JPH0224565Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はドリルやエンドミル等の回転切削工具
を保持するための工具保持チヤツクに関する。

この種の工具保持チヤツクは、一般にテーパシ
ヤンクやストレートシヤンク等のシヤンク及びチ
ヤツク筒を有するチヤツク本体と、チヤツク筒の
テーパー内周面に嵌合接続しかつ工具を保持する
押込式コレツトと、コレツトのチヤツク筒外端部
にコレツトと共に軸心方向移動可能かつコレツト
に対して回動可能に連結する締付ナツトとを備え
ており、締付ナツトの内周めねじ溝をチヤツク筒
の外周おねじ溝に直接螺合し、締付ナツトを回動
することによりコレツトを軸心方向に移動させ、
コレツト内周面の工具を締め付けるようになつて
いる。ところが上記両ねじ溝を直接螺合している
場合には、締付操作時における両ねじ溝間の滑り
摩擦抵抗が大きく、締付操作の円滑性の点で問題
があつた。

最近では、締付ナツトとチヤツク筒をボールね
じ機構を介して間接的に噛み合わすことにより、
締付操作の円滑性の向上を図つたチヤツクが開発
されている。ところがボールねじ機構では、切削
作業中の振動によつて容易に締付ナツトが緩むと
いう不具合があり、そのために締付ナツトを締付
状態に係止保持する戻り止め機構を備える必要が
ある。またボールねじ機構では、各ボールが締付
ナツト及びチヤツク筒に点接触するため、耐久性
にも問題がある。

本考案は工具の締付操作を円滑に行えるように
すると共に、戻り止め機構を備えなくても締付ナ
ツトを確実に締付状態に保持できるようにし、さ
らに耐久性を向上させることを目的としており、
その要旨とするところは、押込式コレツトの前端
部に連結環を連結し、連結環の外周面に、軸受を
介して連結環と共に一体的に前後方向向移動可能
かつ連結環に対して回動自在に締付ナツトを連結
し、チヤツク筒の外周面の後半部分におねじ溝を
形成し、上記連結環の内周面をチヤツク筒外周面
のうちねじを形成していない前半部分に嵌合する
ことにより締付ナツの内周めねじ溝とチヤツク筒
のおねじ溝の間に環状空間を形成し、両ねじ溝間
の環状空間に円周溝付ローラを複数個配置し、円
周溝付ローラを介して両ねじ溝を噛み合わせたこ
とである。以下実施例図面に基づいて本考案を説
明する。

第１図は本考案を適用した工具保持チヤツクの
一部縦断側面図を示しており（矢印Ｆが前方）、
この第１図において、工作機械の主軸１に貫通孔
２及びこの貫通孔２に連通するテーパ孔３が形成
されており、貫通孔２には主軸１の後端部側（反
矢印Ｆ側）からテーパ孔３内まで延びるドローボ
ルト４が挿入されている。

チヤツク本体５はテーパシヤンク６、チヤツク
筒７及びフランジ８を有している。テーパシヤン
ク６は上記テーパ孔３に嵌合接続し、さらにテー
パシヤンク６のめねじ孔９には上記ドローボルト
４が螺合している。即ちドローボルト４によりチ
ヤツク本体５を主軸１に強力に結合している。チ
ヤツク筒７はコレツト嵌合用テーパ内周面１０を
備えており、チヤツク筒７の外周面の後半部分に
はおねじ溝１２が形成されている。

テーパコレツト１３はその外周面が上記テーパ
内周面１０に対応するテーパ状に形成されてお
り、また第２図に示すように放射状の複数個の切
溝により複数個の円弧状部分に分割され、周知の
コレツトと同様に各円弧状部分が一連となつて半
径方向外方又は内方へ移動するように構成されて
いる。即ちコレツト１３を後方へ押し込むことに
より、コレツト内周孔１５が縮径し、工具１６の
シヤンク部を締め付け、またコレツト１３を前方
へ移動させることにより、コレツト内周孔１５が
拡径し、工具１６のシヤンク部を緩めるようにな
つている。コレツト１３のチヤツク筒外端部、即
ち前端部の外周面には半径方向外方へ突出する環
状突起１７が形成されており、この環状突起１７
にはフロントリング１９の内周環状溝２０が前後
方向に少しの遊びをもつて係合している。フロン
トリング１９は連結環２１の前端部内周に着脱自
在に螺着されている。連結環２１の後半部内周面
はチヤツク筒７の前半部外周面に前後方向移動自
在に嵌合している。

