JPH0748324Y2 - 工具チャック用防塵シール - Google Patents

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の
に利用する防塵シールに関する。

【０００２】

【従来技術とその課題】切削工具を工作機械の回転主軸
に取付ける場合、チャック本体のチャック筒に該工具の
シャンク部を、テーパコレットチャック方式ではテーパ
コレットを介して、ニードルロールロックチャック方式
ではストレートコレットを介して嵌合し、外側から締付
用ナットにて締め付けることにより、前記コレットを縮
径させて緊締固定するのが普通である。

【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、細
かい切り粉や切削油がコレットと工具およびチャック筒
との間やクランプ機構部に侵入し易く、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】なお、従来においても、一部にはテーパコ
レットチャック方式として例えば図８で示すようなシー
ル対策を施したものも提案されている。図において、１
はチャック本体、２は該本体１のテーパ孔１ａに挿嵌し
たテーパコレット、３はベアリング４を介して外環体３
ａと内環体３ｂを連結した締付用ナット、５は切削工具
であり、締付用ナット３の内環体３ｂに、コレット２の
前端よりも前方で工具５のシャンク部５ａに外嵌する小
内径部３ｃが形成され、該小内径部３ａの内周に嵌着し
たＯリング６によってシャンク部５ａとの間をシールす
るように構成されている。

【０００５】しかしながら、上記提案のシール手段で
は、締付用ナット３の内環体３ｂがＯリング６嵌着用の
小内径部３ｃを有する特殊な構造であることから、当該
チャック装置に専用となり、他のチャック装置との間で
シール手段としての互換性がなく、当然ながら既存のチ
ャック装置には適用不能であり、しかもシャンク径の異
なる工具に共用できず、また締付用ナットの製作コスト
が非常に高く付くという難点があった。更にシール機能
の面でも、工具５のシャンク部５ａと内環体３ｂとの間
はシールされるが、該内環体３ｂと外環体３ａとの間隙
（通常０.1 mm 程度）はシールされず、この間隙からチ
ャック内部への切り粉や切削油の侵入を防止できないと
いう問題があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本考案は、上述の事情に
鑑みて、シール手段として異なるチャック装置間での互
換性を有すると共に、既存のチャック装置にも適用可能
である上、ある程度の工具シャンク径の違いに対応で
き、しかもチャック内部に対する完全なシール効果を付
与できる安価な防塵シールを提供するものである。

【０００７】すなわち、この考案の請求項１に係る工具
チャック用防塵シールは、一端側の環状端面を工具チャ
ックの締付用ナット先端面外周部寄りに当接するシール
用端面とし、環状内周面を工具シャンクの外周面に接触
する軸方向滑り面とした環状の弾性体からなり、前記環
状内周面の最小内径を工具シャンクの外径より小さく形
成し、且つ該環状内周面に前記締付用ナット側への滑り
抵抗は弱いが、その反対側への滑り抵抗が強い一方向性
の滑り止め部を形成してなるものである。

【０００８】また請求項２に係る工具チャック用防塵シ
ールは、前記滑り止め部が鋸刃状の凹凸面からなる請求
項１に記載の構成からなるものである。

【０００９】また請求項３に係る工具チャック用防塵シ
ールは、前記滑り止め部がシール用端面側の内径をその
反対側の内径よりも大とするテーパ面からなる請求項１
に記載の構成からなるものである。

【００１０】また請求項４に係る工具チャック用防塵シ
ールは、前記シール用端面は、前記弾性体の外周寄りに
一体形成された環状リップ部からなる請求項１〜３のい
ずれかに記載の構成からなるものである。

【００１１】

【作用】本考案の工具チャック用防塵シールは、環状の
弾性体からなるため、その最小内径よりも大きいシャン
ク径を有する工具の該シャンク部に圧嵌して装着するこ
とができる。しかして、該防塵シールの外径寸法は任意
に設定できるから、工具のチャック時に上記装着した防
塵シールをチャック部の前端面にその間隙部分全体を覆
うように接合させることにより、完全なシールを施し得
る。また、工具に装着された防塵シールは、上記径差に
よって内周が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
用すると共に、内周面が滑り止め部をなすことから、加
工中の高速回転下でも抜脱する恐れがなく上記の完全な
シール状態を維持できる。

【００１２】更に本考案によれば、該防塵シールの一端
側のシール用端面は、工具チャックの締付用ナットの先
端面外周部寄りに当接してシール作用を発揮するように
なっているため、工具シャンクとチャック本体側あるい
は該チャック本体に嵌合されるコレットとの界面部に対
するシール作用を発揮するのみならず、チャック本体と
その外周側に配設される締付用ナットとの界面部に対す
るシール作用も発揮することになるため、工具チャック
の先端側のシール作用をその全面にわたって確実に発揮
させることができる。

