特開 2023-79478 チャック装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023079478

(43)【公開日】2023-06-08

(54)【発明の名称】チャック装置

(51)【国際特許分類】

   B23B 31/14 20060101AFI20230601BHJP

   B23B 31/175 20060101ALI20230601BHJP

   B23B 31/18 20060101ALI20230601BHJP

【ＦＩ】

B23B31/14

B23B31/175

B23B31/18

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021192968

(22)【出願日】2021-11-29

(71)【出願人】

【識別番号】000215763

【氏名又は名称】帝国チャック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100130513

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 直也

(74)【代理人】

【識別番号】100074206

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 文二

(74)【代理人】

【識別番号】100130177

【弁理士】

【氏名又は名称】中谷 弥一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100167380

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 隆

(72)【発明者】

【氏名】信廣 良二

【テーマコード（参考）】

3C032

【Ｆターム（参考）】

3C032GG33

3C032HH06

3C032HH11

3C032HH16

3C032HH24

(57)【要約】

【課題】ワークの把持力を切り替える際の作業を簡素化し、遠心力に伴って把持爪によるワークの把握が緩まないようにする。
【解決手段】チャック本体１の中心軸６の軸方向に沿って進退するドローバ８と、チャック本体１に揺動自在に支持されたジョウアクチュエータ１０と、ジョウアクチュエータ１０の前端に設けられた把持部１５と、ジョウアクチュエータ１０の後端１１に設けられた係合凸部１３と、ドローバ８の外周に設けられ係合凸部１３が係合する係合凹部５とを備え、係合凸部１３は係合凹部５に対して径方向へ移動可能であり、ドローバ８の軸方向への進退によって係合凸部１３を軸方向へ押圧することでジョウアクチュエータ１０を径方向へ揺動させて把持部１５でワークＷを把持し、ジョウアクチュエータ１０はその後端１１にウェイト２０を備え、ウェイト２０は、チャック本体１に対して付勢手段３０によって軸方向前方へ付勢されているチャック装置とした。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

チャック本体（１）の中心軸（６）の軸方向に沿って進退するドローバ（８）と、
前記チャック本体（１）に揺動自在に支持されたジョウアクチュエータ（１０）と、
前記ジョウアクチュエータ（１０）の前端に設けられた把持部（１５）と、
前記ジョウアクチュエータ（１０）の後端（１１）に設けられた係合凸部（１３）と、
前記ドローバ（８）の外周に設けられ前記係合凸部（１３）が係合する係合凹部（５）と、を備え、
前記係合凸部（１３）は前記係合凹部（５）に対して径方向へ移動可能であり、
前記ドローバ（８）の軸方向への進退によって前記係合凸部（１３）を軸方向へ押圧することで前記ジョウアクチュエータ（１０）を径方向へ揺動させて前記把持部（１５）でワーク（Ｗ）を把持し、
前記ジョウアクチュエータ（１０）はその後端（１１）にウェイト（２０）を備え、前記ウェイト（２０）は、前記チャック本体（１）に対して付勢手段（３０）によって軸方向前方へ付勢されているチャック装置。

【請求項2】

前記把持部（１５）は前記ジョウアクチュエータ（１０）に対して軸方向に平行な揺動中心線周りに揺動自在であり、
前記把持部（１５）と前記ジョウアクチュエータ（１０）のいずれか一方に底部に向かうにつれて内径が小さくなるすり鉢状の収容凹部（４４）を、他方に前記収容凹部（４４）に入り込むプランジャ（４２）を備え、前記プランジャ（４２）は弾性部材（４１）によって前記凹部（４４）に向かって軸方向へ押圧されている請求項１に記載のチャック装置。

