(57)【要約】【課題】同一のチャック装置で、異なる径のワークをチャッキングする。【解決手段】チャック本体１０にコレット開閉用シャンク１を設け、そのシャンク１にコレット２を、また、アタッチメントスリーブ１２を介してサブコレット２２をそれぞれ同心に嵌め込み可能とする。シャンク１の先端外周面をテーパ面１ａとし、コレット２及びスリーブ１２の内周面には、それぞれテーパ面１ａに対応するテーパ面２ａ，１２ａを、スリーブ１２の外周面及びサブコレット２２の内周面にも同一テーパのテーパ面１２ｂ，２２ａを設ける。コレット２，２２の軸方向への進退によりテーパ面２ａ，２２ａが摺動してコレット２，２２が拡縮し、その進退度合いと拡縮量との関係は、前記摺動面が同一テーパであるのですべて同一となり一定の把持力とし得る。このとき、シャンク１後部の壁面３７、及びテーパ面１ａ後方の円筒面３６にスリーブ１２が当接するので、位置決め、固定が確実である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャック本体１０にコレット開閉用シャンク１を設け、そのシャンク１にコレット２を同心に嵌め込み着脱自在とし、前記シャンク１の先端外周面を外側に向かうテーパ面１ａとするとともに、前記コレット２の前記シャンク１のテーパ面１ａに嵌る内周面もそのテーパ面１ａに対応するテーパ面２ａとして、前記シャンク１とコレット２との軸方向への相対的な進退によるその両テーパ面１ａ，２ａの前記軸方向のズレにより、前記コレット２を開閉するコレットチャック装置において、
上記シャンク１にアタッチメントスリーブ１２を同心で着脱可能に嵌め込み固定し得るようにするとともに、そのアタッチメントスリーブ１２に前記コレット２とは異なるサブコレット２２を同心に嵌め込み可能とし、そのアタッチメントスリーブ１２の先端外周面とその外周面に嵌るサブコレット２２の内周面とを、前記シャンク１とコレット２の両テーパ面１ａ，２ａと同一テーパのテーパ面１２ａ，２２ａとしたことを特徴とするコレットチャック装置。
【請求項２】
上記シャンク１の後部外周面にその径方向の壁面３７を設けて、この壁面３７に上記アタッチメントスリーブ１２の後面１７を当接して、アタッチメントスリーブ１２の上記軸方向への位置決めを行うとともに、シャンク１のテーパ面１ａ後方に円筒面３６を設け、アタッチメントスリーブ１２の内周面は、シャンク１のテーパ面１ａ、及びその円筒面３６に当接して、そのアタッチメントスリーブ１２をシャンク１に固定することを特徴とする請求項１に記載のコレットチャック装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、旋盤加工等の際に、ワーク内周面を把握するためのコレットチャック装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のコレットチャック装置は、例えば、図５（ａ）に示すように、円筒状のチャック本体２０の前部に突出したシャンク１に、ワークＷ内周面を保持する把持部３を有する円筒状のコレット２が、そのシャンク１に対して軸方向（前後方向）に進退可能に取付けられている。そのシャンク１先端の外周面には、前方へ向かうほど先細りとなるテーパ面１ａを形成しており、また、コレット２内周面には、そのシャンク１のテーパ面１ａに対応する同じく先細りのテーパ面２ａが形成されている。
【０００３】
このコレット２をシャンク１先端に嵌めることにより、両テーパ面１ａ，２ａが密着し、コレット２の進退とともに、両テーパ面１ａ，２ａが摺動するようになっている。また、コレット２の筒軸周りには、その前面から筒軸方向に向かう割り溝４が複数個形成されており、この割り溝４によりコレット２が周回りに分割されて、その外径が半径方向に拡縮しやすいようになっている。
【０００４】
ワークＷは、図５（ａ）に示すように、チャック本体２０の前面側からストッパ５に向かって嵌められ、この状態で、前記コレット２が、チャック本体２０の前後方向に進退することにより、前記両テーパ面１ａ，２ａが摺動して、コレット２外周に突出して設けた把持部３が半径方向に拡縮する。この拡縮により、把持部３が、ワークＷをその内周面からを把握、開放するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、他のコレットチャック装置として、前記把持部をコレットから切り離して別体とし、そのコレットを、本体である胴径部材と前記把持部となる口径部材とに分けるとともに、その口径部材を任意の外径のものに取替え可能としたものがある。
