JP2002166310A

JP2002166310A - チャック

Info

Publication number: JP2002166310A
Application number: JP2001299937A
Authority: JP
Inventors: Manfred Selb; マンフレッド・セルブ
Original assignee: ALBRECHT JOSEF BOHRFUTTER; Josef Albrecht Bohrfutterfabrik GmbH and Co
Current assignee: ALBRECHT JOSEF BOHRFUTTER; Josef Albrecht Bohrfutterfabrik GmbH and Co
Priority date: 2000-11-15
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2002-06-11
Also published as: ES2290080T3; EP1206990A1; US6572119B2; DE10056729B4; ATE372849T1; EP1206990B1; DE50112995D1; US20020053772A1; DE10056729A1

Abstract

(57)【要約】【課題】締付け精度およびトルク伝達性能の良いチャ
ックを提供する。【解決手段】締付装置がケーシング体（２）のテーパ
形のセンタリング開口（１４）の中に軸支された締付ス
リーブ（３）を有する。締付スリーブ（３）の締付けお
よび開放のために、回転体（２０）が属しているチャッ
クピニオン（１７ａ）が利用される。これは、雌ねじま
たは雄ねじを具備した中央開口（２３）を有し、かつこ
れが締付スリーブ（３）と直接係合する。回転体（２
０）は、好ましくは転がり軸受を介してケーシング体
（２）の対応する軸受面に支持される。回転体（２０）
は、減速駆動装置を介して、例えばウォームを介して駆
動される。それにより、締付ねじの比較的小さい直径
と、小さいテーパ角度との関係で高い締付力を発生させ
ることができる。締付ねじの小さい直径は、小さいねじ
摩擦を保証する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シャンクの締付用
のチャック、特に工具シャンクの摩擦係合締付用のチャ
ック（軸チャック）に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転工具もしくはそのシャンクを締付け
るために、工具の円筒形の部分（シャンク）を締付ける
ためのコレットチャックまたは締付スリーブを具備した
軸チャックが知られている。締付スリーブを締付けおよ
び弛めるために、その都度対応する作動装置に近接する
必要がある。チャックが工作機械のスピンドルと連結さ
れている場合もしくはチャックが工具前調整装置に連結
されている場合でも締付スリーブを作動できることが目
指されている。特に、手動操作は組立装置なしに可能に
しなければならない。

【０００３】さらに、しばしば高い伝達可能のトルクが
望まれる。これは、工具シャンクの摩擦係合締付用の、
締付スリーブによって螺出せざるを得ない高い半径方向
の押圧力を必要とする。

【０００４】しばしば締付スリーブ−チャックにより異
なるシャンク径を有する工具が締付けられる。しかし、
そのためには常に、締付スリーブが、対応するシャンク
径と一致する内径を有することが必要である。工具シャ
ンクと締付スリーブの間の中間層は実際に使用できない
−これは同心回転精度を悪化させる。従って、締付スリ
ーブを交換できるようにする必要があり、またはそのほ
うが望ましい。

【０００５】ドイツ連邦共和国特許明細書ＤＥ４４０５
２４２Ａ１から、ほぼ円筒形の前部と円錐形のシャンク
部とを有する一体に形成した基体を有するチャックが知
られている。この基体は、本質的に回転対称に形成され
ており、かつ円筒形の基体部の中に円錐形の締付面領域
を有する軸方向を指向した通過穴を有する。この穴の中
に、通過穴の中へ延長する、雄ねじを具備した突出部を
有する締付スリーブが配置されている。側面ピンを介し
て、チャックは軸方向に移動可能に、ただし回動不能に
通過穴の中に軸支されている。締付スリーブの締付は、
その突出部の引張によって行われる。そのために、通過
穴の中に配置され、かつ雌ねじを具備したねじ付スリー
ブが利用される。これは、雄ねじを支える突出部に連係
する。ねじ付スリーブは、さらに雌ねじと異なる勾配を
有しかつ通過穴の雌ねじ部に係合する雄ねじを具備して
いる。ねじ対、ねじ付スリーブ／コレットチャックおよ
びねじ付スリーブ／基体の間の勾配差によって、ねじ付
スリーブの回転によりコレットチャックの締付運動が発
生する。

【０００６】このチャックにおいて、ねじ付スリーブの
作動は、締付装置が工具スピンドルから離れている場
合、すなわち円錐形の基体部に通じている通過穴が空い
ている場合にのみ可能である。このチャックは、さらに
関与するために、同軸のトルクを螺出できるようにする
ため、組立装置の中に組み込まれなければならない。

【０００７】欧州特許ＥＰ０３０４５５８から、ウォー
ム歯車を介して作動される締付スリーブを備えたチャッ
クが知られている。この締付スリーブは、工具ホルダの
保持に利用され、かつそのためにその後端部に雄ねじを
具備した突出部を有する。この突出部には、半径クリア
ランスを有するスリーブが固着する。このスリーブは、
端部側に環状フランジを具備しており、かつ突出部にね
じ止めされたねじ付リングに支持される。ねじ付リング
およびスリーブは、溝−ばね連結を介して基体の中に耐
捩り性に軸支されている。外側には、このスリーブが、
ねじ付リングが固着する締付ねじを具備している。これ
は、基体の中に軸方向に変位不能および回動可能に軸支
されている。その外面で、ねじ付リングがウォームに連
結される歯車装置を支える。

【０００８】伝達可能のトルクを高めるために、基体は
その工具に対向する前面に、工具に連結された円板形の
フランジの対応する溝の中に係合する突起（スライドブ
ロック）を具備している。

