JPH10230403A - 工作機用チャックの爪着脱機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で爪の交換の容易化並びに被加工
物の把持時の剛性向上を図り、しかもトップ爪の交換に
伴う手数の低減と高精度加工を実現する。 【解決手段】 マスタージョー２のトップ爪５取付面に
トップ爪装着穴６を設け、このトップ爪装着穴６の開口
部をテーパー穴７にし、トップ爪５のマスタージョー２
に対する装着面にはクランプ係止孔２１を備える装着片
２０を突設し、トップ爪装着穴６内には、クランプ付勢
手段１５によって後退方向に付勢されているクランプロ
ッド１０を配設し、このクランプロッド１０の先端部の
周面には係止孔２１に対向して進退もしくは回動によ
り、その係止孔２１に係合してトップ爪５に係止力を付
加する係止手段２３（凹部１１，ボール２５及び保持器
２６）を配設し、かつこのクランプロッド１０の後半部
にはマスタージョー２の外部からクランプ付勢手段１５
によるクランプ力を解除するアンクランプ手段３０を関
連させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機用のチャッ
ク爪の着脱機構に関するもので、簡単な操作で精度よく
爪の着脱ができるように構成される機構に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、工作機械に用いられているチャッ
クは、殆どがマスタージョーに交換爪（トップ爪）をボ
ルトなどで締結固定されている。従って交換爪の交換は
その固定ボルトをゆるめて取り外し、別のトップ爪を装
着してボルト締結する必要がある。また、このボルト締
めによるトップ爪の装着手段によれば、どうしても３個
の交換爪による被加工材の把持部のフレが大きくて把持
精度が悪い。そのために、把持部の精度を計測して修正
する必要が生じることが多くてトップ爪の交換に際して
は多くの手数を要するという問題がある。

【０００３】このような問題点を解決して把持精度を高
めようとする先行技術として多くの提案がなされてい
る。その多くは、チャック本体の中心部にて軸線方向に
進退させる部材によってマスタージョーを半径方向に移
動させて、このマスタージョーに付属させたロック機構
に連動操作して爪（トップ爪）の脱着を行うような構成
になっている。例えば、特公平５−４５３６１号公報に
開示されているものは、チャック本体の中心で軸線方向
に摺動自在に設けられたプランジャーによってマスター
ジョーをチャック本体の半径方向に摺動可能に配され、
このマスタージョーに組み込まれた軸線に平行するクラ
ンプスタンドがマスタージョーの前面に組み付けられる
トップ爪を着脱可能に係止して、このトップ爪のマスタ
ージョーに対する固定を維持させるのに、マスタージョ
ーを半径方向に前記クランプスタンドを貫通して組み込
まれている楔機能を発揮するクランプピンによって通常
時にトップ爪が装着固定されるように、前記クランプピ
ン並びにクランプスタンドにバネ付勢力を作用させる構
成になっている。

【０００４】また、マスタージョーにトップ爪装着のた
めの穴を設け、トップ爪にはマスタージョーとの嵌合部
形状をきのこ状として、このきのこ状の嵌合部の凹部に
接触するピンがチャック外周部より挿入されることによ
り、マスタージョーとトップ爪の把持を行う複雑な機構
でもってトップ爪をマスタージョーに着脱可能に装着す
る構成のものが特公平３−２１２８１号公報によって知
られている。このほかに、種々の構造のトップ爪の着脱
機構を備えるチャックについての先行技術がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
先行技術のものにあっては、全般的に構造が複雑であっ
て製作費が嵩み、しかも剛性が小さく、かつ使用時の被
加工物の把持力が弱いなどの問題点がある。例えば特公
平５−４５３６１号公報に開示のものでは、トップ爪の
装着部における剛性が小さく、重切削を行う場合に被加
工物の把持力が弱くて、その結果切削加工の精度が低下
することになる。また、特公平３−２１２８１号公報に
開示のものでは、トップ爪が高価につき、しかも把持力
が低く、そのために加工時における精度に問題がある。
加えてトップ爪を装着する際、穴に軸を挿入する部分、
円筒の切り欠き面による廻り止め構造になっているため
位置決め精度が低い、などの問題点がある。その他、公
知のものにおいては、その多くが全般的にマスタージョ
ーに対するトップ爪の装着部における剛性が低い点に問
題がある。

【０００６】本発明では、このような問題点を解決し
て、簡単な構成で爪の交換の容易化並びに被加工物の把
持時の剛性向上を図り、しかもトップ爪の交換に伴う手
数の低減と高精度加工を実現できる工作機用チャックの
爪着脱機構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および作用・効果】このよ
うな目的を達成するために、本発明による工作機用チャ
ックの爪着脱機構は、チャック本体に組み込まれたマス
タージョーのトップ爪取付面には、チャック本体の軸線
に平行してトップ爪装着穴が設けられ、このトップ爪装
着穴の開口部はテーパー穴に形成され、トップ爪のマス
タージョーに対する装着面には、前記トップ爪装着穴の
テーパー穴内面に係合する外面に形成されて少なくとも
２分割されるとともに各分割部分が弾性力を発揮できる
肉厚にされて各々クランプ用の係止孔を備える装着片が
突設され、前記マスタージョーに設けられたトップ爪装
着穴内には、内設されるクランプ付勢手段によって後退
方向に付勢されているクランプロッドがその先端部を前
記トップ爪付設の装着片の内側に挿入されるように配設
され、このクランプロッドの先端部の周面には前記装着
片の係止孔に対向して進退もしくは回動によりその係止
孔に係合してトップ爪に係止力を付加する係止手段が付
設され、かつこのクランプロッドの後半部にはマスター
ジョーの外部から前記クランプ付勢手段によるクランプ
力を解除するアンクランプ手段が関連するようにされて
いることを特徴とするものである。

