JP5439695B2 - チャック装置及びチャック装置のナット - Google Patents

Description

本発明は、テーパ面を有する工具の先端部に、作業液を効率的に供給可能なチャック装置及びチャック装置のナットに関するものである。

回転工作機械の主軸に工具を固定するためのチャック装置において、切削加工中に必要な作業液を供給するための通液路が設けられることがある。ここでいう作業液としては、被加工材との摩擦により高温となる工具先端部を冷却するためのクーラントや、切り粉を洗い流すことを目的として供給される洗浄液等がある。これらの作業液を切削加工中に工具の先端部にまで供給できるよう、様々な改良を施したチャック装置が開発されている。

例えば特許文献１に記載のチャック装置においては、ノズル孔１９から作業液を工具先端部に向けて吐出すべく、ノズル孔１９が回転軸に対して斜めに構成されている。切削加工中の工作機械から吐出された作業液は回転による遠心力を受けるが、ノズル孔１９を斜めにして作業液を軸芯に向かって吐出することにより、遠心力の影響を抑制することができると考えられる。

また、特許文献２には、締付け具２に設けた工具挿入孔２３と工具３との間の隙間２４から作業液を吐出するよう構成されたチャック装置が開示されている。工具に沿わせて作業液を吐出することにより、工具自体に作業液の通液路がなくても、簡単な構成で作業液を工具の先端部まで供給することが可能とされている。

特許第４１７７０７９号公報 特開平８−１１２７３１号公報

特許文献１に記載のチャック装置においては、前述のように遠心力の影響を抑制できるが、ノズル孔１７が工具から離れた位置に設けられているため、工具に作業液が達する前に離散するおそれがある。この問題を解決するため、作業液の吐出圧力を大きくすることが考えられるが、そうするとチャック装置全体の耐圧性能を向上させる必要があり、製造コストの上昇が避け難いものとなる。また、作業液が工具に達する際に衝撃で作業液が飛散し、工具の先端部に十分な作業液が行き渡らないおそれもある。

また、特許文献２に記載のチャック装置においては、工具に沿わせて作業液を吐出するため、特許文献１に記載のチャック装置におけるような問題は見当たらない。しかし、作業液が回転軸に平行に吐出されるため、工具がテーパ面を有している場合には、工具に沿わせて作業液を供給することができず、作業液が工具の先端部に供給されないおそれがある。

本発明は以上の課題に鑑みてなされたもので、テーパ面を有する工具の先端部に、作業液を効率的に供給可能なチャック装置及びチャック装置のナットを提供することを目的とする。

本発明に係るチャック装置の第一特徴構成は、回転工作機械の主軸に固定され、先端部にテーパ穴を有するチャック本体と、前記テーパ穴に挿嵌され、工具を把持するよう縮径可能なコレットと、前記チャック本体に螺着可能で、前記コレットを締め付けるナットとを備えたチャック装置において、先端側が細くなるように前記工具に形成された工具テーパ面に沿って、作業液が吐出可能な通液路を設け、前記ナットの内周面に、前記工具の把持状態において前記工具テーパ面に沿うようにナットテーパ面を形成し、前記通液路を前記工具テーパ面と前記ナットテーパ面との間に亘って設けた点にある。

第一特徴構成のごとく、先端側が細い工具テーパ面に沿って作業液が吐出可能な通液路を設けると、チャック装置から吐出された作業液は工具に沿いつつ、その吐出方向は軸芯に向かう方向となる。このため、遠心力の影響を抑制し、作業液が工具から飛散するのを抑え、効率的に工具の先端部まで作業液を供給することができる。

また、互いに沿う工具テーパ面とナットテーパ面との間に通液路を設けると、作業液の吐出方向が工具テーパ面と概ね一致し、作業液は工具に沿いつつ、軸芯に向かう方向に吐出される。ナットの内周面にテーパ面を形成するのみで、新たな部材を設ける必要はないので、製造コストを抑えつつ、効率的に工具の先端部まで作業液を供給することができる。

第二特徴構成は、上記第一特徴構成に係るチャック装置に用いられるナットそのものにある。

第二特徴構成に示したナットをチャック装置に使用することにより、工具テーパ面に沿って、作業液が吐出可能となり、効率的に工具の先端部まで作業液を供給することができる。

本発明の第１実施形態に係るチャック装置の縦断面図である。 図１におけるＩＩ−ＩＩ断面の断面図である。 本発明の第２実施形態に係るチャック装置の縦断面図である。 図３におけるＩＶ−ＩＶ断面の断面図である。 本発明の第３実施形態に係るチャック装置の縦断面図である。 図５におけるＶＩ−ＶＩ断面の断面図である。

［第１実施形態］
図１及び図２に基づいて、本発明に係るチャック装置１の第１実施形態について説明する。チャック本体２の先端部にはテーパ穴１１が形成されている。このテーパ穴１１にコレット３が挿嵌され、チャック本体２に固定される。コレット３には図示しない縦方向の割り溝が形成されており、縮径可能な構造となっている。

