JP2000000737A - ドリル、又はタップ等の回転工具用チャック - Google Patents

ドリル、又はタップ等の回転工具用チャック

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JP2000000737A JP11132122A JP13212299A JP2000000737A JP 2000000737 A JP2000000737 A JP 2000000737A JP 11132122 A JP11132122 A JP 11132122A JP 13212299 A JP13212299 A JP 13212299A JP 2000000737 A JP2000000737 A JP 2000000737A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 効率的な潤滑材供給を可能としたドリル、又
はタップ等の回転工具用チャックを提供しようとする。 【解決手段】 回転工具(11)用のチャックであっ
て、工作機械に受容されるチャックブッシング(20)
を有し、このブッシングがその中に工具用ブッシュ(3
0)を解放可能に挿入するための中央内部レセプタクル
(21)と、工具の外側で長さ方向の溝により支持され
る冷却及び潤滑材のための中央主導口(22)を含むと
ともに、前記ブッシュがその全長に渡り前記工具のシャ
フト(12)に貫通され、それを受容・保持するための
軸孔(31)を含むものにおいて、前記軸孔の内側に形
成された溝(32)が前記ブッシュの全長に渡って軸方
向に延び、一端において前記チャックブッシングの中央
主導口と連通し、他端において軸方向に開放されたもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ドリル、又はタッ
プ等の回転工具用チャックであって、請求項1の前段に
記載した一般構造型に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この型の周知のチャック(ドイツ特許D
E 40 19 427 C2)において、冷却及び潤
滑材は、チャックブッシングの中央主導口を通じて工具
シャフトにおける内側軸導通路内に導入される。この場
合、工具シャフトは、チャックブッシングと同軸的に隣
接している。内側に導入された潤滑油は、このシャフト
の全長に及ぶものである。この内側導通路に隣接した工
具シャフト内には、複数の半径方向に配列された開口が
存在し、それらは円周方向に機械仕上げされた工具シャ
フトの分配溝に連通する。工具シャフトはまた、その外
側において個々に長さ方向に延びる溝を有し、これらは
分配溝で始まり、工具の切削縁、例えば、ねじ切バイト
である場合には、そのねじ切ヘッドまで延びるものであ
る。かくして、潤滑油は、まず、工具シャフトの内部を
軸方向に流動し、次いで、実質上直角に偏向して工具シ
ャフトにおける半径孔に流入する。潤滑油は、そこから
工具シャフトにおける円周分配溝に入り、更に、その分
配溝から工具シャフトの軸方向溝を経て、工具の切削縁
にまで達するものである。工具シャフトは、円周配列さ
れた分配溝の領域に隣接した短い長さ範囲にわたってブ
ッシュに略包囲され、そのブッシュはチャックブッシン
グの中央内部レセプタクルに解放可能に挿入される。ブ
ッシュの軸方向長さは、特に工具の軸方向長さに比して
極めて短い。これは比較的短い工具案内長さであるた
め、挿入された工具にとって不適当な案内機能しか果た
せないだけでなく、工具の外側に沿って長さ方向に導入
された冷却及び潤滑材がブッシュの先端に達すると同時
に不安定な運動を生ずる原因となるため、工具前方への
移動がなくなるという不利益をも有するものである。冷
却及び潤滑材の誘導という見地からする別の不利益は、
それがまず工具シャフトを通じて中央に誘導され、更
に、約90°偏向して半径方向の分配孔に導入され、再
び、包囲配列された分配溝から約90°偏向して工具シ
ャフトの外側における個々の軸方向溝に流入しなければ
ならないということである。このような冷却及び潤滑材
の複数回偏向の必要性、及びブッシュからの出口におけ
る液混乱の危険は、結局、工具切削縁の領域における不
適当な潤滑効果しか得られないことを意味する。とりわ
け、必要最低限の潤滑油供給が望ましいとする最近の傾
向は、例えば、1時間当たり約0.5〜5mlの冷却及
び潤滑材が、タップのねじ切ヘッド等のような工具切削
