JPH07501017A - 最適の把持動作を行うコレットおよびその方法 - 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】 発明の背景 本発明は、コレットに関し、特に、把持力を最大限にするための最適パラメータ を有する改良型コレットおよびその製造方法に関する。

ジェーコブ製造会社によるストーナの米国特許第２３４６７０６号には、平坦側 面をもつ複数の把持部を備えたコレットが記述されている。その把持部は、共通 軸周りに同じ間隔をおいて配置されている。その把持間の間隔部分には、ゴムま たはゴム合成品などの接着性弾力材が充填されている。また把持部は，横方向の 開孔な備えている。そのため、接着性弾力材は、隣接する把持部間を充填するだ けでなく把持部間孔内をも貫いているので、把持部を所望の位置に固定するため の縦方向に間隔おいて配置された複数の連続環状リングを形成する。このコレッ トは、従来の分割型鋼製コレットに対して十分な改良がみられるため、商標名が 「ラバーフレックス」と呼ばれるコレットとして、当業者には広く認知されてい るものである。

しかしながら、本発明の出願者の以前には、把持ブレードつまりジョ一部の最適 設計パラメータを算定することにより、ラバーフラックス・コレットの把持力を 最大にすることは知られていなかった。コレットには厚さが異なる複数のジョ一 部が使われているが、把持ジョ一部間の弾力材を少なくとも最小量に維持しつつ 、コレットの内径に嵌合できる所定形状の把持ジョ一部の最適数を推定すること により、把持力が最大にできると考えられてきた。さらにまた、把持ジョ一部の 厚さは、把持力に影響するものではないと一般的に認識されていた。通常では、 ジョ一部の厚さは、コレットの大きさあるいは内径から決定されていたのである 。

ミゾグチの米国特許第５１２３６６３号には、コレットの径方向に垂直な部分の 図心な横切る線に対して各分割部の幾何学的慣性モメントが一定であるような中 央角度θの範囲を決めることにより、金属製コレットの分割部の最低数を算定す る方法が説明されている。その発明では、θ角度は、分割部の厚さに関係な（３ ０°以下である。ひとたび中央角度が約３０°に決められると、分割部の数が増 えるので製造工程の数が増加して、コレットの筒状部の引張強さが低減する結果 となる。

発明の目的と要旨 本発明の第１の目的は、コレット把持力が最大にできるような、ゴム合成体内に 固定された複数の独立把持部を備える形式の改善型コレットを提供することであ る。

本発明の別の目的は、ゴム合成体内に固定された複数の独立把持ジョ一部を備え る形式のコレットにおける把持部の設計パラメータを算定する方法を提供するこ とである。

本発明のさらに別の目的は、従来のコレットの大きさや要件と同じであって、従 来の分割型鋼製コレットと交換可能であるような、最適把持力を有するコレット を提供することである。

本発明のさらにまた別の目的は、コレット設計の把持力を最大にできるよう把持 ジョ一部の厚さや総数の理想値を算定する方法を提供することである。

本発明のさらにまた別の目的は、パソコンにて利用できるような、コレットの形 状設計を最適できる設計最適治具を提供することである。

本発明のさらにまた別の目的は、コレット形状設計を最適化するのに有効なコレ ットトルク滑り特性を推定する方法を提供することである。

本発明のさらにまた別の目的は、特定の寸法や要件をもつコレットの最適な特性 値や設計パラメータを算定するためのコレットトルク滑り特性分析方法を提供す ることである。

本発明のさらにまた別の目的は、従来の寸法や要件のコレットのために、コレッ ト内の把持ジョ一部の最適なパラメータを算定するためのコレットトルク滑り特 性分析方法を提供することである。

本発明のさらにまた別の目的は、多様な種類や寸法の従来コレットの把持力をよ （するための分析方法を提供することである。

本発明のさらにまた別の目的は、コレットの設計パラメータの最適化に有効な方 法であって、所定の設計パラメータをもつコレット形状の最大コレットトルクを 算定する分析方法を提供することである。

本発明のさらにまた別の目的は、コレットの把持力を最大にするための最適コレ ットパラメータを推定するさいに有効である装置であって、コレット設計パラメ ータを最適にするための装置を提供することである。

本発明のさらにまた別の目的は、コレットの把持力を最大にするため、コレット の把持部の少なくとも１つの構造寸法値あるいは特性が最適化されている機械加 工用コレットを提供することである。

本発明のその他の目的や特徴は、下記の説明に記述されており、同時にその説明 からも明白となるであろうし、また、本発明の実施例から判明するであろう。本 発明の目的や特徴は、特に請求範囲に特定されている構成やその組合せから実行 および実現できる。本明細書にて実体化および説明されているように、本発明の 目的を達成するための本発明の方法は、共通軸周りに配列された複数の把持ジョ 一部を備え、それら把持ジョ一部の間隔部分に弾力材が充填されているような形 状のコレットの把持力を最大にするためのものである。詳しくいえば、本発明の 方法は、その径方向押圧力が前記コレットに付与される軸方向押圧力に依存する ような、前記コレットを貫通して載置されたバー柄部に対するコレットの把持ジ ョ一部の径方向押圧力を算定する工程と、前記把持ジョ一部とバー柄部の間にト グル状態が起こる直前の前記把持ジョ一部の径方向押圧力から、バー柄部上に発 生するトルクを算定する工程とから成る。

さらに、この方法は、所定トグル角におけるトグル状態での前記把持ジョ一部と バー柄部間に発生する総モメント力を算定する工程も備えることもできる。本発 明のこの方法によれば、前記のトグル状態での把持ジョ一部とバー柄部間の総モ メント力が最大値となるよう、前記トグル角が変更できる。さらにこの方法は、 トグル状態が起こる直前のトルクとトグル状態での総モメント力最大値とからバ ー柄部上の総トルク値を算定する工程をも備える。

上記の本発明の方法を使えば、所定コレットにおける最大トルク値が得られるよ う、コレット設計パラメータを変更してバー柄部の総トルクを決めることにより 、所定コレット形状の最適設計値の算定が可能となる。

さらにまた、ＥＲタイプやＴＧタイプのコレット形状を含む従来形式のコレット の最適設計値を算定するさいにも、本発明の方法を利用することができる。

本発明の方法の好適実施例では、所定のコレット形状において総トルク最大値を 発生できるような把持ジョ一部の厚さを決める工程から成る。同様に、所定のコ レット形状において総トルク最大値を発生できるような把持ジョ一部の数を算定 する工程を備えてもよい。また、最大把持力が得られるような最適材料を決めれ るよう、把持ジョ一部の材質を変更する工程を備えることもできる。

さらにまた本発明の目的に従った方法は、所定コレット形状での最適設計値を決 めるものであって、その総トルクが、把持ジョ一部とバー柄部間においてトグル 状態が起こる直前のトルクと、トグル状態での把持ジョ一部とバー柄部間に発生 する最大モメントカとを含むような、周知の設計パラメータをもつ所定形状コレ ットを貫通して載置されたバー柄部上の総トルクを算定する工程から成る。この 方法は、前記の所定形状での総トルクが最大値となるよう、コレット設計パラメ ータの少なくとも一つを変更して総トルクを再計算する工程を備えてもよい。

