特許 7082415 切粉・粉塵防止カバー、切粉・粉塵防止カバーセット、チャック機構及び工作機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-05-31

(45)【発行日】2022-06-08

(54)【発明の名称】切粉・粉塵防止カバー、切粉・粉塵防止カバーセット、チャック機構及び工作機械

(51)【国際特許分類】

   B23B 31/00 20060101AFI20220601BHJP

   B23Q 11/08 20060101ALI20220601BHJP

【ＦＩ】

B23B31/00 B

B23Q11/08 Z

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2018551658

(86)(22)【出願日】2017-11-15

(86)【国際出願番号】 JP2017041069

(87)【国際公開番号】W WO2018092797

(87)【国際公開日】2018-05-24

【審査請求日】2020-11-06

(31)【優先権主張番号】P 2016222648

(32)【優先日】2016-11-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(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】小川 真

(56)【参考文献】

【文献】実開平０４－１３６６０３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実公昭４７－００９１８４（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】特開２００１－２７７０１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第６２３３８２７（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】米国特許第０２９０３２６８（ＵＳ，Ａ）

【文献】米国特許第０６４６７７７５（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｂ ３１／００

Ｂ２３Ｑ １１／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

チャック端面に設置される切粉・粉塵防止カバーであって、
放射状に配置されたマスタージョーの前記チャック端面の中心側の所定領域を覆う板面部と、
前記マスタージョーと当該マスタージョーに設置され当該マスタージョーと一体化された部材とを含むマスタージョー等移動部材に対して、当該マスタージョー等移動部材の前記中心側の端部に密接する密接部と、
前記マスタージョー等移動部材の前記チャック端面の径方向の所定の移動に対して、前記密接した状態を維持して当該切粉・粉塵防止カバーを追従させる付勢力を受ける受力部と、
前記マスタージョーの径方向両側に沿って延伸するマスタージョー側部側延伸部と、
前記マスタージョー側部側延伸部に形成され、前記マスタージョーのセレーション面に気流を噴出するエアー噴出口と、
所定の箇所から供給される気流を前記エアー噴出口に供給する切粉・粉塵防止カバー空気溝と
を有する切粉・粉塵防止カバー。

【請求項2】

前記密接部は、前記マスタージョーのセレーション面部分の前記中心側に密接する第１の密接部を有する請求項１に記載の切粉・粉塵防止カバー。

【請求項3】

前記密接部は、マスタージョー等移動部材の前記マスタージョーのセレーション面部分以外の部分に密接する第２の密接部を有する請求項１に記載の切粉・粉塵防止カバー。

【請求項4】

チャック端面に設置されるチャック端面プレートであって、
請求項１に記載の切粉・粉塵防止カバーを、前記チャック端面の径方向に移動自在に装着可能な切粉・粉塵防止カバー設置案内部と、
前記切粉・粉塵防止カバー設置案内部に装着された切粉・粉塵防止カバーに、前記付勢力を付与する付勢手段と、
チャック本体に設置されたパイプを介して供給される気流を、前記切粉・粉塵防止カバーの前記切粉・粉塵防止カバー空気溝に供給するトッププレート空気溝と
を有するチャック端面プレート。

【請求項5】

請求項１に記載の切粉・粉塵防止カバーと、
チャック端面に設置されるチャック端面プレートであって、
前記切粉・粉塵防止カバーが、前記チャック端面の径方向に移動自在に装着される切粉・粉塵防止カバー設置案内部と、
前記切粉・粉塵防止カバー設置案内部に装着された切粉・粉塵防止カバーに、前記付勢力を付与する付勢手段と、
チャック本体に設置されたパイプを介して供給される気流を、前記切粉・粉塵防止カバーの前記切粉・粉塵防止カバー空気溝に供給するトッププレート空気溝と
を有するチャック端面プレートと
を有する切粉・粉塵防止カバーセット。

【請求項6】

切粉・粉塵防止カバーとチャック端面プレートとを有する切粉・粉塵防止カバーセットであって、
前記切粉・粉塵防止カバーは、
チャック端面に設置される切粉・粉塵防止カバーであって、
放射状に配置されたマスタージョーの前記チャック端面の中心側の所定領域を覆う板面部と、
前記マスタージョーと当該マスタージョーに設置され当該マスタージョーと一体化された部材とを含むマスタージョー等移動部材に対して、当該マスタージョー等移動部材の前記中心側の端部に密接する密接部と、
前記マスタージョー等移動部材の前記チャック端面の径方向の所定の移動に対して、前記密接した状態を維持して当該切粉・粉塵防止カバーを追従させる付勢力を受ける受力部と、を有し、
前記チャック端面プレートは、
チャック端面に設置されるチャック端面プレートであって、
前記切粉・粉塵防止カバーが、前記チャック端面の径方向に移動自在に装着される切粉・粉塵防止カバー設置案内部と、
前記切粉・粉塵防止カバー設置案内部に装着された切粉・粉塵防止カバーに、前記付勢力を付与する付勢手段と、を有し、
前記切粉・粉塵防止カバー及び前記チャック端面プレートの前記切粉・粉塵防止カバー設置案内部に構成され、前記切粉・粉塵防止カバーの移動範囲を規定する切粉・粉塵防止カバー固定手段をさらに有する記載の切粉・粉塵防止カバーセット。

【請求項7】

請求項５または６に記載の切粉・粉塵防止カバーセットを有するチャック機構。

【請求項8】

請求項７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、旋盤等の工作機械のチャック端面に設置され、チャック端面に生じる隙間を閉塞する切粉・粉塵防止カバー、その切粉・粉塵防止カバーとともに用いて好適なプレートを含む切粉・粉塵防止カバーセット、その切粉・粉塵防止カバーセットを用いたチャック機構、及び、そのチャック機構を有する工作機械に関する。

【背景技術】

【0002】

旋盤に用いられるチャックの一例を図１２及び図１３に示す。図１２及び図１３は、各々、チャック本体１１０の端面１１２を、チャック本体１１０の軸方向外側から内側方向に見た図であり、図１２はチャックが開いた状態を示す図であり、図１３はチャックが閉じた状態を示す図である。図１２及び図１３に示すように、チャック本体１１０の端面１１２には、３本のマスタージョー挿入溝１１５に各々マスタージョー１２０が設置されており、各マスタージョー１２０にワークを把握する爪２１０が装着されている。マスタージョー１２０は、チャック本体１１０の内部に設置される図示せぬシフターの軸方向の移動により、３個同時に径方向に移動可能に構成されている。チャック本体１１０の中心孔には、端面１１２側から筒状のチャックカバー１１７が挿入設置されており、チャックカバー１１７の端面１１２側の端面は蓋１１８で覆われている。

【0003】

旋盤でワークを切削加工する際には、爪２１０をチャック本体１１０の端面の径方向外側に動かして図１２に示すようにチャックが開いた状態とし、開いたチャック本体１１０の端面の中央部にワークを嵌め込む。ワークを配置したら、爪２１０を径方向内側に動かして図１３に示すようにチャックを閉じた状態とし（ワークは図示しない）、３個の爪２１０でワークを把握する。その後、旋盤の主軸を回転させ、ワークを回転させながらワークの加工面にバイトを押し当て、ワークを所望の形状に切削加工する。

【0004】

旋盤等のチャックを用いる工作機械においてワークの高精度な加工を行うためには、高精度にワークの芯出しをすること、及び、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が重要である。このような要求に応えることができるチャックとして、マスタージョーと爪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爪と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が提案されている（例えば特許文献１参照）。

【0005】

ところで、ワークを切削加工すると切粉が発生するが、その切粉が、爪２１０、マスタージョー１２０、マスタージョー挿入溝１１５あるいはチャック本体１１０に付着したり堆積したりすると、チャッキング不良やワークの把握精度（クランプ精度）の悪化等が生じる危険性が高まる。また、爪交換（段取り換え）時には、マスタージョーと爪との装着精度が悪化する危険性が生じる。そのため、爪２１０やマスタージョー１２０の周囲に切粉が付着したり堆積するのを防ぐ必要がある。

【0006】

しかしながら、前述したようにマスタージョー１２０はチャック本体１１０の端面１１２において径方向に移動してチャックの開閉を行うため、マスタージョー１２０の径方向中心部側の端面とチャックカバー１１７（チャックカバー蓋１１８）の外径部との間には、マスタージョー１２０の移動を可能にするための空間が必須となる。すなわち、図１２及び図１３に斜線で示すような間隙１１９が必要となる。その結果、この間隙１１９に切粉が侵入し堆積し、チャッキング不良等を生じる危険性、さらには加工不良が生じる危険性が高まるという問題があった。

