JP3785225B2

JP3785225B2 - Collet chuck

Info

Publication number: JP3785225B2
Application number: JP19344696A
Authority: JP
Inventors: 正吾楠元; 善滝田川; 登志夫吉良; 哲明日浦
Original assignee: Toyota Motor Corp; Izumi Machine Mfg Co Ltd
Current assignee: Toyota Motor Corp; Izumi Machine Mfg Co Ltd
Priority date: 1996-07-23
Filing date: 1996-07-23
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2016-07-23
Also published as: JPH1034411A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円筒形状のワークの外周面などを加工する場合に、このワークをその内周側から把持するためのコレットチャックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のコレットチャックについては、例えば実開昭５５−１２９７３９号公報に開示されている技術が公知である。この技術によれば、コレット部の内部に対して軸線方向への移動操作可能に挿通させたロッドをシリンダの駆動によって前進させることにより、このロッドの前端部に設けられているテーパ部によってコレット部の径が拡大されるようになっている。
【０００３】
図３及び図４に前記公報のものとほぼ同じ構造のコレットチャックが示されている。図３（Ａ）（Ｂ）はコレットチャックの外観図であり、図４はその断面図である。これらの図面から明らかなように、コレット部７０にはその軸線方向に沿って複数本のスリット７２が形成されているとともに、このコレット部７０の端部寄りの内周にはテーパ面７４が形成されている。またコレット部７０内に挿通させたロッド８０の前端部は、前記テーパ面７４と接触可能なテーパ部８２となっている。そこでコレット部７０を図４で示すようにワーク５０の円筒部５０ａ内に位置させた状態において前記ロッド８０を前進させると、前記テーパ部８２がコレット部７０のテーパ面７４に当たってこのコレット部７０の径を拡大させる。これによってコレット部７０の外周部がワーク５０の内周面に押し付けられ、このワーク５０がコレットチャックによって把持されることとなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来のコレットチャックは、内径が一定した円筒状のワークを対象としており、例えばテーパ状の内周面を有するワークにおいてはその内周に対してコレット部の外周面が点もしくは線接触となる。このためワークの把持が不安定となってチャッキング精度が低下する。
【０００５】
本発明の目的は、円筒形状のワークにおける内径寸法の異なる部分をそれぞれの内径に倣って個々に把持することにより、ワークに対するチャッキング精度の向上を図ることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、円筒形状のワークをその内周側から把持する形式のコレットチャックであって、前記ワークの内周に挿入されるコレット部の内周面には、その軸線方向に沿って第１のテーパ面と第２のテーパ面とが設けられ、このコレット部に対して軸線方向への移動操作可能に挿通させたロッドの先端部には、このロッドの移動操作によって第１のテーパ面と接触する第１のテーパ部が固定されている。ロッドの軸上には第２のテーパ面と接触可能な第２のテーパ部がロッドの軸方向へスライド可能に設けられている。同じくロッドの軸上にはその段差面と第２のテーパ部の大径側の端面との間において弾性体が設けられている。ロッドの移動操作により弾性体を通じて第２のテーパ部が第２のテーパ面と接触する方向へ押し動かされるように設定されている。
【０００７】
この構成によれば、ロッドの移動操作により、弾性体を通じて押し動かされる第２のテーパ部がコレット部における第２のテーパ面に接触した後、ロッド先端部の第１のテーパ部がコレット部の第１のテーパ面に接触する。つまり、第２のテーパ部が第２のテーパ面に接触した後も、弾性体を圧縮しながら第１のテーパ部が第２のテーパ部から離れる方向へ移動して第１のテーパ面に接触する。このため、第１、第２のテーパ面に対して第１、第２のテーパ部が接触した状態での相互間の距離が通常状態よりも長くなり、それぞれの接触箇所においてコレット部の径が押し広げられる。したがって、コレット部によるワークの把持が安定し、特にワークの内径に寸法の異なる部分があっても、安定した把持が可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
図１はコレットチャックの外観図、図２は同じくコレットチャックの断面図である。これらの図面で示すように、円筒状に形成されているコレット部１０の基端部外周にはフランジ部１２が一体に形成されている。このフランジ部１２に対して周方向の複数個所に形成されている貫通孔１２ａには、それぞれボルト１４が差し込まれている。ただしこの貫通孔１２ａ及びボルト１４は図２においてそれぞれ一個だけが示されている。そしてコレット部１０のフランジ部１２は前記ボルト１４により、図示外の加工機における主軸端面に取り付けられる。
【０００９】
図１（Ａ）（Ｂ）で明らかなように前記コレット部１０には、その先端部から基端部に向かって延びる二種類の長さのスリット１６，１７が周方向に関して交互に、かつそれぞれ複数本ずつ（４本ずつ）形成されている。コレット部１０において、短い方のスリット１６と長い方のスリット１７とが共に位置する先端側の部分は主把持部２４を構成しており、長い方のスリット１７のみが位置する部分は副把持部２６を構成している。つまりこのコレット部１０は、その軸線方向の二個所において把持部２４，２６をそれぞれ備えている。
【００１０】
図２で示すようにコレット部１０における主把持部２４及び副把持部２６の個所の内周面は、それぞれ第１のテーパ面２０及び第２のテーパ面２２となっている。これらのテーパ面２０，２２の内径やテーパ角が互いに同一であるか否かは任意であるが、それぞれが共にコレット部１０の軸心を中心とする同心となるように正確に形成されている。なお本実施の形態での両テーパ面２０，２２の内径については、つぎに説明する第１のテーパ部３２及び第２のテーパ部３６との対応関係から第１のテーパ面２０よりも第２のテーパ面２２の内径が大きく設定されているが、このことに設計上以外の理由はない。
