特許 6233827 チャック機構、ステア付爪及び工作機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6233827

(24)【登録日】2017年11月2日

(45)【発行日】2017年11月22日

(54)【発明の名称】チャック機構、ステア付爪及び工作機械

(51)【国際特許分類】

   B23B 31/10 20060101AFI20171113BHJP

   B23B 31/16 20060101ALI20171113BHJP

【ＦＩ】

   B23B31/10 B

   B23B31/16 D

【請求項の数】17

【全頁数】34

(21)【出願番号】特願2017-533049(P2017-533049)

(86)(22)【出願日】2017年3月27日

(86)【国際出願番号】JP2017012280

【審査請求日】2017年6月16日

(31)【優先権主張番号】特願2016-97642(P2016-97642)

(32)【優先日】2016年5月16日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】509033099

【氏名又は名称】有限会社 シンセテック

(74)【代理人】

【識別番号】110001494

【氏名又は名称】前田・鈴木国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】石川 禎章

【審査官】 久保田 信也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１６７８２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１７５４１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０１２１５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｂ ３１／１０

Ｂ２３Ｂ ３１／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークを把握するチャック機構であって、
チャック本体と、
前記チャック本体の端面に設置される複数のマスタージョーであって、各々、前記チャック本体の端面の径方向に延在する爪設置溝を有する複数のマスタージョーと、
前記マスタージョーの各々に設置され、前記ワークを把握する爪と、前記マスタージョーの前記爪設置溝に挿入されるステアとを有するステア付爪と、
前記マスタージョーの各々の前記爪設置溝に挿入され、前記ステア付爪の前記ステアを当該爪設置溝の内径側及び外径側から挟持する一対のグリップと、
前記マスタージョーの上部と前記爪の下部に形成され、相互に係合し、前記チャック本体の端面における前記爪の位置を決定する位置決め部とを有し、
前記ステアの内径側端面及び外径側端面には、当該ステアが前記マスタージョーの前記爪設置溝に挿入された場合に当該爪設置溝の上部開口方向を指向する傾斜面を有する係合面が形成されており、
前記一対のグリップ各々の前記ステアの前記内径側端面又は前記外径側端面に対向する端面には、前記ステアを前記挟持したときに前記ステアの前記係合面に当接し当該係合面に前記爪設置溝の底方向への力を作用させる対向係合部が形成されており、
前記一対のグリップ各々には、前記マスタージョーの前記爪設置溝の所定の係止部と接触し、前記底方向とは反対の方向への当該グリップの移動を規制する係止部が形成されている
ことを特徴とするチャック機構。

【請求項2】

前記ステアの前記内径側端面及び前記外径側端面には、各々、複数の前記係合面が配置されており、
前記一対のグリップ各々の前記端面には、前記ステアの前記複数の係合面に対向する複数の前記対向係合部が配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載のチャック機構。

【請求項3】

前記ステアの前記内径側端面及び前記外径側端面は、当該ステアが前記爪設置溝に挿入された状態において前記爪設置溝の一方の側面方向を指向するように傾斜して形成されており、
前記一対のグリップ各々の前記端面は、当該グリップが前記爪設置溝に挿入された状態において、前記ステアの前記内径側端面又は前記外径側端面に対向し、前記爪設置溝の他方の側面であるステア位置規定面の方向を指向するよう傾斜して形成されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のチャック機構。

【請求項4】

前記ステア付爪の前記ステアは、前記内径側端面と前記外径側端面との間を貫通するクランプボルト通過部を有し、
前記一対のグリップは、前記クランプボルト通過部を通過するクランプボルトの両端部に係合し前記ステアを両側から挟持する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のチャック機構。

【請求項5】

前記一対のグリップの一方は、前記クランプボルトと係合する構成として右ネジ又は左ネジのいずれか一方が形成された孔を有し、
前記一対のグリップの他方は、前記クランプポルトと係合する構成として右ネジ又は左ネジのいずれか他方が形成された孔を有し、
前記クランプボルトの前記一対のグリップと係合する箇所には、各々、係合する前記グリップに対応する右ネジ又は左ネジが形成されている
ことを特徴とする請求項４に記載のチャック機構。

【請求項6】

前記一対のグリップの各々と前記ステア付爪の前記ステアの前記内径側端面又は前記外径側端面との間には、各々、前記グリップと前記ステアとを離反する方向に力を作用させる弾性部材が設置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のチャック機構。

【請求項7】

前記マスタージョーの前記爪設置溝は、Ｔ字形状の断面形状を有し、前記ステア付爪の前記ステアは、前記マスタージョーの爪設置溝に内接可能なＴ字形状の断面形状を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のチャック機構。

【請求項8】

前記チャック本体の端面に、当該端面を覆う平坦なプレートであって、前記マスタージョーと干渉しない切り欠きが形成された防塵プレートが設置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のチャック機構。

【請求項9】

マスタージョーに設置されるステア付爪であって、
前記マスタージョーの爪設置溝であって、チャック本体の端面において径方向に延在する前記爪設置溝に挿入可能なステアと、
ワークを把握する爪であって、前記ステアと一体的に形成された爪と、
前記爪の下部に形成された位置決め部であって、前記マスタージョーの上部に形成された位置決め部と係合し、前記チャック本体の端面における前記爪の位置を決定する前記位置決め部とを有し、
前記ステアの内径側端面及び外径側端面には、各々、当該ステアが前記マスタージョーの前記爪設置溝に挿入された場合に、前記爪設置溝の上部開口方向を指向する傾斜面である係合面が１つ又は複数形成されている
ことを特徴とするステア付爪。

【請求項10】

前記ステアの前記内径側端面及び前記外径側端面は、当該ステアが前記爪設置溝に挿入された状態において前記爪設置溝の一方の側面方向を指向するように傾斜して形成されていることを特徴とする請求項９に記載のステア付爪。

【請求項11】

前記爪と前記ステアは、前記ステアの下面から設置される連結手段により連結され一体的に形成されていることを特徴とする請求項９又は１０に記載のステア付爪。

【請求項12】

前記爪と前記ステアとが一体成形されており、前記爪の下部の前記ステアが形成されている箇所の近傍は前記位置決め部が形成されていない加工逃げ空間に形成されており、前記爪の下部の前記位置決め部は前記加工逃げ空間により分割されて構成されていることを特徴とする請求項９又は１０に記載のステア付爪。

【請求項13】

前記ステアには、前記内径側端面と前記外径側端面との間を貫通し、当該ステアの下方に開口した溝であるクランプボルト通過溝が形成されていることを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載のステア付爪。

【請求項14】

前記爪の上面に凹部が形成されていないことを特徴とする請求項９〜１３のいずれかに記載のステア付爪。

【請求項15】

前記爪は、内径側及び外径側の両端部がワークを把握可能なワーク把握部として形成されていることを特徴とする請求項９〜１４のいずれかに記載のステア付爪。

【請求項16】

前記爪の周囲の下部に、当該爪の下部と、前記チャック本体の端面あるいは当該端面に設置された平坦部材の表面との間をシールするワイパーブレードが装着されていることを特徴とする請求項９〜１５のいずれかに記載のステア付爪。

【請求項17】

請求項１〜８のいずれかに記載のチャック機構を有する工作機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワーク（工作物）を把握し旋盤等の工作機械に固定するためのチャック機構、これに使われるステア付爪、及び、これらを有する工作機械に関する。

【背景技術】

【0002】

旋盤等の工作機械のチャック機構（例えば特許文献１参照）において、ワークの高精度な加工を行うためには、高い精度でワークを芯出しすること及び／又は一度取り外した後再度ワークを取り付ける際に再現性よくワークの芯出しをすること等が必要である。このような要求に応えることができるチャックとして、マスタージョーとソフトジョーの当接する面に異なる方向に延在する複数のセレーションを形成しておき、これらを係合させることによりソフトジョーがマスタージョーとの当接面の面方向のずれを防止するチャック機構も提案されている（例えば特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０００−２８８８０９号公報

【特許文献2】特許第４２７３２１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ワークの高精度な加工を行う場合には、ワーク加工部あるいはチャック機構周辺にゴミや屑あるいは不要な物質が存在しないクリーンな環境であることが重要である。しかしながら、従来のチャック機構においては、ソフトジョーあるいはトップジョーの上面にボルトを挿入するための比較的大きな座ぐりが形成されており、この座ぐりに切削加工等の際に生じる切り粉が入り、後の加工の障害となる危険性がある。

【0005】

また、工作機械を用いたワークの加工は製品のコスト等にも直接影響を与えるため極力効率よく行いたいところ、従来のチャック機構においては、通常、１つのワークは３つのソフトジョーにより把握され、１つのソフトジョーは２つの取付けボルトによりマスタージョーに設置されているため、ソフトジョーの交換のためには、取り外し６回、取り付け６回の合計１２回のボルトの取り扱い作業が必要であり、作業が煩雑であるとともに効率低下の原因となっている。

【0006】

本発明の目的は、高い精度でのワークの芯出し、及び、高い再現性でのワークの芯出しが可能であり、爪の取り外し、取り付け、交換作業等を簡単かつ迅速に効率よく行うことができ、さらに切り粉等の不要な物質がチャック機構周辺に存在する可能性が低く高精度の加工が安定して可能なチャック機構、ステア付爪、及び工作機械を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記課題を解決するために、本発明のチャック機構は、ワークを把握するチャック機構であって、チャック本体と、チャック本体の端面に設置される複数のマスタージョーであって、各々、チャック本体の端面の径方向に延在する爪設置溝を有する複数のマスタージョーと、マスタージョーの各々に設置され、ワークを把握する爪と、マスタージョーの爪設置溝に挿入されるステアとを有するステア付爪と、マスタージョーの各々の爪設置溝に挿入され、ステア付爪のステアを爪設置溝の内径側及び外径側から挟持する一対のグリップと、マスタージョーの上部と爪の下部に形成され、相互に係合し、チャック本体の端面における爪の位置を決定する位置決め部とを有し、ステアの内径側端面及び外径側端面には、ステアがマスタージョーの爪設置溝に挿入された場合に爪設置溝の上部開口方向を指向する傾斜面を有する係合面が形成されており、一対のグリップ各々のステアの内径側端面又は外径側端面に対向する端面には、ステアを挟持したときにステアの係合面に当接し係合面に爪設置溝の底方向への力を作用させる対向係合部が形成されており、一対のグリップ各々には、マスタージョーの爪設置溝の所定の係止部と接触し、底方向とは反対の方向へのグリップの移動を規制する係止部が形成されていることを特徴とする。

【0008】

また、本発明のステア付爪は、マスタージョーに設置されるステア付爪であって、マスタージョーの爪設置溝であって、チャック本体の端面において径方向に延在する爪設置溝に挿入可能なステアと、ワークを把握する爪であって、ステアと一体的に形成された爪と、爪の下部に形成された位置決め部であって、マスタージョーの上部に形成された位置決め部と係合し、チャック本体の端面における爪の位置を決定する位置決め部とを有し、ステアの内径側端面及び外径側端面には、各々、ステアがマスタージョーの爪設置溝に挿入された場合に、爪設置溝の上部開口方向を指向する傾斜面である係合面が１つ又は複数形成されていることを特徴とする。

【0009】

また、本発明の工作機械は、本発明のチャック機構を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、高い精度でのワークの芯出し、及び高い再現性でのワークの芯出しが可能であり、爪の取り外し、取り付け、交換作業等を簡単かつ迅速に効率よく行うことができ、さらに切り粉等の不要な物質がチャック機構周辺に存在する可能性が低く高精度の加工が安定して可能なチャック機構、ステア付爪及び工作機械を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本発明の一実施形態の旋盤の基本構成を示す概略図である。

