JP3732836B2

JP3732836B2 - コレット取付け用アダプター

Info

Publication number: JP3732836B2
Application number: JP2003140553A
Authority: JP
Inventors: 耕作前田; 茂宏前田
Original assignee: 茂宏前田
Priority date: 2003-05-19
Filing date: 2003-05-19
Publication date: 2006-01-11
Anticipated expiration: 2023-05-19
Also published as: JP2004338066A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械の把持部に取付けるコレット取付け用アダプターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、工作機械で棒状のワーク（例えば、円柱、三角柱、四角柱、六角柱など）を把持する場合、旋盤などの工作機械の把持部（例えば、図４のような生爪２５）をワークに合わせて加工した後、ワークを直接生爪１３に固定していた。しかしながら、ワークの形状又は寸法が異なるワークを把持する場合、把持するワークを変える毎に、ワークの形状又は寸法に合わせて把持部を加工しなおす必要があった。
【０００３】
そこで、図４（ａ）に示すように、ワークＷ３の形状又は寸法に合った予め用意された把持冶具（以下「コレット」という）２１をアダプター２２に取付けて、ワークＷ３が変わる毎の把持部加工のしなおしを不要にしたものが既に提案されている（例えば、特許文献１参照）。すなわち、いくつかの形状又は寸法を把持できるコレット２１を予め用意し、アダプター２２の内面に螺合させた後、アダプター２２をチャック２６にアダプター取付け用ボルト２４で固定し、生爪２５でコレット２１を介してワークＷ３を把持することができるアダプター２２を用いていた。
【０００４】
また、生爪を用いない工作機械において、アダプターにコレットを取付けた後、コレット後端のナットの締付力でワークを把持することができるアダプターが提案されている（例えば、特許文献２参照）。これもまた、収容されたチャックを取り替えるだけで、ワークの形状又は寸法が異なる場合に対応することができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１３８０２２号公報
【特許文献２】
特開平９−１９８０４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１では、回転切削するときに、ワークＷ３の軸心Ｏと旋盤の軸心Ｏが同一直線上になるような設定「芯だし」に手間がかかる。芯だしをするためには、図４（ｂ）に示すように、まず、コレット２１が取付けられたアダプター２２の鍔部２２ａをチャック２６にアダプター取付け用ボルト２４で仮設置する。次に、図４（ｃ）に示すように、仮設置さらたワーク把持冶具２０に収容されたコレット２１の前端部２１ａを生爪２５で把持する。そして、旋盤を回転させコレット２１を介して把持されたワークＷ３の振れがないかを確認した後、アダプター取付け用ボルト２４でアダプター２２の鍔部２２ａをチャック２６に本設置する。これを、ワークＷ３が変わる毎に、ワークＷ３の振れがないかを確認した後、アダプター取付け用ボルト２４でアダプター２２の鍔部２２ａをチャック２６に本設置するという作業を繰り返す。これは、ワークＷ３を頻繁に取り替える作業では、手間のかかる作業となる。さらに、図４（ｄ）に示されているように、コレット２１と生爪２５の接触面が非常に狭いため、ワークの芯だし精度が悪い。
【０００７】
特許文献２では、ワークが取付けられたチャックをガイドブッシュにネジ締付けして軸心方向の位置決めをすると同時に、ワークを把持できる構成になっている。このため、ワークが変わる毎に、チャックを替えなければならないので、工作機械本体に螺合されているフレームからホルダー、取付けスリーブ、ガイドブッシュ及びチャックを順次取り外さなければならない。もちろん、工作機械本体からホルダーを取り外すので、前記４つの部品以外にも取り外さなけばならない。よって、頻繁にワークを取り替える作業では、非常に手間がかかる作業となる。
【０００８】
