特許 7258578 チャック装置

(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】2023-04-07

(45)【発行日】2023-04-17

(54)【発明の名称】チャック装置

(51)【国際特許分類】

   B23B 31/169 20060101AFI20230410BHJP

   B23B 31/30 20060101ALI20230410BHJP

【ＦＩ】

B23B31/169

B23B31/30 A

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019011569

(22)【出願日】2019-01-25

(65)【公開番号】P2020116709

(43)【公開日】2020-08-06

【審査請求日】2021-12-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000229335

【氏名又は名称】日本トムソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100136098

【弁理士】

【氏名又は名称】北野 修平

(74)【代理人】

【識別番号】100137246

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 勝也

(74)【代理人】

【識別番号】100158861

【弁理士】

【氏名又は名称】南部 史

(74)【代理人】

【識別番号】100194674

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 覚史

(72)【発明者】

【氏名】加藤 悟

【審査官】中川 康文

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－０５９８２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６０－１３１３３７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】登録実用新案第３１９８９５３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許第０６４６０８６２（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特開２０１８－１８８７２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｂ ３１／００－３３／００

Ｂ２３Ｑ ３／００－３／１５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

２対の互いに対向する把持爪が駆動装置の駆動によって動力伝達機構を介して互いに直交する２方向に連動し，それぞれ互いに対向して往復移動する２対の前記把持爪によって工作物を把持することから成るチャック装置であって，
それぞれの前記把持爪は移動方向と直交する２方向に延びて互いに対向して往復移動する２対の支持部材にそれぞれ固定されており，それぞれの前記支持部材の両端部には連結部材を介してラックがそれぞれ取り付けられており，前記連結部材は直動案内ユニットを介して取付けベース板にそれぞれ往復移動自在に配設されており，前記支持部材には前記駆動装置の駆動部が連結されており，前記取付けベース板には前記駆動装置の固定部が連結されており，前記駆動装置の駆動によって前記動力伝達機構を介して前記支持部材に固定された２対の前記把持爪が連動して同時に中心に向かって移動して２対の前記把持爪によって前記工作物が把持されることから成るチャック装置。

【請求項2】

前記動力伝達機構は，前記取付けベース板上に固定されたハウジング軸に第１軸受を介して回転自在に取り付けられた第１リングギア，前記第１リングギアの軸方向後方に隔置し且つ前記ハウジング軸に第２軸受を介して回転自在に取り付けられた第２リングギア，前記支持部材の一端部に前記連結部材を介してそれぞれ取り付けられ且つ前記第１リングギアにそれぞれ噛み合う第１ラック，及び前記支持部材の他端部に前記連結部材を介してそれぞれ取り付けられ且つ前記第２リングギアにそれぞれ噛み合う第２ラックを有することから成る請求項１に記載のチャック装置。

【請求項3】

前記動力伝達機構は，前記支持部材の前記一端部を前記第１リングギアに噛み合う前記第１ラックに連結する前記連結部材を構成する第１連結部材，及び前記支持部材の前記他端部を前記第２リングギアに噛み合う前記第２ラックに連結する前記連結部材を構成する第２連結部材を有することから成る請求項２に記載のチャック装置。

【請求項4】

前記取付けベース板には前記直動案内ユニットの軌道レールが固定されており，前記連結部材には前記直動案内ユニットのスライダが固定されていることから成る請求項１～３のいずれか１項に記載のチャック装置。

