(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先部に、工具を装着する為の工具保持孔を有するチャック筒を備え、そのチャック筒を加熱膨張させることによって工具保持孔内に工具の挿入を可能にし、チャック筒が冷却することによって工具保持孔が収縮して工具を締付保持するようにしてある工具チャックにおいて、上記チャック筒の内周部には、工具保持孔の周壁に筒状の収縮締付部が残る程度の深さにした複数の凹溝であって、しかも、上記凹溝はチャック筒の内周面に夫々独立した、又は相互に連通させた多数の穴状の凹陥部を形成して上記周壁外部からの熱が工具に伝熱し難くしたことを特徴とする工具チャック。
【請求項２】
先部に、工具を装着する為の工具保持孔を有するチャック筒を加熱膨張させることによって工具保持孔内に工具の挿入を可能にし、チャック筒が冷却することによって工具保持孔が収縮して工具を締付保持するようにしてある工具チャックのチャック筒を加熱する装置であって、その構成は、内側に上記チャック筒を挿入する装着孔を備える加熱リングと、その加熱リングに電磁的エネルギーを供給して加熱リングを昇温させる電磁コイルとを備えることを特徴とする工具チャック加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は工具を装着保持する為の工具チャックに関し、詳しくはチャック筒を加熱、冷却することによって工具の抜差し、固定が行われるようにした工具チャックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
先部に、工具を装着する為の工具保持孔を有するチャック筒を備え、そのチャック筒を加熱膨張させることによって工具保持孔内に工具の挿入を可能にし、チャック筒が冷却することによって工具保持孔が収縮して工具を締付保持するようにしてある工具チャックは知られている。
【０００３】
上記構成の工具チャックは、チャック筒の先端に工具を締付ける為の特別な締付リング等の付加物を要しない為、先端の径を細くできる利点がある。またチャック筒と工具との一体性も良く精度も高い特長がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の工具チャックでは加工作業中において工具が折れたとき等、工具の取換を急いで行なわねばならないとき、チャック筒の加熱膨張によってチャック筒の孔径は大きくなるが、内部の工具の径も大きくなり、工具の取外しに時間が掛る。その間、加工作業を休み、ラインを止めねばならぬという作業効率の低下をもたらす問題点があった。
【０００５】
本件出願の工具チャックは、上記従来技術の問題点を解決する為に提供するものである。
本件出願の目的は、チャック筒の加熱、冷却によって工具の取替、固定が可能で、チャック筒の先端に太径の原因となる締付リングを要せず、先細のチャック筒が得られるようにした工具チャックを提供しようとするものである。
他の目的は、チャック筒の加熱による工具の取外し時の作業時間が大幅に短くなるようにした工具チャックを提供しようとするものである。
他の目的及び利点は図面及びそれに関連した以下の説明により容易に明らかになるであろう。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願発明における工具チャックは、先部に、工具を装着する為の工具保持孔を有するチャック筒を備え、そのチャック筒を加熱膨張させることによって工具保持孔内に工具の挿入を可能にし、チャック筒が冷却することによって工具保持孔が収縮して工具を締付保持するようにしてある工具チャックにおいて、上記チャック筒の内周部には、工具保持孔の周壁に筒状の収縮締付部が残る程度の深さにした複数の凹溝であって、しかも、上記凹溝はチャック筒の内周面に夫々独立した、又は相互に連通させた多数の穴状の凹陥部を形成して上記周壁外部からの熱が工具に伝熱し難くしたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下本願発明の実施の形態を示す図面について説明する。図１乃至図５において、符号２〜９は従来より知られている工具チャックの構成と略同様の構成、機能を有するものを示す。１はチャック本体であり、前部側に、外周を緩い先細テーパ面としたチャック筒３を構成すると共に、後部側がマシニングセンタ等のスピンドル（図示外）に対して着脱自在に取り付けられる先細テーパ状のシャンク部２を形成し、そこにはスピンドル側の引具に係合させる掛具５を備えさせている。また中央部外周にマニュピュレーター把持用等のＶ溝４ａを周設具備するチャック位置決め用鍔部４を備えている。8は工具保持孔を示す。なお、部材５，２，３及び工具９の中央部に流体通過孔を設け、通過孔７から冷却用の液体又は気体を工具９の先に流すようにしたものもある。
【０００８】
次にチャック筒３は、これを加熱膨張させることによって工具保持孔８内に工具９の元部の挿入を可能にし、チャック筒３が冷却することによって工具保持孔８が収縮して工具９の元部を締付一体化して保持するようにしてある。工具保持孔８の内径は、工具９の元部外径よりもやや小さく形成してあり、加熱膨張によって工具９の外径より大きくなり、工具９の元部を先端3aから工具保持孔８内に摺動状に挿入できるようにしてある。
【０００９】
次に上記チャック筒３の内周部3bには、工具保持孔８の内周壁8a近くに筒状の収縮締付部3cが残る程度の深さにした複数の凹溝13、13・・・13を形成具備させている。