【０００９】このようなチャックは、形状嵌合式に連結
されるフランジの形態で工具の特別の準備を必要とす
る。さらに、締付スリーブの交換は考慮されていない。

【００１０】工具ホルダのセンタリングは、締付スリー
ブによってその比較的急峻な円錐座で行われる。半径方
向力を締付スリーブから遠ざけるため、この締付スリー
ブはその側でチャックピニオンに連係する脱連結スリー
ブに接続される。

【００１１】さらに実地応用から、急峻なテーパを有す
る締付スリーブをねじ歯車によってチャック開口の中に
引き入れるチャックが知られている。締付スリーブをセ
ンタリングするために、このチャック開口は、チャック
の円筒形の穴部の中に通じているシリンダ部を有する。
ねじ歯車は、シリンダ部の後方で締付スリーブに係合
し、かつ作動用のマイタ歯車（かさ歯車）を有する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記を前提にして、本
発明の課題は、在来型の円筒形のシャンクを締付かつ高
い締付精度で高いトルクを伝達できるチャックを提供す
ることである。

【００１３】

【発明を解決するための手段】この課題は、請求項１に
記載のチャックによって解決される。

【００１４】本発明によるチャックは、シャンクを収容
するために設けられており、またはそのようなものに形
成されており、かつ円錐形の外面を有する、例えば締付
スリーブまたはコレットチャックの形態の締付要素を有
する。円錐形の外面は、ケーシング体の中央開口の円錐
形の内面に係合する。締付スリーブの軸方向運動時に、
それによってテーパ面の間に、締付スリーブが半径方向
に圧縮されるくさび作用が生じる。そのために、締付ス
リーブは複数の、例えば３個または４個の縦溝を有す
る。

【００１５】本発明によるチャックにおいて、締付スリ
ーブまたは工具シャンクは、非常に狭いくさび角度（好
ましくは３．５゜以下）で締付られる。このような狭い
くさび角度は、特にウォーム歯車またはかさ歯車のよう
な高減速比のチャックピニオンと連係して高い締付力を
可能にするが、通常、追加のセンタリングを必要とす
る。本発明によるチャックは、追加のセンタリングなし
に済む；狭いテーパのセンタリングは、その対応する円
錐形の内面（内壁）を有するセンタリング開口によって
のみ生じる。締付要素の自己制止を生じる狭いセンタリ
ング開口が、締付スリーブまたは締付シャンクに作用す
る、例えばマイタ歯車によって生じることがある傾動モ
ーメントにもかかわらず、シリンダガイド等のような追
加措置なしに非常に良好なセンタリングと共に良好な同
心回転を発生できることが明らかになった。これは、驚
くべきことに、締付要素が自己制止によって動いている
にもかかわらず、一旦斜めに固着すると、もはや自ら
「真直ぐに動かす」ことができない。

【００１６】さらに、締付装置を作動するためのマイタ
歯車は、例えば差動ねじ配列のような同軸の締付装置に
比べて、補助装置なしに必要な締付モーメントをチャッ
クに取込むことができる長所を提供する。この長所は、
特に、狭いテーパを押し離すために高い作動モーメント
を必要とするチャックの開時に見ることができる。

【００１７】締付要素（締付スリーブ）は、例えば雄ね
じを具備した突出部を有し、その外径は、その突出部に
隣接する端部で円錐形の締付スリーブの外径よりも小さ
い。それによって、締付スリーブは非締付状態でチャッ
クから、しかも手動でおよび特別の工具を使用せずに螺
出することができる。締付スリーブは、ケーシング体の
中に耐捩り性に軸支されず、この締付スリーブは単に摩
擦係合式にその外面で開口の中に固着する。締付スリー
ブは、それによって、これが締付固定されていないと
き、自在に回動可能である。それによって、チャックは
簡単な措置によって簡単に締付要素の交換により様々な
シャンク径と、必要がある場合は様々なシャンク形状と
に合わせることができる。

【００１８】締付スリーブは、３．５゜以下のくさび角
度を有する、すなわち側面が回転軸に対して３．５゜以
下だけ傾斜している。それによって、極度に高い締付力
が発生し、これが高い伝達可能のトルクをもたらす。そ
のために必要な高い引張力は、締付スリーブの回転体の
直接的係合によって達成される。有利には、くさび角度
は２゜以下になり、このくさび角度は本実施例において
１．２５゜になる。

【００１９】締付スリーブには、ケーシング体の中で軸
方向に変位不能かつ回動可能に軸支された回転体が属し
ているチャックピニオンが割当てられている。軸方向に
軸支する枠内で、この回転体は必要がある場合に所定の
僅かな軸クリアランスを有することができる。しかし、
この回転体は、両軸方向にケーシング体に対応する軸受
装置を介して所定に当接する。回転体の回転は、開口の
中で摩擦係合によって回動不能に固着する締付スリーブ
の引込みが開口の中に生じ、かつそれによって、反対方
向に回動する際に締付スリーブの締付または押出しが生
じる。閉および開、すなわち締付スリーブの軸運動は、
締付スリーブの締付ねじに対して回転体の雌ねじの螺動
によって達成される。その直径は、締付スリーブの外径
よりも小さいために、ねじ摩擦を克服するため、単に小
さい摩擦モーメントのみが必要であり、それによりチャ
ックの閉（および開）時に回転体を駆動するために小さ
いトルクだけが必要になる。逆に、大きい駆動モーメン
トにより非常に大きい引張力と共に締付スリーブに非常
に大きい引張力を達成することができる。

