JP2758878B2 - チャック機構 - Google Patents
チャック機構Info
- Publication number
- JP2758878B2 JP2758878B2 JP7333851A JP33385195A JP2758878B2 JP 2758878 B2 JP2758878 B2 JP 2758878B2 JP 7333851 A JP7333851 A JP 7333851A JP 33385195 A JP33385195 A JP 33385195A JP 2758878 B2 JP2758878 B2 JP 2758878B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tool
- tapered surface
- spindle
- main shaft
- force
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Landscapes
- Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)
- Gripping On Spindles (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】本発明は、ツールを自動で交
換する際に用いられるチャック機構に関する。
換する際に用いられるチャック機構に関する。
【０００１】
【従来の技術】従来、この種のチャック機構は、「ツー
ルエンジニア臨時増刊、１９９１年１０月号」（大河出
版）第４８頁に示されるように、一般的に、機械加工用
のドリル等をチャックするような大型のものしか提案さ
れていない。
ルエンジニア臨時増刊、１９９１年１０月号」（大河出
版）第４８頁に示されるように、一般的に、機械加工用
のドリル等をチャックするような大型のものしか提案さ
れていない。
【０００２】図５は、この従来のチャック機構を示す断
面図であり、主軸２１は、ツール３０先端の外径よりギ
ャップγだけ大きい座ぐり穴２２を有し、かつ軸先端外
周に傾斜角θのテーパコーン２３が設けられ所定寸法の
スリットで等分周した複数のスプリングチャック２４を
有する。チャックリング２５は、先端部内径に主軸のテ
ーパコーン２３と同一の傾斜角θを有するテーパコーン
２６を備えるとともに、その外周に係入された複数の剛
球２７を有し、主軸外形と嵌合および揺動が可能であ
る。締め付けリング２８は、チャックリング２５の外周
と嵌合し、主軸２１との間に剛球２７を係入するととも
に、主軸２１のネジ部２９に締結される。
面図であり、主軸２１は、ツール３０先端の外径よりギ
ャップγだけ大きい座ぐり穴２２を有し、かつ軸先端外
周に傾斜角θのテーパコーン２３が設けられ所定寸法の
スリットで等分周した複数のスプリングチャック２４を
有する。チャックリング２５は、先端部内径に主軸のテ
ーパコーン２３と同一の傾斜角θを有するテーパコーン
２６を備えるとともに、その外周に係入された複数の剛
球２７を有し、主軸外形と嵌合および揺動が可能であ
る。締め付けリング２８は、チャックリング２５の外周
と嵌合し、主軸２１との間に剛球２７を係入するととも
に、主軸２１のネジ部２９に締結される。
【０００３】この従来のチャック機構を用いた第１の把
持方法は、図示されていない回転駆動軸により締め付け
リング２８を回転させることによって、剛球２７を介し
てチャックリング２５を軸方向に駆動する。これによ
り、スプリングチャック２４を縮径させツール３０を把
持する。
持方法は、図示されていない回転駆動軸により締め付け
リング２８を回転させることによって、剛球２７を介し
てチャックリング２５を軸方向に駆動する。これによ
り、スプリングチャック２４を縮径させツール３０を把
持する。
【０００４】また、この従来の機構を用いた第２の把持
方法は、図示されていない主軸回転駆動系を活用するこ
とにより図示されていない上下動作可能なクランパによ
り締め付けリング２８を固定し主軸２１を回転させチャ
ックリング２５を軸方向に駆動してスプリングチャック
２４を縮径させツール３０を把持する。
方法は、図示されていない主軸回転駆動系を活用するこ
とにより図示されていない上下動作可能なクランパによ
り締め付けリング２８を固定し主軸２１を回転させチャ
ックリング２５を軸方向に駆動してスプリングチャック
２４を縮径させツール３０を把持する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のチャック機構を
用いた第１の把持方法では、締め付けリングの回転駆動
軸を備える必要があるため装置が大型化してしまうとい
う問題点がある。
用いた第１の把持方法では、締め付けリングの回転駆動
軸を備える必要があるため装置が大型化してしまうとい
う問題点がある。
【０００６】一方、第２の把持方法では、主軸が回転す