【請求項5】

前記駆動装置は，前記支持部材の外周側に設置されており，前記支持部材に連結された前記駆動部と前記取付けベース板に連結された前記固定部を備えたエアシリンダ，油圧シリンダ，又はアクチュエータで構成されていることから成る請求項１～４のいずれか１項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，例えば，工作物を加工するために該工作物を把持する２対の把持爪を備えたチャック装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来，チャック装置は，把持爪が取り付けられる部材を半径方向に放射状に動かしてチャックするのが一般的であった。例えば，４つの把持爪を歯車機構で連動して同時に進退させるチャックが知られている。該チャックは，把持爪の下部に設けたラックをかみ合ったギアを回転させることより移動させ，把持爪がボスと案内溝により半径方向にすべり案内されるものである（例えば，特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】昭和２２年実用新案出願公告第２４５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら，上記チャックは，上部ギアのかみ合いやボスと案内溝の寸法差によってがたつきが生じたり，チャックが傾く可能性があり，求芯精度が低いという問題があり，また，チャックがすべり案内のため，軽く動作させるためや摩耗を防止するために給脂が必要であった。ところで，従来からチャック装置は，求芯精度の高いチャックが求められており，チャック装置を工作機械に設置するため，できるだけ外径が小さく，また，チャックのストローク範囲が大きい工作機械に適用されるものが求められていた。従来のチャック装置は，把持爪のストローク範囲を大きくしようとすると，装置全体の外径が大きくなる懸念があった。また，チャック装置の把持爪は，工作物を把持して回転するため，断面が円形である構造のものが求められており，クーラントを通すなど設計自由度を増大させるために，チャック内径の貫通孔が大きいものが求められていた。また，工作機械において，加工時の工作物を把持するチャックについて，より求心精度の高いものが求められていた。また，多種の工作物を把持するために，工作物に接触する把持爪のストローク長さが大きく，且つチャック装置全体が小さいものが求められていた。

【0005】

また，チャックのストロークは，外歯歯車のリングギアと噛み合うラックの長さによって決まるが，ラックとギアの噛みあいが必要なため，各把持爪のストロークは，ラック長さと噛み合うギアの歯幅によって決まるものである。また，ラックが，チャックの外周にはみ出さないようにすると，ラックは装置外周半径の範囲内のみで移動可能になるため，ストロークは装置外周半径からラック長さを除したものとなる。この場合，チャックのストロークを最大限に設定すると，ストロークは装置外周半径の１／２となる。ところが，ラックが把持爪に直接設けられ，半径方向中心を向いているため，ラックを長くしても，互いに中心で干渉してストロークを大きくすることができない。把持爪のストロークを確保しようとすると，チャックの中心までラックを設けなければならないため，長尺の工作物の把持用等に使用する貫通孔を設定することができなかった。

【0006】

この発明の目的は，上記の課題を解決することであり，２対の支持部材及び該支持部材に固定された把持爪を駆動装置の駆動力を動力伝達機構を介して連動させる構造に構成し，各支持部材の両端部を直動案内ユニットを介して案内する構造に構成し，支持部材に駆動装置を設けて把持力を高め，求芯精度の向上を図り，更に，工作物を把持するための把持爪を２対に構成し，動力伝達機構を介して２対の把持爪を連動させて工作物を４方向から同時に把持し，対向する把持爪を支持する支持部材の両端部をリングギアに噛み合うラックによって案内することで求心精度の高いチャック装置を実現し，また，駆動装置を把持爪を固定した支持部材の外周側に設けて把持爪のストロークを長くすることができることから成るチャック装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この発明は，２対の互いに対向する把持爪が駆動装置の駆動によって動力伝達機構を介して互いに直交する２方向に連動し，往復移動する１対ずつの前記把持爪によって工作物を把持することから成るチャック装置であって，
それぞれの前記把持爪は移動方向と直交する２方向に延びて互いに対向して往復移動する２対の支持部材にそれぞれ固定されており，それぞれの前記支持部材の両端部には連結部材を介してラックがそれぞれ取り付けられており，前記連結部材は直動案内ユニットを介して取付けベース板にそれぞれ往復移動自在に配設されており，前記支持部材には前記動力伝達機構を介して前記駆動装置の駆動部が連結されており，前記取付けベース板には前記駆動装置の固定部が連結されており，前記駆動装置の駆動によって前記動力伝達機構を介して前記支持部材に固定された前記２対の把持爪が連動して同時に中心に向かって移動して前記２対の把持爪によって前記工作物が把持されることから成るチャック装置に関する。

