(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内径が工具のシャンク部外径と同一又はそれより径小に形成された筒状のコレットを工具のシャンク部に焼嵌めし、このコレットを締付用ナットを介してチャック本体の先端部に装着するようにしたコレットチャックにおける工具チャック方法であって、前記コレットを締付用ナットを介して該ナットの先端部内周逆テーパ面とチャック本体の先端部内周テーパ面とチャック本体の先端部端面との三面に圧接して装着するようにしたコレットチャックにおける工具チャック方法。
【請求項２】
内径が工具のシャンク部外径と同一又はそれより径小に形成された筒状のコレットであって、基端部外周にチャック本体の先端部内周テーパ面に嵌合する基端部テーパ面を有し且つ先端部外周に締付用ナットの先端部内周逆テーパ面に嵌合する先端部逆テーパ面を有し更に前記基端部テーパ面と前記先端部逆テーパ面との間にチャック本体の先端部端面が圧接するフランジ部を有してなる焼嵌め用コレット。
【請求項３】
前記フランジ部に、締付用ナットの内周面に突設されたナット挿脱用の突起部片が挿通可能な軸方向溝を形成してなる請求項２に記載の焼嵌め用コレット。
【請求項４】
前記軸方向溝のコレット基端側開口端部には、締付用ナットの緩み方向回転操作時に前記突起部片が当該軸方向溝に係入するのを回避して突起部片を前記フランジ部内周面に沿うように誘導するための誘導用傾斜面部を設けてなるしてなる請求項３に記載の焼嵌め用コレット。
【請求項５】
内径が工具のシャンク部外径と同一又はそれより径小に形成された筒状のコレットであって、基端部外周にチャック本体の先端部内周テーパ面に嵌合する基端部テーパ面を有し且つ先端部外周に締付用ナットの先端部内周逆テーパ面に嵌合する先端部逆テーパ面を有してなる焼嵌め用コレットであって、コレット外周の基端部テーパ面と先端部逆テーパ面との間のフランジ部に、締付用ナットの内周面に突設されたナット挿脱用の突起部片が挿通可能な軸方向溝を形成すると共に、この軸方向溝のコレット基端側開口端部には、締付用ナットの緩み方向回転操作時に前記突起部片が当該軸方向溝に係入するのを回避して突起部片を前記フランジ部内周面に沿うように誘導するための誘導用傾斜面部を設けてなる焼嵌め用コレット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種工作機械の回転主軸にドリル、エンドミル等の工具を取り付けるコレットチャックにおいて、焼嵌めによりエンドミル等の工具を掴持固定するようにした工具チャック方法、及びこの方法に使用するコレットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、焼嵌め式チャックとして、図９に示すようなものが知られている。このチャックは、図示のように、チャック本体１の先端側に工具２のシャンク部２ａ外径と同一又はそれより径小に形成された工具挿入孔３を有するもので、工具２をチャックするにあたり、チャック本体１を所要温度に加熱して、工具挿入孔３を拡径し、この拡径した挿入孔３に工具２のシャンク部２ａを挿入し、室温に戻したときのチャック本体の熱収縮により工具挿入孔３を縮径して、工具２をチャックするようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような焼嵌め式チャックでは、工具２の径に合わせてチャック本体１全体を作製し、工具２のサイズ毎にチャック本体１を用意する必要があるため、非常に不経済となり、またチャック本体１の全体を加熱するため、熱エネルギーの損失が大きく、コストが非常に高くつく。
【０００４】
本発明は、チャック本体の種類数を減らし、互換性をもたせると共に、焼嵌め時の熱エネルギーの損失を極力少なくし、経済性を高めることのできる工具チャック方法、及びこの方法に使用する焼嵌め用コレットを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明のコレットチャックおける工具チャック方法は、内径Ｄ12が工具２のシャンク部２ａ外径Ｄ2 と同一又はそれより径小に形成された筒状のコレット１２を工具２のシャンク部２ａに焼嵌めし、このコレット１２を締付用ナット１１を介してチャック本体１０の先端部に装着するようにし、前記コレット１２を締付用ナット１１を介して該ナット１１の先端部内周逆テーパ面７とチャック本体１０の先端部内周テーパ面５とチャック本体１０の先端部端面２４との三面に圧接して装着するようにしたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２に係る発明の焼嵌め用コレットは、内径Ｄ12が工具２のシャンク部２ａ外径Ｄ2 と同一又はそれより径小に形成された筒状のコレット１２であって、基端部外周にチャック本体１０の先端部内周テーパ面５に嵌合する基端部テーパ面１４を有し且つ先端部外周に締付用ナット１１の先端部内周逆テーパ面７に嵌合する先端部逆テーパ面１５を有し更に前記基端部テーパ面１４と前記先端部逆テーパ面１５との間にチャック本体の先端部端面２４が圧接するフランジ部１６を有してなることを特徴とする。