【０００８】本発明による工作機用チャックの爪着脱機
構においては、マスタージョーに設けられたトップ爪装
着穴に、トップ爪の背面に付設の装着片を嵌挿して、こ
のトップ爪装着穴のテーパー穴部にその装着片の外面を
嵌合させるとともに、係止孔に対して係止手段を係合さ
せる際に、この係止手段によって前記装着片にトップ爪
がマスタージョー側に引き寄せられる引き付け力を作用
させる。これによって、トップ爪の背面部とマスタージ
ョー側の装着部端面とが密接することになり、装着穴の
テーパー面による係合のみならずトップ爪の背面とマス
タージョー側の端面との密接とによって強固に装着保持
させることができ、トップ爪の保持部の剛性を高め、装
着後の精度を向上させることができる。しかも、トップ
爪の装着精度を高めることによってトップ爪による被加
工物の把持力も向上し、重切削にも十分耐えることがで
きる。

【０００９】本発明によれば、マスタージョーに対する
トップ爪の装着を、そのマスタージョーに設けられる装
着穴のテーパー部にトップ爪に付設される弾性を備えた
装着片をテーパー面に沿わせることと、クランプロッド
による引き付け力によるマスタージョーに対する面接触
との同時作用によって、簡単な操作でより確実な装着が
でき、チャックとしての被加工物の把持力を確実にして
高精度の加工に対応できるものを得ることができる。ま
た、トップ爪のマスタージョーに対する装着部をユニッ
ト化して簡単な構成にすることで、工作が容易になり、
構造的な精度を高めてトップ爪の装着機能を向上させる
ことが可能になる。したがって、製作費が低減できて経
済的効果も高められる。

【００１０】本発明において、前記トップ爪装着穴は、
マスタージョーに設けられたケーシング取付孔に嵌挿し
て固定される取付座付きスリーブ状のケーシングに設け
られ、このケーシングの前端面が前記トップ爪の装着固
定面とされ、かつこのケーシングの後端部内側に前記ク
ランプロッドに対するクランプ付勢手段が組み込まれ
て、ユニット構造にしておくのが製作を合理化できて好
ましい。

【００１１】前記トップ爪に係止力を付加する係止手段
は、前記トップ爪の装着片に設けられた係止孔に対し
て、クランプロッド側に先端方向に上がり勾配の斜面を
付された凹部が設けられ、前記トップ爪装着穴内で定位
置に保持器で保持されるボールを、このクランプロッド
の進退により前記凹部における斜面にて押し上げると前
記トップ爪装着片の係止孔に係合してトップ爪を装着固
定し、押し上げ力を除くとトップ爪の装着固定を解除で
きるように構成されているのが好ましい。

【００１２】また、このトップ爪に係止力を付加する係
止手段は、前記トップ爪の装着片に設けられた係止孔に
対して、クランプロッド側にカム溝が設けられ、このカ
ム溝に、前記係止孔との間に保持器にて定位置に保持さ
れるボールを受け入れて、クランプロッドを外部から所
要回転角回動変位させることにより、前記トップ爪装着
片の係止孔にボールを係合させてトップ爪を装着固定
し、あるいはボールの係合を解いてトップ爪の装着固定
を解除できるように構成することもできる。なお、前記
突起カムは側面に勾配を付けて係合度が大になるほどト
ップ爪をその装着面に対する密着度が高まるように形成
するのがより好ましい。

【００１３】前記トップ爪に係止力を付加する係止手段
において、ボールが係合する前記トップ爪の装着片に設
けられた係止孔は、そのボールが係合することによりト
ップ爪をその装着面に引きつけられる方向に軸線を傾斜
して穿設されているのが好ましい。

【００１４】さらに、前記トップ爪に係止力を付加する
係止手段は、前記トップ爪の装着片に設けられた係止孔
に対して、クランプロッドの周面には次第に盛り上がる
突起カムが設けられ、このクランプロッドを外部から所
要回転角回動変位させることにより前記トップ爪装着片
の係止孔にその突起カムを係合させてトップ爪を装着固
定し、前記突起カムの逆動作で係止孔との係合を除いて
トップ爪の装着固定を解除できるように構成することも
できる。

