JP3040905U - チャック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 チャック筒の縮径方向への弾性変形をチャッ
ク筒の略全長に亘り容易にし、かつチャック筒を長くす
ることなくその有効掴持長を拡大する。 【解決手段】 シャンク部１０１、フランジ１０２及び
チャック筒１０３とを有するホルダー体１０と、チャッ
ク筒１０３の外周の回転可能にかつチャック筒の軸方向
に移動可能に係合された締付筒５０と、チャック筒１０
３と締付筒５０間に全周に亘り配設された多数のニード
ルローラ４０とを備え、締付筒５０の回転によりニード
ルローラを自転させつつ螺旋公転してチャック筒を縮径
または復元させるチャックにおいて、フランジ１０２の
反シャンク部側の端面１０２ａにチャック筒１０３のフ
ランジ１０２との連接基部に位置してフランジ１０２の
厚み方向に延在する所定深さの溝１０４をリング状に形
成し、更にチャック筒１０３の内周面に軸線方向に伸び
る溝１０５を複数形成した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、ドリル等の切削工具を掴持するチャックに関し、特にホルダー本体 のチャック筒の外周にニードルローラを介して嵌合される締付筒を締め付け方向 に回転することによりチャック筒を縮径させて目的工具を緊密に掴持するチャッ クに関するのもである。

【０００２】

【従来の技術】

図４及び図５により従来のチャックについて説明する。図４は工具掴持用チャ ックの断面図、図５は工具掴持用チャックを分解して示す各構成部材の斜視図で ある。 図４及び図５において、工具掴持用のチャックは、ホルダー体１を有し、この ホルダー体１は、図示省略した工作機械のスピンドルに挿着されるテーパシャン ク部１Ａと、このテーパシャンク部１Ａの大径側端部に形成した把持用のフラン ジ１Ｂと、このフランジ１Ｂの反テーパシャンク部側の端面１Ｂａからテーパシ ャンク部１Ａと反対の方向に該テーパシャンク部１Ａの軸線と一致して延設され 、外周面にフランジ１Ｂから先端に行くに従い径が小さくなるテーパ面１Ｃａが 形成されたチャック筒１Ｃとから構成されている。

【０００３】 ２はチャック筒１Ｃの外周に遊嵌されるローラ保持筒であり、このローラ保持 筒２は、チャック筒１Ｃのテーパ面１Ｃａとほぼ同様なテーパ角度で先端に行く に従い径が小さくなる筒体から形成されている。また、このローラ保持筒２は、 チャック筒１Ｃの先端部外周に設けた止めリング３によってチャック筒１Ｃから 抜け落ちないように保持されている。 また、ローラ保持筒２には、該ローラ保持筒２の軸線に対して円周方向に所定 の角度傾斜させて嵌め込んだ多数のニードルローラ４が全面にわたり数段に配設 されている。また、各ニードルローラ４はローラ保持筒２の肉厚寸法より大きい 径に形成され、これにより、ローラ保持筒２の内周面側へ突出する各ニードルロ ーラ４をチャック筒１Ｃのテーパ面１Ｃａに当接させ、ローラ保持筒２の外周面 側へ突出する各ニードルローラ４を後述する締付筒５の内周面に当接させる構成 になっている。 締付筒５は、チャック筒１Ｃを縮径させて目的の工具を緊密に掴持するもので あって、チャック筒１Ｃの外周にローラ保持筒２で保持されたニードルローラ４ を介して嵌合される。この締付筒５の内周面は、フランジ１Ｂと対向する端から 先端に行くに従い径が小さくなるテーパ付き円筒面に構成されている。また、締 付筒５のフランジ１Ｂ側の内端面には、シール兼用の抜け止めリング６が装着さ れており、このシール兼用の抜け止めリング６はチャック筒１Ｃの外周面に当接 することによりシール機能を発揮し、また、ローラ保持筒２の端面に当接するこ とで締付筒５のチャック筒１Ｃからの抜け落ちを防止している。

