JPH1158109A - 工作機械用コレットチャック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークの両端を加工できるようにすること。 【解決手段】 ワーク１を挟着離脱可能な工作機械用コ
レットチャックにおいて、本体ハウジング２に、その表
裏両面に貫通するワーク差込み穴３を形成し、ワーク差
込み穴３内にその内部に差し込んだワーク１の外周面を
挟着可能なリング状ですり割入りの締め金具４を配置
し、ワーク差込み穴３と締め金具４との間にスライド具
５を設け、同スライド具５はワーク差込み穴３内をその
軸方向にスライド可能とし、一方へのスライド時に締め
金具４の外周面を内側に締め付けて同締め金具４により
その内側のワーク１を挟着可能とし、他方へのスライド
時に前記締め付けを解除可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はマシニングセンタ、
旋盤等の各種工作機械において、ワーク（加工物）を挟
着するのに使用される工作機械用コレクトチャックに関
するものであり、ワークを挟着し直すことなくその両端
を夫々バイト等の加工具で加工できるようにしたもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】マシニングセンタ等の工作機械ではワー
クを挟着して固定するためにチャックが用いられてい
る。チャックにはワークの周囲をその外側から爪で押さ
えて挟着するものと、ワークの周囲をリング状ですり割
の入ったコレット（締め金具）で締め付けて挟着する、
一般にコレットチャックと呼ばれるものとがある。

【０００３】後者のコレットチャックは図９に示すよう
に、本体ハウジングＡの穴Ｂに円筒形の回転操作部Ｃが
螺合され、この回転操作部Ｃの中央の装着穴Ｄに、加工
用のワークＥを差し込み可能とするワーク差込み穴Ｆを
開けた円錐形の締め金具（コレット）Ｇが差し込まれて
おり、同コレットＧの根元側は本体ハウジングＡの奥で
回転不能で且つ抜け落ちないように係止されている。こ
のコレットチャックは、コレットＧのワーク差込み穴Ｆ
の周囲に十字状にすり割Ｈが入っており、またコレット
Ｇと回転操作部Ｃとの接触面が外広がりのテーパに加工
されているため、回転操作部Ｃを回転して同操作部Ｂを
図中の矢印ａ方向に移動すると、コレットＧが回転操作
部Ｃから相対的に抜け出してすり割Ｈの部分が外側に広
がる。この状態でワーク差込み穴ＦにワークＥを差し込
み、回転操作部Ｃを先とは逆に回転して同操作部Ｃを矢
印ｂ方向に移動させると、コレットＧが回転操作部Ｃの
装着穴Ｄに相対的に引き込まれてすり割Ｈ部分が内側に
閉じられ、ワーク差込み穴Ｆに差し込まれたワークＥの
外周面がコレットＧに挟着されて固定される。

