(57)【要約】【課題】被締結部材を把持するために、回転体の一端面が締結装置本体の端面に当接するよう当該回転体を回転させる際に、前記両端面間に生じる摩擦を低減させて、被締結部材の振れ精度を高めることが可能であり、かつラジアル方向の剛性を高めることが可能な締結装置を提供する。【解決手段】工具を挿入して把持可能な工具ホルダ本体１０と、工具ホルダ本体１０の外周に回転可能に装着されるナット３０を有し、工具ホルダ本体１０の端面１９と、ナット３０の端面３１との間に低摩擦部材５０を介在させ、低摩擦部材を介して端面１９と端面３１とが当接するよう回転させて、工具ホルダ本体１０を縮径させ、工具を把持させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被締結部材を挿入して把持可能な中空部を有する締結装置本体と、前記締結装置本体の外周に回転可能に装着され、当該回転によって当該締結装置本体の中空部を拡縮させる回転体と、を備え、前記回転体を、該回転体の一端面が、前記締結装置本体の端面に当接するよう回転させて、前記中空部を縮小させ、前記被締結部材を把持する締結装置であって、
前記回転体の一端面と、前記締結装置本体の端面との間に低摩擦部材を介在させ、当該回転体の一端面の少なくとも一部が、当該低摩擦部材を介して前記締結装置本体の端面に当接する締結装置。
【請求項２】
前記低摩擦部材は、前記回転体に設けられてなる請求項１記載の締結装置。
【請求項３】
前記低摩擦部材は、前記締結部材本体に設けられてなる請求項１記載の締結装置。
【請求項４】
前記低摩擦部材は、弾性部材を介して設けられてなる請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の締結装置。
【請求項５】
前記弾性部材が接合部材である請求項４記載の締結装置。
【請求項６】
前記被締結部材が工具であり、前記締結装置本体が工具ホルダ本体であり、前記回転体がナットである請求項１ないし請求項５のいずれか一項記載の締結装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、締結装置本体の中空部に挿入された被締結部材を、当該締結装置本体の外周に装着させた回転体を任意の方向に回転させることにより、把持する締結装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、被締結部材を挿入して把持可能な中空部を有する締結装置本体と、前記締結装置本体の外周に回転可能に装着され、当該回転によって当該締結装置本体の中空部を拡縮させる回転体と、を備えた締結装置がある。この締結装置では、前記回転体の一端面が、前記締結装置本体の端面に当接するよう、前記回転体を回転させて、前記中空部を縮径させ、この中空部に挿入されている被締結部材を把持するよう構成されている。
【０００３】
具体的には、例えば、被締結部材としての工具を把持可能な締結装置本体としての工具ホルダ本体と、前記工具ホルダ本体の外周に回転可能に装着され、当該回転によって当該工具ホルダ本体の中空部を拡縮させる回転体としてのナットと、を備え、前記ナットの一端面（後端面）が、前記工具ホルダ本体の端面に当接するようナットを回転させて、前記中空部を縮小させ、前記工具を把持する工具ホルダ（締結装置）がある。
【０００４】
このような工具ホルダの一例としては、例えば、工具ホルダ本体の先端側に、外周面が先細テーパ状のチャック筒を突設すると共に、当該チャック筒の基端側にフランジ部を形成し、このチャック筒に、先細テーパ状内周面を有するナットを外嵌し、このナットとチャック筒との間に螺旋状に公転する多数のニードルローラを介装した構成のものがある。この工具ホルダは、ナットの後端部側が先端部側よりも径大に形成され、ナットの後端面の外径が工具ホルダ本体のフランジ部の外径とほぼ同一に形成されている。そして、このナットの後端面が、前記工具ホルダ本体のフランジ部先端面に当接するように締め付けられることによって、工具ホルダ本体に形成された工具挿入孔（中空部）を縮径させ、工具を把持している。（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】
