JPH0723125Y2 - 工具チャック - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、先細テーパ状外周にニ
ードルローラを介して外嵌した締付筒の締め付けによ
り、該チャック筒の工具保持孔に嵌挿した工具を緊締固
定するニードルロールロック方式の工具チャックに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の工具チャックでは、チャック本
体のチャック筒に切削工具のシャンク部を直接又はスト
レートコレットを介して嵌挿し、該チャック筒の緩い先
細テーパ状の外周にニードルローラを介して外嵌した締
付筒を締め付け操作することにより、上記ニードルロー
ラの螺旋状公転を伴ってチャック筒又はこれと上記コレ
ットとが縮径し、工具が緊締固定されるようになされて
いる。しかして、このような工具チャックによる切削加
工においては、細かい切り粉や切削油がチャック筒と締
付筒の間に侵入し易く、この侵入によってチャッキング
精度や把持力が低下し、加工精度が落ちると共にチャッ
クの寿命も短くなり、更には工具の抜け出しによる被加
工物の損傷や重大事故を招く恐れがある。

【０００３】そこで従来においては、図６に示すよう
に、チャック筒１の先端側の外周ならびに締付筒２の後
端側の内周に環状溝１ａ，２ａを形成し、これら環状孔
１ａ，２ａ内にそれぞれ、ゴム等の弾性材料からなるシ
ールリング３ａ，３ｂとその外側に配置する開環状また
は閉環状の金属製係止リング（スナップリング）４ａ，
４ｂとを嵌装し、チャック筒１の工具保持孔１ｂ内に嵌
装した切削工具５を締付筒２の締め付け操作により緊締
固定した際に、該チャック筒１と締付筒２との間のニー
ドルローラ６…を装填した環状空間７をシールリング３
ａ，３ｂにより前後両側で封止し、もって切削加工中の
切り粉や切削油の該環状空間７内への侵入を防止すると
共に、これらシールリング３ａ，３ｂにニードルローラ
６…の抜け止め機能を担わせるようにした構造が多用さ
れている。なお、６ａはニードルローラ６…を保持させ
た筒形のリテーナー、８ａ，８ｂは各シールリング３
ａ，３ｂの形状保持のために両側に配置したワッシャで
ある。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】しかるに、近年ではマ
シニングセンタ等の高速化が進み、切削加工時の主軸回
転数が１０，０００〜２０，０００ｒｐｍのものはもと
より、同回転数が４０，０００〜５０，０００ｒｐｍに
も及ぶ機械も登場している。しかして、このような高速
回転になると、前記従来のシールリング３ａ，３ｂを用
いた工具チャックでは、図７に示すように、チャック筒
１の先端側の係止リング４ａが加工中に遠心力により拡
径して環状溝１ａから外れ易く、同図仮想線のように外
へ飛び出し、工具の刃先に絡んで切削部位に噛み込み、
切削不良を生じたり切削不能に陥る恐れがあり、またシ
ールリング３ａの嵌装状態も不安定になって本来のシー
ル効果を発揮できなくなるという問題があった。

【０００５】本考案は、上述の状況に鑑み、チャック筒
１の先端側の外周に形成された環状溝１ａ内にシールリ
ング３ａと係止リング４ａとが嵌装されたニードルロー
ルロック方式の工具チャックとして、切削時の遠心力に
よる上記係止リング４ａの抜け出しを防止でき、もって
近年の超高速回転による切削加工にも充分に対応できる
ものを提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本考案の請求項１は、チャック筒１の先細テーパ状
外周にニードルローラ６…を介して外嵌した締付筒１の
締め付けにより、該チャック筒１の工具保持孔１ｂに嵌
挿した工具５を緊締固定する工具チャックにおいて、上
記チャック筒１の先端側の外周に形成された環状溝１ａ
内に、上記工具５の緊締固定時に該チャック筒１と上記
締付筒２との間を封止する弾性材料からなるシールリン
グ３ａと、このシールリング３ａよりもチャック筒１先
端寄りに配置する開環状の係止リング４ａとが嵌装され
ると共に、上記締付筒２の先端側の内周に上記係止リン
グ４ａの抜け止め用の突縁部１１，１２，１２ａ，１２
ｂが設けられてなることを特徴とする構成を採用したも
のである。