【０００６】
その胴径部材の前面側端部には、同じく割り溝が形成されて、その割り溝形成部分（前面側端部）が半径方向に拡縮可能となっており、口径部材は、前記コレットの周回りに複数に分割されて、その胴径部材の前面側端部に沿って環状に嵌められるようになっている。この装置によれば、ワークを把握するに際して、胴径部材を共通に利用して、サイズに応じた口径部材を選択的に使用することにより、異なる径のワークにも対応できるようになっている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
また、把持部の著大な変形によるコレットの破損を防止するために、そのコレット外周に弾性材を巻き付けて、その径方向への必要以上の拡大を拘束するようにした装置もある（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開昭６４−４５５０１号公報
【特許文献２】特開２０００−１５８２１６号公報
【特許文献３】特開２０００−３３５０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のコレットチャック装置において、チャック本体の全体を取り替えることなく異なる径のワークを把握したい場合には、例えば、図５（ａ）から図５（ｂ）に示すように、前記把持部の突出量が異なるコレットに取り替えることにより、ワークに接する部分の外径を広げる必要がある。
【０００９】
しかし、この突出量が大きくなると、コレットの前後方向移動に伴う突出部の変形量が大きくなり、例えば、図５（ｂ）に鎖線で示すように、コレットが変形しやすくなって、把握したワークと主軸との軸心のずれが発生しやすくなる。また、この変形が繰り返し発生すれば、金属疲労により、コレットの破損を誘発する恐れがあるので好ましくない。
【００１０】
そこで、この発明は、同一のチャック装置により、大きく異なる径のワークを容易に正確に把握できるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、この発明は、チャック本体のコレット開閉用シャンクと、コレットとの間にスリーブを介在させて、シャンクに直接取り付けるコレットと、スリーブを介在して取り付ける一回り大きいコレットの双方に対応できるようにしたのである。このようにすれば、一のコレットの対応範囲を超えた径を有するワークに対しては、より大きな別のコレットを使用することができるので、ワーク把持部を外側に大きく張り出して増径したコレットを使用することなく、張り出し量の少ない所定のコレットでもって、より径の大きいワークにも対応することができる。このため、コレットのひずみを少なくし得る。
【００１２】
具体的には、チャック本体にコレット開閉用シャンクを設け、そのシャンクにコレットを同心に嵌め込み着脱自在とし、前記シャンクの先端外周面を外側に向かうテーパ面とするとともに、前記コレットの前記シャンクのテーパ面に嵌る内周面もそのテーパ面に対応するテーパ面とする。そのシャンクとコレットとの軸方向への相対的な進退によるその両テーパ面の前記軸方向のズレにより、前記コレットを開閉するコレットチャック装置に関するものである。
【００１３】
その構成は、上記シャンクにアタッチメントスリーブを同心で着脱可能に嵌め込み固定し得るようにするとともに、そのアタッチメントスリーブに前記コレットとは異なるサブコレットを同心に嵌め込み可能とする。さらに、そのアタッチメントスリーブの先端外周面とその外周面に嵌るサブコレットの内周面とを、前記シャンクとコレットの両テーパ面と同一テーパのテーパ面としたのである。
【００１４】
このようにすれば、コレット、サブコレットともに、シャンクとの相対的な進退によるその進退度合いに対するコレットの拡縮量が等しくなるので、コレットを取り替えてもなお、同一の把握力を維持し得る。
【００１５】
また、上記構成のコレットチャック装置において、上記シャンクの後部外周面にその径方向の壁面を設けて、この壁面にアタッチメントスリーブの後面を当接してアタッチメントスリーブの上記軸方向への位置決めを行うようにするとともに、シャンクのテーパ面後方に円筒面を設け、アタッチメントスリーブ内周面は、シャンクのテーパ面、及びその円筒面に当接して、そのアタッチメントスリーブをシャンクに固定するようにした構成を採用し得る。
【００１６】
