JP2001502611A - コレットチャック装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 高速リリースチャック装置１０は、本体部材（１２）と、この本体部材（１２）を駆動スピンドル（５４）に接合する装置（１３）を備える。本体部材（１２）のチャンバ（１８）は、普通のコレット（２０）を収容する。ねじ溝（１６）が本体部材（１２）の外側円周面上に形成されている。作動スリーブ（２４）は、本体部材（１２）に回転可能に装着され、その内側円周面上に形成されるねじ溝（２６）を有している。回転体（４２）が、本体部材（１２）およびスリーブ部材（２４）のねじ溝（１６，２６）に収容され、前記スリーブ部材（２４）が前記回転体（４２）とのねじ溝（１６，２６）内での噛み合いを通して回転する際に、スリーブ部材（２４）は本体部材（１２）に対し軸方向に移動され得る。スリーブ部材（２４）はチャンバ（１８）内のコレット（２０）に対し力を付与し、コレット（２０）でそのなかに装填される工具シャンクを握持せしめる。

Description

【発明の詳細な説明】 コレットチャック装置 発明の背景 この発明は、工具ビットを動力工具の駆動軸に支持するチャック装置に関し、 更に詳しくはルータ用のような高速用途に特に有用である、コレット組込みの高 速リリースチャック装置に関する。 持運び可能な静止型ルータ、積層品（laminate）トリマ、あるいは乾式壁切断 機に使用される典型的な従来のシステムはコレット工具保持装置を利用しており 、この装置はコレットチャックの中空コーン軸またはルータモータ軸と合致する 先細のコレットを有している。典型的には、ねじ切りされたナットには、コレッ ト前面の外側の円錐形表面に合致する円錐形のカム面が備えられている。この種 の装置の運転中には、駆動スピンドルまたは工作機械のチャックは、コレットナ ットを充分に締付けるために固定支持する必要がある。このため、殆どのルータ チャックは、例えば、軸ロックを有するかあるいはチャック本体あるいはチャッ ク軸に合致する特別レンチが備えられる。同様に、工具をリリースするために、 工作機械軸またはチャック本体は、前記ナットが反時計回りに緩められる間、固 定支持される必要がある。この公知の従来システムは、例えば締付けおよび緩め 手順が厄介であり、スピンドル軸をロックするためのレンチのような別の装置が 必要となるなどの多数の不具合を有している。コレット装置の締付けの度合いは 、コレットナットとチャック本体との間の摩擦接触面によって制限される。 この分野では、特にルータおよび同種のもののような高速工作機械のための改 良されたチャック装置を提供するべく様々な試みがなされている。Kanaan等が出 した米国特許第５，５１１，８０１号は、例えば、この分野に重要な改良を提供 する。この特許’８０１号は、スリーブの中に固定されたナットを持つスリーブ を有し、本体要素に対してスリーブを回転させるさせることによって作動するコ レットおよびチャックの統合装置を開示している。ナットは、ナット内で回転可 能で同軸であるスクリュー部材と係合する。ナットの回転は、スクリュー要素を 長軸方向に駆動し、スクリュー要素はコレットと係合しているので、コレットは 工具シャンク（柄）を握持する。 Kanaan等が出した米国特許第５，５１１，８０１号は、特に高速工具に有用な 他の高速リリースチャック装置を開示している。この装置は本体部材に対し移動 可能なバイアスばね付きスリーブ部材によって作動される。先細ピンは、本体部 材内に形成される先細の傾斜面に設置され、スリーブ部材のバイアスばね位置で 装置内に挿入された工具シャンクに当接しかつ工具シャンクを握持する。 Martindellの米国特許第４，６９２，０７３号は、動力ビットをチャック装置 に対して軸方向に固定するべく、駆動スピンドルの周りに配設されるバイアスば ね付きスリーブが使用される動力ビットのためのチャック装置が開示されている 。 本発明は、コレットを使用している高速リリースチャック装置の最新技術への 改良を提供する。 本発明の目的及び要約 したがって、本発明の主な目的は、工具ビットまたは加工物を工作機械の駆動 スピンドルに固定するためのコレットが組み込まれている高速リリースチャック 装置を提供することである。 本発明の更なる目的は、直接ねじ切りされたまたは回転するスクリュー部材ま たはナットを必要とせず、コレットを作動するべくねじ切りされた本体部材に相 互作用するコレットおよびチャックの統合装置を提供することである。 