【０００７】また本考案の請求項２は、上記請求項１の
環状突縁部１１，１２，１２ａ，１２ｂとして、内周面
が締付筒２の締付状態においてチャック筒１側の係止リ
ング４ａの外周面に対向し、この対向面相互の当接によ
って該係止リング４ａの拡径による環状溝１ａからの離
脱を阻止する構成を採用したものである。

【０００８】更に本考案の請求項３は上記請求項１又は
２の前記突縁部が締付筒２の内周に設けた環状溝２ｂ内
に嵌装された開環状または閉環状リング１１からなる構
成、請求項４は同じく前記突縁部が締付筒２の内周に一
体形成された突縁部１２である構成、請求項５は同じく
前記突縁部が締付筒の先端内周面にねじ込まれた環状リ
ング１２ａからなる構成、あるいは請求項６は前記突縁
部が締付筒の先端部に径方向に圧入またはねじ込まれそ
の先端部が締付筒の先端内周面から突出した突起１２ｂ
からなる構成をそれぞれ採用したものである。

【０００９】

【作用】締付筒２の先端側の内周に突縁部１１，１２，
１２ａ，１２ｂを有するため、切削加工時の工具チャッ
クの高速回転によりチャック筒１先端側の環状溝１ａ内
にシールリング３ａと共に嵌装された係止リング４ａが
切削加工時の工具チャックの高速回転による遠心力によ
って拡径しても、上記突縁部１１，１２，１２ａ，１２
ｂにより該係止リング４ａの外への飛び出しが阻止され
る。

【００１０】しかして、上記突縁部１１，１２，１２
ａ，１２ｂは、締付筒の締付状態においてチャック筒１
先端側の環状溝３ａ内に嵌装された係止リング４ａより
も外側に位置して該係止リング４ａの外への飛び出しの
みを阻止するものであり、更には請求項２の如く、内周
面が同締付状態において係止リング４ａの外周面に対向
し、この対向面相互の当接によって該係止リング４ａの
拡径による環状溝１ａからの離脱を阻止するように設定
してもよい。

【００１１】なお、このような突縁部としては、請求項
３の如く締付筒２の内周に設けた環状溝２ｂ内に嵌装さ
れた開環状または閉環状の係止リング１１からなる構
成、請求項４の締付筒２の内周に一体形成された突縁部
１２である構成、前記突縁部が締付筒の先端内周面にね
じ込まれた環状リング１２ａからなる請求項５の構成、
あるいは前記突縁部が締付筒の先端部に径方向に圧入ま
たはねじ込まれその先端部が締付筒の先端内周面から突
出した突起１２ｂからなる請求項６の構成のいずれをも
採用できる。

【００１２】

【実施例】図１〜図３は本考案の第一実施例に係るニー
ドルローラロック方式の工具チャックを示しており、図
１及び図２は工具緊締前の状態、図３は工具緊締後の状
態である。これら図において、１０はチャック本体であ
り、前部側が外周を緩い先細テーパ面としたチャック筒
１を構成すると共に、後部側がマシニングセンタ等のス
ピンドルに対して着脱自在に取り付けられる先細テーパ
状のシャンク部９となり、中央部外周にマニュピュレー
ター把持用等のチャック位置決め用鍔部１０ａを備えて
いる。２は内周がチャック筒１の外周に対応するテーパ
面をなす締付筒であり、リテーナー６ａに保持された多
数のニードルローラ６…を介してチャック筒１の外側に
嵌装されている。

【００１３】ニードルローラ６…はチャック筒１のテー
パ面の母線に対してローラ軸心が締付筒２回転方向に若
干傾斜して配置しており、締付筒２の回転操作に伴って
チャック筒１上を螺旋状に公転し、もって締付筒２がチ
ャック筒１に対して軸方向移動する。しかして、切削工
具５は、そのシャンク部を工具保持孔１ｂに嵌挿し、締
付筒２を締付方向に回転操作することにより、チャック
筒１が縮径して軸方向移動および相対回転不能に把持さ
れる。

