JPH07185917A - キーレスドリルチャック - Google Patents

キーレスドリルチャック

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JPH07185917A
JPH07185917A JP6269895A JP26989594A JPH07185917A JP H07185917 A JPH07185917 A JP H07185917A JP 6269895 A JP6269895 A JP 6269895A JP 26989594 A JP26989594 A JP 26989594A JP H07185917 A JPH07185917 A JP H07185917A
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JP
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bearing
tool
tool body
bearing holder
bore
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JP6269895A
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Gregory C Marik
シー マリック グレゴリー
Jr Raymond H Roberson
エイチ ロバーソン ジュニア レイモンド
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Smith and Nephew Inc
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SMITH and NEPHEW RICHIYAAZU Inc
Smith and Nephew Richards Inc
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Publication date
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02—Chucks
    • B23B31/10—Chucks characterised by the retaining or gripping devices or their immediate operating means
    • B23B31/12—Chucks with simultaneously-acting jaws, whether or not also individually adjustable
    • B23B31/226—Jaws in the form of conical elements
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    • Y10S279/00—Chucks or sockets
    • Y10S279/902—Keyless type socket
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T279/17128—Self-grasping
    • Y10T279/17171—One-way-clutch type
    • Y10T279/17188—Side detent
    • Y10T279/17196—Ball or roller
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T279/17—Socket type
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    • Y10T279/17692—Moving-cam actuator
    • Y10T279/17717—Rotary eccentric-cam sleeve
    • Y10T279/17726—Roller and rocking jaw
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T279/24—Chucks or sockets by centrifugal force
    • Y10T279/247—Chucks or sockets by centrifugal force to grip tool or workpiece

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)
  • Gripping On Spindles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外径の異なる円筒形工具ビットの交換が迅
速かつ容易に行えるキーレスチャック装置を提供する。 【構成】 本体近位末端に隣接する位置からその遠位
末端に向かって延び、かつ中心縦軸線を有する中心縦方
向穿孔２１を形成する内面を具備する工具本体壁を有す
る工具本体１１と、穿孔２１に合致し、工具ビットの使
用中、穿孔２１の中心縦軸線と一致する中心開口５８、
６７を有する環状部材からなる軸受ホルダー４０、３０
と、軸受ホルダー４０、３０に保持されている軸受３９
と、本体１１を工具ビットに対して回転させたときに工
