JP6159331B2 - 調整可能なクランピング装置 - Google Patents

Description

本発明は、概略的には、コレット及びその他のクランピングツールに関する。例えば、これらには限定されないが、拡張式アーバー、様々なタイプのツールホルダー及び同様の機械設備に関し、特に、調整可能なクランピング装置の中で保持されているコレットの固定角度エラーを最小限にする調整可能なクランピング装置に関する。

コレットは、工具や被加工製品等の物体をその間に配置できる二つ以上の爪を有し、その爪で物体の周りにつばを形成する装置である。コレットの爪は、物体を締め付け、把持力を及ぼすように構成されている。一つのタイプのコレットでは、爪による締め付けはコレットの周囲にある適切な機構を押つけることによって引き起こされている。その他のタイプのコレットは、ドローインコレットと呼ばれ、爪が工具や被加工製品の周囲を締め付けるように、コレットの先が細くなっており、スリーブの中に引き入れられている。コレットは、通常鋼鉄から構成されており、爪が互いに十分フレキシブルであって工具又は被加工製品の締め付けを容易にしている。

いずれのタイプに関しても、コレットはクランピング装置に保持され、そのクランピング装置は回転可能なシャフトに接続されており、工具や被加工製品も同様に回転させる。工具がコレット内に固定されて回転している例では、工具は動かされ又は被加工製品により影響を受ける。被加工製品がコレット内に固定されて回転している例では、被加工製品動かされ又は工具により影響を受ける。

工具又は被加工製品の回転制度は、被加工製品からの削りくずの除去過程に影響する。特に、工具又は被加工製品の回転制度は、一般的に回転軸に沿った同心性の関数である。旋盤や研削装置のような工作機械の中に固定されると、工具又は被加工製品は回転に対する同心性を達成するように調整される。機械的な固定により達成される同心性は不十分か又は回転の間に弱まることがよくあり、それによりブレが発生し、ブレは完成した被加工製品に不利益に影響する。同心性は工作機械の操作中に多数回調整されることが多い。

一つの態様では、本発明は、回転可能な主軸（スピンドル）とその上にある主軸端（スピンドルノーズ）を有する工作機械においてコレットを固定する装置に関する。その装置は、主軸に固定可能な土台部と土台部から伸びる固定部を具備する。穴部は、固定部と土台部を通じて定義される。少なくとも一つの可動リングが、穴部の固定部により定義される部分に配置される。その可動リングはコレットを収容するように構成されている。少なくとも一つの差動ねじが固定部の中に取り付けられ、可動リングに対してしっかり締め付けられる。コレットは工作機械の主軸端に取り付け可能であり、固定部の穴部の中に引き入れられ、そこに固定される。

他の態様においては、本発明は、工作機械向けの調整可能な固定システムに関する。この固定システムは、工具または被加工製品のいずれかを固定するコレットと工作機械の上に配置可能なコレットアダプタを具備する。コレットアダプタは、工作機械の主軸に固定可能な土台部と、土台部から伸びる固定部と、土台部と固定部を通じて伸びる穴部の中に配置される少なくとも一つの可動リングとを具備する。可動リングは、その中にコレットを収容するように構成されている。少なくとも一つの差動ねじが可動リングと協働しており、その差動ねじは、コレットの位置を調整するように、調整可能である。

その他の態様では、本発明は、工作機械におけるコレットの固定方法に関する。この方法は、その中を通じて伸びる穴部を定義するクランピング装置を準備することを含む。その穴部は、一つ以上の差動ねじで動作させ得る少なくとも一つの可動リングを含む。クランピング装置は、工作機械の主軸に取り付けられ、コレットがクランピング装置の中に挿入され、主軸により定義される端部に固定される。コレットはそれからクランピング装置の中に引き入れ、または押し込まれる。コレットの位置は、一つ以上の差動ねじを使って調整される。

コレットを中に配置するのに適している、本発明のクランピング装置の斜視図を示す。 図１のクランピング装置の横断面図である。 図１のクランピング装置の他の具体例の横断面図である。 図１のクランピング装置の他の具体例の横断面図である。 半径方向の内側に伸びた差動ねじと共に示された、図２Ａのクランピング装置の一部の拡大図である。 図２Ａの３Ａの線にそって切断した場合の、図１のクランピング装置の断面図である。 図１のクランピング装置の差動ねじの横断面図であって、ねじやまのピッチを示している。 図１のクランピング装置の分解した場合の斜視図である。 図１のクランピング装置を組み込んでいる自動研削装置の典型的な具体例である。

図１に示すように、コレットを工作機械の中に固定するための調整可能な装置は、参照番号１０により示され、これ以降、「コレットアダプタ１０」として参照する。コレットアダプタ１０は、土台部１１と土台部から先に伸びている固定部１４を含んでいる。固定部１４は、おおむね円筒形であり、土台部１１に近接している第一端部１４Ａを定義し、円錐の先端を切った形状の第二端部１４Ｂまで、次第に先が細くなっている。穴部１５はコレットアダプタ１０を貫通して定義され、土台部１１は工作機械の主軸（不図示）に結合しており、結果としてコレットアダプタの回転を引き起こす。

