JPH04360703A - 軸等の固定構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば工具の刃等を取
付ける構造に適用される軸等の固定構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばドリル、フライス、タッピングマ
シーン等の工具には、直径等が異なる複数種類の刃が着
脱自在に取付けられるようになっている。従来、これら
の工具の回転部に刃を取付ける構造としては、ネジによ
る締め付け機構を利用した、いわゆるチャックが用いら
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記チ
ャックによる取付け構造においては、回転部に刃を取付
けて工作を行うとき、工作物との接触により回転力に対
する負荷変動が生じやすく、急激な負荷変動によってネ
ジが緩み、チャックの締め付け力が低下してチャックと
刃との間で滑りを生じ、回転むらが生じることがあった
。このため、適正な加工ができなくなることがあった。

【０００４】また、刃の交換作業には、チャックを緩め
、刃を交換して、再びチャックを締め付ける作業が必要
であるため、交換作業に時間及び労力がかかるという問
題があった。更に、刃をしっかりと固定するため、切削
抵抗を考慮してそれ以上の力で締め付けることが必要で
あり、適正な握力と熟練を必要とした。

【０００５】したがって、本発明の目的は、例えば工具
の刃などの軸等を容易に取付けることができ、しかも回
転力に対して強い負荷がかかっても緩むことのない軸等
の固定構造を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明は、軸等の端部を受入部材の内周に挿入して固
定する軸等の固定構造において、前記受入部材の内周に
噛み合い方向の異なる少なくとも２つのワンウェイクラ
ッチが装着され、これらのワンウェイクラッチ内周に前
記軸等が挿入され、前記軸等が前記受入部材から軸方向
に抜けることを防止する抜け止め機構が設けられている
ことを特徴とする。

【０００７】本発明の好ましい態様においては、前記抜
け止め機構が、前記軸等の外周に形成された凹部と、前
記受入部材の内周から突出して前記軸等の外周に弾性的
に圧接される係合部材とからなる。

【０００８】本発明の更に好ましい態様においては、前
記軸等が工具の刃であり、前記受入部材が工具のチャッ
ク部である。

【０００９】

【作用】本発明によれば、受入部材の内周に噛み合い方
向の異なる少なくとも２つのワンウェイクラッチが装着
されており、これらのワンウェイクラッチ内周に軸等を
挿入すると、軸等の受入部材に対する一方向への回転は
、その方向に噛み合うワンウェイクラッチによって阻止
され、また、他方向への回転も、上記と逆方向に噛み合
うワンウェイクラッチによって阻止される。更に、軸等
は、受入部材に対して抜け止め機構によって抜け止めさ
れる。

【００１０】したがって、軸等は、受入部材に対して、
回り止め及び抜け止めされて固定される。ワンウェイク
ラッチの回り止め作用は、回転力に対して負荷変動があ
ってもネジのように緩むことはないので、回転動作中に
変動する負荷がかかっても軸等をしっかりと保持するこ
とができる。また、軸等の受入部材への取付けは、軸等
を受入部材に挿入して抜け止め機構によって固定するだ
けでよく、強い握力でネジ締めするなどの作業が必要な
くなるので、軸等の着脱作業を迅速かつ容易に行うこと
ができる。

【００１１】本発明の好ましい態様において、前記抜け
止め機構が、前記軸等の外周に形成された凹部と、前記
受入部材の内周から突出して前記軸等の外周に弾性的に
圧接される係合部材とからなる場合には、軸等を受入部
材に挿入すると、軸等の外周に形成された凹部に、前記
係合部材が弾性的に係合して抜け止めがなされる。また
、軸等を強く引っ張ることにより、前記係合部材が外方
に引っ込んで前記凹部から外れるので、軸等を取り外す
ことができる。したがって、軸等の着脱作業が極めて容
易になる。

【００１２】また、本発明の好ましい態様において、前
記軸等が工具の刃であり、前記受入部材が工具のチャッ
ク部である場合には、工具の刃を回転させて各種の工作
を行うとき、前述した理由により、変動する負荷がかか
っても軸等をしっかりと保持することができ、保持力が
緩んで刃が外れたりすることを防止できる。更に、前述
した理由により、工具の刃の交換作業が迅速かつ容易に
なるので、作業性を向上させることができる。