【請求項3】

前記ジョウアクチュエータ１０、前記把持部（１５）、前記ウェイト（２０）、及び、前記把持部（１５）並びに前記ウェイト（２０）を前記ジョウアクチュエータ（１０）に固定するための部材の重量のうち、前記ジョウアクチュエータ（１０）の揺動中心（Ｐ）より前方側に位置する前方側部分にあたる前方側重量と、前記揺動中心（Ｐ）から前記前方側部分の重心位置（Ｇ１）までの距離（Ｌ１）との積と、前記揺動中心（Ｐ）より後方側に位置する後方側部分にあたる後方側重量と、前記揺動中心（Ｐ）から前記後方側部分の重心位置（Ｇ２）までの距離（Ｌ２）との積が等しく設定されている請求項１又は２に記載のチャック装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、揺動引き込み式のチャック装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般的な揺動引き込み式チャックは、例えば、特許文献１，２に示すように、チャック本体の前面に、ジョウアクチュエータが、チャック本体の中心軸周りに等分方位に複数組配設されている。その各ジョウアクチュエータの前端に、ワークを把持する把持爪が設けられている。

【0003】

各ジョウアクチュエータ中程には、その外面が球面で構成された球状部が設けられている。球状部には、チャック本体の中心軸及びチャック半径方向の双方に直交する揺動軸が挿通されている。ジョウアクチュエータは、その揺動軸を揺動中心として、チャック本体に対して揺動可能に支持されている。また、各ジョウアクチュエータの後端部は、スライディングボールと呼ばれる球面状の外周を有する支持部材を介してアクチュエータフランジの支持穴に挿入されており、その支持穴の球面状の内周と支持部材の球面状の外周とが噛み合って両者が摺動可能に接続されている。

【0004】

アクチュエータフランジは、チャック本体の中心に接続されたドローバにより、チャックの中心軸に沿って軸方向に進退可能となっている。アクチュエータフランジが軸方へ進退するとともに噛み合った球面同士が摺動し、各ジョウアクチュエータの後端部を揺動軸周りに動作させ、チャック本体の径方向へと揺動させる。この揺動により、各ジョウアクチュエータの前端部に取り付けられた把持爪が、ワークを均等な力で、且つ、ワークの軸心をチャック本体の中心軸に一致させて把持できるようになっている。この種のチャック装置は、ワークの軸心をチャック本体の中心軸に一致させた状態でワークを把持する目的に使用されるため、センタライジング（求心）型チャックと総称される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平５－３０９５０７号公報（第８頁、第９図参照）

【特許文献2】特開２００６－１０２８５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来の揺動引き込み式のチャック装置では、ワークを把持する力の強さを変更する際に、掴み直しを必要とする。具体的には、ワークの把持力を高圧から低圧へ切り替える際に、ワークの把持を一旦解放することで、ジョウアクチュエータ等に生じているロック作用を解除した後、所望の把持力で掴み直しを行っている。このような掴み直しの作業は煩雑であり、また作業時間の増大にもつながっている。なお、低圧から高圧へと力を強くする切り替えの場合は、ロック作用を解放しなくてもそのまま把持力を強くできるため、一般的に掴み直しは不要である。

【0007】

また、従来の揺動引き込み式のチャック装置では、チャックの高速回転に伴う遠心力に伴って、把持爪によるワークの把握が緩むことがある。この現象は、特に高い把持爪（径方向への突出長さの大きい把持爪）を使用した場合ほど顕著になる傾向がある。

【0008】

さらに、従来の揺動引き込み式のチャック装置では、把持爪は、リストリクタースプリングによる首振り機構を採用している。このため、把持爪の首振りには抵抗が大きく、特に薄肉ワークに対して歪みを生じさせてしまう恐れがあった。

【0009】

そこで、この発明の課題は、ワークの把持力を切り替える際の作業を簡素化することを第一の課題とし、遠心力に伴って把持爪によるワークの把握が緩まないようにすることを第二の課題とし、把持爪の首振り機能によってワークに歪みを生じさせないようにすることを第三の課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記の課題を解決するために、この発明は、チャック本体の中心軸の軸方向に沿って進退するドローバと、前記チャック本体に揺動自在に支持されたジョウアクチュエータと、前記ジョウアクチュエータの前端に設けられた把持部と、前記ジョウアクチュエータの後端に設けられた係合凸部と、前記ドローバの外周に設けられ前記係合凸部が係合する係合凹部とを備え、前記係合凸部は前記係合凹部に対して径方向へ移動可能であり、前記ドローバの軸方向への進退によって前記係合凸部を軸方向へ押圧することで前記ジョウアクチュエータを径方向へ揺動させて前記把持部でワークを把持し、前記ジョウアクチュエータはその後端にウェイトを備え、前記ウェイトは、前記チャック本体に対して付勢手段によって軸方向前方へ付勢されているチャック装置を採用した。

