JPH11506704A - 固体薄膜潤滑剤を組み込んだ改良された工具保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 改良された工具把持装置は、作動中に工具に選択的に係合する、チャック装置のジョーブレードやコレット装置の把持ジョーブレードの如き、少なくとも一つの工具係合部材を有する。工具把持装置は、工具係合部材を工具に選択的に係合させる作動機構を含んでいる。作動機構は、摩擦係合する少なくとも二つの構成部品を含んでいる。摩擦係合する構成部品の少なくとも一部が固体薄膜潤滑剤で被覆されている。

Description

【発明の詳細な説明】 固体薄膜潤滑剤を組み込んだ改良された工具保持装置 発明の背景 本発明は、改良された工具保持装置に関し、さらに詳しくは、かかる工具保持 装置の全体的な把持強度および効率を高めるための固体薄膜潤滑剤を組み込んだ 工具保持装置に関する。 工具保持装置は、種々の適用例に対して、この技術分野においてよく知られて いる。例えば、かかる工具保持装置は、チャック装置（キー付およびキー無しの 両者）およびコレット装置（ジャコブスチャックマニュファクチュアリングカン パニーによるスプリットスチールコレット(split-steel collets)およびラバー フレックスコレット(Rubber-Flex collet)の両者）を含んでいる。工具保持装置 はまた、研磨ディスク、鋸刃等を駆動スピンドルに取り付けるための締付装置ま たは機構を含んでいる。これらの締付装置は、従来のナット、トルク増加ナット または同様の機構を含み得る。従来の工具保持装置の種々の適用例および作動は 当業者によく理解されている。 キー付およびキー無しのチャックおよびコレットの如きこれらの装置の多くは 、係合部材が装置内に保持された工具の把持を生じさせるのに、作動部材の滑り 摩擦係合の原理によって働いている。摩擦接触面は作動上避けることができない が、かかる工具保持装置の摩耗およびいつかは生ずる劣化の大きな要因である。 製品の寿命を長らえるべく、かかる装置での摩擦の影響を低減するための弛まぬ 努力がこの分野でなされている。例えば、構成部品間の摩擦を低減する試みにお いて、かかる装置の種々の構成部品を燐酸亜鉛で被覆することがこの分野で知ら れている。加えて、摩擦を低減する試みにおいて、構成部品はグリースまたは他 の流動タイプの潤滑剤で典型的には覆われている。しかしながら、摩擦を低減す る点においては比較的有効であるけれども、グリースおよびオイルはそれ自体の 問題をもたらす。すなわち、グリース／オイルは埃および摩耗粉を集め易 く、結果的に装置を汚すことになる。加えて、グリース／オイルはまた、重大な 滲みだしの問題をもたらす。 オイルおよびグリースの如き従来の潤滑剤はまた、より高圧すなわち増大され た負荷の適用においてはかなり制限的であることを示している。通常の負荷の下 では、オイルおよびグリースは摩擦係合している金属部材の表面における金属的 凹凸間に適当な分離をもたらしている。しかしながら、より過酷な負荷の下では 、典型的なオイルおよびグリースでは境界潤滑が生じ、これは表面における凹凸 の接触に帰する。燐酸亜鉛のような乾燥潤滑剤は同様の問題をもたらす。すなわ ち、かかる潤滑剤は対向する表面における凹凸の接触領域において典型的に極め て薄く、かくて、製品の寿命に亘り比較的僅かな持続能力しか有さないのである 。 従って、本発明の出願人は、技術分野において知られまたは評価されている何 物よりも著しく大きな摩耗特性と増大された把持トルクとを有する改良された工 具保持装置を提供することを企図する。 発明の目的および要約 従って、この発明の主目的は摩耗特性を有する改良された工具保持装置を提供 することにある。 この発明の目的はまた、改良された把持トルクまたは強度を有する工具保持装 置を提供することにある。 この発明の他の目的は、改良されたコレット工具保持装置を提供することにあ る。 そして、本発明のさらに他の目的は、改良されたチャック装置を提供すること にある。 本発明のさらに他の目的は、全ての形態の工具保持装置の摩耗特性および把持 トルクまたは強度を増大する方法を提供することにある。 本発明の追加の目的および利点は以下の説明で述べられ、また、説明から明ら かであり、また、本発明の実施を通じて知られ得る。 出願人は、装置のある重要な要素に固体薄膜潤滑剤のコーティングを組み込ん だ著しく改良された工具保持装置のみならず、工具保持装置の改良された製造方 法を開発した。出願人の本発明は改良された摩耗特性を有する工具保持装置を提 供するのみならず、著しく改良された把持強度またはトルクを有する装置をも提 供する。 