JP2004001104A - Chuck device and tightener for chuck device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドリルやエンドミル等の工具を挟持する為のチャック装置及びチャック装置用の締付体に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
チャック装置として、テーパー孔を有し、更に、基端部にシャンク部を有し、更に、前記テーパー孔に先端部に開口部を有する挟持体(コレット等)が挿入された構成の工具保持体と、該工具保持体に被嵌螺合される締付筒とから成り、この締付筒の回動により挟持体を前記テーパー孔内で摺動させて拡縮し、この拡縮により前記工具を挟持若しくは解放するタイプのものがある。
【0003】
このタイプは、締付筒と工具保持体との螺合度合いが重要である。なぜなら、螺合度合いが悪い場合、工具の芯ズレ,工具の挟持力不足という問題が発生するからである。
【0004】
従って、この螺合手段において、締付筒側のネジ山と工具保持体側のネジ山との間に所謂「遊び」が少ない構成が採用されている。
【0005】
しかし、「遊び」が少ないと、締付筒を回動せしめる際に摩擦抵抗(回転抵抗)が増加したり、工具を回転せしめる際の振動によってネジ山同志が食い付いたり損壊したりする現象が発生し易い。
【0006】
よって、前記螺合部分には、摩擦抵抗を可及的に低減する為に潤滑油を塗布する場合が多い。
【0007】
ところで、チャック装置は電子部品の加工にも多く用いられている。そして、この電子部品を加工する場面において、上記潤滑油塗布手段を採用すると、次の問題点が発生する。
【0008】
電子部品の加工の際には、電気特性維持の為、該電子部品に油が付着しないようにしなければならない。従って、チャック装置の前記螺合部分に潤滑油を塗布することはできない(潤滑油を塗布すると、チャック装置の回転の際に該潤滑油が飛散するおそれがある。)。
【0009】
従って、潤滑油が使用できない為、前述したように、締付筒と工具保持体との螺合部分において、摩擦抵抗が増加したり、ネジ山の食い付きや損壊が極めて発生し易くなってしまう。
【0010】
本発明は、螺合部分に潤滑油を使用せずに摩擦抵抗を低減して該螺合部分の食い付きや損壊を防止し、これにより挟持体による工具の挟持力も向上されることを確認して完成させた実用性に秀れたチャックを提供するものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【0012】
工具保持体1に工具5を設け、工具保持体1に内装した挟持体4を該工具保持体1に螺合される締付体2の回動により拡縮させて前記工具5を挟持するチャック装置であって、前記締付体2と前記工具保持体1との螺合部分には摩擦係数が可及的に小さいコーティングが施されていることを特徴とするチャック装置に係るものである。
【0013】
また、請求項1記載のチャック装置において、締付体2にして工具保持体1と螺合する部分のみに摩擦係数が可及的に小さいコーティングが施されていることを特徴とするチャック装置に係るものである。
【0014】
また、請求項1,2いずれか1項に記載のチャック装置において、工具保持体1の先端側外周面には雄ネジ部6が設けられ、この雄ネジ部6には筒状の締付体2に形成した雌ネジ部7が螺合され、前記工具保持体1には先端に開口部を有し開口部側が径大のテーパー孔3が設けられ、このテーパー孔3には先端側が径大な筒状の挟持体4が挿入され、この挟持体4には放射周方向に所定間隔を置いてスリット8が並設され、締付体2には前記挟持体4を前記工具保持体1の基端側に押動する押動部18が設けられ、締付体2の回動により該締付体2を工具保持体1の基端側に移動せしめることで前記押動部18が前記挟持体4を前記テーパー孔3内で前記工具保持体1の基端側に押動し、前記テーパー孔3のテーパー作用及び前記スリット8により該挟持体4が縮径して工具5を挟持するように構成されていることを特徴とするチャック装置に係るものである。
【0015】
また、請求項3記載のチャック装置において、挟持体4の先端側外周面には凹溝9が周設され、締付体2には該凹溝9に挿入される挿入凸部10が設けられ、締付体2の回動により該締付体2を工具保持体1の先端側に移動せしめることで前記挿入凸部10が前記挟持体4を前記テーパー孔3から引き抜くように構成されていることを特徴とするチャック装置に係るものである。
【0016】
また、請求項3,4いずれか1項に記載のチャック装置において、スリット8は、筒状の挟持体4の先端開口部側から基端開口部側へ延設されたスリット8及び基端開口部側から先端開口部側へ延設されたスリット8が交互に位置するように設けられていることを特徴とするチャック装置に係るものである。
【0017】
また、請求項1〜5いずれか1項に記載のチャック装置において、工具保持体1及び締付体2は夫々金属製であることを特徴とするチャック装置に係るものである。
【0018】
また、請求項1〜6いずれか1項に記載のチャック装置において、工具保持体1の基端部には、該工具保持体1を回転させる回転工作装置に接続可能なシャンク部13が設けられていることを特徴とするチャック装置に係るものである。
【0019】
また、工具保持体1に設けたテーパー孔3に挟持体4を内装し、この挟持体4に工具5を挿入し、この挟持体4をテーパー孔3内で摺動移動して拡縮し該挟持体4で工具5を挟持する構造のチャック装置に使用される締付体であって、該締付体2は前記工具保持体1に被嵌される筒体であり、内面には工具保持体1と螺合する雌ネジ部7及び前記挟持体4をテーパー孔3の基端側に押動する押動部18が設けられ、更に、締付体2は螺動することで工具保持体1に対して移動する構成であり、前記雌ネジ部7には摩擦係数が可及的に小さいコーティングが施されていることを特徴とするチャック装置用の締付体に係るものである。
