(57)【要約】【課題】チャック装置において、容易に追加ウエイトを交換することが可能な技術を提供する。【解決手段】チャック装置は、ワークを把持する把持爪を回転軸に対して径方向に移動可能に保持する本体部と、把持爪に接続される錘部材と、本体部の内部に形成され、錘部材を収容する空間である収容部と、を備え、錘部材は、チャック装置の回転時に径方向内向きの力を把持爪に作用させるとともに追加ウエイトを着脱可能な錘部と、錘部と把持爪とを連結する連結部と、を有し、本体部は、チャック装置の外部空間と収容部とを連通する開口である開口部を有し、開口部は、チャック装置の外部空間から開口部を介して収容部内の錘部に対して追加ウエイトを着脱可能に形成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸回りに回転するチャック装置であって、
ワークを把持する把持爪を前記回転軸に対して径方向に移動可能に保持する本体部と、
前記把持爪に接続される錘部材と、
前記本体部の内部に形成され、前記錘部材を収容する空間である収容部と、
を備え、
前記錘部材は、前記チャック装置の回転時に径方向内向きの力を前記把持爪に作用させるとともに追加ウエイトを着脱可能な錘部と、前記錘部と前記把持爪とを連結する連結部と、を有し、
前記本体部は、前記チャック装置の外部空間と前記収容部とを連通する開口である開口部を有し、
前記開口部は、前記チャック装置の外部空間から前記開口部を介して前記収容部内の前記錘部に対して前記追加ウエイトを着脱可能に形成されている、
チャック装置。
【請求項２】
前記開口部は、前記本体部において前記把持爪が保持される側の面に開口している、請求項１に記載のチャック装置。
【請求項３】
前記錘部は、前記チャック装置の前記回転軸を挟んで前記把持爪の反対側に配置される、
請求項１又は２に記載のチャック装置。
【請求項４】
前記チャック装置の前記回転軸と同軸に設けられるとともに、前記回転軸に沿って移動することで前記把持爪を径方向に移動させるドロー部材を備え、
前記連結部は、前記ドロー部材が挿通される孔を有する、
請求項３に記載のチャック装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チャック装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、旋盤等の工作機械に設けられるチャック装置として、軸方向に移動可能なドロー部材と、複数の把持爪が取り付けられるチャック本体と、を有し、ドロー部材の軸方向の移動に応じて把持爪を径方向に進退可能とすることによってワークを保持する、ドローダウンチャックが知られている。
【０００３】
このようなチャック装置においては、チャック装置の高速回転によって把持爪に遠心力が作用し、把持爪によるワークの把握力が低下する問題がある。この問題に対して、従来、把持爪に錘部材（バランスウエイト）を連結し、錘部材に作用する遠心力によって把持爪に作用する遠心力を相殺する技術が用いられている。ここで、ワークを確りと把持するためには、ワークの形状に応じた形状の把持爪を用いる必要がある。そのため、一台の工作機械で複数の形状の異なるワークを加工する場合には、ワーク毎に把持爪を交換しなければならない。そして、把持爪の交換によって把持爪の重量も変化するため、錘部材も交換する必要がある。
【０００４】
これに関連して、特許文献１には、軸心にドロー部材を進退動可能に設けたチャック本体と、チャック本体にレバーピンを介してそれぞれ揺動可能に支持され、チャック本体内の基端がドロー部材に係止し、チャック本体から突出する先端にチャック爪（把持爪）が取り付けられ、ドロー部材の進退動に応じて同調して揺動する複数の爪開閉部材と、を含むチャックが開示されている。特許文献１には、更に、爪開閉部材におけるレバーピンより基端側には１以上の調整部が形成されており、調整部には爪開閉部材より比重の高いウエイトが選択的に取付可能であることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−６４８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されたチャックによれば、爪開閉部材の調整部に取り付ける追加用のウエイト（以下、追加ウエイト）を選択することにより、ワークに対応するチャック爪毎に生じる遠心力による把持力の増減に対応することが可能となり、ワークを適正な把持力でクランプすることができる。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載されたチャックでは、把持爪の交換に応じてウエイトを交換するためには、チャックを工作機械から取り外し、追加ウエイトを調整孔に挿抜可能となるようにチャックを分解する必要がある。そのため、特に多品種の少量生産においては、追加ウエイトの交換に多大な労力がかかっていた。
