締結装置
【課題】雄螺子と雌螺子の螺合部の潤滑性を向上及び潤滑剤の漏れを防止すると共に、被締付部材の外径が小さい側に配設されるシール部材を簡単に配設することが可能な締結装置を提供する。
【解決手段】雄螺子１５の両側の外径が異なるホルダ本体１０と、雌螺子３１が形成された締付ナット３０を備え、雄螺子１５と雌螺子との螺合部に充填された潤滑剤２４と、螺合部の両側に配設され、潤滑剤を密封するＯリング１６及び１７と、締付ナットに設けられ、Ｏリングを収容する収容部３４と、締付ナット部材に設けられ、締付ナットがホルダ本体１０を締付ける方向に移動する際に、収容部に収容されたＯリングを、締付ナットの移動方向に向けて押圧して移動可能である押圧部３７を備えた締結装置１である。
【解決手段】雄螺子１５の両側の外径が異なるホルダ本体１０と、雌螺子３１が形成された締付ナット３０を備え、雄螺子１５と雌螺子との螺合部に充填された潤滑剤２４と、螺合部の両側に配設され、潤滑剤を密封するＯリング１６及び１７と、締付ナットに設けられ、Ｏリングを収容する収容部３４と、締付ナット部材に設けられ、締付ナットがホルダ本体１０を締付ける方向に移動する際に、収容部に収容されたＯリングを、締付ナットの移動方向に向けて押圧して移動可能である押圧部３７を備えた締結装置１である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雄螺子が形成されると共に、該雄螺子の両側における外径が異なる被締付部材に、前記雄螺子に螺合可能な雌螺子が形成された締付部材を装着して、前記雄螺子と雌螺子を螺合させ、当該締付部材により、当該被締付部材の締付け及び締付け解除を行う締結装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、雄螺子が形成された被締付部材に、前記雄螺子に螺合可能な雌螺子が形成された締付部材を装着して、前記雄螺子と雌螺子を螺合させ、当該締付部材により、当該被締付部材の締付け及び締付け解除を行う締結装置が種々利用されている。
【０００３】
例えば、先端に雄螺子が形成された工具保持体（被締付部材）と、この雄螺子に螺合可能な雌螺子が形成された締結体（締付部材）を備え、工具保持体に内装されたコレットの工具挿入孔に工具を挿入し、当該工具保持体に締結体を装着して、前記雄螺子と雌螺子を螺合させながら、当該締結体を回転させることによって、工具保持体を締付けることで、前記コレットの径を拡縮させて前記工具を挟持する、または挟持を解除するチャック装置がある。このチャック装置では、前記工具保持体と締付体との螺合部分の摩擦を低減するため、この部分に摩擦係数が可及的に小さいコーティングを施している。（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
そしてまた、ボールナットの内部に潤滑グリースを封入すると共に、この潤滑グリースの基油と同種または相互作用により潤滑性低下を生じない潤滑油を成分として含有する固形状の潤滑組成物でシール部材を形成し、これをボールナットの両端部に装着し、その内周を螺子軸の螺子溝面に摺接させたボール螺子もある。（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−１１０４号公報
【特許文献２】特開平１１−１６６６０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されたチャック装置では、工具保持体と締付体との螺合部分に潤滑油を使用する代わりに、摩擦係数が可及的に小さいコーティングを施しているが、このコーティングにより形成されるコーティング層は固体であり、液体ではない。ここで、摩擦を低減するための潤滑剤は、固体の状態よりも液体の状態である方が、潤滑性が高い（すなわち、摩擦がより低減される）ことが知られている。したがって、特許文献１に記載されたチャック装置は、潤滑性をさらに向上させる余地がある。また、仮に、潤滑性をさらに向上するために、前記螺合部分に液体の潤滑剤を適用しようとても、これを密封するための構成を備えていない。さらにまた、前記コーティング層は、固体であるため、摩擦により剥がれると元に戻らず、潤滑性を維持することができなくなってしまう虞もある。
【０００６】
また、特許文献２に記載されたボール螺子は、ボールナットの両端部にシール部材を配設した構成を備えているが、このシール部材は、その外周に弾性部材を嵌めた状態でボールナットのシール装着部に装着され、さらにシール押えでボールナットに固定されており、構造が複雑である。ここで、前記螺子軸として、その一端側の直径が他端側の直径よりも大きくなるように傾斜している略円錐形を備えた部材を用いる場合、ナットが回転する際に、直径が小さい側に充填されている潤滑剤が油圧効果を生じ、潤滑剤の漏れが発生することがある。しかしながら、この特許文献２に記載されている送り螺子は、前記螺子軸の直径が一定であるため、油圧効果に起因して潤滑剤に漏れが生じることが殆どないため、この潤滑剤の漏れを防止するための構成を考慮する必要がなく、また備えていない。また、ここで、雄螺子が形成された部材が略円錐形を備えている場合、直径が小さい側に配設されるシール部材は、直径が大きい側に配設されるシール部材よりも配設が困難であることが知られている。しかしながら、この文献に記載されているボール螺子は、前記螺子軸の直径が一定であるため、直径が小さい側に配設されるシール部材を簡単に所定位置に配設するための構成を考慮する必要がなく、また備えていない。
【０００７】
本発明は、雄螺子が形成されると共に、該雄螺子の両側における外径が異なる被締付部材に、前記雄螺子に螺合可能な雌螺子が形成された締付部材を装着して、前記雄螺子と雌螺子を螺合させ、当該締付部材により、当該被締付部材の締付け及び締付け解除を行う締結装置を改良することを課題とするものであり、雄螺子と雌螺子との螺合部における潤滑性を向上すると共に、潤滑剤の漏れを防止し、前記被締付部材の外径が小さい側に配設されるシール部材を簡単に所定位置に配設することが可能な締結装置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】