図２Ａに示すように、コレットアダプタ１０の終端部１２を有する第一端部１４Ａに近接した部分の穴部１５が、第一の直径Ｄ１を有し、円錐の先端を切った形状を有する第二端部１４Ｂに近接した部分の穴部１５が、第二の直径Ｄ２を有するように、穴部１５は、コレットアダプタ１０を貫通して定義される。肩部１８は、第一の直径Ｄ１と第二の直径Ｄ２の間の遷移を定義する。肩部１８はＯリング３２が中に配置されている溝を含む。

第一の直径Ｄ１の穴部１５が工作機械の圧縮ツール又はドローバー（ｄｒａｗｂａｒ）１６の上に配置されるように、コレットアダプタ１０は工作機械の主軸の上に配置可能であり、その圧縮ツール又はドローバーはコレットアダプタ１０に対して矢印２２で示されるように相対する方向に移動可能である。つまり、２２Ａで示される左方向又は後方と、２２Ｂで示される右方向又は前方である。取付けねじ２６（例えば、図１と図３に示される４つの取付けねじ）が、固定部１４を土台部１１に取り付けるのに使われる。固定部１４を土台部１１に取り付ける際の位置調整を容易にするために、ピン２８が土台部１１の後方表面から伸びている。

第一可動リング３０Ｂは、ここではガイド軸受筒３０で参照されているが、第一の直径Ｄ１の穴部の中に配置され、肩部１８に隣接して配置される。ガイド軸受筒３０の外側表面は、第一の直径Ｄ１の穴部１５の表面の反対側に位置する。第二可動リング３３Ｂは、ここではスリーブ３３で参照されるが、ガイド軸受筒３０の中及び第二の直径Ｄ２の穴部１５の中に少なくとも一部が配置される。さらに後述するように、第一可動リング３０Ｂと第二可動リング３３Ｂは、移動可能である。例えば、図２Ｄ、３Ａ及び３Ｂを参照して述べられているように、半径方向に弾力的に変形できる。

スリーブ３３は、コレットアダプタ１０の前方から、固定部１４の第二端部１４Ｂの内部に収容されていると共に、固定部１４の第一端部１４Ａでガイド軸受筒３０の内部に収容されている。スリーブ３３がテーパ１４Ｃを超えて後方２２Ａへ移動するのを防ぐように、固定部１４の第二端部１４Ｂに隣接して配置されているテーパ１４Ｃは、前方２２Ｂに放射状に外側に広がっており、スリーブ３３の、前方２２Ｂに放射状に外側に広がっている対応するテーパ３３Ａに摺接して係合する。スリーブ３３は、作動端部４０Ａと固定端部４０Ｂとを有するコレット４０の挿入を収容できる大きさである。固定テーパ３５は、コレット４０の固定端部４０Ｂの外側表面上に定義され、スリーブ３３の内側表面上に定義される対応する固定テーパ３７に摺接して係合する。図２Ａに示される具体例において、コレット４０は、その作動端部４０Ａに近接して形成されたおねじ部４１を有する。適切なコレット４０には、これらには限定されないが、スイス国ドレモンのシャブリンＳＡ社製のＷタイプ、Ｂタイプ及びＬタイプのコレットが含まれる。

コレット４０の固定テーパ３５がスリーブ３３の固定テーパ３７に摺接して係合するように、コレット４０は、固定部１４の第二端部１４Ｂを通って、ガイド軸受筒３０に収容されているスリーブ３３に挿入されることにより、コレットアダプタ１０に取り付け得る。ドローバー１６を回すことにより、コレット４０のおねじ部４１が、ドローバー１６のめねじ部１７の中に差し込まれる。このようにコレット４０が取り付けられると、ドローバー１６が後方に引っ込むように工作機械が操作され、それによって、すべりスリーブテーパ３７をコレットテーパ３５に対して推進させ、コレット４０が、固定部１４の第二端部１４Ｂで先端を切った円錐形状に固定される要因となる。

コレット４０は、スイス国ドレモンのシャブリンＳＡ社製のＷタイプ、Ｂタイプ及びＬタイプのコレットのように、おねじ部を有しているように示されているが、本発明はこれには限定されず、めねじ部を有するコレットやねじ山を有さないコレットを含む、調整可能なクランピング装置１０と共に他のタイプのコレットも採用され得るが、これらには限定されない。

コレットアダプタ１１０の他の具体例が図２Ｂに示されており、それは、図２Ａのコレットアダプタ１０に類似している。したがって、同様の構成要素は数字１の後に同様の構成番号を付している。コレットアダプタ１１０の具体例は、作動端部１４０Ａと固定端部１４０Ｂを有する引き型（Ｐｕｌｌ−Ｔｙｐｅ）コレット１４０を具備し、その作動端部１４０Ａの近傍にめねじ部１４１を有する。適切なコレット１４０としては、これらには限定されないが、スイス国ドレモンのシャブリンＳＡ社製のＰタイプコレットが採用され得る。

コレットアダプタ１１０は、土台部１１１と土台部から前方に伸びる固定部１１４を具備する。固定部１１４は、おおむね円筒形で、土台部１１１に近接して第一端部１１４Ａを定義し、円錐の先端を切った形状の第二端部１１４Ｂまで、次第に先が細くなっている。穴部１１５はコレットアダプタ１１０を貫通して定義され、土台部１１１は工作機械の主軸（不図示）に結合しており、結果としてコレットアダプタ１１０の回転を引き起こす。コレットアダプタ１１０の終端部１１２を有する第一端部１１４Ａに近接した部分の穴部１１５が、第一の直径Ｄ１を有し、円錐の先端を切った形状を有する第二端部１１４Ｂに近接した部分の穴部１１５が、第二の直径Ｄ２を有するように、穴部１１５は、コレットアダプタ１１０を貫通して定義される。肩部１１８は、第一の直径Ｄ１と第二の直径Ｄ２の間の遷移を定義する。肩部１１８はＯリング１３２が中に配置されている溝を含む。