【０００８】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであって、チャック装置において、容易に追加ウエイトを交換することが可能な技術を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は、以下の手段を採用した。即ち、本発明に係るチャ
ック装置は、回転軸回りに回転するチャック装置であって、ワークを把持する把持爪を前記回転軸に対して径方向に移動可能に保持する本体部と、前記把持爪に接続される錘部材と、前記本体部の内部に形成され、前記錘部材を収容する空間である収容部と、を備え、前記錘部材は、前記チャック装置の回転時に径方向内向きの力を前記把持爪に作用させるとともに追加ウエイトを着脱可能な錘部と、前記錘部と前記把持爪とを連結する連結部と、を有し、前記本体部は、前記チャック装置の外部空間と前記収容部とを連通する開口である開口部を有し、前記開口部は、前記チャック装置の外部空間から前記開口部を介して前記収容部内の前記錘部に対して前記追加ウエイトを着脱可能に形成されている。
【００１０】
本発明に係るチャック装置によると、チャック装置の外部空間から開口部を介して収容部内の錘部に対して追加ウエイトを着脱可能となっている。従って、開口部を介して追加ウエイトを収容部の内部に入れ、錘部に取り付けることができる。そして、開口部を介して追加ウエイトを錘部から取り外し、収容部の外部に取り出すことできる。つまり、本発明によると、チャック装置を工作機械から取り外したり分解したりすることなく、追加ウエイトをチャック装置に対して着脱することができる。これによれば、容易に追加ウエイトを交換することが可能となる。
【００１１】
また、前記開口部は、前記本体部において前記把持爪が保持される側の面に開口してもよい。そうすることにより、回転によるチャック装置の姿勢変化によらず、常にチャック装置の正面から追加ウエイトの着脱作業を行うことができる。
【００１２】
また、前記錘部は、前記チャック装置の回転軸を挟んで前記把持爪の反対側に配置されてもよい。そうすることにより、チャック装置の回転時に、錘部に作用する遠心力によって、把持爪に径方向内向きの力を作用させることができる。
【００１３】
更に、本発明に係るチャック装置は、前記チャック装置の前記回転軸と同軸に設けられるとともに、前記回転軸に沿って移動することで前記把持爪を径方向に移動させるドロー部材を備え、前記連結部は、前記ドロー部材が挿通される孔を有してもよい。このように構成することによって、錘部材を本体部の内部に収容することができる。その結果、錘部材を本体部の前面に設ける場合と比較して、本体部におけるワークの取付スペースを大きく確保するとともに、チャック装置全体のサイズを小さくすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、チャック装置において、容易に追加ウエイトを交換することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】図１Ａは、実施形態に係るチャック装置の全体斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、実施形態に係るチャック装置の正面図である。
【図２】図２は、実施形態に係るチャック装置の分解図である。
【図３】図３は、図１ＢのＡ−Ａ断面図である。
【図４】図４は、図１ＢのＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図５は、実施形態に係るウエイトボックスの正面図である。
【図６】図６は、実施形態に係るチャック本体の正面図である。
【図７】図７は、実施形態に係る錘部材を示す図である。
【図８】図８は、実施形態に係る錘部材を示す図である。
【図９】図９は、実施形態に係る錘部材を示す図である。
【図１０】図１０は、図１ＡのＣ−Ｃ断面図である。