【０００４】 上記のように構成された従来のチャックにおいて、工具７を掴持する場合は、 工具７のシャンク７Ａにスプリングコレット８を嵌合し、このスプリングコレッ ト８ごと工具７のシャンク７Ａをチャック筒１Ｃの円筒穴内に挿入する。かかる 状態で、締付筒５を時計回り方向に回転すると、締付筒５のテーパ付き円筒面と 当接する各ニードルローラ４は自身の軸線に直角な方向に自転しながらチャック 筒１Ｃの外周面を螺旋状に公転転動するため、ローラ保持筒２はチャック筒１Ｃ の先端側からフランジ１Ｂの方向へニードルローラ４の公転に伴い回転しつつ移 動し、同時に締付筒５もフランジ１Ｂの方向へ移動する。これにより、締付筒５ のテーパ付き円筒面とチャック筒１Ｃの外周テーパ面間の間隔が減少するため、 締付筒５は各ニードルローラ４を介してチャック筒１Ｃを外周から内周方向へ全 周面から強圧し縮径させる。その結果、チャック筒１Ｃの円筒穴内に挿入された 工具７のシャンクはスプリングコレット８を介して締め付けられ、掴持される。 また、締め付け状態にある締付筒５を上記とは逆の反時計回り方向に回転する と、ローラ保持筒２がチャック筒１Ｃの先端側へ移動すると共に締付筒５も同一 方向に移動する。このため、縮径されていたチャック筒１Ｃは元の径に復元し、 工具７への掴持力が解除される結果、工具７の抜き取り、あるいは交換が可能に なる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

このような従来のチャックにおけるチャック筒１Ｃは、フランジ１Ｂの反テー パシャンク部側の端面からテーパシャンク部１Ｂと反対の方向に延設される構造 になっているので、フランジ１Ｂに連接するチャック筒１Ｃの基部に隣接する領 域部分１Ｃａの縮径方向の弾性変形剛性が該領域部分１Ｃａ以外の他の領域部分 の縮径方向の弾性変形剛性に比べて相当に高くなっている。このため、締付筒５ を締め付け方向に回転してチャック筒１Ｃを縮径させても上記領域部分１Ｃａの 縮径率は他の領域部分の縮径率に比べて極端に低い。このことを図３を参照して 説明する。

【０００６】 図３（Ａ）は、チャック筒とその締め付け時の縮径内径寸法の変化を表すグラ フであり、同図（Ｂ）は従来におけるチャック筒１Ｃを示している。 図３（Ｂ）に示す従来のチャック筒１Ｃを締付筒５で締め付けてチャック筒１ Ｃの開口端からフランジ１Ｂまでの各点Ｐ１〜Ｐ１２における縮径内径寸法の変 化をグラフに表すと、図３（Ａ）の曲線６２に示すようになる。この曲線６２か ら明らかなように、点Ｐ２〜Ｐ９の範囲における縮径内径寸法の変化割合は比較 的大きく安定しているが、点Ｐ１０〜Ｐ１２の範囲に相当する領域部分１Ｃａに おける縮径内径寸法の変化割合は極端に低下し、その変化割合はフランジ１Ｂに 近接する程大きくなる。 このようになる理由は、点Ｐ１０〜Ｐ１２の範囲に相当する領域部分１Ｃａの 縮径方向の弾性変形剛性がフランジ１Ｂに近接する程大きくなるため、この領域 部分１Ｃａに対向する締付筒５の部分が拡径方向に弾性変形してしまうからであ る。この結果、領域部分１Ｃａの掴持力が低下し、チャック筒１Ｃに挿入された 工具７のシャンクを全長に亘り均一な掴持力で掴持することができなくなってし い、チャック筒１Ｃの工具に対する有効掴持長Ｌ１も短くなつてしまう。 特に、このような有効掴持長Ｌ１の短い状態で掴持した工具で重切削加工を行 うと、工具がチャック筒１Ｃの先端側を支点にした振れ運動が発生し、これによ り、掴持力の低い領域部分１Ｃａに対応する工具シャンクの外周面とチャック筒 １Ｃの内面との間に摩擦が生じ、工具シャンクの外周面及びチャック筒１Ｃの内 面を損傷してしまうという問題がある。

