(57)【要約】【課題】ワークに形成された当接禁止領域に当接しないように少なくとも３つの爪部にて適切にワークを把持することが可能なチャック、及び当該チャックを用いたワーク把持方法を提供する。【解決手段】円筒部の輪郭よりも凹んだ方向に、爪部にて当接することを禁止する当接禁止領域Ｊが形成されたワークＷを把持するチャック３０Ｃであって、挿通されたワークＷの回転軸ＣＺに向かう方向に往復移動可能に構成された少なくとも３つの爪部３５ａ〜３５ｃを有し、爪部のいずれか１つの第１爪部３５ａにおけるワークＷに対向する把持面である第１把持面Ｍ３５ａは、当接禁止領域Ｊを円周方向に覆うことが可能であるとともに、当接禁止領域Ｊを除いたワークＷの円筒部の形状に沿う曲面に形成されている。【選択図】図６
2010069611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
挿通された略円筒形状のワークの側面から前記ワークを挟み込んで把持する複数の爪部を備えたチャックにおいて、
前記ワークには、前記複数の爪部にて把持される個所の円周方向における一部に、当該ワークの円筒部の輪郭よりも凹んだ方向に、前記爪部にて当接することを禁止する当接禁止領域が形成されており、
前記チャックは、挿通された前記ワークの回転軸に向かう方向に往復移動可能に構成された少なくとも３つの爪部を有し、
前記爪部のいずれか１つの第１爪部における前記ワークに対向する把持面である第１把持面は、
前記当接禁止領域を前記円周方向に覆うことが可能であるとともに、前記当接禁止領域を除いた前記ワークの円筒部の形状に沿う曲面に形成されている、
チャック。
【請求項２】
請求項１に記載のチャックであって、
前記円周方向において前記当接禁止領域を覆う長さを有する前記第１把持面は、
前記円周方向において前記当接禁止領域よりも大きな切り欠き部が形成されていることで、前記円周方向において前記切り欠き部の両端の２つの第１把持面に分割されている、
チャック。
【請求項３】
請求項１または２に記載のチャックであって、
前記少なくとも３つの爪部の中から前記第１爪部を除いた残りの爪部の中の第２爪部と第３爪部のそれぞれは、
チャックに挿通された前記ワークに対向するそれぞれの把持面である第２把持面と第３把持面が、前記当接禁止領域を除いた前記ワークの円筒部の形状に沿う曲面に形成されており、
チャックに挿通された前記ワークの前記当接禁止領域の反対側に前記第１爪部が位置している場合に、前記当接禁止領域を除いた前記ワークの円筒部であって、且つ前記第１爪部の移動方向に直交するとともに前記ワークの回転軸を通る平面よりも前記当接禁止領域の側の円筒部における一方の円筒部と他方の円筒部、のそれぞれの一部に前記第２把持面と前記第３把持面のそれぞれが当接可能となる位置に配置されている、
チャック。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のチャックであって、
各把持面は、前記円周方向において、前記当接禁止領域を除いた前記ワークの円筒部の径よりも大きな径の円弧状に形成されている、
チャック。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のチャックを用いて、当該チャックに挿通された前記ワークを把持するワーク把持方法であって、
前記当接禁止領域が前記第１把持面の反対側となる向き、あるいは前記当接禁止領域が前記第１把持面に覆われる向きまたは分割された２つの前記第１把持面に挟まれる向き、のいずれかの向きに前記ワークを前記チャックに挿通し、
前記当接禁止領域が前記第１把持面の反対側となる向きに前記ワークを前記チャックに挿通した場合は、前記第１把持面を前記ワークの円筒部に当接させるとともに他の爪部の把持面を前記当接禁止領域を除いた前記ワークの円筒部に当接させて、前記ワークを把持し、
前記当接禁止領域が前記第１把持面に覆われる向きまたは分割された２つの前記第１把持面に挟まれる向きに前記ワークを前記チャックに挿通した場合は、前記ワークにおける前記当接禁止領域の前記円周方向に隣接する円筒部のそれぞれに、前記第１把持面を当接または分割された２つの前記第１把持面のそれぞれを当接させるとともに他の爪部の把持面を前記ワークの円筒部に当接させて、前記ワークを把持する、
ワーク把持方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、略円筒状のワークを複数の爪部にて把持状態または開放状態とすることが可能なチャック及び当該チャックを用いたワーク把持方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本願出願人は、図１の例に示すように、工作機械１を用いて、ワークＷであるＥＰＳ（Electric  Power  Steering）ボールネジのネジ部Ｋを研削する場合、充分な剛性を確保するために、ネジ部Ｋに近い個所をチャック３０Ｃ、４０Ｃで把持して研削する方法を以前に出願している（特願２００７−２４２３１５）。