特開平１１−９９４０６号公報
【発明が解決しようとする課題】
前記特許文献１に開示された工具ホルダは、ナットの後端面の外径を、工具ホルダ本体のフランジ部の外径とほぼ同一に形成し、当該ナットの後端面が、前記工具ホルダ本体のフランジ部の先端面に当接するように締め付けられるため、前記フランジ部とナットの後端面の両者について、正確な円筒度及び直角度が必要となる。この円筒度及び直角度に、幾何学的なずれが生じたり、ナットを回転させた時にフランジ部とナット後端面との間に起こる摩擦により工具ホルダやナットに捩れが生じると、把持している工具が振れてしまう虞がある。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題点を解決することを課題とするものであり、被締結部材を把持するために、回転体の一端面が締結装置本体の端面に当接するよう当該回転体を回転させる際に、前記両端面間に生じる摩擦を低減させて、被締結部材の振れ精度を高めることが可能であり、かつ工具把持部のラジアル方向の剛性を高めることが可能な締結装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明は、被締結部材を挿入して把持可能な中空部を有する締結装置本体と、前記締結装置本体の外周に回転可能に装着され、当該回転によって当該締結装置本体の中空部を拡縮させる回転体と、を備え、前記回転体を、該回転体の一端面が、前記締結装置本体の端面に当接するよう回転させて、前記中空部を縮小させ、前記被締結部材を把持する締結装置であって、前記回転体の一端面と、前記締結装置本体の端面との間に低摩擦部材を介在させ、当該回転体の一端面の少なくとも一部が、当該低摩擦部材を介して前記締結装置本体の端面に当接する締結装置を提供するものである。
【０００７】
この構成を備えた締結装置は、被締結部材を把持するために、回転体の一端面が締結装置本体の端面に当接するよう当該回転体を回転させた際に、回転体の一端面の少なくとも一部が、当該低摩擦部材を介して前記締結装置本体の端面に当接する。したがって、前記両端面が接触することにより生じる摩擦抵抗を小さくすることができる。このため、締結装置本体や回転体に捩れが生じることを防止することができ、工具把持部のラジアル方向の剛性を高めることができると共に、被締結部材の振れを小さくすることができる。
【０００８】
前記低摩擦部材は、前記回転体あるいは締結部材本体のいずれにも、設けることができる。また、所望により、両者に設けてもよい。
【０００９】
この低摩擦部材としては、例えば、含油メタルや樹脂等が挙げられる。この低摩擦部材は、摩擦係数が、０〜０．３程度のものを好適に使用することができる。含油含油メタルとしては、例えば、銅合金、鋼、鋳鉄の多孔質体に潤滑剤を含浸させたもの等が挙げられる。樹脂としては、例えば、フッ素樹脂、ポリマー（ポリエステル、ポリエーテル、ポリアミド、ポリアセタール、ポリウレタン、ポリオレフィン等）、エラストマーやポリマーにＬｉ石けんグリス等の潤滑剤を添加したもの等が挙げられる。
【００１０】
前記低摩擦部材は、部材として設けても良く、所望位置にメッキする、コーティングする、埋め込む等により設けてもよい。
【００１１】
また、前記低摩擦部材は、弾性部材を介して設けることもできる。このようにすることで、前記締結部材本体の端面に対し、回転体の一端面がある程度傾いたとしても、この傾きを前記弾性部材によって吸収させることができる。したがって、前記利点に加え、さらに工具把持部のラジアル方向の剛性を高めることができると共に、被締結部材の振れを小さくすることができる。
【００１２】
そしてまた、前記弾性部材は、接合部材であってもよい。この接合部材としては、例えば、接着剤や、溶接材等が挙げられる。
【００１３】
