JPH05285714A

JPH05285714A - ハイドロリックホルダ

Info

Publication number: JPH05285714A
Application number: JP12016092A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Takami; 善明高見
Original assignee: Fuji Bellows Co Ltd; Fuji Seiko Co Ltd
Current assignee: Fuji Bellows Co Ltd; Fuji Seiko Co Ltd
Priority date: 1992-04-14
Filing date: 1992-04-14
Publication date: 1993-11-02

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】被保持物の保持位置精度が高く、保持力が大
きいハイドロリックホルダを得る。【構成】ホルダ本体１０に設けた操作ねじ６８を操作
してピストンを前進させることにより、油室５０の油圧
が上昇する。それにより、スリーブ２４の弾性変形部４
０が嵌合穴３２の軸心に向かって膨出させられ、嵌合穴
３２に嵌合されたドリルが強固に保持される。弾性変形
部４０は、スリーブ２４の油室５０側の面に形成された
複数の軸方向溝と、それら軸方向溝と直交する複数の環
状溝３８，３９とによって形成された薄肉部および多数
の突起状の厚肉部４４から成っており、均一厚さの円筒
薄肉状の弾性変形部を有する従来のスリーブに比較して
被保持物の保持位置精度が高く、保持力が大きい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工具，工作物等の被保
持物を保持するためのハイドロリックホルダに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】ハイドロリックホルダとして、例えば実
公昭６３−４６１７８号公報に記載されているものがあ
る。このハイドロリックホルダは、断面形状が円形の
嵌合部を備えたホルダ本体と、円筒状をなし、一端に
半径方向外向きまたは内向きのフランジを備え、中間部
にそのフランジの延び出す方向に向かって開いた幅広の
円環溝を備えたスリーブと、そのスリーブがホルダ本
体の嵌合部と液密に嵌合して円環溝の開口が前記ホルダ
本体に閉塞されることにより形成された液圧室とを備え
ており、液圧室の液圧が上昇させられると、円環溝の底
壁を構成する薄肉の弾性変形部が膨出して被保持物に密
着し、これを保持するようになっている。

【０００３】例えば、図１２に示すように、スリーブ１
００が半径方向外向きのフランジ１０２を備えている場
合には、液圧室１０４が弾性変形部１０６の外側に形成
され、弾性変形部１０６が嵌合部たる嵌合穴１０８の軸
心側に向かって膨出させられるので、被保持部が棒状で
あるドリル等の被保持物を外側から保持するのに使用さ
れる。また、スリーブが内向きのフランジを備えている
場合には、液圧室が弾性変形部の内側に形成されて弾性
変形部が外向きに膨出させられるので、被保持部が筒状
の被保持物等を内側から保持するのに使用される。ま
た、ホルダ本体の嵌合部をテーパ面として被保持物のテ
ーパ面と嵌合すれば、より強固に被保持物を保持するこ
とができる。さらに、ホルダ本体に円環溝が形成され、
ここに薄肉円筒状の弾性変形部材がシーム溶接されるこ
とによって液圧室が形成されるハイドロリックホルダも
知られている。

【０００４】つまり、ハイドロリックホルダは、被保持
物と嵌合される円形断面の嵌合部に、背面に沿って環状
の液圧室が形成された円筒状の弾性変形部を有し、液圧
室の液圧上昇に伴う弾性変形部の膨出により被保持物を
保持するものなのであり、上記のように弾性変形部が均
一厚さの薄肉部とされることにより、容易に弾性変形す
るようにされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような薄肉円筒状の弾性変形部を備えたハイドロリック
ホルダにおいては、被保持物の保持位置精度や保持力が
十分とは言えないという問題があった。本発明はこの問
題に鑑み、被保持物の保持位置精度が高く、かつ保持力
が大きいハイドロリックホルダを得ることを課題として
為されたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そして、本発明の要旨
は、ハイドロリックホルダの弾性変形部の液圧室側の面
に複数の軸方向溝を形成するとともに、それら軸方向溝
と直交する複数の環状溝を形成したことにある。なお、
軸方向溝および環状溝はそれぞれ３本以上形成すること
が望ましい。

【０００７】

【作用】上記のように弾性変形部の液圧室側の面に複数
の軸方向溝および環状溝が形成されることにより、溝底
部の薄肉部と突起状の厚肉部とが形成される。液圧室の
液圧が上昇させられれば、弾性変形部全体がほぼ均等に
弾性変形させられる。すなわち、弾性変形部の薄肉部が
互いにほぼ均等に膨出させられるとともに、厚肉部も互
いにほぼ均等に膨出させられるのである。

