(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の揺動代の範囲内で揺動可能であってワークに当接する当金と、
該揺動代の軸方向一端を決定する規制部材と、該当金の揺動に応じて弾性的に変形可能なエラストマー製のリング部材と、該リング部材よりも軸方向長さが短く該リング部材よりも軸方向のばね定数が大きく該揺動代の軸方向他端を決定するスペーサと、を有するフロート部と、
該当金を揺動可能に支持する支持部材と、
を有する当金ユニットと、
該支持部材の径方向内側に配置される本体と、
該本体の外周面に凹設される凹部と、該支持部材に配置され該凹部に対して径方向に弾性的に出入り可能な凸部を有するプランジャと、を有する係合部と、
を備え、
該凸部と該凹部とが係脱することにより、該本体に対して、該当金ユニットが、軸方向に着脱可能であるチャック。
【請求項２】
前記リング部材および前記スペーサは、前記当金と前記支持部材との隙間に介装され、
該当金は、軸方向に貫通するボルト挿通孔を有し、
前記規制部材は、該支持部材に固定される固定部と、該固定部に連なり該ボルト挿通孔に挿通され軸方向に延在する胴部と、該胴部に連なり該ボルト挿通孔から突出し該ボルト挿通孔の内径よりも大きな外径を有する頭部と、を有するボルトである請求項１に記載のチャック。
【請求項３】
前記リング部材は、Ｏリングである請求項１または請求項２に記載のチャック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、旋盤などにおいて、ワークを把持する際に用いられるチャックに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、Ｏリングを備えるコレットチャックが開示されている。ワークの仕上げ加工においては、刃物の中心軸に対してワークの中心軸が傾いた状態で、刃物がワークの前加工孔に挿入される場合がある。この場合、同文献のチャックによると、刃物が前加工孔の内周面に当接することにより、Ｏリングが弾性的に変形する。このため、刃物の中心軸と、ワークの中心軸と、を揃えることができる。すなわち、ワークの前加工孔を、刃物に倣って、揺動させることができる。したがって、前加工孔に精密な仕上孔を形成することができる。つまり、ワークの加工精度を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−３０４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
Ｏリングは、所定の変形代（潰れ代）の範囲内で、弾性的に変形可能である。つまり、Ｏリングは、伸張方向の弾性限界点と、圧縮方向の弾性限界点と、の間で、弾性的に変形可能である。これに対応して、コレットチャックは、上死点（Ｏリングの伸張方向の弾性限界点に対応）と、下死点（Ｏリングの圧縮方向の弾性限界点に対応）と、の間において、揺動可能である。
【０００５】
しかしながら、同文献のコレットチャックには、Ｏリングの伸張方向の弾性限界点および圧縮方向の弾性限界点を規制する部材が存在しない。このため、Ｏリングの伸張方向の弾性限界点および圧縮方向の弾性限界点が、Ｏリングを形成する材料固有のヤング率だけにより、決まってしまう。すなわち、コレットチャックの揺動代の上死点および下死点が、当該ヤング率だけにより、決まってしまう。
【０００６】
例えば、ヤング率が大きい材料製のＯリングを用いる場合、Ｏリングが変形しにくいため、揺動代の上死点および下死点は上方に移動する。反対に、ヤング率が小さい材料製のＯリングを用いる場合、Ｏリングが変形しやすいため、揺動代の上死点および下死点は下方に移動する。また、同じＯリングを使い続けることによりＯリングに「へたり」が発生する場合、経時的に上死点が徐々に下方に移動する。このように、同文献のコレットチャックによると、揺動代が変化しやすかった。このため、ワークの加工精度をさらに向上させることが困難だった。
【０００７】
また、同文献のコレットチャックによると、ワークの揺動量が、Ｏリングを形成する材料固有のヤング率だけにより、決まってしまう。このため、複数のワークを加工する場合、段取り替え（ワーク交換）の際に、加工対象となるワークの揺動量に応じて、Ｏリングを交換する必要がある。したがって、揺動量の異なる様々なワークに対応するために、ヤング率の異なる複数種類のＯリングを、用意しておく必要がある。また、同文献には、ワークを支持する当金の揺動機構に関する記載はない。
【０００８】
また、同文献のコレットチャックは、Ｏリングを押さえるフランジのネジ締め量を規制する構造を有していない。このため、Ｏリングの取付や交換の際、作業者が、フランジのネジ締め量を管理していた。したがって、所望の揺動量を得ることや、所望の揺動量を再現することが困難だった。
【０００９】
本発明のチャックは、上記課題に鑑みて完成されたものである。本発明は、ワークの加工精度が高く、段取り替え時に弾性部材の交換が不要なチャックを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）上記課題を解決するため、本発明のチャックは、所定の揺動代の範囲内で揺動可能であってワークに当接する当金と、該揺動代の軸方向一端を決定する規制部材と、該当金の揺動に応じて弾性的に変形可能な弾性部材と、該弾性部材よりも軸方向長さが短く該弾性部材よりも軸方向のばね定数が大きく該揺動代の軸方向他端を決定するスペーサと、を有するフロート部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明のチャックは、当金とフロート部とを備えている。当金は、弾性的に揺動可能である。このため、当金にワークをセットする際、ワークの形状に倣って、当金を揺動させることができる。したがって、ワークが歪んでいる場合であっても、当金により、ワークをしっかりと支持することができる。
