特開 2024-58977 コレットチャック用締付けナット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024058977

(43)【公開日】2024-04-30

(54)【発明の名称】コレットチャック用締付けナット

(51)【国際特許分類】

   B23B 31/20 20060101AFI20240422BHJP

【ＦＩ】

B23B31/20 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022166434

(22)【出願日】2022-10-17

(71)【出願人】

【識別番号】000127042

【氏名又は名称】株式会社アルプスツール

(74)【代理人】

【識別番号】110000958

【氏名又は名称】弁理士法人インテクト国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100120237

【弁理士】

【氏名又は名称】石橋 良規

(72)【発明者】

【氏名】川島 房雄

【テーマコード（参考）】

3C032

【Ｆターム（参考）】

3C032JJ12

(57)【要約】

【課題】ナット本体による締め付けの際、リテーナをホルダ本体に対して芯ずれなく押圧して、コレットを縮径させることができると共に、ボールの遠心力による飛び出しを確実に防止することができるコレットチャック用締付けナットを提供する。
【解決手段】内周面にボール接触面とボール非接触面からなるナット側ボール溝が形成されたナット本体と、外周面にボール接触面とボール非接触面からなるリテーナ側ボール溝が形成されると共にナット本体の内周面に組付けられるリテーナと、ナット側ボール溝とリテーナ側ボール溝の間に配列される複数のボールとを備え、ナット側ボール溝及びリテーナ側ボール溝は、ボールの直径よりも幅広に形成され、ナット本体には、ナット側ボール溝と連通するボール挿入孔が形成され、ボール挿入孔の中心軸は、ナット側ボール非接触面を通ることを特徴とする。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内周面にナット側ボール溝が形成されたナット本体と、
外周面にリテーナ側ボール溝が形成されると共に、前記ナット本体の内周面に組付けられるリテーナと、
前記ナット側ボール溝と前記リテーナ側ボール溝の間に配列される複数のボールとを備え、
前記ナット側ボール溝は、前記ボールの直径よりも幅広に形成されると共に、先端側に曲面からなるナット側ボール接触面と、基端側にナット側ボール非接触面を有し、
前記リテーナ側ボール溝は、前記ボールの直径よりも幅広に形成されると共に、先端側にリテーナ側ボール非接触面と、基端側に曲面からなるリテーナ側ボール接触面を有し、
前記ボールは、前記ナット側ボール接触面と当接すると共に、前記リテーナ側ボール接触面と当接し、
前記ナット本体には、前記ナット側ボール溝と連通するボール挿入孔が形成され、
前記ボール挿入孔の中心軸は、前記ナット側ボール非接触面を通ることを特徴とするコレットチャック用締付けナット。

【請求項2】

請求項１に記載のコレットチャック用締付けナットにおいて、
前記ボール挿入孔の中心軸は、前記ナット本体の径方向に対して傾くことを特徴とするコレットチャック用締付けナット。

【請求項3】

請求項１に記載のコレットチャック用締付けナットにおいて、
前記ナット側ボール非接触面と前記リテーナ側ボール非接触面は曲面からなることを特徴とするコレットチャック用締付けナット。

【請求項4】

請求項１に記載のコレットチャック用締付けナットにおいて、
前記リテーナの基端方向には、リテーナ後退防止手段を備えることを特徴とするコレットチャック用締付けナット。

【請求項5】

請求項４に記載のコレットチャック用締付けナットにおいて、
前記リテーナ後退防止手段は、スナップリングからなることを特徴とするコレットチャック用締付けナット。

【請求項6】

請求項５に記載のコレットチャック用締付けナットにおいて、
前記ナット本体には、前記スナップリングを縮径状態で保持する退避用溝が形成されることを特徴とするコレットチャック用締付けナット。