なおまた、本発明の更なる目的は、作動部材の摩擦抵抗が実質的に排除される コレットチャック装置を提供することである。 さらに、本発明の他の目的は、工作機械、特に、ルータ、積層品トリマ、乾式 壁切断機のような高速工作機械のための改良されたチャック装置を提供すること である。 本発明の付加的目的および有利性は、続く詳細説明に部分的に説明されており 、部分的には詳細説明から明らかでありあるいは本発明の実施を通して学ぶこと もできる。本発明の目的及び有利性は、添付の請求の範囲内に特に指摘されてい る媒介手段およびその組み合わせによって実現かつ獲得される。 上記目的を達成するべく、本発明の方法によれば、普通のコレットを収容する ためにその中に形成された円錐台形状のチャンバを持つ本体部材を有するチャッ ク装置が提供される。作動スリーブ部材は、回転可能に前記本体部材に装着され 、その内側円周面に形成されるねじ溝を備えている。片割れのねじ溝は、本体部 材の外側表面に形成されている。回転体がスリーブ部材および本体部材のねじ溝 中に収容されている。前記ねじ溝内で回転体を係合する手段によってスリーブ部 材が締付け方向または緩め方向へ回転する際に、スリーブ部材は本体部材に対し て軸方向に移動し得る。スリーブ部材は、コレットに力を付与するために、たと えば、スラスト軸受、スラストプレートを介するなどして、コレットと物理的接 続をとっている。スリーブ部材が締付け方向に回転されるとき、スリーブ部材は 軸方向に移動し、コレットを円錐台形状のチャンバ内にさらに押し込み、これに よりコレットはコレットのなかに装填されている工具シャンクを握持する。 好ましい実施形態では、スリーブ部材を本体部材に対してその締付け回転位置 でリリース可能にロックする回転ロック装置が提供される。１つの好ましい実施 形態では、回転ロック装置は、本体部材に回転方向に固定されるクリックリング を備える。クリックリングは、そこから延在している突出部を持つ弾性アームを 有する。突出部はスリーブ部材の内側円周面に形成されるくぼみにリリース可能 に係合される。スリーブ部材が本体部材に対して回転するとき、突出部は前記く ぼみからリリースされ、可聴のクリック音を発生させる。突出部のリリースの感 覚およびクリック音は、オペレータにスリーブ部材の締付け度合いの指標(目安) を提供する。 １枚のプレートのような抜取り部材は、スリーブ部材に配置されかつコレット 装置に係合されている。スリーブ部材が緩め方向に回転するとき、抜取り部材は コレット装置を円錐台形状のチャンバから引き抜き、これによりコレットに装填 されている工具シャンクの取り外しを許す。 また、本体部材を、ルータのような工作機械の駆動スピンドルに装着するため の手段が提供される。これに関しては、任意の従来型の装着手段を使用すること ができる。 作動スリーブ部材の前面とコレットに当接するスラストプレートの間にスラス ト軸受を使用するのが好ましい。スラスト軸受によれば、スリーブ部材を締付け 中に、作動スリーブ部材とスラストプレートの間に摩擦抵抗は殆どない。このよ うに、チャック装置を動作させるためには、手の動きのような小さな作動力がよ り効率よくかつ効果的にもたらされる。 １つの好ましい実施形態によれば、回転体は玉保持器に収容される複数の玉を 備える。保持器内での各玉の間隔は、ねじピッチの方向に隣接する玉の相互距離 にアレンジされており、ねじピッチの方向に沿って離間された位置をとっている 。各玉の直径よりも小さなねじ溝のねじピッチをもち、比較的に小さなねじ溝の リード角をもつことが可能である。その結果、作動力の大幅な増加が得られてこ れがコレットに伝達され、これにより極めて有効なクランプ力が発生する。 本チャック装置は、工具を駆動部材に保持することを所望するいかなる環境に も有用である。本チャック装置は、特にルータ、積層品トリマ、乾式壁切断機の ような高速、高精度の用途に好適である。 さらに、本装置は、弾性材料内に配置された個別のグリップ部材を持つ公知の スプリットスチールおよび同様の公知のコレットのような任意の普通のコレット を組み込み得る。 この明細書の一部に組み込まれかつ一部を成す添付図面は、詳細説明とともに 本発明の実施例を図示し、本発明の原理の説明を助ける。 図面の簡単な説明 図１は本発明のチャック装置の一部透視図である。 