【００１２】
また、本発明のチャックによると、当金の揺動代の軸方向一端を、規制部材が決定している。並びに、当金の揺動代の軸方向他端を、スペーサが決定している。このため、弾性部材を形成する材料のヤング率の大小により、当金の揺動代が変化しにくい。また、弾性部材の経時的な劣化（例えば「へたり」など）により、当金の揺動代が変化しにくい。したがって、ワークの加工精度を向上させることができる。
【００１３】
また、本発明のチャックによると、所望の当金の揺動代を得るために、ヤング率や線径などの異なる複数の弾性部材を、敢えて準備する必要がない。例えば、予め厚めのスペーサを準備しておき、当該スペーサの厚みを順次平面研削盤で薄くすることで、所望の当金の揺動代を得ることができる。
【００１４】
このような初期作業が必要であるものの、一旦、所望の揺動代が得られれば、仮に経時変化で弾性部材の弾性力に変化が現れた場合でも、揺動代が弾性部材の弾性力に依存しないため、揺動代が変化しにくい。また、弾性力に変化が現れた弾性部材を同一規格の新規の弾性部材に交換することで、作業者のスキルに依存することなく、当金の揺動しやすさを再現することができる。
【００１５】
また、本発明のチャックによると、当金の揺動代を決定しているのは、規制部材およびスペーサである。このため、段取り替えの際に、加工対象となるワークの揺動量に応じて、弾性部材を交換する必要がない。したがって、揺動量の異なる様々なワークに対応するために、ヤング率の異なる複数種類の弾性部材を、用意しておく必要がない。
【００１６】
（１−１）好ましくは、上記（１）の構成において、加工時における前記ワークの位置は、前記当金とは別の部材に設定された基準面により、決定される構成とする方がよい。ワークが歪んでいる場合、基準面に沿ってワークをセットしても、当金の支持面に対するワークの被支持面（支持面の支持対象面）の接触面積が小さくなってしまう。この点、本構成の当金は、ワークの形状に倣って揺動することができる。このため、当金の支持面に対するワークの被支持面の接触面積を、大きくすることができる。
【００１７】
本構成は、特に、ワークが互いに接合された複数の分割体からなる場合に、効果を発揮しやすい。すなわち、複数の分割体からなるため、ワークの寸法精度は低い。この点、本構成の当金は、ワークの形状に倣って揺動することができる。このため、複数の分割体からなるワークであっても、しっかりと支持することができる。
【００１８】
（２）好ましくは、上記（１）の構成において、前記当金を揺動可能に支持する支持部材を備え、前記弾性部材および前記スペーサは、該当金と該支持部材との隙間に介装され、該当金は、軸方向に貫通するボルト挿通孔を有し、前記規制部材は、該支持部材に固定される固定部と、該固定部に連なり該ボルト挿通孔に挿通され軸方向に延在する胴部と、該胴部に連なり該ボルト挿通孔から突出し該ボルト挿通孔の内径よりも大きな外径を有する頭部と、を有するボルトである構成とする方がよい。
【００１９】
本構成によると、規制部材として、汎用のボルトを用いている。ボルトは安価である。このため、チャックの製造コストを削減することができる。また、当金のボルト挿通孔の口縁付近が、ボルトの頭部に当接することにより、当金の揺動代の軸方向一端を、決定することができる。
【００２０】
（２−１）好ましくは、上記（２）の構成において、前記ボルトは、前記支持部材の周方向に離間して、三本以上配置され、複数の該ボルトの前記固定部の軸方向長さは一定であり、複数の該ボルトの前記胴部の軸方向長さは一定である構成とする方がよい。
【００２１】
本構成によると、複数（三本以上）のボルトの固定部の軸方向長さ、および胴部の軸方向長さが一定である。このため、作業者のスキルに依存せず、単純にボルトを締めきることで、当金の揺動代の軸方向一端を、当金の周方向全体に亘って、揃えることができる。
【００２２】
（３）好ましくは、上記（１）または（２）の構成において、前記弾性部材は、エラストマー製のリング部材である構成とする方がよい。本構成によると、リング部材を金属製や樹脂製とする場合と比較して、リング部材が柔軟になる。
【００２３】
（４）好ましくは、上記（３）の構成において、前記リング部材は、Ｏリングである構成とする方がよい。本構成によると、リング部材として、汎用のＯリングを用いている。Ｏリングは安価である。このため、チャックの製造コストを削減することができる。
【００２４】
（５）好ましくは、上記（２）ないし（４）のいずれかの構成において、前記当金と前記フロート部と前記支持部材とを有する当金ユニットと、該支持部材の径方向内側に配置される本体と、該本体の外周面に凹設される凹部と、該支持部材に配置され該凹部に対して径方向に弾性的に出入り可能な凸部を有するプランジャと、を有する係合部と、を備え、該凸部と該凹部とが係脱することにより、該本体に対して、該当金ユニットが、軸方向に着脱可能である構成とする方がよい。
【００２５】
本構成のチャックは、当金ユニットと、本体と、係合部と、を備えている。係合部の凸部と凹部とが係脱することにより、本体に対して、当金ユニットは、軸方向に着脱可能である。
