(57)【要約】【課題】ワークを保持していない状態において、塑性変形や破損を抑制する工作機械のコレットを提供する。【解決手段】コレット３０は、ワークを固定する本体部３１と、本体部３１の変形を制限する変形制限リング５２とを備える。本体部３１は、端面の外周部に形成されている凸部３１ｃを含む。変形制限リング５２は、凸部３１ｃの内側に配置される当接部５２ａを含む。当接部５２ａは、本体部３１が変形して凸部３１ｃに囲まれる領域の直径が予め定められた値になったときに凸部３１ｃが接触する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械の保持装置に配置され、被保持物を固定する固定部材であって、
スリットおよび被保持物を挿入する挿入穴を有し、外側から押圧されると挿入穴の内径が小さくなって被保持物を固定する本体部と、
本体部の変形を制限する変形制限リングとを備え、
本体部は、被保持物が挿入される側の端面から突出し、内部に前記挿入穴を有する突出部と、前記端面の外周部に形成され、周方向に延びる凸部とを含み、
変形制限リングは、前記凸部の内側に配置される当接部を含み、
当接部は、本体部が変形して前記凸部に囲まれる領域の直径が予め定められた大きさになったときに前記凸部が接触して本体部の変形を制限する外径を有することを特徴とする、工作機械の固定部材。
【請求項２】
突出部は、スリットが突出部の端面まで延びずに先端部が周方向に繋がっている、請求項１に記載の工作機械の固定部材。
【請求項３】
挿入穴は、突出部の端面から徐々に内径が小さくなる第１の傾斜部と、第１の傾斜部に連続して徐々に内径が大きくなる第２の傾斜部とを有する、請求項１または２に記載の工作機械の固定部材。
【請求項４】
変形制限リングは、当接部から側方に張り出す形状を有し、前記凸部の端面を覆う覆い部を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の工作機械の固定部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械に配置され、被保持物を固定する固定部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械は、ワークに対して工具や砥石等が相対移動することにより、ワークをさまざまな形状に加工することができる。工作機械にてワークを加工する場合に、工具、ワークまたは砥石は、チャック装置等の保持装置にて保持することができる。保持装置には、工具等を挿入する挿入穴の径が変化するコレットを用いることが知られている。
【０００３】
コレットは、筒状に形成されており、軸方向に延びる複数のスリットを有する。スリットは、工具等を挿入する側の端部に形成されている。スリットが形成されることにより、コレットの端部が複数の部分に分割される。コレットの端部が外側から径方向に押圧されると、コレットの挿入穴の内径が小さくなり、挿入穴に挿入された工具等を固定することができる。
【０００４】
たとえば、特許文献１には、コレットブッシュにテーパ部が形成されており、コレットブッシュを内側に押圧する工具保持具が開示されている。この工具保持具では、ナットを締め付けるとコレットホルダを介してコレットブッシュが内側に押圧されて、工具を固定する。
【０００５】
通常のコレットは、工具等を挿入する端部に形成されるスリットがコレットの端面まで延びている。すなわち、コレットの端面は、スリットにより複数に分割されている。一方で、非特許文献１には、スリットがコレットの端面まで到達せずに端面が一体的に形成されているコレットが開示されている。また、このコレットでは、コレットの内部に油路を形成し、油圧により工具を押圧して固定することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開平６−５０７１２号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】シュンク・ジャパン株式会社、カタログ「ＳＣＨＵＮＫ  ＴＥＮＤＯ  Ｅ ｃｏｍｐａｃｔ」、２０１０年９月、ｐ．８−ｐ．９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
