JPS5924407Y2 - チヤツク装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は工作機械のスピンドルに装着されて目的の加工
工具を掴持するチャック装置の改良に関する。

従来工作機械のスピンドルへの加工工具を装着するため
のチャックの１例として、実公昭４１−２３９８７号公
報に提案の如く、チャック筒胴の外周面を円錐台形に仕
上げ、該円錐台形外周面に嵌合された締付リングとチャ
ック筒胴との対面間へ、チャック筒胴の軸線及び母線に
対して自己の軸心が一定の傾斜角度を以って配列された
ニードルローラからなる多数の転動体を保持したりテー
ナーを介装し、締付リングを右又は左の各方向へ捻るよ
うに回動操作した時に、転動体が自転し乍ら上記円錐台
形外周面上を誘導される如く螺旋公転して、チャック筒
胴の収縮とその復元作用を生起し、これにより加工工具
の掴持と解放を行なうものである。

そして、このチャック装置によれば、そのチャック筒胴
の収縮が転動体の配設されている広範囲に及ぶため、加
工工具の掴持が局部的にならぬこと、並びにチャック筒
胴にその軸線方向に沿う切溝を設けたり或いは締付リン
グの螺合案内用螺条を該設したりする必要がない点で加
工簡単なことについて優れるものである。

しかしこのチャック装置は上記のように、チャック筒胴
が軸線方向に沿う切溝を備えておらず、チャック筒胴の
組成金属材料それ自体のみによる弾性限界に至るまでの
収縮力によって加工工具を掴持する型式であるため、そ
の掴持に必要且つ十分な収縮力を得るべく、チャック筒
胴の肉厚をできる限り薄肉に設定しなければならない。

この意味から、前記のチャック構造ではチャック筒胴が
薄肉に形成されるものと考えられるほか、しかもそのチ
ャック筒胴は加工工具を掴持する機能に基き、ホルダー
よりもかなり細径として且つその軸線方向へ長筒状とし
て突出された構成であるため、締付リングによりチャッ
ク筒胴の円錐台形外周面を締付け、該チャック筒胴を収
縮させる時には、チャック筒胴がその薄肉化によってチ
ャック筒胴の根元部分からラジアル方向へたわみ変形を
生じてしまい、これが切削作業中加工工具にびびりやぶ
れを発生させる原因となる。

しかも、前記従来のチャック装置では、チャック筒胴の
外周面に嵌合された締付リングがそのラジアル方向に沿
う外周面に於いて外界へ露出した状態にあり、締付リン
グのラジアル方向外方に亘る拡張的変形を言わば規制乃
至拘束する物が何も何いため、加工工具を掴持すべく締
付リングを回動操作してチャック筒胴を収縮させる時に
は、その収縮力による反作用が働いて、締付リングが逆
にラジアル方向外方に向かい拡張的に変形してしまい、
加工工具の強固な挟圧的掴持を少しも保持できない問題
があるほか、前記のように締付リングの外周面がそのま
ま外界へ露出している構成の故に、チャック全体のラジ
アル方向に亘る剛性にも劣るものである。

そして、この点につきチャック筒胴の肉厚を可及的厚く
することにより上記剛性を増大させるとすれば、逆にチ
ャック筒胴は収縮しがたくなり掴持力が小となるためチ
ャック筒胴の肉厚についてはこれをできる限り薄肉とし
て、しかもチャック全体のラジアル方向に亘る剛性の増
大を図り、チャック筒胴の収縮時に於けるたわみ変形の
防止と併せ締付リングのラジアル方向外方に向かう拡張
的変形をも同時に防止しなければならない。

このことは、加工工具それ自体の耐久性や切削精度の向
上にとって重要な要求であり、特に硬質材料や重量ある
大型材料に対応する重切削作業等に耐える強固な挟圧的
掴持力を確保する上で不可欠なことである。

本考案はこのような従来の特定構造チャックの問題点を
改良したものである。

以下本考案の実施例を第１図乃至第３図により説明する
。

第１図は工作機械のスピンドルへ装着した状態で示すチ
ャックの全体外観正面図、第２図はチャックそれ自体の
組付状態に於ける全体縦断正面図、第３図はチャックを
分解して示す各構成部品の斜面図である。

