JPH023366Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、エンドミルなどの回転切削工具を
回り止めして締め付け把持させるチヤツクに関す
るものである。

［従来の技術］ 従来、マシニングセンタなどの工作機械におい
て、主軸にエンドミルなどの工具を取り付ける場
合には、チヤツク（ツールホルダ）を用いてお
り、このようなチヤツクとして実公昭41−23987
号公報に示すものがあつた。

第５図は実公昭41−23987号公報に示すものに
準ずるチヤツクである。第５図において、１は先
端側に先細のチヤツク筒２を有するホルダ本体で
あり、上記チヤツク筒２の外周面には多数のニー
ドルローラ３を介し回動筒４が嵌合されている。
そして、このチヤツクは、チヤツク筒２の内面に
コレツト５を介して工具６のシヤンク部６ａを嵌
挿し、回動筒４を回転させニードルローラ３によ
つてチヤツク筒２を圧縮させることにより、チヤ
ツク筒２でコレツト５を介して工具６のシヤンク
部６ａを締め付け把持している。また、回動筒４
の逆回転によりチヤツク筒２およびコレツト５の
圧縮を解除してこれらを復元させ、工具６のシヤ
ンク部６ａの締め付けを解放している。

上述のような従来のチヤツクは、回動筒４の回
動で多数のニードルローラ３がチヤツク筒２の外
周面で回転しつつ螺旋公転することにより、チヤ
ツク筒２が弾性変形して収縮し、この収縮がニー
ドルローラ３による広い押圧領域で行われるた
め、チヤツク筒２によるシヤンク部６ａの締め付
けが強力であり、その把持が確実にできる。

しかし、近年では、工具が改良され、その切削
能力が向上し、これに伴つて工具に加わる切削抵
抗が大きくなり、エンドミルなど回転によつてワ
ークを切削する場合には、切削抵抗に耐えられる
把持力が不足し、工具とこれを把持する部材との
間に相対的なすべりが生じ、ワークの切削加工に
悪影響を及ぼす。

そこで、第５図に示すように、ホルダ本体１の
フランジ部１ａにチヤツク筒２内に達するロツク
ボルト７を径方向に螺装し、このボルト７の先端
を工具６のシヤンク部６ａ末端部外周面に形成し
た切欠部６ｂに押し付けることにより、工具６を
ねじ止めし、チヤツク筒２によるコレツト５を介
しての把持力を超える切削抵抗が工具６に加わつ
ても工具６の回転方向のすべりを防止するように
したものが提案されている。

［考案が解決しようとする課題］ しかし、以上のように構成された従来のチヤツ
クに対する工具の取付けでは、工具のチヤツク本
体への取付時にねじ締め操作が必要であり、ロツ
クボルトの締め忘れや使用中の振動による弛みな
どが生ずる恐れがあり、またロツクボルトで工具
のシヤンク部末端部を押し付けているので、ホル
ダ本体による工具の把持精度、すなわちチヤツク
筒と工具のシヤンク部との同心度がよくなく加工
中に工具が振れ回りをするという問題点があつ
た。

この考案は、上述のような問題点を解決するた
めになされたもので、工具の回り止め操作を不要
とし、また確実で安定した工具の回り止めがで
き、しかもホルダ本体のチヤツク筒と工具のシヤ
ンク部との同心度がよく、加工中に工具が振れ回
りしないチヤツクを提供することを目的としてい
る。

［課題を解決するための手段］ この考案は、ホルダ本体の先端側に設けたチヤ
ツク筒の外周面を先細に形成し、このチヤツク筒
の外周面に多数のニードルローラを介して回動筒
を嵌合させ、上記チヤツク筒の内周面にコレツト
を介して工具のシヤンク部を嵌挿し、上記回動筒
の回動により上記ニードルローラでチヤツク筒を
弾性変形させて圧縮し、このチヤツク筒で上記工
具のシヤンク部を締め付け把持するチヤツクにお
いて、上記コレツトの外周面にキーを突出させる
とともに、上記チヤツク筒の内周面に、上記ニー
ドルローラによる押圧領域の軸方向ほぼ全長にわ
たりキー溝を形成し、このキー溝に上記キーをス
ライド可能に係合させ、このキーを上記キー溝の
上記押圧領域の軸方向ほぼ中央部に配置し、上記
チヤツク筒と上記コレツトとの間に、上記キー溝
による空間部を上記キーの軸方向両側に形成した
ものである。