さらにまた本発明の目的に従った装置は、共通軸周りに配列された複数の把持ジ ョ一部を備え、それら把持ジョ一部の間隔部分に弾力材が充填されているような 形状のコレットの設計パラメータを最適化するものであって、それにより、コレ ットを貫通して載置されたバー柄部が前記把持ジョ一部により確実に保持される 。この装置は、所定形状のコレットの設計パラメータを変動的に入力する手段を 有する。また、その径方向押圧力が、コレットホルダーとコレットナツトからコ レットへ付勢される軸方向押圧力に依存するような、バー柄部に対する把持ジョ 一部の径方向押圧力を算定する手段も備えている。さらにまた、把持ジョ一部と バー柄部間でトグル状態が起こる直前の把持ジョ一部の径方向押圧力から、バー 柄部上に発生するトルクを算定する手段も備える。また装置は、所定のトグル角 においての把持ジョ一部とバー柄部間のトグル状態によるモメントを算定する手 段をも備えている。さらにまた、モメント力が最大値となるよう、モメント演算 手段でのトグル角を変更させる手段も備える。そして装置は、前記のコレット設 計パラメータ入力値における前記把持ジョ一部により前記バー柄部上に発生する 総トルクを算定するため、トグル状態直前のトルクとトグル状態における最大モ メントカとを和算する手段を備える。その結果、上記の設計パラメータ入力手段 を使って少なくとも一つのパラメータを変更することにより、前記のバー柄部上 に発生する総トルクを最大にできるので、設計パラメータの最適組合せを決定す ることができる。

本発明の装置の好適実施例では、コンピュータが備わっており、前記の径方向押 圧力演算手段、トルク演算手段、モメント演算手段、トグル角変更手段、和算手 段は、前記コンピュータにより実行される反復ソフトで構成されている。さらに 好ましくは、前記コンピュータは、前記ソフトで使用する多様なコレット形状の 周知の設計パラメータを保管するライブラリーを備えている。そして前記設計パ ラメータ入力手段は、少な（とも一つの設計パラメータが変更できるよう前記コ ンピュータにインターフェイス接続されている。さらに前記コンピュータは、多 様なコレットナツト幾何学上の周知のパラメータを保管するライブラリーを備え 、前記径方向押圧力演算手段は、コレットへ付勢される軸方向押圧力を算定する ためにそのコレットナツト幾何学上パラメータを使用できるように構成すること も可能である。

本発明のさらにまた別の目的に従ったコレットトルク滑り特性分析プログラムは 、コレットホルダーとコレットナツトにより保持されたコレットが発生するトル クを算定するものである。

また本発明に従った機械加工用コレットは、コレットホルダーとコレットナツト の円錐表面との係合により作動されるものである。この機械加工用コレットは、 複数の把持ジョ一部を所望位置に配列保持する弾力材を備えている。

このコレットは、さらにコレット内に機械加工用治具を最適に保持する把持手段 を備える。前記把持手段は、コレットを貫通する縦方向中心線軸周りに所定の角 度間隔で縦方向配列するよう前記弾力材にて保持された複数の把持ジョ一部から 成る。前記把持ジョ一部は、中心線軸に平行な内側露出面を備えているので、そ れらにより前記コレットの内径部が形成される。また把持ジョ一部は、角度の付 いた外側露出面を備えていて、それらにより前記コレットホルダーの円錐面と係 合できる円錐外面が形成されている。さらにまた前記把持ジジ一部は、前記コレ ットの把持力を最大にできるような、厚さ、総数、材質などの少な（とも一つの 構造特性最適値を有する。

本発明の機械加工用コレットの好適実施例では、把持ジョ一部はコレットの把持 力を最大にできるような最適厚さをもつ。同様に、別の好適実施例での把持ジョ 一部は、コレットの把持力を最大にできるような最適数だけ備わっている。本明 細書の一構成部分である付随の図面には、本発明の好適実施例が図示されており 、本発明の詳細な説明するのに参照されるものである。

図面の簡単な説明 図１は、本発明のコレット、つまり、本発明の方法にて作成されたコレットの斜 視図である。

図２は、コレットの把持ジョ一部を示す図１のコレットの部分図である。

図３は、図２のコレットの前面図である。

図４は、本発明の方法に従った処理および演算の連続工程を示すフローチャート である。

図５は、図４の方法を実行する本発明の装置の概略図である。

図６は、トグル状態におけるトルクを算定する方法に従った処理や演算の工程を 示すフローチャート図である。

図７ａと７ｂは、軸方向押圧力を算定するのに使用される分析パラメータを示す コレットのネジ部幾何学形状の説明図である。

図８ａは、特にトグル状態を示している、バー柄部を保持するためコレットホル ダーと関係する把持ジョ一部の概略部分断面図である。

図８ｂは、把持ジョ一部とバー柄部の接触幅を示す断面図である。

図９は、トグル状態直前のトルクを算定するのに使用される分析パラメータを表 示した概略説明図である。

図１０は、トグル状態でのトルク計算に使用される最大ロール角とロール角の概 念を示す概略説明図である。

図１１ａは、トグル状態でのトルク計算に使用される分析変数を示す詳細説明図 である。

図１１ｂは、弾性変形トグル分析にて使用されるパラメータを示す図１１ａと同 様の説明図である。

好適実施例の詳細な説明 本発明の好適実施例を、付随図面に示されている複数の例を参照して詳しく説明 する。各実施例は、本発明の説明の目的で記述されているものであって、それに 限定されるものではない。実際には１本発明の範囲や精神を逸脱することなく多 様な修正や変更ができることは、当業者にとっては明白であるのも言うまでもな い。例えば、本発明の方法の第１の実施例の部分として説明または記述されてい る特徴や工程は、その方法の別の実施例でも利用することが可能であって、その ため別の実施例が実現できる。それゆえ、請求項や同様内容の範囲に特定されて いる説明されている修正や変更をも、本発明はカバーするものである。なお図面 内の番号は一致しており、同じ部品には同じ番号が付けである。

本発明の方法や装置は、図２から図３に図示されている形式のコレットで説明さ れる。コレット１０は、コレットホルダーの円錐面とコレットナツト（図示せず ）の係合により作動される。コレット１０とそのホルダーやナツトの相互動作は 、当業者とって簡単に理解できるものである。

コレット１０は、複数の把持ジョ一部１６を所望の相互関連位置に支持する弾力 材１２から成る。また、弾力材１２は、把持ジョ一部１６の開孔２８内にも延び ており、把持ジョ一部１６内にて同心リング状を形成しているのが好ましい。

前記コレット１０は、コレット１０内に切削具をしっかりと保持する把持手段Ａ をも備えている。本好適実施例での把持手段Ａは、前記弾力材１２によりコレッ ト１０の縦方向中心軸１８周りに縦方向に所定の角度で固定されている複数の把 持ジョ一部１６から成る。把持ジョ一部１６は中心軸１８に平行な内表面２０を 有しているので、それら複数の把持ジョ一部１６によりコレット１０の内径２２ が形成されることになる。コレット１０に保持される切削具の軸または柄部は、 コレット１０の内径部２２に挿入される。

前記把持ジョ一部１６は、所定角度をもつ外露出表面部２４を備えるため、円錐 状の外表面２６が形成されることになる０円錐状外表面部２６は、コレットホル ダー（図示しない）の円錐状面と係合できる。

ここで説明されている本発明の方法や手順によれば、コレットが生成する切削具 つまり試験柄部上のトルク値を分析して、所定コレット形状での最大トルク値を 発生できるよう把持ジョ一部１６の設計パラメータを最適化することにより、前 記コレットの把持力を従来のコレットに比べてより高く増加させることが判明し た。すなわち把持ジョ一部１６は、コレット１０の把持力を最大にするための少 なくとも一つの構成特性つまり寸法を有している。把持ジョ一部１６の構造特性 つまり寸法は、例えば、把持ジョ一部１６の厚さ、コレットｌＯにおけるその総 数、あるいは、その材質などが挙げられる。例えば、標準のＥＲ２５コレット形 状は、ＤＩＮ規格に基づいた内径、外径、円錐状外表面部の角度などの幾何学的 数値を有している。所定のコレット形状が選定されると、工業的基準や要件は対 応した技術規格により決定される。しかしながら、コレットの把持ジョ一部の設 計パラメータを最適化することにより特定形状のコレットの把持力を最大にでき ろことを、本出願者は発見した。

