(57)【要約】【課題】コレットホルダーの着脱を容易にして拗れを防止し、コストを低く抑えたコレットチャック機構を備えた放電加工機を提供する。【解決手段】コレットホルダー４６はスピンドル３２の内側に設けられた着脱部３２ｃの内周面とそれぞれ接触可能であってフランジ４６ｇ状に形成された複数の突起部４６ｃ，４６ｄ，４６ｆを有し、複数の突起部４６ｃ，４６ｄ，４６ｆのうち一の突起部４６ｃ，４６ｄ，４６ｆの外周面と内周面との隙間を、他の突起部４６ｃ，４６ｄ，４６ｆの外周面と内周面との隙間より小さくする構成とした。この構成によれば、先に突起部４６ｃ，４６ｄを着脱部３２ｃに入れることで隙間を大きく確保し、後に突起部４６ｆを着脱部３２ｃに入れることで隙間を小さくできので、着脱を容易にして拗れを防止できる。複数の突起部４６ｃ，４６ｄ，４６ｆを形成すればよく、コストを低く抑えられる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動機構によって回転可能なスピンドルと、当該スピンドルの先端部に着脱可能なコレットホルダーと、当該コレットホルダーに取り付ける電極とを備え、当該電極と被加工物との間に間欠的に放電を行って被加工物を加工する放電加工機であって、
コレットホルダーは、スピンドルの内側に設けられた着脱部の内周面とそれぞれ接触可能であってフランジ状に形成された複数の突起部を有し、
複数の突起部のうち一の突起部の外周面と前記内周面との隙間を、他の突起部の外周面と前記内周面との隙間より小さくする構成とした放電加工機。
【請求項２】
請求項１に記載した放電加工機であって、
複数の突起部のうちで少なくとも先端側の突起部を含めて、先端側角部にテーパ面を設ける構成とした放電加工機。
【請求項３】
請求項１または２に記載した放電加工機であって、
一の突起部と他の突起部とは、コレットホルダーをスピンドルの先端部に装着する際に、当該スピンドルに備えた係止部材と係合するように構成とした放電加工機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピンドル、コレットホルダーおよび電極を備え、当該電極と被加工物との間に間欠的に放電を行って被加工物を加工する放電加工機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来では、スピンドルには装着穴の下端近傍の周壁に設けた孔に複数の係止部材（鋼球）を備えるとともに、コレットホルダーにはフランジ部の上側に環状溝を備え、環状溝に係止部材が嵌まるようにコレットホルダーをスピンドルに装着する技術の一例が開示されている（例えば特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００２−３０１６２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
コレットホルダーをスピンドルに装着する場合、コレットホルダーの外径とスピンドルの装着穴内径との隙間が小さいほど密着性が高まってガタつきにくい。ところが、隙間が小さくなるにつれて、コレットホルダーを装着穴に入れづらくなる。仮にコレットホルダーを装着穴に入れられたとしても、コレットホルダーおよびスピンドルの双方の軸心が一致しなければ拗れ（こじれ）が生じやすい。このような拗れは、ロボットハンドによる場合でも、手作業による場合でも生じる。拗れが生じると、コレットホルダーの外周面およびスピンドルの装着穴内周面の一方または双方に損傷が生じることもあった。
【０００４】
着脱を容易にして拗れを防止するには、コレットホルダーおよびスピンドルの対応部位をテーパ面とすることも考えられる。ところが、密着性を高めるにはテーパ面を精密に加工する必要あり、コレットホルダーおよびスピンドルの製造コストが嵩む。
【０００５】
本発明はこのような点に鑑みてなしたものであり、コレットホルダーの着脱を容易にして拗れを防止するとともに、コストを低く抑えたコレットチャック機構を備えた放電加工機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】
【０００６】
（１）課題を解決するための手段（以下では単に「解決手段」と呼ぶ。）１は、請求項１に記載した通りである。
解決手段１によれば、コレットホルダーに設けられた複数の突起部はフランジ状に形成され各突起部は、コレットホルダーを着脱する際にスピンドルの内側に設けられた着脱部の内周面とそれぞれ接触し得る。一の突起部の外周面と着脱部の内周面との隙間は、他の突起部（具体的には一以上の突起部であるが、二の突起部であるのが望ましい）の外周面と着脱部の内周面との隙間よりも小さくなっている。この構成によれば、先に他の突起部を着脱部に入れることで隙間が大きく確保されるので、着脱を容易にして拗れを防止できる。後に一の突起部を着脱部に入れることで隙間を小さくし、密着性を高めてガタつきにくくできる。なお、着脱部からコレットホルダーを取り外す場合は手順が逆になるだけで作用効果は同様に得られる。コレットホルダーに複数の突起部を形成するように加工するだけでよいので、コストを低く抑えることができる。