ることにより把持時にツールの方向性が安定しないとい
う問題点がある。
ることにより把持時にツールの方向性が安定しないとい
う問題点がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明のチャック機構は、ツール外径よりもやや
大きい径を有する座ぐり穴を先端に備え、かつ該先端外
周に所定角度で広がる第１のテーパ面を有し、該第１の
テーパ面が押圧されることによってツールを保持する第
１の部材を備える主軸と、先端部内径に第１のテーパ面
の広がり角と同角度で広がる第２のテーパ面を備え、か
つ外周に第２の部材を有し、主軸の外周と嵌合するとと
もに摺動可能に配置される第３の部材と、第２の部材と
接触することによって第３の部材の摺動動作を制御する
第４の部材と、第２のテーパ面により第１のテーパ面を
主軸の軸方向に押し付けるように第３の部材に押圧力を
加えるスプリングとを備え、主軸を下降させて、第４の
部材から第３の部材にスプリングによる弾性力とは反対
方向に力を加えることによって、第１のテーパ面と第２
のテーパ面とを離間させ、第１の部材によるツールへの
保持力を解放するとともに、主軸を上昇させて、第４の
部材から第３の部材に加えられる力を解除することによ
って、第１のテーパ面で第２のテーパ面を押圧させて、
第１の部材によりツールを保持するものである。
めに、本発明のチャック機構は、ツール外径よりもやや
大きい径を有する座ぐり穴を先端に備え、かつ該先端外
周に所定角度で広がる第１のテーパ面を有し、該第１の
テーパ面が押圧されることによってツールを保持する第
１の部材を備える主軸と、先端部内径に第１のテーパ面
の広がり角と同角度で広がる第２のテーパ面を備え、か
つ外周に第２の部材を有し、主軸の外周と嵌合するとと
もに摺動可能に配置される第３の部材と、第２の部材と
接触することによって第３の部材の摺動動作を制御する
第４の部材と、第２のテーパ面により第１のテーパ面を
主軸の軸方向に押し付けるように第３の部材に押圧力を
加えるスプリングとを備え、主軸を下降させて、第４の
部材から第３の部材にスプリングによる弾性力とは反対
方向に力を加えることによって、第１のテーパ面と第２
のテーパ面とを離間させ、第１の部材によるツールへの
保持力を解放するとともに、主軸を上昇させて、第４の
部材から第３の部材に加えられる力を解除することによ
って、第１のテーパ面で第２のテーパ面を押圧させて、
第１の部材によりツールを保持するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
て図面を参照して詳細に説明する。
【０００９】図１ないし図４は、本発明の一実施形態の
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【００１０】図１を参照すると、主軸１は、ツール２中
央部分のチャックしろ部外径よりギャップγだけ大きい
径を有する座ぐり穴３を軸先端に有し、かつ軸先端外周
に角度θで広がるテーパコーン４を有し所定寸法のスリ
ットで等分周された複数のスプリングチャック５を備え
ている。なお、図１では、スプリングチャック５が後述
されるスプリング１１の弾性力により変形しているため
にギャップγは０となっている。チャックリング６は、
先端部内径に主軸１のテーパコーン４と同角度θで広が
るテーパコーン７が形成され、かつフランジ８を有し、
主軸１の外周と嵌合するとともに、Ｚ軸方向に摺動可能
である。ストッパ９は、主軸１先端外径とフランジ８外
径の中間寸法を径とする穴１０を有し、その上面がフラ
ンジ８と平行となるように配置される。スプリング１１
は、その弾性力により、チャックリング６先端のテーパ
コーン７が主軸１の外周に形成されたテーパコーン４を
軸方向に押し付けるように、チャックリング６外周に配
置される。スプリング押え１２は、チャックリング６と
相対する位置に配置され、チャックリング６との間でス
プリング１１を挟むように主軸１に固定される。ツール
ホルダ１３は、ツール２と嵌合するホルダ穴１４とツー
ル２に設けられツール２の傾斜角を決定する方向基準面
１５と精度良く接する基準面１６とを備える。なお、こ
のツールホルダ１３は、ツールテーブル１７上にツール
２と同数配置される。ツールテーブル１７は、図示せぬ
エアシリンダにより上下動作が可能である。
央部分のチャックしろ部外径よりギャップγだけ大きい
径を有する座ぐり穴３を軸先端に有し、かつ軸先端外周
に角度θで広がるテーパコーン４を有し所定寸法のスリ
ットで等分周された複数のスプリングチャック５を備え
ている。なお、図１では、スプリングチャック５が後述
されるスプリング１１の弾性力により変形しているため
にギャップγは０となっている。チャックリング６は、
先端部内径に主軸１のテーパコーン４と同角度θで広が
るテーパコーン７が形成され、かつフランジ８を有し、
主軸１の外周と嵌合するとともに、Ｚ軸方向に摺動可能