【０００４】この他、旋盤等に使われるコレットチャッ
クでは、図９の回転操作部Ｃを設けて同操作部Ｃでコレ
ットＧを開閉する代わりに、コレットＧの矢印ａ方向の
先端にドローバーなるパイプ部材を連結して設け、同ド
ローバーをロータリーシリンダーで矢印ａ−ｂ方向に可
動してコレットＧを開閉できるようにしたものもある。
このタイプものでは、コレットＧのワーク差込み穴Ｆが
図９の矢印ａ−ｂ方向に貫通して設けられているものも
あり、この場合、ワークＥはコレットＧの差込み穴Ｆに
貫通させ、さらにドローバーの穴の中にまで差し込んで
固定することが可能である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図９のコレットチャッ
クでは、ワークＥを差し込むワーク差込み穴Ｆがコレッ
トＧの軸方向一方（表側）にしか開口されていないた
め、その表側でしかワークＥの加工を行うことができ
ず、ワーク差込み穴Ｆに差し込まれたワークＥの長手方
向反対側を加工するためには、一旦、ワークＥの挟着を
解除して、ワークＥを向きを反対にしてワーク差込み穴
Ｆに差し込んでから改めてワークＥを挟着し、その後に
加工を行う必要があった。このためワークＥの長手方向
両端側を加工するには手間がかかり、作業が面倒であっ
た。また、旋盤等に使われるコレットチャックの場合、
コレットＧにワーク差込み穴Ｆが貫通されて設けられて
いても、その先にドローバー（中空のパイプ状）がある
ため、ドローバーの内径より細い部材であればドローバ
ーを貫通させてワークＥの先端を外に露出させることも
可能であるが、コレットＧやドローバーによってワーク
Ｅのカバーされる部分が長尺になり、またワークＥの太
さもドローバーの内径までと制限されるため、ワークＥ
の両端を加工するのは実質困難である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のうち請求項１記
載の工作機械用コレットチャックは図１、２に示すよう
に、加工するワーク１を挟着離脱可能な工作機械用コレ
ットチャックにおいて、本体ハウジング２に、その表裏
両面に貫通するワーク差込み穴３が形成され、ワーク差
込み穴３内にその内部に差し込まれたワーク１の外周面
を挟着可能なリング状ですり割入りの締め金具４が配置
され、ワーク差込み穴３と締め金具４との間にスライド
具５が設けられ、同スライド具５はワーク差込み穴３内
をその軸方向にスライド可能であり、一方へのスライド
時に締め金具４の外周面を内側に締め付けて同締め金具
４によりその内側のワーク１を挟着させ、他方へのスラ
イド時に前記締め付けを解除可能としたことを特徴とす
るものである。

【０００７】本発明のうち請求項２記載の工作機械用コ
レットチャックは図４、５に示すように、締め金具４の
内周面がリング状の被覆材６で被覆され、且つ締め金具
４とワーク差込み穴３との間の隙間がＯリング等のシー
ル材７で閉塞されていることを特徴とするものである。

【０００８】本発明のうち請求項３記載の工作機械用コ
レットチャックは図６に示すように、スライド具５のス
ライドと連動し、ワーク挟着解除時に、締め金具４によ
るワーク１の挟着を強制的に解除させる強制解除具８を
備えたことを特徴とするものである。

【０００９】本発明のうち請求項４記載の工作機械用コ
レットチャックは図１、２に示すように、スライド具５
が本体ハウジング２に注入、排出される空気圧又は油圧
式のピストンの作動によりスライドされるようにしたこ
とを特徴とするものである。

【００１０】

【発明の実施の形態１】図１、２は本発明の工作機械用
コレットチャックの第１の実施形態である。図１、２に
示す本体ハウジング２は４個の金属製のリング状部品１
０、１１、１２、１３により円筒状に構成されており、
その中央にはワーク１を差し込むためのワーク差込み穴
３が貫通されている。ワーク差込み穴３は本体ハウジン
グ２の表面と裏面とに開口されており、ワーク１は本体
ハウジング２の表側裏側のどちらからでもワーク差込み
穴３に差し込むことができ、また同穴３に差し込まれた
ワーク１は本体ハウジング２の表側裏側のどちら側にお
いても加工を行うことができる。この本体ハウジング２
は図示されていない工作機械の本体等に固定して取り付
けたり、可動や回転が可能なるようにして取り付けたり
することができる。

【００１１】前記４個のリング状部品１０、１１、１
２、１３で構成される本体ハウジング２は、そのワーク
差込み穴３の内側に、リング状に形成された金属製のス
ライド具５を図中の矢印ａ−ｂ方向にスライド可能なる
ように装着しており、このスライド具５の内側に、図３
に示されるリング状ですり割１４の入った金属製の締め
金具４を装着している。さらにこの締め金具４の内側に
図５に示されるリング状の被覆材６も装着している。但
し、被覆材６は図１、２に表示していない。

