JPH09501617A - チャック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 回転可能な軸を有する手動あるいは動力付きの駆動体と共に使用するためのチャックであって、このチャック（１０）は、ボディ（１６）に固定した軸受スラストリングと、このスラストリング（３６）に隣接して配置した嵌め込み式摩擦低減軸受アセンブリィ（４２）とを包含する。このチャック（１０）は、ジョー（１８）のねじ山との螺合のために軸受アセンブリィ（４２）に回転可能に取り付けたナット（６０）と、ボディ（１６）の先端部（２０）を覆うと共にナット（６０）との動力伝達結合のための概ね円柱状をなす前スリーブ（１２）とをさらに包含し、これにより前スリーブ部材（１２）がボディ（１６）に対して回される時、ジョー（１８）は前スリーブ（１２）によって動かされる。

Description

【発明の詳細な説明】 チャック 発明の背景 本発明は、一般に、ドリルと共に使用したり、電気や空気の動力付きの駆動体 と共に使用するためのチャックに関する。より詳細には、本発明は、手動あるい は駆動体モータの作動によって、締め付けたり緩めたりすることが可能なキーレ スタイプのチャックに関する。 手動ならびに電動やエアー駆動の工具駆動体は、共に良く知られている。ツイ ストドリルは、このような駆動体に対して用いられる最も一般的な工具であるが 、この工具はまた、ねじ回しや、ナットドライバーや、研削砥石を取り付けたバ ーリング工具や、他の切断あるいは研磨工具であっても良い。これらの工具は、 さまざまな直径のシャンクを有していたり、あるいはこの工具シャンクの横断面 が六角形かも知れないので、この駆動体は、一般に、相対的に広範囲に亙って調 整可能なチャックと共に与えられる。このチャックは、ねじ穴あるいはテーパ穴 によって駆動体に取り付けられる。 多種類のチャックがこの分野において開発されている。最も単純な形態のチャ ックにおいて、相互に離れて円周方向にほぼ１２０度の間隔を置く三つのジョー は、駆動軸に装着したボディに形成した傾斜配列通路に拘束され、それにより、 ジョーと螺合する締め付けナットに対する一方向へのボディの回転が、ジョーを 工具の円柱状シャンクとの把持関係にさせるのに対し、反対方向への回転は、こ の把持関係を解放する。もし、これが手で回されるならば、このようなチャック は、キーレスにすることができる。このようなチャックの一例は、明細書全体が ここに参照することによって具体化され、かつ本件譲受人に通常に譲渡した「無 衝撃キーレスチャック」と題する米国特許第５１２５６７３号に記述されている 。 米国特許第５１２５６７３号で明らかなようなキーレスチャックの成果にも拘 らず、種々の適用性のためにさまざまな形状のキーレスチャックが望ましい。現 行のチャックの軸受構造は、軸受のスラスト負荷を受けてナットとボディとの間 の軸線方向の摩擦を除去するように設計される。これらの軸受は、しばしばケー ジに収納され、分離した上部および底部のスラストレースを有する。ボディある いはナットが、充分に硬質である場合には、底部あるいは上部のスラストレース としてそれぞれ取り扱うことができる。 チャックが操作された時、それによってラジアル方向はもちろんスラスト方向 のねじの応力が最小となるチャック形状を有することが望ましい。さらに、それ によって、チャックのボディとナットとの間の摩擦接触が最小となり、さらにそ れによって個々のジョーにより均等な負荷を与えるために、締め付けの間ずっと 、ナットができるだけ中心に保持されるチャックを有することが望ましいと思わ れる。より少数の部品か、あるいはより低い製造コストを必要とするキーレスチ ャックを有することもまた、望ましいと思われる。 発明の概要 本発明は、前述の考慮すべき事柄および他の先行技術の構成や方法を認識する と共に取り扱う。 つまり、改良したチャックを提供することが本発明の目的である。 操作の間ずっと、ジョーに対するナットの効率的な締め付けを考慮に入れたキ ーレスチャックを提供することが本発明の他の目的である。 組み立てられる必要最小数の個々の部品を持ったキーレスチャックを提供する ことが本発明の他の目的である。 本発明の他の目的は、チャックボディとナットとの間の摩擦接触を最小にする チャックを提供することにある。 本発明のさらなる目的は、操作の間ずっと、アキシャルおよびラジアル応力の 両方共最小にするチャックを提供することにある。 