図２は図１に示した装置の一部動作図である。 図３は本チャック装置の構成要素を一列に示した図である。 図４は本チャック装置の一適用例の周囲図である。 好ましい実施形態の説明 本発明の好ましい実施形態、添付図面に例示された１つまたは更に多数の例を 今詳細に言及する。各例は本発明の説明のために提供されたもので、本発明を限 定するものではない。実際、本発明においては、本発明の精神の範囲から逸脱す ることなく様々な変形、変更が当業者にとっては可能であることは明らかである 。 例えば、１つの実施例の一部として図示あるいは記載された特徴は、他の実施例 に使用してなおかつ更なる実施例を生じさせ得る。このように、本発明は、添付 の請求の範囲およびそれらの同等物の範囲内で行われるそのような変形、変更を 包含することが意図されている。図面中の構成要素の番号は、本出願にわたって 一定であり、同じ構成要素は各図面で同じ番号を有している。 本チャック装置は、通常、図面中で符号１０で識別されている。図４はチャッ ク装置１０が普通のルータ５８の駆動スピンドル５４に固定されている１つの環 境を示している。装置１０は工具ビット５６を駆動スピンドル５４に支持するた めに使われる。本チャック装置１０は特に、ルータ、積層品トリマ、あるいは乾 式壁切断機などのような高速用途に好適である。しかし、これは本発明の限定を 決して意味するものではない。チャック装置１０は、工具ビットを工作機械の駆 動スピンドルに支持することを所望する任意の用途に使用され得る。 図１および図３を参照すれば、特に、チャック装置１０は本体部材１２を有し ている。本体部材１２は駆動スピンドル５４に装着されるべく形成されている。 図示された実施形態では、装着手段は比較的に簡単な１つのねじ切りされた柄( ステム)部分１３を有している。ステム部分１３は駆動スピンドルのねじ切りさ れた受入部分にねじ係合されている。しかし、図示されたねじ係合は適宜の装着 手段の一例に過ぎないと理解されるべきである。任意の従来の装着手段が本体部 材１２を駆動スピンドルに装着するために使用され得る。例えば、ボールデント （ball and dent）装置、止めねじ、機械的インターロック、あるいは任意の他 の装着手段がこれに関して使用され得る。全てのこのようなシステムは、本発明 の精神の範囲内である。 本体部材１２は、そのなかに形成された円錐台形のチャンバ１８を備えている 。チャンバ１８は普通のコレット２０を収容する。コレット２０は任意の普通の コレットを含み得る。例えば、図示されているように、典型的な、スプリットス チールのコレットが使用され得る。他の例として、コレット２０は、グリップジ ョー同士の間に配設された弾性材料によって離間関係が維持される、多数の個別 の長軸のグリップジョーより成るようにしてもよい。これらのタイプの普通のコ レットは双方とも当業者には公知である。同様に、そのようなコレットの動作お よ び原理は当業者には公知であり、それに関する詳細な説明は開示の目的のために は必要でない。 本体部材１２は外側円周面を有し、該円周面上にはねじ溝１６が備えられてい る。 本体部材１２は、また、フランジ部分または部材１４を備えている。フランジ １４は、本対部材１２の一部として一体的に形成されるか、あるいは本体部材に 固定される分離された構成要素で成るようにしてもよい。フランジ部材１４は背 部分（ridge）１５を形成する。 作動スリーブ部材２４は、本体部材１２上に回転可能に装着される。スリーブ 部材２４は、通常本体部材１２を囲繞し、その内側円周面上に形成されたねじ溝 ２６を備えている。リング状の隣接するくぼみ５２が、前記スリーブ部材の内側 円周面に、通常はその短部の近くに、形成される。くぼみ５２の目的は後述する 。 スリーブ部材２４は、同様に、前側面２８を備える。前側面２８は、本質的に コレット装置２０の前側面に対向している。 スリーブ部材２４と本体部材１２の間に、それらの間の回転摩擦を減少するた めの手段が配設される。図示の実施例では、この手段は、ねじ溝１６および２６ の対向する面内に装填される回転体または玉４２を備える。玉４２は、玉保持器 （ball cage）またはリング４４で支えてもよい。多数の玉４２は、ねじピッチ の方向への玉のかたまり化を防ぐために、保持器４４内でねじ溝２６および１６ のねじピッチの方向にお互いに間隔かつ距離をもって配列されている。この配列 においては、ねじピッチの幅は、玉４２の直径よりも小さく形成されている。