JPH0966410A - アルミホイールのチャッキング方法、旋削加工方法、及びフィンガーチャック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一つのチャックを２工程で共用し、段取り替
えなしに、アルミホイールを能率よく旋削加工する。 【構成】 第１工程で、ワークＷをデザイン端面Ｗｃが
チャックボデー１の前面と対向するように載置する。ド
ローボルト６でウエッジプランジャー２６を介しマスタ
ージョー２８を閉じ、芯出爪３０でリムＷａの最外径部
を芯出しする。ドロー部材５でスパイダ１２を介しフィ
ンガーレバー１７を閉じ、把持爪１９でリムＷａの端面
をフェースクランプし、この状態で、加工機によりワー
ク１の内周面全体と外周面の前半部とを削出する。第２
工程では、第１工程と同じフィンガーチャックを使用
し、ワークＷを反転し、芯出爪３０でリムＷａの最外径
部を芯出し、把持爪１９でリムＷａの端面をフェースク
ランプし、この状態で、ワークＷのデザイン端面Ｗｃと
外周面の残りの部分とを削出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミホイールの
チャッキング方法、旋削加工方法、及び、これらの方法
を実施する際に使用するフィンガーチャックに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】アルミホイールの旋削加工には、通常、
フィンガーチャックが使用される。このフィンガーチャ
ックには、ワークを所要精度でチャッキングできるよう
に、従来からクランプ機構とは別に芯出機構が設けられ
ている。例えば、図９及び図１０に示すフィンガーチャ
ック５１の芯出機構は、スプリング５２でフェースプレ
ート５３を前方へ押し出し、その突端のテーパ部５３ａ
でワークＷをリムＷａの内側から芯出しするように構成
されている。図１１及び図１２に示すフィンガーチャッ
ク５５の芯出機構は、スプリング５６でコーン５７を前
方へ押し出し、その外周のテーパ面５７ａでワークＷを
車軸取付孔Ｗｂの内側から芯出しする。

【０００３】また、図１３及び図１４に示すフィンガー
チャック５９の芯出機構は、チャック前面より突出する
芯出ボデー６０を備え、これに内蔵したウエッジプラン
ジャー６１でマスタージョー６２を駆動し、前方に突出
する芯出爪６３でワークＷを車軸取付孔Ｗｂの内側から
芯出しする。図１５及び図１６に示すフィンガーチャッ
ク６５の芯出機構は、芯出ボデー６６のウエッジプラン
ジャー６７でマスタージョー７１を駆動し、放射状に突
出する芯出爪６８でワークＷを内周面側から芯出しす
る。なお、各フィンガーチャック５１，５５，５９，６
５のクランプ機構は、それぞれフィンガーレバー６９先
端の把持爪７０でリムＷａの端面をチャック前面にフェ
ースクランプするように構成されている。

【０００４】ところで、アルミホイールの旋削加工は、
通常、ワークＷの内周面及び外周面の半分を削出する第
１工程と、ワークＷのデザイン端面Ｗｃ及び外周面の残
り半分を削出する第２工程とからなっている。従来、ア
ルミホイールを旋削加工する際には、第１工程におい
て、図９，１０のフィンガーチャック５１又は図１１，
１２のフィンガーチャック５５が使用される。そして、
デザイン端面Ｗｃをチャック前面に対向させた状態で、
ワークＷがフェースプレート５３によってリムＷａの内
側にて芯出しされるか、或は、コーン５７によって車軸
取付孔Ｗｂにて芯出しされた後に、リムＷａの端面がフ
ィンガーレバー６９の把持爪７０によってフェースクラ
ンプされ、この状態で、ワークＷの内周面と外周面の半
分とが削出される。

【０００５】第２工程においては、図１３，１４のフィ
ンガーチャック５９又は図１５，１６のフィンガーチャ
ック６５が使用される。この場合、ワークＷはデザイン
端面Ｗｃが外向きとなるように反転され、芯出爪６３に
よって車軸取付孔Ｗｂにて芯出しされるか、或は、芯出
爪６８によってワークＷの内周面にて芯出しされた後
に、リムＷａの端面が把持爪７０によってフェースクラ
ンプされ、この状態で、ワークＷのデザイン端面Ｗｃと
外周面の残り半分とが削出される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のチ
ャッキング方法によると、第１工程の芯出部位と第２工
程の芯出部位とが相違するので、一つのフィンガーチャ
ックを各工程で共用することができなかった。共用する
ためには、芯出機構の交換が必要であるが、各工程の芯
出部位が大きく相違するため、芯出機構に互換性を持た
せることは困難で、仮に可能であっても、生産現場での
交換は事実上無理であった。