【００１１】
図２で示すように前記コレット部１０の内部には、ロッド３０が軸線方向への移動操作可能に挿入されている。このロッド３０は、加工機側に設けられている図示外の駆動シリンダなどに連動して図２の右方向へ前進し、あるいは逆方向へ後退するようになっている。このロッド３０の先端部には、前記コレット部１０の第１のテーパ面２０と面接触可能な第１のテーパ部３２がねじ部３４によって固定されている。なおこの第１のテーパ部３２を前記ねじ部３４によってロッド３０に結合したのは、この結合に先立ってつぎに説明する第２のテーパ部３６をロッド３０の軸上に組み付けるためである。
【００１２】
前記コレット部１０の第２のテーパ面２２と面接触可能な第２のテーパ部３６は、前記ロッド３０の軸上においてその軸線方向へスライド可能に組み付けられている。そしてロッド３０の軸上には、その段差面３０ａと前記第２のテーパ部３６の大径側の端面との間において複数枚の皿ばね３８（弾性体）が設けられている。すなわちロッド３０が前記のように前進したとき、前記皿ばね３８を通じて第２のテーパ部３６が第２のテーパ面２２に接触する方向へ押し動かされることとなる。
【００１３】
前記コレット部１０の主把持部２４及び副把持部２６は、図２で示すワーク５０をその内周側から把持するために、このワーク５０の円筒部５０ａ内に位置させる。つまり主把持部２４及び副把持部２６の外周にワーク５０の円筒部５０ａをかぶせ付けるのであるが、それを円滑に行えるようにコレット部１０の先端外周は外テーパ面２８となっている。また前記の主把持部２４及び副把持部２６を除くコレット部１０の外周部は防塵カバー４０で覆われている。この防塵カバー４０はボルト４２によってコレット部１０の前記フランジ部１２に固定されている。
【００１４】
つづいて前記のように構成されたコレットチャックによるワーク５０の把持について説明する。
まず前記コレット部１０の主把持部２４及び副把持部２６をワーク５０の円筒部５０ａ内に位置させてから前記ロッド３０を前進させることにより、前記第１のテーパ部３２及び第２のテーパ部３６を共に前進させる。ここで第２のテーパ部３６については、ロッド３０の前進により前記皿ばね３８を通じてコレット部１０の第２のテーパ面２２に押し付けられ、前記副把持部２６の径が押し広げられる。なお当然のことながら前記ロッド３０を前進させるための操作力は前記皿ばね３８の弾性力よりも大きく設定されているので、第２のテーパ部３６によって副把持部２６の径を押し広げた後もロッド３０は皿ばね３８を圧縮しながら前進する。これにより前記第１のテーパ部３２が第１のテーパ面２０に押し付けられて前記主把持部２４の径が押し広げられる。
【００１５】
このように前記コレット部１０の主把持部２４及び副把持部２６は、それぞれの径が個別に押し広げられてワーク５０をその内周側から把持することになる。したがってワーク５０の円筒部５０ａに内径寸法の異なる部分があっても、その寸法差を前記皿ばね３８の弾性変形によって吸収し、それぞれの内径部分を前記主把持部２４及び副把持部２６によって適正に把持することができる。なお主把持部２４の把持力はロッド３０の前進推力によって決まり、副把持部２６の把持力は皿ばね３８の弾性力によって決まるので、主把持部２４による把持力の方が当然大きい。
【００１６】
さて前記ロッド３０の前進は、前記第１のテーパ部３２により前記主把持部２４の径が開ききったところで停止し、この時点でコレットチャックによるワーク５０のチャッキングが完了する。そこで加工機（図示外）の主軸を回転駆動させれば、コレットチャック及びワーク５０が共に回転し、このワーク５０の円筒部５０ａ外周に対する切削加工などが行われる。
【００１７】
前記の加工作業を終えてワーク５０に対するチャッキングを解除する場合は、前記ロッド３０を後退させることによって第１のテーパ部３２がコレット部１０の第１のテーパ面２０から離れるとともに前記皿ばね３８に対する圧縮力も弱まる。そして第１のテーパ部３２の大径部端面３２ａが第２のテーパ部３６の先端面に当たり、この第２のテーパ部３６を第２のテーパ面２２から引き離す。この結果、前記コレット部１０における主把持部２４及び副把持部２６の径がそれぞれ元の状態に縮小し、チャッキングが解除される。
【００１８】
このように本実施の形態におけるコレットチャックでは、ワーク５０に内径寸法の異なる部分があってもそれぞれの個所の径に倣って個々に把持できるため、チャッキング精度が向上する。なおワーク５０における内径寸法の異なる部分とは、前記円筒部５０ａの内周がテーパ面になっている場合や内径の寸法精度にばらつきがある場合などをいう。
また前記第２のテーパ面２２と第２のテーパ部３６とによって構成されている副把持部２６については、コレット部１０の軸線方向に沿って複数個所に設けてもよい。この場合はワーク５０の内周が副把持部２６によって二個所以上で把持されることとなり、ワーク５０に対するチャッキング精度がより向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】コレットチャックを表した外観図。
【図２】同じくコレットチャックを表した断面図。
【図３】従来のコレットチャックを表した外観図。
【図４】従来のコレットチャックを表した断面図。
【符号の説明】
１０コレット部
２０第１のテーパ面
２２第２のテーパ面
３０ロッド
３２第１のテーパ部
３６第２のテーパ部
３８皿ばね（弾性体）
５０ワーク[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a collet chuck for gripping a workpiece from the inner peripheral side when processing the outer peripheral surface of a cylindrical workpiece.
[0002]
[Prior art]
For this type of collet chuck, for example, a technique disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 55-129739 is known. According to this technique, the rod inserted through the inside of the collet portion so as to be movable in the axial direction is advanced by driving the cylinder, so that the collet portion is provided by the tapered portion provided at the front end portion of the rod. The diameter is expanded.
