JP6762042B2 - 工具用チャック並びに工具保持方法及び工具取り外し方法 - Google Patents

Description

本発明は、チャック本体に挿入される工具のシャンク部を把持する工具用チャックに関する。

近年、工作機械の進化によって主軸の最高回転数が高くなっている。特に金型加工や微細加工では、超高速回転での精密加工にも耐え得る小径高精度チャックへの要求が高まっている。このような高精度チャックを実現するためには、チャックの回転軸芯と、これに把持される工具のシャンク部の軸芯とを一致させる必要がある。

例えば、特許文献１には、回転軸芯と同芯の筒部を有するチャック本体と、この筒部の外周に形成された雄ネジに噛み合う雌ネジを内周に有することにより当該筒部に外装されるナットと、このナットに内装される保持部材と、この保持部材に内装され且つ保持されるコレットと、を備え、当該コレットの内周面で工具のシャンク部を把持するように構成された工具用チャックが開示されている。このような工具用チャックは、チャック本体に対してナットをねじ込むことで、保持部材及びこれに保持されるコレットを筒部の奥側に押し込むことが可能となっている。

実開昭５３−０１１７７９号公報

しかし、特許文献１に示すような従来の工具用チャックでは、チャック本体の筒部に対するナットのねじ込みは手作業で行われるために、ナットのねじ込みによりコレットを当該筒部の奥側に押し込む際にコレットの軸芯が回転軸芯に対して若干ずれることがある。
あるいは、筒部の雄ネジ又はナットの雌ネジが歪んでいることを原因としてこれらネジの噛み合わせが悪い場合にも、上記のような事態が生じることがある。コレットの軸芯が回転軸芯に対してずれると、コレットに把持された工具のシャンク部の軸芯も回転軸芯に対してずれることになる。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、チャック本体に対してコレットを押し込む際に、コレットによる工具の把持を精度良く行える工具用チャックを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本開示に係る工具用チャックの特徴構成は、工具を把持するコレットと、軸芯に沿って前記コレットを内部に挿入する受容部を先端に有するチャック本体と、前記コレットを内装し且つ当該コレットと軸方向で一体的に移動可能に構成された保持部材と、前記チャック本体に対して外装され且つ前記保持部材を内装するナットと、を備え、前記保持部材は、前記ナットが前記チャック本体に対して前記軸方向に相対移動する際に、当該保持部材が前記ナットに対して前記軸方向に相対移動するのを許容する移動許容機構を有し、前記保持部材は、前記ナットに内装される第１保持部材と、前記第１保持部材に内装され且つ前記コレットを内装する第２保持部材と、を含んで構成され、前記第１保持部材と前記第２保持部材とは、前記軸方向で相対移動可能に構成され、前記第１保持部材及び前記第２保持部材は、前記軸芯を中心とする環状に形成され、前記移動許容機構は、前記第１保持部材及び前記第２保持部材のうち、いずれか一方において前記軸芯に対する周方向に設けられた係合凸部と、いずれか他方において前記周方向に設けられ且つ前記係合凸部に係合される被係合凹部と、を備え、前記係合凸部は径方向に弾性変形可能であり、前記被係合凹部は、前記軸方向に沿って併設され且つ前記係合凸部を保持する一対の小凹部と、前記一対の小凹部の間に設けられた突起と、を有する点にある。

工具を把持するコレットは、保持部材に内装されている。コレットと保持部材とは、軸方向で一体的に移動可能に構成されている。そして、保持部材はチャック本体を基準とする径方向でナットに内装されているため、ナットがチャック本体に対して軸方向に相対移動するとき、保持部材及びコレットは当該ナットと一体となって軸方向に移動する。このナットの移動により、コレットに把持される工具が、当該コレットと共にチャック本体に取り付けられる。本構成によれば、移動許容機構が、軸方向でのチャック本体に対するナットの移動に際し、このナットに対して保持部材が軸方向に相対移動するのを許容するように構成されている。一般的に、軸方向においてコレットがチャック本体に近づくほど、互いがそれぞれ有するテーパ面の圧接により、チャック本体によるコレットの締め付けが強くなる。そして、チャック本体に締め付けられたコレットが工具を締め付け、チャック本体に対する工具の取り付けが完了する。ここで、コレットの軸芯と保持部材の軸芯とがずれた状態で、チャック本体に対するナットの移動が継続されると、互いの軸芯がずれたままコレットがチャック本体に締め付けられ、その結果、チャック本体に対して取り付けられる工具の軸芯もチャック本体の軸芯とずれることとなる。しかし、本構成では、ナットの移動の継続中に、保持部材が一時的に軸方向においてチャック本体から遠ざかる方向に移動するから、保持部材によるコレットの締め付けが緩み、コレットがチャック本体に軽圧入されただけの状態になる。その結果、コレットの軸芯（工具のシャンク部の軸芯）がチャック本体の軸芯と一致した状態となる。更にナットの移動が継続されると、コレットの軸芯に保持部材の軸芯が一致し、この状態のまま、工具は、コレットと共にチャック本体に取り付けられる。従って、本構成によれば、チャック本体に対してコレットを押し込む際に、コレットによって工具を精度良く把持することができる。