本発明のさらなる他の目的は、締め付けの間ずっと、ナットの向心性を保持す るための改良した機構を持つチャックを提供することにある。 これらおよび他の目的は、回転可能な駆動軸を有する手動あるいは動力付きの 駆動体と共に使用するためのチャックを提供することによって達成され、このチ ャックは、先端部および末端部を有する概ね円筒状のボディ部材を具える。この 末端部は、駆動体の駆動軸と係合するために、当該末端部に形成した軸線方向の 穴を有し、先端部は、この先端部に形成した軸線方向の穴と、先端部を通って形 成し、かつこの軸線方向の穴と重なる複数の傾斜配列通路とを有する。このチャ ックは、傾斜配列通路通路のそれぞれに摺動可能に配置した複数のジョーをさら に包含し、ジョーのそれぞれは、その一方側に形成したジョー面と、その反対側 に形成したねじ山とを有する。このチャックは、ボディ部材に固定した軸受スラ ストリングと、このスラストリングに隣接して配置した嵌め込み式潤滑軸受アセ ンブリィとをさらに包含する。このチャックはまた、軸受アセンブリィにジョー のねじ山との螺合のために回転可能に取り付けたナットと、このナットと動力伝 達結合のためにボディ部材の先端部を覆う概ね円筒状の前スリーブ部材とを包含 し、これによって前スリーブ部材がボディ部材に対して回された時、ジョーがそ れによって動かされる。 本発明の他の目的や特徴や見地は、以下でより詳細に論じられる。 図面の簡単な説明 その最良の形態を包含する本発明の全体および特別の権利を与える開示は、こ の分野の通常の技術者に対し、添付した図面に対する参照を含み、この明細書の 残りの部分でより一層明らかにされ、 添付図面の図１は、本発明の一実施例によるチャックの部分断面の立面図であ り、 図２は、チャックのボディおよび図１に例示した他の部品の断面図であり、 図３は、本発明の一実施例による軸受およびナットの配置の詳細拡大図である 。 この本願明細書および図面中における反復使用の参照符号は、同一あるいは類 似する本発明の形状や要素を意味することを意図している。 好ましい形態の詳細な説明 この論文が典型的な形態のみの記述であって、この典型的な構成中に具体的に 表現された本発明のより広範囲な態様を制限するものとして意図していないこと は、この分野の通常の技術者によって理解されることができる。 図１を参照して、チャック１０は、前スリーブ部材１２と、任意の後スリーブ 部材１４と、ボディ部材１６と、ジョー１８とを包含する。図１および２を参照 して、ボディ部材１６は、概ね円筒形状をなし、先端、すなわち前方部２０と、 末端、すなわち後方部２２とからなる。軸穴２４は、ボディ部材１６の先端部２ ０に形成される。軸穴２４は、このチャックが収容するために設計された最大工 具シャンクより多少大きい。雌ねじ穴２６は、ボディ１６の末端部２２に形成さ れ、動力付きあるいは手動の駆動体（図示せず）の駆動軸と螺合するように標準 サイズである。これらの穴２４，２６は、ボディ部材１６の中央部２８で連通し ても良い。雌ねじ穴２６が例示されているけれども、このような穴は、テーパ駆 動軸と係合するような標準サイズのテーパ穴に置き換えることができる。 通路３０は、ジョー１８をそれぞれ収容するためにボディ部材１６に形成され る。図１を参照して、三つのジョー１８が用いられ、各ジョー１８は、ほぼ１２ ０度の円弧で隣接するジョーから離されている。通路３０およびジョー１８の軸 線は、チャックの軸線に対して傾けられているが、チャックのボディ１６の前方 の共通点でチャックの軸線と交差している。各ジョー１８は、チャックボディ１ ６の軸線とほぼ平行な工具係合面３２と、その反対側、すなわち外側面にねじ山 ３４とを有する。この分野の技術者にとって直ちに明らかになると思われるよう に、どのような適当な種類およびピッチのねじ山３４でも、本発明の範囲内にお いて使われることが可能である。 図１および２に例示したように、ボディ部材１６は、一つの好ましい形態にお いて、これと一体のスラストリング部材３６を包含する。好ましくはないが、ス ラストリング部材３６は、ボディ部材から分離した部品であっても良い。スラス トリング部材３６は、棚部３８を包含する。棚部３８は、以下でより詳細に記述 されるように、シュラウド、すなわち嵌め込み式摩擦低減軸受アセンブリィ４２ のアウタレースとの嵌合のために作られている。スラストリング部材３６は、そ こを通るジョー１８の後退を許容するために、円周状に形成した複数のジョー案 内面５０を包含する。 