ＥＰＳボールネジ（以下、ワークＷと記載する）は、図２（Ａ）に示すように略円筒形状であり、長手方向の一部の円筒面のネジ部Ｋには、円周方向に沿って螺旋状のネジ溝が形成されており、他の一部には円筒面の一部を平面状に加工して平面状のネジ溝が形成されたラック部Ｊが形成されている。また、ワークＷにおけるラック部Ｊに近い側の端面には、ラック部Ｊが形成されている側を工作機械１が認識するための、凹形状のキー溝ＭＫがラック部Ｊと平行に形成されている。
図１に示す工作機械１では、チャック３０Ｃに対するラック部Ｊの方向が所定方向となるように、ワークＷに形成された凹形状のキー溝ＭＫに嵌合させるための、凸形状が形成された方向位置決め部材ＭＢをチャック３０Ｃに備えている。これにより、チャック３０Ｃに対するラック部Ｊの方向は、２通りのみとなる。
【０００３】
一般的なチャックは、ワークＷを把持するための爪部を３個備えており、当該３個の爪部を有するチャックでワークＷを把持した場合、ラック部Ｊの側のネジ部Ｋに近い位置を把持すると、把持する位置の円周上にラック部Ｊが形成されている場合がある。
ここで、図４（Ａ）及び（Ｂ）に、３個の爪部１３５を有する一般的なチャック１３０Ｃにて、挿通孔１３３に挿通されたワークＷにおけるラック部Ｊが形成されている側面を把持する様子の例を示す（チャック１３０Ｃに対するラック部Ｊの方向は、図４（Ａ）及び（Ｂ）の２通りとなる）。ラック部Ｊの位置に対して各爪部１３５が図４（Ａ）の例に示す位置にある場合は、ワークＷの円筒部を各爪部１３５にて把持できるので特に問題ない。ところが、ラック部Ｊの位置に対して各爪部１３５が図４（Ｂ）の例に示す位置にある場合は、ラック部Ｊに対向する爪部でのワークＷ側の把持部がなくなり、把持できない。また、ラック部Ｊに対向する爪部を、他の爪部より長い爪部に変更して無理やりラック部Ｊで把持しようとすると、３点の把持中心とワークＷの回転中心とがずれてしまう（芯ずれが発生する）、という問題がある。
そこで、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、爪部１３５を２個備え、２個の爪部１３５を対向配置したチャック１４０Ｃを用いる方法も考えられる（チャック１４０Ｃに対するラック部Ｊの方向は、図５（Ａ）及び（Ｂ）の２通りとなる）。爪部１３５を対向配置した２個とすることで、ラック部Ｊを避けた位置で把持することができる。
なお、図４及び図５では、爪部にて把持する個所のワークＷを断面で示している。
【０００４】
また、特許文献１に記載された従来技術では、３個の爪部を有し、まず当て金が平らな状態でワークを把持し、次に調整ボルトを回して押さえ金を押し出して当て金を曲げてワーク外形に沿う形状に変形させることで、一組の爪部で多種外径に対応可能とする多種外径対応形チャック爪が開示されている。
また、特許文献２に記載された従来技術では、１２０度間隔で形成された３爪チャック用の３組の案内溝と、３爪チャック用の案内溝の１つに対向する位置に２爪チャック用の案内溝が形成された、２爪チャックと３爪チャックとの間でチャック形式を変更できるチャックが開示されている。
【特許文献１】実開平５−５３８１４号公報
【特許文献２】特開２０００−１３５６０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
２爪で把持する場合、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように把持できるので、前述した３爪で把持する場合の問題（ラック部Ｊに対向する爪部では把持できず、把持できるように当該爪部を他の爪部より長くすると、芯ずれが発生する）を回避することができる。しかし、ワークＷの回転角度に応じて、ワークＷに押付けている加工工具に対する剛性の強弱が変化するので、ワークＷの断面形状が楕円形状となるように加工されてしまう、という問題がある（ワークＷを回転させながら加工工具を押付けて加工する際、ワークＷを把持している２爪の把持方向に直交する方向に加工工具が位置した場合では、２爪の把持方向に加工工具が位置している場合よりも剛性が弱いため）。
また、特許文献１に記載された従来技術では、図２（Ａ）の例に示すワークＷに対して、ラック部Ｊが形成されている側面をチャックの爪部で把持する場合、３爪であるため、図４（Ｂ）に示すようにラック部Ｊに爪部が当接する場合があり、前述したように、ラック部Ｊに対向する爪部では把持できず、把持できるように当該爪部を他の爪部より長くすると、芯ずれが発生する、という問題がある。なお、ラック部Ｊが図４（Ａ）の向きのみとなるようにラック方向判別装置の追加等にて工程を変更すると、サイクルタイムやコストが増加する。