また、本構成では、第１保持部材とナットとが一体的に移動する場合に、第２保持部材が当該第１保持部材に対して軸方向で相対移動するときは、当該第２保持部材は、ナットに対しても軸方向で相対移動することになる。すなわち、本構成では、第２保持部材をナットに対して軸方向で相対移動可能とするが、第１保持部材はナットと軸方向で一体的に移動するように構成される。この構成により、第１保持部材と第２保持部材を軸方向で相対移動可能とすることで、構成が簡単になる。

また、本構成では、第１保持部材及び第２保持部材が、互いに軸芯を同一とする環状に形成されており、互いに係合し合う係合凸部と被係合凹部とを、それぞれの周方向において備えている。本構成によれば、第２保持部材が第１保持部材に対して一時的に軸方向で相対移動可能であるが、係合凸部と被係合凹部とが係合している状態では、第１保持部材と第２保持部材とを軸方向で一体的に移動させることができる。すなわち、ナットの移動に伴う軸方向の力を第１保持部材を介して第２保持部材に確実に伝達でき、その結果、第２保持部材に内装されるコレット及びコレットに把持される工具を軸方向で確実に移動させることができる。

また、本構成では、被係合凹部は、第１保持部材及び第２保持部材のうちのいずれか一方に設けられており、軸方向に沿って併設される一対の小凹部を有している。小凹部は、第１保持部材及び第２保持部材のうちいずれか他方に設けられた係合凸部を保持する。小凹部が係合凸部を保持している状態では、第１保持部材と第２保持部材とは、軸方向の相対移動が規制された状態となる。本構成では、第１保持部材と第２保持部材とが、互いに軸方向における反対方向の力を作用させ合うとき、一対の小凹部のうちの一方の小凹部が係合凸部を保持している状態から小突起が係合凸部を径方向に弾性変形させる。係合凸部が径方向に弾性変形すると、当該一方の小凹部による係合凸部の保持が解除されるから、第１保持部材と第２保持部材とは軸方向で相対移動することになる。そして、係合凸部が他方の小凹部に移動すると、係合凸部は弾性変形前の状態に戻り、当該他方の小凹部に保持される状態となる。従って、本実施形態では、小凹部による係合凸部の保持と、小突起による係合凸部の弾性変形と、を利用して、第１保持部材及び第２保持部材の軸方向における相対移動の規制と許容とを図ることで、移動許容機構を機能させることができる。

また、前記係合凸部は、前記第１保持部材及び前記第２保持部材のうち、いずれか一方において周方向に設けられた溝部と、前記溝部に配置され当該溝部から一部が突出する弾性リングとによって構成されていると好適である。

本構成によれば、係合凸部の一部である弾性リングと被係合凹部とが係合している状態で第１保持部材と第２保持部材とに軸方向における反対方向の力が作用し合うことで、弾性リングに軸方向の負荷が掛かった場合に、当該軸方向の負荷を径方向に分散させることができる。そして、径方向の負荷を受けた弾性リングを径方向に収縮させて溝部に入り込ませることにより係合凸部と被係合凹部との係合を解除でき、第１保持部材と第２保持部材とを軸方向に相対移動させることができる。

また、前記被係合凹部は、前記一対の小凹部のうちの前記チャック本体から遠い方に位置する小凹部と前記突起との間に傾斜面を有すると好適である。

また、前記ナット、前記保持部材、及び、前記コレットを前記チャック本体に取り付ける際に、前記コレットを前記受容部の奥側に向けて押圧する第１工程と、前記第１工程の押圧による反力を受けて、前記移動許容機構により前記チャック本体に対して前記保持部材を前記受容部の先端側に相対移動させる第２工程と、前記第２工程の後に前記コレットを前記受容部の奥側に向けて再度押圧して前記工具を前記チャック本体に固定する第３工程と、を備える工具保持方法により、工具をチャック本体に固定すると好適である。

本方法によれば、第１工程によりコレットをチャック本体の受容部に挿入でき、保持部材を、第２工程により挿入方向の反対方向に向けて、チャック本体に対して僅かに相対移動させることができる。第１工程における受容部へのコレットの挿入時に、当該コレットの軸芯がチャック本体の軸芯に対してずれている場合には、第２工程によって保持部材を上記反対方向、すなわち、チャック本体から遠ざかる方向に向けて移動させることで、コレットに対する押圧を一旦解除し、コレットの軸芯をチャック本体の軸芯に一致させることができる。その後は、第３工程によりコレットをチャック本体の受容部の奥側に向けて押圧することで、コレットの軸芯とチャック本体の軸芯とが一致した状態で、受容部に対してコレットが挿入され、コレットに内装された工具をチャック本体に対して固定できる。従って、本方法によれば、工具のシャンク部の軸芯とチャック本体の軸芯とを一致させて、工具をチャック本体に対して固定することができる。