【請求項7】

請求項１に記載のコレットチャック用締付けナットにおいて、
前記リテーナの基端方向には、与圧手段を備えることを特徴とするコレットチャック用締付けナット。

【請求項8】

請求項７に記載のコレットチャック用締付けナットにおいて、
前記与圧手段は、弾性体からなることを特徴とするコレットチャック用締付けナット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、旋盤等の切削加工に用いる工作機械に用いられ、主にドリル及びエンドミル等の切削工具のシャンクを把持するコレットチャック用締付けナットに関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、コレットチャックは、旋盤等の旋削加工に用いる工作機械において、マシニングセンタ等の工具主軸に切削工具を取り付ける際に使用される。

【0003】

従来、この種のコレットチャックに使用される締付けナットとして、特許文献１に記載されるように、チャック本体（本発明の「ホルダ本体」に相当。）の先端部にコレットを挿入し、チャック本体の先端部外周に形成されたねじ部には、内部にノーズリング（本発明の「リテーナ」に相当。）を組み込んだ締付けナット（本発明の「ナット本体」に相当。）を係合する構造が知られている。ノーズリングは、締付けナットの先端部内側に回転自在に組み込まれており、締付けナットを締め付けることでノーズリングを軸方向に移動させ、チャック本体のテーパ孔に嵌合されたコレットをノーズリングにより軸方向に押圧して、コレットを縮径させる。

【0004】

また、上記のようなコレットチャックは、ノーズリングと締付けナットの嵌合面のそれぞれに環状のボール溝を形成し、ボール溝内に複数のボールを組込んで、締付けナットとノーズリングとを相対的に回転自在に支持している。また、ボールは、締付けナットの外周面からボール溝に貫通するボール挿入孔を介して挿入される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平１１－３０９６１３公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

図５に示すように、従来のコレットチャックに使用される締付けナット１０１は、ナット本体１０２の内径面に環状のボール溝１２２が形成され、リテーナ１０３の外径面には環状のボール溝１３２が形成され、ボール溝１２２、１３２の間には複数のボール１０４が組み込まれている。また、ボール溝１２２、１３２内でボール１０４を転がりやすくするために、ボール溝１２２、１３２の円弧面の半径寸法は、ボール１０４の半径寸法に対してプラス公差に指定し、ボール１０４とボール溝１２２、１３２との間に隙間ができるように設定される。

【0007】

この場合、図示しないコレットを軸方向に押圧する使用状態では、リテーナ１０３はコレットからの反力によって先端側に移動した状態となる。このとき、ボール１０４とボール溝１２２との接触角θ１は、ボール１０４とボール溝１３２の接触角θ２よりも小さくなり、接触角θ１と接触角θ２の角度は一致した状態となっていない。また、ボール１０４は、ボール溝１２２、１３２の間に複数挿入されており、それぞれのボール１０４の接触角について角度のばらつきも生じる恐れがある。

【0008】

このような状態で、ナット本体１０２を締め付けると、締付け荷重は、図５に示す矢印のように一直線に伝達されず、また、それぞれのボール１０４によって締付け荷重の伝達角度にもばらつきがあるため、リテーナ１０３に芯ずれを生じさせる恐れがあった。このような場合、コレットを中心軸に対してまっすぐに押し込むことができず、把持する切削工具の芯ずれを生じさせ、加工精度に影響を及ぼす恐れがあった。

【0009】

また、従来のコレットチャックは、図５に示すように、ナット本体１０２のボール挿入孔１２４に栓体１０５を取り付け、栓体１０５によって遠心力やコレットの押込み反力によるボール１０４の飛び出しを防止している。栓体１０５は、ボール挿入孔１２４に対してねじ螺合や圧入により取付けられるが、ボール挿入孔１２４の深さが比較的浅いため、栓体１０５の安定した取付け状態の維持が困難であり、栓体１０５が脱落するといった恐れがあった。

【0010】

このような従来の栓体１０５の取付け構造の課題を解決する手段として、特許文献１に記載されるように種々の方法が知られているが、構成部品の増加や、ボール挿入孔１２４を深くするためにナット本体１０２の外径寸法が大きくなる等の課題があった。