【００２０】回転体は、例えば回転体の外歯車装置と係
合する、例えばウォームのようなマイタ歯車を介して作
動される。これは、駆動装置へ良好に近接する直接的な
長所を有する。ウォームの回転軸は、チャックの回転軸
と交差し、かつ側面でこの回転軸を通過する。従って、
ウォームは側面でチャックに取付けられる工具によって
作動させることができる。作動は、チャックがワークス
ピンドルまたはスピンドルホルダに連結されている間に
行うことができる。チャックのシャンクによる近接は不
要である。

【００２１】チャックがワークスピンドルから弛められ
たとき、チャックは手で保持され、かつ例えば１４Ｎｍ
の作動モーメントを手工具によって取出すことができ
る。チャックを収容部の中に軸支することは不要であ
る。

【００２２】回転体と締付スリーブの間に形成された締
付ねじ連結が回転体の回転時にシャンクの締付および解
除のために締付スリーブの軸運動を生じさせる。締付ス
リーブの回転時、締付ねじ連結は、これをケーシング体
の開口から導出するために、すなわち締付スリーブ交換
のために、締付スリーブの軸運動を生じさせる。従っ
て、様々なシャンクへの適合は、特に締付スリーブを非
耐捩り性に軸支するために開口の中で簡単な方法で可能
になる。締付要素（締付スリーブ）は、回転体から螺出
可能である。これは、特に、回転体の対応する回転によ
って締付スリーブの固定座が開口の中で多少弛められた
場合である。

【００２３】締付ねじは、回転体の各側面運動より大き
い半径クリアランスを有する。それによって、締付スリ
ーブおよび回転体はラジアル方向に力に応じて連結を外
される。それによって、締付スリーブおよびマイタ歯車
がラジアル方向に力に応じて連結を外される。締付スリ
ーブのセンタリングは、それによって円錐座によっての
みセンタリング開口の中に生じさせられる。

【００２４】チャックは、それによって高い伝達可能の
トルクのみならず、非常に良好なセンタリングおよび精
度を提供する。

【００２５】ケーシング体から締付スリーブへのトルク
の伝達は、締付スリーブ（締付要素）とケーシング体の
間の摩擦係合によってのみ行われる。開口の中の締付ス
リーブの耐捩り性の固定用の形状嵌合手段は設けられて
いない。同様に、工具とケーシング体の間に形状嵌合手
段が全く設けられておらず、それによりトルクの伝達が
全体的に完全に摩擦係合式に行われる。

【００２６】回転体の作動、すなわちその回転は、上述
のように、ウォームが回転体の外歯車装置と噛合うこと
によって、ウォーム歯車で生じさせることができる。別
法として、回転体は、この回転体のための回転駆動装置
として利用されるかさ歯車と噛合う歯車装置を具備する
ことができる。ウォームまたはかさ歯車を所定のように
回動させるために、特殊工具、例えば四角具と係合させ
ることができる連結装置を具備することができる。

【００２７】回転体は、少なくとも１つのスラスト軸受
によって少なくとも１つの軸方向でケーシング体に支持
されている。好ましくは、回転体は両軸方向にスラスト
軸受を通して案内されている。スラスト軸受は、さらに
好ましくは転がり軸受として形成されている。これは、
負荷下に回転体を回動させるために必要な駆動モーメン
トをさらに低減し、かつそれによって所定の駆動モーメ
ントで達成可能の引張力が高まる。それによって、さら
に締付要素のラジアル締付力が高められ、これが高い伝
達可能のトルクを可能にする。さらに、開のために必要
な作動モーメントを締付に必要なトルクに調整すること
が可能になる。開時に、チャックピニオンの付着摩擦と
締付スリーブの付着摩擦とを克服することができる（引
離モーメント）。これは、特に、３．５゜以下の締付ス
リーブの小さいくさび角度で高くなる。回転体の転がり
軸受によって、それを限度内に保持することができる。

【００２８】停動モーメントは、作動工具の対応する設
計によって、例えば１４Ｎｍの最大値に制限することが
できる。本発明による解決策は、この最大値によってチ
ャックを再び弛めることも可能にする。

【００２９】本発明によるチャックの好ましい実施の形
態のその他の特殊性は、チャックの締付位置とチャック
の開位置の間の回転体の回転クリアランスである。締付
スリーブが締付位置にあるとき、締付スリーブが回転体
とその第１の軸方向のスラスト軸受を介してケーシング
体で支持される。引張スリーブは、ここに生ずる摩擦力
の克服下に開方向に回動されるとき、締付スリーブが弛
められるが、テーパ形の開口の中で圧入により変位不能
にその場所にとどまる。回転クリアランスの通過によっ
て、回転体が別のスラスト軸受を介してケーシング体に
支持され、かつ締付スリーブを押離し始める。締付ねじ
連結のねじクリアランスと必要がある場合は回転体の追
加の軸クリアランスとによって生じる回転体の回転クリ
アランスにより、作動が軽減され、かつより高い締付力
が可能になる。これは、そのため締付スリーブを弛める
際に、回転体の締付を弛めるために必要な第１の最大ト
ルクが発生する原因となる。回転クリアランスの通過
後、締付スリーブを固定座からその開口の中で弛めるた
めに必要な作動トルクの第２の最大トルクが生じる。両
方の最大トルクが重ならなければ回転体を弛めるための
付着摩擦と締付スリーブを弛めるための付着摩擦を同時
に克服する必要がないため、作動装置によってしっかり
固着した締付スリーブも押離すことができる。

【００３０】締付スリーブの開は、締付スリーブおよび
／または開口の内壁の摩擦低減被膜によってさらに改善
される。この被膜は、好ましくは低温で取付けられる衝
撃に強い硬質被膜である。ここでは２００℃以下の温度
が好ましい。それにより、ばね鋼のばね硬度を損なうこ
となく、ばね鋼製の締付スリーブを使用することが可能
になる。

