(57)【要約】【課題】マスタージョーやボディに歪みや変形が生じ難いチャックを提供する。【解決手段】プランジャー４０のスライドに連動してボディ１０の前面を径方向にスライドする複数のマスタージョー２０を備える。ボディ１０は、複数のキー溝１３と連通してプランジャー４０が嵌め入れられる収容室１１を有している。マスタージョー２０の各々は、キー溝１３に嵌合する幅狭部２１及び幅広部２２と、プランジャー４０と連結されるウェッジ部２３とを有している。幅広部２２におけるウェッジ部２３の径方向外側に平坦な幅広摺動面２２ｂが形成され、キー溝１３に幅広被摺動面１４が形成されている。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いの回転軸を一致させた状態でワークを支持する複数のジョーがボディの前面に配置されているチャックであって、
前記ボディの内部に中心を前記回転軸に一致させた状態で設けられて、軸方向にスライドするプランジャーと、
前記ジョーを構成するとともに、前記プランジャーのスライドに連動して前記ボディの前面を径方向にスライドする複数のマスタージョーと、
を備え、
前記ボディは、
その前面に等間隔で放射状に配置されるとともに、前方に向かって略逆Ｔ形状の横断面を有する複数のキー溝と、
その中央部に前記複数のキー溝と連通するように設けられて、前記プランジャーが嵌め入れられる収容室と、
を有し、
前記マスタージョーの各々は、
前記キー溝の前側部分に嵌合し、前記ボディの前面に露出する幅狭部と、
前記キー溝の後側部分に嵌合し、当該キー溝に沿って摺動する幅広部と、
前記幅広部の径方向内側に位置する端部から後方に突出し、前記プランジャーと連結されるウェッジ部と、
を有し、
前記幅広部における前記ウェッジ部の径方向外側の全域に、平坦な幅広摺動面が形成され、前記キー溝の各々に、当該幅広摺動面に面接触する幅広被摺動面が形成されているチャック。
【請求項２】
請求項１に記載のチャックにおいて、
前記幅広摺動面が、面接触した状態で径方向及び周方向の双方に摺動可能に形成されているチャック。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のチャックにおいて、
前記ウェッジ部の幅が前記幅狭部よりも大きく形成されているチャック。
【請求項４】
請求項３に記載のチャックにおいて、
前記プランジャーは、その外周部に、径方向外側に向かって略逆Ｔ形状の横断面を有するとともに、前方に向かって中心側に傾斜する複数のウェッジ収容溝を有し、
前記ウェッジ部は、
前記ウェッジ収容溝の径方向内側の部分に嵌合し、当該ウェッジ収容溝に沿って摺動する摺動スライド部と、
前記ウェッジ収容溝の径方向外側の部分に嵌合する遊嵌スライド部と、
を有し、
前記遊嵌スライド部が、前記プランジャーの外に出ないように、前記ウェッジ収容溝の内側に収容されているチャック。
【請求項５】
請求項４に記載のチャックにおいて、
各マスタージョーの前記摺動スライド部における幅方向の各端部が、周方向に略等間隔で位置するように配置されているチャック。
【請求項６】
請求項４に記載のチャックにおいて、
各マスタージョーの前記摺動スライド部における幅方向の各端部が、周方向に中心角が略６０度となる間隔で位置するように配置されているチャック。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載のチャックを製造するための製造方法であって、
前記幅広摺動面の摺動方向と直交する方向に仕上加工することにより、当該幅広摺動面を形成するステップを含む製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここで開示する技術は、旋盤等に用いられる、工作物（ワーク）を支持するチャックに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に、従来のこの種のチャックの断面構造を示す（外観構造については、図６を参照）。ボディ１００の前面には、回転軸Ｊをチャックと一致させた状態でワークを支持するために、径方向にスライドする複数のトップジョー１０１ａが放射状に配置されている。トップジョー１０１ａは、ボディ１００に設けられて径方向にスライドするマスタージョー１０１ｂに、Ｔナット１０１ｃとともに着脱可能に取り付けられている。
【０００３】
図２に示すように、各マスタージョー１０１ｂは、径方向に延びるように設けられた断面Ｔ形状のキー溝１０２に嵌合した状態で、ボディ１００に組み付けられている。各マスタージョー１０１ｂはまた、ボディ１００に設けられているプランジャー１０３と連結されており、プランジャー１０３が軸方向にスライドすることで径方向にスライドするように構成されている。
【０００４】
具体的には、プランジャー１０３が後方にスライドすると、各マスタージョー１０１ｂが径方向内側にスライドする。それによってトップジョー１０１ａの径方向内側でワークが支持される。プランジャー１０３が前方にスライドすると、各マスタージョー１０１ｂが径方向外側にスライドする。それによって、ワークの支持が解除される。
【０００５】
図３に示すように、マスタージョー１０１ｂの両側には、一対のキー突起１０４，１０４が突出している。これらキー突起１０４，１０４に、前後の両方向に臨む摺動面１０５が形成されており（摺動面をドットで示す）、図２に示すように、これら摺動面１０５が、キー溝１０２と軸方向に面接触するように構成されている。マスタージョー１０１ｂのうち、各キー突起１０４の側部とキー溝１０２との間の部位、後方に臨む一対の摺動面１０５，１０５の間に僅かに突出した段差部１０４ａとキー溝１０２との間の部位、及び、段差部１０４ａの両側部とキー溝１０２との間の部位には、隙間Ｓが存在している（面で接触しない）。
