(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先部に、工具を装着する為の工具保持孔を有するチャック筒（３）を備え、そのチャック筒を加熱膨張させることによって工具保持孔内に工具（９）の挿入を可能にし、チャック筒が冷却することによって工具保持孔（８）が収縮して工具を締付保持するようにしてある工具チャックにおいて、
上記チャック筒（３）は、
中心部に工具保持孔（８）を備え、
その工具保持孔（8）の周囲には工具を締付保持する為の筒状の収縮締付部（3c）を備え、
さらに上記筒状の収縮締付部（3c）の外周位置には、夫々筒心方向に長く形成し、かつ、深さをチャック筒の外周面（１１）から上記筒状の収縮締付部（3c）に至る深さに形成した複数の凹溝（13・・・13）を備えると共に、
夫々筒心方向に長く形成してあって、かつ、両側の側壁面からも放熱効果が得られるように上記凹溝（13・・・13）に両側の側壁面を対向させた状態で複数の凹溝の間に補強リブ（14、・・・14）を夫々介在状態で備えさせ、
しかも、上記複数の補強リブ（14、・・・14）の夫々は筒状の収縮締付部（3c）と一体材で形成してあり、
さらに上記筒状の収縮締付部（3c）における外周で、かつ、凹溝（13）に露出する部分には、取扱可能境界温度を変色温度としている可逆性の示温材（16）を具備させたことを特徴とする工具チャック。
【請求項２】
先部に、工具を装着する為の工具保持孔を有するチャック筒（3e）を備え、そのチャック筒を加熱膨張させることによって工具保持孔内に工具の挿入を可能にし、チャック筒が冷却することによって工具保持孔（8e）が収縮して工具を締付保持するようにしてある工具チャックにおいて、
上記チャック筒（3e）は、
中心部に工具保持孔（8e）を備え、
その工具保持孔（8e）の周囲には工具を締付保持する為の筒状の収縮締付部（3ce）を備え、さらに上記筒状の収縮締付部（3ce）の外周位置には、深さをチャック筒の外周面から上記筒状の収縮締付部（3ce）に至る深さに形成し、穴の周壁面からも放熱効果が得られるようにした多数の凹陥状の穴（33・・・33）を縦横に列設すると共に、
それら多数の凹陥状の穴（33・・・33）の列設状態は、凹陥状の穴相互間に、筒心方向に向けて長く、かつ連続状になった複数の補強リブ（34・・・34）と、周方向に向けて長く、かつ連続状になった複数の補強リブ（34・・・34）が夫々形成されるように配列してあり、
しかも、上記の筒心方向に向けて長い複数の補強リブ（34・・・34）と、周方向に向けて長い複数の補強リブ（34・・・34）は夫々筒状の収縮締付部（3ce）と一体材で形成してあり、
さらに上記筒状の収縮締付部（3ce）における外周で、かつ、凹陥状の穴（33）に露出する部分には、取扱可能境界温度を変色温度としている可逆性の示温材（16e）を具備させたことを特徴とする工具チャック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は工具を装着保持する為の工具チャックに関し、詳しくはチャック筒を加熱、冷却することによって工具の抜差し、固定が行われるようにした工具チャックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
チャック本体の先部に、工具を装着する為の工具保持孔を有するチャック筒を備え、そのチャック筒を加熱膨張させることによって工具保持孔内に工具の挿入を可能にし、チャック筒が冷却することによって工具保持孔が収縮して工具を締付保持するようにしてある工具チャックは知られている。
【０００３】