【0008】

また，前記動力伝達機構は，前記取付けベース板上に固定されたハウジング軸に第１軸受を介して回転自在に取り付けられた第１リングギア，前記第１リングギアの軸方向後方に隔置し且つ前記ハウジング軸に第２軸受を介して回転自在に取り付けられた第２リングギア，前記支持部材の一端部に前記連結部材を介してそれぞれ取り付けられ且つ前記第１リングギアにそれぞれ噛み合う第１ラック，及び前記支持部材の他端部に前記連結部材を介してそれぞれ取り付けられ且つ前記第２リングギアにそれぞれ噛み合う第２ラックを有するものである。

【0009】

更に，前記動力伝達機構は，前記支持部材の前記一端部を前記第１リングギアに噛み合う前記第１ラックに連結する前記連結部材を構成する第１連結部材，及び前記支持部材の前記他端部を前記第２リングギアに噛み合う前記第２ラックに連結する前記連結部材を構成する第２連結部材を有するものである。

【0010】

また，このチャック装置は，前記取付けベース板には前記直動案内ユニットの軌道レールが固定されており，前記連結部材には前記直動案内ユニットのスライダが固定されているものである。

【0011】

また，前記駆動装置は，前記支持部材の外周側に設置されており，前記支持部材に連結された前記駆動部と前記取付けベース板に連結された前記固定部を備えたエアシリンダ，油圧シリンダ，又はアクチュエータで構成されている。

【発明の効果】

【0012】

この発明によるチャック装置は，上記のように構成されており，２対の把持爪が動力伝達機構によって連動し，工作物を把持する２対の把持爪が同時に進退することによって，求心精度を高めることができた。即ち，このチャック装置は，互いに対向する２対の把持爪で工作物を把持し，直交する２方向から工作物を中心に把持する構成であって，各把持爪はそれぞれが把持爪の移動方向と直交する方向に延びる長板状の支持部材で支持されている。各支持部材の一方の端部には軸方向前段の外歯歯車の第１リングギアに噛み合う第１ラックと他方の端部には軸方向後段の外歯歯車の第２リングギアに噛み合う第２ラックは，各把持爪の移動方向と平行に支持部材にそれぞれ連結されている。支持部材に設けた駆動装置を駆動させることによって動力伝達機構を介して各支持部材の両端が平行に同時に案内されて，２対の支持部材が連動して同時に中心に向かって進退することによって，２対の把持爪が開閉して工作物を把持する構造に構成したことにより，求芯精度を向上させることができた。

【0013】

また，このチャック装置は，支持部材の両端部を高精度，高剛性で低摩擦の転がり案内の直動案内ユニットと連結して２本の軌道レールで平行に案内するため，仮に長尺の把持爪を使用し，ピッチング方向の大きな負荷（モーメント荷重）が加わっても，把持爪のチャック面が傾くことがなく，安定した把持が可能となり，直動案内ユニットにグリースを封入しておけば，すべり案内のように給油作業が不要となり，また，動力伝達機構の耐久性を向上させることができる。駆動装置は，一つでも全体を動かして動力伝達機構を介して把持爪を安定して把持させることができるが，２対の支持部材にそれぞれ駆動装置を設けることがより安定して作動させることができる。動力伝達機構を構成するリングギア，連結部材，ラック，支持部材の各部材は，直動案内ユニットで案内されているため，すべり案内と比較して摩擦による駆動力のロスが少なく，また，リングギアを使用しているため回転トルクを小さく設定でき，小形で安価なエアシリンダで駆動できるので，ランニングコストを抑えることができる。