【図2】図２は、図１に示す旋盤のチャック機構の分解斜視図である。

【図3】図３は、図２に示すチャック機構のマスタージョーの斜視図である。

【図4】図４は、第１実施形態のステア付爪の構造を示す図であり、図４Ａはステア付爪の部分切断斜視図、図４Ｂはマスタージョーに設置されたステア付爪をチャック本体の内部からチャック本体の端面外部方向に見た図（下面図）、図４Ｃはステア付爪をチャック本体の端面に平行に接線方向に見た図（側面図）、図４Ｄはステア付爪をチャック本体の端面に平行に径方向外径側から見た図（正面図）である。

【図5】図５は、図４Ａに示すステア付爪の爪の構造を示す図であり、図５Ａ〜５Ｄは爪の斜視図、下面図、側面図及び正面図である。

【図6】図６は、図４Ａに示したステア付爪のステアの斜視図である。

【図7】図７は、図６に示したステアの構造を示す図であり、図７Ａはマスタージョーに設置されたステア付爪のステアをチャック本体の端面の表面側から内部方向に見た図（平面図）、図７Ｂはステアの側面図、図７Ｃはステアの図７ＡのＶ−Ｖにおける断面図、図７Ｄはステアをチャック本体の端面に平行で端面の径方向内周側から見た図（背面図）、図７Ｅはステアの波形係合面を説明するための模式図である。

【図8】図８は、第１実施形態のグリップの構成を示す図であり、図８Ａはリアグリップの斜視図、図８Ｂはフロントグリップの斜視図である。

【図9】図９は、図８に示したグリップの構造を示す図であり、図９Ａ〜９Ｃはリアグリップの平面図、背面図及び側面図であり、図９Ｄ〜９Ｆはフロントグリップの平面図、正面図及び側面図である。

【図10】図１０は、マスタージョーにステア付爪を設置する手順を説明するための第１の図であり、図１０Ａ及び１０Ｂは側面図及び平面図である。

【図11】図１１は、マスタージョーにステア付爪を設置する手順を説明するための第２の図であり、図１１Ａ及び１１Ｂは側面図及び平面図である。

【図12】図１２は、マスタージョーにステア付爪を設置する手順を説明するための第３の図であり、図１２Ａ及び１２Ｂは側面図及び平面図である。

【図13】図１３は、グリップでステアを挟持することにより生爪を正確に位置決めできることを説明するための模式図であり、図１３Ａ〜１３Ｃはその第１〜第３の図である。

【図14】図１４は、本発明の第２実施形態のマスタージョーの斜視図である。

【図15】図１５は、第２実施形態のステア付爪の構造を示す図であり、図１５Ａ〜１５Ｃはステア付爪の部分切断斜視図、側面図及び正面図である。

【図16】図１６は、図１５に示したステア付爪の各部の構造を示す図であり、図１６Ａはステア付爪本体の部分切断斜視図、図１６Ｂは横セレーションピースの斜視図、図１６Ｃは横セレーションピースのセレーションの図、図１６Ｄは縦セレーションピースの斜視図、図１６Ｅは縦セレーションピースのセレーションの図である。

【図17】図１７は、第２実施形態のグリップの構成を示す図であり、図１７Ａはリアグリップの斜視図、図１７Ｂはフロントグリップの斜視図である。

【図18】図１８は、本発明の第３実施形態のステア付爪の構成を示す図であり、図１８Ａは第１実施形態のステア付爪に基づく第３実施形態のステア付爪の図、図１８Ｂは第２実施形態のステア付爪に基づく第３実施形態のステア付爪の図である。

【図19】図１９は、図１８Ｂに示したステア付爪を設置する手順を説明するための図であり、図１９Ａ〜１９Ｃはその第１〜第３の図である。

【図20】図２０は、本発明の第４実施形態のステア付爪を示す図であり、図２０Ａはステア付爪が挟持された状態を示す図、図２０Ｂは挟持が解除された状態を示す図、図２０Ｃはステア及びグリップの変形例を示す図である。

【図21】図２１は、本発明の第５実施形態のグリップ及びクランプボルトの構成を示す図であり、図２１Ａはリアグリップの構成を示す図、図２１Ｂはフロントグリップの構成を示す図、図２１Ｃはクランプボルトの構成を示す図である。

【図22】図２２は、図２１に示したグリップ及びクランプボルトによるステアの挟持及び挟持の解除の状態を示す図であり、図２２Ａはステアが挟持された状態を示す図、図２２Ｂはステアの挟持が解除された状態を示す図である。

【図23】図２３は、図２１に示したグリップ及びクランプボルトによりステア付爪を設置する手順を示す図であり、図２３Ａ〜２３Ｃはその第１〜第３の図である。

【図24】図２４は、本発明の第６実施形態のステア付爪を示す図であり、図２４Ａ，図２４Ｂはその第１のステア付爪及び第２のステア付爪を示す図である。

【図25】図２５は、本発明の第７実施形態のステア付爪及びチャック本体の構成を示す図であり、図２５Ａ〜２５Ｃはチャック本体にプレート及びステア付爪が設置された状態の平面図、側面図及び正面図である。

【図26】図２６は、本発明のステア付爪のさらに他の形態の図であり、図２６Ａ、２６Ｂはそのステア付爪の側面図及び下面図、図２６Ｃはそのステア付爪に用いられるプルスタットボルトを示す図である。

【図27】図２７は、チャック機構の係止部の他の形態の図であり、図２７Ａは「あり溝形状」の係止部を示す図、図２７Ｂは「丸溝形状」の係止部を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

第１実施形態
本発明の第１実施形態について図１〜１３を参照して説明する。本実施形態においては、本発明の工作機械の一例として、本発明のステア付爪及びチャック機構を適用した旋盤について説明する。なお、第１実施形態を含む以下の各実施形態の説明において、同一又は類似の構成については同一の符号を付するとともに、各実施形態での重複する説明は省略する。図１に示すように、本実施形態の旋盤１は、加工対象のワークを把握するチャック機構１０、チャック機構１０を回転駆動するモータ３０、モータ３０の回転動力をチャック機構１０に伝達するスピンドル（シャフト）４０及びモータ３０等を制御する制御部５０を有する。

【0013】

チャック機構１０は、図２に示すように、円筒型のチャック本体１１０、チャック本体１１０に取り付けられる３つのマスタージョー１２０、マスタージョー１２０に設置される３つのステア付爪２００、ステア付爪２００をマスタージョー１２０に固定するための一対のグリップ５１０，５４０、及び、一対のグリップ５１０，５４０を連結するクランプボルト２７３を有する。

【0014】

チャック本体１１０の端面１１２には、マスタージョー１２０を取り付けるためのマスタージョー挿入溝１１５が形成されている。マスタージョー挿入溝１１５は、幅広の底部１１５ａと、底部１１５ａより幅狭の上部１１５ｂとを有するＴ字形状の断面を有し、チャック本体の端面１１２の径方向に所定の長さで延在する。

【0015】

マスタージョー１２０は、ステア付爪２００をチャック本体１１０に取り付ける受け台である。マスタージョー１２０は、図３に示すように、幅広の基部１２１と、基部１２１より幅狭の上部１２２とを有するＴ字形状の断面を有し、平面形状は長方形の金属製部材である。基部１２１は、チャック本体１１０のマスタージョー挿入溝１１５の底部１１５ａに内接し収容される形状及びサイズであり、上部１２２は、マスタージョー挿入溝１１５の上部１１５ｂに内接する幅である。上部１２２の高さは、マスタージョー挿入溝１１５の上部１１５ｂの高さよりも若干高い。従って、マスタージョー１２０をチャック本体１１０に設置すると、マスタージョー１２０の最上部は、チャック本体１１０の端面１１２から若干突出した状態となる。

【0016】

マスタージョー１２０には、ステア付爪２００を取り付けるための爪設置溝１２３が形成されている。爪設置溝１２３は、マスタージョー１２０の長手方向に沿って延在するように形成されており、幅広の底部１２３ａと底部１２３ａより幅狭の上部１２３ｂとを有するＴ字形状の断面を有する。爪設置溝１２３は上部１２３ｂに対して底部１２３ａの方が幅広のため、上部１２３ｂと底部１２３ａとの境界には下向きの段差面１２３ｃ（肩部と称する場合もある。請求の範囲の所定の係止部に対応）が形成される。段差面１２３ｃは、後述するように、ステア付爪２００を下方に引き込む際の支持面（引き込み支持面）となる。

【0017】

また、マスタージョー１２０の爪設置溝１２３を形成する対向する一対の側面のうち一方の側面１２３ｄは、ステア付爪２００のステア２４０の幅方向の位置を規定する規定面（ステア位置規定面）となる。後述するように、爪設置溝１２３にはステア付爪２００のステア２４０が挿入され、グリップ５１０，５４０でステア２４０を挟持し締め付けることによりステア２４０は第１の側面（位置決め基準側面）２４３（図４Ｂ参照）の方向に移動される。このとき、ステア２４０の位置決め基準側面２４３が密接され押し付けられる爪設置溝１２３の側面がステア位置規定面１２３ｄである。本実施形態においては、爪設置溝１２３の対向する側面のうちチャック本体１１０の中心に向かって左側となる側面１２３ｄがステア位置規定面となるが、第５実施形態の欄において後述する内外径の向きを入れ替えてチャック本体に装着することが可能に構成されたステア付爪を用いる場合等には、側面１２３ｄに対向する側面がステア位置規定面となる場合もある。

【0018】

マスタージョー１２０の上面の爪設置溝１２３の両側には、各々、本発明の位置決め部（マスタージョーの上面の位置決め部）としてのセレーション面１２４が形成されている。セレーション面１２４には、断面が略正三角形で、爪設置溝１２３の延伸方向に垂直な方向に延伸する鋸歯１２４ａが、爪設置溝１２３の延伸方向（鋸歯１２４ａの延伸方向とは垂直な方向）に所定のピッチで多数配列されたセレーションが形成されている。後述するように、ステア付爪２００の生爪２１０の下面にも、同様のセレーションが、本発明の位置決め部（爪の下面の位置決め部）として形成されており、ステア付爪２００をマスタージョー１２０に設置する際にはこのセレーション同士が相互に係合される。その結果、生爪２１０はセレーション面１２４の鋸歯１２４ａの延伸方向にのみ移動が可能で鋸歯１２４ａの配列方向には移動が不可能となり、チャック本体１１０の端面１１２の径方向において位置決めがなされることとなる。なお、本実施形態において、鋸歯１２４ａのピッチは３ｍｍである。

【0019】

このような構成のマスタージョー１２０は、チャック本体１１０の外周面からマスタージョー挿入溝１１５に挿入され、チャック本体１１０に設置される。例えば、チャック本体１１０の中心部には楔形溝を有する図示せぬシフタが組み込まれており、これがマスタージョー１２０の下部に係合することによりマスタージョー１２０はチャック本体１１０に取り付けられる。この構造においては、シフタがチャック本体１１０の軸方向にスライドするとマスタージョー１２０はチャック本体１１０の径方向にスライドするように構成されており、これにより、ワークの交換等の際にマスタージョー１２０は開いた状態あるいは閉じた状態に移動される。

【0020】

次に、図４Ａ〜７Ｅを参照してステア付爪２００について説明する。
図４Ａ〜４Ｄに示すように、本実施形態のステア付爪２００は、ワークを把握する生爪２１０と、生爪２１０をマスタージョー１２０に設置するためのステア２４０とが組み立てられて一体型とされた組立型爪である。

