JPH10505550A - 早外しチャック装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 早外しチャック装置は、工具のシャンクを受けるための内孔を有した本体部材を備えている。本体部材は駆動スピンドルに適合できる。複数個の円周方向に離間した通路が本体部材に形成され、各通路は内孔への開口を形成している。軸受部材が通路内に配置され、且つ通路内にて半径方向に動くことが可能なので、各軸受部材の少なくとも一部が内孔内に延びている。外スリーブが本体部材と軸受部材の周りに設けられている。外スリーブは、握持位置と釈放位置の間で本体部材に対して回転できる。外スリーブは、内部に形成された傾斜係合面のある内径面を有し、これら傾斜係合面は、軸受部材と係合するよう隔てられており、外スリーブがその握持位置に回転される時に、内孔内に配置された工具シャンクを積極的に握持するように半径方向内方に軸受部材を押圧する。工具シャンクは、軸受部材を半径方向外方に動かすように許す釈放位置に外スリーブを回転することによって釈放される。

Description

【発明の詳細な説明】 早外しチャック装置 技術分野 本発明は、回転する工作機械に動力ビットまたは工具を保持するために用いら れる早外しチャック装置、特に、駆動スピンドルに合わせて設計され、且つ、早 外しの、半径方向および軸方向ロック装置を有する早外しチャック装置に関する ものである。 携帯型の固定扶り機、ラミネートトリマー、ドライウオールカッターおよび一 般に工作機械に使用され、工作機械のスピンドルに動力工具あるいは動力ビット を固着または保持するための種々の装置がこの分野で知られている。例えば、種 々のコレット工具保持装置および早外しアダプターがこの分野で知られている。 例えば、ウオーザー(Wozar)への米国特許第５，３０１，９６１号明細書はかか るチャックを記載している。同様に、マーチンデル(Martindell)への米国特許第 ４，６９２，０７３号明細書は、チャック装置に動力ビットを軸方向に固着する ために、駆動スピンドルの周りに設けらればね付勢されたスリーブを用いる動カ ビットのためのチャック装置を記載している。 例えば、扶り機ビットの様な動力ビットを駆動スピンドルに保持するために用 いられるどの様なコレットまたはチャック装置も、駆動スピンドルに対して動力 ビットを軸方向および半径方向の両方向にロックしなければならない。言い換え れば、動力ビットは駆動スピンドルに対して回転できず、駆動スピンドルに対し て軸方向に内方および外方にも動かされない。この関係は、精度要件および安全 性の両方において高速工作機械に特に重要である。通常の工作機械において、工 具ビットを回転方向に固着するための１つの比較的簡単な手段は、チャック装置 に形成された対応する多角形の凹部に適合する工具ビットの端部を六角形または 他の多角形の輪郭に形成することから成っている。別の解決法に依れば、コレッ トチャックは、工具ビットを軸方向および回転方向に保持する圧縮可能なコレッ トを用いている。コレットチャックは、工具を保持するのに工具ビットの多角形 状に依存しないという点で便利である。従って、実質的に丸いシャンク部分を有 するどの様な状態の動力ビットまたは工具ビットも、コレットチャック装置によ って保持できる。しかし、コレットチャック装置は、多くの利用例において所望 されている迅速交換または早外し能力を有していない。例えば、工具ビットを比 較的迅速に且つ容易に交換するための早外しチャック装置を用いることが挟り機 またはラミネートトリマーの様な携帯可能な工具に大いに所望されている。しか し乍ら、通常の早外し装置においては、工具シャンク部分は、迅速変換チャック 装置に形成された対応する孔内に適合するよう多角形状にされねばならない。こ の様な迅速変換チャック装置の融通性を高めるために、実質的に丸い工具シャン クを有する工具ビットを含むどの様な状態の工具ビットにも使用できる迅速変換 チャック装置を有することが当業者において所望されている。 発明の開示 従って、本発明の主な目的は、工具ビットまたは加工装置を工作機械の駆動さ れるスピンドルに固着するための迅速変換チャック装置を提供することにある。 