【図１１】図１１は、実施形態に係るチャック装置が把持する異形ワークの一例を示す図である。
【図１２】図１２は、実施形態に係るチャック装置が異形ワークを把持した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。以下の説明は例示であり、本発明は以下の内容に限定されるものではない。
【００１７】
図１Ａ，図１Ｂは、実施形態に係るチャック装置１００を示す図であって、図１Ａはチャック装置１００の全体斜視図、図１Ｂはチャック装置１００の正面図である。図２は、チャック装置１００の分解図である。図３は、図１ＢのＡ−Ａ断面図である。また、図４は、図１ＢのＢ−Ｂ断面図である。チャック装置１００は、図示しない工作機械の主軸の先端に組み付けられる。図１Ａに、チャック装置１００の前後方向を示す。チャック装置１００において、符号３で示す把持爪が設けられている側が前側である。チャック装置１００は、後端において工作機械の主軸に接続され、前面に設置された複数の把持爪３によってワークを把持するとともに、該主軸とともに回転軸Ｃ１回りに回転するように構成されている。また、図１Ｂに示すように、チャック装置１００は、正面視において、回転軸Ｃ１を中心とする略円形状を有する。以下の説明において、「軸方向」とは回転軸Ｃ１と平行な方向（即ち、前後方向）を指し、「径方向」とはチャック装置１００の径方向を指す。更に、「径方向内側」とは回転軸Ｃ１に接近する側を指し、「径方向外側」とは回転軸Ｃ１から離れる側を指す。
【００１８】
図１Ａに示すように、チャック装置１００は、把持爪（交換用爪とも呼ぶ）３を回転軸Ｃ１に対して径方向に移動可能に保持する本体部１０を有する。本体部１０は、更に、工作機械の主軸に取り付けられるウエイトボックス１と、ウエイトボックス１の前端に接続されたチャック本体２と、を有する。把持爪３は、チャック本体２の前面に回転軸Ｃ１を中心として放射状に複数（３個）配置されており、径方向へ移動可能にチャック本体２に収容された移動ジョウ４に固定されている。以下、チャック装置１００の前面を、ワーク把持面Ｓ１と称する。ワーク把持面Ｓ１は、即ち、本体部１０において把持爪３が保持される側の面である。また、ワーク把持面Ｓ１は、軸方向に面している。
【００１９】
図５は、ウエイトボックス１の正面図である。図２に示すように、ウエイトボックス１は、全体として略円柱状を有しており、その中心軸が回転軸Ｃ１と同軸となるように設けられている。また、図２，図５に示すように、ウエイトボックス１は、主軸に接続される略円盤形状の円盤部１１と、円盤部１１の周縁から前方に延在することで略円筒形状を形成する筒状部１２と、を有する。円盤部１１の軸心には、ドロー部材７が挿通される第１軸孔１４が軸方向に貫通している。また、筒状部１２の内壁であって、正面視においてウエイトボックス１の円周を３等分する位置には、筒状部１２の前端面から円盤部１１まで軸方向に延在する溝である錘部収容溝１５が形成されている。錘部収容溝１５には、後述する錘部材６の錘部側被収容部６１３が収容される。また、回転軸Ｃ１を挟んで錘部収容溝１５の反対側にも、筒状部１２の前端面から円盤部１１まで軸方向に延在する溝である連結部収容溝１６が形成されている。連結部収容溝１６には、後述する錘部材６の連結部側被収容部６２２が収容される。図３〜図５に示すように、ウエイトボックス１には、円盤部１１と筒状部１２とによって囲まれた空間である第１収容部１３が形成されている。第１収容部１３には、後述する錘部材６の連結部６２が収容される。第１収容部１３は、錘部収容溝１５及び連結部収容溝１６を含む。なお、錘部収容溝１５及び連結部収容溝１６の数量は、上記に限定されない。錘部収容溝１５及び連結部収容溝１６は、チャック装置１００に設けられる把持爪３と同じ数量あればよい。
【００２０】
図６は、チャック本体２の正面図である。図６に示すように、チャック本体２の前面は、ワーク把持面Ｓ１である。チャック本体２は、ワーク把持面において把持爪３を径方向
に移動可能に保持するとともに、チャック装置１００に収容された錘部材６に対する追加ウエイト６０の着脱を可能とする。図２に示すように、チャック本体２は、全体として略円柱形状を有しており、その中心軸が回転軸Ｃ１と同軸となるように設けられている。図６に示すように、チャック本体２の軸心には、ピストン８が挿通される第２軸孔２１が軸方向に貫通している。
【００２１】
