JPH0829442B2 - ツールチャック - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）発明の属する技術分野 この発明は、例えば、電動ドリルや電動ドライバ等に
装着されるツールチャックであって、チャックハンドル
を用いないで、手の力でチャックを締付けるタイプのツ
ールチャックに関する。

（ロ）従来の技術 上述のようなチャックハンドルを用いないで、手動で
チャックを締付けるツールチャックは、例えば、特開昭
63−174804号公報、実開昭63−189509号公報等がある。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかし、従来のチャックハンドルを用いないツールチ
ャックの締付け力は、チャック爪を移動させるネジ送り
の増幅作用のみであるので、チャックハンドルを用いた
場合と等価な締付け力を得ることができず、また、チャ
ック爪をロック手段でロックすることで、チャック爪の
緩みを防止してはいるものの、チャック爪の締付け力を
上げることはできず、したがって、チャックハンドルで
締付けるツールチャックと等価なツールの作業ができな
い問題点を有する。

そこでこの発明は、特異なトルクアップ機構の介装
で、構造の複雑化を防止してコンパクトに構成し得るも
のでありながら、充分な締付け力を得るツールチャック
の提供を目的とする。

（ニ）課題を解決するための手段 この発明の第１発明は、チャック本体の先端中心部に
複数本のチャック爪を拡縮摺動可能に斜設すると共に、
これら各チャック爪の外側面に部分雄ネジを刻設して、
これら部分雄ネジにネジ環を螺合し、該ネジ環の外周に
嵌装した操作リングの回動操作で、ネジ環を回動して前
記チャック爪をネジ送りで拡縮摺動させてツールを挾持
するツールチャックであって、前記操作リングとネジ環
とのトルク伝動経路の間に、トルクアップ機構を介装
し、上記トルクアップ機構を、前記ネジ環に固定される
出力環と、前記操作リングに偏心して公転可能に遊嵌保
持される入力環と、前記チャック本体に固定される固定
環とを、前記チャック本体の軸芯方向に配設すると共
に、前記入力環と固定環との対向する相互面に、移動差
を生じるサイクロイド回転により固定環に対し入力環の
公転で相対移動差が生じて該入力環に減速された自転が
生じるサイクロイド減速構造を介装して構成したツール
チャックであることを特徴とする。

さらに、第２発明は、前記固定環とチャック本体との
固定手段は、チャック爪からの負荷方向で圧接する相互
の圧接面で形成した第１発明のツールチャックであるこ
とを特徴とする。

さらにまた、第３発明は、前記固定環とチャック本体
との対向部の相互に、チャック爪からの負荷方向で圧接
する圧接面を形成し、上記固定環の後面側円周上に歯山
を形成すると共に、この歯山に付勢して噛合する弾性体
を操作リングまたはチャック本体の一方に取付けた第１
発明のツールチャックであることを特徴とする。

（ホ）作用 この発明のツールチャックによれば、ツールをチャッ
ク爪に挟持させるために、操作リングを締付け方向に回
動すると、入力環が公転され、固定環との間に介在させ
たサイクロイド減速構造の移動差を持つサイクロイド回
転により上述の公転で入力環に自転が生じ、この自転が
公転に対し大きく減速されるので、トルクアップした出
力となり、この出力がボールを介して出力環に出力さ
れ、ネジ環を回動し、チャック爪をネジ送りして、ツー
ルを大きなトルクで締付け挟持する。

また、固定環がチャック本体と圧接面で圧接して固定
させる場合は、これらが圧接するまでは固定環の回転が
許容されるので、拡大したチャック爪にツールを入れて
チャック爪がツールを挟持し始めるまで、すなわち、チ
ャック爪に締付け力が発生しない間は、入力環、固定
環、出力環が一体となって回転して減速作用が発生しな
いので、操作リングの回動がそのままネジ環に伝達され
て、速くチャック爪をネジ送りでき、速くツールを挟持
状態にすることができる。

そして、この挟持状態からさらに操作リングを回動す
ることで、チャック爪に締付け力が作用すると、チャッ
ク爪に負荷が生じて、ネジ環が後退し、これで固定環を
チャック本体に圧接固定すると、前述のトルクアップ機
構が作用して、高トルクの締付けが得られる。

