この発明の一実施の形態を以下図面に基づいて詳述する。
図1はチャック装置1を備えた電動工具Kの正面図を示し、図2はチャック装置1の各構成要素の正面や背面、及び側面や断面を併記した分解説明図を示している。
詳しくは、バックスリーブ21、バックOリング22、チャックボディ11、ナットリング34、及びフロントOリング25は正面図及び断面図を示し、ベアリングボール32、インナースプリング33、螺旋ボール35、コイルスプリング36、コイルリベット37及びクリックピン38は正面図及び側面図を示し、ベアリングカバ31、アウタースリーブ24及び先端キャップ26は背面図及び断面図を示し、インナースリーブ23は正面図、背面図及び断面図を示している。なお、ジョー12は三方向に配置した状態の側面図を示している。また、インナースリーブ23は正面図及び背面図を軸心方向Xの後方(図2において左側)から前方(図2において右側)に向かってこの順で図示している。
図3はチャック装置1の各構成要素の正面側からの分解斜視図を示し、図4はチャック装置1の各構成要素の背面側からの分解斜視図を示し、図5はチャック装置1の縦断面図を示している。
図6はチャック装置1におけるロック保持機構20の各構成要素の正面や背面、及び断面を併記した分解説明図を示し、図7はロック保持機構20の各構成要素の正面側からの分解斜視図を示し、図8はロック保持機構20の各構成要素の背面側からの分解斜視図を示し、図9はロック保持機構20の縦断面図を示している。
詳述すると、図6において、バックスリーブ21、バックOリング22、及びフロントOリング25は正面図及び断面図を示し、アウタースリーブ24及び先端キャップ26は背面図及び断面図を示し、インナースリーブ23は正面図、背面図及び断面図を示している。
本発明のチャック装置1は、電動工具Kの先端に装備されるものである。例えば、この電動工具Kは、利用者が使用時に握るハンドル部2aを備えたハウジング2、及び該ハウジング2の前方に設けたスピンドル4を備えている。
そして、チャック装置1はスピンドル4の先端に装着され、チャック装置1で回転治具5の基軸5aを締付け固定するものである。なお、スピンドル4は、ハンドル部2aに配置したトリガ6を操作することで、ハウジング内部に設置された、正逆転回転可能なモータMの回転駆動力によって回転する構成である。
上述の電動工具Kに装備されるチャック装置1は、図2乃至4に示すように、主要部品であるチャック本体10、ロック保持機構20及びベアリングロック機構30を組み付けて構成している。
チャック本体10は、チャックボディ11と、ジョー12とで構成している。
チャックボディ11は、後方側から、後胴部111、中胴部112、前胴部113とで構成し、中心に軸心方向Xの挿入孔114を有する略円筒形状に形成している。
そして、チャックボディ11における周方向の三ケ所に、中胴部112から前胴部113を介し、外周側から内周側に向かい、軸心方向Xに対して交叉する方向で挿入孔114に連通するジョー装着孔115を配置している。なお、3つのジョー装着孔115の径内側方向の延長線上の交点は軸心方向X上となるように形成している。
ジョー12は、後述するナットリング34の嵌合ネジ溝345に嵌め込んだ螺旋ボール35及びコイルスプリング36に螺合するネジ溝121を後方側の外側面に有する略円柱状に形成している。さらに、ジョー12の前側内側面は、略円柱状の軸心方向に対して交叉する方向で、軸心方向Xに対して略平行な押圧面122を形成し、該押圧面122の幅方向中央には、カーバイド製のチップ123を装備している。このような構成のジョー12は、上述したように、軸心方向Xに対して周方向における三方向において、押圧面122が軸心方向Xに平行となる姿勢で配置される。
上述のように構成したチャックボディ11のジョー装着孔115にジョー12を挿入してチャック本体10を構成する。このとき、ジョー12は、ネジ溝121が径外側向きとなるように、ジョー装着孔115に挿入される。
ベアリングロック機構30は、図2乃至4に示すように、軸心方向Xの後方から順に、ベアリングカバ31、ベアリングボール32、インナースプリング33、ナットリング34、螺旋ボール35、コイルスプリング36、コイルリベット37及びクリックピン38で構成している。
ベアリングカバ31は、正面視中央に、中胴部112の挿通を許容する中央開口311を有し、ベアリングロック機構30における基端側(軸心方向Xにおける後方側)の後方面を構成する後方リング面312と、後方リング面312の外周縁から前方に突出する外周側面313とで構成している。なお、後方リング面312と外周側面313とで構成する角部は、ベアリングボール32に対応する曲面で構成している。
また、中央開口311を形成する後方リング面312の内周縁には、中央開口311に向かって正面視半円状に突出し、チャックボディ11の中胴部112に装着された際に、チャックボディ11に対して回転固定するための回転固定タブ314を周方向に等間隔を隔てて三ケ所に配置している。