コレットの端部を径方向に押圧した場合に、工具等の被保持物を装着している状態では、コレットの端部の挿入穴の内面が被保持物に接触する。このために、コレットの端部の挿入穴は、所定の内径に維持される。ところが、被保持物がコレットに装着されていない状態では、コレットの端部を外側から押圧すると、スリットにより分割されている部分同士が接触して、コレットの端部が塑性変形したり破損したりする虞がある。そこで、従来の技術における保持装置では、たとえば、コレットを引くドローバーの移動を制限するストッパが配置されている。
【０００９】
また、被保持物をコレットに固定する場合には、被保持物を正確に位置決めすることが好ましい。たとえば、被保持物が回転する場合には、被保持物の中心軸を回転軸に正確に合わせることが好ましい。スリットが端面まで到達せずに端面が一体的に形成されているコレットでは、端面の挿入穴の形状が一定であるために、被保持物の位置決めの精度を向上させることができる。ところが、端面が一体的に形成されているコレットでは、被保持物を装着していない状態で端部が押圧されると、スリットが形成されてない端部に大きな応力がかかり、塑性変形したり破損したりし易くなるという問題がある。
【００１０】
本発明は、被保持物を保持していない状態において、塑性変形や破損を抑制する工作機械の固定部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の工作機械の固定部材は、工作機械の保持装置に配置され、被保持物を固定する固定部材であって、スリットおよび被保持物を挿入する挿入穴を有し、外側から押圧されると挿入穴の内径が小さくなって被保持物を固定する本体部と、本体部の変形を制限する変形制限リングとを備える。本体部は、被保持物が挿入される側の端面から突出し、内部に挿入穴を有する突出部と、端面の外周部に形成され、周方向に延びる凸部とを含む。変形制限リングは、凸部の内側に配置される当接部を含む。当接部は、本体部が変形して凸部に囲まれる領域の直径が予め定められた大きさになったときに凸部が接触して本体部の変形を制限する外径を有する。
【００１２】
上記発明においては、突出部は、スリットが突出部の端面まで延びずに先端部が周方向に繋がる構造であることができる。
【００１３】
上記発明においては、挿入穴は、突出部の端面から徐々に内径が小さくなる第１の傾斜部と、第１の傾斜部に連続して徐々に内径が大きくなる第２の傾斜部とを有することができる。
【００１４】
上記発明においては、変形制限リングは、当接部から側方に張り出す形状を有し、凸部の端面を覆う覆い部を含むことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、被保持物を保持していない状態において、塑性変形や破損を抑制する工作機械の固定部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施の形態における工作機械の概略斜視図である。
【図２】実施の形態におけるワーク主軸頭の概略断面図である。
【図３】実施の形態におけるコレットの概略分解斜視図である。
【図４】実施の形態におけるワーク主軸頭の先端の部分の拡大概略断面図である。
【図５】実施の形態におけるコレットの先端部の拡大断面図である。
【図６】実施の形態におけるコレットの先端部の他の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１から図６を参照して、実施の形態における工作機械の固定部材について説明する。本実施の形態においては、工作機械として、ドリルやエンドミル等の工具を製造する工具研削盤を例示して説明する。また、加工プログラムに基づいて自動的にワークを加工する数値制御式の工作機械を例示して説明する。
【００１８】
図１は、本実施の形態における工作機械の概略斜視図である。工作機械１０は、工場等の床面に設置されるベッド１１を備える。工作機械１０は、ベッド１１の上面から立設するコラム１３を備える。コラム１３は、Ｙ軸スライドベース１２を介してベッド１１に支持されている。コラム１３の前面には、回転砥石５を回転させる砥石頭１８が配置されている。砥石頭１８は、Ｚ軸スライドベース１４を介してコラム１３に支持されている。
【００１９】