【００１２】前記スライド具５は、その外周面が、本体
ハウジング２を構成する第２のリング状部品１１の内周
面１５、及び第３のリング状部品１２の内周面１６と摺
接されており、図中の矢印ａ−ｂ方向にスライド可能と
なっている。このスライド具５の軸方向中央寄りの外周
面は外側に一段突き出してリング状の鍔１７となってお
り、この鍔１７が第２のリング状部品１１と第３のリン
グ状部品１２により形作られるリング状の凹溝１８に嵌
まり、スライド具５はこの凹溝１８内においてその移動
量が規制されてスライド可能となっている。また、スラ
イド具５とリング状部品１１、１２との摺接面のうち、
スライド具５側の鍔１７部分と、リング状部品１１側の
凹溝１８より上側の部分と、リング状部品１２側の凹溝
１８より下側の部分とに、夫々小さな溝１９が形成され
ており、これら溝１９内にＯリング（シール材）７が取
り付けられている。同様の溝１９とＯリング７は第２の
リング状部品１１と第３のリング状部品１２との接触面
にも設けられている。前記スライド具５は、図１に示さ
れる矢印ａ方向（上側）にスライドした状態で、凹溝１
８内の鍔１７より下側の部分に空間２０ができ、図２に
示される矢印ｂ方向（下側）にスライドした状態で、凹
溝１８内の鍔１７より上側の部分に空間２１ができるよ
うになっている。そして前記空間２０は第２のリング状
部品１１の外周面に開設された穴２２と、上側の空間２
１は第２のリング状部品１１の外周面に開設された穴２
３と、夫々連通されており、下側の穴２２に高圧の油を
供給すると、下側の空間２０に高圧の油が満たされてそ
の力でスライド具５が矢印ａ方向（上方）に押し上げら
れ、上側の穴２３に高圧の油を供給すると、上側の空間
２１に油が満たされてその力でスライド具５が矢印ｂ方
向（下方）に押し下げられるようになっている。即ちス
ライド具５は穴２２、２３に供給する油圧で上下にスラ
イドさせることができる。また、前記スライド具５は、
その上側部分の内周面に、下側から上側に向かって徐々
にその内径が小さくなるようにテーパが付けられてお
り、このテーパ面２４が後述する締め金具４のテーパ面
２５と接触されるようになっている。

【００１３】前記締め金具４は図３に示すように、適度
な弾性を備えた金属材料でリング状に作成されており、
リングの縦方向には周方向に等間隔で８本のすり割１４
が入れられて、これらすり割１４で８つの挟着ビーム２
６が形成されている。前記各すり割１４は上側（図中の
矢印ａ方向）の隙間は狭いが、下側の隙間は格段に広く
なっており、すり割１４で分割された８本の挟着ビーム
２６は夫々リングの径方向に適度な弾性を持つと共に揺
動しやすくなっている。この締め金具４は肉厚ですり割
１４の入っていない下縁２９部分が、本体ハウジング２
を構成する第４のリング状部品１３と図示されていない
ねじで止められて固定されるようになっている。またこ
の締め金具４の各挟着ビーム２６の上側の外周面は、下
から上に向かって徐々に締め金具４の外径が小さくなる
ようにテーパが付けられており、このテーパ面２５が前
記スライド具５のテーパ面２４（図１、２）と接触され
るようになっている。また、締め金具４の上側の内周面
は図２に示すように、円柱状のワーク１の外周面を安定
して挟着できるように垂直に立った平滑な面となってい
る。また、締め金具４の各挟着ビーム２６の第１のリン
グ状部品１０と対向される上端面には、図４に示される
ように溝２７が形成されており（図１、２には示されて
いない）、この溝２７と、本体ハウジング２側に形成さ
れた溝２８との間にＯリング（シール材）７が装着され
て、本体ハウジング２と締め金具４との間から両者の隙
間に切削くず等が侵入しないようにしてある。この締め
金具４は、図１に示すようにスライド具５が上方にスラ
イドされた状態では、挟着ビーム２６のテーパ面２５は
スライド具５のテーパ面２４から力を受けず、挟着ビー
ム２６は図３のように自然の状態（開きも閉じもしない
状態）となるが、図２に示すようにスライド具５が下方
にスライドされると、挟着ビーム２６のテーパ面２５は
スライド具５のテーパ面２４により内側に押され、図２
に示すように挟着ビーム２６がその内径方向に閉じら
れ、その内側にあるワーク１が挟着される。