【0014】

また，駆動装置として，エアシリンダを使用することで，エアの配管だけで駆動装置を駆動させることができ，複雑な配線が不要になる。エアシリンダを複数設けた場合は，相互に速度誤差が生じる可能性があるが，このチャック装置では，支持部材がすべて連動して動くため，エアシリンダの速度誤差を吸収することができる。軸方向の前段側と後段側とのそれぞれ連結されているリングギアにより動力伝達機構が連動するので，一つの駆動手段が駆動していれば，他の駆動手段が故障しても４方向から把持することができる。駆動装置が支持部材の外側に配設されているため，チャックの内径側に大きなスペースを確保することができ，ハウジング軸に貫通孔を設けて工作物の把持スペースとしたり，クーラントや配管を通す，別の機構を付け加える等により工作機械の装置設計の自由度が増す。従来技術であるラックを中心に向けて半径方向に配置した４爪チャック装置がラックの干渉によりストロークが制限されるのと比較して，本発明ではラックがチャック中心を中心とする円の接線方向に上下２段に干渉しないように配置されているため，ラック同士が干渉することなく，把持爪のストローク長さを確保でき，外径，長さなどの異なる様々な工作物に対応できるようになった。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】この発明によるチャック装置を示す正面図である。

【図2】図１のチャック装置を示す側面図である。

【図3】このチャック装置に組み込まれている一個の支持部材に連結される連結部材，第１ラック，第２ラック，直動案内ユニット，及び取付けベース板への取付け状態を示す正面図である。

【図4】図３を支持部材側から見た平面図である。

【図5】図１のチャック装置について，ブラケット及びエアシリンダを除き，図１におけるチャック中心を通る直線で切断したチャック装置を示す概略図である。

【図6】このチャック装置におけるラックとリングギアとの関係を説明するための説明図であり，（ａ）は駆動装置により支持部材に固定されたラックが移動したときの第１ラック及び第１リングギアの動作を示す説明図，（ｂ）は（ａ）の動作の際の第２ラック及び第２リングギアの動作を示す説明図，及び（ｃ）は（ａ）及び（ｂ）の動作によってラックと連結された支持部材が全体として移動する方向を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下，図面を参照して，この発明によるチャック装置の一実施例を説明する。図１～図５に示すように，この発明によるチャック装置は，レーザー加工機等の工作機械や産業機械に使用するのに好適なものである。このチャック装置は，概して，２対の互いに対向する把持爪２がそれぞれの動力伝達機構３０を介して互いに直交する方向に連動して２方向に往復移動し，１対ずつの把持爪２によって工作物（図示せず）をそれぞれ把持することから構成されている。このチャック装置は，特に，それぞれの把持爪２が移動方向と直交する方向に延びて互いに対向する方向に往復移動する２対（即ち，４個）の支持部材１１にそれぞれ固定されており，それぞれの支持部材１１の両端部１７はそれぞれの連結部材１０に固定されている。連結部材１０は，直動案内ユニット１４を介して取付けベース板１に往復移動自在に配設されており，それぞれの支持部材１１の両端部１７には，連結部材１０を介して動力伝達機構３０がそれぞれ連結されている。それぞれの動力伝達機構３０には，取付けベース板１にそれぞれ設置された駆動装置１８が連結されている。取付けベース板１には，このチャック装置の中心と同軸となる中央に貫通孔１５が形成されている。このチャック装置は，駆動装置１８の駆動によって，それぞれの動力伝達機構３０を介して支持部材１１の両端部１７に取り付けられたラック８，９が平行に同時に案内されて，２対の支持部材１１が連動して同時に中心に向かって移動して，２対の支持部材１１に固定された把持爪２によって工作物が把持される。支持部材１１の長手方向中央部には，４個の取付け用孔１６が形成されており，把持爪２は取付け用孔１６を利用して支持部材１１の長手方向中央の把持爪取付部２６に取り付けられている。このチャック装置を説明するため，把持爪２が位置する側を軸方向の前方Ｆ，前段及び前面と規定し，取付けベース板１が位置する側を軸方向の後方Ｒ，後段及び背面と規定して説明している。