第一の直径Ｄ１の穴部１１５が工作機械の圧縮ツール又はドローバー１１６の上に配置されるように、コレットアダプタ１１０は工作機械の主軸の上に配置可能であり、その圧縮ツール又はドローバーはコレットアダプタ１１０に対して矢印１２２で示されるように相対する方向に移動可能である。つまり、１２２Ａで示される左方向又は後方と、１２２Ｂで示される右方向又は前方である。固定部１１４を取付けねじ（図２Ｂに不図示）により土台部１１１に取り付ける際の位置調整を容易にするために、ピン１２８が土台部１１１の後方表面から伸びている。ガイド軸受筒１３０は、第一の直径Ｄ１の穴部の中に配置され、肩部１１８に隣接して配置される。ガイド軸受筒１３０の外側表面は、第一の直径Ｄ１の穴部１１５の表面の反対側に位置する。スリーブ１３３は、ガイド軸受筒１３０の中及び第二の直径Ｄ２の穴部１１５の中に少なくとも一部が配置される。スリーブ１３３は、コレットアダプタ１１０の前方から、固定部１１４の第二端部１１４Ｂの内部に収容されていると共に、固定部１１４の第一端部１１４Ａでガイド軸受筒１３０の内部に収容されている。スリーブ１３３がテーパ１１４Ｃを超えて後方１２２Ａへ移動するのを防ぐように、固定部１１４の第二端部１１４Ｂに隣接して配置されているテーパ１１４Ｃは、前方１２２Ｂに放射状に外側に広がっており、スリーブ１３３の、前方１２２Ｂに放射状に外側に広がっている対応するテーパ１３３Ａに摺接して係合する。スリーブ１３３は、コレット１４０の挿入を収容できる大きさであり、固定テーパ１３５は、コレット１４０の外側表面上に定義され、スリーブ１３３の内側表面上に定義される対応する固定テーパ１３７に摺接して係合する。

コレット１４０の固定テーパ１３５がスリーブ１３３の固定テーパ１３７に摺接して係合するように、コレット１４０は、固定部１１４の第二端部１１４Ｂを通って、ガイド軸受筒１３０に収容されているスリーブ１３３に挿入されることにより、コレットアダプタ１１０に取り付け得る。ドローバー１１６を回すことにより、コレット１４０のめねじ部１４１が、ドローバー１１６のおねじ部１１７の中に差し込まれる。このようにコレット１４０が取り付けられると、ドローバー１１６が後方に引っ込むように、工作機械が操作され、それによって、すべりスリーブテーパ１３７をコレットテーパ１３５に対して推進させ、コレット１４０が、固定部１１４の第二端部１１４Ｂで先端を切った円錐形状に固定される要因となる。

コレットアダプタ２１０の他の具体例が図２Ｃに示されており、それは、図２Ａのコレットアダプタ１０に類似している。したがって、同様の構成要素は数字２の後に同様の構成番号を付している。コレットアダプタ２１０の具体例は、作動端部２４０Ａと固定端部２４０Ｂを有し、ねじ山は有しない、ぴったりの長さのコレット２４０を含む。適切なコレット２４０としては、これらには限定されないが、スイス国ドレモンのシャブリンＳＡ社製のＦタイプコレットが採用され得る。

コレットアダプタ２１０は、土台部２１１と土台部から前方に伸びる固定部２１４を具備する。固定部２１４は、おおむね円筒形で、土台部２１１に近接して第一端部２１４Ａを定義し、円錐の先端を切った形状の第二端部２１４Ｂまで、次第に先が細くなっている。穴部２１５はコレットアダプタ２１０を貫通して定義され、土台部２１１は工作機械の主軸（不図示）に結合しており、結果としてコレットアダプタの回転を引き起こす。コレットアダプタ２１０の終端部２１２を有する第一端部２１４Ａに近接した部分の穴部２１５が、第一の直径Ｄ１を有し、円錐の先端を切った形状を有する第二端部２１４Ｂに近接した部分の穴部２１５が、第二の直径Ｄ２を有するように、穴部２１５は、コレットアダプタ２１０を貫通して定義される。肩部２１８は、第一の直径Ｄ１と第二の直径Ｄ２の間の遷移を定義する。肩部２１８はＯリング２３２が中に配置されている溝を含む。