【０００７】
（２）解決手段２は、請求項２に記載した通りである。
解決手段２によれば、少なくとも先端側の突起部について先端側角部にテーパ面を設ける。この構成によれば、隙間が大きく確保されるだけでなく、テーパ面によってコレットホルダーをスピンドルの着脱部に案内し易くなる。したがって、コレットホルダーの着脱をより素早く行うことができる。
【０００８】
（３）解決手段３は、請求項３に記載した通りである。
解決手段３によれば、一の突起部と他の突起部とが協働してスピンドルに備えた係止部材と係合する。この構成によれば、一の突起部および他の突起部が係止部材と係合する被係止部の機能を兼ねるので、被係止部を別個に備える必要がない。このようにコレットホルダーに形成すべき突状部位（すなわち突起部や被係止部）の数を少なく抑えられるので、コレットホルダーの製造コストを低く抑えることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、コレットホルダーの着脱を容易にして拗れを防止するとともに、コストを低く抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明を実施するための最良の形態について、図１〜図６を参照しながら説明する。ここで、図１には細穴放電加工機の構成例を正面図で表す。図２には、加工ヘッドの一部構成を部分断面図で表す。図３には、コレットホルダーの構成例を正面図で表す。図４では取り付け前の状態を表し、図５では取り付け途中の状態を表し、図６では取り付け後の状態を表す。なお、上下左右等の方向は対応する図面の記載に準ずるものとする。
【００１１】
まず、図１を参照して細穴放電加工機の構成例を説明する。細穴放電加工機１０は、大別して放電加工機本体１２と加工制御装置１４とからなる。放電加工機本体１２の構成例については後述する。加工制御装置１４は加工ヘッド１６の移動や放電による加工等の制御を行う機器であって、操作盤２８や電源等を有する。操作盤２８は加工ヘッド１６の移動や放電による加工等を行うための所要のデータを入力したり、制御の指示等を行う。
【００１２】
放電加工機本体１２は加工制御装置１４から送られる信号（電力を含む）に従って電極１８と被加工物との間に間欠的に放電を行って被加工物を加工する機器であって、加工ヘッド１６，電極１８，加工槽２０，架台２２，中間ガイド２４，ブラケット２６等を有する。加工ヘッド１６の構成例については後述する。電極１８は、コレットホルダー４６（図２，図３を参照）に取り付けられる。この電極１８は、中間ガイド２４に振れが防止され、ブラケット２６に取り付けられる電極ガイド（図示省略）によってガイドされる。架台２２の上側に加工槽２０が設置され、この加工槽２０内に被加工物が置かれる。
【００１３】
加工ヘッド１６は放電加工を行う部位であって、その一部の構成例を図２に表す。この加工ヘッド１６はＺ軸方向（すなわち上下方向）への移動が制御可能に構成され、主として回転ユニオン３０，スピンドル３２，軸受けブロック３８，通電リング４０，プラグ４２，係止部材４４，コレットホルダー４６，シーリングブロック４８，サーボモーター５０等を有する。
【００１４】
回転ユニオン３０は、スピンドル３２に設けられた中空の通路３２ａに向けて所定の圧力で加工液を供給する。スピンドル３２は軸受けブロック３８によって回転可能に支持されている。このスピンドル３２にはプーリー３４が固定され、サーボモーター５０の主軸５０ａにはプーリー５２が固定されている。これらのプーリー３４とプーリー５２の間にはタイミングベルト３６が架け渡されており、サーボモーター５０を回転駆動することによりスピンドル３２を回転させる。サーボモーター５０は、ベース５４を介して軸受けブロック３８に固定されている。サーボモーター５０やタイミングベルト３６等は、駆動機構に相当する。
【００１５】
またスピンドル３２は、大部分に設けた中空の通路３２ａとともに、通路３２ｂおよび着脱部３２ｃを有する。通路３２ｂは通路３２ａよりも径を広く形成され、筒状のシーリングブロック４８が内側に備えられる。着脱部３２ｃはスピンドル３２の下端部（図面下側）に形成され、ほぼ真円に形成された一個または複数個の鋼球で構成される係止部材４４が備えられる。この着脱部３２ｃには、後述するコレットホルダー４６を着脱する。このように、スピンドル３２の着脱部３２ｃに対してコレットホルダー４６を着脱する機構を「コレットチャック機構」と呼ぶ。
【００１６】
