JPS6222722B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は工作機械のスピンドルに装着されて目
的加工工具を掴持するチヤツク装置の改良に関す
る。

（従来の技術） 従来工作機械のスピンドルへの加工工具を装着
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。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、前記刊行物記載のチヤツク装置によ
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装置は上記のように、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、前記のチヤツク装置ではチヤツ
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わ
み変形を生じてしまい、これが切削作業中加工工
具にびびりやぶれを発生させる原因となる。

しかも、前記チヤツク装置では、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上記剛性を増
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
業時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。

本発明は、斯る従来のチヤツク装置の問題点を
解決することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明が前述目的を達成するために講じる技術
的手段の特徴とするところは工作機械のチヤツク
装填口２にセツテイングされるテーパーホルダー
７を有するチヤツク本体５の下部に、内部に加工
工具１０を挿嵌するための空洞１１を有し外周面
１２が下方に向かつて細くなる求心方向のテーパ
ー面とされた弾性変形可能なチヤツク筒胴９が備
えられており、該チヤツク筒胴９の外周面１２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を有する円筒形の
締付リング１３が前記チヤツク筒胴９の外周面１
２を包囲して回動操作可能に備えられ、前記チヤ
ツク筒胴９の軸線及び母線に対して自己の軸線が
傾斜されて周方向に配列されたニードルローラ群
からなる多数の第１転動体１８を保持した第１リ
テーナー１７がチヤツク筒胴９の外周面１２と締
付リング１３の内周面１４との間に介装されてお
り、締付リング１３の外周面１５と同心的に対応
する円筒形内周面２１を有し、円筒状軸受体２５
を介して締付リング１３の外周面１５を包囲して
前記チヤツク本体５の下部にその上部側が連設さ
れた筒状規制部２０が備えられたものにおいて、
締付リング１３の内周面１４における上端部側
に、止溝１４′が周設され、この止溝１４′にスナ
ツプリング１９が嵌合されて第１リテーナー１７
の軸方向移動を規制しており、該締付リング１３
の外周面１５における上端部側に、第２転動体２
６を保持した円筒状軸受体２５の軸方向移動を規
制する円周鍔１５′が径方向外方に突設され、更
に、締付リング１３の外周面１５はチヤツク筒胴
９の筒軸心と平行されかつ締付リング１３の内周
面１４が下方に向つて求心方向のテーパー面とさ
れることで締付リング１３の下方が厚肉部とさ
れ、この下方厚肉部が前記筒状規制部２０の下端
２０′より下方に突出され、該突出部における下
方厚肉部に回動工具用の係合凹部１６が形成され
ている点にある。

（作 用） 加工工具１０の取付け取外しは次のようにして
なされる。

いま、第１転動体１８が第３図のように、第１
リテーナー１７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の係合凹部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上の第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、その空洞１１内に挿入され
ている加工工具１０のシヤンクを挟圧的に掴持し
得るのである。

この場合、締付リング１３の外周面１５と筒状
規制部２０の内周面２１との間に介装された第２
転動体２６は、締付リング１３の回動操作を円
滑、軽快にするべく機能する。

ここで、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、その空洞１１内に加工工具１０のシヤン
クを挟圧的に掴持すべく作用するわけである。

そして、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第１転動体１
８を介して締付リング１３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、締付リング１３の外
周面１５における上端部側に径方向外方に突出さ
れた円周鍔１５′でその拡張的変形を拘束する。

また、締付リング１３へ働く拡張的反作用は第
２転動体２６を介して筒状規制部２０に作用し、
この筒状規制部２０の上端側がチヤツク本体５の
下部に連設されていることから、この筒状規制部
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
おそれ少なく、強固な加工工具１０の掴持力を維
持できる。

又、前記筒状規制部２０と締付リング１３の拡
張的変形を防止するだけでなく、筒状規制部２０
は締付リング１３の外周面１５を包囲して、チヤ
ツク本体５の下部に連設されているため、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、この筒状規制部
２０によりチヤツク筒胴９を含むチヤツク本体の
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、これによりその空洞１
１内から工具１０を容易に抜去できることはいう
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は筒状規制部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、締付リング１３の強度を低下さ
せることなく係合凹部１６を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、筒状規制
部２０の下半部はテーパー面２０Ａに形成するこ
ともでき、テーパー面２０Ａを形成したときは、
このテーパー面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。

（実施例） 以下本発明の実施例を第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テーパーホルダー７を備え
ている。

９はチヤツク筒胴であり、内部に加工工具１０
が挿嵌される空洞１１を有し、外周面１２は下方
に向つて細くなる求心方向のテーパー面とされて
おり、径方向内外に弾性変形可能な高硬度の金属
材料から構成されて、チヤツク本体５の下部に備
えられており、このチヤツク筒胴９にはその軸方
向に沿う切溝を備えていない。

本実施例では、チヤツク筒胴９はチヤツク本体
５の基端部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ているが、チヤツク筒胴９は
その上端に外向フランジを形成し、この外向フラ
ンジを基端部８下面に重ね合せてボルトで取付け
てもよく、要はチヤツク本体５の下端部に備えら
れて下方へ延設されていればよい。

本実施例において、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８
Ａ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。

