JPS6128649Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は工作機械のスピンドルに装着されて目
的工具を掴持するチヤツク構造の改良に関する。

従来工作機械のスピンドルへの加工工具を装置
するためのチヤツクの１例として、実公昭41−
23987号公報に提案の如く、チヤツク筒胴の外周
面を円錐台形に仕上げ、該円錐台形外周面に嵌合
された締付リングとチヤツク筒胴との対面間へ、
チヤツク筒胴の軸線及び母線に対して自己の軸心
が一定の傾斜角度を以つて配列された多数のニー
ドルローラからなる転動体を介装し、締付リング
を右又は左の各方向へ捻るように回動操作した時
に、転動体が自転し乍ら上記円錐台形外周面上を
誘導される如く螺旋公転して、チヤツク筒胴の収
縮とその復元作用を生起し、これにより加工工具
の掴持と解放を行うものがある。

そして、このチヤツク構造によれば、そのチヤ
ツク筒胴の収縮が転動体の配設されている広範囲
に及ぶため、加工工具の掴持が局部的にならぬこ
と、並びにチヤツク筒胴にその軸線方向に沿う切
溝を設けたり或いは締付リングの螺合案内用螺条
を刻設したりする必要がない点で加工簡単なこと
について優れるものである。

しかしこのチヤツク構造は上記のように、チヤ
ツク筒胴が軸線方向に沿う切溝を備えておらず、
チヤツク筒胴の組成金属材料それ自体のみによる
弾性限界に至るまでの収縮力によつて加工工具を
掴持する型式であるため、その掴持に必要且つ十
分な収縮力を得るべく、チヤツク筒胴の肉厚をで
きる限り薄肉に設定しなければならない。

この意味から、前記のチヤツク構造ではチヤツ
ク筒胴が薄肉に形成されるものと考えられるほ
か、しかもそのチヤツク筒胴は加工工具を掴持す
る機能に基き、ホルダーよりもかなり細径として
且つその軸線方向へ長筒状として突出された構成
であるため、締付リングによりチヤツク筒胴の円
錐台形外周面を締付け、該チヤツク筒胴を収縮さ
せる時には、チヤツク筒胴がその薄肉化によつて
チヤツク筒胴の根元部分からラジアル方向へため
み変形を生じてしまい、これが切削作業中工具に
びびりやぶれを発生させる原因となる。

しかも、前記チヤツク構造では、チヤツク筒胴
の外周面に嵌合された締付リングがそのラジアル
方向に沿う外周面に於いて外界へ露出した状態に
あり、締付リングのラジアル方向外方に亘る拡張
的変形を言わば規制乃至拘束する物が何も無いた
め、加工工具を掴持すべく締付リングを回動操作
してチヤツク筒胴を収縮させる時には、その収縮
力による反作用が働いて、締付リングが逆にラジ
アル方向外方に向かい拡張的に変形してしまい、
加工工具の強固な挟圧的掴持を少しも保持できな
い問題があるほか、前記のように締付リングの外
周面がそのまま外界へ露出している構成の故に、
チヤツク全体のラジアル方向に亘る剛性にも劣る
ものである。そして、この点につきチヤツク筒胴
の肉厚を可及的厚くすることにより前記剛性を増
大させるとすれば、逆にチヤツク筒胴は収縮しが
たくなり掴持力が小となるためチヤツク筒胴の肉
厚についてはこれをできる限り薄肉として、しか
もチヤツク全体のラジアル方向に亘る剛性の増大
を図り、チヤツク筒胴の収縮時に於けるたわみ変
形の防止と併せ締付リングのラジアル方向外方に
向かう拡張的変形をも同時に防止しなければなら
ない。このことは、加工工具それ自体の耐久性や
切削精度の向上にとつて重要な要求であり、特に
硬質材料や重量ある大型材料に対応する重切削作
業等に耐える強固な挟圧的掴持力を確保する上で
不可欠なことである。

本考案はこのような従来の特定構造チヤツクの
問題点を改良したものである。

以下本考案の実施例を第１図乃至第３図により
説明する。

第１図は工作機械のスピンドルへ装着した状態
で示すチヤツクの全体外観正面図、第２図はチヤ
ツクそれ自体の組付状態に於ける全体縦断正面
図、第３図はチヤツクを分解して示す各構成部品
の斜面図である。１はスピンドル、２はその先端
部に設けられたテーパーチヤツク装填口で、該装
填口２内へチヤツクのホルダー部が嵌合され、ス
トツパー３を合せて締付ボルト４により中心取り
されつつ固定されて、所定回転トルクの伝達が行
なわれるようになつている。