【0011】

ここで、前記把持部は前記ジョウアクチュエータに対して軸方向に平行な揺動中心線周りに揺動自在であり、前記把持部と前記ジョウアクチュエータのいずれか一方に底部に向かうにつれて内径が小さくなるすり鉢状の凹部を、他方に前記凹部に入り込むプランジャを備え、前記プランジャは弾性部材によって前記凹部に向かって軸方向へ押圧されている構成を採用できる。

【0012】

このとき、前記ジョウアクチュエータ、前記把持部、前記ウェイト、及び、前記把持部並びに前記ウェイトを前記ジョウアクチュエータに固定するための部材の重量のうち、前記ジョウアクチュエータの揺動中心より前方側に位置する前方側部分にあたる前方側重量と、前記揺動中心から前記前方側部分の重心位置までの距離との積と、前記揺動中心より後方側に位置する後方側部分にあたる後方側重量と、前記揺動中心から前記後方側部分の重心位置までの距離との積が等しく設定されていることが望ましい。

【発明の効果】

【0013】

この発明は、以下に示す効果の少なくとも１つを発揮できる。すなわち、ワークの把持力を切り替える際の作業を簡素化することができ、又は、遠心力に伴って把持爪によるワークの把握が緩まないようにでき、又は、把持爪の首振り機能によってワークに歪みを生じさせないようにできる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】この発明の一実施形態を示す縦断面図

【図2】図１の右側面図

【図3】図１の要部拡大図

【図4】図３の要部拡大図

【図5】図３のＶ－Ｖ断面図

【図6】図３のＶＩ－ＶＩ断面図

【図7】ワークを把持する際の作用の説明図

【図8】ワークを把持する際の作用の説明図

【図9A】引き込み機能を設定する場合に用いる支持部材の拡大断面図

【図9B】引き込み機能を設定しない場合に用いる支持部材の拡大断面図

【発明を実施するための形態】

【0015】

この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。この実施形態の揺動引き込み式チャック装置（以下、単にチャック装置Ａと称する）は、図１に示すように、チャック本体１の中心軸６上にドローバ８を備え、ドローバ８はチャック本体１の中心軸６に沿って進退可能となっている。ドローバ８は、その前方寄りに固定ボルト８ａを介してサポートドローバ９を同心に備えている。以下、ドローバ８と、ドローバ８と一体に軸方向へ進退するサポートドローバ９等を含めて、単にドローバ８と称する。また、チャック本体１の中心軸６の方向を軸方向と称し、中心軸６の中心線を軸心と称し、軸心に直交する方向を径方向と称する。

【0016】

ドローバ８には、ジョウアクチュエータ１０が接続されている。ジョウアクチュエータ１０は、その先端にワークＷに当接する把持部１５を備えている。この実施形態では、図２に示すように、把持部１５はチャック本体１の軸心周り等分方位に３つ設けられている。把持部１５は、ジョウアクチュエータ１０毎に１つずつ設けられるので、ジョウアクチュエータ１０もチャック本体１の軸心周り等分方位に同数（３つ）設けられている。ただし、把持部１５及びジョウアクチュエータ１０の数や方位は、把持対象となるワークやチャック装置Ａの仕様に応じて適宜設定される。把持部１５の先端１５ａには、必要に応じて超硬インサートが取り付けられて、ワークＷに対する把持トルクの向上、ワークＷに接触する把持爪の耐久性向上を図っている。