【０００８】

【発明の効果】このように弾性変形部を薄肉部と厚肉部
とを有するものとすることによって、従来のように弾性
変形部を均一厚さの薄肉部とする場合に比較して被保持
物の保持位置精度が向上するとともに、保持力が大きく
なる。しかも、弾性変形部の液圧室側の面に溝を形成す
るのみで上記効果を享受することができ、特別な装置を
設ける必要がないため、装置コストを低く抑えることが
できる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。なお、本実施例においては、作動液として
油が用いられているが、必要に応じて他の液体を使用で
きることは勿論である。

【００１０】図３および図４に、ドリルやエンドミルを
保持するハイドロリックホルダを示す。これのホルダ本
体１０は中心部に軸方向に延びる貫通穴１２を備えると
ともに、基端部に半径方向外向きに延びる大径のフラン
ジ１４を備えている。フランジ１４には、外周面から半
径方向内向きに延びる切欠１６と、その切欠１６から軸
方向に延びるボルト穴１８とが等角度間隔に４箇所形成
されており、ホルダ本体１０の基端部側端面２０が図示
しない工作機械の主軸の先端面に当接させられた状態
で、各切欠１６を経てボルト穴１８に挿通されたボルト
がそれぞれ主軸に形成された雌ねじ穴に締め込まれるこ
とにより、ホルダ本体１０が工作機械の主軸に固定され
る。

【００１１】ホルダ本体１０の貫通穴１２には円筒状の
スリーブ２４が嵌合されている。１個の切欠１６の内壁
には、図３に示すように、半径方向に延びて貫通穴１２
に達するねじ穴が形成され、それにボルト２６が螺合さ
れており、ボルト２６の先端軸部がスリーブ２４に形成
された半径方向穴２８に嵌合されることにより、スリー
ブ２４とホルダ本体１０との相対移動が防止され、スリ
ーブ２４が貫通穴１２内に固定される。

【００１２】図１および図２に拡大して示すように、ス
リーブ２４は軸方向に延び、保持すべきドリルのシャン
ク部と嵌合し得る嵌合穴３２を備えている。スリーブ２
４の軸方向の中央部は、両端部より小径の小径部３４と
されており、この小径部３４の外周面には、複数の軸方
向溝３６が形成されるとともに、それら軸方向溝３６と
直交する複数の環状溝３８，３９が形成されている。本
実施例においては、軸方向溝３６は等角度間隔で６本形
成され、すべて同一寸法を有している。また、環状溝３
８は３本、環状溝３９は２本それぞれ形成されており、
環状溝３９は環状溝３８より広くされている。これら溝
３６，３８，３９が形成されることによって、スリーブ
２４の軸方向の中央部が弾性変形部４０とされている。
弾性変形部４０は、溝３６，３８，３９の底部の集合か
ら成る薄肉部４２と、それら溝３６，３８，３９の間に
多数形成された突起状の厚肉部４４とから成っている。

【００１３】スリーブ２４がホルダ本体１０の貫通穴１
２に嵌合されることにより、小径部３４の外周面と貫通
穴１２の内周面との間に油室５０が形成される。弾性変
形部４０の嵌合穴３２とは反対側の面、すなわち背面に
沿って環状の油室５０が形成されるのである。油室５０
には作動油が充満させられており、油室５０に油圧が発
生させられるとき、スリーブ２４の弾性変形部４０が嵌
合穴３２の軸心に向かって膨出するようになっている。
なお、油室５０の前後の両側には、ホルダ本体１０とス
リーブ２４との間にＯリング５２，５４が設けられてお
り、これらにより油室５０内の油が外部に漏れないよう
にされている。

【００１４】図４に示すように、ホルダ本体１０には、
油室５０に連通する油路５６がほぼ半径方向に形成され
ている。油路５６の一端は油室５０の軸方向の中央部に
連通させられ、他端はプラグ６０によって密閉されてい
る。ホルダ本体１０には、上記油路５６とは別に、油路
５６とホルダ本体１０の外部空間とを連通させる穴６４
が形成されており、この穴６４にピストン６６が滑動可
能に嵌合させられている。穴６４の開口部には操作ねじ
６８が螺合されており、この操作ねじ６８によってピス
トン６６が穴６４内に押し込まれるようになっている。
すなわち、この操作ねじ６８のねじ込み量によって、油
室５０内の油圧が制御されるようになっているのであ
る。ピストン６６とホルダ本体１０とによって囲まれ、
油路５６に連通させられた部分は、比較的容量の大きい
副油室７０とされている。