【0020】
【発明の作用及び効果】
締付体2と工具保持体1との螺合部分に摩擦係数が可及的に小さいコーティングを施したところ、螺合部分に油を塗布せずに繰り返し締付体2を回動(螺動)させても、前記螺合部分で食い付きや損壊が発生したりせず、工具5を挟持体4で繰り返し良好に挟持できることが確認された。
【0021】
また、前記コーティングを施したものでは、挟持体4による工具5の挟持力が向上することも確認された。これは、コーティングによって前記螺合部分の摩擦係数が小さくなり、これにより締付体2の回動を該締付体2が回動できなくなるまで最大限に行えるようになり、よって、締付体2の回動による挟持体4の縮径が良好に行われるからであると推測される。
【0022】
本発明は上述のように構成したから、回転体を繰り返し回動せしめて使用しても螺合部分が食い付いたり損壊したりせず、しかも、工具を強力に挟持して該工具による良好な加工を行える実用性,耐久性に秀れたチャック装置となる。
【0023】
【発明の実施の形態】
図面は本発明の一実施例を図示したものであり、以下に説明する。
【0024】
本実施例は、工具保持体1に工具5を設け、工具保持体1に内装した挟持体4を該工具保持体1に螺合される締付体2の回動により拡縮させて前記工具5を挟持するチャック装置である。
【0025】
工具保持体1は、貫通内孔21を有し、先端外周面には雄ネジ部6が設けられ、基端部にはシャンク部13が設けられ、また、前記貫通内孔21の中央部付近には、工具5の基端部に当接して該工具5の工具保持体1からの突出量を適宜決定する為の突出量設定部12が螺合され、更に、貫通内孔21の基端部にはプルスタッド14が螺合されている。
【0026】
また、この工具保持体1の貫通内孔21の先端部は、先端開口部側が径大のテーパー孔3に設定され、このテーパー孔3には先端側が径大で且つ筒状の挟持体4が挿入されている。
【0027】
この挟持体4には、放射周方向に所定間隔を置いてスリット8が並設されている。挟持体4は、このスリット8の存在によって縮径可能で、この縮径の際に該挟持体4の内面で工具5を挟持するように構成されている。
【0028】
スリット8は、筒状の挟持体4の先端開口部側から基端開口部側へ延設されたスリット8及び基端開口部側から先端開口部側へ延設されたスリット8が交互に位置するように設けられている。
【0029】
また、このスリット8にして前記挟持体4の開口部の反対側端部には径大孔11が設けられている。従って、挟持体4のスリット8間(図中符号19)は径大孔11の近傍において巾狭となり、それだけ内側に向けて良好に撓わむことができ、該挟持体4による工具5の挟持作用は良好に発揮される。
【0030】
また、この挟持体4の先端側外周面にして前記テーパー孔3の先端から露出する位置には、凹溝9が周設されている。
【0031】
また、この挟持体4にして前記凹溝9より先端側の外周面には、先端側に向けて徐々に径小となるテーパー面20が設けられている。
【0032】
前記締付体2は前記工具保持体1の先端外周面に被嵌される筒状のものが採用されている。
【0033】
前記締付体2の内面には前記雄ネジ部6と螺合する雌ネジ部7が設けられている。
【0034】
また、締付体2の内面基端には転動体16(ボール)を介してリング部材17が回動自在に設けられている。
【0035】
このリング部材17の内面基端には、前記挟持体4の凹溝9に挿入される挿入凸部10に設定されている。
【0036】
また、このリング部材17の内面先端には前記挟持体4の前記テーパー面20に当接して前記挟持体4を前記工具保持体1の基端側に押動する押動部18が突設されている。
【0037】
この構成の締付体2を回動操作すると、該締付体2が工具保持体1に沿って該工具保持体1の基端側若しくは先端側へ移動する。
【0038】
締付体2を回動操作して工具保持体1の基端側へ移動させた場合、リング部材17の押動部18が挟持体4のテーパー面20を押動する(この際、締付体2と前記リング部材17とが回動自在である為、押動部18は回動せずにテーパー面20を押動する。)。そして、このテーパー面20が押動されることにより、挟持体4が押動されて前記テーパー孔3内に押し込まれ、該テーパー孔3のテーパー作用によって該挟持体4が縮径し、工具5を挟持する作用を発揮する。また、挟持体4のテーパー面20が押動部18によって押動されることにより、このテーパー面20のテーパー作用によっても挟持体4が縮径し、工具5を挟持する作用を発揮する。
【0039】
締付体2を回動操作して工具保持体1の先端側へ移動させた場合、リング部材17の押動部18と挟持体4のテーパー面20との当接が解除され、且つ、前記リング部材17の挿入凸部10と前記挟持体4の凹溝9とが係止して該挿入凸部10により挟持体4が引動され、これによって前記縮径されていた前記挟持体4が拡径し、工具5の挟持が解除される。
【0040】
前記摩擦係数が可及的に小さいコーティングは、締付体2の雌ネジ部7に設けられている(図3参照。符号15がコーティング層である。)。
【0041】
このコーティング層15は、工具保持体1の雄ネジ部6にだけ設けられる構成、若しくは、工具保持体1の雄ネジ部6と締付体2の雌ネジ部7との双方に設けられる構成でも良いが、本実施例のように締付体2にだけ設ける構成が最も良い。これは、締付体2の方が簡易な構造である為、コーティングを簡単に行えること、及び、工具保持体1には、工具5の芯精度の為に構成の付加を可及的にしない方が良いからである。
【0042】
このコーティングは、具体的には、潤滑性が良いもの、例えば、商品名「HMB−2」(日本パーカーライジング社製)等を使用する。尚、コーティングの厚さは、2乃至60μmの範囲が良い。また、コーティングは硬質のものであっても良い。
