JP2009000763A - 工具保持具 - Google Patents

Abstract

【課題】工具を保持する際の各構成部材同士の摩擦抵抗を低減すると共に工具を高精度に保持して、使用回数が増加しても各構成部材への磨耗や圧痕等の損傷を防ぐ工具保持具を提供する。
【解決手段】本工具保持具１は、保持具本体２の先端部に工具保持筒３を一体に設け、該工具保持筒３の外周に配置され、軸方向に移動させて工具保持筒３を径方向に弾性変形させる加圧リング４を備え、工具保持筒３と加圧リング４との間に設けた環状の液体密封部１０に油成分を含んだ含油液体を密入して構成されている。これにより、加圧リング４を軸方向へ移動させる際の加圧リング４と工具保持筒２との摩擦抵抗を大幅に低減させて、含油液体の油圧にて工具保持部３を縮径させて工具７を保持しているために、加圧リング４及び工具保持筒３への磨耗や圧痕等の損傷を防ぐことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、工具を保持する工具保持具に関し、特に、工具を保持する際の各構成部材同士の摩擦抵抗を低減させて、各構成部材の損傷を防ぐ工具保持具に関するものである。

工具保持具の従来技術として、特許文献１には、操作性に優れ、高速回転に対応できる工具チャックが開示されている。
すなわち、特許文献１の発明は、チェック本体に螺合する締付ナットの回転に伴い、加圧リングを、テーパとなった工具把持筒との接触面に沿ってチャック本体の基端部側へ移動させ、工具把持筒を加圧リングで締め付けて工具を把持する工具チャックにおいて、加圧リングの内周面を、多段の膨出曲面が軸方向に並んだ形状とし、加圧リングの膨出曲面のテーパ状になる頂部が工具把持筒に接触するようにして、摩擦抵抗を低減している。
特開２０００−１１７５１６号公報

しかしながら、上述した特許文献１の発明では、加圧リングの内周面を多段の膨出曲面が軸方向に並んだ形状に形成し、加圧リングの工具把持筒に対する接触面積を大幅に減少させて、加圧リングと工具把持筒との間に生じる摩擦抵抗を低減させているが、加圧リングと工具把持筒との間の接触面積を減少させたとしても、金属同士の接触は依然回避されないために、摩擦抵抗の低減には限界があり、接触面への磨耗や圧痕等の損傷が避けられない。
しかも、特許文献１の発明では、締付ナットの回転により、加圧リングをチャック本体の基端部側に引き寄せるために、スラストベアリング（鋼球）や、締付ナットと加圧リングとの接触面の磨耗や圧痕が著しくなり、工具保持具の寿命が短くなる。さらに、締付ナットを大きな力で回転させて加圧リングをチャック本体の基端部側に引き寄せるために、そのねじり力が加圧リングを通じて工具把持筒に伝達され、工具を高精度に把持することができない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、工具を保持する際の各構成部材同士の摩擦抵抗を低減すると共に工具を高精度に保持して、使用回数が増加しても各構成部材への磨耗や圧痕等の損傷を防ぐ工具保持具を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の工具保持具は、保持具本体の先端部に工具保持筒を一体に設け、該工具保持筒の外周に配置され、軸方向に移動させて、前記工具保持筒を径方向に弾性変形させる加圧リングを備えた工具保持具であって、前記工具保持筒と前記加圧リングとの間に、環状の液体密封部を軸方向に所定範囲設け、該液体密封部に液体を密入することを特徴としている。
これにより、加圧リングを軸方向に所定量移動させ、工具保持筒を縮径させて工具を保持する際、工具保持筒の外周面と加圧リングの内周面とが金属同士で接触することがないので、工具保持筒の外周面と加圧リングの内周面との摩擦抵抗を大幅に低減させることができる。
なお、本発明の工具保持具の各種態様およびそれらの作用については、以下の（発明の態様）の項において詳しく説明する。

（発明の態様）
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。なお、各態様は、請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付して、必要に応じて他の項を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載、実施の形態等に参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要件を付加した態様も、また、各項の態様から構成要件を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。なお、以下の各項において、（１）項、（３）項、（４）項の各々が、請求項１乃至３の各々に相当し、（６）項、（７）項、（９）項の各々が、請求項４乃至６の各々に相当する。

（１）保持具本体の先端部に工具保持筒を一体に設け、該工具保持筒の外周に配置され、軸方向に移動させて、前記工具保持筒を径方向に弾性変形させる加圧リングを備えた工具保持具であって、前記工具保持筒と前記加圧リングとの間に、環状の液体密封部を軸方向に所定範囲設け、該液体密封部に液体を密入することを特徴とする工具保持具。
従って、（１）項の工具保持具では、工具保持筒の外周面と加圧リングの内周面との間に設けた液体密封部に液体を密入したので、加圧リングを軸方向に所定量移動させて、工具保持筒を縮径させて工具を保持する際、工具保持筒の外周面と加圧リングの内周面とが直接接触せず、工具保持筒の外周面と加圧リングの内周面との摩擦抵抗を大幅に低減させることができる。しかも、工具保持筒の外周面と加圧リングの内周面とが直接接触しないために、工具保持筒の外周面及び加圧リングの内周面の磨耗を防ぐことができる。