また、前記係合凸部を前記傾斜面に接触させた状態で前記ナットを前記チャック本体から遠ざかる方向に移動させる第１取り外し工程と、前記係合凸部と前記小凹部とを係合させる第２取り外し工程と、前記保持部材と前記コレットとを、前記チャック本体から遠ざかる方向に一体的に移動させることにより前記工具を前記チャック本体から取り外す第３取り外し工程と、を備える工具取り外し方法により工具をチャック本体から取り外すと好適である。

本方法によれば、第１取り外し工程により、第１保持部材及び第２保持部材のうち係合凸部を有する一方と、傾斜面を有する他方とが、軸方向に沿って緩やかに相対移動できる。そして、第２取り外し工程により、ナット、第１保持部材及び第２保持部材が軸方向に沿って一体的に移動できる。更に、第３取り外し工程により、第１保持部及び第２保持部材とコレットとを軸方向に沿ってチャック本体から遠ざかる方向に移動させることで、コレットに把持された工具をチャック本体から取り外すことができる。

本開示に係る技術のさらなる特徴と利点は、図面を参照して記述する以下の例示的かつ非限定的な実施形態の説明によってより明確になるであろう。

本実施形態に係る工具用チャックの断面図である。 同工具用チャックの要部断面図である。 チャック本体に対してナットをねじ込む様子を示す図である。 コレットを受容部の奥側に向けて押圧する様子を示す図である。 受容部の先端側に保持部材が移動する様子を示す図である。 工具の保持が完了した状態を示す図である。 チャック本体から工具を取り外す様子を示す図である。

本実施形態に係る工具用チャック１について、図面を参照して説明する。
図１に示すように、工具用チャック１は、工具５を把持するコレット４と、軸芯ＡＸに沿ってコレット４を内部に挿入する受容部２５を先端に有するチャック本体２と、コレット４を内装し且つ当該コレット４と軸芯ＡＸを基準とする軸方向Ｘに沿って一体的に移動可能に構成された保持部材３と、軸芯ＡＸを基準とする径方向Ｒでチャック本体２に対して外装され且つ保持部材３を径方向Ｒで内装するナットＮと、を備えている。なお、チャック本体２の軸芯ＡＸは、工具用チャック１の回転軸芯に相当する。以下では、軸芯ＡＸに沿う方向を、軸方向Ｘとする。軸方向Ｘにおいて、コレット４がチャック本体２の受容部２５に挿入される側を、軸方向基端側Ｘ２とし、その反対側を軸方向先端側Ｘ１とする。また、軸芯ＡＸに直交する方向を径方向Ｒとする。径方向Ｒにおける軸芯ＡＸ側を径方向内側Ｒ２とし、その反対側を径方向外側Ｒ１とする。

チャック本体２の外周には、雄ネジＰ１が形成されている。チャック本体２の雄ネジＰ１は、ナットＮの内周面に形成された雌ネジＰ２と噛み合うようになっている。従って、チャック本体２に外装されるナットＮは、雄ネジＰ１及び雌ネジＰ２の噛み合いにより、チャック本体２に対して直接的に取り付けられるように構成されている。

先端部２３の外周には、保持部材３の内周面と当接する先端外周面２３ａが形成されている。中間部２２と先端部２３とによって筒部２４が構成されている。筒部２４は、コレット４を内部に挿入可能な受容部２５を有している。そして、受容部２５の内周面には、軸方向先端側Ｘ１に向かって拡径となるテーパ内周面２６が形成されている。

コレット４は、工具５のシャンク部５１を径方向外側Ｒ１から収縮して把持するように筒状に構成されている。コレット４は、シャンク部５１を把持した状態で、工具５と一体回転する。コレット４の外周には、受容部２５のテーパ内周面２６と当接するテーパ外周面４１が形成されている。テーパ外周面４１は、軸方向先端側Ｘ１に向かって拡径となるように構成されている。従って、テーパ外周面４１と同様に、テーパ内周面２６も軸方向先端側Ｘ１に向かって拡径となるように構成されている。

