(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械のワーク回転軸に取り付けられるチャック本体と、
上記チャック本体の法線方向に沿って調節移動されてチャック本体に位置決め固定可能で上記法線方向に沿うＴ溝が形成されたマスタージョーと、
上記マスタージョーのＴ溝に対して上記法線方向に沿って摺動自在に嵌合する頭部が形成されるとともに頭部と一体に胴部が形成されたＴナットと、
ワークを保持するワーク保持面および上記Ｔナットの胴部に嵌合する嵌合溝が形成された生爪と、
上記Ｔナットと上記生爪との嵌合部を貫通する挿入穴に挿入されＴナットに対して生爪を取り付ける生爪取付部材とを備えたワークチャッキング装置であって、
上記生爪取付部材が挿入される上記挿入穴は、上記Ｔナットと上記生爪との嵌合部の側面を貫通する向きに形成され、
Ｔナットと生爪の上記挿入穴に挿入される上記生爪取付部材は、生爪の挿入穴に挿入される軸部とＴナットの挿入穴に挿入されるカム部を有し、
上記Ｔナットの挿入穴にはカム当接面が形成され、
生爪取付部材の上記カム部には、この生爪取付部材が回転することにより上記Ｔナットのカム当接面に当接してＴナットと生爪とを相対移動させる偏芯カム面が形成されていることを特徴とするワークチャッキング装置。
【請求項２】
請求項１記載のワークチャッキング装置において、
生爪取付部材が生爪の挿入穴の２箇所に当接することを特徴とするワークチャッキング装置。
【請求項３】
請求項２記載のワークチャッキング装置において、
生爪の挿入穴の縁部に窪みが形成され、この窪みの両端部に生爪取付部材が当接することを特徴とするワークチャッキング装置。
【請求項４】
請求項２記載のワークチャッキング装置において、
生爪の挿入穴は円形で、この挿入穴の縁部に窪みが形成され、
生爪取付部材の、上記挿入穴に嵌る部分の断面は円形でこの断面の外径は上記挿入穴の径よりも小さいことを特徴とするワークチャッキング装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載のワークチャッキング装置において、
Ｔナットの胴部にボルトが螺合され、このボルトの頭部側面に、生爪取付部材が挿入される挿入穴が形成されていることを特徴とするワークチャッキング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械にワーク（加工物）を装着する際に用いられるワークチャッキング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、旋盤等の工作機械のワーク回転軸にワークを装着する方法として、ワークチャッキング装置が使用されている。
この種のワークチャッキング装置として、例えば、図２７及び図２８に示すように、上記工作機械のワーク回転軸に取り付けられるチャック本体１と、チャック本体１の法線方向に沿って調節移動されて該チャック本体１に位置決め固定される法線方向に沿うＴ溝２ａが形成されたマスタージョー２と、このマスタージョー２のＴ溝２ａに対して上記法線方向に沿って摺動自在に嵌合する頭部３ａと胴部３ｂとが形成されたＴナット３と、ワーク（不図示）を保持するワーク保持面４ａとＴナット３の胴部３ｂに嵌合する嵌合溝４ｂとが形成された生爪４と、Ｔナット３と生爪４との嵌合部を貫通する挿入穴３ｃ，４ｃに挿入されてＴナット３に対して生爪４を取り付ける生爪取付部材５とを備えたチャック１００が知られている。上記生爪取付部材５はボルトからなる。
【０００３】
ところで、この種のチャック１００においては、上記生爪４として、そのワーク保持面４ａがワークを保持しやすい形状に細工されたものを使用するのが慣例となっている。
このように、上記生爪４は、加工対象物としてのワークが異なるごとに、ワーク保持面４ａが加工される。さらには、同じワークであっても、段取り替えが行われるごとに、所定の工作精度を出すためには、そのワーク保持面４ａを加工する必要がある。したがって、上記生爪４のワーク保持面４ａは徐々に消耗されていくため、ワーク保持面４ａの加工可能な領域（以下、この領域を「加工代」という）が、できるだけ大きいものであることが望ましい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来のチャック１００は、図２７及び図２８に示すように、生爪取付部材５が挿入される上記Ｔナット３と上記生爪４との嵌合部を貫通する挿入穴３ｃ，４ｃが、チャック１００の回転中心軸Ｏと平行に、上記Ｔナット３と上記生爪４との嵌合部を上下方向に貫通して形成されていた。