【0011】

そこで、本発明は上記の事項に鑑みてなされたものであり、ナット本体による締め付けの際、リテーナをホルダ本体に対して芯ずれなく押圧して、コレットを軸方向にまっすぐに押込み縮径させることができると共に、ボールの遠心力やコレットの押込み反力による飛び出しを確実に防止することができるコレットチャック用締付けナットを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

この発明は、上記課題を達成するためになされたものであって、下記を特徴とするものである。

【0013】

本願発明に係るコレットチャック用締付けナットは、内周面にナット側ボール溝が形成されたナット本体と、外周面にリテーナ側ボール溝が形成されると共に、前記ナット本体の内周面に組付けられるリテーナと、前記ナット側ボール溝と前記リテーナ側ボール溝の間に配列される複数のボールとを備え、前記ナット側ボール溝は、前記ボールの直径よりも幅広に形成されると共に、先端側に曲面からなるナット側ボール接触面と、基端側にナット側ボール非接触面を有し、前記リテーナ側ボール溝は、前記ボールの直径よりも幅広に形成されると共に、先端側にリテーナ側ボール非接触面と、基端側に曲面からなるリテーナ側ボール接触面を有し、前記ボールは、前記ナット側ボール接触面と当接すると共に、前記リテーナ側ボール接触面と当接し、前記ナット本体には、前記ナット側ボール溝と連通するボール挿入孔が形成され、前記ボール挿入孔の中心軸は、前記ナット側ボール非接触面を通ることを特徴とする。

【0014】

本願発明に係るコレットチャック用締付けナットにおいて、前記ボール挿入孔の中心軸は、前記ナット本体の径方向に対して傾くと好適である。

【0015】

本願発明に係るコレットチャック用締付けナットにおいて、前記ナット側ボール非接触面と前記リテーナ側ボール非接触面は曲面からなると好適である。

【0016】

本願発明に係るコレットチャック用締付けナットにおいて、前記リテーナの基端方向には、リテーナ後退防止手段を備えると好適である。

【0017】

本願発明に係るコレットチャック用締付けナットにおいて、前記リテーナ後退防止手段は、スナップリングからなると好適である。

【0018】

本願発明に係るコレットチャック用締付けナットにおいて、前記ナット本体には、前記スナップリングを縮径状態で保持する退避用溝が形成されると好適である。

【0019】

本願発明に係るコレットチャック用締付けナットにおいて、前記リテーナの基端方向には、与圧手段を備えると好適である。

【0020】

本願発明に係るコレットチャック用締付けナットにおいて、前記与圧手段は、弾性体からなると好適である。

【0021】

上記発明の概要は、本発明に必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。

【発明の効果】

【0022】

本発明に係るコレットチャック用締付けナットによれば、ナット本体による締め付けの際、リテーナをホルダ本体に対して芯ずれなく押圧して、コレットを軸方向にまっすぐに押込み縮径させることができる。また、ナット本体とリテーナとの間に位置するボールの遠心力やコレットの押込み反力による飛び出しを確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の実施形態に係るコレットチャック用締付けナットが取り付けられるコレットチャックの一例を示す断面図。

【図2】図１におけるコレットチャック用締付けナットのＡ部拡大断面図。

【図3】本発明の実施形態に係るコレットチャック用締付けナットの組立て過程を示す断面図。

【図4】本発明の実施形態に係るコレットチャック用締付けナットであり、与圧手段としてウェーブワッシャを使用した実施例であって、（ａ）は完成状態を示す断面図、（ｂ）は組立て過程を示す断面図。

【図5】従来のコレットチャック用締付けナットの一例を示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

【0025】

図１は、本発明の実施形態に係るコレットチャック用締付けナットが取り付けられるコレットチャックの一例を示す断面図、図２は、図１におけるコレットチャック用締付けナットのＡ部拡大断面図、図３は、本発明の実施形態に係るコレットチャック用締付けナットの組立て過程を示す断面図、図４は、本発明の実施形態に係るコレットチャック用締付けナットであり、与圧手段としてウェーブワッシャを使用した実施例であって、（ａ）は完成状態を示す断面図、（ｂ）は組立て過程を示す断面図である。なお、本明細書において「先端方向」及び「基端方向」とは、図１における矢印に示す方向及び向きと定義する。

