JP2018083247A - スピンドル用固定具、その固定具を備えたアダプター及びその固定具を備えた放電加工機置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークを締付けるに際して、ワークが回転せず、引き込まれもしないスピンドル用固定具、固定具を備えたアダプター及びその固定具を備えた放電加工機置とすること。【解決手段】一方向に延びたワークの一端を含む部分を収納する収納空間が形成されているワーク保持部２１Ｃと、ワーク保持部２１Ｃの収納空間２１１Ｃの開口端に設けられ、一部に切欠きのあるワーク挟持部２２と、一方向に沿った直線上であり、ワーク挟持部２２が設けられている収納空間２１１Ｃの開口端とは反対側の端部に設けられた被把持部２３とを有し、被把持部２３には前記一方向に延びて貫通した中空空間２３１が設けられ、前記開口端とは反対側の端部にて、中空空間２３１と収納空間２１１Ｃとが連通し、ワーク挟持部２２は切欠きの対向する面間に亘って設けられている拡縮調整具を操作することによって、円環形状の開口面積を増減させるアダプターとしたことによって達成される。【選択図】図１

Description

本発明はスピンドルへの工具の固定具、その固定具を備えたアダプター及びその固定具を備えた放電加工機置に関する。

スピンドルへドリル等の加工具を着脱する固定具としてコレットチャックが知られている。例えば、特許文献１には、スピンドル等に固定され、内側に円錐面上の傾斜壁を有し、開口端外周にねじ山１５が設けられた本体１４と、該ねじ山１５に螺合する内ねじを備えたナット３と、本体１４に収納されるコレット状クランプ部材２からなる締付けナット装置、すなわちコレットチャックが開示されている。

コレット状クランプ部材２は本体１４内部壁面の傾斜よりもやや大きな傾斜面を持ち、ワークを把持する開口部から奥にかけて複数のすり割りが設けられている。これらの構成により、本体１４のねじ山１５に螺合する内ねじを有するナット３を締付けると、コレット状クランプ部材２が本体１４に押込まれ、該コレット状クランプ部材２の開口部の径が狭まりワークを強固に把持することができる。

実開昭４９−８３４６４号公報

特許文献１に示される構成では、ナット３を締付けてワークを固定するため、ナット３の移動に伴い、ワークを把持するコレット状クランプ部材２も、その分、本体１４に引き込まれることとなる。そうすると、把持されるワークもこれに引きずられるように引き込まれる。このワークは、加工機においてはドリルである。

更に、放電加工機ではねじ切りを目的とする、ねじ山が設けられた電極ドリルの場合がある。特に、電極ドリルでねじ切り加工の中途で電極ドリルを交換した場合に問題が生じる。交換された電極ドリルの締付けによって若干量であっても、電極ドリルが引き込まれると、中途まで加工されたねじピッチと一致しないねじ山が加工されてしまう課題があった。

そこで、本発明の目的、すなわち解決しようとする技術的課題は、ワークを締付けるに際して、ワークが回転せず、かつ、引き込まれもしないスピンドル用固定具、その固定具を備えたアダプター及びその固定具を備えた放電加工機置を提供することにある。

そこで、請求項１に開示する構成を、一方向に延びたワークの一端を含む部分を収納する為の収納空間が形成されているワーク保持部と、該ワーク保持部の前記収納空間の開口端に設けられ、一部に切欠きのある円環形状であるワーク挟持部と、を有し、該ワーク挟持部は前記切欠きの対向する面間に亘って設けられている拡縮調整具を操作することによって、前記円環形状の開口面積を増減させるスピンドル用固定具としたことにより、上記課題を解決した。

また、請求項２に開示する構成を、請求項１に記載のスピンドル用固定具において、前記収納空間の横断面上に、該収納空間を囲むＯリングが装着されている前記ワーク保持部を有するスピンドル用固定具としたことにより、上記課題を解決した。

