JP2021088022A - コレット装置 - Google Patents

Abstract

【課題】締付部材と押圧部材を相対的に回転可能に連結するボールを簡単な構成で配置することができるコレット装置を提供する。【解決手段】締付ナット１２０は、ネジ結合によって、本体部１１０に対する相対的な回転および軸方向に沿った移動が可能である。締付部材内側空間１２０ａ内には、リング１３０が挿入される。締付ナット内周面部分１２１ｆとリング外周面部分１３２ｂの間には、複数のボール１５０が周方向に沿って配置される。ボール１５０は、リング１３０を、締付ナット内周面部分１２１ｆとリング外周面部分１３２ｂが対向する対向位置より後端側のボール挿入位置に配置した状態で、リング１３０と締付部材１２０との間の空隙を介して締付ナット内周面部分１２１ｆに対応する位置に挿入される。リング内側空間１３０ａ内には、工具３００の工具シャンク部３１０を挟持するコレット１４０が挿入される。【選択図】図４

Description

本発明は、工具を保持するコレット装置に関する。

工具を保持する工具保持具として、例えば、特許文献１に開示されているコレット装置（「コレットチャック」と呼ばれている）が知られている。特許文献１に開示されているコレット装置２００を、図６、図７を参照して説明する。なお、図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視図である。
従来のコレット装置２００は、本体部２１０、締付ナット２２０、リング２３０、コレット２４０を有している。
本体部２１０は、本体部内周面２１１、本体部外周面２１２および本体部内周面２１１によって形成される本体部内側空間２１０ａを有している。本体部内周面２１１は、先端側に、テーパー面に形成されている本体部内周面部分２１１ａを有している。本体部外周面２１２は、先端側に、雄ネジが形成されている本体部外周面部分２１２ａを有している。
締付ナット２２０は、締付ナット内周面２２１、締付ナット外周面２２２および締付ナット内周面２２１によって形成される締付ナット内側空間２２０ａを有している。締付ナット内周面２２１は、締付ナット内周面部分２２１ａ〜２２１ｃを有している。締付ナット内周面部分２２１ｃには、本体部外周面部分２１２ａに形成されている雄ネジとネジ結合可能（螺合可能）な雌ネジが形成されている。締付ナット内周面部分２２１ａと２２１ｂによって、リング２３０を挿入可能な締付ナット内側空間部分が形成される。締付ナット内周面部分２２１ａには、周方向に沿って延在しているとともに、軸方向に沿った断面で見て、径方向外側に窪んでいる円弧形状を有する環状溝２２３が形成されている。また、締付ナット２２０は、締付ナット外周面２２２と環状溝２２３の間に、径方向に沿って延在する挿入孔２２４が形成されている。
リング２３０は、リング内周面２３１、リング外周面２３２およびリング内周面２３１によって形成されるリング内側空間２３０ａを有している。リング内周面２３１は、先端側に、テーパー面に形成されているリング内周面部分２３１ｂを有している。リング外周面２３２には、周方向に沿って延在しているとともに、軸方向に沿った断面で見て、径方向内側に窪んでいる円弧形状を有する環状溝２３３が形成されている。
コレット２４０は、コレット内周面２４１、コレット外周面２４２およびコレット内周面２４１により形成されるコレット内側空間２４０ａを有している。コレット外周面２４２は、先端側に、リング内周面部分２３１ｂとテーパー係合可能なテーパー面に形成されているコレット外周面部分２４２ａを有し、後端側に、本体部内周面部分２１１ａとテーパー係合可能なテーパー面に形成されているコレット外周面部分２４２ｆを有している。また、コレット２４０は、軸方向および径方向に沿って延在する複数のすり割りを有している。複数のすり割りは、後端側が固定され、コレット先端面２４０Ａに開口している第１のすり割り２４３と、先端側が固定され、コレット後端面２４０Ｂに開口している第２のすり割り２４４（図示省略）を有している。第１のすり割り２４３と第２のすり割り２４４は、周方向に沿って交互に配置されている。

リング２３０は、締付ナット内周面部分２２１ａと２２１ｂによって形成される締付ナット内側空間部分内に挿入される。この時、締付ナット内周面部分２２１ａに形成されている環状溝２２３とリング外周面２３２に形成されている環状溝２３３によって、周方向に沿って延在する環状通路が形成される。そして、挿入孔２２４を介してボール２５０を環状通路内に挿入する。その後、閉塞ボルト２２５によって挿入孔２２４を閉塞する。これにより、リング２３０は、締付ナット２２０に対する相対的な回転は可能であるが、軸方向に沿った移動は不能となる。
締付ナット２２０とリング２３０が組み付けられた状態で、コレット２４０を、後端側から締付ナット内側空間２２０ａおよびリング内側空間２３０ａ内に挿入する。これにより、コレット外周面部分２４２ａがリング内周面部分２３１ｂに対向する位置に配置されるとともに、リング内周面２３１に形成されているフランジ部２３５がコレット外周面２４２に形成されている係止溝２４５に挿入され、コレット２４０がリング２３０に装着される。
そして、締付ナット内周面部分２２１ｃに形成されている雌ネジを本体部外周面部分２１２ａに形成されている雄ネジにネジ結合（螺合）させる。この時、コレット外周面部分２４２ｆは、本体部内周面部分２１１ａに対向する位置に配置される。