【0026】

本発明に係るコレットチャック用締付けナット１は、図１に示すように、工作機械の工具主軸に着脱自在に取り付けられるホルダ本体１１の先端部に取り付けられる。

【0027】

ホルダ本体１１は、略円筒形の部品であって、内径側には、図示しない切削工具のシャンクが挿入される。ホルダ本体１１の先端部の円筒内面には、コレット１２と当接する押圧面１１ａが形成される。押圧面１１ａは、ホルダ本体１１の先端面に向かって拡径するテーパ面に形成される。

【0028】

コレット１２は、略円筒形の部品であって、基端方向の外周面には基端面に向かって縮径するテーパ面１２ａと、先端方向の外周面には先端面に向かって縮径する先端部当接面１２ｂと、テーパ面１２ａと先端部当接面１２ｂの間には環状溝１２ｃとが形成される。テーパ面１２ａは、ホルダ本体１１の押圧面１１ａと当接し、押圧面１１ａに対応する角度のテーパ面に形成される。先端部当接面１２ｂは、後述するリテーナ３の押さえ面３３と当接し、押さえ面３３に対応する角度のテーパ面に形成される。コレット１２の内側には、図示しない切削工具のシャンクを挿入するための工具挿入孔１２ｄが形成される。工具挿入孔１２ｄは、通常時においては拡径された状態にあって、切削工具のシャンクを容易に挿入することができる。また、コレット１２には、軸方向に延びる図示しないスリットが複数形成される。コレット１２は、先端側をコレットチャック用締付けナット１のリテーナ３によって支持され、後端側をホルダ本体１１によって支持される。

【0029】

コレットチャック用締付けナット１は、図２に示すように、ホルダ本体１１と螺合する雌ねじ部を有するナット本体２と、ナット本体２の先端部内径に組み込まれるリテーナ３と、ナット本体２とリテーナ３の嵌合面に形成される環状のボール溝に挿入される複数のボール４と、を備える。また、ボール溝からのボール４の飛び出しを防止するため、ナット本体２には栓体５が取り付けられる。また、リテーナ３の基端面と後述するナット本体２の段差２１ａとの間には、リテーナ３の基端方向への移動を防ぐリテーナ後退防止手段としてのスナップリング６ａが取り付けられる。

【0030】

ナット本体２は、略円筒形の部品である。ナット本体２の基端方向内径には、ホルダ本体１１の先端部の雄ねじ部と螺合する雌ねじ部が形成され、先端方向内径には、当該雌ねじ部の径よりも大きな内径寸法となる内周面２１が形成される。内周面２１には、ボール４が転動する環状のボール溝２２（特許請求の範囲における「ナット側ボール溝」。）が形成される。また、ボール溝２２にボール４を挿入するため、ボール溝２２とナット本体２の外周面とを連通するようにボール挿入孔２３が形成される。ナット本体２の外周面には、作業工具を引っ掛けるための図示しない溝や、スパナ等の作業工具によって把持することのできる図示しない六角面等が形成される。

【0031】

内周面２１は、リテーナ３を回転自在に嵌合させる。コレットチャック用締付けナット１の使用時において、内周面２１とリテーナ３の外周面３１との間には所定の隙間が形成されるように内径寸法が設定される。

【0032】

ボール溝２２は、ボール４の直径よりもナット本体２の軸方向に幅広であって、内周面２１に沿って環状に形成される。ボール溝２２には、先端側にボール接触面２２ａ（特許請求の範囲における「ナット側ボール接触面」。）、基端側にボール非接触面２２ｂ（特許請求の範囲における「ナット側ボール非接触面」。）が形成される。ボール接触面２２ａ及びボール非接触面２２ｂは、それぞれ曲面からなり、具体的には軸方向断面（図２視）における中心点が異なる円弧面に形成され、両者は最も内周面２１から離れる外径側の位置で連続している。

