JPS62213906A - くさび式チヤツクにおけるジヨウ作動体構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、くさび式チャックのジヨウ作動体に関し、特
にこのジヨウ作動体の把握精度と把握力強化が図られる
ようにしたことを特徴とする。

従来の技術 本出願人は先に、くさび部によるくさび作用でもってジ
ヨウの開閉動作を行わしめるくさび式チャックに関し、
いくつかの提案をなしている。しかし、その何れの提案
もくさび部が力学的な面から検討してみるに脆弱であり
、把握精度から検討してみるに不完全な構造であること
が明らかとなったのである。

この点に関して第１４図反型第１６図を用いて説明する
。図において、ｌ１ｇは図示しないスピンドルにその後
部が装着されるボディであって、中心部には軸心Ｘ方向
に沿ってのみ摺動変位自在なプランジャ１５ｇが内挿さ
れており、また前部にはその半径方向にのみ摺動変位自
在なマスタージヨウ１６ｇ・・・が内挿せしめられてい
る。前記プランジャ１５ｇは、第１５図に示すように、
全体形状を略円筒形状になすと共に摺動部が軸心Ｘ方向
の端面からさらに外方に向けてその摺動周面５０を延長
させるが如く延長部５１・・・を設けて形成されている
。そして、この摺動部に到達する断面丁字形の嵌合溝５
２・・・を軸心Ｘに対し斜状に削設することによって、
並列に相対向する２つのくさび部２２ｇ・２２ｇがその
張り出した部分が片持ち梁の状態に形成せしめられるの
である。更にこのくさび部２２ｇ・２２ｇにはその先端
が溝の傾斜に沿わせて切欠される切欠部５３・・が形成
される 一方、前記マスタージヨウ１６ｇは第１６図に示す如く
略直方体形状をなしており、後面側５４の中央から突出
する張出部５５を備え、且つ張出部５５の位置する両側
面には溝２７ｇ・・が刻設されている。

かくして形成された善導２７ｇ・・には前記ぐさび部２
２ｇ・２２ｇにおける相互に対向する内側寄りの部位が
マスタージヨウ１６ｇの両側面を挟む態様で嵌挿される
のであり、この際のマスターショウ１６ｇの溝２７ｇ・
・の形状は、プランジャ１５ｇの嵌合溝５２の形状と符
合する。即ち、第１５図のプランジ中１５ｇの嵌合溝５
２に対してはマスタージョ１６ｇの溝２７ｇ・・が両側
面において同じ肉厚を残す形状の並設されたものを用い
るのであり、他方第１６図のマスタージヨウ１６ｇの如
く両側面において肉厚が前面にかけて漸増する溝２７ｇ
・・の刻設されているものに対してはプランジャ１５ｇ
の嵌合溝５２における対向する両側面５５・５５の間隔
もまた延長部５１に向けて漸増となるものを用いるので
ある。

また、第１４図中５６はボディｌ１ｇにマスク−ジヨウ
１６ｇを組み付ける際に必要な空所であり、更に１７は
マスタージョ１６ｇにボルト接合されたトップジヨウで
ある。

摺動変位させるには、プランジャ１５ｇを軸心Ｘに沿っ
て変位させるべく、図示しないドローバアによってプラ
ンジャ１５ｇに変位力を付与する。

今、その変位力を矢印Ｎ側へ（矢印の反対側へ）付与す
ると、相対向するくさび部２２ｇ・２２ｇの張り出した
対向寄り側位置に形成された摺動面５７・５７　（摺動
面５７ａ・５７ａ）がマスタージヨウ１６ｇの摺動面５
９・５９（摺動面５９ａ・５９ａ）を押圧してマスター
ジヨウ１６ｇに閉方向力（開方向力）を付与することか
らマスタージョ１６ｇはボディ１１の半径方向内方（外
方）に向けてへ摺動変位する。そして、このマスタージ
ヨウ１６ｇの摺動変位と連動して移動するトップショウ
１７が工作物の外径（内径）を把握する状態に到達した
ならば、マスタージヨウ１６ｇはプランジャ１５ｇのく
さび部２２ｇ・２２ｇによってその閉方向力（開方向力
）が受は止められ且つチャックが工作物を把握している
間、その位置が保持せしめられる。