【０００６】
また、マスタージョー１０１ｂの径方向内側に位置する端部の後側には、楔状の突起（ウェッジ部１０６）が突出しており、このウェッジ部１０６が、プランジャー１０３に設けられた楔状の溝に嵌合するように構成されている。ウェッジ部１０６には、強度を確保するために、径方向に大きく張り出したリブ部１０６ａが設けられている。
【０００７】
摺動面１０５は、高度な寸法精度と平滑度が要求されるため、研削加工が施されている。具体的には、後方に臨む一対の摺動面１０５，１０５の場合、図４に矢印Ａで示すように、高精度に位置決めされた研削装置２００の研削部位が、各摺動面１０５に押し付けられて、図３に矢印Ｂで示すように、摺動方向に沿ってスライド操作される。そうすることで、これら摺動面１０５は、所定の寸法精度及び平滑度が得られるように研削されている。
【０００８】
前方に臨む一対の摺動面１０５，１０５も、これと同様にして研削されている。これと同様のマスタージョーを有するチャックは、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第２５６０１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図１に示すように、トップジョー１０１ａの径方向内側でワークを支持した場合、その反力として、トップジョー１０１ａには矢印Ｍで示す方向に力が作用する。また、プランジャー１０３が後方に引かれることと楔作用により、ウェッジ部１０６は、矢印Ｎで示すように、径方向内側に力を受ける。これら力により、マスタージョー１０１ｂには、図１に矢印Ｃで示すような、強いモーメントが作用する。
【００１１】
マスタージョー１０１ｂは放射状に配置されているので、ワークを支持する際には、その配置に対応した複数カ所で、このような力のモーメントが作用する。
【００１２】
それに対し、前述したような従来のマスタージョー１０１ｂは、その両側に張り出す一対のキー突起１０４，１０４の摺動面１０５とキー溝１０２とによる、接触面積が比較的小さい嵌合部位を介してボディ１００に支持されている。従って、キー突起１０４に歪みや変形が生じ易く、トップジョー１０１ａが浮き上がるなど、支持精度に悪影響を与えるおそれがあるという問題がある。
【００１３】
更に、従来のマスタージョー１０１ｂの場合、摺動面１０５を研削する際、その摺動方向に沿って研削している。そのため、摺動面１０５，１０５の間に位置するウェッジ部１０６は、両側の摺動面１０５，１０５の間の距離よりも周方向の幅が狭くなるように形成されている。
【００１４】
ウェッジ部１０６の幅が狭いと、図５に白抜き矢印で示すように、プランジャー１０３からボディ１００に作用する力が、周方向の一方向に偏って集約されるため、ボディ１００に歪みや変形が生じ易い、という問題もある。
【００１５】
そこで、開示する技術の目的は、マスタージョーやボディに歪みや変形が生じ難く、ワークを安定して支持できるチャックを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
開示する技術は、互いの回転軸を一致させた状態でワークを支持する複数のジョーがボディの前面に配置されているチャックに関する。
【００１７】
前記チャックは、前記ボディの内部に中心を前記回転軸に一致させた状態で設けられて、軸方向にスライドするプランジャーと、前記ジョーを構成するとともに、前記プランジャーのスライドに連動して前記ボディの前面を径方向にスライドする複数のマスタージョーとを備える。
【００１８】
前記ボディは、その前面に等間隔で放射状に配置されるとともに、前方に向かって略逆Ｔ形状の横断面を有する複数のキー溝と、その中央部に前記複数のキー溝と連通するように設けられて、前記プランジャーが嵌め入れられる収容室とを有している。前記マスタージョーの各々は、前記キー溝の前側部分に嵌合し、前記ボディの前面に露出する幅狭部と、前記キー溝の後側部分に嵌合し、当該キー溝に沿って摺動する幅広部と、前記幅広部の径方向内側に位置する端部から後方に突出し、前記プランジャーと連結されるウェッジ部とを有している。
【００１９】
そして、前記幅広部における前記ウェッジ部の径方向外側の全域に、平坦な幅広摺動面が形成され、前記キー溝の各々に、当該幅広摺動面に面接触する幅広被摺動面が形成されている。
【００２０】
従って、このチャックでは、ウェッジ部の径方向外側の領域のうち、両サイドのみに摺動面が形成されている従来のチャックと異なり、ウェッジ部の径方向外側の全域が、平坦な幅広摺動面となっている。そして、キー溝の各々には、この幅広摺動面に面接触する幅広被摺動面が形成されている。
【００２１】
その結果、このチャックでは、面積の大きな幅広摺動面と幅広被摺動面との面接触により、マスタージョーに作用する強い力を受け止めることができる。その結果、マスタージョーに歪みや変形が生じ難くなり、ワークの支持精度が向上する。
【００２２】
好ましくは、前記幅広摺動面が、面接触した状態で径方向及び周方向の双方に摺動可能に形成されている。
【００２３】
好ましくは、前記ウェッジ部の幅が前記幅狭部よりも大きく形成されている。
【００２４】
好ましくは、前記プランジャーは、その外周部に、径方向外側に向かって略逆Ｔ形状の横断面を有するとともに、前方に向かって中心側に傾斜する複数のウェッジ収容溝を有し、前記ウェッジ部は、前記ウェッジ収容溝の径方向内側の部分に嵌合し、当該ウェッジ収容溝に沿って摺動する摺動スライド部と、前記ウェッジ収容溝の径方向外側の部分に嵌合する遊嵌スライド部と、を有し、前記遊嵌スライド部が、前記プランジャーの外に出ないように、前記ウェッジ収容溝の内側に収容されている。