ワーク（被加工物）を加工する際には、工具３００の工具シャンク部３１０をコレット内側空間２４０ａ内に挿入する。そして、締付ナット２２０を周方向に沿って一方側（例えば、時計方向）に回転させ、締付ナット２２０を、本体部２１０に対して、軸方向に沿って後端側に移動させる。締付ナット２２０の、後端側への移動に連動して、リング２３０が後端側に移動する。リング２３０が後端側に移動すると、リング内周面部分２３１ｂとコレット外周面部分２４２ａとのテーパー係合およびコレット外周面部分２４２ｆと本体部内周面部分２１１ａとのテーパー係合によって、コレット外周面２４２が押圧される。これにより、工具シャンク部３１０（詳しくは、シャンク部外周面３１２）がコレット内周面２４１によって挟持される。締付ナット２２０を周方向に沿って他方側（例えば、反時計方向）に回転させると、締付ナット２２０およびリング２３０が、本体部２１０に対して、軸方向に沿って先端側に移動し、コレット外周面２４２に対する押圧が解除されて、工具シャンク部３１０の挟持が解除される。

特開平１１−３０９６１３号公報

従来のコレット装置では、締付部材である締付ナットと押圧部材であるリングとの間に形成される環状通路にボールを挿入するための挿入孔を締付ナットに形成し、環状通路にボールを挿入した後、閉塞ボルトによって挿入孔を閉塞している。このため、締付ナットに挿入孔を形成する作業や挿入孔を閉塞ボルトによって閉塞する作業が必要であった。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、締付部材と押圧部材を相対的に回転可能に連結するボールを簡単な構成で配置することができるコレット装置を提供することを目的とする。

本発明のコレット装置は、本体部、締付部材、押圧部材およびコレットを備えている。
本体部は、好適には、後端側が工作機械の主軸に取り付けられ、先端側に締付部材が取り付けられる。本体部は、単一の部材により構成することもできるし、複数の部材により構成することもできる。
締付部材は、締付部材内周面、締付部材外周面および締付部材内周面により形成される締付部材内側空間を有する筒状に形成されている。締付部材は、ネジ結合によって、本体部に対する相対的な回転および軸方向に沿った移動が可能である。好適には、本体部外周面の先端側に形成された雄ネジと、締付部材内周面の後端側に形成された雌ネジによってネジ結合部が構成される。
押圧部材は、押圧部材内周面、押圧部材外周面および押圧部材内周面により形成される押圧部材内側空間を有する筒状に形成されている。押圧部材は、締付部材内側空間内に挿入される。
コレットは、コレット内周面、コレット外周面およびコレット内周面により形成されるコレット内側空間を有する筒状に形成されている。コレットは、押圧部材内側空間内に挿入される。コレット内側空間には、工具の工具シャンク部が挿入可能である。
締付部材内周面と押圧部材外周面との間には、複数のボールが周方向に沿って配置される。複数のボールは、押圧部材の、締付部材に対する相対的な回転は可能であるが、軸方向に沿った移動は不能となるように配置される。
そして、締付部材の、軸方向に沿った後端側への移動に連動して押圧部材が軸方向に沿って後端側に移動することにより、押圧部材内周面によってコレット外周面が押圧され、コレット内側空間内に挿入されている工具シャンク部がコレット内周面によって挟持されるように構成されている。
本発明では、押圧部材を、締付部材内側空間内に先端側から挿入可能に構成されている。すなわち、押圧部材の最大外径が、締付部材内側空間の、先端側の締付部材内側空間部分の最小内径より小さく設定されている。
締付部材内周面は、締付部材第１内周面部分を有している。締付部材第１内周面部分は、周方向に沿って延在しているとともに、軸方向に沿った断面で見て、径方向外側に窪んでいる断面形状を有している。好適には、締付部材第１内周面部分は、円弧形状（「略円弧形状」を含む）の部分を含んでいる。
押圧部材外周面は、押圧部材第１外周面部分、押圧部材第２外周面部分、押圧部材第３外周面部分を有している。押圧部材第２外周面部分は、押圧部材第１外周面部分より後端側に配置され、押圧部材第１外周面部分の外径より大きい外径を有している。押圧部材第３外周面部分は、押圧部材第１外周面部分と押圧部材第２外周面部分の間に形成され、周方向に沿って延在しているとともに、軸方向に沿った断面で見て、径方向内側に窪んでいる断面形状を有している。好適には、押圧部材第３外周面部分は、円弧形状（「略円弧形状」を含む）の部分を含んでいる。
そして、押圧部材が、締付部材第１内周面部分と押圧部材第３外周面部分が対向する対向位置に配置された状態において、ボールが締付部材第１内周面部分と押圧部材第３外周面部分の間に保持可能に構成されている。
また、押圧部材を、対向位置より後端側のボール挿入位置に移動可能に構成されている。さらに、押圧部材がボール挿入位置に配置された状態において、ボールを、押圧部材と締付部材との間の空隙を介して締付部材第１内周面部分に対応する位置に挿入可能に構成されている。
本発明では、押圧部材をボール挿入位置および対向位置に配置する作業を行うだけで、ボールを押圧部材と締付部材の間に配置することができる。すなわち、従来のコレット装置のように、締付部材に挿入孔を形成する作業および閉塞ボルトで挿入孔を閉塞する作業を行う必要がない。これにより、ボールを、締付部材と押圧部材の間に、簡単な構成で容易に配置することができる。
本発明の異なる形態では、押圧部材が対向位置から後端側に移動するのを防止する移動防止部材が設けられている。移動防止部材としては、例えば、サークリップが用いられる。移動防止部材の配置位置は、適宜設定可能である。
本形態では、押圧部材が対向位置から後端側に移動するのを防止することができる。
本発明の異なる形態では、締付部材第１内周面部分および押圧部材第３外周面部分より先端側に、締付部材内周面と押圧部材外周面との間をシールするシール部材が設けられている。シール部材としては、例えば、Ｏリングが用いられる。シール部材の配置位置は、適宜設定可能である。
本形態では、工具を冷却する冷却液が締付部材内周面と押圧部材外周面との間の隙間を介して流れるのを防止することができる。
本発明の異なる形態では、締付部材内周面は、締付部材第１内周面部分より後端側に配置され、締付部材第１内周面部分より径方向内側に飛び出ている締付部材第２内周面部分を有している。リングは、締付部材内側空間の、締付部材第２外周面部分より先端側の締付部材内側空間部分に、先端側から挿入される。好適には、締付部材第２内周面部分に、ネジ結合部を構成する雌ネジが形成される。
本形態では、押圧部材が、締付部材第２内周面部分より先端側の締付部材内側空間部分に、先端側から挿入されるため、押圧部材の外周面の最大外径を、径方向内側に飛び出ている締付部材第２内周面部分の内径より大きく設定することができる。これにより、押圧部材の肉厚を厚くすることができ、押圧部材の強度を高めることができる。また、締付部材第２内周面部分により形成される突部を、押圧部材をボール挿入位置に配置する際における位置決め部材として用いることにより、押圧部材をボール挿入位置に容易に配置することができる。