【0021】

図５Ａ〜５Ｄに示すように、生爪２１０は、略直方体の金属製部材である。本実施形態において生爪２１０の材質は、例えばＳ４５Ｃ鋼のような炭素鋼鋼材である。生爪２１０の先端部は、ワークを把握するワーク把握面を形成するためのワーク把握部２１１に形成されている。本実施形態においてワーク把握部２１１は山形の端面とするが、これに限られるものではなく、平坦な端面でもよいし、より傾斜面が長く先端が狭い尖った形状の端面でもよい。なお、旋盤１でワークの切削加工等をする場合は、３つの生爪２１０の適切な接触面により完全に芯出しされた状態でワークを把握するために、まずワーク把握部２１１が切削加工され、ワーク把握部２１１にワーク把握面が形成された後、実際のワークの把握及びその後の切削加工が行われる。

【0022】

生爪２１０の下面２１５には、ステア２４０を取り付けるためのステア設置溝２２０が形成されている。ステア設置溝２２０は、生爪２１０の短手方向の中央部に、生爪２１０の長手方向に沿って、外周側端面２１４から所定の長さ形成されている断面長方形の所定の深さの溝であり、図４Ｄに示すようにステア２４０の頭部が嵌合される溝である。ステア設置溝２２０の中央部付近には、図５Ｂに示すように、ステア取付ボルト２７１（図４Ｃ参照）がネジ入れられるネジ穴２２１が２つ形成されている。ネジ穴２２１は、後述するステア２４０のステア取付ボルト通過孔２６１（図６参照）に対応する位置に形成される。

【0023】

生爪２１０の下面２１５のステア設置溝２２０の両側には、セレーション面２３４が形成されている。セレーション面２３４には、図５Ｂ，５Ｃに示すように、断面が略正三角形で生爪２１０の長手方向に垂直な方向に延伸する鋸歯２３４ａが、生爪２１０の長手方向（鋸歯２３４ａの延伸方向とは垂直な方向）に所定のピッチで多数配列されたセレーションが形成されている。各鋸歯２３４ａの形状はマスタージョー１２０のセレーション面１２４の鋸歯１２４ａの形状と同一であり、鋸歯２３４ａのピッチもマスタージョー１２０のセレーション面１２４の鋸歯１２４ａのピッチと同一である。ステア付爪２００をマスタージョー１２０に設置する際には、このセレーション面２３４のセレーションがマスタージョー１２０のセレーション面１２４のセレーションと係合される。その結果、生爪２１０は、セレーション面２３４の鋸歯２３４ａの延伸方向にのみ移動可能で、鋸歯２３４ａの配列方向には移動不能となり、マスタージョー１２０に対して径方向の位置が高精度に規定されることとなる。

【0024】

生爪２１０の下面２１５のワーク把握部２１１側の端部は、セレーション面２３４が形成されておらず所定の長さで所定の深さに切り欠かれた切欠き２１６に形成されている。本実施形態において切欠き２１６の深さはステア設置溝２２０の底面と同じである。また、生爪２１０の上面２１２、両側面２１３及び外周側端面２１４は、図５Ａに示すように凹凸のない平坦な面である。従来は爪の上面にボルト穴があったが、本発明では、ステア２４０は生爪２１０の下面２１５から生爪２１０に設置されるため、生爪２１０の上面２１２にボルト穴のような凹部は形成されない。

【0025】

ステア２４０は、生爪２１０をマスタージョー１２０に設置するための金属製部材である。ステア２４０は、図４Ａに示すように生爪２１０に設置されており、ステア２４０が後述するようにグリップ５１０，５４０に挟持されてマスタージョー１２０の爪設置溝１２３に保持されることにより、生爪２１０がマスタージョー１２０上に固定設置される。

【0026】

ステア２４０は、単体としては図６に示すような形状の部材であり、その平面形状は図７Ａの下面図に示すように等脚台形である。図６，７に示すように、ステア２４０は、上面２４１、下面２４２、等脚台形の底辺に対応する第１の側面２４３、等脚台形の上辺に対応する第２の側面２４４、生爪２１０の先端側（ワーク把握部２１１側）に配置されるリア側端面（リア側傾斜面）２４５、及び、生爪２１０の外周側端面２１４側に配置されるフロント側端面（フロント側傾斜面）２４６を有する。第１の側面２４３は、ステア２４０をマスタージョー１２０の爪設置溝１２３に挿入しグリップ５１０，５４０で挟持し締め付けたときに、爪設置溝１２３のステア位置規定面１２３ｄに密接し押し付けられ、ステア付爪２００の幅方向（チャック本体１１０の端面１１２の接線方向）の位置を厳密に規定するための基準（位置決め基準側面）となる。

【0027】

ステア２４０のリア側傾斜面２４５及びフロント側端面２４６は、各々、接続面２５２と係合面２５１とが反復された波形係合面に形成されている。波形係合面は、図７Ｅに示すように、上下２段の係合面２５１と、これら２つの係合面２５１を接続するように形成された上中下３段の接続面２５２とを有する構成である。上段の接続面２５２と上段の係合面２５１は、凹条に構成される上側谷線部２５３から各々上方外側及び下方外側に延伸するように形成されており、上段の係合面２５１と中断の接続面２５２は、凸条に構成される上側稜線部２５４から各々上方内側及び下方内側に延伸するように形成されている。また、中段の接続面２５２と下段の係合面２５１は、凹条に構成される下側谷線部２５５から各々上方外側及び下方外側に延伸するように形成されており、下段の係合面２５１と下断の接続面２５２は、凸条に構成される下側稜線部２５６から各々上方内側及び下方内側に延伸するように形成されている。

【0028】

ここで、ステア２４０のリア側端面２４５側及びフロント側端面２４６側の各々において、ステア２４０の等脚台形の平面形状の斜辺に平行で、上面２４１に垂直で、所定の間隔離れた平行な２つの仮想面Ｓ１，Ｓ２を想定する。そのような仮想面を想定すると、上側稜線部２５４及び下側稜線部２５６は第１の仮想面Ｓ１に含まれるものとして形成し、上側谷線部２５３及び下側谷線部２５５は第２の仮想面Ｓ２に含まれるものとして形成することができる。また、上段及び下段の各係合面２５１は、仮想面Ｓ１、Ｓ２に対して所定の角度α１傾斜した面として形成し、上段、中段及び下段の各接続面２５２は、仮想面Ｓ１、Ｓ２に対して所定の角度α２傾斜した面として形成することができる。各係合面２５１及び接続面２５２の高さ方向の長さは、基本的には２つの仮想面Ｓ１，Ｓ２の間隔と各面２５１，２５２の傾斜角度α１、α２により決定されるが、最上段及び最下段の面の長さは、適宜所望の長さにしてよい。

【0029】

このような波形係合面に形成されたリア側傾斜面２４５及びフロント側端面２４６を有するステア２４０は、同様の形状の対向波形係合面を有するグリップ５１０，５４０により挟持され締め付けられることにより、後述するように、係合面２５１がグリップ５１０，５４０の対向波形係合面の対向係合面５２１，５５１により爪設置溝１２３の底方向に押され、グリップ５１０，５４０に対して相対的に下方向に移動される。また、リア側傾斜面２４５及びフロント側端面２４６の全体がグリップ５１０，５４０により爪設置溝１２３の幅方向に押され、ステア２４０は第１の側面（位置決め基準側面）２４３の方向に移動される。その結果、ステア付爪２００はマスタージョー１２０の所定の基準位置に対して高精度に位置合わせされる。

【0030】

ステア２４０には、図７Ａ〜７Ｃに示すように、ステア取付ボルト用座ぐり２６２及びステア取付ボルト通過孔２６１が２箇所に形成されている。ステア取付ボルト通過孔２６１及びステア取付ボルト用座ぐり２６２は、前述したようにステア２４０を生爪２１０の下面２１５のステア設置溝２２０に設置したときに、ステア設置溝２２０に形成されたネジ穴２２１（図５Ｂ参照）に対応する位置に形成されている。また、ステア２４０の長手方向には、リア側傾斜面２４５とフロント側端面２４６との間を貫通するクランプボルト通過孔２６３が形成されている。クランプボルト通過孔２６３は、クランプボルト２７３の軸が通過可能な径の開孔である。従って、ステア取付ボルト用座ぐり２６２は、設置したステア取付ボルト２７１の頭部がクランプボルト通過孔２６３を通過するクランプボルト２７３と干渉しない深さに形成される。

【0031】

このような構成の生爪２１０とステア２４０とは、ステア２４０の上部が生爪２１０のステア設置溝２２０に嵌合され、連結手段としてのステア取付ボルト２７１が、ステア２４０の下面２４２側からステア２４０のステア取付ボルト用座ぐり２６２、ステア取付ボルト通過孔２６１を通過して生爪２１０のネジ穴２２１にネジ込まれることにより、ステア付爪２００として一体的に形成される。

【0032】

図８Ａ，８Ｂ，９Ａ〜９Ｆに示すグリップ５１０，５４０は、ステア付爪２００をマスタージョー１２０に固定するための部材である。図１０Ａ〜１２Ｂに示すように、リアグリップ５１０はマスタージョー１２０の爪設置溝１２３においてステア付爪２００のステア２４０より内径側に配置され、フロントグリップ５４０はステア２４０よりも外径側に配置される。これによりステア付爪２００のステア２４０はリアグリップ５１０及びフロントグリップ５４０により径方向内側及び外側より挟み込まれ、ステア付爪２００はマスタージョー１２０の所定の位置に固定される。

【0033】

リアグリップ５１０及びフロントグリップ５４０は、図９Ｂ，９Ｅに示すように、各々、幅広の基部５１１，５４１と、基部５１１，５４１より幅狭の上部５１２，５４２とを有するＴ字形状の断面を有する金属製部材である。基部５１１，５４１は、マスタージョー１２０の爪設置溝１２３の底部１２３ａに内接し収容される形状及びサイズであり、上部５１２，５４２は、その爪設置溝１２３の上部１２３ｂに内接する幅である。リアグリップ５１０及びフロントグリップ５４０の平面形状は、図９Ａ，９Ｄに示すように、長方形の一辺を傾斜面５１３，５４３に形成した四角形である。リアグリップ５１０は、リアグリップ５１０がマスタージョー１２０の爪設置溝１２３に挿入された状態で外径側となる辺が傾斜面５１３に形成されており、フロントグリップ５４０は、フロントグリップ５４０がマスタージョー１２０の爪設置溝１２３に挿入された状態で内径側となる辺が傾斜面５４３に形成されている。

【0034】

リアグリップ５１０の傾斜面５１３及びフロントグリップ５４０の傾斜面５４３は、各々、図８Ａ，８Ｂ、９Ｃ，９Ｆに示すように、対向接続面５２２，５５２と対向係合面（対向係合部）５２１，５５１とが反復された対向波形係合面に形成されている。リアグリップ５１０の傾斜面５１３及びフロントグリップ５４０の傾斜面５４３の対向波形係合面は、前述したステア付爪２００のステア２４０の端面２４５，２４６に形成された波形係合面に対向し、これに嵌合する面である。

【0035】

すなわち、リアグリップ５１０及びフロントグリップ５４０の傾斜面５１３，５４３の対向波形係合面は、各々、上下２段の対向係合面５２１，５５１と、これを接続する上中下３段の対向接続面５２２，５５２を有する。上段の対向接続面５２２，５５２と上段の対向係合面５２１，５５１は凸条の上側稜線部５２３，５５３から上方内側及び下方内側に延伸し、上段の対向係合面５２１，５５１と中断の対向接続面５２２，５５２は凹条の上側谷線部５２４，５５４から上方外側及び下方外側に延伸し、中段の対向接続面５２２，５５２と下段の対向係合面５２１，５５１は凸条の下側稜線部５２５，５５５から上方内側及び下方内側に延伸し、また、下段の対向係合面５２１，５５１と下断の対向接続面５２２，５２２は凹条の下側谷線部５２６，５５６から上方外側及び下方外側に延伸するように形成されている。

