JP3116459U - 工具の掴持用チャック - Google Patents

Abstract

【課題】 工作機械のスピンドルに取付けられて工具を掴持する為のチャックであって、全長が短くて剛性が高く、そして比較的軽くて扱い易いチャックの提供。
【解決手段】 スピンドル２の穴に嵌って吊設されるテーパーシャンク部３と、該テーパーシャンク部３と同軸を成して下方へ延びるチャック筒４と、該チャック筒４の外周に遊嵌する為のニードルローラ８，８・・を複数個配列したローラ保持輪９、そして該ローラ保持輪９の外周には締付けナット５を嵌め、上記チャック筒４の内部穴には工具１のシャンク１１が嵌るスプリングコレット１０を嵌合して掴持可能としている。
【選択図】 図１

Description

本考案はドリルなどの切削工具を掴持するチャックであり、特に剛性に優れて重切削が可能で、取り扱い易いチャックに関するものである。

チャックとは工作機械のスピンドルに切削工具を強固に掴持する為の装置であり、該チャックを介してスピンドルと共に切削工具を回転することが出来る。該チャックは切削工具を正確に掴持し、しかも切削加工に際して工具がビビルことなく安定した回転が出来るように剛性が求められる。該チャックは一般にその重量が大きく、工作機械のスピンドルに取付ける作業は大変である。

図２は従来のチャック構造を示している。切削工具(イ)のチャックはホルダー本体(ロ)を有し、このホルダー本体(ロ)は工作機械のスピンドル(ハ)に設けているテーパー穴に挿着されるテーパーシャンク部(ニ)と、このテーパーシャンク部(ニ)の下端部に形成した把持用のフランジ(ホ)を有し、このフランジ(ホ)の下方には該テーパーシャンク部(ニ)の軸線と一致して延設されるチャック筒(ヘ)を設けている。ここで、チャック筒(ヘ)の外周面は下方先端に向いて径が小さくなるテーパ面と成っている。

そして、該チャック筒(ヘ)の外周にはローラ保持輪(ト)を遊嵌し、このローラ保持輪(ト)はチャック筒(ヘ)のテーパー面とほぼ同様なテーパー角度で先端に向いて径が小さくなる筒体から形成されている。また、このローラ保持輪(ト)はチャック筒(ヘ)の先端部外周に設けた止めリングによってチャック筒(ヘ)から抜け落ちないように保持されている。

そして、ローラ保持輪(ト)には、該ローラ保持輪(ト)の軸線に対して円周方向に所定角度で傾斜させて嵌め込んだ多数のニードルローラ(チ)、(チ)・・が全面にわたって数段に配設されている。また、各ニードルローラ(チ)、(チ)・・はローラ保持輪(ト)の肉厚寸法より大きな径に形成され、これによりローラ保持輪(ト)の内周面側へ突出する各ニードルローラ(チ)、(チ)・・をチャック筒(ヘ)のテーパー外周面に当接させ、ローラ保持輪(ト)の外周面側へ突出する各ニードルローラ(チ)、(チ)・・を締付けナット(リ)の内周面に当接させる構造になっている。

締付けナット(リ)は、チャック筒(ヘ)を縮径させて目的の工具を緊密に掴持するものであり、チャック筒(ヘ)の外周にローラ保持輪(ト)で保持されたニードルローラ(チ)、(チ)・・を介して嵌合される。この締付けナット(リ)の内周面は、フランジ(ホ)と対向する端から先端に向いて径が小さくなるテーパー付き円筒面に構成されている。また、締付けナット(リ)のフランジ側の基端部内周には、シール兼用の抜け止めリングが装着されており、このシール兼用の抜け止めリングはチャック筒(ヘ)の外周面に当接することによりシール機能を発揮し、そして、ローラ保持輪(ト)の端面に当接することで締付けナット(リ)のチャックから抜け落ちを防止している。

このように構成した従来のチャックにおいて、工具(イ)を掴持する場合は、工具(イ)のシャンク(ヌ)にスプリングコレット(ル)を嵌合し、このスプリングコレット(ル)ごと工具(イ)のシャンク(ヌ)をチャック筒(ヘ)の円筒穴内に挿入する。この状態で締付けナット(リ)を時計方向に回転するならば、締付けナット(リ)のテーパー付き円筒面と当接する各ニードルローラ(チ)、(チ)・・は僅かに傾斜している為に、それ自身の軸線に直角の方向に自転しながらチャック筒(ヘ)の外周面を螺旋状に公転する為、ローラ保持輪(ト)はチャック筒(ヘ)の下側からフランジ(ホ)の方向へニードルローラ(チ)、(チ)・・の公転に伴い回転しつつ移動し、同時に締付けナット(リ)もフランジ(ホ)の方向へ上昇移動する。