また、外周側面313の内周面の前方には、後述するインナースプリング33のアーム部335のラチェット爪部335bと噛合するラチェットギア315を周方向に配置している。さらに、外周側面313の内周面におけるラチェットギア315より後方に、後述するインナースプリング33の前方リング面332に形成した嵌合凸部332aの嵌合を許容する周方向の溝である嵌合溝316を有している。
インナースプリング33は、正面視中央に、中胴部112の挿通を許容する中央開口331を有し、前方リング面332と、前方リング面332の内周縁から内方に向かって湾曲するとともに後方に突出する内周面333と、前方リング面332の外周縁から前方に向かって突出し、後述するナットリング34と嵌合するとともに、ラチェットギア315と噛合してラチェット機構を構成するラチェット爪部335bを有する前方突出部334とで構成している。
前方リング面332の外周縁には、上述する嵌合溝316に嵌合する嵌合凸部332aを、所定間隔を隔てて複数配置している。
前方突出部334は、軸心方向部分334aaと、軸心方向部分334aaより短く、軸心方向部分334aaの前後方向中央より前方よりの位置から周方向に延びる周方向部分334abとで平面視十字状に構成した突出部本体334aと、突出部本体334aの周方向部分334abの後方端位置から両周方向に延びるアーム部335とで構成し、前方リング面332に対して周方向において等間隔に隔てて三ケ所に配置している。
アーム部335の先端には、後述するインナースリーブ23の係止凹部232に係止する、径外側に湾曲状に突出する係止凸部335aを有するとともに、締付け方向Rのアーム部335の先端には、ベアリングカバ31における外周側面313の内周面に形成したラチェットギア315と噛合してラチェット機構を構成するラチェット爪部335bを、係止凸部335aの後方側に並設している。
なお、内方に向かって湾曲するとともに後方に突出する内周面333は、後述するベアリングボール32に対応する曲面で構成している。
このように構成したベアリングカバ31とインナースプリング33とは、ベアリングカバ31の外周側面313の内面に形成した嵌合溝316に、インナースプリング33の前方リング面332の外周縁に形成した嵌合凸部332aを嵌合させて組み付け、ベアリングカバ31における後方リング面312と、インナースプリング33における前方リング面332と内周面333とで構成する角部との間に、リング状となるように、複数配置したベアリングボール32を挟み込んでいる。
また、このベアリングカバ31とインナースプリング33との組み付け状態において、インナースプリング33のアーム部335におけるラチェット爪部335bがベアリングカバ31の外周側面313の内周面に形成されたラチェットギア315と噛合するとともに、アーム部335の係止凸部335a及び係止凸部335aより前方側の突出部本体334aが、ベアリングカバ31の外周側面313より前方に突出するように組み付けられる。
ナットリング34は、断面視、後方に向かって縮径された円錐台状の円錐台状開口341を有するリング状であるリング本体342で構成し、リング本体342の前面には、後述するインナースリーブ23の遊嵌ブロック231が周方向に遊嵌できる凹状の遊嵌凹部343を周方向に所定間隔を隔てて三ケ所形成している。
リング本体342の外周面には、上述のインナースプリング33の前方突出部334の突出部本体334aの嵌合を許容する周面嵌合凹部344を、前方突出部334に対応する箇所に三ケ所形成している。
また、円錐台状開口341を形成するリング本体342の内面には、後述する螺旋ボール35及びコイルスプリング36の嵌合を許容する螺旋状の嵌合ネジ溝345を形成している。なお、嵌合ネジ溝345は、上述したジョー12のネジ溝121に対応した螺旋角度で形成するとともに、複数周分の螺旋長さで形成している。
ナットリング34の嵌合ネジ溝345に転動可能に嵌合する螺旋ボール35は、嵌合ネジ溝345に嵌合し、隣り合うボール同士が当接する状態で、1周分以上の螺旋方向長さとなる個数で構成している。
ナットリング34の嵌合ネジ溝345に嵌合するコイルスプリング36は、螺旋ボール35と略同径の外径を有するコイルばねである。
コイルリベット37は、コイルスプリング36の両端部に嵌め込み可能なピンであり、詳しくは、ナットリング34の嵌合ネジ溝345に嵌合した状態において、螺旋方向に沿って湾曲したコイルスプリング36の端部の内側に挿入可能な湾曲した軸部371と、軸部371の端部において、螺旋ボール35と同径の略半球状に形成したピン頭部372とで構成している。
なお、ナットリング34の嵌合ネジ溝345の溝径、螺旋ボール35、コイルスプリング36及びコイルリベット37のピン頭部372の径は、上述したジョー12のネジ溝121に対応する径で形成している。