本発明の目的に従って、改良された工具保持装置が提供されている。この工具 保持装置は、装置の作動中、工具すなわち工具のシャンクに選択的に係合する少 なくとも一つの工具係合部材を含んでいる。改良された工具保持装置はさらに、 工具係合部材の少なくとも一つが工具に選択的に係合するのを生じさせる作動機 構を含んでいる。作動機構は滑り摩擦係合状態の少なくとも二つの構成部品を含 んでいる。滑り摩擦係合している構成部品の一つの少なくとも一部は固体薄膜潤 滑剤で被覆されている。好ましくは、固体薄膜潤滑剤で被覆されている一つの構 成部品は、０．０００１から０．０００５インチ厚さの範囲にあるコーティング の厚さで完全に被覆されている。好ましい実施例では、摩擦係合している構成部 品の一つのみが固体薄膜潤滑剤で被覆されている。代わりの実施例では、構成部 品の両方の少なくとも一部が被覆されている。 本発明の好ましい実施例においては、工具保持装置は好ましくは手動または動 力ドライバーと共に用いられるチャックからなる。チャックは、ノーズ部とテー ル部とを有する概ね円筒状の本体部材を含む。テール部はドライバーの駆動シャ フトに連結すべくその内部に形成された軸方向孔を有し、ノーズ部はその内部に 形成された軸方向孔および該軸方向孔に交差して形成され角度付けて配置された 複数の通路を有している。複数のジョーが角度付けて配置された通路の各々内に 摺動可能に位置付けられている。ジョーの各々は、その一側に形成されたジョー 面とその反対側に形成されたねじを有している。ナットが本体に回転可能に取り 付けられ、ジョーのねじに係合している。ナットまたはジョーのねじの少なくと も一つは、少なくとも部分的に固体薄膜潤滑剤で被覆されている。 チャックはさらに、ナットと駆動可能に係合する概ね円筒状のスリーブ部材を 含み、これにより該スリーブは本体部材に関して回される。好ましくは、ナット の表面またはジョーのねじの少なくとも一つが固体薄膜潤滑剤で被覆され、好ま しくは潤滑剤で完全に被覆される。代わりの実施例では、両表面が潤滑剤で被覆 されてもよい。いずれかの表面におけるコーティングの厚さは約０．０００１か ら０．０００５インチの範囲である。 改良された工具保持装置の代わりの好ましい実施例では、工作機械コレットが 提供されており、これはコレットホルダーの係合表面との係合により作動される 。この実施例では、工具係合部材はコレット内に複数の把持ジョーおよび特に把 持ジョーの内径面を含んでいる。把持ジョーは、コレットを通る長手方向の中心 線回りに所望の長手方向で等角間隔に位置され、それらの間に弾性材料が配置さ れて保持されている。把持ジョーの内面は中心線軸に平行であり、工具のシャン クを受け入れる内径開口を定めている。作動機構は、把持ジョーの外面により形 成されるコレットの円錐状外表面と、把持ジョーの外面に係合するコレットホル ダーの補完的円錐状表面とを備える。コレットホルダーの円錐状表面または把持 ジョーの外面の少なくとも一つが固体薄膜潤滑剤で被覆されている。好ましい実 施例では、係る表面の一つのみが被覆される。代わりに、両表面が被覆されても よい。 本発明はまた、チャックまたはコレット装置のような工具保持装置の改良され た製造方法を含んでいる。この方法は、作動中に工具に選択的に係合する少なく とも一つの工具係合部材をもたらすステップを含んでいる。例えば、チャックの 実施例では、工具係合部材はチャック本体を通る複数の角度付けて配置された通 路内を移動可能なジョーを含む。コレットの実施例では、工具係合部材は複数の 把持ジョー、特に把持ジョーの内面を含む。 本発明による方法はさらに、工具係合部材が選択的に工具に係合するのを生じ させる作動機構をもたらすことを含んでいる。作動機構は摩擦係合している少な くとも二つの構成部品を含んでいる。例えば、チャックの実施例では、摩擦係合 している部材は回転可能なナットのねじおよび移動可能なジョーに形成された係 合ねじを含む。コレットの実施例では、摩擦係合している構成部品は把持ジョー の外面で定められているコレットの円錐状外表面およびコレットホルダーの補完 的円錐状表面を含む。 クレームされた方法はさらに、摩擦係合している構成部品の少なくとも一つを 固体薄膜潤滑剤で被覆することを含んでいる。好ましくは、構成部品の一つのみ が被覆される。代わりに、構成部品の両方が被覆されてもよい。 明細書に組み込まれ、かつ、その一部を構成している添付の図面は発明の実施 例を示し、説明と共に本発明の原理を説明するのに役立っている。 