JP3007591B2 - チャックにおけるトップジョウの着脱方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工作機械における被加
工物の把握に用いるチャックに関し、特にトップジョウ
の着脱方法に特徴がある。

【０００２】

【従来の技術】この発明は、本出願人が先に提案してい
る先願（特開昭６３−９３５０４号）の技術を改善した
ものである。この先願技術の特徴とするところは、マス
タージョウとトップジョウにはトップジョウをマスター
ジョウへ強制的に着座させるための着座手段が設けてあ
り、且つトップジョウをマスタージョウに係合するため
の係合手段が着座手段を中央に挟む配置に設けられてい
る点にある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、前記先願
の構成から必然的に発生していた欠点、即ち、被加工物
の把握径が変わるたびにトップジョウをマスタージョウ
から完全に取外し、再び別なトップジョウを取付けると
いう着脱作業が頻繁に生じること、また、その都度チャ
ックを操作する動力源によりマスタージョウをボディの
半径方向に移動させ、その移動工程の一部であるジョウ
組換え工程によりトップジョウの着脱を行うものである
ことから、着脱作業に多くの動きを要すると共に複雑な
組換え構造が必要であった。本発明は、上記事情に鑑み
て提案されたものであり、その目的は、マスタージョウ
の移動に関係なく任意の位置でトップジョウの着脱がで
き、しかも簡単に確実な着脱を可能とし且つトップジョ
ウ着脱後の精度も確保されたチャックにおけるトップジ
ョウの着脱方法を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】しかるに本発明は、トッ
プジョウとマスタージョウとが係合する係合手段を後述
する特殊な構造にすると共に、その組込手順に合理性を
有するものであり、その特徴とするところは、マスター
ジョウと、該マスタージョウに係合するトップジョウと
には、両者の係合する部位に円錐体の一部から形成され
る凸部と凹部からなる係合手段が設けられ、該係合手段
の凹部には凸部に組込むために円錐体の一部を幅Ｂに削
除した組込み部が形成され、凸部には凹部の組込み部の
幅Ｂを案内するために円錐体の両側面を幅Ａに切除した
案内部が形成され、且つ両者の幅がＢ＞Ａに形成されて
いるトップジョウとマスタージョウを用いてトップジョ
ウを着脱するに際し、前記案内部の幅Ａに組込み部の幅
Ｂを挿入する工程とトップジョウを円錐体の軸芯に対し
て回転移動する工程とになしてトップジョウの着脱を行
うことにある。

【０００５】ここで本発明の作用について図５・図６を
用いて説明する。図５は本発明に係るマスタージョウで
あり、トップジョウと係合する係合手段が円錐体の一部
として凸設されており、且つ、マスタージョウのボディ
円周方向においては、案内部の幅Ａにより円錐体の両側
面が切除されている。また、図６に示すトップジョウに
はマスタージョウと係合する係合手段が凹設され、マス
タージョウに組込むための組込み部の幅Ｂが円錐体の一
部を削除して設けられている。このために、トップジョ
ウの組込み部の幅Ｂ部を利用してマスタージョウの案内
部の幅Ａに挿入後、トップジョウの円錐体の軸芯を中心
にしたクサビ状噛合面をスライド面としてボディ表面と
平行方向に回転移動させ、ジョウの着脱を行うものであ
り、係合手段の形状を円錐形に形成したこと、及びジョ
ウに組込み部を設けたことにより円錐体の係合手段を回
転移動できる最小スキマで係合させることを可能になし
たものである。このようになされた円錐体の形状からト
ップジョウの回転移動だけを制御すればボディの軸方向
及び半径方向の位置精度は自ら確保され、トップジョウ
の位置決めは精度よく正確に行われる。また、一度組込
んだトップジョウの把握面の変更も可能であり、把握面
を変更するためには、トップジョウを任意の角度回転移
動すればよいのであり、従来のようにトップジョウを常
にマスタージョウから完全に取外す必要はない。このよ
うに、ジョウの係合手段に組込み部分を設け、さらにト
ップジョウを回転移動してマスタージョウに取付ける発
想は新規であり、特にトップジョウの段取り替えに著功
を奏するものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るチャックの実
施例を図１乃至図８を用いて詳述する。

【０００７】図１は、本発明に係るチャックの縦断面図
を示すものであり、ほぼ円筒形をなすボディ１の中心を
軸方向（図１の左右方向）に摺動移動するプランジャ２
と、該プランジャ２に連動して楔作用によりボディ１の
半径方向外方・内方に向け摺動移動する複数のマスター
ジョウ３が設けられており、該マスタージョウ３の夫々
には、クサビ状噛合部４（係合手段）が凸部をなして形
成され、また軸方向にクランプスタンド５と、位置決め
ピン６が配設され、半径方向には外方からクランプボル
ト１５とノッチピン１９が挿入されて、ボディ円周方向
にはクランプスタンド５の回り止め溝４０に連設するネ
ジ４５が設けられている。

