JPH055311U - 工具チヤツク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ニードルロールロック方式の工具チャックと
して、チャック部前端側の各部材間の間隙部分を、煩わ
しい操作を要することなく確実に封止し得る手段を提供
する。 【構成】 チャック筒２の工具保持孔２ｂに嵌装した工
具８を、該チャック筒２の先細テーパ状外周２ａにニー
ドルローラ６を介して外嵌した締付筒５の締め付けによ
って緊締固定する工具チャックにおいて、工具８のシャ
ンク外径より小さい内径を有し且つ締付筒５の内径より
も大きな外径を有して該工具８のシャンク部８ａと締付
筒５との間に圧嵌装着される環状弾性体１１からなる防
塵シール１０を具備してなる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、各種工作機械における工具チャック部への切り粉や切削油等の侵入 を防止する手段を備えた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】

切削工具を工作機械の回転主軸に取付ける場合、ニードルロールロック方式の 工具チャックでは、チャック本体のチャック筒に該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、チャッ ク筒又はこれと上記コレットとを縮径させて工具を緊締固定するようになされて いる。また、テーパコレット方式の工具チャックでは、チャック筒のテーパ孔に 工具のシャンク部をテーパコレットを介して嵌挿し、該チャック筒に外嵌螺合す る締付用ナットを締め付け操作することにより、テーパコレットを縮径させて工 具を緊締固定するようになされている。

【０００３】 ところが、通常の場合、このような工具チャック部にはシール対策が施されて いないことから、切削加工中に細かい切り粉や切削油がチャック部前端側の各部 材間の間隙部分に侵入し易く、この侵入により、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った。

【０００４】 そこで、本出願人は先に、実願平２−４０４３７１号として、工具のシャンク 部に外嵌装着させた状態でチャック部前端面をカバーできる防塵シールを提案し ている。この防塵シールは、最小内径が工具のシャンク外径より小さく且つ内周 面を滑り止め部とした環状弾性体よりなり、工具のシャンク部外周に圧嵌装着さ せ、その後端周縁部を前記締付筒や締付用ナットの前端面に弾接させることによ り、チャック部前端側の各部材間の間隙部分を封止して切り粉や切削油の侵入を 防止するように構成されている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかるに、ニードルロールロック方式の工具チャックにおいては、工具の緊締 固定に伴う締付筒の軸方向移動量が大きいため、前記提案の防塵シールを用いた 場合、予め工具のシャンク部の所定位置に装着させておいた該防塵シールを、そ の後端周縁部が締付筒の前端面に当接するように、締付筒の締付操作後に後方へ 移動させる必要があり、操作的に煩わしいという難点があった。またチャック部 の部材構成によっては、緊締状態の締付筒の前端位置がチャック筒又はストレー トコレットの前端よりも後方へ相当ずれる場合があり、この両者の前端位置の距 離が大きいと前記防塵シールの後端周縁部が締付筒の前端面に届かず、チャック 筒と締付筒の間のニードルローラが配置した間隙を封止できなくなるという問題 もあった。

【０００６】 本考案は、上述の事情に鑑みて、ニードルロールロック方式の工具チャックに おいて、煩わしい操作を要することなくチャック部前端側の各部材間の間隙部分 を確実に封止し得る手段を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案に係る工具チャックは、チャック筒の工具 保持孔に嵌装した工具を、該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って緊締固定する工具チャックにおいて、 上記工具のシャンク外径より小さい最小内径を有して該工具のシャンク部に圧嵌 装着される環状弾性体からなる防塵シールを具備し、且つ該防塵シールの後端周 縁にチャック筒と締付筒の間の環状間隙に突入して且つ該締付筒の内周に圧接す る環状突縁部を有することを特徴とする構成を採用したものである。

【０００８】 また、本考案では、上記工具チャックにおいて、前記防塵シールの後端外周縁 にチャック筒と締付筒の間の環状間隙に突入して且つ該締付筒の内周に圧接する 環状突縁部を有してなる請求項２記載の構成、また前記防塵シールの外周縁に凹 凸状の滑り止め部が形成されてなる請求項３記載の構成、また前記防塵シールの 内周面に凹凸状の滑り止め部が形成されてなる請求項４の構成、また前記防塵シ ールが環状弾性体の前面側を覆う環状金属板を備える請求項５記載の構成、さら には防塵シールの環状弾性体の前端側外周部が環状金属板の外周部で覆われてな る構成、をそれぞれ好適態様としている。