本発明の別の目的は、丸い工具シャンクを有する工具ビットを保持できる、用 途の広い迅速変換チャック装置を提供することにある。 本発明の更に他の目的は、チャック装置の多角形状の孔に多角形状の工具を一 致させることなく工具ビットを容易に挿入でき且つ取り外し出来る、迅速に作動 する迅速変換チャック装置を提供することにある。 本発明のその他の目的と利点は、以下に行われる説明内で部分的に述べられ、 幾分かは以下の説明から明らかになると共に、本発明の実施によって習得するこ とができる。本発明の目的と利点は、添付された請求の範囲に特に指摘される手 段とその組み合わせとによって実現され且つ達成できる。 本発明の目的を達成するためと、且つ本発明の目的に従えば、本体部材を有す る迅速変換チャック装置には、工具のシャンクを受けるために形成された内孔が 設けられている。更に、本体部材は、駆動スピンドルに本体部材を取付ける機構 を有している。代わりに、本体部材は、駆動スピンドルの一体部分として形成す ることができる。また、チャック装置は、本体部材に形成された複数個の円周方 向に離間された通路を有しており、各通路は内孔への開口を形成している。軸受 部材が通路に設けられていて、通路内にて半径方向に動くことが可能なので、従 って、各軸受部材の少なくとも一部はチャック装置の握持状態で開口を通って内 孔内に延びている。外スリーブは、本体部材と同心に且つ軸受部材の周りに設け られている。外スリーブは本体部材に対して回転可能であり、内部に形成された 傾斜した軸受部材係合面のある内径面を有する。傾斜した軸受部材係合面は、通 路内の軸受部材の円周方向の間隔に対応するよう円周方向に離間している。外ス リーブは、チャック装置の握持位置と釈放位置との間で回転可能であり、握持位 置に向かう外スリーブの回転運動で、内孔内に配置された工具シャンクを積極的 に握持するように係合面が軸受部材を半径方向内方に押圧するように為す。釈放 位置に向かう外スリーブの回転運動は、軸受部材が半径方向外方に動くことを許 すので、これによって内孔内に配置された工具シャンクを釈放する。 本発明の好ましい実施例において、軸受部材は長手方向のローラ軸受を有して おり、円周方向に離間した通路は、本体部材に形成された対応する長手方向の溝 路を有する。好適には、長手方向の溝路は半径方向内方にテーパが付けられてい てローラ軸受を溝路内に保持すると共に、ローラ軸受の少なくとも一部が内孔内 に延びるのを更に許している。別の実施例において、長手方向の溝路は、ローラ 軸受を溝路内に保持するように配置された半径方向のリップを有することができ る。 更に、別の好ましい実施例において、軸受部材係合面はカム形状の面を好適に 有する。カム形状の面は、外スリーブの釈放位置において軸受部材のための凹部 を形成する。 また、本発明は、握持位置で外スリーブを釈放自在にロックするよう外スリー ブと本体部材に対して作動的に形状付けられたロック装置を有する。１つの好ま しい実施例において、このロック装置はボールおよび戻り止め装置を有する。本 発明のチャック装置は、種々の手段を介してどの様な具合の駆動スピンドルにも 適合できる。例えば、１つの好ましい実施例においては、本体部材は、駆動スピ ンドルとねじ係合すべく形成された雌ねじ部を有する。別の実施例においては、 本体部材は駆動スピンドルと一体的にすることができる。 図面の簡単な説明 図１は本発明に従った迅速変換チャック装置の分解斜視図である。 図２は図１に示されるチャック装置の側断面図である。 図３は図２の３−３線に沿ったチャック装置の断面図である。 図４は本発明に従った迅速変換チャック装置の整列した部分の斜視図である。 発明を実施するための最良の形態 本発明のいまの好ましい実施例、添付図面に示される１つまたは幾つかの実施 例に就いて詳細に説明がいま行われよう。各実施例は本発明の説明のためのもの で、本発明を限定するものではない。実際に、種々の変更および変形が本発明の 範囲または精神を逸脱することなく本発明においてなし得ることが当業者には明 らかであろう。例えば、１つの実施例の一部として図示または説明される特徴は 、更に別の実施例を生じるよう他の実施例にも使用できる。従って、本発明は、 添付された請求の範囲とその均等の範囲内に存するこの様な変形および変更を保 護することが意図されている。