具ビットを把持するように軸受３９を移動させるのに用
いる、内面において工具本体壁が保持している皿形面２
２と、軸受３９が押し付けられて、工具ビットおよび皿
形面２２における本体１１の内壁に対して付勢されるよ
うに、軸受と工具ビットの界面に予圧を加える手段から
なる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はドリル装置に関し詳しく
は異なる直径のドリルビットを保持することができる改
良キーレスドリルチャックに関する。さらに詳しくは本
発明は、小ドリルビットおよび大ドリルビットをそれぞ
れ保持する二つの穿孔部分を形成する異なる内径を有す
る管形支持部材を用いて、異なる直径を有する円筒形ド
リルビットを支持できる改良ドリルチャック装置であっ
て、複数円錐形部材が、ドリルビットおよび管状部材壁
の波形もしくは皿形の部分に合致し、回転エネルギーが
加えられるとドリルをカムによりロックさせて、ドリル
を管形部材に対してしっかりと保持する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】外科的処置では、回転ドリルを使用する
ことが多く、整形外科の分野で使用されることが最も多
い。動力ドリルおよび手回しドリルは、外部突起または
一般的でない形態を有するいくつかの特殊なドリルビッ
トではなくて、通常の円筒形のドリルビットで作動する
ことが望ましい。
【０００３】整形外科の産業において市販されている電
気ドリル、手回しドリルなどの問題点の一つは時間の浪
費である。外科手術中、多数の人員が外科処置に関与す
ることが多い。外科手術の費用は一分当りの費用で測定
され、膨大な額がある。手術室の時間をできるだけ有効
に利用することが極めて重要である。１分きざみの手術
室の極端な費用は言うまでもなく、多くの外科手段で止
血帯使用時間の制限を考慮をすると特に重要である。そ
れ故に、外科器具の偏光、修正または選択に関連する時
間のロスをなくすることが重要である。
【０００４】整形外科の処置を行う場合、特定の補てつ
物、支持部材、骨折治療用プレート、ドリルビットなど
を選択する前に“試験的”部材を使用するのが普通であ
る。外科医は、与えられた状況において最終の直径のド
リルビットを決定する前に、特定の処置に用いる多くの
ドリルビットを選択することが普通である。与えられた
外科処置に対して適正なドリルビットを選択すること
は、当該技術分野が長年にわたって悩まされた問題であ
る。
【０００５】ドリルおよびリーマーを電動駆動装置、電
気ドリル、手回しドリルなどに取付けたり外したりする
ことは、実際の手術中長時間を消費する動作である。そ
れ故、著しく時間を浪費して実際の手術に使う時間を減
らすことなく、動力装置に、外科医がドリルおよびリー
マーを迅速に接続できるようにするドリル装置が要望さ
れている。
【０００６】ドリルチャックに関する特許は多数発光さ
れている。早期の二つの特許は、“Dental Tool”とい
う標題のDresselの米国特許第1,130,716号および“Chuc
k”という標題のMusselmanの米国特許第1,168,540号で
ある。Dresselの装置は、管形の二つの部分ケーシング
からなりその部分の間に取り外し可能な接続部を有する
歯科工具と定義されている。この装置は、研磨紙もしく
はエメリーディスクまたは類似の研磨グラインディング
もしくはバフの要素を標準の歯科エンジンのチャックに
取り付ける容易に調節可能な手段を提供している。Muss
elmanの装置は、ホルダー中に物体を迅速、容易および
有効に挿入し固定することができるチャックを備えた手
回しドリルを示している。Musselmanの特許に開示され
ているチャック装置は、工具ソケットを具備する本体を
有し、そのソケットの壁は縦方向の溝穴と、その溝穴を
かこむまっすぐな縦方向の外面を備えている。そして外
部シェルが本体のソケットされた部分を封入しかつその
内側に、本体の溝穴の向かい側の内方に傾斜した部分を
与えるように取付けられている。そして把持部材が、溝
穴内を縦方向に移動するよう取付けられ、かつ溝内を、
該シェルの内側の位置から確実に移動できる。
【０００７】米国特許第2,405,772号は、相対的な軸方
向の運動と相対的な運動を防止するように支持ヘッドに
対して固定した関係でタップを支持する構造体を、加工
物の必要な軸方向の運動を行わせるため、タップに対し
て過剰なデマンドなしでタップの滑らかで均一な送りを
確実に行う手段とともに提供している。
【０００８】“Quick Change Tool Holder”という標題
のＣｏｘの特許第3,398,965号は、一つの工具を容易に
開放して取外し次いで他の工具と取替えることができる
よう構成された工具ホルダーに関し、そしてその工具は
適正な作動位置にしっかりと保持されている。この装置
は外部ホルダー本体に関連するスライディングフィット
（sliding fit）として工具後退ブッシング（Cool rece
ding bushing）を備えている。ホルダー本体の内側には
スライディングの関係でブッシングを受け入れる円筒形
の穿孔が設けられている。そしてコイルばねがブッシン
グを外側の位置に付勢している。新しい工具を挿入する
ために、ユーザは工具本体に対してブッシングを穿孔に
押入れる。この内方への運動によって、複数のロッキン
グボール（locking ball）がロッキング位置に移動す