【０００５】
このため、この従来のチャック１００においては、上記生爪取付部材５が挿入される挿入穴３ｃ，４ｃを形成するために必要な部分の、上記生爪４の全体に占める割合が大きくなり、その分、生爪４のワーク保持面４ａの加工代が少なくなって、生爪４の寿命が短く不経済であるという問題があった。
【０００６】
本発明は以上のような従来技術の問題点を解消するためになされたもので、生爪取付部材が挿入される挿入穴を形成するために必要な部分の、生爪の全体に占める割合が少なく、生爪のワーク保持面の加工代を多く形成することができる、長寿命で経済的なワークチャッキング装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために請求項１記載の発明は、工作機械のワーク回転軸に取り付けられるチャック本体と、上記チャック本体の法線方向に沿って調節移動されてチャック本体に位置決め固定可能で上記法線方向に沿うＴ溝が形成されたマスタージョーと、上記マスタージョーのＴ溝に対して上記法線方向に沿って摺動自在に嵌合する頭部が形成されるとともに頭部と一体に胴部が形成されたＴナットと、ワークを保持するワーク保持面および上記Ｔナットの胴部に嵌合する嵌合溝が形成された生爪と、上記Ｔナットと上記生爪との嵌合部を貫通する挿入穴に挿入されＴナットに対して生爪を取り付ける生爪取付部材とを備えたワークチャッキング装置であって、上記生爪取付部材が挿入される上記挿入穴は、上記Ｔナットと上記生爪との嵌合部の側面を貫通する向きに形成され、Ｔナットと生爪の上記挿入穴に挿入される上記生爪取付部材は、生爪の挿入穴に挿入される軸部とＴナットの挿入穴に挿入されるカム部を有し、上記Ｔナットの挿入穴にはカム当接面が形成され、生爪取付部材の上記カム部には、この生爪取付部材が回転することにより上記Ｔナットのカム当接面に当接してＴナットと生爪とを相対移動させる偏芯カム面が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
このワークチャッキング装置においては、上記生爪取付部材が挿入される上記挿入穴が、上記Ｔナットと上記生爪との嵌合部の側面を貫通する向きに形成されているので、生爪取付部材が挿入される挿入穴を形成するために必要な部分の、生爪の全体に占める割合が、前記従来の工作機械用チャックに取り付けられる生爪と比較して少なくなり、生爪のワーク保持面の加工代が多くなる。これにより、生爪を長期間に亘って使用できるようになり経済的なワークチャッキング装置が得られるようになる。
【００１０】
前記従来のワークチャッキング装置においては、上記挿入穴に挿入される生爪取付部材としてボルトを使用していた。このため、上記Ｔナットに対して生爪を取り付ける作業に手間がかかる不具合があった。また、ボルトが挿入される上記Ｔナットの挿入穴もネジ穴で構成されるため、上記挿入穴の加工に手間がかかったり、挿入穴に切粉等が侵入した場合にネジ穴やボルトのネジ山が損傷されたりする。これに対し、本発明のワークチャッキング装置においては、上記生爪取付部材が偏芯カム面を有する偏芯軸で形成されているので、上記偏芯軸を僅かに回転させるだけで、上記Ｔナットに対して上記生爪を取り付けることができるようになる。また、偏芯軸が挿入される挿入穴の加工も容易となり、この挿入穴に切粉等が侵入しても挿入穴の損傷が少なくなる。
【００１２】
このワークチャッキング装置においては、上記偏芯軸の回転によりこの偏芯軸の偏芯カム面が当接するカム当接面が、上記Ｔナットの挿入穴に形成されている。また、上記偏芯軸の偏芯カム面が、Ｔナットの挿入穴に挿入される部位に形成されている。従って、上記偏芯軸の、生爪の挿入穴に挿入される部分を、断面形状が略真円の軸部で形成し、上記Ｔナットの挿入穴に挿入される部分を、上記軸部の断面形状よりも小径な上記偏芯カム面を有するカム部で形成することにより、偏芯カム面やカム当接面への切粉等の侵入を防止してワークチャッキング装置の長寿命化を図ることが可能になる。また、上記生爪及びＴナットの挿入穴に上記偏芯軸を挿入した後、Ｔナットをチャック本体に位置決め固定されたマスタージョーのＴ溝に嵌合して生爪及びＴナットをチャック本体に装着することにより、上記偏芯軸の軸部とカム部との段差を利用して、挿入穴から偏芯軸が脱落することを防止できるようになる。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のワークチャッキング装置において、生爪取付部材が生爪の挿入穴の２箇所に当接することを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項２記載のワークチャッキング装置において、生爪の挿入穴の縁部に窪みが形成され、この窪みの両端部に生爪取付部材が当接することを特徴とする。