図面における部材の符号付けは明細書に亙って一 貫して行われ、同一部材は各図面において同一符号が付けられている。 本発明の推奨実施例が図１乃至図４に示されており、且つチャック装置１０と して図示されている。チャック装置１０は、内孔１４が形成された本体部材１２ を有している。内孔１４は、内孔１４に挿入される工具シャンク１６に適合する よう寸法付けられた直径を有する。内孔１４は本体部材１２を完全に貫通するよ う形成される必要はないが、工具シャンク１６の丸い軸部を受けるべく十分な長 さを有している。Ｏリング５２、または同様な部材を本体部材１２内に嵌めて、 内孔１４内に工具ビットが整列されるのを補助するようにできる。また、Ｏリン グ５２は、塵や汚染物質等が内孔１４内に入るのを阻止すると共に、チャック装 置を汚すのを防止するように作用する。 特に、図２に示される推奨実施例において、本体部材１２は前部２４と後部２ ６とを有するようできる。内孔１４は前部２４に形成されている。後部２６は後 述されるように駆動スピンドル４６と連結できる。 また、チャック装置１０は、特に図４に示されるように、本体部材１２に形成 された複数個の円周方向に離間された通路Ｂを有する。各通路Ｂは、内孔１４内 に開口１８を形成している。図面に示される推奨実施例において、通路Ｂは長手 方向の溝路３４を有する。図示されない変形実施例において、通路Ｂは、後述さ れるように、使用される軸受部材の型式に応じて丸形または円形状の通路を有す るようできる。 また、チャック装置１０は、通路Ｂ内に設けられた軸受部材Ｃを一般に有する 。図示の推奨実施例において、軸受部材Ｃは長手方向のローラ軸受３２を有する 。変形実施例において、軸受部材Ｃは、例えばボール軸受を有するようできる。 軸受部材Ｃは通路Ｂ内に配置されていて、通路Ｂ内を半径方向に動くことが出来 るので、従って、各軸受部材の少なくとも一部は、図３に特に示されるように、 チャック装置１０の握持状態において通路Ｂ内の開口１８を介して内孔１４内に 延びている。これに関連して、通路Ｂは半径方向内方にテーパーが付けられたり 、或いは図３に示される如く半径方向のリップ３６を有することができ、工具シ ャンク１６が一旦チャック装置１０から取り外されても、通路Ｂ内に軸受部材Ｃ を維持する。 また、チャック装置１０は、本体部材１２の周りに且つ軸受部材Ｃを囲んで同 心に設けられた外スリーブ２０を有する。好適には、外スリーブ２０は、特に図 １と図２に示される様に、本体部材１２の前部２４の周りに設けられる。外スリ ーブ２０は、以下に十分に説明されるように、少なくとも握持位置と釈放位置と の間を本体部材１２に対して回転自在である。外スリーブ２０は、傾斜した軸受 部材係合面Ｄが形成された内径面２２を有する。傾斜した係合面Ｄは、開口Ｂと 軸受部材Ｃとの円周方向の間隔に基本的に一致するように円周方向に隔てられ ている。本発明の推奨実施例において、傾斜した係合面Ｄは図３に特に示される ようにカム形成された面４０を有する。傾斜した係合面Ｄ、すなわちカム面４０ は、少なくとも軸受部材Ｃの長さ長手方向に概ね延びている。傾斜した係合面Ｄ はいずれかの円周方向に形成できることが理解されるべきである。 好適には、外スリーブ２０はまた外周面に形成された握持強化面３８を有して おり、操作者が外スリーブ２０を積極的に握持して、本体部材１２に対して外ス リーブ２０を回転することができる。別の実施例においては、外スリーブ２０は 、ゴムまたはプラスチック化合物のような握持強化材料で被覆することができる 。 また、チャック装置１０は、外スリーブ２０を少なくともその握持位置で回転 方向にロックするためのロック機構Ｅを好適に有する。ロック機構Ｅは如何なる 形式の通常のロック装置を備えてもよい。図示された実施例において、ロック機 構Ｅは、特に図２乃至図４に示されるように、ボール４２と戻り止め４４との組 み合わせから成っている。ボールおよび戻り止め装置は、図に示されるように外 スリーブ２０部分に沿って、或いは外スリーブ２０および肩部５３の間に配置す ることができる。 更に、チャック装置１０は、駆動スピンドル４６をチャック装置１０と連結す るための取付機構Ａを有する。