縁に供給されるにすぎないという事実において、極めて
不都合な結果を招く。このように低い液スループットを
行うため、現状において工作片は、わずかな加圧、例え
ば、約3〜5バール程度の加圧でしか加工されず、冷却
及び潤滑材の粒子によって無視し得ない量のミストが発
生する。流路構成における多数回偏向及びそれに伴って
液が衝突する端面の増加により、このミストは偏向のた
びに凝縮し、液滴として落下する。これは不均等な潤滑
効果しかもたらさず、液滴は偏向領域における縁端から
突如として分離し、工具の外側に沿って流動するため、
その間において工具それ自体に沿って流動する冷却及び
潤滑材が存在しないことになる。別の不利益は、この周
知の設計において、工具は、特にこの型の潤滑油導通に
適合しなければならない。その結果、工具は一端におい
て中央内部潤滑油導通路を含むとともに、それに向かっ
て半径方向に配列された開口を備え、それらの開口終端
からは円周溝が円周に沿って機械加工され、更に、工具
の外側に沿って長さ方向に延びるジグザク状断面の溝を
形成しなければならない。これら個々の開口及び溝は工
具の断面を弱くし、その結果、このような工具装備は極
めて大型の工具においてのみ工具強度に与える主たる不
利益効果を生じないことになる。比較的小さい工具にお
ける比較的小さい工具断面、開口及び導通路は、工具を
弱め、したがって、機械強度上大きい欠点となる。この
他、適当な冷却及び潤滑材の導通のために工具を加工す
ることは、労力及び経済性において大きな負担となるも
のである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、冒
頭に記載した形式であって、必要最小量の潤滑油供給を
可能とするチャックを製造することに関し、特に冷却及
び潤滑材の、特に中央からの供給とチャックブッシング
を通じて、可能な限り工具の切削縁に導くようにした最
も障害の少ない液供給を可能とした経済的に廉価なチャ
ック構造を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】冒頭に記載した形式の回
転工具用チャックにおいて、この目的は、請求項1記載
の特徴を含む本発明の構成に従って達せられる。ブッシ
ュには溝が形成されるため、工具それ自体には、冷却及
び潤滑材を支持するための特別の開口、溝又は同様な導
通手段を設ける必要がない。かくして、チャックは如何
なる標準型工具に対しても、適切な機能を発揮する。冷
却及び潤滑材はブッシュを通じて軸方向に比較的長く搬
送されるため、その液は工具の切削縁に到達し、可能な
限りそれらに近接し、その液供給は特別の問題や不利益
を生ずることなく、好適に行われる。本発明は、チャッ
クという観点から主たる偏向若しくは迂回及びその他の
不利益を生ずることなく、必要な潤滑油導通を提供する
ものである。この結果、冷却及び潤滑材のための極めて
好ましい流路条件が形成され、それによって本発明のチ
ャックは、必要最小量の潤滑油供給にとって特に好まし
いものとなる。
【0005】本発明のその他の特徴は、他の請求項にお
いて明記されている。
【0006】本発明の更なる詳細構造及び利点は、以下
の説明から明らかになるであろう。
【0007】以下、本発明の典型的な実施例に付き、図
面を参照して詳細に説明する。
【0008】
【発明の実施の形態】図1〜3において、回転工具11
用のチャック10が示され、工具11については、特に
いずれの図においてもタップとして示されている。工具
11はシャフト12、連接テーパー部13、この連接部
に連なるネック14、及びねじ切ヘッド15を有し、更
に、それは外端において断面多角形、特に常套的には正
方形とした中子16を形成し、これによってチャック1
0からのトルクを工具11に伝達するようになってい
る。工具11は一般的に市場で入手可能な形式であり、
自由端17の中子16は、周知の態様(ドイツ国特許公
開DE 195 44 56A1)において、円錐形又
は球形に設計されている。
【0009】第1の典型的実施例において、チャック1
0は個々には図示しないが、別のチャックによって工作
機械に締結保持されるインサートとして設計されてい
る。この実施例において、チャック10は剛体からなる
ものであるが、他の実施例においては図示しないが、軸
方向長さ補償手段を用いた周知の態様で装備されること
ができる。
【0010】チャック10は、図1〜3において詳しく
示すように、チャックブッシング20を有し、それは工