【００２６】
本構成によると、本体に当金ユニットがボルト固定されている場合と比較して、本体に対する当金ユニットの着脱が簡単である。このため、当金ユニットを簡単に交換することができる。また、加工対象ワークの変更に伴う段取り替えの際に当金ユニットを交換する場合、段取り替えに要する時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によると、ワークの加工精度が高く、段取り替え時に弾性部材の交換が不要なチャックを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第一実施形態のチャックの斜視図である。
【図２】同チャックの分解斜視図である。
【図３】同チャックの本体付近の分解斜視図である。
【図４】同チャックの当金ユニットの分解斜視図である。
【図５】同チャックの透過上面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ方向断面図である。
【図７】図６の枠ＶＩＩ内の拡大図である。
【図８】図６の枠ＶＩＩＩ内の拡大図である。
【図９】同チャックの軸方向断面図である。
【図１０】図９の枠Ｘ内の拡大図である。
【図１１】図９の枠ＸＩ内の拡大図である。
【図１２】第二実施形態のチャックの当金ユニットの分解斜視図である。
【図１３】第三実施形態のチャックの軸方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明のチャックの実施の形態について説明する。
【００３０】
＜第一実施形態＞
［チャックの構成］
まず、本実施形態のチャックの構成について説明する。以下に示す図において、上下方向は、本発明の「軸方向」に対応している。図１に、本実施形態のチャックの斜視図を示す。図２に、同チャックの分解斜視図を示す。図３に、同チャックの本体付近の分解斜視図を示す。図４に、同チャックの当金ユニットの分解斜視図を示す。図５に、同チャックの透過上面図を示す。図６に、図５のＶＩ−ＶＩ方向断面図を示す。
【００３１】
図１〜図６に示すように、本実施形態のチャック１は、コレットチャックである。チャック１は、ワーク９０を径方向外側から把持することができる。チャック１は、当金ユニット５と、本体６と、係合部７と、支持シャフト８０と、ガイドピン８１と、ガイド８２と、コレット８３と、ドローバー８４と、を備えている。
【００３２】
（ワーク９０）
図１、図６に示すように、ワーク９０は、互いに溶接された複数の分割体からなる。すなわち、ワーク９０は、第一分割体９００と、第二分割体９０１と、第三分割体９０２と、を備えている。
【００３３】
第一分割体９００は、小径の円板状を呈している。第一分割体９００の上端には、当接面９００ａが配置されている。当接面９００ａの中央には、基準凹部９００ｃが凹設されている。一方、第一分割体９００の下端には、凹部９００ｂが凹設されている。
【００３４】
第二分割体９０１は、下方に開口する有底円筒状を呈している。第二分割体９０１は、第一分割体９００の径方向外側に配置されている。図１にハッチングで示すように、第一分割体９００と、第二分割体９０１と、は溶接されている。
【００３５】
第三分割体９０２は、上方に開口する有底円筒状を呈している。第三分割体９０２は、第二分割体９０１の下方に配置されている。図１にハッチングで示すように、第二分割体９０１と、第三分割体９０２と、は溶接されている。第三分割体９０２の下端からは、円筒部９０２ａが突設されている。
【００３６】
（プッシャ９１）
図１、図６に示すように、プッシャ９１は、ワーク９０の上方に配置されている。プッシャ９１は、上下方向に往復動可能である。プッシャ９１の下端には、基準面９１０が配置されている。基準面９１０は、ワーク９０の当接面９００ａに、上方から圧接可能である。基準面９１０は、平面である。基準面９１０は、上下方向に対して直交する方向、つまり水平方向（径方向）に延在している。ワーク９０を加工する際の位置決めは、後述する当金２の支持面２０ではなく、プッシャ９１の基準面９１０を基準に行われる。
【００３７】
（支持シャフト８０、ガイドピン８１、ガイド８２）
図３、図６に示すように、支持シャフト８０は、丸棒状を呈している。支持シャフト８０は、上下方向に往復動可能である。ガイドピン８１は、丸棒状を呈している。ガイドピン８１は、支持シャフト８０の上端に、交換可能に配置されている。ガイドピン８１は、ワーク９０の円筒部９０２ａの径方向内側に挿通されている。ガイドピン８１は、ワーク９０の凹部９００ｂに収容されている。ガイド８２は、円筒状を呈している、ガイド８２は、支持シャフト８０の外周面に環装されている。
【００３８】
（コレット８３、ドローバー８４）
図３、図６に示すように、コレット８３は、三ツ割の円筒状を呈している。コレット８３は、ガイド８２の径方向外側に配置されている。コレット８３の上端には、１２０°ずつ離間して、３つのスリット８３１が形成されている。このため、コレット８３の上部は、径方向に弾性的に変形可能である。図３にハッチングで示すように、コレット８３の上部の外周面には、上方から下方に向かって尖る、コレット側テーパ面８３０が形成されている。
【００３９】
ドローバー８４は、円筒状を呈している。ドローバー８４は、コレット８３の下端に固定されている。ドローバー８４は、支持シャフト８０と独立して、上下方向に往復動可能である。
【００４０】
（本体６）
