JPH081417A - テーパ拡張マンドレル - Google Patents

テーパ拡張マンドレル

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JPH081417A
JPH081417A JP16732694A JP16732694A JPH081417A JP H081417 A JPH081417 A JP H081417A JP 16732694 A JP16732694 A JP 16732694A JP 16732694 A JP16732694 A JP 16732694A JP H081417 A JPH081417 A JP H081417A
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JP
Japan
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taper
shaft
groove
work
retainer
Prior art date
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Pending
Application number
JP16732694A
Other languages
English (en)
Inventor
Megumi Matsuo
恵 松尾
Eiji Sasaki
栄二 佐々木
Yoshihide Shibano
義秀 柴野
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Fukutoku Dia Kk
Original Assignee
Fukutoku Dia Kk
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【 目的 】内径円筒形状を有した工作物の該当内径円
筒部の芯を、工作機械又は計測機械の回転芯と精度良く
一致させ安定保持する事が出来、兼つ広範囲の汎用性を
有する工作物の保持具を提供するものである。 【 構成 】軸(1)の外周部等配に同一角度の3個の
テーパ溝(2)を附し、該当軸上に移動自在に取付けた
リテーナ(3)により3本の爪(4)を軸方向同一位置
に該当テーパ溝の中へ保持し、リテーナを軸上に移動さ
せる事により、これに保持された爪がテーパ溝の包配に
見合う量だけ外側に拡張し工作物を掌握する様に構成
し、同時にリテーナの外周部に附されたネジ(7)を介
して取付けられた内円錐面付ナット(8)とリテーナの
中へ収納された3個の締付ピン(9)により、軸の外周
部へテーパ溝(2)と逆角度に附した3本の逆テーパ溝
(10)を締め付け、この逆テーパ溝の作用により爪の
掌握を緩みを防止することが可能に構成したテーパ拡張
マンドレル。

Description

【発明の詳細な説明】 【 0001 】 【 産業上の利用分野 】本発明は歯車等の内径円筒形
状を有した工作物の該当内径円筒部の芯と、工作機械又
は計測機械の回転芯とを狂い無く一致させる様、工作物
を工作機械又は計測機械に取り付け、その外周部の加工
及び計測に供する工作物の保持具に関するものである。 【 0002 】 【 従来の技術 】従来この様な高精度の同芯度確保を
要する工作物の保持が要求される場合は、図6及び図7
に示す様な工作物に合わせて専用に製作された軸や、場
合により図8に示す様な専用の油圧式拡張マンドレル等
を使用するのが一般的であった。 【 0003 】さほど精度を要求されない場合は、従
来からテーパ面を利用した種々の拡張マンドレルが知ら
れている。例として、特開平1−228707号公報に
記載のワーク保持装置、実開平3−22811号公報に
記載の工作物取付用工具、特開平3−121708号公
報に記載の切削用治具のマンドレルと同マンドレルの固
定爪加工用治具、特開平4−348827号公報に記載
の筒状ワークの保持装置等がある。 【 0004 】 【発明が解決しようとする課題 】図6.図7に示す従
来の方法は、工作物の内径寸法に合せその都度専用の保
