JPH10156609A - ボールねじクランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クランプ力の損失が大幅に低減され、小さな
回転入力により強力なクランプ力が、手動操作で充分な
クランプ力が、さらに、回転工具の反スラスト力の利用
を効果的に行うことによって過剰なクランプ無しに充分
なクランプ力を得ることができるクランプねじを提供す
る。 【解決手段】 クランプねじ１１０によれば、フランジ
リング１１８が取付られる対象物１４２に接触したと
き、ねじ付部材１１１の回転が停止しクランプ状態に入
る。操作リング１１２の回転はねじ溝１２３，１３２周
りに移動するボール１１３によりねじ送りされ、その結
果、拘束リング１１６を介してフランジリングに圧力が
及ぼされ、取付られる工具１４２をクランプする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、手動研磨
機の砥石または円形の手動鋸のような回転工具を電動工
具のドライブシャフトに設けられたねじ付取付部（例え
ば、雄ねじ）にクランプするためのクランプねじ（例え
ば、ナット）として用いられる。

【０００２】

【従来の技術】前記砥石または丸鋸のような回転工具を
電動工具のドライブシャフトに取り付けるとき、従来の
やり方では、フランジおよび雄ねじがドライブシャフト
の端部に形成され、回転工具がこの雄ねじ上に挿通さ
れ、そして、雌ねじが形成されたクランプねじ、例え
ば、ナットがこの外側にねじ込まれ、それからこのナッ
トがレンチ等の締付工具を用いてクランプされている。

【０００３】もしも電動工具が手動タイプ（ポータブ
ル）であれば、上述のようにしてクランプのためにレン
チを用いるとき、電動工具の整列に不釣合が生じるかも
しれず、その作動性能が低下する。かくて、上述のクラ
ンプ用ナットが手動操作のみを用いることによって取付
られるのであれば、作動性能は大きく改善される。さら
に、回転工具の使用による反スラスト力を利用したクラ
ンプはより効率的である。しかしながら、ナットが手動
操作にて回転されるとき、クランプ力における損失が、
前記雄ねじとナットの雌ねじとのねじ部における摩擦抵
抗の故に生じ、充分なクランプ力を創成することができ
ないという困難を伴う。さらに、回転工具の反スラスト
力が制限無しに用いられると、過剰なクランプ力が生じ
取り外しができないという不利な点が存する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明はその目的とし
て、クランプ力の損失が大幅に低減され、小さな回転入
力により強力なクランプ力が得られ、手動操作で充分な
クランプ力が得られ、さらに、回転工具の反スラスト力
の利用を効果的に行うことによって過剰なクランプ無し
に充分なクランプ力を得ることができるクランプねじを
提供することを有している。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の一形態は、装置との関連で用いられ
るクランプねじであって、前記クランプねじは、（ａ）
シャフト部分に形成された雌ねじまたは雄ねじを有し、
装置のねじ付取付部に螺合するねじ付部を備えたねじ付
部材であって、その外周面に形成されたシャフト形状の
周辺部を有するねじ付部材、（ｂ）操作リングであっ
て、前記ねじ付部材のシャフト形状の周辺部上に挿置さ
れる内側部を含み、外部から入力される回転力を受ける
べく適合された操作リング、を含み、（ｃ）前記ねじ付
部材の外周面および前記操作リングの内周面は一つ以上
のボールを受け入れるためのねじ溝を含み、（ｄ）前記
ねじ付部材および前記操作リングのねじ溝に受け入れら
れた少なくとも一つのボール、（ｅ）前記ねじ付部材の
シャフト形状の周辺部に回転自由で軸方向の移動が制限
されて受け入れられるフランジリングであって、クラン
プねじによって取り付けられるべき対象物に接触すべく
適合されているフランジリング、を含むことを特徴とす
る。

【０００６】本発明の好ましい形態は、前記操作リング
と前記フランジリングとの間に拘束リングをさらに含
み、前記拘束リングは回転方向に固定され制限された軸
方向移動のために構成されていることを特徴とする。

【０００７】本発明の好ましい形態は、前記拘束リング
と前記操作リングとの間に配置されたばね機構をさらに
含み、前記ばね機構は前記操作リングへ解除方向の回転
力が加えられたとき、前記操作リングがその初期位置に
戻るのを助けるべく構成されていることを特徴とする。

【０００８】本発明の好ましい形態は、前記操作リング
と前記拘束リングとの間に配置されたスラストベアリン
グをさらに含むことを特徴とする。

【０００９】本発明の好ましい形態は、前記スラストベ
アリングと前記拘束リングとの間に配置された調節クリ
ックリングをさらに含むことを特徴とする。

【００１０】本発明の好ましい形態は、前記スラストベ
アリングと前記調節クリックリングとの間に配置された
スラストワッシャをさらに含むことを特徴とする。

【００１１】本発明の好ましい形態は、作動中の過剰締
付を防止する機構をさらに含み、前記機構は作動中のク
ランプねじの制限された量の締付を許容すべく構成され
た圧縮可能なスラストワッシャとベアリング配列とを含
むことを特徴とする。

【００１２】本発明の好ましい形態は、前記過剰な締付
を防止する機構は、装置の作動中にスラストワッシャが
操作リングに軸方向の力を、クランプねじ内の該力が前
記スラストワッシャを充分に圧縮しベアリング配列が前
記フランジリングと操作リングとの間の作動的連結を形
成し過剰な締付を防止する両者間の相対回転を許容する
まで、伝達するよう構成されていることを特徴とする。