【００１３】更に本考案によれば、該防塵シールを形成
する環状の弾性体の環状内周面を工具シャンクの外周面
に接触する軸方向滑り面とし、該環状内周面に前記締付
用ナット側への滑り抵抗は弱いが、その反対側への滑り
抵抗が強い一方向性の滑り止め部を形成してなるため、
該防塵シールを工具シャンクに嵌合して該防塵シールを
締付用ナットの先端面側に装着させる際には円滑容易に
移動させて装着することができると共に、該防塵シール
を締付用ナットの先端面側から抜け出る方向には該滑り
止め部によって強力にその抜け止めを阻止し工具チャッ
クの高速回転にかかわらず安定して使用することができ
る。

【００１４】しかも本考案によれば、該防塵シールを工
具シャンクに嵌合し、該シャンクの外周面に接する滑り
止め部によって該防塵シールを定位置に保持するように
なっているため、工具チャック側には防塵シールを保持
するための特別の構成を必要としないから、それだけ汎
用性に富んでいる。

【００１５】更に、この防塵シールの内周はかなりの拡
径を許容し得るため、ある程度の工具シャンク径の変化
に対応できる。なお、工具への防塵シールの嵌装は、該
工具のチャック前およびチャック後のいずれでもよい。

【００１６】防塵シールを形成する弾性体としては、Ｏ
リングに用いられていると同様の各種の合成ゴムおよび
合成樹脂材料を利用できる。

【００１７】前記滑り止め部は凹凸面またはテーパ面に
て形成することが好ましい。前者の凹凸面としては、シ
ール性を確保する上で周方向に沿う複数本の凹凸条にて
構成するのがよく、特に各凸条断面を工具装着時におけ
る前方へ傾く山形とすれば、前方への移動に対する抵抗
が大きくなることから、抜け出し防止作用がより向上す
ると共に、後方へは移動し易いために工具への刃部側か
らの嵌装が容易になる。また後者のテーパ面は、上記同
様の理由により、工具装着時における前端側内径が小と
なるテーパとするのがよい。しかして、このようなテー
パ面からなる滑り止め部を有する防塵シールでは、工具
装着時に当然に前端側ほど内周の拡径率が大となること
から、該シール全体が径方向に沿う断面でみると内周後
端を中心に後傾回動するように弾性変形し、これに伴っ
て該シールの後端面外周部がチャック部の前端面に圧接
することから、シール性がより向上する。

【００１８】更に、防塵シールの一端面つまり工具嵌着
時の後端面の外周寄りに環状リップを設けておけば、柔
軟な該リップ部をチャック部の前端面に常時弾圧状態で
密着させることができ、これによってシール性をいっそ
う高めることができる。

【００１９】

【実施例】以下、本考案の実施例につき図面を参照しつ
つ説明する。図１および図２は第１実施例の工具チャッ
ク用防塵シール１０Ａを示す。この防塵シール１０Ａ
は、円環状の弾性体からなり、外周面１０ａが一端（工
具装着時の後端）側を大径とするテーパ面をなすと共
に、その大外径の一端面外周縁に沿って前記テーパ面の
延長方向に突出するシール用端面としての環状リップ部
１１を備え、内周面１０ｂが周方向に沿う３本の凸条１
２によって凹凸状の滑り止め部を構成している。しかし
て、各凸条１２は、リップ部１１のある一端側に面して
テーパ状となり、他端側には端面方向に平行な面をなす
ように、断面で他端側に傾いた山形に形成されている。

【００２０】図３は、切削工具１３を装着したテーパコ
レットチャック方式のチャック装置１４を示す。このチ
ャック装置１４は、チャック本体１５の前部側に、外周
面にねじ部１６ａを有して内側が奥細テーパ孔１７ａを
なすチャック筒１７を備えており、切削工具１３のシャ
ンク部１３ａを嵌合させたテーパコレット１８を上記テ
ーパ孔１７ａに挿入し、該コレット１８に係嵌した締付
用ナット１９をチャック筒１７に外嵌螺合させて締め付
けることにより、コレット１８がチャック筒１７の内奥
側へ強制的に圧入されて縮径し、工具１３が該コレット
１８によるシャンク部１３ａの締め付けによってチャッ
ク筒１７に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。なお、コレット１８の外端部近傍
の外周面には環状係止溝１８ａを有し、該係止溝１８ａ
に締付用ナット１９の内向きフランジ部２０が係入して
いるため、該ナット１９を緩めることによってコレット
１８がテーパ孔１７ａから抜脱される。また、図４でも
示すように締付用ナット１９は、内面にチャック筒１７
のねじ部１６ａに対応するねじ部１６ｂを有する外環体
１９ａと、その前部側の内周にボールベアリング２１を
介して相対回転自在に嵌装されて前記内向きフランジ部
２０を有する内環体１９ｂとからなり、両環体１９ａ，
１９ｂの前端面が略面一となるように設定されている。

