JPH09234611A - チャック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 三方爪による把握力の向上を図り、もって旋
盤作業において高精度、高速の切削を可能にし、且つ、
耐久性に優れたスクロールチャックを提供する。 【解決手段】 当り面３１に多数の凸部３２が形成され
た三方爪３０を、複数個備えたスクロールチャック２０
において、上記当り面３１の、チャック２０の軸方向の
断面形状が、先端が平らな鋸歯型に形成される。即ち、
当り面３１に形成された凸部３２は上部が平坦なピラミ
ッド型をなし、その上面３２Ａに連なる４つの側面３２
Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅのうち、上面３２Ａと当該
チャック２０の軸方向で連なる２つ側面３２Ｄ，３２Ｅ
の１の側面３２Ｅ，３４Ｅが、当該上面３２Ａと９０度
から１００度の間のθ１で交わるように形成され、他の
側面３２Ｄが、上記上面３２Ａと１３５度から１５０度
の間のθ２で交わるように形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は旋盤用のチャックに
関し、特に、３つの三方爪が同時に等量だけ動いて工作
物を固定するスクロールチャックに関する。

【０００２】

【従来の技術】旋盤作業では、工作物Ａをチャックに固
定した後、当該工作物Ａを回転させ、これに刃物（バイ
ト）を当てて当該工作物Ａを所望の形状に切削する。従
来のスクロールチャックでは、図１１に示すように、三
方爪１の先端部１Ａに、アール形状の当り面２が形成さ
れ、この当り面２に多数の凸部３，３…が格子状に整列
されている（図１２）。

【０００３】具体的には、凸部３，３…は、その上面３
Ａが四角形に形成され（図１２中の網目部分）、この上
面３Ａに連なる４つの側面３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅが各
々、該上面３Ａと１３５度乃至１５０度で交わって、上
部が平坦なピラミッド型となっている（所謂「正方形山
型」、「長方形山型」）。又、上記当り面２のアールの
半径Ｒ２は、図１１に示すように、工作物Ａの半径Ｒ１
より大きく設定され、該当り面２の多数の凸部３，３…
が上記工作物Ａに当接して、これを把握するようになっ
ている。

【０００４】又、上記ピラミッド型の凸部３，３…に代
えて、図１３から図１５に示す形状の凸部１３，１３…
が当り面１２に形成された三方爪１１も公知である（所
謂「正方形台型」、「長方形台型」）。この凸部１３，
１３…は、その上面１３Ａに連なる４つの側面１３Ｂ，
１３Ｃ，１３Ｄ，１３Ｅのうち、チャックの周方向で上
面１３Ａに連なる側面１３Ｂ，１３Ｃを、当該上面１３
Ａとなす角度が略直角となるようにし、他の側面１３
Ｄ，１３Ｅを上面１３Ａと１３５度乃至１５０度で交わ
らせ、凸部１３のチャックの軸方向の断面形状のみ山形
（図１５）としている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の三方爪１，１１を用いて、実際に旋盤作業を行う
と、バイトによる切削を行ったときに工作物Ａにかかる
スラスト（チャック軸方向に生じる力）に対し、三方爪
１，１１の把握力が、経時的に低下して、工作物を固定
し難くなるという不具合（耐久性の欠如）があった。

【０００６】特に、棒材加工用旋盤においては、三方爪
の強靭性、耐磨耗性が要求されるため、上記従来の形状
の三方爪１，１１では、これらの要求に応えられなかっ
た。本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、把
握力の向上を図り、もって高精度、高速の切削が可能に
なり、且つ、耐久性に優れた三方爪を備えたスクロール
チャックを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明は、当り面に多数の凸部が形成された
爪を、複数個備えたチャックにおいて、上記当り面のス
ラスト方向の断面形状を、先端が平らな鋸歯型に形成し
たものである。又、請求項２の発明は、当り面を、その
スラスト方向の断面形状が、その先端部分の高さが互い
に異なる少なくとも２種の鋸歯型断面形状を含むように
形成したものである。

【０００８】又、請求項３の発明は、当り面に上部が平
坦なピラミッド型の凸部が多数形成された爪を、複数個
備えてなるチャックにおいて、上記凸部の上面に連なる
４つの側面のうちスラスト方向で上記上面と連なる２つ
側面の一方の側面を、当該上面と９０度乃至１００度で
交わるように形成し、他方の側面を、上記上面と１３５
度乃至１５０度で交わるように形成したものである。