図２を参照して、ボディ部材１６は、それが望ましい場合、そこに押し込まれ る任意の後スリーブ部材１４（図１）の受容のため、ナーリング面４４を持った 後円筒部４４をそこに包含する。ボディ１６は、後円筒部４４からスラストリン グ３６の領域まで拡がる第一のテーパ部４８をさらに包含する。第二のテーパ部 ５０は、スラストリング３６の領域から前円筒部５２まで拡がる。先端部５６は 、以下でより詳細に明らかにされるように、ナットと動力伝達結合で前スリーブ を保持するため、先端ピース５８を受けるように作られる。代わりに、スナップ リングやこれに類するものが前スリーブを正しい位置に保持するために用いられ ても良く、あるいは前スリーブがナットに押し込まれたり、あるいは固定されて も良い。 本発明は、好ましい一形態において、一体型(one piece)であって、ジョー１ ８のねじ山３４と螺合するためのねじ山６２を有するナット６０をさらに包含し 、これによって、ナット６０がボディ１６に対して回された時、ジョーは前進あ るいは後退させられることができる。ナット６０は、上記で明らかにしたように 、前スリーブ１２が回された時、ナット６０がそれと共に回転してジョー１８を 移動するように、前スリーブ１２の駆動リブ６８と係合するための駆動スロット ６６を包含しても良い。 ナット６０は、以下でより詳細に記述されるように、軸受アセンブリィ４２の 弧状座部と嵌合するための弧状座面６１をさらに包含する。 図１〜図３を参照して、嵌め込み式軸受アセンブリィ４２は、スラストリング ３６と、ナット６０の座面６１との間に配置されるように作られる。嵌め込み式 軸受アセンブリィ４２は、インナレース７２と、アウタレース７４と、これらの 間に保持される軸受要素７６とを包含する。好ましい一形態において、軸受要素 ７６は、玉軸受である。嵌め込み式軸受アセンブリィ４２は、嵌め込み式の部品 として軸受アセンブリィを保持するため、インナおよびアウタレース７２，７４ を囲むシュラウド７８をさらに包含しても良い。インナレース７２は、特定の寸 法に合わせて作られ、かつナット６０の弧状座面６１と嵌合するように形成され た弧状面７２′を包含する。ナット６０は、支持のためにインナレース７２に支 えられ、従来技術の装置のように、ボディ１６に摩擦接触しない。このような係 合関係は、ナット６０とボディ１６との間の摩擦接触や摩擦を最小にしたり除去 したりするのはもちろん、一直線状のために、そしてチャックが操作される時の アキシャルおよびラジアル応力共最小にするためにも手助けする。さらに、この ような関係は、チャックのより均等な締め付けを与えて振れを減少するため、締 め付けの間ずっと、ナットのセンタ出しを維持するように手助けする。この配置 はまた、それぞれのジョーとの最適なねじ結合を支援し、さらにジョーおよびナ ットの両方のねじ山における効率の増大と共に応力の減少を支援する。好ましい 一形態において、嵌め込み式軸受アセンブリィ４２は、ラジアルスラスト軸受で ある。 上記で明らかにしたような好ましい一形態において、前スリーブ部材１２は、 チャック１０の先端部２０の上を覆って遊嵌されるように作られる。前スリーブ １２の多数の駆動リブ６８は、前スリーブ１２とナット６０とが有効に結合され る、すなわち、前スリーブ１２が回された時、ナット６０がそれと共に回転する ように、ナット６０の駆動スロット６６と噛み合う。前スリーブ１２は、環状の 棚部７８を包含しても良い。先端ピース５８は、前スリーブ１２をチャック１０ に保持するため、先端部５６に押し込まれるように合致して特定の寸法に合わせ て作られる。先端ピース５８は、スナップ継手や、ねじ切り、あるいはこれに類 するものによって、ボディ１６に固定されて良いことも認識されるべきである。 先端ピース５８は、チャックが組み立てられる時にさらされ、そして一つの形態 において、さびを予防すると共にその見栄えを高めるために、非鉄金属のコーテ ィングで被覆されても良い。適当なコーティングの例は、亜鉛あるいはニッケル を包含するが、任意の適当なコーティングが利用されて良いことを認識されるべ きである。 先端ピース５８は、チャック１０での所定位置のため、そしてナット６０と動 力伝達結合のために、前スリーブ部材１２を保持するように役立つ。さらに、先 端ピース５８は、さびに耐える先端部５６のために、美的に満足するカバーを提 供するという二重の目的に役立つ。これは、ボディ部材１６全体を被覆する必要 なく、美的に満足する見栄えの利点を与える。