５はチヤツク本体で金属材料、好ましくは高硬
度の鉄鋼材料からなり、上記チヤツク装填口２に
適合する外周面形状を備え且つ締付ボルト４の螺
合用ボルト孔を有するホルダー７と、該ホルダー
７の基端部８に設けた段部６と、基端部８に中央
から軸線方向へ接合部を介することなく突出され
たチヤツク筒胴９との３部分から一体形成されて
いる。

即ち、基端部８にはテーパーホルダー７の下端
７Ａより径外方向に延びる上面部８Ａとチヤツク
筒胴９の上端部９Ａより径外方向に延びる下面部
８Ｂとからなるフランジ８Ｃが形成されており、
該フランジ８Ｃにはストツパ３の係合される被係
合部３Ａが形成されており、更に、フランジ８Ｃ
の下面部８Ｂ側にはチヤツク本体５の軸線と平行
な第１面部６Ａと該第１面部６Ａと直交して径外
方向に延設された第２面部６Ｂとからなる断面Ｌ
形の段部６が形成されている。

チヤツク筒胴９にはその内部に加工工具１０の
シヤンクを挿入するための空胴１１が設けられて
おり、その際該チヤツク筒胴９はその軸線方向に
沿う切溝を備えていない。１２はチヤツク筒胴９
の外周面であつて、上記基端部８から下方の先端
部へ向かい漸次先細り状の円錐台形に形成されて
いる。１３は締付リングで、上記チヤツク筒胴９
の外周面１２を包囲しており、チヤツク筒胴９の
外周面１２における円錐台形に対応して、これと
等しい傾斜角度を持つて下方に向つて求心方向の
テーパー面とされた内周面１４を有し、外周面１
５は内周面１４の筒軸線と平行とされた筒状体と
され、そして、外周面１５の上端部には径外方向
に一体に突出した円周鍔１５′が形成されてい
る。

１７は第１リテーナーであり、上記チヤツク筒
胴９の円錐台形外周面１２と、締付リング１３の
円錐台形内周面１４との対面間へ介装されてい
る。この第１リテーナー１７にはニードルローラ
群から成る多数の第１転動体１８が周方向全面に
亘り数段に嵌め込まれて保持されている。

そして上記転動体１８は自己の軸線がチヤツク
筒胴９の軸線及び母線即ち外周面１２に対して傾
斜されており、この傾斜勾配に沿つてチヤツク筒
胴９の外周面１２上を螺旋方向へ誘導されつつ公
転するようになつている。

なお、１９はスナツプリングであり、締付リン
グ１３の上部内周面に形成された溝１４′と、チ
ヤツク筒胴９の下端外周面に形成された溝９′に
それぞれ嵌合され、第１転動体１８のリテーナー
１７を軸方向に抜けないように保持されている。

２０は規制リングであり、上記締付リング１３
の外周面１５を囲繞するように配設され、その内
周面２１は締付リング１３の上記内筒形外周面１
５に対応して同心円状の円筒形に形成されてい
る。そしてその上端面２０″はホルダー７基端部
８におけるフランジ８Ｃに設けた段部６にインロ
ー的に嵌着して、該フランジ８Ｃに複数の、チヤ
ツク本体５の軸線方向に配して設けたボルト挿通
孔２３と規制リンク２０に設けたボルト取付け孔
２４にボルト等の締結具２２を螺着して着脱自在
に固定してある。２５は円筒形の第２リテーナー
であり、上記規制リング２０の円筒形内周面２１
と、締付リング１３の円筒形外周面１５との対面
間へ介装され、この第２リテーナー２５には該リ
テーナー２５の軸線に対し自己の軸線が一定角度
分傾斜されたニードルローラ群からなる第２転動
体２６が第１リテーナー１７に嵌め込まれた転動
体１８の軸線に対する傾斜と同一傾斜方向のもと
にやはり周方向全面に亘る数段の配列状に嵌め込
まれている。

更に、１６は工具係合凹部であり、締付リング
１３の下部に周方向所定間隔おいて設けてある。

即ち、締付リング１３は断面クサビ形であり、
その下部の厚肉部を利用して工具係合凹部１６が
複数個形成されているのであり、規制リング２０
の下端面２０′より下方に突出した位置にある。