【０００９】又、請求項４の発明は、当り面に凸部が格
子状に多数配列された爪を、複数個備えてなるチャック
において、上記当り面の略中央に逃し部を設け、該逃し
部に配列された第２の凸部の高さを、逃し部以外の部分
に配列された第１の凸部より低く形成したものである。
又、請求項５の発明は、第１の凸部を、上部が平坦なピ
ラミッド型に形成し、上記第１の凸部の上面に連なる４
つの側面のうちスラスト方向で上記上面と連なる２つ側
面の一方の側面を、当該上面と９０度乃至１００度で交
わるように形成し、他方の側面を、上記上面と１３５度
乃至１５０度で交わるように形成したものである。

【００１０】（作用）上記請求項１の発明によれば、チ
ャックのスラスト方向の把握力が向上し、切削により工
作物に加わるスラストに充分対処できる。又、請求項２
の発明によれば、当り面のスラスト方向の断面形状に段
差が生じるため鋸歯型形状による把握力の向上と当該段
差による把握力の向上が相俟って、当り面全体としての
把握力が著しく向上する。

【００１１】又、請求項３の発明によれば、当り面に形
成された凸部において、その上面とスラスト方向で交わ
る側面が、当該上面と鋭角状に交わるため、チャックの
軸方向の把握力が向上する。又、請求項４の発明によれ
ば、当り面に、高さの異なる第１の凸部と第２の凸部に
よって段差が形成されるため、この段差によって当該第
１の凸部による把握力が生じ、当り面全体としての把握
力が向上する。

【００１２】又、請求項５の発明によれば、チャックの
軸方向で第１の凸部の上面と交わる側面が、当該上面と
鋭角状に交わるため、上記段差による把握力の向上と上
記鋭角状に交わる側面と上面とによる把握力の向上が相
俟って、当り面全体としての把握力が著しく向上する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態について添
付図面を参照して詳細に説明する。尚、本実施形態は、
請求項１から請求項５に対応する。図１は本実施形態の
三方爪３０を示す正面図、図２は三方爪３０を示す縦断
面図、図３はスクロールチャック２０の全体構成を示す
斜視図、図４は三方爪３０の当り面３１を示す平面図、
図５は当り面３１のチャック周方向の形状を示す断面
図、図６は当り面３１のチャック軸方向の形状を示す断
面図、図７は三方向３０の先端部３０Ａに形成された第
１の凸部３２のチャック軸方向の断面形状を拡大して示
す断面図、図８は第１の凸部３２，３２…の平面形状を
拡大して示す平面図、図９は逃し部３３の第２の凸部３
４のチャック軸方向の断面形状を拡大して示す断面図、
図１０は第２の凸部３４の平面形状を拡大して示す平面
図である。

【００１４】先ず、本実施形態の三方爪３０及び該三方
爪３０が用いられるスクロールチャック２０の概略につ
いて、図１から図３を参照して説明する。三方爪３０，
３０，３０の先端部３０Ａには、工作物Ａ（図５）を把
握するための当り面３１が形成され、この当り面３１
に、工作物Ａと当接する多数の凸部（第１の凸部３２，
３２…、第２の凸部３４，３４…）が設けられている。

【００１５】三方爪３０の本体部３０Ｂには座ぐり３
５，３５が形成され、その背面（図２の左側）にはセレ
ーションピッチ３６，３６が刻設されている。この三方
爪３０，３０，３０は、図３に示すように、スクロール
チャック２０の案内溝２１，２１，２１に挿着される。
スクロールチャック２０の内部には、スクロール、ピニ
オン（共に図示省略）が設けられ、上記三方爪３０のセ
レーションピッチ３６が上記スクロールと嵌合するよう
になっており、スクロールチャック２０のピニオンの端
部に形成されたネジ穴２３に角ネジを挿入してこれを回
動することにより、スクロール（図示省略）が回転し、
これと嵌合する３つの三方爪３０，３０，３０がチャッ
ク径方向に、同時に且つ等量だけ、進退する。

【００１６】次に、三方爪３０の先端部３０Ａに形成さ
れた当り面３１の具体的な形状について、図４から図１
０を参照して説明する。図４に示すように、当り面３１
には多数の凸部３２，３２…，３４，３４…が設けられ
ている。具体的には、当り面３１の略中央には、逃し部
３３（図４の破線で囲んだ領域）が設けられ、この逃し
部３３内に第２の凸部３４，３４…が格子状に設けら
れ、それ以外の部分（把握部）３７に第１の凸部３２，
３２…が格子状に設けられている。この場合、第２の凸
部３４，３４…の高さｈ２は、第１の凸部３２，３２…
の高さｈ１より所定の高さ（Δｈ）だけ低くなっている
（図６、図９）。

