JPH0295503A - 工具特に切削工具把持用チャック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は工具を取付けるためのチャックに関し、詳しく
は一方においてその軸線の回りに回転運動を行いかつ他
方において軸線方向に変位運動を起こす切削用工具に関
する。

一方において回転運動させられ他方において軸線方向に
変位運動を生ずるこれらの両運動は適当な機械から工具
に与えられたものであってこのような運動を起こす切削
工具は成る条件下で上記工具の回転作用と機械加工され
る表面の摩擦作用力に基因してそれ自身に軸線方向運動
を生ずる。そしてこれは特にタップ工具の場合であるが
しかし、これと同じ現象は他の種類の機械加工について
も起こりうる。

〔従来の技術〕

今日まで大多数の機械は該機械の軸線方向の運動に関し
て即ちこの場合該運動は主軸台の回転作用と同一歩調に
ある工具自体の軸線方向運動例えばタップの軸線方向運
動を正確かつ一定不変の同期速度に保持することはでき
なかった。タップのねじ立て作業場合におけるタップ自
体の軸線方向運動の大きさはタップのねじピッチの関数
である。

実際に、現在行われているデジタル制御はタップの作動
時に正確な同期速度を提供しうるものとしているけれど
も、タップ作業が希望の深さに達すればその回転方向を
逆転させた瞬間にその脱同期性はより大きくまたはより
小さい形で起こる。その差異は回転速度に依存し、更に
機械の主軸台と往復台間の慣性力の差異によっても変化
する。或いはまた工具に対し機械が与えた軸方向運動を
起こす作動分力によっても変化する。従ってその場合場
合に応じて種々の加速度又は減加速度を生じる。デジタ
ル制御方式を具えた機械が脱同期速度状態の発生原因の
一つを構成する機械的遊隙をたとえ除去したとしてもタ
ップねし立て作業に必要な回転方向の逆転期間を通じて
絶体的に定時一定の制御作用を維持することは成る特殊
な機械によってのみ保証可能となるにすぎない、今日ま
でこの問題はタップねし立て装置という広い範囲に亘っ
て異なる構造をもつ特殊な装置が相遇する問題であって
、この構造それ自体は軸線方向運動における差異を吸収
するが、しかしタップねし立て装置のみがこの欠点をも
つものであって、これは−方において嵩張り他方におい
てタップねし立て作業に対してだけ装備される。作り付
けの逆転手段を具えるか又は具えていないこれら装置の
成るものはタップねし立て作動の全期間を通じて独立し
た行程が付与される。時折タップねし立て機械には低速
度又は中速度において許容可能な常時一定の同期作用が
確保されるための「パターン」（Ｐａｔｔｅｒｎ）　と
称する機械システムが設置される。

ねじ立て装置が存在し、かつまた種々形式の交換可能な
延長片をもつ迅速交換用工具ホルダも存在する。これら
の延長片は種々の作用を遂行し得るが、しかし交換可能
な延長片の基本寸法以内における内部に仕込まれる軸方
向補償作用は奏しえない。更に上記延長片はその支持体
上に継ぎ足されて全体の長さを増加する。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、切削工具の軸方向運動における差異を
自動的に補償せしめる工具把持チャックを提供すること
にあり、これによって機械加工装置を特別のものに仕立
てたりかつ嵩高のものにする必要性がないようにし特に
タップねし立て作業をデジタル制御方式による自動機械
として構成せしめることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係るチャックは請求の範囲第１項の特徴部分に
記載される。即ち工具を把持するためのチャックは外部
本体を有し、該外部本体の形状は公知のチャックキャリ
ア上に保持された通常のチャックに等しい外部形状をな
すと共に、該本体の中空腔内には切削工具を把持するソ
ケットが挿入され、該ソケットは前記外部本体内の中空
腔内部をその軸線方向に変位運動をすることができ、こ
の変位運動は、予め定められた所定の限度内でがつ上記
ソケットを規定の休止位置に戻すための変形可能な弾力
手段により遂行される。勿論液チャックの内部構造と寸
法長に従って制限される軸線方向の補償寸法長は自動的
に決定される。