【０００８】
この目的を達成するため、本発明は、雄螺子が形成されると共に、該雄螺子の両側における外径が異なる被締付部材と、前記雄螺子に螺合可能な雌螺子が形成された締付部材と、を備え、前記被締付部材の外周部に前記締付部材を装着して前記雄螺子と雌螺子を螺合させ、該締付部材により当該被締付部材の締付け及び締付け解除を行う締結装置であって、前記雄螺子と雌螺子との螺合部に充填された潤滑剤と、前記螺合部の両側に配設され、前記潤滑剤を密封するシール部材と、前記締付部材に設けられ、前記被締付部材の外径が小さい側に配設されるシール部材を収容する収容部と、前記締付部材に設けられ、前記締付部材が被締付部材を締付ける方向に移動する際に、前記収容部に収容されたシール部材を当該締付部材の移動方向に向けて押圧して移動可能である押圧部と、を備えてなる締結装置を提供するものである。
【０００９】
この構成を備えた締結装置は、雄螺子と雌螺子との螺合部の両側にシール部材を配設したため、当該螺合部に液体の潤滑剤を充填しても、当該潤滑剤が外部に漏れることを防止することができる。したがって、固体よりも潤滑性の高い液体の潤滑剤を使用することができ、螺合部の潤滑性を向上することができる。
【００１０】
また、前記締付部材が、前記被締付部材の外径が小さい側に配設されるシール部材を収容する収容部と、当該締付部材が被締付部材を締付ける方向に移動する際に、前記収容部に収容されたシール部材を、当該締付部材の移動方向に向けて押圧して移動可能である押圧部を備えているため、前記締付部材を、前記被締付部材が締付けられる方向に移動するという簡単な操作だけで、前記収容部に収容されているシール部材（被締付部材の外径が小さい側に配設されるシール部材）を簡単に所定位置に配設することができる。
【００１１】
そしてまた、本発明にかかる締結装置は、前記被締付部材の前記雄螺子を挟んで外径が小さい側の外周面に、前記締付部材が被締付部材を締付ける方向に移動する際に、前記収容部に収容されたシール部材を、当該締付部材の移動方向に誘導可能であるガイド部を形成した構成を備えることもできる。この構成を備えることで、前記収容部に収容されているシール部材は、ガイド部材に沿って移動することができるため、このシール部材をさらに簡単に所定位置に配設することができる。
【００１２】
そしてまた、本発明にかかる締結装置は、前記両シール部材が、前記被締付部材と、前記締付け部材とで画定されるシール装着部に装着されて位置決めされる構成を備えていてもよい。このように構成することで、両シール部材を所定位置に固定するために、シール押さえ等の余計な部材を使用する必要がないため、締結装置の構造が複雑になることがない。
【発明の効果】
【００１３】
本発明にかかる締結装置は、雄螺子と雌螺子との螺合部の両側にシール部材を配設し、この螺合部に潤滑剤が容積一定に充填されてなるため、当該潤滑剤が外部に漏れることを防止することができる。また、前記締付部材が、前記被締付部材の外径が小さい側に配設されるシール部材を収容する収容部と、この収容部に収容されたシール部材を、当該締付部材の移動方向に向けて押圧して移動可能である押圧部を備えているため、前記締付部材を、前記被締付部材が締付けられる方向に移動するだけで、前記収容部に収容されているシール部材を簡単に所定位置に配設することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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の形態にのみ限定するものではない。したがって、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】
図１は、本発明にかかる締結装置の斜視図であり、一部を断面にして示す図、図２〜図１１は、図１に示す締結装置の一部を模式的に示す断面図であり、締結装置の操作手順の一部を概略的に示す図、図１２は、図１に示す締結装置のホルダ本体に対し締付ナットを締付けた際の潤滑剤の状態を模式的に示す断面図、図１３は、図１に示す締結装置のホルダ本体に対し締付ナットを緩めた際の潤滑剤の状態を模式的に示す断面図である。
【００１６】
なお、本実施の形態では、雄螺子が形成されると共に、当該雄螺子の両側における外径が異なる被締付部材としてホルダ本体を使用し、前記雄螺子に螺合可能な雌螺子が形成された締付部材として締付ナットを使用した場合について説明する。また、本実施の形態では、締付ナットがホルダ本体を締付けるように移動する方向を「基端側」とし、締付ナットがホルダ本体の締付けを解除する（緩める）ように移動する方向を「先端側」として説明する。
【００１７】
図１〜図１１に示すように、本実施の形態にかかる締結装置１は、ホルダ本体１０と、ホルダ本体１０の外周部に装着されてホルダ本体１０の締付け及び締付け解除を行う締付ナット３０と、ホルダ本体１０の内側に形成されたテーパ孔１４に装着されるコレット５０と、コレット５０をホルダ本体１０に装着するための装着ナット７０と、を備えて構成されている。
【００１８】
ホルダ本体１０は、軸方向の略中央部に設けられたフランジ部１１と、フランジ部１１を挟んで先端側に形成され、工具１００のシャンク部１０１（図９及び図１０参照）を把握する工具把握部１２と、フランジ部１１を挟んで基端側に形成されたシャンク部１３とを備えて構成されている。
【００１９】
工具把握部１２の略中央部には、先端側から基端側に向けて直径が徐々に小さくなるテーパ孔１４が形成されており、このテーパ孔１４にコレット５０が挿入される。工具把握部１２の軸線方向略中央部の外周面には、後に詳述する締付ナット３０の内周面に形成された雌螺子３１に螺合する雄螺子１５が形成されている。また、この工具把握部１２は、雄螺子１５の先端側の直径が、雄螺子１５の基端側の直径よりも徐々に大きくなるように構成されている。この形状により、工具把握部１２は、後に詳述するが、締付ナット３０が基端側に移動することで、締付ナット３０に締付けられて縮径し、締付ナット３０が先端側に移動することで、この締付けが解除されて前記縮径が復元されることになる。
