JP4185766B2

JP4185766B2 - コレットチャックおよび棒材支持装置

Info

Publication number: JP4185766B2
Application number: JP2002373877A
Authority: JP
Inventors: 愃田島
Original assignee: 株式会社ナベシマテクノ
Priority date: 2002-12-25
Filing date: 2002-12-25
Publication date: 2008-11-26
Anticipated expiration: 2022-12-25
Also published as: JP2004202621A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコレットチャックおよび当該コレットチャックを使用した棒材支持装置に関し、特に旋盤の主軸等に取り付けられる、薄く軽量で高速回転可能なコレットチャックおよび棒材支持装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の旋盤の主軸等に取り付けられるコレットチャックを備えた棒材支持装置の一例が例えば特開平９−１０８９１７号公報に記載されている。この棒材支持装置においては、コレットチャックは公報第５図に示すように軸方向に３つのすり割り部２４ｅが形成され、空気圧によってスリーブ２５を軸方向に前後させ、ワークＷを把持／解放するようになっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、加工精度向上や加工時間の短縮のために旋盤の高速回転加工の要求が高まっている。また、素材としてアルミニウムや真鍮のような変形し易い素材が増加している。ところが、上記した従来のコレットチャックおよび棒材支持装置においては、コレットチャックの端部が円弧状に移動してワークと点で当接するので把持力が小さく、またワークにきずが付きやすいという問題点があった。更に、コレットチャックの長さの分だけ装置が厚く、重くなり、軸のぶれによって振動が発生して高速回転に不向きであるという問題点があった。
本発明の目的は、前記のような従来技術の問題点を解決し、薄く軽量で高速回転可能なコレットチャックおよび当該コレットチャックを使用した棒材支持装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明のコレットチャックは、略円筒形状のチャックの一端を奇数に分割することにより形成され、外側にテーパー面および軸と垂直な垂直面を備えた被加工材の把持部と、他端に形成されたリング状部材と、前記把持部と前記リング状部材とを連結し、前記テーパー面および垂直面によって把持部の位置が規制された場合に、前記把持部の被加工物と接する面が軸と平行になるような弾力性を備えた薄い板状部材とを備えたことを特徴とする。
【０００５】
また、本発明の棒材支持装置は、請求項１に記載のコレットチャックと、コレットチャックのテーパー面と接するテーパー面を備えたスリーブと、スリーブと駆動部材とを連結する連結部材と、スリーブの端部側面を覆い、コレットチャックの垂直面と接する垂直面を備えたキャップとを備えたことを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、コレットチャックの長さを短くしたので、棒材支持装置全体の長さを短く、軽量にすることができ、高速回転が可能となる。また、コレットチャックを９等分にしたので、把持力が向上し、ワークにきずが付き難く、ワークに求心力が働くので把握繰り返し精度が向上し、高速回転が可能となる。
【０００７】
また、チャックの把持部の位置がスリーブとキャップの面により規制／決定され、把持部がワークと面で接するので、やはり把持力が向上し、ワークにきずが付き難い。
更に、スリーブ等の位置がキャップによって規制され、また、シリンダ連結軸とスリーブの軸が自動的に一致するので、ぶれが減少し、高速回転が可能である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明のコレットチャック１２を使用した棒材支持装置の構成を示す断面図である。また、図２は、本発明の棒材支持装置を旋盤の主軸台に取り付けてワークを把持させた状態を示す断面図である。
棒材支持装置本体１０は、内部にリング状のチャック固定リブ２９を備えた、軸２３を中心軸とする円筒形である。図３は、本発明の棒材支持装置本体１０の構成を示す平面図である。本体１０の後部には裏蓋１６を備え、本体１０は図示しないボルトによって旋盤の主軸台２５に固着される。
【０００９】
本体１０の中央にはワーク２３が通る孔３１が設けられ、本体１０のチャック固定リブ２９にはスリーブ押リング１４の３つの突起３５が通るための３箇所の孔３０、およびコレット固定リング１８を図示しないボルトによって固定するための３箇所の孔３２が設けられている。本体１０は軽量化のために硬質アルミニウム材を用いてもよい。
【００１０】
本体１０の前部にはキャップ１１がボルト２０によって固着されている。材質としては、ＳＵＳ材にイオン窒化処理（表面処理）を施したものを使用する。そして、キャップの端部内側には切粉侵入防止リング１７が固着されており、リング１７の内側にはワーク２６と圧接して切粉やクーラントの侵入を防止するためのＯリング２２が装着されている。切粉侵入防止リング１７の外面およびキャップ１１の対応する内面は後方の方が広がった角度約１度のテーパー面に形成されており、脱落することはない。
【００１１】
スリーブ１３は円筒形状で、内面がコレットチャック１２の外側のテーパー面４１と当接するテーパー面となっている。キャップ１１の後部内側側面２４はスリーブ１３の外側側面と当接している。スリーブ１３および後述するコレットチャック材としてはＳＵＪ2材を使用可能である。
【００１２】
図４は、スリーブ押リング１４の構成を示す前方側から見た平面図である。スリーブ押リング１４の３つの突起３５は、本体１０のチャック固定リブ２９に設けられた３箇所の孔（３０）を通してスリーブ１３とボルト２１によって固着されている。
【００１３】