図面の簡単な説明 図１は、本発明による改良された工具保持装置のチャック装置実施例の部分断 面した側面図である。 図２は、図１に示されたチャック装置の直列構成部品図である。 図３は、本発明によるコレットの斜視図である。 図４は、本発明による工具保持装置のコッレトとコレットホルダーの破断側面 図である。 好ましい実施例の詳細な説明 本発明の現在好ましい実施例を詳細に参照するに、一つ以上の例が添付の図面 に示されている。各例は本発明の説明のためにもたらされており、発明を限定す るものではない。事実、本発明の範囲または趣旨から逸脱することなく種々の修 正および変形が本発明内でなされ得るということは当業者には明らかであろう。 例えば、一つの実施例の部分として示されまたは説明された特徴は、さらなる実 施例を産みだすべく他の実施例に用いることができる。従って、本発明は添付の 請求の範囲およびそれらの均等の範囲となるような修正および変形も含むことが 意図されている。図面における番号付けは、各々の図面において同一構成部品が 同一番号を有して、出願を通して一貫している。 本発明は、一般に工具保持装置に関する。かかる装置は、キー付チャック、キ ー無しチャック、全ての形式のコレット、迅速釈放チャック装置、タップ取付装 置、鋸刃または研磨ディスクを駆動スピンドルに取り付けるナットおよびトルク 増大装置、および、工具を駆動部材で取り付ける装置または機構の他の如何な る形態も含む。本発明は、二つの好ましい発明の実施例、特にキー無しチャック およびコレットシステムを通して説明される。しかしながら、これは本発明の範 囲を決して限定することを意味しないことが理解されるべきである。ここに説明 される基本的な特徴を組み込んだ工具保持装置の如何なる種類も本発明の範囲お よび趣旨内にある。従って、摩擦係合する構成部品を組み込んだ工具保持装置の 如何なる種類も本発明に含まれる。 以下に詳細に説明されるように、本発明は、工具保持装置のある主要な摩擦係 合構成部品に、好ましくはコーティングとして施された、固体薄膜潤滑剤を用い ることを含んでいる。固体薄膜潤滑剤について、本発明の理解を容易とするため に、簡単に説明する。 固体薄膜潤滑剤はまた、「ドライ薄膜潤滑剤」または「結合薄膜潤滑剤」とし て知られている。固体薄膜潤滑剤は、主に、結合剤(binders)と顔料(pigments) とからなる。結合剤は、固体潤滑顔料を所定位置に保持し薄膜の寿命に亘り顔料 の消耗を許す担持または錨止機能を遂行する。かくて、結合剤および顔料は薄膜 の全寿命を通して分散された固体粒子潤滑顔料の潤滑母体を維持する。結合剤は 主に、フェノール、アルキド、エポキシおよびそれらの組合せのような樹脂から なる。無機結合剤もまた利用可能であり、通常シリケート形式の材料からなる。 固体薄膜潤滑剤の硬化時間および温度は用いられる結合剤の性質および形式に依 存する。より成功的で安定な製品は、薄膜を硬化するのに焼成を必要とする結合 剤を包含している。しかしながら、空気乾燥形式の樹脂結合剤もまた、特に２０ ないし３０分間、華氏１３０度で強制硬化されると、優れた特性を呈す。 結合剤に担持される粒子顔料は主に、モリブデン二硫化物(molybdenum disulf ide)およびグラファイト形式である。最も普通の組合せは、１０％のグラファイ トに組み合わされた９０％のモリブデン二硫化物である。 主に図１および図４を参照するに、改良された工具保持装置が全体にＡとして 描かれている。装置Ａは、図４に示されたドリルビット７０の如き工具に、作動 中選択的に係合する少なくとも一つの工具係合部材、概してＢを含んでいる。工 具保持装置Ａはまた、作動機構、概してＣを含んでいる。機構Ｃは工具係合部材 Ｂを工具に選択的に係合させる。以下に好ましい実施例の説明において議論され るように、作動機構Ｃは少なくとも二つの摩擦係合する構成部品を含んでいる。 摩擦係合する構成部品の一つの少なくとも一部は、図２および図３において概ね ３２の、固体薄膜潤滑剤で被覆されている。 出願人は、上述したように、固体薄膜潤滑剤は工具保持装置の適用例において 好ましく、そこでは潤滑剤が、糸くず、埃および腐食の産出物の付着に抵抗する ということを確認している。固体薄膜潤滑剤は極めて粘着性があり、従来のチャ ックにおいてオイルやグリースが滲みだしたようには、工具保持装置から内部的 に滲みでない。 出願人は、固体薄膜潤滑剤で被覆される構成部品のために好ましい硬化薄膜厚 さは、０．０００１と０．０００５インチとの間であるということを確認してい る。固体薄膜潤滑剤の被覆は、好ましくは潤滑剤を構成部品に噴霧することによ って施される。