JP6009258B2 - ホイール用チャック - Google Patents

Description

本発明は、車両用のホイールを加工する際にホイールを把持するホイール用チャックに関するものである。

車両用ホイールの加工の際、ホイールを把持し、工作機械の主軸等に取り付けられ主軸と共に回転するチャックが用いられる。
このチャックは、従来より特許文献１に記載のチャック構造となされていた。特許文献１に記載のチャック構造を図４に示す。
図４は、チャックの断面図を表しており、チャック本体１００には、チャック外方からチャック回転軸芯方向へ往復駆動されるドロー部材１０１が設けられている。
ドロー部材１０１の前端部にはフィンガーレバー１０２がピンにて揺動自在に支持されており、フィンガーレバー１０２の先端に把持爪１０３が備えられている。
ホイールは、表面に各種形状になされデザイン面となる前面Ｗｃと、タイヤが装着される側面のリム部Ｗａにより構成されており、特にデザイン形状のため前面Ｗｃへの形状加工が必要となる。
ホイールの前面Ｗｃへ加工する際にホイールを把持するには、ドロー部材１０１が後方（図４中の左方向）へ引かれると、フィンガーレバー１０２がチャック半径方向の内方へ閉鎖され、リム部Ｗａの端部が把持爪１０３によってクランプされる。このクランプ状態で旋盤等の工作機械によりホイールの前面Ｗｃの削り出し加工が行なわれる。

特開平９−６６４１０号公報

しかしながら、前述の従来技術には以下の課題がある。
前述のような従来技術のチャックは、ドロー部材１０１や、フィンガーレバー１０２などのチャック駆動部分がワークであるホイールＷと工作機械の主軸との間に配置されており、チャック自体の回転軸芯方向の寸法が大きくなり、チャックの厚みが増大する。
工作機械の加工範囲は、チャックが取り付けられる工作機械の主軸端から一定のエリアを加工ツールが移動可能範囲で規定されている。
したがって、チャック自体の回転軸方向の寸法が大きくなると、工作機械の加工範囲が小さくなる。
そのため、総加工時間が長くなり、加工効率の低下につながる。

上記の課題を解決するために、本発明は、タイヤを保持するリム部と、車体部材に支持される前面を有する車両用のホイールを加工する際に用いるホイール用チャックにおいて、チャック本体と、ホイールのリム端部を把持する把持爪と、該把持爪を半径方向へ直線移動させる駆動部材と、チャック外方の動力によりチャック回転軸方向へ移動可能になされるプランジャと、該プランジャの回転軸方向の移動を駆動部材の半径方向への移動へ変換する変換機構を備え、該変換機構が前記駆動部材よりも回転軸方向に前方へ配設され、把持爪が前記変換機構よりも回転軸方向に後方及び半径方向の外方へ配置され、駆動部材及び変換機構がチャック本体の前方部分よりも回転軸方向に後方へ配設され、前記チャック本体の前方部分と変換機構がホイールの内方に形成される空洞部に配置されることを特徴とする。

また、前記変換機構が、プランジャに備えられるくさび溝と、駆動部材に備えられ前記くさび溝へ噛合するくさび部分から構成され、プランジャのチャック回転軸方向の移動をくさび作用により駆動部材の半径方向へ摺動移動させることを特徴とする。
また、前記変換機構が、プランジャへ一端を係合し他端を駆動部材と係合し支点ピンにより回動可能にチャック本体へ設けられるレバー部材を備え、該レバー部材がプランジャの回転軸方向の移動を駆動部材の半径方向の移動へ変換するようになされ、前記レバー部材が駆動部材よりもチャック前方側へ配置されていることを特徴とする。
また、前記レバー部材の回動中心である支点ピンが駆動部材よりもチャック前方側へ配置されていることを特徴とする。
また、前記レバー部材の回動中心である支点ピンの回動中心が把持爪よりもチャック前方側へ配置されていることを特徴とする。

本発明の構成によるチャック装置によれば、
チャック本体の前方部分が、タイヤを保持するリム部と車体部材に支持される前面によってホイールの内方に形成される空洞部へ入り込んで配置できる。そのため、そのため、工作機械の加工範囲がチャック本体で占有されることなく、実際に加工に用いるスペースが大きくとれ、加工効率のアップにつながる。また、大型ホイールの加工も可能となる。

本発明の実施例に係るチャックの断面図を示す。 本発明の第２実施例に係るチャックの断面図を示す。 本発明の第３実施例に係るチャックの断面図を示す。 従来技術におけるチャックの断面図を示す。

