| 【発明の名称】 |
螺合構造体のシール装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】小峰 毅
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| 【要約】 |
【課題】ねじ部で着脱される工具の取付機構において、該ねじ部からの液漏れを防止する装置を提供する。
【解決手段】雄ねじ部(13a)を有する第１の部材(13)と、雌ねじ部(14a)を有し、第１の部材と螺合する第２の部材(14)と、雄ねじ部の外面から突起し若しくは雌ねじ部の内面から突起して、雄ねじ部と雌ねじ部との螺合部分に形成される螺旋状の隙間を少なくとも１カ所で遮蔽し、該螺合部分からの液漏れを防止するシール部材(21)と、を備える。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】雄ねじ部を有する第１の部材と、雌ねじ部を有し、前記第１の部材と螺合する第２の部材と、前記雄ねじ部の外面から突起し若しくは前記雌ねじ部の内面から突起して、前記雄ねじ部と前記雌ねじ部との螺合部分に形成される螺旋状の隙間を少なくとも１カ所で遮蔽し、該螺合部分からの液漏れを防止するシール部材と、を備える螺合構造体のシール装置。
【請求項２】前記シール部材は、該ねじの軸方向において前記雄ねじ若しくは前記雌ねじの半ピッチよりも長い幅の弾性部材である請求項１記載の螺合構造体のシール装置。
【請求項３】前記シール部材は、少なくともその基部が円筒状の弾性体である請求項１又は２記載の螺合構造体のシール装置。
【請求項４】前記シール部材は、少なくともその先端の形状が該ねじのねじ山あるいはねじ溝の略傾斜角度に対応して形成される請求項１乃至３のいずれかに記載の螺合構造体のシール装置。
【請求項５】前記雌ねじ部の内面から突起するシール部材及び第２の部材は、該雌ねじ部からのシール部材の落下を防止する段差若しくはテーパ構造を有する請求項１乃至４のいずれかに記載の螺合構造体のシール装置。
【請求項６】前記シール部材は、ねじ部のねじ山及び前記ねじ溝にそれぞれ対応した山及び谷を交互に有する形状部分を含む請求項１乃至５のいずれかに記載の螺合構造体のシール装置。
【請求項７】前記シール部材は、単泡性ウレタンを含む請求項１乃至６のいずれかに記載の螺合構造体のシール装置。
【請求項８】前記シール部材は、前記雄ねじ部若しくは前記雌ねじ部の螺旋端部に配置される、請求項１、２、６及び７のいずれかに記載のシール装置。
【請求項９】請求項１乃至８のいずれかに記載の螺合構造体のシール装置を備える工具ホルダ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、螺合構造体における螺合部からの液漏れを防止する構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ねじ継手等においては、ネジ継手部からの液漏れを防止するために、シールテープを巻いたり、螺合面にシール材を塗布して隙間をなくすことが行われている。また、ネジ部以外の部分に別途弾性体のＯリングを用いるシール部等を設け、密閉して液漏れを防止することが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、工具ホルダのように、工具を交換するためにチャックの本体とナットとの螺合部分で着脱を繰返す場合には、その度にシールテープを巻いたり、シール材を塗布するのは面倒である。また、Ｏリングによるシールの場合には、Ｏリングを取付ける部分がネジ部以外に必要であるので、その分装置が大きくなり、あるいは小型のものには適用し難い。