図１Ｂ，図６に示すように、チャック本体２の前面、即ち、ワーク把持面Ｓ１の正面視においてチャック本体２の円周を３等分する位置には、移動ジョウ４を収容する溝であるスライド溝２２が、第２軸孔２１から径方向外向きに延在している。スライド溝２２は、連結部収容溝１６に対応する位置に形成されている。スライド溝２２は、移動ジョウ４の径方向の移動を許容するとともに前後方向の移動を規制するように、移動ジョウ４を収容する。なお、スライド溝２２の数量は、上記に限定されない。スライド溝２２は、チャック装置１００に設けられる把持爪３と同じ数量あればよい。
【００２２】
また、図１Ｂ，図６に示すように、回転軸Ｃ１を挟んでスライド溝２２の反対側の箇所には、正面視において湾曲した小判形状を有する孔が軸方向に貫通することによって、後述する錘部６１を収容する空間である第２収容部２３が形成されている。また、チャック本体２は、軸方向に貫通するとともにスライド溝２２に連なる孔である圧入部挿通孔２４を有する。圧入部挿通孔２４には、後述する錘部材６の圧入部６２１が挿通される。
【００２３】
移動ジョウ４は、径方向にスライド可能にスライド溝２２に収容されている。図１Ａ，図４に示すように、移動ジョウ４の前端部は、チャック本体２の前方に突出している。また、図４に示すように、移動ジョウ４には、軸方向に対して傾斜して延在する溝である傾斜溝４１が形成されている。また、移動ジョウ４の径方向内側の面の一部は、軸方向に対して傾斜した傾斜面４２を形成している。また、図３に示すように、移動ジョウ４の後端面には、軸方向に延在する孔である圧入孔４３が形成されている。圧入孔４３には、後述する錘部材６の圧入部６２１が圧入される。
【００２４】
図１Ａ，図４に示すように、把持爪３は、移動ジョウ４の前端部に接続されている。より詳細には、把持爪３は、移動ジョウ４に係合した接続ナット５を介して移動ジョウ４に固定されている（図３）。把持爪３が移動ジョウ４に固定されていることにより、把持爪３は径方向に移動可能な状態でチャック本体２に保持されている。把持爪３は、スライド溝２２に収容された状態の移動ジョウ４に対して着脱可能である。そのため、ワークの形状に応じて把持爪３を交換することが可能となっている。
【００２５】
図２に示すように、ドロー部材７は、円筒形状を有している。また、図３に示すように、ドロー部材７は、中心軸が回転軸Ｃ１と同軸となるようにして第１軸孔１４に挿通されている。ドロー部材７は、工作機械の主軸に設けられた図示しない駆動機構（例えば、油圧ピストン）によって、前後方向（軸方向）に進退可能に構成されている。
【００２６】
ピストン８は、ドロー部材７とともに前後移動することによって、移動ジョウ４を径方向にスライドさせる。図２に示すように、ピストン８は、円柱形状の外形を有している。また、ピストン８の外周面には、移動ジョウ４と係合する係合部８１が形成されている。図３に示すように、ピストン８は、中心軸が回転軸Ｃ１と同軸となるようにして第１軸孔１４に挿通された状態で、接続リング９を介してドロー部材７の前端に接続されている。これにより、ピストン８がドロー部材７の前後移動に伴って前後移動する。
【００２７】
ピストン８が前後移動すると、係合部８１が傾斜溝４１の内壁及び傾斜面４２を摺動することで、移動ジョウ４がスライド溝２２内を径方向にスライドする。本実施形態に係るチャック装置１００は、ピストン８が後退することによって、移動ジョウ４がスライド溝
２２に沿って径方向内側にスライドする。即ち、把持爪３が径方向内側に移動する。反対に、ピストン８が前進することによって、移動ジョウ４及び把持爪３が径方向外側に移動する。これにより、ドロー部材７を後退させ、ピストン８を介して径方向内側に移動する把持爪３がワークを把持することで、ワークをクランプした状態となり、ドロー部材７を前進させ、ピストン８を介して径方向外側に移動する把持爪３がワークから離れることで、ワークをアンクランプした状態となる。但し、移動ジョウ４及びピストン８は、ドロー部材７が前進すると移動ジョウ４が径方向内側にスライドし、ドロー部材７が後退すると移動ジョウ４が径方向外側にスライドするように構成されていてもよい。
【００２８】
図３に示すように、本実施形態に係るチャック装置１００は、更に、移動ジョウ４を介して把持爪３と接続される錘部材（バランスウエイトとも呼ぶ）６と、錘部材６を収容する空間である収容部２０と、を有する。また、チャック本体２は、更に、チャック装置１００の外部空間と収容部２０とを繋げる開口である開口部３０を有する。以下、詳細に説明する。
