JP2014065120A - フィンガーチャック - Google Patents

Abstract

【課題】回転速度を下げたり、クランプ機構の剛性を向上したりすることなく、ワークの回転に係る真円度を維持することができ、精度の高い加工を行うことができるフィンガーチャックを提供する。
【解決手段】各爪３の後面側にＯリング１６、１６を介して設置されたクランプコマ１０を備え、該クランプコマ１０をワークＷの端面に当接させてワークＷをクランプするようにした。そのため、たとえクランプ機構に歪が生じたとしても、Ｏリング１６、１６が変形するだけで当該歪の影響がワークＷにまで伝わることがない。したがって、回転速度を下げて加工効率を低下させたり、クランプ機構を剛性の高い材料や構造に変更したりすることなく、低コストでワークＷの回転に係る真円度、ひいては加工精度を維持することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の爪によりワークを把持するフィンガーチャックに関するものである。

従来、ワークの剛性が低いような場合、チャック本体の前面に複数の爪を配設してなるフィンガーチャック（たとえば特許文献１）によってワークを把持することがある。しかしながら、このようなフィンガーチャックにおいては、前後方向を軸として回転動作すると、ワークをクランプするクランプ機構（爪や爪を進退及び回動させる軸等）に作用する遠心力によって、クランプ機構に歪が生じることになる。したがって、ワークを把持した状態において回転動作した際、クランプ機構に生じた歪がワークに影響を及ぼしてワークが変形をきたす等し、結果的にワークの回転に係る真円度が悪くなってしまったり、加工精度が低下するといった問題が発生する。

そこで、従来では、回転速度を下げてクランプ機構に作用する遠心力を低減させるようにしたり、クランプ機構の剛性を向上させることにより歪が生じにくい構造としたりすることによって上記問題に対応していた。

実開平１−１６６０１０号公報

しかしながら、回転速度を下げると当然ながら加工時間が長くなり、加工効率が低下するという問題が新たに発生する。また、クランプ機構の剛性を向上するとなると、コストがかかりすぎるという問題がある。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みなされたものであって、回転速度を下げたり、クランプ機構の剛性を向上したりすることなく、ワークの回転に係る真円度を維持することができ、精度の高い加工を行うことができるフィンガーチャックを提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、チャック本体の前面に複数の爪を備えており、前記爪によってワークをクランプ／アンクランプするフィンガーチャックであって、前記爪の後面側に、クランプ時に前記ワークの表面に当接するクランプ部材を、弾性体を介して設置したことを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記クランプ部材が、前記ワークの表面に当接する頭部と、前記頭部から延設された基部とからなり、前記基部の周面に前記弾性体を取り付ける一方、前記爪の後面側に、少なくとも前記基部を挿入可能な設置穴を設けており、前記クランプ部材を、前記弾性体が取り付けられた前記基部を前記設置穴へ挿入して前記爪の後面側に設置したことを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記基部を前記設置穴へ挿入した際、前記基部の先端面と前記設置穴の底面側とを接触させるとともに、その接触面の少なくとも一方を曲面としたことを特徴とする。

本発明によれば、各爪の後面側に弾性体を介してクランプ部材を設置しており、該クランプ部材をワークの表面に当接させてワークをクランプするようになっている。そのため、たとえ爪や爪を進退させる機構等といったクランプ機構に遠心力による歪が生じたとしても、弾性体が変形するだけで当該歪の影響がワークにまで伝わることがない。したがって、回転速度を下げて加工効率を低下させたり、クランプ機構を剛性の高い材料や構造に変更したりすることなく、低コストでワークの回転に係る真円度、ひいては加工精度を維持することができる。
また特に請求項３に記載の発明によれば、クランプ部材の基部を設置穴へ挿入した際、基部の先端面と設置穴の底面側とを接触させるとともに、その接触面の少なくとも一方を曲面としているため、歪が発生した際にクランプ部材の爪に対する相対姿勢が変わりやすく、弾性体によってスムーズに歪を吸収することができる。

