(57)【要約】【課題】工作機械への着脱が容易であり、工作機械のスピンドルと保持装置との軸合わせが正確にできる工作物保持装置を提供すること。【解決手段】工作機械のスピンドル２に着脱自在に取り付け可能であり、工作物を把持する保持装置１において、上記スピンドル２の先端に形成された内周円筒面３０の一部に当接させることにより上記スピンドルの中心軸に保持装置の中心軸を一致させる位置合わせ部３１・３２と、該位置合わせ部３１・３２を上記内周円筒面３０に押圧する弾性部材３３とを具備する。【選択図】　図１
2004122309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械のスピンドルに着脱自在に取り付け可能であり、工作物を把持する保持装置において、
上記スピンドルの先端に形成された内周円筒面の一部に当接させることにより上記スピンドルの中心軸に保持装置の中心軸を一致させる位置合わせ部と、
該位置合わせ部を上記内周円筒面に押圧する弾性部材と、
を具備することを特徴とする工作物保持装置。
【請求項２】
上記位置合わせ部は、少なくとも２箇所以上で上記内周円筒面に当接することを特徴とする請求項１に記載の工作物保持装置。
【請求項３】
２以上の位置合わせ部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の工作物保持装置。
【請求項４】
上記弾性部材は、板バネであることを特徴とする請求項１に記載の工作物保持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は工作機械に工作物を取り付ける保持装置であって、該工作機械のスピンドルに取り付け容易な保持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、機械加工するワーク（工作物）の保持装置を工作機械のスピンドルに取り付ける機構としては、テーパ状のロッドにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。この機構は、スピンドルと保持装置との軸合わせが正確にできる利点がある。
【０００３】
他の方法としては、工作機械のスピンドル１の先端に形成された内周円筒面に勘合する外周円筒面を有する凸部を保持装置に設けて、この凸部を上記スピンドル１の先端にはめ合わせする機構がある（例えば、特許文献２参照）。この機構は、連結部位を小型にできる利点がある。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２６７５８０５号公報（図面）
【０００５】
【特許文献２】
特開平１１−７０４３３号公報（図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１に記載の機構では、テーパ部分を設ける必要があり、工作機械のスピンドルや保持装置が大型化する欠点がある。また、特許文献２に記載の機構では、スピンドルと保持装置との軸合わせを精密に行うために、はめあい隙間を小さくする必要があり、スピンドルから抜けなくなる不具合を生じることがある。
【０００７】
そこで本発明は、工作機械への着脱が容易であり、工作機械のスピンドルと保持装置との軸合わせが正確にできる工作物保持装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１の工作物保持装置は、工作機械のスピンドルに着脱自在に取り付け可能であり、工作物を把持する保持装置において、　上記スピンドルの先端に形成された内周円筒面の一部に当接させることにより上記スピンドルの中心軸に保持装置の中心軸を一致させる位置合わせ部と、該位置合わせ部を上記内周円筒面に押圧する弾性部材とを具備することを特徴とする。
【０００９】
本発明の第２の工作物保持装置は、上記第１の装置において、上記位置合わせ部は、少なくとも２箇所以上で上記内周円筒面に当接することを特徴とする。
本発明の第３の工作物保持装置は、上記第１の装置において、２以上の位置合わせ部を設けたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の第４の工作物保持装置は、上記第１の装置において、上記弾性部材は、板バネであることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態に係る保持装置について、図面を参照しつつ説明する。
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る工作物保持装置（以下、単に保持装置という）について、図１〜図３に基づいて説明する。図１は該保持装置を説明するための縦断面図であり、図２は先端要部断面図であり、図３は工作機械との取り付け面側からの平面図である。
【００１２】
この保持装置１は、工作機械のスピンドル２に固定され該スピンドル２とともに回転駆動する基体３と、この基体３を上記スピンドル２に固定するための複数のボルト４と、工作機械のシリンダ（不図示）に連結され、該シリンダの作動に連動して前後方向（図中、左右方向）に所定の距離範囲で進退駆動する主軸５と、先端部の５箇所に切割部（図中、ハッチングしていない部分）６を有しワーク７を把持する際に該ワーク７に当接するコレット８を有する。
【００１３】
図２に示すように、該コレット８の先端部９は中間部１０よりも肉厚形状であり、外周面側に所定角度に傾斜した円錐面（第１テーパ部）１１が形成されている。該コレット８の基部には、ワーク７を把持する際に該ワーク７の挿入量を制限するストッパ部１２と、上記基体３と伝達部材１６との間に介在させた弾性部材としてのコイルバネ１３が設けられている。また、上記切割部６は、先端部９から中間部１０（図中、肉薄の部分）にかけて形成され、基部には達していない。先端部９から中間部１０に至る部分の内周面はワーク７の外周面に沿うように円筒形の曲面になっている。その内周面の基部側には逃部１４が形成されている。
【００１４】
また、保持装置１は、上記コレット８を内周方向に締め付けるための作動筒１５と、主軸５の進退駆動を上記作動筒１５に伝えるための伝達部材１６と、コレット８と伝達部材１６との相対移動を円滑にするためのＯリング１７を有する。このＯりング１７は摺動部分への切粉などの侵入を防止して相対移動を円滑にする機能を有する。作動筒１５は、先端部１８と中間部２４と基部２５から成っている。