【0036】

このような構成のグリップ５１０，５４０の傾斜面５１３，５４３において、上側稜線部５２３、５５３及び下側稜線部５２５，５５５を含む仮想面及び上側谷線部５２４，５５４及び下側谷線部５２６，５５６を含む仮想面を想定してこれらの稜線部及び谷線部を規定し形成できること、その仮想面に対して各対向接続面及び対向係合面の傾斜角度を規定しこれらの面を形成できること、及び、これらの各対向接続面及び対向係合面の高さ方向の長さの条件等は、いずれもステア２４０の傾斜面２４５，２４６の波形係合面の対応する各部と同じである。

【0037】

なお、グリップ５１０，５４０の傾斜面５１３，５４３の対向波形係合面とステア２４０の傾斜面２４５，２４６の波形係合面との間において、ステア２４０の係合面２５１とグリップ５１０，５４０の対向係合面５２１，５５１とは平行であり、これらの高さ方向の長さはほぼ同じであるが、グリップ５１０，５４０の対向係合面５２１，５５１の方が、ステア２４０の係合面２５１よりもわずかに短い。グリップ５１０，５４０によりステア２４０を挟持し両方から締め付けた際に、グリップ５１０，５４０の稜線部５２３，５５３及び５２５，５５５がステア２４０の接続面２５２に当たり、ステア２４０を浮き上がらせる状態となることを防ぐためである。

【0038】

また、グリップ５１０，５４０の傾斜面５１３，５４３の対向波形係合面の対向接続面５２２，５５２のうち中段の対向接続面５２２，５５２は、以下の条件を達成するように形成される。その条件とは、グリップ５１０，５４０の各上下２段の対向係合面５２１，５５１が、上下の各段で、上下方向(高さ方向)において同じ位置関係で、ステア２４０の上下の各対向する係合面２５１に接触し、ステア２４０の各係合面２５１を押すことである。グリップ５１０，５４０の中段の対向接続面５２２，５５２は、ステア２４０の中段の接続面２５２に対応して形成されるが、グリップ５１０，５４０の上下２段の対向係合面５２１，５５１は、前述したようにステア２４０の係合面２５１よりわずかに短く形成される。従って、上の条件を満たすためには、グリップ５１０，５４０の中段の対向接続面５２２，５５２は、ステア２４０の中段の接続面２５２とは、その傾斜角度及び高さ方向の長さが若干異なるものとなる。

【0039】

グリップ５１０，５４０の最上段の対向接続面５２２，５５２は、前述したグリップ５１０，５４０の中段の対向接続面５２２，５５２と平行で、ステア２４０の最上段の接続面２５２より短く形成される。また、グリップ５１０，５４０の最下段の対向接続面５２２，５５２は、前述したグリップ５１０，５４０の中段の対向接続面５２２，５５２と平行で、ステア２４０の最下段の接続面２５２より長くなるように形成される。この最上段及び最下段の対向接続面５２２，５５２の長さの相違は、グリップ５１０，５４０によりステア２４０を挟持し締め付けた際に、ステア２４０が下方へ引き込まれる長さ以上であって、引き込まれる長さ程度の差異である。

【0040】

グリップ５１０，５４０には、図９Ａ〜９Ｆに示すように、グリップ５１０，５４０をマスタージョー１２０の爪設置溝１２３に挿入した際に爪設置溝１２３の延在する方向に、グリップ５１０，５４０を貫通するクランプボルト用孔５３０，５６０が形成されている。リアグリップ５１０のクランプボルト用孔５３０は、クランプボルト２７３の先端のネジ部分がネジ込まれるネジ溝が形成されたネジ穴である。また、フロントグリップ５４０の外径側端面５４４側には、クランプボルト２７３の頭部が収容される座ぐり５６１が形成されている。グリップ５１０，５４０のクランプボルト用孔５３０，５６０とステア付爪２００のステア２４０のクランプボルト通過孔２６３とは、これらがマスタージョー１２０の爪設置溝１２３に設置された際、クランプボルト２７３を挿入可能に同軸となる配置に形成されている。

【0041】

グリップ５１０，５４０においては、上部５１２，５４２に対して基部５１１，５４１の方が幅広のため、基部５１１，５４１と上部５１２，５４２との境界には上向きの段差面５１５，５４５が形成される。この段差面５１５，５４５は、マスタージョー１２０の爪設置溝１２３の肩部１２３ｃと接することとなり、爪設置溝１２３の肩部（引き込み支持面）１２３ｃに支持されてステア付爪２００を下方に引き込む際の基準面（特許請求の範囲の係止部に対応）となる。

【0042】

次に、このような構成のチャック機構１０を有する旋盤１を用いて、ワークを加工する方法について説明する。まず、図１０Ａ，１０Ｂに示すように、マスタージョー１２０の爪設置溝１２３にグリップ５１０，５４０を挿入する。すなわち、リアグリップ５１０を内径側端面５１４が内径側となる向きで爪設置溝１２３に挿入し、次に、フロントグリップ５４０を外径側端面５４４が外径側となる向きで爪設置溝１２３に挿入する。

【0043】

次に、図１１Ａ，１１Ｂに示すように、ステア付爪２００をマスタージョー１２０に対して設置する。すなわち、ステア付爪２００をマスタージョー１２０の爪設置溝１２３の上側からマスタージョー１２０の爪設置溝１２３方向に移動させ、ステア２４０を爪設置溝１２３に挿入し、生爪２１０をマスタージョー１２０に接触した状態に配置する。このとき、ステア付爪２００の生爪２１０の下面２１５のセレーション面２３４のセレーションと、マスタージョー１２０のセレーション面１２４のセレーションとを所定の位置で係合させる。これにより、ステア付爪２００は、径方向にはマスタージョー１２０上の略所定の位置に配置されることとなる。

【0044】

ステア付爪２００のステア２４０を爪設置溝１２３に挿入したら、チャック本体１１０の外周面のマスタージョー１２０の端部からに、クランプボルト２７３を挿入する。クランプボルト２７３は、フロントグリップ５４０の外径側端面５４４のクランプボルト用座ぐり５６１の部分からクランプボルト用孔５６０に挿入され、図１２Ａ，１２Ｂに示すように、ステア２４０のフロント側端面２４６からリア側端面２４５までクランプボルト通過孔２６３を通過し、ネジ穴に形成されているリアグリップ５１０のクランプボルト用孔５３０にネジ込まれる。

【0045】

この状態でクランプボルト２７３を締め付けていくことにより、生爪２１０の位置が高精度に位置決めされることについて、図１３Ａ〜１３Ｃを参照して説明する。
図１３Ａ〜１３Ｃは、マスタージョー１２０、ステア付爪２００のステア２４０、リアグリップ５１０及びフロントグリップ５４０を模式的に示す図であって、マスタージョー１２０の爪設置溝１２３の底部１２３ａと上部１２３ｂとの境界の肩部（引き込み支持面）１２３ｃ、ステア２４０のリア側端面２４５及びフロント側端面２４６の波形係合面、リアグリップ５１０及びフロントグリップ５４０の傾斜面５１３，５４３の対向波形係合面、リアグリップ５１０及びフロントグリップ５４０の基部５１１，５４１と上部５１２，５４２との間の段差面（引き込み基準面）５１５，５４５との位置関係及び状態を模式的に示す図である。

【0046】

図１３Ａは、マスタージョー１２０の爪設置溝１２３にリアグリップ５１０及びフロントグリップ５４０が十分な間隙を開けて挿入されており、その間にステア付爪２００のステア２４０が挿入されてきた状態を示す図である。この状態において、リアグリップ５１０及びフロントグリップ５４０は爪設置溝１２３に略ぴったりに収容されており、ステア２４０は、単にステア付爪２００をマスタージョー１２０の上部に載置しただけなので若干浮いた状態に配置されている。

【0047】

この状態で、クランプボルト２７３をフロントグリップ５４０、ステア２４０及びリアグリップ５１０に挿入し、ステア２４０を両方から締め付けることにより、図１３Ｂに示すように、リアグリップ５１０とフロントグリップ５４０の間隔が狭くなり、ステア２４０のリア側端面２４５の波形係合面とリアグリップ５１０の傾斜面５１３の対向波形係合面が係合し、ステア２４０のフロント側端面２４６の波形係合面とフロントグリップ５４０の傾斜面５４３の対向波形係合面とが係合する。具体的には、ステア２４０の波形係合面の方が若干上側に配置されることとなるため、まず、ステア２４０の端面２４５，２４６の波形係合面の係合面２５１に、グリップ５１０，５４０の稜線部５２３，５５３及び５２５，５５５が当接する状態となる。

【0048】

この状態で、さらにクランプボルト２７３を締め付けて行くと、リアグリップ５１０とフロントグリップ５４０との間隔は狭くなって行き、グリップ５１０，５４０の稜線部５２３，５５３及び５２５，５５５はステア２４０の端面２４５，２４６の波形係合面の係合面２５１上を摺動する。すなわち、グリップ５１０，５４０の稜線部５２３，５５３及び５２５，５５５はステア２４０の端面２４５，２４６の波形係合面の係合面２５１に沿って相対的に上方向に移動することとなる。このとき、グリップ５１０，５４０は、段差面（引き込み基準面）５１５，５４５がマスタージョー１２０の肩部（引き込み支持面）１２３ｃに密接しており上方向には移動不能なので、図１３Ｃに示すように、相対的にステア２４０が下方向に距離ｄだけ移動することとなり、ステア２４０が長さｄ下方向に引き込まれることとなる。そして、図１３Ｃに示すように、ステア２４０の端面２４５，２４６の波形係合面とグリップ５１０，５４０の傾斜面５１３，５１４の対向波形係合面とが係合状態となることにより、クランプボルト２７３による締め付けは終了する。

【0049】

前述したように、マスタージョー１２０の爪設置溝１２３の両側のセレーション面１２４にはセレーションが形成されており、ステア付爪２００の下面のセレーション面２３４にもセレーションが形成されており、ステア付爪２００を爪設置溝１２３に沿ってマスタージョー１２０上に載置した状態でこれらのセレーションは係合している。この状態でクランプボルト２７３によりグリップ５１０，５４０の間のステア２４０を締め付けると、前述したように生爪２１０は下方向に引き込まれることとなり、マスタージョー１２０のセレーション面１２４とステア付爪２００のセレーション面２３４の各セレーションは、鋸歯１２４ａ、２３４ａ同士が最も奥深く安定した位置に係合されることとなる。その結果、ステア付爪２００の径方向の位置、換言すれば生爪２１０の径方向の位置は、所望の位置に正確に位置決めされる。

【0050】

また、ステア付爪２００のステア２４０は、傾斜面２４５，２４６に対応する傾斜面５１３，５４３を有するグリップ５１０，５４０により径方向の両側から締め付けられる。その結果、ステア２４０は、図１２Ｂに矢印で示すような幅方向の力が作用することにより、第１の側面２４３方向に移動される。前述したようにマスタージョー１２０のセレーション面１２４と生爪２１０のセレーション面２３４の各セレーションは鋸歯１２４ａ，２３４ａが幅方向に形成された構成なので、これらのセレーション面どうしが係合していてもマスタージョー１２０とステア付爪２００とは幅方向に移動可能である。したがって、ステア２４０は、第１の側面２４３がマスタージョー１２０の爪設置溝１２３のステア位置規定面１２３ｄに密接する状態まで移動することとなり、その幅方向の位置は、位置決め基準側面２４３がマスタージョー１２０のステア位置規定面１２３ｄに密接した位置に高精度に規定される。

【0051】

なお、このような方法によるステア付爪２００のクランプにおいては、グリップ５１０、５４０の稜線部５２３，５２５及び５５３，５５５がステア２４０の係合面２５１を摺動していくので、グリップ５１０、５４０の稜線部５２３，５２５及び５５３，５５５がステア２４０の係合面２５１をセルフクリーニングしながらクランプすることになる。その結果、クランプ面への粉塵等の異物の混入を防ぎ、常に清潔な状態でクランプをすることができる。