上述したシーリングブロック４８は、通路３２ａを流れる加工液をコレットホルダー４６の通路４６ｈ（図３を参照）に誘導する部材である。このシーリングブロック４８には長溝状の規制溝４８ａが形成されており、止めネジ４８ｂを規制溝４８ａ内に入れるように締結する。こうしてシーリングブロック４８は、加工液の流下圧力に応じて規制溝４８ａ内、すなわち所定範囲内で動く（図２の例では上下方向）。
【００１７】
さらに、スピンドル３２は通電可能な素材（例えば金属等）で形成され、その外周面に接触するように通電リング４０が設けられる。この通電リング４０には、プラグ４２が接触して設けられる。よって加工制御装置１４から送られる放電用の電力は、プラグ４２および通電リング４０を通じてスピンドル３２に伝達される。
【００１８】
次に、コレットホルダー４６の構成例について図３を参照しながら説明する。コレットホルダー４６は、パッキン４６ａ、突起部４６ｃ，４６ｄ，４６ｆ、フランジ４６ｇ等を有する。コレットホルダー４６はスピンドル３２と同様に中空の通路４６ｈが設けられ、先端側（図面上側）の端部にはパッキン４６ａが備えられる。二のフランジ４６ｇ相互間はコレットホルダー４６を交換する際の把持に用いられる。
【００１９】
突起部４６ｃ，４６ｄ，４６ｆは、着脱部３２ｃの内周面とそれぞれ接触可能であってフランジ状に形成される。すなわちフランジ４６ｇと形状が似ているが、フランジ４６ｇよりも外径を小さくかつ厚みを持たせて形成する。突起部４６ｃと突起部４６ｄの間隔は、突起部４６ｄと突起部４６ｆとの間隔よりも大きくする。突起部４６ｃの先端側（図面上側）角部にはテーパ面４６ｂを形成し、突起部４６ｆの先端側角部にはテーパ面４６ｅを形成する。突起部４６ｃおよび突起部４６ｄは外径φ４で形成し、突起部４６ｆは外径φ２（ただしφ２＞φ４）で形成する。着脱部３２ｃの内周面は一定の内径φ６で形成するので（図４を参照）、突起部４６ｆの外周面と着脱部３２ｃの内周面との隙間（以下では単に隙間Δ４と呼ぶ。）は、突起部４６ｃ，４６ｄの外周面と着脱部３２ｃの内周面との隙間（以下では単に隙間Δ２と呼ぶ。）より小さい。すなわち、Δ２＞Δ４である。
なお本例の構成において、突起部４６ｆは「一の突起部」に相当し、突起部４６ｃ，４６ｄはそれぞれ「他の突起部」に相当する。
【００２０】
上述のように構成されたコレットホルダー４６をスピンドル３２の着脱部３２ｃに取り付け／取り外しを行う例について、図４〜図６を参照しながら説明する。
まず取り付け前の状態を表す図４において、矢印Ｄ２の方向にコレットホルダー４６を先端側から着脱部３２ｃに向けて挿入し始める。突起部４６ｃの先端側部にはテーパ面４６ｂが形成されているので、拗れが発生することなく着脱部３２ｃに入れやすい。コレットホルダー４６の挿入を続けると突起部４６ｃおよび突起部４６ｄが着脱部３２ｃ内に入った状態となり、これを図５に表す。上述したように突起部４６ｃおよび突起部４６ｄはほぼ同一の外径φ４で形成しているので、着脱部３２ｃの内周面とはほぼ同じ隙間Δ２になる。こうして突起部４６ｃおよび突起部４６ｄがそれぞれ着脱部３２ｃの内周面と接触すると、コレットホルダー４６を取り付けるにあたって直進性が得られる。
【００２１】
さらにコレットホルダー４６の挿入を続けると突起部４６ｆが着脱部３２ｃ内に入れるにあたって、突起部４６ｆの先端側部にもテーパ面４６ｅが形成されている。そのため、拗れが発生することなく着脱部３２ｃに入れやすい。そして、突起部４６ｄと突起部４６ｆとの間に係止部材４４が位置するように係止させる。すなわち、一の突起部４６ｆと他の突起部４６ｄとが協働して係止部材４４と係合する。こうして着脱部３２ｃに対するコレットホルダー４６の取り付けるが完了し、この状態を図６に表す。
なお、上述した取り付けと逆の手順で、矢印Ｄ４の方向にコレットホルダー４６を着脱部３２ｃから抜き出すことで、コレットホルダー４６を取り外せる。
【００２２】
上述した実施の形態によれば、以下に表す各効果を得ることができる。
（１）一の突起部４６ｆの外周面と着脱部３２ｃの内周面との隙間Δ４は、他の突起部４６ｃ，４６ｄの外周面と着脱部３２ｃの内周面との隙間Δ２よりも小さくなる構成とした。この構成によれば、先に他の突起部４６ｃ，４６ｄを着脱部３２ｃに入れることで隙間が大きく確保されるので、着脱を容易にして拗れを防止でき、かつ一の突起部４６ｆを着脱部３２ｃに入れ易くするための直進性を得る。後に一の突起部４６ｆを着脱部３２ｃに入れることで隙間を小さくし、密着性を高めてガタつきにくくできる。着脱部３２ｃから取り外す場合は手順が逆になるだけで同様の作用効果が得られる。コレットホルダー４６に複数の突起部４６ｃ，４６ｄ，４６ｆを形成するように加工するだけでよいので、コストを低く抑えることができる。
【００２３】