【0017】

この発明によるチャック装置は，特に，動力伝達機構３０に特徴を有している。動力伝達機構３０は，取付けベース板１上に固定されたハウジング軸３にボールベアリングである軸受４（第１軸受）を介して回転自在な軸方向前段側の外歯歯車のリングギア６（第１リングギア），リングギア６の軸方向後段に隔置し且つ取付けベース板１上に固定されたハウジング軸３にボールベアリングである軸受５（第２軸受）を介して回転自在な軸方向後段側の外歯歯車のリングギア７（第２リングギア），支持部材１１の一端部１７にそれぞれ取り付けられ且つリングギア６にそれぞれ噛み合う軸方向前段側のラック８（第１ラック），及び支持部材１１の他端部１７にそれぞれ取り付けられ且つリングギア７にそれぞれ噛み合う軸方向後段側のラック９（第２ラック）を有している。ここで，本実施例では，前段側はハウジング軸３の軸方向で把持爪２が位置する側とし，後段側はハウジング軸３の軸方向で取付けベース板１が位置する側とする。更に，動力伝達機構３０は，支持部材１１の一方の端部１７をリングギア６に噛み合うラック８に連結する連結部材１０ａ（第１連結部材），及び支持部材１１の他方の端部１７をリングギア７に噛み合うラック９に連結する連結部材１０ｂ（第２連結部材）を有している。即ち，ラック８は，連結部材１０ａを介して駆動装置１８の駆動部１９に連結されており，ラック９は，連結部材１０ｂを介してに駆動装置１８の駆動部１９に連結されている。言い換えれば，連結部材１０は，支持部材１１の一方の端部１７に連結されたラック８をハウジング軸３の把持爪２側に位置するリングギア６に連結する連結部材１０ａと，支持部材１１の他方の端部１７に連結されたラック９をハウジング軸３の取付けベース板１側に位置するリングギア７に連結する連結部材１０ｂとから構成されている。このチャック装置は，２対の把持爪２をそれぞれ固定した支持部材１１には，取付けブラケット２７を介して駆動装置１８がそれぞれ設けられている。それによって，それぞれの把持爪２は，それぞれの駆動装置１８によって互いに連動して往復移動する。駆動装置１８は，例えば，往復移動するプランジャ等の駆動部１９と駆動部１９を往復移動可能に支持するシリンダ等の固定部２０から構成されたエアシリンダで構成されている。又は，駆動装置１８は，同様に，油圧シリンダ，或いはアクチュエータで構成することができる。

【0018】

以下，この発明によるチャック装置について，具体的に説明する。このチャック装置は，例えば，長尺の角パイプ等の工作物を把持し，必要に応じて工作物を回転させながら，レーザー加工機，マシニングセンター等の工作機械に工作物を送り込む工作物送り部等に横置きで使用される。本実施例では，各把持爪２及び各支持部材１１の中心方向へのストロークは，例えば，最大で，３５ｍｍ程度である。また，駆動装置１８としては，例えば，推力２００Ｎの４個のエアシリンダを用いており，工作物を約８００Ｎの把持力で把持するように構成されている。

【0019】

このチャック装置は，特に，図４及び図５に示すように，支持部材１１の一方の端部１７に連結されたラック８がリングギア６に噛み合い，支持部材１１の他方の端部１７に連結されたラック９がリングギア７に噛み合うことによって，２対の支持部材１１が駆動装置１８によって同時に連動して作動される構造を構成することができる。このチャック装置は，４個の把持爪２が駆動装置１８の作動によって動力伝達機構３０を介してそれぞれ連動し，工作物を互いに直径上で対向する２つの把持爪２の対で挟んで直交する２方向から中心に把持する４爪タイプに構成されている。把持爪２は，それらの移動方向と直交する方向に延びる長板状の支持部材１１の軸方向前段側である前面２１の長手方向中央の把持爪取付部２６に連結され，支持部材１１の軸方向後段側である背面２２に連結部材１０が固定されている。支持部材１１は，対向する２個がそれぞれ対に構成されている。２対の支持部材１１は，図１に示すように，互いに往復移動の方向が直交しており，干渉しないよう軸方向にずらして即ち隔置して配置されており，正面からみると井桁状に形成されている。