代わりに、構成部品は浸漬されるかまたは回転されてスプレーさ れてもよい。 現在の工具保持装置Ａの作動機構Ｃの金属表面は微視的にピークと谷すなわち 「凹凸」を包含している。固体薄膜潤滑剤がこの表面に施され、好ましくは被覆 された側当たり０．０００１と０．０００５との間の明瞭な厚さを有する固体薄 膜でもって凹凸を覆う。被覆された表面は、係合する被覆された表面に対して、 または、好ましくは被覆されていない表面に対して滑る。摩擦表面の一つのみが 被覆されている実施例では、薄い薄膜が被覆された表面から被覆されていない表 面における係合している凹凸に転送される。 出願人は、ここに説明されている工具保持装置と共に用いられる好ましい固体 薄膜潤滑剤は、インディアナ州、West LafayetteのＥ／Ｍ（登録商標）Corporat ionによるPERMA-SLIK（登録商標）であることを見出した。PERMA-SLIK（登録商 標）潤滑剤は、構成部品を浸漬し、そして、８ないし１５分間、華氏１３０〜１ ４０度で硬化させることによって施される。しかし、PERMA-SLIK（登録商標）固 体薄膜潤滑剤は本発明に適用できる固体薄膜潤滑剤の数ある中の一つである。 本発明による工具保持装置Ａの好ましい実施例が特に図１および図２に示され ている。この好ましい実施例では、キー無しすなわち手動操作のチャック１０が 提供されている。チャック１０は前スリーブ部材３４、任意な後スリーブ部材３ ５、本体部材１２およびジョー２４を含んでいる。本体部材１２は概ね円筒状形 状で、ノーズすなわち前部分１４およびテールすなわち後部分１６を備えている 。軸方向孔２０が本体部材１２のノーズ部分１４に形成されている。軸方向孔２ ０は、チャックが受け入れるべくデザインされている最も大きな工具のシャンク よりも幾らか大きく形成されている。ねじ付きの孔１８が本体１２のテール部分 １６に形成されており、動力または手動ドライバー（不図示）の駆動シャフトに 連結されるべく標準の寸法である。孔２０，１８は本体部材１２の中央領域にお いて連通してもよい。ねじ付きの孔１８が図示されているが、テーパ付きの駆動 シャフトと連結されるべく標準寸法のテーパ付き孔と置き換えられ得る。通路２ ２が各ジョー２４を収容すべく本体部材１２に形成されている。好ましくは、３ つのジョー２４が用いられ、各ジョー２４は隣接のジョーから約１２０度の円弧 により離間されている。通路２２およびジョー２４の軸線はチャックの軸線に関 して角度付けられているが、チャック本体１２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２４は、チャック本体１２の軸線とほぼ平行な工具係 合面２６およびその反対すなわち外表面にねじ２８を有している。適当な形式お よびピッチのねじ２８が、当業者には容易に理解されるように、本発明の範囲内 で用いられ得る。 図１および図２に示されるように、本体部材１２はスラストリング部材３６を 含み得、好ましい実施例では本体部材１２と一体である。スラストリング部材３ ６は複数のジョー案内路３７を含んでいる。ジョー案内路３７はジョー２４がそ れを通って引き込まれるのを許容すべく周辺周りに形成されている。スラストリ ング部材３６は、後述するように、自己保持ベアリングアッセンブリを受入るた めの弧状座面を有してもよい。 本体部材１２は後部円筒状部分を含んでおり、該部分は圧入されるべき任意の 後スリーブ３５を、そう望むなら、受け入れるべく形成された刻み目入り表面１ ３を備えている。 本発明はさらに、ナット３０を含み、ナット３０は好ましい実施例では一体の ナットであり、ジョー２４のねじと係合するねじ３１を含み、これによりナット が本体に対し回されるときジョーが前進または後退される。図２に示されるよう に、ナット３０は前スリーブ３４の駆動リブ３３に係合する駆動スロット２９を 含んでおり、かくて、前スリーブ３４が回されると、ナット３０はそれと共に回 り、上述のようにジョー２４を動かす。 自己保持ベアリングアッセンブリ３８はスラストリング３６とナット３０の一 面との間に置かれるように適合されている。自己保持ベアリングアッセンブリ３ ８はインナーレース４０、アウターレース４２、および、それらの間に維持され ているベアリング要素４１を含んでいる。好ましい実施例では、ベアリング要素 ４１はボールベアリングである。自己保持ベアリングアッセンブリ３８はさらに 、このベアリングアッセンブリを自己保持の構成部品として維持するために、イ ンナーおよびアウターのレースを取り囲むシュラウド４３を含んでいる。好まし い実施例では、自己保持ベアリングアッセンブリ３８はラジアルスラストベアリ ングである。