【００１５】また、前記アンクランプ手段は、マスター
ジョーに、その外周から前記トップ爪装着穴に通じるア
ンクランプネジの挿通孔を設け、この挿通孔に設けられ
るネジ部に、先端にテーパー形状部を有するアンクラン
プネジを螺合させ、このアンクランプネジをマスタージ
ョーの外部からねじ込んで前記クランプロッドの中間部
に設けた切り込み部の斜面にそのテーパー形状部を係合
させてそのクランプロッドをクランプ付勢手段に抗して
前進させることによりトップ爪の係止手段が解除できる
ように構成されるのが、前記クランプロッドの進退動作
によるトップ爪の脱着手段として取扱操作が簡単になっ
て好ましい。

【００１６】また、前記クランプロッドの先端部には、
このクランプロッドの後端からエアー供給孔が穿設さ
れ、このクランプロッド後端に主機側の圧縮空気供給源
が繋がるようにしておけば、トップ爪の交換時に圧縮空
気の供給によってトップ爪の装着部を清掃して、確実な
装着ができることになる。

【００１７】本発明においては、更に、前記トップ爪の
前記マスタージョーに対する装着時に、このマスタージ
ョーの前端部側の部材に前記トップ爪側の部材が接当す
ることにより前記トップ爪が保持されるように構成され
ているのが好ましい。このような構成によれば、被削ワ
ークをクランプしたときに把握力が大きくなっても、ト
ップ爪の変形（浮き上がり）を抑えることができ、トッ
プ爪の保持部の剛性を高め、装着後の精度を向上させる
ことができる。したがって、切削抵抗の大きい重切削に
耐えることが可能となり、荒加工から仕上げ加工まで使
用することが可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に、本発明による工作機用チャ
ックの爪着脱機構の具体的な実施の形態について、図面
を参照しつつ説明する。

【００１９】図１に示すのは、本発明の第１実施例に係
る工作機用チャックの爪着脱機構の要部縦断面図であ
る。図２は要部の拡大断面図である。図３は図２のIII
−III視断面図である。

【００２０】これらの図において、チャック本体１に周
知の手段で半径方向に移動可能に取り付くマスタージョ
ー２には、チャック本体１の取付軸線に平行して前面か
ら所要深さでケーシング取付穴３が穿設され、このケー
シング取付穴３にトップ爪装着用のケーシング４が嵌設
されている。そして、このケーシング４にトップ爪５が
着脱可能に装着される。

【００２１】トップ爪装着用のケーシング４は、マスタ
ージョー２に設けられた前記ケーシング取付穴３に嵌挿
してこのマスタージョー２の前面に固着する取付座４’
を備えた筒型で、軸心を貫通して設けられるトップ爪装
着穴６の前側の開口部はテーパー穴７に形成されてい
る。そして、このトップ爪装着穴６の内部には、後端部
にクランプ付勢手段１５を係合されたクランプロッド１
０が同一軸心で内設され、かつこのクランプロッド１０
の先端部に係止手段３０が関連させて設けられる。

【００２２】前記クランプロッド１０は、丸軸で全長が
前記ケーシング４よりも短くされ、その先端部は前記ケ
ーシング４の前端面４”よりも内側に位置するようにし
て、後端にクランプ付勢手段１５が連結されている。こ
のクランプロッド１０は、先端部側面に図２および図３
で示されるように、１８０°異なる位置に凹部１１が設
けられ、これら２カ所の凹部１１にはいずれも先端方向
に適宜角度で上がり勾配の斜面１１’が形成され、その
底部１１”の深さがボール２５を６０〜７０％沈め得る
寸法にされている。また、軸心には後端部からエア供給
穴１３が穿孔され、前記凹部１１の底部１１”並びに前
部位置に対してエアの吹き出しができるように複数の噴
気孔１３’が設けてある。

【００２３】クランプロッド１０に対するクランプ付勢
手段１５としては、ケーシング４の後端部内側に形成さ
れた段部４ａとそのクランプロッド１０の後端に外嵌遊
合する鍔付きのバネ押さえ片１６との間にスプリング１
７を介在させ、前記バネ押さえ片１６の内側鍔１６’と
外側から係合するクランプ調節ネジ１８をクランプロッ
ド１０後端に設けられたネジ穴１０ａに螺合させて、こ
のクランプ調節ネジ１８によって前記スプリング１７の
弾発力を加減して常時クランプロッド１０に後退方向の
推力が作用するようになされている。なお、バネ押さえ
片１６はスナップリング１９によって外部への飛び出し
を防止されている。また、このバネ押さえ片１６はクラ
ンプロッド１０の後端面にのみ接触してフリーに保たれ
るようにされている。

【００２４】トップ爪５は、所要の厚みを有して、把持
する工作物の保持部をチャック本体１の軸心線に対して
直交する向きに形成され、その把持面５ａが前記チャッ
ク本体１の軸線に平行なようになされている。そして、
背面５ｂの中央部に前記マスタージョー２に取り付けら
れたケーシング４のトップ爪装着穴６の前側の開口部テ
ーパー穴７に嵌合する装着片２０が取付面（背面５ｂ）
に直交して突設されている。この装着片２０は外周が前
記テーパー穴７の内面に合致する形状にされ、上下に２
分割された薄い肉厚の有底筒形にされ、上下各装着片２
０の中間部には前記クランプロッド１０の先端部に設け
られる凹部１１に填って保持器２６にてケーシング４に
保持されるボール２５が係合する係止孔２１をそれぞれ
１個設けてある。なお、この係止孔２１は、図２で示さ
れるように孔心が後倒れした状態に空けられている。そ
して、前記係止孔２１にボール２５が係合すると前記ケ
ーシング４の端面４”にこのトップ爪５の取付面５ｂが
密接するように関係付けられている。