【0033】

ボール接触面２２ａは、ボール４よりも僅かに大きい半径の円弧面となるように形成される。具体的には、ボール接触面２２ａの円弧面の半径は、ボール４の直径の５０．３～５３％程度の値となるように設定されると好適である。また、ボール接触面２２ａの円弧面の軸方向断面における中心点は、コレットチャック用締付けナット１の使用時において、ボール接触面２２ａとボール４の接触点、及び、後述するリテーナ３のボール接触面３２ａとボール４の接触点を結ぶ直線上に位置するように形成されると好適である。また、ボール接触面２２ａは、ボール４との接触点を有するため、滑らかな表面に仕上げられていると好適である。

【0034】

ボール非接触面２２ｂは、ボール４よりも大きい半径の円弧面となるように形成されると好適である。なお、ボール接触面２２ａ及びボール非接触面２２ｂは、それぞれ軸方向断面における中心点が異なる円弧面に形成される場合について説明を行ったが、ボール非接触面２２ｂに関してはこれに限らず、後述する組立て状態においてボール４との干渉が生じなければよく、円弧面でなくても構わない。また、ボール非接触面２２ｂは、コレットチャック用締付けナット１の使用時において、ボール４との接触点を有さないため、表面精度は粗くても構わない。

【0035】

また、内周面２１の基端側には、段差２１ａが形成される。コレットチャック用締付けナット１の完成時及び使用時において、段差２１ａとリテーナ３の基端面との間には、スナップリング６ａが取り付られる。このとき、ナット本体２とリテーナ３の先端面を一致させたとき、リテーナ３の基端面とスナップリング６ａとの間には所定の隙間が形成されるように内周面２１の軸方向長さが設定される。段差２１ａの内径側には、退避用溝２４が形成される。

【0036】

退避用溝２４は、コレットチャック用締付けナット１の組立時において、スナップリング６ａを縮径して預けることができる。ナット本体２の雌ねじ部の径寸法が大きな設計の場合には、ナット本体２にリテーナ３を取り付けた後であっても、スナップリング６ａをナット本体２の基端から雌ねじ部の内径を通して装着することが可能であるが、退避用溝２４を設けることによって、ナット本体２の雌ねじ部の径寸法が小さな設計の場合であっても、スナップリング６ａを容易に装着することが可能となる。コレットチャック用締付けナット１の組立方法及び退避用溝２４の使用方法については後述する。

【0037】

ボール挿入孔２３は、ボール４の直径より大きな径に形成される貫通孔であって、ボール溝２２とナット本体２の外周面とを連通するように形成される。ボール挿入孔２３の側面には、栓体５を螺合する雌ねじ部が形成されると好適である。

【0038】

ボール挿入孔２３の中心軸は、ボール非接触面２２ｂを通るように形成される。このようにボール挿入孔２３の中心軸をボール非接触面２２ｂを通るように形成することで、ボール４とボール溝２２の接触点がボール挿入孔２３と重なることを防ぐことができ、ボール４をボール溝２２内でスムーズに転動させることができる。

【0039】

また、ボール挿入孔２３の中心軸は、図２に示すように、ナット本体２の径方向に対して傾斜して形成される。より具体的には、ボール挿入孔２３の中心軸は、基端方向に傾斜して形成されると好適である。このようにボール挿入孔２３の中心軸をナット本体２の径方向に対して傾斜して形成することで、ナット本体２の外径を大きくせずとも、ボール挿入孔２３側面と栓体５との接触部の長さを長くとることができる。なお、本実施形態において、ボール挿入孔２３の側面には、栓体５を螺合する雌ねじ部が形成される場合について説明を行ったが、栓体５の固定方法はねじ結合によるものに限らず、圧入等の周知の固定方法を用いても構わない。

【0040】

リテーナ３は、略円筒形の部品であって、リテーナ３の外周面３１とナット本体２の内周面２１との間に所定の隙間を形成し、回転自在に嵌合する。外周面３１には、ボール４が転動する環状のボール溝３２（特許請求の範囲における「リテーナ側ボール溝」。）が形成される。リテーナ３の先端方向内径には、先端面に向かって縮径する押さえ面３３が形成され、基端方向内径には、コレット１２の環状溝１２ｃに係合する係合用リブ３４が少なくとも一つ形成される。