平らなベアリング表面を含み、如何なる形式のベアリングアッセン ブリも本発明には利用され得るということが理解されるべきである。 再度、図１および図２を参照するに、ナット保持部材が全体として３７として 示されている。ナット保持部材３７は、第１の概ね円筒状の部分３７ｂおよび第 ２の切頭円錐状の部分３７ａを含んでいる。ほぼ円筒状の部分３７ｂは、その一 部がナット３０に係合しナットが所定量を越えて軸方向前方に移動するのを防止 するような位置で、ノーズすなわち前部分１４に圧入されている。ナット保持部 材は本体のノーズ部分に圧入されるべく適合されているが、本発明による他の適 当な方法で固設され得る。 前スリーブ部材３４はチャック１０のノーズ部分１４の上に緩く填められるべ く適合されている。前スリーブ３４の駆動リブ３３はナット３０の駆動スリット ２９に係合し、かくて前スリーブ３４とナット３０とが作動可能に回転方向に接 続される。すなわち、前スリーブ３４が回されるとナット３０がそれと共に回転 する。 ノーズピース３９は、本体部材１２の前部分１４の前端に圧入されるべく寸法 付け、かつ、適合され、前スリーブ３４をチャック１０に維持している。ノーズ ピース３９はまた、スナップ嵌合、螺合等により固設され得るということが理解 されるべきである。ノーズピース３９はチャックが組み立てられたときは露出さ れ、錆を防止するため、および、その外観を向上するため非鉄金属コーティング によって好ましくは被覆されている。好ましい実施例では、かかるコーティング は亜鉛またはニッケルであってもよい。しかしながら、適当なコーティングは全 て用いられてもよいことは理解されるべきである。 ノーズピース３９は前スリーブ３４をチャック１０上で所定位置に、および、 ナット３０と駆動係合状態に維持するのに役立っている。加えて、ノーズピース ３９はノーズ部分に対して錆を防ぎ美的に好ましいカバーを提供するという二重 の目的に役立っている。これは、本体部材１２全体を非鉄金属で被覆する必要な く、美的に好ましい外観の利点をもたらす。 もし望むなら、後スリーブ部材３５は省略されてもよく、そして、前スリーブ 部材３４が本体１２の尾端部まで延長されてもよい。この代替はスピンドルロッ ク等がドライバーに設けられているか、または、ドライバーがジョーを締めたり 緩めるのに用いられているときに実施可能である。 スナップリングまたは他の如何なる機構も、前スリーブ３４を適所に維持する のにノーズピース３９に代えて用いられ得るということが理解されるべきである 。 前スリーブ３４の周囲面には、操作者がそれを確実に握持できるようにするた めに、刻み目が付けられるか、または、長手方向のリブまたは他の突部が設けら れてもよい。同様にして、もし用いられるなら、後スリーブ部材３５の周囲面に は刻み目が付けられるか、または、リブが付けられてもよい。前および後のスリ ーブは、ポリカーボネート、充填ポリプロピレン、例えば、ガラス充填ポリプロ ピレンのような構造プラスチック、または、構造プラスチック材料の混合物から 製作されてもよい。例えば、グラファイト充填ポリマーのような他の複合材料も また、ある環境下では適切であろう。当業者には理解されるように、本発明のチ ャックが作られる材料はチャックの最終の使用に依存し、上記は例示のみのため に提供されている。 後スリーブ部材３５は本体部材１２に固定される一方、前スリーブ部材３４は 作動可能にナット３０に関連され、本体部材１２と相対的回転するよう固設され ているということが理解されよう。前および後のスリーブ部材の相対的運動が、 ジョー２４のねじ２８およびナット３０のねじ３１間の相互作用の故に、相対運 動の方向に従って、ジョー２４の前進または後退を生じさせる。 ナット３０およびジョーのねじ２８間の摩擦接触面の少なくとも一つは、上で 説明したように固体薄膜潤滑剤で被覆されている。図示の実施例では、固体薄膜 潤滑剤３２がナット３０を完全に被覆している。潤滑剤は装置の他の構成部品と 摩擦係合する、ナット３０の如何なる部位をも被覆することが好ましい。しかし ながら、被覆を容易とするためには、ナット３０全体が単にスプレーされるかま たは固体薄膜潤滑剤３２内に浸漬される。 不図示の代替実施例では、固体薄膜潤滑剤３２がジョー２４に、特にジョーの ねじ２８にコーティングとして施され得る。 出願人は、ナット３０およびジョー２４の摩擦係合表面の一つのみを被覆する ことが好ましいということを確認している。例えば、ナット３０（少なくともね じ３１）が固体薄膜潤滑剤で被覆され、一方、ジョー２４は被覆されずに残され ていることが好ましい。