【0052】

また、前述したようにグリップ５１０，５４０の対向係合面５２１，５５１はステア２４０の係合面２５１よりもわずかに短く形成されているので、ステア２４０の波形係合面とグリップ５１０，５４０の対向波形係合面とが係合しても、グリップ５１０，５４０の稜線部５２３、５２５，５５３，５５５は、ステア２４０の谷線部２５３，２５５に達しない。すなわち、ステア２４０とグリップ５１０，５４０面とが係合しても、ステア２４０の接続面２５２とグリップ５１０，５４０の対向接続面５２２，５５２との間の少なくとも下方部分は相互に接触せず、これらの間には隙間が生じた状態となる。従って、前述したセルフクリーニングによりクランプ面に異物等が存在していたとしても、異物はステア２４０の接続面２５２とグリップ５１０，５４０の対向接続面５２２，５５２との間の隙間に保持された状態となる。その結果、異物等が他の箇所に侵入することを防ぐことができるとともに、異物等がステア２４０やグリップ５１０，５４０のクランプ面を傷つけることを防ぐことができる。

【0053】

本実施形態のチャック機構１０においては、このように１本のクランプボルト２７３を締め付けることにより、リアグリップ５１０とフロントグリップ５４０との間にステア付爪２００のステア２４０が挟持され、生爪２１０の位置がチャック本体１１０の端面１１２の径方向及び接線方向の両方において厳密に決定される。そして、３つのマスタージョー１２０に順次ステア付爪２００を設置していくことにより、チャック本体１１０の端面１１２上に、３つの生爪２１０が設置される。

【0054】

生爪２１０を設置したら、旋盤１を駆動してチャック本体１１０を回転させ、生爪２１０の先端を切削加工して、生爪２１０のワーク把握部２１１に所望のワークの把握面を形成する。これにより、把握面の曲率中心はチャック本体１１０の回転軸と完全に一致することになり、把握面はチャック本体１１０に対して芯出しされた状態となる。生爪２１０のワーク把握部２１１への把握面の形成が終了したら、生爪２１０の把握面の内側にワークを配置し、ワークを生爪２１０のワーク把握部２１１の把握面で把握し、 前述のようにワークの芯出しを行った後、旋盤１を駆動して、ワークが固定されたチャック本体１１０を回転させつつ、ワークを切削加工する。

【0055】

このように、本実施形態のチャック機構１０においては、ステア付爪２００をグリップ５１０，５４０によりマスタージョー１２０に設置する構成なので、１つ爪の設置には１本のクランプボルト２７３を締め付ければよく、３つの爪を設置するには３本のクランプボルト２７３を締め付ければよい。また、加工ワーク変更時（段取り換え時）等の爪をチャック機構１０から取り外して交換する際等には、３つのステア付爪２００に対する３本のクランプボルト２７３を緩め取り外し、その後３本のクランプボルト２７３を締め付ければよく、のべ６本のクランプボルト２７３の着脱をすればよい。これに対して従来の爪は、各爪２本の取り付けボルトが用いられているため、１つの爪の設置には２本のボルトの締め付けが必要で、３つの爪を設置するには６本のボルトの締め付けが必要で、爪を交換する際には、のべ１２本の取り付けボルトの取り外し及び締め付けが必要であり、本発明のチャック機構１０の倍の作業が必要となる。従って、本実施形態のチャック機構１０によれば、効率よい迅速な爪の交換、ワークの交換が可能であり、所望の加工作業を極めて効率よく行うことができる。

【0056】

また、本発明の爪（生爪２１０）は、下方からステア取付ボルト２７１が挿入されてステア２４０と組み立てられて一体型とされており、上面にはボルト用の孔や座ぐりが形成されていない。すなわち、本発明の生爪２１０は、下面以外を平坦な面に形成することができる。その結果、切削加工等する際に切り粉が爪のボルト用の座ぐり等に溜まることを防ぐことができる。この種の切り粉は、切削加工等する際にワーク表面を傷つける等して、加工不良の原因となる可能性がある。しかし本発明の爪においては、そのような切り粉が残留する凹凸が爪になく、加工により生じた切り粉は遠心力により飛ばされて周囲から除外される。従って、不良品が少なく高精度の加工が可能となる。

【0057】

また、本実施形態のチャック機構１０においては、ステア２４０の波形係合面とグリップ５１０，５４０の対向波形係合面によりステア付爪２００が下方に引き込まれるので、マスタージョー１２０のセレーション面１２４のセレーションと生爪２１０のセレーション面２３４のセレーションとが確実に係合される。その結果、ステア付爪２００の径方向の位置が高精度に規定される。また、本実施形態のチャック機構１０においては、平面形状が等脚台形形状のステア２４０及び平面形状が台形形状のグリップ５１０，５４０によりステア２４０を固定しているので、ステア２４０の位置決め基準側面２４３はマスタージョー１２０の爪設置溝１２３のステア位置規定面１２３ｄに確実に密接される。その結果、ステア付爪２００接線方向の位置が高精度に規定される。

【0058】

そしてこのように、生爪２１０の径方向及び接線方向の位置決めが容易かつ高精度に行えるため、経験の浅い作業者であっても、また、爪を旋盤１のチャック機構１０から取り外して再度設置するような場合でも、効率よく正確に爪の設置、位置決めを行うことができる。その結果、ワークの把握や芯出しを効率よく正確に行うことができ、ワークを効率よく迅速に加工できる。特に、多品種少量生産のように加工径あるいは加工形状が異なるような種類の異なるワークを順次効率よく加工したい場合には、爪を効率よく正確に交換することが望ましく、本発明は極めて効果的である。

【0059】

第２実施形態
本発明の第２実施形態について、図１４〜１７Ｂを主に参照して説明する。第２実施形態の旋盤２（図１参照）は、チャック機構２０のマスタージョー、ステア付爪及びグリップの構造が第１実施形態の旋盤１のチャック機構１０とは異なる。

【0060】

マスタージョー１３０は、図１４に示すように、爪設置溝１２３の両側のセレーション面１３４の構成が第１実施形態のマスタージョー１２０とは異なる。図１４に示すように、マスタージョー１３０のセレーション面１３４に形成されたセレーションは、四角錘状のスパイク１３４ａが多数配列された構造である。各スパイク１３４ａの断面形状は略三角形であって、各スパイク１３４ａは、面取り加工が施された先端部と、先端部から傾斜する４つの斜面とを有する。

【0061】

スパイク１３４ａは、マスタージョー１３０の爪設置溝１２３の延伸方向及びこれに垂直な方向に各々所定のピッチで配列されている。本実施形態においてスパイク１３４ａのピッチは、爪設置溝１２３の延伸方向及びこれに垂直な方向のいずれにおいても３ｍｍであるが、これに限られるものではなく、例えば１．５ｍｍ等任意の長さに設定してよい。このような格子状のスパイク１３４ａは、例えばセレーションカッターを用いて、爪設置溝１２３の延伸方向に延在し所定のピッチで並ぶ複数の鋸歯と、これに垂直な方向に延在し所定のピッチで並ぶ複数の鋸歯を、同じ領域（セレーション面１３４ａ）に形成することによって形成されている。

【0062】

なお、第２実施形態のマスタージョー１３０においては、後述するように、マスタージョー１３０のセレーション面１３４のセレーションとステア付爪３００の生爪３１０に形成されたセレーションとの係合によりステア付爪３００の幅方向の位置決めがなされる。そのため、第１実施形態のマスタージョー１２０のように、爪設置溝１２３の一方の側面１２３ｄにステア位置規定面としての機能は不要である。

【0063】

ステア付爪３００は、ステア付爪３００を形成する部品の構成、及び、セレーション面３７３，３７４のセレーションの形状が第１実施形態のステア付爪２００とは異なる。図１５に示す第２実施形態のステア付爪３００は、図１６Ａに示すステア付爪本体３０１と、図１６Ｂ，１６Ｄに示す横セレーションピース３７１及び縦セレーションピース３７２が、セレーションピース取付ボルト３８０により組み立てられて形成される構成である。すなわち、ステア付爪３００においては、２つのセレーションピース３７１，３７２が生爪３１０から分離されて別部材とされ、残りの爪本体３０２とステア３４０とが図１６Ａに示すようなステア付爪本体３０１として一体成形されている。なお、爪本体３０２とステア３４０がステア付爪本体３０１として一体成形されていることに起因して、第１実施形態のステア付爪２００を組立型爪と称するのに対して、第２実施形態のステア付爪３００を一体成形爪あるいはステア一体型爪と称する場合もある。

【0064】

ステア付爪本体３０１の爪本体３０２は、生爪３１０の幅方向両側面の下部に、セレーションピース３７１，３７２の形状に対応する切欠き３０３，３０４を形成した構成である。換言すれば、爪本体３０２は、生爪３１０からセレーションピース３７１，３７２に対応する部分を除外した構成の部分である。

【0065】

ステア付爪本体３０１のステア３４０は、第１実施形態のステア付爪２００のステア２４０の平面形状が等脚台形だったのに対して（図６参照）、平面形状が長方形である。従って、第１実施形態のステア２４０のリア側端面２４５及びフロント側端面２４６は傾斜面であったが、第２実施形態のステア３４０のリア側端面３４５及びフロント側端面３４６は、生爪３１０の幅方向と平行な面である。ステア３４０のリア側端面３４５及びフロント側端面３４６は、各々、第１実施形態のステア２４０のリア側端面２４５及びフロント側端面２４６と同様の波形係合面に形成されている。また、ステア３４０には、リア側端面３４５とフロント側端面３４６との間を貫通するように、クランプボルトを通過させるためのクランプボルト通過孔３６３が形成されている。

【0066】

ステア付爪３００の横セレーションピース３７１は、図１６Ｂに示すように、直方体形状の金属製部材である。横セレーションピース３７１には、幅方向に両側面間を貫通するボルト通過孔３７５が形成されている。横セレーションピース３７１の一方の側面のボルト通過孔３７５の周囲には、セレーションピース取付ボルト３８０の頭部が収容される座ぐり３７７が形成されている。横セレーションピース３７１の下面は、図１６Ｃに示すように、横セレーションピース３７１の短手方向（幅方向）に延伸する鋸歯３７３ａが形成されたセレーション面３７３に形成されている。セレーション面３７３のセレーションは、第１実施形態の生爪２１０のセレーション面２３４のセレーションと同じであり、断面が略正三角形で生爪３１０の幅方向に延伸する鋸歯３７３ａが、生爪３１０の長手方向（鋸歯３７３ａの延伸方向とは垂直な方向）に所定のピッチで多数配列されたものである。なお、本実施形態において、鋸歯３７３ａのピッチは３ｍｍである。

【0067】

縦セレーションピース３７２は、図１６Ｄに示すように、横セレーションピース３７１と略同じサイズの直方体形状の金属製部材であり、やはり幅方向に両側面間を貫通するにボルト通過孔３７６が形成されている。また、一方の側面のボルト通過孔３７６の周囲には、セレーションピース取付ボルト３８０がネジ込まれるナットが収容される座ぐり３７８が形成されている。縦セレーションピース３７２の下面は、図１６Ｅに示すように、縦セレーションピース３７２の長手方向に延伸する鋸歯３７４ａが形成されたセレーション面３７４に形成されている。セレーション面３７４のセレーションは、断面が略正三角形で生爪３１０の長手方向に延伸する鋸歯３７４ａが、生爪３１０の幅方向（鋸歯３７４ａの延伸方向とは垂直な方向）に所定のピッチで複数配列されたものである。すなわち、セレーション面３７４のセレーションは、第１実施形態の生爪２１０のセレーション面２３４のセレーションあるいはセレーション面３７３のセレーションとは、鋸歯３７４ａの延伸する方向が９０°異なるセレーションである。なお、本実施形態において、鋸歯３７４ａのピッチは３ｍｍである。