【００１３】なお、本発明において、ワンウェイクラッ
チとしては、いわゆるローラ型ワンウェイクラッチが好
ましく採用される。また、本発明において、軸等とは、
前記工具の刃に限定されるものではなく、各種の機械部
品に用いられる円柱体や、円筒体を含む意味である。

【００１４】

【実施例】図１〜３には、本発明を工具の刃の固定構造
に適用した一実施例が示されている。図１は、工具の刃
の固定構造を示し、図２は同固定構造の抜け止め機構に
用いられているボールプランジャーの構造を示し、図３
は同固定構造のワンウェイクラッチの構造を示している
。

【００１５】図１において、アーバー１１は、図示しな
い工作機械の回転部に連結され、工作機械の駆動機構に
よって回転する。アーバー１１の先端部１２は、先細の
テーパー形状をなし、筒状ホルダ１３の孔１４のテーパ
ー状の開口部１５に圧入されて、実質的に筒状ホルダ１
３と一体化されている。孔１４の開口部１５と反対側の
部分は、拡径された内周１６となっており、この内周１
６に、噛み合い方向が逆の２つのワンウェイクラッチ１
７、１８が軸方向に並んで圧入されている。なお、筒状
ホルダ１３は、従来の工具におけるチャック部に相当し
ている。

【００１６】そして、筒状ホルダ１３の開口部１５と反
対方向から、上記ワンウェイクラッチ１７、１８の内周
に、工具の刃であるエンドミル１９の基端部が挿入され
ている。エンドミル１９の基端部外周には、複数、例え
ば３つの半球状の凹部２０が形成されている。これに関
連して、筒状ホルダ１３には、上記エンドミル１９の基
端部を挿入したとき上記凹部２０に対応する位置に、軸
方向に対して直角に伸伸びる複数の孔２１が形成され、
これらの孔２１にボールプランジャー２２が圧入されて
いる。この凹部２０とボールプランジャー２２とが、本
発明における抜け止め機構をなしている。

【００１７】ボールプランジャー２２は、図２に示すよ
うに、基端面が閉塞された円筒状のケース２３に、スプ
リング２４とボール２５とが内蔵され、ボール２５が先
端面から弾性的に一部突出した構造をなしている。なお
、ボール２５は、ケース２３の先端面に形成されたかし
め部２６により、ケース２３内からの飛び出しが防止さ
れている。したがって、ボールプランジャー２２のボー
ル２５は、上記筒状ホルダ１３の孔１４の内周に、スプ
リング２４の弾性力で一部突出した状態で配置される。 なお、ボールプランジャー２２が孔２１に螺合して取付
けられていてもよく、その場合にはネジ込み量を調整す
ることにより、ボール２５の押圧力を調整することがで
きる。

【００１８】ワンウェイクラッチ１７、１８は、図３に
示すようなローラ型ワンウェイクラッチとされている。 なお、図３は、一方のワンウェイクラッチ１７を示すが
、他方のワンウェイクラッチ１８も同様な構造である。

【００１９】ワンウェイクラッチ１７は、全体として筒
状をなす保持器３１と、この保持器３１に保持された複
数のローラ３２と、保持器３１との間にローラ３２を挟
むようにして外周を囲むシェル３３とから構成されてい
る。保持器３１は、周方向に所定間隔で放射状に突設さ
れたリブ３４を有し、これらのリブ３４の間に透孔３５
が形成されている。ローラ３２は、これらのリブ３４の
間に保持され、透孔３５から周面の一部が内方に突出し
、内部に挿通されるエンドミル１９の外周面に当接して
いる。また、ローラ３２を挟むリブ３４の一方の面にス
プリング３６がそれぞれ装着され、スプリング３６はロ
ーラ３２を他方のリブ３４に向けて付勢している。

【００２０】シェル３３は、保持器３１との間にローラ
３２を挟んでそれらの外周を囲んでおり、各ローラ３２
を保持器３１のリブ３４の間から脱落しないように保持
している。シェル３３の各ローラ３２が配置された部分
の内周には、カム面３７がそれぞれ形成されている。こ
のカム面３７は、スプリング３６によってローラ３２が
押圧される方向に向けて内方に突出した傾斜面からなり
、ローラ３２が上記の方向に移動しようとすると、カム
面３７とエンドミル１９の外周面との間でローラ３２が
挟まれるようになっている。

