JPH10235503A - 工具保持装置 - Google Patents
工具保持装置Info
- Publication number
- JPH10235503A JPH10235503A JP8320497A JP8320497A JPH10235503A JP H10235503 A JPH10235503 A JP H10235503A JP 8320497 A JP8320497 A JP 8320497A JP 8320497 A JP8320497 A JP 8320497A JP H10235503 A JPH10235503 A JP H10235503A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- collet chuck
- draw bar
- rear end
- arc shape
- sleeve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ドローバーの引っ張り力を効率的にコレット
チャックの把持力に変換すると共に、故障が少なく、か
つ設計上容易な工具保持装置を提供すること。 【構成】 コレットチャックの後端部と、ドローバーの
先端付近との係合において、コレットチャックの内側係
合面及びこれに対するドローバーの係合面の内の一方
を、中心側に向かって後方に順次縮径するテーパ面と
し、他方を、中心軸方向断面における略円弧状又は略楕
円弧状とし、コレットチャックの後端部と、主軸のスリ
ーブの後端部との係合関係において、コレットチャック
の外側係合面及びこれに対するスリーブの係合面の内、
一方を後方に向かって順次拡径するテーパ面とし、他方
を中心軸方向の断面における、略円弧状又は略楕円弧状
とすることに基づき、これによって、厳密な設計上の精
度を要せずに、ドローバー１の引っ張り力を効率的にコ
レットチャック２の把持力に変換することができる工具
保持装置。
チャックの把持力に変換すると共に、故障が少なく、か
つ設計上容易な工具保持装置を提供すること。 【構成】 コレットチャックの後端部と、ドローバーの
先端付近との係合において、コレットチャックの内側係
合面及びこれに対するドローバーの係合面の内の一方
を、中心側に向かって後方に順次縮径するテーパ面と
し、他方を、中心軸方向断面における略円弧状又は略楕
円弧状とし、コレットチャックの後端部と、主軸のスリ
ーブの後端部との係合関係において、コレットチャック
の外側係合面及びこれに対するスリーブの係合面の内、
一方を後方に向かって順次拡径するテーパ面とし、他方
を中心軸方向の断面における、略円弧状又は略楕円弧状
とすることに基づき、これによって、厳密な設計上の精
度を要せずに、ドローバー１の引っ張り力を効率的にコ
レットチャック２の把持力に変換することができる工具
保持装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の工具を使用する
工作機械において、順次使用する工具を保持する保持装
置に関するものである。
工作機械において、順次使用する工具を保持する保持装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来コレットチャック２を使用した工具
保持装置は、図１に示すように、工具のプルボルト部分
をコレットチャック２によって把持しているが、この場
合の把持力は、主軸３の内側に設けられているサラバネ
５のドローバー１を介した引っ張り力（図１の矢印→に
よって示す。）に由来しており、かつその大きさは該引
っ張り力によって支配されている。
保持装置は、図１に示すように、工具のプルボルト部分
をコレットチャック２によって把持しているが、この場
合の把持力は、主軸３の内側に設けられているサラバネ
５のドローバー１を介した引っ張り力（図１の矢印→に
よって示す。）に由来しており、かつその大きさは該引
っ張り力によって支配されている。
【０００３】そして、図１からも明らかなように、従来
のコレットチャック２及びドローバー１の関係は、単に
コレットチャック２の後端部とドローバー１の先端部の
鍔状部分とが、相互に接触面を介してサラバネ５の引っ
張り力をドローバー１がそのままコレットチャック２に
伝達しているに過ぎなかった。
のコレットチャック２及びドローバー１の関係は、単に
コレットチャック２の後端部とドローバー１の先端部の
鍔状部分とが、相互に接触面を介してサラバネ５の引っ
張り力をドローバー１がそのままコレットチャック２に
伝達しているに過ぎなかった。
【０００４】即ち、コレットチャック２を後方へ押圧す
る力は、ドローバー１に対するサラバネ５の引っ張り力
