(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在に支持された主軸に装着されてワークを保持することの出来る工作機械用チャック装置において、軸心を中心に回転駆動可能な本体を有し、該本体に２個以上のスライド部材を、スライド部材駆動手段を介して前記本体の軸心に対して放射方向に移動自在に設け、前記各スライド部材にワーク把持部材を、該スライド部材と共に移動し得るように設け、前記ワーク把持部材に、複数のワーク保持ロッドを、前記軸心を中心に放射方向に移動駆動自在に設け、前記ワーク保持ロッドは、流体シリンダ駆動手段により移動駆動自在に設けられており、前記流体シリンダ駆動手段は、各ワーク把持部材内に形成されたシリンダを有し、該シリンダに前記ワーク保持ロッドが往復移動自在に係合しており、前記スライド部材とワーク把持部材との間に、部材移動機構を、該部材移動機構により、前記各ワーク把持部材を、前記軸心を中心に放射方向に独立的に移動駆動自在に設け、記部材移動機構は、前記スライド部材とワーク把持部材との間に回転自在に設けられた調整ネジ機構を有しており、該調整ネジ機構を操作することにより、前記ワーク把持部材を、前記スライド部材に対して、前記本体の軸心を中心に放射方向に移動駆動自在に設け、前記調整ネジ機構は、工作機械に回転駆動自在に設けられた回転操作治具により操作可能なネジ操作部がチャック装置の外周側に設けられており、前記本体に、ワーク端面付き当て手段を前記本体の軸心方向に移動駆動保持自在に設け、該ワーク端面付き当て手段の先端に、ワーク端面突き当て面を前記本体の軸心方向に対して直角に形成して構成した、工作機械用チャック装置。
【請求項２】
スライド部材駆動手段は、前記軸心方向に移動自在な第１の部材を有しており、該第１の部材には、係合部が形成されており、前記係合部には、前記スライド部材が接続している、請求項１記載の、工作機械用チャック装置。
【請求項３】
前記係合部には、複数の前記スライド部材が接続しており、前記第１の部材を軸心方向に移動することにより、該係合部を介して前記複数のスライド部材を同期的に移動自在に設けて構成した、請求項２記載の、工作機械用チャック装置。
【請求項４】
前記シリンダには、ピストンがピストン操作手段により外部から往復駆動自在に係合しており、前記ピストン操作手段には、工作機械に回転駆動自在に設けられた回転操作治具により操作可能な操作部が設けられている、請求項１記載の工作機械用チャック装置。
【請求項５】
前記操作部は、チャック装置の外周側に配置されて構成される、請求項４記載の、工作機械用チャック装置。
【請求項６】
前記シリンダは、複数のサブシリンダを有しており、該サブシリンダに、ワーク保持ロッドがそれぞれ係合している、請求項４記載の、工作機械用チャック装置。
【請求項７】
前記本体に、ワーク芯押し部材を、前記本体の軸心にその軸心を一致させた形で設けて構成した、請求項１記載の、工作機械用チャック装置。
【請求項８】
前記ワーク保持ロッドには、該ワーク保持ロッドを前記軸心側から退避位置方向に付勢する、付勢手段を設けて構成した、請求項１記載の、工作機械用チャック装置。
【請求項９】
前記各ワーク把持部材のシリンダは、前記各ワーク把持部材間で互いに連通接続されている、請求項１記載の工作機械用チャック装置。
【請求項１０】
前記各ワーク把持部材のシリンダは、前記各ワーク把持部材間で互いに連通接続されており、前記各ワーク把持部材の内、一つのワーク把持部材に設けられたシリンダにのみ、前記ピストン操作手段が設けられている、請求項４記載の工作機械用チャック装置。
【請求項１１】
前記ワーク把持部材とスライド部材は一体的に形成されていることを特徴とする、請求項１記載の工作機用チャック装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、断面が円形及び円形以外の形状を有するワークを保持することが出来る、工作機械用チャック装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、旋盤などに装着される工作機械用チャック装置は、断面が円形のワークを保持するために製作されたものが殆どであり、断面が多角形や不定形のワークを保持することは、生爪などの特殊なジョーを使用する場合を除いて、出来なかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
最近、旋盤などの工作機械における加工内容は、複雑高度化する傾向にあり、単なる旋削に加えて、ミーリング、フライス、ドリル加工など多様な加工が可能となっている。
【０００４】
しかし、より効率的に加工を行なおうとした場合、第１のチャック装置に保持され、第１工程の加工が終了したワークを、第１のチャック装置と対向する第２のチャック装置に受け渡しし、当該第２のチャック装置で、第１工程での加工済み部を保持して、それまで第１のチャック装置で保持され、未だ加工の行なわれていない部分について、第２工程での加工を行ない、同一の工作機械内で当該ワークに関する全ての加工が終了するようにすることが望まれている。
【０００５】
こうした場合、ワークの第２のチャック装置で把持すべき部分は、既に第１工程の加工が完了した部分であり、その断面形状は円形に限らず、多様な形状をしている可能性がある。特に、最近のように、加工内容が多様化すると、その断面形状は円形でない場合が多く、そうしたワークでも適切に把持して第２工程の加工を行なう必要がある。
【０００６】
しかし、従来の生爪を用いる方法では、ワークが変わるたびに生爪を加工する必要があり、非能率的で、多数種のワークを加工するには不適当であった。従って、生爪の加工などの手間が掛かる作業を行なわずとも、多様な断面形状を有するワークを適切に保持することの出来るチャック装置の開発が望まれていた。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑み、円形は勿論、多様な断面形状を有するワークを適切に保持することが出来る、チャック装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、回転自在に支持された主軸に装着されてワーク（７）を保持することの出来る工作機械用チャック装置（８）において、
軸心（ＣＴ２）を中心に回転駆動可能な本体（１１）を有し、
該本体に２個以上のスライド部材（図１及び図２０参照、２１、２２）を、スライド部材駆動手段を介して前記本体の軸心に対して放射方向に移動自在に設け、
前記各スライド部材にワーク把持部材（図１、図１４及び図２０参照、２５、４０）を、該スライド部材と共に移動し得るように設け、
前記ワーク把持部材に、複数のワーク保持ロッド（２５ｇ、５８）を、前記軸心を中心に放射方向に移動駆動自在に設け、
前記ワーク保持ロッドは、流体シリンダ駆動手段（図１及び図１４参照、２５ｂ、２５ｆ、５４ａ）により移動駆動自在に設けられており、
前記流体シリンダ駆動手段は、各ワーク把持部材内に形成されたシリンダ（２５ｂ、５５）を有し、
該シリンダに前記ワーク保持ロッドが往復移動自在に係合しており、
前記スライド部材とワーク把持部材との間に、部材移動機構（図１及び図２０参照、２２，２３、２５ａ）を、該部材移動機構により、前記各ワーク把持部材を、前記軸心を中心に放射方向に独立的に移動駆動自在に設け、
記部材移動機構は、前記スライド部材とワーク把持部材との間に回転自在に設けられた調整ネジ機構（図１及び図２０参照、２３、２５ａ）を有しており、該調整ネジ機構を操作することにより、前記ワーク把持部材を、前記スライド部材に対して、前記本体の軸心を中心に放射方向に移動駆動自在に設け、
前記調整ネジ機構は、工作機械に回転駆動自在に設けられた回転操作治具により操作可能なネジ操作部（図１及び図２０参照、２３ａ、２３ｄ）がチャック装置の外周側に設けられており、
前記本体に、ワーク端面付き当て手段（図２０参照、３００）を前記本体の軸心方向に移動駆動保持自在に設け、該ワーク端面付き当て手段の先端に、ワーク端面突き当て面（３００ａ）を前記本体の軸心方向に対して直角に形成して構成される。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１記載の工作機械用チャック装置において、スライド部材駆動手段（１９、２０）は、前記軸心方向に移動自在な第１の部材（１９、１９ａ）を有しており、