【0007】

このような場合、従来ではエアーブローにより切粉の侵入を防ぐことが行われている。しかしながら、マスタージョー１２０の径方向中心側のこの間隙１１９は比較的深く、エア―ブローでも切粉の侵入を完全に防ぐのは難しい。特に、経験的に鋳物の切粉等がこの間隙１１９に溜り易く、その改善が望まれている。

【0008】

また、このような問題がある場合には、作業者が常に注意をして旋盤等による加工を行わなければならない。このような状況は、旋盤等の工作機械の自動運転、無人運転、メンテナンスフリーな稼働等の障害となるもので、生産性の向上や機械稼働率の向上が期待できなくなる。このような観点からも、切粉が侵入、堆積しないチャック機構が強く要望されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【文献】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】

【0010】

本発明の目的は、切粉がチャック機構内に侵入あるいは堆積することを防ぐことができ、特に、マスタージョーの径方向内側の端面とチャック中心部のチャックカバーとの間の間隙に切粉が侵入あるいは堆積することを防ぐことができ、その結果、所望の切削加工を精度よく効率よく行うことができ、ひいては、旋盤等の工作機械の自動運転、無人運転、メンテナンスフリーな稼働等が可能となり生産性及び機械稼働率の向上を達成することのできる、切粉・粉塵防止カバー、切粉・粉塵防止カバーセット、チャック機構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】

【0011】

本発明の切粉・粉塵防止カバーは、チャック端面に設置される切粉・粉塵防止カバーであって、
放射状に配置されたマスタージョーの前記チャック端面の中心側の所定領域を覆う板面部と、
前記マスタージョーと当該マスタージョーに設置され当該マスタージョーと一体化された部材とを含むマスタージョー等移動部材に対して、当該マスタージョー等移動部材の前記中心側の端部に密接する密接部と、
前記マスタージョー等移動部材の前記チャック端面の径方向の所定の移動に対して、前記密接した状態を維持して当該切粉・粉塵防止カバーを追従させる付勢力を受ける受力部とを有する。

【0012】

ここで、板面部が覆う「チャック端面の中心側の所定領域」とは、例えば、マスタージョーの径方向内側の端面とチャック中心部のチャックカバーとの間の間隙等の、チャック端面に生じた隙間を含む領域であり、好ましくはその隙間を包含する領域である。

【0013】

また、「マスタージョー等移動部材」とは、例えば、マスタージョーと、マスタージョーに設置された爪、及び、マスタージョーに爪を設置するための部材であって本願の実施形態において例示するステアやいわゆるＴナットと言われる部材等を含む概念である。これらは、チャックにワークを把握するときには、マスタージョーに対して固設されマスタージョーと一体にチャックの径方向に移動可能な状態とされる。「マスタージョー等移動部材」は、このようにチャックにワークを把握するときにマスタージョーと一体化された任意の部材を含むものである。

【0014】

また、マスタージョー等移動部材のチャック端面の径方向の「所定の移動」とは、ワークをチャック本体の端面の中央部に嵌め込むために、マスタージョー等移動部材をャック本体の端面の径方向外側に動かしてチャックを開いた状態とする場合の最も外側の位置と、爪でワークを把握するために、マスタージョー等移動部材をャック本体の端面の径方向内側に動かしてチャックを閉じた状態とする場合の最も中心側の位置との間の、チャック本体の端面に対するマスタージョー等移動部材の移動である。

【0015】

好ましくは、本発明の切粉・粉塵防止カバーは、前記密接部は、前記マスタージョーのセレーション面部分の前記中心側に密接する第１の密接部を有する。

【0016】

また、好ましくは、本発明の切粉・粉塵防止カバーは、前記密接部は、マスタージョー等移動部材の前記マスタージョーのセレーション面部分以外の部分に密接する第２の密接部を有する。

【0017】

また、好ましくは、本発明の切粉・粉塵防止カバーは、
前記マスタージョーの径方向両側に沿って延伸するマスタージョー側部側延伸部と、
前記マスタージョー側部側延伸部に形成され、前記マスタージョーのセレーション面に気流を噴出するエアー噴出口と、
所定の箇所から供給される気流を前記エアー噴出口に供給する切粉・粉塵防止カバー空気溝と、をさらに有する。

【0018】

また、本発明のチャック端面プレートは、チャック端面に設置されるチャック端面プレートであって、
前記の切粉・粉塵防止カバーを、前記チャック端面の径方向に移動自在に装着可能な切粉・粉塵防止カバー設置案内部と、
前記切粉・粉塵防止カバー設置案内部に装着された切粉・粉塵防止カバーに、前記付勢力を付与する付勢手段とを有する。

【0019】

また、本発明のチャック端面プレートは、チャック端面に設置されるチャック端面プレートであって、
前記の切粉・粉塵防止カバーを、前記チャック端面の径方向に移動自在に装着可能な切粉・粉塵防止カバー設置案内部と、
前記切粉・粉塵防止カバー設置案内部に装着された切粉・粉塵防止カバーに、前記付勢力を付与する付勢手段と、
チャック本体に設置されたパイプを介して供給される気流を、前記切粉・粉塵防止カバーの前記切粉・粉塵防止カバー空気溝に供給するトッププレート空気溝とを有する。

【0020】

また、本発明の切粉・粉塵防止カバーセットは、前記の切粉・粉塵防止カバーと、前記のチャック端面プレートとを有する。
また、本発明の切粉・粉塵防止カバーセットは、粉・粉塵防止カバー空気溝を有する前記の切粉・粉塵防止カバーと、トッププレート空気溝を有する前記のチャック端面プレートとを有する。

【0021】

なお、好ましくは、本発明の切粉・粉塵防止カバーセットは、放射状に配置された複数のマスタージョーに対する複数の前記切粉・粉塵防止カバーと、複数の前記切粉・粉塵防止カバーに対する複数の前記切粉・粉塵防止カバー設置案内部、及び、複数の前記切粉・粉塵防止カバーに対する複数の前記付勢手段を有する前記チャック端面プレートとを有する。

【0022】

また、好ましくは、本発明の切粉・粉塵防止カバーセットは、前記切粉・粉塵防止カバー及び前記チャック端面プレートの前記切粉・粉塵防止カバー設置案内部に構成され、前記切粉・粉塵防止カバーの移動範囲を規定する切粉・粉塵防止カバー固定手段を有する。

【0023】

また、本発明のチャック機構は、前記の切粉・粉塵防止カバーセットを有する。

【0024】

また、本発明の工作機械は、前記のチャック機構を有する。

【発明の効果】

【0025】

本発明によれば、切粉がチャック機構内に侵入あるいは堆積することを防ぐことができ、特に、マスタージョーの径方向内側の端面とチャック中心部のチャックカバーとの間の間隙に切粉が侵入あるいは堆積することを防ぐことができ、その結果、所望の切削加工を精度よく効率よく行うことができ、ひいては、旋盤等の工作機械の自動運転、無人運転、メンテナンスフリーな稼働等が可能となり生産性及び機械稼働率の向上を達成することのできる、切粉・粉塵防止カバー、切粉・粉塵防止カバーセット、チャック機構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】

【0026】

【図1】図１は、本発明の第１実施形態に係る本発明の一実施形態の旋盤の構成を示す図である。

【図2】図２は、本発明に係るチャック機構のチャック本体及びマスタージョーの構成を示す図である。

【図3】図３は、本発明に係るチャック機構のステア付爪の構成を示す図である。

【図4】図４は、図３に示したステア付爪のステア付爪本体の構成を示す図である。

【図5】図５は、図３に示したステア付爪のセレーションピースの構成を示す図である。

【図6】図６は、本発明に係るチャック機構のリアグリップ及びフロントグリップの構成を示す図である。

【図7】図７は、図３に示したステア付爪を図２に示したマスタージョーに設置する手順を説明するための図である。

【図8】図８は、チャックが開いたときのチャック本体の端面の状態を示す図である。

【図9】図９は、チャックが閉じたときのチャック本体の端面の状態を示す図である。

【図10】図１０は、トッププレートの構成を示す図である。

【図11】図１１は、トップカバー（切粉・粉塵防止カバー）の構成を示す図である。

【図12】図１２は、従来のチャック機構において、チャックが開いたときのチャック本体の端面の状態を示す図である。

【図13】図１３は、従来のチャック機構において、チャックが閉じたときのチャック本体の端面の状態を示す図である。

【図14】図１４は、本発明の第２実施形態に係るトッププレートの構成を示す図である。

【図15】図１５は、本発明の第２実施形態に係るトップカバー（切粉・粉塵防止カバー）の構成を示す図である。

【図16】図１６は、チャック本体に、図１４に示したトッププレートと図１５に示したトップカバー、及び、マスタージョーを設置した状態を模式的に示す図である。

【図17】図１７は、本発明に係るチャック機構のチャック本体及びマスタージョーの他の構成を示す図である。

【図18】図１８は、本発明に係るチャック機構のステア付爪の他の構成を示す図である。

【図19】図１９は、図３に示したステア付爪を図２に示したマスタージョーに設置する他の手順を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