【００３１】回転体は、好ましくは締付スリーブが突出
する中央開口を具備している。これは、コンパクトな形
状を与える。好ましくは、マイタ歯車の両側に配置した
ラジアル軸受は、締付スリーブの側面の調整不良を防止
する。換言すれば、ラジアル軸受は、マイタ歯車から出
る半径方向力を締付スリーブから遠ざけ、それにより締
付スリーブが補助措置なしにテーパ形の開口の中の座に
よってセンタリングされたままになる。

【００３２】好ましくは、例えばその両方の前面で密閉
する１つまたは２つのシール装置を回転体に設けてい
る。それによって、回転体の軸受とその作動装置が汚れ
から保護される。

【００３３】必要がある場合は、締付要素（締付スリー
ブ）が、例えば軸方向に調整可能に軸支された係止ボル
トを具備することができる。調整するために、ねじを利
用することができる。好ましくは、締付ボルトが両方の
軸方向から近接できる。このようにして、工具を締付ス
リーブの中に固着するとき、締付ボルトを調整すること
が可能になる。さらに、チャックが、工具スピンドルに
固着されるが、工具を担持しないとき、係止ボルトを調
整することが可能になる。

【００３４】好ましい実施の形態において、締付スリー
ブは、環状形状の段を回転体の中に割当てた環状ショル
ダを具備している。この環状ショルダおよび環状段は、
例えば工具がチャックの中へ挿入されずかつ回転体が回
動されるとき、締付スリーブが極端に開口の中へ引入れ
られることを防止する係止装置を形成する。この係止装
置によって、締付スリーブの損傷を回避することができ
る。

【００３５】好ましい一実施の形態において、基本ケー
シングが分割型に形成されている。これは、回転体、マ
イタ歯車および回転体用の軸受装置に場所を提供する第
１ケーシング部を有する。第２ケーシング部は、このケ
ーシング部に載置されており、それによって回転体が軸
方向に固定されかつ回転体の収容室が軸方向に閉鎖され
る。第２ケーシング部は、締付スリーブ用の円錐座を有
しかつ第１ケーシング部にねじ止めされかつ接着され
る。これは、永続的に精密な、第１ケーシング部に対す
る第２ケーシング部の整列を保証する。別の連結技術が
適用可能であり、例えば第２ケーシング部を第１ケーシ
ング部から焼ばめすることができる。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態につい
て説明するが、その他の好ましい詳細は、請求項、図面
または明細書からも明らかである。図面に本発明の実施
例を具体的に示す。

【００３７】図１に、ケーシング体２とその中に軸支さ
れた締付スリーブ３とを有するチャック１を具体的に示
す。ケーシング体２は、第１ケーシング部４と第２ケー
シング部５とを有する。ケーシング部４は、本質的に回
転対称に形成されており、かつケーシング体２をマシン
スピンドルに固定することに利用されるテーパシャンク
６を具備している。さらに、ケーシング体２は、自動工
具交換用のまたは他の方法でチャック１の操作用のそれ
自体公知のグリップフランジ７を具備することができ
る。

【００３８】第２ケーシング部５は、ケーシング部４に
ねじ止めされている。このケーシング部は、そのために
ねじを具備した第１ケーシング部４の突出部９にねじ止
めされたキャップナットの形式に従って形成された部分
８を有する。両方のケーシング部４、５を互いに整列す
るために、第１ケーシング部４の環状ショルダ１２にそ
の前面１１を有する第２ケーシング部５の平坦な当接部
が利用される。ねじ連結は、接着剤によって固定され、
かつそのため取外しできない。センタリング開口１４の
精度は、好ましくは接合部によって確立される。

【００３９】第２ケーシング部５の中に、本質的にテー
パ形の内壁１５を有するテーパ形に先細りになるセンタ
リング開口１４が形成されている。センタリング開口１
４は、平坦に内壁１５に当接する、対応する円錐形の外
面１６を有する締付スリーブ３の軸支およびセンタリン
グに利用される。センタリング開口１４は、第１ケーシ
ング部４の中で延長する、回転対称に形成されかつ本質
的にセンタリング開口１４と同軸に配置された収容室１
７に通じる。センタリング開口１４および収容室１７
は、チャック１の回転軸も形成する共通の軸１８と同軸
に配置されている。収容室１７は、センタリング開口１
４より大きい直径を有する。収容室１７から、テーパシ
ャンク６を通して通過開口が通じている。

【００４０】収容室１７の中に、締付スリーブ３を軸方
向にセンタリング開口１４の中に引き入れまたはそこか
ら押出すことに利用されるスリーブ状の回転体２０が属
しているチャックピニオン１９が固着される。回転体２
０は、そのため回動可能に、軸方向に本質的に、ただし
変位不能に収容室１７の中に軸支されている。

【００４１】回転体２０は、本質的に円筒形に形成され
ておりかつ平坦に内壁１５に連接する中央開口２３を有
する。回転体２０のほぼ中央に、環状ショルダ２４で中
央開口２３が先細りになる。環状ショルダ２４から出発
して、中央開口２３のより狭い部分が雌ねじ２５を具備
している。

【００４２】収容室１７（ラジアル軸支）の中に回転体
２０を回動可能に軸支するために、回転体２０が、収容
室１７の対応する円筒形の内面に通じた円筒形の外面２
６、２７を具備している。これがラジアル軸受を形成す
る。軸方向に軸支するために、例えば球３１のような転
がり体を介して、収容室の対応する軸方向に指向した平
面に支持された、軸方向の圧縮面２８、２９が利用され
る。これがアキシアル軸受３１ａ、３１ｂを形成する。

