JP3446414B2

JP3446414B2 - フィンガーチャック

Info

Publication number: JP3446414B2
Application number: JP21764895A
Authority: JP
Inventors: 輝男花井
Original assignee: Howa Machinery Ltd
Current assignee: Howa Machinery Ltd
Priority date: 1995-08-25
Filing date: 1995-08-25
Publication date: 2003-09-16
Anticipated expiration: 2015-08-25
Also published as: JPH0957509A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は工作機械においてワ
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。

【０００２】

【従来の技術】例えば、アルミホイールの旋削加工に使
用するフィンガーチャックは、通常、ワークをクランプ
する機構とワークを芯出する機構とを備えている。従来
の芯出機構は、特開平７−６８４０５号公報のフィンガ
ーチャックのように、チャックボデーの中心部に芯出ボ
デーが前方へ突設され、このボデーに３個の爪がチャッ
ク径方向へ摺動可能に設けられていて、これらの爪でワ
ークを内周側から把持して芯出するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のフィ
ンガーチャックによると、チャック径方向へ摺動可能な
芯出用爪によってワークを把持するようにしているの
で、芯出用爪によってワークを外周側から把持する場合
には、チャック回転により芯出用爪に作用する遠心力に
より把握力が減少し、回転中にワークが移動する問題が
あり、特に芯出用爪をチャックボデーの外周部付近に設
ける場合には大きな問題であった。また、芯出用爪をウ
ェッジプランジャーのストロークで摺動させているの
で、芯出用爪のジョーストロークを大きくして種々の大
きさのワークに対応させるためにはウェッジプランジャ
ーのストロークを大きくするか楔角度を大きくする必要
があるが、ストロークの増大はチャック全長の増大につ
ながり、楔角度の増大も限界（一般には３０度以下）が
あり、チャックの大型化を招く問題があった。

【０００４】そこで、本発明の課題は、芯出用爪による
把握力が遠心力により低下するのを防止でき、しかも芯
出用爪のジョーストロークを容易に増大できるようにし
たフィンガーチャックを提供することにある。

【０００５】

【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の発明によるフィンガーチャックは、チ
ャックボデーの前面に中心から放射状に延びる複数の案
内溝を設け、各案内溝に親爪を摺動自在に嵌合し、チャ
ックボデー内には親爪を案内溝に沿って駆動するプラン
ジャーを設け、親爪に対応する位置のチャックボデーに
支持体を配設し、支持体にクランクレバーを中間部にて
軸により回動可能に支持し、クランクレバーの一端に親
爪に連結される連結部を形成し、クランクレバーの他端
にはワークに係合する爪を設け、支持体と共にクランク
レバーを案内溝の長手方向へ位置調整する手段を備え、
親爪にクランクレバーの連結部に係合する係合部を案内
溝の長手方向に複数設けて構成される。

【０００６】請求項２の発明によるフィンガーチャック
は、前記位置調整手段が、支持体の裏面に設けられた突
起と、チャックボデーのフロントプレートに刻設された
位置決め溝と、突起を位置決め溝に嵌合した状態で、支
持体をフロントプレートに取り付けるボルトとを含むこ
とを特徴とする。

【０００７】

【０００８】

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明をフィンガーチャッ
クに具体化した一実施形態を図面に従って説明する。図
１及び図２に示すように、フィンガーチャックのチャッ
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からなるドロースクリュ５が挿
入されている。ドロースクリュ５の内側にはドローボル
ト６が挿入され、これらのドロー部材５，６はスピンド
ル側に設置した回転シリンダ（図示略）によってチャッ
ク軸線方向に駆動される。

【００１０】ドロースクリュ５の前端には当接部７が突
設され、この当接部７の後側には前後２枚のスパイダ
８，９がそれぞれ球面座金１０，１１を介して前後に傾
動自在に支持されている。後側の球面座金１１は前側ス
パイダ８の中心孔８ａに収容され、その前面には前側の
球面座金１０の孔１０ａを介して当接部７に係合する係
合部１１ａが突設されている。後側の球面座金１１と後
側スパイダ９との間にはコイルスプリング１２が介装さ
れている。

【００１１】フロントプレート３の外周には６本のフィ
ンガーレバー１７が中央部のく字形溝１７ａにてピン１
８で揺動自在に支持され、各レバー１７の前端にはアル
ミホイール等のワークＷの外周面に係合する把持爪１９
が取着されている。３つのフィンガーレバー１７の後端
部は前側スパイダ９の外周に、残りの３つのフィンガー
レバー１７の後端部は後側スパイダ１２の外周にそれぞ
れ軸２０により回動可能に連結されている。各フィンガ
ーレバー１７はドロースクリュ５の移動に伴いスパイダ
８，９を介して開閉され、閉鎖状態で、把持爪１９がワ
ークＷを外周側からクランプするようになっている。フ
ィンガーレバー１７と同じ円周方向位置において、フロ
ントプレート３の前面にはワーク受台２１が設けられて
いる。カップ状ボデー２と各スパイダ８，９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２２，２３が介装されている。