【０００７】従って、従来の旋削加工方法によると、第
１工程と第２工程とでフィンガーチャックを使い分ける
必要があった。使い分けるためには、一台の加工機に各
工程用のフィンガーチャックを交換して取り付けるか、
或は、各工程専用の加工機を別々に用意する必要があ
り、前者の場合は段取り替えに手間を要し、後者の場合
は１種類のアルミホイールに２台の加工機を使用する無
駄があった。

【０００８】また、従来のフィンガーチャックは、芯出
機構がワークＷを内側から芯出しするように構成されて
いるので、これを各工程に共用できないばかりでなく、
アルミホイールの種類によってリムＷａの内径、デザイ
ン端面Ｗｃの高さ、又は車軸取付孔Ｗｂの内径が相違す
る場合に、フェースプレート５３、コーン５７、又は芯
出爪６３，６８をその都度交換する面倒があり、多品種
少量生産に不向きであった。

【０００９】そこで、本発明の課題は、一つのチャック
を第１工程と第２工程とで共用できるアルミホイールの
チャッキング方法、旋削加工方法、及びフィンガーチャ
ックを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１の発明によるチャッキング方法は、アル
ミホイールのリムの最外径部をフィンガーチャックの芯
出爪で芯出した後に、リムの端面をフィンガーチャック
の把持爪によってフェースクランプすることを特徴とす
る。

【００１１】請求項２の発明による旋削加工方法は、ア
ルミホイールのデザイン端面をフィンガーチャックに対
向させ、アルミホイールのリムの最外径部をフィンガー
チャックの芯出爪で芯出した後に、リムの端面をフィン
ガーチャックの把持爪によってフェースクランプし、こ
の状態で、アルミホイールの内周面と外周面の一部とを
旋削加工し、次に、アルミホイールを反転し、リムの最
外径部を前記芯出爪で芯出した後に、リムの端面を前記
把持爪でフェースクランプし、その状態で、アルミホイ
ールのデザイン端面と外周面の残部とを旋削加工するこ
とを特徴とする。

【００１２】請求項３の発明によるフィンガーチャック
は、アルミホイールのリムの最外径部を芯出する複数の
芯出爪と、各芯出爪を開閉する芯出爪駆動機構と、アル
ミホイールのリムの端面をフェースクランプする複数の
把持爪と、各把持爪を開閉する把持爪駆動機構とから構
成される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
従って説明する。図１〜図４はフィンガーチャックの第
１実施形態、及びこのチャックによるアルミホイールの
チャッキング方法と旋削加工方法とを示すものである。
まず、図１〜図３に基づきフィンガーチャックの構成に
ついて説明すると、チャックボデー１は、工作機械のス
ピンドル（図示略）に取り付けられるカップ状ボデー２
の前端にフロントプレート３を組み付けて構成されてい
る。カップ状ボデー２の後端中央部にはガイドスリーブ
４が固定され、その内側には外筒５ａ及び内筒５ｂから
なるドロー部材５が挿入されている。ドロー部材５の内
側にはドローボルト６が挿入され、ドロー部材５及びド
ローボルト６はそれぞれ連結ロッド７，８を介してスピ
ンドル側の回転シリンダ（図示略）によりチャック軸線
方向へ別々に往復駆動される。

【００１４】ドロー部材５の前端には当接部１０が突設
され、この当接部１０の後側には球面座金１１を介して
スパイダ１２が前後に傾動可能に支持されている。フロ
ントプレート３外周の３等分位置にはそれぞれフィンガ
ーレバー１７が中央部のく字形溝１７ａにてピン１８で
揺動自在に支持され、各レバー１７の前端には把持爪１
９が取着されるとともに、各レバー１７の後端部は軸２
０でスパイダ１２に回動可能に連結されている。そし
て、ドロー部材５、スパイダ１２、及びフィンガーレバ
ー１７等によって把持爪１９を開閉する把持爪駆動機構
が構成され、閉鎖状態の把持爪１９でワークＷにおける
リムＷａの端面がフロントプレート３前面の受台２１及
び受座３１にフェースクランプされるようになってい
る。なお、カップ状ボデー２とスパイダ１２との間に
は、フィンガーレバー１７を開放方向へ付勢するコイル
スプリング２２が介装されている。