【0017】

ジョウアクチュエータ１０は、チャック本体１に対して径方向へ揺動可能に支持されている。その支持方法は、図１に示すように、長手状の部材であるジョウアクチュエータ１０の長手方向中程に形成された球状部１２が、チャック本体１０に取り付けられた支持部材（ベアリングレース）１６の球面状の内周１６ａと噛み合って、両者が摺動可能となっている。これにより、ジョウアクチュエータ１０の前端は、チャック本体１に対して径方向へ揺動自在である。また、ジョウアクチュエータ１０の後端１１には、内径側へ伸びる係合凸部１３が設けられている。支持部材１６は、ハウジング２の端面側より軸回り等分方位の位置に加工された穴１８に挿入されて、ハウジング２に対してボルトにて固定されている。なお、チャック本体１の前面には、間隔材４を介してストッパ３が固定されている。ストッパ３は、ワークＷに当接することでそのワークＷを軸方向に位置決めする。また、実施形態では３つの穴１８が設定されているが、穴１８の数は、設定するジョウアクチュエータ１０の数に合わせて任意に設定できる。

【0018】

ハウジング２は、チャック本体１の前面側に位置する前部ハウジング２ａと、後面側に位置する後部ハウジング２ｂとで構成され、その内側に空間７が形成されている。ジョウアクチュエータ１０の後端１１は、この空間７内に収納されている。ジョウアクチュエータ１０の係合凸部１３は、軸方向両側に端面１３ａ，１３ｂを有して、その端面１３ａ，１３ｂ間が内径側へ突出している。サポートドローバ９の外周には、係合凹部５が形成されており、ジョウアクチュエータ１０の係合凸部１３が係合凹部５に収納されている。係合凹部５は、その底面の軸方向両側から外径方向に立ち上がる端面５ａ，５ｂを備えている。係合凸部１３の外面の端面１３ａ，１３ｂは、係合凹部５の内面の端面５ａ，５ｂにそれぞれ摺接するようになっている。また、係合凸部１３の内面１３ｃと係合凹部５の底面５ｃとの間には、隙間ａを介在している（図１参照）。これにより、係合凸部１３はサポートドローバ９に対して径方向に移動可能、軸方向へ移動不能である。

【0019】

ドローバ８とともに軸方向へ進退することにより、ジョウアクチュエータ１０の係合凸部１３が軸方向へ押圧される。この押圧により、ジョウアクチュエータ１０の球状部１２の外面１２ａと支持部材１６の球面状の内面１６ａとが摺動し、ジョウアクチュエータ１０は球状部１２の中心（揺動中心Ｐ）回りに揺動する。これにより、前端の把持部１５が径方向へ移動する。把持部１５の径方向への移動により、把持部１５はワークＷの外周を把持し、また、その把持を解放することができる。すなわち、ドローバ８とジョウアクチュエータ１０との動作機構として、ロック作用のないカムレバー構造を採用している。

【0020】

ここで、ロック作用について説明する。従来のチャック装置では、ジョウアクチュエータが後方へ伸びる軸部を備え、その軸部をドローバ等によって動作するアクチュエータで支持している。このため、チャック本体の軸心方向に対してジョウアクチュエータの軸部の軸線方向が傾斜している（特許文献１，２参照）。アクチュエータがチャック本体の軸心方向に沿って後方へ引かれた場合、互いのクサビ効果によってドローバ及びアクチュエータとジョウアクチュエータとが互いに噛み合ってロックした状態となる。このようなロック作用は、前述のように、ワークの把持力を高圧から低圧へ切り替える際に問題となりやすく、そのロック作用を解除するためには、ワークの把持を一旦解放した後、所望の把持力で掴み直しを行う必要がある。

【0021】

これに対して、この発明のチャック装置では、クサビ効果が発生するような傾斜した軸部がなく、ロック作用が生じない。このため、高圧から低圧への把持力の切り替えの際に掴み直しが不要である。

【0022】

その作用を具体的に説明すると、ワークＷが把持される際は、ドローバ８が図３に示す左側（矢印Ｂ）へ後退し、ジョウアクチュエータ１０の係合凸部１３もその後退方向へ押圧される。このとき、係合凹部５の端面５ａ，５ｂと係合凸部１３の端面１３ａ，１３ｂとが摺接しながら、ジョウアクチュエータ１０は揺動中心Ｐ回り（矢印Ｃ）に揺動し、前端の把持部１５が径方向内側へ移動する（矢印Ｄ）。これにより、把持部１５はワークＷの外周を把持する。このとき、ワークＷは把持部１５によりやや後方側へ引き込まれて把持され、また、ワークＷは前面のストッパ３に当接して軸方向へ位置決めされる。