第一の直径Ｄ１の穴部２１５が工作機械の圧縮ツール又はドローバー２１６の上に配置されるように、コレットアダプタ２１０は工作機械の主軸の上に配置可能であり、その圧縮ツール又はドローバーはコレットアダプタ２１０に対して矢印２２２で示されるように相対する方向に移動可能である。つまり、２２２Ａで示される左方向又は後方と、２２２Ｂで示される右方向又は前方である。固定部２１４を取付けねじ（図２Ｃに不図示）により土台部２１１に取り付ける際の位置調整を容易にするために、ピン２２８が土台部２１１の後方表面から伸びている。ガイド軸受筒２３０は、第一の直径Ｄ１の穴部の中に配置され、肩部２１８に隣接して配置される。ガイド軸受筒２３０の外側表面は、第一の直径Ｄ１の穴部２１５の表面の反対側に位置する。第一スリーブ２３３は、ガイド軸受筒２３０の中及び第二の直径Ｄ２の穴部２１５の中に少なくとも一部が配置される。スリーブ２３３は、コレットアダプタ２１０の後方から、固定部２１４の第一端部２１４Ａの内部に収容されていると共に、ガイド軸受筒２３０の内部に収容されている。スリーブ２３３がテーパ２１４Ｃを超えて後方２２２Ａへ移動するのを防ぐように、固定部２１４の第二端部２１４Ｂに隣接して配置されているテーパ２１４Ｃは、後方２２２Ａに放射状に外側に広がっており、スリーブ２３３の、後方２２２Ａに放射状に外側に広がっている対応するテーパ２３３Ａに摺接して係合する。第二スリーブ２３１は、第一スリーブ２３３の中に配置され、第二スリーブは、コレット２４０の挿入を収容できる大きさである。ここで固定テーパ２３５は、コレット２４０の固定端部２４０Ｂの外側表面上に定義され、第二スリーブ２３１の内側表面上に定義される対応する固定テーパ２３７に摺接して係合する。

コレット２４０は、固定部２１４の第一端部２１４Ａを通って、第二スリーブ２１３の中に挿入されることにより、コレットアダプタ２１０の中に取り付け可能であり、コレット２４０は圧縮ばね２１９に押し付けられて配置される。コレット２４０の固定テーパ２３５は第二スリーブ２３１の固定テーパ２３７に摺接して係合する。このようにコレット２４０を配置したうえで、止めナットを工作機械の主軸にねじでかみ合わせ、コレットを第二スリーブ２３１の中のその配置に保持する。工作機械は圧縮チューブ２１６で第二スリーブを前方２２２Ｂの方向に押すように操作され、圧縮ばね２１９をさらに圧縮し、第二スリーブテーパ２３７をコレットテーパ２３５に対して推し進め、穴部２１５は被加工製品を包み、固定する。

このように、調整可能なクランピング装置１０，１１０及び２１０は、おねじ部４１を有するコレット４０、めねじ部を有する１４０又はスレッドレスな（つまり、ねじ山を有しない）コレット２４０を収納するように、選択的に調整可能である。

固定部１４は、その中を通って伸びる、少なくとも一つの半径に沿った穴部４３を定義し、ねじ山を切った挿入物４５が例えば圧入により配置されている。差動ねじ４４は、固定部１４の中のねじ山を切った挿入物４５の中に配置されており、調整スレッジ（ａｄｊｕｓｔｉｎｇ ｓｌｅｄｇｅ）３８と協働して、コレットアダプタ１０に固定されているコレット４０の調整を容易にしている。差動ねじ４４は、通常、固定部１４の周囲に等間隔で配置されている。調整スレッジ３８は、六角レンチ等のドライバーのような工具を使って差動ねじ４４を締めたり緩めたりすることで、中心に調整可能であり、固定部１４のコレット４０を固定する。調整スレッジ３８を通じて差動ねじ４４により力を加えることにより、ガイド軸受筒３０は弾力的に変形してスリーブ３３に作用し（例えばミクロン単位で）、コレットアダプタ１０の穴部の隙間を減少させ、それにより、繰り返し精度を向上させる。本発明の所定のケースや変形例では、調整スレッジはスリーブ３３に直接作用してもよい。

差動ねじ４４は、ガイド軸受筒を通じて、スリーブ３３のセンタリングと角度エラーを補正するように、調整スレッジ３８と係合するよう作られ得る。差動ねじ４４を調整スレッジ３８に係合させることにより（コレットが固定部の中に挿入されるときに差動ねじが直接コレット４０の表面に係合するのとは対照的に）、差動ねじ４４とコレットとの直接の接触を避け、それにより、コレットアダプタ１０とコレットの摩耗を最小限にする。差動ねじ４４は、コレットアダプタ１０の内部で、取り換え可能である。

図２Ｄに詳細に示す具体例において、一以上の差動ねじ４４が矢印Ｋの方向に半径上に内側に伸び、差動ねじは半径方向の内側に向けて、調整スレッジ３８に対して力を加え、同様に、半径方向の内側に向けて、軸受筒３０の後方の第一端部に向けて力を加える。軸受筒３０の前方第二端部３０Ｄは固定部１４とスリーブ３３との間の第一軸状位置Ｐ１に保持されている。軸受筒３０の第一端部３０Ｃはスリーブ３３の後方第一端部３３Ｃに対して、半径方向の内側に向かった力を加える。スリーブ３３の前方第二端部３３Ｄは、コレット４０と固定部１４の間の第二軸上位置Ｐ２で固定部１４の一部に保持されている。したがって、軸受筒３０の第一端部３０Ｃ近傍の一部とスリーブ３３の第一端部３３Ｃ近傍の一部は、弾力的に半径方向の内側に変形され、コレット４０の半径方向の位置調整に作用する。