【0068】

このような構成の横セレーションピース３７１及び縦セレーションピース３７２を、図１６Ａに示すステア付爪本体３０１のセレーションピース用切欠き３０３及び３０４に各々配置し、セレーションピース３７１，３７２のボルト通過孔３７５，３７６及びステア付爪本体３０１のボルト通過孔３０６を各々貫通する３本のセレーションピース取付ボルト３８０（図１５参照）を設置し、図示せぬナットによりこれらを締め付ける。その結果、図１５Ａ〜１５Ｃに示すようなステア付爪３００が形成される。

【0069】

グリップ６１０，６４０は、第１実施形態のリアグリップ５１０と同様に、ステア付爪３００をマスタージョー１３０に固定するための部材である。第１実施形態のグリップ５１０，５４０は、挟持するステア２４０の平面形状が等脚台形であり端面２４５，２４６が傾斜面だったため（図６参照）、グリップ５１０，５４０の端面５１３，５４３も傾斜面に形成されていた（図８Ａ，８Ｂ参照）。しかし、第２実施形態のステア３４０は、前述したように平面形状が長方形なので、グリップ６１０，６４０も平面形状は長方形である。すなわち、リアグリップ６１０において、リアグリップ６１０がマスタージョー１３０の爪設置溝１２３に挿入された際に外径側となる挟持側端面６１３は、爪設置溝１２３の幅方向に平行な面であり、フロントグリップ６４０においても、フロントグリップ６４０がマスタージョー１３０の爪設置溝１２３に挿入された際に内径側となる挟持側端面６４３は、爪設置溝１２３の幅方向に平行な面である。

【0070】

グリップ６１０，６４０が、断面Ｔ字形状の金属製部材であること、マスタージョー１３０の爪設置溝１２３に内接し収容されること、基部６１１，６４１と上部６１２，６４２との境界の段差面がステア付爪３００を引き込む際の基準面となること、クランプボルト用孔６３０，６６０や座ぐり６６１の構成等は第１実施形態のグリップ５１０，５４０と同じである。また、各グリップ６１０，６４０の挟持側端面６１３，６４３は、第１実施形態のグリップ５１０，５４０の傾斜面５１３，５４３と同様の対向波形係合面に形成されている。グリップ６１０，６４０の挟持側端面６１３，６４３の対向波形係合面は、前述したステア付爪３００のステア３４０の端面３４５，３４６に形成された波形係合面に嵌合する形状の面である。ステア付爪３００は、このような構成のグリップ６１０，６４０によりステア３４０が挟持され締め付けられ、マスタージョー１３０の所定の位置に設置される。

【0071】

このような構成の第２実施形態のチャック機構２０を有する旋盤２を用いてワークを加工する方法も、基本的には第１実施形態の旋盤１と同じである。すなわち、マスタージョー１３０の爪設置溝１２３にリアグリップ６１０及びフロントグリップ６４０を順に挿入し、ステア３４０がリアグリップ６１０とフロントグリップ６４０との間になるように、ステア付爪３００をマスタージョー１３０上の所定の位置に配置する。そして、フロントグリップ６４０、ステア３４０及びリアグリップ６１０のクランプボルト通過孔６６０，３６３，６３０にクランプボルトを挿入し締め付ける。これにより、ステア３４０はグリップ６１０，６４０により挟持されることとなり、ステア付爪３００はマスタージョー１３０の所定の位置に正確に設置される。

【0072】

ステア付爪３００は、生爪３１０の下面に、生爪３１０の短手方向のセレーションが形成されたセレーション面３７３と、生爪３１０の長手方向のセレーションが形成されたセレーション面３７４とを有する。ステア付爪３００をマスタージョー１３０に設置すると、これらのセレーション面３７３，３７４がともにマスタージョー１３０のスパイク１３４ａと係合する。従って、ステア付爪３００においては、マスタージョー１３０上に生爪３１０を配置するのみで、生爪３１０の幅方向及び長手方向の両方において位置決めがなされる。そしてその後、グリップ６１０，６４０でステア３４０を挟み込むことにより、図１３を参照して前述したようにステア３４０は下方向に引き込まれ、生爪３１０のセレーション面３７３，３７４とマスタージョー１３０のスパイク１３４ａとが奥深く安定した位置に係合される。その結果、ステア付爪３００の幅方向及び長手方向（径方向）の位置が、所望の位置に正確に規定される。

【0073】

このようにして３つのマスタージョー１３０に順次ステア付爪３００を設置したら、第１実施形態と同様に、生爪３１０の先端を切削加工して生爪３１０のワーク把握部３１１にワークの把握面を形成し、ワークを生爪３１０のワーク把握部３１１の把握面で把握し、旋盤２を駆動してワークに所望の切削加工を行う。

【0074】

第１実施形態のステア付爪２００においては、ステア２４０の平面形状が等脚台形形状のため、グリップ５１０，５４０によりステア２４０を締め付けることによりステア２４０は位置決め基準側面２４３側に移動され、ステア付爪２００の幅方向の位置決めが行われていた。これに対して第２実施形態のステア付爪３００においては、ステア３４０の平面形状は長方形であり、グリップ６１０，６４０によりステア３４０を締め付けてもステア３４０に幅方向の力は作用しない。しかし、生爪３１０の下面に幅方向のセレーション面３７３と長手方向のセレーション面３７４とが形成されており、これらがマスタージョー１３０の上面のスパイク１３４ａと係合することにより、ステア付爪３００は幅方向及び長手方向の両方向に高精度な位置決めが成される。本発明は、このような形態により実施することもできる。

【0075】

そして、このような構成の第２実施形態のチャック機構２０においても、生爪３１０の設置は、１つ爪の設置には１本のクランプボルトを締め付ければよく、３つの爪を設置するには３本のクランプボルトを締め付ければよい。従って、爪をチャック機構２０から取り外して交換する際には、３つのステア付爪３００に対する３本のクランプボルトの取り外し及び３本のクランプボルトの締め付けの計６本のクランプボルトの着脱をすればよい。すなわち、第１実施形態の場合と同様に、従来の半分の作業で爪の交換、ワークの交換等が可能でなり、所望の加工作業を極めて効率よく行うことができる。

【0076】

また、第２実施形態のチャック機構２０においても、ステア３４０の端面３４５，３４６の波形係合面及びグリップ６１０，６４０の挟持側端面６１３，６４３の対向波形係合面の構成により、ステア付爪３００を下方に引き込んでおり、マスタージョー１３０のセレーション面１３４のセレーションと生爪３１０のセレーション面３７３，３７４のセレーションとを確実に係合させることができる。その結果、ステア付爪３００の長手方向（チャック本体１１０の端面１１２の径方向）及び幅方向の位置をともに高精度に規定することができる。

【0077】

そしてこのように、生爪３１０の径方向及び接線方向の位置決めが容易かつ高精度に行えるため、経験の浅い作業者でも、また、爪を旋盤１のチャック機構２０から取り外して再度設置するような場合でも、効率よく正確に爪の設置、位置決めを行うことができる。そしてその結果、ワークの把握や芯出しも効率よく正確に行うことができ、ワークの効率よく迅速かつ高精度な加工が可能となる。

【0078】

なお、第２実施形態のチャック機構２０は、ステア３４０の平面形状が長方形で生爪３１０に縦横２方向のセレーションが形成されているとの特徴と、ステア３４０と爪本体３０２とが一体成形されたステア付爪本体を有するとのステア付爪３００の構造に係る特徴とが、第１実施形態とは大きく異なる。しかし、これらの２つの特徴は、説明の都合上同一の実施形態として説明をしたもので、同時に適用しなければならないものではなく、各々独立に適用することができる。すなわち、平面形状が等脚台形のステアを用いる第１実施形態のマスタージョー、ステア、グリップ等の構成と、爪本体とステアとが一体成形されたステア付爪本体にセレーションピースを組み立て設置するという第２実施形態の一体成形爪の構造を適用してもよい。また、平面形状が長方形のステアを用いる第２実施形態のマスタージョー、ステア、グリップ等の構成と、生爪の下面にステアをボルトにより設置するという第１実施形態の組立型のステア付爪の構造を適用してもよい。

【0079】

第３実施形態
本発明の第３実施形態について、図１８Ａ〜１９Ｃを参照して説明する。第３実施形態のステア付爪２００ｂ，３００ｂは、図１８Ａ，１８Ｂに示すように、ステア２４０ｂ，３４０ｂに、クランプボルト通過孔の代わりに下方に開口したＵ字溝２６５，３６５を形成したものである。なお、図１８Ａは第１実施形態のステア付爪２００に対してステア２４０にクランプボルト通過用Ｕ字溝２６５を形成した第３実施形態のステア付爪２００ｂを示し、図１８Ｂは第２実施形態のステア付爪３００に対してステア３４０にクランプボルト通過用Ｕ字溝３６５を形成した第３実施形態のステア付爪３００ｂを示す。

【0080】

前述した第１及び第２実施形態のステア付爪２００，３００は、ステア２４０，３４０に形成されたクランプボルト通過孔２６３，３６３にクランプボルト２７３を通過させ、ステア２４０，３４０をリアグリップ５１０，６１０とフロントグリップ５４０，６４０の間に挟持する構成だった。そのため、図１１Ａ，１１Ｂに示すように、ステア２４０，３４０（ステア付爪２００，３００）を、マスタージョー１２０，１３０の爪設置溝１２３内のリアグリップ５１０，６１０とフロントグリップ５４０，６４０の間に挿入した後、チャック本体１１０の外周側からクランプボルト２７３を設置しなければならなかった。

【0081】

これに対して、図１８Ａ，１８Ｂに示すように、ステア２４０ｂ，３４０ｂにＵ字溝２６５，３６５を形成した構成では、図１９Ａに示すように、マスタージョー１３０の爪設置溝１２３にリアグリップ６１０とフロントグリップ６４０を挿入しこれらをクランプボルト２７３により連結（仮留め）した後で、ステア３４０ｂを爪設置溝１２３に挿入することができる。ステア３４０ｂを爪設置溝１２３の上部開口より爪設置溝１２３に挿入すると、クランプボルト通過用Ｕ字溝３６５がクランプボルト２７３を跨ぐ状態で、ステア３４０ｂは爪設置溝１２３の奥まで落とし込まれ、ステア３４０ｂは、最終的に、図１９Ｂに示すように、爪設置溝１２３のリアグリップ６１０とフロントグリップ６４０との間に配置される。この状態でクランプボルト２７３を締め付けることにより、図１９Ｃに示すように、ステア付爪３００のステア３４０ｂはリアグリップ６１０とフロントグリップ６４０により挟持された状態となる。

【0082】

このような構成の第３実施形態のステア付爪２００ｂ、３００ｂを用いれば、爪の交換時にクランプボルト２７３を完全に引き抜く必要がないので、爪の交換等の作業効率が向上する。また、鉛直方向下向きになったチャック本体１１０の周面からグリップ５１０，５４０，６１０，６４０が脱落等する危険性を低減できるので、安全に作業を行うことができるとともに作業効率の低下を防ぐことができる。

【0083】

第４実施形態
本発明の第４実施形態について、図２０Ａ〜２０Ｃを参照して説明する。前述した各実施形態のステア付爪（図２０Ａ〜２０Ｃにおいては第２実施形態のステア付爪３００を例示する）のステア３４０をグリップ６１０ｂ，６４０ｂにより挟持する際には、図２０Ａに示すように、リアグリップ６１０ｂとステア３４０との間、及び、ステア３４０とフロントグリップ６４０ｂとの間に、スプリング２７７を配置するようにしてもよい。スプリング２７７は、例えばコイルスプリングでよく、その中心をクランプボルト２７３が通過するようにして、ステア３４０とグリップ６１０ｂ，６４０ｂとの間に設置するのが好適である。