【００１５】フロントプレート３の中心孔２３には芯出
チャック本体２４が固定され、その内部にはウエッジプ
ランジャー２６がチャック軸線方向へ摺動自在に収容さ
れている。ウエッジプランジャー２６の中心にはドロー
ボルト６の前端部がリング２７で結合され、ウエッジプ
ランジャー２６の外周には３つの楔溝２６ａが刻設され
ている。また、芯出チャック本体２４には３つのマスタ
ージョー２８が半径方向へ摺動自在に支持され、それら
の内端には楔溝２６ａに噛合する楔部２８ａが形成され
ている。各マスタージョー２８の前面には、棒状の芯出
爪３０が各把持爪１９の中間に位置するようにボルト２
９で取着されている。そして、ドローボルト６、ウエッ
ジプランジャー２６、及びマスタージョー２８等によっ
て芯出爪３０を開閉する芯出爪駆動機構が構成され、閉
鎖状態の芯出爪３０でリムＷａの最外径部が芯出しされ
るようになっている。なお、ウエッジプランジャー２６
とマスタージョー２８との噛合部に切粉が侵入しないよ
うに、円筒体２４にはダストカバー２５が取り付けられ
ている。

【００１６】次に、上記構成のフィンガーチャックによ
るアルミホイールのチャッキング方法及び旋削加工方法
について説明する。アルミホイールの旋削加工に際し、
第１工程においては、まず、図２及び図３に示すよう
に、ワークＷがデザイン端面Ｗｃをチャックボデー１の
前面に対向させた状態で受台２１及び受座３１に載置さ
れる。次いで、ドローボルト６によりウエッジプランジ
ャー２６が後方へ引かれ、マスタージョー２８により芯
出爪３０が内側へ閉鎖され、リムＷａの最外径部が３つ
の芯出爪３０によって芯出しされる。次に、ドロー部材
５によりスパイダ１２が後方へ引かれ、フィンガーレバ
ー１７が内側へ閉鎖され、リムＷａの端面が３つの把持
爪１９によって受台２１及び受座３１にフェースクラン
プされる。こうすれば、リムＷａをチャック中心側へク
ランプする場合とは異なり、ワークＷを変形させること
なく強力な把持力でクランプできる。そして、このクラ
ンプ状態で、旋盤等の加工機によりワークＷの内周面全
体と外周面の前半部とが削出される。なお、図２及び図
３では、ワーク１の旋削前の形状が外側の２点鎖線で、
旋削後の形状は内側の２点鎖線で示されている。

【００１７】続く第２工程においては、第１工程と同じ
フィンガーチャック及び加工機が使用され、まず、図４
に示すように、ワークＷが反転されてデザイン端面Ｗｃ
と反対側の端面が受台２１及び受座３１に載置される。
次いで、芯出爪３０が閉鎖され、これによってデザイン
端面Ｗｃと反対側におけるリムＷａの最外径部が芯出し
される。次に、フィンガーレバー１７が内側へ閉鎖さ
れ、リムＷａの端面が把持爪１９によってフェースクラ
ンプされる。この場合、リムＷａは旋削済みであるか
ら、その取りしろ分だけ芯出爪３０及びフィンガーレバ
ー１７が第１工程よりも内側へ閉鎖される。そして、こ
の状態で、加工機によりワークＷのデザイン端面Ｗｃと
外周面の残りの部分とが削出される。

【００１８】従って、この実施形態のチャッキング方法
によれば、芯出部位が第１工程及び第２工程共にリムＷ
ａの最外径部であるから、一つのチャックを各工程で共
用することができる。それ故、第１工程と第２工程とで
フィンガーチャックを使い分ける必要がなく、一台の加
工機で２工程を段取り替えなしに短時間に行い、アルミ
ホイールを能率よく旋削加工できる。また、この実施形
態のフィンガーチャックによれば、芯出爪３０がリムＷ
ａの最外径部を芯出しするので、これを２工程に共用で
きるばかりでなく、同一の呼びサイズ（日本自動車タイ
ヤ協会の規格サイズ）であれば、リムＷａ及び車軸取付
孔Ｗｂの内径又はデザイン端面Ｗｃの高さが相違する場
合でも、段取り替えなしに、各種デザインのアルミホイ
ールをクランプすることが可能で、特に多品種少量生産
を能率よくかつ経済的に実施できる利点がある。