望むならば、後スリーブ部材１４ が省略され、前スリーブ部材１２がボディ１６の末端に拡げられても良い。この 代案は、スピンドルロックあるいはこれに類するものが駆動体に与えられる時や 、この駆動体がジョーを締め付けたり緩めたりするために用いられる時に適して いる。 前スリーブ部材１２の円周表面は、これを確実に把持することをオペレータに 可能とするために、ナーリング加工を施したり、長手方向のリブや他の突起を与 えても良い。同様な方法で、後スリーブ部材１４の円周表面は、これを使用する 場合、望むのであれば、ナーリング加工を施したり、リブを付けたりしても良い 。これら前および後スリーブは、ポリカーボネートや、充填ポリプロピレン、例 えば、ガラス充填ポリプロピレンや、複数の構造用プラスチック材料の混合物の 如き構造用プラスチックスから作られることができる。例えば、炭素充填ポリマ ーの如き、他の混合材料もまた、所定の環境において適当であろう。この分野の 技術者によって認識されることができるように、本発明のチャックが作られる材 料は、チャックの使用目的に依存し、上記は、単なる例示の方法によって与えら れる。 さらに、先端ピースおよび駆動スロットの配置が例示されているが、前スリー ブとナットとの間の任意の有効な結合方法が本発明の範囲内で利用されて良いこ とを認識されるべきである。 後スリーブ部材１４がボディ部材１６に固定されるのに対し、前スリーブ部材 １２は、ナット３６と有効に連結され、これと共に相対回転のためにボディ部材 １６に固定されることを認識されよう。前および後スリーブ部材１２および１４ の相対移動は、ジョー１８のねじ山３４とナット６０のねじ山６２との間の相互 作用のため、相対運動の方向に依存して前進あるいは後退をジョー１８にもたら す。 上の記述は、キーレスチャックに関して明らかであるが、本発明の原理がキー 付きチャックに等しく応用可能であることを認識されるべきであり、このような ことは、本発明の範囲内にある。 本発明に対するこれらおよび他の修正ならびに変形は、添付した請求の範囲に おいてより明瞭である本発明の趣旨および範囲から外れることなく、この分野の 通常の技術者によって実行されることができる。加えて、種々の形態の態様は、 全体あるいは一部共に置き換えることができることを理解されるべきである。さ らに、この分野の通常の技術者は、先の記述が単なる例示の方法によるものであ り、かかる添付の請求の範囲でさらに記述したように、本発明の制限を意図して いないことを認識するであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ)，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｚ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＴ，ＬＵ， ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 バートン，クリストファー，ビー. アメリカ合衆国 29678 サウス カロラ イナ州 セネカ パターソン ロード 578

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．回転可能な駆動軸を有する手動あるいは動力付きの駆動体と共に使用するた めのチャックであって、前記チャックは、 ａ）そこに形成した軸線方向の穴を持つ先端部と、そこに前記駆動体の前記駆 動軸と係合するために形成した軸線方向の穴を持つ末端部と、そこを通って形成 され、かつ前記軸線方向の穴に重なる複数の傾斜配列通路とを有する概ね円筒状 のボディ部材と、 ｂ）前記傾斜配列通路のそれぞれに摺動可能に配置し、その一方側に形成した ジョー面と、その反対側に形成したねじ山とをそれぞれ有する複数のジョーと、 ｃ）前記ボディ部材に固定した軸受スラストリングと、 ｄ）この軸受スラストリングに隣接して配置した嵌め込み式潤滑軸受アセンブ リィと、 ｅ）前記ジョーのねじ山と螺合するために前記軸受アセンブリィに回転可能に 取り付けたナットと、 ｆ）このナットと動力伝達結合のためにあって、前記ボディ部材の前記先端部 を覆い、これにより前記ボディ部材に対して回された時に前記ジョーがそれによ って動かされる概ね円筒状の前スリーブ部材と を具える。 ２．