（２）前記液体密封部において、前記工具保持筒と前記加圧リングとの先端部側の密着部の外径が、前記工具保持筒と前記加圧リングとの保持具本体側の密着部の外径よりも小径に形成されることを特徴とする（１）項に記載の工具保持具。
従って、（２）項の工具保持具では、加圧リングを保持具本体側に所定量移動させると、液体密封部の容積が減少して、液体の圧力が工具保持筒の外周面に付与されることから工具保持筒が縮径されて、工具が工具保持筒に保持される。

（３）前記工具保持筒の先端側外周面に小径部を設け、一方、前記加圧リングの保持具本体側に大径開口部を設け、これら前記工具保持筒の小径部と、前記加圧リングの大径開口部とが軸方向で重なる部分に前記液体密封部を設けることを特徴とする（１）項または（２）項に記載の工具保持具。
従って、（３）項の工具保持具では、加圧リングを保持具本体側に所定量移動させると、液体密封部の容積が減少して、液体の圧力が工具保持筒の外周面に付与されることから工具保持筒が縮径されて、工具が工具保持筒に保持される。

（４）前記工具保持筒の外周面及び前記加圧リングの内周面を、前記工具保持筒の外周面及び前記加圧リングのそれぞれの先端部側に向かって先細りとなるテーパ面に形成することを特徴とする（１）項または（２）項に記載の工具保持具。
（５）前記テーパ面の傾斜角度は、水平面に対して０．５°〜５°の範囲の所定値に設定されることを特徴とする（３）項に記載の工具保持具。
従って、（４）項及び（５）項の工具保持具では、加圧リングを保持具本体側に所定量移動させると、液体密封部の容積が減少して、液体の圧力が工具保持筒の外周面に付与されることから工具保持筒が縮径されて、工具が工具保持筒に保持される。
しかも、（４）項及び（５）項の工具保持具では、液体が液体密封部から漏れたとしても、加圧リングを保持具本体側に所定量移動させると、工具保持筒の外周面と加圧リングの内周面とが各テーパ面で接触して、加圧リングにより工具保持筒が加圧されるために工具保持筒が縮径されて、工具が工具保持筒に保持される。

（６）前記加圧リングの外周に配置され、互いに軸方向に相対移動可能で、前記保持具本体と螺合して前記加圧リングを固定する固定ナットを備え、前記加圧リングの前記工具保持筒を縮径させる移動量は、前記固定ナットとの相対移動量よりも小さく設定されることを特徴とする（１）項〜（５）項のいずれかに記載の工具保持具。
従って、（６）項の工具保持具では、工具を保持する際には、まず、加圧リングを、工具保持筒を縮径させる移動量で移動させた後固定ナットを回転させて、該固定ナットにより加圧リングを固定して工具を保持する形態を採用することができる。これにより、固定ナットを回転させて加圧リングを保持具本体側に引き寄せる従来形態のように、固定ナットの回転によるねじり力が加圧リングを通じて工具保持筒に伝達されず、工具を高精度に保持することができる。

（７）前記固定ナットと前記加圧リングとの間に、球状部材が介在されると共に該球状部材の軸方向両端部に接触可能な環状のスペーサが取り換え可能に配置されることを特徴とする（６）項に記載の工具保持具。
従って、（７）項の工具保持具では、球状部材により、固定ナットと加圧リングとの摩擦抵抗が低減されると共に、各スペーサの配置により加圧リング及び固定ナットに球状部材との接触面を設けないので、加圧リング及び固定ナットが球状部材によって損傷されるのを防ぐ。また、各スペーサが損傷した場合には、新規のスペーサに取り換えることができるので、工具保持具の寿命を長くすることができる。

（８）前記工具保持筒の外周面で、保持具本体側の端部に溝部が全周に亘って形成されること特徴とする（１）項〜（７）項のいずれかに記載の工具保持具。
従って、（８）項の工具保持具では、工具保持筒の径方向への弾性変形が容易となる。

（９）前記加圧リングの外周部位に、軸方向と直交する方向に沿う押圧面を設けていることを特徴とする（１）項〜（８）項のいずれかに記載の工具保持具。
従って、（９）項の工具保持具では、加圧リングの外周部位に、軸方向と直交する方向に沿う押圧面を設けたので、専用設備により押圧面を押圧することで、加圧リングを軸方向に容易に移動させることができる。