このとき、マスタージヨウ１６ｇの摺動面５９・５９（
摺動面５９ａ・・）は各くさび部２２ｇ・２２ｇの摺動
面５７・５７　（摺動面５７ａ・５７ａ）をボディ１１
の半径方向外方（内方）へ押圧するが、矢印Ｎ側（矢印
Ｎの反対側）への変位力により定位置を保持せしめられ
たプランジャ１５ｇと同体の摺動面５７・５７　（摺動
面５７ａ・５７ａ）は摺動面５９・５９　（摺動面５９
ａ・・）の押圧力を確実に支承してベアリング面を構成
した状態となっている。しかして、相対向するくさび部
２２ｇ・２２ｇは張り出した対向寄り側位置に形成され
た摺動面５７・５７（摺動面５７ａ・５７ａ）に押圧力
をうけた状態でマスタージヨウ１６ｇを把握位置に保持
することになる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、この種のくさび式チャックにあっては、
プランジャ１５ｇのくさび部２２ｇの開閉方向力が、相
対向する２つのくさび部２２ｇ・２２ｇの張り出した対
向寄り偏位置に作用することから張り出し長さを曲げ半
径とする曲げ力Ｍｇ（第１５図参照）が作用することに
なるのである。この場合、各くさび部２２ｇ・２２ｇは
前記曲げ力に対し各々の断面係数でもって力学的には対
抗するこ°とから各くさび部２２ｇ・２２ｇの張り出し
部分は、夫々半径方向へ別々の異なった曲げ力を受けて
撓むのであり、この撓み量には当然ながら差異が生じる
のである。

本発明は、上記問題点を解消するために、相対向する２
つのくさび部においてその基部を介して一体化したホー
クエンド形状にウェッジを構成し、夫々のくさび部の撓
み量の差異を消滅させ、従来に増す把握精度と把握力の
得られるくさび式チャックのジヨウ作動体を提供するこ
とが目的である。

問題点を解決するための手段 上記した目的を達成するために、本発明はジヨウ作動体
の機能がピストン機能とジヨウ機能とからなる点に着目
し、特にウェッジ機能を発揮するウェッジが好ましくは
二つの各くさび部の対向する内側部位にくさびを外側部
位に摺動部を有すると共に、基部をフォークエンド状に
一体結合した構造になされていることを特徴とする。

実施例 本発明の具体的な第一実施例を第１図乃至第７図に基づ
いて詳細に説明する。

第４図は本発明に係るくさび式のチャックＧの縦断面図
を示し、このチャックＧはボディ部とこのボディ部に対
して相対変位する可動部とに大別され、前記ボディ部は
ボディ１１と、このボディ１１を図示しないスピンドル
に装着するアダプタ１２及びボディ１１内に切り屑や粉
塵の浸入を防止するカバア１３からなり、また前記可動
部はピストン１４と、ウェッジ１５・・・と、マスター
ジヨウ１６・・・及びトップジヨウ１７・・・からなる
、前記ボディ１１には軸心Ｘを中心とする摺動内周面１
８が形成されており、この摺動内周面１８のさらに半径
方向外側に等角装置の摺動穴１９・・・が複数穿設され
ている。また、ボディ１１の前部には第５図の如き断面
Ｔ字状の案内溝２０・・・が前面を開口した状態で半径
方向に沿って複数設けられている。

前記摺動穴１９に嵌挿されるウェッジ１５は第２図に示
すように、並列に相対向する二つのくさび部２２・２２
の基部２３・２３が一体に結合されたフォークエンド形
状に構成されており、このくさび部２２・２２の対向す
る内側部位には前端から後端にかけて漸高する且つ相対
的に漸挟する断面矩形のくさび２４・２４がそれぞれ刻
設されており、また前記くさび部２２・２２の対向する
外側部位には上下面が前記摺動穴１９によって支承され
る断面矩形の摺動部２５・２５がそれぞれ設けられてい
る。また、２１はピストン１４を介してウェッジ１５に
、図示しないドローバアからの摺動変位力を伝達するた
めの突条であり、先端は円弧上になされている。