上記構成の工具チャックは、チャック筒の先端に工具を締付ける為の特別な締付リング等の付加物を要しない為、先端の径を細くできる利点がある。またチャック筒と工具との一体性も良く精度も高い特長がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の工具チャックでは、加工作業中において工具が折れたとき等、工具の取換を急いで行なわねばならないとき、チャック筒の加熱膨張に時間が掛るその上に、チャック筒の冷却に随分と長い時間を要し、その間、加工作業を休み、ラインを止めねばならぬという作業効率の低下をもたらす問題点があった。また、特に作業が急がれている場合は気が焦り、チャック本体が充分冷えていない状態、例えば把握する等しても危険（火傷等）の生じない取扱可能温度（60〜70℃以下）にまで下降していない状態で、ついチャック本体を持ち上げる等して手のひらを火傷する事故を起こす問題点がある。
このような事故を防止する為に、チャック本体が充分に冷えるのを待っていると、前記加工作業の遅れが益々大きくなる問題点がある。
【０００５】
本件出願の工具チャックは、上記従来技術の問題点を解決する為に提供するものである。
本件出願の目的は、チャック筒の加熱、冷却によって工具の取替、固定が可能で、チャック筒の先端に太径の原因となる締付リングを要せず、先細のチャック筒が得られるようにした工具チャックを提供しようとするものである。
他の目的は、加工作業中において工具が折れたとき等、工具の取換を急いで行なわねばならないときでも、チャック本体が取扱可能温度以上の時は、それに、火傷等の危険があることを取扱者に知らせて、事故を予め防止することができるようにした工具チャックを提供しようとするものである。
他の目的は、加工作業中において工具が折れたとき等、工具の取換を急いで行なわねばならないときには、チャック本体における冷却状態が進行して、取扱可能温度以下に下降したことを知らせ、無駄な時間の経過を防いで、素早く加工作業に向けて作業開始できるようにした工具チャックを提供しようとするものである。
他の目的は、チャック筒の加熱時のみならず、冷却時の冷却時間が大幅に短くなり、しかもチャック筒の曲げ、又は捻れに対して強く、或は締付の強度が充分得られるようにした工具チャックにおいても上記の問題点を解決するようにした工具チャックを提供しようとするものである。
他の目的及び利点は図面及びそれに関連した以下の説明により容易に明らかになるであろう。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願発明における工具チャックは、先部に、工具を装着する為の工具保持孔を有するチャック筒（３）を備え、そのチャック筒を加熱膨張させることによって工具保持孔内に工具（９）の挿入を可能にし、チャック筒が冷却することによって工具保持孔（８）が収縮して工具を締付保持するようにしてある工具チャックにおいて、
上記チャック筒（３）は、中心部に工具保持孔（８）を備え、その工具保持孔（8）の周囲には工具を締付保持する為の筒状の収縮締付部（3c）を備え、さらに上記筒状の収縮締付部（3c）の外周位置には、夫々筒心方向に長く形成し、かつ、深さをチャック筒の外周面（１１）から上記筒状の収縮締付部（3c）に至る深さに形成した複数の凹溝（13・・・13）を備えると共に、夫々筒心方向に長く形成してあって、かつ、両側の側壁面からも放熱効果が得られるように上記凹溝（13・・・13）に両側の側壁面を対向させた状態で複数の凹溝の間に補強リブ（14、・・・14）を夫々介在状態で備えさせ、しかも、上記複数の補強リブ（14、・・・14）の夫々は筒状の収縮締付部（3c）と一体材で形成してあり、 さらに上記筒状の収縮締付部（3c）における外周で、かつ、凹溝（13）に露出する部分には、取扱可能境界温度を変色温度としている可逆性の示温材（16）を具備させたものである。
また好ましくは、
先部に、工具を装着する為の工具保持孔を有するチャック筒（3e）を備え、そのチャック筒を加熱膨張させることによって工具保持孔内に工具の挿入を可能にし、チャック筒が冷却することによって工具保持孔（8e）が収縮して工具を締付保持するようにしてある工具チャックにおいて、