【０００７】
請求項３は、請求項２に記載の焼嵌め用コレットにおいて、前記フランジ部１６に、締付用ナット１１の内周面に突設されたナット挿脱用の突起部片８が挿通可能な軸方向溝１７を形成してなることを特徴とする。
【０００８】
請求項４は、請求項３に記載の焼嵌め用コレットにおいて、前記軸方向溝１７のコレット基端側開口端部には、締付用ナット１１の緩み方向回転操作時に前記突起部片８が当該軸方向溝１７に係入するのを回避して突起部片８を前記フランジ部内周面１６ａに沿うように誘導するための誘導用傾斜面部１８を設けてなることを特徴とする。
【０００９】
請求項５は、内径Ｄ12が工具２のシャンク部２ａ外径Ｄ2 と同一又はそれより径小に形成された筒状のコレット１２であって、基端部外周にチャック本体１０の先端部内周テーパ面５に嵌合する基端部テーパ面１４を有し且つ先端部外周に締付用ナット１１の先端部内周逆テーパ面７に嵌合する先端部逆テーパ面１５を有してなる焼嵌め用コレットであって、コレット外周の基端部テーパ面１４と先端部逆テーパ面１５との間のフランジ部１６に、締付用ナット１１の内周面に突設されたナット挿脱用の突起部片８が挿通可能な軸方向溝１７を形成すると共に、この軸方向溝１７のコレット基端側開口端部には、締付用ナット１１の緩み方向回転操作時に前記突起部片８が当該軸方向溝１７に係入するのを回避して突起部片８を前記フランジ部内周面１６ａに沿うように誘導するための誘導用傾斜面部を設けてなることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１はコレットチャックを示す縦断面図、図２はその横断面図である。これらの図において、１０は工作機械の回転主軸に装着されるチャック本体で、先端部の外周に雄ねじ４が、またその内周にテーパ面５が形成されている。１１は締付用ナットで、基端部内周にチャック本体１０先端部の雄ねじ４と螺合する雌ねじ６が形成され、また先端部内周に逆テーパ面７が形成され、更にこれら雌ねじ６と逆テーパ面７との中間の内周面には、図２から分かるようにナット挿脱用の突起部片８が直径方向対向位置に一対突設されている。尚、この突起部片８は１つだけ設けてもよいし、３つ以上設けてもよい。
【００１１】
１２は本発明に係る筒状の焼嵌め用コレットで、内径Ｄ12が工具２のシャンク部２ａの外径Ｄ2 より僅かに径小に形成された工具嵌挿孔１３を有する。このコレット１２の基端部外周にはチャック本体１０の先端部内周テーパ面５に嵌合する基端部テーパ面１４が形成され、先端部外周には締付用ナット１１の先端部内周逆テーパ面７に嵌合する先端部逆テーパ面１５が形成されている。尚、コレット１２は、工具嵌挿孔１３の内径Ｄ12を工具シャンク部２ａの外径Ｄ2 と同一に形成したものでもよい。
【００１２】
また、コレット１２には、図３及び図４に示すように、コレット外周の基端部テーパ面１４と先端部逆テーパ面１５との間にフランジ部１６が形成され、このフランジ部１６には、締付用ナット１１の突起部片８が挿通可能な軸方向溝１７が当該フランジ部１６の直径方向両側対称位置に２つ形成されている。また、各軸方向溝１７のコレット基端側開口端部には、締付用ナット１１の緩み方向回転操作時に前記突起部片８が当該軸方向溝１７に係入するのを回避して当該突起部片８を前記フランジ部１６の内周面１６ａに沿うように誘導するための誘導用傾斜面部１８が形成されている。尚、軸方向溝１７は１つだけ設けてもよいし、３つ以上設けてもよい。
【００１３】
上記誘導用傾斜面部１８における溝１７側の切欠幅ｗ（図４参照）は、軸方向溝１７が１つの場合は、締付用ナット１１のねじの１ピッチｐ（図１参照）よりも広く（ｗ＞ｐ）形成され、軸方向溝１７が２つの場合は、同ねじの１ピッチｐの1/2 よりも広く（ｗ＞ｐ/2）形成される。
【００１４】
次に、焼嵌め用コレット１２の使用による本発明の工具チャック方法について説明する。
【００１５】
先ず、前記焼嵌め用コレット１２、即ち内径Ｄ12が工具シャンク部２ａの外径Ｄ2 より僅かに小さく形成された工具嵌挿孔１３を有するコレット１２を、例えば２００〜３００℃の所要温度に加熱して、工具嵌挿孔１３を拡径し、この拡径した工具嵌挿孔１３に工具２のシャンク部２ａを挿入し、室温に戻したときのコレット１２の熱収縮により工具挿入孔３を縮径して、コレット１２を工具２に剛体結合する。尚、焼嵌め用コレット１２は、コレット１２の材質によっては、工具嵌挿孔１３の内径Ｄ12が工具シャンク部２ａの外径Ｄ2 と同一に形成してもよく、その場合にもコレット１２と工具２とを剛体結合させることができる。