上記凹溝13は図１に示す如く、内周部３ｂに螺旋状の溝１３を形成し、端面３ａ側から孔８内をみて、複数の環状溝１３・・１３が奥に向けて次々と存在し、列設する状態になっていればよい。また凹溝１３は、図２の如く夫々が内周面８ａに沿って環状で、相互に個々に独立しておいてもよい。さらに図３、図４に示す如く、軸線方向に長い複数の凹溝１３・・１３が周方向に複数本配設されていてもよい。
【００１０】
このようにすると、チャック筒３の内周面８ａに溝１３がない場合に比較して内周面８ａと工具９の外周面との接する面は少なくなり、任意の熱源Ｆ、例えば、バーナーによってチャック筒３の外周を加熱する場合は熱伝達面が少なくなり工具９を加熱する速度は遅くなる。
【００１１】
さらに上記凹溝はチャック筒の内周面８ａに夫々独立した、又は相互に連通させた多数の穴状の凹陥部を形成して構成してあってもよい。その場合でも上記周壁外部からの熱が工具９の表面に伝達し難くなる。
【００１２】
上記構成のものにあっては、工具９の取替時、チャック筒３の外周面11に向けて熱源（例えばバーナーの燃焼ガス、その他の熱線等）を与え、チャック筒３を加熱膨張させると、工具保持孔８から工具９を抜取ることができ、直ちに他の工具９を挿入し、自然放冷させるとチャック筒の工具保持孔８の周囲に位置する収縮締付部3cは収縮して工具９を締付一体化する。この場合の膨張に必要な所要時間は、本願発明に係る工具チャック１の場合、外周径が同じ従来品に比較して昇温が早い。
【００１３】
このことは外周面１１からの熱は、凹溝１３・・１３の存在により工具９に伝達し難くなっており、それに対応する熱エネルギー分だけチャック筒３の昇温を早める。
筒状の収縮締付部3cは、図３、４の如く、縦溝１３が存在するところでは実質的に肉薄となり、収縮状態に斑が生じる。従って工具９の元部外面においては、軸心方向に締付斑が生じ、全周均等に締付けられるよりも、把持状態が良くなる。
【００１４】
さらに図１、図４に示されるように、上記凹溝１３はチャック筒の筒心に沿う方向に向けてあって、凹溝の奥部１３ｂがチャック本体の流体通過孔６に連通させてある場合は、上記流体の通過孔７，６を通して凹溝１３に空気を送り、端口３ａから外部に排出させると、チャック筒３の冷却時間を短くできるし、またチャック筒３加熱時は、工具９を冷却してそれの膨張を遅らせる効果がある。
【００１５】
次に図５に示されるチャック筒３の高周波を用いての加熱装置２３につき説明する。チャック筒３の周囲に着脱自在に嵌着してある環状の加熱リング２２は高周波、例えば５〜３０ＫＨＺの高周波を、それの周囲に配置してある耐熱構成のコイル２１に印加することにより電磁力により発熱し、高温化（例えば摂氏７００〜９００度）にする性質を有する材料（例えば磁性材として知られている鋼材等）で形成してある。このリング２２には加熱時は図５の如くチャック筒３をリングの装着孔２２ａに挿入状に装着し、不要時にはチャック筒３を抜取り、別離保管する。
【００１６】
一方チャック筒３の構成は、その外周１１の形状をリング２２の内周の形に対応させ熱伝達が良くなるように密着可能な形状にしてある。またチャック筒３の材質は通常この分野で用いられる材料（磁性体）でもよいが、磁化されることを避ける為には非磁性材（例えばオーステナイト系ステンレス鋼、アルミニューム青銅等の耐熱非磁性材）で形成しておくと図１の状態でもって工具９を着脱するときに、磁力による吸着によって工具がチャック筒の端口縁に接したり、切粉が介在したりする危険が防止される。なお上記の場合、図５に示されるように非磁性材製のチャック筒３と、本体１における通常の構成材で形成されるシャンク部２とは別体で形成し、任意の手段、例えばねじ棒４ｃを用いて合着一体化させてもよい。この場合、合着部２４には必要に応じて防磁材４ｂを介在させてもよい。また知られているように一部材の軸方向において磁性部と非磁性部を構成させるようにしてもよい。
【００１７】
上記高周波加熱作用を利用する装置２３を用いる等、電磁加熱を伴う装置を用いると極めて短時間でチャック筒３を加熱膨張させることができる。またチャック筒に非磁性材用いると、工具着脱時の磁力に伴う誤操作、或は切粉がチャック筒３の周囲、孔８の内周面等に付着するのを除去する煩わしさ、さらにその切粉が高速回転時に飛散するに伴う事故も防止できる。
なお、図２〜５において機能上前述の図１のものと同一又は均等構成と考えられる部分には、前述の図１と同一の符号を付して重複する説明を省略した。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように本願発明は、加熱、冷却によって工具９の抜取り、差込、締付ができるので、チャック筒３の先を細く形成できる利点がある。
その上、工具９の抜取りに当たって、チャック筒３の加熱時、工具９への熱伝達を遅らせて、工具の熱膨張を遅くさせながらチャック筒３を短時間で早く昇温させ、工具９の抜取り作業を早くすることのできる効果がある。
また凹溝１３に冷却空気（水）を流すとチャック筒３は短時間で冷却するので、工具９の取替作業を早く完了することのできる作業上の効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】工具チャックの断面図。
【図２】工具チャックのチャック筒の部分断面図。
【図３】工具チャックのチャック筒の部分断面図。
【図４】工具チャックのチャック筒の部分断面図。
【図５】加熱装着を付設した状態を示す工具チャックの断面図。
【符号の説明】
１  工具チャック本体
３  チャック筒
3c  収縮締付部
８  工具保持孔
8a  内周面
９  工具
11  外周面
13  凹溝
【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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