【0043】
このコーティングにより、締付体2の雌ネジ部7が損壊したりしなくなることは勿論、この雌ネジ部7と螺合する工具保持体1の雄ネジ部6も損壊したりしなくなる。
【0044】
また、このコーティングにより、締付体2の回動操作を円滑に行えることになり、よって、該締付体2の回動による挟持体4の前後摺動が良好に行われ、該挟持体4による工具5の挟持も良好に行われることになる。実験によれば、工具5の挟持力は約1.5倍にまで上昇することが確認されている。
【0045】
本実施例は上述のように構成したから、工具保持体1と締付体2との螺合部分に設けたコーティングにより、該螺合部分の食い付きや損壊が防止されることになり、よって、繰り返し工具5を挟持して長期間使用することができる実用性に秀れたチャック装置となる。
【0046】
また、締付体2の回動を良好に行えることになり、これにより回動抵抗が低下して挟持体4をテーパー孔3において良好に摺動させることができ、よって、前記回動力を工具挟持力に良好に転換できることになり、従来よりも強固に工具5を挟持できる実用性に秀れたチャック装置となる。
【0047】
また、このコーティングされた締付体2は、他の工具保持体1にも使用することができ、よって、既存の工具保持体1を簡単にネジ山同志の食い付きやネジ山の損壊のないものとすることができる。
【0048】
以下、本実施例の効果を確認した実験結果について説明する。
【0049】
同一形状の工具保持体に、一方は雌ネジ部にコーティングを施した締付体を螺合し(本実施例)、他方は雌ネジ部が無処理の締付体を螺合し(比較例)、夫々繰り返して工具を挟持し、該工具で回転作業を行う実験を行った(潤滑油は当然使用せず。)。
【0050】
コーティングは、日本パーカーライジング社製の商品名「HMB−2」を採用した。また、コーティングの厚さは20μmとした。
【0051】
また、締付体の締め付けトルクは58.8N・m(600kgf・cm)とした。
【0052】
比較例は、1回目に締付体を締め付けた際の工具挟持力が98.1N・m(1000kgf・cm)であり、9回目に締付体を締め付けた際、雌ネジ部に損壊が発生し、締め付け不能となってしまった。
【0053】
本実施例は、1回目に締付体を締め付けた際の工具挟持力が145.2N・m(1480kgf・cm)であり、250回目に締付体を締め付けた際、雌ネジ部に若干の変形が見られたが、350回を越えても締め付けを行うことができた。尚、本実施例では、50回ごとに雌ネジ部の表面を観察した。
【0054】
また、本実施例での工具挟持力は、100回目で127.5N・m(1300kgf・cm)、200回目で117.7N・m(1200kgf・cm)、350回目で68.6N・m(700kgf・cm)であった。
【0055】
以上の実験結果から、本実施例は、非常に長寿命で、しかも繰り返し使用しても、かなり長期間にわたって工具を強力に挟持できるチャック装置であることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例の説明側断面図である。
【図2】本実施例の説明拡大断面図である。
【図3】本実施例の螺合部分の説明拡大断面図である。
【図4】本実施例の締付体2の説明斜視図である。
【符号の説明】
1 工具保持体
2 締付体
3 テーパー孔
4 挟持体
5 工具
6 雄ネジ部
7 雌ネジ部
8 スリット
9 凹溝
10 挿入凸部
13 シャンク部
18 押動部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a chuck device for holding a tool such as a drill and an end mill, and a fastener for the chuck device.
[0002]
Problems to be solved by the prior art and the invention
As a chuck device, a tool holder having a tapered hole, a shank portion at a base end portion, and a holding member (a collet or the like) having an opening at a distal end portion inserted into the tapered hole. And a tightening cylinder which is screwed into the tool holding body. The rotation of the tightening cylinder causes the holding body to slide in the tapered hole to expand and contract, and the tool is held by the expansion and contraction. Or there is a type to release.
[0003]
In this type, the degree of screwing between the tightening cylinder and the tool holder is important. This is because, when the degree of screwing is poor, problems such as misalignment of the tool and insufficient gripping force of the tool occur.
[0004]