持具を製作しなくてはならない。更にこの時、該当内径
寸法は同型の工作物と言えども、ある一定範囲の寸法公
差を有するのが常であるから非常にやっかいである。図
8に示す油圧式拡張マンドレルにおいてもその拡張寸法
が通常数μm〜0.5mm程度であるから事情に変りは
無く、やはり工作物毎の専用の保持具を用意する必要が
ある。 【 0005 】図6.図7に示す方法は、工作物と保
持具の間に微少間隙が存在したり工作物が不安定であっ
たりして、高精度の加工や計測、又は円周方向の割出し
を伴う加工や計測には不向きである。 【 0006 】工作物の円筒状内径は理想の完全真円
であることはほとんど無く、この不完全な円の芯を定義
する事は極めて重要な問題であるが、図6.図7.図8
の従来の方法は工作物内径の最小寸法部に制約されて理
想的な円の芯を定義し、それを保持具の芯と一致させる
ことは極めて困難である。又、従来の技術の 【 0003 】項に記した先願の方法は、爪の工作物
との接触部の形状、及び爪の数を特定しておらず、工作
物の内径芯を定義し、これを保持具の芯と数ミクロンの
高精度で合致させ掌握する事は極めて困難である。すな
わち幾何学的に円は3点にて定義されるから3点の点接
触以外の方法では調芯作用を得る事はできないし、強引
に掌握を行なえば工作物の変形を生ずる。 【 0007 】従来の技術の 【 0003 】項に記した先願の方法は、相対的に爪
の軸方向位置を固定し、テーパ軸もしくは軸上に設けら
れたテーパ金具を移動させる様構成され、又、工作物の
掌握ロックの為、軸上にネジを附したり、端部にシリン
ダー等のアクチュエータを具備したりで全長の長いもの
となっている。更に全長に比してテーパ長が短かく、そ
の全長の割に爪の拡張量が少ない。この事は使用上の制
約を受け使用個所を限定されるし、限定された工作物の
専用保持具の域を出ない。 【 0008 】 【 課題を解決する為の手段 】図1.図2の如く円筒
状軸(1)の外周部に等配ピッチ3ケ所に同一角度の横
断面コの字形テーパ溝(2)を附し、リテーナ(3)に
より軸方向同一位置に保持される3個の爪(4)を該当
テーパ溝にそれぞれ配する。3個の爪(4)の工作物と
の接触部分は掌握可能な最小内径寸法の曲率より更に小
さな曲率とする。バネ部材(5)(6)は爪(4)を安
定的にテーパ溝(2)に保持する為のものである。 【 0009 】又、図3の如く3本のテーパ溝を横断
面V字形テーパ溝(2−a)とするとともに、3個の爪
を該当溝に係合する様に横断面扇形の爪(4−a)とし
ても良い。 【 0010 】又、図4の如く工作物の掌握部を、そ
れぞれ同一の複数段とした3個の爪(4−b)を使用し
ても良い。 【 0011 】又、図4の如く軸の基本径より小さな
掌握寸法を得る為、先端部を円錐台形状にした軸(1−
b)を使用しても良い。 【 0012 】図1の如く、軸(1)の外周部にテー
パ溝(2)と逆角度の逆テーパ溝(10)を附し、リテ
ーナ(3)の外周部のネジ(7)を介して取付けられた
内円錐面付ナット(8)と該当リテーナの内部に収納さ
れた締付ピン(9)により逆テーパ溝(10)を締めつ
けることが可能に構成する。 【0013 】又、図5の如く軸の外周部にテーパ溝と
逆角度の逆テーパ溝(10)を附し、リテーナ(3)に
ネジ穴(18)を設け、該当ネジ穴に組み込まれたセッ
トスクリュー(19)により前記逆テーパ溝を締めつけ
る事が可能に構成しても良い。 【 0014 】 【 作用 】リテーナ(3)を軸(1)の上を移動させ
る事により該当リテーナに保持された3個の爪(4)
が、テーパ溝(2)の上をすべり該当溝の包配に見合っ
た量だけ3個の爪(4)は外側に拡張する。これにより
工作物内径と同じ拡張量のところで工作物(11)を掌
握する。3本のテーパ溝(2)を同一兼つ均一角度に附
しておけば如向なる位置においても高い同芯精度を維持
しながらの工作物の掌握が可能である。テーパ溝(2)
の角度及び長さによりその拡張可能量は異なるが従来の
方法と比較すれば格段に広範囲の拡張量を得る事が可能
である。又、その全長の大部分に渡りテーパ溝(2)を