図３、図６に示すように、本体６は、段付き円筒状を呈している。本体６は、コレット８３の径方向外側に配置されている。本体６は、小径部６０と、大径部６１と、を備えている。小径部６０は、大径部６１の上方に配置されている。図３にハッチングで示すように、小径部６０の上部の内周面には、上方から下方に向かって尖る、本体側テーパ面６００が形成されている。本体側テーパ面６００とコレット側テーパ面８３０とは、径方向に当接している。
【００４１】
ここで、支持シャフト８０、ガイドピン８１、ガイド８２、コレット８３、ドローバー８４は、本体６に対して、上下方向に往復動可能である。コレット８３が本体６に対して上下方向に往復動すると、コレット側テーパ面８３０が本体側テーパ面６００に対して摺動する。このため、コレット８３の内径が拡縮する。当該拡縮により、コレット８３は、ワーク９０の円筒部９０２ａを、把持、解放する。
【００４２】
（当金ユニット５）
図４〜図６に示すように、当金ユニット５は、当金２と、フロート部３と、支持部材４と、を備えている。後述する係合部７により、当金ユニット５は、本体６に対して、上下方向に着脱可能である。
【００４３】
支持部材４は、リング状を呈している。支持部材４は、本体６の小径部６０の径方向外側に配置されている。支持部材４は、本体６の大径部６１の上面に載置されている。支持部材４は、３つのボルト固定孔４０と、３つのプランジャ収容孔４１と、３つの緩み止めボルト収容孔４２と、を備えている。
【００４４】
３つのボルト固定孔４０は、各々、支持部材４の上面に凹設されている。３つのボルト固定孔４０は、１２０°ずつ離間して配置されている。３つのプランジャ収容孔４１は、各々、支持部材４を径方向に貫通している。３つのプランジャ収容孔４１は、１２０°ずつ離間して配置されている。３つの緩み止めボルト収容孔４２の径方向外端は、各々、支持部材４の外周面に開口している。３つの緩み止めボルト収容孔４２の径方向内端は、各々、プランジャ収容孔４１の中間部に開口している。３つの緩み止めボルト収容孔４２は、１２０°ずつ離間して配置されている。
【００４５】
当金２は、リング状を呈している。当金２は、支持部材４の上方に配置されている。また、当金２は、小径部６０の径方向外側に配置されている。当金２は、支持部材４に対して、所定の揺動代の範囲内において、上下方向、水平方向に移動可能である。また、当金２は、支持部材４に対して、所定の揺動代の範囲内において、揺動可能である。当金２の上端には、支持面２０が配置されている。支持面２０は、ワーク９０の被支持面９０２ｂを、下方から支持している。当金２の上面には、３つの頭部収容凹部２１が凹設されている。３つの頭部収容凹部２１は、１２０°ずつ離間して配置されている。３つの頭部収容凹部２１の下方には、各々、ボルト挿通孔２２が連なっている。ボルト挿通孔２２は、当金２の下面に開口している。また、３つのボルト挿通孔２２の上下方向長さは同一である。
【００４６】
図７に、図６の枠ＶＩＩ内の拡大図を示す。図４〜図７に示すように、フロート部３は、３つのボルト３０と、Ｏリング３１と、スペーサ３２と、を備えている。スペーサ３２は、金属製であってリング状を呈している。スペーサ３２は、当金２と支持部材４との隙間Ａ１に介装されている。スペーサ３２は、本体６の小径部６０の径方向外側に配置されている。スペーサ３２の上端は、当金２の揺動代の下端（軸方向他端）を決定している。
【００４７】
スペーサ３２には、３つのボルト挿通孔３２０が穿設されている。３つのボルト挿通孔３２０の上方には、各々、当金２のボルト挿通孔２２が配置されている。３つのボルト挿通孔３２０の下方には、各々、支持部材４のボルト固定孔４０が配置されている。
【００４８】
Ｏリング３１は、エラストマー製である。Ｏリング３１は、上下方向から圧縮された状態で、当金２と支持部材４との隙間Ａ１に介装されている。Ｏリング３１は、スペーサ３２の径方向外側に配置されている。当金２が揺動する際、Ｏリング３１は弾性的に変形する。
【００４９】
Ｏリング３１の上下方向のばね定数は、スペーサ３２の上下方向のばね定数よりも、小さい。すなわち、Ｏリング３１は、スペーサ３２よりも、上下方向に弾性的に変形しやすい。図７に点線で示すように、無荷重状態（自然長状態）におけるＯリング３１の上下方向長さは、スペーサ３２の上下方向長さよりも、長い。
【００５０】
３つのボルト３０は、各々、下方から上方に向かって、固定部３００と、胴部３０１と、頭部３０２と、を備えている。固定部３００は、支持部材４のボルト固定孔４０に、ねじ止めされている。胴部３０１は、スペーサ３２のボルト挿通孔３２０、当金２のボルト挿通孔２２に、挿通されている。頭部３０２は、当金２の頭部収容凹部２１に収容されている。頭部３０２の外径は、ボルト挿通孔２２の内径よりも大きい。頭部３０２の下端は、当金２の揺動代の上端（軸方向一端）を決定している。３つのボルト３０により、当金２は、支持部材４に対して、揺動可能に固定されている。
【００５１】
図７に示すように、当金２が揺動代の下端に配置されている場合、頭部３０２の下端と、頭部収容凹部２１の底面と、の間には、隙間Ａ２が確保されている。隙間Ａ２の分だけ、当金２は、支持部材４に対して、上下方向に移動可能である。すなわち、隙間Ａ２が当金２の上下方向（軸方向）の揺動代に相当する。
【００５２】
頭部３０２の外周面と、頭部収容凹部２１の内周面と、の間には、隙間Ａ３が確保されている。また、胴部３０１の外周面と、ボルト挿通孔２２の内周面と、の間には、隙間Ａ４が確保されている。また、小径部６０の外周面と、当金２の内周面と、の間には、隙間Ａ５が確保されている。隙間Ａ５の分だけ、当金２は、支持部材４に対して、水平方向に移動可能である。すなわち、隙間Ａ５が当金２の水平方向（径方向）の揺動代に相当する。