【0020】

図１～図４を参照して，支持部材１１の両端部１７に取り付けたラック８及びラック９にいついて説明する。各支持部材１１の一方の端部１７は，連結部材１０を介してチャック装置の内周方向に歯を備えた把持爪２の移動方向と平行に延びるラック８及び取付けベース板１に固定された１本の軌道レール１２と軌道レール１２上を走行する２つのスライダ１３から構成される一方の直動案内ユニット１４のスライダに取り付けられている。同様に，支持部材１１の他方の端部１７は，連結部材１０を介してチャック装置の内周方向に歯を設けた把持爪２の移動方向と平行に延びるラック９及び取付けベース板１に固定された他方の直動案内ユニット１４のスライダ１３に取り付けられている。言い換えれば，支持部材１１の一方の端部１７は，連結部材１０を介してラック８及び直動案内ユニット１４のスライダ１３に取り付けられており，同様に，支持部材１１の他方の端部１７は，連結部材１０を介してラック９及び直動案内ユニット１４のスライダ１３に取り付けられている。上記の構成によって，支持部材１１における一方の端部１７と他方の端部１７は，直動案内ユニット１４のスライダ１３の往復移動に従って案内されて同軸に互いに往復移動可能になる。図４及び図５に示すように，支持部材１１の一方の端部１７に取り付けられたラック８は，前段連結用の連結部材１０ａを介して軸方向前段側のリングギア６にかみ合わせられる。支持部材１１の他方の端部１７に取り付けられたラック９は，後段連結用の連結部材１０ｂを介して軸方向後段側のリングギア７にかみ合わせられる。

【0021】

次に，図６を参照して，このチャック装置における取付けベース板１，外歯歯車のリングギア６，７，ラック８，９及び直動案内ユニット１４について説明する。ここで，支持部材１１及びラック８，９には，説明を明確にするため，添字ａ，ｂ，ｃ及びｄを付して説明する。２つのリングギア６，７は，それらの外歯が直動案内ユニット１４で囲まれた内側でラック８，９と噛み合うように取付けベース板１上に配置されている。リングギア６，７は，取付けベース板１に固定されたハウジング軸３の中心と同軸に設置された軸受４，５を介して相対回転可能（具体的には、逆回転可能）に配設されている。把持爪２側に位置するリングギア６は，ハウジング軸３における軸方向前段側に位置してハウジング軸３に軸受４を介して回転自在に配設されている。取付けベース板１側に位置するリングギア７は，ハウジング軸３における軸方向後段側に位置してハウジング軸３に軸受５を介して回転自在に配設されている。支持部材１１ａには，一方の端部１７にラック８ａが取り付けられ，他方の端部１７にラック９ａが取り付けられている。同様に，支持部材１１ｂには一方の端部１７にラック８ｂが取り付けられ且つ他方の端部１７にラック９ｂが取り付けられ，支持部材１１ｃには一方の端部１７にラック８ｃが取り付けられ且つ他方の端部１７にラック９ｃが取り付けられ，支持部材１１ｄには一方の端部１７にラック８ｄが取り付けられ且つ他方の端部１７にラック９ｄが取り付けられている。

【0022】

ここで，動力伝達機構３０における支持部材１１ａが駆動装置１８の駆動で移動すれば，図６（ａ）に示すように，支持部材１１ａに一端部１７に取り付けられたラック８ａが矢印Ａ方向に移動する。ラック８ａが移動すれば，ラック８ａが噛み合っているリングギア６が矢印Ｂ方向に回転する。同様に，図６（ｂ）に示すように，支持部材１１ａの他端部１７に取り付けられたラック９ａが矢印Ａ’方向に移動する。ラック９ａが移動すれば，ラック９ａが噛み合っているリングギア７が矢印Ｂ’方向に逆回転する。リングギア６が矢印Ｂ方向に回転すれば，ラック８ａに連動してラック８ｂ，８ｃ，８ｄがラック８ａと同様に移動すると共に，リングギア７が矢印Ｂ’方向に逆回転すれば，ラック９ａに連動してラック９ｂ，９ｃ，９ｄがラック９ａと同様に移動する。ラック８ｂ，８ｃ，８ｄが移動すると，支持部材１１ａに連動して支持部材１１ｂ，１１ｃ，１１ｄが支持部材１１ａと同様に移動すると共に，ラック９ｂ，９ｃ，９ｄが移動すると，支持部材１１ａに連動して支持部材１１ｂ，１１ｃ，１１ｄが支持部材１１ａと同様に移動する。言い換えれば，支持部材１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄに設けられたいずれか１個の駆動装置１８が駆動すれば，残りの３個の駆動装置１８が駆動せずに休止していたとしても，３個の支持部材１１が連動して往復移動することになる。支持部材１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは，図６の（ｃ）に矢印で示すように，中心へ移動することになる。言い換えれば，支持部材１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは，互いに連動して中心部へと移動し，支持部材１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄに固定されている４個の把持爪２で工作物を把持することになる。

