JP2560114B2 - チャック装置 - Google Patents
チャック装置Info
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- JP2560114B2 JP2560114B2 JP1166012A JP16601289A JP2560114B2 JP 2560114 B2 JP2560114 B2 JP 2560114B2 JP 1166012 A JP1166012 A JP 1166012A JP 16601289 A JP16601289 A JP 16601289A JP 2560114 B2 JP2560114 B2 JP 2560114B2
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- Japan
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- jaw
- plunger
- wedge
- groove
- width
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
- B23B31/02—Chucks
- B23B31/10—Chucks characterised by the retaining or gripping devices or their immediate operating means
- B23B31/12—Chucks with simultaneously-acting jaws, whether or not also individually adjustable
- B23B31/16—Chucks with simultaneously-acting jaws, whether or not also individually adjustable moving radially
- B23B31/16233—Jaws movement actuated by oblique surfaces of a coaxial control rod
- B23B31/16237—Details of the jaws
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Gripping On Spindles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、工作機械に用いるチャックに関するもので
あり、近年の高速回転化傾向に伴う高回転域において
も、強大な把握力と高い把握精度の得られる機能を備え
たチャックに関するものである。
あり、近年の高速回転化傾向に伴う高回転域において
も、強大な把握力と高い把握精度の得られる機能を備え
たチャックに関するものである。
従来の中実チャック構造は、ボディの半径方向内方部
位に相当するジュウの内方部分にプランジャと噛合する
噛合手段を備えるものであり、第１図乃至第４図の如き
である。さらに中空チャック構造は、ボディの軸線方向
後方部位で且つ半径方向内方部位に相当するジョウの後
方内方部分にプランジャと噛合する噛合手段を備えるも
のであり、例えば特開昭55−106707号公報記載のFig1乃
至Fig4図及び実開昭53−99081号のマイクロフィルム記
載の如きである。
位に相当するジュウの内方部分にプランジャと噛合する
噛合手段を備えるものであり、第１図乃至第４図の如き
である。さらに中空チャック構造は、ボディの軸線方向
後方部位で且つ半径方向内方部位に相当するジョウの後
方内方部分にプランジャと噛合する噛合手段を備えるも
のであり、例えば特開昭55−106707号公報記載のFig1乃
至Fig4図及び実開昭53−99081号のマイクロフィルム記
載の如きである。
しかし、前者及び後者いずれの噛合手段においても、
ジョウ側の噛合部強度とプランジャ側の噛合部強度とに
は著しい差があり、この力学的な強度差を解消すること
は、構造的制限から困難であるとされていた。
ジョウ側の噛合部強度とプランジャ側の噛合部強度とに
は著しい差があり、この力学的な強度差を解消すること
は、構造的制限から困難であるとされていた。
しかも、この力学的な強度差は、把握力が増大するに
伴ってさらに拡大する傾向にあることから高回転域にお
いて特に問題となる課題であった。
伴ってさらに拡大する傾向にあることから高回転域にお
いて特に問題となる課題であった。
本発明は、係る従来のチャックの欠点をみごとに解決
するものであり、噛合手段の構造を構造力学的側面から
究明することによって、特にプランジャ側の噛合部強度
を向上させ、且つプランジャとボディとを合理的な形状
の組合せとなし、歪の極めて少ない強力なプランジャ及
び剛性に影響されないボディを得ることに主眼がある。
するものであり、噛合手段の構造を構造力学的側面から
究明することによって、特にプランジャ側の噛合部強度
を向上させ、且つプランジャとボディとを合理的な形状
の組合せとなし、歪の極めて少ない強力なプランジャ及
び剛性に影響されないボディを得ることに主眼がある。
しかるに、本発明は、後述する如き特殊なボディの構
造及び特殊なジョウの構造ならびに特殊なプランジャの