【００２１】しかして、工具１３のシャンク部１３ａに
は、そのシャンク径ｄ₂ よりも小さい最小内径ｄ₁ （図
１および図２参照）の前記防塵シール１０Ａを、その大
外径の一端側が該工具１３の後端側を向く形で圧嵌装着
している。この防塵シール１０Ａは、リップ部１１の先
端における外径つまり最大径が締付用ナット１９の外環
体１９ａの内径より大で同外径よりも小となる大きさを
有しており、かつ図４の如く上記工具１３のチャック装
置１４への取付状態においてリップ部１１が締付用ナッ
ト１９の外環体１９ａに弾圧接触するように工具１３へ
の嵌着位置を設定している。

【００２２】上記構成によれば、チャック装置１４の前
端において締付用ナット１９の両環体１９ａ，１９ｂ間
の間隙２２ａ、該ナット１９とコレット１８との界面２
２ｂ、工具１３のシャンク部１３ａとコレット１８との
界面２２ｃが全て防塵シール１０Ａにて覆われて密封さ
れるため、これら間隙２２ａや界面２２ｂ，２２ｃ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お
よび装置全体の寿命短縮も回避される。また防塵シール
１０Ａは、図４の如く凸条１２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
１３のシャンク部１３ａを常時緊締しており、且つ各凸
条１２が前方へ傾く山形の断面を有し、シャンク部１３
ａ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。

【００２３】図５は、前記同様の切削工具１３を装着し
たニードルロールロックチャック方式のチャック装置２
３を示す。このチャック装置２３は、チャック本体２４
の前部側に外周面が緩い先細テーパ状をなす薄肉のチャ
ック筒２５を有しており、切削工具１３のシャンク部１
３ａを嵌合させたストレートコレット２６を該チャック
筒２５に嵌挿し、外側から締付用ナット２７によりニー
ドルローラ２８を介して締め付けることにより、チャッ
ク筒２５が縮径してコレット２６を締め付け、これに伴
い該コレット２６が縮径してシャンク部１３ａを緊締
し、もって工具１３がチャック筒２５に軸方向移動およ
び相対回転不能に把持されるようになされている。

【００２４】しかして、このチャック装置２３において
も、図示の如く、工具１３のシャンク部１３ａにそのシ
ャンク径ｄ₂ よりも小さい最小内径ｄ₁ の前記防塵シー
ル１０Ａを大外径の一端側が後方向きとなる形で圧嵌装
着し、そのリップ部１１ａを締付用ナット２７の前端面
に弾圧接触させておくことにより、該ナット２７とチャ
ック筒２５およびコレット２６との間、ならびにコレッ
ト２６と工具１３のシャンク部の界面が前端で該シール
１０Ａにて覆われ、前記図３のチャック装置１４と同様
の完全なシール状態が達成され、かつ維持される。

【００２５】図６は第２実施例の工具チャック用防塵シ
ール１０Ｂを示す。この防塵シール１０Ｂは、円環状の
弾性体からなり、第１実施例の防塵シール１０Ａと同様
に外周面１０ａが一端側を大径とするテーパ面をなし、
その大外径の一端面外周縁に沿って該テーパ面の延長方
向に突出する環状リップ部１１を有するが、内周面１０
ｂが大外径の一端側を同様に他端側よりも大径とするテ
ーパ面２９をなし、該テーパ面２９にて滑り止め部を構
成している。

【００２６】この防塵シール１０Ｂは、第１実施例の防
塵シール１０Ａと同様に、その最小内径ｄ₁ よりも大き
いシャンク径ｄ₂ を有する工具１３の該シャンク部１３
ａに大外径の一端側が後方になる形で圧嵌装着され、図
３で示すテーパコレットチャック方式のチャック装置１
４や図５で示すニードルロールロックチャック方式のチ
ャック装置２３に該工具１３を取付けた際に、リップ部
１１を締付用ナット１９，２７の前端面に弾圧接触させ
ることにより、チャック部の前端面を完全にシールす
る。この場合、図７に示すように、該防塵シール１０Ｂ
を工具１３のシャンク部１３ａに嵌装した際、前記径差
によって該シール１０Ｂは前端側ほど拡径率が大となる
結果、工具シャンク部１３ａからの抜け止め作用を発揮
すると共に、図示の如く後端側の外周が後方へせり出す
ように弾性変形し、この変形に伴ってリップ部１１が締
付用ナット１９（２７）により強く圧接することにな
り、シール性がいっそう向上する。

