JP2018529540A - ロック装置付チャック - Google Patents

Abstract

【課題】 あご部が緩むのを防止するロック装置付チャックを提供する。
【解決手段】 本発明のチャックは、駆動シャフトに回転可能に連結する本体１と、本体１の外側に連結される外側ケーシング２と、本体１と前記外側ケーシング２に対し可動に配置される複数のあご部３と、外側ケーシング２の動きを前記あご部３の動きにリンクする適合機構と、本体１の外側に連結されたロック用制御スリーブ１４により動作するラチェット機構を有するロック装置とを有する。前記外側ケーシング２は、前記本体１に対し同軸で回転するが軸方向には動かず、前記外側ケーシング２は軸方向開口を有し、前記外側ケーシング２の本体１に対する締め付け方向への回転により、前記あご部３は前記軸方向中心軸の方向に近づき、前記外側ケーシング２の本体１に対する締め付け方向とは反対の開放方向への回転により、あご部３は前記軸方向中心軸から離れる方向に動く。
【選択図】 図１

Description

本発明は、チャックの回転方向に関わらず、あご部が緩むのを防止する把持位置のチャックのあご部を把持位置にロックするためにユーザが手動で操作できるロック装置付チャックに関する。

キーレスチャックは公知である。このキーレスチャックは軸方向中心軸を有する本体が駆動シャフトに回転可能に連結されており、更に本体の外側に連結された外側ケーシングを有する。その結果キーレス・チャックは本体に対し同軸で回転可能であるが軸方向には移動することはない。外側ケーシングは軸方向開口を有し、複数のあご部が軸方向開口と連通する外側ケーシングに対し移動可能に配置されている。プッシャーが本体にねじ的連結でもって連結され、更に外側ケーシングに連結される。その結果プッシャーは軸方向にスライドするが同軸では回転しない。プッシャーは動作可能にあご部に連結され、その結果プッシャーの本体に対する締め付け方向への回転により、あご部は軸方向中心軸の方向に動き工具をグリップする。プッシャーの本体に対し開放方向への回転により、あご部は、軸方向中心軸Ｅから離れる方向に動き、工具を開放する。

しかしこの種のキーレス・チャックが、マシーン、モーター駆動の電動工具、反転可能なあるいは手動工具、或いはモーター駆動のパワー工具に用いられる場合には、マシーン、パワーツール、ハンドパワーツールが、あご部を緩める開放方向と一致する方向に駆動されると、あご部が緩むリスクがある。

ＵＳ８４０３３３９Ｂ２号明細書 ＥＳ１０７２８７９Ｕ号明細書

この種のリスクを回避するために、把持位置にあご部をロックするロック装置を組み込んだキーレス・チャックが公知である。例えば特許文献１はこの種のキーレス・チャックを開示する。このキーレス・チャックは、本体に固定されるノコギリ歯の形状を有する複数の非対称歯を具備する歯付きリングと、外側ケーシングの外側に連結されるロック用リングを有するロック装置（それは外側ケーシングに対し回転はするが軸方向には移動せず）と、外側ケーシングに対し軸方向に移動するラチェット・リングとを有する。このラチェット・リングは、ロック用リングが本体に対し、カムと弾性要素と共働して軸方向に回転した時に、軸方向のロック位置と非ロック位置との間で、ロック用リングに対し軸方向に動く。ラチェット・リングは、歯付きリングと非対称歯に対向しそれに噛み合う複数の非対称のラチェット歯を有する。ラチェット・リングが軸方向のロック位置にある時には、ラチェットつめは歯付きリングの歯と連結し、本体と外側ケーシングの間で、あご部のグリップを緩める開放方向への相対的回転を阻止する。しかし歯と弾性要素の非対称形状により、あご部のグリップを締め付ける締め付け方向への相対回転は可能となる。ラチェット・リングが軸方向開放位置にある時には、ラチェットつめは、歯付きリングと接触せずに切り離される。

特許文献１においては、弾性要素が、ラチェット・リングを軸方向ロック位置の方向に常に押すように配置され、カムは、弾性要素により加えられる力に抗して、ラチェット・リングを軸方向のアンロック位置の方に動かす。

特許文献２は、ハイブリッド型の適合機構を含むチャックを開示する。このハイブリッド型の適合機構は、キー機構と自動締め付け機構を組み合わせたものである。しかしこのハイブリッド型のチャックはロック機構を含まない。

本発明の目的は、チャックの回転方向に関わらず、あご部が緩むのを阻止する把持位置のチャックのあご部を把持位置にロックするためにユーザが手動で操作できるロック装置付チャックを提供することである。

本発明のロック装置付チャックは、軸方向中心軸を有し駆動シャフトと回転可能に連結する本体と、前記本体の外側に連結される外側ケーシング（外側ケーシングは、前記本体に対し同軸で回転するが軸方向には動かず、前記外側ケーシングは軸方向開口を有し）と、前記本体に対し可動に前記軸方向開口内に配置される複数のあご部と、前記外側ケーシングの動きを前記あご部の動きにリンクする（前記外側ケーシングの本体に対する締め付け方向への回転により、前記あご部は前記軸方向中心軸の方向に近づき、前記外側ケーシングの本体に対する開放方向への回転により、前記あご部は前記軸方向中心軸から離れる方向に動く）適合機構とを有する。
本発明のロック装置付チャックは、前記本体の外側に連結されたロック用制御スリーブにより動作するラチェット機構を有するロック装置を更に有する。ラチェット機構は、カムと弾性要素と協働して、角度方向のロック位置と開放位置の間で回転し、前記ラチェット機構は、前記ロック用制御スリーブが角度方向のロック位置にある時には、前記本体と外側ケーシングの間の前記あご部の把持を緩める開放方向への相対回転を阻止するが、前記あご部の把持を締め付ける締め付け方向への相対的回転は可能とし、前記ロック用制御スリーブが角度方向開放位置にある時には、前記本体と外側ケーシングの間の相対回転が両方向で可能となる。

前記ラチェット機構は、歯付きリングとラチェット・リングとロック用リングとを有する。前記歯付きリングは、外側ケーシングに固定され複数の非対称歯を、例えば、軸方向中心軸に直交する面に或いは軸方向中心軸と同軸のコーンに有する。ラチェット・リングは、歯付きリングに向き合い、ラチェット・リングは、本体に対し軸方向にスライドするが同軸では回転しない。ラチェット・リングは、環状体と前記環状体から歯付きリングの非対称歯の方向に伸びるタブ又は歯を有する。
前記弾性要素は、圧縮状態で、前記ラチェット・リングと歯付きリングとの間に配置される開放用弾性要素であり、この開放用弾性要素はラチェット・リングを歯付きリングから離す方向に常に押している。