【００１７】この逃し部３３は、当該当り面３１の９分
の１程度の大きさとなっており、上記逃し部３３は第１
の凸部３２，３２，…に囲まれている。この結果、この
逃し部３３の周辺には、図４の破線に沿って段差Δｈが
生じる（請求項４に記載の発明に対応）。ところで、当
り面３１は、チャック周方向においてその断面が、図５
に示すように凹凸を有する扇型（約１２０度）に形成さ
れているが、この扇型のアールＲ２は、このスクロール
チャック２０によって把握される円柱状工作物Ａのアー
ルＲ１より大きな値に設定される。そして、上記逃し部
３３のチャック周方向断面は、上記工作物Ａの半径Ｒ１
に合わせたアールに設定される。又、凸部３２，３２…
間に形成されるＶ溝は約６０度に形成される。

【００１８】次に、上記当り面３１に形成された第１及
び第２の凸部３２，３４の具体的な形状について説明す
る。上記第１の凸部３２は、上部が平坦でやや変形のピ
ラミッド型となっている（図７，図８）。即ち、第１の
凸部３２の上面３２Ａに連なる４つの側面のうち、チャ
ック軸方向（スラスト方向）でこれに連なる２つの側面
３２Ｄ、３２Ｅのうち１つ（この場合側面３２Ｅ）が、
上面３２Ａと９０度乃至１００度の角度θ１（図示例で
は、略９０度）で交差し、残りの３つの側面３２Ｂ，３
２Ｃ，３２Ｄが上面３２Ａと１３５度乃至１５０度の角
度θ２（従来の正方形山型チャック等で用いられる角度
であり図示例では、１３５度）で交差している（請求項
３及び請求項５に記載の発明に対応）。この場合、当り
面３１のスラスト方向の断面形状が鋸歯型になる（請求
項１に記載の発明に対応）。

【００１９】この場合、角度θ１は、可能な限り急峻な
値とされるが、当該当り面３１を加工する際の製造上の
制約から、実際には、９０度乃至１００度とされる。
尚、上記第２の凸部３４も、図９、図１０に示すよう
に、上部が平らでやや変形のピラミッド型となってお
り、上面３４Ａに連なる４つの側面（３４Ｂ，３４Ｃ，
３４Ｄ，３４Ｅ）のうち、チャック軸方向でこれに連な
る側面３４Ｅのみが当該上面３４Ａと上記角度θ１（９
０度乃至１００度の角度）で交差し、残りの３つの側面
３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄが当該上面３４Ａと上記角度θ
２（１３５度乃至１５０度の角度）で交差している（図
９、図１０）。このとき、当り面３１においては、第１
の凸部３２と第２の凸部３４のスラスト方向の断面形状
とによって、その先端部分の高さ（ｈ１，ｈ２）が互い
に異なる２種の鋸歯型断面形状が達成される（請求項２
に記載の発明に対応）。

【００２０】以上のように構成されたチャック２０は、
以下のような作用効果を生じる。第１の作用効果（請求
項１に記載の発明の作用効果）としては、当り面３１に
形成された第１及び第２の凸部３２，３２…，３４，３
４…のスラスト方向の断面形状が、図６、図７に示すよ
うに、先端が平らな鋸歯型に形成されているため、円柱
状工作物Ａが、強固に当該当り面３１に固定される。而
して、実際に旋盤作業が行われた場合には、チャック軸
方向にスラストが生じるが、上記鋸歯型断面形状によっ
てスラスト方向の把握力が増すため、当該工作物Ａのお
いては、滑りがなくなり、高精度、高速の旋盤作業が可
能になる。このような鋸歯型断面形状にした場合、当該
三方爪３０の歯の強度を維持しつつ、その把握力（特に
スラストに対して）を高めることができる。

【００２１】又、第２の作用効果（請求項２に記載の発
明の作用効果）としては、当り面３１の鋸歯型の断面形
状（チャック軸方向断面形状）が、上記逃し部３３の境
界部分で、図９に示すように、第１の凸部３２，３２…
の高さｈ１と第２の凸部３４，３４…の高さｈ２とが異
なる２つの断面形状に分かれているため、当該段差Δｈ
によって、当り面３１の把握力が更に高まる。