本発明によれば、工具を保持する際の各構成部材同士の摩擦抵抗を低減すると共に工具を高精度に保持して、使用回数が増加しても各構成部材への磨耗や圧痕等の損傷を防ぐ工具保持具を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図１〜図９に基いて詳細に説明する。
本発明の実施の形態に係る工具保持具１、１ａ、１ｂは、図１、図５及び図７に示す第１〜第３の実施形態を採用することができ、いずれの形態も、保持具本体２の先端部に一体的に設けた工具保持筒３の外周に配置され、その外周を軸方向に移動させて、工具保持筒３を径方向に弾性変形させる加圧リング４と、該加圧リング４の外周に配置され、互いに軸方向に相対移動可能で、保持具本体２と螺合して加圧リング４を固定する固定ナット５とを備えている。また、工具保持筒３の外周面と加圧リング４の内周面との間で、軸方向に間隔を置いて第１Ｏリング６ａ及び第２Ｏリング６ｂをそれぞれ配置して、これら第１Ｏリング６ａと第２Ｏリング６ｂとの間に液体密封部１０を設けている。該液体密封部１０内には液体、例えば油成分を含んだ含油液体が密入されている。

まず、本発明の第１の実施の形態に係る工具保持具１を、図１〜図４に基いて詳細に説明する。
保持具本体２は、図１に示すように、内部に工具７が挿通される開口を有する円筒状に形成されている。保持具本体２の外周面で軸方向略中間部位には、その全周に亘って、加工設備にチャックされるチャック部９が外方に突設されている。また、図２に示すように、保持具本体２の工具７側の先端部は、保持具本体２の軸方向中間部位の外周面よりも小径に形成され、固定ナット５が螺合される固定筒１１と、該固定筒１１より小径で、径方向に弾性変形可能な工具保持筒３とから形成されている。なお、図１の符合１２は、工具７が保持具本体２の工具保持筒３から突出される量を調整する突出量調整ネジである。

図１及び図２に示すように、固定筒１１の外周面には、固定ナット５が螺合される雄ネジ部１３が形成されている。
図１及び図２に示すように、工具保持筒３の外周面で、保持具本体２側の所定範囲に大径部１５が形成されると共に、先端部側（工具７側）の所定範囲に小径部１６が形成されている。また、工具保持筒３の外周面で、保持具本体２側の端部、詳しくは、工具保持筒３と固定筒１１とを繋ぐ環状段差部２０と、工具保持筒３の大径部１５の外周面との境目部分に溝部２１が全周に亘って形成されている。
また、工具保持筒３の先端部には、その外周面に第１Ｏリング用溝部２２が全周に亘って形成されている。

図１に示すように、加圧リング４は、その軸方向長さが工具保持筒３の軸方向長さと略同一に形成され、その厚みは、工具保持筒３の厚みの２倍以上であり、工具保持筒３と固定筒１１とを繋ぐ環状段差部２０の幅と略同一に形成されている。
図２に示すように、加圧リング４には、保持具本体２側の所定範囲に大径開口部２３が形成されると共に、先端部側（工具７側）の所定範囲に小径開口部２４が形成される。なお、加圧リング４の大径開口部２３の内径と、前述した工具保持筒３の大径部１５の外径とが略一致し、加圧リング４の小径開口部２４の内径と、前述した工具保持筒３の小径部１６の外径とが略一致する。
加圧リング４の保持具本体２側の端部には、その内周面に第２Ｏリング用溝部２５が全周に亘って形成されている。

また、図１及び図２に示すように、加圧リング４の周壁部で、後述する液体密封部１０（環状空間３５）が形成される部位には、軸方向と直交する方向に貫通孔２６が２穴形成されている。これらの貫通孔２６は、含油液体を注入するためのものであり、各貫通孔２６は、加圧リング４の大径開口部２３の内周面に開口する細径孔と、該細径孔の加圧リング４の外周面に向かう側に連設される球状座面と、該球状座面から加圧リング４の外周面に向かって連設される止めネジ２７用の雌ネジ部とから構成されている。なお、本実施の形態では、含油液体密入用の貫通孔２６が２穴形成されているが１穴でも構わない。
さらに、図２に示すように、加圧リング４の外周面には、貫通孔２６を設けた位置から保持具本体２側に、鋼球３０の直径よりも軸方向に長い断面矩形状の溝部３１が全周に亘って形成されている。この溝部３１の保持具本体２側の環状内壁面と、加圧リング４の外周面との境目部分には、環状のスペーサ３２が取り換え可能に配設されている。また、加圧リング４の外周面は、溝部３１を境にして保持具本体２側が先端部側よりも若干大径に形成されている。
さらにまた、加圧リング４の先端部の外周部位には、軸方向と略直交する方向に沿う環状押圧面３３が形成されている。