【００２１】なお、このようなローラ型ワンウェイクラ
ッチは、既に公知のものであり、例えば「シェル型ロー
ラクラッチ」（商品名、日本精工株式会社製）などを用
いることができる。

【００２２】次に、この実施例の作用について説明する
。

【００２３】エンドミル１９の基端部を筒状ホルダ１３
のワンウェイクラッチ１８、１７内に挿入し、基端部外
周に形成された凹部２０をボールプランジャー２２の部
分に適合させると、ボール２５が凹部２０に弾性的に圧
接されて嵌合し、エンドミル１９の筒状ホルダ１３に対
する抜け止めがなされる。また、エンドミル１９を強く
引っ張れば、上記ボール２５がスプリング２４を圧縮さ
せて外方に引き込み、上記凹部２０から外れるので、エ
ンドミル１９を引き抜いて取り外すことができる。した
がって、この固定構造では、エンドミル１９の交換作業
を迅速かつ容易に行うことができる。

【００２４】一方、エンドミル１９を筒状ホルダ１３に
取付けた状態で、アーバー１１が正逆回転し、それと一
体に筒状ホルダ１３が回転すると、次のようなワンウェ
イクラッチ１７、１８の作用によって、エンドミル１９
が一体に回転する。

【００２５】すなわち、ワンウェイクラッチ１７におい
て、エンドミル１９が図３中矢印方向に回転しようとす
ると、エンドミル１９の外周に当接しているローラ３２
は、図において右回り（時計方向）に回転しようとする
。このため、ローラ３２は、シェル３３のカム面３７を
図中矢印方向に移動しようとする。しかし、カム面３７
は、その方向に向けて内方に突出しているので、ローラ
３２は、カム面３７とエンドミル１９の外周面との間に
挟まれてロックする。このため、エンドミル１９の筒状
ホルダ１３に対する回転が阻止される。

【００２６】一方、エンドミル１９が図中矢印と反対方
向に回転しようとすると、エンドミル１９の外周面に当
接しているローラ３２は、図において左回り（反時計方
向）に回転しようとする。このため、ローラ３２は、シ
ェル３３のカム面３７を図中の矢印と反対方向に移動し
ようとする。その方向において、カム面３７は、外方に
へこんでおり、カム面３７とエンドミル１９との間隔が
広くなっているので、エンドミル１９の回転が妨げられ
ることなく、エンドミル１９は、筒状ホルダ１３に対し
て回転できることとなる。

【００２７】しかし、本発明においては、前述した他方
のワンウェイクラッチ１８が、上記ワンウェイクラッチ
１７と逆方向に噛み合う構造をなしているので、エンド
ミル１９が筒状ホルダ１３に対していずれの方向に回転
しようとしても、ワンウェイクラッチ１７、１８のいず
れかに回転を阻止される。

【００２８】このようなワンウェイクラッチ１７、１８
の噛み合いは、筒状ホルダ１３の回転をバックラッシュ
がほとんどない状態でエンドミル１９に伝達し、しかも
、エンドミル１９が工作物に接触することにより、回転
力に対して強い負荷がかかったり、その負荷が大きく変
動したりしても、滑ったり、緩んだりすることなく、確
実に回転力を伝達する。一方、工作物の加工が終了して
、エンドミル１９を工作物から引き抜くとき、エンドミ
ル１９を軸方向に引き抜く力が作用するが、この力は比
較的弱いものであるため、前述したボール２５の凹部２
０への嵌合力によって、エンドミル１９が筒状ホルダ１
３から外れることが防止される。

【００２９】なお、上記実施例において、抜け止め機構
としては、エンドミル１９の外周に形成された環状の溝
に、筒状ホルダ１３に内蔵されたローラの外周部が弾性
的に嵌合するような構造を採用することもできる。また
、抜け止めをより確実にするため、筒状ホルダ１３とエ
ンドミル１９に、軸方向に対して直交する方向に貫通す
る孔を設け、この孔にロックピンを挿入して固定するよ
うな構造を採用することもできる。