【０００９】

【作用】

防塵シールは予め工具のシャンク部に圧嵌装着させておき、この工具をチャッ ク筒の工具保持孔に嵌挿する際、該防塵シールの後端面をチャック筒の前端面に 当接させる。これにより、該防塵シールは、その内周面、特に環状突縁部がチャ ック筒と締付筒との間の環状間隙に突入した状態となるが、続いて締付筒を締め 付け操作すれば、環状突縁部が締付筒の内周に圧接しているために該締付筒の後 方への進行に伴って同方向へ引っ張られ、自ずとチャック筒の前端面に強く圧接 し、もってチャック筒と締付筒との間の環状間隙を完全に封止することになる。 また該防塵シールの内周がシャンク部との径差によって強制的に拡径された状態 にあるため、その弾性復元力が工具のシャンク部を常に緊締するように作用し、 これによってチャック筒と工具のシャンク部との間も完全に封止される。

【００１０】 しかして、防塵シールとして環状弾性体の前面側を覆う環状金属板を備えるも のを使用すれば、環状弾性体が環状金属板にて切削加工中に飛散する切り粉から 保護される。また、環状金属板の外周部が環状弾性体の前端側外周部を覆うもの とすれば、切削加工中の高速回転下において、遠心力による環状弾性体の外側へ の脹らみ変形が環状金属板にて抑えられ、該変形に伴う環状弾性体の内径拡大に よる工具との界面の密着性低下が防止される。

【００１１】

【実施例】

図１〜図３は本考案の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は工具緊締前の状態、図２は工具緊締後の状態、図３は図 １の仮想線円Ａ内を拡大したものである。

【００１２】 図において、１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２ａ としたチャック筒２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３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４を備えている 。５は内周がチャック筒２のテーパ面２ａに対応するテーパ面５ａ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２の外側に嵌装されている。なお、７ａはチャック筒２の前端部外周に係着 されたスナップリング、７ｂは締付筒５の後端部内周に係着されたスナップリン グであり、リテーナー６ａの抜け止めを担っている。

【００１３】 ここで、ニードルローラ６…はチャック筒２のテーパ面２ａの母線に対してロ ーラ軸心が締付筒回転方向に若干傾斜して配置しており、もって締付筒５がその 回転操作に伴って軸方向移動する。そして、工具８は、そのシャンク部８ａがス トレートコレット９を介してチャック筒２の工具保持孔２ａに嵌挿され、締付筒 ５の締付方向の回転操作によるチャック筒２及びコレット９の縮径により、軸方 向移動および相対回転不能に把持されるようになされている。

【００１４】 １０は工具８のシャンク部８ａに外嵌装着された防塵シールであり、オイルシ ール用Ｏリングと同様の軟質ゴムや軟質合成樹脂等の弾性高分子材料の成形物か らなる円環状の弾性体１１と、その前面側に融着又は接着により一体に固着され た環状金属板１２とからなる。図４に示すように、弾性体１１は、後端面の中央 側に円孔１１ａと同心の円形凹部１１ｂを有すると共に後端外周縁に環状突縁部 １１ｃを有しており、円孔１１ａの内周面及び環状突縁部１１ｃの外周面には前 方側に傾いた山形の断面をなす周方向の平行な複数の凸条１３ａ…，１４ａ…に よる凹凸状の滑り止め部１３，１４がそれぞれ形成されている。また弾性体１１ の周面前部側が前方に臨む環状テーパ面１１ｄをなし、環状金属板１２は、外周 側が該テーパ面１１ｄを覆う半径断面く字形に形成され、且つその円孔１２ａが 弾性体１１の円孔１１ａの滑り止め部１３における谷部内径よりも若干大きい内 径に設定されている。