特に、図１と図２に示される推奨実施例において 、取付機構Ａは、駆動スピンドル４６とねじ係合するための雌ねじ部３０を有す る。如何なる形式の通常の連結機構または連結装置がこれに関連して使用できる ことが理解されるべきである。図４に特に示される別の推奨実施例において、本 体部材１２は、駆動スピンドル４６と一体的に作る、または形成することができ る。例えば、本体部材１２は駆動スピンドル４６の一端部に実際に形成されても よい。 また、チャック装置１０はスナップリング５０または他の保持装置を有してお り、本体部材１４に取付けられた外スリーブ２０を維持している。更に、リング シール４８は、本体部材１２の肩部５３と外スリーブ２０の後面との間に配置さ れる。 作動において、操作者は工具シャンク１６をチャック装置１０の内孔１４内に 挿入する。外スリーブ２０は釈放位置に回転されて、軸受部材Ｃが通路Ｂ内を半 径方向に動くことができるようになす。例えば、カム面４０が用いられる実施例 において、外スリーブ２０が回転され、これによって、カム面４０の凹部が軸受 部材Ｃに対向される。従って、軸受部材Ｃは半径方向外方に自由に動くことがで き、これによって、工具シャンク１６を孔１４内に挿入できる。 工具シャンク１６が内孔１４内に挿入されたならば、操作者は外スリーブ２０ を掴んで外スリーブ２０をその握持位置に回転する。図３の実施例において、外 スリーブ２０は時計方向に回転される。このようにして、傾斜面Ｄすなわちカム 面４０は軸受部材Ｃと係合し、軸受部材Ｃを半径方向内方に押圧して工具シャン ク１６に対して軸受部材Ｃを係合してロックするようになす。従って、軸受部材 Ｃは、内孔１４内にセンタリングして工具シャンク１６を維持するよう円周方向 に離間されていることが理解されるべきである。推奨実施例において、ボールお よび戻り止めのロック装置が係合し、これによって、外スリーブ２０をその握持 位置でロックするまで、外スリーブ２０が回転される。また、チャック装置はロ ック装置なしで作動され、これによって、外スリーブ２０が摩擦力だけでその握 持位置に維持される。 開口Ｂのテーパーの付いた形状または半径方向のリップ３６は、外スリーブ２ ０がその握持位置に回転されると、軸受部材Ｃの一部が内孔１４内に延出するこ とを許すだけである。従って、内孔１４内に延出する軸受部材Ｃの程度、すなわ ち部分は、チャック装置１０の最小能力を決める。チャック装置１０の最小能力 は基本的には本体部材１２の内径として定義される。従って、チャック装置１０ が、軸受部材Ｃの半径方向の動きに応じて変わる直径の工具シャンクを握持でき ることが理解されるべきである。 工具シャンク１６を釈放するためには、操作者は反対方向、例えば図３の反時 計方向に外スリーブ２０を回転して、軸受部材Ｃが傾斜したカム面４０の凹部分 内に半径方向外方に動くのを許している。そこで、工具シャンク１６は内孔１４ から簡単に取り外される。 本発明は、工具ビットが回転駆動されねばならないどの様な手段の工作機械に も適している。チャック装置は扶り機に特に適している。しかし、これは本発明 の制限を意味していない。実際に、種々の変更と変形が、本発明の範囲と精神を 逸脱することなく本発明のチャック装置に実施できることが当業者には明らかで あろう。従って、添付された請求の範囲および均等の範囲内に有るように設けら れる本発明の変更と変形を、本発明が包含することが意図されている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｄ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 マーチン，エドワード，エイチ. アメリカ合衆国 29621 サウス カロラ イナ州 アンダーソン オークウッド エ ステイツ ドライブ 502