本発明では、締付部材と押圧部材を相対的に回転可能に連結するボールを簡単な構成で配置することができる。

本発明のコレット装置の一実施形態の断面図である。 一実施形態のコレット装置を構成する締付ナットとリングの断面図である。 締付ナットとリングを組み付ける動作を説明する図である。 図３に矢印ＩＶで示されている部分の拡大図である。 図１に矢印Ｖで示されている部分の拡大図である。 従来のコレット装置を示す断面図である。 図６のＶＩＩ―ＶＩＩ線矢視図である。

以下に、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
本明細書では、コレット装置の中心線Ｐの延在方向（図１、図６では、左右方向）を「軸方向」といい、工具（工具シャンク部）がコレット内側空間内に挿入される側（図１、図６では、矢印Ａで示される右側）を「軸方向に沿った一方側（軸方向一方側）」あるいは「先端側」といい、工具（工具シャンク部）がコレット内側空間内に挿入される側と反対側（図１、図６では、矢印Ｂで示される左側）を「軸方向に沿った他方側（軸方向他方側）」あるいは「後端側」という。勿論、各方向の定義は、適宜変更可能である。
また、軸方向に直角な断面で見て、中心線Ｐを中心とする円に沿った方向を「周方向」といい、中心線Ｐを通る線の方向を「径方向」という。

本発明のコレット装置の一実施形態を、図１、図２、図５を参照して説明する。
図１は、一実施形態のコレット装置１００の断面図である。また、図２は、一実施形態のコレット装置１００を構成する締付ナット１２０、リング１３０の断面図である。また、図５は、図１に矢印Ｖで示されている部分の拡大図である。
なお、図１、図５は、リング１３０が対向位置に配置されている状態を示している。「対向位置」は、締付ナット内周面部分１２１ｆとリング外周面部分１３２ｂが対向し、締付ナット内周面部分１２１ｆとリング外周面部分１３２ｂの間にボール１５０を保持可能な位置を示す。

本実施形態のコレット装置１００は、本体部１１０、締付ナット１２０、リング１３０、コレット１４０を有している。
本体部１１０は、好適には、１つの部材で構成されるが、複数の部材で構成することもできる。本体部１１０の後端部は、工作機械の主軸に取り付けられ、本体部１１０の先端部に、締付ナット１２０が取り付けられる。
本体部１１０は、本体部内周面１１１、本体部外周面１１２、本体部先端面１１０Ａを有している。本体部内周面１１１によって本体部内側空間１１０ａが形成される。
本体部内周面１１１は、先端側に本体部内周面部分１１１ａを有している。本体部内周面部分１１１ａは、テーパー面に形成されている。本体部内周面部分１１１ａにより形成される本体部内側空間部分には、コレット１４０の後端部（コレット外周面部分１４２ｆに対応する部分）が挿入される。
本体部外周面１１２は、先端側に本体部外周面部分１１２ａを有している。本体部外周面部分１１２ａには、締付ナット１２０の締付ナット内周面部分１２１ｇに形成される雌ネジとネジ結合（螺合）可能な雄ネジが形成される。