保持部材３は、ナットＮの径方向内側Ｒ２において、ナットＮに対して軸芯ＡＸまわりに回転自在に内装されている。保持部材３は、ナットＮとチャック本体２との螺合によってナットＮがチャック本体２に対して軸方向Ｘに沿って相対移動するのに伴って、軸方向Ｘに沿ってナットＮと一体的に移動するように構成されている。保持部材３は、チャック本体２の先端部２３の径方向外側Ｒ１において、先端部２３に対して軸方向Ｘに沿って相対移動自在且つ軸芯ＡＸまわりに相対回転不能に外装されている。また、保持部材３は、径方向外側Ｒ１からコレット４を保持して、軸方向Ｘに沿ってコレット４と一体的に移動可能に構成されている。このような保持部材３は、ナットＮに内装される第１保持部材３１と、第１保持部材３１に内装され且つコレット４を内装する第２保持部材３２と、を含んで構成されている。第１保持部材３１及び第２保持部材３２は、軸芯ＡＸを中心とする環状に形成されている。第１保持部材３１は、第２保持部材３２に対して径方向外側Ｒ１に配置されている。従って、第２保持部材３２は、第１保持部材３１に対して径方向内側Ｒ２に配置されている。

工具用チャック１は、チャック本体２に対する保持部材３の相対回転を規制する回り止め機構６を備えている。回り止め機構６は、ボール嵌合穴６１に入れられるスラストボール６２と、スラストボール６２を軸方向Ｘに沿って案内するガイド凹部６３と、ガイド凹部６３の軸方向基端側Ｘ２に形成された拡幅部６４と、スラストボール６２に対して軸芯ＡＸを中心とする周方向の両側で当接する一対の周方向当接面（図示省略）と、を備えている。なお、以下では、軸芯ＡＸを中心とする周方向を、単に周方向という。

ボール嵌合穴６１は、先端部２３の先端外周面２３ａにおける周方向の一部に設けられている。スラストボール６２は、ボール嵌合穴６１によって保持された状態となっている。ガイド凹部６３は、第１保持部材３１の内周面における周方向の一部に設けられている。ガイド凹部６３は、第１保持部材３１の内周面から径方向外側Ｒ１に向かって凹むように、且つ、軸方向Ｘに沿って延在する溝状に形成されている。ナットＮと共に保持部材３がチャック本体２に取り付けられる際に、ボール嵌合穴６１に保持されたスラストボール６２がガイド凹部６３の軸方向基端側Ｘ２の端部から当該ガイド凹部６３に入り込むように構成されている。拡幅部６４は、ガイド凹部６３の軸方向基端側Ｘ２の端部において、径方向外側Ｒ１に切り欠かれた形状となっている。拡幅部６４によって、ガイド凹部６３の軸方向基端側Ｘ２の端部からスラストボール６２が入り込み易いようになっている。図示しないが、ボール嵌合穴６１及びガイド凹部６３の周方向の両側には、一対の周方向当接面が形成されている。周方向当接面は、周方向においてスラストボール６２と当接するように構成されている。この当接により、ガイド凹部６３を有する第１保持部材３１と、ボール嵌合穴６１を有するチャック本体２と、が軸芯ＡＸを中心として相対回転できないようになっている。一方で、スラストボール６２が案内されるガイド凹部６３は軸方向Ｘに沿って延在しているから、第１保持部材３１は、チャック本体２に対して軸方向基端側Ｘ２に相対移動可能である。従って、回り止め機構６により、保持部材３とチャック本体２との軸芯ＡＸを中心とする相対回転が規制されかつ、これらの軸方向Ｘに沿う相対移動が可能となっている。

工具用チャック１は、ナットＮとチャック本体２の中間部２２との螺合に伴うナットＮの軸方向Ｘに沿う移動によって、チャック本体２の基端部２１側に保持部材３を引き込む保持部材引込機構７を備えている。保持部材引込機構７は、周方向に沿って形成される環状空間７１と、環状空間７１に入れられる複数のラジアルボール７２で構成されている。

ナットＮが軸芯ＡＸを中心に回転すると、それに合わせてラジアルボール７２が回転するように構成されている。そのため、回り止め機構６によって軸芯ＡＸを中心とした回転が規制されている保持部材３に対して、ナットＮが軸芯ＡＸを中心として回転可能となっている。また、環状空間７１、すなわち、径方向ＲにおけるナットＮと保持部材３との間に配置されているラジアルボール７２は、軸方向Ｘの両側にて軸方向当接面ＦＸと当接している。そのため、ナットＮとチャック本体２の螺合に伴うナットＮの軸方向Ｘに沿う移動によって、ラジアルボール７２が軸方向当接面ＦＸに押され、当該ラジアルボール７２を介してナットＮと保持部材３とが軸方向Ｘに沿って一体的に移動するようになっている。従って、保持部材引込機構７により、ナットＮと保持部材３との相対回転が許容されつつ、ナットＮと保持部材３とが軸方向Ｘに沿って一体的に移動可能となっている。

