ジョーチャック解説：機能、種類、加工現場での用途

ジョーチャックとは

ジョーチャックはワーク保持装置で、工作機械またはワークピースをクランプし、保持したワークを加工プロセス中に後方の回転主軸とともに回転させることを可能にします。産業界には様々なワーク保持装置があり、各タイプは加工要件に応じて異なる工作機械やワークピースをクランプすることに特化しています。
ジョーチャックは、手動操作またはCNC（コンピュータ数値制御）システムと組み合わせた旋盤、または従来のフライス盤に適用できます。これら2機種ではジョーチャックが保持するワークが異なり、旋盤とフライス盤の操作方法も異なるためです。旋盤はワークピースを回転させ、工作機械を静止させて操作します。対照的に、フライス盤は工作機械が動き、ワークピースは静止します。
ジョーチャックはワークピースと工作機械の回転を助けます。つまり、旋盤加工ではジョーチャックがワークピースを保持し、フライス盤加工では工作機械を保持します。

バイス vs ジョーチャック

これらワーク保持装置を大別すると、バイスとチャックの2カテゴリーになります。両方とも、加工時の高圧力・高速度でワークピースや工作機械を固定するために使用されます。実際には構造と利用可能なジョーズ数で異なります。
どのタイプのバイスでも、装置には2つのジョーズがあります。一つはオペレーター側に近いフロントジョー、もう一つは反対側のリアジョーです。これら2つのジョーズは互いに平行に設定され、従来の穴あけ、フライス、研削作業で使用されます。これらのバイスは通常、水平・垂直・傾斜面で軸方向に作動し、主にワークピースを保持し、工作機械がそれらを切削できるよう静止させるために使用されます。
対照的に、チャックはバイスより相対的に汎用性が高く、装置のジョーズが1〜6個まであり、それぞれ異なる形状のワークピースや工作機械に適用されます。複数のジョーズ（2個以上）があるため、ジョーチャックとも呼ばれます。これら各ジョーチャックは円形スクロールプレートに取り付けられ、装置全体が機械の主軸回転とともに回転します。この2要素がバイスとジョーチャックの違いです。

ジョーチャックのジョーズ数

ジョーチャックは、鋳鉄または半鋼製メインボディ（ボディエッジに1つまたは複数のピニオン）、カバー、スクロールプレート、1つ以上のジョーズで構成されます。メインボディエッジのピニオンは、付属レンチでジョーズの締め付け・緩めに使用されます。カバーはメインボディ後部に、スクロールプレートは前面に配置され、ジョーズはスクロールプレート上で取り付け・締め付け・緩めされます。
ジョーチャックのジョーズについては、最少1個から最大6個まであり、それぞれ異なる形状のワークに適用されます。詳細は以下の通り：

1ジョーチャック

1ジョーチャックはコレットチャックとも呼ばれ、丸・角・六角形状の薄いワークを保持するために使用されます。1ジョーチャックで保持されるワークは、複数ジョーチャックで保持されるワークよりデリケートなことが多いです。

2ジョーチャック

2ジョーチャックは通常、長方形ワークの側面をクランプするために使用されます。

3ジョーチャック

3ジョーチャックは最も一般的で汎用性の高いジョーチャックタイプで、丸棒や六角棒を保持するために使用されます。3ジョーチャックは直径1/8〜16インチの様々なサイズがあり、約0.010の精度でワークを保持できます。

4ジョーチャック

4ジョーチャックは3ジョーチャックに次いで一般的で、正方形、六角形、不定形ワークの固定に使用され、ダイヤルインジケーターによる芯出しが必要です。

6ジョーチャック

6ジョーチャックは薄肉部品ワークの保持に使用されます。薄肉形成ワークはデリケートで、加工中に変形・歪みしやすいため、ジョーズによるクランプ力を均等に分散させるために6ジョーチャックが必要です。

ジョーチャックの種類

ジョーチャックのクランプ力により、手動ジョーチャックとパワージョーチャックに分類されます。前者はオペレーターが手動でジョーズを締め付け・緩め、後者は空圧または油圧で自動的にワークを固定します。
クランプ力の違いに加え、ジョーチャックはクランプ方式でも分類できます：ユニバーサルジョーチャック、インデペンデントジョーチャック、コンビネーションジョーチャック。
 

ユニバーサルジョーチャック

バイスのジョーズが水平面で平行に設定されるのとは異なり、ジョーチャックは複数のジョーズでワークを径方向に囲む円盤上でクランプし、ジョーズのアライメントがワークの作業遂行を決定します。一部のジョーチャック（通常3ジョーチャック）はユニバーサルジョーチャック、すなわちセルフセンタリングチャックです。セルフセンタリングチャックはチャック上のジョーズを自動的にアライメントし、各ジョーズの締め付け・緩めが同時に行われます。
 

インデペンデントジョーチャック

インデペンデントジョーチャックは名前通り、各ジョーを独立して動かせるため、不定形ワーク（4ジョーチャックなど）に適用できます。しかし、ユニバーサルチャックのようにジョーズをセンタリングする能力がないため、加工前にダイヤルインジケーターでジョーズを正しい軌道に合わせる必要があります。したがって、インデペンデントジョーチャックのセットアップ時間はユニバーサルジョーチャックより長くなります。
 

コンビネーションジョーチャック

コンビネーションジョーチャックはユニバーサルジョーチャックとインデペンデントジョーチャックの組み合わせです。つまり、このタイプは加工前に各ジョーの独立調整またはセルフセンタリングのどちらかを選択可能です。この機能により、コンビネーションジョーチャックはジョーチャック用途でより汎用的になり、オペレーターはワーク要件や好みに応じてジョーズ調整またはセルフセンタリング待機を柔軟に選べます。