【００１７】
請求項４記載の発明は、請求項２記載のワークチャッキング装置において、生爪の挿入穴は円形で、この挿入穴の縁部に窪みが形成され、生爪取付部材の、上記挿入穴に嵌る部分の断面は円形でこの断面の外径は上記挿入穴の径よりも小さいことを特徴とする。
【００１８】
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれかに記載のワークチャッキング装置において、Ｔナットの胴部にボルトが螺合され、このボルトの頭部側面に、生爪取付部材が挿入される挿入穴が形成されていることを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明にかかるワークチャッキング装置の実施の形態について説明する。
図１に、本実施形態に係るワークチャッキング装置（以下、単に「チャック１００Ａ」という）の一例を示す。
このチャック１００Ａは、図１及び図２に示すように、前記従来のチャック１００と同様、チャック本体１０と、マスタージョー２０と、Ｔナット３０と、生爪４０と、生爪取付部材としての偏芯軸５０とを備えている。
【００２２】
上記チャック１００Ａの生爪４０、Ｔナット３０、マスタージョー２０は、例えば、８インチ、６インチ等の特定サイズのチャック本体１０に、それぞれ１セットのチャック爪として組み付けられている。
図１及び図２に示すチャック１００Ａは、上記生爪４０、Ｔナット３０、マスタージョー２０を組み付けて構成された３組のチャック爪が、チャック本体１０の一端面側（ここでは上面側とする）に、各チャック爪の摺動方向のなす角度が互いに１２０゜の等間隔となるように取り付けられている。
【００２３】
ここで、例えばシャフト状のワークは、周知のように、上記３組のチャック爪がチャック本体１０の法線方向に沿って摺動し、各チャック爪の生爪４０の内側端に形成されている３つのワーク保持面４０ａで、ワークの外周面の３箇所が外側から挟持されることによってチャック１００Ａに固定される。
また、円筒状のワークは、上記３組のチャック爪がチャック本体１０の法線方向に沿って摺動し、各チャック爪の生爪４０の外側端に形成されている３つのワーク保持面４０ａが、ワークの円筒部内周面の３箇所に内側から当接することによってチャック１００Ａに固定される。
【００２４】
次に、上記チャック１００Ａの主要な構成部材である上記Ｔナット３０、生爪４０、偏芯軸５０について説明する。
図３（ａ）、（ｂ）に、上記Ｔナット３０の一例を示す。
このＴナット３０は、頭部３０ａと胴部３０ｂとがＴ字状に一体形成されてなる。Ｔナット３０の頭部３０ａは、上記マスタージョー２０のＴ溝２０ａに対して上記法線方向に沿って摺動自在に嵌合する形状に形成されている。
なお、マスタージョー２０は、工作機械のワーク回転軸（不図示）に取り付けられるチャック本体１０に装着されており、油圧制御等によってチャック本体１０の法線方向に沿って調節移動されてチャック本体１０に位置決め固定される。
【００２５】
また、上記Ｔナット３０の胴部３０ｂには、上記偏芯軸５０が貫通する２個の挿入穴３０ｃが、上記胴部３０ｂの側面を貫通する向きに形成されている。
このＴナット３０の胴部３０ｂに形成された各挿入穴３０ｃは、図３（ｃ）に示すように、上記偏芯軸５０の軸部５０ａ（詳しくは後述する）が緩く貫通する大きさに形成されている。
さらに、Ｔナット３０の各挿入穴３０ｃには、上記偏芯軸５０のカム部５０ｂの偏芯カム面５０ｄが当接する略平坦なカム当接面３０ｄが形成されている。
【００２６】
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に、上記生爪４０の一例を示す。
この生爪４０には、長手方向両端に、ワーク（不図示）を保持するワーク保持面４０ａと、上記Ｔナット３０の胴部３０ｂを外側から囲むように嵌合する形状の嵌合溝４０ｂとが形成されている。
また、この生爪４０の嵌合溝４０ｂが形成されている部分には、上記偏芯軸５０の真円部５０ａ（詳しくは後述する）が挿入されて支持される軸受け穴としての２個の挿入穴４０ｃが、生爪４０の側面を貫通する向きに形成されている。
【００２７】
図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に、上記偏芯軸５０の一例を示す。
この偏芯軸５０は、上記生爪４０の挿入穴４０ｃに挿入される断面形状が略真円の軸部５０ａと、上記Ｔナット３０の挿入穴３０ｃに挿入されるカム部５０ｂとで構成されている。