代わりに、ジョー２４が被覆され、一方、ナット３０が 被覆されないで残されてもよい。また、ナット３０およびジョー２４の摩擦係合 表面を両方被覆することも本発明の範囲内である。 図３および図４は本発明による、特にコレットおよびコレットホルダーシステ ムに関する改良された工具保持装置の他の好ましい実施例を示している。特に図 ４を参照するに、コレットホルダー４６が図示されている。コレットホルダー４ ６は、内部に形成された切頭円錐の内径面を有する本体部材４７を含んでいる。 本体部材４７は（不図示の）駆動スピンドルに連結可能な長手方向に延在するス テム部５１を含んでいる。代わりの実施例においては、ステム５１は駆動スピン ドル自体を備えてもよい。 コレット４４は、当業者に共通に理解されるように、コレットホルダー４６の 本体４７内に受け入れられている。コレットホルダー４６の軸端部は、図示され るように、ねじ付きの外径部を含んでいる。ナット部材４９は本体４７の軸端部 に螺合するねじ付き内径部を有して設けられている。 図４に示された装置は、本体部材４７内に形成された切頭円錐状の凹部内にコ レット４４を置き、続いてナット４９を軸端部にねじ込むことにより作動する。 ナット４９がねじの回転方向係合によって軸方向に動かされると、ナットはコレ ット４４を押圧し、コレットの内径開口内に保持されている、工具７０のシャン ク６８を圧縮し、かつ、把持する。かくて、摩擦接触面はコレット４４の外径切 頭円錐状表面とコレットホルダー４６の本体部材４７の内径切頭円錐状表面との 間に存する。 本発明によれば、本体部材４７の切頭円錐状表面４８またはコレット４４の切 頭円錐状の外径表面５８の、摩擦接触表面の少なくとも一つが上に説明されたよ うに固体薄膜潤滑剤で被覆される。表面の一つのみが被覆され、０．０００１お よび０．０００５の範囲内であるのが好ましい。 図３は、上に論じた固体薄膜潤滑剤を組み込んだ、本発明によるコレットの好 ましい実施例を描いている。図３は、ジャコブスチャックマニュファクチュアリ ングカンパニーによるRubber-Flex（登録商標）コレットとして、当該分野で広 く認識されているコレットの形式を示している。 コレット４４は、互いに対し所望の離間された関係で保持されている複数の把 持ジョー５０およびコレット４４を通る長手方向の中心線５２（図４）を含んで いる。把持ジョー５０は、各把持ジョーの間に配置された弾性材料６２により適 所に保持されている。材料６２はまた、好ましくは把持ジョー５０を貫通して形 成された透孔７２を通って延在しており、かくて、把持ジョー５０を通る弾性材 料６２の基本的に同心のリングを形成している。 把持ジョー５０は、ジョー５０の内面５４が図４に示されるように工具のシャ ンク６３を受け入れるための内径開口５６を形成するように、長手方向の中心線 ５２周りに配置されている。ジョー５０はまた、角度付けられた露出外面５８を 含み、これにより、複数のジョー５０がコレットホルダー４６の本体４７の切頭 円錐状の受入表面４８を補完する、基本的に切頭円錐形状の外径面を形成する。 図３に示されるように、弾性材料はジョー５０の露出した外面５８よりも概ね下 方に形成されている。不図示の代わりの好ましい実施例では、弾性材料６２はジ ョー５０の露出した外面５８と概ね面一に形成されている。圧縮凹部（不図示） もまたジョー５０間の弾性材料６２内に形成され得、コレットがそれぞれ係 合するコレットホルダー４６内におけるコレット４４のより大きな圧縮を許容す る。圧縮凹部の必要性は、それぞれの把持ジョー間に配置されている弾性材料の 弾性および／または容量に依存する。 コレット４４の多くの適用例では、冷却流体をコレット４４とコレットホルダ ー６とを通して導通させることが大いに望ましい。これに関して、コレット４４ は好ましくは図３に示すように連続する外径シールを含む。外側シール６４は好 ましくは弾性材料６２と一体に形成され、かつ、好ましくは弾性材料６２と同じ 材料で形成されている。このようにして、外径シール６４は弾性材料６２と一体 成形される。本発明の好ましい実施例では、外側シール６４は図３に示されるよ うに複リップシールからなる。代わりの実施例では、シール６４は単リップから 成ってもよい。 コレット４４はまた、図４に示すように連続する内径シール６６を含んでいる 。内径シールは、ジョー５０の内面５４が固体薄膜潤滑剤３２で被覆されていな いということを示すために、図３には示されていない。内径シール６６はまた、 好ましくは弾性材料６２と一体に形成され、かつ、好ましくはまた複リップシー ルから成る。