【０００７】 また、締付筒５のフランジ１Ｂ側端面がホルダー体１のフランジ１Ｂに当接す るまで締付筒５を締め付ければ、領域部分１Ｃａにおける縮径内径寸法の変化割 合をある程度大きくできるが、その反面、締付筒５に対して大きな締付力が必要 になるほか、領域部分１Ｃａに対応するニードルローラへの荷重が必要以上に大 きくなり、最悪の場合はニードルローラの表面及びこれに接するチャック筒の外 周面、締付筒の内周面を損傷し、工具の掴持力に支障を来す問題があった。 更に、チャック筒１Ｃの工具に対する有効掴持長Ｌ１を十分に確保しようとす ると、チャック筒１Ｃが長くなり、ホルダー体１の工具長Ｌ２も長くなって、チ ャックが大型し重量化するという問題があった。 本考案は前記事情に鑑みてなされたもので、チャック筒の縮径方向への弾性変 形をチャック筒の略全長に亘り容易にでき、かつチャック筒を長くすることなく その有効掴持長を拡大できるチャックを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために本考案は、工作機械スピンドルに挿着されるシャン ク部、このシャンク部の一端部に形成した把持用のフランジ、このフランジの反 シャンク部側の端面からシャンク部と反対の方向に該シャンク部の軸線と一致し て延設され、外周面に前記フランジから先端に行くに従い径が小さくなるテーパ 面が形成されたチャック筒とを有するホルダー体と、前記チャック筒の外周の回 転可能にかつチャック筒の軸方向に移動可能に係合され、内周面に前記フランジ から先端に行くに従い径が小さくなるテーパ面を有する締付筒と、前記チャック 筒の外周面と前記締付筒の内周面間に全周に亘り配設され、前記チャック筒及び 締付筒の軸線に対して周方向に適宜の角度傾斜させた多数のニードルローラとを 備え、前記締付筒の回転により前記ニードルローラを自転させつつ螺旋公転して 前記チャック筒を縮径または復元させるチャックにおいて、前記フランジの反シ ャンク部側の端面に前記チャック筒の前記フランジとの連接基部に位置して前記 フランジの厚み方向に延在する所定深さの溝を前記チャック筒の円周方向に沿い リング状に形成し、更に前記チャック筒の内壁面に該内壁面の全長に亘りチャッ ク筒の軸線方向に伸びる複数の溝をチャック筒の周方向に所定間隔離して形成し たことを特徴とする。

【０００９】

【考案の実施の形態】

以下、本考案の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。 図１は本考案にかかる実施の形態を示すチャックの断面図、図２はチャック筒 の横断面図である。 図１及び図２において、工具掴持用のチャックは、ホルダー体１０を有し、こ のホルダー体１０は、図示省略した工作機械のスピンドルに挿着されるテーパシ ャンク部１０１と、このテーパシャンク部１０１の大径側端部に形成した把持用 のフランジ１０２と、このフランジ１０２の反テーパシャンク部側の端面１０２ ａからテーパシャンク部１０１と反対の方向に該テーパシャンク部１０１の軸線 と一致して延設され、外周面にフランジ１０２から先端に行くに従い径が小さく なるテーパ面１０３ａが形成されたチャック筒１０３とから構成される。

【００１０】 また、フランジ１０２の反テーパシャンク部側の端面１０２ａには、チャック 筒１０３のフランジ１０２との連接基部に位置してフランジ１０２の厚み方向に 延在する所定深さ（３〜５mm程度）の溝１０４がチャック筒１０３の円周方向に 沿いリング状に形成されており、このリング状の溝１０４によりチャック筒１０ ３の長さを、ホルダー体１０の工具長Ｌ２を変えることなしにフランジ１０２側 へ延長した構造にする。これにより、チャック筒１０３のフランジ１０２に近接 する領域の縮径方向への弾性変形をチャック筒１０３の他の領域の縮径方向への 弾性変形とほぼ同様にするものである。このリング状溝１０４が本実施の形態に おける特徴部分の１つである。 更に、チャック筒１０３の内壁面には、該内壁面の全長に亘りチャック筒１０ ３の軸線方向に伸びる複数の溝１０５がチャック筒１０３の周方向に等間隔に形 成されている。この溝１０５が本実施の形態における他の特徴部分である。

