JPH0663209U - 工具チャック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 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の抜け出しを防止でき、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。 【構成】 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、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、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、工具５の緊締
固定時にチャック筒１と締付筒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３
ａ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、締付筒２の先端側の
内周に上記係止リング４ａの抜け止め用の環状突縁部１
１が設けられなる。

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３ａ，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３ａ，３ ｂ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，１２ｂ 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，１ ２ｂ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 ，１２ｂ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１１，１２，１２ａ，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１０ ａ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１ａ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，８ ａ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１０ａ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１２ｂ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４０，０００〜５０，０００ｒｐｍ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。