工作機械１０は、ワーク１を保持するワーク主軸頭２０を備える。工作機械１０は、ワーク主軸頭２０をＷ軸の周りに回転可能に支持する旋回台１７を備える。旋回台１７は、Ｘ軸スライドベース１６を介してベッド１１に支持されている。
【００２０】
工作機械１０は、ワーク１に対して回転砥石５を相対移動させる移動装置を備えている。Ｘ軸スライドベース１６は、ボールねじ機構により矢印９１に示すＸ軸方向に移動可能に形成されている。旋回台１７およびワーク主軸頭２０は、Ｘ軸方向に移動可能に形成されている。Ｙ軸スライドベース１２は、ボールねじ機構により矢印９２に示すＹ軸方向に移動可能に形成されている。コラム１３、砥石頭１８および回転砥石５は、Ｙ軸方向に移動可能に形成されている。Ｚ軸スライドベース１４は、ボールねじ機構により矢印９３に示すＺ軸方向に移動可能に形成されている。砥石頭１８および回転砥石５は、Ｚ軸方向に移動可能に形成されている。
【００２１】
また、移動装置は、旋回台１７が回転することにより、Ｗ軸方向にワーク主軸頭２０およびワーク１を回転させることができる。更に、ワーク主軸頭２０は、ワーク１をＡ軸方向に回転させることができる。
【００２２】
このように、本実施の形態の工作機械１０の移動装置は、３つの直動軸と２つの回転送り軸とにより相対移動を実施する。本実施の形態の工作機械１０は、制御装置を備える。それぞれの軸方向の相対移動を実施する移動装置は、制御装置により制御されている。砥石頭１８の内部にはモータ等の回転機が配置され、回転機が駆動することにより回転砥石５を回転させることができる。
【００２３】
工作機械１０は、ワーク１に対して回転砥石５を相対移動しながらワーク１を研削することができる。この結果、ワーク１を所望の形状に研削加工することができる。なお、工作機械としては、この形態に限られず、切削加工を行う工作機械や放電加工機等の任意の工作機械を採用することができる。
【００２４】
本実施の形態では、工作機械の保持装置として、ワーク主軸頭２０を例示して説明する。被保持物はワーク１である。本実施の形態におけるワーク主軸頭２０は、棒状のワーク１を着脱可能に形成されている。
【００２５】
図２に、本実施の形態におけるワーク主軸頭の概略断面図を示す。ワーク主軸頭２０は、ワーク１を支持しながら回転するスピンドル３３と、スピンドル３３を覆うように形成されているハウジング３４とを含む。
【００２６】
スピンドル３３は、円筒状に形成され、ハウジング３４に回転可能に支持されている。スピンドル３３の回転軸は、Ａ軸の回転中心線に相当する（図１参照）。スピンドル３３の一方の端部は、軸受け４４ａ，４４ｂを介してハウジング３４に支持されている。スピンドル３３の他方の端部は、軸受４４ｃを介してハウジング３４に支持されている。
【００２７】
本実施の形態のワーク主軸頭２０は、ビルトインタイプの回転機を含む。ハウジング３４の内面には、ステータ４１が配置されている。スピンドル３３の外面にはロータ４２が配置されている。ステータ４１およびロータ４２により回転機が構成されている。
【００２８】
ワーク主軸頭２０は、ワーク１を固定する固定部材としてのコレット３０と、コレット３０をスピンドル３３に固定するためのアダプタ３２とを含む。コレット３０のワーク１を保持する端部には、コレット３０の中心軸の方向に延びる複数個のスリットが形成されている。コレット３０は、ワーク１を挿入する挿入穴３１ｂの内径が変化することによりワーク１を保持したり開放したりする。コレット３０には、外径が徐々に変化する嵌合部３１ａが形成されている。
【００２９】
コレット３０のワーク１が挿入される端部と反対側の端部には、プルスタッド３５が固定されている。アダプタ３２は、コレット３０とスピンドル３３との間に配置されている。アダプタ３２は、筒状に形成された筒状部３２ｄと、筒状部３２ｄから外側に向かって突出するつば部３２ｂとを有する。アダプタ３２の筒状部３２ｄは、コレット３０を挿入する挿入穴３２ｆを有する。つば部３２ｂの領域には、ボルト５１が配置されている。ボルト５１により、アダプタ３２がスピンドル３３に固定されている。アダプタ３２には、挿入穴３２ｆの内径が徐々に変化する嵌合部３２ａが形成されている。
【００３０】
スピンドル３３の内部には、スピンドル３３の回転軸に沿って延びるドローバー３７が配置されている。ドローバー３７の周りには、ばね４３が配置されている。ドローバー３７には、係合爪３６が係合している。係合爪３６は、周方向に複数個が配置されている。また、係合爪３６は、プルスタッド３５に係合する。