そして、図２に示すように、加圧リング４が工具保持筒３の外周に配置されると、加圧リング４の大径開口部２３が工具保持筒３の大径部１５に当接して、加圧リング４の第２Ｏリング用溝部２５に備えた第２Ｏリング６ｂが工具保持筒３の大径部１５の外周面に密着すると共に、加圧リング４の小径開口部２４が工具保持筒３の小径部１６に当接して、工具保持筒３の第２Ｏリング用溝部２２に備えた第２Ｏリング６ｂが加圧リング４の小径開口部２４の内周面に密着する。

これにより、加圧リング４の内周面と工具保持筒３の外周面との間で、第１Ｏリング６ａと第２Ｏリング６ｂとの間に液体密封部１０が形成される。当然ながら、この液体密封部１０において、先端部側（工具７側）の、工具保持筒３に備えた第１Ｏリング６ａと、加圧リング４の小径開口部２４の内周面との密着部の外径Ｄ１が、保持具本体２側の、加圧リング４に備えた第２Ｏリング６ｂと、工具保持筒３の大径部１５との密着部の外径Ｄ２よりも小径に設定される。この液体密封部１０は、少なくとも、工具保持筒３の加圧リング４の大径開口部２３と、工具保持筒３の小径部１６とが軸方向で重なる部分の環状空間３５に形成されれば良い。
さらに、液体密封部１０内には、加圧リング４に設けた各貫通孔２６から所定量の含油液体が流入されて充填される。そして、含油液体が液体密封部１０内に充填された後に、各貫通孔２６内の球状座面に鋼球３６をそれぞれ設置し、止めネジ２７を各貫通孔２６の雌ネジ部に螺合して、各貫通孔２６を閉塞している。

この結果、加圧リング４は、工具保持筒３の外周を含油液体を介して軸方向に移動自在となるが、加圧リング４は、外部からの力が作用しなければ、その保持具本体２側の端面４０と、保持具本体２の先端部の固定筒１１と工具保持筒３とを繋ぐ環状段差部２０との間に所定距離Ｌ１をあけた位置で停止され、その距離は、液体密封部１０内への含油液体の流量によって決定する。
すなわち、加圧リング４を仮に工具７側へ移動させようとすると、含油液体が密入された液体密封部１０内が負圧状態となり、加圧リング４には、保持具本体２側へ戻ろうとする力が作用し、加圧リング４に外部から力を加えなければ、加圧リング４は液体密封部１０内の圧力を平衡状態に維持すべく所定位置で停止するようになる。

固定ナット５は、図１及び図２に示すように、その軸方向長さが、加圧リング４の軸方向長さよりも若干短く、その外径が保持具本体２の軸方向中間部位の外径と略同じに形成されている。また、固定ナット５は、図２に示すように、その内周面で、加圧リング４の外周面に設けた溝部３１と対向する位置に、鋼球３０の直径よりも軸方向に長い断面矩形状の溝部４１が全周に亘って形成されている。固定ナット５の内周面で、保持具本体２側の端部には、保持具本体２の固定筒１１の外周面に設けた雄ネジ部１３に螺合する雌ネジ部４２が所定範囲で形成されており、溝部４１と雌ネジ部４２との間の開口径は、加圧リング４の、溝部３１を境とした保持具本体２側の外径と略一致する。一方、固定ナット５の、溝部４１を境とした先端部側（工具７側）の開口径は、加圧リング４の、溝部３１を境とした先端部側の外径と略一致する。また、固定ナット５には、その溝部４１の先端部側の環状内壁面と、固定ナット５の内周面との境目部分に、環状のスペーサ４３が取り換え可能に配設されている。
また、図１に示すように、固定ナット５の周壁部には、溝部４１に開口するネジ孔４４が、軸方向と略直交する方向に貫通されている。このネジ孔４４は、鋼球３０の直径よりも大径で、鋼球３０の挿入用孔である。
さらに、図３に示すように、固定ナット５の先端部には、その内周面に第３Ｏリング用溝部４６が全周に亘って形成されている。

そして、図１及び図２に示すように、固定ナット５を加圧リング４の外周に配置して、固定ナット５を固定筒１１に加圧リング４に力が作用しない程度まで螺合すると共に、固定ナット５の溝部４１と加圧リング４の溝部３１とを対向させて、ネジ孔４４から鋼球３０（球状部材）を多数、固定ナット５と加圧リング４との間の対向する溝部４１、３１間に挿入する。
すると、各鋼球３０は、固定ナット５と加圧リング４との間の対向する溝部４１、３１間に互いに接触するように周方向に配置され、該対向する溝部４１、３１間を軸方向に転動自在となる。その後、ネジ孔４４に止めネジ４５を螺合して、該ネジ孔４４を閉塞する。また、図３に示すように、固定ナット５の第３Ｏリング用溝部４５に備えた第３Ｏリング６ｃが、加圧リング４の先端部の外周面に密着する。