ね じ溝２６及び１６のリード角は、相対的に小さく、好ましくは約２度であり、こ れはスリーブ部材２４の回転を通して得られかつコレット２０に伝達される作動 力の大幅な増加を生じさせる。 締付け方向へのスリーブ２４の回転によって、玉４２および保持リングまたは 保持器４４がねじ溝２６，１６の周りを動き、その結果スリーブ部材２４が軸方 向へねじ込まれる。スリーブ部材２４が本体部材１２にねじ込まれるとき、スリ ーブ部材の前側面２８はコレット２０をさらにチャンバ１８内に押し込み、その 結果、よく理解されているように、コレットでそのなかに装填される工具シャン クを握持（グリップ）せしめる。これに関し、チャック装置１０は、好ましくは 、前側面２８とスラストプレート３８の間に配設されたスラスト軸受３２と、コ レット２０とに隣接して配設されているスラストプレート３８を備えている。図 示された実施形態では、スラスト軸受３２は、プレート３６に支持される多くの ころ軸受３４を備えている。スラスト軸受３２は、スリーブ部材２４とコレット ２０またはスラストプレート３８との間の回転摩擦を実質的に排除する。スリー ブ部材２４を締め方向に回転させるためには、人的労力は殆ど必要としない。 チャック装置１０は、また、スリーブ部材２４用のリリース可能な回転ロック を備える。スリーブ部材２４が工具ビットをクランプするために締付け方向へ回 転されれば、それはコレット２０の連続的動作を確保するための所望の回転位置 に保持される。図示の実施形態では、回転ロック装置は、背部分１５に隣接する 本体部材１２に圧入または他の非回転方法で固定されるリング４６を備える。リ ング４６は、多くの弾性アーム部材４８を備え、その端部には突起部５０が形成 されている。突起部５０は、スリーブ部材２４に形成されたくぼみ５２にリリー ス可能に係合している。アーム４８は弾性を持ち、突起部５０を凹部５２へのバ イアスばねとしている。スリーブ部材２４が本体部材１２に対し回転するとき、 突起部５０は１つの凹部５２からリリースされ、隣接する凹部５２に飛び込む。 この動作は、突出部５０の係合またはリリースによって調整音または可聴のカチ ッというクリック音を発生する。アーム４８には充分な弾性があるので、凹部５ ２に係合する突出部５０は、スリーブ部材２４の本体部材１２に対する回転をロ ックするが、どちらか一方への相対的に楽な手動回転またはリング２４の調節を 許す。この装置によって生じる可聴のクリック音または雑音は、突出部のリリー スによる肉体的感覚と同様、チャックのクランプ状態をオペレータが確認するた めの指示器として動作する。 本体部材１２に対してスリーブ部材２４を回転ロックするために、本発明では 多数の普通のロック装置またはシステムが使用され得たと理解されるべきである 。例えば、ボールデント装置または類似の構成が使用され得る。全てのそのよう な装置またはシステムは、本発明の精神の範囲内である。 クリップリングまたは保持リング１１は、スリーブ部材２４に形成された溝５ ３に着座される。保持リング１１は、スリーブ２４が本体部材１２から回転離脱 されることを防止する。 コレットに装填される工具ビットを取り外すためにコレット２０がチャンバ１ ８から前方に軸方向に引き抜かれ得るような抜取り装置が提供される。図示の実 施形態では、この抜取り装置はスリーブ２４内に圧入される抜き取りプレート４ ０を備えている。プレート４０はコレット２０に形成される環状溝２２内に係合 される。このように、スリーブ２４が緩め方向に回転されて本体部材１２から軸 方向に前方に離間移動する際、環状溝２２に係合されているプレート４０は、コ レット２０に装填されている工具シャンクを解放するべくコレット２０を軸方向 に前方に引張り移動させる。 本発明のチャック装置１０は、工具シャンクを駆動スピンドルに握持または保 持することが必要な任意の手法又は環境で使用され得る。本装置は特にルータチ ャックの分野に適用可能である。しかしながら、本発明はこの分野に限定される ものではない。実際、本発明においては、本発明の精神の範囲から逸脱すること なく様々な変形、変更が当業者にとっては可能であることは明らかである。例え ば、スリーブまたは本体部材の形態は多数の具体例に採用され得る。