【００１６】
上記のように焼嵌めによって工具２と剛体結合したコレット１２の基端部外周テーパ面１４をチャック本体１０の先端部内周テーパ面５に嵌合させ、それから締付用ナット１１の内周側突起部片８をコレット１２の軸方向溝１７に挿通させて、当該ナット１１の基端側雌ねじ６をチャック本体１０の先端側雄ねじ４に螺合させると共に、ナット１１の先端部内周逆テーパ面７をコレット１２の先端部外周逆テーパ面１５に嵌合させる。しかして、締付用ナット１１を締め付け方向に回転させることにより、コレット１２の先端部逆テーパ面１５と基端部テーパ面１４とをナット１１の先端部内周逆テーパ面７とチャック本体１０の先端部内周テーパ面５との二面に圧接し、それによってコレット１２をチャック本体１０の先端部に強固に装着することができる。
【００１７】
また、工具２を取り外すときには、締付用ナット１１を緩み方向に回転させて、ナット１１の突起部片８をコレット１２のフランジ部１６内周面に当接させ、この状態でナット１１を更に回転させると、突起部片８がフランジ部１６の内周面１６ａに沿って摺接しつつコレット１２を前方へ押動し、それによって工具２と一体のコレット１２をチャック本体１０の先端部内周テーパ面５から離脱させる。
【００１８】
この際、締付用ナット１１の緩み方向回転に伴って突起部片８が図４の仮想線図示のようにフランジ部１６の内周面１６ａに沿って摺接するときに、この突起部片８の先端縁が締付用ナット１１側の突起部片８がフランジ部１６に形成された軸方向溝１７に係入すると、ナット１１の回転ができなくなるが、各軸方向溝１７のコレット基端側開口端部に誘導用傾斜面部１８が設けてあるため、この誘導用傾斜面部１８が突起部片８の先端縁をフランジ部内周面１６ａに沿うように誘導し、軸方向溝１７への係入を回避させることができる。
【００１９】
上記のようにして工具２と一体のコレット１２をチャック本体１０の先端部から離脱させた後、コレット１２を再び前記焼嵌め温度に加熱して、工具嵌挿孔１３を拡径し、その温度が下がらないうちにコレット１２を工具２のシャンク部２ａから抜き取ればよい。
【００２０】
図６は、前記コレット１２を所要の焼嵌め温度に加熱するための加熱プレート２０及びこの加熱プレート２０を加熱するための加熱手段２１を示す。この加熱プレート２０には、図７に示すようにコレット１２の基端部テーパ面１４が嵌合可能な複数個の嵌合部２２、あるいは図８に示すようにコレット１２の基端部テーパ面１４及びフランジ部１６が嵌合可能な複数個の嵌合部２３が、互いに一定間隔をおいて貫設されている。加熱手段２１は、高周波誘導電流によって加熱プレート２０を間接的に発熱させる高周波誘導加熱装置からなる。勿論、加熱手段としては、高周波誘導加熱装置以外のものを使用することができる。
【００２１】
このような加熱プレート２０によれば、複数個のコレット１２を同時に加熱できるから、焼嵌め作業能率の著しい向上を図ることができる。尚、図７及び図８には、各嵌合部２２，２３にコレット１２を嵌合してコレット１２のみを加熱する状態を示しているが、工具２のシャンク部２ａに焼嵌めされたコレット１２を工具２から抜き取る際のコレット加熱時には、コレット１２を工具２と一体に結合された状態で各嵌合部２２，２３に嵌合させるようにする。
【００２２】
図５は、焼嵌め用コレット１２を、締付用ナット１１を介して該ナット１２の先端部内周逆テーパ面７とチャック本体１０の先端部内周テーパ面５とチャック本体１０の先端部端面２４との三面に圧接することにより、チャック本体１０に一体的に装着する工具チャック方法を示したものである。この場合には、チャック本体１０の先端突出長さを、普通のチャック本体先端部よりも所要長さだけ長く突出形成しておいて、締付用ナット１１を最終的に締め付けた状態でチャック本体１０の先端部端面２４がコレット１２のフランジ部１６内周面１６ａに圧接できるようにする。工具２に対するコレット１２の焼嵌めについては前述した説明と同様である。
【００２３】
この図５に示すような工具チャック方法によると、工具２に対するコレット１２の焼嵌めによってコレット１２と工具２とが剛性結合されると共に、コレット１２の先端部逆テーパ面１５と基端部テーパ面１４とフランジ部内周面１６ａとが、それぞれ締付用ナット１１の先端部内周逆テーパ面７とチャック本体１０の先端部端面２４と締付用ナット１１の基端部内周テーパ面５との三面に圧接されるから、チャックの剛性をより一層高めることができる。
【００２４】