【００１３】本発明の他の形態は、装置との関係でクラ
ンプするためのクランプねじであって、前記クランプね
じは、（ａ）シャフト部分に形成された雌ねじまたは雄
ねじを有し、装置のねじ付取付部に螺合するねじ付部を
備えたねじ付部材であって、その外周面に形成されたシ
ャフト形状の周辺部を有するねじ付部材、（ｂ）操作リ
ングであって、前記ねじ付部材のシャフト形状の周辺部
上に挿置される内側部を含み、外部から入力される回転
力を受けるべく適合された操作リング、（ｃ）前記ねじ
付部材の外周面および前記操作リングの内周面に設けら
れたねじ溝、（ｄ）前記ねじ付部材および前記操作リン
グの前記ねじ溝に嵌合された複数のボール、（ｅ）前記
ねじ付部材のシャフト形状の周辺部に軸方向の移動が制
限されて受け入れられたフランジリングであって、クラ
ンプねじによって取り付けられるべき対象物に接触すべ
く適合されているフランジリング、（ｆ）前記操作リン
グとフランジリングとの間の拘束リングであって、回転
方向に固定され制限された軸方向移動のために構成され
た前記拘束リング、（ｇ）前記拘束リングと前記操作リ
ングとの間に配置されたばね機構であって、前記操作リ
ングへ解除方向の回転力が加えられたとき、前記操作リ
ングがその初期位置に戻るのを助けるべく構成されたば
ね機構、（ｈ）前記操作リングと拘束リングとの間に配
置されたスラストベアリング、（ｉ）前記スラストベア
リングと前記拘束リングとの間に配置された調節クリッ
クリング、および、（ｊ）前記スラストベアリングと前
記調節クリックリングとの間に配置されたスラストワッ
シャを含むことを特徴とする。

【００１４】本発明の好ましい形態は、ベアリングケー
ジが、前記ねじ付部材および操作リングのそれぞれのね
じ溝間で前記ボールを保持していることを特徴とする。

【００１５】本発明の好ましい形態は、前記ボールは、
ねじピッチの方向において隣接するボールで共通の距離
に配列され、ねじピッチの方向に沿って離間された位置
を有することを特徴とする。

【００１６】本発明の一実施の形態は、下記のクランプ
ねじにより特徴付けられる。クランプねじには、シャフ
ト部分に形成された雌ねじまたは雄ねじを有し、ねじ付
取付部に螺合するねじ付部を備えたねじ付部材であっ
て、その外周面に形成されたシャフト形状の周辺部を有
するねじ付部材、前記ねじ付部材のシャフト形状の周辺
部上に挿置される内側部を含み、外部から入力される回
転力を受けるべく適合された操作リング、前記ねじ付部
材のシャフト形状の周辺部に回転自由で軸方向に僅かに
移動可能に前記操作リングに面し、かつ、取り付けられ
る対象物に接触すべく嵌合されているフランジリングが
設けられ、挿入され係合される前記ねじ付部材の外周面
および前記操作リングの内周面にはそれぞれ同じねじピ
ッチのねじ溝が設けられ、複数のボールが前記ねじ溝に
嵌合され、前記操作リングと前記フランジリングとの間
に、ねじ付部材に関して軸方向に僅かに移動するが回転
が防止された拘束リングが設置され、前記拘束リングと
前記操作リングとの間にばねが嵌合され、このばねはク
ランプ領域において設定された、または、所定の回転数
を許容して前記操作リングをその初期位置に戻し、およ
び、前記操作リングと前記拘束リングとの間に両者に接
触し必要な摩擦抵抗を与える滑り装置が嵌合されてい
る。

【００１７】スラストベアリングがまた操作リングと前
記拘束リングとの間に配置されてもよい。さらに、ねじ
付部材および操作リングのそれぞれのねじ溝間に嵌合さ
れた保持リングに保持されることに加えて、ボールが、
ねじピッチの方向に沿って離間された位置を有して、ね
じピッチの方向において隣接するボールで共通の距離に
配列されてもよい。

【００１８】さらに、一つの実施の形態では、前記操作
リングと拘束リングとの間にスラストベアリングが嵌合
され、前記スラストベアリングと拘束リングとの間に調
節リングが嵌合され、前記調節リングと操作リングのそ
れぞれ対向する面の一周面に隆起部が形成され、前記隆
起部に対し滑りかつ撓む接触部が他に形成されている。

【００１９】本発明のさらなる実施の形態では、拘束リ
ングとフランジリングとの間で圧縮可能なスラストワッ
シャが利用され、スラストワッシャは拘束リングとフラ
ンジリングとの間にまた配置されるスラストベアリング
の厚さよりも幾らか厚い。圧縮可能なスラストワッシャ
に接触する拘束リングとフランジリングとの表面は、こ
れらの表面間に所望の量の摩擦をもたらすべくサンドブ
ラストなどにより粗面化されてもよい。この配列は、工
具の使用中に、ナット内の充分な軸方向の力が、スラス
トベアリングがクランプねじのフランジリングと他の構
成部品との間で過剰な締付を防止すべく回転を許容する
に足る程、圧縮可能なスラストワッシャを圧縮するとき
まで、クランプねじの自己締付を許容する。

【００２０】

【発明の実施の形態】添付の図面を参照しつつ本発明の
好ましい実施例につき説明する。

【００２１】好ましい実施例に関し、図１および図２
は、クランプねじ１１０を示している。クランプねじ１
１０には、筒状のねじ付部材１１１、リング状の操作リ
ング１１２、ボール１１３を保持する筒状の保持リング
１１４、ディスク状の調整クリックリング１１５、ディ
スク状の拘束リング１１６、ディスク状のスラストワッ
シャ１１７およびリング状のフランジリング１１８が設
けられている。クランプねじ１１０は、さらにスラスト
ワッシャ５００を含んでいる。

【００２２】図２に示されるように、前記ねじ付部材１
１１の端部にはカラー部１２０が形成されている。この
カラー部１２０、または、操作リング１１２の外面に
は、当業者には明らかである適当な間隔で、レンチのた
めの（不図示の）係合孔が形成されてもよい。雌ねじ１
２２が前記ねじ付部材１１１の軸部に形成され、上述の
ボール１１３の移動のための弧状のねじ溝１２３が前記
カラー部１２０の内側の軸部周囲に形成されている。さ
らに、ねじ付部材１１１の外面には、上述の拘束リング
１１６に係合するスプライン式のスロット１２４および
ストップリング１２５を止めるリング状のスロット１２
６が形成されている。

