JPS63260706A - 複合チャックシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、例えばドリル、回転スピンドル上のミリン
グカッタなどの回転ツールピットを保持するチャックシ
ステム、特にツールピットの取り外しが迅速にでき、且
つ各種のツールに適用できる多機能システムに関するも
のである。

「背景」 各種のマシンツールはチャック部に保持されるスピンド
ルを有している。チャック部（ツールピットの受け部と
もいう）、はツールピットのシャンクを受けるように構
成されている。チャック部は、各種のツールピットに適
用可能で、且つ迅速に取り外せるようになっていなけれ
ばならない。

勿論、ツールピットを中心に正しく保持し、ツールピッ
トの回転軸がマシンツールの回転軸に一致するようにし
なければならない。ツールピットに突出保持スタブを形
成するとか；または、ツールピットに連結されるアダプ
タを設け、これに保持スタブを形成するとかして、受け
部がこの保持スタブを受けるようにすることも提案され
ている。

保持スタブは、受け部の側壁に囲まれた孔にはめられる
。受け部には、スタブをクランプするクランプ部が設け
られ、ツールピットを正しい位置の保持する。

この種のチャックシステムが、西独公開第３３１４５９
１号に開示されている。これでは、保持孔及びセンタリ
ングピンとして作用する保持スタブがあり、これらは円
錐状になっている。保持孔の円錐角は、保持スタブの円
錐角より僅かに大きくなっており、挿入の際少なくとも
一方が弾性変形して、２つの円錐部が広い面積で接触す
るようになっている。このチャックシステムでは、撮械
加工に過度の精度を要することなく、受け部への連結部
の装着も容易で、横方向に強い力が作用した場合にも、
回転軸をマシンツールの回転軸に一致させることができ
る。

連結部を受け部にクランプするチャック手段は、受け部
の長手方向孔を通る同芯クランプねじで、受け部の肩に
当接するものを、連結部の保持スタブの同芯ねじ孔にね
じ込むものである。

この中心クランプねじは、受け部の裏側からかしか装着
できないので場合によっては不便であり、特に受け部が
チャック軸を介してツールスピンドルにＨ看される場合
に不便である。ツール交換に際し、クランプーねじに近
付き、ツールを有する連結部を緩めるために、先ず受け
部をスピンドルから外さなければならない。これは、実
際には、複数の部品を裏側から取り外すことを意味する
。たとえ、受け部が直接にツールスピンドルを受けるよ
うになっていても、どうやってクランプねじを自動工具
交換装置により簡単に操作するかという問題が起る。

また、基本的には類似しているチャックシステムで、例
えば西独公開第３２３７１２８号に開示されているよう
に、連結部が円筒状の保持スタブを有してしる場合にも
、同様の問題がある。

一方、チャックシステムの操作を受け部の側方からする
こと、これが本発明の出発点であり、欧州特許第０２０
４６７１Ａ２に記載されている。

このチャックシステムでは、チャックビンが、連結部の
円筒状保持スタブに同芯にねじ込まれている。そして、
この位置に対応して受け部に空間部があり、ここに鋸刃
状の歯が形成された２つの平行対向面がある。チャック
またはクランプ部は、受け部の側壁のガイドブツシュに
半径方向に移動可能に支持された端面がチャックビンに
向くスライドで、チャック部がチャック位置にあるとき
、チャックビン歯の軸方向に続いて設けられた少なくと
も２つのくさび状歯面が、チャック部の傾斜歯面に係合
するようになっている。２つの直径方向に対向配置され
たスライドを操作する手段は、受け部の側方からアレン
ヘッドツールにより操作されるクランプねじて、歯の近
くでチャックビンを貫通しているものである。このクラ
ンプねじは、右、左ねじを有するターンバックルねじて
、右ねじ及び左ねじがそれぞれスライドのねじ孔に係合
している。