である。ストッパ９は、主軸１先端外径とフランジ８外
径の中間寸法を径とする穴１０を有し、その上面がフラ
ンジ８と平行となるように配置される。スプリング１１
は、その弾性力により、チャックリング６先端のテーパ
コーン７が主軸１の外周に形成されたテーパコーン４を
軸方向に押し付けるように、チャックリング６外周に配
置される。スプリング押え１２は、チャックリング６と
相対する位置に配置され、チャックリング６との間でス
プリング１１を挟むように主軸１に固定される。ツール
ホルダ１３は、ツール２と嵌合するホルダ穴１４とツー
ル２に設けられツール２の傾斜角を決定する方向基準面
１５と精度良く接する基準面１６とを備える。なお、こ
のツールホルダ１３は、ツールテーブル１７上にツール
２と同数配置される。ツールテーブル１７は、図示せぬ
エアシリンダにより上下動作が可能である。
【００１１】なお、ストッパ９、ツールホルダ１３およ
びツールテーブル１７以外の構成は、全て主軸１に取り
付けられている。また、主軸１は、図示せぬ駆動手段に
よりＺ軸方向に移動が可能である。
びツールテーブル１７以外の構成は、全て主軸１に取り
付けられている。また、主軸１は、図示せぬ駆動手段に
よりＺ軸方向に移動が可能である。
【００１２】次に、既にチャック機構によりチャックさ
れているツールを他のツールに交換する動作について説
明する。なお、ツールをチャックしていない状態からツ
ール２をはじめてチャックする場合も、同様の動作で行
われる。
れているツールを他のツールに交換する動作について説
明する。なお、ツールをチャックしていない状態からツ
ール２をはじめてチャックする場合も、同様の動作で行
われる。
【００１３】図１に示すように、ツール２がチャックさ
れたいる状態から、フランジ８の下面がストッパ９の上
面に接するように、ツールテーブル１７を上昇させる。
さらに、図２に示すように、主軸１を、ツール２とツー
ルホルダ１３が接する位置まで、下降させる。
れたいる状態から、フランジ８の下面がストッパ９の上
面に接するように、ツールテーブル１７を上昇させる。
さらに、図２に示すように、主軸１を、ツール２とツー
ルホルダ１３が接する位置まで、下降させる。
【００１４】次に、図３に示すように、主軸１を所定距
離αだけ下降させる。ツールテーブル１７を上昇させる
ための荷重は、主軸１を下降させるための荷重よりも小
さく設定されており、ツール２をツールテーブル１７に
密接させたまま主軸１を強制的に所定距離αだけ下降さ
せる。すると、チャックリング６は、ストッパ９により
上方に押され、テーパコーン４および７同士の接触が解
かれる。そして、テーパコーン４および７同士の接触に
より弾性変形していたスプリングチャック５が開き、ツ
ール２が解放される。この時点で、ツール２とスプリン
グチャック５とは、ギャップγだけ離れている。
離αだけ下降させる。ツールテーブル１７を上昇させる
ための荷重は、主軸１を下降させるための荷重よりも小
さく設定されており、ツール２をツールテーブル１７に
密接させたまま主軸１を強制的に所定距離αだけ下降さ
せる。すると、チャックリング６は、ストッパ９により
上方に押され、テーパコーン４および７同士の接触が解
かれる。そして、テーパコーン４および７同士の接触に
より弾性変形していたスプリングチャック５が開き、ツ
ール２が解放される。この時点で、ツール２とスプリン
グチャック５とは、ギャップγだけ離れている。
【００１５】解放されたツール２は、図４に示すよう
に、ツールテーブル１７を下降させることにより所定の
ツールホルダ１３に嵌合される。
に、ツールテーブル１７を下降させることにより所定の
ツールホルダ１３に嵌合される。
【００１６】次に、他のツールを新たにチャックする手
順について説明する。
順について説明する。
【００１７】ツールテーブル１７は、交換すべきツール
２が主軸１下方に配置されるように、図示せぬ駆動軸に
より移動する。そして、ツールテーブル１７を、前述の
図３に示す位置まで上昇させ、新たなツール２を主軸１
に挿入する。さらに、主軸１を、前述の図２に示す位置
まで上昇させることにより、チャックリング６が閉じ、
テーパコーン４および７同士は再び接触してスプリング
チャック５を弾性変形させ、これにより、ツール２がチ
ャックされる。この際、ツールテーブル１７は、前述の
主軸１下降時の荷重よりも大きな荷重で上昇している。
したがって、主軸１の上昇に同期してツール２上面と主
軸１の座ぐり穴３が常に密接した状態で、主軸１が、図
２に示す位置まで上昇することになる。
２が主軸１下方に配置されるように、図示せぬ駆動軸に
より移動する。そして、ツールテーブル１７を、前述の
図３に示す位置まで上昇させ、新たなツール２を主軸１
に挿入する。さらに、主軸１を、前述の図２に示す位置
まで上昇させることにより、チャックリング６が閉じ、
テーパコーン４および７同士は再び接触してスプリング