第１実施形態
本発明の第１実施形態として、本発明の一実施形態の旋盤について、図１～図１１を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態の旋盤の概略構成を示す図である。
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に伝達する主軸（スピンドル）４０及びモータ３０の動作等を制御する制御部５０を有する。

【0028】

チャック機構１０は、図２に示すチャック本体１１０及びマスタージョー１２０、図３に示すステア付爪２００、図６に示す一対のグリップ５１０，５４０、図１０に示すトッププレート３１０、及び、図１１に示すトップカバー（切粉・粉塵防止カバー）３６０を有する。

【0029】

図２は、チャック機構１０のチャック本体１１０及びマスタージョー１２０の構成を示す図である。
チャック本体１１０は、円筒形状をなし、端面１１２に、マスタージョー１２０を設置するための径方向のマスタージョー挿入溝１１５が等配に３本形成されている。マスタージョー挿入溝１１５は、幅広の底部と幅狭の上部とが２段に連なった断面形状を有し、チャック本体の外周面から径方向に所定の長さに形成されている。チャック本体１１０の中心孔１１３には、端面１１２側から筒状のチャックカバー１１７が挿入設置されており、チャックカバー１１７の端面１１２側の端面は蓋１１８で覆われている。チャック本体１１０の内部には、マスタージョー挿入溝１１５に設置されたマスタージョー１２０に係合しマスタージョー１２０を径方向に移動させる図示せぬシフタ―が設置されている。

【0030】

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、チャック本体１１０のマスタージョー挿入溝１１５に内接し収容される断面形状及びサイズの金属製部材である。マスタージョー１２０の上面には、ステア付爪２００を取り付けるための爪設置溝１２３が長手方向に沿って形成されている。爪設置溝１２３は、幅広の底部と幅狭の上部とを有するＴ字形状の断面を有し、上部と底部の境界となる下向きの段差面が、ステア付爪２００を下方に引き込む際の肩部（引き込み支持面）１２４に形成されている。

【0031】

マスタージョー１２０の上面には、爪設置溝１２３の上部開口（溝開口部）１２７を挟んで両側に、セレーション面１２５，１２６が形成されている。セレーション面１２５、１２６は、四角錐形状のスパイクが、爪設置溝１２３の延伸方向に垂直な方向及び平行な方向に各々所定のピッチで多数整列された構造である。このような構造のスパイクは、例えば、爪設置溝１２３の延伸方向に垂直な方向に延伸し平行な方向に所定のピッチで配列された断面が三角形の縦方向の鋸歯と、爪設置溝１２３の延伸方向に平行な方向に延伸し垂直な方向に所定のピッチで配列された断面が三角形の横方向の鋸歯とを同じ面上に形成することにより形成される。

【0032】

マスタージョー１２０の高さは、チャック本体１１０のマスタージョー挿入溝１１５の深さよりも若干高い。換言すれば、マスタージョー１２０のセレーション面１２５、１２６の上面は、チャック本体１１０の端面１１２よりも若干突出している（図２参照）。

【0033】

マスタージョー１２０は、図示しないが底部から突出した係合部がチャック本体１１０の内部に設置される図示せぬシフターと係合しており、シフタ―の軸方向の移動により、３個のマスタージョー１２０が同時に、チャック本体１１０の径方向に移動するように構成されている。

【0034】

図３は、ステア付爪２００の構造を示す図であり、図３（Ａ）は部分切断斜視図であり、図３（Ｂ）は側面図であり、図３（Ｃ）は正面図である。また、図４は、図３に示したステア付爪２００のステア付爪本体２０１の構造を示す図であり、図４（Ａ）は部分切断斜視図であり、図４（Ｂ）は側面図であり、図４（Ｃ）は正面図である。また、図５は、図３に示したステア付爪２００のセレーションピース２７１，２７２の構造を示す図であり、図５（Ａ）は横セレーションピース２７１の斜視図であり、図５（Ｂ）は横セレーションピース２７１のセレーション面２７３の鋸歯を示す図であり、図５（Ｃ）は縦セレーションピース２７２の斜視図であり、図５（Ｄ）は縦セレーションピース２７２のセレーション面２７４の鋸歯を示す図である。

【0035】

ステア付爪２００は、図３（Ａ）に示すように、ワークを把握する爪２１０と、爪２１０をマスタージョー１２０に設置するためのステア２４０とが一体的に形成された部材である。

【0036】

図３（Ｂ）に示すように、爪２１０の先端部は、ワークに接触し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。本実施形態の爪２１０は生爪（ソフトジョー）である。ワークを切削加工する場合は３つの爪２１０によりワークを把握するが、各爪２１０のワーク把握部２１１が適切な接触面でワークを把握するとともにチャック本体１１０に対して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が加工されワーク把握部２１１にワーク把握面が形成される。すなわち、いわゆる爪の形成が行われる。そして、その後、３つの爪２１０により実際にワークが把握され、ワークの切削加工が行われる。

【0037】

図３（Ｃ）に示すように、爪２１０の下面の両側には、横セレーション面２７３及び縦セレーション面２７４が形成されている。横セレーション面２７３及び縦セレーション面２７４は、各々、断面が略正三角形の鋸歯が所定のピッチで多数配列された構造である。横セレーション面２７３は、爪２１０の幅方向（短手方向）に延伸する鋸歯が爪２１０の長手方向に所定のピッチで配列された構造であり、マスタージョー１２０の一方のセレーション面１２５（図２参照）に係合するセレーション面である。また、縦セレーション面２７４は、爪２１０の長手方向に延伸する鋸歯が爪２１０の幅方向（短手方向）に所定のピッチで配列された構造であり、マスタージョー１２０の他方のセレーション面１２６（図２参照）に係合するセレーション面である。

【0038】

ステア付爪２００は、図４に示すステア付爪本体２０１と、図５（Ａ）に示す横セレーションピース２７１と、図５（Ｂ）に示す縦セレーションピース２７２とが、セレーションピース取付ボルト２８０により組み立てられて一体化された構成である。

【0039】

ステア付爪本体２０１は、図４（Ａ）～図４（Ｃ）に示すように、爪本体２０２とステア２４０とが一体成形された部材である。

【0040】

爪本体２０２は、爪２１０（図３参照）の幅方向両側面の下部に、ワーク把握部２１１とは反対側の端部から所定の長さでセレーションピース用切欠き２０３，２０４を形成した部材である。換言すれば、爪２１０からセレーションピース２７１，２７２に対応する部分を除外した部材である。

【0041】

ステア２４０は、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のリア側端面２４５及びフロント側端面２４６は、各々、波形係合面に形成されている。この波形係合面は、対向する形状の対向波形係合面を有する後述するグリップ５１０，５４０によりステア２４０が挟持され締め付けられることにより、グリップ５１０，５４０に対して下方向に引き込まれる形状に形成されている。

【0042】

その結果、爪２１０のセレーション面２７３，２７４のセレーションとマスタージョー１２０のセレーション面１２５、１２６のセレーションとが確実に係合され、爪２１０がマスタージョー１２０の所定の位置に正確に設置される。そのために、ステア２４０には、爪２１０の長手方向にリア側端面２４５とフロント側端面２４６との間を貫通するように、ステア２４０とグリップ５１０，５４０とを連結するためのクランプボルト５７０（図７（Ｃ）参照）を通過させるためのクランプボルト通過孔２６３が形成されている。

【0043】

横セレーションピース２７１は、図５（Ａ）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２７１には、幅方向に両側面間を貫通するようにボルト通過孔２７５が形成されている。ステア付爪本体２０１に設置した際に外面となる側の側面のボルト通過孔２７５の周囲には、セレーションピース取付ボルト２８０（図３参照）の頭部が収容される座ぐり２７７が形成されている。横セレーションピース２７１の下面は、図５（Ｂ）に示すように、横セレーションピース２７１の短手方向（幅方向）に延伸する鋸歯が形成された横セレーション面２７３に形成されている。