る。このブッシングは、開口が通孔と一列に並んでロッ
キングボールが通孔を通って開口中に落下するまで回転
することができる。次いで、吹の開口がボール供給通孔
と一列に並んで他のボールが所定の位置に落下するま
で、丁度挿入されたボールが溝内を走行するように、ス
リーブもしくはブッシングが回転する。この作動は該ボ
ールがすべての開口に入り終るまで続く。これらロッキ
ングボールは、使用中、工具を受け入れる穿孔中に到達
して工具を把持する。
【０００９】ドリルビットを正しい位置にロックするの
に複数のボールを使用することを考察している他の特許
はLinthicumの特許第3,767,218号である。この特許に
は、工具を正確な芯合わせを行ってチャックに保持しか
つチャックと工具の間に駆動接続を行うため、円周に間
隔を於いて配置した一組のロッキングボールを備えたチ
ャックが記載されている。このドリルビットは、使用
中、チャック内に固定される６角形のシャンクを提供す
る。
【００１０】徐々にセルフロッキングを行うチャックは
DeBastianiの米国特許第4,828,277号の課題である。こ
のDeBastianiの装置は、ドリルまたは類似の装置に用い
るロッキングチャックを提供し、特に、外科で用いられ
るポータブルドリルに関する。この装置は、同軸で回転
シャフトに取り付けることができる円筒形スリーブ、内
部にローブ（lobe）を具備する円錐形部分を有する保護
金具（ferrule）、スリーブと係合するその一方の末端
における円筒形部分および他方の末端における円筒形部
分を備えている。縦方向に一つの通孔を設けられた第一
マウンティングがチャックの軸線に対して集中する方向
に、通孔中で移動できるロッキングジョーを有する中央
部分を有し、および二つのマウンティングが中心本体の
反対側にある。スプリングセンタリング装置（spring c
entering device）が提供されている。円筒形保護金具
が、先に述べた保護金具から突出するように、第一マウ
ンティングの一部にねじ込まれている。第一マウンティ
ングと保護金具は、互いにおよび円筒形スリーブに対し
て軸方向に移動し、該保護金具は円筒形保護金具に保持
器具によって開放可能に取り付けられている。また第二
マウンティングはスリーブに保持器具によって開放可能
に取り付けられている。
【００１１】“Tool Driver”という標題のSalyerの米
国特許第5,171,312号の標題は、シャフト、シャンク、
フランジ、クランプおよび保持器を備えた工具ドライバ
ーである。そのシャフトは縦軸線と対向する末端を備え
ている。シャンクは該シャフトの一方の末端に係合され
ている。そしてフランジは該シャフトの他方の末端に接
合され、外側に向いているフランジの面がシャフトから
軸線に向かって横方向に延びている。クランプは上記フ
ランジの面に体面するクランピング面をもっている。こ
のクランプはクランジに対して軸方向に移動可能であ
り、これらの面の間隔距離を変える。保持器は作動的に
クランプに接続され、第一位置と第二位置の間をクラン
プに対して移動可能である。この保持器は第一位置にお
いて、クランプとフランジが相対的に移動しないように
する。
【００１２】類似のSalyerの特許（米国特許第5,171,31
3号）は工具ドライバーに関するものである。Salyerの
特許は縦軸線と対向する末端を備えた本体からなる工具
ドライバーを提供している。両末端の一方のボスが配置
されている。他方の末端には工具コレットが配置されて
いる。そして本体の穿孔内にプランジャーが配置されて
いる。また本体は対向して配置されている一対のピンを
備え、そのピンの少なくとも一つはプランジャーの運動
に応答して本体に対して移動可能である。アクチュエー
タがプランジャーに配置・接続されている。このアクチ
ュエータとプランジャーは、一つのユニットとして、本
体の軸方向に、静止位置（rest position）と固定位置
（static position）の間を移動する。一方のピンは、
プランジャーとアクチュエータが静止位置と固定位置の
間を移動するとき、拡張位置（extend position）と反
作用位置（retroactive position）の間を移動可能であ
り、工具はプランジャーとアクチュエータがそれらの固
定位置にあるときドライバーに配置することができ、そ
してプランジャーとアクチュエータがその静止位置にあ
るとき、工具ドライバー上の作動可能な位置に保持され
ている。
【００１３】H.Cezanaらの米国特許第5,192,292号の課
題は、関節鏡手術に有用な手術装置である。Cezana特許
は、関節鏡手術に特に用いられる手術装置を開示してお
り、その装置は中空の動力付きハンドピース（hand pie
ce）中に挿入可能な工具を備えている。またその工具は
中空のハウジングを備え、ハウジング内で、被駆動部材
が回転可能にスリーブにはめられ、またその被駆動部材
はその前部末端に、適切な手術のタイプの主要作動部分
を備えている。工具ハウジングと被駆動部材は、それら
の後方端に、それぞれ、工具ハウジングを角度をつけて
固定し、かつ被駆動部材を回転駆動するための対応する
ピン状要素をハンドピースに受け入れるよう構成された
漏斗形部分を備えている。
【００１４】Waldronの米国特許第5,222,956号の課題は
手術用ドリルチャックである。このWaldronの特許に
は、外周のまわりに円形溝を具備するバー（bur）を使