また、偏芯軸５０の側面（一方の軸部５０ａの端面）には、偏芯軸５０を回転させるための六角レンチ（不図示）が挿入される六角穴５０ｃが形成されている。
さらに、この偏芯軸５０のカム部５０ｂには、偏芯軸５０が回転することによって、上記Ｔナット３０の挿入穴３０ｃに形成されているカム当接面３０ｄに当接する偏芯カム面５０ｄが形成されている。
【００２８】
次に、上記偏芯軸５０を用いて、上記Ｔナット３０と生爪４０とを上記マスタージョー２０に取り付ける方法について説明する。
上記マスタージョー２０に上記Ｔナット３０と生爪４０とを取り付けるには、まず、図６に示すように、マスタージョー２０からＴナット３０と生爪４０とを分離した状態で、Ｔナット３０の挿入穴３０ｃの中心と、生爪４０の挿入穴４０ｃの中心とが、略一致した状態になるように、Ｔナット３０の胴部３０ｂを生爪４０の嵌合溝４０ｂに嵌合させる。
【００２９】
次いで、図７に示すように、Ｔナット３０の挿入穴３０ｃに偏芯軸５０のカム部５０ｂが位置し、生爪４０の挿入穴４０ｃに偏芯カム５０の軸部５０ａが位置するように、上記挿入穴３０ｃ，４０ｃに偏芯軸５０を挿入する。このとき、図８に示すように、偏芯軸５０のカム部５０ｂに形成されている偏芯カム面５０ｄの平坦な部分が、Ｔナット３０の挿入穴３０ｃに形成されている平坦なカム当接面３０ｄと対向するように偏芯軸５０を挿入する。
【００３０】
このように、Ｔナット３０、生爪４０、偏芯軸５０を組付けた状態で、生爪４０を持ち上げると、Ｔナット３０の平坦なカム当接面３０ｄが偏芯軸５０の偏芯カム部５０ｂの平坦な部分５０ｄに当接するまで、Ｔナット３０が自重により下がる。
なお、この状態で、図２に示すように、上記マスタージョー２０のＴ溝２０ａにＴナット３０の頭部３０ａを挿入したとき、マスタージョー２０の上面に形成された鋸歯状のセレーション２０ｂと、上記生爪の４０の底面に形成された鋸歯状のセレーション４０ｄとの噛み合いが外れるように、各部の寸法関係が設定されている。
これにより、上記生爪４０を持ち上げながら、上記マスタージョー２０のＴ溝２０ａに頭部３０ａが嵌合しているＴナット３０を、チャック本体１０の法線方向に沿って任意の位置に移動させることができ、生爪４０のワーク保持面４０ａの位置をワークの形状に応じて調節することができる。
【００３１】
次いで、上述のようにして、上記マスタージョー２０に対する上記生爪４０の取付位置を決定した後、上記偏芯軸５０の六角穴５０ｃに六角レンチを挿入し、この六角レンチを操作して偏芯軸５０を所定方向（ここでは時計方向）に回転する。この偏芯軸５０の回転によって、図９に示すように、偏芯軸５０のカム部５０ｂの偏芯カム面５０ｄが、Ｔナット３０の挿入穴３０ｃのカム当接面３０ｄに当接して、Ｔナット３０と生爪４０とが互いに引き付けられる向きに相対移動する。
このＴナット３０と生爪４０との相対移動により、図１０に示すように、Ｔナット３０の頭部３０ａの段部が、マスタージョー２０のＴ溝２０ａの段部に当接し、かつ、マスタージョー２０のセレーション２０ｄに生爪４０のセレーション４０ｄが噛み合って、該マスタージョー２０に生爪４０が極めて強固に固定される。
【００３２】
ところで、上記偏芯軸５０が挿入される上記Ｔナット３０の挿入穴３０ｃは、例えば、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、前記従来のワークチャッキング装置に使用されている既存のＴナット３（図２３及び図２４参照）の上面に螺合されるボルト６０の頭部に形成するようにしてもよい。
これにより、上記Ｔナット３０として既存のＴナット３をそのまま利用することができるようになり、より安価なワークチャッキング装置の提供が可能になる。
【００３３】
また、上記既存のＴナット３をそのまま本実施形態のチャック１００ＡのＴナットとして利用する他の方法としては、例えば、図１２に示すように、Ｔナット３０の頭部３０ａ上面に金属製のブロックを溶接して、挿入穴３０ｃを形成するための胴部３０ｂを形成するようにしてもよい。
なお、図１２に示す例では、Ｔナット３０の頭部３０ａと胴部３０ｂとの間が上下に２段になっていて、上段の胴部３０ｂのみが生爪４０の嵌合溝４０ｂに嵌合するようになっている。これに対して図２、図３、図６、図７、図１０などに示す例では、Ｔナットの頭部と胴部との間が１段になっている。しかし、図２、図３、図６、図７、図１０などに示すものにおいても、図１２に示す例のように、Ｔナットの頭部と胴部との間を上下２段とし、上段の胴部のみを生爪４０の嵌合溝４０ｂに嵌合させるようにしてもよい。