ナット４は外リング５と内リング６からなっており、外リング５の内周面にはチャック本体２のねじ部１２と螺着可能なねじ部１３が形成されている。外リング５と内リング６は複数のボール７を介して回転自在に構成されている。また、内リング６の内周面には、工具２０の工具テーパ面２１と対応すべく、ナットテーパ面１４が形成されている。なお、ナット４は外リング５と内リング６が一体となっているものでも構わない。

次に工具２０の装着方法について説明する。まず、ナット４にコレット３を装着し、コレット３のテーパ面からチャック本体２のテーパ穴１１に挿入して、チャック本体２のねじ部１２とナット４のねじ部１３を螺着する。コレット３に工具２０を挿入し、外リング５を締付け方向に回転させると、ボール７を介して内リング６に軸方向の力が伝達される。内リング６はテーパ面にてコレット３と当接するので、軸方向の力によりコレット３がテーパ穴１１の基端側に押圧されるとともに、径方向の力によりコレット３が縮径して工具２０を把持する。ナットテーパ面１４の最小内径が工具２０のシャンク径より小さい場合は、ナット４にコレット３を装着した後にコレット３の後部から工具２０を挿入する。

本実施形態の場合、工具２０を装着すると、ナットテーパ面１４と工具テーパ面２１との間に円周方向全周に亘って通液路１６が形成される。図示しない供給路からコレット３の基端側に供給された作業液は、コレット３の割り溝を通って通液路１６に至る。この作業液は通液路１６の先端である吐出口１７から吐出される。

上記構成によれば、通液路１６は工具テーパ面２１と沿うように、工具テーパ面２１と隣接する位置にあるため、作業液は吐出口１７から工具テーパ面２１に沿うように吐出される。すると、吐出方向が軸芯に向かう成分を有するので、作業液に対する遠心力の影響が抑制され、作業液を工具２０の先端部まで効率的に供給することができる。また、当該構成を実現するに際して新たな部材は必要なく、内リング６の内周面にナットテーパ面１４を形成するだけでよいので、製造コストを抑えることができる。

［第２実施形態］
図３及び図４に基づいて、本発明に係るチャック装置の第２実施形態について説明する。通液路１６に係る部分以外の構成は、第１実施形態と同じであるので説明を省略する。

本実施形態は、ナットテーパ面１４に螺旋状の溝１８を形成し、工具２０の回転方向とは反対向きに作業液を吐出するよう構成したものである。図３における点線は、内リング６の内周面の紙面向こう側に形成した溝１８を示す。作業液の吐出方向が工具２０の回転方向と反対向きになるため、作業液に作用する遠心力を緩和することができる。その結果、作業液の飛散量を減少させ、より多くの作業液を工具の先端部まで供給することができる。

このほか、工具２０の表面に溝１８と対応する位置に、工具２０の先端部まで至る溝を設けるといった改良も考えられる。このように構成すれば、作業液が工具２０の表面を伝うよりも飛散量を減少させることができ、より効率的に作業液を工具２０の先端部まで供給することも可能である。

［第３実施形態］
図５及び図６に基づいて、本発明に係るチャック装置の第３実施形態について説明する。通液路１６に係る部分以外の構成は、第１実施形態と同じであるので説明を省略する。

これまでの実施形態は、内リング６の内周面にテーパ面を形成するものだったが、本実施形態はテーパ状の内周面（リング部材テーパ面１５）を有するリング部材８を別途設ける構成とした。この構成によっても、作業液は工具テーパ面２１に沿うように通液路１６の吐出口１７から吐出されるため、第１実施形態と同様の効果が得られる。

リング部材８で通液路１６を構成することにより、工具テーパ面２１に適切なリング部材８を装着するのみで通液路１６の吐出口１７を最適化できる。また、リング部材８に損傷が生じて適切なテーパ面を形成しなくなった場合にも、リング部材８を交換するだけでよいのでメンテナンス性が向上する。なお、リング部材８の形状や配置は本実施形態に限定されるものでなく、作業液を工具テーパ面２１に沿わせて吐出できるものであれば、他の形状や配置であっても構わない。

テーパ面を有する工具の先端部に、作業液を効率的に供給可能なチャック装置及びチャック装置のナットを提供する。

１ チャック装置
２ チャック本体
３ コレット
４ ナット
５ 外リング
６ 内リング
７ ボール
８ リング部材
１４ ナットテーパ面
１５ リング部材テーパ面
１６ 通液路
１７ 吐出口
１８ 溝
２０ 工具
２１ 工具テーパ面

Claims (2)

1. 回転工作機械の主軸に固定され、先端部にテーパ穴を有するチャック本体と、
   前記テーパ穴に挿嵌され、工具を把持するよう縮径可能なコレットと、
   前記チャック本体に螺着可能で、前記コレットを締め付けるナットとを備えたチャック装置であって、
   先端側が細くなるように前記工具に形成された工具テーパ面に沿って、作業液が吐出可能な通液路を設け、
   前記ナットの内周面に、前記工具の把持状態において前記工具テーパ面に沿うようにナットテーパ面を形成し、前記通液路を前記工具テーパ面と前記ナットテーパ面との間に亘って設けてあるチャック装置。
2. 請求項１に記載のチャック装置に用いられるチャック装置のナット。

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