JP4787314B2 - ドリルチャック - Google Patents

Description

本発明は、追い締め式のドリルチャックに関する。

このドリルチャックは、一つのチャック躯幹体と、チャック躯幹体に共軸に回転可能な締め付けテーパー体と、チャック躯幹体に軸方向から支持されるように取付けられ、複数のスリット中にて複数のつかみあごを案内するつかみあご保持体と、インタロック機構と、チャック軸に共軸に配置され外側から回転可能な締め付け解除リングとを備える。複数のつかみあごは、チャック躯幹体と、締め付けテーパー体及びつかみあご保持体との間の相対的な回転によって締め付けまたはその解除のために位置・姿勢をシフト可能である。インタロック機構は、一方にある、チャック躯幹体に共軸のリング状歯列と、他方にある、つかみあご保持体に取り付けられた係止ラッチとからなる。インタロック機構は、係止ラッチがリング状歯列に差し込まれた状態にて、チャック躯幹体及び係止ラッチについて、つかみあごを緩める方向の相対回転を防ぐが、締め付ける方法での相対回転は妨げない。締め付け解除リングは、つかみあご保持体に重ねられ、係止ラッチの位置・姿勢を、リング状歯列に差し込まれた状態と、リング状歯列から外れ出た状態との間でシフトさせるためのものである。

このような追い締め式のドリルチャックは、ヨーロッパ特許出願公開EP0017748A1から知られており、実際の実施により優れたものであることが実証され、そのため、広く用いられている。このような公知の追い締め式のドリルチャックでは、締め付けテーパー体が、つかみあご保持体に、相互回転不能に接続されている。締め付けテーパー体が、軸方向後方端の側で、つかみあご保持体に固定されて接続されており、つかみあご保持体が係止ラッチを保持している。係止ラッチの駆動は、締め付けスリーブ（締め付けテーパー体）の回転によって引き起こされる。このため、ドリルチャックの締め付け解除と締め付けとのためには、順次、締め付け解除リングと締め付けスリーブとが、相互に所定の方式に位置・姿勢をシフトさせる必要がある。ドリルチャックを開放するには、すなわち、複数のつかみあごに保持されたドリリング工具に対する締め付けを解除するには、まず、締め付け解除リングを回転させる必要がある。このようにして、突き当てストッパー作用により、係止ラッチが、リング状歯列との係合から外れる。締め付け解除リングを回転させた後、次いで、つかみあごの位置・姿勢をシフト可能なように、締め付けスリーブを回転させる必要がある。ここで、締め付けスリーブの回転方向は、締め付け解除リングの回転方向の逆にする必要がある。そのため、オペレータは、まず、手で締め付け解除リングをつかみ、一方向に回転させる。次いで、締め付け解除リングから、締め付けスリーブ（締め付けテーパー体）へと、手でつかむ箇所を変える。締め付けスリーブは逆方向に回転させる必要がある。このようにして、ドリルチャックが開放され、ドリリング工具が交換される。新たにドリリング工具を締め付けて取付ける必要があるならば、オペレーターが上記と逆の操作を行う。すなわち、まず、締め付け解除リングを回転させて、締め付け解除リングに備えられる突き当て部が、係止ラッチを、もはや押し付けず、したがって、リング状歯列に差し込まれていない状態になうようにする。一方、ドリリング工具をつかんで締め付けるための、つかみあごの位置・姿勢のシフトは、締め付けスリーブを、再度、締め付け解除リングの回転方向の逆方向に回転させることで実現される。このようなドリルチャックの取り扱いは、訓練を受けた労働者によるプロフェッショナルな領域では、問題を生じない。しかし、たまにしかドリリング作業を行わない日曜大工の従事者にとっては、複雑であるかも知れない。また、ドリルチャックの軸方向寸法が大きいことも不利である。これによってドリルチャックの重量が大きくなり、このことが、ドリルチャック及びドリリングマシンからなるドリリング装置を重くし、頭部を重くしてしまうからである。
ヨーロッパ特許出願公開ＥＰ０７１０５１８Ａ ヨーロッパ特許出願公開ＥＰ０３３５５９３Ａ 米国特許５４０７２１５ ドイツ特許出願公開ＤＥ４２０７０８７Ａ ヨーロッパ特許出願公開ＥＰ００１７７４８Ａ