用するドリルが開示され、その溝は断面が多角形である
が、バーの中のロッキングボール（locking ball）を受
け入れるようにバーの長さ方向に沿って湾曲している。
これらのバーは、ロッキングボールを案内するため内部
に横孔を有する管形駆動シャフト内を摺動する。円筒形
のカムが駆動シャフトとロッキングボールを取囲み、こ
のボールを、バーの溝内中に、半径方向内側へ付勢す
る。このカムにはばねによって軸方向に荷重がかけられ
る。駆動シャフト内でばねによって荷重をかけられた中
心ピンが、ボール間を摺動し、バーが挿入されないとき
ボールを半径方向外側に付勢する。カムを取り囲むボー
ルを離すために母指ボタンが使われている。
【００１５】上記の各特許は一般にドリルビット支持部
材もしくはドリルチャックの概念に関する。上記の特許
のいくつかでは、キーレスドリルチャックが考案され、
これらのドリルチャックはドリルビットを手動でチャッ
クから外すのに共通のドリルキーを必要としないものが
考案されている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、ドリ
ルおよびリーマーを電動駆動装置、電気ドリル、手回し
ドリルなどに取付けたり外したりすることは、実際の手
術中長時間を消費する動作である。それ故、著しく時間
を浪費して実際の手術に使う時間を減らすことなく、外
科医が動力装置にドリルおよびリーマーを迅速に接続で
きるドリル装置のさらなる改良が要望されている。本発
明は改良されたキーレスチャック装置を提供するもので
ある。この装置は、工具本体が二つの直径部分を具備す
る穿孔部分を備え、その各穿孔部分が異なる直径のドリ
ルビットを支持できることを特徴とするものである。こ
の発明の目的は、外径の異なる円筒形工具ビットの交換
が迅速かつ容易に行えるキーレスチャック装置を提供す
ることにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ａ）近
位末端部分および遠位末端部分を具備するハウジング；
ｂ）工具本体の近位末端に隣接する位置からその遠位末
端に向かって延び、かつ中心縦軸線を有する中心縦方向
穿孔を形成する内面を具備する工具本体壁を有する工具
本体；ｃ）上記穿孔に合致し、使用中、上記工具本体穿
孔の中心縦軸線と一致する中心開口を有する環状部材か
らなる少なくとも一つの軸受ホルダー；ｄ）上記軸受ホ
ルダーに保持されている少なくとも一つの軸受；ｅ）工
具本体を工具ビットに対して回転させたときに工具ビッ
トを把持するように軸受を移動させるのに用いる、上記
内面において工具本体壁が保持しているカム表面手段；
ｆ）軸受が押し付けられて、工具ビットおよび上記カム
表面手段における工具本体の内壁に対して付勢されるよ
うに、軸受と工具ビットの界面に予圧を加える手段、か
らなる直径が異なる円筒形工具ビットを保持するキーレ
スチャック装置が提供される。また、本発明によれば、
ａ）近位末端部分および遠位末端部分を具備する工具ハ
ウジング；ｂ）工具本体の近位末端に隣接する位置から
その遠位末端に向かって延び、かつ前記遠位末端の近く
に小径部分を有しおよび前記近位末端に隣接する大径部
分を有する中心縦方向穿孔を形成する内面を具備する工
具本体壁を有する工具本体；ｃ）上記穿孔の小径部分に
合致する第一の小径軸受ホルダー；ｄ）上記穿孔の大径
部分に合致する第二の大径軸受ホルダー；ｅ）第一と第
二の軸受ホルダーに保持されている少なくとも一つの軸
受；ｆ）工具本体を工具ビットに対して回転させたとき
に工具ビットを把持するように各軸受を移動させるのに
用いる、上記内面において工具本体壁が保持しているカ
ム手段；ｇ）各軸受と工具ビットの界面に予圧を加える
手段；を備え、ｈ）使用中、小径工具ビットが小径軸受
ホルダーの軸受によって把持され、および大径工具ビッ
トが大径軸受ホルダーの軸受によって把持されている、
異なる外径の円筒形ドリルビットを保持するキーレスチ
ャック装置が提供される。さらに、本発明によれば、
ａ）近位末端部分および遠位末端部分を具備する工具ハ
ウジング；ｂ）工具本体の近位末端に隣接する位置から
その遠位末端に向かって延び、かつ中心縦軸線を有する
中心縦方向穿孔を形成する内面を具備する工具本体壁を
有する工具本体；ｃ）上記穿孔に合致し、使用中、上記
工具本体穿孔の中心縦軸線と一致する中心開口を有する
環状部材からなる少なくとも一つの軸受ホルダー；ｄ）
上記軸受ホルダーに保持されている少なくとも一つの軸
受；ｅ）工具ビットを把持するよう軸受を移動させるの
に用いる、上記内面における工具本体壁が保持している
カム表面手段；ｆ）ばね手段；ｇ）軸受が押し付けられ
て、工具ビットおよび上記カム表面手段における工具本
体の内壁に対して付勢されるように、前記ばね手段と協
働して軸受と工具ビットの界面に予圧を加える予圧手
段；ｈ）ドリルビットを工具本体穿孔に挿入するかまた
はこの穿孔から取出すことができるように前記ばね手段
の係合を解除する開放手段、からなる直径が異なる円筒
形工具ビットを保持するキーレスチャック装置が提供さ
れる。本発明の装置は近位末端部分および遠位末端部分
を有する工具ハウジングを提供する。本発明の工具本体
は、その近位末端に隣接する位置からその遠位末端まで
延びる円筒形穿孔を形成する内面を有する工具本体壁を
備えている。その穿孔はその閉じた末端である近位末端
に隣接する小径部分、およびその遠位末端に隣接する穿
孔の大径部分を備えている。大径穿孔部分は末端が開口