【００２０】
また、工具把握部１２の雄螺子１５を挟んだ両側には、シール部材としてのＯリング１６及び１７を収容する溝１８及び１９が各々形成されている。先端側に形成された溝１９は、基端側に形成された溝１８よりも大きく形成されており、Ｏリング１６よりも容積の大きいＯリング１７が収納可能となっている。そして、これら各々の溝１８及び１９は、後に詳述する締付ナット３０の内周壁と共にシール装着部２２及び２３をそれぞれ形成する。
【００２１】
さらに、この工具把握部１２の溝１９よりも先端側には、先端に行くにしたがって直径が徐々に小さくなるよう傾斜した傾斜面からなるガイド部２０が形成されている。このガイド部２０は、後に詳述するが、締付ナット３０が、工具ホルダ１０の基端側に移動する（ホルダ本体１０を締付ける）際に、Ｏリング１７を基端側に誘導する役割を担っている。また、工具把握部１２の最先端側には、後に詳述するスナップリング２９を係止する係止部２１が形成されている。
【００２２】
締付ナット３０は、直径が大きい第１の円筒部３２と、第１の円筒部３２の先端側に連続形成され、第１の円筒部３２の内径と略同一の内径を備えた第２の円筒部３３を備えて構成されている。第１の円筒部３２の内周面には、ホルダ本体１０の雄螺子１５に螺合する雌螺子３１が形成されている。この雌螺子３１と雄螺子１５との間、すなわち、Ｏリング１６とＯリング１７との間には、潤滑剤２４が充填されており、この潤滑剤２４は、これらのＯリング１６及び１７によって密封されている。なお、潤滑剤２４は、雌螺子３１と雄螺子１５が螺合する際に生じる摩擦を低減するものであり、液状である。
【００２３】
また、第１の円筒部３２の先端側と雌螺子３１との間には、Ｏリング１７を収容可能な収容部３４が形成されている。この収容部３４は、先端側の側壁が、Ｏリング１７を基端側に向けて押圧する押圧部３７となっている。
【００２４】
第２の円筒部３３の外周面には、後に詳述する装着ナット７０に形成された雌螺子７１に螺合する雄螺子３５が形成されている。この第２の円筒部３３の先端は、基端側よりも内径が大きくなっており、この構成により段差部３８が形成されている。この段差部３８と、ホルダ本体１０に形成された係止部２１とにより形成される空間には、スナップリング２９が配設されている。そして、締付ナット３０が、先端側に移動した際に、段差部３８がスナップリング２９に当接して、締付ナット３０がこれ以上先端側に移動しないようにしている。
【００２５】
装着ナット７０は、環状部材７４と、環状部材７４の外周面に装着されたナット本体７５を備えて構成されている。環状部材７４は、その内周面に、コレット５０の傾斜面５３に相補した傾斜面７６と、コレット５０の環状溝５４に係合される係合凸部７２が形成されている。
【００２６】
ナット本体７５は、環状部材７４に対し、ボール７７を介して回転可能に装着されている。このナット本体７５の基端側の内周面には、締付ナット３０の先端側に形成された雄螺子３５に螺合する雌螺子７１が形成されている。
【００２７】
次に、本実施の形態にかかる締結装置１の具体的動作について説明する。
【００２８】
先ず、ホルダ本体１０に締付ナット３０を装着するには、図２に示すように、溝１８にＯリング１６が嵌着されたホルダ本体１０の溝１８から溝１９の間の領域に潤滑剤２４を塗布する。次に、図３に示すように、締付ナット３０の収容部３４にＯリング１７を装着させた後、締付ナット３０をホルダ本体１０の先端側から挿入する。この動作によって、Ｏリング１７は、ホルダ本体１０の係止部２１とガイド部２０との間に収容される。
【００２９】
次に、図４に示すように、締付ナット３０を回転させて、締付ナット３０の雌螺子３１を、ホルダ本体１０の雄螺子１５に螺合させる。この動作により、締付ナット３０は、基端側に移動する。この時、Ｏリング１７は、締付ナット３０の押圧部３７によって基端側に押圧され、ガイド部２０に沿って基端側に移動し始める。さらに締付ナット３０を回転させると、Ｏリング１７は、ホルダ本体１０と、締付ナット３０の収容部３４との間で潰されながら（変形しながら）締付ナット３０と共に基端側に移動し、締付ナット３０が奥に到達すると、図５に示すように、溝１９内に収容される。このように、Ｏリング１７は、締付ナット３０が基端側に移動するように締付ナット３０を回転するという簡単な操作だけで、所定位置（溝１９内）に装着される。以上の動作によって、Ｏリング１６及び１７は、シール装着部２２及び２３に各々配設される。
【００３０】
次に、図６に示すように、ホルダ本体１０の係止部２１とガイド部２０との間に、スナップリング２９を配設する。その後、図７に示すように、締付ナット３０を前記とは反対方向に回転させ、締付ナット３０の段差部３８がスナップリング２９に突き当たって停止するまで締付ナット３０を先端側に移動させる。なお、Ｏリング１７は、溝１９内に嵌着されているため、締付ナット３０が先端側に移動する際に、締付ナット３０と共に移動することがない。このように、Ｏリング１６及び１７は、溝１８及び１９によって、各々位置決めがなされている。
【００３１】
次に、図８に示すように、コレット５０の環状溝５４に、装着ナット７０の係合凸部７２を係合させた後、コレット５０を、ホルダ本体１０のテーパ孔１４内に挿入させる。次いで、装着ナット７０のナット本体７５を回転させ、装着ナット７０の雌螺子７１を締付ナット３０の雄螺子３５に螺合させる。このようにして、装着ナット７０は、締付ナット３０に接合される。
【００３２】
次に、図９に示すように、コレット５０の工具挿入孔５１に、工具１００のシャンク部１０１を挿入した後、レンチ２００によって、締付ナット３０を回転させ、締付ナット３０を再び基端側に移動させる。この時、装着ナット７０も締付ナット３０と共に基端側に移動する。この動作により、コレット５０は、工具把握部１２に押し込まれるため、テーパ孔１４に伴って縮径し、工具１００のシャンク部１０１を確実に把持することになる。
【００３３】