具11用のブッシュ30を解放可能に受容するための中
央内部レセプタクル21と、冷却及び潤滑材のための中
央主導口22を備えている。ブッシュ30は工具11の
シャフト12を受容及び保持するための軸孔31を有
し、この軸孔にはシャフト12がその全長にわたって貫
通する。ブッシュ30にはその軸孔31の内側面におい
て複数の溝32を含み、それらはブッシュ30の全長に
わたって軸方向に延びるとともに、それぞれ両軸端を開
放している。図示の典型的実施例においては、三条の溝
32が順次、略等しい角度間隔で配列形成される。これ
らの溝32は図1に示す左側開放端により、チャックハ
ウジング20の中央主導口22と連通する。中央主導口
22は冷却及び潤滑材をそこから受入れ、溝32を通じ
て工具11の長さ方向に導き、その外側に送ってねじ切
ヘッド15に可能な限り近接させる。
【0011】ブッシュ30は実質的な長さを有し、チャ
ックハウジング20におけるレセプタクル21から軸方
向に突出する実質的な長さを有する部分(長手部分)3
3を備え、工具シャフト12、従って工具11の実質的
な長さ部分は、ブッシュ30、特にその長手部分33に
より大きい軸方向長さにわたって包囲され、その結果、
冷却及び潤滑材は実質的な軸方向長さにわたって溝32
を通じ、可能な限り少ない損失でねじ切ヘッド15に近
接するように導かれる。
【0012】これは、空気と油の混合物による最小量の
潤滑材が提供される場合において、特に利益的である。
上述の構成により、供給量に関して相対的に可能な限り
大量の冷却及び潤滑材が工具11、特にねじ切ヘッド1
5の切削縁に供給され、これによって最も好ましい冷却
及び潤滑効果が得られる。冷却及び潤滑材は、流通の混
乱及びその混乱に伴う危険性を生ずることなく、中央主
導口22から供給され、チャック10を通じて溝32の
右側開放端まで搬送されるとともに、実質的にねじ切ヘ
ッド15に向かう層流となるように方向付けられ、かつ
誘導される。ブッシュ30の実質長さ部分33による貢
献は、それが工具11の実質的な長さ、特にシャフト1
2の領域にわたってフィットすることである。
【0013】ブッシュ30は半径方向に突出した環状カ
ラー34を有し、これによって軸方向に変位するブッシ
ュ30がチャックブッシング20の間隔対向面23を打
撃することができる。ブッシュ30の実質長さ部分33
は環状カラー34に隣接して、特に円筒形状でシャフト
12の実質的な長さ範囲にわたって工具11に嵌合す
る。
【0014】チャックブッシング20はその自由端23
及びブッシュ30から遠い方の潤滑材用の実質的に円錐
台形をした流入口25を有する。この流入口25は工具
後端17に向かう方向において円錐台形をなすように傾
斜し、供給された冷却及び潤滑材のための中央導通路を
もたらす。
【0015】ブッシュ30はチャックブッシング20に
対向するその端部35において、冷却及び潤滑材のため
の中間円錐台形部をなす入口36を有し、溝32の先端
がその入口36において開放されるようになっている。
この略円錐台形の入口36は流入口25と同じ方向、す
なわち溝32に向かう方向へ、したがって、図1の右側
に向かって傾斜している。
【0016】この略円錐台形の入口36における大きい
方の直径は、溝32の各底面が規定する直径より大きい
ため、そのはみ出した部分が外側環状面部37を形成
し、これが溝32を放射状に突出したガイド面となっ
て、冷却及び潤滑材をそれらの溝に向かって案内するこ
とができる。
【0017】中央内部レセプタクル21の部分的範囲の
内側において、チャックハウジング20は冷却及び潤滑
材のための軸方向に延びる溝26を有する。図1の左側
部において、溝26は略円錐台形の流入口25に向かっ
て開放するとともに、それらの右端はブッシュ30の入
口36に向かって開放している。図示の典型的実施例に
おいて、チャックブッシング20は順次円周方向に等角
度間隔で配置された複数の溝26を有し、これは4個の
溝26として示されているが、この溝数には限定されな
い。工具11の中子16の断面に適合するように、チャ
ックブッシング20の内部レセプタクル21の部分がこ
の範囲において多角形、特に正方形の断面を有する。四
条の溝26は各々正方形の各一辺に配置される(図
2)。チャックハウジング20における溝26の深さ
は、ブッシュ30における溝32の深さと略同じであ
る。中子16の領域におけるチャックブッシング20の
内部レセプタクル21の断面の大きさは、ブッシュ30
における軸孔31の直径に略等しい。