図３Ａ、３Ｂ及び４に示す通り、ねじ山を切った挿入物４５の中にある６個の差動ねじは、固定部１４の周囲に等間隔に配置されている。しかし、本発明はこれに限定されないと理解されるべきである。例えば、差動ねじは、追加して（又は少なくして）、固定部の周囲に等間隔に配置されてもよい。さらに、差動ねじ４４は、固定部の軸上の長手方向に沿って整列されていてもよく、それによって、コレット４０の中の工具又は被加工製品の角度の調整ができ、また、工具、被加工製品又はコレットが長すぎる（又は短すぎる）ことによるエラーの補正ができる。４つの取付けねじ２６がコレットアダプタ１０の土台板１１の周囲に等間隔に配置されているが、本発明はこれに限定されず、追加した（又は少なくした）取付けねじを使ってもよいことも特筆されるべきである。

図３Ｂにより詳細に示した通り、それぞれの差動ねじ４４は２つの異なるねじ山ピッチを有している。すなわち、第一ねじ山ピッチ５０と第二ねじ山ピッチ５２である。第一ねじ山ピッチ５０と第二ねじ山ピッチ５２との差により、回転するごとに半径方向の補正を与える。第一ねじ山ピッチ５０が第二ねじ山ピッチ５２に近ければ近いほど、差動ねじ４４により可能な調整が細かくなる。二つのねじ山ピッチが異なることにより、ねじ山間に摩擦が生まれ、差動ねじ４４が自己固定される。

図１−４を参照すると、コレット内に固定された工具又は被加工製品の回転調整は、差動ねじ４４の調整によりなされ、そのことにより、差動ねじは固定部１４の中又は外に移動する。固定されていない位置において、すなわち、差動ねじ４４が調整スレッジ３８を介してガイド軸受筒３０に係合していない場合、差動ねじは狭い範囲で軽い抵抗で回すことができ、ガイド軸受筒３０は、利用可能な耐性の範囲で自由に調整可能である。差動ねじ４４を内側方向に調整することにより、差動ねじが調整スレッジ３８に係合し、摩擦と抵抗が増加し、ガイド軸受筒３０、スリーブ３３及びそれらを中に通したコレット４０が適切な位置で固定され、それにより、調整が安定化される。調整の安定化を確保するために、差動ねじ４４は、張力又は圧縮力のもとで、ガイド軸受筒３０に係合する。

細かい回転調整に加えて、クランピング装置のオリジナルの精度に関わらず、より大きな回転の同心性の補正も可能である（例えば、工作機械の主軸に対する土台部１２の正しく調整された取付け）。同様に、コレットアダプタ１０は摩耗が補償され、それにより、クランピング装置の寿命がかなり増える。差動ねじ４４によるコレット４０の調整は、コレットに固定された工具や被加工製品とともに、被加工製品が加工される前又は二つの工程の間になされる。再調整は、いつでも、コレットアダプタ１０、コレット４０、工具や被加工製品のような個々の構成部品を取り外さずにできる。

コレットアダプタ１０について、冷却液、潤滑剤や流水式洗浄剤等を通すか否かを、その設計段階で考慮してもよい。コレットアダプタ１０が使われるアプリケーションに応じて、コレットアダプタ１０はクリーニングの目的のために出し入れが自由にできる構成にしてもいいし、ごみの侵入を避けるように封じられた異なる形を提供してもよい。

コレットアダプタ１０の構成部品も、コレットアダプタが使われるアプリケーションに応じて異なる材料を使って製作されてもよい。例えば、様々なタイプの金属や合金を使うことができる。コレットアダプタ１０の構成に用いられる金属としては、これらに限定されないが、チタンとニッケルがある。用いられる合金としては鋼鉄を含み、例えば、硬化スチール、非硬化スチール、ステンレススチール及び低腐食性スチールがある。他の合金も本発明の範囲内である。様々な金属やコーティングが表面特性を改善するために適用可能であり使用され得る。同様に、化学工業や食品産業に用いられる材料やコーティングも使用できる。

本発明に係るコレットアダプタ１０は、適切な工作機械のアプリケーションに採用可能である。適切な工作機械のアプリケーションとは、これらに限定はされないが、大量生産及び再研削操作向けの工具研削装置、主軸及び副軸を用いた高精密加工向けの旋盤及び自動旋盤、自動連続工作装置及び割出装置、心押し台、主軸端及びその他のクランピング装置がある。

図５に示すように、工作機械のアプリケーションの一例は、コレットアダプタ１０が被加工製品６２を固定するために用いられている自動研削装置６０である。テーブル６３、運び台、円形コンベアまたは工具が取り付けられるアームの移動により、被加工製品６２は移動可能である。テーブル６３の移動は、コンピュータのようなプログラマブル論理回路６４（ＰＬＣ６４）を用いて、制御可能である。ＰＬＣ６４は、操作者がそれを通じて相互作用できるキーパッド６６と、データを表示できる表示スクリーン６８とを有している。キーパッド６６を使って相互作用することにより、操作者は被加工製品の動きをプログラムでき、その動きを制御できる。

上述したように、本発明に係る工具または被加工製品を固定する装置は、工作機械の主軸をしっかり固定できる土台部１１と、土台部１１から伸びる固定部１４とを含み、固定部１４と土台部１１がそれらの中に伸びる穴部１５を定義する。少なくとも一つの可動リング３０Ｂが、穴部１５の固定部１４により定義される部分の中に配置される。その可動リングは、コレット４０を収容するように構成されており、少なくとも一つの差動ねじ４４がその可動リング３０Ｂと協働している。コレット４０は、この装置により、工作機械の主軸端に取り付けられ、固定部１４の穴部１５に引き入れられ、そこで固定される。