なお、締付ナット３０が基端側に移動する際は、工具把握部１２を締付ける際は、図１２に示すように、潤滑剤２４が、雄螺子１５と雌螺子３１の締付け時の作用面に移動し、締付けに理想的な潤滑状態となる。したがって、この締付ナット３０の回転時に生じる雄螺子１５と雌螺子３１の摩擦力は、潤滑剤２４によって大幅に低減される。また、Ｏリング１６とＯリング１７によって密封された領域内は、体積変化がないので、圧力の変化が生じることもない。したがって、工具把握部１２の雄螺子１５の先端側の直径が、雄螺子１５の基端側の直径よりも小さくても、油圧効果が生じることもなく、潤滑剤２４が漏れ出すことも確実に防止することができる。
【００３４】
一方、コレット５０から工具１００を取外す際は、図１０に示すように、レンチ２００によって、締付ナット３０を前記とは反対方向に回転させ、締付ナット３０の段差部３８がスナップリング２９に当接するまで、締付ナット３０を先端側に移動させる。この動作により、コレット５０の縮径が元に戻り、工具１００のシャンク部１０１を解放するため、工具１００をコレット５０から取外すことができる。
【００３５】
なお、締付ナット３０が先端側に移動する際は、工具把握部１２の締付けを解除する（緩める）際は、図１３に示すように、潤滑剤２４が、雄螺子１５と雌螺子３１の締付け時の作用面の反端側に移動し、この場合も理想的な潤滑状態となる。したがって、この締付ナット３０の回転時に生じる雄螺子１５と雌螺子３１の摩擦力は、潤滑剤２４によって大幅に低減される。この時も前記と同様に、Ｏリング１６とＯリング１７によって密封された領域内に圧力の変化が生じることもないため、油圧効果が生じることもなく、潤滑剤２４が漏れ出すことも確実に防止することができる。
【００３６】
次に、図１１に示すように、レンチ２００によって、装着ナット７０のナット本体７５を回転させる。この時、締付ナット３０は、段差部３８がスナップリング２９に当接しているため、これ以上先端側に移動しない。したがって、装着ナット７０のみが先端側に移動し、装着ナット７０の雌螺子７１と、締付ナット３０の雄螺子３５との螺合が解除される。このようにして、装着ナット７０及びコレット５０をホルダ本体１０から取外す。その後、装着ナット７０のコレット５０の係合凸部７２をコレット５０の環状溝５４から抜き取る。
【００３７】
なお、本実施の形態では、被締付部材としてホルダ本体１０を使用し、締付部材として締付ナット３０を使用した場合について説明したが、これに限らず、本発明にかかる被締付部材は、雄螺子が形成されると共に、該雄螺子の両側における外径が異なる構成を備えていればよく、また、締付部材は、前記雄螺子に螺合可能な雌螺子が形成された構成を備えていればよい。
【００３８】
また、本実施の形態では、コレット５０が装着されるタイプのホルダ本体１０について説明したが、これに限らず、ホルダ本体は、必ずしもコレットが装着されるタイプのものでなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態にかかる締結装置の斜視図であり、一部を断面にして示す図である。
【図２】図１に示す締結装置の一部を模式的に示す断面図であり、締結装置の操作手順の一部を概略的に示す図である。
【図３】図１に示す締結装置の一部を模式的に示す断面図であり、締結装置の操作手順の一部を概略的に示す図である。
【図４】図１に示す締結装置の一部を模式的に示す断面図であり、締結装置の操作手順の一部を概略的に示す図である。
【図５】図１に示す締結装置の一部を模式的に示す断面図であり、締結装置の操作手順の一部を概略的に示す図である。
【図６】図１に示す締結装置の一部を模式的に示す断面図であり、締結装置の操作手順の一部を概略的に示す図である。
【図７】図１に示す締結装置の一部を模式的に示す断面図であり、締結装置の操作手順の一部を概略的に示す図である。
【図８】図１に示す締結装置の一部を模式的に示す断面図であり、締結装置の操作手順の一部を概略的に示す図である。
【図９】図１に示す締結装置の一部を模式的に示す断面図であり、締結装置の操作手順の一部を概略的に示す図である。
【図１０】図１に示す締結装置の一部を模式的に示す断面図であり、締結装置の操作手順の一部を概略的に示す図である。
【図１１】図１に示す締結装置の一部を模式的に示す断面図であり、締結装置の操作手順の一部を概略的に示す図である。
【図１２】図１に示す締結装置のホルダ本体に対し締付ナットを締付けた際の潤滑剤の状態を模式的に示す断面図である。
【図１３】図１に示す締結装置のホルダ本体に対し締付ナットを緩めた際の潤滑剤の状態を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１ 締結装置
１０ ホルダ本体
１２ 工具把握部
１５、３５ 雄螺子
１６、１７ Ｏリング
１８、１９ 溝
２０ ガイド部
２１ 係止部
２２、２３ シール装着部
２４ 潤滑剤
２９ スナップリング
３０ 締付ナット
３１、７１ 雌螺子
３４ 収容部
３７ 押圧部
５０ コレット
７０ 装着ナット
１００ 工具
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雄螺子が形成されると共に、該雄螺子の両側における外径が異なる被締付部材に、前記雄螺子に螺合可能な雌螺子が形成された締付部材を装着して、前記雄螺子と雌螺子を螺合させ、当該締付部材により、当該被締付部材の締付け及び締付け解除を行う締結装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、雄螺子が形成された被締付部材に、前記雄螺子に螺合可能な雌螺子が形成された締付部材を装着して、前記雄螺子と雌螺子を螺合させ、当該締付部材により、当該被締付部材の締付け及び締付け解除を行う締結装置が種々利用されている。
【０００３】