１はスピンドル、２はその先端部に設けられたテーパー
チャック装填口で、該装填口２内へチャックのホルダ一
部が嵌合され、ストッパー３を合せて締付ボルト４によ
り中心取りされつつ固定されて、所定回転Ｉ・ルクの伝
達が行なわれるようになっている。

５は金属材料、好ましくは高硬度の鉄鋼材料からなるチ
ャック本体で、上記チャック装填口２に適合する外周面
形状を備え且つ締付ボルト４の螺合用ボルト孔を有する
ホルダー７と、該ホルダー７の基端部８に設けた段部６
と、基端部８の中央から軸線方向へ接合部を介すること
なく突出されたチャック筒胴９との３部分から一体形成
されている。

即ち、基端部８にはテーパーホルダー７の下端７Ａより
径外方向に延びる上面部８Ａとチャック筒胴９の上端部
９Ａより径外方向に延びる下面部８Ｂとからなるフラン
ジ８Ｃが形成されており、該フランジ８Ｃにはストッパ
３の係合される被係合部３Ａが形成されており、更に、
フランジ８Ｃの下面部８Ｂ側にはチャック本体５の軸線
と平行な第１面部６Ａと該第１面部６Ａと直交して径外
方向に延設された第２面部６Ｂとからなる断面り形の段
部６が形式されている。

チャック筒胴９は、前記基端部８に接合部を介すること
なく一体として下方に延びその内部に加工工具１０のシ
ャンクを挿入するための空洞１１が設けられており、そ
の際、該チャック筒胴９はその軸線方向に沿う切溝を備
えていない。

１２はチャック筒胴９の外周面であって、上記基端部８
から下方の先端部へ向かい漸次先細り状の円錐台形に形
成されている。

１３は上記チャック筒胴９の外周面１２を包囲する締付
リングであって、チャック筒胴９の外周面１２における
円錐台形に対応して、これと等して傾斜角度を持って下
方に向って求心方向のテーパー面とされた円筒状の内周
面１４を有し、円筒状の外周面１５は内周面１４の筒軸
線と平行とされた筒状体とされている。

１７は円錐筒形の第１リテーナ−１７であって、上記チ
ャック筒胴９の円筒状の外周面１２と、締付リング１３
の円筒状の内周面１４との対面間へ介装されている。

この第１リテーナ−１７にはニードルローラーからなる
多数の第１転動体１８が周方向全面に亘り数段に嵌め込
まれて保持されている。

即ち、第１転動体１８はチャック筒胴９の軸線及び母線
に対して自己の軸線が一定の傾斜角をもって周方向に配
列され、ここに、締付リング１３を回動させると自転す
るとともにチャック筒胴９の母線、つまり、外周面１２
上を螺旋方向へ誘導されつつ公転するようになっている
。

１９はスナップリングであり、締付リング１３の上部内
周面に形成された溝１４′と、チャック筒胴９の下端外
周面に形成された溝９′にそれぞれ嵌合され、第１転動
体１８を保持する第１リテーナ−１７が軸方向に抜けな
いように保持されている。

また、前記スナップリング１９のそれぞれは締付リング
１３の回動と上下動を許容して該リング１３の落下を防
止する機構を構成している。

２０は上記締付リング１３の外周面１５を囲繞するよう
に配設された規制リングであって、その内周面２１は締
付リング１３の上記円筒状外周面１５に対応して同心固
状の円筒形に形式されている。

そしてその上端面２０″はホルダ−７基端部８における
フランジ８Ｃに設けた段部６にインロー的に嵌着して、
該フランジ８Ｃにチャック本体５の軸線方向として複数
配して設けたボルト挿通孔２３と規制リング２０に設け
た取付は孔２４にボルト等の締結具２２を螺着して着脱
自在に固定しである。