【0044】

縦セレーションピース２７２は、図５（Ｃ）に示すように、横セレーションピース２７１と略同じサイズの直方体形状の金属製部材である。縦セレーションピース２７２には、やはり幅方向に両側面間を貫通するようにボルト通過孔２７６が形成されている。ステア付爪本体２０１に設置した際に噛み合う外面となる側の側面のボルト通過孔２７６の周囲には、セレーションピース取付ボルト２８０（図３参照）がねじ込まれるナットが収容される座ぐり２７８が形成されている。縦セレーションピース２７２の下面は、図５（Ｄ）に示すように、縦セレーションピース２７２の長手方向に延伸する鋸歯が形成されたセレーション面２７４に形成されている。

【0045】

このような構成の横セレーションピース２７１及び縦セレーションピース２７２を、図４に示すステア付爪本体２０１のセレーションピース用切欠き２０３及び２０４に各々配置し、各３個所のセレーションピース２７１，２７２のボルト通過孔２７５，２７６及びステア付爪本体２０１のボルト通過孔２０６（図４参照）を各々貫通するように３本のセレーションピース取付ボルト２８０（図３参照）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３（Ａ）～図３（Ｃ）に示すようなステア付爪２００が形成される。

【0046】

図６は、チャック機構１０のリアグリップ５１０及びフロントグリップ５４０の構成を示す図である。
リアグリップ５１０及びフロントグリップ５４０は、マスタージョー１２０の爪設置溝１２３（図２参照）に挿入され、ステア付爪２００のステア２４０（図３参照）を両側から挟み込むことにより、ステア付爪２００をマスタージョー１２０に固定する（図７参照）。従って、グリップ５１０，５４０は、各々、マスタージョー１２０の爪設置溝１２３に内接し収容される形状の断面、すなわち爪設置溝１２３と同じＴ字形状の断面を有する金属製部材である。

【0047】

リアグリップ５１０は、マスタージョー１２０の爪設置溝１２３に挿入された状態において外径側となる端面５１３が、ステア付爪２００のステア２４０のリア側端面２４５に対向し接面する対向波形係合面５１３に形成されている。また、フロントグリップ５４０は、マスタージョー１２０の爪設置溝１２３に挿入された状態において内径側となる端面が、ステア付爪２００のステア２４０のフロント側端面２４６に対向し説明する対向波形係合面５４３に形成されている。

【0048】

リアグリップ５１０及びフロントグリップ５４０には、爪設置溝１２３に挿入された場合に幅方向となる方向の両側に、マスタージョー１２０の爪設置溝１２３の肩部１２４と対向し当接する段差面５１２，５４２が形成されている。段差面５１２，５４２は、後述するように、ステア付爪２００のステア２４０を締め付けてステア付爪２００を引き込む際の引き込み支持面となる。また、リアグリップ５１０の段差面５１２の内径側の端部は、マスタージョー１２０の爪設置溝１２３に挿入された場合に、爪設置溝１２３の内径側の隅部と干渉しないように、面取り状態に切り欠かれた傾斜面に形成されている。

【0049】

また、グリップ５１０，５４０には、これらをマスタージョー１２０の爪設置溝１２３に挿入した際に爪設置溝１２３の延伸方向となる方向に、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には、クランプボルトの先端の螺子部分がねじ込まれる螺子溝が形成されている。また、フロントグリップ５４０に形成されたクランプボルト用孔５６０の外径側端面５４４側には、クランプボルト用孔５６０と同軸に、クランプボルトの頭部が収容される座ぐり５６１が形成されている。

【0050】

リアグリップ５１０及びフロントグリップ５４０により、ステア付爪２００をマスタージョー１２０に設置する方法について、図７を参照して説明する。
図７（Ａ）～図７（Ｃ）は、各々、ステア付爪２００をマスタージョー１２０に設置する手順を説明するための図である。
なお、チャック本体１１０のマスタージョー挿入溝１１５には、マスタージョー１２０が設置されているものとする。

【0051】

まず、図７（Ａ）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。まず、リアグリップ５１０を、外径側端面（対向波形係合面）５１３が外径側となる向きで爪設置溝１２３に挿入し、その後、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。その結果、マスタージョー１２０の爪設置溝１２３には、図７（Ａ）に示すような形態でグリップ５１０，５４０が設置される。

【0052】

次に、ステア付爪２００をマスタージョー１２０に対して設置する。ステア付爪２００を、図７（Ａ）に示すように、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、図７（Ｂ）に示すように、爪２１０がマスタージョー１２０上に接触した状態に配置する。このとき、ステア付爪２００の爪２１０の下面のセレーション面２７３，２７４のセレーションと、マスタージョー１２０のセレーション面１２５，１２６のセレーションとを所定の位置で係合させる（図２及び図５参照）。これにより、ステア付爪２００は、径方向及び周方向にマスタージョー１２０上の所定の位置に配置されることとなる。

【0053】

ステア付爪２００のステア２４０を爪設置溝１２３に挿入したら、図７（Ｃ）に示すように、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５７０を挿入する。クランプボルト５７０は、フロントグリップ５４０の外径側端面５４４（図６参照）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、ステア２４０のフロント側端面２４６（図３参照）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、ねじ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にねじ込まれる。

【0054】

この状態でクランプボルト５７０を締め付けていくことにより、リアグリップ５１０とフロントグリップ５４０との間隔が狭くなり、ステア付爪２００のステア２４０の波形係合面（２４５，２４６）とグリップ５１０，５４０の対向波形係合面（５１３，５４３）とが係合し噛み合い、ステア付爪２００はグリップ５１０，５４０に対して相対的に下方向に引き込まれる。このとき、グリップ５１０，５４０の段差面５１２，５４２（図６参照）は、マスタージョー１２０の段差面（引き込み支持面）１２４に当接し支持されているのでチャック本体１１０の端面１１２方向に移動することができないため、ステア付爪２００はマスタージョー１２０に対して爪設置溝１２３の深さ方向に引き込まれることとなり、ステア付爪２００の下面のセレーション面２７３，２７４のセレーション（筋状の鋸歯）と、マスタージョー１２０のセレーション面１２５，１２６のセレーション（スパイク）とが深く係合することとなる。その結果、これらのセレーションの中心が精密に位置合わせされることとなり、ステア付爪２００の爪２１０の位置も高精度に位置決めされることとなる。

【0055】

次に、本発明に係るトッププレート３１０及びトップカバー３６０について、図８～図１１を参照して説明する。なお、トッププレート３１０と３枚のトップカバー３６０とを備えた一式を、トップカバーセット（切粉・粉塵防止カバーセット）３００と称する。
図８は、チャックが開いた状態のチャック本体１１０の端面１１２の状態を示す図であり、図９は、チャックが閉じた状態のチャック本体１１０の端面１１２の状態を示す図である。

【0056】

図１０は、トッププレート３１０の構成を示す図であり、図１０（Ａ）は平面図（チャック本体１１０の端面１１２に装着した場合、チャック本体１１０の軸方向外側から端面１１２方向を見た図、以下同じ）、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）のＡの方向から見た側面図、図１０（Ｃ）は図１０（Ａ）のＢ－Ｂにおける拡大部分断面図、図１０（Ｄ）は図１０（Ａ）のＣ－Ｃにおける拡大部分断面図である。なお、理解を容易にするために、図１０（Ｂ）において、図１０（Ａ）のＤ－Ｄのラインより図示右側の構成については図示をしていない。

【0057】

図１１は、トップカバー３６０の構成を示す図であり、図１１（Ａ）は平面図、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）のＥの方向から見た正面図、図１１（Ｃ）は図１１（Ａ）のＦの方向から見た側面図である。

【0058】

図８及び図９に示すように、トッププレート３１０及びトップカバー３６０は、チャック本体１１０の端面１１２に設置され、マスタージョー１２０及びステア付爪２００の内径側端部（チャック本体１１０の端面１１２の内径側端部）と、チャック本体１１０に設置されたチャックカバー１１７（チャックカバー蓋１１８）との間に生じる間隙への切粉の侵入を防ぐ。図示のごとく、チャック本体１１０の端面１１２には、１枚のトッププレート３１０と３枚のトップカバー３６０が設置されている。

【0059】

トッププレート３１０は、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示すように、略三角形の平面形状を有する板状部材である。トッププレート３１０の長尺の３辺の中央部には、マスタージョー進入用切り欠き３２０が形成されている。マスタージョー進入用切り欠き３２０は、トッププレート３１０をチャック本体１１０の端面１１２に設置した際に、図８及び図９に示すように、チャック本体１１０のマスタージョー挿入溝１１５の中心側の部分に重なる切り欠きである。すなわち、マスタージョー進入用切り欠き３２０の幅ａは、マスタージョー挿入溝１１５の幅と同じであり、マスタージョー進入用切り欠き３２０には、マスタージョー挿入溝１１５中を径方向に移動するマスタージョー１２０の中央部側の端部が進入可能な形態に構成されている。