その結果、図２に示すように、固定ナット５と加圧リング４とは互い軸方向に相対移動自在となる。その相対移動量は、該固定ナット５の溝部４１の軸方向の長さから鋼球３０の直径を差引いた距離Ｌ２と、加圧リング４の溝部３１の軸方向の長さから鋼球３０の直径を差し引いた距離Ｌ３とを加えた距離相当である。
また、加圧リング４の液体密封部１０内の圧力が平衡状態となる、加圧リング４の保持具本体２側の端面４０から固定筒１１と工具保持筒３とを繋ぐ環状段差部２０に至る距離Ｌ１が、前述した加圧リング４と固定ナット５との軸方向への相対移動量（Ｌ２＋Ｌ３）よりも小さくなるように液体密封部１０内への含油液体の流量が設定される。すなわち、加圧リング４を保持具本体２側へ移動させて工具保持筒３を縮径させる移動量Ｌ１は、固定ナット５との相対移動量（Ｌ２＋Ｌ３）よりも小さくなるように設定される。

次に、本発明の第１の実施の形態に係る工具保持具１の作用を、図２〜図４に基いて説明する。
まず、図２に示すように、工具７のアンクランプ状態では、加圧リング４が、その保持具本体２側の端面４０と、固定筒１１と工具保持筒３とを繋ぐ環状段差部２０との間に所定の距離Ｌ１をあけた位置で停止しており、固定ナット５は、保持具本体２の固定筒１１の雄ネジ部１３に若干螺合している状態である。また、固定ナット５と加圧リング４との間の対向する溝部４１、３１間に配置された各鋼球３０は、工具７側に寄っており、その軸方向両端部に、加圧リング４及び固定ナット５に備えたスペーサ３２及び４３が接触した状態となっている。

続いて、上述した状態の保持具本体２の工具保持筒３に工具７を挿入して、突出量調整ネジ１２（図１参照）を回転させて工具保持筒３の先端からの工具７の突出量を調整した後、図３に示すように、加圧リング４の先端部の外周部位に設けた環状押圧面３３を専用設備によって押圧して、加圧リング４を保持具本体２側に押し込み、加圧リング４の保持具本体２側の端面４０を、固定筒１１と工具保持筒３とを繋ぐ環状段差部２０に当接させる。
すると、図３に示すように、加圧リング４の内周面と工具保持筒３の外周面との間に設けた液体密封部１０の容積（環状空間３５の容積等）が縮小されるために、液体密封部１０内の含油液体の油圧が工具保持筒３の外周面に付与されることで、工具保持筒３が図３の２点鎖線で示すように縮径されて工具７が保持される。
なお、この図３の状態では、固定ナット５の溝部４１と加圧リング４の溝部３１とが軸方向の略全範囲で略一致し、これら対向する溝部４１、３１内で各鋼球３０が軸方向に転動自在となる。

最後に、図４に示すように、固定ナット５を専用設備で回転させると、固定ナット５に備えたスペーサ４３が各鋼球３０を押しながら保持具本体２側に移動して、固定ナット５と加圧リング４との間の対向する溝部４１、３１内の各鋼球３０の軸方向両端部に、固定ナット５及び加圧リング４に備えた各スペーサ４３、３２が接触した状態となり、加圧リング４が各鋼球３０を介して固定ナット５により固定される。この図４の状態で工具７が本工具保持具１に完全に保持される。

なお、工具７を本工具保持具１から抜脱する際には、固定ナット５を専用設備により緩み方向に回転させれば、図２のように、加圧リング４が工具７側に移動して、その保持具本体２側の端面４０と、固定筒１１と工具保持筒３とを繋ぐ環状段差部２０との間に所定の距離Ｌ１をあけた位置で停止される。
そして、保持具本体２の工具保持筒３が拡径されるので、工具７を該工具保持筒３から抜脱することができる。

以上説明した、本発明の第１の実施の形態に係る工具保持具１では、以下に説明する（１）〜（５）の作用効果を奏するものである。
（１）本工具保持具１は、保持具本体２の先端部に一体に設けた工具保持筒３と、該工具保持筒３の外周に配置され、その外周を軸方向に移動させて、工具保持筒３を径方向に弾性変形させる加圧リング４との間に液体密封部１０を設け、該液体密封部１０に含油液体を密入している。これにより、加圧リング４を保持具本体２側に所定量移動させた際の加圧リング４と工具保持筒３との摩擦抵抗が大幅に低減されると共に、加圧リング４を押す押圧力を大幅に低減させることができる。しかも、工具保持筒３の外周面と加圧リング４の内周面とが直接接触しないために、工具保持筒３及び加圧リング４への磨耗や圧痕等の損傷を防ぐことができる。