【0041】

ボール溝３２は、ボール４の直径よりもリテーナ３の軸方向に幅広であって、外周面３１に沿って環状に形成される。ボール溝３２には、基端側にボール接触面３２ａ（特許請求の範囲における「リテーナ側ボール接触面」。）、先端側にボール非接触面３２ｂ（特許請求の範囲における「リテーナ側ボール非接触面」。）が形成される。ボール接触面３２ａ及びボール非接触面３２ｂは、それぞれ曲面からなり、具体的には軸方向断面（図２視）における中心点が異なる円弧面に形成され、両者は最も外周面３１から離れる内径側の位置で連続している。

【0042】

ボール接触面３２ａは、ボール４よりも僅かに大きい半径の円弧面となるように形成される。具体的には、ボール接触面３２ａの円弧面の半径は、ボール４の直径の５０．３～５３％程度の値となるように設定されると好適である。また、ボール接触面３２ａの円弧面の軸方向断面における中心点は、コレットチャック用締付けナット１の使用時において、ナット本体２のボール接触面２２ａとボール４の接触点、及び、ボール接触面３２ａとボール４の接触点を結ぶ直線上に位置するように形成されると好適である。また、ボール接触面３２ａは、ボール４との接触点を有するため、滑らかな表面に仕上げられていると好適である。

【0043】

ボール非接触面３２ｂは、ボール４よりも大きい半径の円弧面となるように形成されると好適である。なお、ボール接触面３２ａ及びボール非接触面３２ｂは、それぞれ軸方向断面における中心点が異なる円弧面に形成される場合について説明を行ったが、ボール非接触面３２ｂに関してはこれに限らず、後述する組立て状態においてボール４との干渉が生じなければよく、円弧面でなくても構わない。また、ボール非接触面３２ｂは、コレットチャック用締付けナット１の使用時において、ボール４との接触点を有さないため、表面精度は粗くても構わない。

【0044】

押さえ面３３は、コレット１２の先端部当接面１２ｂと当接し、先端部当接面１２ｂの形状と対応するように、先端面に向かって縮径するテーパ面に形成される。

【0045】

ボール４は、例えば、ＳＵＪ２等の軸受鋼からなる鋼球が用いられると好適であるが、ボール４の材料はこれに限らず、周知な材料を用いても構わない。

【0046】

栓体５は、例えば、図２に示すように、全長の短い止めねじが用いられると好適である。また、栓体５に止めねじが使用される場合には、緩み止めを目的として接着剤等が使用される。なお、栓体５は、止めねじに限らず、圧入によって固定される埋め栓等の周知な部品を用いても構わない。

【0047】

スナップリング６ａは、例えば、ばね用鋼からなり、弾力を利用して縮径可能なリング状の止め輪からなる。スナップリング６ａは、コレットチャック用締付けナット１の組立過程においては、縮径してナット本体２の退避用溝２４に嵌め込むことができ、コレットチャック用締付けナット１の完成時においては、リテーナ３の基端面とナット本体２の段差２１ａの間に、リテーナ３の基端面と所定の隙間を空けて取り付けられる。

【0048】

このように、スナップリング６ａは、リテーナ３の基端面と段差２１ａの間に取り付けられることで、使用時におけるリテーナ３の基端方向への移動を防ぐことができる。本明細書において、このようなリテーナ３の基端方向への移動を防ぐことができる部品をリテーナ後退防止手段と定義する。

【0049】

本実施形態において、リテーナ後退防止手段は、ばね用鋼からなるスナップリング６ａに限らず、ばね用鋼の表面にゴム等の弾性体をコーティングしたスナップリング、弾性材料からなるＯリング等、または、図４（ａ）に示すようなウェーブワッシャ６ｂのような弾性体であっても構わない。このような弾性の性質をもつ部品をリテーナ後退防止手段として用いる場合には、リテーナ３とリテーナ後退防止手段との間には隙間が空かないように、各部品の寸法が設定される。