している。
【００１８】第一小軸受ホルダーが上記穿孔の小径部分
に嵌合できる。また第二大軸受けホルダーが上記穿孔の
大口径に嵌合できる。複数の軸受（好ましくは円錐台形
軸受）がそれぞれ第一と第二の軸受ホルダーに保持され
ている。上記の工具本体壁には各軸受に隣接する皿形凹
所を備えている。
【００１９】円錐台形軸受を組み合わせた皿形凹所は、
工具本体をドリルに対して回転させると、ドリルビット
をしっかり把持するカム装置を形成している。円錐台形
軸受部材が皿形部分に乗り、次いで皿形部分から出よう
とするとき、軸受は工具ハウジングの内壁から離れてド
リルビットの方に進んでドリルビットをしっかりと締め
つけて固定する。
【００２０】ばねによって、軸受、ドリルビット、およ
び凹所の皿形部分の間の界面に予圧をかけることができ
る。
【００２１】使用中、小径のドリルビットは小径軸受ホ
ルダーの軸受によって把持することができ、大径のドリ
ルビットは大径軸受ホルダーの軸受によって把持でき
る。これらの軸受ホルダーは、ドリルビットを通過させ
て内部へ延出させることができる、概ね、円筒形の中心
開口を提供している。軸受ホルダーのこれら開口は、好
ましくは軸方向に一直線状に並び、その中心縦軸線は工
具本体穿孔の中心縦軸線と一致している。
【００２２】大径軸受けホルダーは、円周上に間隔をお
いて配置された複数の凹所を具備し、この凹所は各々、
使用中、軸受を保持する大きさと形態を有し、また各軸
受は工具本体穿孔内壁に形成された皿形凹所と合致可能
になっている。同様に小径軸受ホルダーは、円周上に間
隔を置いて配置された複数の凹所を有し、その凹所は各
々、使用中、軸受を保持する大きさと形態を有し、また
各軸受は工具本体穿孔の壁に形成された皿形凹所と合致
可能になっている。大軸受部材に関連する皿形凹所は穿
孔の大径部分に形成されている。同様に小径軸受ホルダ
ーに関連する皿形凹所は穿孔の小径部分に形成されてい
る。
【００２３】
【作用】第一穿孔部（小径穿孔部分）は直径が小さくド
リルの近位末端部の近くに位置し、その末端部は工具駆
動部、電動機などに接続されている。そして第二穿孔部
（大径穿孔部分）は直径が大きく末端が開口している。
一対の軸受ホルダーが上記二つの穿孔部に配置されてい
る。軸受ホルダーは各々複数の円錐形軸受部材を保持し
ている。使用中、ドリルビットは、この穿孔部のどちら
かに入れて選択されたセットの軸受の一つと係合させ
る。したがって、使用時、異なる直径のドリルビットを
所望どおりに、大穿孔部分もしくは小穿孔部分に入れ
て、第一もしくは第二の第二セットの軸受と係合させる
ことができる。各穿孔に隣接する工具本体壁に保持され
たカム面手段、例えば、波形（皿形）の部分は軸受の数
に対応する数だけ設けられる。各軸受はこの波形の部分
の一つに合致している。使用中、回転エネルギーが、円
錐形軸受を経由して工具本体とドリルビットの間に伝達
される。各軸受は波形部分とドリルビットを締め付けて
いる。この波形部分は皿形面を提供しているので、この
締め付けはドリルと工具本体を回転させる際、大きくな
る。
【００２４】
【実施例】本発明の性質と目的をさらに理解するには、
添付図面とともに下記の詳細な説明を参照しなければな
らない。なお、図面において同じ部分には同じ番号を付
してある。
【００２５】図１〜４は本発明の装置の好ましい実施態
様のキーレスチャック装置１０を示す。このキーレスチ
ャック装置１０は、通常のドリルビットを保持する場
合、使用中回転するよう構成されている主要本体１１を
備えている。本体１１は駆動モータもしくはハンドル
（図示せず）に接続できる小径端部１２を備えている。
また本体１１は、大径端部１４および両者の中間程度の
外径を有する中央部１５を備えている。そして円錐台形
部１３が小径端部１２と中央部１５を連結し、もう一つ
の円錐台形部１６が中央部１５と大径端部１４とを連結
している。
【００２６】本体１１は、小径端部１２、中央部１５、
大径端部１４および円錐台形部１３、１６で構成された
一体構造でもよい。本体１１の端部１７、１８は、近位
平坦端部１８および遠位環状端部１７を備えている。図
７は本体１１の縦断面図を示す。本体１１は、小径の円
筒形穿孔部１９および大径の円筒形穿孔部２０からなる
細長い穿孔２１を有している。そしてその穿孔２１は一
端が開口して環状末端１７になっている。
【００２７】各穿孔１９、２０は、円周部分に間隔をお
いて複数の凹所２２を備えている。小穿孔１９は好まし
くは１２０°の角度の間隔を置いて３個の凹所２２を備
えている。図８に示すように、各凹所２２は皿形面２４
と平坦な横方向の面２３で構成されている。面２４は面
２３と曲線の端縁２５で交差している。横断面図（図６
参照）に示すように、面２４は工具本体１１の縦軸線７
５と鋭角をなしている。穿孔部２０は好ましくは１２０
°の角度の間隔をおいて３個の凹所２２を具備してい
る。使用中、各凹所２２は、軸受３９に、選択されたド
リルビット６８をしっかり把持係合させるランプ（湾曲
面）もしくは傾斜面として機能する。
【００２８】一対の軸受ホルダー３０、４０が縦方向に
間隔を置いて配置され、ホルダー３０のレースは両方の
穿孔部１９、２０に配置され、ホルダー４０のレースは
大径の穿孔部２０に配置されている。そして各レースは
複数の凹所２２と一直線上に並ぶような大きさと形態を
有している。
【００２９】大径で円筒の端部１４は一対の向かいあっ