例えば、先端に雄螺子が形成された工具保持体（被締付部材）と、この雄螺子に螺合可能な雌螺子が形成された締結体（締付部材）を備え、工具保持体に内装されたコレットの工具挿入孔に工具を挿入し、当該工具保持体に締結体を装着して、前記雄螺子と雌螺子を螺合させながら、当該締結体を回転させることによって、工具保持体を締付けることで、前記コレットの径を拡縮させて前記工具を挟持する、または挟持を解除するチャック装置がある。このチャック装置では、前記工具保持体と締付体との螺合部分の摩擦を低減するため、この部分に摩擦係数が可及的に小さいコーティングを施している。（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
そしてまた、ボールナットの内部に潤滑グリースを封入すると共に、この潤滑グリースの基油と同種または相互作用により潤滑性低下を生じない潤滑油を成分として含有する固形状の潤滑組成物でシール部材を形成し、これをボールナットの両端部に装着し、その内周を螺子軸の螺子溝面に摺接させたボール螺子もある。（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−１１０４号公報
【特許文献２】特開平１１−１６６６０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されたチャック装置では、工具保持体と締付体との螺合部分に潤滑油を使用する代わりに、摩擦係数が可及的に小さいコーティングを施しているが、このコーティングにより形成されるコーティング層は固体であり、液体ではない。ここで、摩擦を低減するための潤滑剤は、固体の状態よりも液体の状態である方が、潤滑性が高い（すなわち、摩擦がより低減される）ことが知られている。したがって、特許文献１に記載されたチャック装置は、潤滑性をさらに向上させる余地がある。また、仮に、潤滑性をさらに向上するために、前記螺合部分に液体の潤滑剤を適用しようとても、これを密封するための構成を備えていない。さらにまた、前記コーティング層は、固体であるため、摩擦により剥がれると元に戻らず、潤滑性を維持することができなくなってしまう虞もある。
【０００６】
また、特許文献２に記載されたボール螺子は、ボールナットの両端部にシール部材を配設した構成を備えているが、このシール部材は、その外周に弾性部材を嵌めた状態でボールナットのシール装着部に装着され、さらにシール押えでボールナットに固定されており、構造が複雑である。ここで、前記螺子軸として、その一端側の直径が他端側の直径よりも大きくなるように傾斜している略円錐形を備えた部材を用いる場合、ナットが回転する際に、直径が小さい側に充填されている潤滑剤が油圧効果を生じ、潤滑剤の漏れが発生することがある。しかしながら、この特許文献２に記載されている送り螺子は、前記螺子軸の直径が一定であるため、油圧効果に起因して潤滑剤に漏れが生じることが殆どないため、この潤滑剤の漏れを防止するための構成を考慮する必要がなく、また備えていない。また、ここで、雄螺子が形成された部材が略円錐形を備えている場合、直径が小さい側に配設されるシール部材は、直径が大きい側に配設されるシール部材よりも配設が困難であることが知られている。しかしながら、この文献に記載されているボール螺子は、前記螺子軸の直径が一定であるため、直径が小さい側に配設されるシール部材を簡単に所定位置に配設するための構成を考慮する必要がなく、また備えていない。
【０００７】
本発明は、雄螺子が形成されると共に、該雄螺子の両側における外径が異なる被締付部材に、前記雄螺子に螺合可能な雌螺子が形成された締付部材を装着して、前記雄螺子と雌螺子を螺合させ、当該締付部材により、当該被締付部材の締付け及び締付け解除を行う締結装置を改良することを課題とするものであり、雄螺子と雌螺子との螺合部における潤滑性を向上すると共に、潤滑剤の漏れを防止し、前記被締付部材の外径が小さい側に配設されるシール部材を簡単に所定位置に配設することが可能な締結装置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】
【０００８】
この目的を達成するため、本発明は、雄螺子が形成されると共に、該雄螺子の両側における外径が異なる被締付部材と、前記雄螺子に螺合可能な雌螺子が形成された締付部材と、を備え、前記被締付部材の外周部に前記締付部材を装着して前記雄螺子と雌螺子を螺合させ、該締付部材により当該被締付部材の締付け及び締付け解除を行う締結装置であって、前記雄螺子と雌螺子との螺合部に充填された潤滑剤と、前記螺合部の両側に配設され、前記潤滑剤を密封するシール部材と、前記締付部材に設けられ、前記被締付部材の外径が小さい側に配設されるシール部材を収容する収容部と、前記締付部材に設けられ、前記締付部材が被締付部材を締付ける方向に移動する際に、前記収容部に収容されたシール部材を当該締付部材の移動方向に向けて押圧して移動可能である押圧部と、を備えてなる締結装置を提供するものである。
【０００９】
この構成を備えた締結装置は、雄螺子と雌螺子との螺合部の両側にシール部材を配設したため、当該螺合部に液体の潤滑剤を充填しても、当該潤滑剤が外部に漏れることを防止することができる。したがって、固体よりも潤滑性の高い液体の潤滑剤を使用することができ、螺合部の潤滑性を向上することができる。
【００１０】
また、前記締付部材が、前記被締付部材の外径が小さい側に配設されるシール部材を収容する収容部と、当該締付部材が被締付部材を締付ける方向に移動する際に、前記収容部に収容されたシール部材を、当該締付部材の移動方向に向けて押圧して移動可能である押圧部を備えているため、前記締付部材を、前記被締付部材が締付けられる方向に移動するという簡単な操作だけで、前記収容部に収容されているシール部材（被締付部材の外径が小さい側に配設されるシール部材）を簡単に所定位置に配設することができる。
【００１１】
そしてまた、本発明にかかる締結装置は、前記被締付部材の前記雄螺子を挟んで外径が小さい側の外周面に、前記締付部材が被締付部材を締付ける方向に移動する際に、前記収容部に収容されたシール部材を、当該締付部材の移動方向に誘導可能であるガイド部を形成した構成を備えることもできる。この構成を備えることで、前記収容部に収容されているシール部材は、ガイド部材に沿って移動することができるため、このシール部材をさらに簡単に所定位置に配設することができる。
【００１２】