Therefore, in this screwing means, a configuration is employed in which so-called "play" is small between the thread on the tightening cylinder side and the thread on the tool holder side.
[0005]
However, if there is little "play", the frictional resistance (rotational resistance) increases when the tightening cylinder is rotated, and the screw threads bite or break due to the vibration when rotating the tool. Easy to occur.
[0006]
Therefore, lubricating oil is often applied to the threaded portion in order to reduce frictional resistance as much as possible.
[0007]
By the way, chuck devices are often used for processing electronic components. Then, when the above-mentioned lubricating oil applying means is employed in the processing of this electronic component, the following problems occur.
[0008]
In processing electronic components, oil must be prevented from adhering to the electronic components in order to maintain electrical characteristics. Therefore, lubricating oil cannot be applied to the threaded portion of the chuck device (when lubricating oil is applied, the lubricating oil may be scattered when the chuck device rotates).
[0009]
Therefore, since lubricating oil cannot be used, as described above, frictional resistance is increased, and thread biting or damage is extremely likely to occur at the threaded portion between the tightening cylinder and the tool holder. .
[0010]
The present invention has confirmed that the frictional resistance is reduced without using a lubricating oil in the threaded portion to prevent the threaded portion from biting or being damaged, thereby improving the clamping force of the tool by the clamping body. It is intended to provide a chuck which has been completed and is excellent in practicality.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The gist of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0012]
A chuck device for mounting a
[0013]
The chuck device according to claim 1, wherein only a portion of the tightening
[0014]
In addition, in the chuck device according to any one of
[0015]
Further, in the chuck device according to the third aspect, a concave groove 9 is provided on the outer peripheral surface on the distal end side of the holding body 4, and an insertion convex
[0016]
Further, in the chuck device according to any one of claims 3 and 4, the slit 8 has a slit 8 and a base opening extending from the distal opening side of the cylindrical holding body 4 to the base opening side. The present invention relates to a chuck device characterized in that slits 8 extending from the part side to the tip opening side are provided alternately.