【００１５】 この防塵シール１０としては、最小内径ｄ₁ （図４参照）が工具８のシャンク 外径ｄ₂ （図１参照）よりも小さく、且つ環状突縁部１１ｃが締付筒５の前部側 内周に圧接し得る外径を有するものを使用し、工具８をチャック筒２に装着する 前に予めシャンク部８ａの所定位置に嵌装しておく。

【００１６】 なお、１５は外周面に断面Ｖ字形の環状溝１５ａを有するリング状の後部用防 塵シールであり、防塵シール１０の弾性体１１と同様の弾性材料からなり、締付 筒５の後端部に接着又は圧嵌によって固着されている。

【００１７】 しかして、該工具８をチャック筒２の工具保持孔２ｂにストレートコレット９ を介して嵌挿する際、図１及び図２に示すように、該工具５に予め嵌装した防塵 シール１０の後端面をチャック筒２の前端面に当接させる。このとき、締付筒５ は前方側に位置する弛緩状態にあり、その内周とチャック筒２の外周との間の環 状間隙に防塵シール１０の環状突縁部１１ｃが締付筒５の内周に圧接する形で突 入し、また工具保持孔２ｂの開口縁部に係嵌して前方へ突出するストレートコレ ット９の前端フランジ部９ａが該防塵シール１０の環状凹部１１ｂ内に配置して いる。

【００１８】 次に、締付筒５を締め付け方向に回転操作すると、該締付筒５がチャック筒２ 外周のテーパ面２ａの大外径側に徐々に乗り上げるように後方へ移動し、これに 伴ってチャック筒２及びコレット９が縮径して工具８を強固に緊締固定し、図２ の工具緊締状態となる。しかして、防塵シール１０は、環状突縁部１１ｃが締付 筒５の内周に圧接し、且つその圧接部分が滑り止め部１４の前方側に傾いた山形 断面の凸条１４ａ…により該防塵シール１０の前方への相対移動に対して強い抵 抗を示すため、締付筒５の上記後方移動に伴って後方側へ引っ張られ、チャック 筒２の前端面に強く圧接する。なお、このとき、後部用防塵シール１５はチャッ ク位置決め用鍔部４の前端面４ａに圧接し、該前端面４ａと締付筒５の後端面と の間で環状溝１５ａの開きが狭まる形に圧縮される。

【００１９】 上記の工具緊締状態においては、締付筒５とチャック筒２の間の環状間隙、チ ャック筒２とコレット９との界面、工具８のシャンク部８ａとコレット９との界 面がいずれも防塵シール１０により前端側で封止され、また締付筒５とチャック 筒２間の環状間隙の後端側も後部用防塵シール１５により封止される。従って、 切削加工中にこれら環状間隙や界面への切り粉や切削油の侵入が完全に阻止され 、該侵入によるチャッキング精度および把持力の低下ならびに各部材及びチャッ ク前体の寿命短縮も回避される。

【００２０】 しかも、防塵シール１０は、図３の如く凸条１３ａが潰れるように内周を強制 的に拡径した状態にあり、その弾性復元力により工具８のシャンク部８ａを常時 緊締しており、且つ各凸条１３ａの前方へ傾く山形断面によりシャンク部８ａに 対して前方つまり抜け方向への移動に対する抵抗が大きいことから、切削加工中 に抜け出す恐れがなく完全なシール状態を保持する。また該防塵シール１０自体 は、切削加工中に飛散する切り粉が当たる前面側を環状金属板１２で保護してい るので、弾性体１１に切り粉が突き刺さったり、該切り粉で弾性体１１が傷つく ことがなく、耐久性に優れ長寿命である。

【００２１】 なお、本考案の工具チャックにおける各構成部材の細部構造は実施例以外に種 々設計変更可能であり、また工具はストレートコレットを介さずにチャック筒の 工具保持孔に直接嵌装するようにしてもよい。