【0023】

各ラック８の歯は，軸方向前段側のリングギア６の歯に噛み合い，各ラック９の歯は，軸方向後段側のリングギア７の歯に噛み合い，リングギア６，７の周方向に９０°毎にずれた位置に設定されている。動力伝達機構３０は，支持部材１１，ラック８，９，リングギア６，７，及び直動案内ユニット１４から構成され，駆動装置１８の駆動部１９の作動によって把持爪２を往復動させる。実施例では，駆動装置１８の駆動部１９は，支持部材１１の端部１７に設けた取付けブラケット２７に連結されている。実施例では，駆動装置１８は，４個の支持部材１１にそれぞれ設けられて同期して駆動されるが，本動力伝達機構３０は，４個，言い換えれば，２対の支持部材１１は連動機構に構成されているので，少なくとも一つの駆動装置１８によって各支持部材１１を連動して駆動するように構成されている。この実施例では，駆動装置１８としてエアシリンダを使用し，４個のエアシリンダが支持部材１１に対応してそれぞれ配置されている。エアシリンダの固定部が取付けベース板１の直動案内ユニット１４の外側に固定されたブラケット２５に固定されている。エアシリンダの駆動部１９のストローク範囲は，駆動させる各支持部材１１の端部１７が装置外径にはみ出さず，かつ対向する支持部材１１が装置中心で突き当たるように設定されている。本実施例では，駆動装置１８が４個設けられているが，動力伝達機構３０の全体が連動して駆動するため，駆動装置１８は少なくとも１個あればよい。また，各把持爪２の対ごとに２つ設けても，同様にして工作物を把持することができ，把持力を向上させることができる。

【0024】

このチャック装置では，支持部材１１及びラック８，９を案内する直動案内ユニット１４は，装置自体の中心を挟んで対向する位置に２個を対として隔置されており，チャック中心を中心とする円の接線方向に，案内方向が把持爪２の移動方向と平行であって，対である直動案内ユニット１４の案内方向が平行になるよう配置されている。支持部材１１の一方の端部１７は対である直動案内ユニット１４の一方に案内され，他方の端部１７は直動案内ユニット１４の他方に案内されることから，支持部材１１の２つの端部１７は同時に平行に案内され，支持部材１１は長手方向が移動方向に直交したまま傾くことがない。即ち，このチャック装置は，支持部材１１に取り付けられた把持爪２のチャック面が傾くことなく案内される。

【0025】

この実施例では，２つを一組として平行に隔置して配置された２組の直動案内ユニット１４の案内方向が直交するように，全体として軸方向から見て矩形となるように４つの直動案内ユニット１４が配置されている。本実施例では，直動案内ユニット１４は，転動体としてボール又はローラを使用する転がりの直動案内ユニットを使用することができる。取付けベース板１は，チャック中心と同軸に貫通孔１５が設けられた軸方向視で円形の厚板状の部材であり，動力伝達機構３０は，チャック装置の外周側である貫通孔１５の外周に設けられる。把持爪２の駆動装置１８が外周側に設けられているため，駆動装置等がチャック装置の内周側に向けて設けられた従来技術より，貫通孔１５を大きく設定することができる。貫通孔１５は，工作物を把持爪２に取り付けた際に工作物を通すことができ，クーラントの配管を設置するなどが可能なため，このチャック装置を設けた工作機械の設計自由度が高まる。対向する支持部材１１の端部１７に取り付けられたラック８，９が前後にずらされて配置されており，干渉しないことから，従来のラックが中心に向かって半径方向に設けられた４爪チャック装置が対向するラックの干渉によりストロークが制限されていたのに対し，より大きなストロークを確保することができる。実施例では軸受４，５に大径のボールベアリングを使用しているが，前後２段のリングギア６，７が同軸に相対回転可能であればどのような構造でもよく，転がりに代えてすべりの直動案内ユニットを使用することができる。