と同一である。
る力は、ドローバー１に対するサラバネ５の引っ張り力
と同一である。
【０００５】このようなドローバー１によるコレットチ
ャック２に対する引っ張り力を向上させ、ひいてはサラ
バネ５の量を少なくする為、出願人らは、図２に示すよ
うに、ドローバー１の前方部に、コレットチャック２の
数に応じた隆起部１１をドローバー１の軸から放射方向
に設け、該隆起部１１は、その後部において後側から前
方側に順次隆起する傾斜部を有し、複数個の各コレット
チャック２は、その中途部位において該隆起部１１及び
各球４を嵌合する前後方向細長穴２１を上下両側を貫通
した状態に設け、該穴２１の後端に球４と当接する壁面
を設け、スリーブ３１の内壁に、該隆起部１１の該放射
方向に対応した位置に複数の窪みを設ける構成を提案し
かつ御庁に出願した（平成６年特許願第１３２３６４
号）。
ャック２に対する引っ張り力を向上させ、ひいてはサラ
バネ５の量を少なくする為、出願人らは、図２に示すよ
うに、ドローバー１の前方部に、コレットチャック２の
数に応じた隆起部１１をドローバー１の軸から放射方向
に設け、該隆起部１１は、その後部において後側から前
方側に順次隆起する傾斜部を有し、複数個の各コレット
チャック２は、その中途部位において該隆起部１１及び
各球４を嵌合する前後方向細長穴２１を上下両側を貫通
した状態に設け、該穴２１の後端に球４と当接する壁面
を設け、スリーブ３１の内壁に、該隆起部１１の該放射
方向に対応した位置に複数の窪みを設ける構成を提案し
かつ御庁に出願した（平成６年特許願第１３２３６４
号）。
【０００６】しかしながら、前記構成では、球４を介し
て、ドローバー１の引っ張り力が、コレットチャック２
に伝達されるが、球４が摩耗し易いという欠点を免れる
ことができない。
て、ドローバー１の引っ張り力が、コレットチャック２
に伝達されるが、球４が摩耗し易いという欠点を免れる
ことができない。
【０００７】他方、図１に示す従来技術に対する改善考
案として、図３（ａ）に示すように、コレットチャック
２の後端部とドローバー１の先端部との係合関係につ
き、双方の係合面をテーパ面とし、コレットチャック２
と主軸のスリーブ３１との係合関係につき、双方の係合
面もまたテーパ面とする構成が提案されている（特公昭
６３−１２８８６号公報参照）。
案として、図３（ａ）に示すように、コレットチャック
２の後端部とドローバー１の先端部との係合関係につ
き、双方の係合面をテーパ面とし、コレットチャック２
と主軸のスリーブ３１との係合関係につき、双方の係合
面もまたテーパ面とする構成が提案されている（特公昭
６３−１２８８６号公報参照）。
【０００８】しかしながら、このような２カ所におい
て、相互に係合するテーパ面を設ける構成では、テーパ
面同士の角度が緊密に係合することが要求され、たとえ
ば図３（ｂ）に示すように、僅かなテーパ面同士の角度
のずれが生じた場合には、双方の係合面が円滑に摺動し
ながら係合することができず、図３（ｂ）の場合には、
コレットチャック２と内側テーパ面の端部のドローバー
１のテーパ面に対する先鋭な当接及び、スリーブ３１の
テーパ面の端部のコレットチャック２の外側テーパ面の
端部に対する先鋭な当接によって、ドローバー１及びコ
レットチャック２の円滑な作動が不可能となる。
て、相互に係合するテーパ面を設ける構成では、テーパ
面同士の角度が緊密に係合することが要求され、たとえ
ば図３（ｂ）に示すように、僅かなテーパ面同士の角度
のずれが生じた場合には、双方の係合面が円滑に摺動し
ながら係合することができず、図３（ｂ）の場合には、
コレットチャック２と内側テーパ面の端部のドローバー
１のテーパ面に対する先鋭な当接及び、スリーブ３１の
テーパ面の端部のコレットチャック２の外側テーパ面の
端部に対する先鋭な当接によって、ドローバー１及びコ
レットチャック２の円滑な作動が不可能となる。
【０００９】
【００１０】本発明は、前記の如き各従来技術の欠点を
克服し、比較的簡単な設計でありながら、ドローバーの
引っ張り力を効率的に、コレットチャックの把持力に転
化する構成を提供することを目的とするものである。
克服し、比較的簡単な設計でありながら、ドローバーの
引っ張り力を効率的に、コレットチャックの把持力に転
化する構成を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決する為の手段】前記課題を解決する為、本
件発明の構成は、コレットチャックの後端部と、ドロー
バーの先端付近との係合において、コレットチャックの
内側係合面及びこれに対するドローバーの係合面の内の
一方を、中心側に向かって後方に順次縮径するテーパ面