さらに、固定環の歯山に弾性体が付勢噛合する場合
は、固定環と操作リングとがロックされ、該操作リング
の回転による慣性、振動による操作リングの緩みが防止
され、強固な挟持が維持される。

（ヘ）発明の効果 上述の結果、この発明によれば、トルクアップ機構に
よって手動による回動力が大きく増幅されるので、チャ
ックを大きな力で締付けることができ、チャックハンド
ルの場合の締付けと等価な締付けで確実なツールの挟持
が得られる。

さらに、上述のトルクアップ機構は、入力環、固定
環、出力環の３枚がリング状に形成される構造であるた
め、チャック爪との構造の結合が容易であって、コンパ
クトに構成することができ、また、構造が簡単でありな
がら、大きなトルクの伝達力を有する。

また、作業中の振動や操作リングの慣性に対するチャ
ックの緩みは弾性体の付勢噛合で防止され、より一層の
強固なツールの挟持が得られる。

さらに、上述の弾性体は緩み止めの作用の他に、チャ
ック本体に対する相対リングの抜け止め、さらに、チャ
ックからツールを外すときにチャック本体とチャック爪
との圧接の解除作用を行い、３つの作用を１部品で行う
ことで、部品点数を少なくし、よりコンパクトに構成す
ることができる。

（ト）発明の実施例 この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。

図面は電動ドリルや電動ドライバ等でドリルビットや
ドライバビット等のツールを挟持するツールチャックを
示し、第１図、第２図において、該ツールチャック10は
チャック本体11の先端中心部に３本のチャック爪12…
を、チャック本体11の軸芯に対して先端側が集合する傾
斜状に、しかも、拡縮摺動可能に斜設している。

すなわち、それぞれのチャック爪12はチャック本体11
の軸芯に対して傾斜状に形成した摺動溝13に摺動のみ自
在に挿入し、それぞれの外周部にそれぞれが連続する状
態となる部分雄ネジ14を螺設し、これら部分雄ネジ14…
にはリング状のネジ環15の雌ネジ16を螺合し、このネジ
環15を正逆回転することで、チャック爪12…をネジ送り
して拡縮摺動し、ツールの挟持開放を行う。

上述のネジ環15の外周部にはトルクアップ機構17を嵌
着し、さらに、このトルクアップ機構17の外周面には操
作リング18を嵌装し、この操作リング18を正逆回転、す
なわち、ツール19の締付け方向、または、取外し方向に
回動することで、その回動力をトルクアップ機構17を介
して前述のネジ環15に伝達する。

上述のトルクアップ機構17は次のように構成してい
る。

すなわち、該機構17は、前述のネジ環15に圧入して固
定する環状の出力環20と、前記の操作リング18に所定量
の偏心量ｅで偏心して遊嵌保持される環状の入力環21
と、前述のチャック本体11の後部にテーパ周面に圧接固
定される固定環22と３つの環状体を有し、これらの環状
体をチャック本体11の軸芯方向に配設している。

前述の入力環21と固定環22との対向面には、入力環21
に内転サイクロイド曲線で断面円弧状の転がり溝23を刻
設し、固定環22に外転サイクロイド曲線で断面円弧状の
転がり溝24を刻設し、これら転がり溝23,24間に、該転
がり溝23,24を転動する複数のボール25…を介在してい
る。

第３図にも示すように、上述の転がり溝23,24の振幅
は前述の入力環21の偏心量ｅと同量に設定し、かつ、入
力環21側の波数は10波、固定環22側の波数は12波に設定
して、これらに介在するボール25…は11個またはそれ以
下に設定している。

このように転がり溝23,24を形成した入力環21に偏心
量ｅによって生じる公転を与えると、ボール25…が転が
り溝23,24に沿って転動し、内外サイクロイド曲線の波
数が異なることに起因して、固定環22と入力環21との間
に相対移動差（相対回転差、または、相対自転差）が生
じ、固定環22の自転が固定されていることで入力環21に
自転が生じ、この自転は入力環21の１公転の移動（操作
リング18の１回転）に対して転がり溝23,24の２波数差
の自転となり、その結果、入力環21の公転入力に対して
大きく減速されるので、この入力環21の自転出力がトル
クアップした出力となる。