【００２５】
好ましくは、各マスタージョーの前記摺動スライド部における幅方向の各端部が、周方向に略等間隔で位置するように配置されている。
【００２６】
好ましくは、各マスタージョーの前記摺動スライド部における幅方向の各端部が、周方向に中心角が略６０度となる間隔で位置するように配置されている。
【００２７】
また、これらチャックを製造するための製造方法では、前記幅広摺動面の摺動方向と直交する方向に仕上加工することにより、当該幅広摺動面を形成するステップを含むのが好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
開示する技術によれば、ボディやマスタージョーに歪みや変形が生じ難くできるので、ワークを精度高く安定して支持できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】チャックの断面構造を示す概略図である（従来例）。
【図２】図１における矢印Ｉ方向から見た概略図である（従来例）。
【図３】マスタージョーを示す概略斜視図である（従来例）。
【図４】図３における矢印ＩＩ方向から見た概略図である（従来例）。
【図５】ボディのキー溝の部分を前方から見た概略図である（従来例）。
【図６】実施形態のチャックを示す概略斜視図である。
【図７】図６における矢印ＩＩＩ−ＩＩＩで切断した概略側断面図である。マスタージョーは閉じ側にある状態を示している。
【図８】チャックの主な部材の分解斜視図である。
【図９】マスタージョーの後側を示す概略斜視図である。
【図１０】マスタージョーの前側を示す概略斜視図である。
【図１１】ボディのキー溝の部分を径方向外側から見た概略図である。
【図１２】図６における矢印ＩＩＩ−ＩＩＩで切断した概略側断面図である。マスタージョーは開き側にある状態を示している。
【図１３Ａ】マスタージョー及びプランジャーを前方から見た概略図である。
【図１３Ｂ】ボディのキー溝の部分を前方から見た概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。
【００３１】
＜チャックの構造＞
図６、図７に、本実施形態のチャック１を示す。チャック１は、厚みの大きな円盤状の外観を有し、旋盤等の工作機械２に、回転軸Ｊを中心に所定の方向に回転するように取り付けられる。チャック１は、加工の際に、互いの軸を回転軸Ｊに一致させた状態でワークを強固に支持する。
【００３２】
なお、説明では、チャック１の工作機械２への取り付け側を「後」とし、チャック１のワークの支持側を「前」とする。また、回転軸Ｊが延びる方向を「軸方向」とし、回転軸Ｊの周りの方向を「周方向」とし、回転軸Ｊに対して半径ないし直径の方向を「径方向」とする。また、「径方向の内側」は、径方向のうち、チャック１の中心側、つまりは回転軸Ｊが有る側を示し、「径方向の外側」は、チャック１の外周側を示す。
【００３３】
図８にも示すように、チャック１は、ボディ１０、マスタージョー２０、プランジャー４０などで構成されている。ボディ１０の前面には、ワークを支持する複数（２つ以上あればよいが、本実施形態では３つ）のトップジョー３０が周方向に等間隔で配置されている。
【００３４】
なお、ボディ１０やマスタージョー２０には、グリス（潤滑油の一例）をチャック１の内部に供給するための機構（潤滑油供給機構）が設けられているが、これについては別途後述する。
【００３５】
マスタージョー２０は、ボディ１０の前面を径方向にスライドするように設けられている。トップジョー３０は、Ｔナット３１と共に、マスタージョー２０にボルトで着脱可能に取り付けられていて、それによってジョーが構成されている。トップジョー３０はマスタージョー２０と一体に構成してもよい。
【００３６】
トップジョー３０は、用途に応じて様々な形状があるが、本実施形態では、直方体形状に形成されていて、その径方向内側の端面がワークの支持部位となっている。トップジョー３０の支持部位を径方向外側に配置することで、円筒体などのワークを、その内側から支持する場合もある。
【００３７】
ボディ１０は、厚みの大きな円盤状の外観を有する金属部材からなる。ボディ１０の後側は、複数の取付ボルトによって図示しない工作機械のスピンドルに固定される。ボディ１０の後側に臨む中央部位には、円筒状の収容室１１が開口した状態で形成されている。ボディ１０の前面の中央部位には、円形の開口１２が収容室１１に連通するように形成されている。ボディ１０の前面は、回転軸Ｊに直交する平坦面となっている。
【００３８】
ボディ１０の前面には、周方向に等間隔で配置された３つのキー溝１３が形成されている。各キー溝１３は、収容室１１の周囲から径方向外側に向かって放射状に延びていて、ボディ１０の外周面と収容室１１との間を貫通している。各キー溝１３は、前方に向かって略逆Ｔ形状の横断面を有している。
【００３９】
具体的には、各キー溝１３は、ボディ１０の前面に開口する相対的に幅（周方向の大きさに相当、以下同様）の狭い前側部分（前側摺動部１３ａ）と、前側部分の後方に連なる相対的に幅の広い後側部分（後側摺動部１３ｂ）とで構成されている。
【００４０】
プランジャー４０は、その中心を回転軸Ｊに一致させた状態で、軸方向にスライドするように収容室１１に嵌め入れられている。図８に示すように、プランジャー４０は、収容室１１の内周面に外周面が面接触して摺動する略円筒状の金属塊からなり、その外周部に、各キー溝１３の配置に合わせて配置された３つのウェッジ収容溝４１を有している。