【００３１】
ワーク主軸頭２０は、コレット３０の端部を径方向に外側から押圧する押圧装置を備える。押圧装置は、ドローバー３７と、ドローバー３７を矢印９４に示す方向に付勢するばね４３を含む。係合爪３６は、ばね４３の付勢力により、矢印９４に示す方向に引っ張られる。係合爪３６は、端部が閉じる向きに付勢されてプルスタッド３５に係合する。そして、プルスタッド３５およびコレット３０は、スピンドル３３の内部に引き込まれる側に付勢される。この結果、コレット３０の嵌合部３１ａがアダプタ３２の嵌合部３２ａに押圧される。すなわち、コレット３０の嵌合部３１ａが中心軸に向かって押圧される。コレット３０の挿入穴３１ｂの内径が小さくなり、ワーク１を固定することができる。コレット３０に保持されたワーク１は、スピンドル３３と一体的に回転する。
【００３２】
ワーク主軸頭２０は、ドローバー３７を駆動する駆動装置を含む。本実施の形態の駆動装置は油圧にて駆動する。駆動装置は、ピストン３８を含む。ピストン３８の周りには、加圧された制御油が注入される油室３９ａ，３９ｂが形成されている。ワーク１を加工する場合には、油室３９ｂに制御油が供給される。ピストン３８によるドローバー３７の押圧が回避される。
【００３３】
一方で、ワーク１を取り外す場合には、油室３９ａに加圧された制御油が供給される。ピストン３８は、矢印９５に示す向きに移動する。そして、ドローバー３７が押圧され、更に、プルスタッド３５およびコレット３０が軸方向に沿って外側に向かって押圧される。この結果、アダプタ３２の嵌合部３２ａによるコレット３０の嵌合部３１ａの押圧が解除される。コレット３０の挿入穴３１ｂの内径が大きくなり、ワーク１を取り外すことができる。
【００３４】
図３に、本実施の形態のコレットの概略分解斜視図を示す。コレット３０は、嵌合部３１ａが形成されている筒状の本体部３１と、本体部３１の一方の端面に配置される変形制限リング５２とを備える。ワーク１が挿入される側の端部には、所定の幅にて切断されているスリット３１ｈを有する。スリット３１ｈは、本体部３１の軸方向に沿って延びている。スリット３１ｈは、予め定められた間隔を空けて形成されている。本体部３１は、スリット３１ｈが形成されている領域が弾性変形する。
【００３５】
本体部３１は、ワーク１が挿入される側の端面から突出する突出部３１ｄを有する。本実施の形態の突出部３１ｄは、円筒状に形成されている。本体部３１は、ワーク１が挿入される側の端面に形成されている凸部３１ｃを有する。凸部３１ｃは、本体部３１の端面の外周部に形成されている。凸部３１ｃは、本体部３１の端面の周方向に沿って延びている。突出部３１ｄと凸部３１ｃとの間には、凹部が形成されている。
【００３６】
変形制限リング５２は、本体部３１のスリット３１ｈが形成されている領域の変形を制限する部材である。変形制限リング５２は、穴部５２ｃが突出部３１ｄに挿入されて、本体部３１に取り付けられる。変形制限リング５２は、当接部５２ａを有する。当接部５２ａは、本体部３１の突出部３１ｄと凸部３１ｃとの間に形成されている凹部に配置される。
【００３７】
図４に、本実施の形態の保持装置のコレットの先端の部分の拡大概略断面図を示す。変形制限リング５２の穴部５２ｃは、突出部３１ｄに嵌合している。突出部３１ｄの周りには、変形制限リング５２が突出部３１ｄから外れることを抑制するために、Ｏリング５３が配置されている。
【００３８】
本体部３１の突出部３１ｄの内部には、ワーク１を挿入する挿入穴３１ｂが形成されている。突出部３１ｄにも、スリット３１ｈが形成されている。ここで、スリット３１ｈは、突出部３１ｄの端面まで延びておらずに途切れている。突出部３１ｄは、先端部３１ｊが周方向に繋がっている。すなわち、ワーク１を挿入するコレットの先端部３１ｊは、分割されずに一体的に形成されている。このように、突出部３１ｄは、先端が閉じた構造を有する。
【００３９】
コレット３０の嵌合部３１ａがアダプタ３２の嵌合部３２ａに押圧されていない状態では、変形制限リング５２の当接部５２ａは、外径ｄ１が本体部３１の凸部３１ｃに囲まれる部分の直径ｄ２よりも小さくなるように形成されている。このために、当接部５２ａと凸部３１ｃとの間には、隙間が形成されている。また、ワーク１を装着した状態においても、当接部５２ａと凸部３１ｃとの間には隙間が形成される。