【０００４】よって、本発明は、配水管などのネジ継手や、工具ホルダのコレットチャックのナットと本体の取付等において、簡単な構造でネジ部から液が漏れないようにする螺合構造体におけるシール装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため本発明の螺合構造体におけるシール装置は、雄ねじ部を有する第１の部材と、雌ねじ部を有し、上記第１の部材と螺合する第２の部材と、上記雄ねじ部の外面から突起し若しくは上記雌ねじ部の内面から突起して、上記雄ねじ部と上記雌ねじ部との螺合部分に形成される螺旋状の隙間を少なくとも１カ所で遮蔽するシール部材と、を備える。
【０００６】かかる構成とすることによって、ねじ溝に沿って螺旋状に生成される隙間が遮断され、液漏れが防止される。
【０００７】好ましくは、上記シール部材は、該ねじの軸方向において上記雄ねじ若しくは前記雌ねじの半ピッチよりも長い幅の弾性部材であり、より好ましくは、１ピッチよりも長い幅の弾性部材である。
【０００８】好ましくは、上記シール部材は、少なくともその基部が円筒状の弾性体である。
【０００９】好ましくは、上記シール部材は、少なくともその先端の形状が該ねじのねじ山あるいはねじ溝の略傾斜角度に対応して形成される。それにより、シール部材のねじ面への密着性が高められる。
【００１０】好ましくは、上記雌ねじ部の内面から突起するシール部材及び第２の部材は、該雌ねじ部からのシール部材の落下を防止する段差若しくはテーパ構造を有する。それにより、第１及び第２の部材を離間したときに、シール部材の落下が防止される。
【００１１】好ましくは、上記シール部材は、ねじ部のねじ山及び上記ねじ溝にそれぞれ対応した山及び谷を交互に有する形状部分を含む。それにより、複数箇所でシールを行うことが可能となる。
【００１２】好ましくは、上記シール部材は、弾力性がある単泡性ウレタンあるいはこれと均等のものを含む。
【００１３】好ましくは、上記シール部材は、雄ねじ若しくは雌ねじの螺旋端部にねじ軸方向に長手に配置される。
【００１４】好ましくは、上述した螺合構造体のシール装置は工具ホルダに適用される。
【００１５】また、本発明の工具装置は、雄ねじ部を有するチャック本体と、工具を把持するコレットと、雌ねじ部を有し、上記チャック本体と螺合することによって上記コレットを上記チャック本体に取付けるナットと、上記雄ねじ部の外面から突起し若しくは上記雌ねじ部の内面から突起して、上記雄ねじ部と上記雌ねじ部との螺合部分に形成される螺旋状の隙間を少なくとも１カ所で遮蔽するシール部材と、を備える。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。まず、螺合構造を有する装置の例について説明する。
【００１７】図１は、工具装置（あるいは工具ホルダ）の一例としてのコレットチャックを示す斜視図、図２は、コレットチャックの正面図、図３は、コレットの取付ナット部分の断面図である。
【００１８】図１乃至図３において、工具装置１は、概略、図示しない工作機械の主軸に装着されるテーパ部１１、図示しない自動工具交換装置のマニュピレータによって把持される把持部１２、チャック本体１３、ナット部１４、中空のドリル（工具本体）１５、ドリル１５を把持するコレット１６、スラストボール１７などによって構成されている。
【００１９】コレット１６には、ドリル１５の軸方向にスリット状の切れ目が複数入っており、その径方向に伸縮可能である。ドリル１５をコレット１６に挿入した後、ナット部１４をチャック本体１３に取付け、ナット部１４の雌ねじ１４ａをチャック本体１３の雄ねじ１３ａに螺合して締付けると、コレット１６のテーパ部によってドリル１５がきつく把持され、ドリル１５の工具装置１への装着が行われる。