本願発明は係る問題点に鑑み、ワークの取り替えに手間がかからず、汎用性があるアダプターを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願発明のコレット取付け用アダプターは、軸心方向の位置決め部を有し、ワーク又は工具を把持するコレットを収容でき、工作機械の把持部に取付けるアダプターであって、アダプター形状は円筒状であり、アダプター前端部に円形状鍔部を形成し、円形状鍔部の後面に第１段部を形成し、第１段部後方に連なる円筒大径部が、縮径して第２段部を形成し、第２段部後方に連なる円筒小径部に略長方形状の開口を形成し、略長方形状の開口の後方に連なる円筒小径部が、拡径して円筒中径部を形成し、アダプター前端部の内面は、前方が大径で、後方に行くにつれて小径になっている円錐状部を有し、コレット前方の円錐状部外周面と当接するように形成され、アダプター前端部の内面の円錐状部後方に連なる第１円筒状部は、縮径して第２円筒状部を形成し、第２円筒状部は、コレット前方の円錐状部に連なる円筒状部外周面と当接するように形成され、アダプターの前端部に弾性変形させるためのすり割を形成し、すり割はアダプターの前端部から略長方形状の開口に至るように形成され、アダプターの軸心方向の位置決めに、第１段部及び第２段部を用いる。
【００１０】
上記構成により、アダプターの円筒大径部が軸心方向に弾性変形し、それにともなってコレットの円錐状部も軸心方向に弾性変形し、ワーク又は工具を把持することができる。さらに、アダプターの第１段部又は第２段部を生爪に当接させることで、軸心方向の位置決めが可能になり、棒状の複数のワーク又は工具を頻繁に取り替える必要がある場合、このアダプターを使うことで、ワーク又は工具に合ったコレットを交換するだけで、ワーク又は工具を容易に取り替えることができる。
【００１１】
さらに、コレット取付け用アダプターは、アダプターのすり割が、コレットのすり割と半径方向で一致するように、キー取付け用の穴を円筒状小径部に設定していれば、生爪の応力によるアダプターの弾性変形による変位量と、アダプターの弾性変形によって生じるコレットの弾性変形による変位量を等しくすることができる。こうすることで、例えば、ワークを変形させて加工する場合等に使用することができる。
【００１２】
また、工作機械の把持部が、アダプターの所定範囲を把持できるように、アダプターの前面に位置決めマーキングを刻設すれば、生爪の把持位置が明確になり、作業者がアダプターを取付ける際に、所定範囲外を把持することを防ぐことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本願発明の一実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
図１は、本願発明の一実施形態であるワーク把持冶具１の斜視図であり、（ａ）は組立後の全体図、（ｂ）は分解図である。また、図２は、アダプターの詳細図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）側断面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は後面図である。
【００１５】
図１に示すように、ワーク把持冶具１は、コレット２と、アダプター３と、アダプター３とコレット２を固定するためのナット４，５と、ストッパー部材６から主に構成されている。
【００１６】
コレット２は、外周面の前方が大径で、後方に行くにつれて小径になっている円錐状部５２と、円錐状部５２に連なる円筒状部５３と、円筒状部５３から拡径になって連なっている拡径部５５と、拡径部５５から縮径になって連なっている円筒ネジ部５６から形成されている。円錐状部５２前端には、軸心Ｏと平行な円筒前端部５１が形成されていると共に、内面にワーク把持部５０と、ワーク把持部５０の軸心Ｏから半径方向にスリット状の切り込み（以下「すり割」という）５４が形成されている。拡径部５５及び円筒ネジ部５６の外周面には、軸心方向にキー溝５７が拡径部５５及び円筒ネジ部５６の範囲内で形成されている。円筒ネジ部５６の外周面には、雄ねじが円筒ネジ部５６の全範囲に亘って形成されている。また、すり割５４は、円筒前端部５１から拡径部５５近傍まで延びている。
【００１７】
この円筒前端部５１、円錐状部５２、円筒状部５３は、径方向へ弾性変形してワークＷ１を把持することができる。
【００１８】
図２にも示すように、アダプター３は、全体が略円筒状をなしており、前方の円筒大径部３０と、円筒大径部３０から縮径して連なる円筒小径部３１と、円筒小径部３１から拡径して円筒中径部３２に連なるように形成されている。円筒小径部３１は、その前方に連なる円筒大径部３０に比べて、肉厚が薄くなるように形成（第２段部）されており、外部応力による弾性変形がしやすい構成になっている。
【００１９】