締付ナット１２０は、筒状に形成され、締付ナット先端面１２０Ａ、締付ナット後端面１２０Ｂ、締付ナット内周面１２１および締付ナット外周面１２２を有している。締付ナット内周面１２１によって締付ナット内側空間１２０ａが形成される。
締付ナット内周面１２１は、締付ナット内周面部分１２１ａ〜１２１ｇを有している。
締付ナット内周面部分１２１ａは、先端側に配置され、内径Ｍ１を有している。
締付ナット内周面部分１２１ｃは、締付ナット内周面部分１２１ａより後端側に配置され、締付ナット内周面部分１２１ａの内径Ｍ１より小さい内径Ｍ２（Ｍ２＜Ｍ１）を有している。締付ナット内周面部分１２１ｃには、本体部外周面部分１１２ａに形成される雄ネジとネジ結合（螺合）可能な雌ネジが形成される。
締付ナット内周面部分１２１ｅは、締付ナット内周面部分１２１ｃより後端側に配置され、締付ナット内周面部分１２１ｃの内径Ｍ２より大きい内径を有している。
締付ナット内周面部分１２１ｃと締付ナット内周面部分１２１ａおよび１２１ｅの間には、締付ナット内周面部分１２１ｂおよび１２１ｄが形成されている。締付ナット内周面部分１２１ｂは、軸方向に沿った断面で見て、後端側から先端側に向かって径方向内側から径方向外側に向かうように傾斜している直線形状（「略直線形状」を含む）に形成されている。締付ナット内周面部分１２１ｄは、軸方向に沿った断面で見て、先端側から後端側に向かって径方向内側から径方向外側に向かうように傾斜している直線形状（「略直線形状」を含む）に形成されている。締付ナット内周面部分１２１ｂ〜１２１ｄによって、締付ナット内周面部分１２１ａより径方向内側に飛び出ている突部が形成される。
締付ナット内周面部分１２１ａによって、リング１３０が挿入される締付ナット内側空間部分が形成される。
締付ナット内周面部分１２１ａには、締付ナット内周面部分１２１ｆと１２１ｇが形成されている。締付ナット内周面部分１２１ｇは、締付ナット内周面部分１２１ｆより後端側に形成されている。
締付ナット内周面部分１２１ｆは、周方向に沿って延在しているとともに、軸方向に沿った断面（図２に示されている断面）で見て、径方向外側に窪んでいる断面形状を有している。本実施形態では、締付ナット内周面部分１２１ｆは、部分１２１ｆ１と、部分１２１ｆより先端側および後端側に配置されている部分１２１ｆ２および１２１ｆ３を有している。部分１２１ｆ１は、円弧形状（「略円弧形状」を含む）に形成されている。部分１２１ｆ２は、後端側から先端側に向かって径方向外側から径方向内側に向かうように傾斜している直線形状（「略直線形状」を含む）に形成され、部分１２１ｆ３は、先端側から後端側に向かって径方向外側から径方向内側に向かうように傾斜している直線形状（「略直線形状」を含む）に形成されている。締付ナット内周面部分１２１ｆの断面形状は、後述するボール１５０の形状に応じて設定される。
締付ナット内周面部分１２１ｇは、周方向に沿って延在しているとともに、軸方向に沿った断面で見て、径方向外側に窪んでいる断面形状を有している。本実施形態では、締付ナット内周面部分１２１ｇは、部分１２１ｇ１と部分１２１ｇ２を有している。部分１２１ｇ１は、円弧形状（「略円弧形状」を含む）に形成されている。部分１２１ｇ２は、部分１２１ｇ１より後端側に配置され、先端側から後端側に向かって径方向外側から径方向内側に向かうように傾斜している直線形状（「略直線形状」を含む）に形成されている。締付ナット内周面部分１２１ｇの断面形状は、後述するサークリップ（スナップリング）１７０の形状に応じて設定される。

締付ナット１２０が、本発明の「締付部材」に対応し、締付ナット内周面１２１が本発明の「締付部材内周面」に対応し、締付ナット外周面１２２が、本発明の「締付部材外周面」に対応する。
また、締付ナット内周面部分１２１ａ〜１２１ｇが、本発明の「締付部材内周面部分」に対応し、締付ナット内周面部分１２１ｆが、本発明の「締付部材第１内周面部分」に対応し、締付ナット内周面部分１２１ｃが、本発明の「締付部材第２内周面部分」に対応し、締付ナット内周面部分１２１ｇが、本発明の「締付部材第３内周面部分」に対応する。また、締付部材内周面部分１２１ｂ〜１２１ｄによって、本発明の「締付部材第１内周面部分より径方向内側に飛び出ている突部」が形成される。