【００４０】
図２および図４を参照して、コレット３０にワーク１が挿入されていない場合であっても、コレット３０は、ばね４３の作用により、矢印９４に示す向きに付勢される。本体部３１の嵌合部３１ａが押圧されると、本体部３１のスリット３１ｈが形成されている領域が弾性変形する。そして、突出部３１ｄには、挿入穴３１ｂの内径が小さくなる向きに力が作用する。凸部３１ｃは、矢印９６に示すように本体部３１の中心軸に向かって変形する。この時に、突出部３１ｄの先端部３１ｊは、一体的な構造であるために変形量が大きくなって内部に大きな応力が発生する。
【００４１】
本実施の形態においては、突出部３１ｄの先端部３１ｊに大きな内部応力が加わる前に、本体部３１の凸部３１ｃが変形制限リング５２の当接部５２ａに当接する。凸部３１ｃが当接部５２ａに当接することにより、本体部３１の変形が制限される。突出部３１ｄの変形も制限される。このために、突出部３１ｄの先端部３１ｊに、過剰な力が加わることを回避することができる。
【００４２】
このように、本実施の形態のコレット３０は、凸部３１ｃに囲まれる部分の直径が予め定められた値になったときに、凸部３１ｃが当接部５２ａに接触して、本体部３１の変形を制限する。変形制限リング５２は、ワーク１を装着していない状態にて、突出部３１ｄの先端部３１ｊが塑性変形したり破損したりすることを抑制することができる。
【００４３】
図２を参照して、ワーク主軸頭２０には、ドローバー３７の移動量を制限するストッパ４５が配置されている。ワーク１を取り外した状態において、コレット３０が所定の移動量にて引き込まれた場合には、ストッパ４５にてドローバー３７の移動を停止することができる。このために、ストッパ４５にて、コレット３０が引込まれる距離、すなわち、嵌合部３２ａにより嵌合部３１ａを押圧する力を調整することができる。しかしながら、コレット３０を交換する度にストッパ４５の位置を調整する必要があり手間がかかる。一方で、本実施の形態のコレット３０では、コレット３０の製造時に変形制限リング５２の大きさを調整すれば良く、コレット３０の交換時におけるストッパの調整等が不要になる。また、ストッパ４５の位置の調整が誤っていてもコレットの塑性変形や破損を抑制することができる。
【００４４】
なお、図４においては、凸部３１ｃに囲まれる領域の直径ｄ２と、変形制限リング５２の当接部５２ａの周方向の外径ｄ１との差を誇張して記載している。ワーク１を取り外している状態において、凸部３１ｃと当接部５２ａとの間の隙間は、たとえば、クランプ代として形成される０．０５ｍｍ程度の僅かな隙間である。また、変形制限リング５２は、突出部３１ｄの先端部３１ｊが塑性変形したり破損したりしないように凸部３１ｃの移動を制限すれば良く、先端部３１ｊが弾性変形しても構わない。
【００４５】
本実施の形態の変形制限リング５２は、本体部３１の凸部３１ｃの端面を覆う覆い部５２ｂを有する。覆い部５２ｂは、当接部５２ａから側方に張り出す形状を有する。径方向に張り出す覆い部５２ｂは、凸部３１ｃと当接部５２ａとの間の隙間を覆うよう形成されている。
【００４６】
本実施の形態のコレット３０では、ワーク１を装着している状態では、凸部３１ｃと当接部５２ａとの間に隙間が形成されているために、ワーク１の加工期間中に、この隙間から研削液、超硬合金の切削粉末、およびスラッジ等の異物が進入する場合がある。特に、異物がスリット３１ｈを通って、ワーク主軸頭２０の内部に進入する場合がある。ワーク主軸頭２０の内部の摺動面に異物が侵入すると、ワーク主軸頭２０の構成部材同士が摺動して摩耗する虞がある。また、ワーク１の芯出し精度に影響を与える虞がある。
【００４７】
たとえば、コレット３０の内部に進入した異物がスリット３１ｈを通ってコレット３０の嵌合部３１ａと、アダプタ３２の嵌合部３２ａとの境界部分に進入する場合がある。ワーク１の固定および開放を実施すると、嵌合部３１ａと嵌合部３２ａとが互いに摺動する。このために嵌合部３１ａと嵌合部３２ａとの摺動部分が摩耗する虞がある。これに対して、本実施の形態のコレット３０の様に、変形制限リング５２に覆い部５２ｂを設けることにより、ワーク主軸頭２０の内部に異物が進入することを抑制することができる。ワーク主軸頭２０の構成部材同士が摺動して摩耗することを抑制できる。また、ワーク１の芯出し精度の悪化を抑制できる。