【００４１】
各ウェッジ収容溝４１は、径方向外側に向かって略逆Ｔ形状の横断面を有している。具体的には、各ウェッジ収容溝４１は、プランジャー４０の外周面に開口する、相対的に幅の狭い、径方向外側の部分（遊嵌被スライド部４１ａ）と、外側部分の内方に連なる相対的に幅の広い、径方向内側の部分（摺動被スライド部４１ｂ）とで構成されている。
【００４２】
摺動被スライド部４１ｂの幅方向における両端部の各々には、径方向に対向する一対の摺動被スライド面４２，４２が形成されている。これら摺動被スライド面４２は、高度な寸法精度及び平滑度を有するように研削が施されている。
【００４３】
また、各ウェッジ収容溝４１は、前方に向かって中心側に傾斜するように形成されている。具体的には、各ウェッジ収容溝４１は、後方から前方に向かうに従って径方向を中心側に近づくように、所定の角度で傾斜している。
【００４４】
プランジャー４０の後部には、円筒状の連結体４３が固定されている。プランジャー４０は、この連結体４３を介して図示しないシリンダに接続される。そうすることにより、プランジャー４０は、工作機械２によって軸方向にスライドするように制御される。
【００４５】
（マスタージョー２０）
図８に示すように、各マスタージョー２０は、各キー溝１３及び各ウェッジ収容溝４１に嵌合した状態で、ボディ１０に組み込まれている。図９及び図１０に、マスタージョー２０の詳細な構造を示す。マスタージョー２０は、硬質な金属部材からなる。
【００４６】
マスタージョー２０は、幅狭部２１、幅広部２２、ウェッジ部２３などで構成されている。幅狭部２１は、キー溝１３の前側摺動部１３ａ（前側部分）に嵌合してボディ１０の前面に露出する部分を構成している。幅広部２２は、幅狭部２１の後側に連続する部分であり、キー溝１３の後側摺動部１３ｂ（後側部分）に嵌合する部分を構成している。ウェッジ部２３は、幅広部２２の径方向内側に位置する端部から後方に突出する部分であり、収容室１１に配置され、プランジャー４０と連結される部分を構成している。
【００４７】
幅狭部２１は、径方向に延びる角柱形状を有しており、ボディ１０から露出する部位には、前方に向かって略逆Ｔ形状の横断面を有し、径方向に延びるナット溝２１ａと、その両側に拡がるセレーション加工が施された一対の接合部２１ｂ，２１ｂとが設けられている。
【００４８】
ナット溝２１ａには、Ｔナット３１がスライド可能な状態で嵌合される。セレーション加工が施されたトップジョー３０の被接合部（図示せず）が各接合部２１ｂに接合された状態で、トップジョー３０は、Ｔナット３１に締結される。そうすることにより、トップジョー３０は、位置決めされた状態でマスタージョー２０と一体化される。
【００４９】
幅広部２２は、幅狭部２１よりも大きい幅を有し、幅狭部２１の両側に突出する部分（キー突起に相当）を有している。これら幅広部２２の前側部分における幅狭部２１の両側には、幅狭部２１に沿って延びる平坦な摺動面（幅狭摺動面２２ａ）が形成されている。これら幅狭摺動面２２ａ，２２ａは、いずれも高度な寸法精度及び平滑度を有するように研削が施されている。
【００５０】
そして、このマスタージョー２０では、幅広部２２におけるウェッジ部２３の径方向外側の全域に、平坦な摺動面（幅広摺動面２２ｂ）が形成されている。幅広摺動面２２ｂも、高度な寸法精度及び平滑度を有するように仕上加工、具体的には研削が施されている。幅広摺動面２２ｂは、従来と異なり、幅方向（摺動方向と直交する方向）にスライドすることによって研削されている。
【００５１】
具体的には、図９に示すように、研削装置２００の研削部位が幅広摺動面２２ｂに押し付けられて、白抜き矢印Ｄで示すように幅方向に沿ってスライド操作される。そうすることで、幅広摺動面２２ｂは、所定の寸法精度及び平滑度が得られるように研削されている。それにより、幅広摺動面２２ｂは、面接触した状態で径方向及び周方向の双方に摺動可能な、段差の無い平滑面となっている。
【００５２】
ウェッジ部２３の幅は、幅狭部２１よりも大きく形成されている。このマスタージョー２０の場合、ウェッジ部２３は、幅広部２２と同じ幅を有し、ウェッジ部２３の側端面と幅広部２２の側端面とが連続する同一平面となっている。
【００５３】
ウェッジ部２３は、摺動被スライド部４１ｂ（径方向内側の部分）に嵌合する摺動スライド部２３ａと、遊嵌被スライド部４１ａ（径方向外側の部分）に嵌合する遊嵌スライド部２３ｂとを有している。遊嵌スライド部２３ｂの幅は遊嵌被スライド部４１ａの幅よりも小さく形成され、摺動スライド部２３ａの幅は摺動被スライド部４１ｂの幅よりも小さく形成されている。
【００５４】
摺動スライド部２３ａの幅方向における両端部の各々には、径方向の内側及び外側の各々に面する研削された摺動スライド面２４が形成されている。それにより、これら摺動スライド面２４，２４が摺動被スライド面４２に面接触し、ウェッジ収容溝４１に沿って摺動するように構成されている。
【００５５】
ウェッジ部２３の幅が大きくなったことにより、ウェッジ部２３の径方向における厚みは小さくしても十分な強度を確保できる。それにより、遊嵌スライド部２３ｂは、幅広摺動面２２ｂの縁から拡がって幅広摺動面２２ｂと略直交する幅広端面２５を有し、この幅広端面２５が遊嵌被スライド部４１ａの内側に位置するように構成されている。そうすることで、図７に示すように、ウェッジ部２３は、ウェッジ収容溝４１に嵌め入れられた状態では、プランジャー４０の外に出ないように、ウェッジ収容溝４１の内側に収容されている。
【００５６】
（キー溝１３）