【００２３】上述の操作リング１１２は、回転力が入力
されるリングであり、前記ねじ付部材１１１の軸状の周
囲上に挿入される。ローレット１３０が滑り防止のため
にその外周面に形成されており、かつ、その外側面には
ねじ付部材１１１のカラー部１２０が適合する窪み１３
１（図２）が形成されている。もし望むのであれば、付
加的なO-リング（不図示）が窪み１３１とカラー部１２
０との間に設けられてもよい。操作リング１１２の内周
面には、前記ボール１１３の移動のための弧状のねじ溝
１３２が形成され、これは前記ねじ溝１２３と同じねじ
ピッチを有している。さらに、操作リング１１２の内側
面にはスラストベアリング１３３を収容する窪み１３４
が形成され、かくて収容されたスラストベアリング１３
３は上述の調整クリックリング１１５の側面に接触して
いるスラストワッシャ５００に接触する。溝１３５（図
４）は後述するばね１３６を収容するためのものであ
る。さらに、前記ねじ溝１２３，１３２は弧状である必
要はなく、従来の三角形状または他の従来の形状であっ
てもよい。上述したように、スラストワッシャ５００は
スラストベアリング１３３と調節クリックリング１１５
との間に受け入れられている。

【００２４】上述のボール１１３は、必要とされる間隔
離間された複数のボールと共に回転可能とされた保持リ
ング１１４内に保持されている。さらに、ボール１１３
は、ねじピッチの方向に沿って群を成すことなくそれら
の位置を離して、ねじピッチの方向で隣接するボール１
１３，１１３と共通の距離に配列されている。そして、
この構造を有することにより、ねじピッチの幅がボール
１１３の直径よりも小さく形成されて配列される。ねじ
溝１２３，１３２のリード角は前記ねじ付部材１１１の
雌ねじ１２２のリード角よりも小さく設定されている。
保持リング１１４はある実施例では省略され得るという
ことが理解されるべきである。

【００２５】図４に示されるように、隆起部１３７が上
述の操作リング１１２の内側の内周面に形成されてお
り、調節リング１１５の外周面の３箇所に形成された接
触部１３８がこれらの隆起部１３７に係合するようにさ
れている。上述の接触部１３８は前記調節リング１１５
からの長いネックを介して形成されることにより弾性を
有している。そして、この弾性により、接触部１３８は
前記隆起部１３７に対抗して跳ね返され、これらの隆起
部１３７および接触部１３８が互いに対して回転すると
き、操作リング１１２の回転を調節し得ることに加え
て、接触部１３８が凹みに係合することにより調節音す
なわちクリックが発生される。接触部１３８は３箇所図
示されているが、それ以上または以下の箇所に設けても
よいことが理解されるべきである。

【００２６】上述の操作リング１１２の収容溝１３５に
はストッパ部分１３９が存し、このストッパ部分１３９
は収容溝１３５に収容されたばね１３６の両端部を拘束
する。上述の拘束リング１１６にはばね１３６に係合す
る拘束体１４０が形成され、前記操作リング１１２から
クランプ荷重が除去されたとき該操作リング１１２が初
期位置に戻れるように方向付けられている。拘束体１４
０は拘束リング１１６に取り付けられたピンとして図示
されているが、それはリング１１６の一部を所定位置に
曲げること、または、他の公知の方法により拘束リング
１１６の部分として形成することができる。

【００２７】図５に示されるように、拘束リング１１６
はその内周面に形成されたスプライン溝１４１を有し、
スプライン溝１４１は上述のねじ付部材１１１のスプラ
イン溝１２４に係合し、前記ねじ付部材１１１の軸方向
に僅かな移動が許されるものの回転が防止されるよう
に、前記ねじ付部材１１１に嵌合されている。ここでは
スプライン溝として称されているが、これは拘束リング
１１６がねじ付部材１１１上で回転するのを防止する全
ての形態を述べることが意図されていることが理解され
るべきである。

【００２８】ディスク状のスラストワッシャ１１７は、
回転工具１４２の反作用によるねじ溝１２３，１３２上
での操作リング１１２のクランプが過剰とならないよう
な、かつ、さらなる回転に伴い滑りが生ずるのを保証す
る値に設定された摩擦係数を有してもよい。

【００２９】上述のフランジリング１１８は、ねじ付部
材１１１のスプライン溝１２４の端部に僅かな程度の軸
方向移動が許容されて回転すべく嵌合されており、その
外側面は回転工具１４２に対しクランプ圧を与える。

【００３０】取付のための雄ねじ１４４が電動工具のド
ライブシャフト１４３の端部に配置されており、回転工
具１４２は内側フランジ１４５を介してこの雄ねじ１４
４に合わされ、そして、上述の構造のクランプねじ１１
０を用いて固定される。

【００３１】換言すると、ねじ付部材１１１の雌ねじ１
２２がドライブシャフト１４３の雄ねじ１４４にねじ込
まれる。フランジリング１１８が回転工具１４２に接触
していない、換言すると、荷重が前記フランジリングに
加えられていない状態では、クランプねじ１１０の構成
要素の組立られた抵抗により一体として回転し、単純な
ナットのようにねじ込まれる。

【００３２】フランジリング１１８が回転工具１４２の
側面に接触し停止すると、ねじ付部材１１１の回転もま
た同時に停止し、この点においてクランプ状態に入る。
換言すると、この状態で操作リング１１２がさらにクラ
ンプ方向に回転されると、保持リング１１４に保持され
ているボール１１３がねじ溝１２３，１３２周りに移動
し、かつ、操作リング１１２がねじ送りされる。さら
に、これらのボール１１３の移動は実質上摩擦抵抗を伴
わないので、操作リング１１２の回転は操作力の損失無
く効率的に伝達され得る。