該第１の部材には、係合部（２０ｂ）が形成されており、
前記係合部には、前記スライド部材（２１）が接続して構成される。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項２記載の工作機械用チャック装置において、前記係合部には、複数の前記スライド部材が接続しており、前記第１の部材を軸心方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に移動することにより、該係合部を介して前記複数のスライド部材を同期的に移動自在に設けて構成される。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１記載の工作機械用チャック装置において、前記シリンダ（２５ｂ）には、ピストン（２５ｃ）がピストン操作手段（２５ｄ）により外部から往復駆動自在に係合しており、
前記ピストン操作手段には、工作機械に回転駆動自在に設けられた回転操作治具（２７）により操作可能な操作部（２５ｅ）が設けられて構成される。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項４記載の、工作機械用チャック装置において、前記操作部は、チャック装置の外周側に配置されて構成される。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項４記載の工作機械用チャック装置において、前記シリンダ（２５ｂ）は、複数のサブシリンダ（図１参照、２５ｆ）を有しており、
該サブシリンダに、ワーク保持ロッド（２５ｇ）がそれぞれ係合して構成される。
【００１４】
請求項７の発明は、請求項１記載の工作機械用チャック装置において、前記本体に、ワーク芯押し部材（図１及び図２０参照、１５）を、前記本体の軸心（ＣＴ２）にその軸心を一致させた形で設けて構成される。
【００１５】
請求項８の発明は、請求項１記載の工作機械用チャック装置において、前記ワーク保持ロッドには、該ワーク保持ロッドを前記軸心側から退避位置方向に付勢する、付勢手段（図１及び図１４参照、２５ｉ、６２）を設けて構成される。
【００１６】
請求項９の発明は、請求項１記載の工作機械用チャック装置において、前記各ワーク把持部材のシリンダ（図１及び図１４参照、２５ｂ、５５）は、前記各ワーク把持部材間（２５、４０）で互いに連通接続されて構成される。
【００１７】
請求項１０の発明は、請求項４記載の工作機械用チャック装置において、前記各ワーク把持部材のシリンダ（２５ｂ、５５）は、前記各ワーク把持部材間で互いに連通接続されており、前記各ワーク把持部材の内、一つのワーク把持部材に設けられたシリンダにのみ、前記ピストン操作手段（２５ｄ、２５ｅ）が設けられて構成される。
【００２３】
請求項１１の発明は、請求項１記載の工作機用チャック装置において、前記ワーク把持部材とスライド部材は一体的に形成されていることを特徴として構成される。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によると、ワーク保持ロッド（２５ｇ、５８）により、円形以外の多様な断面形状に加工された部分を介してワークを保持することが可能となり、円形以外の加工断面形状を有するワークを、生爪を用いることなく、当該加工済みの異形断面部分を把持した形で、加工を行なうことが可能となる。従って、第１及び第２工程の加工を、ワークを主軸間で受け渡しつつ、単一の工作機械で連続して行なうことが可能となり、加工作業の飛躍的な効率化が可能となる。
【００２７】
部材移動機構（２２、２３、２５ａなど）により、ワーク把持部材をそれぞれ独立した形で移動させることが出来、断面形状の異なるワークの把持動作が容易になる。また、部材移動機構の調整ネジ機構が、工作機械に回転駆動自在に設けられた回転操作治具（２７など）により操作可能なネジ操作部を有するので、部材移動機構の位置の調整を人手を介することなく行うことが可能となり、加工の自動化に寄与することが出来る。
【００２８】
また、部材移動機構によりワーク把持部材（２５、４０）を、ワークに近接した位置まで迅速に移動させることが出来る。また、ワーク保持ロッドの移動ストロークを、大きくしなくても、ワークの径方向の変動に対応することが出来、ワーク把持部材の小型化に寄与することが出来る。
【００２９】
更に、ワーク端面付き当て面（３００ａ）により、ワークの端面（７ｂ）を突き当てた形でワーク把持部材での把持が可能となるので、異形ワークであっても確実な把持が可能となる。
【００３０】
請求項２記載の発明によると、第１の部材を軸心方向に往復駆動することにより、スライド部材を介してワーク把持部材を容易に駆動することが出来る。
【００３１】
請求項３記載の発明によると、第１の部材を駆動することにより、全てのワーク把持部材を同期的に駆動することが出来る。
【００３２】
請求項４記載の発明によると、ワーク保持ロッドを、工作機械に設けられた回転操作治具を介してピストン操作手段を操作することにより、外部から容易に操作することが出来る。
【００３３】
請求項５記載の発明によると、操作部を、チャックの外周側に配置することにより、チャック側面からの操作が可能となり、加工中のワークとの干渉の発生も防止することが出来る。
【００３４】
請求項６記載の発明によると、サブシリンダにより、ワーク保持ロッドのそれぞれの径を任意の大きさにすることが出来、加工すべきワークの加工形態に応じた把持動作が可能となる。
【００３５】
請求項７記載の発明によると、ワーク芯押し部材により、ワーク保持ロッドでワークを保持する際に、ワークが芯ズレしてしまうような事態の発生を未然に防止することが出来る。
【００３６】
請求項８記載の発明によると、付勢手段により、ワーク保持ロッドを確実に退避位置に後退させることが出来るので、次のワークの把持動作に際して、ワーク保持ロッドが突出したままの状態で、ワークとワーク保持ロッドが干渉してしまうような事態の発生を未然に防止することが出来る。
【００３７】
請求項９記載の発明によると、各ワーク把持部材内に形成されたシリンダは、前記各ワーク把持部材間で互いに連通接続されているので、全てのワーク把持部材のシリンダを１カ所で駆動することが出来る。これにより、その都度断面形状の異なるワークを保持する場合であっても、ワークを受け渡す際のワーク保持ロッドの操作を容易にして、ワークの受け渡しを短時間で行うことが出来る。
【００３８】
請求項１０記載の発明によると、前記各ワーク把持部材の内、一つのワーク把持部材に設けられたシリンダにのみ、前記ピストン操作手段が設けられているので、チャック装置の構成を簡略化することが出来る。
【００４８】
請求項１１記載の発明によると、ワーク把持部材とスライド部材が一体として形成されるので、チャック装置を小型化することが出来る。
【００４９】
なお、括弧内の番号等は、図面における対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。
【００５０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
【００５１】
図１は、本発明が適用される旋盤用チャック装置が用いられた工作機械の一例を示す図、図２から図１１は、図１の旋盤用チャック装置を用いて、ワークを加工する際の工程を示す図、図１２は、本発明が適用される旋盤用チャック装置の第２の実施形態を示す斜視図、図１３は、図１２に示す旋盤用チャック装置の正面図、図１４は、図１２の旋盤用チャック装置の動作を示す説明図、図１５は、図１２の旋盤用チャック装置の動作を示す説明図、図１６は、図１２の旋盤用チャック装置の動作を示す説明図、図１７は、図１２の旋盤用チャック装置の動作を示す説明図、図１８は、本発明が適用される旋盤用チャック装置の第３の実施形態を示す斜視図、図１９は、図１８に示す旋盤用チャック装置の正面図、図２０は、本発明が適用される旋盤用チャック装置の第４の実施形態を示す半断面図である。
【００５２】