したがって、本発明の根底をなす課題は、導入部で述べたような装置について、取り扱いを簡単にするように最適化することである。

課題を解決するための手段、及び発明の効果

このような課題は、本発明によると、導入部で述べたような装置において、以下により解決される。締め付けテーパー部は、軸方向後方端が、締め付け解除リングに隣接して配置され、つかみあご保持体に固定して接続される。また、締め付け解除リングは、半径方向内側の表面に、切替カム面を備える。つかみあごに対する締め付けを解除する際の締め付けテーパー部の回転方向へと締め付け解除リングを回転させた際に、切替カム面は、係止ラッチの位置・姿勢をリング状歯列に差し込まれた状態から外れ出た状態へとシフトさせる。

まず、本発明のドリルチャックは、締め付けテーパー部とつかみあご保持体とを直接接続することで得られる、軸方向寸法の短いコンパクトな構造という特長を有する。このため、本発明のドリルチャックを備えたドリリング装置は、操作がシンプルになり、特には、容易につかむことができる。ヘッド部の重量荷重が軽減されているため、ドリリング装置の手元側グリップ部（台尻部）で大きな回転モーメントを打ち消す必要がない。また、本発明のドリルチャックは、締め付け解除及び締め付けにあたり、締め付け解除リング及び締め付けテーパー体を同一の向きに回転させる操作をすることだけが要求されるので、操作性が著しくシンプルになっている。このようなことは、以下によって得られる。リング状歯列と、これに組み合わさって作動する係止ラッチとを係止させるのに要する向きとは逆に、つかみあごの締め付けを解除する向きに回転を行う。この際、締め付け解除リングでもって係止ラッチの回転を引き起こし、この回転が、締め付け解除リングの回転方向とは逆となっている。したがって、締め付け解除リングが右回りに回転すると、係止ラッチが左回りに回転する。回転方向の逆転は、締め付け解除リングにおける半径方向内向きの表面に設けられた切替カム面によって実現される。

ドリルチャックの軸方向寸法を短くし、締め付け解除リング及び締め付けテーパー体の回転方向が一致するように選択することで、オペレータは、締め付け解除リング及び締め付けテーパー体を、両方同時に掴み込むことができる。締め付け及びその解除の際、締め付け解除リング及び締め付けテーパー体を順時に操作するということが、自動的に実現できる。

このような目的のためには、係止ラッチが、２アーム式のレバーであって、係止歯切部を有する第１のレバーアームと、切替カム面に突き当てられるようにされた第２のレバーアームとからなるのが好ましい。このようであると、第２のレバーアームは、半径方向外側へと案内されることができ、切替カム面と、広い面積で重なり合い、かる、広い面積で突き当てを行うようにできるからである。

また、本発明の枠内において、第２のレバーアームは、ねじ曲げられた形状をなしており、自由端が、半径方向内側へと寄るように向きをずらされている。このようなねじ曲げは、切替カム面との広い面積での重なり合いを実現し、これにより、案内長を大きくするのに寄与している。そのため、締め付け解除リングを回転させた際、係止ラッチが、リング状歯列との係合状態から、係合が解除された位置・姿勢へと緩やかにシフトする。

締め付け解除リングについて、つかみあご保持体に対する位置・姿勢を、上記係合解除の位置・姿勢、及び、係合の位置・姿勢に対応させるためには、つかみあご保持体の外周面及び締め付け解除リングの内周面に、両回転方向にて回転範囲を制限する突き当てストッパーが設けられる。

本発明の好ましい一実施形態は次のような特徴を有する。第２のレバーアームは、カム張り出し部を有し、このカム張り出し部は、係止ラッチが係合から外れ出た際に、切替カム面とつかみあご保持体との間に挟み込まれて保持される。このような形態により、つかみあご保持体に対する締め付け解除リングの回転位置を固定するインターロック機構が実現されている。したがって、締め付け解除リングの回転方向を逆転させるためには、上記挟み込みに打ち勝つような、大きな力を用いる必要がある。上記に代えて、第２のレバーアームの自由端と締め付け解除リングとの間に、係止ラッチが差し込み係合から外れ出た状態にて作動する係留部を設けることで、インターロック機構を実現することもできる。

係止ラッチを操作する際に、係止ラッチのところのバネが半径方向にずれ動くのを防止すべく、第２のレバーアームは、第１のレバーアームよりも長い寸法に形成され、バネの側の面にバネを装着するための凹部を有する。バネのズレ動きの防止は、第２のレバーアームにおけるバネ側の面を湾入状に滑らかに湾曲させることによっても実現できる。