[0003]
3 and 4 show a collet chuck having substantially the same structure as that of the above publication. 3A and 3B are external views of the collet chuck, and FIG. 4 is a cross-sectional view thereof. As apparent from these drawings, a plurality of slits 72 are formed in the collet portion 70 along the axial direction thereof, and a tapered surface 74 is formed on the inner periphery near the end of the collet portion 70. Has been. The front end portion of the rod 80 inserted into the collet portion 70 is a tapered portion 82 that can contact the tapered surface 74. Therefore, when the rod 80 is advanced in a state where the collet portion 70 is positioned in the cylindrical portion 50a of the work 50 as shown in FIG. 4, the tapered portion 82 abuts against the tapered surface 74 of the collet portion 70, and the collet portion 70 Increase the diameter. As a result, the outer peripheral portion of the collet portion 70 is pressed against the inner peripheral surface of the workpiece 50, and the workpiece 50 is gripped by the collet chuck.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional collet chuck is intended for a cylindrical workpiece having a constant inner diameter. For example, in a workpiece having a tapered inner peripheral surface, the outer peripheral surface of the collet portion is in point or line contact with the inner periphery. . For this reason, the gripping of the workpiece becomes unstable, and the chucking accuracy is lowered.
[0005]
An object of the present invention is to improve the chucking accuracy of a workpiece by gripping portions of the cylindrical workpiece having different inner diameters along the respective inner diameters.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is a collet chuck of a type for gripping a cylindrical workpiece from its inner peripheral side, and the inner peripheral surface of the collet portion inserted into the inner periphery of the workpiece has an axial direction. A first taper surface and a second taper surface are provided along the distal end portion of the rod inserted into the collet portion so as to be movable in the axial direction. A first taper portion that contacts the taper surface is fixed. A second taper portion that can come into contact with the second taper surface is provided on the rod shaft so as to be slidable in the axial direction of the rod. Similarly, an elastic body is provided on the axis of the rod between the step surface and the end surface on the large diameter side of the second taper portion. It is set so that the second taper portion is pushed and moved through the elastic body in a direction in contact with the second taper surface by the rod moving operation.