構造になすと共に、特にジョウ及びプランジャの噛合手
段を力学的に合理性のある構造となさしめたものであ
り、その特徴とするところは、ボディ中心穴および放射
方向へ複数の案内溝を有するボディと、該ボディ中心穴
を軸線方向前方・後方へ摺動移動し、前記案内溝に対応
する複数のウェッジ溝を備えるひとつのプランジャと、
該プランジャの摺動移動に連動しボディの半径方向内方
・外方へ摺動移動する複数のジョウとからなるチャック
が、以下のように構成されている。すなわち、 （ア）前記プランジャは、各ウェッジ溝５が断面逆Ｔ字
形の空間に形成されるような対の顎部（Ｖ）を備えてい
ること、 （イ）前記ボディに設けた複数のジョウの各案内溝に
は、その溝底部位にスロット溝（11）が設けられ、該ス
ロット溝（11）の幅は、前記対の顎部（Ｖ）の夫々が曲
げ力の作用で変形しながら破損する際における破損し易
い破損部位よりも狭い幅に形成され、且つ該スロット溝
（11）がボディの半径方向外方寄りに適量の肉厚部
（Ｗ）を残して形成されていること、 （ウ）前記ジョウの後方に突出部（12）を備え、該突出
部がひとつの楔部材（50）と該楔部材に直交しこれより
も幅が狭い補強部材（60）とから形成されていること、 （エ）前記各ジョウの楔部材（50）の夫々が、プランジ
ャに設けた複数のウェッジ溝（５）のいずれかと噛合す
る構造になされていること、 （オ）前記補強部材（60）が、スロット溝（11）に収容
される部分を備える形状になされていること、及び、 （カ）前記破損部位の外周面（Ｇ）が、曲げ力の作用に
よって変形するに際して、スロット溝（11）の近傍のボ
ディ中心穴の内周面（Ｆ）で支え得る保持溝造になされ
ていることにある。
造及び特殊なジョウの構造ならびに特殊なプランジャの
構造になすと共に、特にジョウ及びプランジャの噛合手
段を力学的に合理性のある構造となさしめたものであ
り、その特徴とするところは、ボディ中心穴および放射
方向へ複数の案内溝を有するボディと、該ボディ中心穴
を軸線方向前方・後方へ摺動移動し、前記案内溝に対応
する複数のウェッジ溝を備えるひとつのプランジャと、
該プランジャの摺動移動に連動しボディの半径方向内方
・外方へ摺動移動する複数のジョウとからなるチャック
が、以下のように構成されている。すなわち、 （ア）前記プランジャは、各ウェッジ溝５が断面逆Ｔ字
形の空間に形成されるような対の顎部（Ｖ）を備えてい
ること、 （イ）前記ボディに設けた複数のジョウの各案内溝に
は、その溝底部位にスロット溝（11）が設けられ、該ス
ロット溝（11）の幅は、前記対の顎部（Ｖ）の夫々が曲
げ力の作用で変形しながら破損する際における破損し易
い破損部位よりも狭い幅に形成され、且つ該スロット溝
（11）がボディの半径方向外方寄りに適量の肉厚部
（Ｗ）を残して形成されていること、 （ウ）前記ジョウの後方に突出部（12）を備え、該突出
部がひとつの楔部材（50）と該楔部材に直交しこれより
も幅が狭い補強部材（60）とから形成されていること、 （エ）前記各ジョウの楔部材（50）の夫々が、プランジ
ャに設けた複数のウェッジ溝（５）のいずれかと噛合す
る構造になされていること、 （オ）前記補強部材（60）が、スロット溝（11）に収容
される部分を備える形状になされていること、及び、 （カ）前記破損部位の外周面（Ｇ）が、曲げ力の作用に
よって変形するに際して、スロット溝（11）の近傍のボ
ディ中心穴の内周面（Ｆ）で支え得る保持溝造になされ
ていることにある。
第７図と第８図を用いてその作用を説明すると、プラ
ンジャ４の軸線方向作用力で被加工物を把握したときに
発生するジョウ２の突出部12における負荷の分力は、面
圧負荷分力と曲げ負荷分力とに分けられ、一方の面圧負
荷をもっぱらにひとつの楔部材50が荷担するものとな
し、他方の曲げ負荷をもっぱらに補強部材60が荷担する
ものとなすのである。
ンジャ４の軸線方向作用力で被加工物を把握したときに
発生するジョウ２の突出部12における負荷の分力は、面
圧負荷分力と曲げ負荷分力とに分けられ、一方の面圧負
荷をもっぱらにひとつの楔部材50が荷担するものとな
し、他方の曲げ負荷をもっぱらに補強部材60が荷担する
ものとなすのである。
係るジョウ２の突出部12の形状となし、加えて前記負
荷分力の分力荷担構造を用いることによって、プランジ
ャ４の逆Ｔ字形ウェッジ溝を形どる張り出し部材がはじ
めて片振り荷重のみを荷担すればよいものとなるのであ
る（従来形状のジョウは、両振り荷重を荷担しなければ
ならない欠点があった）。
荷分力の分力荷担構造を用いることによって、プランジ
ャ４の逆Ｔ字形ウェッジ溝を形どる張り出し部材がはじ
めて片振り荷重のみを荷担すればよいものとなるのであ
る（従来形状のジョウは、両振り荷重を荷担しなければ
ならない欠点があった）。
本発明に係るチャックの一例を第５図乃至第９図を用
いて詳述する。
いて詳述する。
第５図は三つ爪チャックの縦断面図、第６図はそのボ
ディ１を斜め方向から見た拡大部分図、第７図はマスタ
ージョウの２の斜視図、第８図は第５図のＹ−Ｙ′線切
断拡大図、第９図はプランジャ４の斜視図である。
ディ１を斜め方向から見た拡大部分図、第７図はマスタ
ージョウの２の斜視図、第８図は第５図のＹ−Ｙ′線切
断拡大図、第９図はプランジャ４の斜視図である。
