、図５に示すように、上記ローラ２６と係合するカム
面３１が形成されている。該カム面３１は、ドライブ部
材２８の本来の内周面３２の径より、時計方向に徐々に
ドライブ部材２８の内径を大きくする円弧状に形成され
ている。このカム面３１の形状は、円弧状にかぎらず斜
面でもよい。なお、カム面３１に続く半円状の溝３３は
カム面３１を形成する際にツールを退避させるために形
成されるものである。

【００２４】ところで、上記摺動リング６と回転部材３
とはばね部材３４（図２）によって結合されている。従
って、摺動リング６を図２上、時計方向に回動したと
き、ドライブ部材２８も上記ばね部材３４の作用を受け
ることになる。ばね部材３４は、回転部材３から各軸心
と平行に突設されたピン３５と、上記スラストピン３０
との間の各３か所に係止されているが、ばね係数が大き
なものを用いれば、一つでもかまわない。

【００２５】次に上記のように構成されるチャック装置
の動作を図６（Ａ）、（Ｂ）も援用して説明する。本チ
ャック装置の非稼働状態では、ばね部材３４が収縮状態
にあり、ドライブ部材２８は、各ローラ２６がカム面３
１でもその内径が最も小さい領域に係合する位相に保持
されている。従って、各ローラ２６は、ピン２５で制約
される最大内周位置に変位している。

【００２６】シャフト物Ｗを把持する場合、例えば外部
装置により往復直動される駆動歯をラチェット歯４ａに
噛合して押出し、ばね部材３４の復帰力に抗して摺動リ
ング６を図２上、センタ軸１の回りに時計方向に若干回
動する。摺動リング６が回動すると、スラストピン３０
とラジアルピン２９との係合により、各ローラ２６が内
径が最も大きなカム面領域（或いは溝３３）に係合する
ようにドライブ部材２８は移相する（アンチャック状
態）。これにより、各ローラ２６は、ピン２５との間隙
により遊動状態となって、シャフト物Ｗを各ローラ２６
とセンタ軸１との間に導入可能となる。

【００２７】続いて、シャフト物Ｗを各ローラ２６とセ
ンタ軸１との間に導入した後、ドライブ部材２８を移相
している駆動歯をラチェット歯４ａから退避すると、ば
ね部材３４はドライブ部材２８を非稼働時の位相に戻そ
うとして、ドライブ部材２８は図６（Ａ）の矢視にて示
す反時計方向に付勢される。従って、カム面３１は、よ
り内径の小さい領域で各ローラ２６と係合しようとす
る。この時、ローラ２６に作用する力は、カム面３１の
円弧により、シャフト物外周面の接線方向Ｔと内径方向
Ｑの合成方向Ｄに働き、各ローラ２６とシャフト物外周
面との間に摩擦力が作用して、シャフト物Ｗを把持する
ことができる。

【００２８】一方、各ローラ２６の摩耗が進行した場
合、ドライブ部材２８は、摩耗量に比例した軸回りの回
転量だけばね部材３４によって反時計方向に移相され、
各ローラ２６は更に内径の小さいカム面領域と係合す
る。このため、各ローラ２６は、カム面３１によって摩
耗量に応じた径長分、内径方向に変位される。従って、
接線方向Ｔの力と内径方向Ｑの力は、ほとんど変化する
ことがなく（図６ＡのＤの大きさと図６ＢのＤの大きさ
がほぼ等しい）、シャフト物外周面との摩擦力を一定に
維持することができる。

【００２９】このような構成によれば、ばね部材３４の
力が各ローラ２６に共通に作用するので、各ローラ２６
とシャフト物外周面との各摩擦力は常に均等になり、シ
ャフト物を安定に把持することができる。また、摩耗す
るのはローラ２６のみであり、該ローラ２６を超硬合金
で作り、該ローラ２６だけを交換すればよいので、加工
コストを低減することができる。

【００３０】なお、上記実施例は一例であり、他の構成
としては、ドライブ部材２８を外部操作できればよく、
このための構成を採るものは本発明の範疇に含まれる。
また、シャフト物を把持するローラは三つ以上でもよ
く、また、ばね部材はコイルスプリングに限定しない。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ベ
ース部から円陣状に突設した各ピンにローラを遊挿し、
該ローラを、シャフト物外周面の接線方向と内径方向と
の合成方向に変位させるドライブ部材を設けたので、各
ローラは、摩耗の進行にかかわらずシャフト物外周面と
の摩擦力を維持して、シャフト物を安定に把持すること
ができる。

【００３２】また、上記摩擦力は各ローラで一定とな
り、摩擦力のばらつきを配慮した脱落防止用のばね部材
が不要となる。更に、交換部品はローラのみとなり、加
工コストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るチャック装置を示す正
面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図３】上記実施例装置に用いたホルダプレートを示す
断面図である。

【図４】同じく上記ホルダプレートの正面図である。

【図５】上記実施例装置に用いたドライブ部材の断面図
である。

【図６】上記実施例装置の動作を示し、（Ａ）は摩耗が
進行する前のチャック状態を示す説明図、（Ｂ）は摩耗
が進行したときのチャック状態を示す説明図である。

【図７】従来のチャック装置を示す正面図である。

【図８】図７のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【符号の説明】

１…センタ軸、３…回転部材、４…ラチェットリング、
２１…ホルダプレート（ベース部）、２２…フローティ
ングプレート、２５…ピン、２６…ローラ、 、２８…
ドライブ部材、３１…カム面、３４…ばね部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工されるシャフト物を軸心に位置決め
   するための固定のセンタ軸と、 加工時、該センタ軸の回りに回転駆動されるべース部
   と、 該センタ軸の先端部を中心に円陣状に該ベース部から軸
   心方向へ複数突設されたピンと、 該ピンに遊嵌された各ローラと、 該各ローラを一括包囲するリング状をなすとともに、内
   周面に該各ローラと係合し周方向に内径が変化するカム
   面をもち、かつ、外部操作により該センタ軸の回りに回
   動可能に該ベース部に保持されたドライブ部材と、 該ドライブ部材と該ベース部との間に係止され、該ドラ
   イブ部材を該外部操作による回動方向と反対の方向に付
   勢するばね部材とを具備したことを特徴とする工作機械
   のチャック装置。