[0007]
According to this configuration, after the second taper portion pushed and moved through the elastic body is brought into contact with the second taper surface of the collet portion by the rod moving operation, the first taper portion of the rod tip portion is the collet portion. The first tapered surface is contacted. That is, even after the second taper portion contacts the second taper surface, the first taper portion moves away from the second taper portion and contacts the first taper surface while compressing the elastic body. To do. For this reason, the distance between the first and second tapered surfaces in contact with the first and second tapered portions is longer than the normal state , and the diameter of the collet portion at each contact location is longer. It is pushed out. Accordingly, gripping of the workpiece by the collet portion is stable , and stable gripping is possible even when there are portions having different dimensions on the inner diameter of the workpiece.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 is an external view of the collet chuck, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the collet chuck. As shown in these drawings, a flange portion 12 is integrally formed on the outer periphery of the base end portion of the collet portion 10 formed in a cylindrical shape. Bolts 14 are respectively inserted into through holes 12 a formed at a plurality of locations in the circumferential direction with respect to the flange portion 12. However, only one through hole 12a and one bolt 14 are shown in FIG. And the flange part 12 of the collet part 10 is attached to the spindle end surface in a processing machine (not shown) by the bolt 14.
[0009]
As apparent from FIGS. 1A and 1B, the collet portion 10 has two types of slits 16 and 17 extending from the distal end portion toward the proximal end portion alternately with respect to the circumferential direction. A plurality of pieces (four pieces) are formed. In the collet portion 10, the tip side portion where both the shorter slit 16 and the longer slit 17 are located constitutes a main grip portion 24, and the portion where only the longer slit 17 is located is the sub grip portion. 26 is configured. That is, the collet portion 10 includes gripping portions 24 and 26 at two locations in the axial direction thereof.
[0010]
As shown in FIG. 2, the inner peripheral surfaces of the main gripping portion 24 and the sub gripping portion 26 in the collet portion 10 are a first tapered surface 20 and a second tapered surface 22, respectively. It is optional whether the taper surfaces 20 and 22 have the same inner diameter or taper angle, but both are accurately formed so as to be concentric about the axis of the collet portion 10. . Note that the inner diameters of both the tapered surfaces 20 and 22 in the present embodiment are second than the first tapered surface 20 because of the correspondence relationship between the first tapered portion 32 and the second tapered portion 36 described below. The inner diameter of the tapered surface 22 is set large, but there is no reason other than the design.
[0011]
As shown in FIG. 2, a rod 30 is inserted into the collet portion 10 so as to be movable in the axial direction. The rod 30 moves forward in the right direction in FIG. 2 or retracts in the reverse direction in conjunction with a drive cylinder (not shown) provided on the processing machine side. A first taper portion 32 that can come into surface contact with the first taper surface 20 of the collet portion 10 is fixed to a tip portion of the rod 30 by a screw portion 34. The reason why the first tapered portion 32 is coupled to the rod 30 by the threaded portion 34 is to assemble a second tapered portion 36, which will be described next, on the axis of the rod 30 prior to the coupling.
[0012]
The second tapered portion 36 that can come into surface contact with the second tapered surface 22 of the collet portion 10 is assembled on the axis of the rod 30 so as to be slidable in the axial direction. On the axis of the rod 30, a plurality of disc springs 38 (elastic bodies) are provided between the step surface 30 a and the end surface on the large diameter side of the second tapered portion 36. That is, when the rod 30 moves forward as described above, the second tapered portion 36 is pushed and moved through the disc spring 38 in a direction in contact with the second tapered surface 22.
[0013]
The main gripping portion 24 and the sub gripping portion 26 of the collet portion 10 are positioned in the cylindrical portion 50a of the work 50 in order to grip the work 50 shown in FIG. That is, the cylindrical portion 50a of the workpiece 50 is placed on the outer periphery of the main gripping portion 24 and the sub gripping portion 26, but the outer periphery of the tip of the collet portion 10 is an outer tapered surface 28 so that this can be performed smoothly. Further, the outer peripheral portion of the collet portion 10 excluding the main grip portion 24 and the sub grip portion 26 is covered with a dustproof cover 40. The dust cover 40 is fixed to the flange portion 12 of the collet portion 10 by bolts 42.