上記ソケットの停止位置に関係をもつこの補償作用は後
述するように一方向又はその逆方向に又はその両方向に
遂行可能である。軸方向に作り付けの補償機能をもつチ
ャックの利点は次のとおりである。

（効　果〕 本発明に係るチャックは把持作用の外に更に工具の把持
作用のみを有する標準チャックと同一寸法の範囲内にお
いて一方向又は逆方向に補償作用を遂行せしめることが
可能である。これらは如何なるアダプタも使用せずに又
は交換可能な延長片をもつチャックと同じように占有寸
法を増加することもなく標準チャックキャリア内部に取
付は可能である。切削工具と工作機械によって起こされ
る軸線方向の送り運動における軸線方向の差動的運動変
位を補償するために、もはや特別でかつ嵩張った特殊な
装置内に把持用チャックを配置する必要はなくなるので
ある。

機械加工作業特にタップねし立て作業は異なる長さと大
きさを有する標準のチャックキャリアで以て実施するこ
とができる。かくして機械加工を受ける被工作物の異な
る形状物にも適用することが可能となり、これは通常の
装置で実施するより溝かに効果的である。

同類の作業に対して、例えば穴明けとかリーマ通しとか
雌ねじタップ立てに対し同一のチャックキャリアを使用
できるから極めて現実的で経済的である。３個、４個又
は５個或いはそれ以上の制御軸を有するＣＮＣタレット
の場合に、タップねし立て作業はしばしば一つの整合状
態で加工物品の軸線とは異なる方向において遂行しなけ
ればならない。そして時々は同じ加工物上に数個の半径
方向又は軸方向のタップねし立て作業を或いは斜め方向
のタップねし立ても遂行しなければならない。

この場合において所謂被駆動工具キャリアと呼ばれる特
殊な装置により穴明けとリーマ通しと雌ねじタップ立て
作業を実施する。軸線方向の補償作用を必要とするタッ
プねじ立て用の被駆動工具キャリアは前にも述べたよう
に比較的構造が複雑で、更に高価でありかつ高張るから
タップねし立て用としてだけ使用するものである。これ
に対し本発明のタップねし立て用チャックは穴明けやリ
ーマ通し作業用として工具キャリアを用いて最終的作業
を遂行することができる。これによって、タップねじ立
て作業に対し完全に特殊な装置を特別に設置する必要が
なくなる。

本発明に係る工具把持用チャックは更に工具キャリアを
格納する作業場の設備を簡単化し、使用者に使用上火な
る適応性を与える。機械には工具キャリアに対する種々
の付属物が付加されるから、これらの付属物を一方の機
械から他方の機械へと比較的限定された通路を経て動か
すだけで済むからである。これは本発明に係るチャック
の場合に限らないことであるが工具キャリアの付属品に
束縛されることがなくなるからどんな機械にでも適合さ
せることができる。かくしてこのチャックシステムは異
なった機械加工作業に関連し、特にＣＮＣタレットを遂
行する人達とか、マシニングセンタとかＣＮＣ式リーす
立て機械に関する作業場の設備を殆ど完全に合理的な形
態に提供し得る。

従って経済上の利点は著しいものがある。

該チャックの設計は簡単でかつ頑丈な付属品に作り上げ
られ、実際には如何なる不正確な作動又は生じるかも知
れない故障に対しても危険を伴わずに対処できる。そし
て工具の把持作用をする手段即ら上記ソケット内の半径
方向に配置された好適にはねじ手段だけは時々交換する
必要があり、このとき勿論工具自体も交換される。

一実施例によれば、回転運動をするチャックの基本的２
個の構成部品間の連結作用に供される部材はソケットの
外側部分と中空腔内面部分に形成された整合性の多角柱
形表面である。