チャック５を弾性変形させ、これにより、ツール２がチ
ャックされる。この際、ツールテーブル１７は、前述の
主軸１下降時の荷重よりも大きな荷重で上昇している。
したがって、主軸１の上昇に同期してツール２上面と主
軸１の座ぐり穴３が常に密接した状態で、主軸１が、図
２に示す位置まで上昇することになる。
【００１８】さらに、主軸１を、前述の図１に示す位置
まで上昇させることにより、ツール２の交換が完了す
る。ツール２をチャックしている力Ｋは、スプリング１
１の弾性力をＦとすると、Ｋ＝Ｆ／ｔａｎθで表され
る。
まで上昇させることにより、ツール２の交換が完了す
る。ツール２をチャックしている力Ｋは、スプリング１
１の弾性力をＦとすると、Ｋ＝Ｆ／ｔａｎθで表され
る。
【００１９】このように、スプリングチャック５の開閉
動作は、主軸１外径を摺動面としたチャックリング６の
軸方向移動によりテーパコーン４および７同士が接触あ
るいは離間することによるくさび効果が利用される。
動作は、主軸１外径を摺動面としたチャックリング６の
軸方向移動によりテーパコーン４および７同士が接触あ
るいは離間することによるくさび効果が利用される。
【００２０】なお、ツール２上部と座ぐり穴３の上面と
を接触させることによって、Ｚ方向の位置決め精度を向
上させることができる。また、チャック解放直後に、図
示せぬクランパによりツール２の方向基準面１５をツー
ルホルダの基準面１６に押し当てることにより、ツール
２の傾斜方向精度を向上させることができる。
を接触させることによって、Ｚ方向の位置決め精度を向
上させることができる。また、チャック解放直後に、図
示せぬクランパによりツール２の方向基準面１５をツー
ルホルダの基準面１６に押し当てることにより、ツール
２の傾斜方向精度を向上させることができる。
【００２１】また、主軸１の上下動作は、例えば、半導
体製造装置におけるデバイス搭載ヘッドに付属するＺ駆
動軸を活用することが可能である。
体製造装置におけるデバイス搭載ヘッドに付属するＺ駆
動軸を活用することが可能である。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のチャック
機構は、主軸先端をスプリングチャック構造にし、その
チャック力をスプリングで発生させ、主軸の上下動作に
よりツールを把持するために、構成の簡単化かつ小型化
を実現することができる。
機構は、主軸先端をスプリングチャック構造にし、その
チャック力をスプリングで発生させ、主軸の上下動作に
よりツールを把持するために、構成の簡単化かつ小型化
を実現することができる。
【００２３】さらに、ツールホルダに基準面を設けたた
めに、ツールの傾斜方向の精度を向上させることができ
る。
めに、ツールの傾斜方向の精度を向上させることができ
る。
【図１】本発明の一実施形態の構成を示す断面図であ
る。
る。
【図２】本発明の一実施形態のツール交換時の動作を説
明するための構成を示す断面図である。
明するための構成を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態のツール交換時の動作を説
明するための構成を示す断面図である。
明するための構成を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態のツール交換時の動作を説
明するための構成を示す断面図である。
明するための構成を示す断面図である。
【図５】従来のチャック機構の構成を示す断面図であ
る。
る。
１ 主軸 ２ ツール ３ 座ぐり穴 ４、７ テーパコーン ５ スプリングチャック ６ チャックリング ８ フランジ ９ ストッパ １０ 穴 １１ スプリング １２ スプリング押え １３ ツールホルダ １４ ホルダ穴 １５ 方向基準面 １６ 基準面 １７ ツールテーブル
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−75806（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−742（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−161233（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−56841（ＪＰ，Ａ) 特公 平１−20022（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23B 31/20 B23Q 3/157
Claims (1)
- 【請求項１】 ツール外径よりもやや大きい径を有する
座ぐり穴を先端に備え、かつ該先端外周に所定角度で広
がる第１のテーパ面を有し、該第１のテーパ面が押圧さ
れることによって前記ツールを保持する第１の部材を備
える主軸と、 先端部内径に前記第１のテーパ面の広がり角と同角度で