【００２５】前記トップ爪５の装着片２０における係止
孔２１とクランプロッド１０先端部における凹部１１に
填るボール２５との係合関係を保つために、前記ケーシ
ング４のトップ爪装着穴６内部には、前記トップ爪５の
装着片２０がテーパー穴７に嵌合するのに支障を来さな
いように位置決めされて、支持片２６’によりリング状
のボール保持器２６が同軸心でボール２５の係止孔２１
との係合位置に配置される。このボール保持器２６は、
クランプロッド１０が前進した状態で前記装着片２０の
離脱に支障なきようにするとともに、装着片２０のクラ
ンプ時には確実に係止孔２１にボール２５が係合するよ
うに保持できるようにされている。このようなボール保
持器２６を介して所定の位置でチャック本体１の半径方
向に出入りするボール２５と、このボール２５を操作す
る凹部１１を備えるクランプロッド１０の先端部と係止
孔２１を有する装着片２０とによって係止手段２３が構
成される。

【００２６】前記アンクランプ手段３０としては、前記
マスタージョー２の外周面から軸心に向かって設けられ
た挿通孔３１と連通するネジ孔（ネジ部）３２がマスタ
ージョー２に設けられ、この挿通孔３１からネジ孔３２
に螺合されて前記ケーシング４の側面に設けられる透か
し孔を通じて、外部からレンチなどによって回転操作で
きるアンクランプネジ３３が配置され、このアンクラン
プネジ３３は先端にテーパー形状部３４を有し、このテ
ーパー形状部３４がケーシング４に内装されているクラ
ンプロッド１０の中間部に設けられた切り込み部１２と
係合して、この切り込み部１２の斜面１２’に作用する
水平分力でそのクランプロッド１０を前方に移動させる
ことにより前記係止手段２３によるクランプを解除し、
装着片２０をテーパー穴７から抜け出し容易にしてトッ
プ爪５を解脱できるようにされている。

【００２７】このように構成される本実施例のトップ爪
の着脱機構は、アンクランプ手段３０のアンクランプネ
ジ３３をクランプロッド１０の切り込み部１２に係合さ
せてアンプランプ状態にしておき、この状態で、トップ
爪５の装着片２０をトップ爪装着穴６に挿入してテーパ
ー穴７面にその装着片２０が嵌合状態になるようにす
る。この時点では、係止手段２３のボール２５がクラン
プロッド１０の凹部１１に嵌まり込んだ状態もしくはフ
リーの状態にあるので、前記装着片２０の進入を妨げな
い。この後に、アンクランプネジ３３を外部から逆回転
させて引き上げるようにすると、このアンクランプネジ
３３のテーパー形状部３４とクランプロッド１０の切り
込み部１２の斜面１２’との係合が断たれてクランプ付
勢手段１５のスプリング１７による引き戻し推力で、そ
のクランプロッド１０が後退させられる。

【００２８】すると、保持器２６によって定位置に保持
されているボール２５が、クランプ付勢手段１５による
後退付勢力（推力）でクランプロッド１０が後退するに
つれて、凹部１１の位置が変位するので斜面１１’によ
って凹部１１から押し出され、対応する位置の装着片２
０の係止孔２１内に押し込まれることになる。この際、
前記係止孔２１はいずれもクランプロッド１０における
凹部１１の斜面１１’と逆の勾配でその係止孔２１が空
けられているので、ボール２５の係止孔２１への進入に
伴いこの装着片２０をクランプロッド１０の移動方向、
すなわち後退方向に引き寄せられ、その結果、トップ爪
５がケーシング４の端面４”に密接して装着されるので
ある。なお、前記ボール２５とクランプロッド１０の凹
部１１の斜面１１’とのカム作用で係止孔２１を介して
装着片２０を引き寄せる作用を働かせる際に、その装着
片２０は肉薄にされて、かつ筒状部分を軸方向に２分割
されているので、この装着片２０を撓ませることによっ
てマスタージョー２に対するトップ爪５の密接装着が確
実に行われることになる。したがって、マスタージョー
２を介して装着されるトップ爪５は、そのマスタージョ
ー２の端面（実際は固着されているケーシング４の端面
４”）に前述のように密接装着されるので、チャックと
しての工作物の把持に際して剛性を維持できるととも
に、安定性が保たれるので、精度の高い加工ができるこ
とになる。

【００２９】装着されているトップ爪５を取り外すに際
しては、アンクランプネジ３３を外部からレンチなどの
工具によってねじ込むと、前述のようにクランプロッド
１０に設けられた切り込み部１２の斜面１２’にそのア
ンクランプネジ３３のテーパー形状部３４が係合して、
クランプ付勢手段１５の推力に抗してそのクランプロッ
ド１０を前方方向にスライドさせ、トップ爪５を装着固
定しているボール２５に対しての押し出し力を解除させ
て係止を解くことになり、トップ爪装着穴６から装着片
２０を抜き出し可能にしてトップ爪５を取り外すことが
できる。