他の変形例によれば、上記部材はソケットの外部表面と
中空腔内面に形成した整合性の歯付き外形表面体に形成
することもできる。

他の実施例によれば回転運動に対する連続手段は少なく
とも１個のキ一部材により形成される。

更に別の実施例では、ソケット外表面と中空腔内面に形
成された２個の整合する平坦表面は外部本体とソケット
間の運動を連結せしめるものとして形成される。更に別
の実施例によれば軸線方向に１頃斜するか又はらせん状
をなす溝内に転動するボールが一方においてはソケット
の外側表面に形成されると共に他方において上記中空腔
内面に嵌入されてこれら両組成部材相互の運動連結作用
に供せしめることができる。

他の実施例によれば中空腔内部におけるソケットの軸線
方向の変位運動は一方においてソケットの終端部に付設
した付加部材により制限され、他方において中空腔内部
とソケット上にそれぞれ設けた整合用肩部により制限せ
しめることができる。

弾性的に変形可能な部材はらせんばね又はばね座金又は
弾性的に変形しうる材料により成形された部材のいずれ
によっても実施可能である。

他の変形例によれば、もし軸線方向の補償作用が両方向
に設ける必要があるならば、ソケットを予め定めた所定
の停止位置に戻すために向き合わせた弾性部材を設置す
ることにより達成される。

〔実施例〕

第１図のチャックは一方の方向にのみ即ち矢印Ｆの方向
にだけ軸方向変位が補償されるように構成される。この
チャックは３個の主要構成部品から構成されており、即
ちその一つは中空内腔２を有する外部本体１であり、こ
の内部にはソケット３が装入されており、その二つ目は
ばね４であり、このばね４は外部本体の中空内腔２の肩
部５とソケット側の肩部６との間に配置されている。上
記チャックの一般的構造即ち更に詳しくは外部本体ｌの
構造はチャックの一定の形式又は形状には束縛されない
しまた類似であってもよいし、或いは又少くとも市場で
使用される把持用チャックとして使えるものであればよ
い。それは切削工具を固定化しうるちのであり、その工
具シャンク部分はソケット３の中心穴７に挿入されかつ
ソケット３の後側部分に半径方向にねじ込まれる固定用
ねじ８によって締め付けられて、工具シャンク上に機械
加工された駆動用四角形部分または１個又は複数個の平
坦面上に上記固定用ねじ８を働かせる。

外部本体１とソケット３間の回転運動に対する連結作用
はソケット３の第１の多角柱状表面９とこれに対応して
嵌合される外部本体１の端壁内面に形成した多角柱状の
内表面１０の嵌合によって得られる。これら同一形状を
なす両表面は同時に軸線方向の案内手段としても作用し
、外部本体１の内部におけるソケット３の案内作用は補
償作用をする変位運動時に遂行される。外部本体ｌ内に
おけるソケット３の独立的な最大変位運動は一方におい
てソケット３の外周に形成した肩部１１により決定され
、この肩部１１は中空内腔２の端壁肩部５に衝合して制
限される。他方の制限部はソケット３の外周面に形成し
た溝内１４内に固定化した固定環１２により制限され、
この停止位置において上記固定環１２は外部本体１の内
側表面詳細には窪み１３の底部に衝合する。外部本体１
とソケット３の結合的回転運動を生ずるために上述した
多角柱形状の表面に替えて、他の手段例えばキ一部材；
歯付き外形部材、並びに一方はソケットの外表面に形成
すると共に他方は中空内腔内に形成されている軸方向に
傾斜した溝またらせん状の溝内に転勤するボール群等の
回転結合手段を採用することもできる。またばね４に替
えて弾性的に変形可能な材質から成る本体又はばね座金
を利用することも可能である。