アダプター３の外側にある円筒大径部３０の前端部には、円形状鍔部３３が形成されており、その後方面には第１段部３４が形成されている。第１段部３４の後方には円筒大径部３０が連なっており、円筒大径部３０に連なる部分が縮径することにより第２段部３５が形成されている。第２段部３５後方には円筒小径部３１が連なっており、円筒小径部３１には略長方形状の開口４２が形成されている。略長方形状の開口４２は、円筒小径部３１の円周方向に等間隔で設けられている。円筒小径部３１から拡径して連なる円筒中径部３２には、軸心Ｏに向ってキー取付け用穴４３が形成され、その穴には雌ねじが設けられている。さらに、円筒中径部３２にはスパナー掛け用溝４４が形成されており、アダプター３とコレット２をナット４、５（図１）で締結するときに利用される。キー取付け用穴４３にはキー用ボルト１０を取付けることができ、キー用ボルト１０はコレット２のキー溝５７（図１）に嵌入するための十分な長さを有している。
【００２０】
アダプター３の内側には、前方開口端３６から後方開口端４０に連なる円筒状空間が形成されている。前方開口端３６から後方に連なる円錐状部３７は、後方にいくにつれて小径になるように形成されている。また、円錐状部３７に連なって第１円筒部３８が形成され、第１円筒部３８の略長方形状の開口４２後方から縮径して第２円筒部３９が形成されている。ここで、コレット２をアダプター３に挿入し、アダプター３の円錐状部３７がコレット２の円錐状部５２と当接するようにナット４、５（図１）でネジ締付けすると、コレット２がアダプター３に固定される。
【００２１】
アダプター３の円筒大径部３０には、軸心Ｏから半径方向にすり割４１が設けられている。このすり割４１は、前方開口端３６から形成され、略長方形状の開口４２まで延設されている。このような構成にすることで、円筒大径部３０は、軸心Ｏに向って容易に弾性変形することができる。
【００２２】
アダプター３の円形状鍔部３３の前端面には、位置決めマーク４５が凹状に刻設され、この刻設された凹部には、ペンキ等の着色剤が塗布されている。位置決めマーク４５は、すり割４１を挟んで対向した位置に形成されている。位置決めマーク４５があることで、生爪の把持位置を明確にすることができる。
【００２３】
また、円筒中径部３２に形成されたキー取付け用穴４３は、キー用ボルト１０を収容し、キー用ボルト１０をコレット２のキー溝５７に挿入することで、コレット２のすり割５４とアダプター３のすり割４１が、半径方向で一致するように設定されている。このような構成により、生爪の応力によるアダプターの弾性変形による変位量と、アダプターの弾性変形によって生じるコレットの弾性変形による変位量を等しくすることができる。
【００２４】
この円筒大径部３０及び円筒小径部３１に形成されたすり割４１及び略長方形状の開口４２により、円筒大径部３０及び円筒小径部３１が軸心Ｏに向って弾性変形することで、コレット２を介してワークＷ１を把持することができる。
【００２５】
さらに、アダプター３が第１段部及び第２段部を有することで、生爪１３に対するワーク把持冶具１の軸心方向の位置決めが可能になる。
【００２６】
図１に示すように、ナット４は、円筒形状をしておりアダプター３の後方に設けられ、外周面には滑り止め用の格子状溝が形成されている。さらに、ナット４の後方にナット５が設けられている。ナット５には増締め用ボルト１１を取付ける貫通穴４３が開いており、雌ねじが形成されている。増締め用ボルト１１は、ナット４に接触することができる長さを有しており、増締め用ボルト１１を締付けてナット４に接することで、ナット４に対するナット５の摩擦力が増加し、緩め防止作用を発生させる。このナット４をコレット２の円筒部状部５６と螺合することで、コレット２をアダプター３に固定することができるが、ナット４の緩み防止用としてナット５が設けられている。
【００２７】
図１に示すように、ストッパー部材６は、ワークＷ１の軸心方向の位置を規制する部材であって、コレット２の後端部に固定される。ストッパー部材６は、前端部が円筒状のガイドブッシュ９と、ガイドブッシュ９に内接する円筒状のセンターブッシュ８と、センターブッシュ８に内接する棒状のストッパーロッド７と、センターブッシュ８に螺合している固定用ナット１２から構成されている。
【００２８】
ガイドブッシュ９の前端部には、円周方向に等間隔で４つのすり割７２が形成されており、前端部内面には、後方にいくにつれて小径になるような円錐状部が形成されている。
【００２９】
センターブッシュ８の前端部には、円周方向に等間隔で４つのすり割７１が形成されており、前端部外周面には、後方にいくにつれて小径になるような円錐状部が形成されている。また、前端部内面には、軸心Ｏと平行な円筒面を有しており、ストッパーロッド７を把持できるように形成されている。