た溝穴２８、２９を有し、この溝穴は組立て時にペグ
（バー）６５を受け入れる。これらの溝穴は軸受ホルダ
ー３０の類似の溝穴３２、３３と一直線状に並んでい
る。上記二つの軸受ホルダーには小径軸受ホルダー３０
と大径軸受ホルダー４０が含まれている。座金５０を軸
受ホルダー３０、４０の後方に配置してもよい。小径軸
受ホルダー３０は穿孔１９と２０の中に嵌合し、横方向
の面５４（図７参照）に一端が当接するコイルばね５３
の他端に当接して停止する。大径軸受ホルダー４０は通
常穿孔部２０中に入っている。
【００３０】軸受ホルダー３０は、中央縦方向の円筒形
穿孔３７を有する円筒部３１を備えている。穿孔３７は
軸受ホルダー３０の全長にわたって延び、縦方向ポスト
３５の間の凹所３６と連通している。縦方向のポスト３
５は円筒形穿孔３７を取り囲みこの穿孔３７と連通して
いる。そしてこのポスト３５は、図２に示すように環状
肩部３４において円筒部３１と接続している。図１１に
それぞれのポスト３５を示すが、これらのポスト３５は
円錐形の面３８を備え、その面は同じ形態の対応する円
錐台形軸受３９を受け入れる。
【００３１】大径軸受ホルダー４０は末端部４１、４２
を具備している（図６、図９参照）。また軸受ホルダー
４０は円筒形の外壁４３を備えている（図２参照）。円
周方向に間隔を置いて配列された凹所４４が軸受ホルダ
ー４０のまわりに配置されている。各凹部４４は二つの
曲面４５で形成されている。中心縦方向円筒形穿孔６７
は軸受ホルダー４０を通って延びている。中心部の縦方
向に形成された円筒形穿孔６７は、中心縦軸線が装置１
０の中心縦軸線７５と一致している。
【００３２】各軸受３９は円錐台形の軸受３９であり、
小径の平坦円形端部４７と大径の平坦円形端部４８を具
備している（図９参照）。さらに各円錐台形軸受３９は
円錐形もしくは曲面の外周面４９を備えている。面２４
の曲率半径は面４９の曲率半径より大きい。軸受ホルダ
ー４０に形成された複数の平坦面４６は、円錐台形軸受
３９の小径で平坦な円形端部４７を受ける座面を形成す
る。同様に軸受ホルダー４０の円錐形を呈する曲面４５
は図５、６および９に示す軸受３９の円錐形外周面４９
と合致する。
【００３３】座金５０は小径軸受ホルダー３０とコイル
ばね５３の間に配置されている（図２および図３参
照）。コイルばね５３は底部の横停止面５４につき当っ
ている。シリンダー５２は小径穿孔部１９内でドリル６
８の深さ方向の当たり（DepthStop）として使用するこ
とができる。
【００３４】大径で円筒形の中空のチャックアクチュエ
ータ５５は円筒形外面５６と円形で一般に平坦な末端部
５７を備えている。そして末端部５７はドリルビット６
８を貫通させて受け入れる円形開口５８を備えている。
またアクチュエータ５５の中空部の内側に横面５９と円
筒形内面６０がある。このアクチュエータ５５は、工具
本体１１の大径端部１４を受け入れる開口端部６１を備
えている。
【００３５】アクチュエータ５５と工具本体１１のそれ
ぞれの本体上部には、アクチュエータ５５の工具本体１
１に対する移動を限定する環状リング（図示せず）を受
け入れるための環状溝６２、６３がそれぞれ形成されて
いる。環状溝６３は環状リングを保持する幅の小さい溝
であり、そして溝６２はその幅の上端と下端との間で上
下に部材５５を移動させる幅の大きい溝である。図３に
おいて番号６４は末端部を示しそれ故環状溝６２の移動
の限度を示す。
【００３６】横ペグ６５は装置を組立てるのに用いられ
る。そしてこのペグ６５はまず溝穴２８を通過し次いで
溝穴３２、３３を通過し最後に溝穴２９を通過する。ま
たこのペグ６５は、大径のドリル６８の深さ方向の当た
りとして作用する。溝穴３２、３３は幅がペグ６５より
いくぶん大きいので、軸受ホルダー３０はアクチュエー
タ５５とドリル６８によって加えられる圧力に応じて穿
孔２１内を直線的に移動または回転することができる。
【００３７】多くの異なる実施態様は本願で教示した本
発明の概念の範囲内でつくることが可能で、かつ多くの
変形例は、法律の記載用件にしたがって、本願に詳細に
記載した実施態様について作ることができるので、本願
に記載した詳細な説明は例示して説明するのを目的とす
るもので本発明を限定するものではないと解すべきであ
る。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、使用時、大径および小
径の、異なる直径の工具ビットを所望どおりに、大穿孔
部分もしくは小穿孔部分に入れて、第一もしくは第二の
軸受ホルダーと係合させることができる。軸受と工具ビ
ットの界面に予圧を加える予圧手段を有しているので、
工具ビットを工具本体穿孔に挿入し両者を相対回転させ
るだけで工具ビットを迅速かつ容易に取り付けることが
できる。また、工具ビットを穿孔から取出す開放手段を
有しているので、工具本体を押圧するだけで工具ビット
を迅速かつ容易に取り外すことができる。このため、工
具ビットの迅速かつ容易な交換が可能なキーレスドリル
チャックが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置の好ましい実施態様の分解斜視図
である。
【図２】本発明の装置の分解側面図である。
【図３】図１の装置における別の方向からの分解斜視図
である。
【図４】本発明の装置の側面図である。
【図５】本発明の装置の概略端面図である。
【図６】本発明の装置の部分断面図である（ドリルビッ
ト装着時）。