一実施例においては、ラチェット・リングは剛性材料製であり、ラチェット・リングの歯は、前記歯付きリングの非対称歯と噛み合う。この実施例においては、圧縮弾性要素は、ラチェット・リングとロック用リングとの間に、圧縮された状態で配置される。

他の実施例においては、ラチェット・リングは、金属シート製の環状体であり、前記環状体は、環状体から前記歯付きリングの非対称歯の方向に傾斜して伸びる係止用弾性タブを規定する。各係止用弾性タブは、ラチェットつめを提供する自由端を有する。

ラチェット・リングが鋼板製或いは金属シート製であろうと、ロック用リングは、本体の外側で歯付きリングの反対側でラチェット・リングに隣接する位置に配置される。ラチェット・リングが金属シート製の場合は、ロック用リングはラチェット・リングと接触している支持表面を有する。

カムは、ロック用リングの壁に形成されたカム溝と、このカム溝内に挿入され本体に形成された軸方向中心軸Ｅに直交する穴内に挿入されるピンとを有する。ロック用リングが、本体に対しロック制御スリーブによりカムと協働して回転すると、ロック用リングの軸方向の動きを、角度方向ロック位置に対応する軸方向ロック位置と角度方向開放位置に対応する軸方向開放位置の間に、制限する。

ロック用リングが軸方向ロック位置にある時は、ロック用リングは、ラチェット・リングのラチェットつめを歯付きリングに、開放用弾性要素の力に抗して、押しつける。ラチェットつめは、歯付リングの非対称歯と連結し、あご部のグリップを緩めるの開放方向の本体と外側ケーシングの間の相対回転方向を阻止する。しかし、歯の非対称の形状と、係止用弾性タブの弾性、ラチェット・リングを歯付きリングの方向に押し込む圧縮弾性要素の弾性のために、あご部のグリップを締め付ける締め付け方向の相対回転が可能となる。ロック用リングが軸方向開放位置にある時には、このロック用リングにより、開放用弾性要素の力が、ラチェットつめを歯付きリングから分離させる。その結果外側ケーシングが本体に対し両方向に自由に回転することができる。

ピンは、スライドしながら本体の穴内に挿入され、ロッキング制御スリーブは、当たりながらロック用リング上に外部から押して連結される。そのためロッキング制御スリーブの内側表面は、カム溝をカバーし、ピンをカム溝内と本体のホール内に挿入しながら維持する。

一実施例においては、開放用弾性要素はコイル・スプリングにより形成される。このコイル・スプリングは第１端と第２端を有する。第１端は、係止用弾性タブと環状体の中央穴の間の支持表面で支持される。第２端は、歯付きリングと本体の間に形成された環状シート支持される。

他の実施例においては、開放用弾性要素はラチェット・リングに形成される弾性スプリング・タブによりにより形成される。弾性スプリング・タブは、ラチェット・リングのの環状体に形成された追加的な切り欠きを有し、この追加的な切り欠きは、歯付きリングの方向に傾斜ラチェット・リングから延びる。外部ストレスがない場合、各弾性スプリング・タブは丸い端部部分を有し、それが歯付きリングの非対称歯の上に載っている。この丸い端部部分は、ラチェット・リングから、係止用弾性タブのラチェットつめよりも軸方向に遠い距離に配置される。そのため弾性スプリング・タブの丸い端部部分は、ラチェットつめが歯付きリングの非対称歯と連結する前に、歯付きリングの非対称歯の上に留まり、ラチェット・リングが２方向の回転のいずれかで回転する時には、歯付きリングの非対称歯の上をスリップする。

ラチェット・リングが金属シートである一実施例においては、ラチェット・リングは、弾性剛性シート要素からプレス加工あるいはレーザー加工により形成される。

一実施例においては、本発明のロック装置付チャックの適合機構は、自動締め付け機構と称するキーレスタイプの機構である。この機構は、本体にネジ連結され、あご部に動作可能に連結され、あご部に動作可能に連結されるプッシャーを有する。従来はこの種の適合機構を具備したチャックは、第１方向に回転する時にはビット（刃）を締め付けるが、第２方向に回転する時にはビット（刃）を緩める方向に働く。その結果それらは第１方向に回転する時のみ上手く機能する。しかし本発明のロック装置を組み込むと、この適合機構を有する自動締め付けチャックは、ドリルビット（刃）を把持するため締め付け、ロック位置にあるロック装置は、このビット（刃）をしっかりと保持し、両方向に即ち右回転と左回転あるいは右回転と左回転の交互回転の両方でトルクを加える。このロック装置が右回転と左回転の両方であご部に対しビット（刃）がスリップするのを阻止する。

他の実施例においては、本発明のロック装置付チャックの適合機構はキーを用いた従来型のものである。この適合機構は、外側ケーシングに固定され、あご部内に形成されたスレッド歯に連結されたねじ歯を具備するアクチュエータ・リングを有する。しかし本発明のロック装置を組み込むことによりキーの機構を省くことができるが、その理由は、ロック装置によりチャックは、適合機構でビット（刃）を確実に保持し、右回転、左回転あるいは右回転と左回転の組み合わせ回転でのトルクを適用できる。更にこの実施例においては、高いトルクがチャックに締め付け方向への回転により加えられる時には、ロック装置は、手動でチャックを緩めることにより、ビット（刃）を容易に外すことができる。

更なる実施例においては、本発明のロック装置付チャックの適合機構は、ハイブリッド型の適合機構であり、これは特許文献２に開示されている。特許文献２のハイブリッド型の適合機構は、自動適合機構とキーメカニズムを組み合わせたものである。プッシャーと本体の間の連結は、あご部の軸方向移動を引き起こすが、左ねじの連結であるので、チャックを保持するツールは最早回転せず、ドリルマシーンの右回転をキープすると、適合機構は自動的に締め付ける。これの問題点は、時に過剰な自己連結が起こり、キーの補助なしでは手では開放できない点である。この問題は、自動締め付けとキー機構の組み合わせのハイブリッド・チャックで解決できる。更に本発明のロック装置を組み込むと、キーによる自動締め付けチャックはビット（刃）をしっかりと保持し、両方向（即ち右回転と左回転）に回転することにより、あるいは右回転と左回転を交互に加えることにより、トルクを加える。