以下に、図面に描かれた実施例について詳細に説明する。図面には、追い締め式のドリルチャックが描かれている。このドリルチャックは、チャック躯幹体１と、チャック躯幹体１に共軸に回転可能で、つかみあご保持体２を介して軸方向にチャック躯幹体１から支持されている締め付けテーパー体３とからなる。チャック躯幹体１に対する締め付けテーパー体３の回転を容易にし、これにより、締め付け力を向上させるべく、軌道溝４中を動く転動体５が、チャック躯幹体１と、締め付けテーパー体３、ならびにこれに固定して備えられるつかみあご保持体２との間に配置される。複数のつかみあご７を、つかみあご保持体２の複数のスリット６中にて案内することにより、不図示のドリリング工具から伝達された回転モーメントは、いずれも、つかみあご保持体２へとそのまま伝達される。また、遠心力として、締め付けテーパー体３へと伝達される。本実施例において、これらつかみあご７は、根元側から、連れ動かし具８に支持されている。連れ動かし具８は、ネジ切ボルト部９でもって、チャック躯幹体２の中央にあるネジ切孔１０中にて回転可能である。連れ動かし具８ならびにネジ切ボルト部９は、つかみあご保持体２、締め付けテーパー体３及び複数のつかみあご７と同様に、チャック躯幹体１に対して回転可能である。締め付けテーパー体３をチャック躯幹体２に対して回転すると、これに対応して回転した、連れ動かし具８のネジ切ボルト部９は、回転方向に応じて、軸方向前方または軸方向後方へと移動する。軸方向前方に移動すると締め付けることとなり、軸方向後方へと移動すると、つかみあご７を緩めることとなる。

工具が締め付けられた際には、ドリリング工具の締め付け状態を緩めうる、チャック躯幹体２と締め付けテーパー体３との間の回転を防ぐために、チャック躯幹体２と締め付けテーパー体３との間に、インタロック機構１１が備えられる。インタロック機構１１は、一方に、チャック躯幹体２に共軸のリング状歯列１３を有し、他方に、つかみあご保持体２に取り付けられた係止ラッチ１４を有する。インタロック機構１１は、係止ラッチ１４がリング状歯列１３に差し込まれた状態にて、チャック躯幹体１及び係止ラッチ１４について、つかみあご７を緩める方向の相対回転を防ぐが、締め付ける方向での相対回転は妨げない。係止ラッチ１４をリング状歯列１３中に押し入れるためのバネ１５は、押圧バネとして設けられており、２アームレバーとして形成された第２のレバーアーム１７に備えられている。第１のレバーアーム１８は、リング状歯列１３と組み合わさって作動する係止歯１９を備える。

ドリルチャックを緩めるべく係止ラッチ１４を外側から手で開くことができるように、締め付けテーパー体３の軸方向後方端には、チャック軸１２に共軸の、外側から回転可能な締め付け解除リング２０が備えられている。係止ラッチ１４の操作のためには、締め付け解除リング２０が、その内側に位置する表面に、切替カム面２１を備える。つかみあご７を緩めるように締め付けテーパー体３を回転する回転方向へと、締め付け解除リング２０が回転した際、切替カム面２１は、係止ラッチ１４を、リング状歯列１３に差し込まれた位置・姿勢から、離れ出た位置・姿勢へとシフトさせるためのものである。係止ラッチ１４の第２のレバーアーム１７は、図２から知られるように、自由端が半径方向内側へと向きがずれるようにねじ曲げられた形状をなしている。図２からさらに知られるように、つかみあご保持体２の外周面と、締め付け解除リング２０の内周面とには、つかみあご保持体２に対する締め付け解除リング２０の回転可能な範囲を、いずれの回転方向についても制限するように、突き当てストッパー２２及び２３が設けられている。

つかみあご保持体２に対する締め付け解除リング２０の回転位置を固定するためには、次のような形態をとることができる。第２のレバーアーム１７の自由端には、曲げ張り出し部２４が設けられている。曲げ張り出し部２４は、係止ラッチ１４が係合から外れた状態にて、切替カム面２１とつかみあご保持体２との間に、挟み込まれて保持されている。または、これに代えて、第２のレバーアーム１７の自由端と、締め付け解除リング２０との間に、係止ラッチ１４が差し込み係合から外れた状態にて作動するインターロック箇所が設けられる。

締め付け解除リング２０が緩める方向へと回転した際、バネ１５が半径方向にズレ動くことがないようにするためには、次のことが想定されている。第２のレバーアーム１７が第１のレバーアーム１８よりも長い寸法をなし、第２のレバーアーム１７におけるバネ１５の側の面には、バネ１５を差し込むための凹部が設けられる（図２）。