【図７】本発明の装置の部分断面図である。
【図８】本発明の装置の穿孔内の部分斜視図である。
【図９】本発明の装置の部分断面図である（ドリルビッ
ト脱着時）。
【図１０】円錐台形軸受けを受け入れる凹所および縦方
向ポストの底部をしめす、軸受けレースの底面図であ
る。
【図１１】凹所の幅の広い上部における軸受けレースの
中央部断面図である。
【符号の説明】
１０ キーレスドリルチャック １１ 工具本体 １２ 本体１１の小径端部 １３、１６ 本体１１の円錐台形部 １４ 本体１１の大径端部 １５ 本体１１の中央部 １７ 本体１１の遠位環状端部 １８ 本体１１の近位平坦端部分 １９ 本体１１の小径穿孔部 ２０ 本体１１の大径穿孔部 ２１ 本体１１の細長い穿孔 ２２ 内面２６の凹所 ２３ 凹所２２の平坦な横方向の面 ２４ 凹所２２の皿形面 ２５ 凹所２２の曲線端縁 ２６ 穿孔２１の内面 ２７、３４ 環状肩部 ２８、２９、３２、３３ 溝穴 ３０ 小径軸受レース（軸受ホルダー） ３１ 軸受ホルダー３０の円筒部 ３５ 軸受ホルダー３０の軸方向のポスト ３６ ポスト３５間の凹所 ３７ 軸受ホルダー３０の円筒形穿孔 ３８ ポスト３５の円錐形面 ３９ 円錐台形軸受 ４０ 大径軸受レース（軸受ホルダー） ４１、４２ 軸受ホルダー４０の末端部 ４３ 軸受ホルダー４０の円筒形外壁 ４４ 軸受ホルダー４０の凹所 ４５ 凹所４４の曲面 ４６ 凹所４４の平坦面 ４７ 円錐台形軸受３９の小径端部 ４８ 円錐台形軸受３９の大径端部 ４９ 円錐台形軸受３９の外面 ５０ 座金 ５１ 座金の開口 ５２ シリンダー ５３ コイルばね ５４ 横方向停止面 ５５ チャックアクチュエータ ５６ チャックアクチュエータ５５の円筒形外周
面 ５７ チャックアクチュエータ５５の円形末端部 ５８ 末端部５７の円形開口 ５９ チャックアクチュエータ５５内の横面 ６０ チャックアクチュエータ５５の円筒形内面 ６１ チャックアクチュエータ５５の開口端部 ６２ チャックアクチュエータ５５の環状溝 ６３ 本体１１の環状溝 ６４ 環状溝６２の端部 ６５ ペグ（バー） ６６ ペグの開口 ６７ 軸受レース４０の中心縦方向円筒形穿孔 ６８ ドリルビット ７５ 本体の縦軸線
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年１１月９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
【手続補正書】
【提出日】平成６年１１月１７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図６】
【図９】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 レイモンド エイチ ロバーソン ジュニ ア アメリカ合衆国、テネシー 38135 バー トレット アレカ ヒル コウブ 6929

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ａ）近位末端部分および遠位末端部分を
    具備するハウジング； ｂ）工具本体の近位末端に隣接する位置からその遠位末
    端に向かって延び、かつ中心縦軸線を有する中心縦方向
    穿孔を形成する内面を具備する工具本体壁を有する工具
    本体； ｃ）上記穿孔に合致し、使用中、上記工具本体穿孔の中
    心縦軸線と一致する中心開口を有する環状部材からなる
    少なくとも一つの軸受ホルダー； ｄ）上記軸受ホルダーに保持されている少なくとも一つ
    の軸受； ｅ）工具本体を工具ビットに対して回転させたときに工
    具ビットを把持するように軸受を移動させるのに用い
    る、上記内面において工具本体壁が保持しているカム表
    面手段； ｆ）軸受が押し付けられて、工具ビットおよび上記カム
    表面手段における工具本体の内壁に対して付勢されるよ
    うに、軸受と工具ビットの界面に予圧を加える手段；か
    らなる直径が異なる円筒形工具ビットを保持するキーレ
    スチャック装置。
  2. 【請求項２】 穿孔が前記遠位末端の近くに小径部分お
    よび前記近位末端に隣接する大径部分を有し；軸受ホル
    ダーが、上記穿孔の小径部分に合致する第一の小径軸受
    ホルダーと、上記穿孔の大径部分に合致する第二の大径
    軸受ホルダーとを有し；少なくとも一つの軸受が上記の
    第一と第二の軸受ホルダー中に保持され；使用中、小径
    工具ビットが前記小径軸受ホルダーの軸受で把持され、
    大径工具ビットが前記大径軸受ホルダーの軸受で把持さ
    れる；請求項１記載のキーレスチャック装置。
  3. 【請求項３】 軸受ホルダーが工具を受け入れる中心開
    口をもっている請求項１または２に記載の装置。
  4. 【請求項４】 上記軸受ホルダーの開口が軸方向に配列
    されている請求項１〜３のいずれか一つに記載の装置。
  5. 【請求項５】 大径軸受ホルダーが少なくとも一つの円
    周方向に配置された凹部を有し、これらの凹部が各々、
    使用中軸受を保持する大きさと形態を有する請求項２〜
    ４のいずれか一つに記載の装置。
  6. 【請求項６】 小径軸受ホルダーが少なくとも一つの円
    周方向に配置された凹所を有し、これらの凹所が各々、
    使用中軸受を保持する大きさと形態を有する請求項２〜
    ４のいずれか一つに記載の装置。