請求項３に開示する構成を、請求項１又は請求項２に記載のスピンドル用固定具において、前記一方向に沿った直線上であり、前記ワーク挟持部が設けられている前記収納空間の前記開口端とは反対側の端部に設けられた被把持部を有し、該被把持部には前記一方向に延びて貫通した中空空間が設けられ、前記開口端とは反対側の端部にて、前記中空空間と前記収納空間とが連通しているアダプターとしたことにより、上記課題を解決した。請求項４に開示する構成を、請求項１又は請求項２に記載のスピンドル用固定具を備えた放電加工機としたことにより、上記課題を解決した。

請求項１に係る構成には、ワークを締付けるに際して、ワークが回転せず、かつ、引き込まれもしないスピンドル用固定具を提供できるという効果がある。請求項２に係る構成には、ワークが中空電極であって、その内部に加工液が流れている場合に、加工液が外に漏れ出さないという効果がある。

請求項３に係る構成のアダプターを用いれば、ワークの締付け時に該ワークが動いてしまう締付具を有する加工機であっても、ワークを締付けるに際して、ワークが回転せず、かつ、引き込まれもしない加工機とすることができる効果がある。請求項４に係る構成には、ワークを締付けるに際して、ワークが回転せず、かつ、引き込まれもしない放電加工機を提供できるという効果がある。

は本発明の第２実施形態に係るアダプターの例であって、（Ａ１）は同アダプターの正面図、（Ａ２）はＸ５−Ｘ５矢視断面図、（Ａ３）はＸ６−Ｘ６矢視図、（Ｂ１）は同アダプターの背面図、（Ｂ２）はＸ７−Ｘ７矢視断面図、（Ｂ３）はＸ８−Ｘ８矢視図、（Ｃ）は同アダプターの正面縦端面図、（Ｄ）は第２実施形態に係る他のスピンドル用固定具の正面縦端面図である。 は本発明の第１実施形態に係るスピンドル用止具の例であって、（Ａ１）は同スピンドル用止具の正面図、（Ａ２）はＸ１−Ｘ１矢視断面図、（Ａ３）はＸ２−Ｘ２矢視図、（Ｂ１）は同スピンドル用止具の背面図、（Ｂ２）はＸ３−Ｘ３矢視断面図、（Ｂ３）はＸ４−Ｘ４矢視図、（Ｃ）は同スピンドル用止具の正面縦端面図、（Ｄ）は第１実施形態に係る他のスピンドル用固定具の正面縦端面図である。 は本発明の第２実施形態に係る放電加工機の正面図である。

［第１実施形態］
図２に基づいて、本発明の第１実施形態に係るスピンドル用固定具の説明をする。図２（Ａ１）は同スピンドル固定具を備えたスピンドルの正面図、（Ｂ１）は背面図である。図２（Ａ２）、（Ａ３）、（Ｂ２）及び（Ｂ３）はそれぞれ、Ｘ１−Ｘ１矢視断面図、Ｘ２−Ｘ２矢視図、Ｘ３−Ｘ３矢視断面図及びＸ４−Ｘ４矢視図である。図２（Ｃ）は同スピンドル固定具の正面縦端面図、（Ｄ）は第１実施形態に係る他のスピンドル用固定具の正面縦端面図である。

スピンドル１は回転軸Ｒの回りに回転する。スピンドル１の下部にはスピンドル用固定具２が設けられている。スピンドル用工程具２はスピンドル１と一体化しており、スピンドル１が回ると、スピンドル用固定具２も回転軸Ｒの回りに回転する。

スピンドル用固定具２は、ワーク保持部２１とワーク挟持部２２とからなる〔図２（Ｃ）〕。ワーク保持部２１に保持されるワークは、回転軸Ｒの方向に延びるワーク、たとえば、長尺なドリルの刃であったり、放電加工用の中空電極ドリルであったりする。

ワーク保持部２１はこれら長尺なワークの一端を含む部分を収納する、収納空間２１１を有している。収納空間２１１を形成するワーク保持部２１の一端にはワークを挿入するための開口が設けられているが、その反対側の端部には、後記するスピンドル１の中空部１１に連通する連通部２１２が設けられている。