クランプねじががチャックビンを貫通しているので、連
結部を受け部から外すときには、クランプねじを完全に
外さなければならない。従って、ツールの交換が不便で
あり、また取り外される部品があるので、好ましくない
。他方、この不都合を避けるために、チャックビンにス
ロットを設けた場合には、これを弱くすることになる。

また、軸方向に対向している複数の歯が互いに係合して
同じ荷重を受けるようにするためには、極めて高い工作
精度が必要になる。僅かな誤差があった場合でも、表面
の限られた部分を介して力が伝達さ札ることになるので
、この部分がオーバロードになる。歯の噛合いが不適当
になること、またはカプラーが連結部を受け部に相対回
転しないように連結することを避けるためには、現実に
はチャックビンが保持スタブに対しある程度回転できる
ように、例えばチャックビンを保持スタブにねじ込む等
により、しなければならない。この場合、チャックビン
を保持スタブに一体にすること、これはある場合には好
ましいことであるが、はできなくなる。他方、チャック
の操作中に、ねじにより、チャックビンが保持スタブに
対したとえ少しでも相対回転すると、チャックビンの軸
方向移動が生じ、軸方向にある歯に不均一分布の張力が
作用して、互いに係合するようになる。

「発明の概要」 この発明の複合チャックシステムの目的は、たとえ大き
な横方向力が連結部に作用した場合にも、高い漕度の１
ＦｊＪ芯回転が得られるようにすること、また、簡単な
構成で、カブラによる角位置に関係なく連結部を強い軸
方向力で受け部に対してクランプすること、さらに連結
部をスピンドルから取り外す必要を無くすることである
。

ツールピットがその上に形成され、またはアダプタによ
り取付けられ、保持スタブには円錐面が形成され、これ
らがツールピットの回転軸に対して同芯であり、上記円
錐面はツールピットの回転軸に対し鋭角をなしている。

保持スタブは、受け部に半径方向に移動可能に受け部内
に保持されたロック部材によりロックされる。このロッ
ク部材は、外から操作可能で、例えばターンバックルね
じにより、互いに近接、離反する。ロック部材には、保
持スタ・ブの円錐面に係合する円錐面が形成されている
。

ロック部材を受け部内でねじにより内側、外側に移動さ
せることにより、簡単に保持スタブ従ってツールピット
が所望の位置に高い精度とクランプ力でクランプされ、
解放される。この場合、触れに対し高い抵抗を有し、使
用中ツールビットの真の回転軸から離れることがない。

［実施例」 第１図及び第６図に示す両実施例において、チャックシ
ステムは円筒状の受け部１を有している。

この受け部は、回転軸２と開広のＮＣＴコーン３と、こ
のコーン端面から受け部１の中に通ずる開広ねじ孔４と
を有している。コーン３は、回転軸に直交する面５に当
接し、受け部１をツールスピンドルに完全に開広で連結
するようになっている。

ツールスピンドルのカブラーが、受け部１の上向き凹部
６に係合する。軸方向クランプは、中央クランプねじを
ねじ孔４にねじ込んですることもできる。

受け部１の平面５と反対側に、開広の受け孔７が受け部
内に形成されている。この受け孔は、回転軸２に直交す
る係合面８から始まっている。

受け部１に、例えば、ミリングカッタヘッドなどの回転
ツールを支持する円筒状の連結部９が、クランプされる
。連結部９は、その端面に開広の円錐保持スタブ１０（
第１図）または１０ａ（第６図）を有している。この保
持スタブは、回転軸２に直交して延びる円錐係合面２１
に囲まれている。受け孔７の内側円錐角は、保持スタブ
１０．１０ａの外側円錐角より所定！僅かに大きくなっ
ている。こうして、２つの円錐間の軸方向移動により、
大きな面積で２つの円錐が当接するまで、２つの円錐の
内の少なくとも１つが弾性変形するようになっている。