【００１５】なお、図示は省略するが、ホルダ本体１０
には、上記油路５６，プラグ６０，穴６４，ピストン６
６，操作ねじ６８および副油室７０と同様の油路，副油
室等が軸対称位置にもう１組設けられており、ホルダ本
体１０の取付状態に応じていずれかの操作ねじ６８が操
作されるようになっている。

【００１６】上記構成のハイドロリックホルダにドリル
を保持させる場合には、まず、操作ねじ６８のねじ込み
量を少なくして油室５０内の油圧を減じ、スリーブ２４
の弾性変形部４０が貫通穴１２の中心線に向かって膨出
させられていない状態にする。この状態において、ドリ
ルのシャンク部をスリーブ２４内に挿入する。その後、
操作ねじ６８のねじ込み量を増して油室５０内の油圧を
上昇させれば、弾性変形部４０が膨出してドリルを強固
に保持する。ドリルの交換が必要になった場合には、操
作ねじ６８のねじ込み量を減ずれば油室５０内の油圧が
低下し、弾性変形部４０が自身の弾性によって復元する
ため、ドリルの取外しが可能となる。

【００１７】本実施例のハイドロリックホルダと、図１
２に示す薄肉円筒状のスリーブ１００を備えた従来のハ
イドロリックホルダとの被保持物の保持位置精度および
保持力を比較する実験を行った。その結果を、図５〜図
９に示す。

【００１８】まず、被保持物を挿入しないで両ハイドロ
リックホルダの各油室に油圧を生じさせ、スリーブ２
４，１００をそれぞれ膨出させた状態で、両スリーブ２
４，１００の内周面の真円度を測定した。その測定値を
５０００倍の倍率で記録した結果を図５（ａ）および
（ｂ）に示す。なお、スリーブ２４の内径は８ｍｍであ
り、スリーブ１００の内径は１２ｍｍである。測定の結
果、図５（ｂ）に示すスリーブ１００の最大弾性変形量
と最小弾性変形量との差、すなわち弾性変形量差は３．
６８μｍであったのに対して、図５（ａ）に示す本実施
例のスリーブ２４の弾性変形量差は６．４１μｍであっ
た。しかしながら、これは、スリーブ２４の弾性変形部
４０が薄肉部４２と厚肉部４４とから成っているためで
あり、図５（ａ）に二点鎖線で示すように、６つの凸部
の頂点および６つの凹部の底点はそれぞれほぼ同一円周
上にあり、実質上、スリーブ１００の真円度より高くな
っている。すなわち、これら凸部は厚肉部４４の弾性変
形状態を、凹部は薄肉部４２の弾性変形状態をそれぞれ
表しており、厚肉部４４相互の弾性変形量差および薄肉
部４２相互の弾性変形量差は極めて小さく、スリーブ２
４の弾性変形部４０全体がほぼ均等に弾性変形させられ
ており、被保持物の保持位置精度がスリーブ１００より
も高いことを示している。

【００１９】次に、被保持物を挿入しないで上記スリー
ブ２４，１００を弾性変形させた状態で、各嵌合穴３
２，１０８の内周面の撓み量を測定した。その結果を図
６（ａ），（ｂ）および（ｃ）に示す。これらの図は、
嵌合穴３２，１０８の内周面近傍を軸方向に５倍，半径
方向に２００倍している。図６（ａ）から明らかなよう
に、スリーブ２４の弾性変形部４０のうち、薄肉部４２
の片側の最大撓み量αは０．０２ｍｍであることが判明
した。また、図６（ｂ）から明らかなように、厚肉部４
４の片側の最大撓み量βは０．０１３ｍｍであることが
判明した。一方、図６（ｃ）に示すように、スリーブ１
００の弾性変形部１０６の最大撓み量γは０．０３５ｍ
ｍであることが判明した。この結果から、本実施例のハ
イドロリックホルダにおいては、弾性変形部４０の内周
面が従来品に比較して高い円筒度を保って膨出すること
が明らかであり、被保持物の保持位置精度が高いことが
判る。

【００２０】また、本実施例のハイドロリックホルダと
従来のハイドロリックホルダとに実際に被保持物を保持
させ、被保持物の振れを測定し、比較する実験を行っ
た。その結果を図７に示す。図から明らかなように、従
来品に比較して本実施例のハイドロリックホルダに保持
された被保持物の方が振れが少なく、保持位置精度が高
いことが判明した。

