JP2008529821A - 自己心出しドリルビット用チャック - Google Patents

Abstract

チャックは、鼻部と尾部を有するほぼ円筒体の部材を有する。尾部は、駆動軸と結合するよう構成されて、本体は駆動軸と共に回転する。鼻部は、その中に形成される軸穴を有し、また複数の顎部は、摺動自在に置かれて軸穴の内部のビットに係合する。顎部の各々は、その上に形成されるビット係合顎部面を有する。一つ以上の心出し部材が、顎部に隣接して置かれる。所定の直径よりも小さい駆動軸径を有するビットを受け入れるよう構成された貫通路を、部材が画成する第一位置から、部材は変形可能である。所定の直径よりも大きい直径を有するビットの軸穴への挿入中に、部材はさらに、第二位置まで変形可能であるよう構成される。

Description

この出願は、“心出しドリル用チャック”と題名を付けられ、２００５年２月９日に出願された米国特許シリーズ第11/055,362号明細書の継続部分であり、“自己心出しドリルビット用チャック”と題名を付けられ,２００５年２月１８日に出願された米国特許仮出願第60/654,854号明細書の利点も請求している。上記の出願の開示は引用することにより本明細書の記載に替えられている。

本発明は、チャック及び、詳細にはユーザ係合構造の作動中にドリルビットに係合するよう構成された構造を有する自己心出しチャックに関する。

携帯工具駆動機は周知である。ドリルは、そのような駆動機と共に使用される最も普通の工具であるが、工具はまた、ネジまわし、ナットまわし、砥石付バリ取り器、及び他の切削又は研磨工具も含む。工具は様々な直径の軸部又は多角形断面を保有できるので、装置は普通、比較的広範囲に及ぶ調整可能なチャックを設けられる。チャックは、ネジ又はテーパ付きの穴により駆動機に取り付けできる。

多くのチャックが、技術開発されてきた。従来、互いに円周方向に約１２０°離れて間隔を開けられた三つの顎部を有するチャックは、駆動軸に取り付けられた本体に円周方向に置かれた通路により拘束される。拘束ナットに対する本体の一方向の回転が、顎部を工具軸部と掴み関係に又は掴み関係から離れるよう強制するように、チャックは構成される。そのようなチャックは、チャックを完全に開放される位置から顎部要素が互いに接触する位置まで手動回転により締め付け又は弛緩できる場合、キー無しにできる。

残念ながら、顎部がほぼ完全に撤退位置にある場合、一定の直径より小さなビットは、顎部要素間に適正に挿入できない。これらの条件下で顎部が締め付けられる場合、ビットが駆動機構と軸方向に整列されずに係合されることが多い。従来、ユーザは従って、一方の手にビットを保持してビットを手動で軸穴の内部に心出しすることを余儀なくされる。

従来技術の欠陥を克服するために、ハウジングとそこから延びる回転可能な駆動軸を有する手動又は電動の駆動機を用いて使用するためのチャックが開示されている。チャックは、鼻部と尾部を有するほぼ円筒体の部材を含む。尾部は駆動軸と結合するよう構成されて、本体は駆動軸と共に回転する。鼻部は、その中に形成される軸穴と、そこを通って形成され、軸穴を横断する複数の円周方向に置かれた通路を有する。複数の顎部の各々は、環状に置かれた通路の一つに摺動自在に置かれる。顎部の各々は、本体の一方の側に形成される顎部面とその反対側に形成されるネジ山を有する。少なくとも一つの変形可能な心出し部材が、鼻部の内部の顎部に隣接して置かれる。心出し部材は、所定の直径よりも小さい駆動軸を有するビットを受け入れるよう構成された貫通路を画成する。

別の実施形態では、鼻部と尾部を有するほぼ円筒体の部材を含むチャックが提供される。尾部は駆動軸と結合するよう構成されて、本体は駆動軸と共に回転する。鼻部はその中に形成される軸穴を有し、複数の顎部は軸穴の内部のビットに係合するよう摺動自在に置かれる。顎部の各々は、その上に形成されるビット係合顎部面を有する。複数の心出し部材が、顎部に隣接して置かれる。所定の直径よりも小さい駆動軸を有する工具ビットを受け入れるよう構成された貫通路を部材が画成する第一位置から離れて第二位置まで、心出し部材は変形可能である。心出し部材はさらに、所定の直径よりも大きい直径を有するビットの軸穴への挿入中に、第二位置まで変形可能であるよう構成される。