上記に代えて、第２のレバーアーム１７におけるバネ１５の側の面が、滑らかな凹陥面をなすように湾曲していても、バネ１５が半径方向に移動することがないようにすることができる。

以下に、本発明のドリリングチャックの作動について簡単に説明する。図１に示す状態、すなわち、複数のつかみあご７が、内側へと最大限シフトした状態から出発することとする。この状態は、ドリリング工具を締め付けた状態に相当する。ドリリング工具の交換のためには、まず、締め付け解除リング２０が、オペレータによって掴まれ、軸方向前方から見ての時計回り（図２）とは逆向きに回転させる。この結果、切替カム面２１が係止ラッチ１４の第２のレバーアーム１７に接して作用を行い、係止ラッチ１４は、その振れ動きの軸２５のまわりを回転することとなる。そのため、第１のレバーアーム１８の係止歯切部１９は、リング状歯列１３に噛み合う状態から外れ出る。つかみあご保持体２に対する締め付け解除リング２０の回転可能な範囲は、突き当てストッパー２２及び２３により制限されており、つかみあご保持体２に対する締め付け解除リング２０の回転位置は、係留機構によって固定されている。その結果、オペレータは、難なく、締め付け解除リング２０を緩め、締め付けテーパー体３に係合させることができる。このようにして、締め付けテーパー体３を、締め付け解除リング２０が回転していたのと同一の方向に回転させて、これにより、ドリリング工具の締め付け状態を終了させる。すなわち、ドリルチャックを解除状態とする。新たなドリリング工具を締め付けるためには、締め付け解除リング２０を逆方向、すなわち時計回りに回転させて、図２に描かれた状態が再度得られるようにする。図２に示す係止ラッチ１４の位置・姿勢は、バネ１５によって固定される。このとき、オペレータは、締め付け解除リング２０を緩めて、突き当てストッパ２２での突き当てが生じるようにする。このようにして、引き続き、締め付けテーパー体３を、ドリリング工具が締め付けられるように回転させる。リング状歯列１３におけるネジ山側面の傾斜は、係止ラッチ１４が、締め付けのために、歯から歯へと滑り動くことができるように選択される。このようにして、歯切り部同士が噛み合わさることにより、ドリリング作動中にも、追い締めが阻害されることがない。

注目すべきことには、ドリルチャックの軸方向寸法が短くなっていることから、次のような実施形態をとることもできる。すなわち、オペレータは、締め付け解除リング２０及び締め付けテーパー体３を丸ごとつかんで、回転させるという実施形態もとることができる。オペレータは、通常、このような実施形態を実行する。なぜなら、オペレータは、親指以外の３本の指で、締め付けリング２０の近傍、及び、締め付け解除リング２０の近傍を、拘束せずに掴み続けるからである。回転させると、締め付け解除リング２０は、第２のレバーアーム１７を通じて係止ラッチ１４をリング状歯列１３に噛み合った状態から外すか、または、突き当てストッパー２２または２３に突き当てられる。すると、オペレータは、締め付け解除リング２０をさらに回転させようとしない。ところが、締め付けテーパー体３の回転に対する抵抗が小さいことから、締め付けテーパー体３の回転が続き、オペレータがこのことに注意を払うこととなる。

本発明のドリルチャックの側面図であり、左側は断面図である。 図１のII-II断面を示す。 係止ラッチが係止解除の位置・姿勢にある状態についての図２に対応する断面図である。この状態で、第２のレバーアームに突き当てられるバネが縮められている。

Claims (12)