【００３０】なお、前述のトップ爪５のマスタージョー
２に対する装着・脱離に際しては、係止手段２３となる
ボール２５を所定の場所に保持するための保持器２６を
支える支持片２６’が、丁度トップ爪５の装着時におけ
る案内の役目を兼ねることになり、ボール２５と係止孔
２１との位置合わせをより容易にすることになる。ま
た、前述のトップ爪５の着脱操作に際して、前述のよう
にクランプロッド１０には軸心に後端部からエア供給穴
１３が穿孔され、前記凹部１１の底部１１”並びに前部
位置に対してエアの吹き出しができるように複数の噴気
孔１３’が設けてあるので、予めチャック本体１の主機
に対する取付部に圧縮空気の供給手段を設けて、この圧
縮空気の供給手段とクランプロッド１０後端のエア供給
穴１３とを接続できるようにすれば（図示省略）、トッ
プ爪５の交換時にエアを噴出させることにより装着穴６
の清掃ができて、トップ爪５の装着をより確実にするこ
とができる。

【００３１】次に、図５に示すのは、本発明の第２実施
例に係る工作機用チャックの爪着脱機構であって、トッ
プ爪装着片とその係止手段との関係が前述のものと相違
する構造のものである。したがって、前述の第１実施例
と同一部分については図示省略し、また同一の符号を付
して詳細な説明は省略する。

【００３２】この実施例では、マスタージョー２に設け
られるトップ爪装着穴６が前述の場合と同様に形成され
ており、このトップ爪装着穴６に内装されるクランプロ
ッド１０Ａは、その先端部周面に装着されるトップ爪装
着片２０の係止孔２１に対応する位置で円周方向にカム
溝４０が形成され、このカム溝４０は図６（ａ）で示さ
れるように１８０°離れた位置にもっとも浅い部分が、
そして９０°変位した位置にもっとも深い部分がそれぞ
れ設けられて、このカム溝４０に係止用のボール２５が
受け入れられて当該クランプロッド１０Ａを回転させる
ことにより保持器２６によって所定の位置で保持される
２個のボール２５が半径方向に出入りするようにされて
係止手段２３Ａを構成するようになっている。

【００３３】このように構成された本実施例のチャック
の爪着脱機構は、トップ爪５をマスタージョー２に装着
するには、クランプロッド１０Ａをその後端部におい
て、例えばウオーム歯車とウオームとの噛み合いもしく
はラックと歯車との噛み合いなどの動力伝達手段（図示
省略）によってマスタージョー２の外側からそのクラン
プロッド１０Ａを所要回転角回動させて、前記カム溝４
０の深い部分が丁度トップ爪５の装着片２０に設けられ
る係止孔２１に対向する向きにすれば、保持器２６によ
って所定位置に保持されるボール２５がそのカム溝４０
に沈む状態（フリーの状態）になるので、トップ爪５の
装着片２０をそのトップ爪装着穴６のテーパー穴７部に
挿入できる。その装着片２０がテーパー穴７部に嵌挿さ
れてテーパー穴７の面に装着片２０の外面を密接させた
状態にして、その後に前記動力伝達手段によってクラン
プロッド１０Ａを回転させると、前記カム溝４０の変位
によってボール２５がクランプロッド１０Ａの半径方向
に押し出され、嵌挿されている装着片２０の係止孔２１
に押し込まれることになり、この結果、当該ボール２５
によってトップ爪５の装着片２０が嵌挿係止され、トッ
プ爪５はマスタージョー２の前面に密接して装着固定さ
れる。

【００３４】このトップ爪５をマスタージョー２から脱
離させるには、前述の操作と逆にクランプロッド１０Ａ
を外部から回動させてボール２５と装着片２０の係止孔
２１との係合を解くことにより、簡単にマスタージョー
２のトップ爪装着穴６から離脱させることができる。

【００３５】なお、この実施例において、図６（ｂ）で
示されるようにカム溝４０を３等分して高低に形成し、
トップ爪５の装着片２０を３等分に分割されたものにす
るとともに、それぞれ分割された装着片２０に１カ所ず
つ係止孔２１を設けるようにして係止力を高めることも
可能である。この場合は、ボール２５の保持器２６の支
持片２６’を等分割した配置で３カ所に設けるようにす
ればよい。このように、係止箇所を増やした場合は、ト
ップ爪５の脱着操作に際してクランプロッド１０の回動
を少なくできることになり都合がよい。

【００３６】次に、図７で示されるのは、第３実施例に
係る工作機用チャックの爪着脱機構であって、トップ爪
装着片２０Ｂとその係止手段２３Ｂとの関係が前述のも
のと相違する構造のものである。したがって、前述の第
１実施例と同一部分については図示省略し、また同一の
符号を付して詳細な説明は省略する。