そしてまた、本発明にかかる締結装置は、前記両シール部材が、前記被締付部材と、前記締付け部材とで画定されるシール装着部に装着されて位置決めされる構成を備えていてもよい。このように構成することで、両シール部材を所定位置に固定するために、シール押さえ等の余計な部材を使用する必要がないため、締結装置の構造が複雑になることがない。
【発明の効果】
【００１３】
本発明にかかる締結装置は、雄螺子と雌螺子との螺合部の両側にシール部材を配設し、この螺合部に潤滑剤が容積一定に充填されてなるため、当該潤滑剤が外部に漏れることを防止することができる。また、前記締付部材が、前記被締付部材の外径が小さい側に配設されるシール部材を収容する収容部と、この収容部に収容されたシール部材を、当該締付部材の移動方向に向けて押圧して移動可能である押圧部を備えているため、前記締付部材を、前記被締付部材が締付けられる方向に移動するだけで、前記収容部に収容されているシール部材を簡単に所定位置に配設することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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の形態にのみ限定するものではない。したがって、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】
図１は、本発明にかかる締結装置の斜視図であり、一部を断面にして示す図、図２〜図１１は、図１に示す締結装置の一部を模式的に示す断面図であり、締結装置の操作手順の一部を概略的に示す図、図１２は、図１に示す締結装置のホルダ本体に対し締付ナットを締付けた際の潤滑剤の状態を模式的に示す断面図、図１３は、図１に示す締結装置のホルダ本体に対し締付ナットを緩めた際の潤滑剤の状態を模式的に示す断面図である。
【００１６】
なお、本実施の形態では、雄螺子が形成されると共に、当該雄螺子の両側における外径が異なる被締付部材としてホルダ本体を使用し、前記雄螺子に螺合可能な雌螺子が形成された締付部材として締付ナットを使用した場合について説明する。また、本実施の形態では、締付ナットがホルダ本体を締付けるように移動する方向を「基端側」とし、締付ナットがホルダ本体の締付けを解除する（緩める）ように移動する方向を「先端側」として説明する。
【００１７】
図１〜図１１に示すように、本実施の形態にかかる締結装置１は、ホルダ本体１０と、ホルダ本体１０の外周部に装着されてホルダ本体１０の締付け及び締付け解除を行う締付ナット３０と、ホルダ本体１０の内側に形成されたテーパ孔１４に装着されるコレット５０と、コレット５０をホルダ本体１０に装着するための装着ナット７０と、を備えて構成されている。
【００１８】
ホルダ本体１０は、軸方向の略中央部に設けられたフランジ部１１と、フランジ部１１を挟んで先端側に形成され、工具１００のシャンク部１０１（図９及び図１０参照）を把握する工具把握部１２と、フランジ部１１を挟んで基端側に形成されたシャンク部１３とを備えて構成されている。
【００１９】
工具把握部１２の略中央部には、先端側から基端側に向けて直径が徐々に小さくなるテーパ孔１４が形成されており、このテーパ孔１４にコレット５０が挿入される。工具把握部１２の軸線方向略中央部の外周面には、後に詳述する締付ナット３０の内周面に形成された雌螺子３１に螺合する雄螺子１５が形成されている。また、この工具把握部１２は、雄螺子１５の先端側の直径が、雄螺子１５の基端側の直径よりも徐々に大きくなるように構成されている。この形状により、工具把握部１２は、後に詳述するが、締付ナット３０が基端側に移動することで、締付ナット３０に締付けられて縮径し、締付ナット３０が先端側に移動することで、この締付けが解除されて前記縮径が復元されることになる。
【００２０】
また、工具把握部１２の雄螺子１５を挟んだ両側には、シール部材としてのＯリング１６及び１７を収容する溝１８及び１９が各々形成されている。先端側に形成された溝１９は、基端側に形成された溝１８よりも大きく形成されており、Ｏリング１６よりも容積の大きいＯリング１７が収納可能となっている。そして、これら各々の溝１８及び１９は、後に詳述する締付ナット３０の内周壁と共にシール装着部２２及び２３をそれぞれ形成する。
【００２１】
さらに、この工具把握部１２の溝１９よりも先端側には、先端に行くにしたがって直径が徐々に小さくなるよう傾斜した傾斜面からなるガイド部２０が形成されている。このガイド部２０は、後に詳述するが、締付ナット３０が、工具ホルダ１０の基端側に移動する（ホルダ本体１０を締付ける）際に、Ｏリング１７を基端側に誘導する役割を担っている。また、工具把握部１２の最先端側には、後に詳述するスナップリング２９を係止する係止部２１が形成されている。
【００２２】
締付ナット３０は、直径が大きい第１の円筒部３２と、第１の円筒部３２の先端側に連続形成され、第１の円筒部３２の内径と略同一の内径を備えた第２の円筒部３３を備えて構成されている。第１の円筒部３２の内周面には、ホルダ本体１０の雄螺子１５に螺合する雌螺子３１が形成されている。この雌螺子３１と雄螺子１５との間、すなわち、Ｏリング１６とＯリング１７との間には、潤滑剤２４が充填されており、この潤滑剤２４は、これらのＯリング１６及び１７によって密封されている。なお、潤滑剤２４は、雌螺子３１と雄螺子１５が螺合する際に生じる摩擦を低減するものであり、液状である。
【００２３】
また、第１の円筒部３２の先端側と雌螺子３１との間には、Ｏリング１７を収容可能な収容部３４が形成されている。この収容部３４は、先端側の側壁が、Ｏリング１７を基端側に向けて押圧する押圧部３７となっている。
【００２４】
第２の円筒部３３の外周面には、後に詳述する装着ナット７０に形成された雌螺子７１に螺合する雄螺子３５が形成されている。この第２の円筒部３３の先端は、基端側よりも内径が大きくなっており、この構成により段差部３８が形成されている。この段差部３８と、ホルダ本体１０に形成された係止部２１とにより形成される空間には、スナップリング２９が配設されている。そして、締付ナット３０が、先端側に移動した際に、段差部３８がスナップリング２９に当接して、締付ナット３０がこれ以上先端側に移動しないようにしている。