このように構成した螺旋ボール35、コイルスプリング36及びコイルリベット37は、コイルスプリング36の両端部に軸部371を挿入してコイルリベット37をコイルスプリング36に装着するとともに、ナットリング34の嵌合ネジ溝345における螺旋方向の締付け方向Rの後方(軸心方向Xの後方)に、コイルリベット37が装着されたコイルスプリング36を配置するとともに、螺旋方向の締付け方向Rの前方(軸心方向Xの前方)に螺旋ボール35を配置する。このとき、コイルスプリング36は、自然長に対して短くなるように、つまり、締付け方向Rの前方に配置した螺旋ボール35を締付け方向Rの前方に向かって付勢するように配置され、ナットリング34の嵌合ネジ溝345は、螺旋方向全長にわたって、螺旋ボール35、コイルスプリング36及びコイルリベット37のいずれかが配置され、周方向において三か所に配置したジョー12のそれぞれのネジ溝121に噛合する、前方に向かって徐々に縮径する螺旋状のネジ山を構成することとなる。
クリックピン38は、略俵状のピンであり、インナースプリング33の前方突出部334に合わせて3つ備えている。
各要素がこのように構成されたベアリングロック機構30は、まず、上述したように、ベアリングカバ31、ベアリングボール32及びインナースプリング33を組付けるとともに、この組み付け状態において、ベアリングカバ31の外周側面313より前方に突出する前方側の前方突出部334を、ナットリング34の周面嵌合凹部344に嵌め込むようにして、ナットリング34を組付ける。
また、端部から軸部371を挿入してコイルリベット37を装着したコイルスプリング36をナットリング34の嵌合ネジ溝345における螺旋方向の締付け方向Rの後方に配置するとともに、螺旋方向の締付け方向Rの前方に螺旋ボール35を配置する。
さらに、周面嵌合凹部344に嵌め付けた前方突出部334の側部にクリックピン38を配置してベアリングロック機構30の組み付けを完了する。
ロック保持機構20は、バックスリーブ21、バックOリング22、インナースリーブ23、アウタースリーブ24、フロントOリング25及び先端キャップ26で構成しており、さらに詳しくは、ロック保持機構20は、図2乃至図4において、ベアリングロック機構30より軸心方向Xの後方側に図示するバックスリーブ21及びバックOリング22と、ベアリングロック機構30より軸心方向Xの前方側に図示するインナースリーブ23、アウタースリーブ24、フロントOリング25及び先端キャップ26とで構成している。
バックスリーブ21は、チャック装置1の背面を構成し、チャックボディ11の後胴部111の挿入を許容する円形開口211を有するリング本体212と、円形開口211を形成するリング本体212の内周縁において軸心方向Xの前方に突出する内側円筒部213と、リング本体212の外周縁において軸心方向Xの前方に突出する外側円筒部214とで構成している。
内側円筒部213は、チャックボディ11の後胴部111に圧入可能な内径で形成するとともに、外側円筒部214より倍程度の高さで形成している。
内側円筒部213より半分程度の高さで形成した外側円筒部214の軸心方向Xの前方の端部は、外径側が階段状となるように縮径された縮径端部214aを構成し、縮径端部214aの軸心方向Xの前方端面には、軸心方向Xの前方に突出し、後述するバックOリング22に食い込む食込み凸部214bを周方向に所定間隔を隔てて複数形成している。
バックOリング22は、後述するアウタースリーブ24のOリング嵌付溝242へ嵌め付けられるOリングであり、食込み凸部214bの食い込みを許容する弾性変形可能な樹脂製で構成するとともに、縮径端部214aと略同径の内径を有するリング体である。
インナースリーブ23は、後述するアウタースリーブ24に軸心方向Xの後方より嵌め込んで内包される、アウタースリーブ24よりひとまわり小さな側面視略釣鐘型の筒状であり、軸心方向Xの前方の内周側に、軸心方向Xの後方に突出し、ナットリング34のリング本体342の前面に形成した遊嵌凹部343に遊嵌する遊嵌ブロック231を周方向に所定間隔を隔てて三ケ所形成している。
また、遊嵌凹部343同士の間において、遊嵌凹部343を挟むようにして、上述の係止凸部335aが係止する係止凹部232(232a,232b)を配置している。
緩み方向L側のアーム部335の係止凸部335aが係止する緩み方向L側の係止凹部232bは、係止凹部232bのうち締付け方向R側に配置され、係止した係止凸部335aが径外側となる深溝部232baと、係止凹部232bのうち緩み方向L側に配置され、係止する係止凸部335aが径内側に付勢される浅溝部232bbとが連続して一体化された溝形状で形成している。
締付け方向R側のアーム部335の係止凸部335aが係止する締付け方向R側の係止凹部232aは、係止凹部232aのうち締付け方向R側に配置され、係止した係止凸部335aが径内側に付勢される浅溝部232aaと、係止凹部232aのうち緩み方向L側に配置され、係止する係止凸部335aが径外側となる深溝部232abとが連続して一体化された溝形状で形成している。
なお、係止した係止凸部335aが径内側に付勢される浅溝部232aaは、組み付け状態において、係止した係止凸部335aが径内側に付勢されることで、係止凸部335aと並設されたラチェット爪部335bが、ベアリングカバ31のラチェットギア315から径内側に離間し、ラチェットギア315との噛合が解消される位置まで移動する深さで形成している。