設けてある為、全長に比して極めて効率的に爪の大きな
拡張量を得る事ができる。3個の爪(4)の工作物との
接触部分は掌握可能な、最小曲率以下の曲率である為、
常に工作物内径を3点での点接触で掌握し、円を3点で
定義するという幾何学的に合理的な自動調芯作用で工作
物(11)の理想的な芯を軸(1)の芯と合わせた掌握
が可能である。 【 0015 】図3の如く、横断面V字形テーパ溝
(2−a)と横断面扇形の爪(4−a)を組み合わせて
使用すれば該当テーパ溝と該当爪は隙間無く係合し、円
周方向に更に安定した工作物の保持が可能となる。 【 0016 】図4の如く、複数段の爪(4−b)を
使用すればその掌握可能径の範囲が更に広がり、よりい
っそうの汎用性を得ることができる。 【 0017 】図4の如く、先端部を円錐台形状にし
た軸(1−b)を使用すれば軸の基本径より更に小さな
内径の工作物を掌握することが可能となりその使用範囲
は更に広がる。 【 0018 】内円錐面付ナット(8)を回すことに
より、ナットの内円錐面に押された3本の締付けピン
(9)が逆テーパ溝(10)を締め付けリテーナ(3)
を介して爪(4)を固定し、掌握の緩みを防止する。こ
の時逆テーパ溝(10)の作用によりリテーナ(3)及
び爪(4)はその掌握を緩める方向には移動し得ない。
従って工作物を極めて安定的に保持することが可能であ
る。又、この掌握ロックの為に何ら工具を要しない。 【 0019 】図5の如く、リテーナ(3)のネジ穴
(18)とセットスクリュー(19)を使用し、該当セ
ットスクリューを回して逆テーパ溝(10)を締めつけ
ると該当逆テーパ溝の作用により、リテーナ及び爪は掌
握を緩める方向には移動し得ず、工作物を安定的に保持
することが可能である。 【 0020 】 【 実施例1 】図1.図2に示す様に軸(1)の外周
部に等配3ケ所に同一角度の横断面コの字形テーパ溝
(2)を附し、リテーナ(3)により軸方向同一位置に
3個の爪(4)をテーパ溝(2)の中へ各々保持する。
バネ部材(5)(6)は該当爪を安定的に保持する為の
ものである。同時に軸(1)の外周部にテーパ溝(2)
と逆角度の逆テーパ溝(10)を3ケ所等配ピッチで附
し、リテーナ(3)の外周部にネジ(7)を介して取付
けられた内円錐面付ナット(8)とリテーナ(3)の内
部に収納された3個の締付ピン(9)より逆テーパ溝
(10)を締めつけることが可能に構成したテーパ拡張
マンドレル。 【 実施例2 】図3に示す様に横断面扇形の爪(4−
a)と横断面V字形テーパ溝(2−a)を組み合わせ、
該当爪を円周方向へ更に安定的に保持する事を可能に構
成した実施例1のテーパ拡張マンドレル。 【実施例3 】図4に示す様に軸の基本径より小さな内
径円筒部を有する工作物を掌握可能な様、先端部を円錐
台形状にした軸(1−b)と、工作物の掌握部を複数段
にして掌握可能な径の範囲を拡大した爪(4−b)を組
み合わせた実施例1のテーパ拡張マンドレル。 【 実施例4 】図5に示す様にリテーナ(3)へネジ
穴(18)を附し、該当ネジ穴へセットスクリュー(1
9)を設け、これにて逆テーパ溝(10)を締めつける
ことが可能に構成した実施例1のテーパ拡張マンドレ
ル。 【 0021 】 【 発明の効果 】高精度の加工及び計測を行う場合、
従来の方法によれば掌握の為の拡張が無かったり、有っ
ても最大10分の1▲ミリ▼の桁で、対象となる工作物
の寸法に応じて、その都度専用の保持具を用意する必要
が有った。本発明の拡張テーパマンドレルを使用すれ
ば、その広範囲の拡張量の故、数種類を保有する事によ
り、ほとんどの工作物に対応可能でその便宜性は測り知
れない。又、工作物の掌握ロック機構を有している為、
ズレやスベリの無い安定した加工や計測が可能である。
例えば歯車の歯面の研削や計測に供する場合、円周方向
にその位置を数ミクロン単位で正確に割り出す必要があ
り、掌握のズレやスベリは許容されない。この要求に応
えるものであるし、歯面研削加工から歯面計測に至る過
程を保持具を変えること無く1回の掌握ですませてしま
う事が可能である。