連結環２１の外周面には複数個の軸受ボール２
２を介して、締付ナツト２３が連結環２１と共に
前後方向移動可能かつ連結環２１に対して回動自
在に連結している。

締付ナツト２３の後半部分内周面にはめねじ溝
２５が形成されている。このめねじ溝２５は前記
チヤツク筒７のおねじ溝１２に半径方向外方へ間
隔を隔てて対向し、両ねじ溝１２，２５間に環状
空間を形成している。

環状空間には円周方向に等間隔を隔てて複数個
の円周溝付ローラ２７（第２図）が配置されてお
り、ローラ２７の円周溝は両ねじ溝１２，２５に
噛み合つている。即ち締付ナツト２３は円周溝付
ローラ２７を介してチヤツク筒７に間接的に螺合
しており、締付ナツト２３を例えば前方から見て
右回りに回動させることにより、締付ナツト２
３、連結環２１、フロントリング１９及びコレツ
ト１３が後方へ移動し、反対に締付ナツト２３を
左回りに回動させることにより締付ナツト２３等
が前方へ移動する。

ローラ２７は第３図に示すように、その軸心
O₁がおねじ溝１２の長さ方向に対して直角にな
るように配置されており、またローラ２７の円周
溝はローラ軸心O₁と直角に、即ちおねじ溝１２
の長さ方向と平行に複数本形成されている。第３
図のローラ２７の円周溝は互いに平行な円周溝で
ある。O₂はチヤツク筒７の軸心を示す。なお第
３図はローラ２７とチヤツク筒７の位置を明確に
示すため、１個のローラ２７のみを図示してい
る。

第４図は円周溝としておねじ溝２７ａを形成し
たローラ２７の変形例を示している。第４図のロ
ーラ２７のおねじ溝２７ａは、チヤツク筒７のお
ねじ溝１２及び締付ナツト２３（第１図）のめね
じ溝２５に対して一定の遊び（ガタ）を有して噛
み合つている。しかもおねじ溝２７ａのチヤツク
筒おねじ溝１２に対する噛合部分（第４図の破線
部分）と締付ナツトめねじ溝２５に対する噛合部
分（第４図の実線部分）とが、なるべくおねじ溝
１２及びめねじ溝２５の長さ方向に沿う状態に近
づくように、ローラ軸心O₁を、両ねじ溝１２，
２５の第４図の長さ方向と直角な線O₃よりも反
チヤツク筒軸心O₂側に傾けている。

なお本考案においては、各ローラ２７の円周方
向の間隔を確実に保持するため、第１、第２図に
仮想線で示すように、一般の軸受等に多く用いら
れているような環状リテーナ３０を配置してもよ
い。

次に工具着脱操作について簡単に説明する。工
具１６を取り付ける場合には、まず締付ナツト２
３を緩めておいてコレツト１３内に工具１６を挿
入し、しかる後に締付ナツト２３を例えば前方か
ら見て右回りに回動させることにより、連結環２
１及びフロントリング１９を介してコレツト１３
を後進させ、コレツト１３の縮径動作により工具
１６を締め付ける。工具１６を取り外す場合に
は、締付ナツト２３を左回りに回動させることに
より、連結環２１等を介してコレツト１３を前進
させ、コレツト１３の拡径動作により工具１６の
締付を緩める。

またコレツト１３の別種のもの、例えばコレツ
ト内径の異なるものに取り替える場合には、フロ
ントリング１９を連結環２１から取り外すだけ
で、コレツト１３をチヤツク筒７から取り出すこ
とができる。

以上説明したように本考案は、チヤツク筒７を
有するチヤツク本体５と、チヤツク筒７のテーパ
ー内周面１０に嵌合接続しかつ工具１６を保持す
る押込式コレツト１３と、コレツト１３のチヤツ
ク筒外端部にコレツト１３と共に軸心O₁方向移
動可能かつコレツト１３に対して回動可能に連結
する締付ナツト２３とを備え、チヤツク筒７の外
周面におねじ溝１２を形成し、このおねじ溝１２
に上記締付ナツト２３の内周めねじ溝２５を半径
方向外方へ間隔を隔てて対向させ、両ねじ溝１
２，２５間の環状空間に円周溝付ローラ２７を複
数個配置し、円周溝付ローラ２７を介して両ねじ
溝１２，，２５を噛み合わせているので、次のよ
うな利点がある。

(1) 両ねじ溝１２，２５にころがり接触するロー
ラ２７を介して、両ねじ溝１２，２５を間接的
に噛み合わせているので、締付ナツト２３の回
動操作、即ち工具１６の締付操作を円滑に行う
ことができ、また確実に締め付けることができ
る。

(2) 両ねじ溝１２，２５は円周溝付ローラ２７を
介して噛み合つているので、ローラ２７のころ
倒れ現象により、確実に締付状態を保持するこ
とができる。即ち締付ナツト２３の戻り止め機
構を備えなくても、工作機械の振動等によつて
締付ナツト２３が緩む心配はない。特に円周溝
として第４図のようなおねじ溝２７ａを形成す
ると、ころ倒れ現象が一層顕著になり、緩み防
止効果は極めて大きい。