フィンガーチャックを前面側から示した説明図である。 ワークをクランプした状態における爪の先端部の断面を示した説明図である。

以下、本発明の一実施形態となるフィンガーチャックについて、図面にもとづき詳細に説明する。

図１は、フィンガーチャック１を前面側から示した説明図である。なお、フィンガーチャック１の全体的な構造（たとえば各爪３、３・・を進退及び回動させる構造等）は、特許文献１に代表されるような従来周知のフィンガーチャックと同じ構造となっており、その詳細な説明は最低限にとどめる。
フィンガーチャック１は、前後方向を軸として回転可能なチャック本体２の前面に、複数の爪３、３・・をチャック本体２の回転軸を中心とした同一円周上に配設してなる。そして、各爪３は、チャック本体２の前面から前方へ突出した回動軸５の先端に取り付けられており、前後方向へ進退するとともに前後方向を軸として回動可能となっている。また、チャック本体２内には、前後方向へ進退可能に取り付けられた進退軸（図示せず）が設けられており、該進退軸の進退移動に伴い、各爪３が回動しながら後方へ移動し各爪３の先端部後面側がワークＷの径方向端面に当接してワークＷをクランプするクランプ位置（実線位置）と、各爪３が回動しながら前方へ移動しワークＷをアンクランプするアンクランプ位置（二点鎖線位置）との間を作動することになる。なお、４は、回動軸５を保持するためのブラケットである。また、フィンガーチャック１におけるワークＷの把持動作（すなわち爪３、３・・の進退及び回動動作）やチャック本体２の回転動作は、図示しないＮＣ装置によって制御されている。

ここで、本発明の要部となる各爪３の構成について、図２にもとづき詳細に説明する。図２は、ワークＷをクランプした状態における爪３の先端部の断面を示した説明図であって、図２の上下方向がフィンガーチャック１の前後方向（図２の上側がフィンガーチャック１の前側）となる。
爪３の先端部の後面には、ワークＷの端面に当接するクランプコマ１０が設置されている。該クランプコマ１０は、頭部１１と、頭部１１から前方へ突出する基部１２とからなる。頭部１１は、円柱状に形成されたブロック体であって、その後面周縁部はクランプ時にワークＷの端面を傷つけないように面取り１１ａされている。さらに、頭部１１の周面には、抜け止めボルト３０の先端が進入可能な凹溝１３が周方向へ周設されている。また、基部１２は、頭部１１よりも一回り小径な円柱体として頭部１１と一体的に成形されており、頭部１１と基部１２との連結部には段部１４が形成されている。さらに、基部１２の周面には、前後に２つの係止溝１５、１５が周設されており、各係止溝１５にはＯリング１６が嵌着されている。加えて、基部１２の上端面（先端面）は、平面ではなく所定の曲率のＲ面１７とされている。

一方、爪３の先端部の後面には、上記クランプコマ１０を設置するための設置穴２１が凹設されている。当該設置穴２１は、基部１２を挿入可能な小径部２２と、頭部１１を収容可能な大径部２３とからなる。小径部２２は、Ｏリング１６、１６を装着した基部１２を挿入可能であるものの頭部１１よりは小径となっている。さらに、小径部２２の上下方向深さは、基部１２の上下方向長さよりも僅かに長く（深く）なっており、小径部２２の上端部（設置穴２１の底部）には座金２４が設置されている。そして、クランプコマ１０を設置した際、基部１２のＲ面１７が座金２４に接触するようになっている。また、大径部２３は、上下方向深さが頭部１１の上下方向長さよりも短く（浅く）なっており、クランプコマ１０を設置した際、頭部１１の下部が爪３の後面よりも下方へ突出するようになっている。さらに、大径部２３の周面には、抜け止めボルト３０を取り付けるための取付孔２５が穿設されている。

上述したようなクランプコマ１０は、爪３の設置穴２１へ基部１２側から挿入し、座金２４に基部１２のＲ面１７が接触するまで押し込むことにより、Ｏリング１６、１６の弾性力によって設置穴２１内に設置されることになる。また、抜け止めボルト３０を取付孔２５へ差し込み、その先端を大径部２３内へ突出させて頭部１１の凹溝１３へ進入させることで、設置穴２１から抜け止めされている。そして、このようにして設置されたクランプコマ１０を備えた爪３、３・・によりワークＷをクランプすると、クランプコマ１０の頭部１１の後面がワークＷの端面に当接することになる。したがって、当該状態のままチャック本体２を回転させると、遠心力によって回動軸５やブラケット４、爪３等といったクランプ機構に歪が生じるものの、Ｏリング１６、１６に吸収され（すなわちＯリング１６、１６が歪んでクランプコマ１０の爪３に対する相対的な姿勢が変わるだけで）ワークＷにまで到達しない。