【００２２】

【考案の効果】

本考案によれば、ニードルローラロック方式の工具チャックにおいて、防塵シ ールによりチャック部の前端面を完全にシールすることができ、もってチャック 内部への切り粉や切削油の侵入によるチャッキング精度および工具把持力の低下 、更にはチャック各部及び全体の寿命短縮が防止され、加工精度が向上すると共 に工具の抜け出しによる被加工物の損傷や重大事故を回避でき、しかも上記防塵 シールは工具のシャンク部に予め外嵌装着しておくだけで締付筒の締め付け操作 に伴って自然に高いシール性を発揮する状態となり、煩わしい位置修正の手間を 要さず、且つ該工具による加工中も該防塵シールの抜脱の恐れがなく完全なシー ル状態を維持できる。

【００２３】 また、本考案の請求項２の構成によれば、前記防塵シールの後端外周縁にチャ ック筒と締付筒の間の環状間隙に突入して且つ該締付筒の内周に圧接する環状突 縁部を有してなるため、前記防塵シールを予めチャック筒と締付筒との間に奥深 く挿入しておけば、その後は締付筒が締付け操作により奥側に移動しても防塵シ ールの再度の挿入操作を必要とせず、それだけ操作性が良好であると共に、環状 突縁部の外周面が締付筒の内周面に密接してより一層の油密性を上げることがで きる。

【００２４】 また、本考案の請求項３の構成によれば、前記防塵シールの外周縁、特に環状 突縁部の外周面に凹凸状の滑り止め部が形成されてなるため、工具チャックの高 速回転途上の振動等により防塵シールが移動することがなく、請求項４の前記防 塵シールの先端部内周面に凹凸状の滑り止め部が形成されてなる構成との相乗作 用によって、より一層安定して工具チャック使用途上における防塵シールの固定 性を保証することができる。

【００２５】 また、本考案の請求項５の構成によれば、上記防塵シールの主体をなす環状弾 性体の前面側が環状金属板にて保護されているから、切削加工中に飛散する切り 粉による該弾性体の傷損を生じず、該防塵シールの耐久性が向上して寿命になる という利点がある。

【００２６】 更に、本考案の請求項６の構成によれば、加工中の防塵シールの工具シャンク 部に対する密着性が高くなり、シール性がより向上するという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の一実施例に係る工具チャックの工具
緊締前の状態を示す縦断面図。

【図２】 同工具チャックの工具緊締後の状態を示す縦
断面図。

【図３】 図１の仮想線円Ａ内の拡大図。

【図４】 本考案の一実施例の要部の縦断面図。

【符号の説明】

１ チャック本体 ２ チャック筒 ２ａ 先細テーパ面 ２ｂ 工具保持孔 ５ 締付筒 ５ａ テーパ面（締付筒の内周） ６ ニードルローラ ８ 工具 ８ａ シャンク部 １０ 防塵シール １１ 環状弾性体 １１ｃ 環状突縁部 １１ｄ テーパ面（環状弾性体の前端側外周部） １２ 環状金属板 ｄ₁ 防塵シールの最小内径 ｄ₂ シャンク外径

Claims (6)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 チャック筒の工具保持孔に嵌装した工具
   を、該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って緊締固定す
   る工具チャックにおいて、上記工具のシャンク外径より
   小さい内径を有し、且つ締付筒の内径より大きな外径を
   有して該工具のシャンク部と締付筒との間に圧嵌装着さ
   れる環状弾性体からなる防塵シールを具備してなること
   を特徴とする工具チャック。
2. 【請求項２】 前記防塵シールの後端外周縁にチャック
   筒と締付筒の間の環状間隙に突入して且つ該締付筒の内
   周に圧接する環状突縁部を有してなる請求項１記載の工
   具チャック。
3. 【請求項３】 前記防塵シールの外周縁に凹凸状の滑り
   止め部が形成されてなる請求項１または２記載の工具チ
   ャック。
4. 【請求項４】 前記防塵シールの内周面に凹凸状の滑り
   止め部が形成されてなる請求項１〜３のいずれかに記載
   の工具チャック。
5. 【請求項５】 前記防塵シールが環状弾性体の前面側を
   覆う環状金属板を備える請求項１〜４のいずれかに記載
   の工具チャック。
6. 【請求項６】 防塵シールの環状弾性体の前端側外周部
   が環状金属板の外周部で覆われてなる請求項５記載の工
   具チャック。