(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを把持する把持部を有する旋盤用のチャック爪に設けられる偏心機構であって、
ワークを支持する支持面と、この支持面に対して傾斜した第１の摺動面と、を有する第１コマと、
この第１コマと前記把持部との間に介挿され、前記第１の摺動面と摺接する第２の摺動面と、前記把持部に摺接する摺接面と、を有する第２コマと、
前記把持部に設置され、前記第２コマを移動させる移動手段と、からなるチャック爪の偏心機構において、
前記第２コマは、旋盤の回転軸に平行に前記把持部に設けられた溝に嵌合して、前記移動手段により旋盤の回転軸に平行な方向に移動し、前記第１コマは、前記第１の摺動面が前記第２の摺動面に沿ってスライドすることにより旋盤の回転軸に垂直な方向に進退し、
ワークを把持した際に前記第１コマがワークから受ける把持反力は、前記第２の摺動面のみに加わった後、前記摺接面を介して前記チャック爪に加わるように構成され、
前記移動手段は、前記チャック爪にボルトの軸方向が旋盤の回転軸と平行となるように螺合して固定され、前記第２コマと係合するスライドボルトを有し、
前記スライドボルトを進退することにより、前記第２コマを溝に沿って進退させ、
前記第２コマと前記スライドボルトとの係合は、前記第２コマに形成された板状部材に所定幅に渡って切り欠かれた遊嵌部に、前記スライドボルトの縮径部を遊嵌した構成からなり、
かつ、前記摺接面に対する前記第１の摺動面および第２の摺動面の傾斜角は、前記第２コマの移動量に対して前記第１コマの進退量が小さくなるように形成され、その角度値が２０°以上、４５°未満の範囲内に設定されていることを特徴とするチャック爪の偏心機構。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
【０００１】
本発明は、旋盤を用いて偏心加工を行う際に、旋盤のチャック爪に設置されるチャック爪の偏心機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
棒状、円筒状のワークの外形加工を行う場合には、通常旋盤が用いられる。ワークは、チャックにより、旋盤の回転軸上に固定される。チャックには中心から放射状に切られた複数の溝があり、これらの溝に沿ってチャック爪が進退して、ワークを保持する。通常これらのチャック爪は連動して進退するので、ワークは旋盤の回転軸上に保持される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、棒状や円筒状のワークに対して図８に示したような偏心加工を行う場合がしばしば存在する。図８においては、ワーク１００は、円柱状の拡径部１０２とこの拡径部１０２の両側に接続する円柱部１０１とからなる（図８（ａ））。円柱部１０１は拡径部１０２に対して偏心しており、拡径部１０２の中心１０４と円柱部１０１の中心１０３との間には所定の間隔が設けられている（図８（ｂ））。
【０００４】
このように、ワークに対して偏心加工を行う場合、従来は複数のチャック爪をそれぞれ異なった方向に調整しなければならなかった。そのため、作業が煩雑となり、調整に時間がかかる上に、チャック爪の締結力の僅かな違いでワークの位置が不安定となり、所望の偏心位置にワークを固定することは非常に難しかった。
【０００５】
また、特開平８−１５５７０７号公報には、チャック爪をチャック本体のスライダに固定するための部位を有するチャック爪本体と、ワーク把持面を有する先端爪とに分割し、この先端爪を前記チャック爪本体にスプリングで付勢して前記チャック本体の軸線方向に摺動可能となるように保持したスライド爪が開示されている。しかし、特開平８−１５５７０７号公報に記載のスライド爪は、ワークの芯出しを行うためのものであり、ワークを偏心させるものではなかった。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みなされたものであり、チャック爪に設置される偏心機構であって、簡単な構造と簡単な作業により所望の偏心量にワークを確実に固定できるチャック爪の偏心機構を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するために次のように構成した。