【００１９】図５及び図６はフィンガーチャックの第２
実施形態を示すもので、主に芯出機構の構成において第
１実施形態と相違する。第１実施形態と同一又は相当す
る部材については各図に同一の符号が付されている。フ
ロントプレート３の前面には、断面Ｔ字形状（あり溝形
状又は断面丸形状等でも良い）の３本の案内溝１４が放
射状に延びるように形成され、各案内溝１４にマスター
ジョー２８が摺動自在に嵌合され、各マスタージョー２
８の外端に芯出爪３０がボルト３４で取着されている。
マスタージョー２８には３つの位置決め溝２８ｂと４つ
のネジ孔２８ｃとがそれぞれ摺動方向に等ピッチで形成
されるとともに、芯出爪３０の裏面には突起３０ａが設
けられ、この突起３０ａを位置決め溝２８ｂの一つに嵌
合し、その溝２８ｂを挟む一対のネジ孔２８ｃにボルト
３４を締め付けることによって、芯出爪３０がマスター
ジョー２８に対し摺動方向の３位置に調整可能に取着さ
れている。

【００２０】一方、受座３１は芯出爪３０から１８０°
離れた位置においてフロントプレート３の外周部前面に
配設されている。各受座３１はベース３２にバネ３３を
介して出没可能に支持されている。一つの受座３１はフ
ロントプレート３のエア通路３５から供給されたエアの
圧力変動に基づいてワークＷの着座を検出できるように
構成されている。ベース３２は、取付ボルト３７をフロ
ントプレート３の複数のネジ孔３８に選択的に締め付け
ることによって、芯出爪３０と同じピッチでチャック径
方向の３位置に調整可能に取着されている。従って、芯
出爪３０及び受座３１の位置を調整することにより、ワ
ークＷの把持径の相違に容易に対応することができる。
なお、この実施形態のフィンガーチャックにおいては、
把持爪１９及び受台２１が６０°の角度で６個配設され
ている。

【００２１】このフィンガーチャックによるアルミホイ
ールのチャッキング方法及び旋削加工方法は第１実施形
態と同様であって、芯出爪３０が第１工程及び第２工程
共にリムＷａの最外径部を芯出しするため、一つのチャ
ックを２工程で共用することができる。また、このフィ
ンガーチャックによれば、特に、マスタージョー２８が
フロントプレート３の案内溝１４に嵌合されているの
で、ワークＷをチャックボデー１の前面に接近した位置
において芯出しかつ把持することができ、チャック前面
側のオーバハング量を減少して、チャック各部の剛性を
向上できる利点がある。

【００２２】図７及び図８はフィンガーチャックの第３
実施形態を示すもので、主に芯出爪３０の構成において
第２実施形態と相違する。このフィンガーチャックにお
いては、案内溝１４にマスタージョー２８が嵌合され、
その外端部と対応する位置のフロントプレート３に支持
体４１がボルト４２で取り付けられている。支持体４１
にはクランクレバー４３が中間部の軸４４により回動可
能に支持され、その後端にはマスタージョー２８の３つ
の係合溝２８ｄに選択的に嵌合する連結部４３ａが一体
形成されるとともに、前端には芯出爪３０がネジ４５で
ワーク径に応じて交換可能に取着されている。

【００２３】フロントプレート３にはボルト４２が締め
付けられるネジ孔４６と支持体４１を位置決めする溝４
７とがそれぞれ複数等ピッチで形成されていて、支持体
４１と共にクランクレバー４３が案内溝１４の長手方向
の複数位置に調整可能に取着されている。クランクレバ
ー４３は、軸４４より芯出爪３０側の質量が連結部４３
ａ側の質量とマスタージョー２８の質量との合計値にほ
ぼ釣合うような形状で形成されている。そして、支持体
４１の各調整位置において、クランクレバー４３は連結
部４３ａと係合溝２８ｄとの嵌合を介してマスタージョ
ー２８により開閉回動され、閉鎖状態で芯出爪３０がリ
ムＷａの最外径部を芯出しするようになっている。