【００１４】前記被覆材６はシリコンゴム等の柔軟性に
富み、破れにくい樹脂材料で図５（ａ）、（ｂ）に示さ
れるように上側が少しつぼんだリング形に作成されてお
り、前記締め金具４の内周面に密着して取り付けられる
ようになっている。この被覆材６は締め金具４のすり割
１４と同じようにリングの縦方向に、周方向に等間隔で
８本のすり割３０が入れられている。但し、各すり割３
０は図５（ａ）に示されるように隙間はないが、代わり
に肉厚方向に対して斜めに切り込みが入れられており、
内側に収縮できるようになっている。

【００１５】

【発明の実施の形態２】図６は工作機械用コレットチャ
ックの第２の実施形態であり、締め金具４をスライド具
５に取り付けた強制解除具８で強制的に開くことができ
るようにしたものである。各挟着ビーム２６はその先端
部（開閉される側）に外広がりの鍔４０が形成され、こ
の鍔４０に図６に示されたような鍵型の強制解除具８が
係止されている。この例ではスライド具５に形成される
テーパ面２４と、締め金具４に形成されるテーパ面２５
とは共に傾きを実施形態１と逆にしてあり、スライド具
５を図中の矢印ａ方向に移動すると締め金具４の挟着ビ
ーム２６が閉じ、スライド具５を矢印ｂ方向に移動する
と締め金具４の挟着ビーム２６の閉じを解除するように
なっている。この実施形態では、このようなテーパ面２
４、２５が形成されたスライド具５と締め金具４とに対
し、スライド具５には強制解除具８を取り付け、締め金
具４の各挟着ビーム２６にはそのテーパ面２５を延長す
る形で強制解除具８を係止させるための鍔４０を設け
た。強制解除具８と鍔４０とは夫々のテーパ面４２、４
１で接触し、スライド具５が矢印ｂ方向にスライドされ
ると、強制解除具８のテーパ面４２が鍔４０のテーパ面
４１を矢印ｃ方向に押し上げて挟着ビーム２６を同方向
に可動させる。即ち挟着ビーム２６を外側に開かせるこ
とができる。なお、スライド具５が矢印ａ方向にスライ
ドされた状態では、強制解除具８のテーパ面４２が鍔４
０のテーパ面４１からわずかに離れ、挟着ビーム２６に
よるワーク１の挟着を邪魔しない構造としてある。

【００１６】

【使用例１】前記工作機器用コレットチャック４３は、
既存のマシニングセンタ、旋盤等に１個づつ固定して取
り付けて使用することもできるが、図７に示されるよう
な矢印ｅ−ｆ方向に回転する回転式の台座板４４に、同
第座板４４の表と裏とにコレットチャック４３の表と裏
とを露出させて取り付けると、この台座板４４を表向
き、裏向きに回転させるだけでワーク１の表側と裏側と
を加工することができる。この場合、コレットチャック
４３は図７（ａ）に示すように台座板４４に一列に配置
してもよいし、同図８（ｂ）に示すように２×２に配列
してもよい。

【００１７】

【使用例２】図８は本発明の工作機械用コレットチャッ
クの使い方の応用例であり、実施形態１の本体ハウジン
グ２の外周に、同ハウジング２を回転自在なるように保
持することができる保持具４５を取り付けたものであ
る。本体ハウジング２と保持具４５の間には、回転しな
いように固定した保持具４５の穴４７、４８から回転自
在な本体ハウジング２の２つの穴２２、２３へ、夫々独
立して油を供給できるように、３つのロータリージョイ
ント４が設けられている。従って、保持具４５の穴４７
に高圧の油を注入すると、同油が本体ハウジング２の穴
２２に注入され、スライド具５が図の矢印ａ方向にスラ
イドされてチャックが開き、保持具４５の穴４８に高圧
の油を注入すると、同油が本体ハウジング２の穴２３に
注入され、スライド具５が図の矢印ｂ方向にスライドさ
れてチャックが閉じてワーク１が挟着されるようになっ
ている。この使用例では保持具４５を工作機械等に固定
し、本体ハウジング２を図示されていない回転機構で回
転制御できるようにすることで、ワーク１を挟着しなが
ら同ワーク１を回転することができる。