なお、締結具２２は取付は孔２４にボルトを植付け、こ
のボルトに螺合されてフランジ８の上面部８Ａに接当す
るナツトで構成してもよい。

２５は円筒形の第２リテーナ−であり、上記規制リング
２０の円筒形内周面２１と、締付リング１３の円筒形外
周面との対面間へ介装されている。

この第２リテーナ−２５にはニードルローラーからなる
多数の第２転動体２６が保持されており、この第２転動
体２６は前記第１リテーナ−１７に嵌め込まれた第１転
動体１８の軸線に対する傾斜と同一傾斜方向のもとにや
はり周方向全面に亘る数段の配列状に嵌め込まれている
。

この図示実施例では、締付リング１３の外周面１５と規
制リング２０の内周面２１との間にニードルローラから
なる第２転動体２６を介装しているが、これは締付リン
グ１３を締付けることによって生じる該リング１３が拡
張的変形する力を支持しながら規制リング２０に担持さ
せ、締付リング１３の回動を許容するものであれば他の
形式のベアリング、例えばボールベアリングよりなる第
２転動体２６であってもよい。

更に、１６は工具係合凹部であり、締付リング１３の下
部に周方向所定間隔おいて設けである。

即ち、締付リング１３は断面クサビ形であり、その下部
の厚肉部を利用して工具係合凹部１６が複数個形成され
ているのであり、規制リング２０の下端面２０′より下
方に突出した位置にある。

なお、第２転動体２６を保持する第２リテーナ−２５は
締付リング１３の上端に形式したフランジ１５′と規制
リング２０の下部内周に設けたスナップリング２７によ
って軸方向には抜けないようにされている。

符号２０Ａは規制リング２０のテーパー面である。

次に、上記実施例におけるチャック筒胴９の空洞１１内
へ挿入した加工工具１０のシャンクを掴持する動作を説
明する。

いま、第１転動体１８は第３図のように、第１リテーナ
−１７に保持され、外方から見てその基端部を先端部よ
りも軸線及び母線に対し左寄りとなる傾斜角度の下に配
列されているとした場合、第２図に於いて締付リング１
３を係合凹部１６に工具をあてがって右方向へ捻る如く
回動操作すると、第１リテーナ−１７上の第１転動体１
８は自己の軸線に直角な方向に向って自転しながら、し
がちチャック筒胴９の母線である円錐形外周面１２上を
乗り上げてゆく如く誘導されつつ螺旋状に公転転動し、
この動作によってチャック筒胴９が強制的にラジアル方
向に向い収縮されることとなり、その空洞１１内に挿入
されている加工工具１０のシャンクを挟圧的に掴持し得
るのである。

そして、この場合にチャック筒胴９はそれ自体軸線方向
に沿う切溝を備えず、その組成金属材料それ自体によっ
てのみ加工工具１０を掴持する型式であり、そのためそ
の金属材料の弾性限界の範囲内で収縮変形し、その空洞
１１内に加工工具１０のシャンクを挟圧的に掴持すべく
作用するわけであるが、その収縮時にはチャック筒胴９
がその根元部分でたわみ現象を生じやすく、又、該チャ
ック筒胴９の収縮力による反作用が締付リング１３へ働
いて、該締付リング１３がラジアル方向外方に向かい拡
張的に変形してしまうおそれがあるが、前記構成によれ
ば、チャック筒胴９の根元部分は基端部に接合部を介す
ることなく一体であることから、たわみによる折れのお
それは少なく、また締付リング１３の外周面１５に該外
周面１５を囲繞する規制リング２０が第２転動体２６を
介して組み付けられているため、この第２転動体２６を
介して締付リング１３の拡張的変形が規制リング２０に
よって担持拘束され、チャック筒胴９の収縮力が弱体化
するおそれなく、強固な加工工具１０の掴持力を維持で
きる。