第６図に示す如く、ボディ１には矢印Ｚ方向の内方か
ら半径方向の外方へ向けてマスタージョウ２を嵌装する
ための案内溝10が３方向等分（１方向のみ図示する）に
設けられているほか、案内溝10の溝底には該溝幅よりも
狭く且つ半径方向外方寄りに適量の肉厚部Ｗを残す一定
長さＫで幅Ａのスロット溝11が設けられており、該スロ
ット溝11には第７図に示すマスタージョウ２の突出部12
を構成する補強部材60の一部が収納されるようになされ
ている。
ら半径方向の外方へ向けてマスタージョウ２を嵌装する
ための案内溝10が３方向等分（１方向のみ図示する）に
設けられているほか、案内溝10の溝底には該溝幅よりも
狭く且つ半径方向外方寄りに適量の肉厚部Ｗを残す一定
長さＫで幅Ａのスロット溝11が設けられており、該スロ
ット溝11には第７図に示すマスタージョウ２の突出部12
を構成する補強部材60の一部が収納されるようになされ
ている。
この際、該スロット溝幅Ａは、第８、９図示のように
プランジャ４のウェッジ溝の外周方向空間5aの幅Ｂと近
似的に等しくなすことが望ましい。他方前記外周面Ｇと
前記内周面Ｆとの間隙は、プランジャ４が軸線方向に摺
動可能な範囲で最小に設定しチャックの把握精度を保持
するものである。
プランジャ４のウェッジ溝の外周方向空間5aの幅Ｂと近
似的に等しくなすことが望ましい。他方前記外周面Ｇと
前記内周面Ｆとの間隙は、プランジャ４が軸線方向に摺
動可能な範囲で最小に設定しチャックの把握精度を保持
するものである。
以上のチャック構造において、第７図に示す如くマス
タージョウ２には、その後方内方寄りに突出部であると
ころの逆Ｔ字形の突出部12が設けてある。該突出部12
は、第９図に示すプランジャ４のウェッジ溝５と噛合す
るときに楔作用を発生する楔部材50と、該楔部材部材に
直交しこれを力学的に補強する補強部材60とから形成さ
れている。さらに切断端面形状Ｔ字形に形成されてい
て、楔部材50はもっぱらに噛合時の面圧負荷を荷担し、
補強部材60はもっぱらに噛合時の曲げ負荷を荷担する。
前記ウェッジ溝5dは逆Ｔ字形の空間をなし、この空間
は、プランジャの半径方向に伸びプランジャの外周面に
開口する半径方向空間5aと、この空間5aと直交する横方
向空間5bからなり、前記半径方向空間5a内を補強部材60
が伸び、前記横方向空間5b内に楔部材50が収納されてい
る。
タージョウ２には、その後方内方寄りに突出部であると
ころの逆Ｔ字形の突出部12が設けてある。該突出部12
は、第９図に示すプランジャ４のウェッジ溝５と噛合す
るときに楔作用を発生する楔部材50と、該楔部材部材に
直交しこれを力学的に補強する補強部材60とから形成さ
れている。さらに切断端面形状Ｔ字形に形成されてい
て、楔部材50はもっぱらに噛合時の面圧負荷を荷担し、
補強部材60はもっぱらに噛合時の曲げ負荷を荷担する。
前記ウェッジ溝5dは逆Ｔ字形の空間をなし、この空間
は、プランジャの半径方向に伸びプランジャの外周面に
開口する半径方向空間5aと、この空間5aと直交する横方
向空間5bからなり、前記半径方向空間5a内を補強部材60
が伸び、前記横方向空間5b内に楔部材50が収納されてい
る。
しかるに、要求される補強部材60の形状は、噛合時に
おける曲げ負荷に有効なるようにその断面係数Ｚが大な
るものであること、即ち力学的計算式で説明すれば、幅
をＣとし、突出部12のジョウの長手方向の丈長をＬとし
たとき、Ｚ＝CL2/6（Ｃ、Ｌは第７図示）におけるＬを
最大限に大きくすることである。
おける曲げ負荷に有効なるようにその断面係数Ｚが大な
るものであること、即ち力学的計算式で説明すれば、幅
をＣとし、突出部12のジョウの長手方向の丈長をＬとし
たとき、Ｚ＝CL2/6（Ｃ、Ｌは第７図示）におけるＬを
最大限に大きくすることである。
また、マスタージョウ２における突出部12の丈長Ｌ
（楔部材50の厚さに補強部材の高さを加えた長さ）の最
大長さは、マスタージョウ２の長さｌの半分程度にされ
る。
（楔部材50の厚さに補強部材の高さを加えた長さ）の最
大長さは、マスタージョウ２の長さｌの半分程度にされ
る。
本実施例に用いるチャックでは、ボディ１の半径方向
内方寄りに形成したスロット溝11に収容される部分を備
える形状の補強部材60となすことにより、前述した寸法
Ｌを極めて大きくできる工夫をなしたものである。前記
突出部12の補強部材60のジョーの長手方向の丈長Ｌが突
出部の突出方向に向かうに従って漸減する形状に形さ
れ、曲げモーメントに丈長Ｌがほぼ対応するようになっ
ている。しかしながら、補強部材60の外方端面の形状を
第７図の如き直線とせずに、加工が困難であることを別
にすれば、力学的に合理性のある曲げモーメント線図曲
線に類似させるとよい。
内方寄りに形成したスロット溝11に収容される部分を備
える形状の補強部材60となすことにより、前述した寸法
Ｌを極めて大きくできる工夫をなしたものである。前記
突出部12の補強部材60のジョーの長手方向の丈長Ｌが突
出部の突出方向に向かうに従って漸減する形状に形さ
れ、曲げモーメントに丈長Ｌがほぼ対応するようになっ
ている。しかしながら、補強部材60の外方端面の形状を
第７図の如き直線とせずに、加工が困難であることを別