これにより、締付けナット(リ)のテーパー付き円筒面とチャック筒(ヘ)の外周テーパー面間の間隙が減少するため、締付けナット(リ)は各ニードルローラ(チ)、(チ)・・を介してチャック筒(ヘ)を外周から強圧して縮径させる。その結果、チャック筒(ヘ)の円筒穴内に挿入された工具(イ)のシャンク(ヌ)はスプリングコレット(ル)を介して締付けられ、掴持される。また、締付け状態にある締付けナットを逆に反時計方向に回転するならば、ローラ保持輪(ト)がチャック筒(ヘ)の先端側へ降下移動すると共に締付けナット(リ)も同一方向へ移動する。この為に、縮径されていたチャック筒(ヘ)は元の径に復元して工具への掴持力が解除される結果、工具(イ)の抜取り、或いは交換が可能と成る。

ところで、上記締付けナット(リ)を回転するならば上昇移動してチャック筒(ヘ)及びスプリングコレット(ル)を締付け、工具(イ)のシャンク(ヌ)を掴持する。この場合、締付けナット(リ)の上端とフランジ(ホ)との間には隙間(オ)が残され、該隙間(オ)の存在によりチャック全体の剛性が低下する。その結果、工具(イ)にて重切削を行うことが出来難い。

また、従来のチャック構造は、テーパーシャンク部(ニ)の下方にフランジ(ホ)を有し、さらに該フランジ(ホ)からチャック筒(ヘ)を下方へ延ばしている。そして、工具(イ)のシャンク(ヌ)が嵌合したスプリングコレット(ル)は該チャック筒(ヘ)に嵌って掴持されているが、上記テーパーシャンク部(ニ)が嵌合している工作機械のスピンドル(ハ)からの距離が大きく成っている。このこともチャックの剛性低下を招き、しかも切削加工に際してのビビリ現象を発生する原因となる。

一方、テーパーシャンク部(ニ)、フランジ(ホ)、チャック筒(ヘ)、及び該チャック筒(ヘ)に取付けられるニードルローラ(チ)、(チ)・・を備えたローラ保持輪(ト)、それに締付けナット(リ)にて構成されるチャックは、その重量が重くなり、多数の工具(イ)、(イ)・・を備えているマシニングセンターなどでは、該チャックの取付けが大変となる。さらに、該チャックの製造コストは非常に高く、各工具ごとに準備することは容易でない。
特開２００５−１０３７３０号に係る「チャック」

このように、従来の工具掴持用チャックには上記のごとき問題がある。本考案が解決しようとする課題はこれら問題点であり、比較的軽くて取扱い易く、剛性が高くて重切削を可能とする工具掴持用チャックを提供する。

本考案に係る工具掴持用チャックは、工作機械のスピンドルに取付けて工具のシャンクを掴持することが出来る構造と成っているが、ホルダー本体はテーパーシャンク部とチャック筒で構成され、チャック筒はテーパーシャンク部と同軸を成して下方へ延びている。そして、チャック筒の外周には従来のチャックと同じように複数のニードルローラを配列したローラ保持輪が嵌り、該ローラ保持輪の外周には締付けナットが嵌っている。

上記チャック筒の内部にはスプリングコレットが嵌合し、該スプリングコレットには工具のシャンクが嵌って掴持される。上記チャック筒は下端部側の径が僅かに小さく成っており、締付けナットを回転して締付けるならば、チャック筒は縮径してスプリングコレットが締まり、工具のシャンクが掴持される。このように、本考案のチャックは、従来のフランジと締付けナットを一体化して構成し、工作機械のスピンドル下端から工具シャンクを掴持するチャック筒までの距離を縮小した構造と成っている。

本考案のチャックはテーパーシャンクの下端からチャック筒を下方へ延ばし、フランジを有していない為に全長は短くなり、チャック筒にはローラ保持輪に配列したニードルローラを介して締付けナットが取付けられている。従って、チャック全体の剛性は高くなる為に、重切削が出来る。また、チャック長さが短くなることで工作機械のスピンドル下端からの工具までの距離は小さくなり、その為に切削加工に際してビビリ現象は発生しない。