【００３７】この実施例では、マスタージョー２に設け
られるトップ爪装着穴６が前述の場合と同様に形成され
ており、このトップ爪装着穴６に内装されるクランプロ
ッド１０Ｂは、その先端部周面に装着されるトップ爪装
着片２０Ｂの係止孔２１Ｂに対応する位置で円周方向に
２個の突起カム４５が形成され、この突起カム４５は図
８（ａ）で示されるように１８０°離れた位置に次第に
盛り上がるような羽根状で、かつその根元から先端に向
かって次第に厚みが薄くなるくさび状に形成されたもの
である。この突起カム４５に対して、トップ爪５の装着
片２０側には内部側に広がる勾配の付いた係止孔２１Ｂ
が円周方向に長孔で設けられ、かつその一部を内周面か
ら孔部に通じる次第に深くなる溝２１ｂと連通するよう
になされている。また、この実施例におけるトップ爪５
の装着片２０Ｂは、分割する部分の幅を前述の突起カム
４５との接触を断つことができる幅に形成されている。
また、クランプロッド１０Ｂは、第２実施例と同様にそ
の後端部において外部からの操作で回転できるようにさ
れる。

【００３８】このように構成された本実施例のチャック
の爪着脱機構は、トップ爪５をマスタージョー２に装着
するには、クランプロッド１０Ｂをその後端部におい
て、前述のようにウオーム歯車とウオームとの噛み合い
もしくはラックと歯車との噛み合いなどの動力伝達手段
（図示省略）によってマスタージョー２の外側からその
クランプロッド１０Ｂを所要回転角回動させ、図８
（ｂ）で示されるように突起カム４５を横向きにするこ
とで、トップ爪５の装着片２０Ｂと接触しない状態にし
ておいてそのトップ爪５の装着片２０Ｂをマスタージョ
ー２に付設のケーシング４のトップ爪装着穴６に嵌挿さ
せる。この装着片２０Ｂをテーパー穴７部に嵌挿させて
テーパー穴７の面に装着片２０Ｂの外面を密接させた状
態にして、その後に前記動力伝達手段によってクランプ
ロッド１０を回転させると、前記突起カム４５が回転し
て前記装着片２０Ｂの内側に設けられている溝２１ｂか
ら係止孔２１Ｂ内に進入して、この突起カム４５の側面
が係止孔２１Ｂの後部側面に接触することによって装着
片２０Ｂをテーパー穴７に密接させ、この結果、トップ
爪５がマスタージョー２の前面（ケーシング４の端面
４”）に密接して装着固定される。

【００３９】このようにしてマスタージョー２に装着さ
れているトップ爪５を脱離させるには、前述の操作と逆
にクランプロッド１０Ｂを外部から回動させてボール２
５と装着片２０の係止孔２１Ｂとの係合を解くことによ
り、簡単にマスタージョー２のトップ爪装着穴６から離
脱させることができる。

【００４０】次に、図９に示すのは、本発明の第４実施
例に係る工作機用チャックの爪着脱機構である。本実施
例において、その基本的構成は第１実施例と異なるとこ
ろがないので、第１実施例と共通する部分については同
一符号を付すに止めてその詳細な説明は省略することと
する。

【００４１】本実施例では、第１実施例の構造におい
て、トップ爪５の背面側に位置決め用の突部５ｃを一体
に設け、このトップ爪５の装着時にその突部５ｃの端面
がマスタージョー２の前面に接当してトップ爪５が位置
決めされるように構成されている。このような構造は、
トップ爪５の寸法管理を精度良く行うことにより可能で
ある。

【００４２】本実施例の構成によれば、被削ワークをク
ランプしたときに把握力が大きくなっても、トップ爪の
変形（浮き上がり）を抑えることができ、トップ爪５の
保持部の剛性を高め、装着後の精度の向上を図ることが
できる。この結果、切削抵抗の大きい重切削にも耐える
ことができ、荒加工から仕上げ加工まで広範囲の切削に
使用することが可能となる。

【００４３】図１０には、本発明の第５実施例に係る工
作機用チャックの爪着脱機構が示されている。本実施例
においても、第１実施例と共通する部分には同一符号が
付されている。

【００４４】本実施例においては、マスタージョー２の
前面に凹所２ａが形成され、この凹所２ａ内にトップ爪
装着用のケーシング４を埋設させ、このケーシング４の
前端面４”とマスタージョー２の前端面とが同一面内に
位置するように構成されている。このようにすれば、第
４実施例と同様、トップ爪５の装着時にその背面がマス
タージョー２の前面に接当してトップ爪５が位置決めさ
れる。したがって、第４実施例と同様の作用効果を奏す
るものである。本実施例の場合は、第４実施例のように
トップ爪５の背面側に突部５ｃを形成する必要がないの
で、トップ爪５の製作が容易であり、製作コストの低減
を図ることができる。

【００４５】図１１には、本発明の第６実施例に係る工
作機用チャックの爪着脱機構が示されている。本実施例
においても、第１実施例と共通する部分には同一符号が
付されている。