【００３３】上述の操作リング１１２のねじ送りは、ス
ラストベアリング１３３およびスラストワッシャ５００
を介して、調節リング１１５、拘束リング１１６および
スラストワッシャ１１７に圧力を加え、さらに、フラン
ジリング１１８に圧力を及ぼし、結果として、回転工具
１４２が堅固にクランプされる。

【００３４】上述の操作リング１１２がクランプ状態に
入ったとき、拘束リング１１６は回転しないので、操作
リング１１２が回転すると、ばね１３６はクランプ方向
に圧縮される。

【００３５】さらに、操作リング１１２の回転が効率的
にかつ操作力の損失無しに伝達されるので、小さな回転
力（操作力）により強力な固定クランプが得られ、か
つ、手動操作により充分なクランプが得られる。

【００３６】さらに、調節リング１１５の面には操作リ
ング１１２の回転に関して、取り付けられたスラストベ
アリング１３３の故に、実質上摩擦が無いので、この部
分での力の損失が無く、操作リングの回転をより効果的
とすることができる。

【００３７】上述したように、クランプ状態で操作リン
グ１１２が回転されると、この点で調節リング１１５は
圧力下となり停止するので、操作リング１１２に対し相
対運動が生ずる。操作リング１１２の内周面の隆起部１
３７が調節リング１１５の接触部１３８を乗り越えて回
転し、調節と乗り越える毎に操作リング１１２からの調
節音とが得られる。この接触の結果として、操作者はク
ランプ状態が達成されていることを確認することができ
る。

【００３８】上述のように回転工具１４２が固定され、
かつ、この回転工具１４２が用いられるとき、使用中の
抵抗により生ずる逆方向のスラストがフランジリング１
１８に伝達され、これはクランプの方向に回される。こ
の逆方向の回転はスラストワッシャ１１７が滑るまで、
スラストワッシャ１１７および拘束リング１１６に伝達
される。そして、クランプ方向においてこの調節リング
１１５と操作リング１１２との間で相対回転が生じ、互
いのクランプ力が増大される。この増大されたクランプ
力（割増クランプ）の故に、より効果的なクランプが得
られる。しかしながら、スラストワッシャ１１７の摩擦
係数よりも大きな逆方向の回転が生じた場合には、スラ
ストワッシャ１１７とフランジリングとの間で滑りが生
じ、その結果、過剰なクランプが防止される。

【００３９】上述のようにして取り付けられたクランプ
ねじ１１０を取り外すときには、操作リング１１２が弛
緩方向に回転される。フランジリング１１８は回転工具
１４２に接触しているが、この回転はまた、ボール１１
３およびねじ溝１２３，１３２の故に操作リング１１２
のねじ送りを生じさせる。さらに、ボール１１３の回転
の故に実質上摩擦抵抗が存しないという事実の故に、こ
のねじ送りは小さな手動の回転力でもって効果的に伝達
されるので、クランプおよび弛緩が可能である。

【００４０】さらに、フランジリング１１８のクランプ
が解除されたとき、クランプねじ１１０は、構成要素の
組立抵抗の故に一体として回転し、操作リング１１２を
回転するとねじ付部材１１１が回転する。そして、前記
ねじ付部材１１１の雌ねじ１２２がドライブシャフト１
４３の雄ねじ１４４から取り外され得る。

【００４１】さらに、クランプ荷重が操作リング１１２
から取り除かれると、圧縮されたばね１３６の弾性力に
より操作リング１１２が拘束リング１１６に関して初期
の待機位置に戻される。

【００４２】上述の実施例において、フランジリング１
１８が回転工具１４２に接触し、ねじ付部材１１１の回
転が停止し、そして、クランプ状態に入ったとき、操作
リング１１２のねじ送り中の操作リング１１２の回転
は、ボール１１３のねじ溝１２３，１３２周りの移動の
故に、実質上摩擦抵抗を有さないので、操作リング１１
２の回転力は効果的に損失無くフランジリング１１８に
伝達され、小さな回転力をもってしてもクランプを強く
固定することが可能であり、かつ、充分なクランプ力を
与えるのに手動操作で成すことができる。さらに、スラ
ストワッシャ１１７が取り付けられているので、回転工
具１４２の逆方向回転に起因する増大されたクランプ力
（割増クランプ）の故に、より効果的なクランプを得る
ことができる。加えて、逆回転により発生した力がスラ
ストワッシャ１１７とフランジリング１１８との間の摩
擦の大きさよりも大きいときには、スラストワッシャ１
１７とフランジリング１１８との間で滑りが生じ、かく
て、過剰クランプを防止している。

【００４３】さらに、上述のクランプ状態の際、操作リ
ング１１２と拘束リング１１６との間にはスラストベア
リング１３３の故に実質上摩擦抵抗が存しないので、前
記部分に回転力の損失が無く、クランプ力として充分な
作用を得るのに、手動の如き小さな操作力で効率的に、
かつ、効果的に成すことができる。

【００４４】さらに、保持リング１１４内のボール１１
３の間隔は、ねじ溝１２３，１３２内でねじピッチ方向
に隣接するボール１１３のそれらの位置がねじピッチの
方向に沿って離間され、共通の距離に配列されているの
で、ねじ溝１２３，１３２のねじピッチをボール１１３
の直径よりも小さくすることが可能で、ねじ溝１２３，
１３２のリード角を小さくでき、結果として、操作力の
より大きな増加が得られ、かつ、効果的なクランプが得
られる。

【００４５】さらに、操作リング１１２がクランプ状態
に入ったとき、隆起部１３７および接触部１３８は、操
作リング１１２と調節リング１１５との間の相対回転に
より互いに対して滑り、調節と調節音を生じさせ、そし
て、この調節と調節音とによりクランプ状態を確認する
ことが可能である。

【００４６】本発明の他の実施例に関して、図６ないし
図９はクランプねじ２１０を示している。クランプねじ
２１０には、筒状のねじ付部材２１１、リング状の操作
リング２１２、ボール２１３を保持する筒状の保持リン
グ２１４、ディスク状の調整クリックリング２１５、デ
ィスク状の拘束リング２１６、ディスク状のスラストワ
ッシャ２１７およびリング状のフランジリング２１８が
設けられている。クランプねじ２１０は、さらにスラス
トワッシャ６００を含んでいる。