請求項１に記載の発明は、ワークを把持する把持部を有する旋盤用のチャック爪に設けられる偏心機構であって、ワークを支持する支持面と、この支持面に対して傾斜した第１の摺動面と、を有する第１コマと、この第１コマと前記把持部との間に介挿され、前記第１の摺動面と摺接する第２の摺動面と、前記把持部に摺接する摺接面と、を有する第２コマと、前記把持部に設置され、前記第２コマを移動させる移動手段と、からなるチャック爪の偏心機構において、前記第２コマは、旋盤の回転軸に平行に前記把持部に設けられた溝に嵌合して、前記移動手段により旋盤の回転軸に平行な方向に移動し、前記第１コマは、前記第１の摺動面が前記第２の摺動面に沿ってスライドすることにより旋盤の回転軸に垂直な方向に進退し、ワークを把持した際に前記第１コマがワークから受ける把持反力は、前記第２の摺動面のみに加わった後、前記摺接面を介して前記チャック爪に加わるように構成され、前記移動手段は、前記チャック爪にボルトの軸方向が旋盤の回転軸と平行となるように螺合して固定され、前記第２コマと係合するスライドボルトを有し、前記スライドボルトを進退することにより、前記第２コマを溝に沿って進退させ、前記第２コマと前記スライドボルトとの係合は、前記第２コマに形成された板状部材に所定幅に渡って切り欠かれた遊嵌部に、前記スライドボルトの縮径部を遊嵌した構成からなり、かつ、前記摺接面に対する前記第１の摺動面および第２の摺動面の傾斜角は、前記第２コマの移動量に対して前記第１コマの進退量が小さくなるように形成され、その角度値が２０°以上、４５°未満の範囲内に設定されていることを特徴とするチャック爪の偏心機構である。
【０００８】
請求項１の発明によれば、ワークを支持する第１コマとチャック爪の把持部との間に第２コマが介挿されており、さらに、第２コマと第１コマとは、ワークを支持する支持面に対して傾斜した第２及び第１の摺動面で摺接しているので、第２コマを旋盤の回転軸方向に移動すると、その移動は第１の摺動面と第２の摺動面との間の摺動を引き起こし、その結果、チャック爪の把持部と第１コマの支持面との距離が変化する。換言すれば、第１コマの支持面が旋盤の回転軸に垂直な方向に沿って進退する。つまり、ワークを偏心させることが可能となる。
【００１０】
また、チャック爪の把持部に、旋盤の回転軸に平行な溝が切られており、第２コマはこの溝と嵌合して、溝に沿ってスライド移動可能に設けられている。この構成により、第２コマは、溝に案内され、左右にブレることなく、旋盤の回転軸方向に沿って移動可能となる。
【００１１】
さらに、チャック爪には第２コマと係合し、第２コマを進退させるスライドボルトが固定されている。このような構成において、スライドボルトを旋盤の回転軸方向に進退すると、それに伴い、第２コマも前記溝中を旋盤の回転軸方向に沿って進退する。これにより第１コマの支持面と把持部との距離が変化してワークを偏心させることが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明するが、本発明はこの実施の形態の記述のみに限定されるものではなく、本発明の技術的思想を具現化する種々の変更が可能である。
【００１３】
図１は、本発明のチャック爪の偏心機構を有する旋盤用チャックの斜視図であり、図２は、本発明のチャック爪の偏心機構の斜視図であり、図３は、本発明のチャック爪の偏心機構の断面図及び正面図であり、図４は第１コマ及び第２コマの斜視図であり、図５は、本発明のチャック爪の偏心機構の一部拡大図であり、図６は、本発明のチャック爪の偏心機構によりワークを偏心させる状態を示す模式図であり、図７は本発明のチャック爪の偏心機構の他の実施形態を示す模式図である。
【００１４】
図１において、チャック２０は旋盤の回転軸に取り付けられており、棒状又は円筒状のワークを旋盤の回転軸上に把持するために金属製ブロックからなる複数のチャック爪２１，２１，２１ａが配置されている。これらのチャック爪２１，２１，２１ａは、不図示の移動手段により、チャックの半径方向に沿って連動し、把持部２２でワークの側面を押圧支持することにより旋盤の回転軸上にワークを保持する。
【００１５】
尚、図１においては、チャック爪２１，２１，２１ａがチャック２０に対して３個配置されている三つ爪チャックを用いているが、チャック爪の個数はこれに限らず、チャック爪の内の１つに本発明のチャック爪の偏心機構が設けられていれば、二つ爪、四つ爪等のチャック２０を適宜使用することが可能である。
本発明のチャック爪の偏心機構２３は、チャック爪２１ａの把持部２２を加工して設けられている。本図においては、偏心機構２３の構成要素として、ワークを支持する支持面１３を有する第１コマ７、第１コマ７とチャック爪２１ａとの間に嵌装される第２コマ８、第２コマ８が嵌合するための溝６、第２コマ８を前後進させるためのスライドボルト５、スライドボルト５が螺合される固定板３及びこの固定板３をチャック爪２１ａに固定するための取り付けボルト４，４が描かれている。