工作機械である旋盤１は、図１に示すように、互いに対向する形で設けられた主軸台２、３を有しており、主軸台２、３は、Ｚ軸方向である矢印Ａ、Ｂ方向に移動駆動自在に設けられている。主軸台２には、主軸５が、Ｚ軸と平行に設けられた軸心ＣＴ１を中心に回転駆動自在に、かつ軸心ＣＴ１を中心に任意回転角度（即ち、Ｃ軸角度）で位置決め自在に設けられており、主軸５の先端には、チャック６が装着されている。チャック６には、複数の爪６ａが軸心ＣＴ１を中心に放射方向である矢印Ｃ、Ｄ方向に移動駆動自在に設けられている。
【００５３】
また、主軸台３には、主軸９が、Ｚ軸と平行に設けられた軸心ＣＴ２（軸心ＣＴ１と一致）を中心に回転駆動自在に、かつ軸心ＣＴ２を中心に任意回転（即ち、Ｃ軸角度）で位置決め自在に設けられており、主軸９の先端には、チャック装置８を構成するチャック１０が装着されている。
【００５４】
チャック１０は、円筒形の本体１１を有しており、本体１１の中心部には、貫通穴１２が、その中心を軸心ＣＴ２に一致させた形で貫通穿設されている。貫通穴１２には、スリーブ１３が嵌入しており、スリーブ１３の図中左方には、孔１３ａが穿設されている。孔１３ａには、その中心を軸心ＣＴ２に一致させた形で穿設された油圧供給孔１３ｂが接続しており、孔１３ａにはセンタ１５が軸心ＣＴ２とその軸心を一致させた形で矢印Ａ、Ｂ方向に摺動自在に嵌入係合している。
【００５５】
センタ１５には、孔１５ａが穿設されており、孔１５ａの図中左端の壁面と孔１３ａの図中右端の壁面との間には、コイルスプリング１６が縮接され、コイルスプリング１６は、センタ１５を常時矢印Ａ方向に付勢している。センタ１５の図中左端には、円錐状の突起部１５ｂが形成されており、更に、スリーブ１３の図中左端面には、ストップリング１７が装着されている。
【００５６】
スリーブ１３の図中右方の基端部には、ベース１９が装着されており、ベース１９には、バー１９ａがその軸心を軸心ＣＴ２と一致させる形で設けられている。ベース１９の外周部には、係合面１９ｂが、後述する第１の爪に対応する形で、軸心ＣＴ２を中心に１２０°ピッチで３個形成されており、各係合面１９ｂには、軸２０ａに矢印Ｇ、Ｈ方向に回動自在に支持されたカム２０が係合している。カム２０は、軸心ＣＴ２を中心に１２０°ピッチで３個設けられており、各カム２０には、係合部２０ｂが形成されている。
【００５７】
また、本体１１には、第１の爪２１が、軸心ＣＴ２を中心に放射方向である矢印Ｃ、Ｄ方向に移動自在に支持されており、第１の爪２１は、前述のカム２０と対向する形で３個設けられている。各第１の爪２１の図中右方には、溝２１ａが穿設されており、溝２１ａには、前述のカム２０の係合部２０ｂが係合している。各第１の爪２１には、第２の爪２２がそれぞれ装着されており、第２の爪２２には、調整ネジ２３が回転自在に係合している。
【００５８】
調整ネジ２３は、チャック１０の外周面１０ａ側に形成された断面が四角形の調整孔２３ａを有しており。また、調整ネジ２３の外周部には、送りネジ２３ｃが形成されている。
【００５９】
第２の爪２２には、更に、第３の爪２５が、軸心ＣＴ２を中心に放射方向である矢印Ｃ、Ｄ方向に移動自在に設けられており、第３の爪２５の図中右側には、ネジ２５ａが、前述の調整ネジ２３の送りネジ２３ｃと係合する形で形成されている。第３の爪２５には、シリンダ２５ｂが形成されており、シリンダ２５ｂには、ピストン２５ｃが矢印Ｃ、Ｄ方向に摺動自在に嵌入係合している。
【００６０】
ピストン２５ｃには、第３の爪２５に螺合した操作ロッド２５ｄが相対回転自在に係合しており、操作ロッド２５ｄの図中上端は、チャック１０の外周面１０ａ側に突出し、更にその先端部には、断面が四角形の調整孔２５ｅが形成されている。シリンダ２５ｂの図中下方には、サブシリンダ２５ｆが複数形成されており、各サブシリンダ２５ｆには、ピストンロッド２５ｇがサブシリンダ２５ｆの軸心方向である矢印Ｃ、Ｄ方向に沿って、互いに独立した形で摺動自在に係合している。
【００６１】
また、主軸台２、３の図中上方には、刃物台２６がＺ軸方向である矢印Ａ、Ｂ方向及び、Ｚ軸と直交するＹ軸方向である矢印Ｃ、Ｄ方向に移動駆動自在に設けられており、刃物台２６には、バイト、ドリル、ミーリングなどの通常の工具のほかに、チャック爪操作用治具２７を着脱自在に装着することが出来る。
【００６２】
チャック爪操作用治具２７は、先端に、断面が四角形状の操作部２７ａが形成されており、チャック爪操作用治具２７は、回転工具と同様に刃物台２６に装着することにより、図示しない駆動装置を介して操作部２７ａを軸心ＣＴ３中心に矢印Ｅ、Ｆ方向に任意の角度で回転駆動することが出来る。
【００６３】
旋盤１などは、以上のような構成を有するので、旋盤１を用いて断面が円形の素材ワーク７を加工する場合には、まず、図２に示すように、素材ワーク７を、主軸台２側のチャック６に爪６ａを介して装着し、刃物台２６に装着されたセンタ穴ドリル（図示せず）により、素材ワーク７の端面にセンタ穴７ａを穿設する。次に、図３に示すように、バイト２９等の切削工具又はドリル、ミーリングなどの回転工具を刃物台２６に装着して、素材ワーク７に対して第１工程の加工を行なう。この際、素材ワーク７は、断面が円形なので、通常のチャック６により容易に保持することが出来、その状態で、円滑に素材ワーク７の右方部分に対して第１工程の加工を行なうことが出来る。
【００６４】
こうして、図４に示すように、素材ワーク７の図中右方部分に対する第１工程の加工が終了したところで、当該第１工程の加工が終了したワーク７を主軸台３側のチャック装置８に受け渡しし、それまでチャック６に保持されていたワーク７の左方の未加工部分について加工を行なう。ワーク７の左方部分を加工するには、第１工程の加工が終了して、断面形状が、素材の円形形状から多様な形状に加工されたワーク７の右方部分をチャック１０により保持する必要がある。
【００６５】
それには、まず、図１に示すように、第１工程の加工が終了したワーク７を保持した状態の主軸台２側のチャック６を、矢印Ｂ方向に移動して、ワーク７の先端を、主軸台３側のチャック装置８の、解放状態にある複数の第３の爪２５に囲まれる形で形成されたワーク保持空間３０に挿入する。この際、第３の爪２５、第２の爪２２及び第１の爪２１は、図中矢印Ｃ方向に最も移動した解放状態となっており、しかも第３の爪２５のピストンロッド２５ｇは、ピストン２５ｃが操作ロッド２５ｄにより、図中矢印Ｃ方向に最も移動した状態となっている。
【００６６】
従って、ピストンロッド２５ｇの先端のワーク保持部２５ｈは、軸心ＣＴ２に対して放射方向に最大に解放された状態、即ち、最も矢印Ｃ方向に移動した状態となっており、第１工程の加工が終了したワーク７の先端は、ピストンロッド２５ｇと干渉することなく円滑にワーク保持空間３０内に挿入される。
【００６７】
第１工程の加工が終了したワーク７の先端が、チャック装置８における第３の爪２５の間に形成されたワーク保持空間３０内に挿入されると、ワーク７の先端のセンタ穴７ａに、センタ１５の突起部１５ｂが嵌入係合し、更に、主軸台２を矢印Ｂ方向に駆動することにより、センタ１５は、コイルスプリング１６の弾性に抗する形で矢印Ｂ方向に僅かに移動し、ワーク７は、チャック６とセンタ１５との間で、その軸心が主軸５及び主軸９の軸心ＣＴ１、ＣＴ２と一致した形で正確に保持される。
【００６８】
次に、刃物台２６に、チャック爪操作用治具２７を装着し、その状態で、刃物台２６を矢印Ａ、Ｂ及びＣ、Ｄ方向に移動駆動して、チャック爪操作用治具２７の先端の操作部２７ａを第２の爪２２の調整ネジ２３方向に移動させて、調整穴２３ａ内に嵌入係合させる。
【００６９】
この状態で、チャック爪操作用治具２７を、矢印Ｆ方向に所定回転角度駆動すると、調整ネジ２３も矢印Ｆ方向に回転して、送りネジ２３ｃ、ネジ２５ａを介して第３の爪２５は、矢印Ｄ方向、即ち、軸心ＣＴ２方向に徐々に移動する。こうして、第３の爪２５を徐々にワーク７の方向に移動させて、第３の爪２５の、ピストンロッド２５ｇの先端のワーク保持部２５ｈがワーク７の外周部に接触する直前まで移動させる。
【００７０】
この時点で、チャック爪操作用治具２７による調整ネジ２３の回転駆動を停止させ、チャック爪操作用治具２７を、矢印Ｃ方向に退避させると共に、チャック装置８を、軸心ＣＴ２を中心にして、所定回転角度回転駆動し、先程駆動操作した調整ネジ２３に隣接した調整ネジ２３とチャック爪操作用治具２７を対向させ、同様の手順で、チャック爪操作用治具２７の操作部２７ａを調整ネジ２３の調整穴２３ａに嵌入係合させ、当該調整ネジ２３に接続された第３の爪２５のワーク保持部２５ｈをワーク７の外周部に接触する直前まで移動させる。