[0014]
Next, the gripping of the workpiece 50 by the collet chuck configured as described above will be described.
First, the rod 30 is advanced after the main gripping portion 24 and the sub gripping portion 26 of the collet portion 10 are positioned in the cylindrical portion 50a of the workpiece 50, whereby the first taper portion 32 and the second taper portion. Advance 36 together. Here, the second tapered portion 36 is pressed against the second tapered surface 22 of the collet portion 10 through the disc spring 38 by the advancement of the rod 30, and the diameter of the auxiliary gripping portion 26 is expanded. As a matter of course, since the operating force for moving the rod 30 forward is set larger than the elastic force of the disc spring 38, the diameter of the auxiliary gripping portion 26 is expanded by the second taper portion 36. The rod 30 advances while compressing the disc spring 38. As a result, the first tapered portion 32 is pressed against the first tapered surface 20 and the diameter of the main gripping portion 24 is expanded.
[0015]
As described above, the main gripping portion 24 and the sub gripping portion 26 of the collet portion 10 are individually expanded in diameter to grip the workpiece 50 from the inner peripheral side. Accordingly, even if the cylindrical portion 50a of the workpiece 50 has different inner diameter dimensions, the dimensional difference is absorbed by the elastic deformation of the disc spring 38, and each inner diameter portion is appropriately adjusted by the main gripping portion 24 and the sub gripping portion 26. Can be gripped. The gripping force of the main gripping portion 24 is naturally larger because the gripping force of the main gripping portion 24 is determined by the forward thrust of the rod 30 and the gripping force of the auxiliary gripping portion 26 is determined by the elastic force of the disc spring 38.
[0016]
The forward movement of the rod 30 is stopped when the diameter of the main gripping portion 24 is fully opened by the first tapered portion 32, and at this time, chucking of the workpiece 50 by the collet chuck is completed. Therefore, if the spindle of the processing machine (not shown) is driven to rotate, the collet chuck and the workpiece 50 rotate together, and the outer periphery of the cylindrical portion 50a of the workpiece 50 is cut.
[0017]
When releasing the chucking with respect to the workpiece 50 after finishing the machining operation, the first tapered portion 32 is separated from the first tapered surface 20 of the collet portion 10 by retracting the rod 30 and the disc spring 38. The compressive force against is also weakened. The large-diameter end surface 32 a of the first taper portion 32 hits the tip surface of the second taper portion 36, and the second taper portion 36 is separated from the second taper surface 22. As a result, the diameters of the main grip portion 24 and the sub grip portion 26 in the collet portion 10 are reduced to the original state, and the chucking is released.
[0018]
As described above, in the collet chuck according to the present embodiment, even if there are portions having different inner diameters on the workpiece 50, the chuck 50 can be gripped individually according to the diameters of the respective portions, so that the chucking accuracy is improved. The portion having a different inner diameter size in the workpiece 50 refers to a case where the inner periphery of the cylindrical portion 50a is a tapered surface or a case where the dimensional accuracy of the inner diameter varies.
Further, the auxiliary gripping portion 26 constituted by the second tapered surface 22 and the second tapered portion 36 may be provided at a plurality of locations along the axial direction of the collet portion 10. In this case, the inner periphery of the workpiece 50 is gripped at two or more places by the sub gripping portion 26, and the chucking accuracy with respect to the workpiece 50 is further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external view showing a collet chuck.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a collet chuck.
FIG. 3 is an external view showing a conventional collet chuck.
FIG. 4 is a sectional view showing a conventional collet chuck.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Collet part 20 1st taper surface 22 2nd taper surface 30 Rod 32 1st taper part 36 2nd taper part 38 Disc spring (elastic body)
50 workpieces

Claims

A collet chuck of a type that grips a cylindrical workpiece from its inner peripheral side, and an inner peripheral surface of a collet portion inserted into the inner periphery of the workpiece has a first tapered surface along the axial direction thereof. A second tapered surface is provided, and a rod tip inserted into the collet portion so as to be movable in the axial direction is in contact with the first tapered surface by the rod moving operation. The second taper portion that can contact the second taper surface is provided on the shaft of the rod so as to be slidable in the axial direction of the rod. An elastic body is provided between the second taper portion and the end surface on the large-diameter side, and the second taper portion is pushed and moved through the elastic body in a direction in contact with the second taper surface by the rod moving operation. It is characterized by being set Collet chuck.