【００２９】
図３に示すように、収容部２０は、ウエイトボックス１の第１収容部１３とチャック本体２の第２収容部２３とが連なることによって、本体部１０の内部に形成されている。開口部３０は、第２収容部２３を形成する貫通孔によってチャック本体２のワーク把持面Ｓ１に形成された開口である。開口部３０によって、チャック装置１００の外部空間と収容部２０とが繋がっている。また、開口部３０は、追加ウエイト６０が開口部３０を通過可能に形成されている。
【００３０】
図２，図３に示すように、チャック装置１００には、把持爪３と同数量（本実施形態では３個）の錘部材６が設けられる。また、図３に示すように、複数の錘部材６は、本体部１０の内部に収容されている。ここで、複数の錘部材６を、それぞれ、錘部材６Ａ，錘部材６Ｂ，錘部材６Ｃと称する。但し、これらを区別しない場合は、単に錘部材６と称する。図７〜図９は、それぞれ、錘部材６Ａ，錘部材６Ｂ，錘部材６Ｃを示す図である。図７（ａ），図８（ａ），図９（ａ）は側面図であり、図７（ｂ），図８（ｂ），図９（ｂ）は正面図である。また、図１０は、図１ＡのＣ−Ｃ断面図である。図７Ａ，図７Ｂに示すように、錘部材６は、錘部６１と連結部６２とを有する。錘部６１は、チャック装置１００の回転時に、径方向内向きの力を把持爪３に作用させることで、把持爪３に作用する遠心力を減殺するように配置されている。具体的には、図１Ｂ，図３に示すように、錘部６１は、回転軸Ｃ１を挟んで把持爪３の反対側に配置される。より詳細には、錘部６１は、その重心が回転軸Ｃ１を挟んで把持爪３の反対側に位置するように配置される。
【００３１】
図１Ｂに示すように、錘部６１は、正面視において第２収容部２３（ひいては、開口部３０）と略同一形状を有しており、収容部２０における第２収容部２３に収容される。また、錘部６１は、後述の追加ウエイト６０を着脱することで重量を変更可能である。図３，図７〜図１０に示すように、錘部６１は、追加ウエイト６０が取り付けられる着脱部６１１と、着脱部６１１の後端部に接続されて錘部収容溝１５に収容される錘部側被収容部６１３と、を有する。着脱部６１１の前端面には、追加ウエイト６０をネジ止めするためのネジ孔６１２が形成されている。ネジ孔６１２は、軸方向と平行に延在している。
【００３２】
連結部６２は、移動ジョウ４に接続されることで錘部６１と把持爪３とを連結する。図３，図７〜図１０に示すように、連結部６２は、移動ジョウ４の圧入孔４３に圧入される圧入部６２１と、圧入部６２１の後端に接続されて連結部収容溝１６に収容される連結部側被収容部６２２と、錘部側被収容部６１３と連結部側被収容部６２２とを連結するリング部６２３と、を有する。
【００３３】
圧入部６２１は、軸方向に延在する棒形状を有しており、図３に示すように移動ジョウ
４の圧入孔４３に前端側の所定長さ分が圧入されることで錘部材６と移動ジョウ４とを接続する。また、圧入部６２１の後端側は、チャック本体２の圧入部挿通孔２４に挿通されている。ここで、圧入部６２１と圧入部挿通孔２４との間には、把持爪３の径方向の移動が阻害されないように隙間（クリアランス）が形成されている。
【００３４】
リング部６２３は、回転軸Ｃ１を挟んで配置された錘部側被収容部６１３と連結部側被収容部６２２とを連結する。図７〜図１０に示すように、リング部６２３は、リング状に形成されており、リングの孔であるドロー部材挿通孔６２４には、ドロー部材７が挿通される。また、ドロー部材挿通孔６２４とドロー部材７との間においても、把持爪３の径方向の移動が阻害されないように隙間が形成されている。より詳細には、ドロー部材挿通孔６２４は、長孔形状を有している。ここで、図１０に示す符号Ｄ１は、錘部材６Ａに接続される移動ジョウ４のスライド方向である。スライド方向Ｄ１は、即ち、錘部材６Ａに対応する把持爪３の移動方向と平行である。また、符号Ｄ２は、Ｄ１及び回転軸Ｃ１と直交する方向（スライド直交方向）である。このとき、スライド方向Ｄ１におけるドロー部材挿通孔６２４の幅をＸ１、スライド直交方向Ｄ２におけるドロー部材挿通孔６２４の幅をＸ２、ドロー部材７の直径をＸ３とする。また、錘部材６Ａに対応する把持爪３のスライド方向Ｄ１における最大移動量をα１とし、スライド直交方向Ｄ２におけるドロー部材７とドロー部材挿通孔６２４とのクリアランスをβ２とする。図１０に示すように、ドロー部材挿通孔６２４は、スライド方向Ｄ１における幅Ｘ１がスライド直交方向Ｄ２における幅Ｘ２よりも長尺な長孔に形成されている。具体的には、幅Ｘ１、幅Ｘ２、直径Ｘ３との関係は、以下の式で表すことができる。