(3) ローラ２７は両ねじ溝１２，２５に対して断
続的ではあるが概ね線接触するので、ボールね
じ機構のような点接触するものに比べて耐久性
が良い。なお図示のようなテーパシヤンク６の
代りに、ストレートシヤンクを備えたチヤツク
にも勿論本考案を適用することができる。

(4) チヤツク筒７の外周面の後半部分におねじ溝
１２を形成し、連結環２１の内周面をチヤツク
筒外周面のうちねじを形成していない前半部分
に嵌合することにより、締付ナツト２３の内周
めねじ溝２５とチヤツク筒７のおねじ溝１２の
間に環状空間を形成するようにしているので、
連結環２１の内周面による位置決め作用によ
り、環状空間を形成していながらも、チヤツク
筒７の外周面と締付ナツト２３の内周面との同
心度を維持することができる。

従つて例えば各ローラ２７の摩耗、溝の大き
さのばらつきあるいは外径のばらつき等があつ
ても、締付ナツト２３の半径方向のがたつきを
防ぐことができ、回転中における連結環の内周
面による位置決め作用により締付ナツト２３の
振れをなくし、切削精度を高く維持できる。ま
た軸受ボール２２などの耐久性も向上する。従
つて高速回転する切削工具保持用のチヤツクに
は最適である。

本考案の最も重要な利点を再度説明すると： 工具を締め付け固定するための工具保持チヤツ
クに、円周溝付ローラ２７を利用することによ
り、締付動作時の締付ナツト２３の回転動作を円
滑に維持すると共に、ローラ２７のころ倒れ現象
を利用して締付完了後のナツト２３の緩みを確実
に防止している。

即ち一般に工具保持チヤツクにおいては、ナツ
ト２３を締め付けて行くに従い締付応力が増大
し、締付完了時には応力最大となり。同時にナツ
ト２３から手を離すことにより今度はチヤツク本
体側からナツト２３を締付時とは逆方向に回転さ
せようとする負荷、即ちナツト２３を緩ませよう
とする負荷のみがかかる。従つてナツト２３の締
付動作中はナツト２３が円滑に回転することが望
まれ一方締付完了後はナツト２３が逆方向に容易
に回転しないこと、即ち緩まないことが望まれ
る。

この様な工具保持チヤツクに関して本考案では
円周溝付ローラ２７を備えているので、締付完了
時にナツト２３から手を離してチヤツク本体側か
らのみ負荷がかかつた場合でも、それと同時にそ
の負荷によつてチヤツク本体５とナツト２３が軸
方向に相対的に僅かに移動することによつて、ロ
ーラ２７の溝がおねじ溝１２やめねじ溝２５に対
して傾斜し、いわゆるころ倒れ現象が生じ、それ
によりローラ２７の溝部分がおねじ溝１２やめね
じ溝２５に圧接し、ナツト２３をロツクする。従
つてナツト２３を緩みは確実に防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案を適用した工具保持チヤツクの
一部縦断側面図、第２図は第１図の−断面
図、第３図は締付ナツトを取り除いて示す第１図
の部分拡大図、第４図はローラの変形例を示す部
分拡大図である。 ５…チヤツク本体、６…テーパシヤンク、７…
チヤツク筒、１０…テーパ内周面、１２…おねじ
溝、１３…押込式コレツト、２３…締付ナツト、
２５…めねじ溝、２７…円周溝付ローラ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. チヤツク筒７を有するチヤツク本体５と、チヤ
   ツク筒７のテーパー内周面に嵌合接続しかつ工具
   を保持する押込式コレツト１３と、チヤツク筒７
   の外周側に配置される締付ナツト２３とを備え、
   押込式コレツト１３の前端部に連結環２１を連結
   し、連結環２１の外周面に、軸受を介して連結環
   ２１と共に一体的に前後方向移動可能かつ連結環
   ２１に対して回動自在に締付ナツト２３を連結
   し、チヤツク筒７の外周面の後半部分におねじ溝
   １２を形成し、上記連結環２１の内周面をチヤツ
   ク筒外周面のうちねじを形成していない前半部分
   に嵌合することにより、締付ナツト２３の内周め
   ねじ溝２５とチヤツク筒７のおねじ溝１２の間に
   環状空間を形成し、両ねじ溝１２，２５間の環状
   空間に円周溝付ローラ２７を複数個配置し、円周
   溝付ローラ２７を介して両ねじ溝１２，２５を噛
   み合わせたことを特徴とする工具保持チヤツク。