【0018】図1に示す通り、チャックブッシング20
の溝26が開放される環状室27は、ブッシュ30の端
部35及びブッシュ30の略円錐台形入口36の正面に
対向して形成されている。
【0019】ブッシュ30は関連壁部開口39内におい
て、例えば、ボール型の少なくとも1個のクランプ体3
8を備え、このクランプ体38はブッシュ30と工具1
1を互いに解放するため、チャックブッシング20のレ
セプタクル21における環状溝28内に向かって半径方
向に変位することができる。この環状溝28は軸方向に
おいて略円錐台形をなすように傾斜している。図示の典
型的実施例において、順次円周方向に等角度間隔で配置
された全3個の壁面開口39は、クランプ体38と関連
付けてブッシュ30内に形成される(図3)。各壁部開
口39は溝32の領域ではなく、二条の隣接した溝32
間の円周間隔内において形成され、これによって溝32
の領域内に流路抵抗を生じないようになっている。
【0020】ブッシュ30とチャックブッシング20と
の間において、40で総括指示されるスプリング手段が
配置される。このスプリングはブッシュ30を一方向、
特に図1の右側に向かって付勢するものである。スプリ
ング手段40はチャックブッシング20の外側、好まし
くはブッシュ30における環状カラー34の一端と、チ
ャックブッシング20における自由端23との間に配置
される。スプリング手段40としては、例えば、断面ジ
グザク型のスプリング手段が単純な方法において装備さ
れる。
【0021】図1の右側に向かって開放したチャックブ
ッシング20の軸溝29内には、ボール41が配置され
る。このボールはブッシュ30の刻み面42内に受容さ
れ、ブッシュ30をチャックブッシング20に関して回
転しないように維持するものである。
【0022】図1に示した状態において、チャックはそ
れに挿入され、固くクランプされた工具11とともに機
械チャック(図示せず)に容易に挿入できるようになっ
ている。これは図示しないが、チャック10が締結保持
されるものとして、更に詳述される。この機械チャック
は、例えば、冷却及び潤滑材の中央供給を伴うねじ付き
カッタチャック等のような周知のチャックであり、軸方
向に供給された冷却及び潤滑材は迂回することなく、流
入口25を通過するとともに、そこから顕著な迂回若し
くは損失流を生ずることなく、チャックハウジング20
の各溝26内に流入する。このとき、中子16の円錐台
形端部17は冷却及び潤滑材の無抵抗導入を促進して、
その部分を通過させる。冷却及び潤滑材は溝26を通過
して環状室27に達し、再び、その目的に則して、入口
36に流入するように案内され、そこから顕著な偏向を
生ずることなく、ブッシュ30の各長さ方向に延びる溝
32内に流入する。これはその過程において、各溝32
に向かう工具11におけるシャフト12の外表面を掃引
する。この掃引は冷却及び潤滑材が目標に向かって、す
なわち図1において、ブッシュ30及びその溝32の右
端で略軸方向の並列流を形成するまでであり、ここから
更にねじ切ヘッド15の切削縁に向かって誘導される。
その流れがチャックブッシング20及びブッシュ30を
通過するとき、冷却及び潤滑材はこの領域において軸方
向に配置された工具11の部分、すなわち中子16及び
シャフト12を冷却する。ブッシュ30から流出する冷
却及び潤滑材は、工具11の傾斜隣接部13及びネック
14、並びにこれに隣接したねじ切ヘッド15を冷却
し、この際、工作片の工具包囲領域、すなわち開口領域
も付加的に冷却する。上述した通り、ねじ切ヘッド15
に支持された冷却及び潤滑材は、このヘッド15の領域
における極めて良好な連続潤滑を提供する。
【0023】図4に示した第2の典型的実施例におい
て、第1の典型的実施例に用いたものと同一の参照数字
は、それらの指示部分と同じ部分に対して用いられたも
のであり、したがって、第1の典型的実施例の説明の重
複は行わない。
【0024】図4に示した第2の典型的実施例は、チャ
ックブッシング20’がねじ切工具用チャックの一部分
を示し、その余の部分は図4の左側においてそれに連接
するが、それ自体周知であるため、図示を省略する。そ
れ以外のものについて、図4におけるチャック10’は
図1〜3のものとすべて等しいものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の典型的実施例における回転工具用チャッ
クの略縦断面図である。
【図2】図1のII−II矢視断面図である。