本発明のロック装置とラチェット機構は、ラチェット・リングが剛性材料又は金属シートであるか否かを問わず、あらゆる種類のキーレスの自動適合締め付け適合機構、従来型のキーを具備した適合機構、従来型のキーレスの適合機構、キーを具備した自動締め付け適合機構のいずれとも適合性がある。

本発明の一実施例によるロック装置付チャックの軸方向部分断面図。 図１のチャックの前方から見た部分展開斜視図。 図１のチャックの後方から見た部分展開斜視図。 図１−３のチャックの一部を構成するカム溝を含むロック用リングの側面図。 図１−３のチャックの一部を構成する歯付きリングの非対称歯の形状を表す断面図。 図１−３のチャックの一部を構成するラチェット・リングの斜視図。 図１−３の実施例の変形例のラチェット・リングの斜視図。 本発明の他の実施例によるロック装置付チャックの軸方向部分断面図。 図８のチャックの展開斜視図。 図８，９のチャックの部分断面斜視図。 本発明の他の実施例によるロック装置付チャックの軸方向部分断面図。 本発明の他の実施例によるロック装置付チャックの軸方向部分断面図。 図１２のチャックの展開斜視図。 図１３のロック装置付チャックの一部を構成するラチェット・リングの斜視図。

図１−３において、本発明の一実施例のロック装置付チャックは、軸方向中心軸Ｅを有する本体１を有する。本体１は一緒に回転する駆動シャフトに連結される。この駆動シャフトは、機械即ち電動ツール又は手動ツールのいずれかに連結され、両方向に回転可能である。

外側ケーシング２が本体１の外側に連結される。その結果外側ケーシング２は本体１に対し同軸で回転するが軸方向には動かない。外側ケーシング２は、前方（適合／嵌合）スリーブ２１と後方スリーブ２２を有し、これらはねじ連結２３，２４により互いに固定連結される。あご部３はガイド・ボディ２０に形成されたガイドに連結される。ガイド・ボディ２０は、前方スリーブ２１内に収納され外側ケーシング２に対し動かない。あご部３は前方スリーブ２１の内側に配置される。その結果、あご部３は、外側ケーシング２に対し可動であり、前方スリーブ２１の軸方向貫通孔に入る。外側ケーシング２は、本体１に対し、後方スリーブ２２と本体１との間に配置された回転要素２５により、回転する。この回転要素２５は軸方向加重を担持する。

チャックは、外側ケーシング２の動きをあご部３の動きに連結する適合（嵌合）機構を有し、あご部３を異なる直径を有するビット（刃）に適合させる。この実施例においては、適合機構はキーレス自動締め付け機構ある。このキーレス自動締め付け機構はプッシャー４を有する。プッシャー４は、本体１にねじ連結３１，３２により連結され、外側ケーシング２に連結される。その結果プッシャー４は、軸方向に移動可能であるが同軸には回転しない。具体的には、プッシャー４は雄ねじ３１を有し、この雄ねじ３１は本体１に形成された雌ねじ３２とかみ合う。その結果、プッシャー４と本体１との間の相対回転が、プッシャー４の軸方向の動きに変換される。

あご部３が連結されるガイド・ボディ２０のガイドは、軸方向中心軸Ｅの方向に収束する方向に傾斜している。プッシャー４はあご部３に連結されてそれらを操作できる。その結果、外側ケーシング２がプッシャー４と協働して本体１に対し締め付け方向に回転することにより、あご部３は、前方スリーブ２１から出て、軸方向中心軸Ｅ方向に向かう。逆に外側ケーシング２がプッシャー４と協働して本体１に対し緩める方向に回転することにより、あご部３は、前方スリーブ２１内に入り込み、軸方向中心軸Ｅから離れる方向に動く。前方スリーブ２１は、手による把持を容易にするため、把持用エンボス２７を具備する外側表面を有する。

本体１は軸方向貫通穴１８を有し、プッシャー４も軸方向貫通孔１９を有する。軸方向貫通孔１９と軸方向貫通穴１８とは連通する。その結果、把持ロッドがあご部３が付いたチャックの全長に渡って挿入される。

駆動シャフトをチャックを緩める方向に回転させた時、あご部３のグリップが緩むのを阻止するために、チャックはロック装置を有する。このロック装置は、前方スリーブ２１の反対端部で本体１に連結されたロック制御スリーブ１４により動作するラチェット機構を有する。

ラチェット機構は歯付きリング５を有する。この歯付きリング５は後方スリーブ２２の後端に形成される。この歯付きリング５は、複数の非対称歯５ａを有し、これらは軸方向中心軸Ｅに直交する面で半径方向に配置される。図５は非対称歯５ａの非対称形状を示す。同図において、この非対称歯５ａは後面（相対的な締め付け回転方向に対し）と前面とを有する。後面は、軸方向中心軸Ｅに平行な方向Ｄに対し第１角Ａ１をなす。前面は、軸方向中心軸Ｅに平行な方向Ｄに対し第２角Ａ２をなす。第１角Ａ１は第２角Ａ２よりも大きい。

ラチェット機構は更にラチェット・リング９を有する（図６）。このラチェット・リング９は、弾性鋼のシート要素をプレス加工あるいはレーザー加工することにより得られる。ラチェット・リング９は、平板状の環状部材であり、中央穴１５と、軸方向中心軸Ｅの方向に中央穴１５の内側から伸びる保持舌部１７と、ラチェット・リング９の回りに等角間隔で分布した３個の係止用弾性タブ１１を形成する切り欠きとを有する。この係止用弾性タブ１１は、折り曲げられて平板状の環状体から離れる方向に傾斜しながら突起する。各係止用弾性タブ１１はラチェットつめ６を提供する自由端を有する。

本体１は円筒状部分を有する。この円筒状部分の外側に、保持用溝１６が軸方向中心軸Ｅに平行に形成されている（図２，３）。この円筒状部分は、ラチェット・リング９の中央穴１５内をスライドしながら貫通／挿入され、ラチェット・リング９の保持舌部１７は保持用溝１６内に挿入される。そのためロック用リング７は、本体１の保持用溝１６と共働して、ラチェット・リング９と本体１との間の相対的回転を阻止するが、ラチェット・リング９は本体１に対し軸方向には動くことができる。