図１１に示すように、前側摺動部１３ａの幅は幅狭部２１の幅と略同一の大きさに形成されている。一方、後側摺動部１３ｂの幅は幅広部２２よりも僅かに大きく形成されている。それにより、幅狭部２１の各側面は、前側摺動部１３ａの内面（周方向に臨む面）に面接触して摺動する。一方、幅広部２２の各側面と、後側摺動部１３ｂの周方向に臨む面との間には、隙間Ｓが存在している。
【００５７】
そして、幅広部２２の厚みは、後側摺動部１３ｂにおける軸方向の大きさと略同一に形成されている。そして、キー溝１３の底面に当たる後側摺動部１３ｂの前方に臨む面（幅広被摺動面１４）、及び、前側摺動部１３ａの両側に張り出した後側摺動部１３ｂの後方に臨む面（幅狭被摺動面１５）は、いずれも研削が施された平滑面となっている。それにより、マスタージョー２０がキー溝１３に嵌め入れられることにより、各幅狭被摺動面１５は各幅狭摺動面２２ａと面接触し、幅広被摺動面１４は幅広摺動面２２ｂと面接触している。
【００５８】
プランジャー４０が軸方向にスライドすることに連動して、各マスタージョー２０は、径方向にスライドして変位する。すなわち、図７に示すように、各マスタージョー２０が、径方向内側にスライドした位置から、プランジャー４０を前方にスライドさせると、図１２に白抜き矢印Ｅで示すように、各マスタージョー２０は、径方向外側にスライドする。逆に、プランジャー４０を後方にスライドさせると、各マスタージョー２０は、径方向内側にスライドする。
【００５９】
例えば、径方向内側でワークを支持する場合には、図１２に示すような状態からプランジャー４０を後方にスライドさせ、各マスタージョー２０を径方向内側にスライドさせる。そうすることで、トップジョー３０の径方向内側の端面でワークが支持される。
【００６０】
このとき、図１の従来例に示したのと同様に、トップジョー３０の径方向内側の端面には、径方向外側に向く強い力を受ける。更に、マスタージョー２０の後側は、ウェッジ収容溝４１の摺動被スライド部４１ｂにおける各摺動被スライド面４２と、ウェッジ部２３の摺動スライド部２３ａにおける各摺動スライド面２４との接触部位を介して、プランジャー４０から径方向内側に向く強い力を受ける。それにより、マスタージョー２０には、径方向外側が後方に向かい、かつ径方向内側が前方に向かうように回動する強いモーメント（捩り力）が作用する。
【００６１】
従来であれば、図３や図４に示したように、摺動面を形成する際、摺動方向に研削していたため、ウェッジ部１０６の径方向外側には、研削されていない段差のある無研削部位が存在している。その無研削部位の両側にのみ摺動面が形成されていて、これら摺動面と、前方に臨む摺動面とを介して捩る力を受け止めていた。
【００６２】
これら接触面積の小さい領域を介して強い捩り作用を受け止めていたため、マスタージョー１０１ｂに歪みや変形が生じ易く、トップジョー３０が浮き上がるなど、支持精度に悪影響を与えるおそれがあった。
【００６３】
それに対し、このチャック１では、マスタージョー２０の後方に臨む摺動面を形成する際、摺動方向と直交する方向に研削することで、マスタージョー２０の幅広部２２に、幅方向に大きく拡がる幅広摺動面２２ｂが形成されている。そして、この幅広摺動面２２ｂの全域が、図１１に示すように、ボディ１０に形成されたキー溝１３の幅広被摺動面１４と面接触するように形成されている。
【００６４】
なお、ここでいう面接触は、幅広摺動面２２ｂの全域が完全に面で接触しているのが好ましいが、グリス供給経路用の溝（穴）や、研削加工を容易にするための逃げ溝（穴）等に伴う非接触の存在は含み得る。また、ワークを支持した時には、モーメントの作用で、キー溝１３に対してマスタージョー２０が傾き、幅広被摺動面１４の径方向の外側の部分が強く幅広被摺動面１４に面接触するため、径方向内側の部分が幅広被摺動面１４に非接触になり得る。その場合でも、マスタージョー２０は、キー溝１３に対し、従来よりも大きな面積で接触する。
【００６５】
従って、このチャック１では、面積の大きな幅広摺動面２２ｂと幅広被摺動面１４との面接触により、マスタージョー２０に作用する強い捩り力の一方を受け止めることができる。その結果、マスタージョー２０に歪みや変形が生じ難くなるとともに、トップジョー３０の浮き上がりが小さくなり、ワークの支持精度が向上して、ワークを安定して支持できるようになっている。
【００６６】
更に、幅広摺動面２２ｂを形成する際、摺動方向と直交する方向に研削したことで、従来、両側の摺動面の間の距離よりも狭くしなければならないという、ウェッジ部２３の幅の制約が無くなり、ウェッジ部２３は、幅狭部２１よりも大きな幅に形成されている。それにより、ウェッジ部２３の強度が高まり、ウェッジ部２３の強度を確保するために、径方向に大きく張り出すリブ部１０６ａを設ける必要がなくなって、ウェッジ部２３はプランジャー４０に収容されている。
【００６７】
その結果、ボディ１０にリブ部１０６ａとの接触を回避する凹部（図１、図５の符号１０７参照）を形成する必要が無くなり、ボディ１０の剛性も向上している。
【００６８】
また、従来であれば、図５に示したように、ウェッジ部１０６の幅が狭いので、ウェッジ部１０６も歪みや変形が生じ易くなっている。それに対し、このチャック１では、ウェッジ部２３の幅が広いので、ウェッジ部２３も歪みや変形が生じ難くなっている。
【００６９】
更に、従来のように、ウェッジ部の幅が狭いと、図５に白抜き矢印で示したように、プランジャー１０３からボディ１００に作用する力が、ボディ１００の周方向の３箇所に偏って集約される。そのため、ボディ１００に大きな歪みが生じ易い。
【００７０】