上記チャック筒（3e）は、 中心部に工具保持孔（8e）を備え、その工具保持孔（8e）の周囲には工具を締付保持する為の筒状の収縮締付部（3ce）を備え、さらに上記筒状の収縮締付部（3ce）の外周位置には、深さをチャック筒の外周面から上記筒状の収縮締付部（3ce）に至る深さに形成し、穴の周壁面からも放熱効果が得られるようにした多数の凹陥状の穴（33・・・33）を縦横に列設すると共に、それら多数の凹陥状の穴（33・・・33）の列設状態は、凹陥状の穴相互間に、筒心方向に向けて長く、かつ連続状になった複数の補強リブ（34・・・34）と、周方向に向けて長く、かつ連続状になった複数の補強リブ（34・・・34）が夫々形成されるように配列してあり、しかも、上記の筒心方向に向けて長い複数の補強リブ（34・・・34）と、周方向に向けて長い複数の補強リブ（34・・・34）は夫々筒状の収縮締付部（3ce）と一体材で形成してあり、 さらに上記筒状の収縮締付部（3ce）における外周で、かつ、凹陥状の穴（33に露出する部分には、取扱可能境界温度を変色温度としている可逆性の示温材（16e）を具備させたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下本願発明の実施の形態を示す図面について説明する。図１〜図３において、符号２〜９は従来より知られている工具チャックの構成と略同様の構成、機能を有するものを示す。１はチャック本体であり、前部側に、外周を緩い先細テーパ面としたチャック筒３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２となり、中央部外周にマニュピュレーター把持用等のＶ溝５を周設具備するチャック位置決め用鍔部４を備えている。６は切削に用いる工具等、加工用の工具９の差込深さを調節する為に進退自在にした位置決め部材、７はそれの操作孔、8は工具保持孔を示す。なお、部材６、及び工具９に液体通過孔を設け、操作孔７から冷却液を工具９の先に流すようにしたものもある。
【０００８】
次にチャック筒３は、これを加熱膨張させることによって工具保持孔８内に工具９の元部の挿入を可能にし、チャック筒３が冷却することによって、チャック筒３における保持孔８近くの収縮締付部3cが縮まり、工具保持孔８が収縮して工具９の元部を締付一体化して保持するようにしてある。工具保持孔８の内径は、工具９の元部外径よりもやや小さく形成してあり、加熱膨張によって工具９の外径より大きくなり、工具９の元部を先端3aから工具保持孔８内に摺動状に挿入できるようにしてある。
【０００９】
15は凹陥部で、示温材16が外面に露出して目視可能の状態で収められ、外部からの衝突物に対して両側の壁が保護するように凹設してある。上記示温材16は取扱可能境界温度を変色温度としている可逆性のものである。これは「サーモペイント、サーモテープ、サーモシート、サーモワッペン」等の夫々機能、性質を表示する商品名称で知られており、常温では任意の色調（例えば黄色）を維持するが、これが高温化すると一定の変色温度（例えば40、50、60、70℃）でもって変色し（例えば赤色になって）、更に逆に低温化すると当初の色に戻る性質（可逆性）を有し、反復繰り返し利用が可能である。従って取扱可能境界温度を60℃（又は70℃）以下に設定した場合は、上記示温材の選定は、変色温度が60℃（又は70℃）のものを選定する。そうすると、チャック本体が高温化しているときは、危険である旨の色（例えば赤色）を表示し、50℃にまで降下すると安全色（例えば黄色）に変わり、作業の進行を促し、能率向上に貢献する。
【００１０】