リング１３０は、筒状に形成され、リング先端面１３０Ａ、リング後端面１３０Ｂ、リング内周面１３１およびリング外周面１３２を有している。リング内周面１３１によってリング内側空間１３０ａが形成される。
リング内周面１３１は、リング内周面部分１３１ａ〜１３１ｆを有している。リング内周面部分１３１ｂは、先端側に配置され、コレット１４０のコレット外周面部分１４２ａとテーパー係合可能なテーパー面に形成されている。リング外周面部分１３１ｃ〜１３１ｅによって、凹部が形成される。また、リング内周面部分１３１ｅ、１３１ｆおよびリング後端面１３０Ｂによって、径方向内側に飛び出ているフランジ部が形成される。
リング外周面１３２は、リング外周面部分１３２ａ〜１３２ｅを有している。リング外周面部分１３２ａは、先端側に形成され、外径Ｎ１を有している。リング外周面部分１３２ｃは、リング外周面部分１３２ａより後端側に配置され、リング外周面部分１３２ａの外径Ｎ１より大きい外径Ｎ２（Ｎ１＜Ｎ２）を有している。リング外周面部分１３２ｂは、リング外周面部分１３２ａと１３２ｃの間に配置され、周方向に沿って延在しているととともに、軸方向に沿った断面で見て、径方向内側に窪んでいる断面形状を有している。本実施形態では、リング外周面部分１３２ｂは、円弧形状（「略円弧形状」を含む）に形成されている。リング外周面部分１３２ｂの断面形状は、後述するボール１５０の形状に応じて設定される。
リング外周面部分１３２ｄは、先端側から後端側に向かって径方向外側から径方向内側に向かうように傾斜している直線形状（「略直線形状」を含む）に形成されている。
リング外周面部分１３２ａには、リング外周面部分１３２ｅが形成されている。リング外周面部分１３２ｅは、周方向に沿って延在しているとともに、軸方向に沿った断面で見て、径方向内側に窪んでいる断面形状を有している。本実施形態では、リング外周面部分１３２ｅは、円弧形状（「略円弧形状」を含む）に形成されている。リング外周面部分１３２ｅの断面形状は、後述するＯリング１６０の形状に応じて設定される。

なお、リング外周面部分１３２ｃの外径Ｎ２（リング１３０の最大外径）は、締付部材内周面１２１ａ（締付部材内側空間部分）の内径Ｍ１より小さく、締付部材内周面部分１２１ｃの内径Ｍ２より大きくなるように設定されている（Ｍ２＜Ｎ２＜Ｍ１）。すなわち、リング１３０は、締付部材内側空間１２０ａの、先端側の締付部材内側空間部分内に先端側から挿入可能である。
ここで、リング１３０を、締付部材内側空間１２０ａ内に後端側から挿入するには、リング１３０の最大外径（本実施形態では、リング外周面部分１３２ｃの外径Ｎ２）を、締付部材内周面部分１２１ｃの内径Ｍ２より小さくする（Ｎ２＜Ｍ２）必要がある。この場合、リング１３０の肉厚が薄くなってリング１３０の強度が低くなる。あるいは、リング１３０の強度の低下を防止するために、締付部材内周面１２１ｃの内径Ｍ２を大きくすることが考えられる。この場合には、締付部材１２０の強度の低下を防止するために、締付部材１２０の肉厚を大きくする必要があり、締付部材１２０の重量が増大する。
本実施形態のように、締付部材内側空間１２０ａの先端側に、締付部材内周面部分１２１ａによって、リング１３０が先端側から挿入可能な締付部材内側空間部分を形成するとともに、締付部材内側空間部分より後端側に、締付部材内周面部分１２１ｂ〜１２１ｄにより形成され、締付部材内周面部分１２１ａより径方向内側に飛び出ている突部を形成することにより、リング１３０の強度の低下を防止することができるとともに、締付部材１２０の強度を、重量を増大させることなく高めることができる。

リング１３０が、本発明の「押圧部材」に対応し、リング内周面１３１が、本発明の「押圧部材内周面」に対応し、リング外周面１３２が、本発明の「押圧部材外周面」に対応する。
また、リング内周面部分１３１ａ〜１３１ｆが、本発明の「押圧部材内周面部分」に対応する。
また、リング外周面部分１３２ａ〜１３２ｅが、本発明の「押圧部材外周面部分」に対応し、リング外周面部分１３２ａが、本発明の「押圧部材第１外周面部分」に対応し、リング外周面部分１３２ｃが、本発明の「押圧部材第２外周面部分」に対応し、リング外周面部分１３２ｂが、本発明の「押圧部材第３外周面部分」に対応し、リング外周面部分１３２ｄが、本発明の「押圧部材第４外周面部分」に対応し、リング外周面部分１３２ｅが、本発明の「押圧部材第５外周面部分」に対応する。