前記マスタージヨウ１６は、案内溝２０に第４図及び第
５図の如く嵌挿されていて、チャックＧの半径方向へ摺
動変位することにより開閉動作する。このマスタージヨ
ウ１６の詳細は第６図に示すとおりであり、全体が略直
方体形状をしており、その両側面２６・２６には前記各
くさび部２２・２２におけるくさび２４・２４が嵌挿す
るための嵌合溝２７・２７がくさび２４・２４の配置形
状に符合するように前端から後端へかけて漸高する且つ
漸挟する形状に刻設されている。更に、このマスタージ
ヨウ１６の横断面形状を丁字形になし、後方の幅広部２
８の滑動面を案内溝２０と嵌合させて半径方向へ変位す
る際の案内面となす一方、前方の幅挟部２９の滑動面３
４・３４も案内面となし、且つ、さらに前方をボディ１
１の外方へ突出せしめ、前面のセレーシッン部３０にト
ップジヨウ１７を固定する。

このマスタージヨウ１６と前記ウェッジ１５の嵌合態様
は第１図に示す如くである。

前記ピストン１４は前部に小径の突出部３１を有し、こ
の摺動部３２の外周面が中央部に大径の摺動部３２を有
しボディ１１の摺動内周面１８によって案内される。こ
の摺動部３２の外周面には前記ウェッジ１５・・・に設
けられた突条２１・・・が嵌合するための係合溝３３が
旋削されている。また、後部にはボス３４が突設されて
おり、内方にネジが形成されていて、このネジに図示し
ないドローバアが螺合せしめられる。このピストン１４
は第７図に示すように３等分位置を夫々三ヵ月状に削除
し、ピストン１４を先行させてボディ１１内へ挿入した
後であってもこの三カ月状の削除部分をウェッジ１５の
組込み空隙に利用しウェッジ１５・・・の突条２１・・
・をピストン１４の係合溝３３に組み込むことが出来る
ようなしである。

次に、上記第一実施例の作用を説明する。

図示しないドローバアでピストン１４を第４図の矢印Ｑ
側へ引張すると、この引張力は係合？ｎ３３と突条２１
とを介して各ウェッジ１５に伝達され且つ各ウェッジ両
側の摺動部２５・２５が摺動穴１９に案内され、同様に
矢印Ｑ側へ変位する。即ち、第３図に示すように、各く
さび部２２・２２におけるくさび２４・２４の滑動面３
５・３５とマスタージヨウ１６の嵌合溝２７・２７の滑
動面３４・３４とが摺動しながら相対変位することにな
り、マスタージヨウ１６はくさび作用でもって半径方向
内方へ変位する。これによって、マスタージー！１６に
固定されているトップジヨウ１７は工作物の外径を把握
することができる。

このとき、前記くさび２４・２４の滑動面３５・３５は
マスタージヨウ１６の嵌合溝２７・２７の滑動面３４・
３４を半径方向の内方へ向けて押圧するが、くさび部２
２・２２に設けられた摺動部２５・２５の摺動面３６・
３６は、ボディ１１に設けられた摺動穴１９の摺動面３
８・３８に支承されて外周ベアリング面を構成している
。これを力学的に説明すればピストン１４の引張力によ
って発生するくさび２４の変位力Ｒがマスタージヨウ１
６の開方向へ向けて付与される一方、同じ大きさで反対
方向の反作用力Ｐを摺動部２５が受は続けることになる
。換言すれば各（さび部２２・２２はＭなる捩じりモー
メントを受は回転変位しようとするが、各くさび部２２
・２２の一体結合された基部２３・２３によりその変位
を好適に阻止されることになる。

したがって、摺動部２５・２５の滑動面３６・３６を摺
動穴１９・１９の摺動面３８・３８で支持し、捩じりモ
ーメントＭに対しても変位しないくさび部２２・２２は
、マスタージヨウ１６の開方向力を剪断応力として受け
ることができるのである。