さらにまた、把持ジョ一部と切削具つまり柄部の間のトグル角度は、コレット把 持ジョ一部と切削具柄部の間に発生するトルクを最小にできるような角度値が望 ましいことも判明した。そして、コレットとそれに保持される切削具の間の総ト ルク値を最大にするための把持ジョ一部の最適設計パラメータを算定するさいの 分析作業に、その好適条件値を採用した。

上記を実行する本発明の方法や手順は、図４から図６のフローチャートで示され ている。下記の表１は、分析作業に使われた変数とその対応デフォルト値の一覧 表である。

ｌ　−のｌ １　：　の２ １　・　の３ 本発明の方法や手順に従った分析工程の以下の説明は、本発明の好適実施例を記 述したものであって、それに限定されるものではないのは言うまでもない。分析 工程で算出される値は、いろんな方法にて計算できるが、本発明の範囲や精神の 範躊に納まるものである。さらに、本発明の分析工程の順序は、説明の順序に限 定されるものではな（、有効であればどのような順序でもよい。

図４に図示されているように、コレットホルダーやコレットナツトのパラメータ 、ジョ一部設計変数、材料許容応力、および、コレットナツト、コレットホルダ ー、切削具柄部などの摩擦係数、試験柄部パラエータ等を含む多様なコレットの パラメータ値やデフォルト値が、ステップ６９で入力される。次のステップ７１ では、所定コレット形状や所定ジョ一部厚さにおける把持ジョ一部の最大数が算 定される０把持ジョ一部の最大数は、コレットの内径、ジョ一部厚さ、および、 ジョ一部の各側面のゴム被膜厚さを使って計算されるが、その式は下記のとおり である。

特にこの分析作業では使われることはないが、把持ジョ一部間の弾力材１２の角 度も、把持ジョ一部間の一定間隔と各ジョ一部面の弾力材被膜厚さから下記の式 を使って計算できる。

前述のように、コレット１０は、コレットホルダーとコレットナツトに係合して いる（図示はされていない）。なおコレットナツトとコレットホルダーの係合に より、コレットに軸方向押圧力が付勢される。軸方向押圧力の結果、コレットの 各把持ジョ一部１６と切削具軸つまり試験柄部との間に径方向の押圧力が発生す る。コレットナツトをコレットホルダーに締め付けるさい発生する軸方向押圧力 、つまりスラスト力は、コレットナツトのネジ部面の幾何学形状によって異なる 。この幾何学形状の説明が、図７ａと図７ｂに示されている。ネジ部形状のパラ メータは、１９５９年６月設定のＤＩＮ６３４１規格（ＴＲ規格）やｌ５０６８ のメートル法ネジ規格（Ｍ規格）などの通常の技術基準値から得ることができる 。それら技術基準値から算出されたコレットナツトのネジ部形状パラメータ値は 、後の検索や分析で使えるようライブラリー６８に保存しておくことが望ましい 。

ステップ７３では、特定のコレットのパラメータ値が、好ましくはライブラリー ６６に記録されている形状（図３）から算定される。それらコレット幾何学的パ ラメータ値はＤＩＮ規格に基づいており、コレットの形状が選定されたときに基 本的に算定されたものである。所定のコレット形状の選択が素早く実行された後 、分析作業に必要となる幾何学的データが装置あるいはプログラムにより決定さ れる。例λば、下記の表２には、ＥＲＩＩ、ＥＨ１１、ＥＨ１１、ＥＲ４０コレ ット形状の８″傾斜円錐に関するＤＩＮ規格からのコレット基準値が記載されて いる。

軸方向押圧力演算は、ステップ７４にて行われる。コレットホルダー上のコレッ トナツトに付与される総トルク量は、コレット上の軸方向スラストを発生させる のに必要なトルク量とコレットのスラストベアリング摩擦力を克服するのに必要 なトルク量との和である。コレットナツトに付与されるトルク量は、下記の式か ら算出できる。

ここで、上式の括弧内の項は以下のように表せる。

そして、ｔａｎんの関係式を利用すると、上記の反転式は下記のようになる。

つまり、コレットナツトに付与されるトルク量は、下記のように表せることにな る。

その結果、コレット上の軸方向押圧力Ｗは、以下の式から得られる。

ここで、把持ジョ一部に負荷がかかっており、各ジョ一部が同じように同じ分だ け負荷がかかるよう、把持ジョ一部が等しくて理想的に配置されていると仮定す ると、各ジョ一部の軸方向押圧力は下記の式で表すことができる。

ただし、上記の演算はコレットへ付与される軸方向押圧力を推定する手段の１つ にすぎないことに注意してほしい。軸方向押圧力は、実際には予め算定されて、 後の検索や分析で使用できるよう所定のライブラリーに記録されるものである。

続いて径方向押圧力の演算は、ステップ７５にて実行される。コレットナツトを 締め付けたため生ずる軸方向押圧力の結果として、コレットホルダー表面と各ジ ョ一部の間に法線力が発生する。コレットホルダーとコレット把持ジョ一部の間 の総摩擦力は、コレットホルダーと把持ジョ一部間の摩擦係数と前記法線力の積 である。それゆえ、下記の式が成り立つ。

また、軸方向と径方向の押圧力の和により、二つの未知数を含む下記の二つの式 が与えられる。

ｔΣＦ、、、　＝　ｆｂＦｊ、７：、、、、　−Ｗｊ”’　＋　Ｆｊ、−ｍａ、 　＋　ｆ、　Ｆ’、−ｃｏｓａ、　＋＝＋　０→ΣＦ、Ｍ（ｒｘｌ　”　”Ｊ： 、ａ＋　Ｆ’、””、　ｃｏｓａ、　＋　ｆ、　Ｆ儒’ｓｍａ、　ｗ　Ｏ上記の 二つの式から、コレットホルダーと各ジョ一部の間の法線力、試験具柄部と各ジ ョ一部の間を伝播する径方向押圧力、および、軸方向押圧力がそれぞれ下記の式 で表せることになる。

Ｆ’：’：、、、　＝　Ｆ’、”　（ｃｏｓａ、　−／４ｓｉｎｃ＋、）Ｆ二、 　＝　Ｆ＜ａｓｖ　Ｓ１ｎ、。

次のステップ７６では、把持ジョ一部と試験具柄部の間の滑り状態をゼロにでき るような、各把持ジョ一部におけるクーロン摩擦力によるトルク量が計算される 。滑り状態とは、試験具柄部をコレット内で回転させてしまうような弱い把持力 しかだせない程度に把持ジョ一部が揺動された状態をいう。把持ジョ一部と試験 具柄部の間を伝播する径方向押圧力は、各ジョ一部と柄部間の内側表面部にて発 生する摩擦力に関連がある。そのため、各ジョ一部におけるクーロン摩擦力によ るトルク量は、下記の式から算出できる。

否”　Ｆ７’　Ｒｂ＝　ｆｂＦＩ：ｄｒｎｌ　”ｂ滑り状態がない場合の総トル ク量は、上記の値をコレットのジョ一部の数だけ掛けたものであるので、下記の 式が成り立つ。

７ｚｔ；＋　＝　Ｎ、、、ｐ；７　＝ｇ　Ｎ、、、　ｐ’、”’　Ｒｂ　＝　” ｓｗｘ　ｆｂ　”ｒｒｗｔｗ　Ｒ５つまり、トルクは、各ジョ一部と試験具柄部 の間に作用する摩擦力から得られるものである。その摩擦力は、それぞれの接触 面で異なるクーロンの摩擦法則に基づいて算定することができる。分析作業にお けるここでの演算工程では、把持ジョ一部の厚さやジョ一部端間の内表面での係 合長さは、クーロン摩擦力から算定されるトルク量には影響しないことが判る。