なお、被係合部３Ａは、ストツパ３に係合され
る限り、その形成個所は任意である。

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１５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７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、ここで、第１転動体１８の傾斜は、締付
リング１３の回動操作で傾斜される場合をも含
み、このときは、第１転動体１８は第１リテーナ
ー１７の保持孔に多少の余裕をもつて嵌合されて
いると起ることになる。

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止溝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
が軸方向に抜けないように保持されている。

２０は筒状規制部であり、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の上記円筒形外周面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、筒状規制部２０の上端側はチヤツク本
体５の下部に連設されており、この連設はチヤツ
ク本体５に一体に連設してもよいけれども、本実
施例では次のようにして連設している。

すなわち、筒状規制部２０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と筒状規制部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は円筒形の軸受体であり、上記筒状規制部
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、本実施例
ではこの軸受体２５には該軸受体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に嵌め込まれた第１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。

なお、第２転動体２６の傾斜は、締付リング１
３の回動操作で傾斜される場合も含み、このとき
は第２転動体２６は軸受体２５の保持孔に多少の
余裕をもつて嵌合されているときに起る。

また、この第２転動体２６は締付リング１３の
回動操作を円滑、軽快にするものであることか
ら、ボールでもよく、又、傾斜してなくともよい
場合があり、また、軸受体２５にグリース等の粘
性潤滑油を塗布、装填したときは、第２転動体２
６は省略することもできる。

更に、１６は工具係合凹部であり、本実施例で
は締付リング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、筒状規制部２０
の下端２０′より下方に突出した位置にある。

なお、この係合凹部１６は、本例では締付リン
グ１３の外周面に形成しているけれども、同リン
グ１３の下端面に形成してもよい。

第２転動体２６の軸受体２５は締付リング１３
の上端に形成した円周鍔１５′と筒状規制部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は筒状規制部２０のテーパー面であ
るが、これを設けるか否かは自由である。

（発明の効果） 本発明に係るチヤツク装置によれば、締付リン
グ１３の外周面１５を包囲する筒状規制部２０が
チヤツク本体５の下部に連設されているため、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、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１０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
し得るという基本的効果に加えて、次の特有の効
果を奏する。

締付リング１３の上端側外周面１５には径方向
外方に突出する円周鍔１５′が形成されているこ
とから、この円周鍔１５′により締付リング１３
がラジアル方向外方に向かう拡張的変形を防止す
るのに寄与される。

すなわち、締付リング１３の上端側内周面１４
に、スナツプリング１９用の止溝１４′を周設す
るとともに外周面１５に円筒状軸受体２５の離脱
防止用のストツプリングを設けるための止溝を設
けるとすれば、締付リング１３の強度は増々低下
することになるが、本発明では締付リング１３の
上端外周面１５に径方向外方に突出する円周鍔１
５′を形成してこれを軸受体２５用のストツプリ
ングとしての役割を果しながらラジアル方向外方
への拡張的変形を防止しているのである。

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、この厚肉部に回動用の工
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は筒状規制部２０の下端２
０′より下方に突出した位置に設けられるから、
強力な締付け力を無理な姿勢によることなく付与
できる利点がある。

【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
を示す本発明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、７……テーパーホルダ
ー、８……基端部、９……チヤツク筒胴、１０…
…加工工具、１２……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……筒状規制
部、２０′……２０の下端、２５……軸受体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 工作機械のチヤツク装填口２にセツテイング
   されるテーパーホルダー７を有するチヤツク本体
   ５の下部に、内部に加工工具１０を挿嵌するため
   の空洞１１を有し外周面１２が下方に向かつて細
   くなる求心方向のテーパー面とされた弾性変形可
   能なチヤツク筒胴９が備えられており、該チヤツ
   ク筒胴９の外周面１２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を有する円筒形の締付リング１３が前記チ
   ヤツク筒胴９の外周面１２を包囲して回動操作可
   能に備えられ、前記チヤツク筒胴９の軸線及び母
   線に対して自己の軸線が傾斜されて周方向に配列
   されたニードルローラ群からなる多数の第１転動
   体１８を保持した第１リテーナー１７がチヤツク
   筒胴９の外周面１２と締付リング１３の内周面１
   ４との間に介装されており、締付リング１３の外
   周面１５と同心的に対応する円筒形内周面２１を
   有し、円筒状軸受体２５を介して締付リング１３
   の外周面１５を包囲して前記チヤツク本体５の下
   部にその上部側が連設された筒状規制部２０が備
   えられたものにおいて、 締付リング１３の内周面１４における上端部側
   に、止溝１４′が周設され、この止溝１４′にスナ
   ツプリング１９が嵌合されて第１リテーナー１７
   の軸方向移動を規制しており、該締付リング１３
   の外周面１５における上端部側に、第２転動体２
   ６を保持した円筒状軸受体２５の軸方向移動を規
   制する円周鍔１５′が径方向外方に突設され、更
   に、締付リング１３の外周面１５はチヤツク筒胴
   ９の筒軸心と平行とされかつ締付リング１３の内
   周面１４が下方に向つて求心方向のテーパー面と
   されることで締付リング１３の下方が厚肉部とさ
   れ、この下方厚肉部が前記筒状規制部２０の下端
   ２０′より下方に突出され、該突出部における下
   方厚肉部に回動工具用の係合凹部１６が形成され
   ていることを特徴とするチヤツク装置。