係合面８の近くで、軸１４を有するカブラ１３が、対応
する孔１５に押し込まれる。このカブラ１３は、連結部
９の係合面１１近くの上が開いている凹部１５に係合し
ている。こうして、連結部９は受け部１に対し回り止め
されて連結される。

このカブラ１３は、第６図には示していない。

第１図に示す例では、連結部９は、保持スタブ１０の近
くで、保持スタブの端面１６から始まる開広ねじ孔を有
している。開広のきのこ状のチャックビン９１８が端面
１６に遊びなく載置されている。この例では、回転対称
体で、ねじ孔１７にねじ込まれる開広のねじ１９を有し
ている。

チャックビン１８は、保持スタブ１０の上に一体に形成
してもよい。この場合には、ねじ１９は不要になる。

きのこ状チャックビン１８は、上端面近くに第１の円筒
部２０を有している。この円筒部の下面は、くさび面を
形成する環状円錐面２１で囲まれている。円錐面２１は
回転軸２に対し鋭角になってい。この面２１は、切頭円
錐面２４に繋り、この円錐面は第２の円筒部２５に繋っ
ている。この円筒部は、回転軸２に直交する端面で、保
持スタブ１０の端面１０上に載置されている。

第１図に示す受け部１には、円錐保持孔７に続いて開広
の円形空間２３が形成されている。接続状態では、この
空［１２３にチャックビン１８が入る。受け部１の空間
２３を囲む壁部に位置して、２つの円形ガイド孔があけ
られている。これらのガイド孔は、開広で、空間２３に
通じている。これらの共通軸は、回転軸２に直交して交
差している。２つの円筒状のロック部材即ちスライド２
７は、２つのガイド孔２６に長手方向に移動できるよう
に支持されている。各スライドには貫通ねじ孔２８があ
けられている。ターンバックルねじ２９が、２つのねじ
孔に螺合し、チャックビン１８の上で空間２３を貫通し
ている。そして、一端にアレンヘッドその他の形状の操
作部３０を有している。こうして、ねじ２９は、外部即
ち受け部１の側方から操作できるようになっている。

第３〜５図に示すように、各スライド２７には、空間２
３に突出する端部に突出チャック部３１が形成されてい
る。このチャック部は、第１図で上方に向く側に、円錐
ロック面３２を有している。

ロック面３２は、スライド２７の長手方向軸に対して約
２０’の鋭角３３をなしている。ロック面３２は、溝状
凹部３３０に遮られ、溝状凹部３３０の両側に同形状の
面が形成されるようになっている。突出チャック部３１
のチャックビン１８に向く面には、チャックビン１８の
輪郭に従う円弧部３４（第５図）が形成されている。こ
うして、チャックビン１８を円錐面部２１でほぼ１８０
°に屋り囲むようになっている。押しねじ３６が、各ス
ライド２７の側面長溝３５に係合して、スライド２７を
保持するようになっている。

「作用」 スライド２７を引込めた状態で、保持スタブ１０を受け
部１の保持孔７に挿入し、断面角形のカプラ１３を凹部
１５に係合させることにより、連結部９は受け部１に固
定される。次に、ターンバックルねじ２９を操作して、
２つのスライド２７を互いに近付ける。こうして、第１
図に示すように、傾斜ロック面３２の２つの部がチャッ
クビン１８のくさび状円錐面部２１に下から係合する。

傾斜面２１．３２により、スライド２７の突出チャック
部３１を介して、軸方向クランプ分力がチャックビン１
８に伝達される。そして、この分力が、保持スタブ１０
を保持孔７に引張り込む。

２つのスライド２７の、１８０°方向の異なる、半径方
向クランプ分力は相殺される。チャックビン１８に作用
する軸方向クランプ分力は、角度２２．３３の選択によ
り、所望の大きさにすることができる。