【０００８】クランプスタンド５は、図７に示す如く、
略円柱状に形成され、マスタージョウ３の略中央部で軸
方向に形成された軸孔７内にスプリング８で軸方向前方
（図３において右方向）に付勢され挿入されている。ク
ランプスタンド５の前方先端側には、小径部９を介して
爪装着部１０が形成されている。爪装着部１０は、円盤
の円周２ケ所が対向して切除された削落部１１が形成さ
れ、削落部１１がマスタージョウ３の摺動移動方向と平
行なる方向に組込まれるための回り止め溝４０が設けら
れ、マスタージョウ３の前方へ突出した状態になされて
いる。 また、クランプスタンド５の後方側には、図８
に詳示するクランパ１２と係合し、クランパ１２の楔面
１３により軸方向後方に引き込み作用をなす円錐形状の
楔溝１４が形成されている。

【０００９】クランパ１２は、略円柱形状をなし、一端
面に円弧状の楔面１３を有している。クランパ１２の外
方には、クランプボルト１５がマスタージョウ３に螺合
されており、クランプボルト１５は外方端面の角穴１６
を図示しないハンドルで回すことにより、クランパ１２
を内方に押圧する。

【００１０】係止手段５０は、図４に示すように位置決
めピン６と、スプリング１８と、ノッチピン１９から構
成されており、位置決めピン６は、円柱状に形成され、
マスタージョウ３の外方寄りで軸方向に形成された軸孔
１７内にスプリング１８で軸方向前方に付勢され挿入さ
れている。 位置決めピン６の前方端は、円錐状に形成
されており、後方にはノッチピン１９と係合する軸方向
に傾斜した溝２０が刻設されている。ノッチピン１９
は、段付の略円柱状に形成され、マスタージョウ３の半
径方向外方から形成された孔２１に組込まれ、小ネジ２
２により抜け止め防止が施されている。

【００１１】クサビ状噛合部４（係合手段）の凸部は、
図５に詳示するマスタージョウ３の前方にボディの表面
２３から突出してクランプスタンド５が嵌入される軸孔
７を中心とし案内部の幅Ａにより係合手段の一部が切除
された円錐体の一部として形成され、突出した前端面に
は爪取付面４１が設けられている。図３の断面図で詳示
するクサビ状噛合面２４ａ、２４ｂ（クサビ状噛合面は
２４ａ、２４ｂを合せて２４とする。）は、ボディの軸
方向前方に末広がりの円錐状に設けられ、図６に示すト
ップジョウのクサビ状噛合面２９ａ、２９ｂとのスキマ
は０．０２ｍｍになされている。また、図５におけるク
サビ状噛合部４の円錐体の一部において、クランプスタ
ンド５が嵌入される軸孔７を中心とした最小部半径寸法
Ｒは、マスタージョウの案内部幅Ａの１／２より大きく
されている。

【００１２】以上の如く形成されたマスタージョウ３に
組み込むトップジョウ２５は、図６に詳示するように、
上下方向両端に被加工物を把握する把握面３１及び把握
面３２が設けられており、後部には後方に向けて開口し
た軸方向切断面略台形状の開口部２６を形成し、開口部
２６の底面となる取付面３３には、小判状中空部２７を
介して中空部より大きな爪装着孔２８が穿設されてい
る。

【００１３】また、開口部２６の取付面３３には、位置
決め用孔３４が爪装着孔２８を中心に１８０゜対称の位
置に２ケ所設けられ、位置決め用孔３４を含んだ案内溝
３５が形成されている。開口部２６の上下方向には、爪
装着孔２８の孔心を中心とした円弧のクサビ状噛合部２
９（係合手段）が凹部分をなして形成され、その対向し
た内面にはクサビ状噛合面２９ａ、２９ｂが円錐状に設
けられている。

【００１４】さらに、クサビ状噛合部２９（係合手段）
の凹部には、爪装着孔２８を振り分けの中心として、半
径方向に一部削除した組込み部３０が半径方向幅寸法を
Ｂとして設けられている。この組込み部３０の幅寸法Ｂ
は、マスタージョウ３の案内部の幅Ａより大きく設定さ
れている。