タップねじ立て工具をもつ第１図のチャックの作動は次
のとおりである。即ち機械の直線的送り運動はタップ工
具それ自体の送りよりもわずかに小さいように調節され
るが、上記タップ自体の送りは一方においてタップの回
転速度により定まりかつ１亥タップねじのピッチによっ
て定まる。かくして切削中核タップはそれ自身の補償変
位作用を遂行する、即ち上記ソケット３はタップねし立
て作業が進行するにつれてＦ方向に移動する。タップね
し立て作業の終端において逆転回転時において脱同期状
態が機械によって付与された軸方向送り運動とタップ自
体の送り運動間に生ずるものであって、この非同期状態
は上記ソケットを一方方向又はその逆方向に動かすこと
ができれば補償することが可能になる。機械の送り運動
は好ましくはタップ自身の送り作用の９５％に調節され
、かくして主軸台の回転作用と送り運動とが同期化され
た逆転回転の瞬間において近似的に補償行程期間の中間
にある。この機械の戻り運動はタップ自体の戻し運動の
値に調整されるから従って把持されているチャックは補
償行程内に確実に残され、タップ上に生ずべき凡ゆる圧
迫作用は回避される。

チャックの補償行程が長ければ長いほど調整作用は−そ
う簡単化される。機械の特性やタップねし立て作業の速
度に従って回転作用の反転中並びに直線的送り運動の反
転時に躊躇作用を必要とする場合がある。

第２図には工具を担持する第２実施例に係るチャックが
示され、このチャックは中空内腔１６を形成する外部本
体１５を具えている。この中空内腔１６にソケット１７
が変位可能に装入されており、かつ２個の対抗して配置
されたらせんばねＩ８と１９はそのソケット１７の軸線
方向変位運動がその停止位置から２個の矢印方向Ｆ１と
Ｆ２に向かってそれぞれ生ずるように設けられている。

右側のばね１８は内腔内部に内蔵され外部本体１５の中
央肩部２０の右側表面にその一端を衝合させると共にそ
の他端をソケット１７上の肩部２２に当接する。他方左
側ばねＩ９は外部本体Ｉ５の中央肩部２０の左側表面に
その一端を衝合させると共にその他端をソケット１７の
末端部にねじ込んだ留めリング２３の内端面に当接させ
ている。左側矢印方向Ｆ１における最小限の軸線方向変
位運動はソケット１７の周面に形成した肩部２４によっ
て制限され、この肩部２４は外部本体１５の中央肩部２
０の右側面に衝合する。右側矢印方向Ｆ２における変位
運動は留めリング２３の肩部２５によって制限を受け、
該肩部２５は外部本体１５の前端面がこれに当接する。

外部本体１５とソケット１７間の回転運動に対する連結
作用は外部本体１５の後端部分とこれに対面するソケッ
ト１７上にそれぞれ多角柱形状の表面相互間が整合する
ように形成されるか又は中央肩部２０の内周表面に形成
された中実軸受内面２８上にそれぞれ整合する多角柱形
表面を形成することにより達成可能となる。ソケット１
７内の中心穴内部に工具シャンクを半径方向から固定化
するための固定ねじ２６がソケット後側に取付けられる
。