【0023】

ここで、ジョウアクチュエータ１０が揺動する際、係合凸部１３は、サポートドローバ９の係合凹部５内で径方向に僅かに移動し、隙間ａが拡縮する。係合凸部１３が径方向へ移動可能であることから、ワークＷの外周の形状に合わせて緩やかな力でワークＷを把持し、いわゆる心補償機能を発揮する。心補償機能とは、チャック本体１の軸心とそのワークＷの基準点が一致した状態で、ワークＷは、その周囲で均等な力で把持されている状態とする機能である。ここで、ジョウアクチュエータ１０の係合凸部１３は内径側へ突出しており、その係合凸部１３が収納される係合凹部５は外径側に向かって開口している。このような係合構造を採用したことにより、従来のチャック装置のようなクサビ効果が発生せず、ロック作用が生じない。

【0024】

また、特に、ジョウアクチュエータ１０の係合凸部１３の突出方向は、ドローバ８と一体のサポートドローバ９の軸心方向に対して直交している。また、図８に示すように、ジョウアクチュエータ１０及び把持部１５は、揺動中心Ｐを挟んで把持部１５の先端１５ａへ向かう方向線Ｘと、サポートドローバ９の係合凹部５の中心５a（係合凹部５の軸方向に対する中心線である軸方向中心線Ｆと係合凹部５の底面との交点）へ向かう方向線Ｙとが屈曲した状態（内径側へ向く交差角α＞９０°）であって、テコの原理を利用したカムレバー構造となっている。このような構造を採用したことにより、前述のクサビ効果によるロック作用をより確実に回避できる。

【0025】

一方、ワークＷの把持が解放される際は、ドローバ８が図３に示す右側（矢印Ｂの反対方向）へ前進し、ジョウアクチュエータ１０の係合凸部１３もその前進方向へ押圧される。ジョウアクチュエータ１０は揺動中心Ｐ回り（矢印Ｃの反対方向）に揺動し、前端の把持部１５が径方向外側（矢印Ｄの反対方向）へ移動する。これにより、把持部１５によるワークＷの把持が解放される。

【0026】

また、ジョウアクチュエータ１０は、その後端１１にウェイト２０を備えている。ウェイト２０は、図４に示すように、チャック本体１のハウジング２に対して付勢手段３０によって軸方向前方へ付勢されている。

【0027】

ウェイト２０は、ジョウアクチュエータ１０の後端１１に設けられた凸状部１４が嵌合する凹状部２３を備えている。凸状部１４は、ジョウアクチュエータ１０の後端１１において後方へ突出する矩形断面であり、その端面１４ａ、内径面１４ｂ、外径面１４ｃはそれぞれフラット面となっている。また、凹状部２３は、矩形断面の凹部が後方へ向かって凹む形状であり、その底面２３ａ、内径面２３ｂ、外径面２３ｃはそれぞれフラット面となっている。凸状部１４が凹状部２３に嵌合した状態で、端面１４ａ、内径面１４ｂ、外径面１４ｃは、それぞれ底面２３ａ、内径面２３ｂ、外径面２３ｃに面接触している。さらに、ウェイト２０とジョウアクチュエータ１０とは、後方から前方へ向かってねじ込まれたボルト２６によって一体化されている。このとき、ジョウアクチュエータ１０の凸状部１４の外径側に設けられた段部１０ａの端面１１ａと、ウェイト２０の凹状部２３の外径側に設けられた突出部２４の端面２１ｂとは隙間をもって対向している。また、ジョウアクチュエータ１０の凸状部１４の内径側に設けられた段部１０ｂの端面１１ｂと、ウェイト２０の凹状部２３の内径側に設けられた突出部２５の端面２１ｃとは隙間をもって対向している。