【００１１】 ２０はチャック筒１０３の外周に遊嵌され、チャック筒１０３の外形より大き い内径を有するローラ保持筒であり、このローラ保持筒２０は、チャック筒１０ ３のテーパ面１０３ａとほぼ同様なテーパ角度で先端に行くに従い径が小さくな る筒体から形成されている。また、このローラ保持筒２０は、チャック筒１０３ の先端部外周に設けた止めリング３０によってチャック筒１０３から抜け落ちな いように保持されている。 また、ローラ保持筒２０には、該ローラ保持筒２０の軸線に対して円周方向に 所定の角度傾斜させて嵌め込んだニードルローラ４０が図８に示す場合と同様に 円周方向に多数配設され、このニードルローラ４０群はチャック筒２０の長手方 向に複数段、例えば、図５に示す場合より１段少ない３段に形成されている。ま た、各ニードルローラ４０はローラ保持筒２０の肉厚寸法より大きい径に形成さ れ、これにより、ローラ保持筒２０の内周面側へ突出する各ニードルローラ４０ をチャック筒１０３のテーパ面１０３ａに当接させ、ローラ保持筒２０の外周面 側へ突出する各ニードルローラ４０を後述する締付筒５０の内周面に当接させる 構成になっている。

【００１２】 締付筒５０は、チャック筒１０３を縮径させて目的の工具を緊密に掴持するも のであって、チャック筒１０３の外周にローラ保持筒２０で保持されたニードル ローラ４０を介して嵌合される。この締付筒５０の内周面は、フランジ１０２と 対向する端部から先端に行くに従い径が小さくなるテーパ付き円筒面に構成され ている。また、締付筒５０のフランジ１０２側の内端面には、シール兼用の抜け 止めリング６０が装着されており、このシール兼用の抜け止めリング６０はチャ ック筒１０３の外周面に当接することによりシール機能を発揮し、また、ローラ 保持筒２０の端面に当接することで締付筒５０のチャック筒１０３からの抜け落 ちを防止している。

【００１３】 上記のように構成された本実施の形態にかかるチャックにおいて、工具７を掴 持する場合は、工具７のシャンク７Ａにスプリングコレット８を嵌合し、このス プリングコレット８ごと工具７のシャンク７Ａをチャック筒１０３の円筒穴内に 挿入する。かかる状態で、締付筒５０を時計回り方向に回転すると、締付筒５０ のテーパ付き円筒面と当接する各ニードルローラ４０は自身の軸線に直角な方向 に自転しながらチャック筒１０３の外周面を螺旋状に公転転動するため、ローラ 保持筒２０はチャック筒１０３の先端側からフランジ１０２の方向へニードルロ ーラ４０の公転に伴い回転しつつ移動し、同時に締付筒５０もフランジ１０２の 方向へ移動する。これにより、締付筒５０のテーパ付き円筒面とチャック筒１０ ３の外周テーパ面間の間隔が減少するため、締付筒５０は各ニードルローラ４０ を介してチャック筒１０３を外周から内周方向へ全周面から強圧し縮径させるこ とになる。その結果、チャック筒１０３の円筒穴内に挿入された工具７のシャン クはスプリングコレット８を介して締め付けられ、掴持される。 また、締め付け状態にある締付筒５０を上記とは逆の反時計回り方向に回転す ると、ローラ保持筒２０がチャック筒１０３の先端側へ移動すると共に締付筒５ ０も同一方向に移動する。このため、縮径されていたチャック筒１０３は元の径 に復元し、工具７への掴持力が解除される結果、工具７の抜き取り、あるいは交 換が可能になる。