工具用チャック１は、保持部材３の軸方向基端側Ｘ２への移動によって、チャック本体２の受容部２５の奥側にコレット４を押し込むコレット押圧機構８を備えている。コレット押圧機構８は、コレット４の外周に形成された第１外側当接面８ａと、保持部材３の内周に形成されると共に第１外側当接面８ａと当接する第１内側当接面８ｂと、を備えている。本実施形態では、第１内側当接面８ｂは、第２保持部材３２の内周に形成されている。第１外側当接面８ａは、コレット４の外周における、径方向Ｒから見て第２保持部材３２と重複する領域に形成されている。第１外側当接面８ａ及び第１内側当接面８ｂは、径方向Ｒに起伏した形状となっており、互いに当接するように構成されている。そのため、第１外側当接面８ａ及び第１内側当接面８ｂは、少なくとも軸方向Ｘに作用する力を互いに伝達可能となっている。これにより、コレット押圧機構８は、第２保持部材３２の軸方向基端側Ｘ２に沿う移動に伴って、コレット４をチャック本体２の受容部２５の奥側（軸方向基端側Ｘ２）に押し込むことが可能となっている。更に、工具用チャック１は、保持部材３の軸方向先端側Ｘ１への移動によって、チャック本体２に対して軸方向先端側Ｘ１にコレット４を引っ張るコレット引張機構１０を備えている。コレット引張機構１０は、コレット４の外周に形成された第２外側当接面１０ａと、保持部材３の内周に形成されると共に第２外側当接面１０ａと当接する第２内側当接面１０ｂと、を備えている。第２外側当接面１０ａ及び第２内側当接面１０ｂは、軸方向先端側Ｘ１に向かって拡径となるように傾斜している。これら第２外側当接面１０ａと第２内側当接面１０ｂとが当接することで、軸方向Ｘに沿う力を伝達可能になっている。

保持部材３は、ナットＮがチャック本体２に対して軸方向Ｘに沿って相対移動する際に、保持部材３がナットＮに対して軸方向Ｘに沿って相対移動するのを許容する移動許容機構９を有している。また、第１保持部材３１と第２保持部材３２とは、軸方向Ｘに沿って相対移動可能に構成されている。本実施形態では、移動許容機構９は、ナットＮがチャック本体２に対して軸方向Ｘに沿って相対移動する際に、第２保持部材３２がナットＮに対して軸方向Ｘに沿って相対移動するのを許容するように構成されている。

図２に示すように、移動許容機構９は、第１保持部材３１及び第２保持部材３２のうち、いずれか一方において軸芯ＡＸに対する周方向に設けられた係合凸部９２と、いずれか他方において周方向に設けられ且つ係合凸部９２に係合される被係合凹部９１と、を備えている。また、移動許容機構９は、第１保持部材３１と第２保持部材３２との径方向Ｒの間に隙間Ｓを有している。この隙間Ｓによって、第２保持部材３２は、径方向Ｒでの移動が許容された状態となっている。そのため、第２保持部材３２は、コレット４が受容部２５に押圧されている際には、径方向Ｒにおいてコレット４に追従する。すなわち、コレット４の第１外側当接面８ａが径方向Ｒに動くと、第２保持部材３２の第１内側当接面８ｂが第１外側当接面８ａに追従する。また、第２保持部材３２は、コレット４が受容部２５に押圧されていないときは、第２保持部材３２の軸芯が軸芯ＡＸに一致するように移動して、コレット４が径方向Ｒにおいて第２保持部材３２に追従する。すなわち、第２保持部材３２の径方向Ｒに沿う移動によりコレット４の軸芯が軸芯ＡＸに一致し易くなる。

係合凸部９２は、第１保持部材３１及び第２保持部材３２のうち、いずれか一方において周方向に設けられた溝部９２ｂと、溝部９２ｂに配置され当該溝部９２ｂから一部が突出する弾性リング９２ａとによって構成されている。本実施形態では、溝部９２ｂは、第２保持部材３２の外周において周方向の全体に亘って設けられている。弾性リング９２ａの軸方向Ｘに沿う断面は、円形となっている。本実施形態では、弾性リング９２ａと溝部９２ｂとを含んで構成される係合凸部９２は、第２保持部材３２の外周における周方向の全体に亘って設けられている。係合凸部９２は、弾性リング９２ａの弾性力により径方向Ｒに弾性変形可能に構成されて溝部９２ｂに案内するようになっている。

本実施形態では、被係合凹部９１は、第１保持部材３１の内周における周方向の全体に亘って設けられている。被係合凹部９１は、第２保持部材３２に設けられた係合凸部９２に係合されることが可能に構成されている。被係合凹部９１は、軸方向Ｘに沿って併設され且つ係合凸部９２を保持する一対の小凹部９１ａ，９１ｃと、一対の小凹部９１ａ，９１ｃの間に設けられ且つ係合凸部９２を径方向Ｒに弾性変形させる小突起９１ｂと、を有している。本実施形態では、一対の小凹部９１ａ，９１ｃは、軸方向基端側Ｘ２に配置される基端側小凹部９１ａと、軸方向先端側Ｘ１に配置される先端側小凹部９１ｃと、から構成されている。基端側小凹部９１ａと先端側小凹部９１ｃとは、略同一形状である。以下、基端側小凹部９１ａと先端側小凹部９１ｃとをまとめて、一対の小凹部９１ａ，９１ｃという場合がある。一対の小凹部９１ａ，９１ｃそれぞれの軸方向Ｘの長さは、係合凸部９２の軸方向Ｘの長さよりも長く形成されている。従って、一対の小凹部９１ａ，９１ｃのそれぞれは、係合凸部９２を保持可能となっている。本実施形態では、一対の小凹部９１ａ，９１ｃのそれぞれは、弾性リング９２ａを保持可能となっており、深さは弾性リング９２ａの約半分である。小突起９１ｂは、径方向内側Ｒ２に突き出して形成されている。本実施形態では、小突起９１ｂは、軸方向Ｘにおける基端側小凹部９１ａと先端側小凹部９１ｃとの間に配置されている。