【００１８】

【発明の効果】本発明のうち請求項１記載の工作機械用
コレットチャックによれば次のような効果がある。 １．ワーク１の長手方向中央部を挟着してワーク１の両
端を加工することができる。 ２．本体ハウジング２を薄くすれば、短いワーク１でも
その両端を加工することができる。

【００１９】請求項２の発明によれば、締め金具４の内
周面がリング状の被覆材６で被覆され、且つ締め金具４
とワーク差込み穴３との間の隙間がＯリング等のシール
材７で閉塞されているので、可動するスライド具５の所
にごみ等が侵入するのを防止でき、スムーズで正確な動
作が持続される。耐久性が高くなる。

【００２０】請求項３の発明によればワーク挟着解除時
に、締め金具４によるワーク１の挟着が強制的に解除さ
れるので、ワーク１の離脱が確実となる。特に、小さな
ワーク１を挟着するような場合、締め金具４が小さくバ
ネ性も弱くなるので、このような場合に有効である。

【００２１】請求項４の発明によれば、スライド具５が
空気や油等の作動流体の正圧／負圧により自動スライド
されるので、ワーク１の着脱を自動的に行うことがで
き、マシニングセンタ等の自動工作機械に有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の工作機械用コレットチャックの断面図
であり、ワークを挟着していない状態。

【図２】本発明の工作機械用コレットチャックの断面図
であり、ワークを挟着している状態。

【図３】図１、２の工作機械用コレットチャックに使用
される締め金具の斜視図。

【図４】図１、２の工作機械用コレットチャックにおい
てハウジングと締め金具との隙間を閉塞するＯリングの
説明図。

【図５】図１、２の工作機械用コレットチャックにおい
て締め金具の内側に装着される被覆材であり、（ａ）は
上面図、（ｂ）は縦断面図。

【図６】本発明の工作機械用コレットチャックにおける
締め金具の強制リリース機構を示した断面図。

【図７】本発明の工作機械用コレットチャックの使用例
を示した斜視図であり、（ａ）は１×４配置の例、
（ｂ）２×２配置の例。

【図８】本発明の工作機械用コレットチャックの他の使
用例を示した斜視図。

【図９】従来の工作機械用コレットチャックの一例を示
した斜視図。

【符号の説明】

１ ワーク ２ 本体ハウジング ３ ワーク差込み穴 ４ 締め金具 ５ スライド具 ６ 被覆材 ７ シール材 ８ 強制解除具

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加工するワーク（１）を挟着離脱可能な工
   作機械用コレットチャックにおいて、本体ハウジング
   （２）に、その表裏両面に貫通するワーク差込み穴
   （３）が形成され、ワーク差込み穴（３）内にその内部
   に差し込まれたワーク（１）の外周面を挟着可能なリン
   グ状ですり割入りの締め金具（４）が配置され、ワーク
   差込み穴（３）と締め金具（４）との間にスライド具
   （５）が設けられ、同スライド具（５）はワーク差込み
   穴（３）内をその軸方向にスライド可能であり、一方へ
   のスライド時に締め金具（４）の外周面を内側に締め付
   けて同締め金具（４）によりその内側のワーク（１）を
   挟着させ、他方へのスライド時に前記締め付けを解除可
   能としたことを特徴とする工作機械用コレットチャッ
   ク。
2. 【請求項２】前記締め金具（４）の内周面がリング状の
   被覆材（６）で被覆され、且つ締め金具（４）とワーク
   差込み穴（３）との間の隙間がＯリング等のシール材
   （７）で閉塞されていることを特徴とする請求項１記載
   の工作機械用コレットチャック。
3. 【請求項３】前記スライド具（５）のスライドと連動
   し、ワーク挟着解除時に、締め金具（４）によるワーク
   （１）の挟着を強制的に解除させる強制解除具（８）を
   備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の工
   作機械用コレットチャック。
4. 【請求項４】前記スライド具（５）が本体ハウジング
   （２）に注入、排出される空気圧又は油圧式のピストン
   の作動によりスライドされるようにしたことを特徴とす
   る請求項１乃至請求項３の夫々に記載の工作機械用コレ
   ットチャック。