1. チャック躯幹体(１)と、外側から回転させることができチャック躯幹体(１)に対して共軸に回転可能な締め付けテーパー体(３)と、チャック躯幹体(１)から軸方向に支持されたつかみあご保持体(２)と、
   つかみあご保持体(２)中の複数の案内スリット(６)中に案内されて、チャック躯幹体(１)とつかみあご保持体(２)及び締め付けテーパー体(３)との相互の回転によって締め付け及びその解除を行うべく位置・姿勢をシフト可能な複数のつかみあご(７)と、
   一方の側に、チャック軸(１２)に共軸にチャック躯幹体(１)の周面に設けられたリング状歯列(１３)を備え、他方の側に、つかみあご保持体(２)に取付けられ、バネ力を受けた際にリング状歯列(１３)に噛み合う係止ラッチ(１４)を備えたインタロック機構(１１)と、
   チャック軸(１２)に共軸に取付けられ、締め付けテーパー体(３)とは独立に外側から回転させることのできる締め付け解除リング(２０)からなり、
   インタロック機構(１１)は、係止ラッチ(１４)がリング状歯列(１３)に差し込まれた際に、つかみあご(７)による締め付けを解除する方向での相対運動を防ぐが、締め付ける方向での相対運動を許容し、
   締め付け解除リング(２０)は、つかみあご保持体(２)にその外周側から重ねられて、係止ラッチ(１４)を、リング状歯列(１３)に差し込まれた位置・姿勢と、リング状歯列(１３)との係合から外れ出た位置・姿勢との間でシフトさせるものである、追い締め式のドリルチャックであって、
   締め付けテーパー体(３)の軸方向の後方端部は、締め付け解除リング(２０)の直前に来るように隣接して配置され、つかみあご保持体(２)に固定して接続されており、
   締め付け解除リング(２０)は、その半径方向内側の表面に切替カム面(２１)を備え、締め付けテーパー体(３)がつかみあご(７)による締め付けを解除する際の回転方向へと回転させたならば、切替カム面(２１)が、係止ラッチ(１４)を、リング状歯列(１３)に差し込まれた位置・姿勢から、係合を外れた位置・姿勢へとシフトさせることを特徴とするドリルチャック。
2. 締め付けテーパー体(３)の軸方向の後方端部と、つかみあご保持体(２)におけるチャック躯幹体(１)の前方端部を取り囲む部分とが直接に接続され、これにより、締め付けテーパー体(３)とつかみあご保持体(２)とが相互回転不能に接続されていることを特徴とする、請求項１に記載のドリルチャック。
3. 締め付けテーパー体(３)の後方端面と、つかみあご保持体(２)の前方端面とが、近接して向き合うように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のドリルチャック。
4. 締め付けテーパー体(３)の後方端部と、締め付け解除リング(２０)とは、外周面の径が実質上同一であり、これにより、オペレータが締め付けテーパー体(３)及び締め付け解除リング(２０)を、両方同時に掴み込むことができることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のドリルチャック。
5. ネジ切ボルト部(９)を周面に備え、チャック躯幹体(１)の中央にあるネジ切孔(１０)中に回転可能にねじ込まれた連れ動かし具(８)が備えられ、つかみあご(７)が根元側から連れ動かし具(８)により支持されており、
   締め付けテーパー体(３)をチャック躯幹体(１)に対して回転した際に、連れ動かし具(８)がチャック躯幹体(１)に対して回転することにより、つかみあご(７)が軸方向前方及び軸方向後方へと移動することでドリリング工具に対する締付及び締付解除が行われ、
   インタロック機構(１１)が配置される軸方向位置は、連れ動かし具(８)の後端が、締付解除を行うべく連れ動かし具(８)を最も後方へと移動させた際に位置する軸方向位置の近傍であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のドリルチャック。
6. つかみあご保持体(２)の外周面と、締め付け解除リング(２０)の内周面には、前記つかみあご保持体(２)に対する前記解除リング(２０)の回転の範囲を、両回転方向について制限する突き当てストッパ(２２及び２３)が形成されたことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のドリルチャック。
7. 係止ラッチ(１４)は、２アーム型レバーであって、少なくとも１つの係止歯(１９)を有する第１のレバーアーム(１８)と、切替カム面(２１)に当接するように設けられた第２のレバーアーム(１７)とからなることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載のドリルチャック。
8. 第２のレバーアーム(１７)は、ねじ曲げられた形をなし、自由端が、半径方向内側へと向きをずらされていることを特徴とする、請求項７に記載のドリルチャック。
9. 第２のレバーアーム(１７)の自由端には、カム張り出し部(２４)が形成されており、カム張り出し部(２４)は、係止ラッチ(１４)が係合から外れ出た状態にて、切替カム面(２１)とつかみあご保持体(２)との間に挟持されることを特徴とする、請求項７または８に記載のドリルチャック。
10. 第２のレバーアーム(１７)の自由端と、締め付け解除リング(２０)との間には、係止ラッチ(１４)が差し込み係合から外れ出た状態にて作動する係留部を設けたことを特徴とする、請求項７〜９のいずれかに記載のドリルチャック。
11. 第２のレバーアーム(１７)は、第１のレバーアーム(１８)よりも長い寸法に設けられ、かつ、第２のレバーアームにおけるバネ(１５)の側の面に、バネ(１５)を装着するための凹部が備えられたことを特徴とする、請求項７〜１０のいずれかに記載のドリルチャック。
12. 第２のレバーアーム(１７)におけるバネ(１５)の側の面が、湾入状に、滑らかに湾曲していることを特徴とする、請求項７〜１１のいずれかに記載のドリルチャック。

Images