この実施例の場合、入力環21の転がり溝23の波数が10
波で、固定環22の転がり溝24の歯数が12であるので、 減速比が ２（歯数差）／｛12（転がり溝24の歯数） −２（歯数差）｝＝2/10＝1/5 となるが、波数を増加することで大きな減速比を取るこ
とができ、例えば、波数を40波にして、1/20の減速比を
取ることが可能であり、大きなトルクアップを得ること
ができる。

上述の入力環21の自転を出力環20に取出すために、こ
れらの対向面に複数のボール26…を介在している。

すなわち、入力環21側にはボール26を嵌入する凹部
（図示省略）を形成し、また、これに対向する出力環20
にも凹部27を形成しているが、この出力環20の凹部27
は、入力環21が偏心回動しても動力の伝達が可能なよう
に、ボール26が同じ偏心量ｅで周回できる大きさ（リン
グ状）の凹部に形成している。

前述の固定環22をチャック本体11に固定するために、
該固定環22の中心部には後端側が大径になるテーパ状の
圧接面28を形成し、チャック本体11側にもこれに対応す
る圧接面29を形成し、これらは前述のネジ環15のバック
ラッシュ（チャック爪12負荷方向）で固定環22が押圧さ
れることにより、相互が圧接し、固定環22がチャック本
体11に固定される。

前述の固定環22の後面側の円周上に歯山30を刻設し、
さらに、この歯山30に噛合する爪31を有する弾性体32の
複数を形成した弾性環33を固定環22の後面に配設し、該
弾性環33の固定爪34を前述の操作リング18の内周面に刻
設した溝35に圧入係止することで、この弾性環33の抜け
止め、回り止めを行う。

そして、操作リング18の後部にはカバー36を対向して
チャック本体11の後部にその基部を圧入固定している。

なお、前述の弾性環33は操作リング18側に固定してい
るが、これはチャック本体11側に固定してもよい。

また、前述のネジ環15は２つ割りに形成して、チャッ
ク本体11に組付けた後、出力環20を圧入することで、一
体にしているが、この両者の一体構成は、相互にネジを
刻設してネジ込みで固定するも、あるいは、スプライン
嵌合にしてＥリングで抜け止めするも、いかなる手段で
一体構造にするもよい。

このように構成したツールチャック10の動作を説明す
る。

ツール19をチャック爪12に挟持するために、該チャッ
ク爪12が大きく開口しているとすると、これにツール19
を挿入してチャック爪12を挟持するには、操作リング18
を締付け方向に回動する。

回動初期にはチャック爪12にはツール19の挟持による
負荷がかかっていないので、トルクアップ機構17の固定
環22はチャック本体11に対してフリーの状態であるた
め、出力環20、入力環21、固定環22が連結負荷の抵抗で
一体となり、これらが一体して回動することで、操作リ
ング18の回動が直接ネジ環15の回動となり、速いネジ送
りでチャック爪12を送出す。

チャック爪12がツール19に接触して、該チャック爪12
に負荷が発生すると、該負荷でネジ環15に反力が生じ、
これが出力環20、入力環21を介して固定環22を後方に押
下げる。

これによって、固定環22とチャック本体11との圧接面
28,29が圧接されるので、固定環22がチャック本体11に
固定され、トルクアップ機構17が作用状態になる。

すなわち、操作リング18の回動で入力環21が公転し、
この公転でボール25が転がり溝23,24を転動し、内外サ
イクロイド曲線の波数が異なることに起因して、固定環
22と入力環21との間に相対移動差（相対回転差、また
は、相対自転差）が生じ、固定環22の自転が固定されて
いることで、該入力環21に自転が生じ、この自転は入力
環21の１公転の移動（操作リング18の１回転）に対して
転がり溝23,24の２波数差の自転となり、その結果、入
力環21の公転入力に対して大きく減速されるので、この
入力環21の自転出力が公転の入力を減速した高トルクの
出力となって出力環20に取出されて、ネジ環15が回動さ
れ、チャック爪12…が送出されてツール19を高トルクで
挟持する。