【００３０】
このガイドブッシュ９の内面の円錐状部と、センターブッシュ８前端の外周面の円錐状部が当接することにより、固定用ナット１２を締付けることでセンターブッシュ８の前端部が軸心Ｏに向って弾性変形する。これにより、ストッパーロッド７を所望の位置に設定することができる。さらに、センターブッシュ８の前端部が軸心Ｏに向って弾性変形すると共に、ガイドブッシュ９が軸心Ｏから半径方向に弾性変形することで、ストッパー部材６は、コレット２の後端部内面に固定される。以上の構成により、ワークＷ１の後端面とストッパーロッド７の前端面を当接させることで、ワークＷ１の軸心方向の位置が設定されるようになっている。
【００３１】
図１に示すように、ワーク把持冶具１の組付けは、まず、コレット２をアダプター３に挿入する。挿入されたコレット２をナット４，５でネジ締付けすると、コレット２の前端部外周面の円錐状部５２とアダプター３の前端部内面の円錐状部３７が当接すると共に、コレット２の拡径部５５とアダプター３の第２円筒状部３９が当接して、コレット２とアダプター３が固定される。固定されたコレット２とアダプター３の後方からストッパー部材６をコレット２に挿入し、ストッパー部材固定用ナット１２を締付けることで、ストッパーロッド７がセンターブッシュ８に固定されると共に、ガイドブッシュ９がコレット２の後端部内面に押し付けられ、ストッパー部材６がコレット２に固定されて、ワーク把持冶具１が形成される。
【００３２】
このとき、コレット２の前端部外周面の円錐状部５２とアダプター３の前端部内面の円錐状部３７が当接することで、コレット２のアダプター３に対する軸心方向の位置が固定される。
【００３３】
また、アダプター３に取付けられたキー用ボルト１０と、コレット２のキー溝５７を合わせることで、コレット２とアダプター３の回転方向の動きが固定される。そして、コレット２とアダプター３が外れないようにコレット固定用ナット４，５でネジ締付けする構成になっているが、さらに締結力を向上させるために増締め用ボルト１１をコレット固定用ナット５の後方から締付けられている。
【００３４】
ここで、図３（ａ）（ｄ）に基づいてワーク把持冶具１のチャック１４への取付けを説明する。まず、図３（ａ）に示すように、切削部１６のバイト１７に取付けられた切削刃１８で、生爪１３をアダプター３の円筒大径部３０の外径に合わせて加工する。この際、生爪１３が、アダプター３の円筒大径部３０を把持できると共に、アダプター３の第１段部３４又は第２段部３５と接することができるように加工する。次に、ワーク把持冶具１を生爪１３にセットする。この際、アダプター３の第１段部３４又は第２段部３５に生爪１３が合うようにセットする。
【００３５】
第１段部３４及び第２段部３５を設けることにより、生爪１３を一度加工するだけで、２つ又はそれ以上の外径が異なるワークＷ１を、精度よく交互に把持することができる。
【００３６】
第１段部３４及び第２段部３５の使い方の違いとしては、
例えば、図３（ａ）及び（ｂ）のように、生爪１３に段部１３ｂが無い場合（正爪）。
【００３７】
生爪１３の第１把持部１３ａをアダプター３に合わせて加工することで、ワーク把持冶具１を生爪１３に取付け時、生爪１３の前面がアダプター３の第１段部３４に当接すると共に、生爪１３がアダプター３の円筒状大径部３０を把持することができる。
【００３８】
図３（ｃ）及び（ｄ）のように、生爪１３に段部１３ｂがある場合（逆爪）。
【００３９】
生爪１３の第１把持部１３ａをアダプター３に合わせて加工することで、ワーク把持冶具１を生爪１３に取付け時、生爪１３の段部１３ｂがアダプター３の第２段部３５に当接すると共に、生爪１３がアダプター３の円筒状大径部３０を把持することができる。このような構成により、軸心方向の位置決めが可能になると共に、生爪１３の種類によらず、生爪１３がアダプター３及びコレット２を介してワークＷ１を把持することができる。
【００４０】
次に、ワーク把持冶具１及びワークＷ１の把持方法を説明する。
【００４１】
ワーク把持冶具１の把持は、ワーク把持冶具１を生爪１３挿入した後、チャック１４のワーク締付け用ボルト１５を締付けることで、生爪１３が軸心Ｏに向って移動し、生爪１３がワーク把持冶具１を把持する。この把持状態から、さらにチャック１４のワーク締付け用ボルト１５を締付けることで、アダプター３の頭部が軸心Ｏに向って弾性変形すると共に、アダプター３に収容されているコレット２の頭部が軸心Ｏに向って弾性変形することで、ワークＷ１を把持する。
【００４２】
次にワークの交換方法を説明する。
【００４３】