また、特許文献２に記載された従来技術では、２爪とした場合は前述した問題があり、３爪とした場合も前述した特許文献１と同様の問題がある。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、ワークに形成された当接禁止領域に当接しないように少なくとも３つの爪部にて適切にワークを把持することが可能なチャック、及び当該チャックを用いたワーク把持方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための手段として、本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりのチャックである。
請求項１に記載のチャックは、挿通された略円筒形状のワークの側面から前記ワークを挟み込んで把持する複数の爪部を備えたチャックにおいて、前記ワークには、前記複数の爪部にて把持される個所の円周方向における一部に、当該ワークの円筒部の輪郭よりも凹んだ方向に、前記爪部にて当接することを禁止する当接禁止領域が形成されている。
前記チャックは、挿通された前記ワークの回転軸に向かう方向に往復移動可能に構成された少なくとも３つの爪部を有し、前記爪部のいずれか１つの第１爪部における前記ワークに対向する把持面である第１把持面は、前記当接禁止領域を前記円周方向に覆うことが可能であるとともに、前記当接禁止領域を除いた前記ワークの円筒部の形状に沿う曲面に形成されている。
【０００７】
また、本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりのチャックである。
請求項２に記載のチャックは、請求項１に記載のチャックであって、前記円周方向において前記当接禁止領域を覆う長さを有する前記第１把持面は、前記円周方向において前記当接禁止領域よりも大きな切り欠き部が形成されていることで、前記円周方向において前記切り欠き部の両端の２つの第１把持面に分割されている。
【０００８】
また、本発明の第３発明は、請求項３に記載されたとおりのチャックである。
請求項３に記載のチャックは、請求項１または２に記載のチャックであって、前記少なくとも３つの爪部の中から前記第１爪部を除いた残りの爪部の中の第２爪部と第３爪部のそれぞれは、チャックに挿通された前記ワークに対向するそれぞれの把持面である第２把持面と第３把持面が、前記当接禁止領域を除いた前記ワークの円筒部の形状に沿う曲面に形成されており、チャックに挿通された前記ワークの前記当接禁止領域の反対側に前記第１爪部が位置している場合に、前記当接禁止領域を除いた前記ワークの円筒部であって、且つ前記第１爪部の移動方向に直交するとともに前記ワークの回転軸を通る平面よりも前記当接禁止領域の側の円筒部における一方の円筒部と他方の円筒部、のそれぞれの一部に前記第２把持面と前記第３把持面のそれぞれが当接可能となる位置に配置されている。
【０００９】
また、本発明の第４発明は、請求項４に記載されたとおりのチャックである。
請求項４に記載のチャックは、請求項１〜３のいずれかに記載のチャックであって、各把持面は、前記円周方向において、前記当接禁止領域を除いた前記ワークの円筒部の径よりも大きな径の円弧状に形成されている。
【００１０】
また、本発明の第５発明は、請求項５に記載されたとおりのワーク把持方法である。
請求項５に記載のワーク把持方法は、請求項１〜４のいずれかに記載のチャックを用いて、当該チャックに挿通された前記ワークを把持するワーク把持方法である。
前記当接禁止領域が前記第１把持面の反対側となる向き、あるいは前記当接禁止領域が前記第１把持面に覆われる向きまたは分割された２つの前記第１把持面に挟まれる向き、のいずれかの向きに前記ワークを前記チャックに挿通し、前記当接禁止領域が前記第１把持面の反対側となる向きに前記ワークを前記チャックに挿通した場合は、前記第１把持面を前記ワークの円筒部に当接させるとともに他の爪部の把持面を前記当接禁止領域を除いた前記ワークの円筒部に当接させて、前記ワークを把持し、前記当接禁止領域が前記第１把持面に覆われる向きまたは分割された２つの前記第１把持面に挟まれる向きに前記ワークを前記チャックに挿通した場合は、前記ワークにおける前記当接禁止領域の前記円周方向に隣接する円筒部のそれぞれに、前記第１把持面を当接または分割された２つの前記第１把持面のそれぞれを当接させるとともに他の爪部の把持面を前記ワークの円筒部に当接させて、前記ワークを把持する。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載のチャックを用いれば、当接禁止領域を円周方向に覆うことが可能な大きさに第１把持面を形成することで、当接禁止領域が第１爪部の反対側に位置している場合であっても、また当接禁止領域が第１爪部と対向するように位置している場合であっても、どちらの場合でも、当接禁止領域を避けてワークの円筒部に第１把持面を当接させることができる。
【００１２】