再述するが、この複リップシールはまた、好ましくは弾性材料６２ と一体成形される。 本発明コレットの連続する内および外径シールのデザインおよび作用は、米国 特許第５，３２４，０５０号に詳しく論じられており、その番号を参照すること によりその内容は本明細書の一部を構成するものとする。 加えて、冷却流体をコレットを通して、特にコレット内に形成された長手方向 チャンネルを通して導通させる手段は、米国特許第４，４０５，１５５号に説明 されており、その番号を参照することによりその内容はまた本明細書の一部を構 成するものとする 特に、図３を参照するに、コレット４４はジョーブレード５０の少なくとも外 側露出面５８に固体薄膜潤滑剤のコーティング３２を含んでいる。コーティング ３２を施すのを容易とするには、工具のシャンク６８に係合する内面５４を除い て、コーティングがジョーブレード５０の他の面にも同じく施されてもよい。 ジョー５０の外面５８に施される薄膜３２の厚さは、好ましくは０．０００１ と０．０００５インチの範囲内である。 本発明の工具保持装置が主にチャック装置およびコレットシステムを参照して 説明された。しかしながら、これは本発明をどのようにも限定することを意味し ない。本発明は、作動機構が摩擦係合する金属表面を備えている工具保持装置の 如何なる種類にも適用可能である。かくて、本発明の範囲および趣旨から離れる ことなく種々の修正および変形が本装置内でなされ得るということは当業者には 明らかであろう。本発明は、添付の請求の範囲およびそれらの均等の範囲内にも たらされるこの発明の修正および変形を包含するという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

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．回転可能な駆動シャフトを有する手動または動力付きドライバーと共に用い られるチャックであって、該チャックは、 ａ）ノーズ部とテール部とを有する概ね円筒状の本体部材であって、前記テー ル部は前記ドライバーの前記駆動シャフトに係合すべく内部に形成された軸方向 孔を有し、前記ノーズ部は内部に形成された軸方向孔と貫通して形成され前記軸 方向孔に交差する複数の角度付けて配置された通路を有する本体部材と、 ｂ）前記角度付けて配置された通路の各々に摺動可能に位置付けられた複数の ジョーであって、前記ジョーの各々はその一側に形成されたジョー面を、その反 対側に形成されたねじを有するジョーと、 ｃ）前記本体に回転可能に取り付けられ、前記ジョーのねじに螺合するナット であって、前記ナットまたは前記ジョーの前記ねじの少なくとも一つは固体薄膜 潤滑剤で少なくとも部分的に被覆されているナットと、 ｄ）前記ナットに駆動係合している概ね円筒状のスリーブ部材であって、これ により前記スリーブ部材が前記本体部材に対して回されると、前記ジョーがそれ により動かされるスリーブ部材と、 を備えることを特徴とする。 ２．請求項１に記載の手動または動力付きドライバーと共に用いられるチャック であって、前記本体はスラストリングを含むことを特徴とする。 ３．請求項２に記載の手動または動力付きドライバーと共に用いられるチャック であって、前記ナットと前記スラストリングとの間に配置されたベアリング部材 をさらに含むことを特徴とする。 ４．請求項１に記載の手動または動力付きドライバーと共に用いられるチャック であって、前記ナットまたは前記ジョーの前記ねじの少なくとも一つは前記固体 薄膜潤滑剤で完全に被覆されていることを特徴とする。 ５．請求項１に記載の手動または動力付きドライバーと共に用いられるチャック であって、前記ナットおよび前記ジョーの前記ねじの両者が前記固体薄膜潤滑剤 で被覆されていることを特徴とする。 ６．請求項１に記載の手動または動力付きドライバーと共に用いられるチャック であって、前記コーティングの厚さは約０．０００１から０．０００５インチの 範囲であることを特徴とする。 ７．改良された工具把持装置であって、前記装置は、 作動中に工具に選択的に係合する少なくとも一つの工具係合部材と、 前記少なくとも一つの工具係合部材を前記工具に選択的に係合させる作動機構 であって、摩擦係合する少なくとも二つの構成部品を含み、ここで、前記構成部 品の一つの少なくとも一部が固体薄膜潤滑剤で被覆されている作動機構と、を備 えることを特徴とする。 ８．請求項７に記載の改良された工具把持装置において、前記構成部品の一つは 完全に被覆されていることを特徴とする。 ９．請求項７に記載の改良された工具把持装置において、前記コーティングの厚 さは約０．０００１から０．