【図3】図1のIII−III矢視断面図である。
【図4】図2の典型的実施例におけるチャックの略縦断
面図である。
【符号の説明】
10 回転工具用チャック 11 回転工具 12 シャフト 13 テーパー部 14 ネック 15 ねじ切ヘッド 16 中子 17 自由端 20 チャックブッシング 21 内部レセプタクル 22 主導口 23 対向面 24 端部 25 流入口 26、32 溝 27 環状室 28 環状溝 29 軸溝 30 ブッシュ 31 軸孔 33 長手部分 34 環状カラー 35 端部 36 入口 37 環状面部 38 クランプ体 39 壁部開口 40 スプリング手段 41 ボール 42 刻み面
フロントページの続き (71)出願人 592096373 オットー ビルツ,ヴェルクツオイグファ ブリク ゲゼルシャフト ミット ベシュ レンクテル ハフツング ウント コンパ ニー OTTO BILZ,WERKZEUGF ABRIK GESELLSCHAFT MIT BESCHRANKTER HA FTUNG & COMPAGNIE ドイツ連邦共和国、73760 オストフィル デルン、フォーゲルザングシュトラーセ 8 (72)発明者 ジークフリート ベーデル ドイツ連邦共和国、デー‐73257 ケンゲ ン、キルヒハイメル シュトラーセ 36

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ドリル、又はタップ等のような回転工具
    (11)のためのチャックであって、工作機械に受容さ
    れるチャックブッシング(20、20’)を有し、この
    ブッシング(20、20’)がその中に工具(11)用
    ブッシュ(30)を解放可能に挿入するための中央内部
    レセプタクル(21)と、工具(11)の外側で長さ方
    向の溝により支持される冷却及び潤滑材のための中央主
    導口(22)を含むとともに、前記ブッシュ(30)が
    その全長に渡り前記工具(11)のシャフト(12)に
    貫通されることにより、そのシャフト(12)を受容・
    保持するための軸孔(31)を含むものにおいて、前記
    ブッシュ(30)にはその軸孔(31)の内側に形成さ
    れ、前記ブッシュ(30)の全長に渡って軸方向に延
    び、一端において前記チャックブッシング(20、2
    0’)の中央主導口(22)と連通し、他端において軸
    方向に開放された溝(32)を備えたことを特徴とする
    回転工具用チャック。
  2. 【請求項2】 前記ブッシュ(30)が実質上等角度間
    隔で順次形成された三条の溝(32)を含むことを特徴
    とする請求項1記載のチャック。
  3. 【請求項3】 前記ブッシュ(30)が実質的な長さを
    有することにより、チャックブッシング(20、2
    0’)のレセブタクル(21)の実質的な長さにわたっ
    て延びる長手部分(33)を突出形成したものであるこ
    とを特徴とする請求項1又は2記載のチャック。
  4. 【請求項4】 前記ブッシュ(30)が半径方向に突出
    した環状カラー(34)を有することにより、特にチャ
    ックブッシング(20、20’)から解放されるように
    軸変位したブッシュ(30)がチャックブッシング(2
    0、20’)の間隔対向面(23)に衝突できるように
    したことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記
    載のチャック。
  5. 【請求項5】 ブッシュ(30)の実質的な長さを有す
    る前記長手部分(33)が、環状カラー(34)に軸方
    向に隣接するとともに、実質的な長さにわたって挿入さ
    れた工具(11)のシャフト部分に嵌合し、かつそれを
    案内するものであることを特徴とする請求項1又は4記
    載のチャック。
  6. 【請求項6】 チャックブッシング(20、20’)に
    おいて、前記ブッシュ(30)から遠い方の端面(2
    4)が冷却及び潤滑材のための略円錐台形の流入口(2
    5)を中央に有するものであることを特徴とする請求項
    1〜5のいずれか1項に記載のチャック。
  7. 【請求項7】 前記ブッシュ(30)の前記チャックブ
    ッシング(20、20’)に向かった端部(35)が、
    その中央部において冷却及び潤滑材のための略円錐台形