チャックビン１８は、第２円筒部２５が円形空間２３の
内壁３７に摺接することにより、長手方向に案内される
。

スライド２７のロック面３２は２つ以上分けることがで
き、また各スライド２７に複数の分離突出チャック部３
１を設けてもよい。この例では、スライド２７自体が、
円筒ボルト状になっているが、断面が多角形状のもので
もよい。特別の場合には、半径方向に移動する複数のチ
ャック部材が、チャックビンに係合するようにしてもよ
い。しかし、この場合には、チャックビン１８に半径方
向のアンバランスなチャック力が作用しないように、チ
ャック部材を配設することが必要である。

チャックビン１８を外し、ねじ孔４に対応する長孔を有
する受け部１に、通常の中央クランプねじを用いて、連
結部９を連結してもよい。これにより、各種の連結部９
が使用可能になる。いずれの場合にも、軸方向クランプ
力が、係合面８．１１での遊びの無い係合を確保する。

また、保持スタブ１０がセンタリングビンとして作用す
ることにより、連結部９を受け部１に対してセンタリン
グすることができる。

［第６図の例コ この例は第１〜５図に示すものと類似している。

そこで同一の部分については、同一符号を付してその詳
細説明は省略する。

第１〜５図に示すものと異なり、保持スタブ１０ａ自体
がチャックビンになっている。それ故、保持スタブ１０
ａの端面１６に取り付けられるきのこ状チャックビン１
８が不要になる。そのため、切頭円錐型の保持スタブ１
０ａは保持孔７の近くに、環状溝２１０を備えている。

この溝の底面２１１は、回転軸２に直交しており、上面
は円錐面２１になっている。溝の軸方向高さは、２つの
スライド２７の突出チャック部３１が溝２１０に係合し
た第６図に示すチャック状態で、ロック面３２のみが、
他の溝壁に邪魔されることなく、円錐面２１に係合し、
クランプに必要な軸方向力を伝達するようになっている
。

この場合、空間２３（第１図）は、保持孔７により直接
形成されている。突出チャック部３１（第４図）は、保
持スタブ１０ａにより形成されたチャックビンを、満２
１０の近くでほぼ１８０＠に亙って囲むようになってい
る。

保持スタブ自体は、目的により各種の形状、例えば円筒
状、円錐状または多角形状にできるが、実用上置も重要
な形に付いてだけ説明した。対向するチャック部材は、
回転軸の周りの円錐面で係合し、チャックビンに半径方
向の不釣合いの力が作用しないようにしである。それ故
、保持スタブに開広を阻害するような半径方向力が作用
することはない。同時に、チャック部材が、チャックビ
ンの円錐面に係合し、大きな軸方向クランプ力を得るこ
とができる。

このチャックシステムは、自動工具交換装置を備えた数
値制御工作機械に好適である。この種の工具交換におい
て、工具を取付けた連結部だけを外せばよい。従って、
例えば受け部をスピンドルから外す等、他の部材を取り
外す必要がない。

保持スタブに載置されるチャックビンは、実施例では、
回転対称のきのこ状にしである。受け部には、中央クラ
ンプねじを受ける孔を設けてもよい。これにより、受け
部に連結部をチャックビンにより、又は中央クランプね
じによりクランプすることができる。また、チャックビ
ンを保持スタブに取り付けるねじを適当に選ぶことによ
り、チャックビンを取り外してから、中央クランプねじ
により、連結部をクランプすることができる。

クランプ部材は、受け部の壁のガイドに半径方向に案内
されるスライドとすることが好ましい。

各スライドは、ロック面を有する少なくとも１つの突出
チャック部を端部に有することが好ましい。

突出チャック部は、チャックビンの輪郭に適合する形状
とし、チャックビンの円錐面が、突出チャック部により
ほぼ１８０°に屋って囲まれるようにする。こうして、
面圧を好ましい値にする。

移動手段としては、欧州特許第０２０４６７１Ａ２に開
示されているのと同じに、直径方向に対向配置されたス
ライドのねじに螺合するターンバックルねじで、外から
操作できるものが適当である。実流例では、ターンバッ
クルねじは、チャックビンの上に位置している。それ故
、チャックビンにはターンバックルを受けるための孔も
スリットも無い。従って、チャックビンが弱くなって、
安定性が害されることがない。