このように 、本発明は、添付の請求の範囲およびそれらの同等物の精神の範囲内で行われる ような本発明の変形、変更を包含することが意図されている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ， ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，Ｍ Ｘ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 本体部材と、 前記本体部材内に形成される円錐台形状のチャンバと、前記円錐台形状のチャ ンバ内で作動可能に収容されるコレット装置と、 前記本体部材の外側円周面に形成されたねじ溝と、 前記本体部材に回転可能に装着され、その内側円周面に形成されるねじ溝を備 える作動スリーブ部材と、 前記スリーブ部材のねじ溝と前記本体部材のねじ溝内に収容される回転体と、 を備え、前記スリーブ部材が前記回転体との前記ねじ溝内での噛み合いを通し て回転する際に、前記スリーブ部材は前記本体部材に対し軸方向に移動可能であ り、前記スリーブ部材はコレット装置に力を与えるべく前記コレット装置と動力 伝導関係にあるチャック装置において、 締付け方向への前記スリーブ部材の回転は、前記スリーブ部材を前記本体部材 に沿って移動させ、前記コレット装置を前記円錐台形状のチャンバ内にさらに押 し込み、前記コレット装置でその中に装填されている工具シャンクを握持せしめ ることを特徴とするチャック装置。 ２． リリース可能に前記スリーブ部材を前記本体部材に回転ロックする回転 ロック装置をさらに備えることを特徴とする請求項１記載のチャック装置。 ３． 前記回転ロック装置は、前記本体部材の周りに配設されるリング部材を 備え、前記スリーブ部材の内周面に形成されるくぼみに係合される弾性アームを 有することを特徴とする請求項２記載のチャック装置。 ４． 前記弾性アームは可撓性であり、前記スリーブ部材の回転の際に前記く ぼみから開放され、可聴のクリック音を発することを特徴とする請求項３記載の チャック装置。 ５． 前記スリーブ部材に配置されかつ前記コレット装置に係合される抜取り 部材を更に備え、前記抜取り部材は、前記スリーブ部材が緩め方向に回転される ときに前記円錐台形状のチャンバから前記コレット装置を引き抜くことを特徴と する請求項１記載のチャック装置。 ６． 前記コレット装置と前記スリーブ部材の前側スラストフランジとの間に 配設されるスラストプレートを更に備え、前記スリーブ部材は、前記スラストフ ランジおよびスラストプレートを通して前記力を前記コレット装置に与えること を特徴とする請求項１記載のチャック装置。 ７． 前記スラストフランジおよび前記スラストプレートの間に配設され、そ れらの間の回転摩擦を減少させるスラスト軸受を更に備えることを特徴とする請 求項６記載のチャック装置。 ８． 前記本体部材を駆動工具の駆動スピンドルに装着する手段をさらに備え ることを特徴とする請求項１記載のチャック装置。 ９． 前記装置はルータチャック装置であることを特徴とする請求項１記載の チャック装置。 １０． 本体部材と、前記本体部材を駆動工具の駆動スピンドルに装着する手 段と、 前記本体部材内に作動可能に収容されるコレット装置と、 前記コレット装置と動力伝導関係にありかつ前記本体部材に回転可能に装着さ れる作動スリーブ部材とを備え、 前記スリーブ部材は、前記本体部材に対し手動で回転可能であり、前記スリー ブ部材の回転の際に前記本体部材に対し軸方向に移動可能であり、前記スリーブ 部材の軸方向への移動は前記コレットを作動するものであり、 前記スリーブ部材と前記本体部材の間に配設されて、それらの間の回転摩擦を 低減する手段と、 前記本体部材に対する前記スリーブ部材の回転をロックする手段と、 を備えることを特徴とするチャック装置。 １１． 前記摩擦低減手段は、前記本体部材およびスリーブ部材に形成される ねじ溝に設置される回転体を備えることを特徴とする請求項１０記載のチャック 装置。 １２． 前記回転体は、玉保持器に支えられる玉を備えることを特徴とする請 求項１１記載のチャック装置。 １３． 前記回転ロック手段は、前記本体部材に回転方向に固定されるリング 部材を備え、このリング部材はそこから延在する突出部を有し、該突出部は前記 スリーブ部材に形成された凹部にリリース可能に係合することを特徴とする請求 項１０記載のチャック装置。 １４． 前記スリーブ部材の前面および前記コレット装置間に配設されるスラ スト軸受を更に備えることを特徴とする請求項１０記載のチャック装置。