本教示のさらなる適用領域は、これから提供される詳細説明から明らかになるであろう。詳細説明と具体的事例は、好適な実施形態を示すが、単なる例証のためであり、本教示の要旨を限定することを意図していないことを理解するべきである。

本開示は、詳細説明と添付の図面からより完全に理解されるようになるであろう。

好適な実施形態の以下の記載は、実際は単なる代表例であり、本開示、その応用、又は用途を限定することを全く意図しない。

図１は、本開示の第一実施形態の教示に従うチャック構造２０の分解図を表す。チャック２０には、貫通穴２４、顎部組立体２６、駆動ソケット組立体（図示せず）を受け入れるビットを画成する円錐端部２３を有する円筒体２２がある。顎部組立体２６の顎部要素３２に係合するビットが、貫通穴２４を横断している。さらに後述されるように、心出し部材２５は、小径を有するビットを心出しし、また大径ビットの挿入中にチャック２０の内部で第一位置から第二位置まで変形するよう構成される。

顎部駆動組立体を、キーを用いて手動で駆動できる。あるいは自動的に駆動できて、そのことは引用することにより本明細書の記載に替える、２００５年２月１８日に出願され、“インパクト型チャック用の滑り止め反転装置”と題名を付けられた、Gehret、等による、共同譲渡された米国仮特許出願第60/654,852号明細書に開示されている。これらの構造は、顎部組立体３２が第一方向に回転される場合、顎部要素３２を一緒に移動させ、顎部組立体３２が第二方向に回転される場合、固定ソケットに対する係合を解除させる。

図２に示されるように、顎部要素３２は、ビット係合面３４とネジ駆動面３６を有する、ほぼ円筒体５０により画成される。顎部要素３２は、本体２２に画成される案内路３８を通って摺動自在に置かれ、且つ横断してビットに係合するよう構成される。一対の凹部切欠き５２がビット係合面に隣接している。顎部要素５２をビットに係合するために一緒に移動する場合、個々の顎部要素３２からの隣接する切欠き５２は、心出し部材受け入れ空間を形成する。

図３と４に見られるように、顎部ガイド２３は、その中に画成される複数の心出し部材用スロット３１を有する円錐部材である。心出し部材用スロット３１は、心出し部材２５の梁又は尾部部材６０の幅に一致する幅３７と、大きなビットの挿入の際に周囲を回転するために梁部材６０用の固定面を提供する画成された支持面３３を有する。さらに、ビットと顎部要素３２の通行と係合を可能にするよう構成される複数の顎部用スロット２７が、顎部ガイド２３に形成される。心出し部材２５は、円錐端部２３に画成される複数の心出し部材用スロット３１の周囲に半径方向に置かれる。

図７と８に見られるように、心出し部材２５は、所定の直径よりも小さい直径を有する駆動軸を有する小さなビット７６を受け入れるよう構成された貫通路５６を画成する。この貫通路５６は、チャック２０の軸方向通路と軸方向に整列される。図５と６において最もよく分るように、心出し部材２５は各々、梁又は尾部部材６０と三角形の頭部又は端部片６２から任意に形成される。三角形の端部片６２は、梁部材６０に対し折り曲げられ又は屈曲される。端部片６２は、梁部材６０に対し約９０°の角度に屈曲されることが好ましい。端部片６２はさらに、横軸に沿って折り曲げられてほぼ“Ｖ”形の面を形成する。三つの端部片６２の第一頂点は互いに隣接して置かれて、貫通穴５６を形成する。図７と８に見られるように、梁部材６０は、円筒型又は円形部材６４と任意に連結され又は一体形成されて、心出し組立体６６を形成する。心出し組立体６６は、プラスチック製顎部ガイド６８の上方に任意に置かれる（図３と４を参照）。

図９は、挿入された小さなビット７６を有する図１のチャック２０の横断面図を表す。小さなビット７６を貫通路５６の中に入れる場合、心出し部材２５は、小さなビットを顎部通路（顎部の側面間の領域から離れて）の中に導く。顎部要素３２（図示せず）が収束すると、ビット７６は、顎部行程の中心に推し進められる。顎部要素がビット７６に接近すると、心出し部材２５は、より狭い顎部要素３２の切欠き５２により作り出された空間の中へ推し上げられる。