【0026】

以上の構成から，支持部材１１に取り付けられた４つの把持爪２は，動力伝達機構３０により連動して工作物を把持する。図６を参照して，このチャック装置は，ラック８，９，リングギア６，７及び直動案内ユニット１４で構成されて連動して作動し，同時に４つの把持爪２によるクランプが可能となる本発明のチャック装置の動作について説明する。この実施例では，駆動装置１８が各支持部材１１の端部１７に合計４個設けられているが，動力伝達機構３０は，４個の支持部材１１を連動させて駆動するものであるため，ここでは，駆動装置１８が１個の把持動作を説明することとする。

【0027】

このチャック装置において，駆動装置１８が作動すると，駆動部１９と連結された支持部材１１の端部１７が固定部２０を固定したブラケット２５の方向に移動し，支持部材１１の一方の端部１７に連結部材１０を介して連結されたラック８が直動案内ユニット１４に案内されてＡ方向に走行することで，ラック８と噛み合ったリングギア６がＢ方向に回転する〔図６の（ａ）〕。同時に，支持部材１１の他方の端部１７がＡ´方向に移動し，支持部材１１の他方の端部１７に連結部材１０を介して連結されたラック９が直動案内ユニット１４に案内されてＡ´方向に走行することによってリングギア７がリングギア６と反対方向のＢ´方向に回転し〔図６の（ｂ）〕，リングギア６，７の回転によってかみ合った各ラック８，９が従動して，直動案内ユニット１４の軌道レール１２を共有する２つのスライダ１３に取り付けられたラック８，９がそれぞれ相対的にリングギア６，７の接線方向に移動する。ラック８，９と連結された各支持部材１１の端部１７が直動案内ユニット１４に案内されて平行に移動することにより，長手方向が移動方向に直交した状態で各支持部材１１が中心に向かって走行し，対向する一対の支持部材１１が相対的に近づき，２対の移動方向が直交していることで全体として４つの支持部材１１が貫通孔１５の中心軸方向に絞り込むように移動し〔図６の（ｃ）参照〕，４つの支持部材１１の長手方向中央に取り付けた４つの把持爪２が２つの直径方向から工作物の外径をクランプする。このチャック装置は，駆動装置１８を求める把持力に応じて数やタイプを選定することができる。また，油圧シリンダ等の推力の異なるものを使用することができる。また，図６の（ｃ）の矢印と逆方向に把持爪２を移動すれば，把持爪２は工作物を解放したり，或いは，中空の工作物の内径側を把持することができる。

【産業上の利用可能性】

【0028】

この発明によるチャック装置は，例えば，レーザー加工機等の工作機械，産業機械に使用するのに好適なものである。

【符号の説明】

【0029】

１ 取付けベース板
２ 把持爪
３ ハウジング軸
４ 軸受（第１軸受）
５ 軸受（第２軸受）
６ リングギア（第１リングギア）
７ リングギア（第２リングギア）
８ ラック（第１ラック）
９ ラック（第２ラック）
１０ 連結部材
１０ａ 第１連結部材
１０ｂ 第２連結部材
１１ 支持部材
１２ 軌道レール
１３ スライダ
１４ 直動案内ユニット
１５ 貫通孔
１７ 端部
１８ 駆動装置
１９ 駆動部
２０ 固定部
２１ 支持部材の前面
２２ 支持部材の背面
２５ ブラケット
２６ 把持爪取付部
２７ 取付けブラケット
３０ 動力伝達機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】