また、係止凹部232a,232bにおける浅溝部(232aa,232bb)と、深溝部(232ab,232ba)との周方向間隔は、ナットリング34の遊嵌凹部343にインナースリーブ23の遊嵌ブロック231が遊嵌する際の遊嵌量、つまり、ナットリング34に対してインナースリーブ23が周方向に差動回転する回転量に対応するとともに、係止凹部232aと係止凹部232bとの周方向の間隔は、前方突出部334に備えた締付け方向R側の係止凸部335aと緩み方向L側の係止凸部335aとの周方向間隔に対応して形成している。
したがって、締付け方向R側のアーム部335の係止凸部335aが締付け方向R側の係止凹部232aの浅溝部232aaに係止した状態では、緩み方向L側のアーム部335の係止凸部335aは緩み方向L側の係止凹部232bの深溝部232baに係止することとなる。逆に、締付け方向R側のアーム部335の係止凸部335aが締付け方向R側の係止凹部232aの深溝部232abに係止した状態では、緩み方向L側のアーム部335の係止凸部335aは緩み方向L側の係止凹部232bの浅溝部232bbに係止することとなる。
また、インナースリーブ23の軸心方向Xの前方側端面には、軸心方向Xの前方に突出し、後述するフロントOリング25に食い込む食込み凸部233を周方向に所定間隔を隔てて複数形成している。
アウタースリーブ24は、内部に軸心方向Xの後方からのインナースリーブ23の嵌め込みを許容する、インナースリーブ23よりひとまわり大きく、後端側がバックスリーブ21の外周側の外側円筒部214と同径であり、先端側に後述するキャップ26の挿着を許容する先端開口部241を有する先端側が絞られた側面視略釣鐘型の筒状に形成している。
また、内部にインナースリーブ23が嵌め込まれた状態で、インナースリーブ23より軸心方向Xの後方となる位置の内周面に、上述のバックOリング22が嵌め込まれるOリング嵌付溝242を形成している。
フロントOリング25は後述する先端キャップ26のOリング嵌付溝263へ嵌め付けされるOリングであり、食込み凸部233の食い込みを許容する弾性変形可能な樹脂製で構成するとともに、食込み凸部233が形成されたインナースリーブ23の前端部と略同径の内径を有するリング体である。
キャップ26は、正面視中央にジョー12の挿通を許容する挿通孔261を有するとともに、前方に向けて寝かせた略円錐台状のキャップ本体260と、キャップ本体260の背面側において後方に突出する挿着部262とで構成している。挿着部262は、上述のアウタースリーブ24の先端開口部241に挿着する中空の略円筒状である。また、キャップ本体260の背面において、挿着部262の外周側にフロントOリング25の嵌め付けを許容するOリング嵌付溝263を備えている。
各要素をこのように構成したチャック装置1は、まずチャックボディ11の後胴部111を円形開口211に挿入するようにして、バックスリーブ21を軸心方向Xの後方からチャックボディ11に装着する。なお、内面を後胴部111の外面と略同径に形成した内側円筒部213を後胴部111に圧入して装着するため、バックスリーブ21は、チャックボディ11に対して軸心方向X及び回転方向ともに固定された状態で装着される。
ジョー装着孔115にジョー12を挿入したチャックボディ11の前方から、組み付けたベアリングロック機構30を装着し、全部のジョー12のネジ溝121と、ベアリングロック機構30におけるナットリング34の嵌合ネジ溝345に嵌合した螺旋ボール35及びコイルスプリング36とを螺合させながら、チャック本体10に対してベアリングロック機構30を装着する。このとき、ベアリングロック機構30を構成するベアリングカバ31の回転固定タブ314は、中胴部112に形成した係止孔に係止するため、ベアリングカバ31は、チャックボディ11に対して回転固定されている。
さらに、インナースリーブ23を内部に圧入して一体化するとともに、Oリング嵌付溝242にバックOリング22を嵌め付けたアウタースリーブ24を、ベアリングロック機構30を装着したチャックボディ11の前方から挿入する。
このとき、インナースリーブ23の係止凹部232にベアリングロック機構30のインナースプリング33の係止凸部335aが係止するとともに、ナットリング34の遊嵌凹部343にインナースリーブ23の遊嵌ブロック231が遊嵌するように挿着する。このとき、アウタースリーブ24のOリング嵌付溝242に嵌め付けたバックOリング22と、チャックボディ11の後胴部111に圧入したバックスリーブ21の食込み凸部214bとが対向する態様となる。
さらにまた、Oリング嵌付溝263にフロントOリング25を嵌め付けた先端キャップ26の挿着部262をアウタースリーブ24の先端開口部241から挿入して、チャック装置1の組み付けを完了する。このとき、インナースリーブ23の前方端部に形成した食込み凸部233と、Oリング嵌付溝263に嵌め付けたフロントOリング25とが対向する態様となるとともに、先端キャップ26はチャックボディ11に対して軸心方向X及び回転方向に固定された状態で装着される。