また、本発明の実施態様の一例としては、前記被締結部材が工具であり、前記締結装置本体が工具ホルダ本体であり、前記回転体がナットであるよう構成することもできる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好適な実施の形態にかかる締結装置について図面を参照して説明する。なお、以下に記載される実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこれらの実施形態にのみ限定するものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない限り、様々な形態で実施することができる。
【００１５】
また、実施の形態１及び２では、締結装置として工具ホルダを例にとり、被締結部材として切削工具を、締結装置本体として工具ホルダ本体を、回転体としてナットを使用した場合ついて説明する。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかる締結装置としての工具ホルダの一部断面図であり、ナットが工具ホルダ本体を締め付けていない状態を示す図、図２は、実施の形態１にかかる締結装置としての工具ホルダの一部断面図であり、ナットが工具ホルダ本体を締め付けている状態を示す図である。
【００１６】
図１及び図２に示すように、実施の形態１にかかる工具ホルダ１は、図示しない工具が挿入される工具挿入孔１１を備えた工具ホルダ本体１０と、工具ホルダ本体１０の外周に回転可能に装着され、当該回転によって工具ホルダ本体１０の工具挿入孔１１を拡縮させるナット３０と、を備えて構成されている。
【００１７】
工具ホルダ本体１０の基端側には、マシニングセンタ等の主軸（図示せず）に装着されるテーパシャンク部１２が形成されており、このテーパシャンク部１２の径大側端部には、工具ホルダ１の自動交換用のフランジ部１３が形成されている。また、このフランジ部１３より工具ホルダ本体１０の先端側には、チャック筒１４が、テーパシャンク部１２及びフランジ部１３と同軸一体に形成されている。
【００１８】
チャック筒１４の内部には、把持すべき工具のストレート状シャンク部（図示せず）に対応するストレート状の内周面１５を備えた工具挿入孔１１が形成されている。チャック筒１４の外周部は、フランジ部１３に連続した大径部１６と、大径部１６の先端側に一体に形成され、大径部１６より小径の中径部１７と、中径部１７の先端側に一体に形成され、中径部１７より小径の小径部１８と、を備えている。大径部１６と中径部１７との段差を構成する端面１９には、後に詳述するナット３０の基端面３１が、低摩擦部材５０を介して当接するようになっている。小径部１８は、先端に向かって若干先細となるテーパ状を有しており、小径部１８と、後に詳述するナット３０の内周面３２との間には、小径部１８のテーパ状外周面２０に対して螺旋状に公転する多数のニードルローラ２１が介装される。
【００１９】
ナット３０は、中空の略円筒形状を有し、その基端面３１の内周側には、含油メタルからなる低摩擦部材５０が、周方向に沿って、基端面３１から若干突出した状態で設けられている。なお、実施の形態１では、含油メタルとして、鋳鉄含油メタルを用いた。この鋳鉄含油メタルは、摩擦係数が、０．０３〜０．１５程度である。
【００２０】
また、ナット３０の内周面３２と、チャック筒１４の小径部１８との間には、前述したニードルローラ２１が介装されている。このニードルローラ２１は、リテーナ２２に保持されていると共に、小径部１８のテーパ状外周面２０の母線に対し、各ニードルローラ２１の軸心が傾斜するように配設されていて、小径部１８のテーパ外周面２０に対して自転しつつ螺旋方向に公転してテーパ外周面２０を乗り上げるように動作し、それによりチャック筒１４を弾性的に縮径させて、工具を把持固定するようになっている。そして、このナット３０は、締め付け方向への回転によりニードルローラ２１を介しチャック筒１４を縮径して工具を十分に把持固定した状態で、ナット３０の基端面３１が、低摩擦部材５０を介して、大径部１６と中径部１７との段差を構成する端面１９に当接するようになっている。すなわち、ナット３０の基端面３１の一部が、低摩擦部材５０を介して工具ホルダ本体１０の端面１９に当接するようになっている。
【００２１】
次に、実施の形態１にかかる工具ホルダ１の具体的動作について説明する。
【００２２】