［作用］ この考案によるチヤツクは、工具のシヤンク部
が嵌挿されるコレツトの外周面にキーを突出さ
せ、チヤツク本体に設けたチヤツク筒内周面に、
ニードルローラによる押圧領域の軸方向ほぼ全長
にわたりキー溝を形成し、上記コレツトを上記チ
ヤツク筒に嵌挿し、上記キーを上記キー溝にスラ
イド可能に係合させたことにより、工具の回り止
めが確実にできるとともに、ロツクボルトなどの
ねじを用いないので、工具の回り止め操作が不要
となる。また、この考案によるチヤツクは、コレ
ツトに設けたキーを、チヤツク筒に設けたキー溝
の上記押圧領域の軸方向ほぼ中央部に配置し、上
記チヤツク筒と上記コレツトとの間にキー溝によ
る空間部をキーの軸方向両側に形成したことによ
り、ホルダ本体にコレツトおよび工具を良好な同
心度で安定して把持することができる。

すなわち、ホルダ本体のチヤツク筒内周面に設
けられたキー溝と、工具のシヤンク部が嵌挿され
たコレツトの外周面から突出させたキーとの隙間
が小さく、キーが剛体として上記チヤツク筒とコ
レツトとの間に介在する場合には、チヤツク筒は
これの外周面に設けたニードルローラで外周側か
ら押圧されると、先ずキー溝部が周方向に弾性変
形し、軸方向に沿う断面におけるチヤツク筒内径
の弾性変形は、上記押圧領域の全体が均一に内径
収縮方向に変形を開始するのではなく、上記押圧
領域の軸方向ほぼ中央から収縮変形が始まる。そ
して、この変形の進行に伴い軸方向中央部の変形
抵抗が増大し、この変形抵抗と押圧領域の中央部
以外の変形抵抗とが順次近づき、これにしたがつ
て中央部から軸方向両端部に向つて収縮変形が進
行し、チヤツク筒内周面が収縮する。このため、
チヤツク筒内周面に設けたキー溝の各面とキーと
の接触によつてチヤツク筒の収縮変形に抵抗作用
が発生し、チヤツク筒の軸方向中央部では収縮変
形が自由にできず、一時変形が停止し、この間両
側端部の収縮変形が逆に先に進行する。つまり、
チヤツク筒内周面の変形は、軸方向中央部が山形
に変形してから中央部と両側端部が平均化するよ
うに変形する。したがつて、チヤツク筒内周面が
上記押圧領域の軸方向全体に平均的に収縮する
と、チヤツク筒内周面と工具のシヤンク部外周面
との間に隙間があつてもチヤツク筒が収縮し、隙
間がなくなるにつれて、チヤツク筒と上記コレツ
トとの軸心振が順次同心に修正されて把持完了時
にはチヤツク筒とコレツトおよびシヤンク部との
同心度が高く、すなわち把持精度がよくなる。
（第４図ａ，ｂ参照） しかし、キー溝がないチヤツク筒にコレツトを
介して工具のシヤンク部を嵌める第５図に示すよ
うななものでは、チヤツク筒内周面にコレツトを
挿入する時、これとチヤツク筒との間に隙間があ
り、上述したようにチヤツク筒内周面の軸方向中
央部が山形に変形し、チヤツク筒とコレツトが軸
方向の中央部で接触し、順次両端部が接触して行
くため、チヤツク筒に隙間分だけ心ずれした状態
でコレツトが挿入されてチヤツク内周面の山形部
の頂部に最初に接触すると、このままの状態で押
圧領域の軸方向全体の押圧が行われるので、把持
完了時にチヤツク筒とコレツトとが軸心振れ状態
となり、同心度が低いことになる。（第４図ａ，
ｃ参照） また、チヤツク筒内周面に設けたキー溝と、工
具のシヤンク部が嵌挿されたコレツト外周面に設
けたキーとの隙間が大きく、キーが剛体とならな
い場合には、キー溝とキーとの遊合状態からチヤ
ツク筒を収縮させることになる。この考案では、
チヤツク筒とコレツトの隙間が消滅する過程で、
チヤツク筒のキー溝で断面積が小さくなつている
部分が先ずニードルローラによる外周からの押圧
で収縮変形を始め、チヤツク筒がキー溝部で折れ
曲がる弾性変形をし、この変形が進行してキー溝
部の収縮抵抗が増大する。次に、チヤツク筒のキ
ー溝部以外の部分の収縮抵抗が増大し、キー溝部
の収縮抵抗に近づくにつれ、キー溝部に遅れてキ
ー溝部以外の部分が収縮変形する。そして、チヤ
ツク筒の軸方向断面におけるチヤツク筒内周面の
中央部の山形変形はキー溝部よりもキー溝部以外
の部分の収縮変形時に発生するので、キー溝を設
けていることでキー溝がない第５図のものに比
べ、チヤツク筒内周面の山形変形量が少なく、従
つて、把持完了時におけるチヤツク筒とコレツト
および工具のシヤンク部との同心度が高くなる。