【0028】

付勢手段３０は、ウェイト２０の後端面２１ａに開口して設けられた孔２２内に収容された弾性部材３１と、その弾性部材３１に接続されたキャップ部材３２とを備えている。この実施形態では、弾性部材３１としてコイルバネを採用しているが、他の形態からなるバネ、弾性体でもよい。キャップ部材３２は、筒状部３２ａの後端が頭部３２ｂで閉じられ、前端は開放されたキャップ形状である。弾性部材３１の前端は孔２２の底２２ａに当接し、弾性部材３１の後端はキャップ部材３２の前端の開口から内部に入り込んで頭部３２ｂ側の底に当接している。キャップ部材３２の頭部３２ｂは、前端はウェイト２０の後端面２１ａよりも後方側へ突出しており、その頭部３２ｂは、ハウジング２の奥端面７ａに当接している。このとき、弾性部材３１は自然長よりもやや圧縮された状態である。このため、ウェイト２０は、チャック本体１に対して付勢手段３０によって軸方向前方へ付勢された状態である。なお、キャップ部材３２の頭部３２ｂを球面状とすると、ハウジング２の奥端面７ａに点接触できるので好ましい。

【0029】

この発明によれば、ジョウアクチュエータ１０をロック作用のないカムレバー構造を用いて動作するようにしたので、ワークＷを把持する力の強さを変更する際に、掴み直しを必要としない。すなわち、ワークＷの把持力を高圧から低圧へ切り替える際に、ワークＷの把持を一旦解放することなく、そのまま所望の把持力に移行できる。また、ウェイト２０を通じてジョウアクチュエータ１０は軸方向前方へ付勢されているので、この点においてもワークＷの把持力の増減がスムーズである。

【0030】

また、この発明によれば、ジョウアクチュエータ１０の後端側にウェイト２０を備えているので、チャックの高速回転に伴う遠心力に伴って、把持部１５によるワークＷの把握が緩むことがない。ジョウアクチュエータ１０の揺動中心Ｐを挟んで、前端の把持部１５とは反対側である後端１１側にウェイト２０を備えたことが、遠心力による把持部１５の開き（緩み）防止に有効であり、さらに、回転数変化による把握力の増減が少なくなることによって、回転数の変更に伴って生じるワーク歪みを抑制することができる。

【0031】

ここで、ジョウアクチュエータ１０、把持部１５、ウェイト２０、及び、把持部１５並びにウェイト２０をジョウアクチュエータ１０に固定するための部材の重量のうち、ジョウアクチュエータ１０の揺動中心Ｐより前方側に位置する前方側部分にあたる前方側重量と、揺動中心Ｐから前方側部分の重心位置Ｇ１までの距離Ｌ１との積と、揺動中心Ｐより後方側に位置する後方側部分にあたる後方側重量と、揺動中心Ｐから後方側部分の重心位置Ｇ２までの距離Ｌ２との積が等しく設定されていることが望ましい。

【0032】

すなわち、図８に示すように、軸心を通る任意の断面において、揺動中心Ｐよりも前方側の部分（前方側部分と称する）の重量、すなわち、ジョウアクチュエータ１０、及び、後述の把持部１５のベース部１５ｃと爪部材１５ｂ、把持部１５をジョウアクチュエータ１０に固定するための装着部１７、プランジャ４２、ウェイト２０、ウェイト２０をジョウアクチュエータ１０に固定するためのボルト等の重量のうち、揺動中心Ｐより前方側に位置する部分の部材の合計重量（前方側重量と称する）と、揺動中心Ｐから前方側部分の重心位置Ｇ１までの距離Ｌ１との積と、揺動中心Ｐよりも後方側の部分（後方側部分と称する）の重量、すなわち、ジョウアクチュエータ１０、及び、後述の把持部１５のベース部１５ｃと爪部材１５ｂ、把持部１５をジョウアクチュエータ１０に固定するための装着部１７、プランジャ４２、ウェイト２０、ウェイト２０をジョウアクチュエータ１０に固定するためのボルト等の重量のうち、揺動中心Ｐより後方側に位置する部分の部材の合計重量（後方側重量と称する）と、揺動中心Ｐから後方側部分の重心位置Ｇ２までの距離Ｌ２との積が等しくなる配置、又は、重量であることが望ましい。すなわち、チャック本体１の回転時に、揺動中心Ｐを支点として、前方側部分にあたる前方側重量と後方側部分にあたる後方側重量がその遠心力で釣り合う状態であれば、把持部１５に作用する遠心力が相殺されるため、安定した望ましい把持状態となり得る。この状態とするために、ジョウアクチュエータ１０の後端１１側にウェイト２０を備えることが有効である。以上のように設定することで、把持部１５に作用する遠心力（把持部１５が外径側へ開こうとする力）を、ウェイト２０に作用する遠心力によって相殺する効果をより高めることができる。