このように、構成するとともに組み付けたチャック装置1は、チャックボディ11の挿入孔114に、前方から回転治具5の基軸5aを挿入するとともに、アウタースリーブ24を締付け方向Rに回転することで、遊嵌凹部343に遊嵌する遊嵌ブロック231は、締付け方向Rの前方を押し付けてナットリング34を締付け方向Rに回転するため、締付け方向R側のアーム部335の係止凸部335aが締付け方向R側の係止凹部232aの深溝部232abに係止するとともに、緩み方向L側のアーム部335の係止凸部335aは緩み方向L側の係止凹部232bの浅溝部232bbに係止し、インナースリーブ23及びアウタースリーブ24とナットリング34とは一体回転する。
したがって、ナットリング34の嵌合ネジ溝345に嵌着した螺旋ボール35及びコイルスプリング36をネジ山として、ネジ溝121が螺合する3本のジョー12は、同期しながら、ジョー装着孔115を傾斜方向に進行し、挿入孔114に挿入された回転治具5の基軸5aを周方向における三方向から把持して固定することができる。
このとき、インナースプリング33のアーム部335に有するラチェット爪部335bは、チャックボディ11に対して回転固定されたベアリングカバ31のラチェットギア315に噛合しているため、締付け方向Rには回転できるが、緩み方向Lの回転は規制された状態となっている。
さらに、アウタースリーブ24を締付け方向Rに回転させると、基軸5aを把持したジョー12は、ジョー装着孔115を傾斜方向に前進できなくなり、傾斜方向に前進できなくなったジョー12のネジ溝121は固定され、アウタースリーブ24のさらなる締付け方向Rの回転によって、ネジ溝121に噛合するとともに、ナットリング34の嵌合ネジ溝345に嵌合した螺旋ボール35及びコイルスプリング36のうち螺旋ボール35は、螺旋方向後ろ向きに転動し、いわゆるボールねじとして機能して、アウタースリーブ24から入力された締付け方向Rの回転力を増大して、増大された締付け方向Rの回転力をネジ溝121に対して伝達し、ジョー12による基軸5aの把持力を向上することができる。
したがって、少ない回転力で確実に基軸5aをジョー12で把持して固定することができる。なお、この状態では、アーム部335のラチェット爪部335bがベアリングカバ31のラチェットギア315に噛合しているため、ナットリング34の緩み方向Lの回転は規制され、つまり増大された回転力によるジョー12の基軸5aの固定状態をロックしているため、確実に基軸5aをジョー12で把持して固定することができる。
逆に、基軸5aをジョー12で把持して固定するとともにベアリングロック機構30によってロックされた状態において、アウタースリーブ24を緩み方向Lに回転させると、ラチェット爪部335bがラチェットギア315に噛合してベアリングロック機構30の緩み方向Lの回転が規制されているナットリング34に対してインナースリーブ23及びアウタースリーブ24が、アーム部335の付勢力に抗して、緩み方向Lに差動回転する。このアーム部335の付勢力に抗したインナースリーブ23及びアウタースリーブ24の差動回転によって、緩み方向L側のアーム部335の係止凸部335aが緩み方向L側の係止凹部232bの深溝部232baに係止するとともに、締付け方向R側のアーム部335の係止凸部335aが締付け方向R側の係止凹部232aの浅溝部232aaに係止することとなる。したがって、アーム部335の先端において係止凸部335aと並設されたラチェット爪部335bが、ベアリングカバ31のラチェットギア315から径内側に離間し、ラチェットギア315とのとの噛合が解消される位置まで径内側まで移動し、ベアリングロック機構30における緩み方向Lの回転規制は解除される。そして、ナットリング34の遊嵌凹部343に遊嵌する遊嵌ブロック231は、緩み方向Lにナットリング34を押し付けて、ナットリング34を緩み方向Lに回転させて、ジョー12を傾斜方向に後退させ、ジョー12による基軸5aの把持を解放することができる。
なお、上述のように、増大された回転力で基軸5aを把持したジョー12による固定状態及び固定状態のベアリングロック機構30によるロック状態で、回転治具5を回転駆動して、例えば削孔などの作業を行うと、回転治具5による削孔負荷等による振動がチャック本体10に入力される。詳しくは、回転治具5の駆動によって生じる回転方向及び軸心方向Xの振動は、基軸5aを堅固に把持して固定するジョー12及び基軸5aを介してチャック装置1に入力される。またチャック装置1には、回転駆動による慣性力が作用する。
そして、チャックボディ11に対して回転方向及び軸心方向Xに固定されたバックスリーブ21及び先端キャップ26の間に配置され、チャックボディ11に対する回転方向や軸心方向Xが規制されていないインナースリーブ23及びアウタースリーブ24は、チャックボディ11に対して、軸心方向X及び回転方向に振動する。
インナースリーブ23及びアウタースリーブ24は、これら振動のうち軸心方向Xに振動することで、アウタースリーブ24のOリング嵌付溝242に嵌め付けたバックOリング22や、Oリング嵌付溝263に嵌め付けたフロントOリング25に対して軸心方向Xに振動する。