スピンドル１には回転軸Ｒの方向に中空部１１が設けられている。これは加工液を流す空間である。スピンドル１とワーク保持部２１の接合部において、ワーク保持部２１側には連通部２１２が設けられている。そして、収納空間２１１とスピンドル１の中空部１１とは、連通部２１２を介して連なった空間を形成している〔図２（Ｃ）〕。

しかし、固定されるワークとして中空でないドリルを固定する場合にはスピンドル１の中空部１１は不要である。このような場合には、例えば、図２（Ｄ）に示すように、中空部の無いスピンドル１Ｂにワーク保持部２１Ｂが備えられていても良い。ワーク保持部２１Ｂの収納空間２１１Ｂはスピンドル中空部に連通すべき構造が設けられていない。

ワーク保持部２１及び２１Ｂの下部にはワーク挟持部２２が固定ボルト２２１で固定されている。ワーク挟持部２２には固定されるワークを通すための貫通孔２２２が形成されている〔図２（Ｃ）（Ｄ）〕。貫通孔２２２は収納空間２１１又は２１１Ｂに連なって、ワークを収納する空間を形成している。そして、ワーク挟持部２２の一部には貫通孔２２２に達する切欠き２２３が設けられている。更に切欠き２２３の対向する両面に亘って拡縮調整具としての締付けねじ２２４が設けられている。

〈使用方法例〉
使用者は、貫通孔２２２及びこれに連なる収納空間２１１にドリル刃等の長尺ワークを挿入する。更に、締付けねじ２２４を操作して切欠き２２３の間隔及び貫通孔２２２の開口面積を縮小させることで、前記ドリル刃等の長尺ワークを固定する。ワークを外す場合には、締付けねじ２２４を操作して切欠き２２３の間隔及び貫通孔２２２の開口面積を拡大させることで、そのワークの固定を解除することができる。このような構成にしているので、ワークを締付けるに際して、ワークが回転せず、かつ、引き込まれもしないスピンドル用固定具を提供できるという効果がある。

既に述べたように、第１実施形態に係るスピンドル１及びスピンドル用固定具２には、加工液を流すための空間として、中空部１１及び連通部２１２が設けられている。更に、収納空間２１１の横断面上に、この収納空間２１１を囲むようにして、Ｏリング２１３が装着されている。このような構成にしているので、中空を有するワークをスピンドル用固定具２に装着して、中空部１１から前記ワークの中空部に加工液を流しても、スピンドル用固定具２と前記ワークの固定部から加工液が漏れ出ることがないという効果がある。

［第２実施形態］
次に、図１に基づいて本発明の第２実施形態に係るアダプターの例を説明する。図１（Ａ１）は同アダプターの正面図、（Ｂ１）は背面図である。図１（Ａ２）、（Ａ３）、（Ｂ２）及び（Ｂ３）はそれぞれ、Ｘ５−Ｘ５矢視断面図、Ｘ６−Ｘ６矢視図、Ｘ７−Ｘ７矢視断面図及びＸ８−Ｘ８矢視図である。図１（Ｃ）は同アダプターの正面縦端面図、（Ｄ）は第２実施形態に係る他のアダプターの正面縦端面図である。

コレットチャック３は回転軸Ｒの回りに回転する。コレットチャック３は図示しないスピンドルの回転に伴って回転するものである。第１実施形態の説明では、スピンドル１の回転軸をＲとしたが、第２実施形態の説明では、コレットチャック３の回転軸をＲとして説明をする。後記する被把持部２３が前記コレットチャック３で固定されると、本発明の第２実施形態に係るアダプター２Ｃも、該コレットチャック３と共に回転軸Ｒの回りに回転する。

アダプター２Ｃは、被把持部２３を備えるワーク保持部２１Ｃとワーク挟持部２２とからなる。ワーク保持部２１Ｃに保持されるワークは、第１実施例のワークと同様で、回転軸Ｒの方向に延びるワーク、たとえば、長尺なドリルの刃であったり、放電加工用の中空電極ドリルであったりする。