軸線方向の二方向に変位移動可能な補償作用を具えたチ
ャックは勿論、例示の実施例に限られるわけではなく、
種々の変形例が本発明の精神を逸脱しない範囲内で製作
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の部分的軸線方向断面図で
あり、 第２図は本発明の第２実施例の軸線方向断面を示す図面
である。 １・・・チャックの外部本体、 ２・・・外部本体内の中空内腔、 ３・・・ソケット、　　　　４・・・ばね、５・・・外
部本体内肩部、 ６・・・ソケット上の肩部、 ・・・中心穴、　　　　８・・・固定ねじ、・・・多角
柱形表面、　　１０・・・多角柱形内表面、１・・・ソ
ケット外周の肩部、 ３・・・窪み。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、軸線まわりの回転運動を一方において受けると共に
   他方において軸線方向の変位運動を受ける工具、特に切
   削工具用チャックにおいて、該チャックはチャックホル
   ダーに一致する外部形状をもちかつその内部に円筒中空
   腔（２；１６）を形成した外部本体（１；１５）を有す
   ると共に工具挿入用のソケット（３；１７）とを有し、
   該ソケットは前記中空腔（２；１６）内部の軸線方向に
   変位運動可能に設けられ、かつ切削工具を把持するため
   の手段（８；２６）が設けられ、更に前記外部本体（１
   ；１５）とソケット（３；１７）には両者を共に回転さ
   せるための連結手段が設けられ、かつ前記中空腔（２；
   １６）内におけるソケットの軸線方向変位移動作用を制
   限する手段（５、１１、１２；２０、２４、２５）が設
   けられ、かつ前記ソケット（３；１７）を予め定めた規
   定の停止位置に復帰させるための弾性的変形部材（４；
   １８、１９）が設けられている工具把持用チャック。 ２、チャックの外部本体（１；１５）とソケット（３；
   １７）とを共に回転させるための連結手段は前記ソケッ
   ト（３；１７）の外側表面の少なくとも一部に形成され
   た多角柱形表面（９）と外部本体（１；１５）内の中空
   腔（２；１６）内部に形成された整合用多角柱形内表面
   （１０）とが協働するように構成されている請求項１記
   載のチャック。 ３、前記外部本体（１；１５）とソケット（３；１２）
   を共に回転させるため連結手段は前記ソケットの外部表
   面の一部並びに前記外部本体内部の中空腔内面にそれぞ
   れ整合する歯付き外形体が設けられている請求項１記載
   のチャック。 ４、前記外部本体（１；１５）とソケット（３；１７）
   とを共に回転させるための連結手段は少なくとも１個の
   キーにより構成されている請求項１記載のチャック。 ５、前記外部本体（１；１５）とソケット（３；１７）
   とを共に回転させるための連結手段は前記ソケットの外
   部表面と前記外部本体内部の中空腔内面に形成した２つ
   の整合平坦表面によって構成される請求項１記載のチャ
   ック。 ６、前記外部本体（１；１５）とソケット（３；１７）
   とを共に回転させるための連結手段はソケット（３；１
   ７）の外部表面並びに外部本体（１；１５）内部の中空
   腔（２；１６）内にそれぞれ軸線方向に対し傾斜する溝
   又はらせん状溝内に転動する１個又は複数個のボールに
   より構成されている請求項１記載のチャック。 ７、前記中空腔（２；１６）内部におけるソケット（３
   ；１７）の軸線方向変位移動作用を制限する手段は一方
   向に対してはソケット（３；１７）上に配設した付加停
   止部材（１２；２３）により構成されると共に反対方向
   に対しては外部本体内の中空腔（２；１６）内の内側肩
   部（５；２０）がソケット上の肩部（１１；２４）と協
   働するように構成されている請求項１から６までのいず
   れかに記載のチャック。 ８、予め定めた規定の停止位置に関して、正逆二方向（
   Ｆ１、Ｆ２）にソケット（１７）の軸線方向変位運動を
   許容するために、弾性的に変形可能な部材（１８、１９
   ）が相互に反対向きに対抗して配置されている請求項１
   から７までのいずれかに記載のチャック。 ９、前記弾性的に変形可能な部材はらせんばねから成る
   請求項１から８までのいずれかに記載のチャック。 １０、前記弾性的に変形可能な部材はばね座金から成る
   請求項１から８までのいずれかに記載のチャック。 １１、前記弾性的に変形可能な部材は弾性的に変形可能
   な材料からなるブロックにより構成されている請求項１
   から８までのいずれかに記載のチャック。 １２、前記ソケットは切削工具を把持するために半径方
   向のねじ（８）を具備している請求項１から１１までの
   いずれかに記載のチャック。 １３、切削工具はタップである請求項１から１２までの
   いずれかに記載のチャック。