【0060】

マスタージョー進入用切り欠き３２０の奥行きｂとしては、チャックが閉じた状態、すなわちマスタージョー１２０の中心側の端部が最も中心側に移動したときに（図９の状態）、マスタージョー１２０とトッププレート３１０とが干渉しない長さが確保されている。

【0061】

トッププレート３１０のマスタージョー進入用切り欠き３２０の周囲には、トップカバー案内凹部３３０が形成されている。トップカバー案内凹部３３０は、図１０（Ｃ）及び図１０（Ｄ）に示すように、トッププレート３１０の下面側（チャック本体１１０の端面１１２に接する側）に形成され、その内部を、後述するトップカバー３６０が、マスタージョー１２０の移動方向と平行な方向（チャック本体１１０の端面１１２の径方向）に移動可能に構成されている。

【0062】

トップカバー案内凹部３３０の幅ｃは、トップカバーセット３００が覆って閉塞しようとしている間隙、すなわち、マスタージョー１２０の内径側端部とチャックカバー１１７との間に生じる間隙の幅（トッププレート３１０の長尺の辺と平行な方向の長さ）と略同じ長さである。また、トップカバー案内凹部３３０の幅ｃは、後述するトップカバー３６０の幅と略同じであって、トップカバー３６０がトップカバー案内凹部３３０内を容易に移動可能な長さである。

【0063】

また、トップカバー案内凹部３３０の奥行きｄとしては、チャックが閉じた状態、すなわちマスタージョー１２０の中心側の端部が最も中心側に移動したとき（図９の状態）に、後述するようにマスタージョー１２０に追従して中心側方向に移動するトップカバー３６０の中心側端部がトッププレート３１０に干渉しない長さが確保されている。

【0064】

トップカバー３６０は、図１１（Ａ）～図１１（Ｃ）に示すように、略矩形の平面形状を有する板状部材である。トップカバー３６０は、図８及び図９に示すようにトッププレート３１０の３個所のトップカバー案内凹部３３０に各々嵌入されて、トップカバー案内凹部３３０に案内されて、チャック本体１１０の端面１１２を径方向に移動する。

【0065】

トップカバー３６０の外側の辺縁には、その辺縁の両側に、内側に向かって切り欠かれたマスタージョーセレーション面嵌合部（第１の密接部）３７０が形成され、そのマスタージョーセレーション面嵌合部３７０の間に、外側に向かって突出したグリップ当接部（第２の密接部）３７５が形成されている。両側のマスタージョーセレーション面嵌合部３７０は、マスタージョー１２０の中心側の端部に嵌合する部分（密接部）である。また、グリップ当接部３７５は、マスタージョー１２０の爪設置溝１２３に挿入されたリアグリップ５１０の内径側端面５１４に当接する部分である。

【0066】

前述したように、マスタージョー１２０には、短手方向の両側にセレーション面１２５、１２６が形成されている（図２参照）。また、一方のセレーション面１２５と他方のセレーション面１２６との間は、爪設置溝１２３の上部開口１２７となっている。また、セレーション面１２５、１２６は、チャック本体１１０の端面１１２より表面側に突出している。トップカバー３６０は、このような構成のマスタージョー１２０の中心側端部に嵌合可能な形状に形成されている。すなわち、図８に示すように、両側のマスタージョーセレーション面嵌合部３７０に、マスタージョー１２０のセレーション面１２５、１２６が嵌合し、トップカバー３６０のグリップ当接部３７５は、マスタージョー１２０のセレーション面１２５、１２６の間の溝開口部１２７に嵌合している。

【0067】

前述したようにステア付爪２００をマスタージョー１２０に装着した場合、マスタージョー１２０のセレーション面１２５、１２６間の溝開口部１２７には、ステア付爪２００のステア２４０を挟持するグリップ５１０，５４０が配置されることとなる。したがって、グリップ当接部３７５の端部は、リアグリップ５１０の内径側端面５１４の形状と略等しい形状に形成されており（本実施形態では平坦面である）、ステア付爪２００を装着するためにマスタージョー１２０の溝開口部１２７にリアグリップ５１０を挿入した状態においては、グリップ当接部３７５は、リアグリップ５１０の内径側端面５１４に当接する。これにより、トップカバー３６０は、両側のマスタージョーセレーション面嵌合部３７０及び中央のグリップ当接部３７５の外側の辺縁の全ての箇所で、マスタージョー１２０及びリアグリップ５１０に当接（密接）する。

【0068】

トッププレート３１０のトップカバー案内凹部３３０の領域には、図１０（Ａ）及び（Ｄ）に示すように、タップ３３２が形成されている。タップ３３２は、トップカバー案内凹部３３０を表裏に貫通するねじ穴である。タップ３３２は、トッププレート３１０の３個所のトップカバー案内凹部３３０に各々形成されている。このタップ３３２には、図１０（Ｄ）に示すように、トップカバー固定ボルト３４０が設置される。トップカバー固定ボルト３４０は、例えば六角穴付き止めねじである。

【0069】

また、図１１（Ａ）～図１１（Ｃ）に示すように、トップカバー３６０の表面には固定ボルト受け３８０が形成されている。固定ボルト受け３８０は、所定の深さで長円形状の凹部（長座グリ）である。固定ボルト受け３８０は、トップカバー３６０をトッププレート３１０のトップカバー案内凹部３３０に嵌入した際にトッププレート３１０のタップ３３２が装着されている位置に形成される。すなわち、固定ボルト受け３８０には、トップカバー３６０をトッププレート３１０に装着した際に、トッププレート３１０のタップ３３２に設置されたトップカバー固定ボルト３４０の先端が挿入される。なお、通常の状態では、トップカバー固定ボルト３４０は、固定ボルト受け３８０の底面を押さえる状態にはせず、トップカバー３６０がトッププレート３１０のトップカバー案内凹部３３０に沿って移動自在な状態を維持する程度に、固定ボルト受け３８０に遊合される。

【0070】

前述したように、通常の状態では、トップカバー３６０はトッププレート３１０のトップカバー案内凹部３３０に沿ってチャック本体１１０の端面１１２の径方向に移動自在に設置されているが、トップカバー３６０を固定する必要のある場合には、トップカバー固定ボルト３４０を締め付ける。すなわち、トップカバー固定ボルト３４０がトップカバー３６０の固定ボルト受け３８０の底面を押さえる状態に、トップカバー固定ボルト３４０を締め付ける。その結果、トップカバー３６０はチャック本体１１０の端面１１２とトップカバー固定ボルト３４０との間で挟持された状態となり、トップカバー３６０のトッププレート３１０のトップカバー案内凹部３３０に沿った移動は不能となり固定される。
なお、これらタップ３３２、トップカバー固定ボルト３４０及び固定ボルト受け３８０によるトップカバー３６０を固定するための構成が、特許請求の範囲等に記載の「切粉・粉塵防止カバー固定手段」に相当する。

【0071】

また、図１０（Ａ）～図１０（Ｄ）に示すように、トッププレート３１０のトップカバー案内凹部３３０を形成する面のうちの奥面には、バネの端部が設置されるバネ座３３５が形成されている。また、図１１（Ａ）～図１１（Ｃ）に示すように、トップカバー３６０の中心側の端面の中央部、すなわち、トップカバー３６０をトッププレート３１０のトップカバー案内凹部３３０に設置した際に、トッププレート３１０のバネ座３３５に対向する面には、バネ座（受力部）３８５が形成されている。

【0072】

トップカバー３６０をトッププレート３１０のトップカバー案内凹部３３０に装着する際には、図８及び図９に示すように、トッププレート３１０に設けられたバネ座３３５とトップカバー３６０に設けられたバネ座３８５との間に、トッププレート３１０とトップカバー３６０とを離反する方向に力を付勢するスプリング３９０（付勢手段）が配置される。これにより、トップカバー３６０には常に外側方向の力、すなわちマスタージョー１２０の方向への力が作用することとなり、トップカバー３６０はマスタージョー１２０に押し付けられた状態に維持される。

【0073】

なお、トッププレート３１０は、ボルト穴３３９に図示せぬ取付けボルトが挿入されて、図８及び図９に示すように、チャック本体１１０の端面１１２に設置される。

【0074】

また、トッププレート３１０及びトップカバー３６０は、チャック本体１１０にマスタージョー１２０が設置された状態で、ステア付爪２００をマスタージョー１２０に設置する前に、チャック本体１１０の端面１１２に設置される。