次に、工具用チャック１を用いた工具５の保持方法について説明する。
工具５の保持方法は、ナットＮ、保持部材３、及び、コレット４をチャック本体２に取り付ける際に、コレット４を受容部２５の奥側に向けて押圧する第１工程と、第１工程の押圧による反力を受けて、移動許容機構９によりチャック本体２に対して第２保持部材３２（保持部材３）を受容部２５の先端側に相対移動させる第２工程と、第２工程の後にコレット４を受容部２５の奥側に向けて再度押圧して工具５をチャック本体２に固定する第３工程と、を備えている。第１工程、第２工程及び第３工程は、ナットＮのチャック本体２への螺合を継続する過程で一連的に行われる。説明の便宜上、以下では、これら３つの工程を分けて説明する。

まず、図３に示すように、ナットＮと、第１保持部材３１及び第２保持部材３２と、コレット４と、工具５と、が組み付けられた状態で、コレット４をチャック本体２の受容部２５の奥側（軸方向基端側Ｘ２）に向けて挿入していく。図３に示す状態は、チャック本体２の中間部２２の雄ネジＰ１とナットＮの雌ネジＰ２とがまだ噛み合っていない状態である。受容部２５へコレット４を挿入する際には、チャック本体２の先端部２３のボール嵌合穴６１にて保持されたスラストボール６２の周方向の配置位置に、第１保持部材３１に形成されたガイド凹部６３の周方向の配置位置を合わせながらコレット４を受容部２５へ挿入する。ガイド凹部６３の軸方向基端側Ｘ２の端部には、径方向Ｒに広がる拡幅部６４が形成されているので、スラストボール６２がガイド凹部６３の内部に案内され易くなっている。

次に、コレット４を受容部２５の奥側に向けて押圧する第１工程を行う。図４に示すように、ナットＮをチャック本体２に対してねじ込んでいく。スラストボール６２がガイド凹部６３に案内されると、スラストボール６２は、ガイド凹部６３及びボール嵌合穴６１に形成された不図示の周方向当接面に当接するため、チャック本体２に対して第１保持部材３１（保持部材３）は相対回転不能の状態となる。一方で、スラストボール６２が案内されるガイド凹部６３は軸方向Ｘに沿って延在しているから、第１保持部材３１は、チャック本体２に対して軸方向基端側Ｘ２に相対移動可能である。

第１保持部材３１が軸芯ＡＸまわりに回転不能の状態であるのに対し、第１保持部材３１と径方向外側Ｒ１で連結するナットＮは、保持部材引込機構７を構成するラジアルボール７２の転動により軸芯ＡＸまわりに回転可能な状態である。ラジアルボール７２は、軸方向当接面ＦＸと軸方向Ｘで当接しているから、ナットＮのチャック本体２への螺合により当該ナットＮが軸方向基端側Ｘ２に移動すると、ナットＮ及び第１保持部材３１は、軸方向基端側Ｘ２に向かって一体的に移動する。

図４に示す状態は、ナットＮのチャック本体２への螺合を継続する過程である。
図２の仮想線にも示すように、基端側小凹部９１ａに弾性リング９２ａが係合しており、且つ、弾性リング９２ａが小突起９１ｂに軸方向基端側Ｘ２から接触している状態である。弾性リング９２ａが小突起９１ｂに接触しているため、第２保持部材３２の軸方向先端側Ｘ１への移動は一時的に規制される。第２保持部材３２は、コレット４の軸方向先端側Ｘ１の端部近傍に設けられた第１外側当接面８ａ及び第２保持部材３２の内周に設けられた第１内側当接面８ｂを介してコレット４を軸方向基端側Ｘ２に押圧する。受容部２５に形成されたテーパ内周面２６とコレット４に形成されたテーパ外周面４１とが当接している状態である。テーパ内周面２６及びテーパ外周面４１は、軸方向先端側Ｘ１に向かって拡径となっているため、これらの当接により、コレット４は、受容部２５を軸方向基端側Ｘ２に押圧する力を作用させる。また、ナットＮのチャック本体２への螺合を更に継続させることにより、コレット４による受容部２５を押圧する力が強まり、この力の反力として、受容部２５は、コレット４を軸方向先端側Ｘ１に押圧する力を作用させる。