前記嵌め込み式軸受アセンブリィは、インナレースとアウタレースとをこれ らの間に保持した軸受要素と共に包含し、さらに前記ナットが回転のために前記 インナレースに支持される請求項１で述べたような手動あるいは動力付きの駆動 体と共に使用するためのチャック。 ３．前記嵌め込み式軸受アセンブリィは、嵌め込んだ前記軸受アセンブリィを保 持するため、前記インナおよびアウタレースを少なくと部分的に囲むシュラウド を包含する請求項２で述べたような手動あるいは動力付きの駆動体と共に使用す るためのチャック。 ４．前記ナットが前記インナレースの弧状座部と係合させるための弧状座面を包 含する請求項２で述べたような手動あるいは動力付きの駆動体と共に使用するた めのチャック。 ５．前記軸受アセンブリィがラジアルスラスト軸受である請求項１で述べたよう な手動あるいは動力付きの駆動体と共に使用するためのチャック。 ６．前記スラストリングが棚部を包含すると共に前記嵌め込み式軸受アセンブリ ィがこの棚部に受容される請求項１で述べたような手動あるいは動力付きの駆動 体と共に使用するためのチャック。 ７．前記スラストリングが前記ボディ部材と一体である請求項１で述べたような 手動あるいは動力付きの駆動体と共に使用するためのチャック。 ８．前記ナットが一体型ナットである請求項１で述べたような手動あるいは動力 付きの駆動体と共に使用するためのチャック。 ９．請求項１で述べたような手動あるいは動力付きの駆動体と共に使用するため のチャックであって、前記ボディ部材の末端部に固定した後スリーブ部材をさら に包含している。 １０．前記ナットが前記前スリーブの駆動リブの受容のための駆動スロットを包 含する請求項１で述べたような手動あるいは動力付きの駆動体と共に使用するた めのチャック。 １１．前記前スリーブが前記ボディに保持されて防食先端ピースによって前記ナ ットと結合のためにある請求項１で述べたような手動あるいは動力付きの駆動 体と共に使用するためのチャック。 １２．前記軸受要素が玉軸受である請求項１で述べたような手動あるいは動力付 きの駆動体と共に使用するためのチャック。 １３．回転可能な駆動軸を有する手動あるいは動力付きの駆動体と共に使用する ためのチャックであって、このチャックは、 ａ）そこに形成した軸線方向の穴を有する先端部と、そこに形成して前記駆動 体の前記駆動軸と係合するための軸線方向の穴を有する末端部と、そこを通って 前記軸線方向の穴を横切る複数の傾斜配列通路とを有する概ね円筒状のボディ部 材と、 ｂ）前記傾斜配列通路のそれぞれに摺動可能に配置し、その一方側に形成した ジョー面と、その反対側に形成したねじ山とを有する複数のジョーと、 ｃ）前記ボディ部材に固定した軸受スラストリングと、 ｄ）このスラストリングに隣接して配置し、インナレースとアウタレースとを これらの間に保持した軸受要素と共に包含する嵌め込み式潤滑軸受アセンブリィ と、 ｅ）前記ジョーの前記ねじ山と螺合するために前記軸受アセンブリィに回転可 能に取り付け、回転のために前記インナレースに支持されているナットと、 ｆ）前記ナットと動力伝達結合のためであって、前記ボディ部材の前記先端部 を覆い、これにより前記ボディ部材に対して回された時にそれによって前記ジョ ーが動かされる概ね円筒状の前スリーブ部材と を具える。 １４．前記嵌め込み式軸受アセンブリィは、嵌め込んだ前記軸受アセンブリィを 保持するために、前記インナおよびアウタレースを少なくとも部分的に囲むシュ ラウドを包含する請求項１３で述べたような手動あるいは動力付きの駆動体と共 に使用するためのチャック。 １５．前記ナットは、前記インナレースの弧状座部と係合させるための弧状座面 を包含する請求項１３で述べたような手動あるいは動力付きの駆動体と共に使用 するためのチャック。 １６．前記軸受アセンブリィがラジアルスラスト軸受である請求項１３で述べた ような手動あるいは動力付きの駆動体と共に使用するためのチャック。 １７．前記スラストリングが棚部を包含すると共に前記嵌め込み式軸受アセンブ リィが前記棚部に受容される請求項１３で述べたような手動あるいは動力付きの 駆動体と共に使用するためのチャック。 １８．前記スラストリングが前記ボディ部材と一体である請求項１３で述べたよ うな手動あるいは動力付きの駆動体と共に使用するためのチャック。 １９．前記ナットが一体型ナットである請求項１３で述べたような手動あるいは 動力付きの駆動体と共に使用するチャック。 ２０．請求項１３で述べたような手動あるいは動力付きの駆動体と共に使用する ためのチャックであって、前記ボディ部材の末端部に固定した後スリーブ部材を さらに包含する。