【００１６】
これらのチャック爪２１，２１，２１ａでワークを保持し、さらにチャック爪２１ａに設置された偏心機構２３をチャック２０の半径方向（旋盤の回転軸に垂直な方向）に所定距離だけ前後進させることにより、ワークを所定距離偏心した状態でチャック２０に固定することが可能となる。
【００１７】
図２は、本発明のチャック爪の偏心機構２３を有するチャック爪２１ａの斜視図である。チャック爪２１ａをチャック２０（図１）に固定するために、表面から裏面にかけて貫通する二つの開口２４，２４を有している。チャック爪２１ａの把持部２２には、切削加工等により溝６が設けられており、この溝６中には第２コマ８が嵌合しており、この溝６に案内されて第２コマ８は旋盤の回転軸に平行に進退することが可能である。
【００１８】
この第２コマ８と第１コマ７とは、斜面状の第１及び第２の摺動面１１，１２により摺動可能に接触している。この第１の摺動面１１には、案内溝３０が設けられており、第２の摺動面１２には、前記案内溝３０に嵌合する凸条１９が設けられ、この案内溝３０と凸条１９とでスライド機構が構成されている。
【００１９】
第１コマ７において第１の摺動面１１に対向する面はワークを支持するための支持面１３となっており、この支持面１３は、ワークを旋盤の回転軸に平行に支持するために、旋盤の回転軸に対して平行となるように設けられている。
【００２０】
また、チャック爪２１ａの溝６を覆うように固定板３が設置されており、この固定板３は、チャック爪２１ａの表面に２本の取り付けボルト４，４で固定されている。さらに、この固定板３の中央部付近の溝６に対応する位置には、スライドボルト５が螺合されており、スライドボルト５は、この固定板３を貫通している。詳細は後記するが、このスライドボルト５の先端部付近には、切削加工等にスライドボルト５が縮径された縮径部１７（図４）が設けられており、この縮径部１７が第２コマ８の遊嵌部１０（図４）に嵌り込む。
【００２１】
この状態で、スライドボルト５を回転させて旋盤の回転軸に平行に進退させると、第２コマ８も進退し、その運動は、前記第１及び第２の摺動面１１，１２間の摺動を引き起こし、結果として、第１コマ７が旋盤の回転軸に垂直な方向に沿って後退、前進を行う（図中、矢印参照）。これにより、ワークを偏心して固定することが可能となる。
【００２２】
次に、図３〜図５を適宜参照しながら本発明のチャック爪の偏心機構をより詳細に説明する。尚、図３（ａ）は図３（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。
チャック爪２１ａには、把持部２２に所定幅の溝６が、チャック爪２１ａの表面から裏面に亘って設けられている。チャック爪２１ａの把持部２２付近の表面には、この溝６を横断するように固定板３が設けられ、取り付けボルト４，４により溝６を挟んだチャック爪２１ａ表面に固定されている。
【００２３】
この固定板３の中央部付近には、溝６に対応する位置にスライドボルト５が螺合されている。このスライドボルト５は、後記するように、第２コマ８を溝６に沿って摺動させるための部材である。このスライドボルト５において特徴的なことは、螺子部の所定箇所が所定幅に渡って縮径され、縮径部１７が形成されていることである。この縮径部１７は、後記する第２コマ８の遊嵌部１０に遊嵌する。
【００２４】
以下、図４を参照して説明を行う。第２コマ８は前記溝６と嵌合する摺接面１４、この摺接面１４に対して垂直な上底面１５及び下底面１６並びに、摺接面１４に対して所定の角度θ１で傾斜した第２の摺動面１２と、を有する部材である。
【００２５】
また、第２コマ８の上底面１５と摺接面１４に挟まれた箇所は、略直方体状にくりぬかれて、取付孔９が形成されている。この取付孔９中の所定箇所には、前記上底面１５と平行に所定厚さｄ１（図５）の板状部材９ａが設けられており、この板状部材９ａは摺接面１４と接する部分で所定幅Ｗ１（図５）に渡って切り欠かれており、前記スライドボルト５を遊嵌するための遊嵌部１０が形成されている。
【００２６】
なお、板状部材９ａの前記所定厚さｄ１（図５）は、前記スライドボルト５の縮径部１７の前記所定幅ｄ２（図５）よりも小さく形成される（ｄ１＜ｄ２）。板状部材９ａの厚さをこのようにすることで、スライドボルト５を板状部材９ａの遊嵌部１０にスムースに挿入することが可能となる。
【００２７】