０００５インチの範囲であることを特徴とする。 １０．請求項７に記載の改良された工具把持装置において、前記構成部品の両方 の少なくとも一部が被覆されていることを特徴とする。 １１．請求項７に記載の改良された工具把持装置は、さらに、本体と複数の前記 工具係合部材とを備え、前記係合部材は前記本体に形成され角度付けられて配置 された複数の通路内を移動可能なジョーとして構成され、前記ジョーはその一側 に形成されたジョー面を含み、かつ、前記作動機構は前記ジョーの反対側に形成 されたねじと前記本体を取り囲み前記ねじに係合する内側ねじ付のリングとを含 み、前記内側ねじ付のリングが前記本体に関して回されたとき前記ジョーの前記 通路内での移動を生じさせることを特徴とする。 １２．請求項７に記載の改良された工具把持装置において、内側ねじ付のリング または前記ジョーのねじの一つが前記固体薄膜潤滑剤で被覆されていることを特 徴とする。 １３．請求項７に記載の改良された工具把持装置は、さらに、複数の前記工具係 合部材を備え、前記工具係合部材は工作機械コレットの複数の独立した把持ジョ ーの内径面を備え、前記複数の独立した把持ジョーは前記コレットを通る長手方 向中心線軸の回りの所望の長手方向で等角離間位置に保持され、前記把持ジョー 間には弾性材料が配置されており、前記把持ジョーの内面は中心線軸に平行で工 具のシャンクを受け入れる内径開口を形成し、前記作動機構は前記把持ジョーの 外面により定められる前記コレットの円錐状外表面と前記把持ジョーの外面に係 合するコレットホルダーの補完的円錐状表面とを備え、そして、前記コレットホ ルダーの円錐状表面または前記把持ジョーの外面の少なくとも一つが固体薄膜潤 滑剤で被覆されていることを特徴とする。 １４．請求項１３に記載の改良された工具把持装置において、前記把持ジョーの 外面の全てが前記固体薄膜潤滑剤で被覆されていることを特徴とする。 １５．請求項１３に記載の改良された工具把持装置において、前記把持ジョーに 係合する前記コレットホルダーの円錐状表面の全領域が前記固体薄膜潤滑剤で被 覆されていることを特徴とする。 １６．工具把持装置を製造する改良された方法であって、前記方法は、 作動中に工具に選択的に係合する少なくとも一つの工具係合部材をもたらすス テップと、 前記少なくとも一つの工具係合部材を前記工具に選択的に係合させる作動機構 であって、摩擦係合する少なくとも二つの構成部品を含む作動機構をもたらすス テップと、 前記構成部品の一つの少なくとも一部を固体薄膜潤滑剤で被覆するステップと 、 を備えることを特徴とする。 １７．請求項１６に記載の工具把持装置を製造する改良された方法において、前 記コーティングは前記構成部品の一つにスプレーによって施されることを特徴と する。 １８．請求項１６に記載の工具把持装置を製造する改良された方法において、前 記コーティングは前記構成部品の一つに浸漬によって施されることを特徴とする 。 １９．請求項１６に記載の工具把持装置を製造する改良された方法は、さらに、 被覆されるべき表面を前記コーティングを施す前に用意するステップを含むこと を特徴とする。 ２０．請求項１６に記載の工具把持装置を製造する改良された方法において、前 記コーティングは約０．０００１から０．０００５インチ厚さの範囲内の厚さに 施されることを特徴とする。 ２１．工具を保持するのにコレットホルダーの係合表面を係合させることにより 作動される工作機械コレットであって、前記コレットは、 前記コレットを通る長手方向中心線軸の回りの所望の長手方向で等角離間位置 に保持された複数の独立した把持ジョーであって、中心線軸に平行で内径開口を 形成する内面と外面とを有し、これにより前記複数の把持ジョーがコレットホル ダーの係合表面に係合する外表面を定める複数の独立した把持ジョーと、 前記複数の把持ジョーの間に配置され前記所望の離間関係に前記複数の把持 ジョーを保持する弾性材料と、 コレットホルダーの係合表面に係合する前記把持ジョーの外面の少なくとも一 つに堆積された固体薄膜潤滑剤とを備えることを特徴とする。 ２２．請求項２１に記載の工作機械コレットにおいて、前記固体薄膜潤滑剤は前 記把持ジョーの外面の全てに堆積されていることを特徴とする。 ２３．請求項２１に記載の工作機械コレットは、さらに、前記把持ジョーの外面 周りに周方向に配置され、かつ、前記把持ジョーの外面を半径方向外方に越えて 周方向に延在する連続した外径シールと、前記把持ジョーの内径開口内に周方向 に配置され、かつ、前記把持ジョーの内面を半径方向内方に越えて周方向に延在 する連続した内径シールと、を備えることを特徴とする。