【００７１】
同様の手順で、残りの調整ネジ２３についても、チャック爪操作用治具２７により、対応する第３の爪２５のワーク保持部２５ｈをワーク７の外周部に接触する直前まで移動させたところで、図５に示すように、今度は、チャック爪操作用治具２７の先端の操作部２７ａを、第３の爪２５の操作ロッド２５ｄの方向に移動させて、調整穴２５ｅ内に嵌入係合させる。
【００７２】
この状態で、チャック爪操作用治具２７を、矢印Ｆ方向に所定回転角度駆動すると、第３の爪２５に螺合した操作ロッド２５ｄも矢印Ｆ方向に回転して、操作ロッド２５dは先端のピストン２５cと共に、矢印Ｄ方向、即ち、軸心ＣＴ２方向に徐々に移動する。すると、シリンダ２５b内に充填された圧油の作用により、サブシリンダ２５f内のピストンロッド２５gが軸心ＣＴ２方向に移動して行く。
【００７３】
この際、各ピストンロッド２５gは、先端のワーク保持部２５hが第１工程の加工が終了したワーク７の加工済み外周部に当接し、その時点で、それ以上軸心ＣＴ２方向、即ち、矢印Ｄ方向への移動は阻止される。しかし、複数のピストンロッド２５ｇの内、未だワーク７と当接していないピストンロッド２５gは、既に当接状態となったピストンロッド２５gとは無関係に軸心ＣＴ２方向に移動して行き、先端のワーク保持部２５hがワーク７の加工済み外周部と当接した段階で停止する。
【００７４】
あるピストンロッド２５gがワーク７の外周部と当接したとしても、少なくとも１本のピストンロッド２５gがワーク７の外周部と当接していない状態が維持される限り、既に当接状態にあるピストンロッド２５gのワーク保持部２５hとワーク７の外周部との間の接触圧力は高まることはない。シリンダ２５b内の圧油のエネルギーは、未だワーク７と当接していないピストンロッド２５gの駆動に消費され、ワーク７に接触済みのピストンロッド２５gから不用意に強い圧力がワーク７に作用することはなく、ワーク７は、その軸心を主軸５、９の軸心ＣＴ１、ＣＴ２と一致させた形で保持される。
【００７５】
これにより、結果的に、一つの第３の爪２５の、全てのピストンロッド２５ｇが、ワーク７の加工形状に沿った形でワーク７の外周部と当接接触する形となる。この際、ワーク７は、既に述べたように、センタ１５及びチャック６により、その軸心が主軸５及び９の軸心ＣＴ１、ＣＴ２と一致した形で正確に保持されているので、ピストンロッド２５ｇがワーク７の加工済みの輪郭部分と当接したとしても、ワーク７が撓んでしまうようなことがない。
【００７６】
第３の爪２５の、全てのピストンロッド２５ｇが、ワーク７と軽く当接した状態となったところで、チャック爪操作用治具２７による操作ロッド２５ｄの回転駆動を停止させ、チャック爪操作用治具２７を、矢印Ｃ方向に退避させると共に、チャック装置８を、軸心ＣＴ２を中心にして、所定回転角度回転駆動し、先程ピストンロッド２５ｇがワーク７と当接した第３の爪２５に隣接した、第３の爪２５の操作ロッド２５ｄとチャック爪操作用治具２７を対向させる。
【００７７】
この状態で、前述の場合と同様に、チャック爪操作用治具２７の操作部２７ａと操作ロッド２５ｄを係合させて、チャック爪操作用治具２７により当該第３の爪２５の、全てのピストンロッド２５ｇを、ワーク７と軽く当接した状態にする。更に、残りの第３の爪２５の、ピストンロッド２５ｇについても、同様の操作を行なう。こうして、結果的に、図５に示すように、ワーク７の第１工程の加工を終了した部分を、その軸心に対して放射方向から、多数のピストンロッド２５ｇのワーク保持部２５ｈで包み込む形で、全てのピストンロッド２５ｇが僅かにワーク７の外周部と当接接触した状態にする。
【００７８】
次に、チャック爪操作用治具２７を矢印Ｃ方向に退避させ、図６に示すように、ベース１９のバー１９ａを図示しない油圧アクチュエータを介して矢印Ｂ方向に引き込む。すると、ベース１９の係合面１９ｂと係合しているカム２０は、軸２０ａを介して矢印Ｇ方向に回動し、それに伴い、係合部２０ｂ、溝２１ａを介して３個の第１の爪２１が、矢印Ｄ方向、即ち軸心ＣＴ２方向に同期的に移動する。すると、第１の爪２１に装着された第２の爪２２及び第３の爪２５も同様に矢印Ｄ方向に移動して、３個の第３の爪２５のピストンロッド２５ｇは、軸心ＣＴ２方向に同期的に押圧される。
【００７９】
第３の爪２５のピストンロッド２５ｇが設けられているシリンダ２５ｂは、ピストン２５ｃが第３の爪２５と螺合した操作ロッド２５ｄにより固定されているので、その容積が固定されており、シリンダ２５ｂ内の圧油が非圧縮性であることを考慮すると、第３の爪２５が軸心ＣＴ２方向に移動することにより、それまで軽い接触圧での接触状態となっていた各ピストンロッド２５ｇは、第３の爪２５の矢印Ｄ方向への移動ストロークに対応した圧力でワーク７の外周部と当接係合する形となり、ワーク７は３個の第３の爪２５により、それらに設けられた多数のピストンロッド２５ｇを介して強固に保持される。
【００８０】
なお、各第３の爪２５のピストンロッド２５ｇは、単一のシリンダ２５ｂ内で連通しているので、ワーク７に対する当接圧力は、当初のワーク７の外周部への接触に際した移動ストローク量に係わらず一定に保持される。しかも、第１の爪２１の矢印Ｄ方向への移動の前は、各ピストンロッド２５ｇとワーク７の外周部との間の接触状態は、ピストンロッド２５ｇが僅かにワーク７の外周面と当接接触した状態なので、その状態での、各第３の爪２５のピストンロッド２５ｇの接触圧力差は、略無視できるものである。
【００８１】
このことから、第１の爪２１の引き込みに伴う第３の爪２５によるワーク７の保持に際して、ピストンロッド２５ｇ間に生じるワーク７との接触圧力は略均等になり、ワーク７は均等な保持圧力で３個の第３の爪２５に保持される。
【００８２】
次に、主軸台２側のチャック６の爪６ａを矢印Ｃ方向に解放すると、図７に示すように、第１工程の加工が終了したワーク７は、第３の爪２５により、その軸心を主軸９の軸心ＣＴ２に一致させた形で、チャック装置８により確実に保持される。
【００８３】
この状態で、図８に示すように、主軸台２、３を互いに離反する方向に相対移動させ、刃物台２６にチャック爪操作用治具２７に変えて、バイト２９、ミーリング、フライス、ドリルなどの工具を装着する。そして、主軸９をワーク７の加工プログラムに従って、所定の回転数で回転駆動し、あるいは所定の回転角度位置で位置決め保持したりして、ワーク７の図中左半分の未だ加工が行なわれていない部分に対して第２工程の加工を行なう。ワーク７は、既に述べたように、第３の爪２５により第１工程の加工が終了した部分を介して確実に保持されているので、第２工程の加工は、円滑に行なわれる。
【００８４】
こうして、ワーク７の第２工程の加工が終了したところで、図９に示すように、ハンドリングロボット３１により、チャック装置８に保持され第２工程の加工が完了したワーク７を把持し、その状態で、ベース１９のバー１９ａを図示しない油圧アクチュエータを介して矢印Ａ方向に押圧する。
【００８５】
すると、ベース１９の係合面１９ｂと係合しているカム２０は、軸２０ａを介して矢印Ｈ方向に回動し、それに伴い、係合部２０ｂ、溝２１ａを介して３個の第１の爪２１が、矢印Ｃ方向、即ち、軸心ＣＴ２を中心に放射方向に、該軸心ＣＴ２から遠ざかる方向に同期的に移動する。すると、第１の爪２１に装着された第２の爪２２及び第３の爪２５も同様に矢印Ｃ方向に移動し、それまでワーク７に所定の保持圧で当接係合していたワーク保持部２５ｈも矢印Ｃ方向に移動する。
【００８６】
これにより、ピストンロッド２５ｇとワーク７の外周部との当接係合関係も解除され、ワーク７は、ハンドリングロボット３１により保持された状態となる。そこで、図１０に示すように、ハンドリングロボット３１を主軸台３に対して相対的に矢印Ａ方向に移動させることにより、加工済みのワーク７をチャック装置８のワーク保持空間３０から取り出す。
【００８７】