また、請求項２に記載のチャックは、円周方向において当接禁止領域よりも大きな切り欠きによって第１把持面が２つに分割されている（図７（Ｂ）における把持面Ｍ３５ａ（第１把持面に相当）参照）。このため、当接禁止領域が第１爪部の反対側に位置している場合であっても、また当接禁止領域が第１爪部と対向するように位置している場合であっても、どちらの場合でも、分割された２つの第１把持面でワークを把持することになるので、どちらの場合もワークと第１爪部との当接個所が同じになる（図８（Ｂ）の当接個所ＴＳ参照）。
これにより、当接禁止領域が第１爪部の反対側に位置している場合、または当接禁止領域が第１爪部と対向するように位置している場合、のどちらの場合であっても、ワークの把持状態が同じになり、バラツキがより少ない安定した精度でワークの加工を行うことができる。
【００１３】
また、請求項３に記載のチャックを用いれば、第２爪部と第３爪部を、第１爪部に対する適切な位置に配置することが可能であり、また第２把持面及び第３把持面の形状を適切な形状とすることができ、ワークに形成された当接禁止領域に当接しないように少なくとも３つの爪部にて、更に適切にワークを把持可能なチャックを実現することができる。
【００１４】
また、請求項４に記載のチャックを用いれば、２つに分割されていない請求項１の第１把持面にて当接禁止領域の側のワークを把持した場合を除いて、各把持面とワークとの当接個所を１点とすることができる。
これにより、安定的により適切にワークを把持することができるので、加工精度のバラツキがより抑制され、安定した加工精度を得ることができる。
なお、２つに分割されていない請求項１の第１把持面にて当接禁止領域の側のワークを把持した場合は第１把持面とワークとの当接個所は２点となる。
【００１５】
また、請求項５に記載のワーク把持方法によれば、請求項１〜４のいずれかに記載したチャックを用いて、当接禁止領域にいずれの爪部も当接しないように、少なくとも３つの爪部にて適切にワークの円筒部を把持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて説明する。図１（Ａ）は、本発明のチャック３０Ｃを備えた工作機械１を、砥石Ｔを備えた工作機械１（いわゆる研削盤）に適用した一実施の形態における概略外観図（平面図）を示している。また、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す工作機械１の右側面図の例を示している。なお、図１（Ｂ）では心押装置４０や仮置台６０等の記載を省略している。
なお、本実施の形態の説明では、Ｘ軸とＹ軸とＺ軸は互いに直交しており、Ｙ軸は鉛直上方を示しており、Ｘ軸とＺ軸は水平方向を示している。また、Ｘ軸は砥石ＴがワークＷに切り込む方向を示しており、Ｚ軸は一対の支持部材（図１の例では、チャック３０Ｃ、チャック４０Ｃ）をとおる主軸回転軸方向を示している。
【００１７】
●［工作機械１の概略構成（図１（Ａ）及び（Ｂ））］
図１（Ａ）及び（Ｂ）に示す工作機械１は、略円筒形状のワークＷのネジ部Ｋに形成された螺旋状のネジ溝を砥石Ｔで研削（仕上げ研削）する工作機械の例を示している。
工作機械１は、基台２と、主軸テーブル２０と、砥石テーブル１０とを備えている。なお、各検出手段からの信号を取り込むとともに各モータに駆動信号を出力する数値制御装置等の制御手段は記載を省略している。
また、図１（Ａ）、（Ｂ）及び図２（Ａ）、（Ｂ）では、ネジ部ＫがワークＷの中央近傍に配置されている場合の例を示しており、一対の支持部材３０Ｃ、４０Ｃがチャックである場合の例を示しているが、チャック４０Ｃは、（円錐状の）センタであってもよい。また、ワークＷの概略形状については後述する。
主軸テーブル２０は、基台２に設けられた主軸テーブル駆動モータ２０Ｍ（Ｚ軸駆動装置であり、リード側移動手段に相当）と送りネジ２０Ｂ、及び主軸テーブル２０に設けられたナット（図示省略）により、基台２に対してＺ軸方向に移動可能であり、制御手段は、エンコーダ等の検出手段２０Ｅの検出信号によって、基台２に対する主軸テーブル２０のＺ軸方向の位置を検出できる。なお、Ｚ軸は、一対の支持部材（図１の例では、チャック３０Ｃ、チャック４０Ｃ）をとおる主軸回転軸ＣＺ（ワーク回転軸に相当）に平行な軸であり、送りネジ２０ＢがＺ軸である。
【００１８】
主軸テーブル２０の上には、主軸台３０Ｄと心押台４０Ｄが載置されている。
主軸台３０Ｄには、主軸装置３０をＺ軸方向に往復移動可能な主軸移動モータ３０Ｍが設けられており、制御手段は、エンコーダ等の検出手段３０Ｅの検出信号によって、主軸台３０Ｄに対する主軸装置３０のＺ軸方向の位置を検出できる。また、主軸装置３０の先端には、心押装置４０のチャック４０Ｃと一対となるチャック３０Ｃが設けられている。また、主軸装置３０には、チャック３０Ｃを回転させる主軸回転モータが設けられており、一対の支持部材（この場合、チャック３０Ｃ、４０Ｃ）にて支持したワークＷを主軸回転軸ＣＺ回りに回転させる。そして、主軸回転モータには、ワークＷの回転角度または回転速度を検出する検出手段（エンコーダ等）が設けられている（主軸装置３０と心押装置４０はワーク回転手段に相当する）。