ステップ７７では、把持ジョ一部の幾何学形状に基づいて把持ジョ一部と試験具 柄部の間で滑りが発生するがどうかが判断される。滑りが発生するのは、下記の 式が成り立つ場合である。

Ｌｉｎａ、＞ム なお、分析者が選定した把持ジョ一部ブレードのパラメータが、ジョ一部と試験 具柄部の間の滑りを発生させる結果となったかどうがを、その分析者本人に連絡 してお（のが望ましい。

図８ａに示されているように、ジョ一部と試験具柄部間の滑り状態の程度によっ ては、ジョ一部がトグル動作または揺動して、ジョ一部長さ方向に沿ったある地 点では柄部やコレットホルダーとの接触が失われることになる。トグル動作が起 こると、接触表面域が少なくなる。ただし、把持ジョ一部と試験具柄部間のトル ク量が増加するような程度のトグル動作なら、むしろ望ましいものである。

トルク演算においてジョ一部厚さなどの把持ジョ一部の幾何学的パラメータによ る差異を計算に入れるため、弾性接触分析法（ヘルツ接触分析法）に従ってトグ ル動作発生直前の状態が判断される。基本的には、試験具柄部は、図８ｂに図示 されているように、押圧力Ｐの線が付与される半無限の平坦面に接触する円筒体 と考えられる。円筒体と平坦面の接触域は、円筒体全長にわたる半接触幅の２倍 （２ａ）に等しくなる。半接触幅ａは、下記の式から算出できる。

この算定法は、ジョ一部厚さが半接触幅の２倍より大きい限り有効である。

そして本発明の方法のステップ７８では、ジョ一部と試験具柄部の間のトグル動 作発生直前の状態におけるトルク量が算定される。図９に示されているように、 トグル動作が起こる直前では、径方向押圧力の作用線が各ジョ一部の外側角に移 動する。把持ジョ一部の深度はその係合長に沿って変化するため、各部分の距離 つまり高さを計算する必要がある。ジョ一部とコレットホルダー間の係合長を試 験具柄部に投影させて、その係合長を例えば２０のようなデフォルト値として設 定された所定の数に分割する（　Ｎ　ｓｅｇ）。そして、径方向の押圧力と正接 方向の押圧力とを和算して、試験具柄部の中心周りのモメントを加算すると、各 分割部におけるトグル動作発生直前のトルクが得られる。

各分割部のトルク値を和算すれば、各ジョ一部におけるトグル動作発生直前の総 トルク屋が算出できる。この演算法は、下記の式で表すことができる。

トグル動作が起こる直前に発生する総トルク量は、下記の式に示されているよう に、上記式の値にコレットの把持ジョ一部の数を掛けたものである。

Ｔｊγ＝Ｎ、。２．弓； さらに前記方法は、ジョ一部と試験具柄部間のトグル状態におけるトルクを算定 するステップ７９を有している。

トグル状態でのトルク演算は、図６のフローチャートに詳しく説明されている。

トグル状態は各ジョ一部の全長にわたって発生するわけではないので、ステップ １００においてジョ一部全長を所定数に分割Ｎ　ｓｅｇする。この演算は、２重 ループを使って実行される。柄部回転における移動分つまり「トグル角」につい て、その径方向摩擦力と同じく把持ジョ一部の各分割部分での弾性変形が算出さ れる。

ステップ１０１では、各ショ一部のトグル角が決定される。図１０に図示されて いるように、トグル角は、ヘルツ接触分析法から得られた半接触幅を元にして計 算される。

トグル角とは、ジョ一部が半接触幅により決まる距離分だけ回転するような角度 のことである。トグル角の算定は、下記の式から行われる。

ジョ一部に弾性変形が起こり、ジョ一部端が「降伏」点を超えると径方向（クー ロン摩擦）カにょるトルクが発生する。それゆえ、ジョ一部の塑性変形も考慮し なければならない。降伏変形つまり塑性変形は材質における許容応力の一つの要 素であるため、把持ジョ一部が構成されている材質が、トグル分析でのトルクに 影響を与えることは当然であるといえよう。ジョ一部の材質組成も、コレットの 把持力を最大にするため変更可能なジョ一部の設計パラメータである。

下記に述べるトグル状態でのトルク演算の分析作業も、図６のフローチャートに 図示されている。上記のようにステップ１００にてジョ一部が分割されて、ステ ップ１０１にてトグル角が算定された後に、各分割部分の分析が行われる。その 演算方法については後で詳細に記述しであるので、ここでは次のステップへ説明 を続ける。ステップ１゜３では、分割部Ｎｉについての降伏や滑り動作が点検さ れる。そのような動作が起こった場合は、その分割部分はステップ１０４では無 視されて、次の分割部分が点検されるが、そのように以下法々と分割部分の分析 が行われる。降伏動作や滑り動作が発生しない場合は、弾性変形による各分割部 分のトルクがステップ１０５で算定される。このトルク値は、ステップ１０６で 全分割部分が和算される０次にステップ１０７では、分割部分の初期降伏が調べ られる。初期降伏が起こっていない場合は、それ以上のトルクが発生しないので 、その分析を飛ばしてステップ１０８へ移動して次の分割部分の点検に移る。初 期降伏が起これば、塑性変形を考慮するためステップ１０９でジョ一部の短幅化 が再計算される。さらにステップ１１０にて、塑性変形状態での滑り量が点検さ れる。滑り動作が起こった場合はトルクが発生しないので、そこでの分析を飛ば してステップ１１１へ移動して次の分割部分の点検を行う。滑り動作が発生した 場合は、降伏状態での径方向弾性力（クーロン力）によるトルクをステップ１１ ２にて算定する。このトルク値は、ステップ１１３にて全分割部分が和算される 。

そして、ステップ１１７で次に続（分割部分の分析が行われる。

ステップ１１４では、ステップ１１３と１０６の総和からトグル状態における全 ジョ一部の総トルク量が算定される。ステップ１１５においてこの総トルク量が 最大値でないと判断された場合は、ステップ１１６でその分割部分の分析を繰り 返してトグル角が加算される。トグル状態での総トルク量がその前の数値より低 い場合は最大値ではないので、前の値を最大値とする。

上記の工程での演算や操作は、下記の方法で実行される・全分割部分についての 変数Ｉ　ＰＡＳＳ＝０、Ｉ　ＹＬＤ　ｉ＝０の初期化。

・試験具柄部の回転角度θ＝θ＋Δθの増加、ただし、初期値はθ＝　ａ　ｂａ ｒ／ｓｃｗとΔθａｂａｒ／ｓｃｗ、Ｉ　Ｐ　Ａ　Ｓ　Ｓ　−Ｉ　Ｐ　Ａ　Ｓ　 Ｓ　＋　１に設定する。

・コレットとコレットホルダーの係合長が１である場合の一定間隔がｂ＝１／Ｎ ｓｅｇであると仮定して、ジョ一部全長における各分割部分の長さを算定する。

・下記の式を計算する。

・各分割部分ｉ＝ｌ、Ｎｓｅｇについて、最初にＩＹＬＤｉがゼロ以下であるか を調べる。以下である場合は、そのジョ一部の分割部分は試験柄部と接触してい ないと判断して、次の分割部分を調べる。ＩＹＬＤｉがゼロかまたはそれより大 きい場合は、処理を続行する。分割部分降伏の反復カウンターをゼロ（ｍ＝ｏ） にセットして、下記の演算を行う。