ラチェット・リング９は、歯付きリング５の方を向いてそれに隣接し、係止用弾性タブ１１は歯付きリング５の方向を向くよう、配置される。開放用弾性要素２８が圧縮状態でラチェット・リング９と歯付きリング５との間に配置される。この開放用弾性要素はコイル・スプリング２８により形成される。このコイル・スプリング２８は第１端と第２端を有する。第１端は、係止用弾性タブ１１と中央穴１５の間の（ラチェット・リング９の環状体の）支持表面１０で支持される。第２端は、歯付きリング５と本体１との間の（外側ケーシング２に形成された）第１環状シート２９で支持される。そのためコイル・スプリング２８は、ラチェット・リング９を、歯付きリング５から離す方向に向けて常に押している。

ロック用リング７は、本体１の外側で、歯付きリング５の反対側でラチェット・リング９に隣接した位置に配置される（図２）。ロック用リング７は支持表面７ａを有し、この支持表面７ａはラチェット・リング９と接触している。カム８がロック用リング７の円筒状側面壁に形成されている。

図４に示すように、ロック用リング７のカム８は、第１端８ａと第２端８ｂの間を円周方向に伸びるカム溝により形成される。カム溝の第１端８ａは、支持表面７ａに軸方向で第２端８ｂよりも近くにある。カム溝は更に第１中間点８ｃを有する。この第１中間点８ｃは、円周方向で第２端８ｂより第１端８ａにより近くに、かつ支持表面７ａから軸方向に第２端８ｂより遠くに、ある。第２中間点８ｄは、第２端８ｂに円周方向で第１端８ａよりも近くで、支持表面７ａから軸方向で第２端８ｂと等距離に配置される。カム溝は、第１端８ａと第１中間点８ｃの間で支持表面７ａに対し傾斜したパスを形成し、第２中間点８ｄと第２端８ｂの間で支持表面７ａに対し平行なパスを形成する。

ピン１３は、ロック用リング７のカム８を構成するカム溝内と、本体１に形成された穴３０（軸方向中心軸Ｅに直交する）内に挿入される。ピン１３は、カム溝の幅に合った直径を有し、ピン１３はカム８に沿ってスライドする。そのため、カム８は、ピン１３と共働して、所定の時において、ロック用リング７の動きを軸方向ロック位置と軸方向開放位置の間に決定する。所定の時とは、ロック用リング７が、本体１に対し、カム溝の第１端８ａにより制限される角度方向開放位置と、第２端８ｂにより制限される角度方向ロック位置との間で回転する時である。

ロック制御スリーブ１４が角度方向と軸方向のロック位置に配置されると、ロック用リング７は、ラチェットつめ６を歯付きリング５に、コイル・スプリング２８の力に抗して、押し付ける。これにより、本体１と外側ケーシング２の間のあご部３のグリップを緩める方向への相対回転を阻止する。しかし、あご部３のグリップを締め付ける締め付方向への相対回転は、係止用弾性タブ１１の弾性により、可能である。ロック制御スリーブ１４が角度方向と軸方向の開放位置に配置されると、ロック用リング７により、コイル・スプリング２８がラチェットつめ６を歯付きリング５から切り離すようにする。これにより、本体１と外側ケーシング２との間の自由な相対回転が両方向に可能となる。

コイル・スプリング２８の圧縮幅は、角度方向ロック位置の方が角度方向開放位置よりも大きい。しかし角度方向ロック位置から角度方向開放位置に移行するためには、第２中間点８ｄから第１中間点８ｃへのカム溝内の小さな傾斜により引き起こされるコイル・スプリング２８の追加的な圧縮幅に打ち勝つ必要があり、これにより、ラチェット機構の偶発的なロック解除を阻止できる。

ロック制御スリーブ１４は、ロック用リング７の外側で固定されており、カム８のカム溝をカバーする内側表面を有し、ピン１３をカム溝内にかつ本体１の穴３０内に挿入したままに維持する。ロック制御スリーブ１４は、把持エンボス２６の外側表面を有し、これにより、第１端８ａにより示される角度方向と軸方向の開放位置と、第２端８ｂにより示される角度方向と軸方向のロック位置の間で、ロック用リング７と協働してロック制御スリーブ１４を回転させるのを容易になる。

図７は本発明の他の実施例のラチェット・リング９を示す。図７の実施例と図１−６の実施例とは以下の点で異なる。即ち開放用弾性要素は、コイル・スプリング２８ではなく、ラチェット・リング９自体から得られた弾性スプリング・タブ１２により形成されている点である。

図７のロック用リング９は、半径方向に対向する場所にある２個の係止用弾性タブ１１を形成する第１切り欠きと、係止用弾性タブ１１の間にあり半径方向に対向する位置に配置された２個の弾性スプリング・タブ１２を形成する追加的な第２切り欠きとを有する。係止用弾性タブ１１と弾性スプリング・タブ１２は曲げられ、それらは傾斜して環状体の同一側を向いて外側に突起する。各係止用弾性タブ１１は自由端を有し、歯付きリング５の非対称歯５ａで係止するよう構成されたラチェットつめ６を提供する。各弾性スプリング・タブ１２は丸みをおびた端部１２ａを有し、端部１２ａが歯付きリング５の非対称歯５ａの上をスリップしそこに静止する。

弾性スプリング・タブ１２の丸みをおびた端部１２ａは、係止用弾性タブ１１のラチェットつめ６よりも、ラチェット・リング９の環状平面体から軸方向距離が長い位置に配置されている。その結果、ロック制御スリーブ１４が角度方向と軸方向のアンロック（開放）位置に配置されると、ロック用リング７は、弾性スプリング・タブ１２により加えられる力によりラチェットつめ６を歯付きリング５から切り離す。ロック制御スリーブ１４が角度方向と軸方向ロック位置に配置されると、ロック用リング７は、弾性スプリング・タブ１２の力に抗して、ラチェットつめ６を歯付きリング５の非対称歯５ａに押し付ける。

図８−１０は、本発明のロック装置付チャックの他の実施例を示す。この実施例のチャックは、本体１と、外側ケーシング２と、ビット（図示せず）をグリップする３個のあご部３と、あご部３を異なる直径のビット（刃）に合わせるために外側ケーシング２の動きをあご部３の動きにリンクする適合機構と、ロック装置とを有する。