【００２５】
装着ナット７０は、環状部材７４と、環状部材７４の外周面に装着されたナット本体７５を備えて構成されている。環状部材７４は、その内周面に、コレット５０の傾斜面５３に相補した傾斜面７６と、コレット５０の環状溝５４に係合される係合凸部７２が形成されている。
【００２６】
ナット本体７５は、環状部材７４に対し、ボール７７を介して回転可能に装着されている。このナット本体７５の基端側の内周面には、締付ナット３０の先端側に形成された雄螺子３５に螺合する雌螺子７１が形成されている。
【００２７】
次に、本実施の形態にかかる締結装置１の具体的動作について説明する。
【００２８】
先ず、ホルダ本体１０に締付ナット３０を装着するには、図２に示すように、溝１８にＯリング１６が嵌着されたホルダ本体１０の溝１８から溝１９の間の領域に潤滑剤２４を塗布する。次に、図３に示すように、締付ナット３０の収容部３４にＯリング１７を装着させた後、締付ナット３０をホルダ本体１０の先端側から挿入する。この動作によって、Ｏリング１７は、ホルダ本体１０の係止部２１とガイド部２０との間に収容される。
【００２９】
次に、図４に示すように、締付ナット３０を回転させて、締付ナット３０の雌螺子３１を、ホルダ本体１０の雄螺子１５に螺合させる。この動作により、締付ナット３０は、基端側に移動する。この時、Ｏリング１７は、締付ナット３０の押圧部３７によって基端側に押圧され、ガイド部２０に沿って基端側に移動し始める。さらに締付ナット３０を回転させると、Ｏリング１７は、ホルダ本体１０と、締付ナット３０の収容部３４との間で潰されながら（変形しながら）締付ナット３０と共に基端側に移動し、締付ナット３０が奥に到達すると、図５に示すように、溝１９内に収容される。このように、Ｏリング１７は、締付ナット３０が基端側に移動するように締付ナット３０を回転するという簡単な操作だけで、所定位置（溝１９内）に装着される。以上の動作によって、Ｏリング１６及び１７は、シール装着部２２及び２３に各々配設される。
【００３０】
次に、図６に示すように、ホルダ本体１０の係止部２１とガイド部２０との間に、スナップリング２９を配設する。その後、図７に示すように、締付ナット３０を前記とは反対方向に回転させ、締付ナット３０の段差部３８がスナップリング２９に突き当たって停止するまで締付ナット３０を先端側に移動させる。なお、Ｏリング１７は、溝１９内に嵌着されているため、締付ナット３０が先端側に移動する際に、締付ナット３０と共に移動することがない。このように、Ｏリング１６及び１７は、溝１８及び１９によって、各々位置決めがなされている。
【００３１】
次に、図８に示すように、コレット５０の環状溝５４に、装着ナット７０の係合凸部７２を係合させた後、コレット５０を、ホルダ本体１０のテーパ孔１４内に挿入させる。次いで、装着ナット７０のナット本体７５を回転させ、装着ナット７０の雌螺子７１を締付ナット３０の雄螺子３５に螺合させる。このようにして、装着ナット７０は、締付ナット３０に接合される。
【００３２】
次に、図９に示すように、コレット５０の工具挿入孔５１に、工具１００のシャンク部１０１を挿入した後、レンチ２００によって、締付ナット３０を回転させ、締付ナット３０を再び基端側に移動させる。この時、装着ナット７０も締付ナット３０と共に基端側に移動する。この動作により、コレット５０は、工具把握部１２に押し込まれるため、テーパ孔１４に伴って縮径し、工具１００のシャンク部１０１を確実に把持することになる。
【００３３】
なお、締付ナット３０が基端側に移動する際は、工具把握部１２を締付ける際は、図１２に示すように、潤滑剤２４が、雄螺子１５と雌螺子３１の締付け時の作用面に移動し、締付けに理想的な潤滑状態となる。したがって、この締付ナット３０の回転時に生じる雄螺子１５と雌螺子３１の摩擦力は、潤滑剤２４によって大幅に低減される。また、Ｏリング１６とＯリング１７によって密封された領域内は、体積変化がないので、圧力の変化が生じることもない。したがって、工具把握部１２の雄螺子１５の先端側の直径が、雄螺子１５の基端側の直径よりも小さくても、油圧効果が生じることもなく、潤滑剤２４が漏れ出すことも確実に防止することができる。
【００３４】
一方、コレット５０から工具１００を取外す際は、図１０に示すように、レンチ２００によって、締付ナット３０を前記とは反対方向に回転させ、締付ナット３０の段差部３８がスナップリング２９に当接するまで、締付ナット３０を先端側に移動させる。この動作により、コレット５０の縮径が元に戻り、工具１００のシャンク部１０１を解放するため、工具１００をコレット５０から取外すことができる。
【００３５】
なお、締付ナット３０が先端側に移動する際は、工具把握部１２の締付けを解除する（緩める）際は、図１３に示すように、潤滑剤２４が、雄螺子１５と雌螺子３１の締付け時の作用面の反端側に移動し、この場合も理想的な潤滑状態となる。したがって、この締付ナット３０の回転時に生じる雄螺子１５と雌螺子３１の摩擦力は、潤滑剤２４によって大幅に低減される。この時も前記と同様に、Ｏリング１６とＯリング１７によって密封された領域内に圧力の変化が生じることもないため、油圧効果が生じることもなく、潤滑剤２４が漏れ出すことも確実に防止することができる。
【００３６】
次に、図１１に示すように、レンチ２００によって、装着ナット７０のナット本体７５を回転させる。この時、締付ナット３０は、段差部３８がスナップリング２９に当接しているため、これ以上先端側に移動しない。したがって、装着ナット７０のみが先端側に移動し、装着ナット７０の雌螺子７１と、締付ナット３０の雄螺子３５との螺合が解除される。このようにして、装着ナット７０及びコレット５０をホルダ本体１０から取外す。その後、装着ナット７０のコレット５０の係合凸部７２をコレット５０の環状溝５４から抜き取る。
【００３７】
なお、本実施の形態では、被締付部材としてホルダ本体１０を使用し、締付部材として締付ナット３０を使用した場合について説明したが、これに限らず、本発明にかかる被締付部材は、雄螺子が形成されると共に、該雄螺子の両側における外径が異なる構成を備えていればよく、また、締付部材は、前記雄螺子に螺合可能な雌螺子が形成された構成を備えていればよい。