なお、ワーク７の形状により、ベース１９による第１の爪２１のアンクランプ動作だけでは、ピストンロッド２５ｇとワーク７の外周部が干渉して、ワーク７を矢印Ａ方向に引き出せない場合には、更に、チャック爪操作用治具２７を刃物台２６に装着して、３個の第２の爪２２の、調整ネジ２３を矢印Ｅ方向にそれぞれ回転させて、第３の爪２５を矢印Ｃ方向に移動させて、ピストンロッド２５ｇのワーク保持部２５ｈを、ワーク７の外周部と干渉しない位置にまで退避させ、ワーク７を矢印Ａ方向に引き出す。引き出された加工済みワーク７は、機外の適宜なパーツキャッチャーなどに搬出される。
【００８８】
こうして、加工済みのワーク７がチャック装置８から取り出されたところで、第３の爪２５が矢印Ｃ方向に開放されていない場合には、前述のようにチャック爪操作用治具２７により第２の爪２２の、調整ネジ２３を回転させ、第３の爪２５を矢印Ｃ方向に開放駆動する。次に、第３の爪２５の操作ロッド２５ｄを矢印Ｅ方向に回転駆動して、ピストン２５ｃを矢印Ｃ方向、即ち、軸心ＣＴ２から遠ざかる方向に移動させる。
【００８９】
すると、図１１に示すように、サブシリンダ２５ｆ内の各ピストンロッド２５ｇは、矢印Ｃ方向に、軸心ＣＴ２から遠ざかる方向に移動して、退避位置ＲＰに収納される。これにより、ワーク保持部２５ｈも矢印Ｃ方向に退避して、軸心ＣＴ２の周辺にワーク保持空間３０が大きく開放される。
【００９０】
なお、ピストン２５ｃの矢印Ｃ方向への移動だけでは、ピストンロッド２５ｇが十分に矢印Ｃ方向の退避位置にまで移動しない場合には、各第３の爪２５の外周部、操作ロッド２５ｄの調整穴２５ｅ付近に開口形成された空気供給路２５ｉを介して、刃物台２６等の適宜な作動流体供給手段側から各サブシリンダ２５ｆの下部（軸心ＣＴ２側）に圧縮空気を供給して、ピストンロッド２５ｇを強制的に矢印Ｃ方向に移動させることもできる。
【００９１】
更に、主軸９を中速回転させ、その遠心力で、各ピストンロッド２５ｇを矢印Ｃ方向に強制的に移動させて、サブシリンダ２５ｆ内に収納する方法もある。
【００９２】
また、第２の爪２２及び調整ネジ２３は、第３の爪２５の、軸心ＣＴ２方向のストロークが十分確保することができる場合には、必要がなく、直接第１の爪２１で第３の爪２５を矢印Ｃ、Ｄ方向に同期移動させるように構成することもできる。
【００９３】
更に、第１、第２及び第３の爪２１、２２，２５は、第１及び第２の爪２１、２２を、スライド部材として一体構成としてもよく、第１の爪２１に調整ネジ２３を設け、調整ネジ２３により、直接第３の爪２５を矢印Ｃ、Ｄ方向に移動駆動するように構成することも可能である。更に、図２０に示すように、第２の爪２２と第３の爪２５をワーク把持部材として一体に構成しても良く、ワーク把持部材に調整ネジ２３を設け、調整ネジ２３の操作部２３ｄを、図１４などに示す、刃物台に装着されたチャック爪操作治具２７などにより回転操作して、直接ワーク把持部材をスライド部材としての第１の爪２１に対して矢印Ｃ、Ｄ方向に移動駆動するように構成することも可能である。
【００９４】
なお、チャック装置８の本体１１に装着される、第３の爪２５等のワーク把持部材及びワーク把持部材を開閉駆動する第１の爪２１等のスライド部材は、３個に限らず、２個又は４個以上であってもよい。
【００９５】
また、各ワーク把持部材に装着されるピストンロッド２５ｇ等のワーク保持ロッド２５ｇは、各第３の爪２５について実施例のように一列４本に限らず、複数列、複数本設けるようにしてもよい。また、各第３の爪２５について複数列、図１の紙面と直角方向に配置することも可能である。
【００９６】
更に、ワーク保持ロッド２５ｇを、軸心ＣＴ２に対して矢印Ｃ方向に後退した退避位置ＲＰに付勢する付勢手段は、空気供給路２５ｉに限らず、コイルスプリングを、ワーク保持ロッド２５ｇを常時矢印Ｃ方向に付勢する形で縮設しておき、開放時には、コイルスプリングの弾性を利用して矢印Ｃ方向に移動させるように構成することも可能である。
【００９７】
図１２乃至図１７は、本発明による工作機械用チャックの第２の実施形態を示すもので、図１２は、本発明が適用される旋盤用チャック装置の第２の実施形態を示す斜視図、図１３は、図１２に示す旋盤用チャック装置の正面図、図１４から図１７は、図１２の旋盤用チャック装置の動作を示す説明図である。
【００９８】
なお、実施形態によっては、第４の爪（ワーク把持部材）と第１の爪（スライド部材）が外見上、一体的に形成される場合もある。即ち、第２の爪や第４の爪であるワーク把持部材が、スライド部材である第１の爪を兼用するように構成することも当然可能である。
【００９９】
この実施形態におけるチャック装置８は、前記実施形態における第１の爪２１に第３の爪２５に相当する第４の爪を取り付けた構成になっている。そして、前記実施形態と同様に、このチャック装置８は、主軸９に取り付けられている。従って、チャック装置内部の説明を省略し、第４の爪について以下に説明する。なお、図１乃至図１１と同等のものには、同じ符号を付けて示してある。
【０１００】
チャック装置８は、図１２、図１３に示すように、円筒形の本体１１を有している。この本体１１の正面には、軸心ＣＴ２を中心に１２０°ピッチで放射方向に３個のＴ溝１１ａが形成されている。これら各Ｔ溝１１ａ内には、前記実施形態の第１の爪２１に相当する３個のスライダ（図示せず）が、それぞれＴ溝１１ａに沿って摺動自在に支持されている。
【０１０１】
第４の爪４０は、前記スライダに固定され、Ｔ溝１１ａに沿って放射方向に移動自在に配設されている。本体１１の正面には、各第４の爪４０の間に位置するようにＵ字状の溝が形成された３個のピット３６が固定され、その溝の開口部を覆う蓋３７が着脱可能に固定されている。
【０１０２】
各ピット３６の溝の内には、それぞれフレキシブルチューブで形成された空圧用の２本の配管（図示せず）と、油圧用の１本の配管（図示せず）が配設され、隣接する第４の爪４０の間を接続している。即ち、３個の第４の爪４０は、それぞれ２本の空圧用の配管と、１本の油圧用の配管で接続されており、いずれか１個の第４の爪４０を操作したとき、他の２個の第４の爪４０も同時に作動するようになっている。なお、前記空圧用の配管と油圧用の配管としては、金属製のフレキシブルパイプ、もしくは合成樹脂製のホースを用いることができる。
【０１０３】
第４の爪４０は、図１４に示すように、操作部３９とワーク保持部５４で構成されている。なお、図１４においては、図面作成上の都合で単一の操作部３９と単一のワーク保持部５４のみを示している。実際には、単一の操作部３９でチャック装置８に配置された全てのワーク保持部５４を、前述した空圧及び油圧配管を介して操作するようになっている。
【０１０４】
第４の爪４０は、本体４１とその両端に固定された一対の面板４１ａ、４１ｂを備えている。これら本体４１と面板４１ａ、４１ｂには、貫通穴４２が形成され、その面板４１ａ側の端部は、ネジ穴４２ａになっている。この貫通穴４２に操作部３９が配設されている。
【０１０５】
座４３は、貫通穴４２の面板４１ｂ側に固定されており、貫通穴４２内に嵌入される突起４３ａを備えている。この突起４３ａには、その軸方向に貫通する貫通穴４３ｂが形成されている。この貫通穴４３ｂの面板４１ｂ側の端部はネジ穴４３ｃになっている。そして、このネジ穴４３ｃには、調整ネジ４４が螺合している。
【０１０６】
この調整ネジ４４の軸心には、貫通穴４４ａが形成されている。また、調整ネジ４４には、バックアップ用のネジ４４ｂが配置され、このネジ４４にも、その軸心に貫通穴４４ａと連通する貫通穴４４ｃが形成されている。そして、貫通穴４４ａと貫通穴４４ｃは、排気口を形成している。
【０１０７】
円筒状のピストン４５は、その外周面が貫通穴４２に摺動自在に嵌合し、内周面が突起４３ｂと摺動自在に嵌合している。そしてこのピストン４５は、突起４３ａの外周に装着されたコイルスプリング４６で支持されている。このピストン４５の中央部には、その外周面と内周面にそれぞれ環状の溝４５ａ、４５ｂが形成され、これらの溝４５ａ、４５ｂを接続する複数の貫通穴４５ｃが形成されている。また、ピストン４５の面板４１ａ側には、圧縮空気の通路となる貫通穴４５ｄが形成されている。
【０１０８】
油室４７は、貫通穴４２の内周面と、突起４３ｂの外周面と、座４３の本体４１側の端面、及びピストン４５の面板４１ｂ側の端面で囲まれる空間で構成され、油が充填されている。即ち、ピストン４５は、その移動によって油室４７の容積を変えて油圧を発生させる油圧発生手段３９ｂを構成している。