ｉ番目の分割部分におけるコレットの平均外半径。

ｉ番目の分割部分のジョ一部幅。

ｈＩ−ＣＲｃ）（−Ｒｈ−仙、。、なお　δｅｋｔｒｒ　＝　Ｒｅ”’　−Ｒｊ ｉ番目の分割部分のロール角度を算定する。

ｉ番目の分割部分の最大回転角度を算定。

θ≧θｉ／ｍａｘのときは、次の分割部分を分析する。

ｉ番目の分割部分における（トグル動作前の）線分ＡＣとジ目一部右端の間の角 度。

トグル動作前のｉ番目の分割部分の線分ＡＣの長さ。

ｉ番目の分割部分における（トグル動作後の）　ＩＩ分Ａ′Ｃとジョ一部右端の 間の角度。

（α２ｎ）ｌ　＝　（ａ２）ｉ十〇 トグル動作後のｉ番目の分割部分の線分Ａ′Ｃの長さ。

各ジョ一部の平均であるｉ番目の分割部分の対角線の短幅化。

（１５，ｌ）＋　＝　”＋　−（ｚＪ＋（δｎ　）　ｉ　＜０のときは、次の分 割部分を分析する。

材質の強さから、軸方向に負荷された部品の変形は（ＰＬ）／　（ＥＡ）である 、それゆえ、線分Ａ’　Ｃに沿って作用する短幅化に関連する押圧力は、下記の 式から算定される。

ｉ番目の分割部分におけるジョ一部角の総径方向押圧力ｉ番目の分割部分のベア リング応力。

ｉ番目の分割部分の降伏状況を調べる。

（σだ町？へσ；Ｔ′ 上記の式が成り立つ場合は、試験具柄部の中心から押圧力までのモメントを算定 する。

ｉ番目の分割部分のモメントを算定する。

（Ｍｆ）１−　ＸＩ　（Ｆｌｌ＋）； ジョ一部の全分割部分のモメントを累算する。

Ｍア＝　ＭＴ　＋（Ａ’Ｘ）１ そして次の分割部分の演算を行う。

前記のベアリング応力が許容ベアリング応力値に等しいかそれより大きい場合は 、変形値を減少させて、押圧力とベアリング応力とを再計算する。

ＩＰＡＳＳがトグル角を増加させるパス数である降伏フラグＩ　ＹＬＤ　ｉ　＝ 　Ｉ　ＰＡＳＳをセットする。

（δ、）７’　＝　（δＩ、）、−ｍ７１Ｉｗｂｃａ＝（δｎ）４−．７＋新規 の変形値がゼロ以下の場合は、その値を前の推定変形値にセットする。

新規の短幅化に関連する新規押圧力を算定する。

ｉ番目の分割部分におけるジョ一部角の新規の総径方向押圧力を算定する。

新規のベアリング応力を算定する。

ｉ番目の分割部分の降伏状態を調べる。

くべ１す７〉σツ 上記の式が成り立つ場合は、反復カウンターをｍ＝ｍ＋１に調節して、ループを 戻って変形値、径方向押圧力、ベアリング応力の再計算を行う。最大反復数はｌ ＯＯに設定する。

前記の新規ベアリング応力がベアリング応力許容値より小さい場合は、降伏量が 決定される。

初期降伏が（ｚｅｐ）ｉ＝ｏのときは、線分Ａ’　Ｃの最大長さを算定する。こ の状態では、点０、Ａ′、Ｃは共線形であって、線分Ａ’　Ｃの最大長さは下記 の式で表される。

（Ｚ−）＋　＝　（Ｚ−）＋　−（δＩＩ）ｌ　＋　（ａｌｌ）７’そして、以 下のようになる。

Ｃ２ｔｐ＞＋　＝　（’−）： その他の場合は、前述の算定値を使用する。

線分Ａ’　Ｃの弾性短幅化を算定する。

ただし、ＩｃＤは、接触に必要な長さである。

ｄ′がゼロより大きい場合は、この弾性短幅化による対応弾性押圧力を算定する 。

ｉ番目の分割部分におけるクーロン摩擦力によるモメントを算定する。

（Ｍ□）、＝Ｒ，／−Ｆｒｎ）Ｉ モメント値を累算する。

Ｍ、　Ｗ　Ｍ、　＋　（Ｍ□）。

次の分割部分を演算する。

前記のｄ′がゼロであるかまたはそれより大きい場合は、この分割部分は試験具 柄部と接触していない、降伏フラグを、マイナス値にセットする。

ｎｗ、　＝　−ｒｙｕ：ｔ。

次の分割部分を演算する。

・コレットの全把持ジョ一部のトグル動作による総モメント値を算定する。

ＭＷ”　”　Ｎ）＃ｉ　Ｍｒ ・総トルク量を算定する。

Ｔγ”　＝　Ｔ７；’；！　＋　Ｍγ′１・θだけ増加して、Ｍｔｏｔａｌ／Ｔ が最大値になるまでトグル演算を繰り返す。

トグル角の各増加分について、コレットの全把持ジョ一部のトグル状態による総 モメント値が算出される。この総モメント値が最大値でない場合は、トグル角を 増加させて、トグル状態での最大トルクが得られるまでトグル演算が繰り返され る。試験具柄部の総トルク量は、トグル状態前のトルクとトグル状態での総モメ ント値の和である。

このようにコレットの把持力は、コレットを貫通する試験具柄部つまり切削具軸 上に発生する総トルク量と直接の関係をもっている。そのため、コレット把持ジ ョ一部の設計パラメータを変化させて、各パラメータ変動のための総トルク量を 算定することにより、コレットの把持力を最大にできる最適パラメータ組が決定 できることが理解できよう０例えば、後述のグラフには、０．０１インチ単位で 増加されるＥＨ１１−８式コレット形状のジョ一部厚さの変更による総トルクの 効果、っまり把持力の増強が説明されている。そこでは、前述の表１のデフォル ト値が許容されるものであり、コレットホルダー上のナツトへの負荷トルクが３ ５０インチ・ボンドであると仮定されている。また、コレット設計形状で使われ ている把持ジョ一部の数が１０個はどであって、試験柄部つまり切削具軸の直径 の最小値と最大値が十分考慮されたものだと仮定している。グラフから判るよう に、ジョ一部の厚さが増加するにつれて、はぼ０．１０インチの厚さまでは（ト グル状態を含む）総トルク量も増加している。しかし厚さがその値を超えると、 総トルク量は減少する。また、所定のジョ一部厚さにおける総トルク量に対する 柄部直径の影響も、示されている。それゆえ、コレットの把持力を最大にするた め、本発明の分析方法や装置がいかにジョ一部厚さを最適値に決めるかが判るで あろう。

把持ジョ一部の厚さ 下記のグラフは、ジョ一部厚さが０．０フインチであるＥＨ１１−８式コレット 形状のジョ一部の数の変更による効果を示している０図示のように、ジョ一部の 総数が増えるにつれて総トルク量が増加している。しかしながら、ジョ一部の数 が１０から１４の間では、総トルク量の増加はわずか９％はどである。グラフに て最大で１５個のジョ一部数が示されているが、ジョ一部表面の弾力材の程度に よっては、ジョ一部の最大数を少なくできる。

上記のグラフでは、他のジョ一部パラメータがデフォルト値つまり一定値である なかで、その内のただ一つのパラメータだけを変化させる効果が示されている。

本発明の分析方法では、所定形状の把持ジョ一部の厚さ、数、材質などの異なっ たパラメータの最適な組合せを決めて実行することも可能である。

上記の本発明の分析方法が実行できる装置５０が、図４と５に説明されている。

手段５２は、特定のパラメータを最適値にするためジョ一部パラメータを変化さ せるためのものである。また手段５４は、前述のように、試験具柄部を把持する コレットジョ一部の径方向押圧力を演算するものである。手段５６も、前述のよ うに、ジョ一部と把持柄部間のトグル状態が起こる直前に柄部上に発生するトル クを算定するものである。手段５８は、トグル状態における最大モメントを計算 して、試験柄部６０上に発生するトルクを算出するものである。好適実施例では 、前記手段は、−Ｍ的にはコンピュータ６２である装置５ｏの演算処理を実行で きる周知のソフト６４で構成されている。さらに装置５０は、多様な従来のコレ ット形状のパラメータを保管するライブラリー６６と、コレットナツトの幾何学 的パラメータを保管するためのライブラリー６８とを備えている。また、インタ ーフェイス手段５２が備わっていて、ＤＩＮ−ＡＳＭＥ規定データの作成、デフ ォルト値の決定、コレットパラメータの入力などが分析者により実行できる。