図１０に示されるように、大きなビットは顎部間に不適正には捕捉されないので、大きなビット７８は従来から心出しを必要としない。大きなビット７８が軸方向の開口の中に挿入される場合、心出し部材２５は、顎部とカバーとの間の逃げ空間の中の、チャックの本体の中に折り曲げられて、ビット７８又は顎部要素３２により損傷されないようになる。第二位置においては、心出し部材２５は変形して大きなビット受け入れ穴を形成するよう構成される。その際、心出し部材２５は、チャック構造２０の中へ変形可能であり、三角形の端部片６２とビットの円形面の係合中に変形可能である。

図１１は、本発明の教示に従う心出し部材２５′を使用する押込みチャック８０の分解図を表す。押込みチャック８０は、チャックハウジング８２、チャックリテーナ８４、複数の顎部要素８６、顎部調節器８８、及びチャックシェル９１を有する。押込みチャック８０は、顎部要素８６を顎部リテーナ８４上の支持面に接触して押圧することにより機能して、顎部要素８６を一緒に移動させる。

図１２Ａ−１２Ｂは、図１１に示される顎部調節器８８を表す。顎部調節器８８は、顎部要素８６上のスロット付フランジ（図１５を参照）に係合するＪ形スロット９０を画成する。顎部調節器８８は、チャックハウジング８２（図１４を参照）の内部ネジ面９４と協働するネジ外面９２を有する。顎部要素８６は、連結されて回転可能であるが、顎部調節器８８に軸方向に固定される。図１３は、図１１に示されるチャックハウジング８２の断面図を表す。チャックハウジング８２は顎部調節器８８に対し駆動されて、ネジ面９２を顎部８６と一緒に推し進めるよう駆動する。

図１４と１５は、図１１に示されるチャックの端面と断面図を表す。顎部調節器８８に連結される顎部要素８６が示されている。さらに、チャックシェル９１又はチャックリテーナ８４の端部に固定されている複数の心出し部材２５′が示されている。図１６に示されるように、これらの心出し部材２５′は、ビット係合顎部要素８６間に置かれる。前述のように、心出し部材２５′は、小さなビット受け入れ貫通路９８を形成する。心出し部材２５′はさらに、大径のビットの挿入中に、顎部要素８６の切欠き５２により形成される空間の中の、チャック８０の中へ変形する。

心出し部材２５と２５′は、部材２５と２５′の第一位置から第二位置までの移動が、材料を弾性的に変形することにより起るような、材料及び構造で形成されることが好ましい。その際、材料は超弾性材料で、特にニッケル−チタン系から形成されるニチノール材料であることが好ましい。超弾性を示すニッケル−チタン合金は、ほぼ５０重量％ニッケルと５０重量％チタンを含む合金である。そのような合金に観測される超弾性の現象は、完全に可逆である８％程の大きな弾性変形の形で示される。しかしながら、鋼のような“通常の”合金とは異なり、負荷中、応力は歪に比例しない。また応力−歪曲線に、特徴的な平坦域が得られる。応力誘起超弾性による大きな弾性歪が可能であって、負荷中に、平坦域の開始で始まり、“通常の”応力―歪挙動が平坦域の終わりで再開するとき終わる相変態が起る。このことは、この合金を心出し部材２５と２５′用に極めて有用にする。その理由は、除荷中、歪の大きな変化（心出し部材により移動される戻り距離）に対し応力の変化がほんの僅かしか観測されないためである。大きなビットが軸穴の中に挿入される場合、心出し部材は他の十分に弾性的な材料から作製でき、また心出し部材２５と２５′の材料において完全な弾性変形を可能にする他の構造を取ることができることが予想される。

本開示の記載は、実際は単なる代表例であって、本発明の主旨から逸脱しない変更は本教示の要旨の範囲にあることが意図される。例えば、心出し部材は、様々なビット径を受け入れるよう構成できることが予想される。さらに、塑性変形に先行して起る大歪を可能にする様々な超弾性と弾性材料を、心出しパドルを形成するために使用できることが予想される。そのような変更は、本教示の精神と要旨からの逸脱として見なされるべきではない。