工具又は被加工製品を固定する装置は、さらに、可動リング３０Ｂと穴部１５の固定部１４の中を通って定義される部分の内側表面との間に配置されているスリーブ３３を含む。固定部１４の中を通って定義される穴部１５は、第一の直径Ｄ１と第二の直径Ｄ２により定義され、第一の直径Ｄ１から第二の直径Ｄ２への遷移部は肩部１８である。軸受筒３０は、可動リング３０Ｂと穴部１５の第一の直径Ｄ１により定義される部分の内側表面との間に配置され、肩部１８に隣接している。少なくとも一つの差動ねじ４４は少なくとも二つの異なるねじ山ピッチを含み、差動ねじ４４はねじ山を切った挿入物４５の中に配置される。

コレット４０と１４０は、工作機械の引っ張り素子１６にねじで取付けられている。コレット４０は作動端部４０Ａと固定端部４０Ｂを定義し、作動端部４０Ａはおねじ部４１を有する。コレット１４０は作動端部１４０Ａと固定端部１４０Ｂを有し、作動端部１４０Ａはめねじ部１４１を有する。コレット２４０は作動端部２４０Ａと固定端部２４０Ｂを定義し、作動端部２４０Ａにはねじ山はない。

本発明に係る工作機械向けの調整可能なクランピングシステムは、一つの工具又は被加工製品を固定するコレット４０と、工作機械に配置され得るコレットアダプタ１０とを含む。コレットアダプタ１０は、工作機械の主軸をしっかり固定できる土台部１１と、土台部１１から伸びる固定部１４とを含む。固定部１４と土台部１１は、それらの中を通って伸びる穴部１５を定義する。可動リング３０Ｂとスリーブ３３は穴部１５の中に配置され、可動リング３０Ｂは弾力的に変形でき、その中にコレット４０を収容するように構成されている。少なくとも一つの差動ねじ４４が可動リング３０Ｂと協働しており、差動ねじ４４はコレット４０の位置を調整するように調整可能である。工作機械は、コレット４０を固定部１４の中に引き入れるよう構成されている。

調整可能なクランピングシステムは、さらに、可動リング３０Ｂと穴部１５の固定部１４の中を通って定義される部分の内側表面との中間に配置されるスリーブ３３を含む。差動ねじ４４は二つの異なるピッチのねじ山を含む。土台板は、複数の取付けねじ２６により機械ねじの主軸をしっかり固定できる。コレット４０は作動端部４０Ａと固定端部４０Ｂを定義し、作動端部４０Ａはおねじ部４１を有している。コレット１４０は作動端部１４０Ａと固定端部１４０Ｂを有し、作動端部１４０Ａはめねじ部１４１を有する。コレット２４０は作動端部２４０Ａと固定端部２４０Ｂを有し、作動端部２４０Ａはねじ山を有していない。

本発明に係る工作機械におけるコレットの固定方法は、その中を通っている穴部１５を定義するクランピング装置を準備することを含む。穴部１５は、一以上の差動ねじ４４と係合し得る少なくとも一つの可動リング３０Ｂを含む。クランピング装置は工作機械の主軸に取り付けられる。コレット４０はクランピング装置の中に挿入され、工作機械の主軸の引っ張り素子１６に取り付けられ、クランピング装置の中に引き入れられる。コレット４０の位置は一以上の差動ねじ４４を使って調整される。

クランピング装置は、土台部１１を主軸に正しく取付けてクランピング装置の回転の同心性を調整することにより工作機械の主軸に取り付けられる。コレット４０の位置の調整は、コレット４０の周りに配置される可動リング３０Ｂに係合して、差動ねじ４４を張力または圧縮力のいずれかの下で保持するように一以上の差動ねじ４４を調整することを含む。おねじ部４１を有する差動端部４０Ａは工作機械の主軸の引っ張り素子に取り付けられる。めねじ部１４１を有する差動端部１４０Ａは工作機械の主軸の引っ張り素子に取り付けられる。最後に、ねじ部を有しない差動端部２４０Ａは工作機械の主軸の引っ張り素子に取り付けられる。

本発明に係る工具又は被加工製品を固定する他の装置は、その中を通って伸びる軸に沿った穴部１５と少なくとも一つの半径に沿った穴部とを定義する固定部１４を含む。少なくとも一つの調整スレッジ３８は軸に沿った穴部１５の一部の中に配置され、差動ねじ４４は、半径に沿った穴部４３の軸方向に移動可能であり、調整スレッジ３８と協働している。軸受筒３０は、軸に沿った穴部１５の中に置かれ、調整スレッジ３８と係合している。スリーブ３３は穴部１５の中に置かれ、軸受筒３０の一部と係合している。軸受筒３０は、第一端部３０Ｃにおいては、調整スレッジ３８の半径方向の動きに応じて半径方向に移動可能であり、第二端部３０Ｄにおいては、固定部１４とスリーブ３３との間で、第一軸上位置Ｐ１で半径方向には抑制される。スリーブ３３は、第一端部３３Ｃにおいては、軸受筒３０の半径方向の動きに応じて半径方向に移動可能であり、第二端部３３Ｄにおいては、第二軸上位置Ｐ２で固定部１４の一部に半径方向に抑制される。