【0084】

このような構成によれば、ステア付爪３００をマスタージョー１３０から取り外す際に、クランプボルト２７３を緩めることにより、図２０Ｂに示すように、スプリング２７７の弾発力によりリアグリップ６１０ｂとステア３４０、及び、ステア３４０とフロントグリップ６４０ｂとが分離されることとなり、ステア付爪２００，３００の交換等の作業を一層効率よく行うことができる。

【0085】

なお、ステア３４０とグリップ６１０ｂ，６４０ｂとの間にスプリング２７７を介在させるためには、例えば図２０Ｃに示すように、リアグリップ６１０ｂの挟持側端面６１３、ステア３４０のリア側端面３４５及びフロント側端面３４６、及び、フロントグリップ６４０ｂの挟持側端面６４３に、各々、スプリング用座ぐり６３７、３６７及び６６７を形成しておくのが好ましい。
本発明は、このような形態で実施することも可能である。

【0086】

第５実施形態
本発明の第５実施形態について、図２１Ａ〜２３Ｃを参照して説明する。本実施形態においては、クランプボルトの回転により、グリップによるステアの挟持（ステア付爪の設置）及びその解除（ステア付爪の取り外し）を強制的に行えるようにしたチャック機構について説明する。図２１Ａは、リアグリップ８１０の構成を示す図であり、平面図、側面図及び背面図を記載したものである。図２１Ｂは、フロントグリップ８４０の構成を示す図であり、平面図及び側面図を記載したものである。図２１Ｃは、クランプボルト８７３の構成を示す図である。グリップ８１０，８４０の傾斜面５１３，５４３や段差面（引き込み基準面）５１５，５４５等の基本的な構成、クランプボルト８７３の基本的な機能等は、第１実施形態と同じである。

【0087】

クランプボルトの回転によりグリップによるステアの挟持及び解除を行うために、 第５実施形態のリアグリップ８１０に形成されているクランプボルト用孔８３０は、右ネジに形成されている。また、リアグリップ８１０と組み合わせて使用するフロントグリップ８４０のクランプボルト用孔８６０は、左ネジに形成されている。リアグリップ８１０及びフロントグリップ８４０に係合するクランプボルト８７３は、図２１Ｃに示すように、両方の端部８７４，８７５に六角穴が形成されたスタッドボルトである。クランプボルト８７３は、リアグリップ８１０に係合する第１端部８７４側の部分８７６には右ネジが形成されており、フロントグリップ８４０に係合する第２端部８７５側の部分８７７には左ネジに形成されている。

【0088】

このようなグリップ８１０，８４０にクランプボルト８７３を係合してマスタージョー１２０の爪設置溝１２３に挿入し、チャック本体の外周側から六角レンチによりクランプボルト８７３を図２２Ａに示すように右回転させると、右ネジが形成されているリアグリップ８１０は第２端部８７５に近づく方向に移動し、左ネジが形成されているフロントグリップ８４０は第２端部８７５から離れる方向に移動する。その結果、グリップ８１０，８４０は近づく方向に移動し、図示のごとくステア付爪２００のステア２４０は締め付けられる。また、クランプボルト８７３を図２２Ｂに示すように左回転させると、右ネジが形成されているリアグリップ８１０は第２端部８７５から離れる方向に移動し、左ネジが形成されているフロントグリップ８４０は第２端部８７５に近づく方向に移動する。その結果、グリップ８１０，８４０は離れる方向に移動し、図示のごとくステア付爪２００のステア２４０の締め付けは解除される。

【0089】

このようなグリップ８１０，８４０及びクランプボルト８７３を用いてステア付爪２００を設置するときは、まず、図２３Ａに示すように、クランプボルト８７３により連結され仮留めされたリアグリップ８１０とフロントグリップ８４０を、マスタージョー１２０の爪設置溝１２３に挿入する。次に、図２３Ｂに示すように、ステア２４０のクランプボルト通過用Ｕ字溝２６５にクランプボルト２７３の中央部が入るように、爪設置溝１２３の上部開口よりステア付爪２００をマスタージョー１２０に挿入する。そして、上述したようにクランプボルト８７３を右回転させることにより、ステア２４０はリアグリップ８１０とフロントグリップ８４０により締め付けられ、図２３Ｃに示すように、ステア付爪２００がリアグリップ８１０とフロントグリップ８４０によりマスタージョー１２０に設置された状態となる。

【0090】

また、ステア付爪２００をマスタージョー１２０から取り外すときには、クランプボルト８７３を左回転させることにより、リアグリップ８１０とフロントグリップ８４０は相互に分離し、その結果ステア２４０の挟持が解除される。図２３Ｂに示すように、ステア付爪２００のステア２４０がリアグリップ８１０及びフロントグリップ８４０と干渉しなくなる状態まで、リアグリップ８１０及びフロントグリップ８４０が開いたら、ステア付爪２００をマスタージョー１２０の爪設置溝１２３の上部開口から抜き取ることができる。

【0091】

このように、第５実施形態のチャック機構においては、クランプボルト８７３の所定方向の回転（本実施形態では右回転）により、リアグリップ８１０とフロントグリップ８４０は間隔が狭まる方向に移動し、反対方向の回転（本実施形態では左回転）によりリアグリップ８１０とフロントグリップ８４０は開く方向に移動する。従って、クランプボルト８７３を回転させることによりステア付爪２００の設置(クランプ)及び取り外し（アンクランプ）が可能となり、ステア付爪２００の交換作業を効率よく行うことができる。

【0092】

特に、本実施形態の構成では、クランプボルト８７３の回転とグリップ８１０，８４０の移動が連動しているため、クランプボルト８７３の回転によりグリップ８１０，８４０の移動は強制的に行われる。その結果、ステア付爪２００の設置(クランプ)及び取り外し（アンクランプ）を確実に行うことができる。また、クランプボルト８７３の回転量とリアグリップ８１０及びフロントグリップ８４０の移動量とが対応しているため、リアグリップ８１０とフロントグリップ８４０の間隔、位置あるいは移動量を厳密に制御することができる。このような構成は、爪の自動交換等のシステムに適用する場合に、適用の容易さ、精度、信頼性等の点において極めて有効である。

【0093】

なお、各グリップ８１０，８４０及びクランプボルト８７３のリア側部分８７６及びフロント側部分８７７の右ネジ及び左ネジの関係は、前述した例に限られるものではなく、リアグリップ８１０及びリア側部分８７６が左ネジで、フロントグリップ８４０及びフロント側部分８７７が右ネジという構成であってもよい。

【0094】

また、本実施形態のリアグリップ８１０においては、図２１Ａに示すように、内径側端面５１４の下部に面取り面８１６が形成されている。このような面取り面８１６を構成しておくことにより、チャックの外径側からマスタージョー１２０の爪設置溝１２３にリアグリップ８１０を挿入し易くなる。同様の面取り面をフロントグリップ８４０に設けてもよい。このような構成も、爪の自動交換等のシステムに適用する場合に極めて有効である。

【0095】

また、生爪を有効に利用するためには、内径側及び外径側の両端部がワークを把握可能なワーク把握部として形成された生爪を用いることが考えられ、そのためには、ステア付爪を、内外径の向きを入れ替えてチャック本体に装着することが必要である。このことに関して、本実施形態のクランプボルト８７３は、図２１Ｃに示すように、両方の端部８７４，８７５が頭なしの六角穴付きの構成となっているため、どちらの端部をチャックの外径側としても使用することができ、リアグリップ８１０とフロントグリップ８４０を入れ替えて爪設置溝１２３に装着することができる。その結果、第１実施形態等に示したような平面形状が等脚台形のステアを有するステア付爪であっても、内外径の向きを入れ替えてチャック本体に装着することができる。すなわち、図２１Ｃに示すようなクランプボルト８７３を使用することにより、内径側及び外径側の両端部がワークを把握可能なワーク把握部として形成された生爪に平面形状が等脚台形のステアを一体化したステア付爪を、その両端のワーク把握部を有効に使用できる形態で使用することができる。なお、ステアの平面形状が長方形である第２実施形態等に示したステア付爪においては、リアグリップとフロントグリップを入れ替えなくとも内外径の向きを入れ替えてチャック本体に装着することができ、やはり両端のワーク把握部を有効に使用できる形態で使用することができる。

【0096】

ステアの平面形状が等脚台形あるいは長方形のいずれの形態においても、内径側及び外径側の両端部がワークを把握可能なワーク把握部として形成された生爪を有するステア付爪を、上述のような各形態で使用することにより、高精度かつ容易に生爪の位置決めができることに加えて、経済性の高いステア付爪を提供することができる。その結果、生爪を有効に経済的に利用することができ、製造する製品のコストを低減することのできるチャック機構あるいは工作機械を実現することができる。このような形態のチャック機構、ステア付爪及び工作機械も、本発明の範囲内である。

【0097】

第６実施形態
本発明の第６実施形態について、図２４Ａ、２４Ｂを参照して説明する。前述した各実施形態のステア付爪のセレーション面は、例えば図４Ｂに示すセレーション面２３４，２３４のように、生爪の幅方向の両側に、生爪の長手方向の略全域にわたり（ワーク把握部２１１近傍以外の全域に）形成されている。しかし、セレーション面は、ステア付爪２００の生爪２１０の下面に選択的に形成された構成でもよい。そのような構成のステア付爪を、本発明の第６実施形態として示す。

【0098】

図２４Ａに示すステア付爪４６０は、生爪４６１及びステア４６２を有する。ステア４６２は、第１実施形態のステア付爪２００のステア２４０と同じく、水平方向の断面形状が等脚台形で、クランプボルト通過孔３６３が形成されたステアである。生爪４６１の下面には、図示のごとく、従来の２列のセレーション面の４隅位置に略対応する４箇所に、セレーション面４７１〜４７４が形成されている。各セレーション面４７１〜４７４は、いずれも生爪４６１の幅方向に鋸歯が形成された横セレーションである。

【0099】

また、図２４Ｂに示すステア付爪４８０は、生爪４８１及びステア４８２を有する。ステア４８２は、第２実施形態のステア付爪３００のステア３４０と同じく水平方向の断面形状が長方形で、クランプボルト通過用Ｕ字溝３６５が形成されたステアである。生爪４８１の下面にも、図示のごとく、従来の２列のセレーション面の４隅位置に略対応する４箇所に、セレーション面４９１〜４９４が形成されている。このうちセレーション面４９１，４９２は、生爪４８１の長さ方向に鋸歯が形成された縦セレーションであり、セレーション面４９３，４９４は、生爪４８１の幅方向に鋸歯が形成された横セレーションである。

【0100】

図２４Ａ，２４Ｂに示すいずれのステア付爪４６０，４８０においても、生爪４６１，４８１の長手方向における各セレーション面４７１〜４７４，４９１〜４９４の長さは短い。また、各セレーション面４７１〜４７４，４９１〜４９４は、生爪４６１，４８１の下面から突出した「島」状態に形成されている。また、ステア４６２，４８２の周囲にセレーション面は形成されておらず、開放された空間４７６，４９６に形成されている。

【0101】

このような構成のステア付爪４６０，４８０は、前述した各実施形態のステア付爪の特徴に加え、ステア付爪４６０，４８０の全体を一体として容易に製造することができるという特徴を有する。すなわち、ステア４６２，４８２の近傍は、セレーション面４７１〜４７４，４９１〜４９４が形成されておらず開放された隙間の空間４７６，４９６となっているため、ステア４６２，４８２及びセレーション面４７１〜４７４，４９１〜４９４を形成するとき、この隙間の空間４７６，４９６を加工上の逃げとして利用することができる。換言すれば、このような空間４７６，４９６を確保しておくことにより、ステア４６２，４８２を容易に一体形成することができる。その結果、精度の高いステア付爪を提供できるとともに、ステア付爪を安価に製造することができ、ひいてはステア付爪を用いて加工する製品の製造コストを低減することができる。本発明はこのような形態で実施してよい。