さらに、チャックが短くなることで、ワーク(被加工物)上から工具下端までの距離が拡大し、その重量は小さくなって取扱いが便利であり、製造コストも従来と比較して２割〜3割程度安くなる。しかも、本考案のチャックはスピンドルに嵌るテーパーシャンク部は従来と共通している為に、既存の工作機械に取付けることに何ら問題はない。

図1は本考案に係る工具掴持用チャックを示す実施例である。同図の１は工具、２は工作機械のスピンドル、３はチャックのテーパーシャンク部、４はチャック筒、5は締付けナットをそれぞれ表している。上記テーパーシャンク部３は上部を細くした円錐台形を成し、その下端にはチャック筒４が同軸を成して下方へ延びている。

テーパーシャンク部3の中心軸部には穴６が設けられ、該穴6の上端部はネジ穴７と成っていて、スピンドル２に内装されているプルスタッドの下端部に形成しているネジが螺合して吊設される。上記チャック筒４の外周面は、従来と同じく下方の径が僅かに小さくなるようにテーパーになっている。そして、該チャック筒４の外周には複数のニードルローラ８，８・・を配列したローラ保持輪９が嵌り、該ローラ保持輪9の外周には締付けナット５が嵌っている。

これら複数のニードルローラ８，８・・はローラ保持輪9の軸線に対して円周方向に所定の角度傾斜している。このローラ保持輪９はチャック筒4と同じく、下方の径が僅かに小さく成っている。そして、ニードルローラ８の外径はローラ保持輪９の肉厚寸法より僅かに大きく成っている為に、チャック筒4の外周面及び締付けナット5の内周面に当接している。上記締付けナット5の内周面も下方の径が僅かに小さく成っている。

チャック筒４の内部にはスプリングコレット１０が嵌り、該スプリングコレット１０の内部には工具１のシャンク11が嵌合している。ここで、スプリングコレット１０は軸方向に複数本のスリット溝が形成され、外周からの締付け力が作用するならば、縮径してシャンク１１を掴持することが出来る。

ところで、工具１を掴持する場合は、工具１のシャンク１１にスプリングコレット１０を嵌合し、このスプリングコレット１０ごと工具１のシャンク１１をチャック筒４の円筒穴内に挿入する。この状態で締付けナット５を時計方向に回転するならば、締付けナット５のテーパー付き円筒面と当接する各ニードルローラ８，８・・は、それ自身の軸線に直角の方向に自転しながらチャック筒４の外周面を螺旋状に公転する為、ローラ保持輪９はニードルローラ８，８・・の公転に伴い回転しつつ上昇し、同時に締付けナット５も上昇する。

これにより、締付けナット５のテーパー付き円筒面とチャック筒４の外周テーパー面間の間隙が減少するため、締付けナット５は各ニードルローラ８，８・・を介してチャック筒４を外周から強圧して縮径させる。その結果、チャック筒４の円筒穴内に挿入された工具１のシャンク１１はスプリングコレット１０を介して締付けられ、掴持される。また、締付け状態にある締付けナット５を逆に反時計方向に回転するならば、ローラ保持輪９がチャック筒４の下方側へ移動すると共に締付けナット５も同一方向へ降下する。この為に、縮径されていたチャック筒４は元の径に復元して工具への掴持力が解除される結果、工具１の抜取り、或いは交換が可能と成る。

本考案に係る工具掴持用チャックを示す実施例。 従来の工具掴持用チャック。

符号の説明

１ 工具
２ スピンドル
３ テーパーシャンク部
４ チャック筒
５ 締付けナット
６ 穴
７ ネジ穴
８ ニードルローラ
９ ローラ保持輪
10 スプリングコレット
11 シャンク

Claims (2)

1. 工作機械のスピンドルに取付けられて工具を掴持する為のチャックにおいて、スピンドルの穴に嵌って吊設されるテーパーシャンク部と、該テーパーシャンク部と同軸を成して下方へ延びるチャック筒と、該チャック筒の外周に遊嵌する為のニードルローラを複数個配列したローラ保持輪、そして該ローラ保持輪の外周には締付けナットを嵌め、上記チャック筒の内部穴には工具のシャンクを嵌合して掴持可能としたことを特徴とする工具の掴持用チャック。
2. 上記チャック筒の内部穴にスプリングコレットを介して工具のシャンクを嵌めた請求項1記載の工具の掴持用チャック。

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