    の入口(36)を有し、前記溝(32)がその終端に対
    して開かれたことを特徴とする請求項1〜6のいずれか
    1項に記載のチャック。
  8. 【請求項8】 前記略円錐台形の入口(36)における
    大きい方の直径が溝(32)の底面を横切る直径より大
    きくされたことにより、その円錐台形の入口(36)の
    外側環状端面部(37)が溝(32)を半径方向に通り
    過ぎて突出し、それらの溝に向かって液体を誘導するガ
    イド面を形成するようにしたことを特徴とする請求項7
    記載のチャック。
  9. 【請求項9】 チャックブッシング(20、20’)に
    おいて、前記中央内部レセプタクル(21)の内側の一
    部が冷却及び潤滑材のための軸方向に延びる溝(26)
    を含み、その溝の一端が前記略円錐台形の流入口(2
    5)中に開放し、他端においてブッシュ(30)の入口
    (36)に開放するようにしたことを特徴とする請求項
    1〜8のいずれか1項に記載のチャック。
  10. 【請求項10】 チャックブッシング(20、20’)
    における溝(26)の深さが、ブッシュ(30)におけ
    る溝(32)の深さと略同じ大きさであることを特徴と
    する請求項9記載のチャック。
  11. 【請求項11】 チャックブッシング(20、20’)
    において、少なくともその長さの一部における内部レセ
    プタクル(21)の断面が、ブッシュ(30)の軸孔
    (31)の直径と略均等であることを特徴とする請求項
    1〜10のいずれか1項に記載のチャック。
  12. 【請求項12】 チャックブッシング(20、20’)
    の内部レセプタクル(21)の断面形状が正方形を含む
    多角形の一部を有し、その部分が工具(11)に対応す
    る断面として設計された中子(16)を受容するように
    したことを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に
    記載のチャック。
  13. 【請求項13】 チャックブッシング(20、20’)
    が略均等な角度間隔で順次配設された四条の溝(26)
    を含むことを特徴とする請求項9〜12のいずれか1項
    に記載のチャック。
  14. 【請求項14】 チャックブッシング(20、20’)
    の溝(26)がそれぞれ内部レセプタクル(21)の多
    角形の一辺内に位置するようにしたことを特徴とする請
    求項9〜13のいずれか1項に記載のチャック。
  15. 【請求項15】 環状室(27)がブッシュ(30)の
    端部(35)及び略円錐台形の入口(36)の正面にお
    いて軸方向に配置され、チャックブッシング(20、2
    0’)の溝(26)がそのチャンバに向かって開放した
    ことを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載
    のチャック。
  16. 【請求項16】 ブッシュ(30)が関連壁部開口(3
    9)内において、少なくとも1個のボールからなる少な
    くとも1個のクランプ体(38)を含み、このクランプ
    体(38)が前記チャックブッシング(20、20’)
    の内部レセプタクル(21)内で、軸方向において略円
    錐台形に傾斜した環状溝(28)内に解放されるように
    半径方向に変位可能としたことを特徴とする請求項1〜
    15のいずれか1項に記載のチャック。
  17. 【請求項17】 ブッシュ(30)をチャックブッシン
    グ(20、20’)に関する一軸方向において付勢する
    ためのスプリング手段(40)を備えたことを特徴とす
    る請求項1〜16のいずれか1項に記載のチャック。
  18. 【請求項18】 スプリング手段(40)がチャックブ
    ッシング(20、20’)の外側に配置されたことを特
    徴とする請求項17記載のチャック。
  19. 【請求項19】 スプリング手段(40)がブッシュ
    (30)の環状カラー(34)と、それから隔たったチ
    ャックブッシング(20、20’)の端面(23)との
    間に配置された断面ジグザグ型のスプリングからなるこ
    とを特徴とする請求項17又は18記載のチャック。
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