【0102】

なお、図２４Ａに示すステア付爪４６０の生爪４６１は、高さ方向の断面がＴ字形状となっている。従って、グリップと同様に、マスタージョー１２０の爪設置溝１２３に外周方向から挿入する必要があるが、チャック本体の端面（表面）からステア付爪が抜け落ちることがなく、安全性を確保する点では有効である。本願発明はこのような形態で実施してもよい。なお、セレーションの形状（縦／横）、ステアの形状（台形／長方形、Ｔ字形状／ストレート形状）、クランプボルト通過構造（孔／溝）等の組み合わせは、図２４Ａ，２４Ｂに例示した組み合わせに限られるものではなく、任意に組み合わせてステア付爪を構成してよい。

【0103】

第７実施形態
本発明の第７実施形態について図２５Ａ〜２５Ｃを参照して説明する。本発明の第７実施形態として、加工作業中の粉塵や切粉がステア付爪やチャック本体の周囲や内部に入ったり付着したりするこをと防ぎ、より高精度なワークの加工が可能なステア付爪７００及びチャック本体１７０について説明する。第７実施形態のステア付爪７００は、図２５Ｂに示すように、前述した各実施形態ステア付爪（図２５Ｂでは、ステア付爪３００を例示する）の下部の周囲に、ワイパーブレード７１０が装着されたものである。

【0104】

ワイパーブレード７１０は、図２５Ａに示すように、ステア付爪３００のワーク把握部３１１とは反対側の端面（チャック本体１７０の外周側となる端面）を除いた全ての面のステア付爪３００の下部に装着される。ワイパーブレード７１０は、図２５Ｃに示すような断面がＬ字形状の樹脂部材及び金属部材であり、スライドシール又はリップシールと言われる部材である。ワイパーブレード７１０は、Ｌ字状断面の一方の面がステア付爪３００の下部に装着される装着面となり、図２５Ｂに示すように、所定の間隔で設置されるネジ７１５により、ステア付爪３００の周囲下面に設置される。また、ワイパーブレード７１０は、Ｌ字状断面の他方の面が、チャック本体１７０に設けられた防塵プレート１７５の表面にシール状態に接触し、その境界から粉塵や切粉がステア付爪３００あるいはマスタージョー１２０に形成されたセレーション部分及びマスタージョー１３０爪設置溝１２３の内部に入り込むのを防いでいる。

【0105】

また、第７実施形態のチャック本体１７０には、端面１１２に防塵プレート１７５が設置されている。防塵プレート１７５は、図２５Ａ〜２５Ｃに示すように、チャック本体１７０の上面に設置される所定の厚さの平坦なプレートである。図２５Ａに示すように、防塵プレート１７５には長方形の切り欠き１７８が形成されており、マスタージョー１２０へステア付爪３００が設置可能となっている。切り欠き１７８は、チャック本体１７０の端面に露出しているマスタージョー１２０の上面と干渉しない領域に形成される。

【0106】

このような防塵プレート１７５を有するチャック本体１７０にステア付爪７００が設置された場合には、ワークをチャッキングするために爪を開閉するとき、図２５Ａに矢印で示すように、プレート上をステア付爪３００とワイパーブレード７１０が一緒に移動する。これにより、加工作業中に粉塵や切粉が生じても、切粉等が、ステア付爪やチャック本体の周囲や内部、すなわちステア付爪３００やマスタージョー１２０，１３０のセレーション部分、あるいは爪設置溝１２３の内部等に入り込むことを防ぐことができる。その結果、ステア付爪３００の位置決めをより正確に行うことができ、より高精度なワークの加工が可能となる。なお、爪を交換等する場合には、セレーション部に粉塵等が混入するのを防ぐため、防塵プレート１７５の切り欠き１７８の箇所にさらにエアーブローを行い、高圧の空気を吹き付け、粉塵を吹き飛ばすのが好ましい。すなわち、高圧空気孔を径方向及び回転方向に設けることで、さらに粉塵等を防ぐことが可能となる。本発明は、このような形態で実施してもよい。

【0107】

他の実施形態
本発明は、前述した実施形態に限られるものではなく、任意好適な種々の改変が可能である。

【0108】

例えば、ステアのリア側端面及びフロント側端面に形成された各波形係合面は、図７Ｅを参照して前述した構成に限られるものではない。例えば、係合面の高さ方向の長さをより長くしてもよく、接続面の長さより長い構成としてもよい。また、係合面及び接続面の傾斜角度は適宜好適な角度にしてよい。また、係合面は２面に限られるものではなく、１面だけであってもよいし３面以上あってもよい。接続面も、２面以下であってもよいし４面以上あってもよい。また、接続面は傾斜面でなくてもよい。ステアに形成される波形係合面は、ステアがマスタージョーの爪設置溝に挿入された状態で両側からグリップにより挟持され締め付けられることにより、ステアを爪設置溝の底部方向に引き込むという作用を発揮させるための構造である。この作用を発揮させるためには、各波形係合面として、少なくとも、ステアがマスタージョーの爪設置溝に挿入された状態で爪設置溝の上部開口方向を指向する傾斜面が１面形成されていればよく、それ以外の条件は任意好適に変更してよい。

【0109】

また、このステアの波形係合面の形態に応じて、グリップの傾斜面及び対向波形係合面も、任意好適に変更してよい。前述したように、ステアの各波形係合面は、ステアがマスタージョーの爪設置溝に挿入された状態で爪設置溝の上部開口方向を指向する傾斜面が１面形成されていればよいのであるから、これに係合するグリップの対向波形係合面は、ステアの前述した少なくとも１面の傾斜面に当接し当該傾斜面を押す構成であれば、それ以外の条件は任意好適に変更してよい。すなわち、グリップ等の対向波形係合面は、図９Ｃ，９Ｆを参照して前述した構成に限られるものではない。対向波形係合面を構成する対向係合面あるいは対向接続面の高さ方向の長さ、傾斜角度、設置面数等は、ステアの波形係合面の形態に応じて任意に変更してよい。ステアの係合面（少なくとも１面の傾斜面）を押す構成としても、その係合面（傾斜面）に対向する面（対向係合面）である必要はなく、グリップのステア側の端面である傾斜面及び挟持側端面から突出し高さ方向に段差が形成されている構成、例えば、角のついた稜線状部分や、マスタージョーの爪設置溝の延在方向に沿って延びた１つ又は複数の突出部分等であってもよい。

【0110】

本発明の範囲内のステア付爪であって、そのような簡単な構成のステアを有するステア付爪として、例えば図２６Ａ，２６Ｂに示すようなステア付爪４００を例示することができる。ステア付爪４００は、爪４１０の下面中央部にプルスタッドボルト４４０を設置したものである。一般的なプルスタッドボルト４４０は、図２６Ｃに示すように、軸方向の一端側がネジ部４４１に形成され、他端側には軸部４４２を介して頭部４４３が形成されており、頭部４４３と軸部４４２との間は図示のごとくテーパ面４５１に形成されている。ステア付爪４００においては、このプルスタッドボルト４４０のテーパ面４５１をグリップとの係合面４５１として利用し、爪４１０をマスタージョー１２０の爪設置溝１２３に引き込むようにしたものである。グリップの対向係合面としては、図１７Ａ，１７Ｂに示したまっすぐな対向係合面でもよいし、プルスタッドボルト４４０の頭部４４３あるいはそのテーパ面４５１の形状に沿った円形形状の対向係合面であってもよい。このような構成のステア付爪４００も、前述した各実施形態のステア付爪と同様の作用、効果を発揮するものである。

【0111】

また、生爪及びマスタージョーに形成されるセレーションも、前述の実施形態の例に限定されるものではなく適宜変更してよい。例えば、前述した第２実施形態においては、マスタージョー１３０のセレーション面１３４にスパイク１３４ａが形成され、生爪３１０のセレーション面３７３，３７４に筋状の鋸歯が形成されていた。しかし、生爪３１０のセレーション面にスパイクが形成され、マスタージョー１３０のセレーション面に筋状の鋸歯が形成された構成であってもよい。また、生爪及びマスタージョーに形成されるセレーションは、互いに直交する２種類の鋸歯に限られない。異なる方向に延在する２種類の鋸歯を含んでいればよく、鋸歯の交差角は任意でよい。例えば、互いに６０°で交差する方向に延在する２種類の鋸歯であってもよい。

【0112】

また、生爪及びマスタージョーに形成されるセレーションの鋸歯又はスパイクの断面形状は、三角形に限られない。生爪に形成される鋸歯又はスパイクと、マスタージョーに形成される鋸歯又はスパイクとが互いに面接触する限りにおいて、鋸歯又はスパイクは任意の形状でよい。さらに、生爪及びマスタージョーに形成される鋸歯又はスパイクのピッチは任意のピッチでよい。また、そもそも生爪及びマスタージョーに形成される位置決め手段は、前述したような「Ｖ溝」を有するセレーションに限られるものではなく、「角溝」や「丸溝」を形成した位置決め手段であってもよい。そのような位置決め手段を有するステア付爪、チャック機構及びこれらを有する工作機械も本発明の範囲内である。

【0113】

また、前述した各実施形態においては、マスタージョーの爪設置溝の段差面（肩部、引き込み支持面）と各グリップの段差面（引き込み基準面）とを係止部として係止させるものであったが、係止部の形態は任意の形態でよい。例えば、図２７Ａに示すような「あり溝形状」（三角形状）や、図２７Ｂに示すような丸溝形状（丸形状）であってもよい。相互に引っ掛かり、移動が規制される構造であれば、任意の形態であってよい。

【0114】

また、本願発明のチャック機構で把握するワークについても、円環形状のワークに限定されるものではなく、任意の形状のワークでよい。例えば、偏芯形状や多角柱形状であるようなワークにおいても、生爪のワーク把握部の形状をワークの形状に適合させることにより本発明のチャック機構を適用し得る。さらに、前述した実施形態では、ワークを外側から把握する場合を例示したが、ワークを内側から把握する際にも本発明のチャック機構は適用可能である。

【0115】

その他、生爪、ステア、グリップ及びマスタージョー等の大きさ、材料、形状及び配置等も、本願発明の機能が発揮し得る範囲において、またワークの形状及び材質等に応じて、任意に変更あるいは設定をしてよい。また、前述した実施形態においては本発明を旋盤に適用した例を説明したが、本発明は旋盤以外の工作機械にも適用可能である。例えば、フライス盤やマシニングセンターのように、ワークをチャック機構に固定した状態で、高速に移動する刃部を用いてワークを加工する工作機械にも本発明のチャック機構は適用することができる。

【要約】

【課題】爪の交換が効率よく行え、加工不良を防ぐことのできる爪等を提供する。
【解決手段】生爪２１０の下面に平面台形形状で両端面２４５，２４６に波形係合面が形成されたステア２４０を設置しステア付爪２００とする。マスタージョー１２０の爪設置溝１２３内でステア２４０を一対のグリップ５１０，５４０により径方向両側から挟持し、ステア２４０を爪設置溝１２３底方向に引き込む。生爪３１０の下面及びマスタージョー１２０の上面のセレーション面１２４、２３４の係合により生爪３１０の径方向位置が規定され、等脚台形底辺側となる爪設置溝１２３の側面へのステア２４０の密接により生爪３１０の接線方向の位置が規定される。ステア付爪３００とグリップ５１０，５４０は１本のクランプボルト２７３により連結され締め付けられる。生爪３１０には下面からステア２４０が連結され上面には座ぐり等が無い。
【選択図】 図４Ａ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】