【００５３】
（係合部７）
図２、図３、図５、図６に示すように、係合部７は、３つの凹部７０と、３つのプランジャ７１と、３つの緩み止めボルト７２と、を備えている。図８に、図６の枠ＶＩＩＩ内の拡大図を示す。３つの凹部７０は、各々、本体６の小径部６０の外周面に凹設されている。３つの凹部７０は、１２０°ずつ離間して配置されている。
【００５４】
３つのプランジャ７１は、各々、支持部材４のプランジャ収容孔４１に収容されている。図８に示すように、プランジャ７１は、凸部７１０と、スプリング７１１と、ケース７１２と、を備えている。ケース７１２は、径方向内側に開口する有底円筒状を呈している。凸部７１０は、球状を呈している。凸部７１０は、ケース７１２の開口付近に配置されている。スプリング７１１の径方向外端は、ケース７１２の底面に弾接している。スプリング７１１の径方向内端は、凸部７１０に弾接している。スプリング７１１の付勢力により、凸部７１０の径方向内端は、支持部材４の内周面から、突出可能である。ここで、３つの凸部７１０は、各々、凹部７０に径方向に対向している。このため、スプリング７１１の付勢力により、３つの凸部７１０は、各々、凹部７０に係脱可能である。
【００５５】
３つの緩み止めボルト７２は、各々、支持部材４の緩み止めボルト収容孔４２に収容されている。緩み止めボルト７２の径方向内端は、プランジャ７１のケース７１２の外周面に圧接している。緩み止めボルト７２は、プランジャ７１を固定している。
【００５６】
［ワークの加工方法］
次に、ワーク９０の加工方法について説明する。図６に示すように、まず、第一分割体９００、第二分割体９０１、第三分割体９０２、を別々に成形する。次に、第一分割体９００と第二分割体９０１とを溶接する。並びに、第二分割体９０１と第三分割体９０２とを溶接する。続いて、ドリルにより、第一分割体９００の上端に、基準凹部９００ｃを穿設する。並びに、ドリルにより、凹部９００ｂの内周面に切削加工を施す。それから、凹部９００ｂの口元に面取り加工を施す。次に、前工程で加工した基準凹部９００ｃの口元テーパ部と、凹部９００ｂの口元面取り加工部と、を上下方向両側から把持することにより、ワーク９０をサポートし、旋盤により、円筒部９０２ａの外周面、および当接面９００ａに切削加工を施す。この加工工程により、次工程におけるワーク９０の把持基準である円筒部９０２ａの外周面および当接面９００ａの直角度の精度は、概略得られていることになる。その後、本実施形態のチャック１を用いてワーク９０を固定し、縦型旋盤により、ワーク９０の第二分割体９０１の上面、外周面に切削加工を施す。
【００５７】
［チャックの動き］
次に、本実施形態のチャック１の動きについて説明する。上述したように、図６に示すワーク９０の当接面９００ａは平面状に加工済みである。また、プッシャ９１の基準面９１０は、平面であり、かつ水平方向に延在している。このため、ワーク９０を加工する際の位置決めは、当接面９００ａに基準面９１０を押し当てることにより、行われる。すなわち、基準面９１０に倣ってワーク９０をセットしてから、ワーク９０に切削加工が施される。
【００５８】
しかしながら、上述したように、チャック１に固定される前に、ワーク９０には、成形、溶接、切削などの様々な加工が施されている。このため、設計形状に対して、ワーク９０の実際の形状が、歪んでいる場合がある。この場合、基準面９１０に倣ってワーク９０をセットしても、当金２の支持面２０に対して、ワーク９０の被支持面９０２ｂが、安定的な保持状態である３点以上の接点を得ることは困難である。
【００５９】
この点、本実施形態のチャック１の当金２は、揺動機能を備えている。このため、ワーク９０の形状（具体的には被支持面９０２ｂの形状、角度など）に倣って、当金２を揺動させることができる。
【００６０】
図９に、本実施形態のチャックの軸方向断面図を示す。図１０に、図９の枠Ｘ内の拡大図を示す。図１１に、図９の枠ＸＩ内の拡大図を示す。なお、図９は図６に、図１０は図７に、各々対応している。また、説明の便宜上、コレット８３、ガイド８２、ガイドピン８１、支持シャフト８０、ドローバー８４は省略して示す。
【００６１】
図９に示すように、ワーク９０の第三分割体９０２の下壁は、一点鎖線で示す水平状態に対して、左側が低く前側が高くなるように、傾斜している。また、当該傾斜に倣って、当金２も、左側が低く前側が高くなるように、傾斜している。
【００６２】
図１０に示すように、前側において、当金２の下面は、スペーサ３２の上面から、浮上している。また、Ｏリング３１は、自身の弾性復元力により、上下方向に伸張している。すなわち、図７、図１０に示すように、当金２と支持部材４との隙間Ａ１は拡がっている。
【００６３】
図１１に示すように、左側において、当金２の下面は、スペーサ３２の上面に、着座している。また、Ｏリング３１は、自身の弾性復元力に抗して、上下方向から圧縮されている。すなわち、図７、図１１に示すように、当金２と支持部材４との隙間Ａ１は狭まっている。
【００６４】