【００１４】チャック筒１の先端側の外周には環状溝１
ａが形成され、該環状孔１ａ内には、ゴム等の弾性材料
からなるシールリング３ａと、これを両側から挟む形状
保持用の金属製ワッシャ８ａ，８ａと、その外側つまり
チャック筒１の先端寄りに配置する開環状の金属製係止
リング（スナップリング）４ａとが嵌装されている。ま
た締付筒２の後端側の内周にも環状溝２ａが形成され、
該環状溝２ａ内に同様にシールリング３ｂ及びワッシャ
８ｂ，８ｂと係止リング４ｂが嵌装されている。ここ
で、両シールリング３ａ，３ｂは、径方向幅が隣接する
ワッシャ８ａ，８ａよりも大きく、且つチャック筒１の
工具保持孔１ｂ内に嵌装した工具５を締付筒２の締め付
け操作により緊締固定した際に、前者３ａは締付筒２の
内周に、後者３ｂはチャック筒１の外周にそれぞれ密着
し、もって該チャック筒１と締付筒２との間のニードル
ローラ６…を装填した環状空間７を前後両側で封止し、
切削加工中の切り粉や切削油の該環状空間７内への侵入
を防止すると共に、ニードルローラ６…の抜け止め機能
を担う。

【００１５】しかして、この第一実施例の工具チャック
では、締付筒２の先端側の内周に環状溝２ａが形成さ
れ、この環状溝２ａ内に開環状の金属製係止リング（ス
ナップリング）１１が嵌装されて環状突縁部を構成して
おり、工具５を締付筒２の締め付け操作により緊締固定
した際に、図３に示すように、該係止リング１１の内周
面がチャック筒１側の係止リング４ａの外周面に対向す
るように設定されている。従って、切削加工時に工具チ
ャックが高速回転したとき、その遠心力によってチャッ
ク筒１側の係止リング４ａは拡径しようとするが、ある
程度まで拡径した段階で締付筒２側の係止リング１１に
当接し、それ以上の拡径が阻止されるために環状溝１ａ
から離脱できない。もって例えば切削加工時の主軸回転
数が４０，０００〜５０，０００ｒｐｍといった高速切
削においても、シールリング３ａのシール効果が充分に
果たされ、環状空間７内への切り粉や切削油の侵入が阻
止され、高精度の加工を行える。

【００１６】図４及び図５は本考案の第二実施例に係る
ニードルローラロック方式の工具チャックを示してお
り、図４は工具緊締前の状態、図５は工具緊締後の状態
である。この第二実施例の工具チャックでは、前記第一
実施例における締付筒２の先端側の内周に設けた係止リ
ング１１の代わりに、該締付筒２自体の先端側の内周に
環状突縁部１２が一体形成されている。しかして、この
環状突縁部１２も、工具５を締付筒２の締め付け操作に
より緊締固定した際に、図５に示すように、その内周面
がチャック筒１側の係止リング４ａの外周面に対向する
ように設定されている。

【００１７】従って、この第二実施例においても、切削
加工時に工具チャックが高速回転したとき、その遠心力
によってチャック筒１側の係止リング４ａがある程度ま
で拡径した段階で締付筒２側の環状突縁部１２に当接
し、それ以上の拡径が阻止されて環状溝１ａから離脱で
きず、もって第一実施例と同様に、シールリング３ａの
シール効果が充分に果たされ、環状空間７内への切り粉
や切削油の侵入が阻止され、高精度の加工を行える。

【００１８】なお、上記実施例ではシールリング３ａの
両側に形状保持用の金属製ワッシャ８ａ，８ａを配置し
ているが、これらワッシャ８ａ，８ａは該シールリング
３ａの軸方向厚みが大きく充分な自己形状保持性を備え
る場合には不要である。また上記実施例では締付筒２の
後端側にも環状溝２ａを設けてシールリング３ｂ及びス
ナップリング４ｂを嵌装しているが、チャック筒１と締
付筒２との間の環状空間７を後部側で封止する手段とし
て、チャック筒１の基部にゴム等の弾性材料からなる厚
肉且つ径大のシールリングを嵌装したり、締付筒２の後
端面又はチャック本体１０の鍔部１０ａの周側面にシー
ルリングを取り付けることにより、該締付筒２の締付状
態で当該締付筒２の後端面とチャック本体１０の鍔部１
０ａとの間を封止する構成も採用可能である。