【0075】

このような構成のチャック機構１０においても、旋盤１でワークを切削加工する際には、図８に示すように、マスタージョー１２０及びこれに装着された爪２１０をチャック本体１１０の端面１１２の径方向外側に動かしてチャックが開いた状態とし、開いたチャック本体１１０の端面の中央部にワークを嵌め込む。このとき、マスタージョー１２０に対しては、スプリング３９０により外周方向に付勢されているトップカバー３６０が押し付けられ、マスタージョー１２０の中心側の端面に嵌合している。すなわち、トップカバー３６０の両側のマスタージョーセレーション面嵌合部３７０がマスタージョー１２０の中心側のセレーション面１２５、１２６の端部に当接嵌合し、トップカバー３６０のグリップ当接部３７５が、マスタージョー１２０に装着されたステア付爪２００のステア２４０の中心側端面に当接嵌合している。

【0076】

また、トップカバー３６０の周囲はトッププレート３１０により覆われており、マスタージョー１２０の径方向中心部側の端面とチャックカバー１１７（チャックカバー蓋１１８）の外径部との間の間隙は、チャック本体１１０の端面１１２に露呈していない。すなわち、本実施形態のチャック機構１０においては、マスタージョー１２０及びステア付爪２００がチャック本体１１０の端面１１２の外周側に後退してチャックが開いた状態においても、マスタージョー１２０の中央中心側に切粉が進入するような間隙は形成されない。

【0077】

また、ワークを配置したら、マスタージョー１２０及びステア付爪２００を径方向内側に動かして図９に示すようにチャックを閉じた状態とし、ワークを３個の爪２１０で把握する。この時も、トップカバー３６０はマスタージョー１２０の移動に合わせて中心側に移動するが、このときも、マスタージョー１２０の中央中心側に切粉が進入するような間隙は形成されない。すなわち、マスタージョー１２０の径方向中心部側の端面とチャックカバー１１７（チャックカバー蓋１１８）の外径部との間の間隙は、チャック本体１１０の端面１１２に露呈していない。

【0078】

このように、本実施形態のチャック機構１０によれば、切粉が、爪２１０、マスタージョー１２０、マスタージョー挿入溝１１５あるいはチャック本体１１０に付着したり堆積したりすることを適切に防ぐことができ、チャッキング不良やワークの把握精度（クランプ精度）の低下等が生じる危険性を無くすことができる。その結果、所望の切削加工を精度よく効率よく行うことができる。また、これにより、旋盤等の工作機械の自動運転、無人運転、メンテナンスフリーな稼働等が可能となり、生産性及び機械稼働率の向上を達成することができる。

【0079】

第２実施形態
本発明の第２実施形態として、トップカバーセット（切粉・粉塵防止カバーセット）３００の他の形態について、図１４～図１６を参照して説明する。
旋盤等の工作機械を自動化あるいは無人化運転する場合には、マスタージョーのセレーション面、あるいはマスタージョーと爪との係合セレーション面（以下、単にマスタージョーのセレーション面１２５と称する）に、清掃のためのエアブローを行うのが好ましい。第２実施形態として示すトップカバーセットは、マスタージョーのセレーション面にエアブローを行うことのできるトップカバーセットである。

【0080】

第２実施形態のトップカバーセットも、第１実施形態のトップカバーセット３００と同様に１枚のトッププレート６１０と３枚のトップカバー（切粉・粉塵防止カバー）６６０とを有し、第１実施形態と同様の旋盤１に適用される。ただし、第２実施形態のトップカバーセットが適用されるチャック本体１１０には、軸方向中央部にエアーが送られてくる主軸内部パイプ１１４（図１４（Ｂ）参照）が設置されているものとする。

【0081】

トッププレート６１０、トップカバー６６０及び上記した主軸内部パイプ１１４以外の構成、すなわち、これら以外のチャック機構１０や旋盤１あるいはマスタージョー１２０等の構成は第１実施形態と同じである。したがって、トッププレート６１０とトップカバー６６０以外の構成については、以下、説明は省略するとともに、参照する場合は第１実施形態と同一の参照符号を用いる。

【0082】

図１４は、トッププレート６１０の構成を示す図であり、図１４（Ａ）は平面図、図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）のＧ－Ｇにおける断面図である。
図１４（Ａ）には、第２実施形態のトッププレート６１０と第１実施形態のトッププレート３１０との相違が明確になるように、第１実施形態のトッププレート３１０を二点鎖線により示す。図１４（Ａ）に示すように、第２実施形態の第２トッププレート６１０は、第１実施形態のトッププレート３１０のマスタージョー進入用切り欠き３２０及びトップカバー案内凹部３３０を、チャック本体１１０の端面１１２の外周まで拡大した構成である。

【0083】

すなわち、第２実施形態のトッププレート６１０は、第１実施形態のトッププレート３１０より一回り大きく、チャック本体１１０の端面１１２の大部分を覆うような、略三角形の平面形状を有する板状部材である。マスタージョー進入用切り欠き６２０及びトップカバー案内凹部６３０の構造は、奥行きｂ及びｄ（図１０参照）が長くなった点以外は、第１実施形態のマスタージョー進入用切り欠き３２０及びトップカバー案内凹部３３０と同じである。また、マスタージョー進入用切り欠き６２０及びトップカバー案内凹部６３０の機能は、挿入されるトッププレートが異なるのみで、基本的な機能は第１実施形態のマスタージョー進入用切り欠き３２０及びトップカバー案内凹部３３０と同じである。

【0084】

また、トッププレート６１０のトップカバー案内凹部６３０を形成する面のうちの奥面には、第１実施形態のバネ座３３５と同様に、バネの端部が設置されるバネ座（スプリング孔）６３５が形成されている。また、トッププレート６１０のトップカバー案内凹部６３０の領域には、第１実施形態のタップ３３２と同じ構造及び機能のタップ６３２が形成されている。

【0085】

図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）に示すように、第２実施形態のトッププレート６１０の中央部の下面（チャック本体１１０の端面１１２に接する面）には、中心円形孔６５１及び３箇所のスプリング孔接続溝６５２からなるトッププレート空気溝６５０が形成されている。中心円形孔６５１は、チャック本体１１０の主軸内部パイプ１１４を通って送られてきたエアーを受ける凹部であり、スプリング孔接続溝６５２は、中心円形孔６５１と３箇所のスプリング孔（バネ座）６３５とを各々接続する溝である。このような構造のトッププレート空気溝６５０により、チャック本体１１０の主軸内部パイプ１１４を介して送られたエアーは、中心円形孔６５１、スプリング孔接続溝６５２及びスプリング孔（バネ座）６３５を介して、トップカバー案内凹部６３０に送られる。

【0086】

図１５は、トップカバー６６０の構成を示す図であり、図１５（Ａ）は全体の平面図、図１５（Ｂ）は図１５（Ａ）のＨの部分の拡大図（部分平面図）、図１５（Ｃ）は図１５（Ｂ）と同じ箇所の断面図（図１５（Ｃ）のＬ－Ｌにおける断面図）、図１５（Ｄ）は図１５（Ａ）のＨの部分を図１５（Ａ）のＩの方向から見た側面図、図１５（Ｅ）は、図１５（Ａ）のＨの部分の図１５（Ｂ）のＪ－Ｊ及び図１５（Ｄ）のＬ－Ｌにおける断面図である。

【0087】

図１５（Ａ）に示すように、第２実施形態のトップカバー６６０は、第１実施形態のトップカバー３６０と同様に略矩形の平面形状を有する板状部材である。トップカバー６６０は、トッププレート６１０の３個所のトップカバー案内凹部６３０（図１４（Ａ）参照）に各々嵌入されて、トップカバー案内凹部６３０に案内されて、チャック本体１１０の端面１１２を径方向に移動する。

【0088】

トップカバー６６０は、マスタージョーセレーション面嵌合部６７０及びグリップ当接部６７５を有する。これらマスタージョーセレーション面嵌合部６７０及びグリップ当接部６７５は、第１実施形態のトップカバー３６０のマスタージョーセレーション面嵌合部３７０及びグリップ当接部３７５と同じ構造及び機能である。すなわち、マスタージョーセレーション面嵌合部６７０はマスタージョー１２０のセレーション面１２５、１２６（図８及び図９参照。以下同じ。）に嵌合し、グリップ当接部６７５はリアグリップ５１０の内径側端面５１４に当接する。これによりトップカバー６６０は、マスタージョーセレーション面嵌合部６７０及び中央のグリップ当接部６７５を含む外側の辺縁の全ての箇所で、マスタージョー１２０及びリアグリップ５１０に当接（密接）する。