にすれば、力学的に合理性のある曲げモーメント線図曲
線に類似させるとよい。
これに対し、特開昭55−106707合公報記載の発明に係
る楔かぎ片10の形状は、楔面10aとうね状隆起10bとをも
つ断面凸状に形成されたものであり、楔かぎ片10の半径
方向厚さを大きくすることで前述の曲げ負荷を荷担する
ものである。しかるに、曲げ負荷を荷担するに最も有効
なうね状隆起10bの隆起量が激減することから、強力な
把握力は得られないものとなるのである。
る楔かぎ片10の形状は、楔面10aとうね状隆起10bとをも
つ断面凸状に形成されたものであり、楔かぎ片10の半径
方向厚さを大きくすることで前述の曲げ負荷を荷担する
ものである。しかるに、曲げ負荷を荷担するに最も有効
なうね状隆起10bの隆起量が激減することから、強力な
把握力は得られないものとなるのである。
従って、本実施例に関する第７図示のマスタージョウ
と比べたとき、その曲げ負荷は断然に小さなものとなる
のである。
と比べたとき、その曲げ負荷は断然に小さなものとなる
のである。
把握力を従来にない、より強力なチャックとなすため
のもうひとつの工夫について、プランジャの構造を基に
し説明する。
のもうひとつの工夫について、プランジャの構造を基に
し説明する。
先ず、従来のチャックにおけるプランジャ構造につい
て第１図乃至第４図を用い、詳しく説明する。
て第１図乃至第４図を用い、詳しく説明する。
第１図は三つ爪チャックの上部縦断面図であって、第
13図に示す如くボディ１′の半径方向に３等分の放射線
状案内溝10′を設け、該案内溝10′に第２図示のマスタ
ージョウ２′が摺動自在に嵌挿される。そして、マスタ
ージョウ２′の前方（ボディ１′の前方Ｒ側及びＳ側）
にはトップジョウ３′が図示しないボルトで固着され、
またボディ１′中心の穴にはプランジャ４′が軸線方向
の摺動を自在になし嵌挿されている。
13図に示す如くボディ１′の半径方向に３等分の放射線
状案内溝10′を設け、該案内溝10′に第２図示のマスタ
ージョウ２′が摺動自在に嵌挿される。そして、マスタ
ージョウ２′の前方（ボディ１′の前方Ｒ側及びＳ側）
にはトップジョウ３′が図示しないボルトで固着され、
またボディ１′中心の穴にはプランジャ４′が軸線方向
の摺動を自在になし嵌挿されている。
しかして、プランジャ４′の外周にも第３図に示す如
き３方向等分（１方向のみ図示する）にウェッジ溝５′
が設けてあり、マスタージョウ２′の内方に設けられて
いる突出部２′ａと噛合する。該噛合状態の詳細が第１
図のＸ−Ｘ′線切断拡大図である第４図に示されてい
る。
き３方向等分（１方向のみ図示する）にウェッジ溝５′
が設けてあり、マスタージョウ２′の内方に設けられて
いる突出部２′ａと噛合する。該噛合状態の詳細が第１
図のＸ−Ｘ′線切断拡大図である第４図に示されてい
る。
係るジョウの内方部分に噛合手段を備えた構造のチャ
ックは、以下の作用的欠陥を持っている。
ックは、以下の作用的欠陥を持っている。
今トップジョウ３′で図示しない被加工物の外径を把
握するための作動を行うと、マスタージョウ２′の突出
部２′ａには、矢印Ｐなる力が半径方向の外方へ向けて
作用し、この力Ｐが顎部４′ｂへ負荷され、該負荷の作
用によりプランジャ４′の逆Ｔ字形ウェッジ溝４′ａを
形どる張り出し部材には、ボディ１′の穴との接触が離
合する部分Ｑを基点として曲げモーメントＭが矢印方向
に作用する。しかして更に作用力Ｐが増大すると該部分
は弾性変形に伴う応力の集中を受けジグザグ線６の如き
破損が進行する。当然ながら、曲げ力の作用で変形しな
がら破損する際における破損し易い破損部位は離合する
部分Ｑを基点にしないときは、Ｔ字形ウェッジ溝４′ａ
の最も脆弱な切欠き部位から45度方向へ向けジグザク線
６の破損が進行する。
握するための作動を行うと、マスタージョウ２′の突出
部２′ａには、矢印Ｐなる力が半径方向の外方へ向けて
作用し、この力Ｐが顎部４′ｂへ負荷され、該負荷の作
用によりプランジャ４′の逆Ｔ字形ウェッジ溝４′ａを
形どる張り出し部材には、ボディ１′の穴との接触が離
合する部分Ｑを基点として曲げモーメントＭが矢印方向
に作用する。しかして更に作用力Ｐが増大すると該部分
は弾性変形に伴う応力の集中を受けジグザグ線６の如き
破損が進行する。当然ながら、曲げ力の作用で変形しな
がら破損する際における破損し易い破損部位は離合する
部分Ｑを基点にしないときは、Ｔ字形ウェッジ溝４′ａ
の最も脆弱な切欠き部位から45度方向へ向けジグザク線
６の破損が進行する。
他方トップジョウ３′で図示しない被加工物の内径を
把握するための作動を行うと、マスタージョウ２′の突
出部２′ａには、矢印Ｐに反対する方向の力が半径方向
内方へ作用し、この力の作用により前記の張り出し部材
には、曲げモーメントＭが矢印方向に反対する方向へ作
用する。
把握するための作動を行うと、マスタージョウ２′の突
出部２′ａには、矢印Ｐに反対する方向の力が半径方向
内方へ作用し、この力の作用により前記の張り出し部材
には、曲げモーメントＭが矢印方向に反対する方向へ作
用する。
即ち、顎部４′ｂには矢印Ｐ方向の力及び矢印Ｐに反
対する方向の力が共に負荷されるのである。別言すれ
ば、力Ｐの負荷に対してウェッジ溝４′ａを形どる張り
出し部材は常に両振り荷重を荷担しなければならない欠