【００３４】
生爪４０としては、例えば、図１３に示すように、上記偏芯軸５０の軸部５０ａが挿入される挿入穴４０ｃを、３つ形成したものであってもよい。
このように、生爪４０の挿入穴４０ｃの数を多く形成することによって、上記Ｔナット３０に対する生爪４０の取付位置を、ワークの形状や大きさに応じて選択することが可能になる。
【００３５】
また、上記偏芯軸５０としては、例えば、図１４に示すように、上記Ｔナット３０の挿入穴３０ｃに挿入される部分を軸部５０ａとし、上記生爪４０の挿入穴４０ｃに挿入される部分をカム部５０ｂとしてもよい。なお、この場合には、生爪４０の挿入穴４０ｃにカム当接面が形成されることはいうまでもない。
【００３６】
さらに、上記偏芯軸５０としては、例えば、図１５に示すように、その両端側に形成されている軸部５０ａ、５０ａのうち、一方の軸部５０ａを、その上面の一部において平坦に形成したものであってもよい。
なお、図１５（ｄ）に示すように、生爪４０の挿入穴４０ｃを円形とし、Ｔナット３０の挿入穴３０ｃは上記挿入穴４０ｃよりも多少大きめにするとともに、外側から見たとき、上記挿入穴３０ｃの一部に形成した平坦部３０ｄが上記挿入穴４０ｃから見えるようにしておく。一方、偏心軸５０は、上記のように、一方の軸部５０ａに平坦な部分を形成しておき、この平坦な部分を、上記Ｔナット３０の挿入穴３０ｃの平坦部３０ｄに対向させながら、偏心軸５０を生爪４０とＴナット３０の挿入孔３０ｃ、挿入穴４０ｃに挿入するようにする。このような構成にしておけば、マスタージョーのＴ溝にＴナット３０を嵌め、Ｔナットの胴部を生爪４０で挟み込んだ状態で、偏心軸５０を挿入することができ、また、偏心軸５０を回転させることによって生爪４０とＴナット３０とを引き付け、チャック本体に固定することができる。
このような構成にすると、偏心軸５０を挿入しただけで、生爪４０とＴナット３０とを引き付けない状態では、偏心軸５０が抜け落ちる可能性があるので、偏心軸５０の一端部に大径部を形成し、あるいは、図５に示すように、偏心軸５０の一端部に周溝５０ｆを形成し、この周溝５０ｆリング状ストッパを取り付けるなどの抜け防止手段を設けるとよい。こうしておけば、生爪４０とＴナット３０とを倒した状態で、偏心軸５０を垂直方向に挿入することができる。
【００３７】
また、上記偏芯軸５０は、市販の六角穴付ボルトや六角ボルトのネジ山が形成されていない部分を利用して形成することができる。
図１６（ａ）は、市販の六角穴付ボルトを利用して偏芯軸５０を形成した例である。図１６（ｂ）は、市販の六角ボルトを利用して偏芯軸５０を形成した例である。図１６（ｃ）は、同じく市販の六角ボルトを利用して、図１５に示すような偏芯軸５０を形成した例である。
【００３８】
さらに、上記偏芯軸５０としては、例えば、図１７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、偏芯軸５０の軸部５０ａの一部を平坦に削り、この平坦面に回り止め部材としての板バネ７０を片持ち的に取り付け、板バネ７０の先端部を上記生爪４０の挿入穴４０ｃに係合させることによって、偏芯軸５０の回り止め部材としたものであってもよい。
【００３９】
図１７（ｃ）に示すように、上記板バネ７０は、その先端部が挿入穴４０ｃに係合することによって撓み、撓むことによって生ずる反発力で板ばね７０の先端部が上記挿入穴４０ｃに圧接する。これにより、外部からの振動等の影響によって偏芯軸５０が緩む方向に回転しにくくなり、上記Ｔナット３０に対して上記生爪４０をより強固に取り付けることができるようになる。
【００４０】
生爪４０とＴナット３０とを締め付けた状態での偏芯軸５０の緩み防止手段として、図１７（ｄ）（ｅ）に示すように、偏芯軸５０のカム面を多角形状にしてもよい。こうすれば、生爪４０とＴナット３０とを締め付けた状態でＴナット３０の平坦部３０ｄに、偏芯軸５０のカム面を構成する平坦部５０ｆの一つが当たり、偏芯軸５０が緩む方向に回転しにくくなる。
【００４１】
また、本実施形態のチャック１００Ａの生爪取付部材としては、例えば、図１８（ａ）、（ｂ）に示すように、上記Ｔナット３０の挿入穴３０ｃ及び上記生爪４０の挿入穴４０ｃに挿入される部分に、テーパ面８０ａ，９０ａを形成したボルト８０とナット９０で構成してもよい。
図１８（ｂ）に示すように、生爪取付部材を構成する上記ボルト８０とナット９０は、上記Ｔナット３０の挿入穴３０ｃおよび上記生爪４０の挿入穴４０ｃに両側から挿入され、ボルト８０にナット９０がねじ込まれることにより両者が互いに引き付けられる。このとき、ボルト８０とナット９０に形成されたテーパ面８０ａ，９０ａにより、Ｔナット３０と生爪４０とが相対移動させられ、前述したように、マスタージョー２０に対して生爪４０が取り付けられる。