心押台４０Ｄには、心押装置４０をＺ軸方向に往復移動可能な心押移動モータ４０Ｍが設けられており、制御手段は、エンコーダ等の検出手段４０Ｅの検出信号によって、心押台４０Ｄに対する心押装置４０のＺ軸方向の位置を検出できる。また、心押装置４０の先端には、主軸装置３０のチャック３０Ｃと一対となるチャック４０Ｃが設けられている。
また、工作機械１には、一対の支持部材にてワークＷを支持する前にワークＷを仮置きする仮置台６０が設けられている。
なお、工作機械１は、クーラントを加工個所に噴出するクーラントノズル等を備えているが、これらについては説明及び図示を省略する。
【００１９】
砥石テーブル１０には、略円筒状の砥石Ｔ（加工工具に相当）を備えている。軸受１２に設けられた砥石Ｔは、例えば鉄製のコアの外周にＣＢＮチップ砥石が貼り付けられて整形されており、砥石テーブル１０に載置された砥石駆動モータ１１により、Ｚ軸に平行な砥石回転軸ＴＺを中心に回転する。
また、砥石テーブル１０は、基台２に設けられた砥石テーブル駆動モータ１０Ｍ（Ｘ軸駆動装置であり、径側移動手段に相当）と送りネジ１０Ｂ、及び砥石テーブル１０に設けられたナット（図示省略）により、基台２に対してＸ軸方向に往復移動可能であり、主軸回転軸ＣＺに交差する方向に砥石Ｔを進退移動させる。なお、Ｘ軸は、前記Ｚ軸に直交する方向の軸であり、送りネジ１０ＢがＸ軸である。
また、砥石テーブル駆動モータ１０Ｍには砥石テーブル１０のＸ軸方向の位置を検出する検出手段１０Ｅ（エンコーダ等）が設けられている。
なお、図１（Ａ）及び（Ｂ）の例では、砥石駆動モータ１１には検出手段を設けていないが、砥石駆動モータ１１にも速度検出手段等を設け、砥石駆動モータ１１の回転速度をフィードバック制御することも可能である。
【００２０】
また、数値制御装置（図示省略）は、ワークＷの回転角度（あるいは回転速度）を検出する検出手段（図示省略）からの信号、砥石テーブル１０のＸ軸方向の位置を検出する検出手段１０Ｅからの信号、主軸テーブル２０のＺ軸方向の位置を検出する検出手段２０Ｅからの信号等と、加工データ及び加工プログラム等に基づいて、主軸回転モータ（図示省略）、砥石テーブル駆動モータ１０Ｍ、主軸テーブル駆動モータ２０Ｍ、砥石駆動モータ１１を制御する。
【００２１】
●［ワークＷの概略形状（図２）］
次に図２（Ａ）〜（Ｃ）を用いて、本実施の形態にて用いるワークＷの概略形状について説明する。
図２（Ａ）はワークＷの全体の斜視図を示しており、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）におけるＢＢ方向から見たワークＷを示している。また図２（Ｃ）は、図２（Ａ）におけるＣＣ方向から見たワークＷと、ワークＷの端面に形成されたキー溝ＭＫに嵌合する方向位置決め部材ＭＢを示している。
本実施の形態にて説明するワークＷは、図２（Ａ）に示すように長尺細長状の略円筒形状であり、長手方向の一部の円筒面のネジ部Ｋには、円周方向に沿って螺旋状のネジ溝が形成されている。また、ネジ部Ｋとは異なる円筒面の一部は平面状に加工されて、平面状のネジ溝が形成されたラック部Ｊが形成されている。このラック部Ｊは、当該個所の円筒部の輪郭よりも凹んだ方向に形成されている（図２（Ｂ）参照）。このラック部Ｊを、ワークＷの側面の円周方向における一部に形成されてチャックの爪部にて当接することを禁止する当接禁止領域とする。
【００２２】
ワークＷにおける少なくとも一方の端面には、ラック部Ｊが形成されている方向を特定するためのキー溝ＭＫが形成されている。本実施の形態にて説明するキー溝ＭＫは、ラック部Ｊに近い側の端面に、ラック部Ｊの面と平行に形成されている。
また、方向位置決め部材ＭＢは、キー溝ＭＫに嵌合する凸部ＭＣが形成されており、例えばチャック３０Ｃに設けられた挿通孔（ワークＷを挿通する孔）に配置されている。そして、当該凸部ＭＣの方向に対してチャック３０Ｃにおける所定の位置に爪部３５が配置されている。
キー溝ＭＫ、及び方向位置決め部材ＭＢにより、チャックに対するワークＷの向き（ラック部Ｊの向き）は、図４〜図６のそれぞれについて、（Ａ）に示す向きと（Ｂ）に示す向きの２通りの向きとなる。
【００２３】
●［ワークＷの支持方法（図３）］
図３（Ａ）及び（Ｂ）は、長手方向の中央近傍のネジ部Ｋにネジ溝が形成されたワークＷの両端部を支持する様子を説明する図であり、この場合、一対の支持部材がチャック３０Ｃとチャック４０Ｃである。また、主軸装置３０は、主軸移動モータ３０Ｍが回転させる送りネジ３０ＢによってＺ軸方向に往復移動する連結部材３１を介してＺ軸方向に往復移動可能であり、心押装置４０は、心押移動モータ４０Ｍが回転させる送りネジ４０ＢによってＺ軸方向に往復移動する連結部材４１を介してＺ軸方向に往復移動可能である。
【００２４】
まず図３（Ａ）に示すように、ワークＷと干渉しないように、主軸装置３０と心押装置４０との間の間隔が充分となるように、主軸台３０Ｄに対する主軸装置３０の位置、及び心押台４０Ｄに対する心押装置４０の位置を決め、ワークＷを仮置台６０に仮置きする。