とし、他方を、中心軸方向断面における略円弧状又は略
楕円弧状とし、コレットチャックの後端部と、主軸のス
リーブの後端部との係合関係において、コレットチャッ
クの外側係合面及びこれに対するスリーブの係合面の
内、一方を後方に向かって順次拡径するテーパ面とし、
他方を中心軸方向の断面における、略円弧状又は略楕円
弧状とすることに基づく工具保持装置からなる。
件発明の構成は、コレットチャックの後端部と、ドロー
バーの先端付近との係合において、コレットチャックの
内側係合面及びこれに対するドローバーの係合面の内の
一方を、中心側に向かって後方に順次縮径するテーパ面
とし、他方を、中心軸方向断面における略円弧状又は略
楕円弧状とし、コレットチャックの後端部と、主軸のス
リーブの後端部との係合関係において、コレットチャッ
クの外側係合面及びこれに対するスリーブの係合面の
内、一方を後方に向かって順次拡径するテーパ面とし、
他方を中心軸方向の断面における、略円弧状又は略楕円
弧状とすることに基づく工具保持装置からなる。
【００１２】
【発明の作用】図４（ａ）、（ｂ）は、本願発明の基本
的構成を示すが、図４（ａ）では、コレットチャックの
内側係合面を中心軸に向かって後方に順次縮径するテー
パ面とし、これに対するドローバーの係合面を中心軸方
向断面において略円弧状とし、図４（ｂ）では、前記テ
ーパ面と略円弧状の位置を逆転させている。
的構成を示すが、図４（ａ）では、コレットチャックの
内側係合面を中心軸に向かって後方に順次縮径するテー
パ面とし、これに対するドローバーの係合面を中心軸方
向断面において略円弧状とし、図４（ｂ）では、前記テ
ーパ面と略円弧状の位置を逆転させている。
【００１３】他方、図４（ａ）では、コレットチャック
の後端部付近の外側面を後方に向かって順次拡径するテ
ーパ面とし、これに対するスリーブの係合面を、中心軸
方向の断面における略楕円弧状としており、図４（ｂ）
では、前記テーパ面及び略楕円弧状の位置が逆転してい
る。
の後端部付近の外側面を後方に向かって順次拡径するテ
ーパ面とし、これに対するスリーブの係合面を、中心軸
方向の断面における略楕円弧状としており、図４（ｂ）
では、前記テーパ面及び略楕円弧状の位置が逆転してい
る。
【００１４】しかして、図３（ａ）、（ｂ）において、
コレットチャック２とドローバー１との、係合面におけ
る相互の押圧力をＮとし、相互の摩擦係数をμ１とし、
係合面の中心軸に対する傾斜角度をαとする一方、コレ
ットチャック２とスリーブとの係合面における相互の押
圧力をＭとし、相互の摩擦係数をμ２とし、かつ中心軸
に対する係合面の傾斜角度をβとした場合、下記の
（１）、（２）式が成立する。 記 コレットチャック内部の水平方向の力の釣合より Ｆ＝−μ１Ｍｃｏｓβ＋Ｍｓｉｎβ＋μ１Ｎｃｏｓα＋Ｎｓｉｎα ・・・（１） コレットチャック内部の垂直方向の力の釣合より Ｎｃｏｓα＝μ２Ｎｓｉｎα＋μ２Ｍｓｉｎβ＋Ｍｃｏｓβ・・・（２）
コレットチャック２とドローバー１との、係合面におけ
る相互の押圧力をＮとし、相互の摩擦係数をμ１とし、
係合面の中心軸に対する傾斜角度をαとする一方、コレ
ットチャック２とスリーブとの係合面における相互の押
圧力をＭとし、相互の摩擦係数をμ２とし、かつ中心軸
に対する係合面の傾斜角度をβとした場合、下記の
（１）、（２）式が成立する。 記 コレットチャック内部の水平方向の力の釣合より Ｆ＝−μ１Ｍｃｏｓβ＋Ｍｓｉｎβ＋μ１Ｎｃｏｓα＋Ｎｓｉｎα ・・・（１） コレットチャック内部の垂直方向の力の釣合より Ｎｃｏｓα＝μ２Ｎｓｉｎα＋μ２Ｍｓｉｎβ＋Ｍｃｏｓβ・・・（２）
【００１５】前記（１）、（２）式より、 式を得る。
【００１６】他方、ドローバー内部の水平方向の引っ張
り力をＰとした場合、 Ｐ＝Ｎｓｉｎα＋μ１Ｎｃｏｓα ・・・（４） 式を得る。
り力をＰとした場合、 Ｐ＝Ｎｓｉｎα＋μ１Ｎｃｏｓα ・・・（４） 式を得る。
【００１７】前記（３）、（４）式より、 を得る。
【００１８】たとえば、α＝６．７゜、β＝４５゜とし
た場合、 μ１＝μ２＝０．１のとき Ｆ／Ｐ＝４．７ μ１＝μ２＝０．２のとき Ｆ／Ｐ＝３．１７ μ１＝μ２＝０．３のとき Ｆ／Ｐ＝２．２４ となる。
た場合、 μ１＝μ２＝０．１のとき Ｆ／Ｐ＝４．７ μ１＝μ２＝０．２のとき Ｆ／Ｐ＝３．１７ μ１＝μ２＝０．３のとき Ｆ／Ｐ＝２．２４ となる。
【００１９】尚コレットチャック２の後端部内側面及び
外側面について、図４（ａ）では、何れもテーパ面と
し、図４（ｂ）では、何れも略円弧状としているが、本
発明のテーパ面と略円弧状との組み合わせは、図４
（ａ）、（ｂ）の場合に限定される訳ではなく、これ以