【００２４】従って、アルミホイールの旋削加工に際し
ては、第１実施形態と同様、このフィンガーチャックを
第１工程及び第２工程で共用することができる。また、
このフィンガーチャックによれば、加工時の遠心力でマ
スタージョー２８が外側へ付勢されると、クランクレバ
ー４３が閉鎖方向へ回動付勢されるため、直線摺動型の
芯出爪とは異なり、遠心力によって芯出爪３０の把持力
が低下するおそれはなく、むしろ、増し締め作用を期待
できて、ワークＷを安全に高速旋削することができる。
しかも、クランクレバー４３自体に作用する遠心力でマ
スタージョー２８の閉鎖方向の力を緩和でき、過大な把
持力の発生を防止して、ワークＷを変形させることなく
クランプできる利点もある。

【００２５】なお、上記各実施形態では、ウエッジプラ
ンジャー２６で芯出爪３０を駆動しているが、通常のプ
ランジャーでクランク機構を介して芯出爪を駆動しても
よい。その他、本発明は上記実施形態に限定されるもの
ではなく、把持爪及び芯出爪の個数や形状を変更するな
ど、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部の構成を任意
に変更して実施することも可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１のチャッ
キング方法によれば、芯出爪がリムの最外径部を芯出し
するので、一つのフィンガーチャックを第１工程及び第
２工程で共用できるという優れた効果を奏する。

【００２７】請求項２の旋削加工方法によれば、第１工
程及び第２工程共に同じ芯出爪及び把持爪を使用するの
で、フィンガーチャックを使い分ける必要がなく、一台
の加工機でアルミホイールを能率よく旋削加工できると
いう効果がある。

【００２８】請求項３のフィンガーチャックによれば、
リムの最外径部を芯出しする芯出爪を設けたので、一つ
のチャックを２工程で共用できるとともに、同一の呼び
サイズであれば、段取り替えなしに、各種デザインのア
ルミホイールをクランプできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるフィンガーチャックの第１実施形
態を示す正面図である。

【図２】同チャックによる旋削加工の第１工程を示す図
１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ線部分断面図である。

【図４】同チャックによる旋削加工の第２工程を示す断
面図である。

【図５】本発明によるフィンガーチャックの第２実施形
態を示す正面図である。

【図６】図５のＣ−Ｃ線断面図である。

【図７】本発明によるフィンガーチャックの第３実施形
態を示す正面図である。

【図８】図７のＤ−Ｄ線断面図である。

【図９】第１工程で使用する従来のフィンガーチャック
を示す正面図である。

【図１０】同チャックの機構図である。

【図１１】第１工程で使用する従来の別のフィンガーチ
ャックを示す正面図である。

【図１２】同チャックの機構図である。

【図１３】第２工程で使用する従来のフィンガーチャッ
クを示す正面図である。

【図１４】同チャックの機構図である。

【図１５】第２工程で使用する従来の別のフィンガーチ
ャックを示す正面図である。

【図１６】同チャックの機構図である。

【符号の説明】

１・・チャックボデー、５・・ドロー部材、６・・ドロ
ーボルト、１２・・スパイダ、１７・・フィンガーレバ
ー、１９・・把持爪、２６・・ウエッジプランジャー、
２８・・マスタージョー、３０・・芯出爪、４３・・ク
ランクレバー、Ｗ・・ワーク、Ｗａ・・リム、Ｗｃ・・
デザイン端面。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミホイールのリムの最外径部をフィ
   ンガーチャックの芯出爪で芯出した後に、リムの端面を
   フィンガーチャックの把持爪によってフェースクランプ
   することを特徴とするアルミホイールのチャッキング方
   法。
2. 【請求項２】 アルミホイールのデザイン端面をフィン
   ガーチャックに対向させ、アルミホイールのリムの最外
   径部をフィンガーチャックの芯出爪で芯出した後に、リ
   ムの端面をフィンガーチャックの把持爪によってフェー
   スクランプし、この状態で、アルミホイールの内周面と
   外周面の一部とを旋削加工し、次に、アルミホイールを
   反転し、リムの最外径部を前記芯出爪で芯出した後に、
   リムの端面を前記把持爪でフェースクランプし、その状
   態で、アルミホイールのデザイン端面と外周面の残部と
   を旋削加工することを特徴とするアルミホイールの旋削
   加工方法。
3. 【請求項３】 アルミホイールのリムの最外径部を芯出
   する複数の芯出爪と、各芯出爪を開閉する芯出爪駆動機
   構と、アルミホイールのリムの端面をフェースクランプ
   する複数の把持爪と、各把持爪を開閉する把持爪駆動機
   構とからなるフィンガーチャック。