点がある。
対する方向の力が共に負荷されるのである。別言すれ
ば、力Ｐの負荷に対してウェッジ溝４′ａを形どる張り
出し部材は常に両振り荷重を荷担しなければならない欠
点がある。
係る顎部４′ｂへの力の負荷は、上記例における内方
部分に噛合手段を備えたジョウの構造のみならず、後方
内方部分に噛合手段を備えたジョウの構造（例えば特開
昭55−106707号公報のFig1乃至Fig2及び実開昭53−9908
1号のマイクロフィルム）においても、全く同様であ
る。
部分に噛合手段を備えたジョウの構造のみならず、後方
内方部分に噛合手段を備えたジョウの構造（例えば特開
昭55−106707号公報のFig1乃至Fig2及び実開昭53−9908
1号のマイクロフィルム）においても、全く同様であ
る。
叙上の従来チャック構造に対し本実施例のものは、第
８図示の如く、プランジャ４の顎部外周面Ｇをボディ１
の穴の内周面Ｆで支える構造となし、前記曲げモーメン
トＭの作用を阻止する工夫によって前記ジグザグ線６に
よる破損を完全に防止するものである。
８図示の如く、プランジャ４の顎部外周面Ｇをボディ１
の穴の内周面Ｆで支える構造となし、前記曲げモーメン
トＭの作用を阻止する工夫によって前記ジグザグ線６に
よる破損を完全に防止するものである。
本実施例は以上の如き構造のチャックを用い、図示し
ないシリンダの作動によってプランジャ４をボディの軸
線方向前方・後方へ摺動移動させる。この摺動移動に伴
うプランジャ４の軸線方向作用力で各トップジョウ３を
同時に作動させ被加工物の外径を把握すると、夫々のマ
スタージョウ２の突出部12には半径方向の内方へ向けて
負荷が発生する。しかして該負荷は、突出部12の楔部材
50を押圧破損する作用分力（面圧負荷分力）と、突出部
12の補強部材60を曲げ破損する作用分力（曲げ負荷分
力）とに分かれて荷担される。
ないシリンダの作動によってプランジャ４をボディの軸
線方向前方・後方へ摺動移動させる。この摺動移動に伴
うプランジャ４の軸線方向作用力で各トップジョウ３を
同時に作動させ被加工物の外径を把握すると、夫々のマ
スタージョウ２の突出部12には半径方向の内方へ向けて
負荷が発生する。しかして該負荷は、突出部12の楔部材
50を押圧破損する作用分力（面圧負荷分力）と、突出部
12の補強部材60を曲げ破損する作用分力（曲げ負荷分
力）とに分かれて荷担される。
なお、この把握と反対に、被加工物の内径を把握する
ときは、前記突出部12の半径方向の外方へ向けての負荷
が発生し、前記外径把握と異なる逆方向への面圧負荷分
力と曲げ負荷分力とに分かれて荷担される。
ときは、前記突出部12の半径方向の外方へ向けての負荷
が発生し、前記外径把握と異なる逆方向への面圧負荷分
力と曲げ負荷分力とに分かれて荷担される。
よって、前記楔部材50は、外径把握と内径把握とで荷
担方向が異なる両振り荷重による分力荷担機能になされ
ている。
担方向が異なる両振り荷重による分力荷担機能になされ
ている。
次にプランジャ４側における力学的な強度を検討して
みると、該プランジャ４は前述の面圧負荷分力の反力を
ウェッジ溝５を形どる張り出し部材における顎部Ｖの横
方向空間5bを画する面をなす顎面Ｔで受け止める構造に
なされていることからこの面圧負荷分の反力に充分耐え
得る寸法の形状になされている。しかし、さらに被加工
物の把握力を増大させ荷担する負荷を増加させると前記
張り出し部材は、第４図に示す如き矢印Ｐ方向の曲げモ
ーメントＭを受け半径方向外方への弾性変形により曲げ
が発生する。係る場合には、顎部Ｖの外周面Ｇをスロッ
ト溝11近傍の内周面Ｆで支えることから、顎部Ｖの曲げ
応力は増加せず圧縮応力として荷担され第４図のジグザ
グ線６の如き破損が進行することは全くなくなるのであ
る。しかるに、このように顎部Ｖの外周面Ｇを支える面
は、プランジャ４の移動範囲全域で形成される構造にな
されることが望ましいのは勿論のことである。
みると、該プランジャ４は前述の面圧負荷分力の反力を
ウェッジ溝５を形どる張り出し部材における顎部Ｖの横
方向空間5bを画する面をなす顎面Ｔで受け止める構造に
なされていることからこの面圧負荷分の反力に充分耐え
得る寸法の形状になされている。しかし、さらに被加工
物の把握力を増大させ荷担する負荷を増加させると前記
張り出し部材は、第４図に示す如き矢印Ｐ方向の曲げモ
ーメントＭを受け半径方向外方への弾性変形により曲げ
が発生する。係る場合には、顎部Ｖの外周面Ｇをスロッ
ト溝11近傍の内周面Ｆで支えることから、顎部Ｖの曲げ
応力は増加せず圧縮応力として荷担され第４図のジグザ
グ線６の如き破損が進行することは全くなくなるのであ
る。しかるに、このように顎部Ｖの外周面Ｇを支える面
は、プランジャ４の移動範囲全域で形成される構造にな
されることが望ましいのは勿論のことである。
他方、トップジョウ３で被加工物の内径を把握する
と、突出部12の楔部材50には半径方向の外方へ向けての
負荷が発生する。しかして前述の説明から明らかなとお
り、プランジャ４の前記顎部Ｖへの面圧負荷分力は、全
く負荷されないことから係る分力荷担の必要がない。即
ち前記張り出し部材は、従来の両振り荷重と全く異なる
片振り荷重による分力荷担機構となるものである。