【００１９】また図６に示すように、前記突縁部は、締
付筒２の先端部内周面に雌ねじ部を設け、これに対応す
る雄ねじ部を外周面に有するリング１２ａをねじ込んだ
ものでもよく、あるいは図７の（ａ）〜（ｃ）に示すよ
うに、前記突縁部は、締付筒２の先端部に外周面側から
内周面側にかけて径方向に圧入またはねじ込むピンを図
７の（Ｃ）に示すように周方向適当間隔に設け、これら
のピンの先端部が締付筒２の内周面から突出する突起１
２ｂであってもよい。

【００２０】

【考案の効果】請求項１の考案によれば、チャック筒の
先端側の外周に形成された環状溝内にシールリングと係
止リングとが嵌装されたニードルロールロック方式の工
具チャックとして、切削加工時の主軸回転数が非常に高
速である場合でも、上記係止リングが外へ飛び出す恐れ
がなく、シールリングのシール効果が充分に果たされ、
チャック筒と締付筒との間のニードルローラを装填した
環状空間内への切り粉や切削油の侵入が阻止され、もっ
て安全に高精度の加工を行え、例えば上記の回転数が４
０，０００〜５０，０００ｒｐｍといった高速切削にも
充分に対応し得るものを提供できる。

【００２１】請求項２の考案によれば、上記の工具チャ
ックとして、切削加工時の遠心力による上記係止リング
のある程度以上の拡径が阻止され、もって該係止リング
が環状溝からの離脱せず、より確実なシールリングのシ
ール効果に基づく更に高精度の加工を行えるものを提供
できる。

【００２２】請求項３〜請求項６の考案によれば、上記
の工具チャックとして構造的に極めて簡素で安価に製作
できるものを提供できると共に、既存のこの種工具チャ
ックでも僅かな改変のみで上記の如く高速切削に対応し
得るものに転換できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の第一実施例の工具チャックの半断面
側面図。

【図２】 同工具チャックの工具緊締前の状態を示す要
部の縦断図。

【図３】 同工具チャックの工具緊締後の状態を示す要
部の縦断図。

【図４】 本考案の第二実施例の工具チャックの工具緊
締前の状態を示す要部の縦断図。

【図５】 同工具チャックの工具緊締後の状態を示す要
部の縦断面図。

【図６】 同他の実施例を示す要部の縦断面図である。

【図７】 従来の工具チャックの工具緊締前の状態を示
す要部の縦断図。

【図８】 同従来の工具チャックの加工中の状態を示す
要部の縦断図。

【符号の説明】

１ チャック筒 １ａ 環状溝 １ｂ 工具保持孔 ２ 締付筒 ２ｂ 環状溝 ３ａ シールリング ４ａ 係止リング ５ 切削工具 ６ ニードルローラ １０ チャック本体 １１ 係止リング（突縁部） １２ 突縁部 １２ａ 突縁部 １２ｂ 突縁部

Claims (6)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 チャック筒の先細テーパ状外周にニード
   ルローラを介して外嵌した締付筒の締め付けにより、該
   チャック筒の工具保持孔に嵌挿した工具を緊締固定する
   工具チャックにおいて、上記チャック筒の先端側の外周
   に形成された環状溝内に、上記工具の緊締固定時に該チ
   ャック筒と上記締付筒との間を封止する弾性材料からな
   るシールリングと、このシールリングよりもチャック筒
   先端寄りに配置する係止リングとが嵌装されると共に、
   上記締付筒の先端側の内周に上記係止リングの抜け止め
   用の突縁部が設けられなることを特徴とする工具チャッ
   ク。
2. 【請求項２】 前記突縁部は、内周面が締付筒の締付状
   態においてチャック筒側の係止リングの外周面に対向
   し、この対向面相互の当接によって該係止リングの拡径
   による環状溝からの離脱を阻止するものである請求項１
   記載の工具チャック。
3. 【請求項３】 前記突縁部が、締付筒の内周に設けた環
   状溝内に嵌装された開環状または閉環状のリングからな
   る請求項１又は２に記載の工具チャック。
4. 【請求項４】 前記突縁部が、締付筒の内周に一体形成
   されたものである請求項１又は２に記載の工具チャッ
   ク。
5. 【請求項５】 前記突縁部が、締付筒の先端内周面にね
   じ込まれた環状リングからなる請求項１または２記載の
   工具チャック。
6. 【請求項６】 前記突縁部が、締付筒の先端部に径方向
   に圧入またはねじ込まれその先端部が締付筒の先端内周
   面から突出した突起からなる請求項１または２記載の工
   具チャック。