【００２１】さらに、本実施例のハイドロリックホルダ
と従来のハイドロリックホルダにおいて、それぞれ被保
持物を挿入した状態で操作ねじ６８を操作してピストン
６６を５ｍｍ前進させ、スリーブ２４，１００を弾性変
形させた状態で、被保持物の回転トルクと引抜き力とを
測定した。その結果を、図８および図９に示す。なお、
本実施例のハイドロリックホルダも従来のハイドロリッ
クホルダもスリーブの内径は共に８ｍｍであり、ピスト
ンの直径も共に８ｍｍである。図８および図９から明ら
かなように、本実施例のハイドロリックホルダに保持さ
れた被保持物の回転トルクおよび引抜き力が従来品に比
較して十分に高く、被保持物の保持力が大きいことが判
明した。しかも、操作ねじ６８を操作する際、本実施例
のハイドロリックホルダにおいては、従来品に比較して
ねじ操作を軽快に行うことができた。すなわち、従来品
に比較して油室５０内の油圧が低いと推定されるにもか
かわらず、保持力が大きいのである。

【００２２】なお、本実施例においては、軸方向溝３６
および環状溝３８，３９はすべて半円形の断面形状を有
するものとされており、このようにすれば加工が容易で
あるとともに応力集中を低減させ得る効果が得られる
が、これら溝の一部あるいは全部を矩形，台形等、他の
断面形状を有するものとすることも可能である。ただ
し、いずれの場合も、溝の隅には丸みをつけて応力集中
を回避することが望ましい。また、本実施例において
は、軸方向溝３６が６本，環状溝３８，３９が５本設け
られていたが、これら溝の数を変更することも可能であ
る。

【００２３】例えば、図１０および図１１に示すよう
に、スリーブ９０の小径部９１に、上記実施例と同様の
半円形の断面形状（あるいは台形の断面形状）を有する
複数の軸方向溝９２を設けるとともに、軸方向溝９２の
両端部に、それぞれ溝９２と直交する断面が矩形の幅広
の環状溝９４を設けることにより、弾性変形部９６を形
成してもよい。このように、弾性変形部９６の両端部に
のみ環状溝９４を設ければ、弾性変形部９６を膨出させ
得るとともに、その膨出部の中央部の円筒度を良好に保
つことができる。

【００２４】さらに、上記実施例においては、スリーブ
２４が嵌合穴３２の内周面において被保持物を保持する
ようになっていたが、スリーブの外周面において被保持
物を保持させることも可能である。この場合には、スリ
ーブの外周側が被保持部材との嵌合部となるため、その
背面、すなわちスリーブの内周側に液圧室を形成すると
ともに、その液圧室側の面、すなわちスリーブの内周面
に軸方向溝および環状溝を形成すればよい。

【００２５】その他、当業者の知識に基づいて種々の変
形，改良を施した態様で、本発明を実施することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるハイドロリックホルダ
のスリーブを示す正面断面図であり、図２におけるＩ−
Ｉ断面図である。

【図２】図１のII−II断面図である。

【図３】上記ハイドロリックホルダの要部を断面にして
示す正面図である。

【図４】図３の左側面図（一部断面）である。

【図５】上記ハイドロリックホルダと従来のハイドロリ
ックホルダとにおいて、油圧を発生させた状態における
各スリーブの真円度を示すグラフである。

【図６】上記ハイドロリックホルダと従来のハイドロリ
ックホルダとにおいて、油圧を発生させた状態における
各スリーブの弾性変形部の撓み量をを示すグラフであ
る。

【図７】上記ハイドロリックホルダと従来のハイドロリ
ックホルダとの被保持物の振れ精度を比較して示すグラ
フである。

【図８】上記ハイドロリックホルダと従来のハイドロリ
ックホルダとにおいて、被保持物にかかる回転トルクを
比較して示すグラフである。

【図９】上記ハイドロリックホルダと従来のハイドロリ
ックホルダとにおいて、被保持物のホルダからの引抜き
力を比較して示すグラフである。

【図１０】本発明の別の実施例であるハイドロリックホ
ルダのスリーブを示す正面断面図であり、図１１のＸ−
Ｘ断面図である。

【図１１】図１０のXI−XI断面図である。

【図１２】従来のハイドロリックホルダの要部を示す正
面断面図である。

【符号の説明】

１０ホルダ本体２４スリーブ３２嵌合穴３６軸方向溝３８環状溝３９環状溝４０弾性変形部４２薄肉部４４厚肉部５０油室９０スリーブ９２軸方向溝９４環状溝９６弾性変形部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被保持物と嵌合される円形断面の嵌合部
に、背面に沿って環状の液圧室が形成された円筒状の弾
性変形部を有し、液圧室の液圧上昇に伴う弾性変形部の
膨出により被保持物を保持するハイドロリックホルダに
おいて、前記弾性変形部の前記液圧室側の面に複数の軸方向溝を
形成するとともに、それら軸方向溝と直交する複数の環
状溝を形成したことを特徴とするハイドロリックホル
ダ。