【００１２】図１及び図３に示すように、フロントプレ
ート３の中心部には大径の円筒孔２５が設けられ、この
円筒孔２５に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は留金２７によりドローボルト６の前端に結合さ
れ、ドローボルト６はドロースクリュ５によって直進案
内されている。また、フロントプレート３の前面には、
断面Ｔ字形（図４参照）の３本の案内溝２９が円筒孔２
５の中心から隣接する一対のフィンガーレバー１７の中
間を通って放射状に延びるように形成され、各案内溝２
９にはワークＷを芯出する芯出爪３０が摺動自在に嵌合
されている（案内溝２９は、あり溝形状や断面丸形状で
も良い）。なお、円筒孔２５及びウエッジプランジャー
２６に切粉が侵入しないように、フロントプレート３に
はダストカバー２８が取り付けられている。

【００１３】図３〜図５に示すように、芯出爪３０は案
内溝２９に嵌合する断面Ｔ字形の親爪（マスタージョ
ー）３１と、ワークＷを外周側から把持するクランクレ
バー３２とから構成されている。親爪３１の内端にはウ
エッジプランジャー２６の楔溝２６ａに噛合する楔部３
１ａが設けられ、ウエッジプランジャー２６の前後動に
伴い親爪３１が案内溝２９に沿って駆動される。また、
親爪３２の外端部前面には３つの係合溝３１ｂが案内溝
２９の長手方向に等ピッチで形成されている。

【００１４】親爪３１と対応する位置において、フロン
トプレート３には支持体３３が案内溝２９を跨ぐように
４本のボルト３４で取り付けられ、この支持体３３にク
ランクレバー３２が中間部の軸３５により回動可能に支
持されている。ボルト３４が締め付けられるネジ孔３６
は、案内溝２９の長手方向において、フロントプレート
３の４箇所に等ピッチで形成されている。また、フロン
トプレート３には３条の位置決め溝３７が刻設され、こ
れらの溝３７の１つに支持体３３裏面の突起３３ａを嵌
合し、溝３７を挟む位置のネジ孔３６にボルト３４を締
め付けることによって、支持体３３と共にクランクレバ
ー３２が案内溝２９の長手方向の３位置に調整可能に取
着されている。

【００１５】なお、クランクレバー３２は支持体３３の
一対の側壁部３３ｂにより挟持されているため、周方向
へガタつくおそれはない。また、クランクレバー３２の
位置決め手段を、フロントプレート３の突起と支持体３
３の溝とから構成したり、円筒孔と円柱状突起とから構
成したり、フロントプレート３及び支持体３３の対向面
にセレーションを設けて構成したりしてもよい。

【００１６】クランクレバー３２の後端には親爪３１の
係合溝３１ｂに選択的に嵌合する連結部３２ａが一体形
成されるとともに、クランクレバー３２の他端にはワー
クＷに係合する爪３８がネジ３９でワーク径に応じて交
換可能に取着されている。クランクレバー３２は、チャ
ック回転に伴って軸３５より爪３８側の質量に応じて発
生する遠心力による回転モーメントが軸３５より連結部
３２ａ側の質量と親爪３１の質量に応じて発生する遠心
力による回転モーメントよりも僅かに小さくなるよう
に、または、軸３５より爪３８側の質量に応じて発生す
る遠心力による回転モーメントが軸３５より連結部３２
ａ側の質量と親爪３１の質量に応じて発生する遠心力に
よる回転モーメント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３３の各調整位置において、ク
ランクレバー３２は連結部３２ａと係合溝３１ｂとの嵌
合を介して親爪３１に連結され、親爪３１の摺動に伴い
チャック径方向に開閉回動され、閉鎖状態で、爪３８が
ワークＷを外周側からクランプして芯出するようになっ
ている。

【００１７】一方、図１及び図３に示すように、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の外周部前面には３つのワーク受座４１が配設され
ている。各受座４１はベース４２にバネ４３を介して出
没可能に支持されている。一つの受座４１はフロントプ
レート３のエア通路４４から供給されたエアの圧力変動
に基づきワークＷの着座を検出できるように構成されて
いる。ベース４２は、取付ボルト４５をフロントプレー
ト３の複数のネジ孔４６に選択的に締め付けることによ
って、クランクレバー３２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、クラ
ンクレバー３２及び受座４１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。