【００２０】工具装置１には、工作機械側からテーパ部１１にクーラント（冷却剤（オイル））が供給される。クーラントは、更に、ドリル１５の後端からその内部の通路を通ってドリル先端から吹出し、ドリル１５の刃先の冷却と図示しないワークの切粉の吹飛ばしを行う。また、クーラントの一部は、コレット１６の隙間を通り、更に、チャック本体１３とナット部１４との螺合部（１３ａ，１４ａ）を通り、外部に漏れることがある。
【００２１】そこで、この漏れを防止するべく検討がなされた。図４は、雄ねじと雌ねじの遊び（隙間）の例を示している。図４（ａ）に示すように、雄ねじ１３ａと雌ねじ１４ａとの相互間には、僅かな遊びがあり、液漏れの原因となる。更に、雄ねじ１３ａと雌ねじ１４ａとを締付けると図４（ｂ）に示すように、隙間が一方向に片寄り、約半ピッチの隙間が生じる。この隙間はねじ山の傾斜面に沿って螺旋状に連続している。この螺旋状の隙間に沿ってクーラントが漏れることになる。図４（ｃ）は、ねじ山の形状が異なる、雄ねじ１３ａと雌ねじ１４ａの他の組合わせの場合を示している。この例においても、約半ピッチの隙間が螺旋状に形成される。
【００２２】図５は、本発明の実施の形態を示している。同図において、図３と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。また、図６は、図５におけるVI−VI’方向における断面を示す断面図である。
【００２３】実施例においては、上述した螺旋状の隙間を遮断すべく、ナット部１４のねじ部に穴２０が形成され、シール部材２１、ねじ２２が設けられる。穴２０は、底部の中央部が開口（貫通）した、途中が段付（段差付）の穴である。穴２０の中に、円筒状の基部２１ａとシール部２１ｂとからなる弾性体がシール部材２１として挿入する。穴２０の段付部にシール部材基部２１ａの顎部が係合することによって、シール部材２１の飛出し（あるいは落下）が防止される。弾性体としては、例えば、単泡性ウレタンを用いることが出来、同等の機能を有する合成ゴム、等であっても良い。穴２０の内周のねじ溝に取付ねじ２２を取付け、シール部材２１を上部から下方に押し付ける。シール部２１ｂは、雌ねじの内周から突出して雄ねじ１３ａに密着し、雄ねじ１３ａと雌ねじ１４ａ間の螺旋状の隙間を途中で遮断する。
【００２４】図７乃至図１１は、ナット部（雌ねじ側）１４側に設けられるシール部材２１の種々の形成例を示している。
【００２５】図７（ａ）のシール部材２１は、基部２１ａが円筒状で、該基部から角柱状のシール部２１ｂが下方に延在する。シール部２１ｂは、同図（ｂ）に示すように、ねじ山の略１ピッチ（隣接するねじ山相互間あるいはねじ溝相互間の距離）相当の幅を有している。シール部２１ｂの下端側は、雄ねじ１３ａの谷よりも下に位置する寸法に形成され、雄ねじ１３ａの外表面に突き当って収縮変形し、雄ねじ１３ａに密着して隙間を遮蔽する。これにより、雄ねじ１３ａの谷と雌ねじ１４ａの山間、雄ねじ１３ａの山と雌ねじ１４ａの谷間、雄ねじ１３ａの傾斜面と雌ねじ１４ａの傾斜面間、に生ずる螺旋状の隙間は、該螺旋の途中で遮断され、クーラントの液漏れは防止される。
【００２６】図８（ａ）に示されるシール部材２１は、円筒状の基部２１ａから下方に延在するシール部２１ｂの先端形状に特徴がある。該先端形状は尖っており、該先端角度は、略雄ねじ１３ａのねじ山の傾斜面相互がなす角度（ねじの角度）になるように定められている。それにより、シール部２１ｂが雄ねじにより密着するように図られる。
【００２７】図９（ａ）は、円筒状の基部２１ａから下方に延在するシール部２１ｂに特徴がある。該シール部２１ｂは円筒状に形成されている。それにより、図９（ｂ）に示すように、シール部２１ｂが雄ねじにより密着するように図られる。