［実施例］ 以下、この考案の一実施例を第１図ないし第４
図について説明する。

第１図および第２図において、１０はホルダ本
体であり、ホルダ本体１０は、基端部にシヤンク
部１０ａが形成され、中間部に大外径のフランジ
部１０ｂが形成され、先端部にチヤツク筒１１が
形成されている。チヤツク筒１１は、外周面が先
端側に行くにしたがい小径となる、つまり、先細
テーパ面に形成されている。チヤツク筒１１の外
周面には軸方向ほぼ全長にわたつて、そのテーパ
面と同一のテーパを有する筒状リテーナ１２に保
持された多数のニードルローラ１３が支持されて
おり、これらのローラ１３の外周には回動筒１４
が嵌合されている。そして、回動筒１４をチヤツ
ク筒１１に対し螺旋回動させることにより、チヤ
ツク筒１１をニードルローラ１３を介し弾性変形
させて縮径できるように構成されている。

上記チヤツク筒１１の内周面は工具把持用のス
トレートコレツト１５が嵌合されている。このコ
レツト１５は、第３図にも示すように、円周方向
の３個所に等間隔で切り割りが軸方向に沿い先端
から末端近くまで形成されている。そして、コレ
ツト１５内に嵌挿された工具１６のシヤンク部１
６ａの外周面は、嵌挿された部分の全面がコレツ
ト１５の内周面に密着されるようになつている。
また、チヤツク筒１１の軸心にコレツト１５の外
径に応じたストレートの円筒穴１１ａが形成され
ている。円筒穴１１ａの周壁面には、その軸線と
平行なキー溝１７が円筒穴１１ａのほぼ全長にわ
たり形成されている。上記円筒穴１１ａ内に挿入
されるコレツト１５の外周面には上記キー溝１７
にスライド可能に係合するキー１８が固着され、
キー１８はコレツト１５外周面から突出してい
る。

さらに、この実施例では、工具１６のシヤンク
部１６ａがコレツト１５を介してホルダ本体１０
のチヤツク筒１１に設けた円筒穴１１ａに嵌挿さ
れ、上記コレツト１５の外周面から突出したキー
１８が、ニードルローラ１３によつてチヤツク筒
１１が押圧される押圧領域の軸方向ほぼ中央部に
配置されている。上記キー１８の軸方向両側に
は、上記キー溝１７によつてチヤツク筒１１とコ
レツト１５との間に空間部が形成されている。

この実施例では、回動筒１４を反時計方向に回
動させると、その内周面に当接するニードルロー
ラ１３が自転しながらチヤツク筒１１の外周面を
螺旋状に公転し、回動筒１４と一体に第１図の矢
印Ｘ方向に移動する。このため、チヤツク筒１１
は縮径方向に弾性変形され、これによりチヤツク
筒１１内のコレツト１５を工具１６のシヤンク部
１６ａをを外周側から締め付けると同時に、コレ
ツト１５を介して工具１６のシヤンク部１６ａを
強力に把持することになる。

そして、上記のように工具１６がコレツト１５
を介して把持されたホルダ本体１０を工作機械の
主軸に装着し、主軸を回転して工具１６によりワ
ークを切削したときの切削抵抗に対する把持力は
チヤツク筒１１の圧縮によつて発揮され、さらに
工具のシヤンク部１６ａとチヤツク１１間での回
りめはキー１８とキー溝１７とによつてなされ
る。