このようにすれば、前記スリーブの後面が、前記シャンクの壁面に当接するので、そのシャンクとアタッチメントスリーブとを固定した際の、その相互間の軸方向への位置関係が常に一定となって両者の一体性が高まり、その結果、シャンクのテーパ面とアタッチメントスリーブのテーパ面とを同一テーパに維持しやすくなる。このため、アタッチメントスリーブ使用時のサブコレットの拡縮度合いの精度と、アタッチメントスリーブ非使用時のコレットの拡縮度合いとを等しいものとすることができる。また、アタッチメントスリーブ内周面が、シャンクのテーパ面、及びその円筒面に当接するので、そのシャンクとアタッチメントスリーブとが、軸方向に複数の面で支持され、また、その面が軸心に沿う断面において複数の異なった方向に向いているので、両者の軸心のずれが生じにくい。
【発明の効果】
【００１７】
この発明は、以上のようにしたので、同一のチャック装置でもって、径の大きく異なるワークのチャッキングに容易に対応できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
一実施形態を図１乃至図３に示し、この発明のチャック装置は、旋盤の主軸中心ｃ（以下、軸心ｃという）に同心に固定されたチャック本体１０に、図１に示すように、コレット開閉用シャンク１を突出して設けた円盤状のベース３１を、そのチャック本体１０の後壁３０前面に取り付ける。その取り付けは、シャンク１の軸心が前記主軸の軸心ｃと同心になるよう、図中に示すように、前記ベース３１の孔３４に挿通したボルト３４ａをチャック本体１０の後壁３０前面にねじ込んで固定するものである。
【００１９】
チャック本体１０に固定された前記シャンク１には、その先端の外周面において外側に向かうほど徐々に細くなるテーパ面１ａを形成しており、そのテーパ面１ａの後方には、円筒面１ｂとその円筒面１ｂよりも僅かに太い径を有する円筒面３６とを、前方から後方に向かって順に形成している。また、そのシャンク１の円筒面３６のさらに後部外周面には、径方向に広がり軸心ｃに直交する円形の壁面３７を設けている。
【００２０】
このシャンク１の外周に、円筒状コレット２、又は円筒状のアタッチメントスリーブ１２を介して前記コレット２よりも径の大きい別の円筒状コレット２２が、選択的に嵌められるようになっており、それぞれ着脱自在となっている。
【００２１】
そのアタッチメントスリーブ１２の構成は、図１に示すように、前記シャンク１に取り付けられた際に、その円筒状を成すアタッチメントスリーブ１２後方の端面である後面１７が、シャンク１後部の前記壁面３７に当接し、アタッチメントスリーブ１２のシャンク１に対する軸方向への位置決めを行うようにしている。また、そのアタッチメントスリーブ１２内周面に設けられた内テーパ面１２ａ、内円筒面１５が、それぞれ前記シャンク１のテーパ面１ａ、及びテーパ面１ａ後方の円筒面３６に当接して、そのアタッチメントスリーブ１２をシャンク１に固定するようになっている。なお、アタッチメントスリーブ１２の外円筒面１６は、前記壁面３７周縁にベース３１に向かって形成された円筒面３８と面一となっている。
【００２２】
この状態で、図１に示すように、スリーブ１２の孔１３に挿通された固定ボルト１４を、シャンク１の壁面３７のねじ孔３３にねじ込んで、アタッチメントスリーブ１２をシャンク１に固定する。このとき、シャンク１とアタッチメントスリーブ１２の両者が、テーパ面１ａ，１２ａ、円筒面３６，１５、壁面３７と後面１７でもってそれぞれ面接触して固定されるので、位置ずれ等を起こしにくく、また、アタッチメントスリーブ１２に作用する径方向、あるいはねじれ方向の外力に対しても、両者がしっかりと密着して動きにくいようになっている。
【００２３】
このアタッチメントスリーブ１２をシャンク１外周に介在させた際に使用するサブコレット２２は、図２に示すように、その前方部分の内周面に、前記スリーブ１２の外テーパ面１２ｂに対応して密着するサブコレットテーパ面２２ａを、そのサブコレットテーパ面２２ａ後方には、前記スリーブ１２外周の外円筒面１６に対応して密着する円筒面２６を有している。アタッチメントスリーブ１２外周に、同図に示すように、サブコレット２２が同心に嵌め込み可能となっており、その嵌め込んだ状態において、図示するように、アタッチメントスリーブ１２の外テーパ面１２ｂに対しサブコレットテーパ面２２ａが、また、スリーブ１２の外円筒面１６及びシャンク１の円筒面３８に対しサブコレットの円筒面２６がそれぞれ密着して摺動するようになっている。また、コレット２２には、その周周りに複数の割り溝２４が軸方向に沿って形成されている。