本発明は、その詳細な具体例に関連して図示するとともに述べられたが、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更がなされてもよく、均等物がこの構成要素の代替えとなり得ることは、当業者により理解される。さらに、特定の状況又は物質に適応するために、発明の本質の範囲を逸脱することなく、本発明の教えに変更を加えることができる。したがって、本発明は、上記で開示した特定の具体例には限定されず、本発明は、末尾に付加した請求項の範囲内に含まれるすべての具体例を含むことを意図している。

Claims (20)

1. 工具または被加工製品を固定する装置であって、
   工作機械の主軸に固定可能な土台部（１１）と、
   前記土台部（１１）から伸びる固定部（１４）であって、前記土台部（１１）とともにそれらの中を通って伸びる穴部（１５）を定義する固定部（１４）と、
   前記工作機械の主軸端に前記装置により取り付けられるコレット（４０）と、
   前記穴部（１５）の前記固定部（１４）により定義される部分の中に配置されるガイド軸受筒（３０）と、
   少なくとも一部が前記ガイド軸受筒（３０）と前記穴部（１５）の中に配置され、前記コレット（４０）を収容するように構成されているスリーブ（３３）と、
   前記固定部（１４）の周囲に等間隔に配置されている複数の差動ねじ（４４）と、
   前記複数の差動ねじ（４４）と前記ガイド軸受筒（３０）との間に配置されている複数の調整スレッジ（３８）と、
   を具備し、
   前記コレット（４０）は、前記固定部（１４）の前記穴部（１５）の中の前記スリーブ（３３）の中に引き入れられ、そこで固定され、
   前記複数の差動ねじ（４４）は、前記複数の調整スレッジ（３８）に半径方向に内側に向けて力を与え、前記複数の調整スレッジ（３８）が前記ガイド軸受筒（３０）の後方の第一端部（３０Ｃ）において半径方向に内側に向けて力を与え、
   前記ガイド軸受筒（３０）は、前記第一端部（３０Ｃ）で、前記調整スレッジ（３８）の半径方向の動きに応じて、半径方向に移動可能であり、前方の第二端部（３０Ｄ）で、前記固定部（１４）と前記スリーブ（３３）との間で第一軸上位置（Ｐ１）において保持され、
   前記スリーブ（３３）は、後方の第一端部（３３Ｃ）で、少なくとも一つの前記ガイド軸受筒（３０）の半径方向の動きに応じて、半径方向に移動可能であり、前方の第二端部（３３Ｄ）で、前記固定部（１４）の一部に、第二軸上位置（Ｐ２）において保持される、装置。
2. 前記穴部（１５）の前記固定部（１４）により定義される部分は第一の直径（Ｄ１）と第二の直径（Ｄ２）により定義され、前記第一の直径（Ｄ１）と前記第二の直径（Ｄ２）との間の遷移部分は肩部（１８）である、請求項１記載の装置。
3. それぞれの前記差動ねじ（４４）が少なくとも二つの異なるピッチのねじ山を有する請求項１記載の装置。
4. 前記差動ねじ（４４）が中に配置される、ねじ山を切った挿入物（４５）をさらに具備する請求項３記載の装置。
5. 前記コレット（４０）、（１４０）が工作機械の引っ張り素子（１６）にねじで取り付けられている請求項１記載の装置。
6. 前記コレット（４０）、（１４０）、（２４０）は、作動端部（４０Ａ）、（１４０Ａ）、（２４０Ａ）と固定端部（４０Ｂ）、（１４０Ｂ）、（２４０Ｂ）を定義し、前記作動端部（４０Ａ）、（１４０Ａ）、（２４０Ａ）は、おねじ部（４１）又はめねじ部（１４１）を有するか、またはねじ山を有さない、請求項１記載の装置。
7. 前記複数の差動ねじ（４４）が６個の差動ねじ（４４）を具備する、請求項１記載の装置。
8. 前記ガイド軸受筒（３０）は弾力的に変形可能である、請求項１記載の装置。
9. 工具又は被加工製品を固定するためのコレット（４０）と、
   工作機械に配置可能なコレットアダプタ（１０）と、を具備する
   工作機械向けの調整可能なクランピングシステムであって、
   前記コレットアダプタ（１０）は、
   工作機械の主軸に固定可能な土台部（１１）と、
   前記土台部（１１）から伸びる固定部（１４）であって、前記土台部（１１）とともにそれらの中を通って伸びる穴部（１５）を定義する固定部（１４）と、
   前記穴部（１５）の中に配置されるガイド軸受筒（３０）及びスリーブ（３３）であって、前記ガイド軸受筒（３０）は弾力的に変形可能であり、前記スリーブ（３３）はコレット（４０）をその中に収容するように構成されているガイド軸受筒（３０）及びスリーブ（３３）と、
   前記固定部（１４）の周囲に等間隔に配置されている複数の差動ねじ（４４）と、
   前記複数の差動ねじ（４４）と前記ガイド軸受筒（３０）との間に配置されている複数の調整スレッジ（３８）と、
   を具備し、