【００４２】
ところで、汎用旋盤のチャックに用いられるＴナットに、上記生爪４０を取り付ける場合には、例えば、図１９（ａ）、（ｂ）に示すように、Ｔナット３Ａの上面に形成されている既存のネジ穴に、図１１に示した挿入穴３０ｃを有するボルト６０を螺合するようにすればよい。
【００４３】
また、上記汎用旋盤のチャックに用いられるＴナット３Ａに、上記生爪４０を取り付ける他の方法としては、例えば、図２０に示すように、Ｔナット３Ａの上面に金属製のブロックを溶接して、挿入穴３０ｃを形成するための胴部３０ｂを形成するようにしてもよい。
【００４４】
ここまで説明してきた各実施形態では、生爪取付部材の回転によってＴナットに生爪を取り付けた状態で、生爪取付部材と生爪の挿入孔とが１箇所で当接するようになっている。
生爪の内側端面でワークを挟み込み、または外則端面でワークを保持すると、生爪取付部材と生爪の挿入孔との当接部を支点として生爪をマスタージョーから持ち上げようとする力が加わる。この力を確実に受け止めて、生爪を安定に受け止めるためには、生爪取付部材の回転によってＴナットに生爪を取り付けた状態で、生爪取付部材と生爪の挿入孔とが複数箇所で当接するようにするとよい。その実施形態を図２１ないし図２４に示す。
【００４５】
図２１、図２２に示す実施形態は、生爪４０の、生爪取付部材挿入穴４０ｈを、全体としては半径Ｒ１の円形の穴４０ｉで形成するとともに、この穴４０ｉの一部、図示の例では下側の一部を、上記半径Ｒ１よりも小さい半径Ｒ２の円で削り取って、生爪４０の上記挿入穴４０ｈの縁部に半径Ｒ２の窪み４０ｊが形成された構造になっている。この例によれば、上記挿入穴４０ｈの下部に、半径Ｒ１の円と半径Ｒ２の円とのつながり部分、換言すれば、上記窪み４０ｊの両端部に角が生じていて、この二つの角が、生爪取付部材５０の当接部Ｔとなっている。
【００４６】
上記生爪取付部材挿入穴４０ｈに挿入される生爪取付部材５０の軸部の断面径Ｒ３は、上記半径Ｒ１よりも小さく、半径Ｒ２よりも大きい。したがって、生爪取付部材５０を回転させて生爪４０およびＴナット３０をマスタージョー２０に一体に固定した状態では、生爪取付部材５０の外周面が、上記挿入穴４０ｈの２箇所の当接部Ｔ、Ｔに当接し、生爪取付部材５０が生爪４０に安定に保持される。これにより、生爪４０に負荷が加わって、生爪４０をマスタージョーから持ち上げようとする力が加わっても、生爪４０を安定に保持することができる。
なお、上記当接部Ｔ、Ｔを、生爪取付部材５０の軸部の断面径Ｒ３と同じ径の円形に沿って面取りしておけば、当接部Ｔ、Ｔに生爪取付部材５０の軸部が面接触し、生爪取付部材５０をより安定に保持することができる。
【００４７】
図２３、図２４に示す実施形態は、生爪４０の、生爪取付部材挿入穴４０ｋを、全体としては半径Ｒ１の円形の穴４０ｍで形成するとともに、この穴４０ｍの一部、図示の例では下側の一部を、上記半径Ｒ１の円に続く接線方向の線４０ｎ、４０ｎに沿って削り取って窪みを形成した構造になっている。上記線４０ｎ、４０ｎは下方に向かって互いに接近する向きの線になっていて、上記窪みの底４０ｐにつながっている。
【００４８】
上記生爪取付部材挿入穴４０ｋに挿入される生爪取付部材５０の軸部の径Ｒ３は、上記半径Ｒ１よりも僅かに小さく、上記窪みに落ち込んでしまうことのない大きさになっている。したがって、生爪取付部材５０を回転させて生爪４０およびＴナット３０をマスタージョー２０に一体に固定した状態では、生爪取付部材５０の外周面が、上記窪みを構成する二つの線４０ｎ、４０ｎ上の当接部Ｔ、Ｔに当接し、生爪取付部材５０が生爪４０に安定に保持される。これにより、生爪取付部材５０が生爪４０の挿入穴４０ｋに２箇所で当接することになり、生爪４０に負荷が加わって、生爪４０をマスタージョーから持ち上げようとする力が加わっても、生爪４０を安定に保持することができる。
【００４９】
以上説明したように、各実施形態に係るチャック１００Ａにおいては、上記偏芯軸５０などからなる生爪取付部材が挿入される上記Ｔナット３０の挿入穴３０ｃ及び上記生爪４０の挿入穴４０ｃ、４０ｈ、４０ｋが、上記Ｔナット３０と上記生爪４０との嵌合部の側面を貫通する向きに形成されている。
従って、上記生爪４０の、生爪取付部材が挿入される挿入穴４０ｃを形成するために必要な部分の、生爪４０の全体に占める割合が、図２７および図２８に示した従来の工作機械用チャックに取り付けられている生爪４と比較して少なくなり、生爪４０のワーク保持面の加工代が多くなる。