[0017]
Further, in the chuck device according to any one of claims 1 to 5, the tool holder 1 and the tightening
[0018]
Further, in the chuck device according to any one of claims 1 to 6, a
[0019]
Further, a holding body 4 is provided in a tapered hole 3 provided in the tool holding body 1, a
[0020]
Function and effect of the present invention
When a coating having a friction coefficient as small as possible is applied to the screwing portion between the tightening
[0021]
In addition, it was confirmed that in the case where the coating was applied, the holding force of the
[0022]
Since the present invention is configured as described above, even if the rotating body is repeatedly rotated and used, the threaded portion does not bite or break, and the tool is strongly sandwiched and the good performance by the tool is achieved. It becomes a chuck device with excellent practicality and durability that can perform machining.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The drawings illustrate one embodiment of the present invention and will be described below.
[0024]
In the present embodiment, a
[0025]
The tool holder 1 has a through
[0026]
The tip end of the through
[0027]
Slits 8 are arranged in the holding body 4 at predetermined intervals in the radial direction. The holding body 4 can be reduced in diameter by the presence of the slit 8, and is configured to hold the
[0028]
The slits 8 are arranged such that the slits 8 extending from the distal opening side to the proximal opening side of the cylindrical holding body 4 and the slits 8 extending from the proximal opening side to the distal opening side alternately. It is provided to be.
[0029]
In addition, a large-
[0030]
A concave groove 9 is provided at a position on the distal end side outer peripheral surface of the holding body 4 and exposed from the distal end of the tapered hole 3.
[0031]
Further, a
[0032]
The tightening
[0033]
On the inner surface of the tightening
[0034]
A
[0035]
At the base end of the inner surface of the
[0036]
Further, a pushing
[0037]
When the tightening
[0038]
When the tightening
[0039]
When the tightening
[0040]
The coating having a coefficient of friction as small as possible is provided on the female screw portion 7 of the fastening body 2 (see FIG. 3; reference numeral 15 is a coating layer).
[0041]
The coating layer 15 may be provided only on the
[0042]
For this coating, specifically, one having good lubricity, for example, trade name “HMB-2” (manufactured by Nippon Parker Rising Co., Ltd.) or the like is used. Incidentally, the thickness of the coating is preferably in the range of 2 to 60 μm. Also, the coating may be hard.
[0043]
By this coating, the female screw portion 7 of the tightening
[0044]
In addition, this coating enables the turning operation of the tightening
[0045]
Since the present embodiment is configured as described above, the coating provided on the threaded portion between the tool holder 1 and the tightening
[0046]
Further, the rotation of the tightening
[0047]
The
[0048]
Hereinafter, experimental results confirming the effect of the present embodiment will be described.
[0049]
On the other hand, a fastening member having a female screw portion coated thereon is screwed into a tool holder having the same shape (this embodiment), and the other screw member is screwed with an unprocessed fastening member having a female screw portion (comparative example). ), An experiment was carried out in which a tool was repeatedly held, and a rotating operation was performed with the tool (lubricating oil was not used, of course).
[0050]
The coating used was "HMB-2" (trade name, manufactured by Nippon Parker Rising Co., Ltd.). The thickness of the coating was 20 μm.
[0051]
The tightening torque of the tightening body was set to 58.8 N · m (600 kgf · cm).
[0052]
In the comparative example, the tool clamping force at the time of tightening the tightening body for the first time was 98.1 N · m (1000 kgf · cm), and when the tightening body was tightened for the ninth time, the female screw portion was damaged. Then, it became impossible to tighten.
[0053]
In this embodiment, the tool clamping force at the time of tightening the tightening body for the first time is 145.2 N · m (1480 kgf · cm). Deformation was observed, but the tightening could be performed over 350 times. In this example, the surface of the female screw portion was observed every 50 times.
[0054]
The tool clamping force in this embodiment is 127.5 N · m (1300 kgf · cm) at 100 times, 117.7 N · m (1200 kgf · cm) at 200 times, and 68.6 N · m (700 kgf at 700 times). Cm).
[0055]
From the above experimental results, it was confirmed that the present embodiment is a chuck device having a very long life and capable of strongly holding a tool for a considerably long period even when used repeatedly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory side sectional view of this embodiment.
FIG. 2 is an explanatory enlarged sectional view of the present embodiment.
FIG. 3 is an explanatory enlarged cross-sectional view of a threaded portion of the embodiment.
FIG. 4 is an explanatory perspective view of a
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (8)
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