と、突出部12の楔部材50には半径方向の外方へ向けての
負荷が発生する。しかして前述の説明から明らかなとお
り、プランジャ４の前記顎部Ｖへの面圧負荷分力は、全
く負荷されないことから係る分力荷担の必要がない。即
ち前記張り出し部材は、従来の両振り荷重と全く異なる
片振り荷重による分力荷担機構となるものである。
他の実施例を説明するに、プランジャ４の顎部Ｖの外
周面Ｇは、第９図に示す如くウェッジ溝５の端縁部まで
円弧に形成されスロット溝11近傍の内周面Ｆと充分に接
触する面積大になされるものが望ましい。若し前記マス
タージョウ２との噛合関係からこの円弧の一部である顎
部の互いに対向する外周前方隅端面を切削する場合で
も、第10図に示す如くウェッジ溝の半径方向空間5aの幅
を含む切削幅Ｈは、マスタージョウ２の楔部材50の幅Ｄ
よりも小さくするのが好ましく、Ｈ＜Ｄであれば前記円
弧の例と同様な作用効果が得られるものとなる。
周面Ｇは、第９図に示す如くウェッジ溝５の端縁部まで
円弧に形成されスロット溝11近傍の内周面Ｆと充分に接
触する面積大になされるものが望ましい。若し前記マス
タージョウ２との噛合関係からこの円弧の一部である顎
部の互いに対向する外周前方隅端面を切削する場合で
も、第10図に示す如くウェッジ溝の半径方向空間5aの幅
を含む切削幅Ｈは、マスタージョウ２の楔部材50の幅Ｄ
よりも小さくするのが好ましく、Ｈ＜Ｄであれば前記円
弧の例と同様な作用効果が得られるものとなる。
また、プランジャのウェッジ溝形状は、第８図示例の
如き単なる逆Ｔ字形をなすもののほかに、第11図に示す
形状の如くウェッジ溝の横方向空間5bの横方向両端部に
ヌスミ空間Ｎを形成し、集中応力の分散を図り顎部Ｖの
横方向空5bを画する面をなす顎面Ｔへ作用する力による
局部破損を防止するとか、また第12図に示す形状の如く
前記顎面Ｔをウェッジ溝５の中心線に向け厚さが漸減す
る直線或いは曲線からなる屋根形の傾斜面に形成し、負
荷である曲げモーメントＭに対応した合理的な形状にな
すとかして、より一層の強度的な安全度を高めるように
なすことができる。
如き単なる逆Ｔ字形をなすもののほかに、第11図に示す
形状の如くウェッジ溝の横方向空間5bの横方向両端部に
ヌスミ空間Ｎを形成し、集中応力の分散を図り顎部Ｖの
横方向空5bを画する面をなす顎面Ｔへ作用する力による
局部破損を防止するとか、また第12図に示す形状の如く
前記顎面Ｔをウェッジ溝５の中心線に向け厚さが漸減す
る直線或いは曲線からなる屋根形の傾斜面に形成し、負
荷である曲げモーメントＭに対応した合理的な形状にな
すとかして、より一層の強度的な安全度を高めるように
なすことができる。
本発明は、叙上のような構成になされていることか
ら、プランジャにおいては、力学的に弱いウェッジ溝を
形どる張り出し部材をボディの剛性を活用して補強する
ようにして解決し、従来にない強力な且つ把握精度の良
好なものが得られるのであり、ボディにおいては、半径
方向の外方寄りに適量な肉厚部を残すスロット溝を形成
する工夫により何等剛性に影響されないものとなるので
ある。さらにこれらを力学的に合理性のある組合せに構
成することにより得られたチャック構造は、従来のもの
に比べ力学的な強度の均衡が図られており、大幅に剛性
が向上し、強力な超把握力が得られ、把握精度の飛躍的
な向上が図られるものとなるのである。
ら、プランジャにおいては、力学的に弱いウェッジ溝を
形どる張り出し部材をボディの剛性を活用して補強する
ようにして解決し、従来にない強力な且つ把握精度の良
好なものが得られるのであり、ボディにおいては、半径
方向の外方寄りに適量な肉厚部を残すスロット溝を形成
する工夫により何等剛性に影響されないものとなるので
ある。さらにこれらを力学的に合理性のある組合せに構
成することにより得られたチャック構造は、従来のもの
に比べ力学的な強度の均衡が図られており、大幅に剛性
が向上し、強力な超把握力が得られ、把握精度の飛躍的
な向上が図られるものとなるのである。
さらにボディのスロット溝にジョウの補強部材が収容
できる構造は、チャックのボディ厚さを極めて薄くする
ことができるほか、プランジャの軸線方向移動量を大き
くできることから、半径方向へのジョウ移動量が大きく
なる著効を奏するのである。そしてジョウの突出部形状
を工夫したことによって得られた把握力の向上は、特に
切削速度のスピードアップと、このスピードアップに伴
なう精度の低下防止に著効がある。しかも軽量化された
ジョウの突出部は、高回転域における慣性力の減少にも
優れた性能を発揮する著効を奏するものである。
できる構造は、チャックのボディ厚さを極めて薄くする
ことができるほか、プランジャの軸線方向移動量を大き
くできることから、半径方向へのジョウ移動量が大きく
なる著効を奏するのである。そしてジョウの突出部形状
を工夫したことによって得られた把握力の向上は、特に
切削速度のスピードアップと、このスピードアップに伴
なう精度の低下防止に著効がある。しかも軽量化された
ジョウの突出部は、高回転域における慣性力の減少にも
優れた性能を発揮する著効を奏するものである。
第１〜第４図は従来の構造を示すもので、第１図はチャ
ックの上部縦断面図、第２図はマスタージョウの斜視
図、第３図はプランジャの部分斜視図、第４図は第１図