またこの実施例では、キー溝１７とキー８とに
よつて回り止めする方式であるため、工具１６の
シヤンク部１６ａが嵌まつたコレツト１５をチヤ
ツク筒１１内に嵌挿するだけで、工具１６とチヤ
ツク筒１１との間での回り止め機能をコレツト１
５を介して発揮させることができ、これに伴い従
来のようななロツクねじの締め忘れ、弛みなどの
不安要素がなく、安定した確実な回り止めがで
き、そして、回り止め機構は軸方向に沿うキー溝
１７とこれにスライド可能に係合するキー１８と
の組み合せである上に、コレツト１５に工具１６
のシヤンク部１６ａを嵌挿しているため、工具の
軸線方向の長さ調整が容易で、その調整範囲も長
くできる。

さらに、この実施例では、工具１６のシヤンク
部１６ａが嵌められたコレツト１５の外周面に設
けたキー１８は、ニードルローラ１３によつてホ
ルダ本体１０のチヤツク筒１１が外周側から押圧
される押圧領域の軸方向ほぼ中央部に配置され、
上記チヤツク筒１１の内周面に上記押圧領域の軸
方向ほぼ全長にわたりキー溝１７が形成されてい
るので、ホルダ本体１０とコレツト１５および工
具１６との同心度、つまりホルダ本体１０のチヤ
ツク筒１１によるコレツト１５を介しての上記シ
ヤンク部１６ａの把持精度が高くなる。

すなわち、チヤツク筒１１の内周面に設けたキ
ー溝１７とコレツト１５外周面から突出したキー
１８との隙間が小さく、キー１８が剛体としてチ
ヤツク筒１１内周面とコレツト１５外周面との間
に介在する場合には、チヤツク筒１１がニードル
ローラ１３で外周側から押圧されると、先ずキー
溝１７部が周方向に弾性変形する。そして、軸方
向におけるチヤツク筒１１内径の弾性変形は、上
記押圧領域の全体が均一に内径収縮方向に変形を
開始するのではなく、押圧領域の軸方向ほぼ中央
から収縮変形が始まり、この変形の進行に伴い変
形抵抗が増大し、この抵抗と押圧領域以外の変形
抵抗とが順次近づき、これにしたがつて中央部か
ら軸方向両側端部に向つて収縮変形が進行し、チ
ヤツク筒１１内周面が収縮する。このため、チヤ
ツク筒１１内周面に設けたキー溝１７の各面とキ
ー１８との接触によつてチヤツク筒１１の収縮変
形に抵抗作用が発生し、軸方向中央部では収縮変
形が自由にできず、第４図ｃに示すように、一時
収縮変形が停止し、この間、キー１８両側部の収
縮変形が先に進行する。つまり、チヤツク筒１１
内周面の変形は、軸方向中央部が山形に変形して
から中央部と両端部が平均化するように変形す
る。したがつて、チヤツク筒１１内周面が上記押
圧領域の軸方向全体に平均的に収縮すると、チヤ
ツク１１内周面とコレツト１５外周面との間に隙
間があつても、チヤツク筒１１が収縮し隙間がな
くなるにつれて、第４図ａに示すようなチヤツク
筒１１とコレツト１５との軸心振れがチヤツク筒
１１の収縮前にあつても、順次同心に修正され、
把持完了時にはチヤツク筒１１とこれに嵌挿され
たコレツト１５および工具１６のシヤンク部１６
ａとの同心度が高く、把持精度がよい。

しかし、第５図に示す従来のものでは、チヤツ
ク筒２に刃具６のシヤンク部６ａコレツト５を介
して挿入された時、チヤツク筒２とコレツト５と
の間に隙間があり、上述したようにチヤツク筒２
の中央部が山形の軸方向断面に変形し、チヤツク
筒２内周面とコレツト５外周面が軸方向の中央部
で接触し、順次両端が接触して行くため、チヤツ
ク筒２に隙間分だけ心ずれした状態でコレツト５
が挿入され、チヤツク筒２内面の山形部の頂部に
最初に接触すると、このままの状態でニードルロ
ーラによる押圧領域の軸方向全体の押圧が行われ
るので、把持完了時にチヤツク筒２のコレツト５
および刃具６のシヤンク部６ａが軸心振れ状態と
なり、同心度が低いことになる。（第４図ｂ参
照）。