【００１８】上記のように構成されたフィンガーチャッ
クにおいては、ワークＷがそれぞれ異なる外周位置で３
つの芯出爪３０により芯出され、かつ６つのフィンガー
レバー１７によって把持される。この場合、親爪３１が
案内溝２９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で芯出及び把持すること
ができる。従って、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とともに、
フィンガーレバー１７を短縮して、ワークＷの把持精度
を向上することも可能である。また、芯出爪３０及びウ
エッジプランジャー２６がそれぞれフロントプレート３
に組み込まれているため、芯出機構専用のボデーを不要
にでき、部品点数を減らして、芯出機構を簡単かつ小形
に構成できる利点もある。

【００１９】特に、芯出爪３０においては、加工時の遠
心力で親爪３１が外側へ付勢されると、係合溝３１ｂ及
び連結部３２ａを介してクランクレバー３２が閉鎖方向
へ回動付勢される。従って、直線摺動型の爪とは異な
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、クランクレバー３２は軸３５より前
方側の質量に応じて発生する遠心力による回転モーメン
トが後方側の質量と親爪３１の質量に応じて発生する遠
心力による回転モーメントよりも僅かに小さくなるよう
な形状で形成されているから、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。さら
に、クランクレバー３２の軸３５より前方側の質量に応
じて発生する遠心力による回転モーメントが後方側の質
量と親爪３１の質量に応じて発生する遠心力による回転
モーメントにほぼ釣合っているため、クランクレバーに
作用する遠心力で親爪３１による閉鎖方向の力を緩和し
て、ワークＷを変形させることなくクランプでき、しか
も、チャックの回転速度の変化に伴う把持力の変動を抑
制して、常時適正な把持力でワークＷをクランプできる
とともに、親爪３１に作用する回転シリンダの駆動力を
加減することによって、それとほぼ正比例する値で把持
力を容易に調整できる利点もある。

【００２０】なお、上記実施形態では、ウエッジプラン
ジャー２６を使用してその楔溝２６ａに親爪３１を係合
させているが、通常のプランジャーを用い、これにクラ
ンク機構を介して親爪を係合させてもよい。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、芯出爪
及びフィンガーレバー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。また、チャックボデー
に設ける案内溝はフロントプレートに付設した芯出用チ
ャックのボデーに設けたり、チャックボデーに付設した
案内部材に設けても良い。

【００２１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
親爪をチャックボデー前面の案内溝に嵌合し、その親爪
にクランクレバーを連結したので、ワークをチャックボ
デーに接近した位置で把持して、チャック各部の剛性並
びに把持精度を向上できるとともに、遠心力による把持
力の低下を防止できるという優れた効果を奏する。

【００２２】また、支持体と共にクランクレバーを案内
溝の長手方向に位置調整可能に設けたので、ワークの把
持径の相違に容易に対応できる効果がある。

【００２３】

【００２４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すフィンガーチャック
の正面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。

【図４】図１のＣ矢視図である。

【図５】図１のＤ−Ｄ線断面図である。

【符号の説明】

１・・チャックボデー、１７・・フィンガーレバー、２
６・・ウエッジプランジャー、２９・・案内溝、３０・
・芯出爪、３１・・親爪、３１ｂ・・係合溝、３２・・
クランクレバー、３２ａ・・連結部、３３・・支持体、
３３ａ・・突起、３４・・ボルト、３５・・軸、３６・
・ネジ孔、３７・・位置決め溝、３８・・爪、Ｗ・・ワ
ーク。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23B 31/18 B23B 31/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】チャックボデーの前面に中心から放射状
に延びる複数の案内溝を設け、各案内溝に親爪を摺動自
在に嵌合し、チャックボデー内には親爪を案内溝に沿っ
て駆動するプランジャーを設け、親爪に対応する位置の
チャックボデーに支持体を配設し、支持体にクランクレ
バーを中間部にて軸により回動可能に支持し、クランク
レバーの一端に親爪に連結される連結部を形成し、クラ
ンクレバーの他端にはワークに係合する爪を設け、支持
体と共にクランクレバーを案内溝の長手方向へ位置調整
する手段を備え、親爪にクランクレバーの連結部に係合
する係合部を案内溝の長手方向に複数設けてなるフィン
ガーチャック。
【請求項２】前記位置調整手段が、支持体の裏面に設
けられた突起と、チャックボデーのフロントプレートに
刻設された位置決め溝と、突起を位置決め溝に嵌合した
状態で、支持体をフロントプレートに取り付けるボルト
とを含む請求項１記載のフィンガーチャック。