上記のように、本発明は、切削具を最適に把持できる把持手段を備えた切削加工 用コレットを説明している。前記把持手段は、コレットの把持力を最大にするた めの最適パラメータを少な（とも一つ有する把持ジョ一部を備える。

例えば、コレット１０は、その総数、厚さ、材質が最適化されたジョ一部１６を 備えていてもよい。下記の表３には、付随する請求範囲事項に記述されているよ うな、切削具を最適に把持できる把持手段を備えた切削加工用コレットがリスト アツブされている。所定の各コレット形状について、記載のコレットは、コレッ トの把持力を最大にするため、最適のジョ一部厚さと最適数のジョ一部を備えて いる。例えば、ＥＨ１１−８式コレット形状をもつ本発明の切削加工用コレット は、１０個のジョ一部を備えており、そのジョ一部の厚さは０．０７４５インチ である。

表　３：コレット（その１） ＴＧ２５　（ＩＮ、）　０．０４６９　０．０５５０　４Ｌ／６４”　工ＮＣＲ ，０，０６２５０，０５５０４０，０７８１０，０５５０４ ０，０９：１８　０．０５５０　４ ０．１０９４　０．０５５０　４ ０．１２５０　０．０５５０　４ ０．１４０６　０．０５５０”　４ ０．１５６３　０．０５５０　４ ０．１７１９　０．０５５０　４ ０．１Ｂ７５　、　０．０５５０　４ ０．２０コｌ　Ｏ，０７４５４ ０，２１８８０，０７４５４ ０１２コ４４　０．０７４５　４ ０．２５００　０．０７４５　４ ＴＧ５０　（工Ｎ、）　０．１２５０　０．０５５０　４１／３２”　工ＮＣＲ ，０，１５６３０，０５５０４０，１Ｂ７５　０．０５５Ｑ　４ ０．２１Ｂ８　０．０５５０　４ ０．２５００　０．０７４５　５ ０．２Ｂ１３０．０７４５　５ ０、：１１２５　０．０７４５　５ ０．３４３Ｂ　０．０７４５　５ ０．３７５０　０．０１３０　５ ０．４０６３　０．０１３０　５ ０．４３７５　０．０１３０　５ ０．４６Ｂ８　０．０Ｌコｏ　５ ０．５０００　０．０１３ｏ　５ 表　３・コレット（その２） ＴＧ７５　（ＩＮ、）　０．０６２５　０．０７４５　４１／３２”　ＸＮＣＲ ，０，０９３Ｂ　Ｏ，０７４５４０，１２５００，０７４５４ ０，１５６３０，０フ４５　４ ０．１Ｂ７５　０．０７４５　４ ０．２１Ｂ８　０．０７４５　４ ０．２５００　０．１０００　’　４ ０．２８１３　０．１０００　４ ０、：１１２５　Ｑ、１０００　４ ０．３４コ８　０．１０００　４ ０、：１７５０　０．１０００　６ ０．４０６：ｌ　Ｏ，１０００６ ０，４３７５０，１０００６・ ０．４６８８　０．１０００　６ ０．５０００　０．１０００　６ ０．５３１３　０．１３００　７ ０．５６２５　０．１コ００　７ ０．５９：Ｉｌｌ　Ｏ，１コ００　７ ０．６２５０　０．１：ｔｏｏ　７ ０．６５６コ　０．１３００　７ ０．６Ｂ７５’　０．１３００　７ ０．７１８８　０．１３００　７ ０．７５００　０．１３００　７ ＴＧ４００　（ＩＮ、）　０＋０９４０　０．１０００　６１／３２・’　ＩＮ ＣＲ，０，１２５：ｌ　、０．１０００　６０．１５６５　０．１０００　６ ０．１８７Ｂ　０．１０００　６ ０．２１９０　０．１０００　６ Ｑ、２５０３　０．１０００　６ ０．２８１５　０．１０００　６ ０．３１２［１０，１０００６ ０，３４４００，１０００６ 表　３；コレット（その３） ０．３７５３　０．０７４５　’　１２０．４０６５　０．０７４５　１２ 表　３：コレット（その４） ０．８４３８　０．１５００　８ ０１７５０　０．２０００　８ ０．９０６３　０．２０００　、［１ 表　３＝コレツト（その５） ５．５０　０．０５５０　６ ６．００　０．０５５０　６ ６．５０　０．０５５０　６ ＥＲ１６（ＫＭ）　０．５０　０．０５５０　４０．５　ＭＭ　１．００　０． ０５５０　４＆１ＭＭ工ＮＣＲ，２，０００，０５５０４コ、００　０．０５５ ０　４ ４．００　０．０５５０　５ ５．００　０．０５５０　５ ６．００　０．０５５０　５ ７．００　０．０５５０　８ Ｂ、００　０．０５５０　Ｂ ９．００　０．０５５０　８ ＥＲ２０（ＭＭ）　１．００　０．０５５０　４ＩＭＭＩＮＣＲ，２，０００， ０５５０４：１．００　０．０５５０　４ ４．００　０．０５５０　４ ５、ＱＯＯ，０５５０６ ６，０００，０５５０６ ７，０００，０５５０６ ８，０００，０５５０６ ９，０００，１３００５ １０，０００，１コ００　５ １１．００　０．１３００　５ １２．００　０．１：ｔｏｏ　５ ＥＲ２５（ＭＭ）　１．００　０．０７４５　５ＩＭＭ工ＮＣＲ，２，０００， ０７４５５１０００，０７４５５ ４，０００，０７４５５ ５，０００，０７４５５ ６，０００，０７４５５ ７，０００，０７４５５ 表　３＝コレツト（その６） ８．００　０．０フ４５　１゜ ９．００　０．０７４５　１０ １０．００　０＋０７４５　１０ １１．００　０．０？４５　１０ １２．００　０．０？４５　１０ １コ、００　０．２０００　５ １４．００　０．２０００　５ １５．００　０．２０００　５ ＥＲ：１２　（ＭＭ）　２．００　０．０７４５　５ＩＭＭ　工ＮＣＲ，コ、０ ０　０．０？４５　５４．００　０．０７４５　５ ５．００　０．０７４５　５ ６．００　０．０７４５　５ ７．００　０．１１００　４ ａ、ｏｏ　ｏ＋ｘコｏｏ　４ ９．００　０．１３００　４ １０．００　０．ｉコｏｏ　４ １１．００　０．２０００　４ １２．００　０．２０００　４ １３．００　０．２０００　４ １４．００　０．２０００　４ １５．００　０．２０００　４ １６．００　０．２０００　６ １７．００　０．２０００　６ １Ｂ、００　０．２０００　６ １９．００　０．２０００　６ ＥＲ４０（ＭＭ）　：１．ＯＯ’　０．１１００　４１ＭＭ工ＮＣＲ，４，００ ０，１３００４５，０００，１３００４ ６，０００，１３００４ ７，０００，１：ｔｏｏ　４ Ｂ、００　０．１５００　４ 表　３：コレット（その７） ９．００　０．１５００　４ １０．００　０．１５００　４ １１００　０．１５００　４ １２．００　０．１５００　４ １コ、００　０．２０００　５ １４．００　０．２０００　５ １５．００　０．２０００　、５ １６．００　０．２０００　５ １７．００　０．２０００　５ １８．００　０．２０００　５ １９．００　０．２０００　７ ２０．００　０．２０００　７ ２１、ＯＱ　Ｏ，２０００７ ２２，００’　０．２０００　７ ２：１．ＯＯＯ，２０００７ ２４，０００，２０００７ ２５，０００，２０００７ ＥＲ５０（ＭＮ）　１０．００　０．１：１００　５２ＭＭ工ＮＣＲ，１２，０ ００，１３００５１４，０００，１３００５ １５，０００，１３００５ １６，０００，１コ００　５ １８．００　０．１５００　５ ２０．００　０．１５００　５ ２２．００　０．１５００　５ ２４．００　０．１５００　５ ２６．００　０．２０００　７ ２Ｂ、００　０．２０００　７ ：ｌＯ，ＯＯＯ，２０００７ コ２．００　０．２０００　７ ＦＩＧ、　２ Ｉ ＦＩＧ、　５ ＦＩＧ、　６ ２ｒＬ　ｒｍ”　ｎ　ｄｍ ＦＩＧ、　８ａ ＦＩＧ、　８ｂ ＦＩＧ、　９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．