本体１は、軸方向中心軸Ｅを有し、協働して回転する駆動シャフトに連結されている。外側ケーシング２は、本体１の外側に連結され、外側ケーシング２は本体１と同軸で回転するが、軸方向には動かない。本体１は、軸方向貫通穴１８と３個のガイドホール４４とを有する。ガイドホール４４は軸方向中心軸Ｅの回りに等間隔で分布し、軸方向中心軸Ｅの方向に収束する方向に傾斜している。外側ケーシング２は軸方向開口を有する。

３個のあご部３は、３個のガイドホール４４内に可動に収納され、外側ケーシング２の軸方向開口から出る。本体１は、その中に円周方向溝４５を形成する。この円周方向溝４５は、ガイドホール４４との交差開口４６を有する。あご部３は、その中にスレッド歯４３を形成し、このスレッド歯４３は交差開口４６内に露出するる。

適合機構は、外側ケーシング２の内側に固定される作動リング４１を有する。この作動リング４１は本体１の円周方向溝４５内に挿入され、円周方向溝４５の対向表面にスライドしながら接触する。これにより、本体１に対する作動リング４１と外側ケーシング２の連結回転が可能となり、作動リング４１と外側ケーシング２の本体１に対する軸方向移動が阻止される。作動リング４１は、２つの半分部分４１ａ，４１ｂで形成され、組立が容易となる。

作動リング４１はねじ部４２を有する。このねじ山４２は、交差点４６内であご部３のスレッド歯４３と噛み合う。その結果、外側ケーシング２と作動リング４１とが締め付け方向に回転することにより、あご部３は軸方向中心軸Ｅに近づく方向に動く。逆に、外側ケーシング２と作動リング４１とが本体１の回りを開放方向に回転することにより、あご部３は軸方向中心軸Ｅから離れる方向に動く。

このロック装置は図１−３の実施例に類似する。このロック装置は、本体１の外側に連結されたロック制御スリーブ１４により動作するラチェット機構を有する。その結果、ロック装置は、角度方向ロック位置と角度方向開放位置の間で、カム８と開放用弾性要素と共働して、回転する。ロック制御スリーブ１４が角度方向ロック位置にある時には、ラチェット機構は、本体１と外側ケーシング２の間で、あご部３のグリップを緩める開放方向への相対的回転を阻止する。しかしあご部３のグリップを締め付ける締め付け方向方向への相対回転は可能である。ロック制御スリーブ１４が角度方向開放位置にある時には、ラチェット機構により本体１と外側ケーシング２の間の相対回転が両方向で可能となる。

ラチェット機構は、歯付きリング５と、ラチェット・リング９と、ロック用リング７と、開放用弾性要素とを有する。歯付きリング５は、複数の非対称歯５ａを有し、外側ケーシング２に固定される。

ラチェット・リング９は、図６のそれに類似するが、金属製シートで形成され、中央穴１５と係止用弾性タブ１１とを有する。係止用弾性タブ１１は、歯付きリング５の非対称歯５ａに面するラチェットつめ６を提供する。保持舌部１７は、中央穴１５の内側エッジから伸び、本体１の円筒状部分に軸方向中心軸Ｅに平行に形成される保持用溝１６に挿入される。その結果、ラチェット・リング９は、本体１に対し軸方向にスライドするが同軸では回転しない。

ロック用リング７は、本体１の外側に配置され、ロック制御スリーブ１４の内側で歯付きリング５に対向するラチェット・リング９の側に隣接した場所に固定される。この実施例においては、開放用弾性要素はコイル・スプリング２８により形成される。コイル・スプリング２８は、圧縮された状態でラチェット・リング９と第２環状シート４７（本体１に形成された）の間に配置される。その結果コイル・スプリング２８は、常にラチェット・リング９を歯付きリング５から離す方向に押す。別の構成として、開放用弾性要素は、ラチェット・リング９から得られた弾性スプリング・タブ１２により形成される。これは図７で説明したとおりである。

カム８は、ロック用リング７の壁に形成されたカム溝を有する。ピン１３がカム溝内に挿入され、更に本体１に形成された軸方向中心軸Ｅに直交する穴３０内に挿入される。カム８は図８のそれに類似する。ロック用リング７が本体１の回りをロック制御スリーブ１４と協働して回転すると、カム８は、ロック用リング７の軸方向の動きを、角度方向ロック位置に対応する軸方向ロック位置と角度方向開放位置に対応する軸方向開放位置の間に制限する。

ロック用リング７が軸方向ロック位置にある時には、ロック用リング７は、開放用弾性要素の力に抗して、ラチェットつめ６を歯付きリング５に当てて押す。ロック用リング７が軸方向開放位置にある時には、ロック用リング７は、開放用弾性要素による力がラチェットつめ６を歯付きリング５から離すようにする。

ロック制御スリーブ１４と外側ケーシング２は、手による把持を容易にするような把持用エンボス２６，２７の外側表面を有する。

図１１は、本発明の更なる実施例を示し、自動締め付け適合機構とキー機構とを組み合わせたもの（ハイブリッド・チャック）である。

図１１のハイブリッド・チャックは、本体１と、外側ケーシング２と、３個のあご部３と、あご部３を異なる直径のビット（刃）に合わせるために外側ケーシング２の動きをあご部３の動きにリンクする適合機構と、ロック装置とを有する。

この適合機構は、図１−３に類似する自動締め付け機構であり、ねじ連結３１，３２により本体１の内側に連結され、更に外側ケーシング２にも連結されるプッシャー４を有する。その結果それは軸方向にスライドするが同軸には回転しない。そのためプッシャー４と本体１の間の一方向の相対的回転は、プッシャー４の軸方向移動に変換されて、あご部３を軸方向中心軸Ｅの方向に近づける。プッシャー４と本体１の間の開放方向への相対回転は、あご部３を軸方向中心軸Ｅから離す。

このロック装置は図１−３のそれに類似する。このロック装置はロック制御スリーブ１４とカム８と開放用弾性要素により動作されるラチェット機構を有する。このロック制御スリーブ１４は本体１の外側に連結され、ロック制御スリーブ１４は角度方向ロック位置と角度方向開放位置の間を回転する。ロック制御スリーブ１４と外側ケーシング２はそれぞれ把持用エンボス２６，２７を具備する外側表面を有する。