以下に本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１に示すように、工作機械の主軸の端部へ取り付けられたチャック１は、主軸と共に回転可能に設けられている。
チャック１は、チャック本体２と、チャック外方からチャック回転軸方向へ往復駆動されるプランジャ３が設けられている。
プランジャ３には、くぼみを形成するプランジャ凹部４が設けられており、プランジャ３の回転軸方向の往復動に合わせて往復動される。
チャック本体２の設けられた図示しない駆動部材案内部にガイドされて半径方向へ摺動可能に移動される駆動部材１０がチャック本体２の外周側へ配置されている。

この駆動部材１０には、くぼみを形成する駆動部材凹部１１が設けられており、駆動部材１０の半径方向への移動に合わせて移動される。
また、プランジャ３の往復動の力を駆動部材１０へ伝達する変換機構として、
チャック本体２へ支点ピン５により回動可能に軸支されているレバー部材６が備えられている。レバー部材６は、Ｌ字型に形成されている。レバー部材６のＬ字の一端をプランジャ側レバー端部７となし、他端を駆動部材側レバー端部８となしている。プランジャ３に設けられたプランジャ凹部４へレバー部材６のプランジャ側レバー端部７が係合し、駆動部材１０に設けられた駆動部材凹部１１へレバー部材６の駆動部材側レバー端部８が係合される。

Ｌ字形状のレバー部材６は、図１に示すように前述のプランジャ側レバー端部７と駆動部材側レバー端部８をチャック後方側（図１における左側）となし、Ｌ字角部位を前記支点ピン５による軸支部位をチャック前方側（図１における右側）となるように配置されている。そのため、レバー部材６が駆動部材１０よりもチャック前方側（図１において右側）へ配置されることになる。

前記駆動部材１０の半径方向外方端部には把持爪１２がボルト１３によって取り付けられており、把持爪１２は駆動部材１０の半径方向の移動によりホイールＷのリム部Ｗａの端部を把持するようになされている。

本発明のチャックの構造は、変換機構として備えられるレバー部材６が駆動部材１０よりもチャック前方側へ配置され、また駆動部材１０の端部に設けられた把持爪１２がホイールのリム部Ｗａの端部を把持することにより、チャックの動作を行なうレバー部材６を内包するチャック本体の前方部分がワークであるホイールＷのリム部Ｗａの間に形成される空洞部１４へ入れ込み、配置されることになる。

次に本発明の実施例におけるチャックの動作について説明する。
前述のチャック１を用いてホイールＷを把持する際には、チャック１の外方からの駆動力によりプランジャ３がチャック回転軸方向の前方（図１における右方向）へ移動される。
プランジャ３が前方へ移動すると、プランジャ３に設けられたプランジャ凹部４も同様に移動され、このプランジャ凹部４に係合されるレバー部材６のプランジャ側レバー端部７が前方へ押圧される。
レバー部材６は、支点ピン５によりチャック本体２へ回動自在に設けられているので、支点ピン５の中心を回動中心として回動される。レバー部材６のＬ字形状の他端側である駆動部材側レバー端部８が回動されることで、駆動部材凹部１１で駆動部材側レバー端部８と係合している駆動部材１０が半径方向へ押圧される。

駆動部材１０は、チャック本体２により半径方向へ摺動可能に設けられているので、レバー部材６はプランジャからの回転軸方向の作用力を、駆動部材１０の半径方向への移動力へ変換するように作用し、駆動部材１０が半径方向の内側へ移動される。
この駆動部材１０の半径方向外方へ設けられた把持爪１２も駆動部材１０と一体となって半径方向の内側へ移動され、ホイールのリム部Ｗａの端部が把持される。
ホイールＷがチャックにより把持されると、工作機械の主軸が回転し、ホイールＷのデザイン面である前面Ｗｃの旋削加工が行なわれる。

また、本発明において、変換機構をレバー部材６で構成する際の他の実施例も提案できる。
図２に第２実施例として示すように、レバー部材６がＴ字型に形成されている。このＴ字型の−部分は、一端側が駆動部材１０に係合され、他端側へカウンタウエイト１５に係合されている。チャック１の把持爪１２には、ワークの加工時にチャックの回転に伴い半径方向外方への遠心力が作用する。これは、ワークの把持方向とは逆方向の力となり、加工時のワークの把持力低下を招く要因となっている。
本発明の第２実施例においては、Ｔ字型のレバー部材６が、支点ピン５を略中間部に備え、他端側１８へカウンタウエイト１５に係合することで、チャック回転時にカウンタウエイト１５へ発生する遠心力が、レバー部材６を介して駆動部材１０へワーク把持方向へ作用する。そのため、チャック回転時に駆動部材１０に発生する遠心力が、カウンタウエイトによる作用力により打ち消され、ワークの把持力の低下が抑制される効果を奏する。