図５は、シリンダー連結軸１５の端部の構成を示す平面図である。シリンダー連結軸１５は図示しない旋盤装置のシリンダと連結しており、オペレーターの操作によって前方に移動／加圧あるいは後方へ移動／解放させることができる。シリンダー連結軸１５の端部は、３箇所の突起３８を備えたリング状の形状となっており、この突起３８がスリーブ押リング１４の３つの突起３５と係合している。従って、シリンダー連結軸１５の移動に従ってスリーブ押リング１４およびスリーブ１３も強制的に移動する。
【００１４】
シリンダー連結軸１５を前方に押圧した場合に当接する、シリンダー連結軸１５の端部の３箇所の突起３８およびスリーブ押リング１４の３つの突起３５の内面３７は共に円錐形の一部となるテーパー面に成形されており、シリンダー連結軸１５を前方に押圧した場合には、シリンダー連結軸１５およびスリーブ押リング１４、スリーブ１３の中心軸が自動的に一致するように作用する。
【００１５】
また、スリーブ１３が前方に押圧されると、スリーブ１３の外面および内面がそれぞれキャップ１１の内面２４およびコレットチャック１２のテーパー面に当接して隙間無く密着して各部材の位置が固定されるので、高速で回転してもコレットチャック１２やスリーブ１３の軸のぶれによる振動が減少する。
【００１６】
図６は、本発明のコレットチャック１２の構成を示す平面図である。また、図７は、本発明のコレットチャック１２の構成を示す展開図である。また、図８は、本発明のコレットチャック１２の構成を示す断面図である。
コレットチャック１２は略円筒形であり、前方部分はスリット５０によって軸と垂直な面内において円周が９等分されている。このように、チャックを奇数に分割することにより、チャックを締めた場合にワーク２６に求心力が生じ、ぶれが少なくなるので、高速回転が可能となる。
【００１７】
コレットチャック１２の前方部分内側面にはワーク２６と当接する把持部（当接面）４０が形成されている。把持部４０の外側面は円錐形の側面形状のテーパー面４１を形成しており、スリーブ１３のテーパー面と当接する。また、軸に垂直なリング状の端面４２はキャップ１１の端面と当接する。
コレットチャック１２の前方には共繰りリング４６が嵌合するための溝４５が設けられている。例えばコレットチャックを交換した場合などの段取り段階においてこの溝４５に共繰りリング４６を装着してチャックを閉じ、ワークの把持部４０を切削、研磨等の修正加工することにより同軸度が増し、繰り返し位置精度、振れ精度が向上する。なお、ワークの加工時にはリング４６は外しておく。
【００１８】
コレットチャック１２の後部はチャックリング４４を形成しており、チャックリング４４と９個の把持部４０とはそれぞれ湾曲した薄い板状の接続部４３によって連結されている。この接続部４３は、テーパー面および垂直面によって把持部の位置が規制された場合に、把持部のワークと接する面４０が軸と平行になる程度の、従来より弱い弾力性を備えている。なお、接続部４３は断面が略Ｓ字状である例を開示したが、所望の弾力性が得られる形状であれば、Ｕ字状、Ｊ字状、Ｌ字状など任意の形状を採用可能である。
【００１９】
コレットチャック１２の後部のチャックリング４４は、コレット固定リング１８に遊びなく挿入／固定されている。そして、コレット固定リング１８はチャック固定リブ２９に図示しないボルトによって固着されている。
スリーブ１３が前進すると、チャック１２の把持部の位置はスリーブ１３のテーパー面と接する面４１およびキャップ１１と接する面４２により規制され、ワーク２６と接する面４０が常に軸２３と平行になるように把持部が移動する。従って、把持部とワーク２６とが常に面で接するようになり、把持力が向上すると共に、きずが付き難くなる。
コレットチャックは以下の手順によって交換する。まずキャップ１１のボルトを外し、コレットチャック１２を引き出す。そして新しいコレットチャック１２を挿入する。次に、必要に応じて、前述したワークの把持部４０の切削、研磨等の修正加工を行う。ワークの径が変更される場合には、キャップ１１の切粉侵入防止リング１７をキャップの内側へ押し出して、別の径の切粉侵入防止リング１７をキャップの内側から挿入する。
【００２０】
以上、本発明の実施例を開示したが、本発明には下記のような変形例も考えられる。実施例においては、キャップ１１とチャック１２の接する面は軸と垂直な平面である例を開示したが、この面をチャックとスリーブの間と同じようなテーパー面としてもよい。但し面の傾斜方向は逆方向とする。
【００２１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、コレットチャックの長さを短くしたので、棒材支持装置全体の長さを短く、軽量にすることができ、高速回転が可能となるという効果がある。また、コレットチャック爪を９個に奇数分割したので、把持力が向上し、ワークにきずが付き難く、ワークに求心力が働くので把握繰り返し精度が向上し、高速回転が可能となるという効果もある。更に、チャックの把持部の位置がスリーブとキャップの面により規制／決定され、把持部がワークと面で接するので、やはり把持力が向上し、ワークにきずが付き難いという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコレットチャック１２を使用した棒材支持装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の棒材支持装置を旋盤の主軸台に取り付けてワークを把持させた状態を示す断面図である。
【図３】本発明の棒材支持装置本体１０の構成を示す平面図である。
【図４】スリーブ押リング１４の構成を示す前方側から見た平面図である。
【図５】シリンダー連結軸１５の端部の構成を示す平面図である。
【図６】本発明のコレットチャック１２の構成を示す平面図である。
【図７】本発明のコレットチャック１２の構成を示す展開図である。
【図８】本発明のコレットチャック１２の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１０…棒材支持装置本体、１１…キャップ、１２…コレットチャック、１３…スリーブ、１４…スリーブ押リング、１５…シリンダー連結軸、１６…裏蓋、１７…切粉侵入防止リング、１８…コレット固定リング、１９…チャック固定リブ、２０、２１…ボルト、２２…Ｏリング、２３…軸、２５…旋盤の主軸台、２６…ワーク、４１…テーパー面