ワーク保持部２１Ｃはこれら長尺なワークの一端を含む部分を収納する、収納空間２１１Ｃを有している。収納空間２１１Ｃを形成するワーク保持部２１Ｃの一端にはワークを挿入するための開口が設けられているが、その反対側の端部には被把持部２３が設けられている。被把持部２３の内部には管部空間２３１が開いていて、その空間は収納空間２１１Ｃに連なっている〔図１（Ｃ）〕。この管部空間２３１は加工液を流すための空間である。

しかし、固定されるワークとして中空でないドリルを固定する場合には管部空間２３１は不要である。このような場合には、例えば、図１（Ｄ）に示すように、管部空間２３１の無い被把持部２３Ｄを備えたアダプター２Ｄでも良い。

ワーク保持部２１Ｃ及び２１Ｄの下部にはワーク挟持部２２が固定ボルト２２１で固定されている。この構成は第１実施形態の構成と同様である。また、管部空間２３１を有するアダプター２Ｃの下部にワーク挟持部２２が固定されると、前記管部空間２３１と収納空間２１１Ｃ及び貫通孔２２２が１つに連なる空間を形成する。

〈使用方法例〉
次に本発明の第２実施形態に係るアダプター２Ｃの使用方法を説明する。使用者は、まず、同アダプター２Ｃの被把持部２３をコレットチャック３に固定する。この際、アダプター２Ｃが若干上方に移動することがあったとしても、まだ、ドリル等のワークを装着していないので問題はない。その後、貫通孔２２２及びこれに連なる収納空間２１１Ｃにドリル刃等の長尺ワークを挿入する。

更に、締付けねじ２２４を操作して切欠き２２３の間隔及び貫通孔２２２の開口面積を縮小させることで、前記ドリル刃等の長尺ワークを固定する。ワークを外す場合には、締付けねじ２２４を操作して切欠き２２３の間隔及び貫通孔２２２の開口面積を拡大させることで、そのワークの固定を解除することができる。このような構成にしているので、ワークを締付けるに際して、ワークが回転せず、かつ、引き込まれもしないスピンドル用固定具を提供できるという効果がある。

更に、収納空間２１１Ｃの横断面上に、この収納空間２１１Ｃを囲むようにして、Ｏリング２１３が装着されている〔図１（Ｃ）〕。このような構成にしているので、中空を有するワークをアダプター２Ｃに装着して、管部空間２３１から前記ワークの中空空間へ加工液を流しても、これらの装着部から加工液が漏れ出ることがないという効果がある。

また、中空電極Ｗ１の径の大きさも様々な大きさのものがある。そこで、本発明の第２実施形態に係るアダプターの収納空間２１１Ｃ及び、貫通孔２２２の口径も前記中空電極Ｗ１の径の大きさに合わせて用意しても良い。この場合、被把持部２３の径は不変としておけば、これを把持するコレットチャック３のサイズは中空電極Ｗ１の径の大きさ毎に変えなくても良くなるという効果がある。

［第３実施形態］
次に図３に基づいて、本発明の第３実施形態に係る放電加工機を説明する。図３は同放電加工機の概略図である。同放電加工機は、回転軸Ｒの回りに回転するＲ軸制御モータ５１と、該Ｒ軸制御モータ５１によって回転するスピンドル５２とを有する。Ｒ軸制御モータ５１とスピンドル５２は、上下腕５１１を介して鉛直軌道６３に支えられている。上下方向制御モータ４１は、ギヤボックス４３を介してボールねじ４２を回転させることで、Ｒ軸制御モータ５１とスピンドル５２の上下位置を制御することができる。

スピンドル５２の下部には、本発明の第１実施形態に係るスピンドル用固定具２が備えられている。そして、該スピンドル用固定具２は中空電極Ｗ１を固定保持している。中空電極Ｗ１は円環ガイド６２を貫通して、被加工物Ｗ２を放電加工するものである。一方、被加工物Ｗ２は台座６１に固定されている。更に、円環ガイド６２も被加工物Ｗ２から一定の距離を隔てて固定されている。詳細には図示していないが、適宜部材によって、上下方向制御モータ４１と、ボールねじ４２及び鉛直軌道６３は台座６１に固定されている。