最後に、チャックビンの側部は受け部内でガイドされる
ことが望ましい。これにより、製作誤差によって回転軸
に直交するクランプ力がチャックビンに作用した場合に
も、その悪影響を除くことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のチャックシステムの一部縦断側面図、
第２図は第１図の■−■線矢視図、第３〜５図はそれぞ
れ第１図のチャックシステムのチャック部材の端面図、
縦断面図及び平面図、第６図はこの発明の他の実施例の
第１図に対応する断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複合チャックシステム、特に回転連結部用で、 上記連結部に固定された連結手段（１０、 １０ａ、１８）で、軸方向に延びる保持スタブを含むも
   のと、 回転軸（２）の周りに回転する受け部（１）で、マシン
   ツールが接続される第１の端部と、連結部の連結手段を
   受ける第２の端部とを有し、該受け部には、連結部を同
   芯位置に受けるための、連結部との係合面（８）及び連
   結部の受け孔（７）が形成されているのと、 上記連結部（９）を受け部（１）にロックするための、
   上記連結手段（１０、１０ａ、１８）に係合するロック
   手段（２７）とを有するものにおいて、 保持スタブ（１８、１０ａ）には、回転軸（２）に同芯
   で回転軸に鋭角をなす円錐面（２４）が形成され、 上記ロック手段は、受け部（１）内に、半径方向に移動
   可能に保持され、受け部の外側から操作できるロック部
   材（２７）を含み、このロック部材には上記円錐ロック
   面に係合する円錐係合面が形成されており、 上記ロック部材（２７）に係合して、このロック部材を
   移動させる移動手段（２９）は、ロック部材の円錐係合
   面を保持スタブの円錐係合面に係合させたり、離したり
   するようになっている複合チャックシステム。 ２、受け部（１）には、連結部を受ける円錐面が形成さ
   れ、 上記連結手段は上記円錐係合受け面に適合する係合面を
   含み、上記保持スタブが一体に形成されている 請求項１記載のシステム。 ３、受け部（１）には、連結部を受ける円錐面が形成さ
   れ、 上記連結手段は上記円錐係合受け面に適合する係合面を
   含み、上記保持スタブがねじにより回転軸（２）と同芯
   に、分離可能に接続されている請求項１記載のシステム
   。 ４、接続手段（１８）が、一側に上記円錐係合面（２１
   ）を形成する環状溝（２１）を有する保持スタブ（１０
   ａ）で構成されている請求項１記載のシステム。 ５、連結手段（１８）が、きのこ状になっている請求項
   １記載のシステム。 ６、受け部（１）が、中央クランプねじを受ける同芯孔
   を有している請求項１記載のシステム。 ７、受け部に半径方向ガイド孔が形成され、結合手段と
   しての、スライド（２７）が受け部（１）のガイド孔（
   ２６）の壁に半径方向に移動可能に支持されている 請求項１記載のシステム。 ８、スライド（２７）の一端面に、上記ロック面（３２
   ）を有する少なくとも１つの突出チャック部（３１）が
   形成されている請求項７記載のシステム。 ９、突出チャック部（３１）は、その端面 （３４）が接続手段（１８、１０ａ）の外面に適合する
   形状になっている請求項８記載のシステム。 １０、移動手段は、直径方向に対向して配設されたスラ
   イド（２７）のねじ孔（２８）に係合するターンバック
   ルねじ（２９）を有し、このねじ（２９）は外側から操
   作される操作部（３０）を有し、且つ上記連結手段（１
   ８、１０ａ）の上に位置して設けられている請求項７記
   載のシステム。 １１、連結手段（１８）が、上記受け部（１）に横方向
   に案内されるようになっている請求項１記載のシステム
   。