【００２２】又、第３の作用効果（請求項３に記載の発
明の作用効果）としては、凸部３２の上面３２Ａと側面
３２Ｅが、９０度から１００度の急峻な角度で交わるた
め、図７に示す、鋸歯型断面形状が達成され、円柱状工
作物Ａが、強固に当該当り面３１に固定される。このた
め、実際の旋盤作業で、チャック軸方向にスラストが生
じても、該スラスト方向の把握力が増し、高精度、高速
の旋盤作業が可能になる。このような鋸歯型断面形状の
三方爪３０はその歯の強度も維持され、把握力（特にス
ラストに対して）を高めることができる。

【００２３】又、第４の作用効果（請求項４に記載の発
明の作用効果）としては、上記したように、当り面３１
に逃し部３３を設けることによって、当該チャック２０
で工作物Ａを固定する際、図４に示すように、上記逃し
部３３を囲む上記第１の凸部３２ａ，３２ａ…によっ
て、当り面３１が強固に、工作物Ａを把握するようにな
る。特に、図４の破線部分に生じる段差Δｈによって強
力な把握力が発揮される。この逃し部３３を設けた三方
爪３０を有するチャック２０の把握力の向上により、こ
れを用いた旋盤作業において、高精度、高速の切削が可
能になり、且つ、把握力が向上する分当り面３１の磨耗
が減り耐久性に優れたものとなる。又、上記逃し部３３
は、旋盤作業によって生じた金属屑を、当該当り面３１
と工作物Ａとの間に溜まらせない。

【００２４】又、第５の作用効果（請求項５に記載の発
明の作用効果）としては、上記逃し部３３の第１の凸部
３２の上面３２Ａと側面３２Ｅを、９０度から１００度
の急峻な角度で交わらせたので、図９に示す、段差Δｈ
が生じた鋸歯型断面形状の当り面が達成され、円柱状工
作物Ａが、強固に当該当り面に把握される。而して、逃
し部３３を設けることによる把握力の向上と、当該第１
の凸部３２，３２…のスラスト方向断面形状を鋸歯型に
したことによる把握力の向上とが相俟って、当該チャッ
ク２０を用いた旋盤作業において、高精度、高速の切削
が可能になり、且つ、当り面３１の磨耗が減り耐久性に
優れたものとなる。

【００２５】本実施形態のスクロールチャック２０は、
単能盤、自動盤、各種旋盤（正面旋盤、立旋盤、倣旋
盤、ＮＣ旋盤、普通旋盤等）に利用して特に、その効果
を発揮する。尚、本実施形態では、スクロールチャック
２０に本発明を適用した例を示したが、４つ爪単動チャ
ック等、他のチャックにも本発明が適用できるのは勿論
である。

【００２６】又、上記実施形態では、２つの側面３２
Ｄ，３２Ｅのうち側面３２Ｅを、当該上面３２Ａと９０
度乃至１００度で交わる例について説明したが、これと
は反対に、側面３２Ｄを当該上面３２Ａと９０度乃至１
００度で交わらせてもよい。又、本実施形態では、逃し
部３３の第２の凸部３４を、上部が平らなピラミッド型
に形成した例を示したが、当該第２の凸部３４を従来の
形状（所謂「正方形山型」、「正方形台型」）としても
よい。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の発
明によれば、当り面に多数の凸部が形成された爪を複数
個備えたチャックにおいて、上記当り面のスラスト方向
の断面形状を、先端が平らな鋸歯型に形成したので、工
作物を、強固に当該当り面に固定でき、スラストによる
滑りがなくなり、高精度、高速の旋盤作業が可能にな
る。

【００２８】又、請求項２に記載の発明によれば、当り
面のスラスト方向に、高さの異なる少なくとも２つの鋸
歯型断面形状が形成されるため、当該段差によって、当
り面の把握力が更に高まる。又、請求項３に記載の発明
によれば、当り面に形成された凸部において、その上面
とスラスト方向で交わる側面が、当該上面に対して９０
度から１００度の急峻な角度で交わるため、当り面のス
ラスト方向の断面形状が鋸歯型となり、工作物を、強固
に把握できるようになり、高精度、高速の旋盤作業が可
能になる。