（２）突起部４６ｃの先端側角部にテーパ面４６ｂを設け、突起部４６ｆの先端側角部にテーパ面４６ｅを設ける構成とした（図３を参照）。この構成によれば、隙間が大きく確保されるだけでなく、テーパ面４６ｂ，４６ｅによってコレットホルダー４６を着脱部３２ｃに案内し易くなる。したがって、コレットホルダー４６の着脱をより素早く行うことができる。
【００２４】
（３）一の突起部４６ｆと他の突起部４６ｄとが協働してスピンドル３２に備えた係止部材４４と係合する構成とした（図６を参照）。この構成によれば、一の突起部４６ｆと他の突起部４６ｄが係止部材４４と係合する被係止部の機能を兼ねるので、被係止部を別個に備える必要がない。このようにコレットホルダー４６に形成すべき突状部位（すなわち突起部や被係止部）の数を少なく抑えられるので、コレットホルダー４６の製造コストを低く抑えることができる。
【００２５】
〔他の実施の形態〕
以上では本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明は当該形態に何ら限定されるものではない。言い換えれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。例えば、次に示す各形態を実現してもよい。
【００２６】
（１）上述した実施の形態では、本発明を細穴放電加工機１０に適用した（図１を参照）。この形態に代えて、細穴放電加工機１０を除いた他の放電加工機や、コレットチャック機構を備えた切削加工機にも適用することができる。切削加工機の場合は、コレットホルダー４６に代えて複数の突起部を備えた切削工具を用いてもよい。これらの加工機に適用した場合でも、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００２７】
（２）上述した実施の形態では、コレットホルダー４６は三つの突起部４６ｃ，４６ｄ，４６ｆを備える構成としたが（図３を参照）、四つ以上の突起部を備える構成としてもよい。また、突起部４６ｃおよび突起部４６ｄは外径φ４で形成し、突起部４６ｆは外径φ２（ただしφ２＞φ４）で形成する構成としたが（図３を参照）、突起部４６ｄの外径をφ４より大きくφ２より小さく形成する構成としてもよい。このように突起部の数や外径を変えた場合でも、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００２８】
（３）上述した実施の形態では、突起部４６ｄの先端側角部を単に面取りしたのみで構成したが（図３を参照）、突起部４６ｃや突起部４６ｆと同様にテーパ面を設ける構成としてもよい。こうすれば、突起部４６ｃの後に突起部４６ｄを着脱部３２ｃに拗れることなくスムーズに挿入することができる。
【００２９】
（４）上述した実施の形態では、突起部４６ｆと突起部４６ｄとが協働して係合する対象として係止部材４４（鋼球）を用いた（図２，図６を参照）。この形態に代えて、突起部４６ｆと突起部４６ｄとの間に入って係合が可能な他の係止部材を用いてもよい。他の係止部材を用いた場合でも、コレットホルダー４６に形成すべき突起部の数を少なく抑えられるので、コレットホルダー４６の製造コストを低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】細穴放電加工機の構成例を表す正面図である。
【図２】加工ヘッドの一部構成を表す部分断面図である。
【図３】コレットホルダーの構成例を表す正面図である。
【図４】取り付け前の状態を説明する図である。
【図５】取り付け途中の状態を説明する図である。
【図６】取り付け後の状態を説明する図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０  細穴放電加工機
１２  放電加工機本体
１４  加工制御装置
１６  加工ヘッド
１８  電極
２０  加工槽
２２  架台
２４  中間ガイド
２６  ブラケット
２８  操作盤
３０  回転ユニオン
３２  スピンドル
３２ａ，３２ｂ  通路
３２ｃ  着脱部（コレットチャック機構）
３４  プーリー
３６  タイミングベルト
３８  軸受けブロック
４０  通電リング
４２  プラグ
４４  係止部材（鋼球）
４６  コレットホルダー（コレットチャック機構）
４６ａ  パッキン
４６ｂ，４６ｅ  テーパ面
４６ｃ，４６ｄ，４６ｆ  突起部
４６ｇ  フランジ
４６ｈ  通路
４８  シーリングブロック
４８ａ  規制溝
４８ｂ  止めネジ
５０  サーボモーター
５０ａ  主軸
５２  プーリー
５４  ベース
【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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【図６】
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