【００４７】以下に詳細に説明するように、操作リング
２１２とスラストワッシャ６００との間にはスラストベ
アリング２３３が配置され、かつ、拘束リング２１６と
フランジリング２１８との間にはスラストベアリング６
０２が配置されている。

【００４８】図８に最もよく示されるように、ねじ付部
材２１１の端部にはカラー部２２０が形成されている。
このカラー部２２０、または、操作リング２１２の外面
には、前実施例に関し述べたように、適当な間隔で、レ
ンチのための（不図示の）係合孔が形成されてもよい。
雌ねじ２２２が前記ねじ付部材２１１の軸部に形成さ
れ、上述のボール２１３の移動のための弧状のねじ溝２
２３が前記カラー部２２０の内側の軸部周囲に形成され
ている。さらに、ねじ付部材２１１の外面には、上述の
拘束リング２１６に係合するスプライン式のスロット２
２４およびストップリング２２５を止めるリング状のス
ロット２２６が形成されている。

【００４９】上述の操作リング２１２は、回転力が入力
されるリングであり、前記ねじ付部材２１１の軸状の周
囲上に挿入される。ローレット２３０が滑り防止のため
にその外周面に形成されており、かつ、その外側面には
ねじ付部材２１１のカラー部２２０が適合する窪み２３
１が形成されている。付加的なＯ−リング（不図示）
が、上述の実施例で述べたように設けられてもよい。操
作リング２１２の内周面には、前記ボール２１３の移動
のための弧状のねじ溝２３２が形成され、これは前記ね
じ溝２２３と同じねじピッチを有している。さらに、操
作リング２１２の内側面にはスラストベアリング２３３
を収容する窪み２３４が形成され、かくて収容されたス
ラストベアリング２３３は上述の調整クリックリング２
１５の側面に接触しているスラストワッシャ６００に接
触する。操作リング２１２の溝２３５（図７）は後述す
るばね２３６を収容するためのものである。さらに、ね
じ溝２２３，２３２は弧状である必要はなく、従来の三
角形状または他の従来の形状であってもよい。上述した
ように、スラストワッシャ６００はスラストベアリング
２３３と調節クリックリング２１５との間に受け入れら
れている。

【００５０】上述のボール２１３は、必要とされる間隔
離間された複数のボールと共に回転可能とされた保持リ
ング２１４内に保持されている。さらに、ボール２１３
は、ねじピッチの方向に沿って群を成すことなくそれら
の位置を離して、ねじピッチの方向で隣接するボール２
１３，２１３と共通の距離に配列されている。そして、
この構造を有することにより、ねじピッチの幅がボール
２１３の直径よりも小さく形成されて配列される。ねじ
溝２２３、２３２のリード角は前記ねじ付部材２１１の
雌ねじ２２２のリード角よりも小さく設定されている。
保持リング２１４はある実施例では省略され得るという
ことが理解されるべきである。

【００５１】図７に示されるように、隆起部２３７が上
述の操作リング２１２の内側の内周面に形成されてお
り、調節リング２１５の外周面の３箇所に形成された接
触部２３８がこれらの隆起部２３７に係合するようにさ
れている。上述の接触部２３８は前記調節リング２１５
からの長いネックを介して形成されることにより弾性を
有している。そして、この弾性により、接触部２３８は
前記隆起部２３７に対抗して跳ね返され、これらの隆起
部２３７および接触部２３８が互いに対して回転すると
き、操作リング２１２の回転を調節し得ることに加え
て、接触部２３８が凹みに係合することにより調節音す
なわちクリックが発生される。接触部２３８は３箇所図
示されているが、それ以上または以下の箇所に設けても
よいことが理解されるべきである。

【００５２】上述の操作リング２１２の収容溝２３５に
はストッパ部分２３９が存し、このストッパ部分２３９
は収容溝１３５に収容された２つのばね２３６の各々の
一端部を拘束する。上述の拘束リング２１６にはばね２
３６の他端部に係合する拘束体２４０が形成され、前記
操作リング２１２からクランプ荷重が除去されたとき該
操作リング２１２が初期位置に戻れるように方向付けら
れている。拘束体２４０は拘束リング２１６の延長部と
して図示されている。勿論、それは拘束リング２１６と
の関連で同じ目的を果たす如何なる方法でも作動すべく
構成され得る。拘束リング２１６はさらに２つのストッ
パ部６０５，６１０を含んでいる（図９）。それらはい
ずれも拘束リング２１６の一部を形成するか、または、
拘束リング２１６に取り付けられる。好ましい実施例で
は、これらのストッパ部は拘束体２４０から離れる弧状
経路に延在している。勿論、同じ目的を達成する如何な
る形態が用いられてもよい。手工具を用いることによっ
て等、過剰な力でもって過剰締付ないしは弛緩が試みら
れると、操作リング２１２のストッパ部２３９は拘束体
２４０よりむしろストッパ部６０５，６１０のいずれか
１つと係合する。ストッパ部６０５，６１０は拘束リン
グ２１６とのより広い連結面積を有しているので、拘束
体２４０に比べ、過剰な締付ないしは弛緩の状況におい
てより破損され難い。ストッパ部６０５，６１０はま
た、上述の状態で、ばねの損傷を防止する助けとなる。
ここに具体化されているように、２つのばね２３６が用
いられ、操作リング２１２のストッパ部２３９および拘
束リング２１６の拘束体２４０でもって分離されてい
る。単一のばねまたは種々の弾性を備えた多数のばねが
用いられ得ることは当業者に理解されるべきである。