【００２４】
なお、前記シャンク１のテーパ面１ａ、アタッチメントスリーブ１２の内外テーパ面１２ａ，１２ｂ、サブコレットテーパ面２２ａが、すべて軸心ｃに対する勾配を等しくする同一テーパとなっている。同一テーパとは、軸心ｃに沿う断面において、その傾斜面が軸心ｃに対して成す角度を等しくすることをいう。
【００２５】
アタッチメントスリーブ１２を介在させない際に使用されるコレット２は、図３に示すように、その前方内周面に、前記シャンク１のテーパ面１ａに対応して密着するコレットテーパ面２ａを、そのサブコレットテーパ面２ａ後方には、前記シャンク１外周の外円筒面３６に対応して密着する円筒面６を有している。シャンク１外周に、コレット２が同心に嵌め込み可能となっており、その嵌め込んだ状態において、図示するように、シャンク１の円筒面３６に対しコレットの内筒面６が密着して摺動するようになっている。また、コレット２には、その周周りに複数の割り溝４が軸方向に沿って形成されている。
【００２６】
なお、前記シャンク１のテーパ面１ａとコレットテーパ面２ａとは、軸心ｃに対する勾配を等しくする同一テーパとなっている。このとき、相互に摺動する関係にない前記同一テーパのテーパ面同士、例えば、内外テーパ面１２ａ，１２ｂ同士において、その各テーパ面１２ａ，１２ｂの軸心ｃに対する軸方向位置、範囲は、前記コレット２及びサブコレット２２をそれぞれ取り付けた状態において、その両把持部３，２３の前記軸方向位置、範囲が、ワークＷを把握するのに支障をきたさない限りにおいて、完全に一致している必要はなく自由である。ただし、その位置、範囲は、図１に示すように、完全に一致していることが、ワークＷの把握力の安定、あるいは、アタッチメントスリーブ１２のシャンク１への固定の安定上望ましいのはいうまでもない。
【００２７】
コレット２及びサブコレット２２は、それぞれ、図３及び図１に示すように、後壁３０内のシリンダ３５内に納められた進退板３９と連結されている。その連結方法は、コレット２，２２のフランジ７，２７に設けた孔８，２８にボルト９，２９が挿通され、そのボルト９，２９は、ベース３１の貫通孔３２を摺動可能に通過するスペーサ９ａ，２９ａ、及び前記進退板３９にねじ込まれており、そのスペーサ９ａ，２９ａを介して、進退板３９とコレット２，２２が連結されている。スペーサ９ａ，２９ａは、ベース３１の貫通孔３２内を摺動可能であるので、進退板３９がシリンダ３５内を軸方向に移動するのに伴い、コレット２，２２も進退板３９と一体に軸方向に移動するようになっている。
【００２８】
なお、前記シリンダ３５は、図示しない流体供給手段と連通しており、その流体供給手段により供給された流体圧によって、進退板３９が押圧されて軸方向に移動可能となっている。
【００２９】
以下、ワークＷを把握する際の作用について説明すると、まず、比較的小径のワークＷを把握する際には、アタッチメントスリーブ１２を使用せず、図３に示すように、シャンク１の外周に直接コレット２を取りつける。このコレット２の外周の把持部３に、ワークＷ内周面を嵌めるようにして、ワークＷをチャック本体１０に取り付ける。このとき、ワークＷの端面は、ストッパ５に当接するので、そのワークＷの軸方向への位置決めが容易にできるようになっている。
【００３０】
前記進退板３９が後方（図中の左方向）へ移動すると、コレット２は後方へ引き寄せられ、シャンク１のテーパ面１ａとコレット２のコレットテーパ面２ａとが摺動しながら、シャンク１とコレット２との軸方向の位置関係がズレていく。この軸方向のズレにより、前記コレット２は拡径されて、その把持部３の外径が広がり、ワークＷ内周面を把握する。
【００３１】
ワークＷを取り外す際には、逆に、進退板３９が前方（図中の右方向）へ移動し、コレット２は前方へ押し出される。シャンク１のテーパ面１ａとコレット２のコレットテーパ面２ａとが摺動しながら、前記コレット２の把持部３は元の径に縮径されて、ワークＷを開放する。
【００３２】
つぎに、比較的大径のワークＷを把握する際には、アタッチメントスリーブ１２を使用して、図１に示すように、シャンク１の外周にアタッチメントスリーブ１２を、そのさらに外周にサブコレット２２を取りつける。このサブコレット２２の外周の把持部２３に、ワークＷ内周面を嵌めるようにして、ワークＷをチャック本体１０に取り付ける。このとき、前記ストッパ５は、サブコレット２２の外形に合わせた一回り大きいサイズのストッパ２５に取り替えられており、ワークＷの端面は、このストッパ２５に当接するので、そのワークＷの軸方向への位置決めが容易にできるようになっている。