【０１０９】
スプール４８は、ピストン４５内に摺動自在に嵌合し、突起４３ａの貫通穴４３ｂに装着されたコイルスプリング５０に支持されている。このコイルスプリング５０は、調整ネジ４４でピストン４５の軸方向に位置が調整可能であり、スプール４８を常時矢印Ｌ方向に付勢している。
【０１１０】
このスプール４８には、軸心に圧縮空気の通路となる穴４８ａが形成され、この穴４８ａの一端とピストン４５の溝４５ｂを連通させるための貫通穴４８ｂが形成されている。また、スプール４８の穴４８ａの面板４１ａ側の端面には、ゴム等の弾性体で環状に形成されたリング４８ｃが配設されている。また、スプール４８の面板４１ａ側の端面外周部は、ピストン４５との間に、貫通孔４５ｄと連通する圧縮空気の通路４８ｄを形成するように小径に形成されている。即ち、前記ピストン４５とスプール４８で圧縮空気の流路切替手段３９ａを構成している。
【０１１１】
操作ロッド４９は、その外周にネジ４９ａが形成され、貫通穴４２のネジ４２ａに螺合している。この操作ロッド４９の軸心には、断面が四角形の操作穴４９ｂと断面が円形の穴４９ｃが連通するように形成され、その軸方向に貫通している。そして、操作ロッド４９の穴４９ｃは、スプール４８の面板４１ａ側の端部外周面との間に通路４８ｄを形成するように外嵌している。また、操作ロッド４９の本体４１側の端面は、ピストン４５の面板４１ａ側の端面とコイルスプリング４６の抗圧力で当接している。
【０１１２】
貫通穴５５は、本体４１と面板４１ｂを貫通するように形成されている。この貫通穴５５にワーク保持部５４が配設されている。
【０１１３】
貫通穴５５の面板４１ｂ側には、スリーブ５６が装着されている。スリーブ５６の外周面には、環状の溝５６ａが形成され、この溝５６ａとスリーブ５６の内周面を接続する貫通穴５６ｂが形成されている。クランパ５７は、その径方向に弾性変形可能な薄い金属で円筒状に形成され、スリーブ５６の内側に、その内周面との間に所定の間隙を形成するように配設されている。
【０１１４】
ピストンロッド５８は、貫通穴５５に摺動自在に嵌合するピストン５８ａと、クランパ５７に摺動自在に嵌合するロッド５８ｂを有し、貫通穴５５とピストンロッド５８で駆動手段（エアシリンダ）５４ａを構成している。そして、ピストンロッド５８の面板４１ｂ側の端部には、ロッド５９ａが設けられ、ワーク保持ロッド５９を構成している。このロッド５９ａの先端にユニバーサルジョイント（図示せず）を介して揺動可能に支持したパッド５９ｂ（図１４にのみ表示、図１５ないし図１７では図示省略）を備えている。そして、このパッド５９ｂをワーク７に接触させて、ワーク７を保持する。
【０１１５】
前記貫通穴５５の面板４１ａ側の端部は、本体４１に形成された連通穴６１を介してピストン４５の貫通穴４５ｄと接続されている。また、貫通穴５５の中央部は、本体４１に形成された連通穴６２を介してピストン４５の溝４５ａと接続されている。
【０１１６】
また、スリーブ５６の溝５６ａと油室４７は、本体４１に形成された連通穴６３で接続されている。そして、油室４７から供給される油圧によってクランパ５７をその径方向に弾性変形させ、ピストンロッド５８のロッド５８ｂを拘束し、その位置を固定する固定手段５４ｂを構成している。
【０１１７】
なお、本実施形態で使用するチャック爪操作用治具２７は、その軸心に圧縮空気の供給穴が形成され、その操作部２７ａの先端から圧縮空気を供給するように構成されている。
【０１１８】
以上のような構成を有するので、チャック装置８におけるワーク７の保持工程を、前記実施形態を参照しながら説明する。なお、前記実施形態における第３の爪２５は、本実施形態においては第４の爪４０となる。
【０１１９】
前記実施形態の図１に示すように、第４の爪４０が軸心ＣＴ２に対して放射方向に本体１１の外周方向に移動した状態、即ちワーク保持部５９が軸心ＣＴ２に対して最も解放された状態で、ワーク保持部５９によって形成されるワーク保持空間３０（図１３参照）を最も広い状態に設定しておく。そして、このワーク保持空間３０に、第１工程の加工が終了したワーク７の先端を挿入する。
【０１２０】
ワーク保持空間３０に第１工程の加工が終了したワーク７の先端が挿入されると、前記実施形態の図１に示すように、ワーク７は、そのセンタ穴７ａにセンタ１５が嵌合し、主軸５側のチャック６とセンタ１５により、ワーク７の軸心が軸心ＣＴ２と一致する形で正確に支持される。
【０１２１】
この状態で、前記実施形態の図６に示すように、ベース１９のバー１９ａを図示しない油圧アクチュエータを介して矢印Ｂ方向に向けて引き込む。すると、べース１９の係合面１９ｂと係合しているカム２０は、軸２０ａを介して矢印Ｇ方向に回動し、それに伴い、係合部２０ｂ、溝２１ａを介して３個の第１の爪２１が矢印Ｄ方向、即ち、軸心ＣＴ２方向に同期的に移動する。
【０１２２】
すると、第１の爪２１にスライダを介して結合された第４の爪４０も同様に、軸心ＣＴ２方向に移動する。即ち、第４の爪４０はワーク７に近接する方向に移動する。このとき、ワーク保持部５９のパッド５９ｂは、まだワーク７と接触していない。
【０１２３】
次に、前記実施形態の図５に示すように、刃物台２６にチャック爪操作用治具２７を装着する。その状態で、刃物台を移動駆動して、図１４に示すように、チャック爪操作用治具２７の先端の操作部２７ａを、操作ロッド４９の操作穴４９ｂに嵌入係合させる。
【０１２４】
そして、チャック爪操作用治具２７の操作部２７ａの先端から、チャック爪操作用治具２７に形成された貫通穴２７ｂを介して、スプール４８に向けて圧縮空気を供給する。すると、スプール４８は圧縮空気により矢印Ｊ方向にコイルスプリング５０の弾性に抗する形で移動され、それまでスプール４８により閉塞されていた貫通穴４５ｄは、図１４に示すように、スプール４８の外周面の間隙に形成された通路４８ｄと連通する。これにより、操作ロッド４９とスプール４８の間に供給された圧縮空気は、操作ロッド４９の穴４９ｃの内周面とスプール４８の外周面の間と、ピストン４５の内周面とスプール２８の外周面との間に形成された通路４８ｄ、ピストン４５の貫通穴４５ｄ及び連通穴６１を通りワーク保持部５４の貫通穴５５の上部に供給される。
【０１２５】
このとき、チャック爪操作用治具２７から供給された圧縮空気は、ピット３６（図１２、１３参照）内に配設された空圧用の配管を通して、隣接する他の第４の爪４０にも供給され、各第４の爪４０のワーク保持部５４にも供給される。
【０１２６】
従って、チャック爪操作用治具２７から供給する圧縮空気の必要量は、チャック装置８に配設された全てのワーク保持部５４を作動させるのに必要な量と、連通路６１を通り、貫通穴４２の内周面とピストン４５の外周面の間に形成された隙間、ネジ４２ａとネジ４９ａの間に形成された隙間を通して大気中に放出される量を加えた量、あるいはそれより若干多い量になる。なお、他の第４の爪４０のスプール４８は、コイルバネ５０の弾性により図１４の矢印Ｌ方向に付勢され、スプール４８の外周面が貫通穴４５ｄを閉塞した状態になっているので、操作用治具２７が接続された第４の爪４０から配管を通って圧縮空気が供給されても、該圧縮空気が漏れることはなく、ピストンロッド５８の矢印Ｊ方向への移動に有効に使用される。
【０１２７】
すると、この圧縮空気の圧力により、図１４に示すように、ピストンロッド５８が第４の爪４０からワーク７に向けて矢印Ｊ方向に突出し、パッド５９ｂがワーク７に当接する。この際、各ワーク保持部５９は、先端のパッド５９ｂがワーク７の外周面に当接した時点で、一旦その移動が停止する。このとき、パッド５９ｂとワーク７との接触圧力は、圧縮空気が未だワーク７と接触していないワーク保持部５９の移動に消費されるため、高まることはない。
【０１２８】
このとき、ワーク保持部５４のピストン５８の面板４１ｂ側の空気は、連通穴６２、ピストン４５の溝４５ａ、貫通穴４５ｃ、溝４５ｂを通してピストン４５の内部に流入する。更に、座４３の貫通穴４３ｂ、調整ネジ４４の貫通穴４４ａ、及びネジ４４ｂの穴４４ｃを通して外気中に放出される。
【０１２９】