【００５０】
すなわち、上記従来のワークチャッキング装置に取り付けられている生爪４の加工代は、図２１（ａ）あるいは図２２（ａ）において、斜線が施されている部分以外の白抜き部分となる。
これに対し、本実施形態に係るチャック１００Ａに取り付けられている生爪４０の加工代は、図２５（ｂ）あるいは図２６（ｂ）において、斜線が施されている部分以外の白抜き部分となり、従来の生爪４と比較して生爪４０の加工代の方が多くなる。
【００５１】
ここで、図２５（ａ）、（ｂ）に示す生爪４，４０は、ロングサイズの生爪の一例を示すものである。
また、図２６（ａ）、（ｂ）に示す生爪４，４０は、比較的利用し易いショートサイズの生爪の一例を示すものである。
【００５２】
なお、各実施の形態においては、生爪４０とＴナット３０とマスタージョー２０のセットがチャック本体の一端面側に互いに１２０゜の等間隔で取り付けられた三ツ爪チャックの例になっていたが、チャックの大きさ等により四ツ爪チャック、五ツ爪チャック等に適宜設計変更は可能であることは言うまでもない。
【００５３】
ワークの形状に合わせて生爪を加工するとき、生爪を保持する冶具が用いられる。この冶具の形式には各種あり、生爪に縦方向に形成した穴、すなわち、チャック本体への生爪取付部材の挿入穴に対し直交する方向の穴を設けてもよい。この穴は１個あればよいので、この穴を設けても、従来の生爪と比較すれば、ワーク保持面の加工代を多く形成することができ、生爪を長期間に亘って使用することができる。
【００５４】
従来のワークチャッキング装置によれば、チャック本体に生爪を装着しまた取り外す際に、チャッキング装置の主軸の回転方向と同じ方向にネジを回転させるため、主軸にある程度の抵抗がないとチャック本体が回転し、ネジを回す作業がやりづらかった。そこで、上記主軸を低速回転モードに切り替えてその回転抵抗を大きくした状態で作業をしていた。その点、本発明によれば、主軸方向に対し直角方向から生爪取付部材を挿入し、主軸の回転面に対し直交する面内で生爪取付部材を回転させればよく、主軸が高速回転モードにあっても生爪の装着および取り外しが可能であるから、作業が容易であり、主軸の回転モードを切り替える必要もないから、迅速な作業が可能である。
【００５５】
【発明の効果】
請求項１乃至５記載の発明によれば、生爪取付部材が挿入される挿入穴を形成するために必要な部分の、生爪の全体に占める割合が少なく、生爪のワーク保持面の加工代を多く形成することができるので、生爪を長期間に亘って使用できるようになり、長寿命で経済的なワークチャッキング装置を提供することができる。
【００５６】
特に、請求項１記載の発明によれば、上記生爪取付部材が偏芯カム面を有する偏芯軸で形成されているので、偏芯軸を僅かに回転させるだけで、上記Ｔナットに対して上記生爪を取り付けることができるようになる。また、偏芯軸が挿入される挿入穴の加工も容易となり、挿入穴に切粉等が侵入しても挿入穴の損傷が少なくなる。
また、上記偏芯軸の、生爪の挿入穴に挿入される部分を、断面形状が略真円の軸部で形成し、上記Ｔナットの挿入穴に挿入される部分を、上記軸部の断面形状よりも小径な上記偏芯カム面を有するカム部で形成することにより、偏芯カム面やカム当接面への切粉等の侵入を防止して工作機械用チャックの長寿命化を図ることが可能になる。また、上記生爪及びＴナットの挿入穴に上記偏芯軸を挿入した後、Ｔナットをチャック本体に位置決め固定されたマスタージョーのＴ溝に嵌合して生爪及びＴナットをチャック本体に装着することにより、上記偏芯軸の軸部とカム部との段差を利用して、挿入穴から偏芯軸が脱落することを防止できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るワークチャッキング装置の一例を示す概略斜視図である。
【図２】上記ワークチャッキング装置の主要な構成部材であるＴナット、生爪、偏芯軸のマスタージョーへの取付構造の一例を示す概略正面図である。
【図３】（ａ）はＴナットの一例を示す斜視図、（ｂ）はＴナットの側面図、（ｃ）はＴナットの挿入穴に偏芯軸の真円部が挿入された状態を示す概略断面図である。
【図４】（ａ）は上記生爪の一例を示す斜視図、（ｂ）は生爪の側面図、（ｃ）は生爪の底面図である。
【図５】（ａ）は上記偏芯軸の一例を示す斜視図、（ｂ）は偏芯軸の正面図、（ｃ）は偏芯軸の側面図、（ｄ）は図５（ｂ）のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。
【図６】上記Ｔナットに上記生爪を組付ける際の工程を説明するための側面図である。