また、遊嵌部１０は、切欠きの幅Ｗ１（図５）が、前記スライドボルト５の縮径部１７の径Ｗ２（図５）よりも大きく、スライドボルト５の径Ｗ３（図５）よりも小さく形成される（Ｗ２＜Ｗ１＜Ｗ３）。スライドボルト５は、縮径部１７をこの遊嵌部１０に遊嵌して用いるが、遊嵌部１０の幅Ｗ１（図５）は前記したような範囲であるので、第２コマ８は、ワークを押圧していない状態であっても、前記縮径部１７に引っ掛かって支持されるので、第２コマ８がチャック爪２１ａから容易に脱落することはない。また、第２コマ８を上方に引き上げる際にも、遊嵌部１０に遊嵌した縮径部１７により、スムーズに第２コマ８を引き上げることができる。
【００２８】
また、第２コマ８の第２の摺動面１２には、中央部に長手方向に沿って凸条１９が設けられている。この凸条１９は後記の第１コマ７の案内溝３０と係合してスライド機構を構成する。
【００２９】
第１コマ７は、ワークを支持するための支持面１３、この支持面１３に対して垂直な上底面３２及び下底面３１並びに前記第２の摺動面１２と摺接する第１の摺動面１１と、を有する部材である。
支持面１３はワークを支持するための面であり、ワークを旋盤の回転軸に対して平行に支持するために、把持部２２と平行に設けられる。
【００３０】
また、第１の摺動面１１は、中央部に長手方向に沿って案内溝３０が形成されており、この案内溝３０と前記した第２の摺動面１２の凸条１９とは互いに係合しあいスライド機構を形成する。このスライド機構により、第１の摺動面１１は左右にブレることなく第２の摺動面１２に沿って確実にスライド移動することが可能となる。この際、第１コマ７及び第２コマ８とが分離してしまわないように、上底面３２及び下底面３１の前記案内溝３０に対応する箇所に、板状部材等からなるストッパ等を設けても構わない。
更に、このスライド機構の実施形態としては、例えば、図７に示すようなスライド機構が考えられる。このスライド機構では、案内溝３０及び凸条１９とを取り除き、第１の摺動面１１と第２の摺動面１２とが面接触するような構成によってもワークの偏心を行うことが可能である。
【００３１】
また、第１の摺動面１１は、支持面１３に対して所定角度θ２だけ傾斜しているが、支持面１３がワークを旋盤の回転軸に対して平行に支持できるように、前記第２の摺動面１２と同じ傾きを有するように形成される。つまり、前記θ１とθ２とは同じ角度であることが望ましい。
【００３２】
第１の摺動面１１及び第２の摺動面１２の傾斜角θ１（θ２）には、特に制限はないが、θ１（θ２）を小さくすれば、スライドボルト５の単位移動距離あたりのワークの偏心量が小さくなるため、より精密に偏心量を設定できる。ただ、θ１（θ２）が小さいと、偏心量の最大値が小さくなるために、ワークを大幅に偏心させる場合には、対応できないことも考えられる。
逆にθ１（θ２）が大きいと、スライドボルト５の単位移動距離あたりのワークの偏心量を大きくすることができる。ただ、θ１（θ２）が大きすぎる場合、第１及び第２の摺動面１１，１２間で第１コマ７及び第２コマ８が滑り易くなり、僅かな振動や衝撃により、第１コマ７が第２コマ８よりずれる恐れがあり望ましくない。
このような点を勘案すると、θ１（θ２）は２０〜４５°程度であることが望ましい。
【００３３】
尚、特許請求の範囲で述べた移動手段は、チャック爪２１ａに設けられた固定板３（図３）、この固定板３（図３）に螺合されたスライドボルト５、第２コマ８に設けられた遊嵌部１０を有する取付孔９とからなる。
【００３４】
続いて図６を用いて本発明のチャック爪の偏心機構２３の動作について説明する。
図６（ａ）は、本発明のチャック爪の偏心機構２３を備えたチャック爪２１ａによりワークの回転軸と旋盤の回転軸とを一致させてワークを保持した状態を示す模式図である。ワークは、チャック爪２１ａに設けられた第１コマ７の支持面１３及び他のチャック爪（図示せず）により押圧支持されている。この状態においては、第１コマ７自身も、ワークからの押圧力を受けることで第２コマ８より脱落することはない。
【００３５】
図６（ｂ）は、ワークを偏心させた第１の状態を示す模式図である。この状態は、図６（ａ）において、スライドボルト５を回転させて抜き出すことにより達成される。スライドボルト５を抜き出すと、第２コマ８は、遊嵌部１０に遊嵌されたスライドボルト５の縮径部１７に引っ掛かるようにして図面上方にスライド移動する。その結果、斜面状に形成された第２コマ８の第２の摺動面１２は第１コマ７の第１の摺動面１１を上方に向かって摺動して、チャック爪２１ａの把持部２２とワークとの距離が減少してワークは、チャック爪２１ａの方向に偏心される。
【００３６】