【００４３】中央開口２３とセンタリング開口１４をそ
の他の収容室１７に対して密閉するために、ケーシング
部４の中に通過開口を取囲み、例えばＯリングのような
シール手段が固着される収容室１７に対向する環状溝３
２が設けられている。それに対応して、第２ケーシング
部５の中にセンタリング開口１４を取囲み、収容室１７
に対向する、同様に例えばＯリングのようなシール手段
の収容に利用される環状溝３３が設けられている。両方
のＯリングは、回転体２０の対応する前面に当接し、か
つそれによって特に球３１によって形成された転がり軸
受３１ａ、３１ｂを密閉する。

【００４４】作動、すなわち回転体２０を回転するため
に、マイタ歯車が利用される。これには、その回転軸が
軸１８に対して斜めに指向されかつ回転体２０の外側に
設けられた歯２１と係合するウォーム３４が属してい
る。回転体２０およびマイタ歯車は、チャックピニオン
を形成する。特に図２から明らかなように、ウォーム３
４は回動可能であるが、それと同時に軸方向に変位不能
に対応する横穴３５の中に収容されている。ウォーム３
４の勾配は、その場合、ウォーム３４が締付スリーブ３
を締め付ける際に前面で球３６を介して横穴３５の底部
に支持されるように選ばれる。反対方向に、ウォーム３
４がスナップリング３７によって固定されている。ウォ
ーム３４の自由前面に設けた内部形状３８は、例えば六
角具またはその類似物のような連結装置として対応する
工具の取付に利用される。

【００４５】締付スリーブ３は、図３および４に別途示
している。この締付スリーブは、テーパ形の側面１６が
形成された第１の円錐部を有する。この円錐部に、締付
スリーブ３が開口１４の中に挿入されたとき、中央開口
２３の中に突出するシリンダ部４１が続く。次に、この
部分に、その外径が部分４１の外径より小さい突出部４
２が続く。突出部４２は、回転体２０の雌ねじ２５に適
合する締付ねじ４３を具備している。

【００４６】締付スリーブ３は、図１または図４に具体
的に示すように、工具の円筒形の締付シャンクを収容す
るためにシャンク開口４５を具備している。シャンク開
口４５は、軸１８と同軸に向けられている。締付スリー
ブ３の外周面から、ラジアル溝４６、４７、４８、４９
がシャンク開口４５に通じており、それにより互いに独
立した４つの締付フィンガ５１、５２、５３、５４が開
いている。これらの締付フィンガは、締付スリーブ３が
開口１４の中に引き入れられるとき、半径方向に互いに
移動する。

【００４７】締付スリーブ３は、少なくともその外面１
６に摩擦低減被膜を具備した別態様でありまたは補完し
てセンタリング開口の内壁が摩擦低減被膜を具備するこ
とができる。被膜として炭素過剰に含有する炭化タング
ステン（ＷＣＣ）、ダイヤモンド状の炭化被膜または別
の平らな、衝撃に強い硬質被膜が考慮される。この被膜
は、開時のセンタリング開口１４の締付スリーブ３と内
壁の間の締付および付着摩擦の克服を軽減する。摩擦低
減被膜は、その摩擦低減にかかわらず、締付状態での摩
擦係合によるトルク伝達を可能にする。必要がある場合
は、さらに締付スリーブ３と基体２の間に作用する形状
嵌合式の耐捩り具を設けることができる。

【００４８】締付スリーブ３は、図１に具体的に示すよ
うに、雌ねじを有しかつ調整ボルト５７の中にそのシャ
ンクと共に固着する通過開口５６を具備することができ
る。さらに、この調整ボルト５７は、シャンク開口４５
の中に有りかつシャンク開口４５の中に挿入される工具
シャンク用の係止部を形成する頭部を有する。調整ボル
ト５７は、冷却液用の通路を作るために中空に穴あけす
ることができる。さらに、この調整ボルトは両端に、そ
の手工具で所定の回動を可能にするために、連結手段、
例えば六角穴５８を具備することができる。

【００４９】ここまで説明したチャック１は、以下のよ
うに作動する。

【００５０】まず、チャック１が図１に具体的に示した
状態を有すること、すなわちこのチャックが締付スリー
ブ３を、中央開口２３の雌ねじ２５と突出部４２が係合
するようにセンタリング開口１４の中に挿入することを
前提にする。締付スリーブ３の外面１６は、摩擦係合式
にテーパ面１５に当接する。しかし、この締付スリーブ
は、まだ締め付けられていない。この状態で、工具の円
筒形のシャンクをシャンク開口４５の中に挿入すること
ができる。

【００５１】これが行われたとき、締付スリーブ１は、
工具のシャンクが締付スリーブ３と共にチャック１の中
で緊定されるように作動させることができる。そのため
に、ウォーム３４は、好適な工具、例えばねじ回しまた
はスパナのようなものを用いて、対応する減速によって
回転体２０が回動されるように回動される。これは、そ
の場合に、雌ねじ２５が突出部４２を中央開口２３の中
に引き入れるような回転方向に動かされる。それによっ
て、締付スリーブ３がセンタリング開口１４の中に引き
入れられ、かつ工具シャンクが緊定される。回転体２０
は、その場合に球３１を介して第２ケーシング部５に支
持される。

【００５２】締付スリーブのくさび角度、すなわちその
外部の側面（外面１６）がそのシャンク収容開口４５の
円筒内面によって取囲む１゜〜２゜の鋭角によって、回
転体２０から突出部４２へかつそれにより締付スリーブ
３へ実行された引張が、一方で工具の円筒形のシャンク
を締付スリーブ３の中に緊定し、かつ他方で締付スリー
ブを開口１４の中で耐捩り性に固定する半径方向の面圧
を生じさせる。