【００２７】なお、本考案の防塵シールにおける内周面
の滑り止め部は、第１実施例および第２実施例以外の形
状とすることも可能である。またこの防塵シールを適用
するチャック部の構造ならびに工具の種類も例示のもの
に限定されないことは言うまでもない。

【００２８】

【考案特有の効果】本考案に係る工具チャック用防塵シ
ールによれば、工具のシャンク部に嵌装するだけでチャ
ック部の前端面を完全にシールすることができ、かつ該
工具による加工中も抜脱する恐れがなく完全なシール状
態を維持でき、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、更にはチャック装置の各部およ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る。しかも、
この防塵シールは、異なるチャック装置および工具に共
用可能であり、既存のチャック装置に支障なく適用でき
る上、ある程度の工具シャンク径の違いにも対応でき、
また成形型によって容易に大量生産可能であり、非常に
安価に提供できるという利点がある。

【００２９】更に本考案によれば、工具シャンクとチャ
ック本体側あるいは該チャック本体に嵌合されるコレッ
トとの界面部に対するシール作用を発揮するのみなら
ず、チャック本体とその外周側に配設される締付用ナッ
トとの界面部に対するシール作用も発揮することになる
ため、工具チャックの先端側のシール作用をその全面に
わたって確実に発揮させることができる。

【００３０】更に本考案によれば、該防塵シールを工具
シャンクに嵌合して該防塵シールを締付用ナットの先端
面側に装着させる際には円滑容易に移動させて装着する
ことができると共に、該防塵シールを締付用ナットの先
端面側から抜け出る方向には該滑り止め部によって強力
にその抜け止めを阻止し工具チャックの高速回転にかか
わらず安定して使用することができる。

【００３１】しかも本考案によれば、該防塵シールを工
具シャンクに嵌合し、該シャンクの外周面に接する滑り
止め部によって該防塵シールを定位置に保持するように
なっているため、工具チャック側には防塵シールを保持
するための特別の構成を必要としないから、それだけ汎
用性に富んでいる。

【００３２】また、本考案の請求項２および３の防塵シ
ールによれば、工具のシャンク部に対する滑り止めを確
実に行えると共に、特に請求項３の防塵シールではシー
ル性がより向上するという利点がある。更に、本考案の
請求項４の防塵シールによれば、環状リップ部をチャッ
ク部前端面に弾圧接触させることにより、いっそう完璧
なシール性を確保できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案に係る第１実施例の防塵シールの縦断
面図、

【図２】 同正面図、

【図３】 該防塵シールを適用したチャック装置の一例
を示す縦断面図、

【図４】 第３図の仮想線円ＩV 内の拡大図、

【図５】 同防塵シールを適用したチャック装置の他の
例を示す縦断面図、

【図６】 本考案に係る第２実施例の防塵シールの縦断
面図、

【図７】 同防塵シールを適用したチャック装置要部の
縦断面図、

【図８】 従来のシール手段を施したチャック装置の縦
断面図である。

【符号の説明】

１０Ａ，１０Ｂ…防塵シール、１０ｂ…内周面、１１…
シール用端面（リップ部）、１２…滑り止め部（凸
条）、１３…切削工具、１３ａ…シャンク部、２９…テ
ーパ面、ｄ₁ …最小内径、ｄ₂ …シャンク径。

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】一端側の環状端面を工具チャックの締付用
   ナット先端面外周部寄りに当接するシール用端面とし、
   環状内周面を工具シャンクの外周面に接触する軸方向滑
   り面とした環状の弾性体からなり、前記環状内周面の最
   小内径を工具シャンクの外径より小さく形成し、且つ該
   環状内周面に前記締付用ナット側への滑り抵抗は弱い
   が、その反対側への滑り抵抗が強い一方向性の滑り止め
   部を形成してなる工具チャック用防塵シール。
2. 【請求項２】前記滑り止め部が鋸刃状の凹凸面からなる
   請求項１に記載の工具チャック用防塵シール。
3. 【請求項３】前記滑り止め部がシール用端面側の内径を
   その反対側の内径よりも大とするテーパ面からなる請求
   項１に記載の工具チャック用防塵シール。
4. 【請求項４】前記シール用端面は、前記弾性体の外周寄
   りに一体形成された環状リップ部からなる請求項１〜３
   のいずれかに記載の工具チャック用防塵シール。