第２転動体２６のリテーナー２５は締付リング
１３の上端に形成した円周鍔１５′と規制リング
２０の下部内周に設けたスナツプリング２７によ
つて軸方向には抜けないようにされている。

符号２０Ａは規制リング２０のテーパー面であ
る。

次に、加工工具１０の取付け取外し動作を説明
する。いま、本実施例において第１、第２転動体
１８，２６が何れも第３図のように、各リテーナ
ー１７又は２５の外方から見てその基端部を先端
部よりも軸線に対し左寄りとなる傾斜角度の下に
配列されているとした場合、第２図に於いて締付
リング１３を係合凹部１６に工具をあてがつて右
方向へ捻る如く回動操作すると、第１リテーナー
１７上に第１転動体１８は自己の軸線に直角な方
向に向つて自転しながら、しかもチヤツク筒胴９
の円錐形外周面１２上を乗り上げてゆく如く誘導
されつつ螺旋状に公転転動し、この動作によつて
チヤツク筒胴９が強制的にラジアル方向に沿い収
縮されることとなり、その空胴１１内に挿入され
ている工具１０のシヤツクを挟圧的に掴持し得る
のである。

そして、この場合にチヤツク筒胴９はそれ自体
軸線方向に沿う切溝を備えず、その組成金属材料
それ自体によつてのみ加工工具１０を掴持する型
式であり、そのためその金属材料の弾性限界の範
囲内で収縮変形し、その空胴１１内に加工工具１
０のシヤンクを挟圧的に掴持すべく作用するわけ
であるが、その収縮時にはチヤツク筒胴９がその
根元部分でたわみ現象を生じやすく、また該チヤ
ツク筒胴９の収縮力による反作用が締付リング１
３へ働いて、該締付リング１３がラジアル方向外
方に向かい拡張的に変形してしまうおそれがある
が、上記構成によれば、該締付リング１３の外周
面１５に該外周面１５を囲繞する規制リング２０
が組み付けられているため、この規制リング２０
によつて締付リング１３の拡張的変形を受担拘束
して、チヤツク筒胴９の収縮力が弱体化するおそ
れなく、強固な加工工具１０の掴持力を維持でき
る。

又、上記規制リング２０と締付リング１３の拡
張的変形を防止するだけでなく、それ自体締付リ
ング１３の外周面１５を囲繞する如く、チヤツク
本体５、就中その基端部８のフランジ８Ｃへ締結
具２２により組付けられているため、上記チヤツ
ク筒胴９を容易に収縮させるためチヤツク筒胴９
を薄肉に形成したとしても、この規制リング２０
の組付け構造によりチヤツク筒胴９を含むチヤツ
ク全体のラジアル方向に亘る剛性を増大でき、こ
れにより収縮時に於けるチヤツク筒胴９のたわみ
変形を防止できるのであり、この意味からも加工
工具１０の強固な掴持力を確保できる。なお、締
付リング１３を上記と逆に左方向へ回動操作する
と、第１リテーナー１７上の第１転動体１８はチ
ヤツク筒胴９の先細り状円錐形外周面１２に沿つ
て下降する如く転動し、収縮していたチヤツク筒
胴９が原形に復元変形するもので、これによりそ
の空胴１１内から工具１０を容易に抜去できるこ
というまでもない。

また、締付リング１３を前述のように上下動さ
せるに、その工具係合凹部１６は規制リング２０
の下端２０′より突出した位置にあり、しかも、
締付リング１３の断面がクサビ形で、下部が肉厚
とされ、その厚肉部に工具係合凹部１６を形成し
ていることから、該係合凹部１６の強度を低下さ
せることなく形成することもできるのである。

そして、また、チヤツク筒胴９の先端は締付リ
ング１３の厚肉部で保持しているので、規制リン
グ２０はその下半部はテーパー面２０Ａに形成し
てもよく、これはテーパー面２０Ａを介しての作
業中の加工工具１０の状態の確認、油塗布等もで
きるのである。