図３に示すように、まず、ワーク締付け用ボルト１５を緩めて、ワーク把持冶具１を生爪１３から取り外す。次に、取り外されたワーク把持冶具１を増締め用ボルト１１、コレット固定用ナット５、コレット固定用ナット４の順に緩めてワークＷ１及びコレット２をアダプター３から取り外す。さらに、新に加工するワークＷ１をコレット２のワーク取付け部５０に挿入し、ワークＷ１が挿入されたコレット２を取り外す時とは逆の順序で組付けていく。この際、コレット２はワークＷ１に適応したものを選択する。例えば、ワークが四角柱の場合はワーク取付け部５０が四角形のコレット２を選択する。
【００４４】
上記の構成で取付けられたワークＷ１を、切削部１６に収容されたバイト１７の切削刃１８を用いて加工する（図３（ａ））。
【００４５】
また、上記実施例に係るコレット取付け用アダプターは、収容されたコレット２のワーク把持部５０に円柱状のワークＷ１を把持しているが、コレット２を替えることで、三角柱、四角柱、六角柱などのワークを把持することもできる。また、収容されたコレット２のワーク把持部５０にワークＷ１を把持しているが、ドリルなどの工具を取付けることも可能である。さらに、上記実施例では、旋盤の生爪１３がアダプター３を介してワークＷ１を把持しているが、アダプター３は旋盤用として使われるのみならず、フライス盤、ボール盤などの工作機械にも適用することができる。
【００４６】
【発明の効果】
（１）本発明に係るアダプターを使うことにより、ワークに合ったコレットを交換するだけで、ワークを容易に取り替えることができると共に、従来ワークを変える毎に必要であったワークの芯だしを不要にできる。
【００４７】
（２）さらに、コレット取付け用アダプターに第１段部及び第２段部を有することで、生爪の種類に限定されることなく把持することができる。
【００４８】
その結果、手間がかからず、精度のよい加工をすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ワーク把持冶具１の斜視図であり、（ａ）は組立後の全体図、（ｂ）は分解図である。
【図２】アダプター３の詳細図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）側断面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は後面図である。
【図３】ワーク把持冶具１と生爪１３の関係を示した斜視図であり、（ａ）はワーク把持冶具１を生爪１３に取付けた図、（ｂ）は（ａ）の把持部断面図、（ｃ）はワーク把持冶具１又はワークＷ２を取り外した図、（ｄ）は（ｃ）におけるワーク把持冶具１取付け時の把持部断面図である。
【図４】従来品の斜視図であり、（ａ）は従来品の分解図、（ｂ）は従来品をチャック２６に取付けた図、（ｃ）は取付け後の全体図、（ｄ）は取付け後の生爪２５とコレット２１の把持部断面図である。
【符号の説明】
２…コレット
３…アダプター
３３…円形状鍔部
３４…第１段部
３５…第２段部
３７…円錐状部
４３…キー取付け穴
４１…すり割
４２…略長方形状の開口
４５…位置決めマーク
Ｏ…軸心
Ｗ１、Ｗ３…ワーク

Claims

軸心方向の位置決め部を有し、ワーク又は工具を把持するコレットを収容でき、工作機械の把持部に取付けるアダプターであって、
アダプター形状は円筒状であり、
アダプター前端部に円形状鍔部を形成し、
円形状鍔部の後面に第１段部を形成し、
第１段部後方に連なる円筒大径部が、縮径して第２段部を形成し、
第２段部後方に連なる円筒小径部に略長方形状の開口を形成し、
略長方形状の開口の後方に連なる円筒小径部が、拡径して円筒中径部を形成し、
アダプター前端部の内面は、前方が大径で、後方に行くにつれて小径になっている円錐状部を有し、コレット前方の円錐状部外周面と当接するように形成され、
アダプター前端部の内面の円錐状部後方に連なる第１円筒状部は、縮径して第２円筒状部を形成し、
第２円筒状部は、コレットの円筒状部に拡径して連なる拡径部外周面と当接するように形成され、
アダプターの前端部に弾性変形させるためのすり割を形成し、
すり割はアダプターの前端部から略長方形状の開口に至るように形成され、
アダプターの軸心方向の位置決めに、第１段部又は第２段部を用いることを特徴とするコレット取付け用アダプター。
アダプターのすり割が、コレットのすり割と半径方向で一致するように、キー取付け用の穴を円筒状小径部に設定した請求項１記載のコレット取付け用アダプター。
工作機械の把持部が、アダプターの所定範囲を把持できるように、アダプターの円形状鍔部の前面に位置決めマーキングを刻設した請求項１乃至２記載のコレット取付け用アダプター。