図１は、本開示の第一実施形態の教示に従うチャック構造の分解図である。 図２は、図１のチャックに示される顎部要素を表す。 図３は、図１に示されるガイドに類似の顎部ガイドの側面図である。 図４は、図１に示されるガイドに類似の顎部ガイドの頂面図である。 図５は、図１に示される心出し部材の側面の斜視図を表す。 図６は、図１に示される心出し部材の頂面の斜視図を表す。 図７は、図１に示される心出し部材組立体の斜視図である。 図８は、図１に示される心出し部材組立体の頂面図である。 図９は、小さなビットが挿入された図１のチャックの断面図を表す。 図１０は、大きなビットが挿入された図１のチャックの横断面図を表す。 図１１は、本開示の教示に従う押込みチャックの分解図を表す。 図１２Ａは、図１１に示される顎部調節器を表す。 図１２Ｂは、図１１に示される顎部調節器を表す。 図１３は、図１１に示されるチャックハウジングである。 図１４は、図１１に示されるチャックの端面図を表す。 図１５は、図１１に示されるチャックの断面図を表す。

Claims (17)

1. 一つ以上の顎部要素を有する顎部組立体であって、前記一つ以上の顎部要素は、締め付け不能位置と締め付け位置との間を移動可能である、顎部組立体と；
   前記締め付け不能位置と締め付け位置との間で、前記一つ以上の顎部要素を移動するために前記顎部組立体に連結される駆動機構と；
   前記締め付け不能位置において、工具を前記顎部組立体に心出しするための心出し機構であって、前記心出し機構は少なくとも一つの工具係合心出し部材を含み、前記工具係合部材は頭部と尾部を含み、前記頭部は前記尾部と連続し且つ前記頭部は前記尾部に対し曲げられ、前記頭部は前記工具に係合するようになっている、心出し機構；
   を具備する、
   チャック組立体。
2. 前記頭部はさらに、全体的にＶ形状を有する、請求項１に記載のチャック組立体。
3. 前記頭部は、前記尾部に対し約９０°に曲げられている、請求項１に記載のチャック組立体。
4. 前記尾部は、基盤に接続される、請求項１に記載のチャック組立体。
5. 前記基盤は、円形部分を含む、請求項４に記載のチャック組立体。
6. 前記尾部は、前記基盤に対し曲げられている、請求項４に記載のチャック組立体。
7. 前記一つ以上の顎部要素は、前記心出し頭部の一部を受け入れるための切欠きを含む、請求項１に記載のチャック組立体。
8. 前記心出し機構は、複数の工具係合部材を含む、請求項１に記載のチャック組立体。
9. ドリル及び前記ドリルに連結されるチャックを具備する、チャックとドリルの組み合わせであって；
   前記チャックは；
   一つ以上の顎部要素を有する顎部組立体であって、前記一つ以上の顎部要素は締め付け不能位置と締め付け位置との間を移動可能である、顎部組立体と；
   前記締め付け不能位置と締め付け位置との間で、前記一つ以上の顎部要素を移動するために前記顎部組立体に連結される駆動機構と；
   前記締め付け不能位置において、工具を前記顎部組立体に心出しするための心出し機構であって、前記心出し機構は少なくとも一つの工具係合部材を含み、前記工具係合部材は頭部と尾部を含み、前記頭部は前記尾部と連続し且つ前記頭部は前記尾部に対し曲げられ、前記頭部は前記工具に係合するようになっている、心出し機構；
   を具備する；
   チャックとドリルの組み合わせ。
10. 前記頭部はさらに、全体的にＶ形状を有する、請求項９に記載のチャックとドリルの組み合わせ。
11. 前記頭部は、前記尾部に対し約９０°に曲げられている、請求項９に記載のチャックとドリルの組み合わせ。
12. 前記尾部は、基盤に接続される、請求項９に記載のチャックとドリルの組み合わせ。
13. 前記基盤は、円形部分を含む、請求項１２に記載のチャックとドリルの組み合わせ。
14. 前記尾部は、前記基盤に対し曲げられている、請求項１２に記載のチャックとドリルの組み合わせ。
15. 前記一つ以上の顎部要素は、前記心出し頭部の一部を受け入れるための切欠きを含む、請求項９に記載のチャックとドリルの組み合わせ。
16. 前記心出し機構は、複数の工具係合部材を含む、請求項９に記載のチャックとドリルの組み合わせ。
17. 隣接する顎部要素間には、前記心出し機構の前記心出し部材を受け入れるための空間がある、請求１に記載のチャック組立体。

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