以上の如く、本考案に係るチヤツク装置は、締
付リング１３の外周面１５へ該締付リング１３を
囲繞する如き規制リング２０を組付けたため、チ
ヤツク筒胴９の収縮時における該チヤツク筒胴９
の収縮力による反作用で締付リング１３がラジア
ル方向外方に向かう拡張的変形が防止されると共
に、該チヤツク筒胴９を含むチヤツク全体のラジ
アル方向に亘る剛性の増大が図られ、以つてチヤ
ツク筒胴９の収縮時におけるたわみ現象も併せ防
止されるのであり、このことは金属材料それ自体
の弾性変形のみによつて加工工具１０を掴持する
型式のチヤツク筒胴９につき、その収縮を容易化
すべくチヤツク筒胴９の肉厚をできる限り薄肉化
し得ることを意味するものであつて、加工工具１
０の作業中におけるびびりやぶれを確実に防止す
べき強固な挟圧的掴持力を維持し得る。

更に、締付リング１３は内周面１４が下方に向
つて求心方向のテーパー面で、外周面１５が軸心
と平行な面とされていることから、下部が厚肉部
（肉厚部）と形成され、この肉厚部に回動用の工
具係合凹部１６が形成されているので、該係合凹
部１６を形成することも容易であるし、その形成
によつて強度低下を招くおそれもないのであり、
しかも係合凹部１６は規制リング２０の下端面２
０′より下方に突出した位置で設けられるから、
強力な締付け力を無理な姿勢によるこをなく付与
できる利点がある。

また、締付リング１３はその上端部が薄肉とさ
れるが、このようにされても外周面１５の上端部
には円周鍔１５′が一体として径外方向に突設さ
れているから、薄肉による強度低下を補完し、
又、リテーナー２５用の止輪としても利用でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は工作機械のスピンドルへ装着した状態
を示す本考案のチヤツク装置全体外観正面図、第
２図はチヤツク装置それ自体の組付状態に於ける
全体縦断正面図、第３図は同チヤツク装置の分解
斜視図である。 ５……チヤツク本体、６……段部、７……テー
パーホルダー、８……基端部、８Ｃ……フラン
ジ、９……チヤツク筒胴、１０……加工工具、１
２……９の外周面、１３……締付リング、１４…
…１３の内周面、１５……１３の外周面、１６…
…係合凹部、１７……第１リテーナー、１８……
第１転動体、２０……規制リング、２０′……２
０の下端面、２０″……２０の上端面、２２……
締結具。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 工作機械のスピンドル１に形成されたテーパー
   チヤツク装填口２にセツテイングされるテーパー
   ホルダー７と、このホルダー７の基端部８に形成
   されたフランジ８Ｃと、前記基端部８より下方に
   延び外周面１２が下方に向かうに従つて細くなる
   円錐台形を呈し、かつ内部に加工工具１０を嵌合
   するための空洞１１を備えた弾性変形可能なチヤ
   ツク筒胴９とから成るチヤツク本体５と；前記チ
   ヤツ筒胴９の外周面１２における円錐台形に対応
   してこれと等しい傾斜角度を持つて下方に向つて
   求心方向のテーパー面とされた円筒状の内周面１
   ４を有すとともに外周面１５が円筒状内周面１４
   の筒軸心と平行とされて下方が漸次厚肉部とされ
   た筒状体であると共にチヤツク筒胴９を囲繞して
   回動操作される締付リング１３と；締付リング１
   ３の内周面１４と前記チヤツク筒胴９の外周面１
   ２との間に介装されかつチヤツク筒胴９の軸線及
   び母線に対して自己の軸線が一定の傾斜角度を以
   つて周方面に配列されたニードルローラ群からな
   る多数の転動体１８を保持したリテーナー１７
   と；締付リング１３の外周面１５と平行とされた
   内周面２１を有する筒状体であるとともに締付リ
   ング１３を囲繞して前記フランジ８Ｃに着脱自在
   に固定される規制リング２０と；を備えてなり、
   前記締付リング１３が回動されたさい前記転動体
   １８のチヤツク筒胴９の外周面１２に対する螺旋
   運動により上下動され、前記チヤツク筒胴９を前
   記締付リング１３と規制リング２０とによつて抱
   持すべく構成され、更に、規制リング２０の下端
   面２０′より前記締付リング１３の下方厚肉部が
   下方に突出され、該厚肉部に回動用工具の係合凹
   部１６が形成され、更に、前記締付リング１３の
   外周面１５の上端部に円周鍔１５′が径方向外方
   に一体として突設されていることを特徴とするチ
   ヤツク装置。