カム８は、ロック用リング７に形成されるカム溝とこのカム溝に挿入されるピン１３を有する。ピン１３は、軸方向中心軸Ｅに直交する穴３０に挿入される。カム８は、軸方向ロック位置と軸方向開放位置の間でロック用リング７の軸方向の動きを、ロック用リング７がロック制御スリーブ１４により本体１に対し同軸に回転する時に、規定する。

ラチェット機構は、後方スリーブ２２の後端に形成された歯付きリング５と、ラチェットつめ６を提供する係止用弾性タブ１１を具備するラチェット・リング９とを含む。ラチェット・リング９が、ロック用リング７により軸方向ロック位置内に押し込まれた時に、ラチェットつめ６は、歯付きリング５に係止（インターロック）する。

開放用弾性要素はコイル・スプリング２８により形成される。このコイル・スプリング２８は、ラチェット・リング９と第１環状シート２９（外側ケーシング２に形成される）との間に圧縮状態で配置されている。別の構成として、圧縮状態の開放用弾性要素は、コイル・スプリング２８の代わりに、ラチェット・リング９に形成された弾性スプリング・タブ１２で形成してもよい。

更に、図１１のロック装置のハイブリッド・チャックは、従来の補助キー５０を用いて、あご部３を締めたり緩めたりすることができる。この補助キー５０は、端部ボス５１で終端するロッド５３と、端部ボス５１に同軸で隣接する傾斜ピニオン５２とを有する。ロッド５３は、ロッド５３に手でトルクを加えるような横棒５４あるいは別の突起した工具を有する。

傾斜クラウン歯車３３は、ロック制御スリーブ１４の先端に形成される。半径方向のキー・ガイド穴３４は外側ケーシング２の後方スリーブ２２に形成される。キー・ガイド穴３４が傾斜クラウン歯車３３に対し配置される場所は、補助キー５０の端部ボス５１がキー・ガイド穴３４内に挿入された時に、補助キー５０の傾斜ピニオン５２が傾斜クラウン歯車３３と噛み合うような場所である。この位置において、補助キー５０を締め付け方向に回転させると、本体１を外側ケーシング２に対し回転させ、あご部３を閉鎖位置に動かす。逆に補助キー５０を開放方向に回転させると、本体１を外側ケーシング２に対し回転させて、あご部３を緩めそれらを開放位置に動かす。

図１２−１４に本発明の更なる実施例を示す。図１２−１４のロック装置付チャックが図１−７の実施例と異なる点は、ラチェット・リング９が剛性材料例えば剛性金属から形成され、環状体とこの環状体から突出する複数の歯９ａを有し、この歯９ａが歯付きリング５の非対称歯５ａに面している点である。ラチェット・リング９の歯９ａが歯付きリング５の非対称歯５ａに嵌まり合う。圧縮弾性要素４８が圧縮状態でラチェット・リング９とロック用リング７との間に配置される。

歯の非対称形状と圧縮弾性要素４８の弾性により、ラチェット・リング９は歯付きリング５から離れる方向に引っ込み、これによりラチェット・リング９の歯９ａを歯付きリング５の非対称歯５ａから切り離す。これは、ロック装置がロック位置にあり、外側ケーシング２が本体１に対しあご部３のグリップを把持するよう締め付け方向に回転した時に行われる。

ここに示した実施例においては、圧縮弾性要素４８は第１端と第２端とを有する波状リング・スプリングである。、第１端はロック用リング７の支持表面上で支持され、第２端はラチェット・リング９上で支持されている。開放用弾性要素は、ラチェット・リング９により支持された第１端と、外側ケーシング２に形成された第１環状シート２９により支持される第２端とを有するコイル・スプリング２８である。
別の構成として、圧縮弾性要素と開放用弾性要素は、チャックの要素の寸法に合わせて適合し十分な弾性係数を有するものなら、いかなるものでもよい。

以上の説明は、本発明の一実施例に関するもので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々の変形例を考え得るが、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。特許請求の範囲の構成要素の後に記載した括弧内の番号は、図面の部品番号に対応し、発明の容易なる理解の為に付したものであり、発明を限定的に解釈するために用いてはならない。また、同一番号でも明細書と特許請求の範囲の部品名は必ずしも同一ではない。これは上記した理由による。用語「又は」に関して、例えば「Ａ又はＢ」は、「Ａのみ」、「Ｂのみ」ならず、「ＡとＢの両方」を選択することも含む。特に記載のない限り、チャック又は手段の数は、単数か複数かを問わない。

１：本体
２：外側ケーシング
３：あご部
４：プッシャー
５：歯付きリング
５ａ：非対称歯
６：ラチェットつめ
７：ロック用リング
７ａ：支持表面
８：カム
８ａ：第１端
８ｂ：第２端
８ｃ：第１中間点
８ｄ：第２中間点
９：ラチェット・リング
１０：支持表面
１１：係止用弾性タブ
１２：弾性スプリング・タブ
１３：ピン
１４：ロック制御スリーブ
１５：中央穴
１６：保持用溝
１７：保持舌部
１８：軸方向貫通穴
１９：軸方向貫通穴
２０：ガイド・ボディ
２１：前方スリーブ
２２：後方スリーブ
２３，２４：ねじ連結
２６，２７：把持用エンボス
２８：コイル・スプリング
２９：第１環状シート
３０：穴
３１，３２：ねじ連結
３１：雄ねじ
３２：雌ねじ
３３：傾斜クラウン歯車
３４：半径方向のキー・ガイド穴
４１：作動リング
４２：ねじ山
４３：スレッド歯
４４：ガイドホール
４５：円周方向溝
４６：交差点
４７：第２環状シート
４８：圧縮弾性要素
５０：補助キー
５１：端部ボス
５２：傾斜ピニオン
５３：ロッド
５４：横棒

Claims (25)