又、前記規制リング２０は締付リング１３の拡張的変形
を防止するだけでなく、それ自体締付リング１３の外周
面１５を囲繞する如く、チャック本体５、就中その基端
部８のフランジ８Ｃへ締結具２２により組付けられてい
るため、上記チャック筒胴９を容易に収縮させるためチ
ャック筒胴９を薄肉に形成したとしても、この規制リン
グ２０の組付は構造によりチャック筒胴９を含むチャッ
ク全体のラジアル方向に亘る剛性を増大でき、これによ
り収縮時に於けるチャック筒胴９のたわみ変形を防止で
きるのであり、この意味からも加工工具１０の強固な掴
持力を確保できる。

なお、締付リング１３を上記と逆に左方向へ回動操作す
ると、第１リテーナ−１７上の第１転動体１８はチャッ
ク筒胴９の先細り状円錐形外周面１２に沿って下降する
如く転動し、収縮していたチャック筒胴９が原形に復元
変形するもので、これによりその空洞１１内がら加工工
具１０を容易に抜去できるというまでもない。

而して、締付リング１３の前述の回動において、該リン
グ１３の外周面１５と規制リング２ｏの内周面２１とは
筒軸心と平行でチャック筒胴９を弾性変形させるのには
寄与しないことがら、第２リテーナ−２５に保持された
第２転動体２６は第１転動体１８の如く傾斜させる必要
はない。

ただ、実施例のように第２転動体２６を第１転動体１８
と同じく傾斜させると、締付リング１３の回動は容易と
なる。

また、締付リング１３を前述のように上下動させるに、
その工具係合凹部１６は規制リング２０の下端２０′よ
り突出した位置にあり、しかも、締付リング１３の断面
がクサビ形で、下部が肉厚とされ、その厚肉部に工具係
合凹部１６を形成していることから該係合凹部１６の強
度を低下させることなく形成することもできるのである
。

そして、また、チャック筒胴９の先端は締付リング１３
の厚肉部で保持しているので、規制リング２０はその下
半部はテーパー面２ＯＡに形成してもよく、これはテー
パー面２０Ａを介しての作業中のカロ工工具１０の状態
の確認、油塗布等もできるのである。

以上の如く、本考案に係るチャック装置は、締付リング
１３の外周面１５へ該締付リング１３を囲繞する如き規
制リング２０を組付けたため、チャック筒胴９の収縮時
における該チャック筒胴９の収縮力による反作用で締付
リング１３がラジアル方向外方に向かう拡張的変形が防
止されると共に、該チャック筒胴９を含むチャック全体
のラジアル方向に亘る剛性の増大が図られ、以ってチャ
ック筒胴９の収縮時におけるたわみ現象も併せ防止され
るのであり、このことは金属材料それ自体の弾性変形の
みによって加工工具１０を掴持する型式のチャック筒胴
９につき、その収縮を容易化すべくチャック筒胴９の肉
厚をできる限り薄肉化し得ることを意味するものであっ
て、加工工具１０の作裟中におけるびびりやぶれを確実
に防止すべき強固な挟圧的掴持力を維持し得る。

特に本考案ではホルダー７とは別体の規制リング２０は
その上端面２０″を前記ホルダ−７基端部８におけるフ
ランジ８Ｃに設けたＬ形の段部６に嵌合され、チャック
本体５の軸方向に配してフランジ８Ｃに設けられた複数
の締結具２２で嵌着固定したので、締結具２２をラジア
ル方向から締結するものと相違して、基端部８に設けた
ボルト挿通孔２３及び規制リング２０の上端面２０″に
設けるボルト取付孔２４は多軸ボール盤で一挙に穿設で
きるのであり、しかも締結具２２が不慮に緩んでいても
その高速回転時において遠心力で締結具２２が外方に飛
散する危険もなく、又規制リング２０の上端面２０″と
フランジ８Ｃの段部６とはインロー的に強力に密着結合
できるので、規制リング２０に働く力は上端面２０″と
基端部８で好適に受担し、従って締結具２２には殆んど
力が加わらないのである。

しかも上記の構成によれば求心性が非常に良好でひいて
はチャック筒胴９の中心保持が確実化され、被加工物の
精度は一段と向上したのである。

また、チャック筒胴９はホルダー７の基端部８に接合部
を介することなく一体として下方に延びているので、該
チャック筒胴９によって加工工具１０を締付けたとして
も、チャック筒胴９の根元（基端部８側）からの折れは
少なくできる。