リング１３０が、締付ナット内周面部分１２１ｆとリング外周面部分１３２ｂが対向する対向位置に配置されている状態（図１、図５）では、締付ナット内周面部分１２１ｆとリング外周面部分１３２ｂによって、周方向に沿って延在する環状通路が形成される。この環状通路には、複数のボール１５０が周方向に沿って配置される。これにより、リング１３０は、締付ナット１２０に対する相対的な回転は可能であるが、軸方向に沿った移動は不能である。すなわち、締付ナット１２０を回転させて、締付ナット１２０を本体部１１０に対して軸方向に沿って移動させた時、リング１３０は、締付ナット１２０に対して相対的に回転しながら、締付ナット１２０の軸方向に沿った移動に連動して軸方向に沿って移動する。
また、締付ナット内周面部分１２１ａとリング外周面部分１３２ｅの間には、Ｏリング１６０が設けられる。これにより、工具３００を冷却する冷却液が、締付ナット内周面１２１とリング外周面１３２の間の空隙を介して流れるのを防止することができる。
また、締付ナット内周面部分１２１ｇとリング外周面部分１３２ｄの間には、サークリップ（スナップリングとも呼ばれる）１７０が設けられる。これにより、リング１３０が、対向位置から後端側に移動するのを防止することができる。

ボール１５０が、本発明の「ボール」に対応し、Ｏリング１６０が、本発明の「シール部材」に対応し、サークリップ（スナップリング）１７０が、本発明の「移動防止部材」に対応する。

コレット１４０は、筒状に形成され、コレット先端面１４０Ａ、コレット後端面１４０Ｂ、コレット内周面１４１およびコレット外周面１４２を有している。コレット内周面１４１によって、コレット内側空間１４０ａが形成される。コレット内側空間１４０ａ内には、工具３００の工具シャンク部３１０が挿入可能である。
コレット外周面１４２は、コレット外周面部分１４２ａ〜１４２ｆを有している。コレット外周面部分１４２ａは、先端側に配置され、リング内周面部分１３１ｂとテーパー係合可能なテーパー面に形成されている。コレット外周面部分１４２ｃ〜１４２ｅによって、径方向内側に窪んでいる係止溝１４５が形成される。コレット外周面部分１４２ｆは、後端側に配置され、本体部内周面部分１１１ａとテーパー係合可能なテーパー面に形成されている。
また、コレット１４０は、軸方向および径方向に沿って延在する複数のすり割りを有している。複数のすり割りは、後端側が固定され、コレット先端面１４０Ａに開口している第１のすり割り１４３と、先端側が固定され、コレット後端面１４０Ｂに開口している第２のすり割り１４４（図示省略）を有している。第１のすり割り１４３と第２のすり割り１４４は、周方向に沿って交互に配置されている。

次に、締付ナット１２０とリング１３０を組み付ける方法を、図３〜図５を参照して説明する。
図３は、リング１３０がボール挿入位置に配置されている状態を示す断面図である。図４は、図３の、矢印ＩＶで示されている部分の拡大図である。図５は、リング１３０が対向位置に配置されている状態を示している図１の、矢印Ｖで示されている部分の拡大図である。
なお、「ボール挿入位置」は、リング１３０と締付ナット１２０との間の隙間を介してボール１５０を締付ナット内周面部分１２１ｆに対応する位置に挿入可能な位置を示す。

先ず、リング１３０を、締付ナット内側空間１２０ａ（先端側の締付ナット内側空間部分）内に、先端側（締付ナット先端面１２０Ａ側）から挿入する。
次に、リング１３０を、締付ナット内側空間１２０ａ内を軸方向に沿って後端側に移動させ、図１、図５に示されている対向位置を経て、図３、図４に示されているボール挿入位置に配置する。
本実施形態では、リング１３０をボール挿入位置に配置した状態において、リング１３０と締付ナット１２０との間に、ボール１５０の直径Ｄより大きい間隔Ｓ（Ｄ＜Ｓ）の隙間が発生するように構成されている。具体的には、リング先端面１３０Ａの外周側端部と締付ナット内周面部分１２１ｆの先端側端部との間に、間隔Ｓの隙間が発生するように構成される。本実施形態では、締付ナット内周面部分１２１ｆの、先端側に配置されている部分１２１ｆ２が、後端側から先端側に向かって径方向外側から径方向内側に向かうように傾斜している直線形状に形成されているため、締付部材内周面１２１とリング外周面１３２との間に、間隔Ｓの隙間を容易に形成することができる。
また、本実施形態では、締付ナット内周面部分１２１ｆより後端側に、締付ナット内周面部分１２１ｂ〜１２１ｄによって、締付ナット内周面部分１２１ａおよび１２１ｆより径方向内側に飛び出ている突部が形成されている。そして、リング１３０を、突部（突部を形成する締付ナット内周面部分１２１ｃ）に当接させることによって、リング１３０がボール挿入位置に配置されるように構成されている。これにより、リング１３０をボール挿入位置に容易に配置することができる。
そして、リング１３０をボール挿入位置に配置した状態で、ボール１５０を、リング１３０と締付ナット１２０との間の隙間を介して、締付部材内周面部分１２１ｆに対応する位置に挿入する。なお、締付部材内周面部分１２１ｆに対応する位置に挿入したボール１５０が落下するおそれがある場合には、ボール１５０の落下を防止する対策を講じる。例えば、締付部材内周面部分１２１ｆにグリース等の潤滑剤を塗布する。
ボール１５０の挿入が完了したら、リング１３０を、締付部材内側空間１２０ａ内を軸方向に沿って先端側に移動させ、図１、図５に示されている対向位置に配置する。リング１３０が対向位置に配置されると、ボール１５０は、締付ナット内周面部分１２１ｆとリング外周面部分１３２ｂの間に保持される。なお、締付ナット内周面部分１２１ａとリング外周面部分１３２ａとの間の間隔は、ボール１５０の外径Ｄより小さく設定されている。
また、締付ナット内周面部分１２１ｇとリング外周面部分１３２ｄの間に、リング１３０の、後端側への移動を防止するサークリップ１７０を設ける。
また、締付ナット内周面部分１２１ａとリング外周面部分１３２ａとの間に、シール用のＯリング１６０を設ける。