【図面の簡単な説明】 【 図1 】実施例1の側面断面図である。 【 図2 】図1中のA−A断面図である。 【 図3 】実施例2の横断面図である。 【図4 】実施例3の側面断面図である。 【 図5 】実施例4の側面断面図である。 【 図6 】従来技術を示す側面断面図である。 【 図7 】従来技術を示す側面断面図である。 【 図8 】従来技術である油穴式拡張マンドレルの使
用を示す側面断面図である。 【 図9 】実施例1の実際の使用例を示す斜視図であ
る。 【 符号の説明 】 1 軸 1−b 先端部を円錐台形状にした軸 2 テーパ溝 2−a 横断面V字形テーパ溝 3 リテーナ 4 爪 4−a 横断面扇形の爪 4−b 掌握部を複数段にした爪 5 バネ部材 6 バネ部材 7 ネジ 8 内円錐面付ナット 9 締付ピン 10 逆テーパ溝 11 工作物 12 ストレートアーバ 13 テーパアーバ 14 油圧拡張マンドレル 15 ナット 16 油圧油 17 ピストン 18 ネジ穴 19 セットスクリュー 20 センタ穴

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【 請求項1 】両端センター穴もしくは基準円筒面を
    有し、外周部等配にその軸線に対して同一角度の3本の
    横断面コの字形テーパ溝(2)を附した軸(1)と、端
    部に引っかかり部を備え、前記軸先端位置での横断面外
    側の曲率が該当位置で外側に外接する最小半径の円の曲
    率より更に小さな曲率の孤状で、反対側平面摺動部が前
    記のテーパ溝に接する様に、該当テーパ溝の中に係合さ
    れた3本の爪(4)と、軸(1)の外側に軸方向移動自
    在に取付けられ、前記3本の爪の引っかかり部を軸方向
    同一位置へ脱落不能に保持する為の係合部を有するリテ
    ーナ(3)とからなる、テーパ拡張マンドレル。 【 請求項2 】横断面V字形テーパ溝(2−a)と、
    該当溝に係合する様な横断面扇形の爪(4−a)とを組
    み合わせたことを特徴とする請求項1のテーパ拡張マン
    ドレル。 【 請求項3 】テーパ溝(2)又は(2−a)に係合
    した状態での横断面外側の径が、軸方向端部より順次大
    きくなる様な、複数段の爪(4−b)を用いた事を特徴
    とする、請求項1.請求項2のテーパ拡張マンドレル。 【 請求項4 】テーパ溝(2)又は(2−a)に係合
    した状態での3本の爪(4)又は(4−a)又は(4−
    b)の横断面外側の径が、該当爪の軸方向端部位置で軸
    の基本径より小さくなる様構成し、軸の同断面径が爪の
    同断面外側の径より常に小さくなる様、軸の先端部を円
    錐台形状にした軸(1−b)を備えたことを特徴とす
    る、請求項1〜請求項3のテーパ拡張マンドレル。 【 請求項5 】軸(1)又は(1−b)の外周部へ、
    テーパ溝(2)又は(2−a)と軸線に対して逆角度に
    逆テーパ溝(10)を単数もしくは等配複数条附し、リ
    テーナ(3)の外周部にネジ(7)を附し、該当ネジを
    介して取り付けられた内円錐面付ナット(8)と該当リ
    テーナの中へ前記逆テーパ溝と対向する位置へ半径方向
    に所定のはめ合いで収納された単数もしくは複数の締付
    ピン(9)とで前記逆テーパ溝(10)を締め付ける事
    が可能に構成されたことを特徴とする請求項1〜請求項
    4のテーパ拡張マンドレル。 【 請求項6 】軸(1)又は(1−b)の外周部へ、
    テーパ溝(2)又は(2−a)と軸線に対して逆角度に
    逆テーパ溝(10)を単数もしくは等配複数条附し、リ
    テーナ(3)の前記逆テーパ溝と対向する位置へ半径方
    向に単数もしくは複数のネジ穴(18)附し、該当ネジ
    穴にそれぞれセットスクリュー(19)を設け、該当セ
    ットスクリューにて逆テーパ溝(10)を締め付ける事
    が可能に構成されたことを特徴とする請求項1〜請求項
    4のテーパ拡張マンドレル。
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