Ｘ１＝Ｘ２＋α１            式（１）
Ｘ２＝Ｘ３＋β２            式（２）
即ち、スライド方向Ｄ１におけるドロー部材挿通孔６２４の幅Ｘ１は、スライド直交方向Ｄ２における幅Ｘ２よりも最大移動量α１だけ長尺となっている。また、式（１）及び式（２）より、以下の式が成り立つ。
Ｘ１＝Ｘ３＋α１＋β２      式（３）
これによれば、例えば、ドロー部材７の直径Ｘ３＝８５ｍｍ、最大移動量α１＝４ｍｍ、クリアランスβ２＝２ｍｍとすると、スライド方向Ｄ１におけるドロー部材挿通孔６２４の幅Ｘ１は、８５ｍｍ＋４ｍｍ＋２ｍｍ＝９１ｍｍとなる。
【００３５】
図１０に示すように、錘部側被収容部６１３、連結部側被収容部６２２が、それぞれ、錘部収容溝１５、連結部収容溝１６に収容されることで、錘部材６が本体部１０に対して回転軸Ｃ１回りに相対回転することが規制されている。また、各錘部材６とウエイトボックス１との間においても、把持爪３の径方向の移動が阻害されないように、各錘部材６に対応する移動ジョウ４のスライド方向において隙間が形成されている。
【００３６】
図１０に示すように、複数の錘部材６は、リング部６２３同士が当接した状態で重ねられる。ここで、図７〜図９に示すように、チャック装置１００は、それぞれの錘部材６Ａ，６Ｂ，６Ｃにおけるリング部６２３の前後位置を異ならせている。これにより、図３に示すように、錘部材６Ａ，６Ｂ，６Ｃを前後方向に重ねた状態で、全ての錘部材６の前後位置を同一としている。その結果、錘部材６を収容するために必要なスペースが小さく抑えられている。
【００３７】
追加ウエイト６０は、錘部６１の前端面に対して着脱されることで錘部６１の重量を変更する。図１Ｂに示すように、追加ウエイト６０は、正面視において第２収容部２３（ひいては、開口部３０）と略同一形状を有するプレート部材である。図２に示すように、追加ウエイト６０には、前後方向に貫通する孔である取付孔６０１が形成されている。図３に示すように、取付孔６０１とネジ孔６１２とを位置合わせした状態で取付孔６０１及びネジ孔６１２にボルトＢ１の軸部を挿入することで、追加ウエイト６０が着脱部６１１に
取り付けられる。チャック装置１００は、重量の異なる複数種類の追加ウエイト６０を用いることができる。追加ウエイト６０の前後方向における厚みを異ならせることで、追加ウエイト６０の重量を異ならせることができる。錘部材６は、前後方向における厚みの異なる複種類の追加ウエイト６０の中から所望数量の追加ウエイト６０を選択的に取り付けることによって、錘部６１の重量を調整可能となっている。追加ウエイト６０の前後方向における厚みは、例えば、１〜１０ｍｍである。
【００３８】
ここで、上述のように、開口部３０は、追加ウエイト６０が開口部３０を通過可能に形成されている。つまり、チャック装置１００の外部から、収容部２０に対して追加ウエイト６０を出し入れすることができる。また、錘部材６は、着脱部６１１の前端面に追加ウエイト６０をネジ止めする構成となっている。そして、図１〜図４に示すように、開口部３０は、着脱部６１１の正面に形成されている。これにより、チャック装置１００の外部から開口部３０を介して追加ウエイト６０を錘部６１に対して着脱することができる。
【００３９】
次に、図３を参照して、チャック装置１００の回転時の錘部材６の作用について説明する。チャック装置１００が回転することによって、把持爪３に遠心力Ｆ１が作用する。Ｆ１は、径方向外向き、即ち、把持爪３を開かせようとする向きに作用する。一方、回転軸Ｃ１を挟んで把持爪３の反対側に位置する錘部６１に対しても径方向外向きの遠心力Ｆ２が作用する。連結部６２及び移動ジョウ４を介して錘部６１と把持爪３とが連結されていることから、把持爪３には、Ｆ２によって、径方向内向きの力Ｆ３が把持爪３に作用する。図３に示すように、Ｆ３がＦ１とは反対向きに作用するため、把持爪３に作用する径方向外向きの力が減殺される。その結果、把持爪３の把持力の低下が抑制される。
【００４０】
ここで、Ｆ１の大きさは把持爪３の重量に応じて変化し、Ｆ２の大きさは錘部６１の重量に応じて変化する。そのため、着脱部６１１に取り付ける追加ウエイト６０を適宜選択することにより、錘部６１の重量、ひいてはＦ２の大きさを調整し、把持爪３の重量変化によるＦ１の大きさの増減に対応することができる。その結果、ワークを適正な把持力でクランプし、ワークの脱落を防止することができる。