一方、ピストン１４を矢印Ｑの反対側へ引張すると、こ
の引張力は前述同様に係合溝３３と突条２１とを介して
各ウェッジ１５に伝達され且つ各ウェッジ両側の摺動部
２５・２５が摺動穴１９に案内され、矢印Ｑの反対側へ
変位する。即ち、各くさび部２２・２２におけるくさび
２４・２４の滑動面３５ａ・３５ａとマスタージヨウ１
６の嵌合溝２７・２７の滑動面３４ａ・３４ａとが摺動
しながら相対変位することになり、マスタージヨウ１６
はくさび作用でもって半径方向外方へ変位する。これに
よって、マスタージ：＋１６に固定されているトップジ
ヨウ１７は工作物の内径を把握することができる。

このとき、前記くさび２４・２４の滑動面３５ａ・３５
ａはマスタージヨウ１６の嵌合溝２７・２７の滑動面３
４ａ・３４ａを半径方向の外方へ向けて押圧するが、く
さび部２２・２２に設けられた摺動部２５・２５の摺動
面３６ａ・３６ａは、ボディ１１に設けられた摺動穴１
９の摺動面３８ａ・３８ａに支承されて内周ベアリング
面を構成している。これを前述同様に力学的に説明すれ
ばピストン１４の引張力によって発生するくさび２４の
変位力Ｒａがマスタージヨウ１６の閉方向へ向けて付与
される一方、同じ大きさで反対方向の反作用力Ｐａを摺
動部２５が受は続けることになる。換言すれば各くさび
部２２・２２はＭａなる捩じりモーメントを受は回転変
位しようとするが、各くさび部２２・２２の一体結合さ
れた基部２３・２３によりその変位を好適に阻止される
ことになる。

したがって、捩じりモーメントＭａに対しても捩じりモ
ーメントＭを受けた場合と同様にくさび部２２・２２は
、マスタージヨウ１６の閉方向力を剪断応力として受け
ることができるのである。

しかして、くさび部２２・２２の剪断力による撓みはマ
スタージヨウ１６とボディ１１との相互に比べてボディ
の剛性を太き（し、且つ軽量とする著効を奏するのであ
る。

以上の説明から明らかのようにウェッジ１５の構成を、
くさび部２２・２２の各基部２３・２３がフォークエン
ド形状に一体結合されたものとなすときは、２つのくさ
び部２２・２２の捩じりモーメントが各基部２３・２３
に偶力として作用するのであり、この偶力に充分耐え得
る基部結合強度とすることによって、基部２３・２３が
フォークエンド形状に一体結合されていない従来のちの
では到底達成不可能とされていた高精度な高把握力が得
られるのである。

かかる作用効果の得られるフォークエンド形状のくさび
部２２・２２は、種々の態様のものが考えられ、第８図
のように各くさび部２２ａ・２２ａを円筒体から削り出
した構成とすることもできれば、また第９図のように各
くさび部２２ｂ・２２ｂの断面形状を台形のくさび２４
ｂ・２４ｂと半楕円形の摺動条２５ｂ・２５ｂとを隣接
させた態様とすることもできる。

また、第１０図乃至第１２図には、本発明の具体例であ
る第二実施例を示し、第一実施例におけるウェッジ１５
とピストン１４とを一体にしてジヨウ作動体Ｊを構成し
た点が特徴であり、相対向するくさび部２２ｃ・２２ｃ
には第一実施例と同様にくさび２４ｃ・２４ｃと摺動条
２５ｃ・２５Ｃとが隣接して形成されている。

次に、本発明の利点をさらに助長するくさび部周辺の嵌
合形態を、第１３図で説明する。まず各（さび２４ｄ・
２４ｄの縦断面形状が夫々台形であることから、各台形
の側辺傾斜の効用によってマスタージヨウ１６ｄとくさ
び２４ｄ・２４ｄとの相互間隙が第一実施例と同じ隙景
という条件ならば、マスタージヨウ１６ｄの開閉方向へ
の遊動変位量が減少せしめられるという利点があり、ま
た半円形の摺動条２５ｄ・２５ｄは摺動穴１９ａ・１９
ａの側壁曲面と密着してくさび部２２ｄ・２２ｄの側方
への変位を阻止することになる。ここで、重要なことは
くさび部２２ｄ・２２ｄの開閉方向力がくさび２４ｄ・
２４ｄに作用するとその作用力は矢印Ｓの方向に作用し
、この作用力は半円形の側壁曲面における上部円弧面で
受は止められ、くさび部２２ｄ・２２ｄは一層大きな剛
性をもって作用力を支えることができるようになるしか
も、作用力が摺動穴１９ａの側壁曲面の曲面中心を通る
ときは（矢印Ｓが曲面中心を通ときは）この作用力が上
部円弧面に直交することからくさび部２２ｄ・２２ｄに
は全く捩じりモーメント負荷が生じず、即ちくさび部２
２ｄ・２２ｄの各基部に何等の偶力も生じない。