工具ホルダ１に工具を把持させる場合は、先ず、工具ホルダ本体１０に形成された工具挿入孔１１内に図示しない工具のシャンク部を挿入する。次に、図１に示す状態から、ナット３０が工具ホルダ本体１０の基端側（テーパシャンク部１２側）に移動するようナット３０を回転させる。この回転によって、ナット３０は、ニードルローラ２１を介してチャック筒１４を締め付けて縮径させ、工具を把持し始める。さらにナット３０を回転させると、ナット３０の基端面３１に設けた低摩擦部材５０が、端面１９に当接した状態で、ナット３０が回転することになる。すなわち、ナット３０は、低摩擦部材５０を介して端面１９と当接した状態で回転するため、この回転によって生じる摩擦抵抗を小さくすることができる。したがって、ナット３０の回転により工具のシャンク部を締め付ける際に、工具ホルダ本体１０やナット３０に捩れが生じることを防止することができ、工具把持部のラジアル方向の剛性を高めることができると共に、工具ホルダ１に把持した工具の振れを小さくすることができる。
【００２３】
なお、実施の形態１では、低摩擦部材５０として、含油メタル（具体的には、摩擦係数が、０．０３〜０．１５程度の鋳鉄含油メタルを使用した場合について説明したが、これに限らず、例えば、樹脂等、他の低摩擦部材を使用してもよい。
【００２４】
また、実施の形態１では、低摩擦部材５０を、ナット３０の内周側に配設した場合について説明したが、これに限らず、低摩擦部材５０は、例えば、図３に示すように、ナット６０の外周側に配設してもよい。ここで、図３に示すナット６０は、中空の略円筒形状を有し、後端側が先端側よりも大径に形成されている。ナット６０の基端面６１の外周側には、含油メタルからなる低摩擦部材５０が、周方向に沿って、基端面６１から若干突出した状態で配設されている。なお、符号６２は、ナット６０の内周面である。
【００２５】
また、低摩擦部材５０は、ナット３０（６０）の基端面３１（６１）の全面にわたって配設してもよい。
【００２６】
そしてまた、低摩擦部材５０の配設方法は、特に限定されるものではなく、ナット３０（６０）の基端面３１（６１）の所望位置に、例えば、メッキにより設けても良く、コーティングにより設けてもよい。
【００２７】
さらにまた、低摩擦部材５０は、図４に示すように、工具ホルダ本体１０の端面１９に配設してもよい。
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２にかかる締結装置としての工具ホルダについて図面を参照して説明する。
【００２８】
図５は、実施の形態２にかかる締結装置としての工具ホルダの一部分を示す一部断面図であり、ナットが工具ホルダ本体を締め付けている状態を示す図である。なお、実施の形態２では、実施の形態１で説明した部材と同様の部材には、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００２９】
図５に示すように、実施の形態２にかかる工具ホルダ２の、実施の形態１にかかる工具ホルダ１と異なる主な点は、低摩擦部材５０が弾性部材５１を介してナット６０の基端面６１に配設されている点である。
【００３０】
ナット６０は、中空の略円筒形状を有し、後端側が先端側よりも大径に形成されている。ナット６０の基端面６１には、含油メタルからなる低摩擦部材５０が、ナット６０の内周面６２と間隔をおいて、周方向に沿って、基端面６１から若干突出した状態で、弾性部材５１を介して設けられている。
【００３１】
弾性部材５１は、低摩擦部材５０をナット６０の基端面６１に固定する（接着する）役割を果たしており、実施の形態２では、接着剤（具体的には、ウレタン系接着剤）を使用した。また、この弾性部材５１は、ナット６０で工具ホルダ本体１０を締め付ける際に、工具ホルダ本体１０の端面１９に対し、ナット６０の基端面６１がある程度傾いた場合に、この傾きを吸収する役割も果たしている。
【００３２】
次に、実施の形態２にかかる工具ホルダ２の具体的動作について説明する。
【００３３】