以上、図１〜図５によって説明したような本発明による工具チャック方法は、コレット１２を工具２のシャンク部２ａに焼嵌めする方法であって、コレット１２のみを所要温度に加熱すればよいから、図９に示すようにチャック本体１の全体を加熱してこれを工具２に焼嵌めする従来の工具チャック方法に比べ、焼嵌め作業が簡単且つ容易に行えると共に、焼嵌め時における熱エネルギーの消費及び損失が少なく、きわめて経済的である。また、コレット１２のサイズに合わせてチャック本体１０を作製すればよいから、チャック本体１０の種類を減らすことができる。即ち、コレット１２の内径部は、工具径に合わせて形成する必要があるが、その外径部は、複数種類の工具径に対して共通サイズに形成できるので、コレット１２の外径部を共通にできる分だけチャック本体１０の種類を減らすことができて、互換性をもたせることができる。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１に係る発明の工具チャック方法は、内径が工具のシャンク部外径と同一又はそれより径小に形成された筒状コレットを工具のシャンク部に焼嵌めし、このコレットを締付用ナットを介してチャック本体先端部に装着するものであって、この方法ではコレットのみを加熱すればよいから、焼嵌め作業が簡単容易に行えると共に、熱エネルギーの消費及び損失が少なく、きわめて経済的である。また、コレットのサイズに合わせてチャック本体を作製すればよいから、チャック本体の種類を減らすことができて、互換性をもたせることができる。即ち、コレットの内径部は、工具径に合わせて形成する必要があるが、その外径部は、複数種類の工具径に対して共通サイズに形成できるので、共通にできる分だけチャック本体の種類を減らすことができる。
【００２６】
また同じく請求項１に係る発明の工具チャック方法によれば、コレットを締付用ナットを介して該ナットの先端部内周逆テーパ面とチャック本体の先端部内周テーパ面とチャック本体の先端部端面との三面に圧接して装着するから、チャックの剛性をより一層高めることができる。
【００２７】
請求項２に係る発明の焼嵌め用コレットによれば、内径が工具シャンク部外径と同一又はそれより径小に形成され、基端部外周にチャック本体の先端部内周テーパ面に嵌合する基端側テーパ面を有し且つ先端部外周に締付用ナットの先端部内周逆テーパ面に嵌合する先端側逆テーパ面を有し更に前記基端部テーパ面と前記先端部逆テーパ面との間にチャック本体の先端部端面が圧接するフランジ部を有してなる構造のきわめて簡単なコレットであるから、製作が容易で安価に提供することができる。
【００２８】
請求項３に係る発明の焼嵌め用コレットによれば、前記フランジ部に、締付用ナットの内周面に突設されたナット挿脱用の突起部片が挿通可能な軸方向溝を形成してなるため、焼嵌めによって工具と剛体結合したコレットの基端部外周テーパ面をチャック本体の先端部内周テーパ面に嵌合させ、それから締付用ナットの内周側突起部片をコレットの軸方向溝に挿通させて容易に装着することができる。
【００２９】
請求項４又は５に係る発明の焼嵌め用コレットによれば、コレットをチャック本体から抜き取る際、締付用ナットの緩み方向回転に伴って締付用ナットの突起部片がフランジ部内周面に沿って摺接するときに、誘導用傾斜面部が突起部片をフランジ部内周面に沿うように誘導して軸方向溝への係入を回避させ、それによりコレットの抜き取りを迅速容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るコレットチャックを示す拡大縦断面図である。
【図２】  図１のＸ−Ｘ線断面図である。
【図３】  コレットを示す斜視図である。
【図４】  コレットの側面図である。
【図５】  本発明に係るコレットチャックを示す縦断面図である。
【図６】  コレットを加熱する加熱プレートの斜視図である。
【図７】  加熱プレートの拡大縦断面図である。
【図８】  嵌合部の形状が若干異なる加熱プレートの拡大縦断面図である。
【図９】  従来の焼嵌め式チャックを示す一部断面側面図である。
【符号の説明】
２          工具
２ａ        シャンク部
８          ナット挿脱用の突起部片
１０        チャック本体
１１        締付用ナット
１２        焼嵌め用コレット
１３        コレットの工具嵌挿孔
１４        コレットの基端部テーパ面
１５        コレットの先端部逆テーパ面
１６        フランジ部
１７        軸方向溝
１９        誘導用傾斜面部
【図１】
0003696726.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003696726.tif 000008
【図８】
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【図９】
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