【００１５】つぎに、本実施例の作用について説明す
る。トップジョウ２５をマスタージョウ３に取付けるに
は、トップジョウ２６をボディの軸方向前方からマスタ
ージョウ３の半径方向に対して９０゜ずらした位置にて
マスタージョウ３の案内部の幅Ａをトップジョウの組込
み部の幅寸法Ｂがまたぐように円錐体の軸芯方向から係
合させると共に、マスタージョウ３から突出した爪装着
部１０の削落部１１を小判状中空部２７に対応して通過
させ、爪装着部１０を爪装着孔２８内に挿入する。この
時、位置決めピン６は、トップジョウ２５の案内溝３５
に押圧されてマスタージョウ内に没入され、トップジョ
ウ２５をクランプスタンド５を中心に９０゜回転移動さ
せることによりスプリング１８で付勢された位置決めピ
ン６が位置決め用孔３４に嵌入され、トップジョウ２５
はマスタージョウ３に対する回転移動をとめられると共
に、クランプスタンドの爪装着部１０とトップジョウの
爪装着孔２８が互いに係合する。

【００１６】そして、マスタージョウ３の外方に設けら
れたクランプボルトを締めることにより、クランパ１２
を介してクランプスタンド５が軸方向後方に移動し、爪
装置部１０を介してトップジョウ２５の取付面３３は、
マスタージョウ３の爪取付面４１に完全に着座され、取
付けは完了する。

【００１７】尚、位置決めピンは、トップジョウを取付
後、被加工物を把握しないでチャックを回転させる場合
にトップジョウの飛散防止の投割をするものである。こ
のようにして取付けられたトップジョウ３で、被加工物
を把握すると、マスタージョウ３のクサビ状噛合部４
と、トップジョウ２５のクサビ状噛合部２９とからなる
係合手段により、トップジョウ３は軸方向、半径方向に
おいて強固にマスタージョウ３と係合することができ
る。また、内径把握、外径把握におけるクサビ状噛合面
は、内径把握においてはマスタージョウ３の２４ａ、ト
ップジョウ２５の２９ａが、外径把握においてはマスタ
ージョウ３の２４ｂ、トップジョウ２５の２９ｂが分担
することとなる。

【００１８】一方トップジョウ２５をマスタージョウ３
から取り外すには、まずクランプボルト１５を約半回転
緩め、トップジョウ２５の着座を解除し、次にノッチピ
ン１９を押すことにより位置決めピン６が位置決め用孔
３４から抜け出し、トップジョウ２５はクサビ状噛合面
（２４ａ、２４ｂ、２９ａ、２９ｂ）をスライド面とし
て回転自在となり、前記トップジョウの組み込み部の幅
Ｂとマスタージョウの案内部の幅Ａを合せることによ
り、簡単に取り外すことができる。ところで、異なる寸
法の被加工物を把握するための把握面３１の変更は、ト
ップジョウ２５を取り外す際と同様、トップジョウ２５
を回転自在とした後トップジョウ２５を１８０゜反転さ
せることにより新しい把握面３２が確保できる。その後
クランプボルト１５を締め付ければ交換は完了する。

【００１９】このように、本実施例によれば、着座手
段、係止手段、係合手段の３つを兼ね備えたチャックの
ジョウでありながら、被加工物径に合わせでトップジョ
ウ２５の把握面を交換するに際し、トップジョウ２５を
完全に取り外すことなく、反転させることにより新しい
把握面を得ることができる。

【００２０】また、トップジョウの位置決め用穴を３ケ
所、４ケ所と適宜設けることにより、１つのトップジョ
ウで多数の杷握面が得られる。この結果、トップジョウ
２５は安定よく取付けられると共に、迅速に把握面の交
換ができる。なお、本実施例は、マスタージョウとプラ
ンジャとの楔作用部をマスタージョウの内方後方に設け
たものの説明であるが、本出願人が先に出願した半径方
向中央部に設けたものでもよく、さらに楔作用を用いな
いもの、具体的にはレバー形、その他の構造のものであ
ってもよい。

【００２１】図９は、他の実施例としてトップジョウを
ボディの半径方向からマスタージョウに挿入するもので
あり、トップジョウ１２５の小判状中空部１２７及び爪
装着孔１２８は、把握面１３１、１３２に対して直角方
向に開口されている。

【００２２】図１０は、トップジョウと着座手段の一部
であるクランプスタンドを一体化したものであり、この
マスタージョウ２２５は第１実施例と同様、ボディの軸
方向前方よりマスタージョウの軸孔７に挿入される。挿
入時、クランパ１２は軸孔７内に入り込まないよう十分
半径方向外方に寄せておく必要がある。そのためにクラ
ンパはクランプボルトと係合され、クランプボルトの半
径方向移動に追随するようなされる。