【００３３】
前記進退板３９の移動に伴う、コレット２２の進退、及び把持部２３の拡縮作用は、前述のコレット２の場合と同じである。
【００３４】
この実施形態では、サブコレット２２の内筒面２６は、スリーブ１２の外円筒面１６及びシャンク１の円筒面３８に対しそれぞれ密着して摺動するようにしたが、この実施形態には限定されず、スリーブ１２の外円筒面１６及びシャンク１の円筒面３８のいずれか一方のみに密着して摺動するようにしてもよい。また、この実施形態では、コレット２，２２がシャンク１に対して進退するようにしたが、シャンク１がコレット２，２２に対して進退するようにしてもよい。
【００３５】
なお、コレット２，２２の把持部３，２３が、そのコレット２，２２外周面から外側に突出する量は自由に変更でき、その量は、図５（ｂ）に破線で示すような把持部３の過大な変形を起こさない程度の突出量である限りにおいて、設定可能である。このように、把持部３，２３を外側に必要量突出させて、その突出量が異なるいくつかのコレット２，２２を選択的に使用することにより、対応できるワークＷの径の範囲をさらに広い範囲のものとし得る。
【００３６】
シャンク１とアタッチメントスリーブ１２との固定方法は、この実施形態のように、スリーブ１２の軸方向に平行な孔１３にボルト１４を挿通して、壁面３７にねじ込んでスリーブ１２を壁面３７に押し付けるようにしてもよいが、その固定方法には限定されず、例えば、図４に示すように、ホーロタイプのトガリ先を有するねじを、アタッチメントスリーブ１２の径方向に内側に向かってねじ込み、そのねじ先端の断面三角形のトガリ先が、シャンク１周面に設けた同じ断面三角形の窪みに嵌るように使用してもよい。
例えば、図中に実線で示すスリーブ１２がやや前方に位置ずれしている場合において、ねじの中心軸は窪みの中心軸よりもやや前方（図中の右側）に位置している。ねじを締め付けて矢印の方向にねじ込むことにより、スリーブ１２は円筒面３６に密着するとともに、図中に鎖線で示すように、そのスリーブ１２の後面１７が壁面３７方向（図中の左側）へ向かって押圧されるので、両者が密着して固定され得る。
【００３７】
なお、スリーブ１２のシャンク１への固定は、この実施形態のように、シャンク１のテーパ面１ａとスリーブ１２の内テーパ面１２ａとが密着するともに、前記壁面３７にスリーブ１２の後面１７が、円筒面３６にスリーブ１２の内円筒面１５がそれぞれ密着するようにして行うことがその安定上望ましいが、両者の位置決め手段、安定的な固定を維持し得る手段を有する限りにおいて、テーパ面１ａとスリーブ１２の内テーパ面１２ａ、壁面３７とスリーブ１２の後面１７、あるいは円筒面３６とスリーブ１２の内円筒面１５のいずれかが密着していない構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】一実施形態を示し、（ａ）が断面図、（ｂ）が側面図
【図２】図１の要部分解図
【図３】図１の実施形態において、アタッチメントスリーブを使用しない場合を示し、（ａ）が断面図、（ｂ）が側面図
【図４】他の実施形態の要部拡大図
【図５】従来例の作用の説明図で、（ａ）は小径のワーク、（ｂ）は大径のワークに対応した断面図
【符号の説明】
【００３９】
１  シャンク
１ａ  テーパ面（シャンクテーパ面）
１ｂ  円筒面（シャンク円筒面）
２  コレット
２ａ  コレットテーパ面
３，２３  把持部
４，２４  割り溝
５，２５  ストッパ
６，２６  コレット円筒面
７，２７  フランジ
８，２８  孔
９，２９  ボルト
１０，２０  チャック本体
１２  アタッチメントスリーブ
１２ａ  内テーパ面
１２ｂ  外テーパ面
１３  孔
１４  ボルト
１５  内円筒面
１６  外円筒面
１７  後面
２２  サブコレット
２２ａ  サブコレットテーパ面
３０  後壁
３１  ベース
３２  貫通孔
３３、３４  ねじ孔
３５  シリンダ
３６，３８  円筒面
３７  壁面
３９  進退板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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