この事はくさび部２２ｄ・２２ｄの台形の側辺傾斜に代
えて摺動穴１９ａ・１９ａの曲面中心と同心の曲面にな
すとさらに改善されたくさび部形状となることを暗示し
ている。

なお、各実施例で共通する部位には内容の理解を容易に
するため同一符合を付しである。

発明の効果 以上の実施例から明らかなように、本発明によれば、シ
ョウ作動体Ｊのウェッジ１５における各くさび部２２・
２２の基部２３・２３をフォークエンド状に一体結合さ
せたことから、ジヨウ（マスタージヨウ１６）の開閉方
向の作用力を受は止めた状態の各くさび部２２・２２に
発生する捩じりモーメントに対して強靭に対抗でき、こ
れによってくさび部２２・２２の剛性が増大し、チャッ
クＧの把握精度と把握力とを一層向上させ得るという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るチャックにおけるくさび部周辺の
嵌合態様を示す斜視図、第２図は同じくジヨウ作動体の
斜視図、第３図は同じくチャックにおけるくさび部周辺
の嵌合態様を示し第４図のＡ−Ａ矢視の主要部を表す一
部縦断面図、第４図は同じくチャックの縦断面図、第５
図は同じ（マスタージヨウが内嵌される案内溝の断面形
状を示す図、第６図は同じくマスタージヨウの斜視図、
第７図は同じくピストンの斜視図、第８、第９図は同じ
くくさび部の他の嵌合態様を示す断面図、第１０図は同
じく他の実施例を示すチャックの一部断面図、第１１図
は第１０図のチャックに装着されるジヨウ作動体を示す
斜視図、第１２図は第１０図のＣ−Ｃ矢視断面図、第１
３図は最良のくさび部嵌合態様を示す断面図、第１４図
は従来のチャックを示す縦断面図、第１５図は同じくプ
ランジャの斜視図、第１６図は同じくマスタージヨウの
斜視図である。 （符号） Ｊ：　ジヨウ作動体　　　　Ｓ：作用力１１：ボディ １６．１６ｄニジヨウ（マスタージヨウ）１９：摺動穴 ２０：案内溝 ２２．２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ　：　＜さび部 ２４．２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ　：　＜さび２５．２５
ｂ、２５Ｃ１２５ｄ：摺動条２７；嵌合溝 ３６．３６ａ：摺動条の摺動面（内、外径把握を含む） ３８．３８ａ：摺動穴の摺動面（内、外径把握を含む）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ジョウ作動体をボディの軸心方向へ可動に配設す
   ると共に、ボディの半径方向に形成した複数の案内溝に
   前記ジョウ作動体と係合するジョウを夫々摺動自在に嵌
   挿し、ジョウ作動体の軸心方向移動に伴うくさび作用に
   より各ジョウが半径方向に開閉するようにしたチャック
   において、前記ジョウ作動体のジョウとの係合部が２つ
   の各くさび部の基部をフォークエンド状に一体結合して
   形成されていることを特徴とするくさび式チャックにお
   けるジョウ作動体構造。
2. （２）２つの各くさび部の対向する内側部位にくさびを
   また外側部位に摺動条を設け、ジョウの両側面の嵌合溝
   に前記くさびを嵌挿せしめると共にボディの摺動穴に前
   記摺動条を嵌挿せしめる構成であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のくさび式チャックにおけるジ
   ョウ作動体構造。
3. （３）工作物を把握している状態において、摺動条の摺
   動面が摺動穴の摺動面に支承されてベアリング面を構成
   するジョウ作動体とボディに形成されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のくさび式チャックに
   おけるジョウ作動体構造。