【００４１】
なお、錘部材６は、チャック装置１００が円筒形状のワークの内壁を複数の把持爪３によって径方向外側に押圧することでワークを把持する場合においても、好適に作用する。ワークの内壁を径方向外側に押圧することでワークを把持する場合、Ｆ１が加えられることによって把持爪３がワークの内壁を押圧する力が大きくなり過ぎると、把持爪３がワークに食い込み、ワークが損傷する虞がある。チャック装置１００は、錘部６１に作用する遠心力Ｆ２によって径方向内向きのＦ３を把持爪３に作用させるため、把持爪３に作用する径方向外向きの力を減殺することができる。その結果、ワークを適正な把持力でクランプし、ワークの損傷を防止することができる。
【００４２】
以上のように、チャック装置１００は、把持爪３を径方向に移動可能に保持する本体部１０と、把持爪３に接続される錘部材６と、本体部１０の内部に形成され、錘部材６を収容する空間である収容部２０と、を備える。また、錘部材６は、チャック装置１００の回転時に径方向内向きの力であるＦ３を把持爪３に作用させるとともに追加ウエイト６０を着脱可能な錘部６１と、錘部６１と把持爪３とを連結する連結部６２と、を有する。また、本体部１０は、チャック装置１００の外部空間と収容部２０とを繋げる開口である開口部３０を有する。また、開口部３０は、チャック装置１００の外部空間から開口部３０を介して収容部内の錘部６１に対して追加ウエイト６０を着脱可能に形成されている。
【００４３】
このようなチャック装置１００によると、開口部３０を介して追加ウエイト６０を収容部２０の内部に入れ、錘部６１に取り付けることができる。そして、開口部３０を介して追加ウエイト６０を錘部６１から取り外し、収容部２０の外部に取り出すことできる。つ
まり、チャック装置１００によると、チャック装置１００を工作機械から取り外したり分解したりすることなく、追加ウエイト６０をチャック装置１００に対して着脱することができる。これによれば、容易に追加ウエイト６０を交換することが可能となる。そのため、特に、把持爪３の交換が頻繁となりがちである多品種の少量生産において、効果的に手間や作業時間を削減することができる。
【００４４】
また、チャック装置１００は、開口部３０が本体部１０のワーク把持面Ｓ１に開口している。換言すると、開口部３０は、本体部１０において把持爪３が保持されている側の面に開口している。これによれば、ワーク把持面Ｓ１が軸方向に面していることから、回転によるチャック装置１００の姿勢変化によらず、常にチャック装置１００の正面から追加ウエイト６０の着脱作業を行うことができる。なお、開口部３０は、本体部１０の側面に設けられてもよい。但し、チャック装置１００は、開口部３０を軸方向に面するワーク把持面Ｓ１に設けていることから、チャック装置１００の回転による遠心力によって追加ウエイト６０が開口部３０から脱落することが抑制されている。
【００４５】
また、錘部６１は、回転軸Ｃ１を挟んで把持爪３の反対側に配置されている。これにより、チャック装置１００の回転時に、錘部６１に作用する遠心力Ｆ２によって、把持爪３に径方向内向きの力Ｆ３を作用させることができる。
【００４６】
また、チャック装置１００は、軸心に設けられて軸方向に移動するドロー部材７を備えており、把持爪３は、ドロー部材７の軸方向の移動に伴って径方向に移動するように設けられている。そして、連結部６２は、ドロー部材７が挿通される孔であるドロー部材挿通孔６２４を有する。連結部６２をこのように構成することによって、収容部２０内において、連結部６２とドロー部材７とが干渉しないようにすることができる。これにより、錘部６１と把持爪３とを回転軸Ｃ１を挟んで互いに反対側に配置しつつも、錘部材６を本体部１０の内部に収容することができる。その結果、錘部材６を本体部１０のワーク把持面Ｓ１に設ける場合と比較して、本体部１０におけるワークの取付スペースを大きく確保するとともに、チャック装置１００全体のサイズを小さくすることができる。
【００４７】
また、図１Ｂに示すように、チャック装置１００は、正面視において、錘部６１に取り付けられた追加ウエイト６０の全体が開口部３０に重複するように構成されている。そのため、追加ウエイト６０を取付時の姿勢のままで開口部３０を通過させることができる。これによると、収容部２０内で姿勢を変更させる必要がないため、より容易に追加ウエイト６０を着脱することができる。