【0050】

このように、弾性の性質をもつ部品をリテーナ後退防止手段として用い、リテーナ３と段差２１ａの間に隙間なく取り付けることで、完成時及び使用時において、リテーナ３には、弾性力による先端方向への荷重が掛かる。リテーナ３に先端方向への荷重が掛けられると、リテーナ３は、ボール４を介してより安定的にナット本体２に対する位置が定まり、コレット１２を介して切削工具を把持する際、把持精度を安定させることができる。本明細書において、このような弾性の性質をもつ部品を与圧手段と定義する。

【0051】

なお、与圧手段としてウェーブワッシャ６ｂ又はＯリング等を用いる際には、図４（ａ）に示すように、ナット本体２には退避用溝２４が形成されていなくても構わない。

【0052】

次に、このような構成部品を有するコレットチャック用締付けナット１の組立方法、及びホルダ本体１１への取付方法について説明を行う。

【0053】

まず、図３に示すように、スナップリング６ａを縮径させ、ナット本体２の退避用溝２４に装着する。

【0054】

次に、リテーナ３をナット本体２の内周面２１に挿入する。スナップリング６ａが退避用溝２４に位置しているため、リテーナ３は、完成時の位置よりも基端方向へずれた位置まで挿入することができる。このとき、ナット本体２のボール溝２２と、リテーナ３のボール溝３２は、軸方向にほぼ一致した位置となる。

【0055】

次に、上記のようにボール溝２２、３２を軸方向にほぼ一致させた状態で、複数のボール４をボール挿入孔２３から挿入する。所定の数量のボール４を挿入したのち、ボール挿入孔２３に栓体５を取り付ける。

【0056】

栓体５を取り付けけた後、図２に示すように、スナップリング６ａを先端方向に押し出して、内周面２１内において拡径させる。このとき、リテーナ３は先端方向に移動する。リテーナ３の先端面とナット本体２との先端面とが一致するようにリテーナ３を移動させると、前述したように、リテーナ３の基端面とスナップリング６ａとの間には所定の隙間が形成される。

【0057】

このような手順を経てコレットチャック用締付けナット１は完成する。なお、リテーナ後退防止手段であるスナップリング６ａに代えて、与圧手段であるウェーブワッシャ６ｂを用いる場合には、図４（ｂ）に示すように、リテーナ３を基端方向に押し込み、ウェーブワッシャ６ｂを縮めた状態で、ボール４をボール挿入孔２３から挿入する。所定数のボール４を挿入後、栓体５を取り付け、リテーナ３を押し付けていた荷重を解放することで、ウェーブワッシャ６ｂの弾性力によりリテーナ３は所定の位置に移動する。このとき、リテーナ３には、ウェーブワッシャ６ｂの弾性力によって先端方向に向かう荷重が常に掛かった状態となる。

【0058】

完成したコレットチャック用締付けナット１は、図１に示すように、リテーナ３の係合用リブ３４をコレット１２の環状溝１２ｃに係合させた状態でホルダ本体１１に取り付けられる。

【0059】

コレットチャック用締付けナット１をホルダ本体１１に取り付け、コレット１２のテーパ面１２ａとホルダ本体１１の押圧面１１ａを離間させた状態においては、コレット１２には外部から荷重が付加されておらず、工具挿入孔１２ｄは拡径した状態となる。このように工具挿入孔１２ｄを拡径させた状態であれば、切削工具を容易に所定の軸方向の位置まで挿入させることができる。

【0060】

コレットチャック用締付けナット１をスパナ等の作業工具で締めていくと、コレット１２は基端方向に移動し、テーパ面１２ａはホルダ本体１１の押圧面１１ａに当接する。このとき、リテーナ３の押さえ面３３と、コレット１２の先端部当接面１２ｂも当接した状態となる。