工具ホルダ２に工具を把持させる場合は、前述した実施の形態１と同様に、工具ホルダ本体１０の工具挿入孔１１内に図示しない工具のシャンク部を挿入し、ナット６０が工具ホルダ本体１０の基端側に移動するようナット６０を回転させる。この回転によって、ナット６０は、ニードルローラ２１を介してチャック筒１４を締め付けて縮径させ、工具を把持し始める。さらにナット６０を回転させると、ナット６０の基端面６１に設けた低摩擦部材５０が、端面１９に当接した状態で、ナット６０が回転する。この時、仮に、工具ホルダ本体１０の端面１９に対し、ナット６０の基端面６１がある程度傾いたとしても、弾性部材５１がこの傾きを吸収するため、工具ホルダ本体１０のチャック筒１４の傾きを小さくすることができる。また、実施の形態１と同様に、低摩擦部材５０によって、ナット６０の回転によって生じる摩擦抵抗を小さくすることができ、工具ホルダ本体１０やナット６０に捩れが生じることを防止することができる。
【００３４】
なお、実施の形態２では、弾性部材５１として、接着剤として機能するウレタン系接着剤を使用した場合について説明したが、これに限らず、接着剤として機能する弾性部材としては、エポキシ系接着剤、合成ゴム系接着剤、シリコンポリマー系接着剤等の接着剤の他、液状ガスケット等を使用することができ、溶接材として機能する弾性部材としては、銀ろう、銅ろう、チタンろう等のろう付けや焼結結合、ポーラス材の溶接等を使用することができる。
【００３５】
また、実施の形態２では、弾性部材５１を介して低摩擦部材５０を、ナット６０の基端面６１の、内周面６２と間隔をおいて、周方向に沿って、配設した場合について説明したが、これに限らず、低摩擦部材５０は、内周面６２側に配設してもよく、基端面６１の全面にわたって配設してもよい。そしてまた、低摩擦部材５０は、工具ホルダ本体１０の端面１９側に、弾性部材５１を介して配設してもよい。
【００３６】
なお、実施の形態１及び２では、締結装置として工具ホルダを使用した場合について説明したが、これに限らず、締結装置としては、例えば、パイプやホースの継手等、様々な装置が挙げられる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる締結装置は、被締結部材を把持するために、回転体の一端面が締結装置本体の端面に当接するよう当該回転体を回転させた際に、回転体の一端面の少なくとも一部が、当該低摩擦部材を介して前記締結装置本体の端面に当接するため、前記両端面が接触することにより生じる摩擦抵抗を小さくすることができる。この結果、締結装置本体や回転体に捩れが生じることを防止することができ、工具把持部のラジアル方向の剛性を高めることができると共に、被締結部材の振れを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる締結装置としての工具ホルダの一部断面図であり、ナットが工具ホルダ本体を締め付けていない状態を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかる締結装置としての工具ホルダの一部断面図であり、ナットが工具ホルダ本体を締め付けている状態を示す図である。
【図３】本発明の他の実施の形態にかかる締結装置としての工具ホルダの一部分を示す一部断面図であり、ナットが工具ホルダ本体を締め付けている状態を示す図である。
【図４】本発明の他の実施の形態にかかる締結装置としての工具ホルダの一部分を示す一部断面図であり、ナットが工具ホルダ本体を締め付けている状態を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２にかかる締結装置としての工具ホルダの一部分を示す一部断面図であり、ナットが工具ホルダ本体を締め付けている状態を示す図である。
【符号の説明】
１、２    工具ホルダ
１０    工具ホルダ本体
１４    チャック筒
１９    端面
３０、６０    ナット
３１、６１    基端面
５０    低摩擦部材
５１    弾性部材
【図１】
2004249377.tif 000003
【図２】
2004249377.tif 000004
【図３】
2004249377.tif 000005
【図４】
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【図５】
2004249377.tif 000007