【００２８】図１０（ａ）は、円筒状の基部２１ａから下方に延在する筒状シール部２１ｂの先端部に特徴がある。該先端部形状は尖っており、該先端角度は、略雄ねじ１３ａのねじ山の傾斜面相互がなす角度（ねじの角度）になるように定められている。それにより、図１０（ｂ）に示すように、シール部２１ｂの変形がより少ない状態で雄ねじ１３ａに密着する。
【００２９】図１１（ａ）は、円筒状の基部２１ａから下方に延在するシール部２１ｂに特徴がある。該シール部２１ｂの幅は、略１ピッチ半相当あり、該シール部２１ｂの先端形状は雄ねじのねじ山及び谷に対応した形状に形成されている。それにより、図１１（ｂ）に示すように、シール部２１ｂが雄ねじ１３ａのねじ山及び谷の形状に沿ってより長い幅で密着し、隙間遮蔽のより確実化が図られる。
【００３０】上述したシール部材２１は、雌ねじ１４ａ側に設けられたが、これを雄ねじ側に設けても良いものである。
【００３１】図１２は、この例を示している。同図において、図５と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明を省略する。チャック本体の雄ねじ部１３ａには、溝１３ｂが形成され、この溝１３ｂ内にシール部材２１が配設されている。シール部材２１は、雄ねじ１３ａと雌ねじ１４ａによって形成される螺旋状の隙間を遮断し、クーラントの液漏れを防止する。
【００３２】図１３乃至図１９は、雄ねじ１３ａ側に設けられるシール部材２１の各種の例を示している。
【００３３】図１３（ａ）は、雄ねじ１３ａに形成される溝に配置される角柱状のシール部材２１である。このシール部材２１はねじ軸方向に１ピッチ相当の幅がある。雄ねじ１３ａには、図１３（ｂ）に示すように、該シール部材形状に対応した角柱状の溝１３ｂが形成され、溝１３ｂにこのシール部材２１が収められる。その後、ナット部１４を雄ねじ１３ａに螺合すると、シール部材２１は雄ねじ１３ａと雌ねじ１４ａ間に挟まれ、弾性収縮する。それにより、雄ねじ１３ａと雌ねじ１４ａ間の隙間は遮蔽される。
【００３４】図１４（ａ）は、角柱状のシール部材２１の先端部が略ねじ山の角度（ねじ山の両側の傾斜面によって形成される角度）を持つように形成されている。雄ねじ１３ａには、図１４（ｂ）に示すように、該シール部材形状に対応した角柱状の溝１３ｂが形成され、溝１３ｂ内にこのシール部材２１が収められる。ナット部１４を雄ねじ１３ａに螺合すると、シール部材２１は雄ねじ１３ａと雌ねじ１４ａ間に挟まれ、弾性収縮する。それにより、雄ねじ１３ａと雌ねじ１４ａ間の隙間は遮蔽される。シール部材２１の先端側は、傾斜しているので収縮変形の際に、図１２（ａ）に示す柱状形状のシール部材２１よりも無理な変形が少ない。
【００３５】図１５（ａ）は、円柱状のシール部材２１の例を示している。雄ねじ１３ａには、図１５（ｂ）に示すように、該シール部材形状に対応した円柱状の溝１３ｂが形成され、溝１３ｂ内にこのシール部材２１が収められる。ナット部１４を雄ねじ１３ａに螺合すると、シール部材２１は雄ねじ１３ａと雌ねじ１４ａ間に挟まれ、弾性収縮する。それにより、雄ねじ１３ａと雌ねじ１４ａ間の隙間は遮蔽される。
【００３６】図１６（ａ）は、円柱状のシール部材２１の先端部が略ねじ山の角度となるように形成している。雄ねじ１３ａには、図１６（ｂ）に示すように、該シール部材形状に対応した円柱状の溝１３ｂが形成され、溝１３ｂ内にこのシール部材２１が収められる。ナット部１４を雄ねじ１３ａに螺合すると、シール部材２１は雄ねじ１３ａと雌ねじ１４ａ間に挟まれ、弾性収縮する。それにより、雄ねじ１３ａと雌ねじ１４ａ間の隙間は遮蔽される。シール部材２１の先端が角度を持っている分、図１４に示すシールよりも無理な変形が生じにくい。なお、円柱状のシール部材の先端部を円錐状や円錐台状としても良い。