【0061】

更にコレットチャック用締付けナット１にトルクをかけて締め付けると、ボール４はボール溝２２、２３内を転動し、コレット１２とリテーナ３は位相を変えず、ナット本体２のみがリテーナ３に対して相対的に回転する。本実施形態においては、ボール挿入孔２３の中心軸は、ボール非接触面２２ｂを通るため、ボール４とボール接触面２２ａとの接触点がボール挿入孔２３と交差することがない。したがって、ボール４は、ボール挿入孔２３の縁部に引っ掛かることなくスムーズにボール溝２２、２３内を転動することができる。

【0062】

ナット本体２による締付け荷重は、ボール４及びリテーナ３を介して、押さえ面３３からコレット１２に伝達される。押さえ面３３からコレット１２の先端部当接面１２ｂに基端方向の荷重が掛けられると、テーパ面１２ａと当接しているホルダ本体１１の押圧面１１ａより反力を受け、コレット１２には軸方向に圧縮荷重がかかり工具挿入孔１２ｄは縮径する。このようにして、切削工具はコレット１２の工具挿入孔１２ｄに強く把持され固定される。

【0063】

本発明に係るコレットチャック用締付けナット１においては、図２に示すように、ナット本体２のボール接触面２２ａとボール４の接触点、ボール接触面２２ａの中心点、ボール４の中心点、リテーナ３のボール接触面３２ａの中心点、及び、ボール接触面３２ａとボール４の接触点が一直線に並び、ナット本体２とボール４の接触角θａとリテーナ３とボール４の接触角θｂとが等しくなる。このような状態で、コレットチャック用締付けナット１を締め付けると、ナット本体２による締付け荷重は、図２に示す矢印のように一直線に伝達され、コレット１２に対して周方向に均一に荷重をかけることができる。このため、コレット１２に芯ずれを生じさせることなく切削工具を把持することができ、加工精度に影響を与えることがない。

【0064】

また、本発明に係るコレットチャック用締付けナット１によれば、ボール挿入孔２３の中心軸は、ボール非接触面２２ｂを通り、尚且つ、ナット本体２の径方向に対して傾斜して形成される。このため、完成時及び使用時においては、リテーナ３が先端方向へ移動にすることによって、ボール挿入孔２３の一部が塞がれ、ボール４がボール挿入孔２３を通過することが不可能となる。したがって、ホルダ本体１１を取り付ける工具主軸を回転させる工作機械の使用時において、栓体５を強固に固定せずともボール４の遠心力による飛び出しを確実に防止することができる

【0065】

なお、上記では、コレットチャック用締付けナット１は、工作機械の工具主軸に取り付けられるホルダ本体１１に取付けられる場合について説明を行ったが、本発明に係るコレットチャック用締付けナット１が取り付けられるホルダ本体１１は、これに限らず、ワークを主軸に取り付けて回転させる工作機械の刃物台に取り付けて使用しても構わない。また、コレット１２の先端部当接面１２ｂは、先端面に向かって縮径するテーパ面であるとして説明をしたが、先端部当接面１２ｂの形状はこれに限らず、例えば、コレット１２の軸方向と直交する平面に形成されても構わない。また、このような場合には、リテーナ３の押さえ面３３は、先端部当接面１２ｂに対応するように、リテーナ３の軸方向と直交する平面に形成されても構わない。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

【0066】

１ コレットチャック用締付けナット、 ２ ナット本体、 ３ リテーナ、 ４ ボール、 ５ 栓体、 ６ａ スナップリング、 ６ｂ ウェーブワッシャ、 １１ ホルダ本体、 １１ａ 押圧面、 １２ コレット、 １２ａ テーパ面、 １２ｂ 先端部当接面、 １２ｃ 環状溝、 １２ｄ 工具挿入孔、 ２１ 内周面、 ２１ａ 段差、 ２２ ボール溝、 ２２ａ ボール接触面 ２２ｂ ボール非接触面、 ２３ ボール挿入孔、 ２４ 退避用溝、 ３１ 外周面、 ３２ ボール溝、 ３２ａ ボール接触面 ３２ｂ ボール非接触面、 ３３ 押さえ面、 ３４ 係合用リブ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】