【００４８】
本実施の形態の突出部３１ｄの先端部３１ｊでは、スリット３１ｈが端面まで延びておらずに周方向につながっている。このようなコレット３０では、本体部３１が変形したときに先端部３１ｊに大きな応力が加わるために、先端部３１ｊの塑性変形や破損を抑制する効果が顕著になる。本体部３１の突出部３１ｄとしては、この形態に限られず、スリット３１ｈがワーク１を挿入する端面まで形成されていても構わない。すなわち、突出部３１ｄの先端部３１ｊが複数に分割されていても構わない。このようなコレットにおいても、変形制限リングを配置することにより、ストッパを用いずに突出部の先端部が塑性変形したり破損したりすることを抑制することができる。
【００４９】
図５に、本実施の形態のコレットの突出部の先端部の拡大概略断面図を示す。突出部３１ｄの先端部３１ｊは、スリット３１ｈが端面まで形成されていない構造を有する。このために、ワーク１を挿入する挿入口の形状が一定に維持されて、ワーク１の中心軸６２の位置決め精度が向上する。ところが、コレット３０の中心軸６１に対して、ワーク１の中心軸６２が傾いた状態にてワーク１を挿入しようとすると、ワーク１の挿入が阻害される場合がある。この結果、作業者がワーク１をコレット３０に挿入する作業に時間がかかる場合がある。
【００５０】
本実施の形態のコレット３０では、突出部３１ｄの挿入穴３１ｂは、突出部３１ｄの端面から軸方向に沿って、除々に内径が小さくなる第１の傾斜部３１ｅを有する。挿入穴３１ｂは、第１の傾斜部３１ｅに連続して、軸方向に沿って徐々に内径が大きくなる第２の傾斜部３１ｆを有する。第１の傾斜部３１ｅと第２の傾斜部３１ｆとの境界には、頂部３１ｉが形成されている。また、挿入穴３１ｂは、第２の傾斜部３１ｆに連続して、軸方向に沿って内径が徐々に小さくなる第３の傾斜部３１ｇを有する。それぞれの傾斜部３１ｅ，３１ｆ，３１ｇは、コレット３０の中心軸６１に対して傾斜している。挿入穴３１ｂは、このような傾斜部が連続する領域よりも内側に、ワーク１を担持する担持部３１ｋを有する。担持部３１ｋは、傾斜部が形成されておらずに内径がほぼ一定である。
【００５１】
矢印９７に示す様にワーク１を挿入穴３１ｂに挿入する場合に、コレット３０の中心軸６１に対してワーク１の中心軸６２が傾いている場合がある。また、中心軸６１とワーク１の中心軸６２とが平行であっても位置がずれている場合がある。いずれの場合にも、ワーク１の先端が第１の傾斜部３１ｅに接触することにより、ワーク１の先端を挿入穴３１ｂの内部に導くことができる。特に、ワーク１の先端を頂部３１ｉよりも内側に導くことができる。
【００５２】
図６に、本実施の形態のコレットの突出部の先端部の他の拡大概略断面図を示す。ワーク１を更に挿入する場合に、第２の傾斜部３１ｆが形成されていることにより、ワーク１の中心軸６２が中心軸６１に対して傾斜していてもワーク１の挿入を継続することができる。そして、ワーク１の先端が第３の傾斜部３１ｇに接触することにより、第３の傾斜部３１ｇに沿って、ワーク１の先端を挿入穴３１ｂの担持部３１ｋまで導くことができる。ワーク１の傾きが修正され、ワーク１を挿入穴３１ｂに所定の深さまで挿入することができる。
【００５３】
この様に、本実施の形態のコレット３０では、突出部３１ｄの中心軸６１に対して、ワーク１の中心軸６２が傾いた状態で挿入された場合に、傾きを修正しながら、ワーク１を挿入穴３１ｂの内部に挿入することができる。ワーク１の中心軸６２が突出部３１ｄの中心軸６１に対して傾いていたり、ほぼ平行でも位置がずれていたりした場合にも、傾きや位置のずれを修正しながら、容易にワーク１を挿入穴３１ｂの内部に挿入することができる。
【００５４】
工作機械は、被保持物を自動的に交換する交換装置を備える場合がある。例えば、工作機械は、ワーク１を自動的に交換するワーク交換装置を備える場合がある。ワーク交換装置は、ワーク１をコレット３０から引き抜いたり挿入したりすることができる。従来の技術では、先端部が閉じたコレットを用いてワーク交換装置によりワークを交換すると、ワークの挿入に失敗する確率が高かった。このために、実質的にワークの自動交換が不可能であった。これに対して、本実施の形態のコレットをワーク主軸頭に採用することにより、ワーク交換装置によるワークの挿入に成功する確率が格段に向上する。この結果、ワーク交換装置によるワークの自動交換が可能になる。