【００３７】図１７（ａ）に示すシール部材２１は、ねじの軸方向に複数ピッチ分（この例では２ピッチ）の幅を有し、角柱状の基部２１ａと雌ねじ１４ａの形状に対応したねじ形状（あるいはラック状）のシール部２１ｂとからなる。雄ねじ１３ａには、図１７（ｂ）に示すように、基部２１ａの形状に対応した角柱状の溝１３ｂが形成され、溝１３ｂ内にこのシール部材２１が収められる。ナット部１４を雄ねじ１３ａに螺合すると、シール部材２１は雄ねじ１３ａと雌ねじ１４ａ間に挟まれ、弾性収縮する。それにより、雄ねじ１３ａと雌ねじ１４ａ間の複数の隙間の各々が遮蔽される。従って、より確実に液漏れが防止される。
【００３８】図１８（ａ）に示すシール部材２１は、ねじの軸方向に複数ピッチ分（この例では２ピッチ）の幅を有する横置きの円柱状の弾性体である。雄ねじ１３ａには、図１８（ｂ）に示すように、雄ねじ１３ａの一部にねじ軸方向に延在する半円柱状の溝１３ｂが形成され、溝１３ｂ内に円柱状シール部材２１が収められる。ナット部１４を雄ねじ１３ａに螺合すると、シール部材２１は雄ねじ１３ａと雌ねじ１４ａ間に挟まれ、弾性収縮する。それにより、雄ねじ１３ａと雌ねじ１４ａ間の、軸方向に存在する複数の隙間（この例では、２箇所）が遮蔽される。
【００３９】図１９（ａ）に示すシール部材２１も、ねじの軸方向に複数ピッチ分（この例では２ピッチ）の幅を有するが、横置円柱状の弾性体の上半分を雌ねじに対応してねじ山状（あるいはラック状）の形状に形成している。雄ねじ１３ａには、図１８（ｂ）に示すように、雄ねじ１３ａの一部にねじ軸方向に延在する半円柱状の溝１３ｂが形成され、溝１３ｂ内にシール部材２１が収められる。ナット部１４を雄ねじ１３ａに螺合すると、シール部材２１は雄ねじ１３ａと雌ねじ１４ａ間に挟まれ、弾性収縮する。それにより、雄ねじ１３ａと雌ねじ１４ａ間の、軸方向に存在する複数の隙間（この例では、２箇所）が遮蔽される。この場合に、シー部材２１の上部形状は雌ねじ１４ａの形状に沿った形であるのでシールが密着し易い。
【００４０】図２０（ａ）に示すシール部材２１もねじの軸方向に複数ピッチ分（この例では２ピッチ）の幅を有し、角柱状の基部２１ａと雌ねじ１４ａの形状に対応したねじ形状（あるいはラック状）のシール部２１ｂとからなる。この例では、円柱状の弾性部材をその中心軸と垂直方向において柱状に切出し、切出した部材の曲面をラック状に形成している。雄ねじ１３ａには、図２０（ｂ）に示すように、基部２１ａの形状に対応した角柱状の溝１３ｂが形成され、溝１３ｂ内にこのシール部材２１が収められる。ナット部１４を雄ねじ１３ａに螺合すると、シール部材２１は雄ねじ１３ａと雌ねじ１４ａ間に挟まれ、弾性収縮する。それにより、雄ねじ１３ａと雌ねじ１４ａ間の、軸方向に存在する複数の隙間（この例では、２箇所）が遮蔽される。また、ラック状部分の縁が（円柱の）曲面となっている。従って、シール部材２１の弾性収縮がより均一化され、より確実に液漏れが防止される。
【００４１】図２１（ａ）に示すシール部材２１もねじの軸方向に複数ピッチ分（この例では２ピッチ）の幅を有し、角柱状の基部２１ａと雌ねじ１４ａの形状に対応したねじ形状（あるいはラック状）のシール部２１ｂとからなる。この例では、円柱状の弾性部材の上端面をラック状に形成している。雄ねじ１３ａには、図２１（ｂ）に示すように、基部２１ａの形状に対応した円柱状の溝１３ｂが形成され、溝１３ｂ内にこのシール部材２１が収められる。ナット部１４を雄ねじ１３ａに螺合すると、シール部材２１は雄ねじ１３ａと雌ねじ１４ａ間に挟まれ、弾性収縮する。それにより、雄ねじ１３ａと雌ねじ１４ａ間の複数の隙間が遮蔽される。従って、図１６に示す場合よりも、より確実に液漏れが防止される。
【００４２】図２２は、雄ねじ部１３ａの螺旋端部に、シール部材２１を配置した例を示している。同図において、図５と対応する部分には、同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。雄ねじ部１３ａの端部にシール部材を配置する構成とすれば、シール部材を収納する溝の形成、あるいはシール部材のメンテナンスが容易である。