【００４８】
ここで、図１１は、チャック装置１００が把持する異形ワーク２００の一例を示す図である。また、図１２は、チャック装置１００が異形ワーク２００を把持した状態を示す図である。図１１に示す異形ワーク２００は、直交する２つの筒部材が一体となった形状を有している。具体的には、異形ワーク２００は、第１筒状部２０１と、第１筒状部２０１の側面に垂直に立設された第２筒状部２０２と、を有する。
【００４９】
図１２に示す例では、上述の異形ワーク２００を、第１筒状部２０１の側面において把持している。このとき、異形ワーク２００には、第１筒状部２０１から径方向外側に突出した第２筒状部２０２が存在するため、異形ワーク２００の重心Ｇ２００は、回転軸Ｃ１に対して偏心している。この他にも材料肉厚が偏る等して重量バランスが悪いワークを加工する場合において、チャック装置１００が回転すると、図１２の符号Ｆ４に示すように、重心Ｇ２００において径方向外向きの遠心力が作用する。このとき、異形ワーク２００を確りと把持しないと、切削加工中に異形ワーク２００が径方向外側に動いたり、異形ワーク２００に振動が発生したりして、加工後の平行度や真円度を十分に得られない虞がある。
【００５０】
しかしながら、図１２に示す例のように、回転軸Ｃ１を挟んで重心Ｇ２００の反対側に錘部６１を配置することで、このような問題を解消することが可能となる。具体的には、第１筒状部２０１における第２筒状部２０２側の側面に把持爪３を宛がうことで、回転軸Ｃ１を挟んで重心Ｇ２００の反対側に当該把持爪３に対応する錘部６１を配置すればよい。この状態で、チャック装置１００が回転すると、異形ワーク２００に作用するＦ４によって、把持爪３に対して径方向外向きの力が作用する。把持爪３に作用する径方向外向きの外力は、遠心力Ｆ１とＦ４とを足し合わせた大きさとなる。これに対して、回転軸Ｃ１を挟んで重心Ｇ２００に対向する錘部６１の重量を追加ウエイト６０の着脱により調節し、把持爪３に対して径方向内向きに作用するＦ３の大きさを調整することによって、把持爪３に作用する径方向外向きの力を減殺することができる。その結果、チャック装置１００の全体として釣り合いが取れ、異形ワーク２００を確りと把持することができる。このように、本実施形態に係るチャック装置１００は、錘部６１と把持爪３とが連結され、且つ、錘部６１が把持爪３に対して回転軸Ｃ１を挟んで反対側に位置するため、異形部品の加工においても、錘部６１の重量調節により全体としてバランスを取ることができ、精度良く加工することができる。
【００５１】
なお、本実施形態において、圧入部６２１を圧入孔４３に圧入することによって移動ジョウ４と錘部材６とを接続したが、本発明はこれに限定されない。移動ジョウ４と錘部材６は、単一材料を切削することによって一部品に形成されてもよいし、移動ジョウ４と錘部材６とを接着剤や溶接によって接合してもよい。また、錘部材６が圧入部６２１に代えて先端にネジ山が形成された円柱部を有し、移動ジョウ４が圧入孔４３に代えて円柱部に羅合するネジ穴を有してもよい。その場合、錘部材６の円柱部と移動ジョウ４のネジ穴とが螺合することによって、錘部材６と移動ジョウ４とが連結される。
【符号の説明】
【００５２】
１００      チャック装置
１          ウエイトボックス
２          チャック本体
３          把持爪（交換用爪）
４          移動ジョウ
５          接続ナット
６          錘部材（バランスウエイト）
６１        錘部
６１１      着脱部
６１２      ネジ孔
６１３      錘部側被収容部
６２        連結部
６２１      圧入部
６２２      連結部側収容部
６２３      リング部
６２４      ドロー部材挿通孔
７          ドロー部材
８          ピストン
９          接続リング
１０        本体部
２０        収容部
３０        開口部
６０      追加ウエイト
６０１    取付孔
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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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