以上のような構成を有するフィンガーチャック１によれば、各爪３の後面側にＯリング１６、１６を介して設置されたクランプコマ１０を備え、該クランプコマ１０をワークＷの端面に当接させてワークＷをクランプするようになっている。そのため、たとえクランプ機構に歪が生じたとしても、Ｏリング１６、１６が変形するだけで当該歪の影響がワークＷにまで伝わることがない。したがって、回転速度を下げて加工効率を低下させたり、クランプ機構を剛性の高い材料や構造に変更したりすることなく、低コストでワークＷの回転に係る真円度、ひいては加工精度を維持することができる。

また、クランプコマ１０の基部１２の座金２４との接触面をＲ面１７としているため、歪が発生した際にクランプコマ１０の爪３に対する相対姿勢が変わりやすく、Ｏリング１６、１６によってスムーズに歪を吸収することができる。

なお、本発明に係るフィンガーチャックは、上記実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、フィンガーチャックの全体的な構成やクランプコマの設置に係る構成等について、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更することができる。

たとえば、Ｏリング１６、１６を介してクランプコマ１０を爪３に設置するとしているが、板バネ等の他の弾性体を介してクランプコマ１０を設置するとしても何ら問題はない。また、上記実施形態の如く爪３の後面に設置穴２１を形成し、クランプコマ１０の基部１２を設置穴２１へ差し込んで設置するようなものではなく、ただ単に爪３の後面に、弾性体を介して頭部１１に相当するクランプ部材を貼着したようなものであっても、クランプ機構に生じる歪のワークＷへの伝達防止といった点において一応の効果を得ることはできる。
さらに、上記実施形態では、基部１２の上端面をＲ面１７としているが、逆に座金２４の表面をＲ面としても何ら問題はないし、設置穴２１内に座金２４を設置せず、基部１２の上端面又は設置穴２１の底面をＲ面として形成することも可能である他、Ｒ面を省略してもよい。なお、設置穴２１の底面側をＲ面として形成する形成しないに拘わらず座金２４を設置しない場合は、基部１２の上端面１７との接触面を摺動可能な面に仕上げるための加工が必要となり、設置穴２１の底面にＲ面を形成する場合の加工は非常に手間がかかるため、座金２４を設置する方が、構造的にもそしてコスト面においても好ましい。

さらにまた、爪３、３・・の回動を、進退軸の進退とは独立した機構で行うようにしてもよく、たとえば作業者により適宜回動させてボルトで締め付け固定する等のような構造としてもよいし、そもそも回動することなく前後方向への進退動作のみによってワークＷをクランプ／アンクランプするような構造としても何ら問題はない。
加えて、上記実施形態では、クランプコマ１０の頭部１１の後面を平面としているが、曲面として（すなわちＲ形状に）形成してもよく、曲面とした場合には、クランプコマ１０のワークＷに対する相対姿勢が変わりやすいため、クランプ機構に生じた歪が一層ワークＷへ伝わりにくくなるというメリットがある。

１・・フィンガーチャック、２・・チャック本体、３・・爪、５・・回動軸、１０・・クランプコマ（クランプ部材）、１１・・頭部、１２・・基部、１３・・凹溝、１４・・段部、１５・・係止溝、１６・・Ｏリング（弾性体）、１７・・Ｒ面（曲面）、２１・・設置穴、２２・・小径部、２３・・大径部、２４・・座金、２５・・取付孔、３０・・抜け止めボルト。

Claims (3)

1. チャック本体の前面に複数の爪を備えており、前記爪によってワークをクランプ／アンクランプするフィンガーチャックであって、
   前記爪の後面側に、クランプ時に前記ワークの表面に当接するクランプ部材を、弾性体を介して設置したことを特徴とするフィンガーチャック。
2. 前記クランプ部材が、前記ワークの表面に当接する頭部と、前記頭部から延設された基部とからなり、前記基部の周面に前記弾性体を取り付ける一方、
   前記爪の後面側に、少なくとも前記基部を挿入可能な設置穴を設けており、
   前記クランプ部材を、前記弾性体が取り付けられた前記基部を前記設置穴へ挿入して前記爪の後面側に設置したことを特徴とする請求項１に記載のフィンガーチャック。
3. 前記基部を前記設置穴へ挿入した際、前記基部の先端面と前記設置穴の底面側とを接触させるとともに、その接触面の少なくとも一方を曲面としたことを特徴とする請求項２に記載のフィンガーチャック。

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