それに対し、このチャック１では、各マスタージョー２０の摺動スライド部２３ａにおける幅方向の各端部が、周方向に拡がって分散するように配置されている。具体的には、図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、各マスタージョー２０の摺動スライド部２３ａにおける幅方向の各端部（詳細には、各端部における径方向の内側又は外側の隅部）の６箇所が、周方向に略等間隔で位置、すなわち、中心角θが略６０度となる間隔で位置するように配置されている。
【００７１】
また、図１３Ｂに白抜き矢印で示すように、プランジャー４０からボディ１０に力が作用する。プランジャー４０の外周面は、収容室１１の内周面に面接触しているため、その力は、白抜き矢印で示すように、ボディ１０を押し広げるように作用する。
【００７２】
その力の作用する方向が、周方向の略等間隔に位置する６箇所に分散されているので、ボディ１０の歪みや変形を抑制することができる。
【００７３】
例えば、簡易モデルを用いた演算によれば、作用する力の大きさが同じ場合、周方向の等間隔に位置する３箇所に集約してボディに力が作用する場合に比べて、周方向の等間隔に位置する６箇所に分散してボディに力が作用する場合の方が、ボディの歪みを１０分の１程度に抑制できることが確認されている。
【００７４】
このように、実施形態で開示したチャック１によれば、ボディ１０やマスタージョー２０に歪みや変形が生じ難くできるので、ワークを精度高く安定して支持できるようになる。
【００７５】
（潤滑油供給機構）
摺動部位は、マスタージョー２０の円滑な作動や、摩耗抑制等のために、常に十分な潤滑油を介在させておく必要がある。それに対し、摺動部位の面積を大きくすると、摺動部位にグリスが行き渡り難くなる。そのため、作動不良や耐久性の低下など、不具合が生じるおそれがある。
【００７６】
そこで、このチャック１では、幅広摺動面２２ｂ及び幅広被摺動面１４からなる摺動部位を含め、簡単な構造で、摺動部位の全域にグリスを行き渡らせることができるように工夫が施されている。
【００７７】
図７、図９等に示すように、このチャック１では、チャック１の外側に露出する、各マスタージョー２０の径方向外側に臨む端面に、グリスニップル５０（給油口の一例）が設けられている。グリスニップル５０には、図示を含め、詳細は省略するが、グリスガン等を用いてグリスが注入できるとともに、注入したグリスの逆流を防止する逆流防止機構が設けられている。
【００７８】
グリスニップル５０は、ボディ１０やマスタージョー２０に設けられた潤滑油供給経路を介して収容室１１に連通している。潤滑油供給経路は、各マスタージョー２０に対応して設けられているが、いずれも構造は同じであるため、その１つについて具体的に説明する。
【００７９】
潤滑油供給経路は、導入孔５１、面状凹部５２、中継凹部５３、縦孔５４、線状凹部５５などで構成されている。なお、潤滑油供給機構は、グリスニップル５０や潤滑油供給経路によって構成されている。
【００８０】
導入孔５１は、図７、図９に示すように、マスタージョー２０に形成されている。導入孔５１は、マスタージョー２０の略中央部までグリスニップル５０から径方向内側に延びる上流部５１ａと、幅広摺動面２２ｂの略中央部に開口を有し、その開口から軸方向に延びて上流部５１ａに接続された下流部５１ｂとで構成されている。
【００８１】
面状凹部５２は、図７、図８、図１１、図１３Ｂに示すように、ボディ１０の、幅広被摺動面１４の中央部に形成されている。面状凹部５２は、上面視が略矩形の底の浅い凹みからなり、幅広被摺動面１４の表面に沿って薄く拡がるように形成されている。
【００８２】
図１１に示すように、導入孔５１は、マスタージョー２０がスライドする範囲において、面状凹部５２と常に連通するように構成されている。面状凹部５２は、幅広摺動面２２ｂによってその上側の開口部分が封止され、潤滑油供給経路の中間部位を構成している。
【００８３】
面状凹部５２は、図１３Ａ、図１３Ｂに示すように、軸方向から見たとき、幅狭部２１（前側摺動部１３ａ）と重なる領域に形成されている。すなわち、軸方向から見たとき、マスタージョー２０の両側にある幅狭摺動面２２ａと重なる領域を避けて形成されている。このような領域に面状凹部５２を形成することで、キー溝１３の前側摺動部１３ａに一般的なエンドミルを挿入して切削することにより、面状凹部５２を容易に形成できる。
【００８４】
中継凹部５３は、図９や図１０に示すように、マスタージョー２０の、幅広摺動面２２ｂに形成されている。中継凹部５３は、円形の凹みからなり、互いに離れた位置に複数形成されている。各中継凹部５３は、図１３Ａに示すように、軸方向から見たとき、幅狭部２１（前側摺動部１３ａ）と幅広部２２（後側摺動部１３ｂ）との境界部分を跨いでこれらと重なる領域に形成されている。
【００８５】
図１１に示すように、各中継凹部５３は、その一部が面状凹部５２と常に連通するように構成されている。
【００８６】
縦孔５４は、図９、図１０、図１１に示すように、マスタージョー２０に２つ形成されている。各縦孔５４は、各幅狭摺動面２２ａの径方向外側の端部に偏った位置に開口する導入口５４ａから幅広摺動面２２ｂに略直交した状態で貫通するように形成されている。各縦孔５４は、中継凹部５３と連通するように構成されている。
【００８７】
このように、縦孔５４及び中継凹部５３を構成することで、高負荷領域での面接触する面積が減るのを回避することが可能になり、安定したマスタージョー２０の支持が実現できる。
【００８８】
線状凹部５５は、図１０や図１３Ａに示すように、マスタージョー２０に２つ形成されている。各線状凹部５５は、線状の溝であり、各幅狭摺動面２２ａの幅方向の中間部に、摺動方向に延びるように形成されている。線状凹部５５の径方向外側の端部は、幅狭摺動面２２ａの面上に位置しており（幅狭摺動面２２ａを貫通していない）、導入口５４ａと連通している。