のＸ−Ｘ′線切断拡大図、第５図〜第12図は具体的な実
施例を示すもので、第５図はチャックの縦断面図、第６
図はボディの部分斜視図、第７図はマスタージョウの斜
視図、第８図は第５図のＹ−Ｙ′線切断端面拡大図、第
９図及び第10図はプランジャの部分斜視図、第11図及び
第12図はプランジャのウェッジ溝形状の他の例、第13図
は従来構造を示すボディの部分斜視図である。 １……ボディ ２……マスタージョウ ３……トップジョウ ４……プランジャ ５（４′ａ）……ウェッジ溝 Ｖ（４′ｂ）……顎部 12……突出部 10……案内溝 11……スロット溝 50……楔部材 60……補強部材
ックの上部縦断面図、第２図はマスタージョウの斜視
図、第３図はプランジャの部分斜視図、第４図は第１図
のＸ−Ｘ′線切断拡大図、第５図〜第12図は具体的な実
施例を示すもので、第５図はチャックの縦断面図、第６
図はボディの部分斜視図、第７図はマスタージョウの斜
視図、第８図は第５図のＹ−Ｙ′線切断端面拡大図、第
９図及び第10図はプランジャの部分斜視図、第11図及び
第12図はプランジャのウェッジ溝形状の他の例、第13図
は従来構造を示すボディの部分斜視図である。 １……ボディ ２……マスタージョウ ３……トップジョウ ４……プランジャ ５（４′ａ）……ウェッジ溝 Ｖ（４′ｂ）……顎部 12……突出部 10……案内溝 11……スロット溝 50……楔部材 60……補強部材
Claims (7)
- 【請求項１】ボディ中心穴および放射方向へ複数の案内
溝を有するボディと、該ボディ中心穴を軸線方向前方・
後方へ摺動移動し、前記案内溝に対応する複数のウェッ
ジ溝を備えるひとつのプランジャと、該プランジャの摺
動移動に連動しボディの半径方向内方・外方へ摺動移動
する複数のジョウとからなるチャックが、次のように構
成されているチャック装置 （ア）前記プランジャは、各ウェッジ溝５が断面逆Ｔ字
形の空間に形成されるような対の顎部（Ｖ）を備えてい
ること、 （イ）前記ボディに設けた複数のジョウの各案内溝に
は、その溝底部位にスロット溝（11）が設けられ、該ス
ロット溝（11）の幅は、前記対の顎部（Ｖ）の夫々が曲
げ力の作用で変形しながら破損する際における破損し易
い破損部位よりも狭い幅に形成され、且つ該スロット溝
（11）がボディの半径方向外方寄りに適量の肉厚部
（Ｗ）を残して形成されていること、 （ウ）前記ジョウの後方に突出部（12）を備え、該突出
部がひとつの楔部材（50）と該楔部材に直交しこれより
も幅が狭い補強部材（60）とから形成されていること、 （エ）前記各ジョウの楔部材（50）の夫々が、プランジ
ャに設けた複数のウェッジ溝（５）のいずれかと噛合す
る構造になされていること、 （オ）前記補強部材（60）が、スロット溝（11）に収容
される部分を備える形状になされていること、及び、 （カ）前記破損部位の外周面（Ｇ）が、曲げ力の作用に
よって変形するに際して、スロット溝（11）の近傍のボ
ディ中心穴の内周面（Ｆ）で支え得る保持構造になされ
ていること。 - 【請求項２】前記プランジャのウェッジ溝（５）の逆Ｔ
字形の空間は、プランジャの半径方向に伸びプランジャ
の外周面に開口する半径方向空間と、この半径方向空間
とほぼ直交する方向に伸びる横方向空間とからなり、こ
の横方向空間を画する半径方向外側の顎面が半径方向空
間の両側で互いに屋根形に傾斜している特許請求の範囲
第１項記載のチャック装置。 - 【請求項３】チャック装置の作動時に前記顎部（Ｖ）の
外周面（Ｇ）が、これと接触する内周面（Ｆ）で支えら
れ、このとき顎部（Ｖ）の受ける負荷が圧縮応力となる
特許請求の範囲第１項又は第２項記載のチャック装置。 - 【請求項４】前記スロット溝の溝幅（Ａ）が、プランジ
ャのウェッジ溝（５）の半径方向空間（5b）の幅（Ｂ）
とほぼ等しい幅に形成されている特許請求の範囲第２項
又は第３項記載のチャック装置。 - 【請求項５】前記プランジャの顎部の互いに対向する外
周前方隅端面のカット幅Ｈとジョウの楔部材幅（Ｄ）と
が、Ｈ＜Ｄなる関係を有する特許請求の範囲第３項記載
のチャック装置。 - 【請求項６】前記ウェッジ溝の横方向空間の横方向両端
部に集中応力の分散を図るヌスミ空間Ｎが形成されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第５項の
いずれかに記載のチャック装置。 - 【請求項７】前記突出部（12）のジョーの長手方向の丈
長（Ｌ）が突出部の突出方向に向かうに従って漸減する
形状に形成されている特許請求の範囲第１項乃至第６項
のいずれかに記載のチャック装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1166012A JP2560114B2 (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | チャック装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1166012A JP2560114B2 (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | チャック装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP513780A Division JPS56102403A (en) | 1980-01-18 | 1980-01-18 | Chuck for holding work-piece |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0271911A JPH0271911A (ja) | 1990-03-12 |