【００４３】この例では、雄ねじ１３ａの端部に軸方向に長手に形成された溝１３ｂ内にシール部材２１が配置される。この場合のシール材の例を図２３及び図２４に示す。
【００４４】例えば、図２３（ａ）に示すシール部材２１は、図１８（ａ）に示すシール部材と同様に構成されており、ねじの軸方向に複数ピッチ分（この例では２ピッチ）の幅を有する横置きの円柱状の弾性体である。雄ねじ１３ａには、図２３（ｂ）に示すように、雄ねじ１３ａの一部にねじ軸方向に延在する半円柱状の溝１３ｂが形成され、溝１３ｂ内に円柱状シール部材２１が収められる。ナット部１４を雄ねじ１３ａに螺合すると、シール部材２１は雄ねじ１３ａと雌ねじ１４ａ間に挟まれ、弾性収縮する。それにより、雄ねじ１３ａと雌ねじ１４ａ間の、軸方向に存在する複数の隙間（この例では、２箇所）が遮蔽される。
【００４５】図２４（ａ）に示すシール部材２１は、図１９（ａ）に示すシール部材と同様に構成されており、ねじの軸方向に複数ピッチ分（この例では２ピッチ）の幅を有するが、横置円柱状の弾性体の上半分を雌ねじに対応してねじ山状（あるいはラック状）の形状に形成している。雄ねじ１３ａには、図２４（ｂ）に示すように、雄ねじ１３ａの一部にねじ軸方向に延在する半円柱状の溝１３ｂが形成され、溝１３ｂ内にシール部材２１が収められる。ナット部１４を雄ねじ１３ａに螺合すると、シール部材２１は雄ねじ１３ａと雌ねじ１４ａ間に挟まれ、弾性収縮する。それにより、雄ねじ１３ａと雌ねじ１４ａ間の、軸方向に存在する複数の隙間（この例では、２箇所）が遮蔽される。この場合に、シー部材２１の上部形状は雌ねじ１４ａの形状に沿った形であるのでシールが密着し易い。
【００４６】なお、図２２乃至図２４に示す例では、シール部材２１を雄ねじの螺旋端部に配置しているが、これを雌ねじの螺旋端部に配置しても良い。
【００４７】このように、本発明の実施例によれば、螺合構造体によって部材間相互を取付ける装置の該取付部分からの液漏れを防止することが出来る。
【００４８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の螺合構造体のシール構造によれば、螺合構造に生じる螺旋状の隙間を弾性部材で遮蔽し、液漏れを防止するので、ネジ部全体にテープを巻いたり、ねじにシール材を塗布する必要はない。工具交換などのためにネジの脱着を繰返しても、液漏れのシール性が失われない。また、螺合部でシールするので、Ｏリングによる遮蔽のようにネジ部以外において更にシールする構造部分やスペースを必要としないので具合がよい。
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| 【出願人】 |
【識別番号】３９００１６３４４
【氏名又は名称】ビッグアルファ株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年９月１４日（１９９９．９．１４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７９１０８
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−８２６１２（Ｐ２００１−８２６１２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年３月３０日（２００１．３．３０） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２６１１７５ |
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