  7. 【請求項７】 小径の穿孔部分と大径の穿孔部分が、各
    々、概ね、円筒形の形態を有する請求項２〜６のいずれ
    か一つに記載の装置。
  8. 【請求項８】 カム手段が、一部分を、工具本体の内壁
    のまわりに配置された、円周上の少なくとも一つの凹所
    で構成され、各凹所が横面と皿形面とを備えている請求
    項１〜７のいずれか一つに記載の装置。
  9. 【請求項９】 各皿形面が、工具本体の中心縦軸線に対
    して傾斜している部分を有している請求項８記載の装
    置。
  10. 【請求項１０】 軸受が円錐台形であり、皿形面が各々
    曲面を有し、および各皿形面の曲率が隣接する軸受の曲
    率より大きい請求項９記載の装置。
  11. 【請求項１１】 各軸受が、円錐台形である請求項１〜
    １０のいずれか一つに記載の装置。
  12. 【請求項１２】 一方の軸受ホルダーおよび工具本体
    が、各々それらを貫通する横溝穴を具備し、さらにこの
    溝穴を通して挿入され、軸受部材を工具本体末端部に対
    して固定位置に保持する横向きのペグ部材を備えている
    請求項１〜１１のいずれか一つに記載の装置。
  13. 【請求項１３】 ペグ部材が、使用中小径軸受ホルダー
    と係合する請求項１２記載の装置。
  14. 【請求項１４】 ペグ部材が、ペグを貫通して工具ビッ
    トを延出させる開口を有する請求項１２または１３に記
    載の装置。
  15. 【請求項１５】 さらに、軸受に把持されている工具を
    開放する開放手段を具備する請求項１〜１４のいずれか
    一つに記載の方法。
  16. 【請求項１６】 開放手段が、手動で操作できる請求項
    １５記載の装置。
  17. 【請求項１７】 開放手段が、把持位置と開放位置との
    間で、工具本体の近位末端に移動可能に保持されている
    部材からなる請求項１５または１６に記載の装置。
  18. 【請求項１８】 開放手段が、ばね手段によって把持位
    置まで付勢される請求項１５〜１８のいずれか一つに記
    載の装置。
  19. 【請求項１９】 開放手段が、曲面と横面を有する環状
    部材である請求項１５〜１８のいずれか一つに記載の装
    置。
  20. 【請求項２０】 横面が、保持される工具ビットと合致
    する開口を具備している請求項１９記載の装置。
  21. 【請求項２１】 ａ）近位末端部分および遠位末端部分
    を具備する工具ハウジング； ｂ）工具本体の近位末端に隣接する位置からその遠位末
    端に向かって延び、かつ前記遠位末端の近くに小径部分
    を有しおよび前記近位末端に隣接する大径部分を有する
    中心縦方向穿孔を形成する内面を具備する工具本体壁を
    有する工具本体； ｃ）上記穿孔の小径部分に合致する第一の小径軸受ホル
    ダー； ｄ）上記穿孔の大径部分に合致する第二の大径軸受ホル
    ダー； ｅ）第一と第二の軸受ホルダーに保持されている少なく
    とも一つの軸受； ｆ）工具本体を工具ビットに対して回転させたときに工
    具ビットを把持するように各軸受を移動させるのに用い
    る、上記内面において工具本体壁が保持しているカム手
    段； ｇ）各軸受と工具ビットの界面に予圧を加える手段；を
    備え； ｈ）使用中、小径工具ビットが小径軸受ホルダーの軸受
    によって把持され、および大径工具ビットが大径軸受ホ
    ルダーの軸受によって把持されている；異なる外径の円
    筒形ドリルビットを保持するキーレスチャック装置。
  22. 【請求項２２】 ａ）近位末端部分および遠位末端部分
    を具備する工具ハウジング； ｂ）工具本体の近位末端に隣接する位置からその遠位末
    端に向かって延び、かつ中心縦軸線を有する中心縦方向
    穿孔を形成する内面を具備する工具本体壁を有する工具
    本体； ｃ）上記穿孔に合致し、使用中、上記工具本体穿孔の中
    心縦軸線と一致する中心開口を有する環状部材からなる
    少なくとも一つの軸受ホルダー； ｄ）上記軸受ホルダーに保持されている少なくとも一つ
    の軸受； ｅ）工具ビットを把持するよう軸受を移動させるのに用
    いる、上記内面における工具本体壁が保持しているカム
    表面手段； ｆ）ばね手段； ｇ）軸受が押し付けられて、工具ビットおよび上記カム
    表面手段における工具本体の内壁に対して付勢されるよ
    うに、前記ばね手段と協働して軸受と工具ビットの界面
    に予圧を加える予圧手段； ｈ）ドリルビットを工具本体穿孔に挿入するかまたはこ
    の穿孔から取出すことができるように前記ばね手段の係
    合を解除する開放手段；からなる直径が異なる円筒形工
    具ビットを保持するキーレスチャック装置。
JP6269895A 1993-11-02 1994-11-02 キーレスドリルチャック Pending JPH07185917A (ja)

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US08/145,818 US5354075A (en) 1993-11-02 1993-11-02 Keyless drill chuck
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