【００１４】 次に、本実施の形態におけるチャックのチャック筒とその締め付け時の縮径内 径寸法の変化について、図３を参照して説明する。図３（Ａ）は、チャック筒と その締め付け時の縮径内径寸法の変化を表すグラフであり、同図（Ｃ）は本実施 の形態におけるチャック筒１０３を示している。 図３（Ｃ）に示すように、フランジ１０２のチャック筒１０３との連接基部に リング状の溝１０４を形成することにより、チャック筒１０３の長さを、ホルダ ー体１０の工具長Ｌ４を拡大することなしにフランジ１０２側へ延長できる構造 にし、しかもチャック筒１０３の内壁面には溝１０５が形成されているため、チ ャック筒１０３のフランジ１０２との連接基部領域を含めたチャック筒１０３全 体の縮径方向の弾性変形剛性が従来のチャック筒に比較して低くなっている。 従って、このチャック筒１０３を締付筒５０で締め付けてチャック筒１０３の 開口端からフランジ１０２までの各点Ｐ１〜Ｐ１２における縮径内径寸法の変化 をグラフに表すと、図３（Ａ）の曲線６１に示す結果が得られた。 この曲線６１から明らかなように、点Ｐ２から点Ｐ１１の範囲まで縮径内径寸 法の変化割合は比較的大きく、安定していることが分かる。即ち、工具７のシャ ンクに対して有効かつ強力に掴持力を発揮し得るチャック筒１０３の有効掴持長 Ｌ４は、図３（Ｃ）に示すように、フランジ１０２に連接するチャック筒１０３ の基部から開口先端付近に至るまで拡大され、従来におけるチャック筒１Ｃの有 効掴持長Ｌ１より大幅に拡大することができる。

【００１５】 従って、このような本考案の実施の形態によれば、フランジ１０２の反テーパ シャンク部側の端面に、チャック筒１０３のフランジ１０２との連接基部に位置 してフランジ１０２の厚み方向に延在する所定深さの溝１０４をチャック筒１０ ３の円周方向に沿いリング状に形成し、このリング状の溝１０４によりチャック 筒１０３の長さを、ホルダー体１０の工具長Ｌ３を拡大することなしにフランジ １０２側へ延長できる構造にしたので、チャック筒１０３のフランジ１０２に近 接する基部領域の縮径方向への弾性変形をチャック筒１０３の他の領域の縮径方 向への弾性変形とほぼ同様にすることができるとともに、更にチャック筒１０３ の内周面に軸方向に伸びる溝１０５を複数形成することにより、チャック筒１０ ３の縮径方向への弾性変形がチャック筒の略全長に亘りし易くなる。 これに伴い、工具７のシャンクに対して有効かつ強力に掴持力を発揮し得るチ ャック筒１０３の有効掴持長Ｌ４をフランジ１０２に連接するチャック筒１０３ の基部から開口先端付近に至るまで拡大できるとともに、締付筒５０のフランジ １０２側の端面がホルダー体１０のフランジ１０２に当接するまで、従来のよう に大きな締付力を要することなく締付筒５０を容易に締め付けることができ、チ ャック筒１０３のフランジ１０２との連接基部領域における工具シャンクへの掴 持力も十分に発揮することができる。

【００１６】 また、チャック筒１０３のフランジ１０２との連接基部領域における工具シャ ンクへの掴持力を大きくできることにより、重切削加工を行っても、工具がチャ ック筒１０３の先端側を支点にした振れ運動を起こしたりするのを防止でき、か つ工具シャンクの外周面とチャック筒１０３の内面との間が摩擦して工具シャン クの外周面及びチャック筒１０３の内面を損傷するのを未然に防止できる。 更に、チャック筒１０３の有効掴持長Ｌ４の拡大と、締付筒５０のフランジ１ ０２側端面がホルダー体１０のフランジ１０２に当接するまで締付筒５０を締め 付けることができることにより、チャック筒１０３の長さを従来のものより短く でき、これに伴い、ホルダー体１０の工具長Ｌ３を短くでき、チャックの軽量化 及び小型化が可能になる。

【００１７】 なお、上記実施の形態では、工具７のシャンクをスプリンコレットを介してチ ャック筒１０３に挿入して掴持する場合について説明したが、本考案はこれに限 らず、工具７のシャンクを直接チャック筒１０３に挿入して掴持する方式でもよ い。 また、ホルダー体１０のシャンク部１０１はテーパ付きのものに限らず、スト レートシャンク構成のホルダー体にも適用できる。