（２）本工具保持具１は、工具保持筒３の先端部側に設けた小径部１６と、加圧リング４の保持具本体２側に設けた大径開口部２３とが軸方向で重なる環状空間３５に液体密封部１０を少なくとも設け、加圧リング４を保持具本体２側に所定量移動させた際、液体密封部１０の容積を縮小させて、含油液体の油圧を工具保持筒３の外周面に付与することにより、工具保持筒３を縮径させて工具７を保持している。これにより、従来の、テーパ面同士を接触させて工具保持筒３を縮径させる形態に比べて、その加圧リング４の押圧力を大幅に低減させることができ、工具保持筒３及び加圧リング４への磨耗や圧痕等の損傷を防ぐことができる。

（３）本工具保持具１は、加圧リング４の外周に配置され、互いに軸方向に相対移動可能で、保持具本体２の固定筒１１と螺合して加圧リング４を固定する固定ナット５を備え、加圧リング４を保持具本体２側へ移動させて工具保持筒３を縮径させる移動量Ｌ１を、固定ナット５との相対移動量（Ｌ２＋Ｌ３）よりも小さく設定している。これにより、従来のように、固定ナット５の回転により加圧リング４を保持具本体２側に引き寄せる形態ではなく、加圧リング４を、まず保持具本体２側に所定の移動量Ｌ１で移動させた後、固定ナット５を回転させて加圧リング４を固定する形態を採用することができるので、固定ナット５及び加圧リング４への磨耗や圧痕等の損傷を防ぐだけでなく、固定ナット５の回転によるねじり力が加圧リング４を通じて工具保持筒３に伝達されず、工具７を高精度に保持することができる。

（４）本工具保持具１は、固定ナット５と加圧リング４との間の対向する溝部４１、３１間に複数の鋼球３０を介在させると共に、加圧リング４の外周面及び固定ナット５の内周面に、各鋼球３０の軸方向両端部に接触可能な環状のスペーサ３２、４３を取り換え可能に配設している。これにより、固定ナット５と加圧リング４との摩擦抵抗を低減させて、しかも、各スペーサ３２、４３の配置により加圧リング４及び固定ナット５への磨耗や圧痕等の損傷を防ぐと共に、各スペーサ３２、４３が損傷した場合には、新規に取り換えることで工具保持具１の寿命を長くすることができる。

（５）本工具保持具１は、加圧リング４の先端部の外周部位に、軸方向と直交する方向に沿う環状押圧面３３を設けているので、専用設備により容易に加圧リング４を保持具本体２側に移動させることができる。
以上、（１）項〜（５）項で示した作用効果のように、本発明の第１の実施の形態に係る工具保持具１は、工具７の保持力を従来と同等またはそれ以上とした上で、その加圧リング４の押圧力を低く抑え、しかも、固定ナット５、加圧リング４及び工具保持筒３への磨耗や圧痕等の損傷を防ぎ、工具保持具１の寿命を長くすることができるものである。

次に、本発明の第２の実施の形態に係る工具保持具１ａを、図５及び図６に基いて説明する。なお、第２の実施の形態に係る工具保持具１ａを説明する際には、第１の実施の形態に係る工具保持具１と相違する点のみを説明する。
第２の実施の形態に係る工具保持具１ａは、図５に示すように、工具保持筒３の外周面を、その略全範囲で、先端部側（工具７側）に向かって先細りとなるテーパ面４６に形成している。また、加圧リング４の内周面も、その略全範囲で、先端部側（工具７側）に向かって先細りとなるテーパ面４７に形成している。これら工具保持筒３及び加圧リング４の各テーパ面４６、４７は、略同じ傾斜角度であり、水平面に対して０．５°〜５°の所定値に設定される。

これら、工具保持筒３の外周面に設けたテーパ面４６と、加圧リング４の内周面に設けたテーパ面４７との間で、第１Ｏリング６ａと第２Ｏリング６ｂとの間に液体密封部１０が設けられている。この液体密封部１０において、当然ながら、先端部側（工具７側）の、工具保持筒３に備えた第１Ｏリング６ａと、加圧リング４の内周面のテーパ面４７との密着部の外径Ｄ１が、保持具本体２側の、加圧リング４に備えた第２Ｏリング６ｂと、工具保持筒３の外周面のテーパ面４６との密着部の外径Ｄ２よりも小径に設定される。そして、この液体密封部１０に、各貫通孔２６から含油液体が充填される。

そして、この第２の実施の形態に係る工具保持具１ａでは、図５に示す工具７のアンクランプ状態から図６に示すように、加圧リング４の先端部の外周部位に設けた環状押圧面３３を専用設備によって押圧して、加圧リング４を保持具本体２側に押し込み、加圧リング４の保持具本体２側の端面４０を、保持具本体２の固定筒１１と工具保持筒３とを繋ぐ環状段差部２０に当接させる。
すると、加圧リング４のテーパ面４７と工具保持筒３のテーパ面４６との間に設けた液体密封部１０の容積が縮小されるために、含油液体の油圧が工具保持筒３の外周面に付与されると共に、工具保持筒３が、図６の２点鎖線で示すように縮径されて工具７が保持される。