また図３（Ａ）は、チャック３０Ｃの側に方向位置決め部材ＭＢが設けられている例を示しており、キー溝ＭＫがチャック３０Ｃの側となるようにワークＷを仮置きしている。このため、ラック部Ｊはチャック３０Ｃの側にある。このとき、チャック３０Ｃ、４０Ｃの爪部３５、４５は開放状態（アンクランプ状態）である。
そして、図３（Ｂ）に示すように、主軸装置３０と心押装置４０とを互いに近接する方向に移動させ、ワークＷの両端部のそれぞれを、チャック３０Ｃ、チャック４０Ｃに挿通し、キー溝ＭＫに方向位置決め部材ＭＢを嵌合させ、チャック３０Ｃの爪部３５、及びチャック４０Ｃの爪部４５にて、挿通したワークＷを把持する。
【００２５】
このとき、チャック３０Ｃの爪部３５にて把持する面にラック部Ｊがあると、前述したように、ラック部Ｊに対向する爪部では把持できず、把持できるように当該爪部を他の爪部より長くすると、芯ずれが発生する。なお、以下に説明する図４及び図５では、ワークＷは、爪部にて把持する個所の断面を示している。
すでに説明したように、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、従来の爪部１３５を３個備えた従来のチャック１３０Ｃでは、爪部１３５に対するワークＷの方向が図４（Ｂ）の例に示す方向となった場合に、ラック部Ｊに爪部１３５が当接してしまう。（ワークＷは、爪部にて把持する円周方向に沿った面による断面を示している。）
また、すでに説明したように、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、従来の爪部１３５を２個備え、２個の爪部を対向配置した従来のチャック１４０Ｃでは、ラック部Ｊに爪部１３５が当接しないようにすることができる。しかし、２個の爪部１３５の把持方向に直交する方向に加工工具が位置した場合と、２個の爪部１３５の把持方向に加工工具が位置した場合と、で加工工具を押し付けた際のワークＷの剛性の変化が大きく、ワークＷの断面形状が楕円形状となるように加工されてしまう場合がある。
そこで、ラック部Ｊに当接することなく、３個の爪部３５（３５ａ〜３５ｃ）にてワークＷを適切に把持することができるチャック３０Ｃについて、以下に説明する。
【００２６】
●［チャック３０Ｃの爪部（３５ａ〜３５ｃ）の構造（図６）］
図６（Ａ）は、ラック部Ｊ（当接禁止領域に相当）が上向きの状態（ラック部Ｊが爪部３５ａの把持面の反対側となる向き）にて爪部３５ａ〜３５ｃによってワークＷを把持している様子を示し、図６（Ｂ）はラック部Ｊが下向きの状態（ラック部Ｊが爪部３５ａの把持面に覆われる向き）にて爪部３５ａ〜３５ｃによってワークＷを把持している様子を示している。図２（Ｃ）に示すキー溝ＭＫと方向位置決め部材ＭＢにて、図６（Ａ）及び（Ｂ）の２通りのいずれかにてワークＷは把持される。なお、ワークＷは、爪部３５ａ〜３５ｃにて把持する個所の断面を示している。
また、爪部３５ａ〜３５ｃのそれぞれは、挿通孔３３に挿通されたワークＷの回転軸ＣＺに向かう方向に往復移動可能に構成され、ワークＷを把持状態（クランプ状態）または開放状態（アンクランプ状態）のいずれかにすることができる。
【００２７】
爪部３５ａ（第１爪部に相当）は、図６（Ｂ）に示すように、ラック部Ｊを円周方向に覆うことが可能な長さＬ３５ａを有するとともにワークＷの円筒部（ラック部Ｊを除いた円筒部）の形状に沿う曲面で形成された把持面Ｍ３５ａ（第１把持面に相当）を有している。ラック部Ｊの幅よりも把持面Ｍ３５ａの幅のほうが大きく、把持面Ｍ３５ａはラック部Ｊを円周方向に余裕を持って覆うことができる。なお、把持面Ｍ３５ａの曲面の曲率半径は、ワークＷの円筒部の曲率半径よりも若干大きな曲率半径とすることが好ましい。
【００２８】
爪部３５ｂ（第２爪部に相当）と爪部３５ｃ（第３爪部に相当）のそれぞれは、爪部３５ａが挿通孔３３に挿通されたワークＷのラック部Ｊの反対側に位置している場合に（すなわち、図６（Ａ）に示す状態の場合に）、ラック部Ｊを除いたワークＷの円筒部であって、且つ爪部３５ａの移動方向Ｈ１に直交するとともにワーク回転軸ＣＺを通る平面ＭＨよりもラック部Ｊの側の円筒部における一方の円筒部ＷＲと他方の円筒部ＷＬ、のそれぞれの一部に、把持面Ｍ３５ｂ（第２把持面に相当）と把持面Ｍ３５ｃ（第３把持面に相当）のそれぞれが当接可能となる位置に配置されている。
また、爪部３５ｂと爪部３５ｃのそれぞれは、ラック部Ｊを避けて前記円筒部ＷＲ、ＷＬのそれぞれに当接可能となる円周方向の長さＬ３５ｂ、Ｌ３５ｃをそれぞれ有するとともに、ワークＷの円筒部の形状に沿う曲面で形成された把持面Ｍ３５ｂ、Ｍ３５ｃのそれぞれを有している。なお、把持面Ｍ３５ｂ、Ｍ３５ｃの曲面の曲率半径は、ワークＷの円筒部の曲率半径よりも若干大きな曲率半径とすることが好ましい。