【0089】

また、トップカバー６６０の表面には、固定ボルト受け６８０が形成されている。また、トップカバー６６０の中心側の端面の中央部、すなわち、トップカバー６６０をトッププレート６１０のトップカバー案内凹部６３０に設置した際に、トッププレート６１０のスプリング孔（バネ座）６３５に対向する面には、スプリング孔（バネ座）６８５が形成されている。これら、固定ボルト受け６８０及びスプリング孔（バネ座）６８５の構造及び機能は、基本的に第１実施形態のトップカバー３６０の固定ボルト受け３８０及びバネ座３８５と同じ構造及び機能である。

【0090】

第２実施形態のトップカバー６６０が第１実施形態のトップカバー３６０と大きく異なる点は、以下の２点である。第１は、２箇所のマスタージョーセレーション面嵌合部６７０の外側部分が、マスタージョーセレーション面嵌合部６７０の方向に沿って大きく延伸しマスタージョー側部側延伸部６６５に形成されている点である。第２は、そのマスタージョー側部側延伸部６６５に形成されたエアー噴出口６９５を含む、マスタージョーのセレーション面にエアを噴出するための構成が形成されている点である。

【0091】

第１の相違点に関し、第１実施形態のトップカバー３６０のマスタージョーセレーション面嵌合部３７０の外側部分の形状を、図１５（Ａ）に二点鎖線により示す。図１５（Ａ）に示すように、第２実施形態のトップカバー６６０においては、マスタージョーセレーション面嵌合部６７０の両外側部分が、マスタージョー１２０が配置される方向に沿って長く延伸している。マスタージョー側部側延伸部６６５は、図１６（Ａ）に示すように、トップカバー６６０がマスタージョー１２０に嵌合された場合に、マスタージョー１２０のセレーション面１２５，１２６の側部の全域に沿って配置される。

【0092】

第２の相違点に関し、第２実施形態のトップカバー６６０は、マスタージョーのセレーション面にエアを噴出するための構成として、接続溝６９１及び延伸部空気溝６９２からなるトップカバー空気溝（切粉・粉塵防止カバー空気溝）６９０と、エアー噴出口６９５とを有する。接続溝６９１は、スプリング孔（バネ座）６８５と延伸部空気溝６９２の端部とを接続する溝である。延伸部空気溝６９２は、マスタージョー側部側延伸部６６５の内側（マスタージョー１２０のセレーション面１２５，１２６に近接する側（図１６参照））に沿って形成される溝である。

【0093】

そして、エアー噴出口６９５は、図１５（Ｂ）、図１５（Ｃ）及び図１５（Ｅ）に示すように、延伸部空気溝６９２に流されたエアーを、マスタージョーのセレーション面に噴出させるための開口部である。エアー噴出口６９５は、図１５（Ｄ）に示すようにマスタージョー側部側延伸部６６５の内側端面に開口が形成されるように延伸部空気溝６９２とマスタージョー側部側延伸部６６５の内側端面とを連通する構造であり、図１５（Ｂ）及び図１５（Ｃ）に示すようにマスタージョー側部側延伸部６６５の延伸方向に沿って所定間隔に整列して形成されている。

【0094】

このような構成の第２実施形態のトップカバーセット（トッププレート６１０、トップカバー６６０）により、マスタージョーのセレーション面にエアブローを行うことについて、図１６を参照して説明する。
図１６は、チャック本体１１０に、第２実施形態に係るトッププレート６１０及びトップカバー６６０、及び、マスタージョー１２０を設置した状態を模式的に示す図であって、３箇所のうち１箇所のみを示す図であり、図１６（Ａ）は平面図、図１６（Ｂ）は図１６（Ａ）におけるＭの部分の断面図（図１６（Ｃ）のＲ－Ｒにおける断面図）、図１６（Ｃ）は図１６（Ａ）のＭの部分を図１６（Ａ）のＮの方向から見た側面図、図１６（Ｄ）は、図１６（Ａ）のＭの部分の図１６（Ｂ）のＰ－Ｐ及び図１６（Ｃ）のＱ－Ｑにおける断面図である。

【0095】

図１６（Ａ）に示すように、トッププレート６１０を装着した旋盤等において、主軸内部パイプ１１４を介して送られてきたエアーは、トッププレート６１０の中心円形孔６５１、スプリング孔接続溝６５２及びスプリング孔（バネ座）６３５を流れて、トップカバー案内凹部６３０に送られる。トッププレート６１０のトップカバー案内凹部６３０に送られたエアーは、トップカバー６６０のスプリング孔（バネ座）６８５を介して、トップカバー６６０の接続溝６９１及び延伸部空気溝６９２を流れ、図１６（Ｂ）に示すように、延伸部空気溝６９２に対して形成されたエアー噴出口６９５から、マスタージョー１２０及び爪のセレーション面１２５，１２６方向に噴出される。

【0096】

このとき、エアー噴出口６９５とマスタージョー１２０及び爪のセレーション面１２５，１２６との位置関係は、図１６（Ｃ）及び図１６（Ｄ）に示すように、エアー噴出口６９５から噴出したエアーがマスタージョー１２０のセレーション面１２５，１２６の鋸歯の間（溝）に噴出する位置関係とされている。したがって、マスタージョー１２０のセレーション面１２５，１２６に適切にエアーが噴出され、仮に、セレーションの溝に切粉やごみ等が存在していた場合でも、その切粉等を吹き飛ばして除外することができる。

【0097】

このように、第２実施形態のトッププレート６１０及びトップカバー６６０を用いても、旋盤１等において、切粉が、爪、マスタージョー、マスタージョー挿入溝あるいはチャック本体に付着したり堆積したりすることを適切に防ぐことができ、チャッキング不良やワークの把握精度（クランプ精度）の低下等が生じる危険性を無くすことができる。また特に、第２実施形態のトッププレート６１０及びトップカバー６６０を用いた場合には、ワークの交換や爪の交換を行う際に、マスタージョーのセレーション面に切粉が入り込むことを適切に防ぐことができる。その結果、特に、旋盤等の工作機械の自動運転、無人運転、メンテナンスフリーな稼働等が可能となり、それら自動運転等により所望の切削加工を精度よく効率よく行うことができ、生産性及び機械稼働率の向上を達成することができる。

【0098】

なお、第２実施形態のトップカバーセットを適用する場合、チャック本体１１０の端面１１２とトッププレート６１０との間にエアーの漏洩を防止するためのシート状部材を設置するようにしてもよい。シート状部材は、トッププレート６１０とほぼ同様の外形を有し、トッププレート６１０の下面のトッププレート空気溝６５０の中心円形孔６５１、トップカバー案内凹部６３０、ボルト穴６３９等に対応する箇所が切り欠かれた部材である。場合によっては、トッププレート空気溝６５０のスプリング孔接続溝６５２の部分もさらに切り欠かれた形状であってもよい。

【0099】

そのシート状部材の材質としては、チャック本体１１０の端面１１２とトッププレート６１０の下面との間をシールできる材料であれば任意の材料でよく、ゴム等の樹脂、金属、セラミック等の任意の材料でよいが、好ましくは、パッキンあるいはガスケット等として通常用いられる材料が好適である。
このようなシート状部材を設置することにより、第２実施形態として前述した意図した流路以外へエアーが流れること、すなわち、エアーの漏洩を防止することができ、エアーにより切粉等を吹き飛ばして除外するという前述した第２実施形態のトップカバーセットの作用効果を一層高めることができる。

【0100】

なお、このようなシート状部材も本願発明の１つであり、このようなシート状部材を含んだトップカバーセット（切粉・粉塵カバーセット）も、本願発明の範囲内である。

【0101】

変形例
なお、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。
例えば、前述した実施形態においてマスタージョーは、幅広の底部と幅狭の上部とが２段に連なった断面形状のマスタージョー１２０であり（図２参照）、これが嵌挿されるチャック本体１１０の溝１１５もマスタージョー１２０の断面形状と同じ幅広の底部と幅狭の上部とが２段に連なった断面形状を有するものであった。しかしながら、マスタージョー及びチャック本体のマスタージョー挿入溝の形態はこれに限られるものではない。例えば図１７に示すように、マスタージョーは、幅広の底部と幅狭の上部とを１段のみ有する断面形状のマスタージョー１２０ｂであってもよい。この場合は、チャック本体１１０の溝も、マスタージョー１２０の断面形状と同じ幅広の底部と幅狭の上部とを１段のみ有する断面形状のマスタージョー挿入溝１１５ｂとなる。このように、マスタージョー及びこれが嵌挿されるチャック本体のマスタージョー挿入溝の断面形状を簡単にすることにより、マスタージョーをチャック本体に装着する際の作業が容易になる。マスタージョー及びチャック本体のマスタージョー挿入溝は、このような構成であってもよい。