以上説明した、本発明の第２の実施の形態に係る工具保持具１ａは、前述した第１の実施の形態に係る工具保持具１における（１）項〜（５）項の作用効果の他に、以下に説明する（６）項の作用効果を奏するものである。
（６）本工具保持具１ａでは、万一、工具保持筒３と加圧リング４との間に設けた液体密封部１０内の含油液体が外部に漏れたとしても、加圧リング４の環状押圧面３３を押せば、その押圧力は高くなるものの、加圧リング４のテーパ面４７が工具保持筒３のテーパ面４６に摺接して、工具保持筒３が縮径されて工具７を保持することが可能となる。

次に、本発明の第３の実施の形態に係る工具保持具１ｂを、図７〜図９に基いて説明する。
なお、第３の実施の形態に係る工具保持具１ｂの説明においても、第１の実施の形態に係る工具保持具１と相違する点のみを説明する。
保持具本体２の先端部の固定筒１１には、その外周面の軸方向略中間部位に、軸方向に長い断面矩形状の溝部５０が全周に亘って形成されると共に、該溝部５０よりも先端部側に、固定ナット５が螺合される雄ネジ部１３が形成されている。
保持具本体２の先端部の工具保持筒３には、その外周面の全範囲に先端部側に向かって先細りとなるテーパ面４６が形成されている。
加圧リング４には、その保持具本体２側の外周面で、大径部から小径部に縮径される環状段差部に、取り換え可能な環状のスペーサ３２が配設されている。また、加圧リング４の内周面には、その全範囲に、先端部側に向かって先細りとなるテーパ面４７が形成されている。これら工具保持筒３及び加圧リング４の各テーパ面４６、４７は、略同じ傾斜角度であり、水平面に対して２°〜５°の範囲内の所定値に設定される。

これら、工具保持筒３の外周面に設けたテーパ面４６と、加圧リング４の内周面に設けたテーパ面４７との間で、第１Ｏリング６ａと第２Ｏリング６ｂとの間に液体密封部１０が設けられている。この液体密封部１０において、当然ながら、先端部側（工具７側）の、工具保持筒３に備えた第１Ｏリング６ａと、加圧リング４の内周面のテーパ面４７との密着部の外径Ｄ１が、保持具本体２側の、加圧リング４に備えた第２Ｏリング６ｂと、工具保持筒３の外周面のテーパ面４６との密着部の外径Ｄ２よりも小径に設定される。そして、この液体密封部１０に、含油液体が各貫通孔２６から充填される。

固定ナット５には、その内周面で、保持具本体２側に溝部５１が形成されており、この溝部５１には止め輪５２が配設されている。また、固定ナット５の内周面の軸方向略中間部位で、溝部５１から先端部側には、保持具本体２の固定筒１１に設けた雄ネジ部１３と螺合される雌ネジ部４２が所定範囲で形成されている。さらに、固定ナット５の、該雌ネジ部４２から先端部側の大径開口部から小径開口部に縮径される環状段差部に、取り換え可能な環状のスペーサ４３が配設されている。

そして、加圧リング４の外周に固定ナット５を配置すると共に、固定ナット５に備えた止め輪５２を、保持具本体２の固定筒１１に設けた溝部５０内に配置し、固定ナット５の雌ネジ部４２を保持具本体２の固定筒１１の雄ネジ部１３に螺合させると、固定ナット５と加圧リング４とは相対移動量Ｌ４の範囲内で互いに相対移動自在となる。なお、この相対移動量Ｌ４は、固定筒１１に設けた溝部５０の軸方向の長さから止め輪５２の直径を差引いた距離である。
そこで、加圧リング４の液体密封部１０内の圧力が平衡状態となる、加圧リング４の保持具本体２側の端面４０から固定筒１１と工具保持筒３とを繋ぐ環状段差部２０に至る距離Ｌ１、すなわち、加圧リング４を保持具本体２側へ移動させて工具保持筒３を縮径させる移動量Ｌ１は、固定ナット５との相対移動量Ｌ４よりも小さくなるように液体密封部１０内の含油液体の流量が設定される。

次に、本発明の第３の実施の形態に係る工具保持具１ｂの作用を、図７〜図９に基いて説明する。
まず、図７に示すように、工具７のアンクランプ状態では、加圧リング４が、その保持具本体２側の端面４０と、固定筒１１と工具保持筒３とを繋ぐ環状段差部２０との間に所定距離Ｌ１をあけた位置で停止し、加圧リング４の外周面に備えたスペーサ３２が固定ナット５の内周面に備えたスペーサ４３に当接しており、固定ナット５が、保持具本体２の固定筒１１の雄ネジ部１３に若干螺合している状態となる。さらに、固定ナット５の溝部５１に備えた止め輪５２が、保持具本体２の固定筒１１に設けた溝部５０の工具７側の環状面に当接している状態となっている。