【００５５】
ここで、コレット３０の中心軸６１に対する第１の傾斜部３１ｅの傾斜角度θ１が小さすぎると、ワーク１の中心軸６２の位置が突出部３１ｄの中心軸６１からずれた時に、位置のずれを修正できる範囲が小さくなる。一方で、傾斜角度θ１を大きくしすぎると、ワーク１の先端を第１の傾斜部３１ｅ上にて滑らかに摺動させて、ワーク１を挿入穴３１ｂの内部に導くことができなくなる。傾斜角度θ１としては、たとえば、２０°以上４５°未満であることが好ましい。本実施の形態では、傾斜角度θ１を３０°に設定している。
【００５６】
第２の傾斜部３１ｆが中心軸６１となす傾斜角度θ２は、傾斜角度θ１よりも小さいことが好ましい。傾斜角度θ２としては、たとえば、１０°以上３０°未満であることが好ましい。本実施の形態の傾斜角度θ２は、１５°に設定されている。
【００５７】
また、第１の傾斜部３１ｅと第２の傾斜部３１ｆとの接続部分、すなわち頂部３１ｉは、尖った角部ではなく曲面状であることが好ましい。すなわち頂部３１ｉは、断面形状が円弧状であることが好ましい。この構成により、滑らかにワーク１を頂部３１ｉよりも内部に挿入することができる。
【００５８】
また、第３の傾斜部３１ｇが中心軸６１となす傾斜角度θ３は、徐々にワーク１の傾きが修正され、ワーク１が滑らかに摺動するように、傾斜角度θ１および傾斜角度θ２よりも小さいことが好ましい。傾斜角度θ３としては、たとえば、４°以上１０°未満であることが好ましい。本実施の形態では、傾斜角度θ３が６°に設定されている。
【００５９】
頂部３１ｉに囲まれる部分の直径ｄ３は、ワーク１が実質的に固定される担持部３１ｋの直径ｄ４よりも大きく形成することができる。たとえば、ワーク１の直径が６．０ｍｍである場合に、直径ｄ４は、ワーク１が嵌合するように約６ｍｍに設定することができる。これに対して、直径ｄ３は、６．１ｍｍに設定することができる。また、直径ｄ３は、ワーク１の中心軸６２の傾きが傾斜角度θ２以下で挿入したときに、中心軸６１に垂直な平面でワーク１を切断したときの断面形状の楕円の長径よりも大きいことが好ましい。
【００６０】
本実施の形態のコレットは、本体部の嵌合部がアダプタの嵌合部に接触することにより、コレットの端部が押圧されているが、この形態に限られず、任意の部材や機構にて、被保持物が装着される固定部材の端部を外側から押圧することができる。
【００６１】
本実施の形態においては、被保持物としてのワークを保持する保持装置の固定部材を例示して説明したが、この形態に限られず、工具や回転砥石を保持する保持装置の固定部材にも本発明を適用することができる。たとえば、本発明の固定部材をエンドミル等の工具を保持する主軸装置に配置することができる。または、工作機械が工具を交換する工具交換装置を備える場合には、工具交換装置に本発明の固定部材を採用することができる。または、ワークを交換するワーク交換装置を備える場合には、ワーク交換装置に本発明の固定部材を配置することができる。
【００６２】
上記の実施の形態は、適宜組み合わせることができる。上述のそれぞれの図において、同一または相等する部分には同一の符号を付している。なお、上記の実施の形態は例示であり発明を限定するものではない。また、実施の形態においては、特許請求の範囲に示される実施の形態の変更が含まれている。
【符号の説明】
【００６３】
１    ワーク
１０    工作機械
２０    ワーク主軸頭
３０    コレット
３１    本体部
３１ｂ    挿入穴
３１ｃ    凸部
３１ｄ    突出部
３１ｅ，３１ｆ，３１ｇ    傾斜部
３１ｈ    スリット
３１ｊ    先端部
５２    変形制限リング
５２ａ    当接部
５２ｂ    覆い部
６１，６２    中心軸
ｄ１    外径
ｄ２    直径
【図１】
2015174181.tif 000003
【図２】
2015174181.tif 000004
【図３】
2015174181.tif 000005
【図４】
2015174181.tif 000006
【図５】
2015174181.tif 000007
【図６】
2015174181.tif 000008