【0102】

また、前述した実施形態においてステア付爪２００は、ステア付爪本体２０１とセレーションピース２７１、２７２とが、セレーションピース取付ボルト２８０により組み立てられて一体化された構成であった（図３参照）。しかしながら、ステア付爪本体と横セレーションピース及び縦セレーションピースとの連結形態はこれに限られるものではない。例えば図１８に示すように、２箇所のノックピン２８２によりこれらを連結するようにしてもよい。

【0103】

図１８に示すステア付爪２００ｂにおいては、横セレーションピース２７１ｂ及び縦セレーションピース２７２ｂをステア付爪本体２０１ｂのセレーションピース用切欠き２０３及び２０４（図４参照）に各々配置し、セレーションピース２７１ｂ，２７２ｂ及びステア付爪本体２０１ｂを貫通するように形成されたノックピン通過孔２０７にノックピン２８２を挿入し、ノックピン２８２の両端面２８３をセレーションピース２７１ｂ，２７２ｂに溶接しており、これにより、図３を参照して前述したステア付爪２００と実質的に同じ構成のステア付爪２００ｂが形成されている。

【0104】

このように、ノックピン２８２の溶接によりセレーションピース２７１ｂ，２７２ｂをステア付爪本体２０１ｂに設置することにより、ボルトの緩みによるセレーションピースのぐらつきや位置ずれを防ぐことができ、より強固にセレーションピースをステア付爪本体に設置することができる。

【0105】

なお、セレーションピースとステア付爪本体とを連結するボルトあるいはノックピンの数は、図３に示したステア付爪では３本、図１８に示したステア付爪では２本としたが、これに限られるものではなく、任意の本数でよい。好ましくは、このボルト等の数は、必要な強度やステア付爪のサイズ等に応じて好適な本数に決定される。

【0106】

また、前述した実施形態において、リアグリップ５１０及びフロントグリップ５４０によりステア付爪２００をマスタージョー１２０に設置する方法は、図７に示すように、まず、マスタージョー１２０の爪設置溝１２３にグリップ５１０，５４０を挿入し（図７（Ａ））、その後、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（図７（Ｂ））、最後に、クランプボルト５７０を挿入し締め付けていくものであった。しかしながら、ステア付爪２００をマスタージョー１２０に設置する方法もこれに限られるものではなく、例えば図１９に示すように、先にステア付爪２００とリアグリップ５１０及びフロントグリップ５４０とをクランプボルト５７０により連結しておく方法でもよい。

【0107】

すなわち、図１９に示す方法では、リアグリップ５１０及びフロントグリップ５４０をマスタージョー１２０の爪設置溝１２３に設置する前に、外部で、ステア付爪２００とリアグリップ５１０及びフロントグリップ５４０とをクランプボルト５７０により連結しておく（図１９（Ａ））。次に、クランプボルト５７０により連結されたステア付爪２００、リアグリップ５１０及びフロントグリップ５４０を、チャック本体１１０に設置されたマスタージョー１２０の爪設置溝１２３にチャック本体１１０の外周側から嵌挿して行き、ステア付爪２００を、マスタージョー１２０上の所定の位置に配置する（図１９（Ｂ））。

【0108】

このとき、クランプボルト５７０を締め付けておく必要はない。ステア付爪２００等をマスタージョー１２０の爪設置溝１２３に嵌挿する際には、ステア付爪２００の爪２１０の下面に形成されたセレーション面２７３，２７４とマスタージョー１２０の上面に形成されたセレーション面１２５，１２６とが干渉しない状態で、ステア付爪２００をマスタージョー１２０の爪設置溝１２３に沿って移動させる必要がある。そのため、クランプボルト５７０は、ステア付爪２００を上下方向（マスタージョー１２０の爪設置溝１２３の深さ方向）に移動可能な状態に緩められており、ステア付爪２００が十分に上方向に引き上げられる状態にされている。

【0109】

リアグリップ５１０及びフロントグリップ５４０を、チャック本体１１０に設置されたマスタージョー１２０の爪設置溝１２３に挿入したら、クランプボルト５７０を締め付けていく。その結果、図７を参照して前述した実施形態と同様に、ステア付爪２００はグリップ５１０，５４０に対して相対的に下方向に引き込まれ、ステア付爪２００のセレーション面２７３，２７４のセレーションとマスタージョー１２０のセレーション面１２５，１２６のセレーションとが深く係合し、ステア付爪２００の爪２１０の位置も高精度に位置決めされる。

【0110】

このような方法でステア付爪２００をマスタージョー１２０に設置する場合には、ステア付爪２００が最初からリアグリップ５１０及びフロントグリップ５４０に連結されているので、装着時にステア付爪２００が脱落することがなく、より効率よく安全にステア付爪２００に設置が可能となる。

【0111】

また、前述した実施形態においては、トッププレート３１０，６１０のトップカバー固定ボルト３４０がトップカバー３６０，６６０の固定ボルト受け３８０，６８０に遊合されることにより、トップカバー３６０，６６０の移動を可能にするとともに、必要に応じてトップカバー固定ボルト３４０をねじ込むことにより、トップカバー３６０，６６０を固定可能にしていた。しかしながら、マスタージョー１２０はがチャック本体１１０から取り除かれることは稀であり、特にトップカバー３６０，６６０を固定する必要がなければ、トッププレート３１０，６１０のトップカバー固定ボルト３４０とトップカバー３６０，６６０の固定ボルト受け３８０，６８０とを遊合させる構成（切粉・粉塵防止カバー固定手段）は無くてもよい。この構成がなくとも、切粉のチャック機構内への侵入を防ぐという本願発明の目的は、何ら影響なく達成できる。

【0112】

また、前述した実施形態においては、トッププレート３１０，６１０とトップカバー３６０，６６０とを離反する方向に力を付勢する付勢手段として、スプリングが配置されていた。しかし、このスプリングは、いわゆるコイルスプリングに限られるものではなく、板バネ等でもよく、トップカバー３６０，６６０をトッププレート３１０，６１０から離反する方向に付勢可能な手段であれば、任意の構成を用いてよい。

【0113】

また、前述した実施形態において、ステア付爪（２００，２００ｂ）は、爪本体（２０２）とステア（２４０）とが一体化されたステア付爪本体（２０１，２０１ｂ）に、横セレーションピース（２７１，２７１ｂ）と縦セレーションピース（２７２，２７２ｂ）を取り付ける構成であった。しかしながら、セレーション（２７３，２７４）が一体に形成された爪（２１０）にステア（２４０）と取り付ける構成も考えられ、そのような構成であってもよい。

【0114】

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、本発明を適用可能な工作機械は旋盤に限られない。例えば、フライス盤及び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加工する任意の工作機械に本発明は適用可能である。

【符号の説明】

【0115】

１…旋盤（工作機械）
１０…チャック機構
１１０…チャック本体
１２０，１２０ｂ…マスタージョー
２００，２００ｂ…ステア付爪
２０１，２０１ｂ…ステア付爪本体
２１０…爪（生爪、ソフトジョー）
２４０…ステア
３００…トップカバーセット（切粉・粉塵防止カバーセット）
３１０，６１０…トッププレート
３２０，６２０…マスタージョー進入用切り欠き
３３０，６３０…トップカバー案内凹部
３３２，６３２…タップ（切粉・粉塵防止カバー固定手段）
３３５，６３５…バネ座（スプリング孔）
３３９，６３９…ボルト穴
３４０…トップカバー固定ボルト（切粉・粉塵防止カバー固定手段）
６５０…トッププレート空気溝
６５１…中心円形孔
６５２…スプリング孔接続溝
３６０，６６０…トップカバー（切粉・粉塵防止カバー）
６６５…マスタージョー側部側延伸部
３７０，６７０…マスタージョーセレーション面嵌合部（第１の密接部）
３７５，６７５…グリップ当接部（第２の密接部）
３８０，６８０…固定ボルト受け（切粉・粉塵防止カバー固定手段）
３８５，６８５…バネ座（スプリング孔）
３９０…スプリング
６９０…トップカバー空気溝（切粉・粉塵防止カバー空気溝）
６９１…接続溝
６９２…延伸部空気溝
６９５…エアー噴出口
５１０、５４０…グリップ

【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】