1. ロック装置付チャックにおいて、
   軸方向中心軸（Ｅ）を有し駆動シャフトに回転可能に連結する本体（１）と、
   前記本体（１）の外側に連結される外側ケーシング（２）と、
   前記外側ケーシング（２）は、前記本体（１）に対し同軸で回転するが軸方向には動かず、前記外側ケーシング（２）は軸方向開口を有し、
   前記本体（１）と前記外側ケーシング（２）に対し可動に配置され、前記軸方向開口と連通する複数のあご部（３）と、
   前記外側ケーシング（２）の動きを前記あご部（３）の動きにリンクする適合機構と、
   前記外側ケーシング（２）の本体（１）に対する前記あご部（３）の把持を締め付ける締め付け方向への回転により、前記あご部（３）は前記軸方向中心軸（Ｅ）の方向に近づき、前記外側ケーシング（２）の本体（１）に対する締め付け方向とは反対の前記あご部（３）の把持を緩める開放方向への回転により、前記あご部（３）は前記軸方向中心軸（Ｅ）から離れる方向に動き、
   前記本体（１）の外側に連結されたロック用制御スリーブ（１４）により動作するラチェット機構を有するロック装置と、
   前記ロック用制御スリーブ（１４）は、カム（８）と弾性要素と協働して、角度方向のロック位置と開放位置の間で回転し、前記ラチェット機構は、前記ロック用制御スリーブ（１４）が角度方向のロック位置にある時は、前記本体（１）と外側ケーシング（２）の間の前記開放方向への相対回転を阻止するが、前記締め付け方向への相対的回転は可能とし、前記ロック用制御スリーブ（１４）が角度方向の開放位置にある時には、前記本体（１）と外側ケーシング（２）の間の相対回転が両方向で可能となり、
   を有し、
   前記ラチェット機構は、
   前記外側ケーシング（２）に固定され、複数の非対称歯（５ａ）を有する歯付きリング（５）と、
   前記歯付きリング（５）に向き合うラチェット・リング（９）と、
   前記ラチェット・リング（９）は、前記本体（１）に対し軸方向にスライドするが同軸では回転せず、前記ラチェット・リング（９）は、環状体と前記環状体から歯付きリング（５）の非対称歯（５ａ）の方向に伸びるラチェットつめ（６）又は歯（９ａ）を有し、
   前記本体（１）の外側に配置され、前記歯付きリング（５）の反対側で前記ラチェット・リング（９）に隣接して配置されるロック用制御スリーブ（１４）の内側に固定されるロック用リング（７）と、
   を有し、
   前記弾性要素は、圧縮状態で、前記ラチェット・リング（９）と歯付きリング（５）との間に配置される開放用弾性要素であり、
   前記カム（８）は、前記ロック用リング（７）の壁に形成されたカム溝と、前記カム溝と前記本体（１）に形成された軸方向中心軸（Ｅ）に直交する穴（３０）内に挿入されるピン（１３）とを有し、
   前記カム（８）は、前記ロック用リング（７）が前記ロック用制御スリーブ（１４）により本体（１）に対し同軸で回転した時に、前記ロック用リング（７）の軸方向の動きを、前記角度方向ロック位置と角度方向開放位置にそれぞれ対応する軸方向ロック位置と軸方向開放位置の間に決定し、
   前記ロック用リング（７）は、前記軸方向ロック位置にある時は、前記開放用弾性要素の力に抗して、前記ラチェットつめ（６）又は歯（９ａ）を歯付きリング（５）に押し付け、前記軸方向開放位置にある時は、前記開放用弾性要素の力が、前記ラチェットつめ（６）又は歯（９ａ）を歯付きリング（５）から切り離す
   ことを特徴とするロック装置付きチャック。
2. 前記ラチェット・リング（９）は剛性材料製であり、前記ラチェット・リング（９）の歯（９ａ）は、前記歯付きリング（５）の非対称歯（５ａ）に嵌まり、
   圧縮弾性要素（４８）が、前記ラチェット・リング（９）とロック用リング（７）との間に、圧縮された状態で配置される
   ことを特徴とする請求項１に記載のチャック。
3. 前記ラチェット・リング（９）は、弾性鋼板製の環状体であり、
   前記環状体は、前記環状体から前記歯付きリング（５）の非対称歯（５ａ）の方向に傾斜して伸び前記ラチェットつめ（６）を提供する自由端を有する係止用弾性タブ（１１）を規定する切り欠きを有する
   ことを特徴とする請求項１に記載のチャック。
4. 前記適合機構は、ネジ連結（３１，３２）により前記本体（１）に連結され、軸方向にスライドするが同軸では回転しないよう、前記外側ケーシング（２）に連結されるプッシャー（４）を有し、
   前記プッシャー（４）は、前記あご部（３）と動作可能に連結され、前記プッシャー（４）の本体（１）に対する締め付け方向への回転により、前記あご部（３）が前記軸方向中心軸（Ｅ）の方向に動き、前記プッシャー（４）の本体（１）に対する開放方向への回転により前記あご部（３）は前記軸方向中心軸（Ｅ）から離れる方向に動く
   ことを特徴とする請求項１−３のいずれか１項に記載のチャック。
5. 前記適合機構は、前記外側ケーシング（２）の内側に固定される作動リング（４１）を有し、
   前記作動リング（４１）は、前記あご部（３）に形成されたスレッド歯（４３）に連結されるねじ山（４２）を有し、前記作動リング（４１）の本体（１）に対する締め付け方向への回転により、前記あご部（３）は前記軸方向中心軸（Ｅ）の方向に動き、前記作動リング（４１）の本体（１）に対する開放方向への回転により、前記あご部（３）は前記軸方向中心軸（Ｅ）から離れる方向に動く
   ことを特徴とする請求項１−３のいずれか１項に記載のチャック。
6. 前記ロック用制御スリーブ（１４）は、前記カム溝をカバーする内側表面を有し、前記ピン（１３）をカム溝内にかつ本体（１）の穴（３０）内に挿入された状態に維持する
   ことを特徴とする請求項１−５のいずれか１項に記載のチャック。
7. 前記開放用弾性要素は、コイル・スプリング（２８）により形成され、
   前記コイル・スプリング（２８）は、前記ラチェット・リング（９）に支持される第１端と、前記外側ケーシング（２）に形成された第１環状シート（２９）に支持される第２端とを有する
   ことを特徴とする請求項１，２，４のいずれか１項に記載のチャック。
8. 前記開放用弾性要素は、コイル・スプリング（２８）により形成され、