なお、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示す爪部３５ｂ、３５ｃは、把持面がより適切にラック部Ｊを避けることができるように、把持面に近づくに従って徐々に細くなるテーパ形状に形成されており、把持面Ｍ３５ｂ、Ｍ３５ｃにおける円周方向の長さＬ３５ｂ、Ｌ３５ｃは、適切にラック部Ｊを避けることができる長さに設定されている。
【００２９】
以上に説明した爪部３５ａ〜３５ｃを備えたチャック３０Ｃを用いてワークＷのラック部Ｊが形成されている側面を把持する場合、以下の把持方法にて把持する。
ラック部Ｊが爪部３５ａの把持面Ｍ３５ａの反対側となる向き（図６（Ａ）に示す向き）にワークＷをチャック３０Ｃの挿通孔３３に挿通した場合は、爪部３５ａの把持面Ｍ３５ａをワークＷの円筒部（ラック部Ｊの反対側の円筒部）に当接させ、且つ爪部３５ｂの把持面Ｍ３５ｂと爪部３５ｃの把持面Ｍ３５ｃのそれぞれを、ワークＷにおける前記円筒部ＷＲ、ＷＬのそれぞれに当接させてワークＷを把持する。（爪部３５ａに対して他の爪部の把持面を、ラック部Ｊを除いたワークＷの円筒部に当接させる）
また、ラック部Ｊが爪部３５ａの把持面Ｍ３５ａに覆われる向き（図６（Ｂ）に示す向き）にワークＷをチャック３０Ｃの挿通孔３３に挿通した場合は、ワークＷにおけるラック部Ｊの円周方向に隣接する円筒部（前記円筒部ＷＲ、ＷＬにおけるラック部Ｊの近傍）に、爪部３５ａの把持面Ｍ３５ａを当接させるとともに、爪部３５ａの把持面Ｍ３５ｂと爪部３５ｃの把持面Ｍ３５ｃのそれぞれを、ワークＷの円筒部に当接させてワークＷを把持する。（爪部３５ａに対して他の爪部の把持面を、ワークＷの円筒部に当接させる）
【００３０】
以上、本実施の形態にて説明したチャック３０Ｃの爪部３５ａ〜３５ｃを用いれば、ラック部Ｊに爪部３５ａ〜３５ｃのいずれも当接させることなく、３方向から３個の爪部３５ａ〜３５ｃにてワークＷにおけるラック部Ｊを含む側面を把持することができる。
なお、心押装置４０の側のチャック４０Ｃはラック部Ｊが形成されていない個所を把持するので、従来の３個の爪部を備えたチャックを用いることができる。
これにより、ワークＷの両端を３個の爪部を備えたチャックで把持することが可能であり、把持状態も安定し、把持力においても異方性がなくなり（回転角度に対する剛性の変化がなくなり）、加工後のワークＷの断面が楕円状となることを抑制することができる。
【００３１】
●［爪部３５ａ（第１爪部に相当）の爪形状の改良（図７〜図９）］
次に図７〜図９を用いて、以上に説明した爪部３５ａの形状の改良版について説明する。
図７（Ａ）は、上記に説明した爪部３５ａの形状とワークＷ（断面）の関係を示している。爪部３５ａは、円周方向において、ラック部Ｊ（当接禁止領域）を除いたワークＷの円筒部に沿う曲面（円弧）に形成された把持面Ｍ３５ａ（第１把持面に相当）を有している。また、把持面Ｍ３５ａは、円周方向においてラック部Ｊを覆うことが可能な長さである。そして円弧状の把持面Ｍ３５ａの径は、ワークＷの円筒面の径よりも大きな径となるように形成されている。
ここで、爪部３５ｂ、爪部３５ｃ、図７（Ａ）の爪部３５ａ、を用いてワークＷを把持した場合の様子を図８（Ａ）に示す。図７（Ａ）の爪部３５ａを用いた場合、爪部３５ａにてラック部Ｊの反対側を把持した場合はワークＷを３点の当接個所ＴＳで把持し、爪部３５ａにてラック部Ｊの側を把持した場合はワークＷを４点の当接個所ＴＳで把持することになる。
この場合、爪部３５ａにてラック部Ｊの反対側を把持した場合と、爪部３５ａにてラック部Ｊの側を把持した場合とで、当接個所ＴＳが変わるので、砥石Ｔを押し付けた場合におけるワークＷの湾曲度合い（しなり具合）の微小な違いが発生する。加工精度についてはどちらも許容誤差内に充分収めることができるが、爪部３５ａにてラック部Ｊの反対側を把持した場合と、爪部３５ａにてラック部Ｊの側を把持した場合とで、微小なバラツキが生じる。
【００３２】
そこで、図７（Ｂ）に、爪部３５ａにてラック部Ｊの反対側を把持した場合と、爪部３５ａにてラック部Ｊの側を把持した場合と、で当接個所ＴＳが変わらない、改良版の爪部３５ａの形状を例を示す。
図７（Ｂ）に示す爪部３５ａの把持面Ｍ３５ａは、図７（Ａ）に示す爪部３５ａの把持面Ｍ３５ａに対して、円周方向においてラック部Ｊよりも大きな切り欠き部Ｋ３５ａ（ＬＫ３５＞ＬＪ）が形成されていることで、円周方向において切り欠き部Ｋ３５ａの両端の２つの把持面Ｍ３５ａに分割されている。
ここで、爪部３５ｂ、爪部３５ｃ、図７（Ｂ）の爪部３５ａ、を用いてワークＷを把持した場合の様子を図８（Ｂ）に示す。図７（Ｂ）の爪部３５ａを用いた場合、爪部３５ａにてラック部Ｊの反対側を把持した場合も、爪部３５ａにてラック部Ｊの側を把持した場合も、どちらもワークＷを４点の当接個所ＴＳで把持することになる。
これにより、爪部３５ａにてラック部Ｊの反対側を把持した場合と、爪部３５ａにてラック部Ｊの側を把持した場合とで、砥石Ｔを押し付けた場合におけるワークＷの湾曲度合い（しなり具合）の違いが発生しない。従って、爪部３５ａにてラック部Ｊの反対側を把持した場合と、爪部３５ａにてラック部Ｊの側を把持した場合の違いによるバラツキが発生せず、安定した加工精度を得ることができる。