   前記複数の差動ねじ（４４）は、前記複数の調整スレッジ（３８）に半径方向に内側に向けて力を与え、前記複数の調整スレッジ（３８）が前記ガイド軸受筒（３０）の後方の第一端部（３０Ｃ）において半径方向に内側に向けて力を与え、
   前記ガイド軸受筒（３０）は、前記第一端部（３０Ｃ）で、前記調整スレッジ（３８）の半径方向の動きに応じて、半径方向に移動可能であり、前方の第二端部（３０Ｄ）で、前記固定部（１４）と前記スリーブ（３３）との間で第一軸上位置（Ｐ１）において保持され、
   前記スリーブ（３３）は、後方の第一端部（３３Ｃ）で、少なくとも一つの前記ガイド軸受筒（３０）の半径方向の動きに応じて、半径方向に移動可能であり、前方の第二端部（３３Ｄ）で、前記固定部（１４）の一部に、第二軸上位置（Ｐ２）において保持され、
   前記複数の差動ねじ（４４）のそれぞれは、前記コレット（４０）の位置を調整できるように調整可能である、クランピングシステム。
10. 工作機械は、コレット（４０）を固定部（１４）に引き入れるように構成されている、請求項９記載の調整可能なクランピングシステム。
11. 前記複数の差動ねじ（４４）のそれぞれが少なくとも二つの異なるピッチのねじ山を有する、請求項９記載の調整可能なクランピングシステム。
12. 前記土台部が複数の取付けねじ（２６）により工作機械の主軸に固定される、請求項９記載の調整可能なクランピングシステム。
13. 前記コレット（４０）、（１４０）、（２４０）は、作動端部（４０Ａ）、（１４０Ａ）、（２４０Ａ）と固定端部（４０Ｂ）、（１４０Ｂ）、（２４０Ｂ）を定義し、前記作動端部（４０Ａ）、（１４０Ａ）、（２４０Ａ）は、おねじ部（４１）又はめねじ部（１４１）を有するか、またはねじ山を有さない、請求項９記載の調整可能なクランピングシステム。
14. 前記複数の差動ねじ（４４）が６個の差動ねじ（４４）を具備する、請求項９記載の調整可能なクランピングシステム。
15. 工作機械にコレットを固定する方法であって、
    土台部（１１）及び固定部（１４）と、それらの中を伸びる穴部（１５）と、前記固定部の周囲に等間隔に配置される複数の差動ねじ（４４）により動作され得るガイド軸受筒（３０）と、少なくとも一部が前記ガイド軸受筒（３０）と前記穴部（１５）の中に配置され、前記コレット（４０）を収容するように構成されているスリーブ（３３）と、を定義する、クランピング装置を準備する工程と、
    複数の調整スレッジ（３８）を準備する工程と、
    前記クランピング装置を工作機械の主軸に取り付ける工程と、
    前記コレット（４０）を前記クランピング装置の前記スリーブ（３３）の中に挿入し、前記コレット（４０）を工作機械の主軸の引っ張り素子（１６）に取り付ける工程と、
    前記コレット（４０）を前記クランピング装置の前記スリーブ（３３）の中に引き入れる工程と、
    一以上の差動ねじ（４４）を使って、前記複数の調整スレッジ（３８）に半径方向に内側に向けて力を与え、前記複数の調整スレッジ（３８）が前記ガイド軸受筒（３０）の後方第一端部において半径方向に内側に向けて力を与えることにより、コレット（４０）の位置を調整する工程と、を有し、
    前記ガイド軸受筒（３０）は、前記第一端部（３０Ｃ）で、前記調整スレッジ（３８）の半径方向の動きに応じて、半径方向に移動可能であり、前方の第二端部（３０Ｄ）で、前記固定部（１４）と前記スリーブ（３３）との間で第一軸上位置（Ｐ１）において保持され、
    前記スリーブ（３３）は、後方の第一端部（３３Ｃ）で、少なくとも一つの前記ガイド軸受筒（３０）の半径方向の動きに応じて、半径方向に移動可能であり、前方の第二端部（３３Ｄ）で、前記固定部（１４）の一部に、第二軸上位置（Ｐ２）において保持される、方法。
16. 前記クランピング装置を工作機械の主軸に取り付ける工程は、土台部（１１）を主軸に正しく調整して取り付け、前記クランピング装置の回転の同心性を調整する工程を含む、請求項１５記載の方法。
17. 前記コレット（４０）の位置を調整する工程は、前記一以上の差動ねじ（４４）を前記ガイド軸受筒（３０）と係合するように調整し、前記一以上の差動ねじ（４４）を張力又は圧縮力の下に保持する工程を含む、請求項１５記載の方法。
18. 前記コレット（４０）、（１４０）、（２４０）を工作機械の主軸の引っ張り素子（１６）、（１１６）、（２１６）に取り付ける工程は、おねじ部（４１）又はめねじ部（１４１）を有するか、またはねじ山を有さない、作動端部（４０Ａ）、（１４０Ａ）、（２４０Ａ）を前記工作機械の主軸の引っ張り素子に取り付ける工程を含む、請求項１５記載の方法。
19. 前記複数の差動ねじ（４４）を準備する工程が、前記固定部（１４）の周囲に等間隔に配置される６個の差動ねじ（４４）を準備する工程を含む、請求項１５記載の方法。
20. 前記ガイド軸受筒（３０）は弾力的に変形可能である、請求項１５記載の方法。