| JP2560114B2 true JP2560114B2 (ja) | 1996-12-04 |
Family
ID=15823265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1166012A Expired - Lifetime JP2560114B2 (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | チャック装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2560114B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019021603A1 (ja) | 2017-07-28 | 2019-01-31 | 株式会社北川鉄工所 | チャック機構 |
| WO2019107142A1 (ja) | 2017-12-01 | 2019-06-06 | 株式会社北川鉄工所 | チャック及びその製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1886083A (en) | 1931-01-02 | 1932-11-01 | Union Mfg Co | Chuck |
| US2191371A (en) | 1939-03-14 | 1940-02-20 | Albert E Church | Wedge type chuck |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2704214A (en) * | 1950-08-04 | 1955-03-15 | Beausoleil Pierre Francois | Lathe chuck with independently paired jaws |
| JPS5641923Y2 (ja) * | 1977-01-14 | 1981-10-01 | ||
| US4155564A (en) * | 1977-10-06 | 1979-05-22 | Erickson Tool Company | Rotatable chuck mechanism |
| DE2903904C3 (de) * | 1979-02-02 | 1986-07-10 | Paul Forkardt GmbH & Co KG, 4000 Düsseldorf | Kraftbetätigtes Backenfutter |
| JPS56102403A (en) * | 1980-01-18 | 1981-08-15 | Kitagawa Tekkosho:Kk | Chuck for holding work-piece |
| JPS6344484A (ja) * | 1986-08-05 | 1988-02-25 | バブコツク日立株式会社 | 石炭−水スラリ廃液の回収装置 |
| GB2214861A (en) * | 1988-02-06 | 1989-09-13 | Roto Rake Manufacturing Ltd | Routing bit |
-
1989
- 1989-06-27 JP JP1166012A patent/JP2560114B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1886083A (en) | 1931-01-02 | 1932-11-01 | Union Mfg Co | Chuck |
| US2191371A (en) | 1939-03-14 | 1940-02-20 | Albert E Church | Wedge type chuck |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019021603A1 (ja) | 2017-07-28 | 2019-01-31 | 株式会社北川鉄工所 | チャック機構 |
| WO2019107142A1 (ja) | 2017-12-01 | 2019-06-06 | 株式会社北川鉄工所 | チャック及びその製造方法 |
| US11141798B2 (en) | 2017-12-01 | 2021-10-12 | Kitagawa Iron Works Co., Ltd. | Chuck and method for manufacturing same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0271911A (ja) | 1990-03-12 |
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