更に、締付リング１３は内周面１４が下方に向つて求心
方向のテーパー面で、外周面１５が軸心と平行な面とさ
れていることから、下部が厚肉部（肉厚部）と形成され
、この厚肉部に回動用の工具係合凹部１６が形成されて
いるので、該係合凹部１６を形成することも容易である
し、その形成によって強度低下を招くおそれもないので
あり、しかも、係合凹部１６は規制リング２０の下端面
２０′より下方に突出した位置で設けられるから、強力
な締付は力を無理な姿勢によることなく付与できる利点
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は工作機械のスピンドルへ装着した状態で示す本
考案のチャック装置全体外観正面図、第２図はチャック
装置それ自体の組付状態に於ける全体縦断正面図、第３
図は同チャック装置の分解斜視図である。 ５・・・・・・チャック本体、６・・・・・・段部、７
・・・・・・テーパーホルダー、８・・・・・・基端部
、８Ｃ・・・・・・フランジ、９・・・・・・チャック
筒胴、１０・・・・・・加工工具、１２・・・・・・９
の外周面、１３・・・・・・締付リング、１４・・・・
・・１３の内周面、１５・・・・・・１３の外周面、１
６・・・・・・回動用工具係合凹部、１７・・・・・・
第１リテーナ−１１８・・・・・・第１転動体、２０・
・・・・・規制リング、２０’・・・・・・２０の下端
面、２０″・・・・・・２０の上端面、２２・・・・・
・締結具。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 工作機械のスピンドル１に形成されたテーパーチャック
   装填口２にセツティングされるテーパーホルダー７と、
   このホルダー７の基端部８に形成されたフランジ８Ｃと
   、前記基端部８に接合部を介することなく一体として下
   方に延び外周面１２が下方に向うに従って細くなる円錐
   台形を呈し、かつ内部に加工工具１０を嵌合するための
   空洞１１を備えた弾性変形可能なチャック筒胴９とから
   戊るチャック本体５と： 前記チャック筒胴９の外周面
   １２における円錐台形に対応してこれと等しい傾斜角度
   を持って下方に向って求心方向のテーパー面とされた円
   筒状の内周面１４を有すとともに円筒状の外周面１５が
   前記内周面１４の筒軸心と平行とされて下方が漸次厚肉
   部とされた筒状体であると共にチャック筒胴９を囲繞し
   て回動操作される締付リング１３と： 締付リング１３
   の内周面１４と前記チャック筒胴９の外周面１２との間
   に介装されかつチャック筒胴９の軸線及び母線に対して
   自己の軸線が一定の傾斜角度を以って周方向に配列され
   たニードルローラからなる多数の第１転動体１８を保持
   する円錐筒形の第１リテーナ−１７と； 締付リング１
   ３の外周面１５と平行とされた内周面２１を有する筒状
   体であるとともに締付リング１３を囲繞して前記フラン
   ジ８Ｃに固定される規制リング２０と； 前記締付リン
   グ１３の外周面１５と規制リング２０の内周面２１との
   間に介装された第２転動体２６と； 前記締付リング１
   ３の回動と上下動を許容して該リング１３の落下を防止
   する機構と； を備えてなり、前記締付リング１３が回
   動されたさい前記第１転動体１８のチャック筒胴９の外
   周面１２に対する螺旋運動により上下動され、前記チャ
   ック筒胴９を前記締付リング１３と規制リング２０とに
   よって担持すべく構成され、更に、規制リング２０は前
   記フランジ８Ｃに形成された断面り形の段部６に嵌合さ
   れ、規制リング２０の上端面２０″をチャック本体５の
   軸線方向にて前記フランジ８Ｃに配した複数の締結具２
   ２を介して着脱自在に嵌着固定され、更に、規制リング
   ２０の下端面２０′より前記締付リング１３の下方厚肉
   部が下方に突出され、該厚肉部に回動用工具の係合凹部
   １６が形成されていることを特徴とするチャック装置。