【００８９】
一方、線状凹部５５の径方向内側の端部は、幅狭摺動面２２ａを貫通し、収容室１１に連通する導出口５５ａが形成されている。図１１に示すように、線状凹部５５は、幅狭被摺動面１５によってその上側の開口部分が封止され、潤滑油供給経路の下流部位を構成している。
【００９０】
グリスニップル５０からグリスが注入されると、そのグリスは、導入孔５１を通って面状凹部５２に導入される。面状凹部５２に導入されたグリスは、面状凹部５２を拡がって面状凹部５２に充満する。面状凹部５２にグリスが充満すると、更に注入されるグリスは、各中継凹部５３に導入され、中継凹部５３がグリスで満たされると、各縦孔５４に流入する。
【００９１】
各縦孔５４に流入したグリスは、導入口５４ａから各線状凹部５５に導入される。更にグリスが注入されることで、各線状凹部５５もグリスが充満し、導出口５５ａを通じて収容室１１に入り込む。潤滑油供給経路の出口は導出口５５ａのみとなっているので、十分量のグリスを注入することで、導入孔５１、面状凹部５２、中継凹部５３、縦孔５４、及び線状凹部５５の全域にグリスを満たすことができ、収容室１１にもグリスを供給することができる。
【００９２】
幅広摺動面２２ｂ及び幅広被摺動面１４からなる摺動部位には、面状凹部５２や中継凹部５３が形成されているので、面積が大きくても、グリスを広範囲に行き渡らせることができる。幅狭摺動面２２ａ及び幅狭被摺動面１５からなる摺動部位にも、線状凹部５５が形成されているので、細長い摺動部位であってもグリスを広範囲に行き渡らせることができる。
【００９３】
更に、各導出口５５ａは、図９、図１０に示すように、ウェッジ部２３の、摺動スライド面２４が形成されている摺動スライド部２３ａの端部に位置しているので、摺動スライド面２４及び摺動被スライド面４２からなる摺動部位にもグリスを行き渡らせることができる。
【００９４】
マスタージョー２０が径方向にスライドすることによって、グリスは更に拡がる。また、チャック１が回転することで、その遠心力により、収容室１１に流入したグリスは、ウェッジ部２３の表面を伝って径方向外側にも回り込む。
【００９５】
それにより、マスタージョー２０の摺動部位の全域にグリスを安定して行き渡らせることができる。
【００９６】
なお、本発明にかかるチャックは、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。
【００９７】
例えば、ジョーの個数は３つに限らない。２つや４つ以上であってもよい。面状凹部５２は幅広摺動面２２ｂに形成してもよい。線状凹部５５も幅狭被摺動面１５に形成してもよい。中継凹部５３も幅広被摺動面１４に形成してもよい。また、これら面状凹部５２、線状凹部５５、及び中継凹部５３は、幅広摺動面２２ｂ及び幅広被摺動面１４の双方や幅狭摺動面２２ａ及び幅狭被摺動面１５の双方に形成してもよい。
【００９８】
仕上加工の方法は、研削としたが、これに限らない。例えば、研磨や切削などであってもよい。高精度な加工ができる仕上加工が好ましい。
【００９９】
また、中継凹部５３の形状は、円形の凹みに限らない。例えば、周方向や径方向、又は交差（Ｘ状）して延びる一対の線状の凹み（細長い溝）であってもよいし、周方向及び径方向に延びる線状の凹みが互いに連なった矩形枠状の凹みであってもよい。実施形態では、チャックがワークの外側を把握する場合を示したが、チャックがワークの内側を把握する場合もあり得る。
【符号の説明】
【０１００】
１  チャック
１０  ボディ
１１  収容室
１３  キー溝
１４  幅広被摺動面
２０  マスタージョー
２１  幅狭部
２２  幅広部
２２ｂ  幅広摺動面
２３  ウェッジ部
４０  プランジャー
Ｓ  隙間
Ｊ  回転軸
【図１】
2019098467.tif 000003
【図２】
2019098467.tif 000004
【図３】
2019098467.tif 000005
【図４】
2019098467.tif 000006
【図５】
2019098467.tif 000007
【図６】
2019098467.tif 000008
【図７】
2019098467.tif 000009
【図８】
2019098467.tif 000010
【図９】
2019098467.tif 000011
【図１０】
2019098467.tif 000012
【図１１】
2019098467.tif 000013
【図１２】
2019098467.tif 000014
【図１３Ａ】
2019098467.tif 000015
【図１３Ｂ】
2019098467.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成30年4月25日(2018.4.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いの回転軸を一致させた状態でワークを支持する複数のジョーがボディの前面に配置されているチャックであって、
前記ボディの内部に中心を前記回転軸に一致させた状態で設けられて、軸方向にスライドするプランジャーと、
前記ジョーを構成するとともに、前記プランジャーのスライドに連動して前記ボディの前面を径方向にスライドする複数のマスタージョーと、
を備え、
前記ボディは、
その前面に等間隔で放射状に配置されるとともに、前方に向かって略逆Ｔ形状の横断面を有する複数のキー溝と、
その中央部に前記複数のキー溝と連通するように設けられて、前記プランジャーが嵌め入れられる収容室と、