次に、移動許容機構９によりチャック本体２に対して第２保持部材３２を受容部２５の先端側に相対移動させる第２工程を行う。図２の仮想線及び図５に示すように、弾性リング９２ａと小突起９１ｂとが軸方向Ｘで当接しており、弾性リング９２ａは断面視円形であるから、押圧する力が規制する力以上になると、弾性リング９２ａは、小突起９１ｂから径方向内側Ｒ２に向かう力を受け、径方向内側Ｒ２に向かって弾性変形（縮径）して、小突起９１ｂを乗り越える。これにより、第２保持部材３２は軸方向先端側Ｘ１に移動自在の状態となり、第２保持部材３２が軸方向先端側Ｘ１に移動する。第２保持部材３２は、第１保持部材３１の第１規制面９３ａと第２保持部材３２の第２規制面９３ｂとが当接することにより、これ以上軸方向先端側Ｘ１へ移動できなくなる（図２参照）。第２保持部材３２が軸方向先端側Ｘ１に移動することによって、テーパ内周面２６とテーパ外周面４１との圧接状態が軽減される。すなわち、軽圧入による軸芯に対する取付精度が良い状態を維持することができ、またコレット４を受容部２５に挿入した際にコレット４の軸芯が軸芯ＡＸに対して傾いていた場合でも、コレット４が軸芯ＡＸに沿う姿勢となり易くなる。従って、コレット４の軸芯が軸芯ＡＸに一致し易くなる。更に、本実施形態では、第１保持部材３１と第２保持部材３２との径方向Ｒの間に隙間Ｓが形成されているから、第２保持部材３２は、径方向Ｒに移動して、この第２保持部材３２に把持されるコレット４の軸芯と軸芯ＡＸとが更に一致し易くなる。

次に、第２工程の後にコレット４を受容部２５の奥側に向けて再度押圧して工具５をチャック本体２に固定する第３工程を行う。図２に示すように、第１保持部材３１の第１規制面９３ａと第２保持部材３２の第２規制面９３ｂとが当接した状態で、ナットＮ、第１保持部材３１、第２保持部材３２及びコレット４は、軸方向基端側Ｘ２に向かって一体的に移動可能な状態となる。この状態から、チャック本体２に対するナットＮの螺合を継続させることで、ナットＮ、第１保持部材３１、第２保持部材３２及びコレット４を軸方向基端側Ｘ２に向かって一体的に移動させる（図６参照）。これにより、チャック本体２によってコレット４が強く押圧されていき、工具５の保持が完了する。

次に、工具用チャック１を用いた工具５の取り外し方法について説明する。
工具５の取り外し方法は、係合凸部９２を傾斜面９１ｄに接触させた状態でナットＮをチャック本体２から遠ざかる方向に移動させる第１取り外し工程と、係合凸部９２と小凹部９１ａとを係合させる第２取り外し工程と、保持部材３とコレット４とを、チャック本体２から遠ざかる方向に一体的に移動させることにより工具５をチャック本体２から取り外す第３取り外し工程と、を備えている。

図６に示すように、弾性リング９２ａを傾斜面９１ｄに接触させた状態のまま（図２も参照）、ナットＮを軸方向先端側Ｘ１に移動させる（第１取り外し工程）。このとき、弾性リング９２ａと傾斜面９１ｄとの接触により、第１保持部材３１及びナットＮは、第２保持部材３２に対して軸方向先端側Ｘ１に抵抗少なく緩やかに相対移動する。そして、ナットＮの軸方向先端側Ｘ１への移動を継続させることで、小突起９１ｂを乗り越え、基端側小凹部９１ａと弾性リング９２ａとを係合させる（第２取り外し工程）。この係合によって、第１保持部材３１及びナットＮが第２保持部材３２に対して軸方向先端側Ｘ１に相対的に移動することが規制される。従って、この状態からナットＮを軸方向先端側Ｘ１に移動させることにより、ナットＮ、第１保持部材３１、第２保持部材３２が軸方向先端側Ｘ１に一体的に移動する。図７に示すように、更にナットＮを軸方向先端側Ｘ１に移動させることで、第２保持部材３２が軸方向先端側Ｘ１に移動し、第１外側当接面８ａと第１内側当接面８ｂとが離間すると共に第２外側当接面１０ａと第２内側当接面１０ｂとが当接する。これにより、ナットＮ、第１保持部材３１及び第２保持部材３２に加えて、コレット４も軸方向先端側Ｘ１に沿って一体的に移動可能な状態となる。そして、第２保持部材とコレット４とを、軸方向先端側Ｘ１に一体的に移動させることによりコレット４を引っ張り、コレット４に把持された工具５をチャック本体２から取り外す（第３取り外し工程）。このように、第１〜第３取り外し工程を行うことにより、工具５をチャック本体２から取り外すことができる。