そして、全てのワーク保持部５９のパッド５９ｂがワーク７の外周面に当接すると、貫通穴５５内に供給される圧縮空気の圧力が上昇し、パッド５９ｂがワーク７と接触する圧力が高まる。このとき、全ての貫通穴５５内に供給された圧縮空気の圧力は、ほぼ均一な圧力となって上昇する。従って、ワーク７は、その外周面に接触したワーク保持部５９からほぼ均一な圧力で押されるので、その軸心を軸心ＣＴ２と一致させた形で、ワーク保持部５９、即ち第４の爪４０で確実に保持される。なお、ワーク７に対するワーク保持部５９の接触圧力は、供給する圧縮空気の圧力により設定する。
【０１３０】
この状態で、図１５に示すように、チャック爪操作用治具２７が矢印Ｋ方向に回転し、操作ロッド４９を矢印Ｋ方向に回転させる。すると、面板４１に形成されたネジ４２ａとネジ４９ａが螺合している操作ロッド４９は、矢印Ｋ方向に回転しながら矢印Ｊ方向に移動する。この操作ロッド４９の矢印Ｊ方向の移動によりピストン４８が押され、ピストン４８は、コイルスプリング４６を圧縮しながら矢印Ｊ方向に移動する。すると、油室４７の容積が圧縮されるため、油室４７内に充填された油が連通路６３を通してスリーブ５６とクランパ５７の間に移動する。
【０１３１】
このとき、油室４７から流出した油は、ピット３６（図１２、１３参照）内に配設された油圧用の配管を通して、隣接する他の第４の爪４０にも供給され、各第４の爪４０の固定部５４ｂにも供給される。
【０１３２】
そして、油の圧力が上昇すると、クランパ５７をその半径方向に弾性変形させて、クランパ５７をピストンロッド５８のロッド５８ｂに接触させて、その接触圧力でロッド５８ｂをクランプする。即ち、スリーブ５６とクランパ５７の間に流入した油の圧力で、ピストンロッド５８を拘束し固定する。これにより、第４の爪４０に配置された複数のワーク保持ロッド５９は、ワーク７の外周面を立体トレースした形で固定されることになる。
【０１３３】
ワーク保持部５９が固定されると、チャック爪操作用治具２７が第４の爪４０から後退し、図１６に示すように、ワークの加工が可能な状態になる。このとき、ピストン４５は、コイルスプリング４６の抗圧力により操作ロッド４９側に向けて押されるが、ネジ穴４２ａと螺合するネジ４９の摩擦力により、その位置が維持され、油圧が維持される。即ち、クランパ５７によるピストンロッド５８のクランプ力が維持される。そして、前記実施形態の図８に示すように、ワーク７に所要の加工を行なう。
【０１３４】
第４の爪４０で保持したワーク７の加工が終了すると、前記実施形態の図９に示すように、ハンドリングロボット３１によりチャック装置８に保持され、第２工程の加工が終了したワーク７を把持する。その状態で、ベース１９のバー１９ａを図示しない油圧アクチュエータを介して矢印Ａ方向に押圧する。すると、ベース１９の係合面１９ｂと係合しているカム２０は、軸２０ａを介して矢印Ｈ方向に回動し、それに伴い、係合部２０ｂ、溝２１ａを介して第１の爪２１が、矢印Ｃ方向、即ち、軸心ＣＴ２を中心に放射方向に、該軸芯ＣＴ２から遠ざかる方向に同期的に移動する。
【０１３５】
すると、第１の爪２１にスライダを介して結合された第４の爪４０も、軸心ＣＴ２から遠ざかる方向に移動して、それまで所定の保持圧でワーク７を保持していたワーク保持ロッド５９も、軸心ＣＴ２から遠ざかる方向に同期的に移動して、ワーク７を解放する。このとき、ワーク保持ロッド５９は、クランパ５７で第４の爪４０に対する相対位置が拘束されているので、ワーク７の外形を立体トレースした状態が維持されている。そして、各第４の爪４０のワーク保持ロッド５９により新たな形状のワーク保持空間３０を形成する。
【０１３６】
これにより、ワーク７は、ハンドリングロボット３１により保持された状態となる。そして、前記実施形態の図１０に示すように、ハンドリングロボット３１を主軸台３に対して相対的に矢印Ａ方向に移動させることにより、加工済みワーク７をチャック装置８のワーク保持空間３０から取り出す。なお、取り出された加工済みワーク７は、機外の適宜なパーツキャッチャーなどに搬出される。
【０１３７】
同一種類のワーク７を繰り返し加工する場合には、前記新たなワーク保持空間３０に第１工程の加工が終了したワーク７の先端が挿入されると、前記実施形態と同様（図１参照）に、ワーク７は、そのセンタ穴７ａにセンタ１５が嵌合し、主軸５側のチャック６とセンタ１５により、ワーク７の軸心が軸心ＣＴ２と一致する形で正確に支持される。
【０１３８】
この状態で、前記実施の形態の図６に示すように、ベース１９のバー１９ａを図示しない油圧アクチュエータを介して矢印Ｂ方向に向けて引き込む。すると、べース１９の係合面１９ｂと係合しているカム２０は、軸２０ａを介して矢印Ｇ方向に回動し、それに伴い、係合部２０ｂ、溝２１ａを介して３個の第１の爪２１が矢印Ｄ方向、即ち、軸心ＣＴ２方向に同期的に移動する。
【０１３９】
このとき、ワーク保持ロッド５９が既にワーク７の外形を立体トレースした形状に維持されているので、全てのワーク保持ロッド５９がワーク７を包み込むように同時にワーク７の外周面に当接し、所要の圧力でワーク７と接触する。従って、チャック６からチャック装置８へワーク７を受け渡す際に、その都度、全てのワーク保持ロッド５９をワーク７の外周面に倣わせる必要がない。即ち、単に、第４の爪４０を軸心ＣＴ２の放射方向へ移動させるだけでよいから、チャック６からチャック装置８へのワーク７の受け渡しを短時間で行なうことができる。
【０１４０】
ワークの形状、大きさなどが変わった場合には、第４の爪４０に対しピストン５８ａを面板４１ａ側に後退させ、ワーク保持ロッド５９を後退させる必要がある。ワーク保持ロッド５９の後退操作は以下のように行なう。
【０１４１】
図１７に示すように、チャック爪操作用治具２７の先端の操作部２７ａを、操作ロッド４９の操作穴４９ｂに嵌入係合させる。このとき、操作部２７ａの先端がスプール４８のリング４８ｃと接触し、更に、スプール４８を押圧して、コイルスプリング５０を圧縮しながら、スプール４８の貫通穴４８ｂがピストン４５の溝４５ａと連通する位置で停止させる。
【０１４２】
この状態で、チャック爪操作用治具２７を矢印Ｍ方向に回転させ、操作ロッド４９を矢印Ｍ方向に回転させる。すると、操作ロッド４９は、矢印Ｍ方向に回転すると共に、矢印Ｌ方向に移動する。このとき、コイルスプリング４６の抗圧力によりピストン４５も、操作ロッド４９と共に矢印Ｌ方向に移動する。
【０１４３】
すると、油室４７の容積が大きくなり、油室４７内が負圧となる。このため、スリーブ５６とクランパ５７の間に流入し、クランパ５７を弾性変形させていた油が、油室４７に発生した負圧により吸引され、連通穴６３を通して油室４７に回収される。従って、クランパ５７は、その弾性により復元してピストンロッド５８のロッド５８ｂを解放する。
【０１４４】
この状態で、チャック爪操作用治具２７の先端から貫通穴２７ｂを介して圧縮空気を供給する。供給された圧縮空気は、スプール４８の穴４８ａ、貫通穴４８ｂ、ピストン４５の溝４５ｂ、貫通穴４５ｃ、溝４５ａ及び連通穴６２を通して、ピストン５８ａの面板４１ｂ側に供給される。この圧縮空気の圧力により、ピストン５８ａは、矢印Ｌ方向（面板４１ａ側）に移動後退し、ワーク保持ロッド５９も矢印Ｌ方向に後退する。
【０１４５】
このとき、ピストン５８ａと面板４１ａの間にある空気の一部は、連通路６１を通り、貫通穴４２の内周面とピストン４５の外周面の間に形成された隙間、ネジ４２ａとネジ４９ａの間に形成された隙間を通して大気中に放出される。また、他の一部は、ピストン４５の貫通穴４５ｄ、通路４８ｄ、穴４９ｃを通り、操作ロッド４９の操作穴４９ｂとチャック爪操作用治具２７の操作部２７ａとの隙間を通り大気中に放出される。
【０１４６】
上述のように、本実施形態では、同一種類の複数のワーク７を加工する際に、チャック６からチャック装置８へワーク７を受け渡す時間を短縮して、作業能率を向上させることができる。
【０１４７】
図１８及び図１９は、本発明による工作機械用チャック装置の第３の実施形態を示すもので、図１８は、本発明が適用される旋盤用チャック装置の第３の実施形態を示す斜視図、図１９は、図１８に示す旋盤用チャック装置の正面図である。
【０１４８】