【図７】図６のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図８】図７のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う要部断面図である。
【図９】上記Ｔナットに上記生爪を組付けた後、該Ｔナットと生爪との挿入穴に挿入された上記偏芯軸を回転した状態を示す要部断面図である。
【図１０】上記偏芯軸の回転により上記Ｔナット及び上記生爪が上記マスタージョーに取り付けられた状態を示す概略正面図である。
【図１１】（ａ）は上記Ｔナットの他の構成例を示す分解斜視図、（ｂ）はＴナットの斜視図である。
【図１２】上記Ｔナットのさらに他の構成例を示す斜視図である。
【図１３】（ａ）は上記生爪の他の構成例を示す側面図、（ｂ）は生爪の底面図である。
【図１４】（ａ）は上記偏芯軸の他の構成例を示す側面図、（ｂ）は上記偏芯軸の正面図、（ｃ）は上記偏芯軸の平面図である。
【図１５】（ａ）は上記偏芯軸のさらに他の構成例を示す側面図、（ｂ）はこの偏芯軸の正面図、（ｃ）はこの偏芯軸の平面図、（ｄ）は上記偏芯軸と組み合わせることができるＴナットと生爪の孔の例を示す側面図である。
【図１６】（ａ）は上記偏芯軸として市販の六角穴付ボルトを利用した構成例を示す斜視図、（ｂ）は上記偏芯軸として市販の六角ボルトを利用した構成例を示す斜視図、（ｃ）は上記偏芯軸として市販の六角ボルトを利用した他の構成例を示す斜視図である。
【図１７】（ａ）は回り止め部材としての板バネを取り付けた構成の偏芯軸を示す斜視図、（ｂ）はこの偏芯軸の正面図、（ｃ）はこの偏芯軸を上記生爪の挿入穴に挿入して回転した状態を示す要部断面図、（ｄ）は回り止めとして有効な偏芯軸とＴナットおよび生爪の孔の例を示す側面図、（ｅ）は同上偏芯軸でＴナットと生爪とを締め付けた状態を示す側面図である。
【図１８】（ａ）は偏芯軸のさらに他の構成例を示す分解斜視図、（ｂ）はこの偏芯軸を上記Ｔナットと生爪との挿入穴に挿入している状態を示す要部断面図である。
【図１９】（ａ）は汎用旋盤のチャックに用いられる上記Ｔナットの構成例を示す分解斜視図、（ｂ）は上記Ｔナットの斜視図である。
【図２０】上記汎用旋盤のチャックに用いられる上記Ｔナットの他の構成例を示す斜視図である。
【図２１】本発明に適用可能な生爪の別の例を示す側面図である。
【図２２】上記生爪の挿入穴とこの孔に挿入される生爪取り付け部材との関係を示す拡大側面図である。
【図２３】本発明に適用可能な生爪のさらに別の例を示す側面図である。
【図２４】上記生爪の挿入穴とこの孔に挿入される生爪取り付け部材との関係を示す拡大側面図である。
【図２５】（ａ）は従来のワークチャッキング装置に使用されている生爪の加工代を示す概略斜視図、（ｂ）は本発明の実施形態に係るワークチャッキング装置の生爪の加工代を示す概略斜視図である。
【図２６】（ａ）は従来のワークチャッキング装置に使用されている他の生爪の加工代を示す概略斜視図、（ｂ）は本発明の実施形態に係るワークチャッキング装置の他の生爪の加工代を示す概略斜視図である。
【図２７】従来のワークチャッキング装置の一例を示す概略斜視図である。
【図２８】上記従来のワークチャッキング装置の主要な構成部材であるＴナット、生爪、偏芯軸のマスタージョーへの取付構造の一例を示す概略正面図である。
【符号の説明】
１０      チャック本体
２０      マスタージョー
２０ａ    マスタージョーのＴ溝
２０ｂ    マスタージョーのセレーション
３０      Ｔナット
３０ａ    Ｔナットの頭部
３０ｂ    Ｔナットの胴部
３０ｃ    Ｔナットの挿入穴
３０ｄ    Ｔナットのカム当接面
４０      生爪
４０ａ    生爪のワーク保持面
４０ｂ    生爪の嵌合溝
４０ｃ    生爪の挿入穴
４０ｄ    生爪のセレーション
４０ｈ    挿入孔
４０ｋ    挿入孔
５０      偏芯軸（生爪取付部材）
５０ａ    偏芯軸の軸部
５０ｂ    偏芯軸のカム部
５０ｃ    カム部の六角穴
５０ｄ    カム部の偏芯カム面
６０      Ｔナットの上面に螺合されるボルト
７０      板バネ
８０      テーパ面が形成されたボルト
９０      テーパ面が形成されたナット
１００Ａ      チャック
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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