締付ナット１２０とリング１３０が組み付けられた状態で、コレット２４０を、後端側から締付ナット内側空間１２０ａおよびリング内側空間１３０ａ内に挿入する。この時、コレット１４０の先端側の部分は、リング１３０のフランジ部１３５により押圧されて縮径した状態で、フランジ部１３５の箇所を通過する。これにより、コレット内周面部分１４２ａが、リング内周面部分１３１ｂに対向する位置に配置されるとともに、リング内周面１３１に形成されているフランジ部１３５が、コレット外周面１４２に形成されている係止溝１４５に挿入され、コレット１４０がリング１３０に取り付けられる。
そして、締付ナット内周面部分１２１ｃに形成されている雌ネジを本体部外周面部分１１２ａに形成されている雄ネジにネジ結合（螺合）させる。この時、コレット外周面部分１４２ｆは、本体部内周面部分１１１ａに対向する位置に配置される。

ワーク（被加工物）を加工する際には、工具３００の工具シャンク部３１０をコレット内側空間１４０ａ内に挿入する。そして、締付ナット１２０を周方向に沿って一方側（例えば、時計方向）に回転させ、締付ナット１２０を、本体部１１０に対して、軸方向に沿って後端側に移動させる。締付ナット１２０の、後端側への移動に連動して、リング１３０が後端側に移動する。リング２３０が後端側に移動すると、リング内周面部分１３１ｂとコレット外周面部分１４２ａとのテーパー係合によって、コレット外周面部分１４２ａが径方向内側および後端側に押圧される。さらに、コレット外周面部分１４２ｆと本体部内周面部分１１１ａとのテーパー係合によって、コレット外周面部分１４２ｆが径方向内側に押圧される。これにより、工具シャンク部３１０（詳しくは、シャンク部外周面３１２）がコレット内周面１４１によって挟持される。
締付ナット１２０を周方向に沿って他方側（例えば、反時計方向）に回転させると、締付ナット１２０およびリング１３０が、本体部１１０に対して、軸方向に沿って先端側に移動する。これにより、リング内周面部分１３１ｂによる、コレット外周面部分１４２ａに対する径方向内側および後端側への押圧が解除され、工具シャンク部３１０の挟持が解除される。

本発明は、実施形態で説明した構成に限定されず、種々の変更、追加、削除が可能である。
本体部の本体部内周面および本体部外周面の形状は、種々変更可能である。
締付部材として用いられる締付ナットの締付ナット内周面および締付ナット外周面の形状は、実施形態で説明した形状に限定されない。また、締付部材は、ネジ結合によって、本体部に対して相対的な回転および軸方向に沿った移動が可能であればよく、締付ナットに限定されない。
押圧部材として用いられるリングのリング内周面およびリング外周面の形状は、実施形態で説明した形状に限定されない。また、押圧部材は、締付部材に対する相対的な回転は可能であるが、軸方向に沿った移動が不能であればよく、リングに限定されない。
コレットのコレット内周面およびコレット外周面の形状は、実施形態で説明した形状に限定されない。
移動防止部材としては、押圧部材の、締付部材に対する後端側への移動を防止することができればよく、サークリップに限定されない。また、移動防止部材は、省略することもできる。
シール部材としては、冷却液が締付部材と押圧部材との間の隙間を介して流れるのを防止することができればよく、Ｏリングに限定されない。また、シール部材は、省略することもできる。