次に図１乃至図３において、上記チャック筒３の外周部3bには、工具保持孔８の周壁8a近くに筒状の収縮締付部3cが残る程度の深さにした複数の凹溝13、13・・・13を形成し、かつ凹溝13の相互間には夫々放射方向に向けて張出す補強リブ14を形成具備させている。上記凹溝13は図に示す如く、チャック筒３の筒心方向に平行に向けてあり、従って上記補強リブ14もチャック筒の筒心と同方向に向って延びる。このようにすると、チャック筒３の外周面11を切れ目なく結んだ場合に比較して外気に接する面は多くなり、任意の熱源Ｆ、例えば、バーナーによって加熱する場合は熱吸収が早く、放冷する場合も放熱効果がよくなる。また補強リブ14は、凹溝13に対して図２の比率で形成することにより、上記の高い放熱効果を維持しながら、曲げ方向（半径方向）に対しては大きな肉厚14aを維持し、大きな耐曲げ力を維持する。
【００１１】
上記構成のものにあっては、工具９の取替時、チャック筒３の外周面11に向けて熱源（例えばバーナーの燃焼ガス、その他の熱線等）を与え、チャック筒３を加熱膨張させると、工具保持孔８から工具９を抜取ることができ、直ちに他の工具９を挿入し、自然放冷させるとチャック筒の工具保持孔８の周囲に位置する収縮締付部3cは収縮して工具９を締付一体化する。この場合の一般的な所要時間に比較して図１〜３に示すものは昇温が早いは勿論、放冷においても、収縮完了の温度（50℃）に達する時間が早く、約70％の時間でよい。即ち、従来品が１２分必要なのに対し、8分余という短さでよい。
【００１２】
次に、図１〜３の工具チャックとはチャック筒3eにおける外周部3beの凹溝33及び補強リブ34の構造の点において異なる例を示す図４、５について説明する。複数の凹溝33は、夫々チャック筒3eの外周面に散設してあり、夫々は円柱形の穴状で、凹陥状に形成してある。補強リブ34は夫々図示のように残る部材で周方向及び軸心方向に向けて連続状に位置させてある。このように構成すると、捻れに対して耐える力が大きく、かつ図１〜３に示す工具チャックと同様に表面積が拡大し、吸熱、放熱効果が高く、工具９の取替作業を短時間で早く行うことができる。また筒状の収縮締付部3ceは、補強リブ34が存在するところでは実質的に肉厚となり、凹溝33の位置では肉薄となり、収縮状態に斑が生じる。従って工具９の元部外面においては、軸心方向に締付斑が生じ、全周均等に締付けられるよりも、把持状態が良くなる。
【００１３】
なお、図４、５において機能上前述の図１〜３のものと同一又は均等構成と考えられる部分には、前述の図１〜３と同一の符号にアルファベットのｅを付して重複する説明を省略した。
【００１４】
次に前記示温材16の設置場所は、高温化させるチャック筒３の外周であってもよいが、図１、図３、図４に表れているように筒状の収縮締付部3ceの外周で、かつ、凹溝１３（又は凹陥状の穴33）に露出する部分に備えさせる。
即ち、前述したように工具９の取替時は、筒状の収縮締付部3cを加熱膨張させたり、放冷収縮させたりして工具９の締付を緩めたり、締め付けたりするので、図示のように収縮締付部3cの外周の外部から見える位置に示温材16があると、工具９に最も近い位置にある収縮締付部3cの温度変化が外部から直接見れることになる。
また設置範囲は点々と散設してもよいし、軸心方向に点々と、又は連続的に付設すると、軸心方向におけるシャンク部２〜チャック筒３の間の冷却状態を早く知り、作業の進行に役立つ。また示温材の種類の選択は、場所に応じて、示温材の内から選別し、ペイントを塗布したり、クレヨンを塗り付けたり、ワッペン、シート、テープを貼り付けたり等して用いるとよい。
【００１５】
【発明の効果】
以上のように本願発明は、加熱、冷却によって工具９の抜取り、差込、締付ができるので、チャック筒３の先を細く形成できる利点がある。
【００１６】
その上本願発明の上記チャック筒にあっては、工具保持孔8の周囲に筒状の収縮締付部3cを備え、収縮締付部3cの外周位置には、夫々筒心方向に長く形成し、かつ、深さをチャック筒の外周面１１から上記筒状の収縮締付部3cに至る深さに形成した複数の凹溝13を備えると共に、上記凹溝13に両側の側壁面を対向させた状態で複数の凹溝の間に補強リブ14を夫々介在状態で備えるものであるから、
複数の凹溝底面からの放熱効果があると共に、複数の補強リブの両側壁面及び外周面からの広い面積からの放熱効果があり、工具９の取替を早くすることのできる作業上の効果がある。