このように、本実施形態のチャック１の当金２は、揺動機能を備えている。このため、ワーク９０の形状に倣って、当金２を揺動させることができる。したがって、当金２の支持面２０に対して、ワーク９０の被支持面９０２ｂを、３点以上の接点で接触させることができる。手順としては、まず、作業者が、ワーク９０のラフな位置決めを行う。すなわち、ガイドピン８１が凹部９００ｂに相対的に収容されるように、ワーク９０を当金２上に載置する。この際、開状態（アンクランプ状態）であるコレット８３の径方向内側に、前工程で加工済みの円筒部９０２ａが、嵌り込む。次に、コレット８３の径方向内側に円筒部９０２ａが嵌り込んだことを確認した後、ガイドピン８１を下方に後退させる。続いて、プッシャ９１を、前工程で加工済みの当接面９００ａに、上方から押し当てる。当該押し当てにより、本工程でクランプする円筒部９０２ａの外周面と、チャック１の中心線（つまりクランプ中心線）と、が平行に揃う。このため、クランプする際、コレット８３に偏った荷重が生じにくい。それから、図６に示すドローバー８４を下方に引くことにより、コレット側テーパ面８３０を、本体側テーパ面６００に対して、下方に摺動させる。すなわち、コレット８３の内径を縮径させる。そして、当該縮径を利用して、コレット８３により、ワーク９０の円筒部９０２ａを、径方向外側から把持する。それから、縦型旋盤により、ワーク９０の第二分割体９０１の上面、外周面を切削する。
【００６５】
［当金の揺動代の調整方法］
次に、本実施形態のチャック１の当金２の揺動代の調整方法について説明する。図１０に示すように、当金２の揺動代の上端を決定しているのは、ボルト３０の頭部３０２である。このため、頭部３０２の下面の上下方向位置を調整する、例えば頭部３０２の下面を加工により削ることで、揺動代の上端を調整することができる。また、揺動代の上下方向長さを調整することができる。
【００６６】
具体的には、胴部３０１の軸長が長いボルト３０を用いると、揺動代の上端を上方にシフトすることができる。また、揺動代の上下方向長さを長くすることができる。反対に、胴部３０１の軸長が短いボルト３０を用いると、揺動代の上端を下方にシフトすることができる。また、揺動代の上下方向長さを短くすることができる。
【００６７】
図１１に示すように、当金２の揺動代の下端を決定しているのは、スペーサ３２である。このため、スペーサ３２の上面の上下方向位置を調整することにより、揺動代の上端を調整することができる。また、揺動代の上下方向長さを調整することができる。
【００６８】
具体的には、上下方向長さが短い（薄い）スペーサ３２を用いると、揺動代の下端を下方にシフトすることができる。また、揺動代の上下方向長さを長くすることができる。反対に、上下方向長さが長い（厚い）スペーサ３２を用いると、揺動代の下端を上方にシフトすることができる。また、揺動代の上下方向長さを短くすることができる。
【００６９】
図１０、図１１に示すように、当金２の揺動しやすさを決定しているのは、Ｏリング３１の弾性である。このため、Ｏリング３１の上下方向のばね定数を調整することにより、当金２の揺動しやすさを調整することができる。
【００７０】
具体的には、ヤング率が小さい（軟らかい）Ｏリング３１を用いると、当金２が揺動しやすくなる。反対に、ヤング率が大きい（硬い）Ｏリング３１を用いると、当金２が揺動しにくくなる。
【００７１】
［本体に対する当金ユニットの着脱方法］
次に、本実施形態のチャック１の当金ユニット５の、本体６に対する着脱方法について説明する。当金ユニット５を本体６に取り付ける場合は、図２に示すように、当金ユニット５を、本体６に、上方から被せる。この際、図６、図８に示すように、支持部材４の内周面は、小径部６０の外周面を、上方から下方に向かって摺動する。この際、プランジャ７１の凸部７１０は、スプリング７１１の付勢力に抗して、ケース７１２内に没入している。支持部材４の下面が大径部６１の上面に到達すると、凸部７１０が凹部７０に到達する。このため、スプリング７１１の付勢力により、凸部７１０がケース７１２から突出する。そして、凸部７１０が凹部７０に係合する。このようにして、当金ユニット５を本体６に取り付ける。支持部材４の下面が大径部６１の上面に当接し、凸部７１０が凹部７０に係合することにより、当金ユニット５の上下方向位置が決定する。凸部７１０が凹部７０に係合することにより、当金ユニット５の周方向位置が決定する。なお、当金ユニット５を本体６から取り外す場合は、上記手順と反対に、当金ユニット５を、本体６から、上方に抜き出す。
【００７２】
［作用効果］
次に、本実施形態のチャック１の作用効果について説明する。図９〜図１１に示すように、本実施形態のチャック１の当金２は、Ｏリング３１の弾性変形により、弾性的に揺動可能である。このため、当金２にワーク９０をセットする際、ワーク９０の形状に倣って、当金２を揺動させることができる。したがって、ワーク９０（例えばワーク９０の当金２に対する被支持面９０２ｂ）が歪んでいる場合であっても、当金２により、ワーク９０をしっかりと支持することができる。
【００７３】
また、図１０に示すように、本実施形態のチャック１によると、当金２の揺動代の上端を、ボルト３０の頭部３０２が決定している。並びに、図１１に示すように、当金２の揺動代の下端を、スペーサ３２が決定している。このため、Ｏリング３１を形成する材料のヤング率の大小により、当金２の揺動代が変化しない。また、Ｏリング３１の経時的な劣化（例えば「へたり」など）により、当金２の揺動代が変化しない。したがって、ワーク９０の加工精度を向上させることができる。
【００７４】
また、図９〜図１１に示すように、本実施形態のチャック１によると、当金２の揺動代を決定しているのは、ボルト３０およびスペーサ３２である。このため、段取り替えの際に、加工対象となるワーク９０の揺動量に応じて、Ｏリング３１を交換する必要がない。