この際、スライドボルト５を一気に抜き出すと、ワークと支持面１３との間に隙間が生じ、第１コマ７がワークよりずれてしまい、所定の偏心量を得るための作業に長時間を要する恐れがある。これを防ぐためには、ワークがチャック爪２１ａに把持された状態を保ちながら徐々にスライドボルト５を抜き出すことが望ましい。より具体的には、スライドボルト５を僅かに抜き出してはチャック爪２１ａによりワークを把持し直すという作業を繰り返すことにより、容易に所定の偏心量を得ることが可能となる。
【００３７】
尚、ワークの偏心量（距離）は、前記したθ１（θ２）を用いることで（１）式のように表される。
【００３８】
偏心量（距離）＝（スライドボルト５の移動量）×ｔａｎθ１・・（１）
【００３９】
このことより、スライドボルト５の螺子のピッチが予め判っていれば、スライドボルト５の回転数にピッチを掛け合わせることでスライドボルト５の移動量を算出し、（１）式からワークの偏心量（距離）を決定することが可能となる。
【００４０】
図６（ｃ）は、ワークを偏心させた第２の状態を示す模式図である。この状態は、図６（ａ）において、スライドボルト５を回転させて押し込むことにより達成される。スライドボルト５を押し込むと、第２コマ８は、遊嵌部１０に遊嵌されたスライドボルト５の縮径部１７に引っ掛かるようにして図面下方にスライド移動する。その結果、斜面状に形成された第２コマ８の第２の摺動面１２は第１コマ７の第１の摺動面１１を下方に向かって摺動して、チャック爪２１ａの把持部２２とワークとの距離が増加して、ワークはチャック爪２１ａから離間する方向に偏心される。
【００４１】
この際も、前記同様に、第１コマ７がワークよりずれてしまうことを防ぐために、スライドボルト５を僅かに押し込んではチャック爪２１ａによりワークを把持し直すという作業を繰り返して所定の偏心量を得るようにすることが望ましい。
【００４２】
このように、旋盤に複数箇所設けられたチャック爪の何れか一箇所に本発明のチャック爪の偏心機構を用いることで、従来、全てのチャック爪を調節することでしか行うことのできなかったワークの偏心保持を容易に行うことが可能となる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明は前記のように構成したので、次のような顕著な効果を示す。
本発明のチャック爪の偏心機構は、ワークを支持する第１コマとチャック爪の把持部との間に第２コマが介挿されており、さらに、第２コマと第１コマとは、ワークを支持する支持面に対して傾斜した第２及び第１の摺動面で摺接しているので、第２コマを旋盤の回転軸に向かって移動すると、その移動は第１の摺動面と第２の摺動面との間の摺動を引き起こし、その結果、チャック爪の把持部と第１コマの支持面との距離が変化する。つまり、ワークを偏心させることが可能となる（請求項１）。
【００４４】
ワークの偏心を、チャック爪の固定板に螺合されたスライドボルトを回転して上下動するという簡単な操作で行うことが可能となる。（請求項２）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のチャック爪の偏心機構を有する旋盤用チャックの斜視図である。
【図２】本発明のチャック爪の偏心機構の斜視図である。
【図３】本発明のチャック爪の偏心機構の断面図及び正面図である。
【図４】第１コマ及び第２コマの斜視図である。
【図５】本発明のチャック爪の偏心機構の一部拡大図である。
【図６】本発明のチャック爪の偏心機構によりワークを偏心させる状態を示す模式図である。
【図７】本発明のチャック爪の偏心機構の他の実施形態を示す模式図である。
【図８】偏心加工の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
３固定板
４  取り付けボルト
５  スライドボルト
６  溝
７  第１コマ
８  第２コマ
９  取付孔
９ａ  板状部材
１０  遊嵌部
１１  第１の摺動面
１２  第２の摺動面
１３  支持面
１４  摺接面
１５  上底面（第２コマ）
１６  下底面（第２コマ）
１７  縮径部
１９  凸条
２０  チャック
２１、２１ａ  チャック爪
２２  把持部
２３  偏心機構
２４  開口
３０  案内溝
３１  下底面（第１コマ）
３２  上底面（第１コマ）
【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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