外の組み合わせもあり得る（図４（ａ）のコレットチャ
ック２の後端部内側面の係合と、図４（ｂ）のコレット
チャック２の後端部外側面の係合との組み合わせ、及び
その逆の組み合わせが考えられる。）。
外側面について、図４（ａ）では、何れもテーパ面と
し、図４（ｂ）では、何れも略円弧状としているが、本
発明のテーパ面と略円弧状との組み合わせは、図４
（ａ）、（ｂ）の場合に限定される訳ではなく、これ以
外の組み合わせもあり得る（図４（ａ）のコレットチャ
ック２の後端部内側面の係合と、図４（ｂ）のコレット
チャック２の後端部外側面の係合との組み合わせ、及び
その逆の組み合わせが考えられる。）。
【００２０】そして、本発明においては、図５（ａ）、
（ｂ）に示すように、テーパ面の中心軸に対する傾斜角
度がどのような角度であっても、中心軸に対し、対照に
設計している限り、必ず他方の略円弧状又は略楕円弧状
と係合する部位が存在し、これによって、図３に示す従
来技術の構成の場合のように、双方のテーパ面が緊密に
係合し合うという設計上の困難性は不要である。
（ｂ）に示すように、テーパ面の中心軸に対する傾斜角
度がどのような角度であっても、中心軸に対し、対照に
設計している限り、必ず他方の略円弧状又は略楕円弧状
と係合する部位が存在し、これによって、図３に示す従
来技術の構成の場合のように、双方のテーパ面が緊密に
係合し合うという設計上の困難性は不要である。
【００２１】
【実施例】図６（ａ）、（ｂ）は、中心軸方向の断面形
状の略円弧状又は略楕円弧状を夫々、１／４略円弧状又
は１／４略楕円弧状とした実施例を示す（尚図６におい
ては、スリーブ３１の後端部及びコレットチャック２の
後端部の内側面及び外側面を夫々テーパ状とし、これに
係合するドローバー１及びスリーブ２の面を夫々１／４
略円弧状又は１／４略楕円弧状を選択した場合を示
す。）。
状の略円弧状又は略楕円弧状を夫々、１／４略円弧状又
は１／４略楕円弧状とした実施例を示す（尚図６におい
ては、スリーブ３１の後端部及びコレットチャック２の
後端部の内側面及び外側面を夫々テーパ状とし、これに
係合するドローバー１及びスリーブ２の面を夫々１／４
略円弧状又は１／４略楕円弧状を選択した場合を示
す。）。
【００２２】このような１／４略円弧状又は１／４略楕
円弧状を選択することによって、これと係合する他方の
テーパ面の角度は広範な角度を選択することが可能とな
り、しかもテーパ面の角度が設計上多少不正確であった
としても、広範な角度のテーパ面に対し双方の係合関係
を維持することができる。
円弧状を選択することによって、これと係合する他方の
テーパ面の角度は広範な角度を選択することが可能とな
り、しかもテーパ面の角度が設計上多少不正確であった
としても、広範な角度のテーパ面に対し双方の係合関係
を維持することができる。
【００２３】
【発明の効果】以上のように、本願考案は、ドローバー
の押圧力を効率的にコレットチャックの把持力に変換す
る一方、図２に示すような従来技術のような球の摩耗を
免れると共に、図３に示す従来技術のように、双方に係
合し合うテーパ面の設計上の不一致によって、生ずる支
障をも免れることができる。
の押圧力を効率的にコレットチャックの把持力に変換す
る一方、図２に示すような従来技術のような球の摩耗を
免れると共に、図３に示す従来技術のように、双方に係
合し合うテーパ面の設計上の不一致によって、生ずる支
障をも免れることができる。
【００２４】このように本願発明は、工具保持装置にお
いて、極めて有用性を有しており、その価値は絶大であ
る。
いて、極めて有用性を有しており、その価値は絶大であ
る。
【図１】従来の工具保持装置の構成を示す側断面図
【図２】球を用いた改良型技術の主軸、コレットチャッ
ク及び、球の対応関係及び外形を示す見取図
ク及び、球の対応関係及び外形を示す見取図
【図３】相互に係合するテーパ面を用いる改良技術の基
本構成を示す断面図
本構成を示す断面図
【図４】本願考案の基本的構成を示す側断面図であっ
て、（ａ）は、コレットチャックの後端部内側面及び後
端部外側面の何れもがテーパ面を形成した場合を示して
おり、（ｂ）は、コレットチャックの後端部内側面及び
後端部外側面の何れもが、略円弧状である場合を示して
いる。
て、（ａ）は、コレットチャックの後端部内側面及び後
端部外側面の何れもがテーパ面を形成した場合を示して
おり、（ｂ）は、コレットチャックの後端部内側面及び
後端部外側面の何れもが、略円弧状である場合を示して
いる。
【図５】本願発明の作用を示す側断面図であり、
（ａ）、（ｂ）は、夫々係合するテーパ面の角度が相違
するにも拘らず、同一の断面略円弧状又は略楕円弧状の