このインナースリーブ23及びアウタースリーブ24の軸心方向Xの振動により、アウタースリーブ24のOリング嵌付溝242に嵌め付けたバックOリング22はバックスリーブ21の食込み凸部214bに食い込んだり、インナースリーブ23の食込み凸部233が、先端キャップ26のOリング嵌付溝263に嵌め付けたフロントOリング25に食い込むため、チャックボディ11に対して回転固定されたバックスリーブ21や先端キャップ26に対して、回転方向の摩擦力が増大し、ロック状態にあるインナースリーブ23及びアウタースリーブ24がチャックボディ11に対して不用意に回転することを防止できる。
つまり、ベアリングロック機構30におけるロック状態をバックスリーブ21の食込み凸部214bのバックOリング22に対する食い込みや、インナースリーブ23の食込み凸部233のフロントOリング25への食い込みによって、つまり、回転方向の振動力や慣性力がアーム部335の付勢力に抗して、不用意にロック解除状態になることを防止するインナースリーブ23及びアウタースリーブ24によるセルフロックであり、換言すると、ロック保持機構20は、ベアリングロック機構30によるロック状態を、バックスリーブ21の食込み凸部214bのバックOリング22に対する食い込みや、インナースリーブ23の食込み凸部233のフロントOリング25への食い込みによって補償する補償機構として機能することができる。
このように、軸心方向X上で回転可能なスピンドル4を有する電動工具Kに装着するチャック装置1は、軸心方向X上に配置され、先端側に回転治具5の基軸5aの挿入を許容する挿入孔114を有する略円筒状のチャックボディ11と、チャックボディ11において、先端側で挿入孔114に連絡するとともに、後端側でチャックボディ11の側方に開口するジョー装着孔115に挿着され、チャックボディ11に対して移動可能に配置された複数のジョー12と、チャックボディ11に回動可能に保持されるとともに、チャックボディ11及びジョー12に対する螺合によって複数のジョー12を同期してジョー装着孔115内を傾斜方向に移動させるナットリング34と、チャックボディ11に対して回転自在に装着するとともに、回転操作によって回転力を入力するインナースリーブ23及びアウタースリーブ24と、チャックボディ11に対するインナースリーブ23及びアウタースリーブ24の締付け方向Rの回転入力を許容するとともに、インナースリーブ23及びアウタースリーブ24の緩み方向Lの回転を規制するロック状態と、チャックボディ11に対するインナースリーブ23及びアウタースリーブ24の緩み方向Lの回転を解放するロック解除状態とを切り替えるベアリングロック機構30とで構成し、ベアリングロック機構30によるロック状態、且つ電動工具Kの駆動回転状態において、インナースリーブ23及びアウタースリーブ24の軸心方向Xの不用意な移動に伴って、チャックボディ11に対するインナースリーブ23及びアウタースリーブ24の回転を制限するロック保持機構20を備えたため、固定状態のロックが不用意に解除されることなく、ジョー12による基軸5aの固定状態を確実にロックすることができる。
具体的には、チャックボディ11と、ジョー12と、ナットリング34と、インナースリーブ23及びアウタースリーブ24と、ベアリングロック機構30とで構成することで、チャックボディ11のジョー装着孔115に挿着したジョー12を、インナースリーブ23及びアウタースリーブ24から入力した回転で、ジョー12を同期させながらジョー装着孔115内を傾斜方向に移動させ、挿入孔114に挿入された基軸5aを把持して固定するとともに、ジョー12による基軸5aの固定状態を緩まないようにベアリングロック機構30でロックすることができる。
また、ベアリングロック機構30を、チャックボディ11に対するインナースリーブ23及びアウタースリーブ24の締付け方向Rの回転入力を許容するとともに、インナースリーブ23及びアウタースリーブ24の緩み方向Lの回転を規制するロック状態と、チャックボディ11に対するインナースリーブ23及びアウタースリーブ24の緩み方向Lの回転を解放するロック解除状態とを切り替える構成であるため、ロック状態では、緩み方向Lの回転を規制した状態で締付け方向Rの回転が許容されるため、緩むことなく、インナースリーブ23及びアウタースリーブ24を締付け方向Rに回転させ、ジョー12によって基軸5aを確実に把持して固定するとともに、ロック解除状態に切り替えることで、ジョー12による基軸5aの把持を解放することができる。
なお、基軸5aをジョー12で把持して固定するとともに、ベアリングロック機構30がロック状態である場合において、回転治具5が回転駆動することによって、チャック装置1に、回転方向や軸心方向Xの振動や、回転方向の慣性力が作用する。特に、インナースリーブ23及びアウタースリーブ24に作用する回転方向の振動が共振したり、ロック解除方向(緩み方向)の慣性力が作用すると、インナースリーブ23及びアウタースリーブ24がロック解除方向に回転して、意図せず、ベアリングロック機構30のロックが解除されるおそれがある。