【００５３】図９に示されるように、拘束リング２１６
はその内周面に形成されたスプライン溝２４１を有し、
スプライン溝２４１は上述のねじ付部材２１１のスプラ
イン溝２２４に係合し、前記ねじ付部材２１１の軸方向
に僅かな移動が許されるものの回転が防止されるように
前記ねじ付部材２１１に嵌合されている。ここではスプ
ライン溝として称されているが、これは拘束リング２１
６がねじ付部材２１１上で回転するのを防止する全ての
形態を述べることが意図されていることが理解されるべ
きである。

【００５４】図６ないし図９に示すように、ディスク状
のスラストワッシャ２１７は圧縮可能な材料から構成さ
れ、好ましい実施例では、ポリウレタンから構成されて
いる。スラストベアリング６０２は拘束リング２１６と
フランジリング２１８との間に配置されている。スラス
トワッシャ２１７もまた、拘束リング２１６とフランジ
リング２１８との間に配置されているが、周方向でスラ
ストベアリング６０２内に配置されている。図６および
図９に最もよく示されているように、スラストワッシャ
２１７はフランジリング２１８の第１の棚部６１５に位
置され、スラストベアリング６０２はフランジリング２
１８の第２の棚部６２０に位置されている。第１の棚部
６１５およびスラストワッシャ２１７の軸方向の高さは
第２の棚部６２０およびスラストベアリング６０２の軸
方向の高さより僅かに高く、その結果、非締付状態で
は、拘束リング２１６はスラストベアリング６０２に接
触せず、スラストワッシャ２１７に支持されている。工
具の作動中、クランプナットが締付を継続しようとする
傾向の故に、クランプねじ内で軸方向の力が増大する
と、スラストワッシャ２１７は拘束リングとスラストベ
アリング６０２との間の接触を許すに充分に圧縮され
る。これはフランジリング２１８と拘束リング２１６と
の間の相対運動が作動中のクランプねじ２１０の過剰な
締付を防止することを可能とする。スラストワッシャ２
１７の厚さおよび材料は、回転工具２４２の反作用によ
るねじ溝２２３，２３２上での操作リング２１２のクラ
ンプが過剰とならないように、当業者によって設定され
得、かつ、さらなる回転に伴い滑りが生ずるのを保証す
る値に設定される。好ましい実施例では、スラストワッ
シャ２１７に接触するフランジリング２１８または拘束
リング２１６の何れか一方、または、両者の表面が粗面
化され、さもなくば、両者間の摩擦係数を制御すべく処
理されてもよい。

【００５５】上述のフランジリング２１８は、ねじ付部
材２１１のスプライン溝２２４の端部に僅かな程度の軸
方向移動が許容されて回転すべく嵌合されており、その
外側面は回転工具２４２に対しクランプ圧を与える。

【００５６】取付のための雄ねじ２４４が電動工具のド
ライブシャフト２４３の端部に配置されており、回転工
具２４２は内側フランジ２４５を介してこの雄ねじ２４
４に合わされ、そして、上述の構造のクランプねじ２１
０を用いて固定される。

【００５７】換言すると、ねじ付部材２１１の雌ねじ２
２２がドライブシャフト２４３の雄ねじ２４４にねじ込
まれる。フランジリング２１８が回転工具２４２に接触
していない、換言すると、荷重が前記フランジリング２
１８に加えられていない状態では、クランプねじ２１０
の構成要素の組立られた抵抗により一体として回転し、
あたかも単一のナットのようにねじ込まれる。

【００５８】フランジリング２１８が回転工具２４２の
側面に接触し停止すると、ねじ付部材２１１の回転もま
た同時に停止し、この点においてクランプ状態に入る。
換言すると、この状態で操作リング２１２がさらにクラ
ンプ方向に回転されると、保持リング２１４に保持され
ているボール２１３がねじ溝２２３，２３２周りに移動
し、かつ、操作リング２１２がねじ送りされる。さら
に、これらのボール２１３の移動は実質上摩擦抵抗を伴
わないので、操作リング２１２の回転は操作力の損失無
く効率的に伝達され得る。

【００５９】上述の操作リング２１２のねじ送りは、ス
ラストベアリング２３３およびスラストワッシャ６００
を介して、調節リング２１５、拘束リング２１６および
スラストワッシャおよびベアリング２１７、２１８に上
述のようにそれぞれ圧力を加え、さらに、フランジリン
グ２１８に圧力を及ぼし、結果として、回転工具２４２
が堅固にクランプされる。

【００６０】上述の操作リング２１２がクランプ状態に
入ったとき、拘束リング２１６は回転しないので、操作
リング２１２が回転すると、ばね２３６の１つがクラン
プ方向に圧縮される。

【００６１】さらに、操作リング２１２の回転が効率的
にかつ操作力の損失無しに伝達されるので、小さな回転
力（操作力）により強力な固定クランプが得られ、か
つ、手動操作により充分なクランプが得られる。

【００６２】さらに、調節リング２１５の面には操作リ
ング２１２の回転に関して、取り付けられたスラストベ
アリング２３３の故に、実質上摩擦が無いので、この部
分での力の損失が無く、操作リングの回転をより効果的
とすることができる。

【００６３】上述したように、クランプ状態で操作リン
グ２１２が回転されると、この点で調節リング２１５は
圧力下となり停止するので、操作リング２１２に対し相
対運動が生ずる。操作リング２１２の内周面の隆起部２
３７が調節リング２１５の接触部２３８を乗り越えて回
転し、調節と乗り越える毎に操作リング２１２からの調
節音とが得られる。この接触の結果として、操作者はク
ランプ状態が達成されていることを確認することができ
る。

【００６４】上述のように回転工具２４２が固定され、
かつ、この回転工具２４２が用いられるとき、使用中の
抵抗により生ずる逆方向のスラストがフランジリング２
１８に伝達され、これはクランプの方向に回される。こ
の逆方向の回転は、スラストベアリング６０２がフラン
ジリング２１８と拘束リング２１６との間に軸方向荷重
のベアリング接触を形成するようスラストワッシャ２１
７が充分に圧縮されるまで、スラストワッシャ２１７お
よび拘束リング２１６に伝達される。この点で、拘束リ
ング２１６とフランジリング２１８との間で回転が生
じ、その結果、過剰なクランプが防止される。