【００４６】本実施例においては、トップ爪５の背面側
にトップ爪押付け楔４３が植設され、マスタージョー２
側に位置決め穴２ｂが設けられるとともに、先端部がテ
ーパー状に形成されたストッパネジ４４がその位置決め
穴２ｂ内に突出するように螺合されている。このように
すれば、第４，第５実施例と同様、トップ爪５の装着時
にトップ爪押付け楔４３が位置決め穴２ｂ内に挿通され
て、そのトップ爪押付け楔４３先端の傾斜面がストッパ
ネジ４４のテーパー面に接当してトップ爪５が位置決め
される。したがって、第４，第５実施例と同様の作用効
果を奏するものである。本実施例の場合、ストッパネジ
４４のねじ込み量を調整することで、トップ爪５の装着
位置を調整することが可能である。

【００４７】なお、本実施例においては、トップ爪５側
にトップ爪押付け楔４３を設け、マスタージョー２側に
位置決め穴２ｂを設けるものとしたが、マスタージョー
２側に位置決め用の押付け楔を設け、トップ爪５側に位
置決め穴を設けるようにする実施例も可能である。

【００４８】図１２は、これら第４〜第６実施例の構造
を採用した場合の効果を説明するグラフである。なお、
このグラフにおいて、横軸は、旋盤本体の主軸後端に位
置するシリンダであって、トップ爪の開閉を行うために
ドローチューブの軸方向の動きを制御するシリンダの圧
力（ｋｇ／ｃｍ² ）を示し、縦軸は、３個のトップ爪に
よる把握力（ｔｏｎ）を示している。また、黒丸はマス
タージョーとトップ爪との接触がある場合（第４〜第６
実施例の構造）を、白抜きの丸はそれらの接触がない場
合をそれぞれ示している。このグラフから明らかなよう
に、第４〜第６実施例の構造を採用した場合には、全体
的に大きな把握力を得ることができるとともに、シリン
ダ圧力を高めても被削ワークに対して十分な把握力を確
保することができる。これに対してマスタージョーとト
ップ爪との接触がない場合には、全体的に把握力が小さ
いだけでなく、シリンダ圧力が約１５ｋｇ／ｃｍ² 以上
になるとトップ爪が変形により開放してしまって、図中
破線で示すように被削ワークに対する把握力を得ること
ができない。

【００４９】以上に説明した各実施例では、いずれも手
動操作によってマスタージョー２に対してトップ爪５を
装着・脱離する態様を述べたが、例えば第１実施例にお
いてクランプ力調節ネジの端面に流体圧を加えるように
すると、トップ爪５のアンクランプ手段を自動化するこ
とができる。また、第２実施例および第３実施例におい
てクランプロッド１０Ａ，１０Ｂの回転構造を油圧機構
で操作できるようにすれば、トップ爪５の着脱操作を自
動化することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１実施例に係る工作機用チ
ャックの爪着脱機構の要部縦断面図である。

【図２】図２は、図１の要部の拡大断面図である。

【図３】図３は、図２のIII−III視断面図である。

【図４】図４は、トップ爪のマスタージョーから脱離す
る際の係止解除の態様を示す図である。

【図５】図５は、本発明の第２実施例に係る工作機用チ
ャックの爪着脱機構の要部断面図である。

【図６】図６は、図５のＶ−Ｖ視断面図であり、（ａ）
はボールを２個用いる場合、（ｂ）はボールを３個用い
る場合の各断面を表している。

【図７】図７は、本発明の第３実施例に係る工作機用チ
ャックの爪着脱機構の要部断面図である。

【図８】図８は、図７のVII−VII視断面図であって、
（ａ）は突起カムによってトップ爪が装着状態にある態
様を示し、（ｂ）はトップ爪の脱離操作ができる態様を
表している。

【図９】図９は、本発明の第４実施例に係る工作機用チ
ャックの爪着脱機構の要部縦断面図である。

【図１０】図１０は、本発明の第５実施例に係る工作機
用チャックの爪着脱機構の要部縦断面図である。

【図１１】図１１は、本発明の第６実施例に係る工作機
用チャックの爪着脱機構の要部縦断面図である。

【図１２】図１２は、第４〜第６実施例の構造を採用し
た場合の効果を説明するグラフである。

【符号の説明】

１ チャック本体 ２ マスタージョー ２ａ 凹所 ２ｂ 位置決め穴 ３ ケーシング取付穴 ４ ケーシング ４” ケーシングの端面 ５ トップ爪 ５ｂ トップ爪の取付面（背面） ５ｃ 位置決め用の突部 ６ トップ爪装着穴 ７ テーパー穴 １０，１０Ａ，１０Ｂ クランプロッド １１ クランプロッドに設けた凹部 １１’凹部の斜面 １２ アンクランプ用の切り込み部 １２’切り込み部の斜面 １３ エア供給穴 １５ クランプ付勢手段 ２０，２０Ａ，２０Ｂ トップ爪の装着片 ２１，２１Ｂ 係止孔 ２３，２３Ａ，２３Ｂ 係止手段 ２５ ボール ２６ ボールの保持器 ２６’保持器の支持片 ３０ アンクランプ手段 ３１ 挿通孔 ３２ ネジ孔（ネジ部） ３３ アンクランプネジ ３４ テーパー形状部 ４０ カム溝 ４３ トップ爪押付け楔 ４４ ストッパネジ ４５ 突起カム