【００１８】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、ホルダー体のフランジの反シャンク部側 の端面に、チャック筒のフランジとの連接基部に位置してフランジの厚み方向に 延在する所定深さの溝をチャック筒の円周方向に沿いリング状に形成し、このリ ング状の溝によりチャック筒の長さを、ホルダー体の工具長を拡大することなし にフランジ側へ延長できる構造にしたので、チャック筒のフランジに近接する基 部領域の縮径方向への弾性変形をチャック筒の他の領域の縮径方向への弾性変形 とほぼ同様にすることができるとともに、チャック筒の内壁面に軸方向に伸びる 溝を複数形成することにより、チャック筒１０３の縮径方向への弾性変形がチャ ック筒の略全長に亘りし易くなる。 これにより、チャック筒を長くすることなくその有効掴持長を拡大できるとと もに、大きな締付力を要することなく、締付筒のフランジ側の端面がホルダー体 のフランジに当接するまで締付筒を容易に締め付けることができる。また、チャ ック筒の連接基部領域における工具シャンクへの掴持力を大きくできことにより 、重切削加工を行っても、工具がチャック筒の先端側を支点にした振れ運動を起 こしたりするのを防止できる。 更に、チャック筒の有効掴持長の拡大と、締付筒のフランジ側端面がホルダー 体のフランジに当接するまで締付筒を締め付けることができることにより、チャ ック筒の長さを従来のものより短くでき、これに伴い、ホルダー体の工具長を短 くでき、チャックを軽量化及び小型化できる。

【００１９】 また、本考案によれば、チャック筒の長さ拡大用のリング状溝に加えて、チャ ック筒の内壁面に複数の溝を形成したことにより、締付筒によるチャック筒の縮 径方向への弾性変形が更に容易になるため、締付筒の薄肉化が可能になり、チャ ック筒内に挿入された工具が締め付けられた時に、工具に付着するオイルを容易 に逃がすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案にかかる実施の形態を示すチャックの断
面図である。

【図２】本考案の実施の形態におけるチャック筒の横断
面図である。

【図３】本考案の実施の形態及び従来におけるチャック
のチャック筒とその締め付け時の縮径内径寸法の変化を
示す説明図で、（Ａ）はチャック筒とその締め付け時の
縮径内径寸法の変化を表すグラフ、（Ｂ）は従来におけ
るチャック筒の説明図、（Ｃ）は本考案におけるチャッ
ク筒の説明図である。

【図４】従来におけるチャックの断面図である。

【図５】従来におけるチャックの各構成部材を分解して
示す斜視図である。

【符号の説明】

１０ ホルダー体 １０１ テーパシャンク部 １０２ フランジ １０３ チャック筒 １０４ リング状溝 １０５ 溝 ２０ ローラ保持筒 ４０ ニードルローラ ５０ 締付筒

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 工作機械スピンドルに挿着されるシャン
   ク部、このシャンク部の一端部に形成した把持用のフラ
   ンジ、このフランジの反シャンク部側の端面からシャン
   ク部と反対の方向に該シャンク部の軸線と一致して延設
   され、外周面に前記フランジから先端に行くに従い径が
   小さくなるテーパ面が形成されたチャック筒とを有する
   ホルダー体と、前記チャック筒の外周の回転可能にかつ
   チャック筒の軸方向に移動可能に係合され、内周面に前
   記フランジから先端に行くに従い径が小さくなるテーパ
   面を有する締付筒と、前記チャック筒の外周面と前記締
   付筒の内周面間に全周に亘り配設され、前記チャック筒
   及び締付筒の軸線に対して周方向に適宜の角度傾斜させ
   た多数のニードルローラとを備え、前記締付筒の回転に
   より前記ニードルローラを自転させつつ螺旋公転して前
   記チャック筒を縮径または復元させるチャックにおい
   て、前記フランジの反シャンク部側の端面に前記チャッ
   ク筒の前記フランジとの連接基部に位置して前記フラン
   ジの厚み方向に延在する所定深さの溝を前記チャック筒
   の円周方向に沿いリング状に形成し、更に前記チャック
   筒の内壁面に該内壁面の全長に亘りチャック筒の軸線方
   向に伸びる複数の溝をチャック筒の周方向に所定間隔離
   して形成したことを特徴とするチャック。