【００７５】
ただし、加工対象となるワーク９０の重量、プッシャ９１からワーク９０に加わる押圧力に応じて、当金２の揺動しやすさを調整したい場合がある。この場合は、Ｏリング３１を交換する。または、各々異なる弾性力に調整された複数の当金ユニット５を予め準備しておけば、これらの当金ユニット５の中から適当な当金ユニット５を選択することで、容易に当金２の揺動しやすさを調整することができる。
【００７６】
また、図９に示すように、加工時におけるワーク９０の位置は、当金２の支持面２０ではなく、プッシャ９１の基準面９１０を基準に、決定される。このため、ワーク９０が歪んでいる場合、基準面９１０に沿ってワーク９０をセットしても、当金２の支持面２０に対するワーク９０の被支持面９０２ｂ（支持面２０の支持対象面）の接触面積が、小さくなってしまう。また、支持面２０に対して、被支持面９０２ｂが、周方向に偏って接触してしまう。この点、本実施形態のチャック１の当金２は、ワーク９０の形状に倣って揺動することができる。このため、当金２の支持面２０に対するワーク９０の被支持面９０２ｂの接触面積を、大きくすることができる。また、支持面２０に対して、被支持面９０２ｂを、周方向の少なくとも３点で接触させることができる。
【００７７】
また、図９に示すように、ワーク９０は、互いに溶接された複数の分割体（第一分割体９００、第二分割体９０１、第三分割体９０２）からなる。このため、ワーク９０は、歪みやすい。しかしながら、本実施形態のチャック１によると、当金２が揺動可能である。このため、複数の分割体からなるワーク９０であっても、しっかりと支持することができる。
【００７８】
また、図４に示すように、本実施形態のチャック１によると、規制部材として、市販のボルト３０を用いている。ボルト３０は安価である。このため、チャック１の製造コストを削減することができる。
【００７９】
また、図５に示すように、ボルト３０は、支持部材４の周方向に１２０°ずつ離間して、３つ配置されている。また、図６に示すように、３つのボルト３０の固定部３００の上下方向長さ（つまり締め代）は、一定である。このため、本実施形態のチャック１によると、当金２の揺動代の上端を、当金２の周方向全体に亘って、揃えることができる。
【００８０】
また、図４に示すように、本実施形態のチャック１によると、リング部材として、エラストマー製の市販のＯリング３１が配置されている。このため、リング部材を金属製や樹脂製とする場合と比較して、リング部材が柔軟になる。また、Ｏリング３１は安価である。このため、チャック１の製造コストを削減することができる。
【００８１】
また、本実施形態のチャック１によると、ボルト３０、スペーサ３２、Ｏリング３１の交換により、自在に当金２の揺動代、揺動しやすさを調整することができる。
【００８２】
また、図２、図６、図８に示すように、本実施形態のチャック１によると、本体６に当金ユニット５がボルト固定されている場合と比較して、本体６に対する当金ユニット５の着脱が簡単である。このため、当金ユニット５を簡単に交換することができる。また、段取り替えの際に当金ユニット５を交換する場合、段取り替えに要する時間を短縮することができる。したがって、少量多品種の複数のワーク９０を加工する場合など、段取り替えの頻度が多い場合に、特に有利である。
【００８３】
＜第二実施形態＞
本実施形態のチャックと、第一実施形態のチャックとの相違点は、ボルトごとに、Ｏリングおよびスペーサが配置されている点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。図１２に、本実施形態のチャックの当金ユニットの分解斜視図を示す。なお、図４と対応する部位については、同じ符号で示す。
【００８４】
図１２に示すように、３つのボルト３０の径方向外側には、各々、内側から外側に向かって、スペーサ３２と、Ｏリング３１と、が同軸円状に配置されている。本実施形態のチャックと、第一実施形態のチャックとは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。本実施形態のチャックのように、スペーサ３２およびＯリング３１を、全周的ではなく、部分的に配置してもよい。
【００８５】
＜第三実施形態＞
本実施形態のチャックと、第一実施形態のチャックとの相違点は、３つのボルトの代わりに、爪部材が配置されている点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。図１３に、本実施形態のチャックの軸方向断面図を示す。なお、図６と対応する部位については、同じ符号で示す。
【００８６】
図１３に示すように、支持部材４の外周面上縁には、リング状の爪部材３５が配置されている。爪部材３５の上端部３５０は、径方向内側に突出している。上端部３５０の下面は、当金２の揺動代の上端を決定している。本実施形態のチャック１と、第一実施形態のチャックとは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。本実施形態のチャック１のように、ボルトの代わりに爪部材３５を配置してもよい。
【００８７】
＜その他＞
以上、本発明のチャックの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
【００８８】