広がる第２のテーパ面を備え、かつ外周に第２の部材を
有し、前記主軸の外周と嵌合するとともに摺動可能に配
置される第３の部材と、 前記第２の部材と接触することによって前記第３の部材
の摺動動作を制御する第４の部材と、 前記第２のテーパ面で前記第１のテーパ面を前記主軸の
軸方向に押し付けるように前記第３の部材に押圧力を加
えるスプリングと、 前記ツールを嵌合し、前記ツールに備えられた該ツール
の傾斜角を決定する方向基準面と接触可能な基準面を有
するツールホルダと、 前記ツールホルダが配置され、前記主軸の軸方向に移動
可能であって、前記主軸が下降する際と該主軸が上昇す
る際とで異なる荷重で前記ツールホルダを上昇させるツ
ールテーブルと を備え、 前記主軸を下降させて前記ツールホルダに嵌合させ、前
記第４の部材から前記第３の部材に前記スプリングによ
る弾性力とは反対方向に力を加えることによって、前記
第１のテーパ面と前記第２のテーパ面とを離間させ、前
記第１の部材による前記ツールへの保持力を解放すると
ともに、ツール交換時に前記ツールテーブルを上昇させて新たな
ツールを前記主軸の前記座ぐり穴に密接させ、その後、
前記主軸を上昇させて、前記第４の部材から前記第３の
部材に加えられる前記力を解除することによって、前記
第１のテーパ面で前記第２のテーパ面を押圧させて、前
記第１の部材により前記新たなツールを保持することを
特徴とするチャック機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7333851A JP2758878B2 (ja) | 1995-12-22 | 1995-12-22 | チャック機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7333851A JP2758878B2 (ja) | 1995-12-22 | 1995-12-22 | チャック機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09174315A JPH09174315A (ja) | 1997-07-08 |
| JP2758878B2 true JP2758878B2 (ja) | 1998-05-28 |
Family
ID=18270658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7333851A Expired - Lifetime JP2758878B2 (ja) | 1995-12-22 | 1995-12-22 | チャック機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2758878B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106736675A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-05-31 | 重庆速腾机械制造有限公司 | 齿轮楔形柱固定装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108857504B (zh) * | 2018-06-22 | 2020-11-10 | 滁州市可欣机械科技有限公司 | 一种机械加工去屑方法 |
| CN109483264A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-03-19 | 陕西航空电气有限责任公司 | 一种以内孔及端面定位的分体式夹具 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6420022A (en) * | 1987-07-15 | 1989-01-24 | Kubota Ltd | Guide of working machine for root vegetables |
| JP2831814B2 (ja) * | 1990-07-12 | 1998-12-02 | 株式会社森精機製作所 | 工具用チャック |
-
1995
- 1995-12-22 JP JP7333851A patent/JP2758878B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106736675A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-05-31 | 重庆速腾机械制造有限公司 | 齿轮楔形柱固定装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09174315A (ja) | 1997-07-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980224 |