【００１７】
また上記複数の凹溝の間に夫々介在する状態で放熱効果を高める為に周設された複数のリブ14は、夫々筒心方向に長く形成してあるから、
上記チャック筒にあっては、広い面積からの放熱効果を得る為に複数の凹溝13が周設されているにも拘わらず、図１における鍔部４と先端3aの間の曲げに対する応力は極めて高い腰折れ防止効果が大きいものとなり、加工中において、軸心の曲がりを防止することができる。
このことは、上記チャック筒に装着した刃物９の先端が放射方向に振れることを防止し、加工精度を高める上に効果がある。
さらに「複数の凹溝13」を周設しても、夫々筒心方向に長く形成した複数のリブ14の存在により、図１における鍔部４と先端3aの間の曲げに対する応力は極めて高いものとなっているから、特段上記のチャック筒を太い径にする必要は無く、結局、チャック筒は細長く形成して、壁の際を加工したり、深い穴を加工するに適するものとして提供することができる効果がある。
【００１８】
また、上記のように「筒状の収縮締付部の外周位置には、夫々筒心方向に長く形成し、かつ、深さをチャック筒の外周面から上記筒状の収縮締付部に至る深さに形成した複数の凹溝を周設すると共に、夫々筒心方向に長く形成してあって、かつ、両側の側壁面からも放熱効果が得られるように上記複数の凹溝の間に夫々介在する状態で周設され、しかも、上記筒状の収縮締付部と一体材で形成してある複数の補強リブを備えるものである」から、上記チャック筒３にあって、締め付け状態では、 複数の凹溝23の夫々の位置では肉薄となり、軸心方向に長く形成された複数の補強リブの位置では肉厚となって、周方向において収縮状態に斑が生じる。
従って工具９の元部外面においては、回転方向に締付斑が生じ、全周均等に締付けられるよりも、すこぶる強力な把持状態が得られる効果もある。
【００１９】
更に本願発明における請求項２に記載のチャック筒にあって、「筒状の収縮締付部の外周位置には、深さをチャック筒の外周面から上記筒状の収縮締付部に至る深さに形成し、穴の周壁面からも放熱効果が得られるようにした多数の凹陥状の穴を列設すると共に、
それら多数の凹陥状の穴の列設状態は、凹陥状の穴相互間に、筒心方向に向けて長く、かつ連続状になった複数の補強リブと、周方向に向けて長く、かつ連続状になった複数の補強リブが夫々形成されるように配列してあり、
しかも、上記の筒心方向に向けて長い複数の補強リブと、周方向に向けて長い複数の補強リブは夫々筒状の収縮締付部と一体材で形成した」場合においては、図４、図５からも理解できるように、前述した、即ち、図1〜図3に示される上記チャック筒の場合と同旨の夫々優れた有用性のある複数の効果が得られる。

【００２０】
更に、筒状の収縮締付部3cにおける外周露出部分に、取扱可能境界温度を変色温度としている可逆性の示温材16を具備させたので、工具９の取替作業に当たり、チャック本体が高温化しているときは、その旨を知らせて火傷の危険があることを知らせるばかりでなく、取扱可能温度に降下したときは、素早くその旨を告知して、作業の進行を即応させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  工具チャックの断面図。
【図２】  図１の工具チャックの正面図。
【図３】  図１のＡ−Ａ’断面図。
【図４】  図１とは異なる構成のチャック筒を備えるチャック筒の一部破断図。
【図５】  図４のＣ−Ｃ’断面図。
【符号の説明】
１  工具チャック本体
２  シャンク部
３  チャック筒
3c  収縮締付部
８  工具保持孔
９  工具
11  外周面
13  凹溝
14  補強リブ
16  示温材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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