この実施形態におけるチャック装置８と前記第２の実施形態におけるチャック装置８との差異は、本実施形態でチャック装置８は、第４の爪４０を４個取り付けた構成になっている点と、各爪４０を結ぶ金属製の可撓性配管７０，７１にある。なお、チャック装置８の内部構成と、第４の爪４０の内部構成は、前記第２の実施形態と同一であるので、図１２、１３と同じものは同じ符号を付けて示し、説明を省略する。以下、配管の支持手段について説明する。
【０１４９】
同図において、可撓性配管７０、７１は、各第４の爪４０の両側面に固設された中空のホルダ６５を有している。各ホルダ６５には、それぞれ長さの異なる一対の中空のアーム６６ａ、６６ｂが中空のピン６７を介して揺動自在に支持されている。隣接する第４の爪４０の対向面に支持されたそれぞれのアーム６６ａ、６６ａとアーム６６ｂ、６６ｂは、隣接する第４の爪４０の中間で、中空のピン６７で揺動自在に接続されている。
【０１５０】
そして、圧縮空気用の２本の流体供給路（図示せず）は、可撓性配管７０のホルダ６５、アーム６６ａ、ピン６７の内部に形成され、隣接する第４の爪４０の間を接続している。また、油圧用の１本の流体供給路は、ホルダ６５、アーム６６ｂ、ピン６７の内部に形成され、隣接する第４の爪４０の間を接続している。
【０１５１】
これら可撓性配管７０、７１を、ワークの加工によって発生する切粉から保護するために、本体１１に固定され、可撓性配管の移動領域を覆うカバー（図示せず）を設けている。
【０１５２】
この実施形態におけるチャック装置８では、４個の第４の爪を軸心ＣＴ２を中心として放射方向に移動駆動する場合、公知の４つ爪チャックと同様に、第４の爪４０のうち、ワーク保持ロッド５９（ピストンロッド５８）が互いに対向する２個の第４の爪４０を組として、各組がそれぞれ独立して動作するように構成することが出来る。
【０１５３】
そして、第４の爪４０が軸心ＣＴ２に対して放射方向に移動した場合、可撓性配管７０、７１のアーム６６ａ、６６ｂのそれぞれの接続角度α（図１９参照）が変化して、各第４の爪４０の間隔の変化に対応することが出来る。従って、二組の第４の爪４０の互いに独立した放射方向の動きにも十分追随することが出来る。
【０１５４】
このような構成としても、前記第２の実施形態と同じ効果を得ることができる。また、二組の第４の爪４０をそれぞれ独立して放射方向に移動させることにより、多様な断面形状のワークに対応することができる。
【０１５５】
空圧用の配管と油圧用の配管が、それぞれ金属製の可撓性配管によって形成されているので強度が高く、合成樹脂製の配管に比べ、可撓性配管７０、７１を細くして、チャック装置８を小型化することが出来、しかも、ワーク把持装置を確実に動作させることができる。
【０１５６】
なお、図１乃至図１１に示す実施形態におけるチャック装置８においても、３個の第３の爪２５のシリンダ２５ｂを連通する連通管を設け、１個の第３の爪２５の操作ロッド２５ｄの操作により、３個の第３の爪２５に設けられた全てのピストンロッド２５ｇ（ワーク保持ロッド）を操作するようにしてもよい。従って、操作ロッド２５ｄは、３個の第３の爪２５のいずれか一個、即ち、チャック装置８に一個配置すればよく、チャック装置８の構成を簡略化することが出来る。
【０１５７】
なお、図１のスライド部材２１とワーク把持部材２５、４０との間に設けられる部材移動機構、例えば２２，２３，２５ａは、部材移動機構に対してワーク把持部材２５、４０側が放射方向である矢印Ｃ、Ｄ方向に移動駆動される他に、図２０に示すように、部材移動機構が、ワーク把持部材２５、４０と共に、スライド部材２１に対して移動するようにしても良い。
【０１５８】
更に、センタ１５を、軸心ＣＴ２方向にシリンダ３０１介して移動駆動自在に設けたスライド筒３００内に、コイルスプリング１６と共に設け、スライド筒３００を、ワーク保持ロッド５９を駆動するピストンロッド５８の固定手段５４ｂと同様な固定手段５４ｂで固定自在に設け、スライド筒３００の先端に、平盤状のワーク端面突き当て面３００ａを、軸心ＣＴ２に直角に形成することもできる。
【０１５９】
このように、ワーク端面付き当て面３００ａを設けることにより、第１工程の完了したワーク７の先端部７ｂをワーク端面付き当て面３００ａに当接させる形で位置決めする事が出来る。これにより、ワーク７を、ワーク把持部材２５、４０及びワーク端面付き当て部３００ａにより、確実にチャック装置８に支持させることが出来る。
【０１６０】
なお、各ワーク把持部材２５、４０のワーク保持ロッド５９のピストンロッド５８を駆動し、固定保持するための油圧、空圧などの作動流体の供給態様は、各種の態様が考えられ得る。例えば、図１に示すように、各ワーク把持部材２５、４０内のシリンダ２５ｂ内に封入したり、また、図１４に示すように、外部から操作治具２７などを介して供給したり、更には、チャック装置８内に作動流体の供給路を設け、チャック装置８を介して外部から供給することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される旋盤用チャック装置が用いられた工作機械の一例を示す図。
【図２】図１の旋盤用チャック装置を用いて、ワークを加工する際の工程を示す図。
【図３】図１の旋盤用チャック装置を用いて、ワークを加工する際の工程を示す図。
【図４】図１の旋盤用チャック装置を用いて、ワークを加工する際の工程を示す図。
【図５】図１の旋盤用チャック装置を用いて、ワークを加工する際の工程を示す図。
【図６】図１の旋盤用チャック装置を用いて、ワークを加工する際の工程を示す図。
【図７】図１の旋盤用チャック装置を用いて、ワークを加工する際の工程を示す図。
【図８】図１の旋盤用チャック装置を用いて、ワークを加工する際の工程を示す図。
【図９】図１の旋盤用チャック装置を用いて、ワークを加工する際の工程を示す図。
【図１０】図１の旋盤用チャック装置を用いて、ワークを加工する際の工程を示す図。
【図１１】図１の旋盤用チャック装置を用いて、ワークを加工する際の工程を示す図。
【図１２】本発明が適用される旋盤用チャック装置の第２の実施形態を示す斜視図。
【図１３】図１２に示す旋盤用チャック装置の正面図。
【図１４】図１２の旋盤用チャック装置の動作を示す説明図。
【図１５】図１２の旋盤用チャック装置の動作を示す説明図。
【図１６】図１２の旋盤用チャック装置の動作を示す説明図。
【図１７】図１２の旋盤用チャック装置の動作を示す説明図。
【図１８】本発明が適用される旋盤用チャック装置の第３の実施形態を示す斜視図。
【図１９】図１８に示す旋盤用チャック装置の正面図。
【図２０】本発明が適用される旋盤用チャック装置の第４の実施形態を示す半断面図である。
【符号の説明】
７………ワーク
８………工作機械用チャック装置
１１……本体
１５……ワーク芯押し部材（センタ）
１９……スライド部材駆動手段、第１の部材（ベース）
１９ａ…第１の部材（バー）
２０……スライド部材駆動手段（カム）
２１……スライド部材（第１の爪）
２２……スライド部材、部材移動機構（第２の爪）
２３……部材移動機構、調整ネジ機構（調整ネジ）
２３ａ…ネジ操作部（調整穴）
２３ｄ……ネジ操作部（操作部）
２５……ワーク把持部材（第３の爪）
２５ｂ…流体シリンダ駆動手段（シリンダ）
２５ｃ…ピストン
２５ｄ…ピストン操作手段（操作ロッド）
２５ｅ…操作部（調整穴）
２５ｆ…液体圧シリンダ駆動手段、シリンダ（サブシリンダ）
２５ｇ…ワーク保持ロッド（ピストンロッド）
２５ｉ…付勢手段（空気供給路）
２７……回転操作治具（チャック爪操作用治具）
４０……ワーク把持部材（第４の爪）
４２……作動流体供給手段（貫通穴）
４５……外部流体供給手段、作動流体の供給手段（ピストン）
４７……作動流体の供給手段（油室）
４９……外部流体供給手段、作動流体の供給手段、駆動力受け入れ部（操作ロッド）
５４……ワーク保持部（固定手段）
５４ｂ…固定手段
５５……シリンダ（貫通穴）
５８……ワーク保持ロッド（ピストンロッド）
５９……ワーク保持ロッド
６１……外部流体供給手段（連通穴）
６２……外部流体供給手段（連通穴）
６３……作動流体の供給手段（連通穴）
３００……ワーク端面付き当て手段（ワーク端面付き当て部）
３００ａ……ワーク端面付き当て面
ＣＴ２…軸心
【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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