【0033】

なお、図８では、揺動中心Ｐと重心Ｇ１を結ぶ線と、揺動中心Ｐと重心Ｇ２を結ぶ線が一直線上にあり、また、その方向が軸方向に平行となっており、前方側と後方側とで遠心力のバランスを考慮すると、このような態様が望ましい。ただし、揺動中心Ｐと重心Ｇ１を結ぶ線と、揺動中心Ｐと重心Ｇ２を結ぶ線の両方、又は、そのいずれかが軸方向に対して角度をもっている態様を採用してもよい。

【0034】

また、この発明によれば、ジョウアクチュエータ１０を前方へ付勢する付勢手段３０を備えたことにより、支持部材１６であるベアリングレースの交換によりチャックの引き込み機能の有無も切り替え可能である。図７は、ワークＷの把持を解除したアンクランプ状態を示している。図８は、ワークＷを把持したクランプ状態を示している。図７及び図８において、支持部材１６として、引き込み機能に対応した図９Ａに示すものを用いている。図９Ａに示す支持部材１６は、その内面が、球面部１６ａと円筒面部１６ｂとで構成されている。球面部１６ａは、中央の円筒面部１６ｂを挟んで前方側と後方側に分断されて設けられている。円筒面部１６ｂは、チャック本体１の前後方向に対して微小な長さｖとなっている。

【0035】

アンクランプ状態では、図７に示すように、ジョウアクチュエータ１０は、付勢手段３０の付勢力によって前方側へ移動している。このため、ジョウアクチュエータ１０の球状部１２の後方側において、支持部材１６との間で隙間ｗ１が介在している。クランプ状態になると、図８に示すように、ジョウアクチュエータ１０は、付勢手段３０の付勢力に抗して後方側へ移動している。このため、ジョウアクチュエータ１０の球状部１２の前方側において、支持部材１６との間で隙間ｗ２が介在している。この後方側への移動により、ワークＷは、チャック本体１の前面のストッパ３側に引き込まれた状態で把持される。なお、引き込み機能を求めない場合は、図９Ｂに示す支持部材１６を用いることができる。図９Ｂに示す支持部材１６は、円筒面部１６ｂを備えず、球面部１６ａのみで内面が構成されている。

【0036】

また、この実施形態では、把持部１５はそれぞれ首振機構４０を備えている。首振機構４０は、ワークＷの種別やチェック装置Ａの仕様に応じて選択的に採用できる。

【0037】

把持部１５は、図１及び図５に示すように、ジョウアクチュエータ１０の前端に設けられた装着部１７に着脱可能に取り付けられている。装着部１７は、図５及び図６に示すように、両側側方（チャック本体１の円周方向）へ突出する張り出し部５６と、その張り出し部５６よりも後方に位置する溝部５７を備えている。把持部１５は、図１に示すように、装着部１７に固定されるベース１５ｃと、そのベース部１５ｃに固定される爪部材１５ｂとを備えている。爪部材１５ｂの内径側端がワークＷを把持する先端１５ａである。ベース部１５ｃは、首振機構４０の一部を構成する支持部材５１を介して、装着部１７に固定されている。

【0038】

支持部材５１は、図６に示すように、装着部１７を囲む凹状の断面形状となっている。支持部材５１は、装着部１７の張り出し部５６が入り込む溝部５５と、装着部１７の溝部５７に入り込む張り出し部５４を、それぞれ両側に備えている。装着部１７の張り出し部５６が支持部材５１の溝部５５に嵌合し、装着部の溝部５７に支持部材５１の張り出し部５４が嵌合した状態で、支持部材５１とジョウアクチュエータ１０（装着部１７）とは、前方から後方へ向かってねじ込まれたボルト１７ａによって一体化されている。