面によって、該テーパ面に係合し得る状況を示してい
る。
（ａ）、（ｂ）は、夫々係合するテーパ面の角度が相違
するにも拘らず、同一の断面略円弧状又は略楕円弧状の
面によって、該テーパ面に係合し得る状況を示してい
る。
【図６】実施例の構成を示す側断面図
１ ドローバー １１ ドローバーの隆起部 ２ コレットチャック ２１ コレットチャックの細穴 ２２ コレットチャックの後側壁部分 ３ 主軸 ３１ スリーブ ４ 球 ５ サラバネ ６ 弾性バネ ７ 工具 ７１ 工具のプルボルト ａ 断面略円弧状又は略楕円弧状をなす面 ｂ テーパ面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 菊太 福井県武生市今宿町10丁目１番１号 ア イ・エム・エヌ株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 コレットチャックの後端部と、ドローバ
ーの先端付近との係合において、コレットチャックの内
側係合面及びこれに対するドローバーの係合面の内の一
方を、中心側に向かって後方に順次縮径するテーパ面と
し、他方を、中心軸方向断面における略円弧状又は略楕
円弧状とし、コレットチャックの後端部と、主軸のスリ
ーブの後端部との係合関係において、コレットチャック
の外側係合面及びこれに対するスリーブの係合面の内、
一方を後方に向かって順次拡径するテーパ面とし、他方
を中心軸方向の断面における、略円弧状又は略楕円弧状
とすることに基づく工具保持装置。 - 【請求項２】 係合する略円弧状又は略楕円弧状の形状
が、１／４略円弧状又は１／４略楕円弧状であることを
特徴とする請求項１記載の工具保持装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8320497A JPH10235503A (ja) | 1997-02-25 | 1997-02-25 | 工具保持装置 |
| JP31885897A JP3829893B2 (ja) | 1997-02-25 | 1997-10-15 | 工具保持装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8320497A JPH10235503A (ja) | 1997-02-25 | 1997-02-25 | 工具保持装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31885897A Division JP3829893B2 (ja) | 1997-02-25 | 1997-10-15 | 工具保持装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10235503A true JPH10235503A (ja) | 1998-09-08 |
Family
ID=13795804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8320497A Pending JPH10235503A (ja) | 1997-02-25 | 1997-02-25 | 工具保持装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10235503A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080252023A1 (en) * | 2005-09-13 | 2008-10-16 | Eugen Hangleiter | Apparatus for Chucking a Tool or Workpiece Having a Collet |
-
1997
- 1997-02-25 JP JP8320497A patent/JPH10235503A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080252023A1 (en) * | 2005-09-13 | 2008-10-16 | Eugen Hangleiter | Apparatus for Chucking a Tool or Workpiece Having a Collet |
| US8246280B2 (en) * | 2005-09-13 | 2012-08-21 | Roehm Gmbh | Apparatus for chucking a tool or workpiece having a collet |
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