   前記コイル・スプリング（２８）は、前記ラチェット・リング（９）に支持される第１端と、前記外側ケーシング（２）に形成された第２環状シート（４７）に支持される第２端とを有する
   ことを特徴とする請求項１，２，５のいずれか１項に記載のチャック。
9. 前記開放用弾性要素は、弾性スプリング・タブ（１２）により形成され、
   前記弾性スプリング・タブ（１２）は、前記ラチェット・リング（９）に形成さ、記ラチェット・リング（９）から傾斜して前記歯付きリング（５）の方向に伸びる追加的な切り欠きにより形成され、
   前記各弾性スプリング・タブ（１２）は、前記歯付きリング（５）の非対称歯（５ａ）の上に静止する丸い端部（１２ａ）を有し、前記丸い端部（１２ａ）は、前記係止用弾性タブ（１１）のラチェットつめ（６）よりも、前記ラチェット・リング（９）から軸方向に離れた位置に配置される
   ことを特徴とする請求項１，３，４，５のいずれか１項に記載のチャック。
10. 前記ラチェット・リング（９）は、弾性剛性シート要素からプレス加工あるいはレーザー加工により形成される
    ことを特徴とする請求項１，３，４，５のいずれか１項に記載のチャック。
11. 前記本体（１）は、前記ラチェット・リング（９）の中央穴（１５）を貫通して挿入される円筒状部分を有し、前記円筒状部分は、保持用溝（１６）が前記軸方向中心軸（Ｅ）に平行に形成される外側表面を有し、
    前記ラチェット・リング（９）は、前記ラチェット・リング（９）の中央穴（１５）の内側エッジから前記軸方向中心軸（Ｅ）の方向に伸びる保持舌部（１７）を有し、前記保持舌部（１７）は、前記本体（１）の保持用溝（１６）内に挿入され、前記ラチェット・リング（９）と本体（１）との間の相対的回転を阻止する
    ことを特徴とする請求項１−１０のいずれか１項に記載のチャック。
12. 前記カム（８）内に含まれるカム溝は、円周方向に第１端（８ａ）と第２端（８ｂ）の間を伸び、前記第１端（８ａ）は、前記ラチェット・リング（９）に隣接するロック用リング（７）の支持表面（７ａ）に、前記軸方向中心軸（Ｅ）方向で、前記第２端（８ｂ）よりも近くにある
    ことを特徴とする請求項１−１１のいずれか１項に記載のチャック。
13. 前記カム（８）内に含まれるカム溝は、前記第１端（８ａ）と第２端（８ｂ）の間に、第１中間点（８ｃ）と第２中間点（８ｄ）を更に有し、前記第１中間点（８ｃ）は、前記第２端（８ｂ）よりも円周方向で第１端（８ａ）の近くの位置で、かつ前記第２端（８ｂ）よりも軸方向で支持表面（７ａ）から離れた位置にあり、前記第２中間点（８ｄ）は、円周方向で前記第１端（８ａ）よりも前記第２端（８ｂ）の近くの位置で、かつ前記軸方向中心軸（Ｅ）方向で前記支持表面（７ａ）から前記第２端（８ｂ）とは同一距離の位置にある
    ことを特徴とする請求項１２に記載のチャック。
14. 前記本体（１）は、第１軸方向貫通穴（１８）を有し、前記プッシャー（４）は、前記第１軸方向貫通穴（１８）と連通し整合する第２軸方向貫通孔（１９）を有する
    ことを特徴とする請求項１又は４のいずれかに記載のチャック。
15. 前記外側ケーシング（２）は、前方スリーブ（２１）と後方スリーブ（２２）を有し、
    前記前方スリーブ（２１）内にあご部（３）が収納され、
    前記後方スリーブ（２２）は、前記歯付きリング（５）の非対称歯（５ａ）が形成される後端部を有し、前記前方スリーブ（２１）と後方スリーブ（２２）は、ねじ連結（２３，２４）により互いに固定して連結される
    ことを特徴とする請求項４に記載のチャック。
16. 前記あご部（３）は、前記前方スリーブ（２１）内に収納され前記外側ケーシング（２）に対し不動状態にあるガイド・ボディ（２０）内に形成されるガイドに連結される
    ことを特徴とする請求項１５に記載のチャック。
17. 前記外側ケーシング（２）は、前記本体（１）に対し、前記後方スリーブ（２２）と本体（１）の間に配置された回転要素（２５）と共働して、回転し、軸方向負荷を担時する
    ことを特徴とする請求項１５に記載のチャック。
18. 前記プッシャー（４）は雄ねじ（３１）を有し、前記雄ねじ（３１）は本体（１）に形成された雌ねじ（３２）に噛み合う
    ことを特徴とする請求項４に記載のチャック。
19. 前記本体（１）は第１軸方向貫通穴（１８）を有する
    ことを特徴とする請求項１，２，３，５のいずれか１項に記載のチャック。
20. 前記あご部（３）は、前記本体（１）に形成されたガイドホール（４４）内に収納され、前記ガイドホール（４４）は、前記軸方向中心軸（Ｅ）の方向に向いて収束する方向で傾斜する
    ことを特徴とする請求項５に記載のチャック。
21. 前記作動リング（４１）は、前記本体（１）に形成された円周方向溝（４５）内に挿入され、前記円周方向溝（４５）内に前記ガイドホール（４４）と連通する交差開口（４６）が形成される
    ことを特徴とする請求項２０に記載のチャック。
22. 前記ロック用制御スリーブ（１４）は、把持用エンボス（２６）が形成された外側表面を有する
    ことを特徴とする請求項１，４，５のいずれか１項に記載のチャック。
23. 前記前方スリーブ（２１）は、把持用エンボス（２７）が形成された外側表面を有する
    ことを特徴とする請求項１５に記載のチャック。
24. 前記外側ケーシング（２）は、把持用エンボス（２７）が形成された外側表面を有する
    ことを特徴とする請求項５に記載のチャック。
25. 前記ロック用制御スリーブ（１４）は、傾斜クラウン歯車（３３）を有し、前記外側ケーシング（２）の後方スリーブ（２２）は、半径方向のキー・ガイド穴（３４）を有し、前記半径方向のキー・ガイド穴（３４）は、補助キー（５０）の端部ボス（５１）を収納するような形状と場所に配置され、前記傾斜クラウン歯車（３３）は、前記補助キー（５０）の端部ボス（５１）が前記半径方向のキー・ガイド穴（３４）内に挿入された時に、前記補助キー（５０）の傾斜ピニオン（５２）と噛み合う
    ことを特徴とする請求項１５に記載のチャック。

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