【００２９】又、請求項４に記載の発明によれば、当り
面に設けられた逃し部を囲む凸部が、当り面の周囲に段
差を生じさせるので、把握力が向上し、高精度、高速の
旋盤作業が可能になる。又、上記逃し部を設けることに
よって、旋盤作業によって生じた金属屑を、当該当り面
と工作物Ａとの間に溜まらせないという効果を奏する。
又、請求項５に記載の発明によれば、逃し部を取り囲む
凸部の上面と、該上面とスラスト方向で連なる側面と
が、９０度から１００度の急峻な角度で交わるので、当
該逃し部を設けることによる把握力の向上と、逃し部周
囲の凸部のスラスト方向断面形状を鋸歯型にすることに
よる把握力の向上と、が相俟って、高精度、高速の旋盤
作業が可能になり、爪の磨耗が減り耐久性に優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の三方爪３０を示す平面図である。

【図２】三方爪３０のＩＩ−ＩＩ線に沿った縦断面図で
ある。

【図３】スクロールチャック２０の全体構成を示す斜視
図である。

【図４】三方爪３０の当り面３１を示す平面図である。

【図５】当り面３１のチャック周方向の断面形状を示す
断面図である。

【図６】当り面３１のチャック軸方向の断面形状を示す
断面図である。

【図７】当り面３１の第１の凸部３２のチャック軸方向
の断面形状を拡大して示すVII−VII線に沿った断面図で
ある。

【図８】第１の凸部３２の平面形状を拡大して示す平面
図である。

【図９】逃し部３３の第２の凸部３４のチャック軸方向
の断面形状を拡大して示す断面図である。

【図１０】第２の凸部３４の平面形状を拡大して示す平
面図である。

【図１１】従来の三方爪１の先端部の当り面２の形状を
示すXI−XI線に沿った断面図である。

【図１２】従来の当り面２の凸部３の配列を示す平面図
である。

【図１３】従来の当り面１２の凸部１３の配列を示す平
面図である。

【図１４】従来の当り面１２の形状を示すXIV−XIV線に
沿った断面図である。

【図１５】従来の当り面１２の凸部１３の断面形状を示
すXV−XV線に沿った断面図である。

【符号の説明】

２０ スクロールチャック ３０ 三方爪（爪） ３０Ａ 先端部 ３１ 当り面 ３２ 第１の凸部（凸部） ３２Ａ 上面 ３２Ｄ，３２Ｅ 側面 ３３ 逃し部 ３４ 第２の凸部（凸部）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 当り面（３１）に多数の凸部（３２，３
   ４）が形成された爪（３０）を、複数個備えたチャック
   （２０）において、 上記当り面（３１）のスラスト方向の断面形状が、先端
   が平らな鋸歯型に形成されていることを特徴とするチャ
   ック。
2. 【請求項２】 上記当り面（３１）のスラスト方向の断
   面形状は、その先端部分の高さが互いに異なる少なくと
   も２種の鋸歯型断面形状を含んでなることを特徴とする
   請求項１に記載のチャック。
3. 【請求項３】 当り面（３１）に上部が平坦なピラミッ
   ド型の凸部（３２）が多数形成された爪（３０）を、複
   数個備えてなるチャック（２０）において、 上記凸部（３２）の上面（３２Ａ）に連なる４つの側面
   （３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅ）のうちスラスト方
   向で上記上面（３２Ａ）と連なる２つ側面（３２Ｄ，３
   ２Ｅ）の一方の側面（３２Ｅ）が、当該上面（３２Ａ）
   と９０度乃至１００度で交わるように形成され、 他方の側面（３２Ｄ）が、上記上面（３２Ａ）と１３５
   度乃至１５０度で交わるように形成されていることを特
   徴とするチャック。
4. 【請求項４】 当り面（３１）に凸部（３２，３４）が
   格子状に多数配列された爪（３０）を、複数個備えてな
   るチャック（２０）において、 上記当り面（３１）の略中央に逃し部（３３）が設けら
   れ、 該逃し部（３３）に配列された第２の凸部（３４）の高
   さが、逃し部（３３）以外の部分（３７）に配列された
   第１の凸部（３２）より低く形成されていることを特徴
   とするチャック。
5. 【請求項５】 上記第１の凸部（３２）は、上部が平坦
   なピラミッド型に形成され、 上記第１の凸部（３２）の上面（３２Ａ）に連なる４つ
   の側面（３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅ）のうちスラ
   スト方向で上記上面（３２Ａ）と連なる２つ側面（３２
   Ｄ，３２Ｅ）の一方の側面（３２Ｅ）が、当該上面（３
   ２Ａ）と９０度乃至１００度で交わるように形成され、 他方の側面（３２Ｄ）が、上記上面（３２Ａ）と１３５
   度乃至１５０度で交わるように形成されていることを特
   徴とする請求項４に記載のチャック。