しかしながら、ベアリングロック機構30によるロック状態、且つ電動工具Kの駆動回転状態において、インナースリーブ23及びアウタースリーブ24の軸心方向Xの不用意な移動に伴って、チャックボディ11に対するインナースリーブ23及びアウタースリーブ24の回転を制限するロック保持機構20を備えたことにより、駆動回転によって作用する振動が共振したり、慣性力が作用することで、インナースリーブ23及びアウタースリーブ24が軸心方向Xに不用意に移動して、チャックボディ11に対するインナースリーブ23及びアウタースリーブ24の回転を制限する。
したがって、インナースリーブ23及びアウタースリーブ24がロック解除方向に回転することなく、ベアリングロック機構30によるロック状態が意図せずに解除されることを防止できる。
換言すると、回転を入力するインナースリーブ23及びアウタースリーブ24の、駆動回転の振動等による軸心方向Xの不用意な移動によって、インナースリーブ23及びアウタースリーブ24自らの回転を制限するため、インナースリーブ23及びアウタースリーブ24がロック解除方向に回転することなく、ベアリングロック機構30によるロック状態が意図せずに解除されることを防止できる。つまり、ロック保持機構20は、ベアリングロック機構30によるロック状態を補償するロック保持機構として機能することができる。
したがって、固定状態のロックが不用意に解除されることなく、確実に、ジョー12で基軸5aを把持する固定状態をロックすることができる。
また、ロック保持機構20に、インナースリーブ23及びアウタースリーブ24の軸心方向Xの移動によって、回転方向の摩擦力を増大させる食込み凸部214b及びバックOリング22並びに食込み凸部233及びフロントOリング25を備えたことにより、インナースリーブ23及びアウタースリーブ24の不用意な軸心方向Xの移動を、インナースリーブ23及びアウタースリーブ24自らの回転を制限するための力として、摩擦力を増大させるため、簡単な構成で、ベアリングロック機構30のロックを解除するインナースリーブ23及びアウタースリーブ24のロック解除方向の不用意な回転を確実に制限することができる。
また、チャックボディ11に固定されたリング状のバックスリーブ21及び先端キャップ26を備え、バックスリーブ21に軸心方向Xの前方に向かって突出する食込み凸部214bを形成するとともに、アウタースリーブ24にバックOリング22を配置し、さらに、インナースリーブ23に軸心方向Xの前方に向かって食込み凸部233を形成するとともに、先端キャップ26にフロントOリング25を配置したため、より確実に、インナースリーブ23及びアウタースリーブ24の不用意なロック解除方向の回転を防止することができる。
詳述すると、単に、面接触した部材同士を摩擦力が作用するように摺動させた場合、部材同士の接触状態によって摩擦力が影響されるが、バックスリーブ21に軸心方向Xの前方に向かって突出する食込み凸部214bを形成するとともに、アウタースリーブ24にバックOリング22を配置し、さらに、インナースリーブ23に軸心方向Xの前方に向かって食込み凸部233を形成するとともに、先端キャップ26にフロントOリング25を配置することで、食込み凸部214b,233が、バックOリング22やフロントOリング25に食い込むことで、接触状態に応じず、部材同士が単に面接触する場合の摩擦力に比べて、簡単な構造でありながら確実に摩擦力を増大させることができる。
なお、外側円筒部214に食込み凸部214bを形成するとともに、アウタースリーブ24にバックOリング22を配置し、さらに、インナースリーブ23に食込み凸部233を形成するとともに、先端キャップ26にフロントOリング25を配置したが、これらの組み合わせの少なくとも一方を配置することで、上述したように、インナースリーブ23及びアウタースリーブ24の不用意な軸心方向Xの移動を、インナースリーブ23及びアウタースリーブ24自らの回転を制限するための力として、摩擦力を増大させて、インナースリーブ23及びアウタースリーブ24のロック解除方向の回転を確実に制限することができるが、両組み合わせを備えることで、さらに確実に、インナースリーブ23及びアウタースリーブ24のロック解除方向の回転を制限することができる。
また、ナットリング34とインナースリーブ23及びアウタースリーブ24とを一体回転させるとともに、所定の回転負荷によってナットリング34とインナースリーブ23及びアウタースリーブ24とを差動回転する、係止凹部232に係止するインナースプリング33の係止凸部335aを備え、ベアリングロック機構30を、ロック状態と、ロック解除状態とを切り替える構成とすることにより、所定の回転負荷が作用するまでナットリング34とインナースリーブ23及びアウタースリーブ24とが一体回転し、所定の回転負荷によってナットリング34とインナースリーブ23及びアウタースリーブ24とが差動回転することができる。そのため、係止凹部232に係止するインナースプリング33のアーム部335の付勢力を制御することで、ベアリングロック機構30を切り替える回転力を制御することができる。