【0039】

装着部１７の張り出し部５６の先端面と支持部材５１の溝部５５の底面との間、及び、装着部１７の溝部５７の底面と支持部材５１の張り出し部５４の先端面との間には、それぞれ、隙間ｗ１，ｗ２，ｗ３，ｗ４が設定されている。このため、装着部１７に対して支持部材５１は、その隙間ｗ１，ｗ２，ｗ３，ｗ４を拡縮する方向へ首振り自在である。その首振り方向は、図２に示す矢印Ｘ、Ｙ方向に相当する。なお、ボルト５３ａとナット５３ｂとからなるロック手段５３を用いれば、装着部１７に対して支持部材５１を任意の揺動位置でロックでき、首振り機能を停止できる。

【0040】

ここで、首振機構４０は、把持部１５とジョウアクチュエータ１０のいずれか一方に底部に向かうにつれて内径が小さくなるすり鉢状の凹部４４を、他方にその凹部４４に入り込むプランジャ４２を備えている。プランジャ４２は弾性部材４１によって凹部４４に向かって軸方向へ押圧されている。この実施形態では、図６に示すように、装着部１７側に凹部４４を支持部材５１側にプランジャ４２を設けたが、これを逆にして、装着部１７側にプランジャ４２を支持部材５１側に凹部４４を設けてもよい。

【0041】

プランジャ４２は、支持部材５１の後端面に開口して設けられた孔内に収容された弾性部材４１と、その弾性部材４１に接続されたキャップ部材４２とを備えている。この実施形態では、弾性部材４１としてコイルバネを採用しているが、他の形態からなるバネ、弾性体でもよい。キャップ部材４２は、筒状部４２ａの後端が頭部４２ｂで閉じられ、前端は開放されたキャップ形状である。弾性部材４１の前端は、孔の底を塞ぐように支持部材５１に固定された閉塞板５２に当接している。弾性部材４１の後端はキャップ部材４２の前端の開口から内部に入り込んで頭部４２ｂ側の底に当接している。キャップ部材４２の頭部４２ｂは、すり鉢状の凹部４４に入り込んでいる。このとき、弾性部材４１は自然長よりもやや圧縮された状態である。

【0042】

支持部材５１が把持部１５とともに、図２に示す矢印Ｘ、又は、矢印Ｙ方向へ首振りしようとすると、プランジャ４２の頭部４２ｂが凹部４４内から離脱する方向に移動しようとする。しかし、プランジャ４２は、チャック本体１の軸方向に沿って後方側に付勢されているので、プランジャ４２の頭部４２ｂが凹部４４の最深部（中立位置と称する）に戻る方向に支持部材５１を付勢する。この付勢方向は、図２に示す矢印Ｘとは逆向き、又は、矢印Ｙ方向とは逆向きであるので、ワークＷの形状に合わせて把持部１５が首振りしようとする動きに対し、把持部１５は中立位置に戻ろうとする方向への緩やかな弾性力でもって、ワークＷを把持することができる。

【0043】

従来の揺動引き込み式のチャック装置では、把持爪に設定される首振り機構としてリストリクタースプリング（例えば、把持爪の首振り方向に沿ってコイル軸心を配置したコイルバネ等）を採用していたため、把持爪の首振りには抵抗が大きく、特に薄肉ワークに対して歪みを生じさせてしまう恐れがあった。しかし、この発明によれば、把持部１５の首振りに際し、チャック本体１の軸方向へ弾性力が作用する弾性部材及びプランジャを採用したので、緩やかな弾性力でもってワークＷを把持し、ワークＷに歪みを生じさせない。

【0044】

今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び、その範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0045】

１ チャック本体
２ ハウジング
５ 係合凹部
６ 中心軸
８ ドローバ
１０ ジョウアクチュエータ
１１ 後端
１２ 球状部
１３ 係合凸部
１５ 把持部
４１ 弾性部材
４２ プランジャ
４４ 収容凹部
Ａ チャック装置
Ｆ 軸方向中心線
Ｇ 重心
Ｐ 揺動中心
Ｗ ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】