また、中空電極Ｗ１には加工すべきピッチでねじ山が形成されている。そして、該加工すべきピッチに適合するように、Ｒ軸制御モータ５１と上下方向制御モータ４１の送り量が制御されている。以上の構成にして、中空電極Ｗ１は適宜Ｒ軸の回りに回転すると同時に上下方向に移動し、加工すべきピッチのねじ切り加工が行われる。

ところで、ねじ切り加工の途中で、中空電極Ｗ１を新品の電極に交換する必要が生じることがある。この場合、まず、スピンドル用固定具２を開放して、交換されるべき中空電極Ｗ１が取り外される。次いで、新品の中空電極Ｗ１がスピンドル用固定具２に固定される。しかし、その前に、新たな中空電極Ｗ１に形成されているねじ山が、被加工物Ｗ２に既に形成されているねじ山の位相と一致していなければならない。

そこで、作業者は、新品の中空電極Ｗ１を、被加工物Ｗ２に途中まで形成されているねじ穴に挿入して位相を合わせる。そのうえでスピンドル用固定具２を締付けて中空電極Ｗ１を固定する。その際に、中空電極Ｗ１が僅かでも上下に移動してしまうと、被加工物Ｗ２に既に形成されているねじ穴と位相がずれてしまう。放電加工中はこのねじ穴と中空電極Ｗ１は非接触なので、既に形成されているねじ穴がガイドとして作用することは無く、ずれた位相のままで新たに別のねじ穴が形成されてしまうこととなる。

しかし、本発明の第１実施形態に係るスピンドル用固定具２を備えた放電加工機では、中空電極Ｗ１を締付け固定する際に上下に移動することが無いので、ずれた位相のねじ穴を形成してしまうことを防ぐことができる。

Ｒ…回転軸、１、１Ｂ…スピンドル、１１…中空部、２、２Ｂ…スピンドル用固定具、
２Ｃ，２Ｄ…アダプター、２１，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ…ワーク保持部、
２１１、２１１Ｂ、２１１Ｃ，２１１Ｄ、…収納空間、２１２…連通部、
２１３…Ｏリング、２２…ワーク挟持部、２２１…固定ボルト、２２２…貫通孔、２２３…切欠き、２２４…締付けねじ、２３、２３Ｄ…被把持部、２３１…管部空間、
３…コレットチャック、Ｗ１…中空電極、Ｗ２…被加工物、４１…上下方向制御モータ、
４２…ボールねじ、５１…Ｒ軸制御モータ、５１１…上下腕、５２…スピンドル、
６１…台座、６２…円環ガイド、６３…鉛直軌道。

Claims (4)

1. 一方向に延びたワークの一端を含む部分を収納する為の収納空間が形成されているワーク保持部と、該ワーク保持部の前記収納空間の開口端に設けられ、一部に切欠きのある円環形状であるワーク挟持部と、を有し、該ワーク挟持部は前記切欠きの対向する面間に亘って設けられている拡縮調整具を操作することによって、前記円環形状の開口面積を増減させることを特徴とするスピンドル用固定具。
2. 請求項１に記載のスピンドル用固定具において、前記収納空間の横断面上に、該収納空間を囲むＯリングが装着されている前記ワーク保持部を有することを特徴とするスピンドル用固定具。
3. 請求項１又は請求項２に記載のスピンドル用固定具において、前記一方向に沿った直線上であり、前記ワーク挟持部が設けられている前記収納空間の前記開口端とは反対側の端部に設けられた被把持部を有し、該被把持部には前記一方向に延びて貫通した中空空間が設けられ、前記開口端とは反対側の端部にて、前記中空空間と前記収納空間とが連通していることを特徴とするアダプター。
4. 請求項１又は請求項２に記載のスピンドル用固定具を備えたことを特徴とする放電加工機。
   

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