Claims

内部にリング状で複数箇所に孔が設けられたコレットチャック固定リブを備えた円筒形の本体と、
前記本体の前部に固着され、スリーブの端部側面を覆い、後部内側側面がスリーブの外側側面と当接しており、後部にコレットチャックの垂直面と接する垂直面を備えたキャップと、
内側にコレットチャックのテーパー面と接するテーパー面を備えた円筒形状のスリーブと、
略円筒形状のコレットチャックの一端を軸を通る面で奇数に等分割することにより形成され、外側に前記スリーブのテーパー面と接するテーパー面を備え、前方の端面に前記キャップの垂直面と接する軸と垂直な垂直面を備えた被加工物の把持部と、コレットチャックの他端に形成され、本体の前記コレットチャック固定リブに固着されたリング状部材と、前記把持部と前記リング状部材とを連結し、前記テーパー面および垂直面によって把持部の位置が規制された場合に、前記把持部の被加工物と接する面が軸と平行になるような弾力性を備えた薄い板状部材とが一体に形成されたコレットチャックと、
前記本体のコレットチャック固定リブの複数箇所の孔を通して前記スリーブと固着するための複数の突起を備え、旋盤のシリンダ連結軸によって押圧される押圧面がテーパー状に成形されているスリーブ押リングと
を備えたことを特徴とする棒材支持装置。
前記コレットチャックの板状部材は軸を含む面の断面が曲っていることを特徴とする請求項１に記載の棒材支持装置。