【００５３】雌ねじ２５に発生する摩擦と、ウォーム３
４の自己制止とにより、締付スリーブ３が締付位置にと
どまり、それにより締付られた工具が両回動方向に右回
転にも左回転にも駆動することができる。これは締付ス
リーブ３のその他の回動固定具がなくかつ高いトルクを
有する。この高いトルクは、特に締付時に回転体２０の
易近接性によって保証される。この易近接性には、球３
１によって形成された軸方向の転がりスラスト軸受３１
ａを介した回転体２０の軸支および突出部４２の小さい
直径が貢献する。

【００５４】締付けた工具を弛める必要があるとき、締
付スリーブ３は開口１４から軸方向に離動される。少な
くとも、その固定した座が弛められる。そのために、回
転体２０が逆方向に回動される。まず初めに、その場合
に回転体２０がその締付位置に保持された付着摩擦が克
服される。この付着摩擦は第一に突出部４２の雄ねじ４
３に発生する。そのために、ウォーム３４が逆方向に回
動される。まず初めにウォーム３４が弛められ、かつそ
の螺旋とウォームが係合する回転体２０の外歯との間で
調整される歯元面クリアランスが通過する。このクリア
ランスを通過すると、ウォーム３４がさらなる回動によ
ってまず初めに回転体２０を弛める。この回転体は、そ
こでその自己の軸クリアランスおよび雌ねじ２５と雄ね
じ４３の側面の間のねじクリアランスの枠内で自由に回
動可能である。さらに回動すると、ねじ２５、４３の側
面が再び係合し、かつ図１右側の後部のスラスト軸受３
１ｂが回転体２０のさらなる支持を引き受ける。これ
は、ここでさらに回動すると突出部４２を中央開口２３
から螺出し、かつそれにより締付スリーブ３をその圧ば
めから押出す。

【００５５】ねじ２５、４３の側面間の所定のクリアラ
ンスおよび／または回転体２０の所定の軸方向の移動性
を意図的に維持することにより、緊定した回転体２０を
弛めるために必要な最大トルクと締付スリーブ３の押出
しに必要な最大トルクとの間に回転クリアランスがある
ことによって達成することができ、それによって非常に
固く固着する締付スリーブ３も比較的小さい作動モーメ
ントで再び弛めることができる。特に、この開モーメン
トは締付けに必要な値より大きくしない値に制限するこ
とができる。逆に、これは、非常に高い締付け力にチャ
ックの設計、すなわち非常に狭いくさび角度と高いチャ
ックピニオン減速による締付スリーブ利用を可能にす
る。外面１６と回転軸１８の間のくさび角度は、２゜以
下にすることができ、かつ好ましくは１．２５゜にな
る。締付スリーブ３は、それによって自己制止しながら
センタリング開口１４の中に保持されている。

【００５６】工具を別の締付シャンクで、例えばより小
さい直径の締付シャンクで締付ける必要があるとき、締
付スリーブ３が交換される。そのために、これは開状態
で難なくセンタリング開口１４から螺出することができ
る。これは開状態で回動可能でありかつその突出部４３
によってのみ中央開口２３の雌ねじ２５の中に保持され
ている。締付スリーブ３がセンタリング開口１４から取
出されるとき、別の締付スリーブ３をセンタリング開口
１４の中に挿入し、かつ数回の回動によって中央開口２
３の中にねじ止めすることができる。チャック１は、そ
れによって他の工具の締付け用に準備される。

【００５７】締付スリーブ３は、工具上にとどめること
もできる、すなわち、チャック１が弛められたとき、工
具を締付スリーブ３と一緒にセンタリング開口１４から
螺出することができる。

【００５８】新しい締付スリーブ３がセンタリング開口
１４の中に挿入され、かつ締付スリーブ３がまだ工具を
支持していないとき、環状ショルダ２４を通るチャック
１の誤った締付けによる締付スリーブ３の損傷が回避さ
れる。締付スリーブ３が不可逆的な損傷を受けるまで長
くこの締付スリーブがセンタリング開口１４の中へ引き
入れられる前に、この環状ショルダに、突出部４２に隣
接する締付スリーブ３の前面が当接する。

【００５９】チャック１の変形した実施の形態は、図５
から明らかである。後述する細部に至るまで、上記チャ
ック１（図１〜４）と一致する。その説明をそれに準じ
て参照されたい。上記のチャック１と異なる点は、図５
に記載のチャックの場合、短い形状が選ばれていること
である。そのために、図１に記載のチャック１において
グリップフランジ７の前に配置されたウォーム３４がグ
リップフランジ７の領域に配置されている。これは、さ
らにコンパクトな形状を生ぜしめる。

【００６０】前部および後部のスラスト軸受３１ａ、３
１ｂは、図５から明らかなように、球３１が軸方向に向
けられた面のみならず、さらにケーシング部４もしくは
回転体２０に形成された円筒面に割当てられている場
合、回転体２０の軸方向の軸支のみならず、同時にその
半径方向の軸支にも利用することができる。そのため
に、回転体２０は、図５に具体的に示した環状面６１、
６２と円筒面６３、６４とを有する。ケーシング部４に
は、円筒面６５、６６ならびに環状面６７が設けられて
いる。前部のケーシング部５は、軸支に利用される環状
面６８を有する。それにより、環状面６１、６８が球３
１によって第１の軸方向のスラスト軸受３１ａを形成
し、かつ環状面６２、６７が球３１によって第２の軸方
向のスラスト軸受３１ｂを形成する。円筒面６４、６５
は球３１によって第２のラジアル軸受を形成する。円筒
面６３、６６は球３１によって第１のラジアル軸受を形
成する。