次に、本発明の別実施形態について説明する。
（１）上記の実施形態では、係合凸部９２が弾性リング９２ａと溝部９２ｂとによって構成されている例について説明した。しかし、本発明はこのような構成に限定されない。すなわち、係合凸部は、径方向に突き出すように形成された一体物であっても良い。

（２）上記の実施形態では、係合凸部９２が第２保持部材３２に設けられ、被係合凹部９１が第１保持部材３１に設けられている例について説明した。しかし、本発明はこのような構成に限定されない。すなわち、係合凸部は第１保持部材に設けられ、被係合凹部は第２保持部材に設けられていても良い。更に、この場合であっても、係合凸部は、弾性リングと溝部とから構成されるものであっても良い。

（３）上記の実施形態では、弾性リング９２ａの断面が円形である例について説明した。
しかし、本発明はこのような構成に限定されない。すなわち、小突起及び弾性リングのいずれかが、小突起と弾性リングとが軸方向で接触することにより径方向成分の力が発生するような形状であれば良い。例えば、小突起の先端が球状であっても良い。また、小突起と弾性リングとの接触面がテーパ面であっても良い。

（４）本発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。上記の各実施形態は、矛盾の生じない範囲で組み合わすことができる。

１：工具用チャック
２：チャック本体
３：保持部材
４：コレット
５：工具
９：移動許容機構
２５：受容部
３１：第１保持部材
３２：第２保持部材
９１：被係合凹部
９１ａ：基端側小凹部
９１ｂ：小突起
９１ｃ：先端側小凹部
９１ｄ：傾斜面
９２：係合凸部
９２ａ：弾性リング
９２ｂ：溝部
ＡＸ：軸芯
Ｎ：ナット
Ｒ：径方向
Ｘ：軸方向

Claims (5)

1. 工具を把持するコレットと、
   軸芯に沿って前記コレットを内部に挿入する受容部を先端に有するチャック本体と、
   前記コレットを内装し且つ当該コレットと軸方向で一体的に移動可能に構成された保持部材と、
   前記チャック本体に対して外装され且つ前記保持部材を内装するナットと、を備え、
   前記保持部材は、前記ナットが前記チャック本体に対して前記軸方向に相対移動する際に、当該保持部材が前記ナットに対して前記軸方向に相対移動するのを許容する移動許容機構を有し、
   前記保持部材は、前記ナットに内装される第１保持部材と、前記第１保持部材に内装され且つ前記コレットを内装する第２保持部材と、を含んで構成され、
   前記第１保持部材と前記第２保持部材とは、前記軸方向で相対移動可能に構成され、
   前記第１保持部材及び前記第２保持部材は、前記軸芯を中心とする環状に形成され、
   前記移動許容機構は、前記第１保持部材及び前記第２保持部材のうち、いずれか一方において前記軸芯に対する周方向に設けられた係合凸部と、いずれか他方において前記周方向に設けられ且つ前記係合凸部に係合される被係合凹部と、を備え、
   前記係合凸部は径方向に弾性変形可能であり、
   前記被係合凹部は、前記軸方向に沿って併設され且つ前記係合凸部を保持する一対の小凹部と、前記一対の小凹部の間に設けられた突起と、を有する工具用チャック。
2. 前記係合凸部は、前記第１保持部材及び前記第２保持部材のうち、いずれか一方において周方向に設けられた溝部と、前記溝部に配置され当該溝部から突出する弾性リングとによって構成されている請求項１に記載の工具用チャック。
3. 前記被係合凹部は、前記一対の小凹部のうちの前記チャック本体から遠い方に位置する小凹部と前記突起との間に傾斜面を有する請求項１又は２に記載の工具用チャック。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の工具用チャックを用い、工具を前記チャック本体に固定する工具保持方法であって、
   前記ナット、前記保持部材、及び、前記コレットを前記チャック本体に取り付ける際に、
   前記コレットを前記受容部の奥側に向けて押圧する第１工程と、
   前記第１工程の押圧による反力を受けて、前記移動許容機構により前記チャック本体に対して前記保持部材を前記受容部の先端側に相対移動させる第２工程と、
   前記第２工程の後に前記コレットを前記受容部の奥側に向けて再度押圧して前記工具を前記チャック本体に固定する第３工程と、を備える工具保持方法。
5. 請求項３に記載の工具用チャックを用い、前記チャック本体に固定された工具を取り外す工具取り外し方法であって、
   前記係合凸部を前記傾斜面に接触させた状態で前記ナットを前記チャック本体から遠ざかる方向に移動させる第１取り外し工程と、
   前記係合凸部と前記小凹部とを係合させる第２取り外し工程と、
   前記保持部材と前記コレットとを、前記チャック本体から遠ざかる方向に一体的に移動させることにより前記工具を前記チャック本体から取り外す第３取り外し工程と、を備える工具取り外し方法。

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