ボルト３０の配置数は特に限定しない。３つ以上（例えば、４つ、５つ、６つ）であればよい。ワーク９０の材質は特に限定しない。例えば、ＳＳ材（熱間圧延鋼板）、ＳＰＣ材（冷間圧延鋼板）などを用いることができる。また、ワーク９０は、複数の分割体製でなくてもよい。つまり、ワーク９０は、単一の鋼板製、あるいは単一のブロック製であってもよい。
【００８９】
スペーサ３２の材質は特に限定しない。例えば、金属、プラスチックなどを用いることができる。スペーサ３２を、当金２または支持部材４と、一体的に形成してもよい。弾性部材（Ｏリング３１）の材質は特に限定しない。例えば、エラストマー（ゴムなど）、金属、プラスチックなどを用いることができる。
【００９０】
Ｏリング３１の代わりに、エラストマー製のシールリング（例えば、Ｘリング、Ｄリング、Ｔリング、クワッドリングなど）を配置してもよい。また、Ｏリング３１の代わりに、金属製のスプリングを配置してもよい。例えば、リング状の皿ばねを配置してもよい。また、複数のコイルスプリングを、周方向に所定間隔ずつ離間して配置してもよい。この場合、スペーサ３２を形成する材料のヤング率が、スプリングを形成する材料のヤング率よりも、小さくてもよい。すなわち、スペーサ３２の軸方向のばね定数が、スプリングの軸方向のばね定数よりも、大きければよい。
【００９１】
プッシャ９１の駆動機構は特に限定しない。例えば、プッシャ９１をＺ軸（上下方向）スライド、タレット、刃物台に取り付けることにより、プッシャ９１を駆動してもよい。
【００９２】
上記実施形態においては、Ｏリング３１をスペーサ３２の径方向外側に配置したが、Ｏリング３１をスペーサ３２の径方向内側に配置してもよい。また、複数のＯリング３１を同軸円状に配置してもよい。また、Ｏリング３１の上下方向長さ、Ｏリング３１の配置数により、Ｏリングの上下方向のばね定数を調整してもよい。すなわち、当金２の揺動しやすさを調整してもよい。上記実施形態においては、３つの凹部７０を本体６の小径部６０の外周面に配置したが、単一のリング状の溝を小径部６０の外周面に配置してもよい。
【００９３】
上記実施形態においては、縦型旋盤に本発明のチャックを配置したが、横型旋盤に本発明のチャックを配置してもよい。こうすると、重力によるワーク９０の歪みに応じて、当金２を揺動させることができる。
【００９４】
上記実施形態においては、ワーク９０の第一分割体９００の当接面９００ａを、基準面９１０により、位置決めした。しかしながら、第二分割体９０１の上面、外周面、第三分割体９０２の下面、外周面などを、基準面により、位置決めしてもよい。すなわち、基準面は、ワーク９０のどの部分に当接させてもよい。
【００９５】
上記実施形態においては、本発明のチャックを、ワーク９０を径方向外側から把持する、外径コレットチャックとして具現化した。しかしながら、本発明のチャックを、ワーク９０を径方向内側から把持する、内径コレットチャックとして具現化してもよい。また、本発明のチャックを、コレットチャック以外のチャックとして具現化してもよい。例えば、三爪チャック、ピンアーバーチャック、ボールロックチャック、マグネットチャックなどとして具現化してもよい。
【００９６】
また、コレット８３のスリ割り数は特に限定しない。３つ以上（例えば、４つ、５つ、６つ）であればよい。また、図３に示すコレット８３の開口形状は、円形でなくてもよい。ワーク９０の形状に応じた形状であればよい。多角形（例えば、三角形、四角形、五角形、六角形など）であってもよい。
【００９７】
第二実施形態においては、Ｏリング３１、スペーサ３２を、共に、部分的に（ボルト３０ごとに）配置した。しかしながら、Ｏリング３１、スペーサ３２のうち、一方を部分的に、他方を全周的に配置してもよい。例えば、Ｏリング３１を全周的に、スペーサ３２を部分的に配置してもよい。
【符号の説明】
【００９８】
１：チャック、２：当金、３：フロート部、４：支持部材、５：当金ユニット、６：本体、７：係合部。
２０：支持面、２１：頭部収容凹部、２２：ボルト挿通孔、３０：ボルト、３１：Ｏリング、３２：スペーサ、３５：爪部材、４０：ボルト固定孔、４１：プランジャ収容孔、４２：緩み止めボルト収容孔、６０：小径部、６１：大径部、７０：凹部、７１：プランジャ、７２：緩み止めボルト、８０：支持シャフト、８１：ガイドピン、８２：ガイド、８３：コレット、８４：ドローバー、９０：ワーク、９１：プッシャ。
３００：固定部、３０１：胴部、３０２：頭部、３２０：ボルト挿通孔、３５０：上端部、６００：本体側テーパ面、７１０：凸部、７１１：スプリング、７１２：ケース、８３０：コレット側テーパ面、８３１：スリット、９００：第一分割体、９００ａ：当接面、９００ｂ：凹部、９００ｃ：基準凹部、９０１：第二分割体、９０２：第三分割体、９０２ａ：円筒部、９０２ｂ：被支持面、９１０：基準面。
Ａ１〜Ａ５：隙間。
【図１】
0005875387.tif 000002
【図２】
0005875387.tif 000003
【図３】
0005875387.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005875387.tif 000008
【図８】
0005875387.tif 000009
【図９】
0005875387.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
0005875387.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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