【００３３】
また、図９（Ａ）に示すように、２つに分割した爪部３５ａの把持面Ｍ３５ａのそれぞれにおいて、互いに近接する側に、把持面Ｍ３５ａに対して所定角度θで傾斜した傾斜面Ｍ３５ｋを形成してもよい。傾斜面Ｍ３５ｋを形成した場合、把持面Ｍ３５ａはワークＷの径よりも少しだけ大きな径の円弧に形成しているので、ワークＷを把持する際、傾斜面Ｍ３５ｋと把持面Ｍ３５ａとの境界位置Ｐ３５ａが、必ずワークＷと当接することになり、当接個所を固定とすることができるので、より安定した加工精度を得ることができる。
なお、傾斜面Ｍ３５ｋを有する爪部３５ａを作成するには、図９（Ｂ）に示すように、まずブロック状の部材から、切り欠き部Ｋ３５ａ、傾斜面Ｍ３５ｋを切削した後、円弧状の把持面Ｍ３５ａを切削するようにすればよい。
【００３４】
本発明のチャック３０Ｃ、及び当該チャック３０Ｃを用いたワーク把持方法は、本実施の形態で説明した外観、構成、構造、方法等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。
また、本実施の形態では加工工具の例として砥石Ｔを用いたが、バイト等、種々の加工工具を用いた工作機械に適用することができる。
また、本発明のチャック３０Ｃを備えた工作機械１は、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示す工作機械１に限定されるものではない。
またワークＷは、本実施の形態にて説明したＥＰＳボールネジに限定されるものではなく、爪部にて把持される個所の円周方向における一部に、ワークの円筒部の輪郭よりも凹んだ方向に、爪部にて当接することを禁止する当接禁止領域が形成されているワークであれば、どのようなワークであってもよい。
本実施の形態の説明では、３個の爪部３５ａ〜３５ｃをチャック３０Ｃに備えているが、３個以上の爪部を備えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明のチャック３０Ｃを備えた工作機械１の一実施の形態における概略外観図（平面図、側面図）を説明する図である。
【図２】本実施の形態におけるワークＷの概略形状を説明する図である。
【図３】一対の支持部材がチャック３０Ｃとチャック４０Ｃの場合における、ワークＷの支持方法を説明する図である。
【図４】従来の３個の爪部１３５を有する、従来のチャック１３０Ｃにて、図３に示したワークＷのラック部Ｊを含む側面を把持した場合を説明する図である。
【図５】従来の２個の爪部１３５を有する、従来のチャック１４０Ｃにて、図３に示したワークＷのラック部Ｊを含む側面を把持した場合を説明する図である。
【図６】本発明の３個の爪部３５ａ〜３５ｃを有するチャック３０Ｃにて、図３に示したワークＷのラック部Ｊを含む側面を把持した場合を説明する図である。
【図７】切り欠き部Ｋ３５ａを有していない第１爪部３５ａの例（Ａ）と、切り欠き部Ｋ３５ａを有している第１爪部３５ａの例（Ｂ）を説明する図である。
【図８】切り欠き部Ｋ３５ａを有していない第１爪部３５ａにてワークＷを把持した場合におけるワークＷと各爪部との当接個所ＴＳの例（Ａ）と、切り欠き部Ｋ３５ａを有した第１爪部３５ａにてワークＷを把持した場合におけるワークＷと各爪部との当接個所ＴＳの例（Ｂ）を説明する図である。
【図９】２つに分割した爪部３５ａの把持面Ｍ３５ａの詳細形状、及び当該爪部３５ａの作成方法について説明する図である。
【符号の説明】
【００３６】
１        工作機械
２        基台
１０      砥石テーブル
１０Ｍ    砥石テーブル駆動モータ（径側移動手段）
１０Ｂ    送りネジ
１１      砥石駆動モータ
２０      主軸テーブル
２０Ｍ    主軸テーブル駆動モータ（リード側移動手段）
２０Ｂ    送りネジ
３０      主軸装置
３０Ｃ    チャック（支持部材）
３０Ｄ    主軸台
３０Ｍ    主軸移動モータ
３５ａ〜３５ｃ      爪部（第１爪部〜第３爪部）
Ｍ３５ａ  把持面（第１把持面）
Ｍ３５ｋ  傾斜面
Ｋ３５ａ  切り欠き部
Ｍ３５ｂ  把持面（第２把持面）
Ｍ３５ｃ  把持面（第３把持面）
４０      心押装置
４０Ｃ    チャック（支持部材）
４０Ｄ    心押台
４０Ｍ    心押移動モータ
４５      爪部
Ｔ        砥石（加工工具）
Ｗ        ワーク
Ｊ        ラック部
ＣＺ      主軸回転軸（ワーク回転軸）
ＴＺ      砥石回転軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010069611.tif 000009
【図８】
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【図９】
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