【００６１】図６および７は、さらにより小さい内径を
有する締付スリーブ３ａ、３ｂを具体的に示す。そのシ
ャンク収容開口４５の小さい直径に従って、対応する狭
い調整ボルト５７ａも挿入されている（図６）。これ
は、図７に具体的に示すように、省くこともできる。

【００６２】図８に、締付スリーブ−締付装置１の別法
の実施の形態を具体的に示している。上記の実施の形態
との構造および機能の同一性がある場合、同一に維持す
る符号を基礎として上記説明を参照されたい。上記説明
の実施の形態と異なる点は、図８による締付スリーブ−
締付装置１がその締付スリーブ３に対向する側に雄ねじ
を具備した突出部１０１を有することである。締付ねじ
は、突出部４２の穴の中に設けられた雌ねじ１０２であ
る。これは、半径クリアランスによってケーシング体２
の部分５の中に固着し、かつそれによって側面が空いて
いる。センタリングはセンタリング開口１４によっての
み行われる。この実施の形態で好ましいことは、ねじ径
が小さいためにねじ摩擦が小さいことである。雄ねじ１
０７と雌ねじ１０２の係合によって形成された締付ねじ
連結は、収容室１７の前に配置されている。これは、チ
ャック１の狭い形状を可能にする。

【００６３】別法として、図９に記載の短形状を選ぶこ
とができる。このチャック１は、回転体２０を有し、そ
の中央開口２３の中に雄ねじを具備したボルト１０５が
固着する。これは、耐捩り性にその他の回転体２０に連
結されており、かつ締付スリーブ３の方向に突出する雄
ねじを支持する、締付スリーブ３の雌ねじ１０２と係合
する突出部１０６を有する。締付スリーブの突出部４２
は、ラジアル方向に回転体２０によって案内されない。
むしろ、締付スリーブ３のガイドは、ケーシング体２の
部分５、すなわちセンタリング開口１４の中でのみ行わ
れる。それにより、回転体２０の傾動モーメント、半径
方向運動および傾動運動が締付スリーブ３に伝達されな
い。ボルト１０５は、回転体２０と溶接、接着または他
の方法で軸方向および回動方向に固定して連結すること
ができる。

【００６４】

【発明の効果】この形状の長所は、図１に記載の形状の
場合のように、軸受３１ａ、３１ｂの間の締付ねじ連結
の配列にあり、これが、回転体の側面運動、半径方向運
動、傾動運動等が本質的に締付要素３に伝達されないこ
とを生じさせる。これは特に、回転体２０が本質的に締
付ねじ連結を介してのみ締付要素３に連結されており、
すなわち回転体２０および締付スリーブ３が他の方法で
接触しないためである。それにより、回転体２０が締付
スリーブ３用のガイドを引受けない。これは、他の全て
の実施の形態にも当てはまる。

【００６５】締付スリーブ−締付装置１は、ケーシング
体２のテーパ形のセンタリング開口１４の中に軸支され
た締付スリーブ３を有する。締付スリーブ３の緊定およ
び開放のために、回転体２０が属しているチャックピニ
オン１９が利用される。これは、雌ねじまたは雄ねじを
具備した中央開口２３を有し、かつこれが締付スリーブ
３と直接係合する。回転体２０は、好ましくは転がり軸
受を介してケーシング体２の対応する軸受面に支持され
る。回転体２０は、減速駆動装置を介して、例えばウォ
ーム３４を介して駆動されている。それにより、締付ね
じ２５の比較的小さい直径と小さいテーパ角度との関係
で高い締付力を発生させることができる。締付ねじ２５
の小さい直径は、小さいねじ摩擦を保証する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるチャックの縦断面図である。