を有し、
前記マスタージョーの各々は、
前記キー溝の前側部分に嵌合し、前記ボディの前面に露出する幅狭部と、
前記キー溝の後側部分に嵌合し、当該キー溝に沿って摺動する幅広部と、
前記幅広部の径方向内側に位置する端部から後方に突出し、前記プランジャーと連結されるウェッジ部と、
を有し、
前記幅広部における前記ウェッジ部の径方向外側の全域に、面接触した状態で径方向及び周方向の双方に摺動可能に形成された、平坦な幅広摺動面が形成され、前記キー溝の各々に、当該幅広摺動面に面接触する幅広被摺動面が形成されているチャック。
【請求項２】
請求項１に記載のチャックにおいて、
前記ウェッジ部の幅が前記幅狭部よりも大きく形成されているチャック。
【請求項３】
請求項２に記載のチャックにおいて、
前記プランジャーは、その外周部に、径方向外側に向かって略逆Ｔ形状の横断面を有するとともに、前方に向かって中心側に傾斜する複数のウェッジ収容溝を有し、
前記ウェッジ部は、
前記ウェッジ収容溝の径方向内側の部分に嵌合し、当該ウェッジ収容溝に沿って摺動する摺動スライド部と、
前記ウェッジ収容溝の径方向外側の部分に嵌合する遊嵌スライド部と、
を有し、
前記遊嵌スライド部が、前記プランジャーの外に出ないように、前記ウェッジ収容溝の内側に収容されているチャック。
【請求項４】
請求項３に記載のチャックにおいて、
各マスタージョーの前記摺動スライド部における幅方向の各端部が、周方向に略等間隔で位置するように配置されているチャック。
【請求項５】
請求項３に記載のチャックにおいて、
各マスタージョーの前記摺動スライド部における幅方向の各端部が、周方向に中心角が略６０度となる間隔で位置するように配置されているチャック。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載のチャックを製造するための製造方法であって、
前記幅広摺動面の摺動方向と直交する方向に仕上加工することにより、当該幅広摺動面を形成するステップを含む製造方法。
【手続補正書】
【提出日】平成30年6月28日(2018.6.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いの回転軸を一致させた状態でワークを支持する複数のジョーがボディの前面に配置されているチャックの製造方法であって、
前記チャックは、
前記ボディの内部に中心を前記回転軸に一致させた状態で設けられて、軸方向にスライドするプランジャーと、
前記ジョーを構成するとともに、前記プランジャーのスライドに連動して前記ボディの前面を径方向にスライドする複数のマスタージョーと、
を備え、
前記ボディは、
その前面に等間隔で放射状に配置されるとともに、前方に向かって略逆Ｔ形状の横断面を有する複数のキー溝と、
その中央部に前記複数のキー溝と連通するように設けられて、前記プランジャーが嵌め入れられる収容室と、
を有し、
前記マスタージョーの各々は、
前記キー溝の前側部分に嵌合し、前記ボディの前面に露出する幅狭部と、
前記キー溝の後側部分に嵌合し、当該キー溝に沿って摺動する幅広部と、
前記幅広部の径方向内側に位置する端部から後方に突出し、前記プランジャーと連結されるウェッジ部と、
を有し、
前記幅広部における前記ウェッジ部の径方向外側の全域に、平坦な幅広摺動面が形成され、前記キー溝の各々に、当該幅広摺動面に面接触する幅広被摺動面が形成されていて、
前記幅広摺動面を、その摺動方向と直交する方向に仕上加工するステップを含み、
前記ステップにより、前記幅広被摺動面と面接触した時に径方向及び周方向の双方に摺動可能となる高度な平滑度が得られるように、前記幅広摺動面を平滑面に加工することを特徴とする、チャックの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のチャックの製造方法において、
前記ウェッジ部の幅が前記幅狭部よりも大きく形成されている、チャックの製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載のチャックの製造方法において、
前記プランジャーは、その外周部に、径方向外側に向かって略逆Ｔ形状の横断面を有するとともに、前方に向かって中心側に傾斜する複数のウェッジ収容溝を有し、
前記ウェッジ部は、
前記ウェッジ収容溝の径方向内側の部分に嵌合し、当該ウェッジ収容溝に沿って摺動する摺動スライド部と、
前記ウェッジ収容溝の径方向外側の部分に嵌合する遊嵌スライド部と、
を有し、
前記遊嵌スライド部が、前記プランジャーの外に出ないように、前記ウェッジ収容溝の内側に収容されている、チャックの製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載のチャックの製造方法において、
各マスタージョーの前記摺動スライド部における幅方向の各端部が、周方向に略等間隔で位置するように配置されている、チャックの製造方法。
【請求項５】
請求項３に記載のチャックの製造方法において、
各マスタージョーの前記摺動スライド部における幅方向の各端部が、周方向に中心角が略６０度となる間隔で位置するように配置されている、チャックの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の製造方法によって製造されたチャック。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
開示する技術は、互いの回転軸を一致させた状態でワークを支持する複数のジョーがボディの前面に配置されているチャック及びその製造方法に関する。