１００、２００ コレット装置
１１０、２１０ 本体部
１１０Ａ、２０１Ａ 本体部先端面
１１０ａ、２１０ａ 本体部内側空間
１１１、２１１ 本体部内周面
１１１ａ、２１１ａ 本体部内周面部分
１１２、２１２ 本体部外周面
１１２ａ、２１２ａ 本体部外周面部分
１２０、２２０ 締付ナット（締付部材）
１２０Ａ、２２０Ａ 締付ナット先端面（締付部材先端面）
１２０Ｂ、２２０Ｂ 締付ナット後端面（締付部材後端面）
１２０ａ、２２０ａ 締付ナット内側空間（締付部材内側空間）
１２１、２２１ 締付ナット内周面（締付部材内周面）
１２１ａ〜１２１ｇ、２２１ａ〜２２１ｃ 締付ナット内周面部分（締付部材内周面部分）
１２２、２２２ 締付ナット外周面（締付部材外周面）
１３０、２３０ リング（押圧部材）
１３０Ａ、２３０Ａ リング先端面（押圧部材先端面）
１３０Ｂ、２３０Ｂ リング後端面（押圧部材後端面）
１３０ａ、２３０ａ リング内側空間（押圧部材内側空間）
１３１、２３１ リング内周面（押圧部材内周面）
１３１ａ〜１３１ｆ、２３１ｂ リング内周面部分（押圧部材内周面部分）
１３２、２３２ リング外周面（押圧部材外周面）
１３２ａ〜１３２ｅ リング外周面部分（押圧部材外周面部分）
１３５、２３５ フランジ部
１４０、２４０ コレット
１４０Ａ、２４０Ａ コレット先端面
１４０Ｂ、２４０Ｂ コレット後端面
１４０ａ、２４０ａ コレット内側空間
１４１、２４１ コレット内周面
１４２、２４２ コレット外周面
１４２ａ〜１４２ｆ、２４２ａ、２４２ｆ コレット外周面部分
１４３、２４３ すり割り
１４５、２４５ 係止溝
１５０、２５０ ボール
１６０ Ｏリング（シール部材）
１７０ サークリップ（移動防止部材）
２２３ 環状溝
２２４ 挿入孔
２２５ 閉塞ボルト
２３３ 環状溝
３００ 工具
３１０ 工具シャンク部
３１２ シャンク部外周面

Claims (4)

1. 本体部と、締付部材と、押圧部材と、コレットと、を備え、
   前記締付部材は、締付部材内周面、締付部材外周面および前記締付部材内周面により形成される締付部材内側空間を有する筒状に形成され、ネジ結合によって、前記本体部に対する相対的な回転および軸方向に沿った移動が可能であり、
   前記押圧部材は、押圧部材内周面、押圧部材外周面および前記押圧部材内周面により形成される押圧部材内側空間を有する筒状に形成され、前記締付部材内側空間内に挿入され、
   前記コレットは、コレット内周面、コレット外周面および前記コレット内周面によって形成されるコレット内側空間を有する筒状に形成され、前記押圧部材内側空間内に挿入され、
   前記締付部材内周面と前記押圧部材外周面との間には、複数のボールが周方向に沿って配置され、
   前記締付部材の、軸方向に沿った後端側への移動に連動して前記押圧部材が軸方向に沿って後端側に移動することにより、前記押圧部材内周面によって前記コレット外周面が押圧され、前記コレット内側空間内に挿入されている工具シャンク部が前記コレット内周面によって挟持されるように構成されているコレット装置であって、
   前記押圧部材を、前記締付部材内側空間内に先端側から挿入可能に構成され、
   前記締付部材内周面は、径方向外側に窪んでいる断面形状を有しているとともに、周方向に沿って延在している締付部材第１内周面部分を有し、
   前記押圧部材外周面は、押圧部材第１外周面部分と、前記押圧部材第１外周面部分より後端側に形成され、前記押圧部材第１外周面部分の外径より大きい外径を有する押圧部材第２外周面部分と、前記押圧部材第１外周面部分と前記押圧部材第２外周面部分の間に形成され、径方向内側に窪んでいる断面形状を有しているとともに、周方向に沿って延在している押圧部材第３外周面部分を有し、
   前記押圧部材が、前記締付部材第１内周面部分と前記押圧部材第３外周面部分が対向する対向位置に配置された状態において、前記ボールが前記締付部材第１内周面部分と前記押圧部材第３外周面部分の間に保持可能に構成され、
   前記押圧部材を、前記対向位置より後端側のボール挿入位置に移動可能に構成されているとともに、前記押圧部材が前記ボール挿入位置に配置された状態において、前記ボールを、前記押圧部材と前記締付部材との間の空隙を介して前記締付部材第１内周面部分に対応する位置に挿入可能に構成されていることを特徴とするコレット装置。
2. 請求項１に記載のコレット装置であって、
   前記押圧部材が前記対向位置から後端側に移動するのを防止する移動防止部材が設けられていることを特徴とするコレット装置。
3. 請求項１または２に記載のコレット装置であって、
   前記締付部材第１内周面部分および前記押圧部材第３外周面部分より先端側に、前記締付部材内周面と前記押圧部材外周面との間をシールするシール部材が設けられていることを特徴とするコレット装置。
4. 請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載のコレット装置であって、
   前記締付部材内周面は、前記締付部材第１内周面部分より後端側に形成され、前記締付部材第１内周面部分より径方向内側に飛び出ている締付部材第２内周面部分を有していることを特徴とするコレット装置。

Images