続いて、図８に示すように、上述した状態の保持具本体２内に工具７を挿入して、加圧リング４の先端部の外周部位に設けた環状押圧面３３を専用設備（図示略）によって押圧して、加圧リング４を保持具本体２側に押し込み、加圧リング４の保持具本体２側の端面４０を、保持具本体２の固定筒１１と工具保持筒３とを繋ぐ環状段差部２０に当接させる。
すると、加圧リング４のテーパ面４７と工具保持筒３のテーパ面４６との間に設けた液体密封部１０の容積が縮小されるために、含油液体の油圧が工具保持筒３の外周面に付与されると共に、工具保持筒３が図８の２点鎖線で示すように縮径されて工具７が保持される。

最後に、図９に示すように、固定ナット５を専用設備で回転させることで、固定ナット５を保持具本体２側に移動させると共に、固定ナット５に備えたスペーサ４３を加圧リング４に備えたスペーサ３２に当接させて、加圧リング４を固定ナット５により固定する。この図９の状態で工具７が保持具本体２に完全に保持される。

以上説明した、本発明の第３の実施の形態に係る工具保持具１ｂは、前述した第１及び第２の実施の形態に係る工具保持具１及び１ａにおける（１）項〜（６）項の作用効果のうち、（１）項、（４）項、（５）項、（６）項の作用効果を奏することができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る工具保持具の断面図である。 図２は、工具のアンクランプ状態を示す、第１の実施形態に係る工具保持具の保持具本体の先端部の片側断面図である。 図３は、工具をクランプする途中段階を示す、第１の実施形態に係る工具保持具の保持具本体の先端部の片側断面図である。 図４は、工具のクランプ状態を示す、第１の実施形態に係る工具保持具の保持具本体の先端部の片側断面図である。 図５は、工具のアンクランプ状態を示す、第２の実施形態に係る工具保持具の保持具本体の先端部の片側断面図である。 図６は、工具のクランプ状態を示す、第２の実施形態に係る工具保持具の保持具本体の先端部の片側断面図である。 図７は、工具のアンクランプ状態を示す、第３の実施形態に係る工具保持具の保持具本体の先端部の片側断面図である。 図８は、工具をクランプする途中段階を示す、第３の実施形態に係る工具保持具の保持具本体の先端部の片側断面図である。 図９は、工具のクランプ状態を示す、第３の実施形態に係る工具保持具の保持具本体の先端部の片側断面図である。

符号の説明

１、１ａ、１ｂ 工具保持具，２ 保持具本体，３ 工具保持筒，４ 加圧リング，５固定ナット，６ａ 第１Ｏリング，６ｂ 第２Ｏリング，７ 工具，１０ 液体密封部（環状空間３５），１５ 大径部，１６ 小径部，２１ 溝部，２３ 大径開口部，２４ 小径開口部，３０ 鋼球（球状部材），３１、４１ 溝部，３２、４３ スペーサ，３３ 環状押圧面，４６、４７ テーパ面，

Claims (6)

1. 保持具本体の先端部に工具保持筒を一体に設け、該工具保持筒の外周に配置され、軸方向に移動させて、前記工具保持筒を径方向に弾性変形させる加圧リングを備えた工具保持具であって、
   前記工具保持筒と前記加圧リングとの間に、環状の液体密封部を軸方向に所定範囲設け、該液体密封部に液体を密入することを特徴とする工具保持具。
2. 前記工具保持筒の先端側外周面に小径部を設け、一方、前記加圧リングの保持具本体側に大径開口部を設け、これら前記工具保持筒の小径部と、前記加圧リングの大径開口部とが軸方向で重なる部分に前記液体密封部を設けることを特徴とする請求項１に記載の工具保持具。
3. 前記工具保持筒の外周面及び前記加圧リングの内周面を、前記工具保持筒の外周面及び前記加圧リングのそれぞれの先端部側に向かって先細りとなるテーパ面に形成することを特徴とする請求項１に記載の工具保持具。
4. 前記加圧リングの外周に配置され、互いに軸方向に相対移動可能で、前記保持具本体と螺合して前記加圧リングを固定する固定ナットを備え、前記加圧リングの前記工具保持筒を縮径させる移動量は、前記固定ナットとの相対移動量よりも小さく設定されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の工具保持具。
5. 前記固定ナットと前記加圧リングとの間には、球状部材が介在されると共に該球状部材の軸方向両端部に接触可能な環状のスペーサが取り換え可能に配置されることを特徴とする請求項４に記載の工具保持具。
6. 前記加圧リングの外周部位に、軸方向と直交する方向に沿う押圧面を設けていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の工具保持具。

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