【００３０】図４には、本発明の軸等の固定構造を、ボ
ルトとナットの固着構造に応用した他の実施例が示され
ている。なお、この実施例において、ボルトは、本発明
における軸等に該当するものであり、ナットは、本発明
における受入部材に該当するものである。

【００３１】図において、４１、４２は、重ねて配置さ
れた被連結部材であり、これらに孔４１ａ、４２ａが穿
設されている。この孔４１ａ、４２ａに、ボルト４３の
軸部４４が挿通されている。なお、ボルト４３の軸部４
４に、ネジ溝が形成されている必要はない。一方、この
ボルト４３に組み合わせられるナット４５は、噛み合い
方向が異なる２つのワンウェイクラッチ１７、１８が内
周に圧入されている。このナット４５も、内周にネジ溝
が形成されている必要はない。更に、ボルト４３の軸部
４４の先端部外周には、図示しない環状の溝が形成され
、この溝に止めリング４６が嵌合するようになっている
。なお、ワンウェイクラッチ１７、１８は、前述した実
施例と同様な構造をなすものである。

【００３２】したがって、被連結部材４１、４２を重ね
合わせ、孔４１ａ、４２ａにボルト４３の軸部４４を挿
入し、軸部４４の突出した端部にナット４５を被せる。 軸部４４は、ナット４５のワンウェイクラッチ１７、１
８に挿通された後、ナット４５の上面から突き出る。こ
の突き出た部分に形成された前記環状の溝に、例えばＥ
リング等からなる止めリング４６を嵌合させ、ボルト４
３とナット４５とを連結する。このような固定構造によ
れば、ボルト、ナットのネジ溝形成が必要なくなり、工
具を必要とすることなく固定ができるという利点が得ら
れる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
軸等の端部を受入部材に挿入し、抜け止め機構によって
抜け止めするだけで、軸等を受入部材に固定することが
でき、軸等の着脱を迅速かつ容易にすることができる。 しかも、受入部材の内周に配置された噛み合い方向の異
なる少なくとも２つのワンウェイクラッチによって、軸
等を受入部材に対して回り止めすることができ、受入部
材と一体に回転させることができる。この場合、回転力
に対する負荷が変動しても、軸等が受入部材に対して滑
ったり、外れたりすることはなく、確実に保持させるこ
とができる。したがって、本発明は、例えば工具の刃の
取付け構造に適用することにより、刃の交換作業を迅速
かつ容易にして作業性を向上させ、工作中に刃が緩んで
空回りしたり、脱落したりする事故を防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による固定構造を工具の刃の取付け構造
に適用した一実施例を示す縦断面図である。

【図２】同実施例に用いれらているボールプランジャー
の構造を示し、（ａ）は左側面図、（ｂ）は中心から半
分を切り欠いた一部切欠き断面図である。

【図３】同実施例に用いられているワンウェイクラッチ
の構造を示す部分拡大断面図である。

【図４】本発明による固定構造をボルトとナットの固定
構造に適用した他の実施例を示す断面図である。

【符号の説明】

１１　　アーバー １３　　筒状ホルダ １７、１８　　ワンウェイクラッチ １９　　エンドミル ２０　　凹部 ２５　　ボールプランジャー ４３　　ボルト ４４　　軸部 ４５　　ナット ４６　　止めリング

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　軸等の端部を受入部材の内周に挿入し
   て固定する軸等の固定構造において、前記受入部材の内
   周に噛み合い方向の異なる少なくとも２つのワンウェイ
   クラッチが装着され、これらのワンウェイクラッチ内周
   に前記軸等が挿入され、前記軸等が前記受入部材から軸
   方向に抜けることを防止する抜け止め機構が設けられて
   いることを特徴とする軸等の固定構造。
2. 【請求項２】　　前記抜け止め機構が、前記軸等の外周
   に形成された凹部と、前記受入部材の内周から突出して
   前記軸等の外周に弾性的に圧接される係合部材とからな
   る請求項１記載の軸等の固定構造。
3. 【請求項３】　　前記軸等が工具の刃であり、前記受入
   部材が工具のチャック部である請求項１又は２記載の軸
   等の固定構造。