【００６５】上述のようにして取り付けられたクランプ
ねじ２１０を取り外すときには、操作リング２１２が弛
緩方向に回転される。フランジリング２１８は回転工具
２４２に接触しているが、この回転はまた、ボール２１
３およびねじ溝２２３，２３２の故に操作リング２１２
のねじ送りを生じさせる。さらに、ボール２１３の回転
の故に実質上摩擦抵抗が存しないという事実の故に、こ
のねじ送りは小さな手動の回転力でもって効果的に伝達
されるので、クランプおよび弛緩が可能である。

【００６６】さらに、フランジリング２１８のクランプ
が解除されたとき、クランプねじ２１０は、構成要素の
組立抵抗の故に一体として回転し、操作リング２１２を
回転するとねじ付部材２１１が回転する。そして、前記
ねじ付部材２１１の雌ねじ２２２がドライブシャフト２
４３の雄ねじ２４４から取り外され得る。

【００６７】さらに、クランプ荷重が操作リング２１２
から取り除かれると、圧縮されたばね１３６の弾性力に
より操作リング２１２が拘束リング２１６に関して初期
の待機位置に戻される。

【００６８】上述の実施例において、フランジリング２
１８が回転工具２４２に接触し、ねじ付部材２１１の回
転が停止し、そして、クランプ状態に入ったとき、操作
リング２１２のねじ送り中の操作リング２１２の回転
は、ボール２１３のねじ溝２２３，２３２周りの移動の
故に、実質上摩擦抵抗を有さないので、操作リング２１
２の回転力は効果的に損失無くフランジリング２１８に
伝達され、小さな回転力をもってしてもクランプを強く
固定することが可能であり、かつ、充分なクランプ力を
与えるのに手動操作で成すことができる。

【００６９】さらに、回転工具２４２の逆方向回転に起
因する増大されたクランプ力（割増クランプ）の故に、
より効果的なクランプを得ることができる。しかしなが
ら、過剰なクランプは上述の機構によって防止される。

【００７０】さらに、上述のクランプ状態の際、操作リ
ング２１２と拘束リング２１６との間にはスラストベア
リング２３３の故に実質上摩擦抵抗が存しないので、前
記部分に回転力の損失が無く、クランプ力として充分な
作用を得るのに、手動の如き小さな操作力で効率的に、
かつ、効果的に成すことができる。

【００７１】さらに、保持リング２１４内のボール２１
３の間隔は、ねじ溝２２３，２３２内でねじピッチ方向
に隣接するボール２１３のそれらの位置がねじピッチの
方向に沿って離間され、共通の距離に配列されているの
で、ねじ溝２２３，２３２のねじピッチをボール２１３
の直径よりも小さくすることが可能で、ねじ溝２２３，
２３２のリード角を小さくでき、結果として、操作力の
より大きな増加が得られ、かつ、効果的なクランプが得
られる。

【００７２】さらに、操作リング２１２がクランプ状態
に入ったとき、隆起部２３７および接触部２３８は、操
作リング２１２と調節リング２１５との間の相対回転に
より互いに対して滑り、調節と調節音を生じさせ、そし
て、この調節と調節音とによりクランプ状態を確認する
ことが可能である。

【００７３】弾性ワッシャ６２５が、作動中、工具２４
２から離れたクランプねじ２１０の端部近傍の溝６３０
内如きに設けられてもよい。このワッシャは、もしもク
ランプねじ２１０が逆方向に設置されようと試みられと
き、雌ねじ２２２が相手装置のねじに係合されるのを防
止する助けとなる。かかるワッシャはクランプねじとそ
れに受け入れられるシャフトとの間で大きな摩擦係合を
もたらすであろう。ここではワッシャが図示されている
が、逆方向の組付けが試みられたときのねじ係合を妨げ
る他の機構も本発明の範囲内であるということが理解さ
れるべきである。

【００７４】本発明に対するこれらの、および、他の修
正および変形が、添付の請求の範囲により詳しく記載さ
れている本発明の精神および範囲から逸脱することな
く、当業者には実施可能である。加えて、種々の実施例
の形態は全体的または部分的に相互に交換され得る。さ
らに、当業者は上記説明は例示のためのみであり、発明
を限定すべく意図されていないということを理解しよ
う。例えば、ねじ付部材１１１，２１１の雌ねじ１２
２，２２２は、他の装置の雌ねじ内に受け入れられるべ
き雄ねじに置き換えられてもよい。装置は回転工具との
関係で使用され図示されているが、本発明はこの図示さ
れた実施例を越える適用性を有するということが理解さ
れるべきである。ねじ付部材１１１，２１１は、内ねじ
を備えるナットまたは外ねじを備えるボルトとして形成
されてもよく、いずれの場合にも、本発明の優位性から
利益を得るであろう適用例において、適切な対応する雄
または雌部分に係合する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるクランプねじの断面図
である。

【図２】図１の実施例の分解図である。

【図３】図１の実施例のボールおよびボール保持器の側
面図である。

【図４】拘束リングと調節リングとの間での断面図であ
る。

【図５】拘束リングの平面図である。

【図６】本発明の他の実施例によるクランプねじの断面
図である。

【図７】図６の実施例の構成部品の相対的配列を示す部
分断面底面図である。

【図８】図６の実施例の分解図である。

【図９】図６の実施例によるクランプナットの分解斜視
図である。

【符号の説明】

１１０，２１０ クランプねじ １１１，２１１ ねじ付部材 １１２，２１２ 操作リング １１３，２１３ ボール １１４，２１４ 保持リング １１５，２１５ 調節（クリック）リング １１６，２１６ 拘束リング １１７，２１７ スラストワッシャ １１８，２１８ フランジリング １２０，２２０ カラー部 １２２，２２２ 雌ねじ １２３，２２３ ねじ溝 １２４，２２４ スプラインスロット １２５，２２５ ストップリング １２６，２２６ リングスロット １３２，２３２ ねじ溝 １３７，２３７ 隆起部 １３８，２３８ 接触部 １４２，２４２ 回転工具 ５００，６００ スラストワッシャ ６０２ スラストベアリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ケネス エム． モントジョイ アメリカ合衆国 19678 サウス カロラ イナ州 セネカ シルヴィア レーン 111 (72)発明者 エリック ジー． ハン アメリカ合衆国 29621 サウス カロラ イナ州 アンダーソン フォックス クリ ーク ロード 208 (72)発明者 スティーブン イー． ギブソン アメリカ合衆国 29676 サウス カロラ イナ州 セーラム チャヌル レーン 18