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．工具シャンクを受けるように形成された内孔を有すると共に、本体部材を駆 動スピンドルに取付けるための機構を有する本体部材、 該本体部材に形成され、各々前記内孔内に開口を形成している複数個の円周方 向に間隔を置いた通路、 該通路内に設けられ、前記通路内を半径方向に動くことができ、各々少なくと も一部がチャック装置の握持状態で前記開口を通って前記内孔内に延びている軸 受部材、 該軸受部材を囲んで前記本体部材の周りに同心に設けられ、前記本体部材に対 して回転可能であり、内部に形成され且つ前記通路内の前記軸受部材の円周方向 の間隔に対応するよう円周方向に離間された傾斜した軸受部材係合面のある内径 面を有する外スリーブ、 を有し、該外スリーブはチャック装置の握持位置と釈放位置との間を回転でき 、前記握持位置に向かう前記外スリーブの回転運動で、前記内孔内に配置された 工具シャンクを積極的に握持するように前記係合面が前記軸受部材を半径方向内 方に押圧するようになし、前記釈放位置に向かう前記外スリーブの回転運動で前 記軸受部材が半径方向外方に動くことを許し、これによって、前記内孔内に配置 された工具シャンクを釈放することを特徴とする早外しチャック装置。 ２．前記本体部材は、内部に形成された前記内孔を有するほぼ円筒状の前部と、 駆動スピンドルとねじ係合する雌ねじ部を有し前記前部と軸方向に整列した後部 とを有することを特徴とする請求の範囲１記載の早外しチャック装置。 ３．前記軸受部材は長手方向のローラ軸受を有し、前記円周方向に離間した通路 は前記本体部材に形成された対応する長手方向の凹部を有することを特徴とする 請求の範囲１記載の早外しチャック装置。 ４．前記長手方向の凹部は半径方向内方にテーパが付けられていることを特徴と する請求の範囲３記載の早外しチャック装置。 ５．前記長手方向の凹部は、前記ローラ軸受を前記凹部内に保持するよう半径方 向リップを有することを特徴とする請求の範囲３記載の早外しチャック装置。 ６．前記外スリーブは、その外周面の少なくとも一部に形成された握持強化面を 更に有することを特徴とする請求の範囲１記載の早外しチャック装置。 ７．前記軸受部材係合面はカム形成面を有し、該カム形成面は、前記外スリーブ の前記釈放位置において前記軸受部材のための凹部を形成することを特徴とする 請求の範囲１記載の早外しチャック装置。 ８．前記握持位置において前記外スリーブを釈放自在にロックするよう前記外ス リーブと前記本体部材に対して効果的に形成されたロック装置を有することを特 徴とする請求の範囲１記載の早外しチャック装置。 ９．前記ロック装置はボールおよび戻り止め装置を有することを特徴とする請求 の範囲８記載の早外しチャック装置。 １０．工具シャンクを受けるために内部に形成された内孔を有する本体部材、 前記本体部材に形成され各々前記内孔内に開口を形成する複数個の円周方向に 間隔を置いた凹部、 前記凹部内に設けられて前記凹部内を半径方向に動くことができて、各々少な くとも一部が前記チャック装置の握持状態で前記開口を通って前記内孔内に延び ている長手方向のローラ軸受、 該長手方向のローラ軸受を囲んで前記本体部材の周りに同心に設けられ、握持 位置と釈放位置との間で前記本体部材に対して回転でき、内径にカム面が形成さ れ前記凹部内の前記長手方向のローラ軸受の円周方向の間隔に対応するよう円周 方向に隔たった外スリーブ、 を有し、 前記握持位置に向かう前記外スリーブの回転運動で、前記内孔内に配置された 工具シャンクを積極的に握持するように前記カム面が前記長手方向のローラ軸受 を半径方向内方に押圧するようになし、前記釈放位置に向かう前記外スリーブの 回転運動で前記長手方向の軸受部材が半径方向外方に動くことを許し、これによ って、前記内孔内に配置された工具シャンクを釈放し、 前記握持位置において前記外スリーブをロックするよう前記外スリーブと前記 本体部材に対して作動的に形状付けられた釈放自在なロック装置を有することを 特徴とする早外しチャック装置。 １１．前記チャック装置が、駆動スピンドルの端部に形成されたことを特徴とす る請求の範囲１０記載の早外しチャック装置。 １２．前記本体部材は、前記駆動スピンドルと一体的に形成されたことを特徴と する請求の範囲１１記載の早外しチャック装置。 １３．前記本体部材は、駆動スピンドルに前記本体部材を適合するための適合装 置を有することを特徴とする請求の範囲１０記載の早外しチャック装置。 １４．前記適合装置は、駆動スピンドルとねじ係合すべく前記本体部材に形成さ れたねじ部を有することを特徴とする請求項１３記載の早外しチャック装置。