【図２】図１におけるチャックを一部切断した正面図で
ある。

【図３】図１におけるチャック用の締付スリーブの正面
図である。

【図４】図３における締付スリーブの正面図である。

【図５】締付装置の変形例による実施の形態の縦断面図
である。

【図６】図５におけるチャック用の締付スリーブもしく
はコレットチャックの縦断面図である。

【図７】図５におけるチャック用の締付スリーブもしく
はコレットチャックの縦断面図である。

【図８】チャックの別法の実施の形態を示す縦断面図で
ある。

【図９】チャックのもう１つの実施の形態を示す縦断面
図である。

【符号の説明】

１チャック２ケーシング体３締付スリーブ１４センタリング開口１６外面１７収容室１７ａチャックピニオン２０回転体２０ａマイタ歯車３４マイタ歯車４３締付ねじ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】チャック（１）であって、シャンクに形
成され、またはそれと連結可能であり、かつ円錐形の外
面（１６）を有し、かつ締付ねじ（４３）を具備してお
り、前記外面（１６）が３．５゜未満のテーパ角度を決
定する締付要素（３）と、この締付要素（３）の収容用
に設けられたテーパ形に先細りになるセンタリング開口
（１４）と、チャックピニオン（１７ａ）用の収容室
（１７）とを有し、前記センタリング開口（１４）が前
記収容室（１７）の中に通じるケーシング体（２）とを
備え、前記チャックピニオン（１７ａ）に、前記収容室
（１７）の中に前記センタリング開口（１４）と同軸に
配置されかつ回動可能ならびに軸方向に本質的に変位不
能に軸支されかつ直接前記締付ねじ（４３）に係合する
ねじを有し、かつマイタ歯車（２０ａ、３４）を介して
作動装置（３８）に連結されているチャック。
【請求項２】前記ケーシング体（２）の前記締付要素
（３）が中央の前記センタリング開口（１４）の内壁の
円錐形の前記外面（１６）のユニットによってのみセン
タリングされた、請求項１に記載のチャック。
【請求項３】回転体（２０）が、前記締付要素（３）
が固着する中央の収容部（２３）を有する、請求項１に
記載のチャック。
【請求項４】回転体（２０）が雄ねじを有し、かつ前
記締付要素（３）が前記締付ねじ（４３）として雌ねじ
を有する、請求項１に記載のチャック。
【請求項５】マイタ歯車（１７ａ）が、前記締付ねじ
（４３）も配置されている平面に配置された、請求項１
に記載のチャック。
【請求項６】前記締付ねじ（４３）が、マイタ歯車が
配置されているラジアル面の外側に配置された、請求項
１および４のいずれか1項に記載のチャック。
【請求項７】マイタ歯車（１７ａ）が側面で前記締付
要素（３）の横に配置された、請求項１に記載のチャッ
ク。
【請求項８】回転体（２０）が、その外周面に、ウォ
ーム（３４）と係合する歯車装置の歯によって形成され
た回転駆動装置（３４）と駆動によって連結するための
要素（２１）を有する、請求項１に記載のチャック。
【請求項９】回転体（２０）がその外周面に歯車装置
の歯によって形成され、前記歯がかさ歯車と係合する回
転駆動装置（３４）と駆動によって連結するための要素
（２１）を有する、請求項７に記載のチャック。
【請求項１０】作動装置が、側面で前記ケーシング体
（２）の横に配置されるものと連結するためのハンドル
または連結手段（３８）である、請求項１に記載のチャ
ック。
【請求項１１】回転体（２０）が第１の軸方向のスラ
スト軸受（３１ａ）を介して締付方向に前記ケーシング
体（２）に支持されている、請求項１に記載のチャッ
ク。
【請求項１２】第１の軸方向のスラスト軸受（３１
ａ）が転がり軸受である、請求項４に記載のチャック。
【請求項１３】回転体（２０）が第２の軸方向のスラ
スト軸受（３１ｂ）を介して開方向に前記ケーシング体
（２）に支持された、請求項１に記載のチャック。
【請求項１４】第２の軸方向のスラスト軸受（３１
ｂ）が転がり軸受である、請求項１３に記載のチャッ
ク。
【請求項１５】回転体（２０）がマイタ歯車（２２
ａ、３４）の両側に向かってラジアル軸受により前記ケ
ーシング体（２）に軸支された、請求項１に記載のチャ
ック。
【請求項１６】前記締付ねじ（４３）が前記締付要素
（３）の他の各外径より小さい直径を有し、かつ前記締
付要素（３）が回転体（２０）から螺出可能である、請
求項１に記載のチャック。
【請求項１７】回転体（２０）の締付ねじ連結および
軸クリアランスが、前記回転体（２０）が前記締付要素
（３）を開口（１４）の中へ引張る締付位置と、前記回
転体（２０）が前記締付要素（３）をその締付位置から
押圧する開位置との間の回転体−回転クリアランスを決
定する、請求項１に記載のチャック。
【請求項１８】締付ねじ連結がそれぞれのマイタ歯車
によって生じる回転体（２０）の半径方向運動より大き
い半径クリアランスを有する、請求項１に記載のチャッ
ク。
【請求項１９】締付スリーブ（３）および／または前
記センタリング開口（１４）の内壁が摩擦低減被膜を具
備した、請求項１に記載のチャック。
【請求項２０】被膜の摩擦係数が前記センタリング開
口（１４）の内壁に対して０．０５〜０．１５になる、
請求項１９に記載のチャック。
【請求項２１】前記被膜が衝撃に強い硬質物質被膜で
ある、請求項１９に記載のチャック。
【請求項２２】前記被膜が平滑なダイヤモンドに似た
炭素被膜またはその他の、低温（２００℃未満）で製造
し得る被膜である、請求項１９に記載のチャック。
【請求項２３】前記被膜が炭素被膜を有する炭化タン
グステン被膜または他の、低温（３００℃未満）で製造
し得る被膜である、請求項１９に記載のチャック。
【請求項２４】スラスト軸受（３１ａ、３１ｂ）がそ
れぞれ少なくとも１つのシール装置（３２、３３）に隣
接している、請求項１１または１３に記載のチャック。
【請求項２５】回転体（２０）がその中央開口（２
３）の中に、前記締付要素（３）の前面が割当てられ、
かつ締付路制限装置を形成する環状ショルダ（２４）を
有する、請求項１に記載のチャック。
【請求項２６】前記締付要素（３）がシャンク開口
（４５）に続いて雌ねじを具備した通過開口（５６）を
有する、請求項１に記載のチャック。
【請求項２７】通過開口（５６）の中に雄ねじを具備
した調整ボルト（５７）が挿入された、請求項２６に記
載のチャック。
【請求項２８】前記ケーシング体（２）が前記収容室
（１７）に続く、調整ボルト（５７）が近接する通過穴
（１９）を有する、請求項２７に記載のチャック。
【請求項２９】前記ケーシング体（２）が工作機械の
ワークスピンドルに連結するために、ならびにＷＺ−レ
ボルバまたは類似のＷＺ−収容部に連結するために設け
られた、請求項１に記載のチャック。
【請求項３０】前記ケーシング体（２）が、互いに前
記収容室（１７）で連結された第１ケーシング部（４）
と第２ケーシング部（５）とから分割型に構成された、
請求項１に記載のチャック。
【請求項３１】ケーシング部（４、５）が互いに着脱
不能に連結された、請求項３０に記載のチャック。
【請求項３２】前記ケーシング体（２）がその前面に
前記センタリング開口（１４）を取囲む工具またはその
部分を支持するための平面を有する、請求項１に記載の
チャック。