【００３８】
また、本実施の形態では、コレット５０が装着されるタイプのホルダ本体１０について説明したが、これに限らず、ホルダ本体は、必ずしもコレットが装着されるタイプのものでなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態にかかる締結装置の斜視図であり、一部を断面にして示す図である。
【図２】図１に示す締結装置の一部を模式的に示す断面図であり、締結装置の操作手順の一部を概略的に示す図である。
【図３】図１に示す締結装置の一部を模式的に示す断面図であり、締結装置の操作手順の一部を概略的に示す図である。
【図４】図１に示す締結装置の一部を模式的に示す断面図であり、締結装置の操作手順の一部を概略的に示す図である。
【図５】図１に示す締結装置の一部を模式的に示す断面図であり、締結装置の操作手順の一部を概略的に示す図である。
【図６】図１に示す締結装置の一部を模式的に示す断面図であり、締結装置の操作手順の一部を概略的に示す図である。
【図７】図１に示す締結装置の一部を模式的に示す断面図であり、締結装置の操作手順の一部を概略的に示す図である。
【図８】図１に示す締結装置の一部を模式的に示す断面図であり、締結装置の操作手順の一部を概略的に示す図である。
【図９】図１に示す締結装置の一部を模式的に示す断面図であり、締結装置の操作手順の一部を概略的に示す図である。
【図１０】図１に示す締結装置の一部を模式的に示す断面図であり、締結装置の操作手順の一部を概略的に示す図である。
【図１１】図１に示す締結装置の一部を模式的に示す断面図であり、締結装置の操作手順の一部を概略的に示す図である。
【図１２】図１に示す締結装置のホルダ本体に対し締付ナットを締付けた際の潤滑剤の状態を模式的に示す断面図である。
【図１３】図１に示す締結装置のホルダ本体に対し締付ナットを緩めた際の潤滑剤の状態を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１ 締結装置
１０ ホルダ本体
１２ 工具把握部
１５、３５ 雄螺子
１６、１７ Ｏリング
１８、１９ 溝
２０ ガイド部
２１ 係止部
２２、２３ シール装着部
２４ 潤滑剤
２９ スナップリング
３０ 締付ナット
３１、７１ 雌螺子
３４ 収容部
３７ 押圧部
５０ コレット
７０ 装着ナット
１００ 工具
【特許請求の範囲】
【請求項１】
雄螺子が形成されると共に、該雄螺子の両側における外径が異なる被締付部材と、前記雄螺子に螺合可能な雌螺子が形成された締付部材と、を備え、前記被締付部材の外周部に前記締付部材を装着して前記雄螺子と雌螺子を螺合させ、当該締付部材により当該被締付部材の締付け及び締付け解除を行う締結装置であって、
前記雄螺子と雌螺子との螺合部に充填された潤滑剤と、
前記螺合部の両側に配設され、前記潤滑剤を密封するシール部材と、
を備え、
前記両シール部材が当接する締付部材の雌螺子の両側の内径が略同一である締結装置。
【請求項２】
前記締付部材に設けられ、前記被締付部材の外径が小さい側に配設されるシール部材を収容する収容部と、
前記締付部材に設けられ、前記締付部材が被締付部材を締付ける方向に移動する際に、前記収容部に収容されたシール部材を、当該締付部材の移動方向に向けて押圧して移動可能である押圧部と、
を備えてなる請求項１記載の締結装置。
【請求項３】
前記被締付部材の前記雄螺子を挟んで外径が小さい側の外周面に、前記締付部材が被締付部材を締付ける方向に移動する際に、前記収容部に収容されたシール部材を、当該締付部材の移動方向に誘導可能であるガイド部を形成した請求項１または請求項２に記載の締結装置。
【請求項１】
雄螺子が形成されると共に、該雄螺子の両側における外径が異なる被締付部材と、前記雄螺子に螺合可能な雌螺子が形成された締付部材と、を備え、前記被締付部材の外周部に前記締付部材を装着して前記雄螺子と雌螺子を螺合させ、当該締付部材により当該被締付部材の締付け及び締付け解除を行う締結装置であって、
前記雄螺子と雌螺子との螺合部に充填された潤滑剤と、
前記螺合部の両側に配設され、前記潤滑剤を密封するシール部材と、
を備え、
前記両シール部材が当接する締付部材の雌螺子の両側の内径が略同一である締結装置。
【請求項２】
前記締付部材に設けられ、前記被締付部材の外径が小さい側に配設されるシール部材を収容する収容部と、
前記締付部材に設けられ、前記締付部材が被締付部材を締付ける方向に移動する際に、前記収容部に収容されたシール部材を、当該締付部材の移動方向に向けて押圧して移動可能である押圧部と、
を備えてなる請求項１記載の締結装置。
【請求項３】
前記被締付部材の前記雄螺子を挟んで外径が小さい側の外周面に、前記締付部材が被締付部材を締付ける方向に移動する際に、前記収容部に収容されたシール部材を、当該締付部材の移動方向に誘導可能であるガイド部を形成した請求項１または請求項２に記載の締結装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００６−９５６１２（Ｐ２００６−９５６１２Ａ）
【公開日】平成１８年４月１３日（２００６．４．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２８１９０２（Ｐ２００４−２８１９０２）
【出願日】平成１６年９月２８日（２００４．９．２８）
【出願人】（０００２０５８３４）大昭和精機株式会社 (41)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月１３日（２００６．４．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月２８日（２００４．９．２８）
【出願人】（０００２０５８３４）大昭和精機株式会社 (41)
【Ｆターム（参考）】
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