共通軸周りに配列された複数の把持ジョー部を備えその複数把持ジョー部の 間に弾力材を有したような型のコレットの把持力を最適にする方法であって：そ の径方向力が前記コレットに付与される軸方向力に依存するような、前記コレッ トを貫通して載置されたバー柄部に対する前記把持ジョー部の径方向力を決定す る工程と前記把持ジョー部とバー柄部の間にトグル状態が起こる直前の前記把持 ジョー部の径方向力から、バー柄部上に発生するトルクを決定する工程と； 所定トグル角でのトグル状態における前記把持ジョー部とバー柄部の間に発生す る総モメント力を決定する工程と前記のトグル状態における前記把持ジョー部と バー柄部の間の総モメント力が最大値になるまで、トグル角を変更する工程と； 前記のトグル状態直前のトルクと前記のトグル状態における最大値総モメント力 とを和算することによりバー柄部上の総トルクを算定する工程とから成り；その ため、所定コレット形状における最大トルクが得られるまで、コレット設計のパ ラメータを変化させてバー柄部上の総トルクを決定することにより、所定形状コ レットの最適設計が決められることを特徴とするコレット把持力最適化方法。 ２．さらに、所定コレット形状における総トルク最大値を生成できるような前記 把持ジョー部の厚さを決定するため、前記所定コレット形状の把持ジョー部の厚 さを変更する工程から成る、請求項１記載のコレット把持力最適化方法。 ３．さらに、所定コレット形状における総トルク最大値を生成できるような前記 把持ジョー部の総数を決定するため、前記所定コレット形状の把持ジョー部の数 を変更する工程から成る、請求項１記載のコレット把持力最適化方法４．さらに 、所定コレット形状における総トルク最大値を生成できるような前記把持ジョー 部の材質を決定するため、前記把持ジョー部の材質を変更する工程から成る、請 求項１記載のコレット把持力最適化方法。 ５．さらに、所定コレット形状における総トルク最大値を生成できるような前記 把持ジョー部の厚さと総数の組合せを決定するため、前記把持ジョー部の厚さと 数を変更する工程から成る、請求項１記載のコレット把持力最適化方法。 ６．さらに、所定コレット形状における総トルク最大値を生成できるような前記 把持ジョー部の厚さ、総数、材質の組合せを決定するため、前記所定コレット形 状の把持ジョー部の厚さ、数、材質を変更する工程から成る、請求項１記載のコ レット把持力最適化方法。 ７．前記の各把持ジョー部の径方向押圧力を決定する工程は、前記コレットのコ レットホルダーやコレットナットとの係合により前記把持ジョー部に付勢される 軸方向押圧力を決定して、その付勢された軸方向押圧力から前記径方向押圧力を 計算する工程であることを特徴とする、請求項１記載のコレット把持力最適化方 法。 ８．前記のコレットホルダーやコレットナットにより付勢される軸方向押圧力は 、コレットナットのネジ部表面のパラメータの既知値を使って決定されることを 特徴とする、請求項７記載のコレット把持力最適化方法。 ９．前記のトグル状態面前にトルクを決定する工程は、前記把持ジョー部の１つ の全長を所定数に分割して、各分割部分についてのトグル状態直前のトルクを計 算して、その把持ジョー部の全分割部分のトルク値を和算して、その分割部分ト ルク総和とコレットの把持ジョー部の数とを掛け合わせる工程であることを特徴 とする、請求項１記載のコレット把持力最適化方法。 １０．前記のトグル状態における総モメント力を決定する工程は、前記把持ジョ ー部の一つの全長を所定数に分割して、各分割部分の弾性変形によるトグルモメ ントと、分割部分とバー柄部間の摩擦力によるモメントとを計算して、その把持 ジョー部の全分割部分の総トグルモメントと総摩擦力モメントとを和算して、そ の分割部分モメント総和とコレットの把持ジョー部の数とを掛け合わせる工程で あることを特徴とする、請求項１記載のコレット把持力最適化方法。 １１．さらに、前記把持ジョー部の所定幾何学パラメータにおいて、前記把持ジ ョー部と前記バー柄部の間で滑り動作が発生するかどうかを推測する工程から成 る、請求項１記載のコレット把持力最適化方法。 １２．共通軸周りに配列された複数の把持ジョー部を備えその複数把持ジョー部 の間に弾力材を有したコレットのコレット形状の最適設計を決定する方法であっ て：総トルクとは、前記把持ジョー部とバー柄部の間にトグル状態が起こる直前 に発生するトルク値と、トグル状態における前記把持ジョー部とバー柄部の間に 発生する最大モメント力とから成るような、予め決められた設計パラメータをも つ所定コレット形状における、前記コレットを貫通したバー柄部上に発生する総 トルクを決定する工程と；前記の発生された総トルクが前記の所定コレット形状 での最大値になるまで、コレット設計のパラメータの少なくとも一つを変化させ そして発生された総トルクを再計算する工程とから成るコレット形状最適化方法 。 １３．さらに、所定コレット形状における前記把持ジョー部の最適厚さを決定で きるよう、前記把持ジョー部の厚さを変更する工程から成る、請求項１２記載の コレット形状最適化方法。 １４．さらに、所定コレット形状における前記把持ジョー部の最適数を決定でき るよう、前記把持ジョー部の数を変更する工程から成る、請求項１０記載のコレ ット形状最適化方法。 １５．さらに、所定コレット形状における前記把持ジョー部の最適材質を決定で きるよう、前記把持ジョー部の材質を変更する工程から成る、請求項１２記載の コレット把持力最適化方法。 １６．所定設計パラメータをもつコレット形状の最適コレットトルクを決定する 方法であって： その径方向押圧力がコレットナットとコレットホルダー間のナットトルクにより 前記コレットに付与される軸方向押圧力に依存するような、前記コレットを貫通 して載置されたバー柄部に対するコレットの把持ジョー部の径方向押圧力を決定 する工程と； 前記把持ジョー部とバー柄部の間にトグル状態が起こる直前の前記把持ジョー部 の径方向押圧力から、バー柄部上に発生するトルクを決定する工程と； 所定トグル角での前記把持ジョー部とバー柄部間のトグル状態によるモメント力 を決定する工程と；前記のトグル状態による総モメント力が最大値になるよう、 トグル角を増加させて反復ループでのトグル状態による総モメントを再計算する 工程と； 前記のトグル状態直前の前記把持ジョー部の径方向押圧力から発生するトルクと 前記のトグル状態による最大値モメント力とを和算する工程と成る最適コレット トルク決定方法。 １７．共通軸周りに配列された複数の把持ジョー部を備えその複数把持ジョー部 の間に弾力材を有しており、そのため、コレットを貫通したバー柄部が前記把持 ジョー部により確実に把持されるような型のコレットの設計パタメータを最適化 する装置であって： 所定形状におけるコレットの設計パラメータを可変入力する手段と； 径方向力がコレットホルダーとコレットナット通って前記コレットに付与される 軸方向力に依存するような、前記バー柄部に対する前記把持ジョー部の径方向力 を決定する手段と； 前記把持ジョー部とバー柄部の間にトグル状態が起こる直前の前記把持ジョー部 の径方向力から、バー柄部上に発生するトルクを決定する手段と； 前記把持ジョー部とバー柄部間のトグル状態における最大モメント力を決定する 手段と； 前記のコレット設計パラメータ入力値における前記把持ジョー部により前記バー 柄部上に発生する総トルクを与えるため、前記のトグル状態直前のトルクと前記 のトグル状態における最大モメント力とを和算する手段とから成り、上記の設計 パラメータ入力手段を通じて少なくとも一つのパラメータを変更することにより 、前記のバー柄部上に発生する総トルクを最大にできるので、設計パラメータの 最適組合せを決定することが可能となることを特徴とするコレット設計パラメー タ最適化装置。 １８．さらに、コンピュータを備え、前記の径方向押圧力演算手段、トルク演算 手段、モメント演算手段、トグル角変更手段、和算手段は、前記コンピュータが 実行する反復ソフトで構成されていることを特徴とする、請求項１７記載のコレ ット設計パラメータ最適化装置。 １９．さらに、前記ソフトで使用する多様なコレット形状の周知の設計パラメー タを保管するライブラリーを備え、前記設計パラメータ入力手段は、少なくとも 一つの設計パラメータが変更できるよう前記コンピュータにインターフェイス接 続されていることを特徴とする、請求項１８記載のコレット設計パラメータ最適 化装置。 ２０．さらに、多様なコレットナット幾何学上の周知のパラメータを保管するラ イブラリーを備え、前記径方向押圧力演算手段は、コレットへ付勢される軸方向 押圧力を決定するためにそのコレットナット幾何学上パラメータを使用すること を特徴とする、請求項１８記載のコレット設計パラメータ最適化装置。 ２１．コレットホルダーとコレットナットにより保持されたコレットが発生する トルクを算定するコレットトルク滑り分析方法であって： 前記コレットの内径に配備できるような把持ジョー部の最大数を算定する工程と ； 前記コレットナットのネジ部幾何学形状を規定する工程と； 前記のコレットナットのネジ部幾何学を使って、コレットホルダーへ締付固定さ れるコレットナットから付与される各把持ジョー部ごとの軸方向力を算定する工 程と；前記の各把持ジョー部ごとの軸方向力からその把持ジョー部の径方向力を 引き出す工程と； 摩擦力による総トルクが、前記の各把持ジョー部の径方向力、摩擦係数、把持ジ ョー部の数に依存するような、把持ジョー部とコレットを貫通して載置されたバ ー柄部の間において滑り作用がない場合でのその間の摩擦力による総トルクを算 定する工程と； 前記把持ジョー部の幾何学形状および前記の把持ジョー部とバー柄部との間の摩 擦係数に基づいて、前記の把持ジョー部とバー柄部間に滑り動作が発生するかど うかを判断する工程と； 前記の把持ジョー部とバー柄部間の係合長さを算定し、前記把持ジョー部のその 係合長さを所定数に分割し、径方向と正接方向において発生した力の和算と、各 分割部分のバー柄部の中心周りのモメントの和算とから各分割部分ごとのトルク を算定し、 それら分割部分ごとのトルクを全部足して各把持ジョー部におけるトルクを算定 し、 その各把持ジョー部ごとのトルクと前記コレットにおける把持ジョー部の数とを 掛け合わせる工程から成る、前記の把持ジョー部とバー柄部間でトグル状態が起 こる直前に同間にて発生する総トルクを算定する工程と；一つの把持ジョー部の 全長を所定数に分割し、その把持ジョー部の各分割部分の弾性変形の程度により 各分割部分に発生するモメント力を計算し、そしてそれら把持ジョー部に沿った 全分割部分のモメントを和算し、前記の把持ジョー部の各分割部分と前記バー柄 部間のクーロン摩擦力により各分割部分に発生するモメントを計算し、そしてそ れら把持ジョー部に沿った全分割部分のモメントを和算し、 弾性変形からの総モメントとクーロン摩擦力からの総モメントを和算して前記把 持ジョー部のトグル状態での総トルク値を与え、 その把持ジョー部のトグル状態での総トルクとコレットの把持ジョー部の数とを 掛け合わせることにより全把持ジョー部のトグル状態における総トルクを算定す る工程から成る、 第１の増分トグル角において前記の把持ジョー部とバー柄部間のトグル状態のと き同間で発生する総トルクを算定する工程と； トルグ状態での総トルクが最大値となるまで、反復的にトグル角を増加させて、 全把持ジョー部のトルグ状態における総トルクを再計算する工程と； そのトグル状態での最大総トルクと前記のトグル状態直前に発生する総トルクと を和算して、トグル状態における総トルク量を与える工程とから成る コレットトルク滑り分析方法。 ２２．さらに、前記のコレット設計パラメータの内の少なくとも一つを変更して 、前記プログラムで演算されたトルグ状態での総トルク量に直接比例するような コレット把持力を最大にできるような所定設計パラメータの最適値が得られるよ う、前記プログラムを再実行する工程から成ることを特徴とする、請求項２１記 載のコレットトルク滑り分析方法。 ２３．前記のコレット把持ジョー部の数を変更することを特徴とする、請求項２ ２記載のコレットトルク滑り分析方法。 ２４．前記のコレット把持ジョー部の厚さを変更することを特徴とする、請求項 ２２記載のコレットトルク滑り分析方法。 ２５．前記のコレット把持ジョー部の材質を変更することを特徴とする、請求項 ２２記載のコレットトルク滑り分析方法。 ２６．コレットナットとコレットホルダーの円錐表面との係合により作動される 工作機械用コレットであって：複数の把持ジョー部を所望位置に配列保持する弾 力材と前記コレットを貫通する縦方向中心線軸周りに所定の角度間隔で縦方向配 列するよう前記弾力材にて保持された複数の把持ジョー部から成り、前記把持ジ ョー部は中心線軸に平行な内側露出面を備えていて、それらにより複数の把持ジ ョー部は前記コレットの内径部を規定しており、かつ前記把持ジョー部は角度の 付いた外側露出面を備えていて、それらにより複数の把持ジョー部は前記コレッ トホルダーの円錐面と係合できる円錐外面を規定しているような前記コレット内 で機械加工用工具を最適に保持する把持手段とから成り； 前記把持ジョー部は、前記コレットの把持力を最大にできるような少なくとも一 つの最適構造特性を有することを特徴とする工作機械用コレット。 ２７．前記把持ジョー部が、前記コレットの把持力を最大にできるような厚さを 有することを特徴とする、請求項２６記載の工作機械用コレット。 ２８．前記把持ジョー部の総数が、前記コレットの把持力を最大にできるような 正確な数であることを特徴とする、請求項２６記載の工作機械用コレット。 ２９．前記把持ジョー部が、前記コレットの把持力を最大にできるような材質で 出来ていることを特徴とする、請求項２６記載の工作機械用コレット。 ３０．前記把持ジョー部は、前記コレットの把持力を最大にできるような厚さと 数を有することを特徴とする、請求項２６記載の工作機械用コレット。 ３１．前記把持ジョー部は、可塑性弾力材で出来ていることを特徴とする、請求 項２６記載の工作機械用コレット。 ３２．コレットを貫通する縦方向中心線軸周りに弾力材にて固形配列された複数 の縦方向載置独立把持ジョー部を備える工作機械用コレットであって、前記コレ ットの把持力を最大にするため前記把持ジョー部相互間の角度間隔が最適であっ て、前記の角度間隔部分の少なくとも一部が前記弾力材にて充填されていること を特徴とする工作機械用コレット。