【００２３】図１１は、把握面の数を増したトップジョ
ウであり、このトップジョウ３２５は略円柱状に形成さ
れ、前方に多数の把握面３３１、３３２、３３３、を有
しており、把握面が形成されていない部分に組込部３３
０を１ケ所設けたものである。多数の把握面のために、
クサビ状噛合部３２９ａの凹部は、組込部３３０の幅Ｂ
３の部分を除いて円弧となされており、位置決め用穴３
４が把握面の数と同数設けられている。

【００２４】図１２は、図１１のトップジョウ３２５を
組込むマスタージョウ３０３であり、外径把握専用とし
て半径方向内方のみクサビ状噛合部３０４が形成され、
クサビ状噛合面３２４ｂが１ケ所凸部となして形成され
ている。これを組込むには、トップジョウ３２５を軸方
向前方よりマスタージョウ案内部の幅Ａ３にトップジョ
ウの組込部の幅Ｂ３の幅を合わせ挿入する。この時、第
１実施例と同様クランプスタンドの爪装着部１０を爪装
着孔２８内に挿入すると共に、トップジョウ３２５を回
転させることにより位置決めピン６が位置決め用孔３４
に嵌入され位置決めされる。 以下、第１実施例と同様
にしてトップジョウ３２５は、完全にマスタージョウ３
０３に取り付けられる。

【００２５】なお、図１１に示すトップジョウは、図１
０に示すようなクランプスタンドと一体に形成するもの
となすことができるし、また、図１２に示すマスタージ
ョウは外径把握専用であるが、クサビ状噛合部を半径方
向外方のみに設けることにより内径把握専用のマスター
ジョウとすることができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明は、叙上の工程によってトップジ
ョウの着脱もしくは把握面の変更を瞬時に行なうことが
できる。また、ジョウに多数の把握面を設けることが可
能であり、１つのトップジョウで多数種の加工物に対処
できる。さらに、係合手段には回転できる最小のスキマ
しか必要でなく、トップジョウの位置精度は飛躍的に向
上し、又被加工物把握時円錐体嵌合によるくさび作用効
果により、チャック軸方向へのトップジョウの浮き上が
りを阻止することができ把握精度も向上することができ
るという著功を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るチャックの実施例を示す縦断面
図。

【図２】チャックの正面図。

【図３】ジョウ部の縦面図。

【図４】トップジョウを外した図２のマスタージョウ部
Ｙ−Ｙ部分断面図。

【図５】マスタージョウの斜視図。

【図６】トップジョウの斜視図。

【図７】クランプスタンドの斜視図。

【図８】クランパの斜視図。

【図９】他の実施例を示すトップジョウの斜視図。

【図１０】他の実施例を示すトップジョウの斜視図。

【図１１】他の実施例を示すトップジョウの斜視図。

【図１２】他の実施例を示すマスタージョウの斜視図。

【符号の説明】

３，３０３・・・・マスタージョウ ４，２９，３０４，３２９・・・・係合手段（クサビ状
噛合部） ５・・・・着座手段（クランプスタンド） ２５，１２５，２２５，３２５・・・・トップジョウ ５０・・・・係止手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23B 31/16

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マスタージョウと、該マスタージョウに
   係合するトップジョウとには、両者の係合する部位に円
   錐体の一部から形成される凸部と凹部からなる係合手段
   が設けられ、該係合手段の凹部には凸部に組込むために
   円錐体の一部を幅Ｂに削除した組込み部が形成され、凸
   部には凹部の組込み部の幅Ｂを案内するために円錐体の
   両側面を幅Ａに切除した案内部が形成され、且つ両者の
   幅がＢ＞Ａに形成されているトップジョウとマスタージ
   ョウを用いてトップジョウを着脱するに際し、前記案内
   部の幅Ａに組込み部の幅Ｂを挿入する工程とトップジョ
   ウを円錐体の軸芯に対して回転移動する工程とになして
   トップジョウの着脱を行うことを特徴とするチャックに
   おけるトップジョウの着脱方法。
2. 【請求項２】 前記案内部の幅Ａに組込み部の幅Ｂを挿
   入する工程においてトップジョウを前記円錐体の軸芯方
   向から挿入することを特徴とする請求項１記載のチャッ
   クにおけるトップジョウの着脱方法。
3. 【請求項３】 前記案内部の幅Ａに組込み部の幅Ｂを挿
   入する工程においてトップジョウを前記円錐体の半径方
   向から挿入することを特徴とする請求項１記載のチャッ
   クにおけるトップジョウの着脱方法。