また、チヤツク筒１１内周面に設けたキー溝１
７とコレツト１５外周面に設けたキー１８との隙
間が大きく、キー１８が剛体とならない場合に
は、キー溝１７とキー１８との遊合状態からチヤ
ツク筒１１をニードルローラ１３によつて収縮さ
せることになる。そして、この場合には、チヤツ
ク筒１１とコレツト１５との隙間が消滅する過程
で、チヤツク筒１１のキー溝１７で断面積が小さ
くなつている部分が先ずニードルローラ１３によ
る外周側からの押圧で収縮変形を始め、チヤツク
筒１１がキー溝１７部で折れ曲がる弾性変形を
し、この変形が進行してキー溝１７部の収縮抵抗
が増大する。

次に、チヤツク筒１１のキー溝１７部以外の収
縮抵抗が増大しキー溝１７部の収縮抵抗に近づく
につれ、キー溝１７部に遅れてキー溝部以外の部
分が収縮変形する。そして、チヤツク筒１１の軸
方向断面におけるチヤツク筒１１内周面の中央部
の山形変形はキー溝１７部よりもキー溝部以外の
部分の収縮変形時に発生するので、この実施例で
はキー溝１７を設けていることにより、第５図に
示す従来のもののようなキー溝がチヤツク筒２に
ないものに比べ、チヤツク筒１１内周面の山形変
形量が少なく、したがつて、把持完了時における
チヤツク筒１１とコレツト１５および工具１６の
シヤンク部１６ａとの同心度が高くなる。

なお、この実施例の上記作用は、コレツト１５
の内周面に工具１６のシヤンク部１６ａの外周面
が密着し、これらが同心状に保たれることにより
得られるられるのである。

［考案の効果］ 以上説明したとおり、この考案によれば、ニー
ドルローラ式のチヤツクにおいて、工具のシヤン
ク部が嵌められるコレツト外周面に突出させたキ
ーを、チヤツク筒内周面にニードルローラによる
押圧領域の軸方向ほぼ全長にわたつて形成したキ
ー溝にスライド可能に係合させ、上記キーを上記
キー溝の上記押圧領域の軸方向ほぼ中央部に配置
したので、次の効果が得られる。

すなわち、キーとキー溝との係合により、コレ
ツトを介して工具の回り止めが確実にでき、ロツ
クボルトなどによるねじ締め操作が不要である。
さらに、チヤツク筒内周面の軸方向に沿うキー溝
の上記押圧領域の軸方向ほぼ中央部に、コレツト
外周面に突出させたキーを配置したことにより、
チヤツク筒とコレツトおよび工具のシヤンク部と
の同心度がよく、ホルダ本体によるコレツトを介
しての工具の把持精度が高く、従つて、加工中に
工具が振れ回りしないようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案によるチヤツクの一実施例を
示す側断面図、第２図は第１図の−線から見
た端面図、第３図はコレツトの側断面図、第４図
ａ，ｂ，ｃはこの考案のチヤツクと従来のものと
を比較して示す作用説明図、第５図は従来のチヤ
ツクを示す側断面図である。 １０……ホルダ本体、１１……チヤツク筒、１
２……リテーナ、１３……ニードルローラ、１４
……回動筒、１５……コレツト、１６……工具、
１６ａ……シヤンク部、１７……キー溝、１８…
…キー。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ホルダ本体の先端側に設けたチヤツク筒の外周
   面を先細に形成し、このチヤツク筒の外周面に多
   数のニードルローラを介して回動筒を嵌合させ、
   上記チヤツク筒の内周面にコレツトを介して工具
   のシヤンク部を嵌挿し、上記回動筒の回動により
   上記ニードルローラでチヤツク筒を弾性変形させ
   て圧縮し、このチヤツク筒で上記工具のシヤンク
   部を締め付け把持するチヤツクにおいて、上記コ
   レツトの外周面にキーを突出させるとともに、上
   記チヤツク筒の内周面に、上記ニードルローラに
   よる押圧領域の軸方向ほぼ全長にわたりキー溝を
   形成し、このキー溝に上記キーをスライド可能に
   係合させ、このキーを上記キー溝の上記押圧領域
   の軸方向ほぼ中央部に配置し、上記チヤツク筒と
   上記コレツトとの間に、上記キー溝による空間部
   を上記キーの軸方向両側に形成したことを特徴と
   するチヤツク。