【００１５】
図２に示すように、上記作動筒１５の先端部１８には、後に詳述するたわみリング１９と、該たわみリング１９を支持するカラー２０と、該カラー２０に上記たわみリング１９を当てつけ固定するための押さえリング２１が設けられている。上記カラー２０の内周面には雌ネジ２２が形成されている。一方、押さえリング２１の外周には雄ネジが形成されている。上記両ネジが噛合することにより、押さえリング２１はカラー２０に固定されている。そして、たわみリング１９はカラー２０の内面に形成された段部と上記押さえリング２１とに挟まれて、前後方向（図中、左右方向）には脱落しないようになっている。
【００１６】
上記作動筒１５の中間部２４にも雄ネジが形成されており、この雄ネジと上記カラー２０の雌ネジ２２が噛合すると共に固定ネジ２６を押し込むことにより、先端部１８が中間部２４に固定されている。先端部１８およびたわみリング１９がコレット８を締め付ける締付量は、中間部２４の雄ネジへのカラー２０の雌ネジ２２の繰り込み量を変えることにより調整できる。
【００１７】
たわみリング１９の内周面側には、コレット８の先端部９に形成した上記第１テーパ部１１と係合する、所定角度に傾斜した円錐面（第２テーパ部）２３が形成されている。一方、たわみリング１９の外周面側とカラー２０の内周面との間隔は、ワーク７を把持していない状態では所定の隙間（ａ）が形成される寸法関係になっている。この隙間（ａ）は、ワーク７を保持した際にワーク７の外周形状のうねりを吸収するためのものであり、例えば０．１〜０．２ｍｍ程度である。
【００１８】
たわみリング１９の材料としては、引張強さが強くて靭性があるＮＡＫ５５（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金、大同特殊鋼（株）の商品名）等のプレハードン鋼がよい。ＮＡＫ５５は引張強さが約１１００（Ｎ／ｍｍ２）と大きいので、ワーク７を把持した際の変形に対する耐性が高い。また、靭性があるので割れや欠けの懸念が小さくなる。なお、たわみリング１９の材料はプレハードン鋼に限定されるものではなく、引張強さや靭性がある材料であればよい。また、安価に入手できるものであれば更によい。
【００１９】
次に、保持装置１と工作機械のスピンドル２に取り付ける部位について説明する。スピンドル２の先端部（保持装置１の取り付け側）には内周が円筒面になっている凹部（以下、円筒内周面３０という）が形成されている。この内周円筒面３０の中心軸はスピンドルの回転中心と一致している。
【００２０】
上記内周円筒面３０に当接する部位として、保持装置１には２つの位置合わせ部３１・３２と、この位置合わせ部３１・３２を上記内周円筒面３０に押圧するための板バネからなる弾性部材３３が設けられている。この弾性部材３３は側面から見ると略Ｌ字であり（図１参照）、ネジ等の固定手段３４（図３参照）で基体３に固着されている。図３は保持装置のスピンドル取り付け面側から見た平面図であり、点線で示した仮想円がスピンドル２の内周円筒面３０に相当する円の大きさである。位置合わせ部３１・３２の外側の面はスピンドル２の内周円筒面に一致する曲面になっており、その軸中心は保持装置１の回転中心軸と一致する形状になっている。
【００２１】
図３に示すように、弾性部材３３のＬ字に折り曲げた先端は、中央部分が平面であり、その両端部がわずかに下方に折り曲げられた形状になっている。上記両端部の折り曲げ量は、保持装置１がスピンドル２に取り付けられていない状態では、スピンドル２の内周円筒面３０の大きさに対して、外側に若干張り出している。
【００２２】
また、図３において矢印で示すように、保持装置１をスピンドル２に取り付けた際には、上記両端部がスピンドル２の内周円筒面３０に当接して内方に折り曲げられて該弾性部材３３に弾性力が働き、保持装置１の位置合わせ部３１・３２が内周円筒面３０に押圧される。その結果、スピンドル２の中心軸に保持装置１の中心軸が一致することになる。
【００２３】
本実施形態の工作物保持装置によりワーク７を保持するには、工作機械のシリンダにより主軸５を後方向（図中、左方向）に後退させ、コイルバネ１３を圧縮するとともに作動筒１５を後退させる。その結果、コレット８が内周方向に締め付けられてワーク７が保持される。
【００２４】
逆に、ワーク７を取り外すには、工作機械のシリンダにより主軸５を前方向（図中、右方向）に前進させ、コイルバネ１３の開放力により作動筒１５を前進させ、コレット８を開放する。
【００２５】
なお、本発明の位置合わせ部は、２つに限定されることはなく、それ以上であってもよいし、内周円筒面３０との当接面が広い場合には一つであってもよい。また、位置合わせ部の形状も半円状のものに限定されず、矩形・円筒形または多角形であってもよい。さらにまた、弾性部材は板バネに限定されず、ゴム部材やコイルバネであってもよい。
【００２６】
また、本発明は、ワークを内周方向に締め付けるコレットで保持する上記実施の形態に記載の保持装置に限定されず、外周方向に広がるコレットでワークを保持する保持装置、締め付けナットと抑え治具でワークを保持する保持装置、ネジでワークを保持する保持装置などにも適用でき、ワークを保持する手段には限定されるものではない。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、工作機械への着脱が容易であり、工作機械のスピンドルと保持装置との軸合わせが正確にできる工作物保持装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る保持装置の要部断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る保持装置の先端断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る保持装置のスピンドル取り付け側の平面図である。
【符号の説明】
１・・・保持装置
２・・・スピンドル
３・・・基体
７・・・ワーク（工作物）
３０・・・内周円筒面
３１／３２・・・位置合わせ部
３３・・・弾性部材
【図１】
2004122309.tif 000003
【図２】
2004122309.tif 000004
【図３】
2004122309.tif 000005