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チャック本体に組み込まれたマスタージ
   ョーのトップ爪取付面には、チャック本体の軸線に平行
   してトップ爪装着穴が設けられ、このトップ爪装着穴の
   開口部はテーパー穴に形成され、トップ爪のマスタージ
   ョーに対する装着面には、前記トップ爪装着穴のテーパ
   ー穴内面に係合する外面に形成されて少なくとも２分割
   されるとともに各分割部分が弾性力を発揮できる肉厚に
   されて各々クランプ用の係止孔を備える装着片が突設さ
   れ、前記マスタージョーに設けられたトップ爪装着穴内
   には、内設されるクランプ付勢手段によって後退方向に
   付勢されているクランプロッドがその先端部を前記トッ
   プ爪付設の装着片の内側に挿入されるように配設され、
   このクランプロッドの先端部の周面には前記装着片の係
   止孔に対向して進退もしくは回動によりその係止孔に係
   合してトップ爪に係止力を付加する係止手段が付設さ
   れ、かつこのクランプロッドの後半部にはマスタージョ
   ーの外部から前記クランプ付勢手段によるクランプ力を
   解除するアンクランプ手段が関連するようにされている
   ことを特徴とする工作機用チャックの爪着脱機構。
2. 【請求項２】 前記トップ爪装着穴は、マスタージョー
   に設けられたケーシング取付孔に嵌挿して固定される取
   付座付きスリーブ状のケーシングに設けられ、このケー
   シングの前端面が前記トップ爪の装着固定面とされ、か
   つこのケーシングの後端部内側に前記クランプロッドに
   対するクランプ付勢手段が組み込まれていることを特徴
   とする請求項１に記載の工作機用チャックの爪着脱機
   構。
3. 【請求項３】 前記トップ爪に係止力を付加する係止手
   段は、前記トップ爪の装着片に設けられた係止孔に対し
   て、クランプロッド側に先端方向に上がり勾配の斜面を
   付された凹部が設けられ、前記トップ爪装着穴内で定位
   置に保持器で保持されるボールを、このクランプロッド
   の進退により前記凹部における斜面にて押し上げると前
   記トップ爪装着片の係止孔に係合してトップ爪を装着固
   定し、押し上げ力を除くとトップ爪の装着固定を解除で
   きるように構成されている請求項１または２に記載の工
   作機用チャックの爪着脱機構。
4. 【請求項４】 前記トップ爪に係止力を付加する係止手
   段は、前記トップ爪の装着片に設けられた係止孔に対し
   て、クランプロッド側にカム溝が設けられ、このカム溝
   に、前記係止孔との間に保持器にて定位置に保持される
   ボールを受け入れて、クランプロッドを外部から所要回
   転角回動変位させることにより、前記トップ爪装着片の
   係止孔にボールを係合させてトップ爪を装着固定し、あ
   るいはボールの係合を解いてトップ爪の装着固定を解除
   できるように構成されている請求項１または２に記載の
   工作機用チャックの爪着脱機構。
5. 【請求項５】 前記トップ爪に係止力を付加する係止手
   段において、ボールが係合する前記トップ爪の装着片に
   設けられた係止孔は、そのボールが係合することにより
   トップ爪をその装着面に引きつけられる方向に軸線を傾
   斜して穿設されている請求項３または４に記載の工作機
   用チャックの爪着脱機構。
6. 【請求項６】 前記トップ爪に係止力を付加する係止手
   段は、前記トップ爪の装着片に設けられた係止孔に対し
   て、クランプロッドの周面には次第に盛り上がる突起カ
   ムが設けられ、このクランプロッドを外部から所要回転
   角回動変位させることにより前記トップ爪装着片の係止
   孔にその突起カムを係合させてトップ爪を装着固定し、
   前記突起カムの逆動作で係止孔との係合を除いてトップ
   爪の装着固定を解除できるように構成されている請求項
   １または２に記載の工作機用チャックの爪着脱機構。
7. 【請求項７】 前記アンクランプ手段は、マスタージョ
   ーに、その外周から前記トップ爪装着穴に通じるアンク
   ランプネジの挿通孔を設け、この挿通孔に設けられるネ
   ジ部に、先端にテーパー形状部を有するアンクランプネ
   ジを螺合させ、このアンクランプネジをマスタージョー
   の外部からねじ込んで前記クランプロッドの中間部に設
   けた切り込み部の斜面にそのテーパー形状部を係合させ
   てそのクランプロッドをクランプ付勢手段に抗して前進
   させることによりトップ爪の係止手段が解除できるよう
   に構成されている請求項１または２に記載の工作機用チ
   ャックの爪着脱機構。
8. 【請求項８】 前記クランプロッドの先端部には、この
   クランプロッドの後端からエアー供給孔が穿設され、こ
   のクランプロッド後端に主機側の圧縮空気供給源が繋が
   るようにされる請求項１〜７のうちのいずれかに記載の
   工作機用チャックの爪着脱機構。
9. 【請求項９】 前記トップ爪の前記マスタージョーに対
   する装着時に、このマスタージョーの前端部側の部材に
   前記トップ爪側の部材が接当することにより前記トップ
   爪が保持されるように構成されている請求項１または２
   に記載の工作機用チャックの爪着脱機構。