また、本発明の他の実施例として、変換機構としてレバー部材を用いず、異なる構造で変換機構を構成する例を第３実施例として示す。第３実施例は、図３に示すように、プランジャ３と駆動部材１０との間に、レバー部材６を介さず、直接にプランジャ３が受ける作用力を伝達する構造となされており、プランジャ３へくさび溝１６を形成させ、このくさび溝１６へ噛合する形状のくさび部分１７を駆動部材１０に形成している。
これらのプランジャ３側のくさび溝１６と、駆動部材１０側のくさび部分１７を噛合させた変更機構を備えることで、両者のくさび作用によりプランジャ３のチャック軸芯方向の力を、駆動部材１０のチャック半径方向の力に変換し、伝達する。
本第３実施例によれば、プランジャに備えられるくさび溝と、駆動部材に備えられ前記くさび溝へ噛合するくさび部分から構成され、プランジャのチャック回転軸方向の移動をくさび作用により駆動部材の半径方向へ摺動移動させることが可能となる。これにより、レバー部材等の別の構成部品を必要とすることなく、把持爪を駆動させてワークを把持することができ、チャック構造の簡素化や、軽量化を実現出来る。

本発明のチャックは、ホイールＷを把持する把持爪が、チャック本体２の工作機械側（図１において左側）に設けられ、チャック１の把持・解除の動作を行なうレバー部材６などの動作構成部分である変換機構がホイールＷ側（図１において右側）に設けられているので、ホイールＷの空洞部１４へ前述のレバー部材６などの動作構成部分である変換機構が入り込み、チャック本体の前方側の部分がホイールＷ の内方へ配置される。
工作機械の限られた加工可能エリアにおいて、チャック１の回転軸方向の厚み部分は、チャック１が占有することになり、加工可能なエリアを制限してしまうことになる。

本発明によれば、チャック１の前方部分と変換機構がホイールＷの空洞部１４ へ入り込む事により、前述の加工可能エリアを大きくとることができる。
このため、加工エリアが小さい小型の工作機械を用いても、十分に加工エリアを確保することができ、加工設備の低コスト化や、省スペース化を実現できる。
また、ホイールＷの把持を工作機械の主軸から回転軸方向の直近な位置で行なうことができるので、軸芯ブレがホイールへ発生することなく、高精度な加工を行なうことができる。

２ チャック本体
３ プランジャ
５ 支点ピン
６ レバー部材
１０ 駆動部材
１２ 把持爪
１４ 空洞部

Claims (5)

1. タイヤを保持するリム部と、車体部材に支持される前面を有する車両用のホイールを加工する際に用いるホイール用チャックにおいて、チャック本体と、ホイールのリム端部を把持する把持爪と、該把持爪を半径方向へ直線移動させる駆動部材と、チャック外方の動力によりチャック回転軸方向へ移動可能になされるプランジャと、該プランジャの回転軸方向の移動を駆動部材の半径方向への移動へ変換する変換機構を備え、該変換機構が前記駆動部材よりも回転軸方向に前方へ配設され、把持爪が前記変換機構よりも回転軸方向に後方及び半径方向の外方へ配置され、駆動部材及び変換機構がチャック本体の前方部分よりも回転軸方向に後方へ配設され、前記チャック本体の前方部分と変換機構がホイールの内方に形成される空洞部に配置されることを特徴とするホイール用チャック。
2. 前記変換機構が、
   プランジャに備えられるくさび溝と、駆動部材に備えられ前記くさび溝へ噛合するくさび部分から構成され、プランジャのチャック回転軸方向の移動をくさび作用により駆動部材の半径方向へ摺動移動させることを特徴とする請求項１に記載のホイール用チャック。
3. 前記変換機構が、プランジャへ一端を係合し他端を駆動部材と係合し支点ピンにより回動可能にチャック本体へ設けられるレバー部材を備え、該レバー部材がプランジャの回転軸方向の移動を駆動部材の半径方向の移動へ変換するようになされ、前記レバー部材が駆動部材よりもチャック前方側へ配置されていることを特徴とする請求項１に記載のホイール用チャック。
4. 前記レバー部材の回動中心である支点ピンが駆動部材よりもチャック前方側へ配置されていることを特徴とする請求項３に記載のホイール用チャック。
5. 前記レバー部材の回動中心である支点ピンの回動中心が把持爪よりもチャック前方側へ配置されていることを特徴とする請求項３に記載のホイール用チャック。