また、係止凸部335aによって係止凹部232に係止するインナースプリング33のアーム部335の付勢力による所定の回転負荷を小さく設定すると、小さな回転力の入力でベアリングロック機構30のロックが解除される。逆に、係止凹部232に係止するインナースプリング33のアーム部335の付勢力による所定の回転負荷を大きく設定すると、小さな回転力の入力ではベアリングロック機構30のロックは解除されない。
上述のように、インナースプリング33のアーム部335の付勢力による所定の回転負荷を小さく設定する場合、ベアリングロック機構30がロック状態である場合において、回転治具5が回転駆動することによって、チャック装置1に、回転方向や軸心方向Xの振動や、回転方向の慣性力が作用し、ロック状態が解除されるおそれがある。
しかしながら、食込み凸部214b及びバックOリング22並びに食込み凸部233及びフロントOリング25をロック保持機構20に備えているため、インナースリーブ23及びアウタースリーブ24のナットリング34に対する差動回転を食込み凸部214b及びバックOリング22並びに食込み凸部233及びフロントOリング25が制限するため、不用意にインナースリーブ23及びアウタースリーブ24がロック解除方向に回転してベアリングロック機構30によるロックを解除されることを防止できる。
この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の軸心は、軸心方向Xに対応し、
以下同様に、
駆動軸は、スピンドル4に対応し、
駆動装置は、電動工具Kに対応し、
軸孔は、挿入孔114に対応し、
チャック本体は、チャックボディ11に対応し、
傾斜孔は、ジョー装着孔115に対応し、
チャック爪は、ジョー12に対応し、
回転入力体は、インナースリーブ23及びアウタースリーブ24に対応し、
ロック手段は、ベアリングロック機構30に対応し、
回転制限手段は、ロック保持機構20に対応し、
摩擦増大手段は、食込み凸部214b及びバックOリング22並びに食込み凸部233及びフロントOリング25に対応し、
リング状固定部材は、バックスリーブ21及び先端キャップ26に対応し、
突出部は、食込み凸部214b及び食込み凸部233に対応し、
被食い込み部材は、バックOリング22及びフロントOリング25に対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
例えば、上述のチャック装置1は、回転可能なスピンドル4を有する電動工具Kのみならず、振動ドリルや電動ドライバ等の回転電動工具に装着してもよい。
バックOリング22及びフロントOリング25は、食込み凸部214b及び食込み凸部233の食い込みを許容すれば、樹脂やゴムなどの素材を限定することはなく、アウタースリーブ24や先端キャップ26自体と摺動させて、所定の摩擦力が得られる場合は、バックOリング22やフロントOリング25を設けなくてもよい。
さらには、外側円筒部214にバックOリング22を嵌め付け、アウタースリーブ24に軸心方向Xの後方に突出する凸部を形成し、インナースリーブ23にフロントOリング25を嵌め付け、先端キャップ26に軸心方向Xの後方に突出する凸部を形成してもよい。
また、食込み凸部214b及び食込み凸部233のように、バックOリング22及びフロントOリング25に食い込ませるように突出させずとも、バックスリーブ21の外側円筒部214やインナースリーブ23の端部面を粗面処理して、摩擦力を増大させてもよい。
さらには、食込み凸部214b及び食込み凸部233のように、バックOリング22及びフロントOリング25に食い込ませて摩擦力を増大せずとも、バックスリーブ21の外側円筒部214とインナースリーブ23との間にバックOリング22を配置するとともに、インナースリーブ23とアウタースリーブ24との間にフロントOリング25を配置し、バックOリング22をバックスリーブ21の外側円筒部214とインナースリーブ23とで摺動させるとともに、フロントOリング25をインナースリーブ23とアウタースリーブ24とで摺動させて、摩擦力を増大させてもよい。この場合であっても、インナースリーブ23及びアウタースリーブ24自らの回転を制限するため、インナースリーブ23及びアウタースリーブ24がロック解除方向に回転することなく、ベアリングロック機構30によるロック状態が意図せずに解除されることを防止できる。
また、インナースリーブ23及びアウタースリーブ24自らの回転を摩擦力によって制限せずとも、例えば、駆動回転しない状態において、インナースリーブ23及びアウタースリーブ24が自由回転すれば、回転を入力するインナースリーブ23及びアウタースリーブ24の駆動回転の振動等による軸心方向Xの不用意な移動によって、インナースリーブ23及びアウタースリーブ24とチャックボディ11やチャックボディ11に回転固定された部材に対して機械的に噛合してインナースリーブ23及びアウタースリーブ24の回転を制限する構成であってもよい。
また、上述の説明では、インナースリーブ23及びアウタースリーブ24を別体で構成したが、一体で構成してもよい。