なお、ツール19を外すときは、操作リング18を緩み方
向に回動すればよい。

この場合、チャック爪12が緩んで、ネジ環15に反力が
なくなると、弾性体32が固定環22を押し戻すので、該固
定環22とチャック本体11との圧接面28,29の圧接が解か
れて、トルクアップ機構17の作用が解かれ、ネジ環15は
操作リング18の回動と等速で速く回動して、チャック爪
12を速く緩み方向にネジ送りする。

この実施例によれば、ツール19の挟持は、トルクアッ
プ機構17によりトルクアップされた締付け力で挟持され
るので、強固であり、チャックハンドルを用いた場合と
等価な挟持が得られる。

さらに、上述のトルクアップ機構17は、出力環20、入
力環21、固定環22の３枚がリング状に形成される構造で
あるため、チャック爪12との構造の結合が容易であっ
て、コンパクトに構成することができ、また、構造が簡
単でありながら、大きなトルクの伝達力を有する。

また、作業中の振動に対する操作リング18やチャック
爪12の緩みは弾性体32の付勢噛合で防止され、より一層
の強化なツール19の挟持が得られる。

さらに、上述の弾性体32は、緩み止めの作用の他に、
チャック本体11に対する操作リング18の抜け止め、さら
に、チャック爪12からツール19を外すときにチャック本
体11とチャック爪12との圧接の解除作用を行い、３つの
作用を１部品で行うことで、部品点数を少なくし、より
コンパクトに構成することができる。

なお、上述の実施例では、チャック爪12をその外周に
ネジ環15でネジ送りしたが、前述の従来技術で開示した
特開昭63−174804号公報で見られるような、チャック爪
のネジ送りタイプにも、この発明のトルクアップ機構17
を介装することができるので、他の構成を含めて、この
発明は実施例の構成のみに限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例の示し、 第１図はツールチャックの断面図、 第２図はトルクアップ機構の分解斜視図、 第３図は転がり溝の説明図である。 10……ツールチャック 11……チャック本体 12……チャック爪 15……ネジ環 17……トルクアップ機構 18……操作リング 20……出力環 21……入力環 22……固定環 23,24……転がり溝 25,26……ボール 28,29……圧接面 30……歯山 32……弾性体 33……弾性環

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】チャック本体の先端中心部に複数本のチャ
   ック爪を拡縮摺動可能に斜設すると共に、これら各チャ
   ック爪の外側面に部分雄ネジを刻設して、これら部分雄
   ネジにネジ環を螺合し、該ネジ環の外周に嵌装した操作
   リングの回動操作で、ネジ環を回動して前記チャック爪
   をネジ送りで拡縮摺動させてツールを挾持するツールチ
   ャックであって、 前記操作リングとネジ環とのトルク伝動経路の間に、ト
   ルクアップ機構を介装し、 上記トルクアップ機構を、 前記ネジ環に固定される出力環と、前記操作リングに偏
   心して公転可能に遊嵌保持される入力環と、前記チャッ
   ク本体に固定される固定環とを、前記チャック本体の軸
   芯方向に配設すると共に、 前記入力環と固定環との対向する相互面に、移動差を生
   じるサイクロイド回転により固定環に対し入力環の公転
   で相対移動差が生じて該入力環に減速された自転が生じ
   るサイクロイド減速構造を介装して構成した ツールチャック。
2. 【請求項２】前記固定環とチャック本体との固定手段は
   チャック爪からの負荷方向で圧接する相互の圧接面で形
   成したことを特徴とする 請求項１項記載の ツールチャック。
3. 【請求項３】前記固定環とチャック本体との対向部の相
   互に、チャック爪からの負荷方向で圧接する圧接面を形
   成し、 上記固定環の後面側円周上に歯山を形成すると共に、 この歯山に付勢して噛合する弾性体を操作リングまたは
   チャック本体の一方に取付けた 請求項１項記載の ツールチャック。