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 装置との関連で用いられるクランプねじ
   であって、前記クランプねじは、 （ａ）シャフト部分に形成された雌ねじまたは雄ねじを
   有し、装置のねじ付取付部に螺合するねじ付部を備えた
   ねじ付部材であって、その外周面に形成されたシャフト
   形状の周辺部を有するねじ付部材、 （ｂ）操作リングであって、前記ねじ付部材のシャフト
   形状の周辺部上に挿置される内側部を含み、外部から入
   力される回転力を受けるべく適合された操作リング、を
   含み、 （ｃ）前記ねじ付部材の外周面および前記操作リングの
   内周面は一つ以上のボールを受け入れるためのねじ溝を
   含み、 （ｄ）前記ねじ付部材および前記操作リングのねじ溝に
   受け入れられた少なくとも一つのボール、 （ｅ）前記ねじ付部材のシャフト形状の周辺部に回転自
   由で軸方向の移動が制限されて受け入れられるフランジ
   リングであって、クランプねじによって取り付けられる
   べき対象物に接触すべく適合されているフランジリン
   グ、を含むことを特徴とするクランプねじ。
2. 【請求項２】 前記操作リングと前記フランジリングと
   の間に拘束リングをさらに含み、前記拘束リングは回転
   方向に固定され制限された軸方向移動のために構成され
   ていることを特徴とする請求項１に記載のクランプね
   じ。
3. 【請求項３】 前記拘束リングと前記操作リングとの間
   に配置されたばね機構をさらに含み、前記ばね機構は前
   記操作リングへ解除方向の回転力が加えられたとき、前
   記操作リングがその初期位置に戻るのを助けるべく構成
   されていることを特徴とする請求項２に記載のクランプ
   ねじ。
4. 【請求項４】 前記操作リングと前記拘束リングとの間
   に配置されたスラストベアリングをさらに含むことを特
   徴とする請求項２に記載のクランプねじ。
5. 【請求項５】 前記スラストベアリングと前記拘束リン
   グとの間に配置された調節クリックリングをさらに含む
   ことを特徴とする請求項４に記載のクランプねじ。
6. 【請求項６】 前記スラストベアリングと前記調節クリ
   ックリングとの間に配置されたスラストワッシャをさら
   に含むことを特徴とする請求項５に記載のクランプね
   じ。
7. 【請求項７】 作動中の過剰締付を防止する機構をさら
   に含み、前記機構は作動中のクランプねじの制限された
   量の締付を許容すべく構成された圧縮可能なスラストワ
   ッシャとベアリング配列とを含むことを特徴とする請求
   項１に記載のクランプねじ。
8. 【請求項８】 前記過剰な締付を防止する機構は、装置
   の作動中にスラストワッシャが操作リングに軸方向の力
   を、クランプねじ内の該力が前記スラストワッシャを充
   分に圧縮しベアリング配列が前記フランジリングと操作
   リングとの間の作動的連結を形成し過剰な締付を防止す
   る両者間の相対回転を許容するまで、伝達するよう構成
   されていることを特徴とする請求項７に記載のクランプ
   ねじ。
9. 【請求項９】 装置との関係でクランプするためのクラ
   ンプねじであって、前記クランプねじは、 （ａ）シャフト部分に形成された雌ねじまたは雄ねじを
   有し、装置のねじ付取付部に螺合するねじ付部を備えた
   ねじ付部材であって、その外周面に形成されたシャフト
   形状の周辺部を有するねじ付部材、 （ｂ）操作リングであって、前記ねじ付部材のシャフト
   形状の周辺部上に挿置される内側部を含み、外部から入
   力される回転力を受けるべく適合された操作リング、 （ｃ）前記ねじ付部材の外周面および前記操作リングの
   内周面に設けられたねじ溝、 （ｄ）前記ねじ付部材および前記操作リングの前記ねじ
   溝に嵌合された複数のボール、 （ｅ）前記ねじ付部材のシャフト形状の周辺部に軸方向
   の移動が制限されて受け入れられたフランジリングであ
   って、クランプねじによって取り付けられるべき対象物
   に接触すべく適合されているフランジリング、 （ｆ）前記操作リングとフランジリングとの間の拘束リ
   ングであって、回転方向に固定され制限された軸方向移
   動のために構成された前記拘束リング、 （ｇ）前記拘束リングと前記操作リングとの間に配置さ
   れたばね機構であって、前記操作リングへ解除方向の回
   転力が加えられたとき、前記操作リングがその初期位置
   に戻るのを助けるべく構成されたばね機構、 （ｈ）前記操作リングと拘束リングとの間に配置された
   スラストベアリング、 （ｉ）前記スラストベアリングと前記拘束リングとの間
   に配置された調節クリックリング、および、 （ｊ）前記スラストベアリングと前記調節クリックリン
   グとの間に配置されたスラストワッシャを含むことを特
   徴とするクランプねじ。
10. 【請求項１０】 ベアリングケージが、前記ねじ付部材
    および操作リングのそれぞれのねじ溝間で前記ボールを
    保持していることを特徴とする請求項９に記載のクラン
    プねじ。
11. 【請求項１１】 前記ボールは、ねじピッチの方向にお
    いて隣接するボールで共通の距離に配列され、ねじピッ
    チの方向に沿って離間された位置を有することを特徴と
    する請求項９に記載のクランプねじ。