JP2015080849A - ドリルチャック - Google Patents

Abstract

【課題】締付スリーブ2及びインターロック機構21を備えるドリルチャック1において、工具シャンクに締付あごが未だ突き当てられる前にクリック音が生じるのを防ぐとともに、ドリリングの位置・姿勢と締付の位置・姿勢との間の切換が確実に行われるようにする。【解決手段】チャック駆幹体3に案内されるネジ切リング13の歯切部が、締付あご4の歯列15に噛み合わされている。締付スリーブ2は、ネジ切リング13に、トルク伝達を行うように連結可能であり、また、インターロック機構21を介して、チャック駆幹体3に連結可能である。インターロック機構21は、ネジ切リング13に回転不能に連結された掛け止めスリーブ16と、チャック駆幹体3の対向歯切部19からなる。掛け止めスリーブ16は、掛け止め歯切部18を備え、ドリリングの位置・姿勢と締付の位置・姿勢との間にて、ネジ切リング13及び締付スリーブ2に対して軸方向にスライド可能である。【選択図】図４

Description

本発明は、ドリルチャックに関する。特には、チャック駆幹体と、チャック駆幹体中に案内されている締付あごと、チャック駆幹体をその外周面の側から囲み込む締付スリーブとを有するドリルチャックに関する。

チャック駆幹体によってネジ切リングが案内されている。そして、締付あごの位置・姿勢（位置及び姿勢の少なくとも一方）をシフトさせるべく、ネジ切リングのネジ切部は、締付あごに備え付けられた歯列に噛み合わされている。締付スリーブは、ネジ切リングに、トルク伝達を行うように連結可能であり、また、インターロック機構を介して、チャック駆幹体に連結可能である。

このような、インターロック機構を備えたドリルチャックは、例えば特許文献１により公知となっている。特許文献１に示された、ドリルチャックの第１の実施形態によると、インターロックは、どの動作状態においても行われている。すなわち、つかんで締め付けるべき工具シャンクに締付あごが未だ突き当てられていないときにも、インターロックが行われている。日曜大工などの、慣れていない素人であると、容易に、苛立ちを感じ得る。というのは、インターロック機構が常に作動しているので、締付あごの位置・姿勢をシフトさせる際、すなわち、つかんで締め付けるべき工具シャンクに締付あごがまだ突き当てられていない時に、早くも、クリック音が生じるからである。このクリック音は、往々にして、追い締め音を連想させるものである。そのため、締め付けるべき工具シャンクを締め付ける工程について、状況によってはあまりに早く終わらせてしまうという問題がある。これにより、工具シャンクが確実に挟み込まれていないこととなりうる。

特許文献１に示されたドリルチャックの別の実施形態によると、インターロック機構の噛み合わせは締付工程の最後になって初めて行われる。このようにすべく、締付スリーブは、特定の範囲内を、回転可能かつ軸方向に位置シフト可能なように、ネジ切リングに取り付けられている。このようであることで、締付スリーブは、つかんで締め付けるべき工具シャンクに締付あごが突き当てられた際、ネジ切リングに対して相対的に回転し、また、軸方向へ位置シフトを行う。これにより、締付スリーブとチャック駆幹体との間に設けられたインターロック機構が作動状態となる。しかしこの実施形態であると、締付スリーブが軸方向に位置シフト可能であること自体が不都合であることを知るに至った。というのは、このようであると、チャック駆幹体の内部へと汚れが侵入するのを完全には排除できないからである。また、上記インターロック機構を用いた場合、高出力領域ではインターロック機構の耐久性に関して問題があることを知るに至った。さらには、軸方向へ位置シフト可能な締付スリーブであると、トップクリアランスとも呼ばれる、ある程度のクリアランスを常に有しているので、ドリリングの位置・姿勢と締付の位置・姿勢との間の規定された切換が、状況によっては確実に行われないこととなりうる。

ドイツ特許出願公開DE19832891A1

したがって本発明の課題は、上に述べた欠点を減らすことにある。

この課題は、本発明によると、導入部で述べたようなドリルチャックにおいて、次のようであることにより解決することができる。すなわち、インターロック機構が、次のような掛け止めスリーブと、チャック駆幹体の側に備え付けられた（チャック駆幹体またはこれに直接または間接に接続する部材に備えられた）対向歯切部とから形成される。掛け止めスリーブは、ネジ切リングおよび締付スリーブに対して相対的に、ドリリングの位置・姿勢と、締付の位置・姿勢との間で、軸方向にズレ動き可能であり、また、ネジ切リングに回転不能に連結されている。

実質上、インターロック機構が、掛け止めスリーブの側に備え付けられた（掛け止めスリーブまたはこれに直接または間接に接続する部材に備えられた）掛け止め歯切部と、チャック駆幹体の側に備え付けられた対向歯切部とから形成される、ということにより、シンプルな方式でもって、次のことが実現される。すなわち、締付スリーブにおける、従来技術から知られた、問題のある性能上の過負荷が、もはや生じないようにするということが、シンプルな方式でもって実現される。というのは、締付スリーブを回転させるだけでよく、軸方向へ位置シフトさせなくて良いからである。このようであることにより、本発明によるドリルチャックは、特に高出力であるタイプのドリリング機械にも用いることができる。締付スリーブを回転させることで、掛け止め歯切部が対向歯切部に噛み合うドリリングの位置・姿勢と、噛み合いが解除される締付の位置・姿勢との間で、インターロック機構の位置・姿勢のシフトを容易に行うことができる。

本発明にしたがうドリルチャック（第１の実施形態）についての側面図である。 図１のドリルチャックの平面図であり、締付あごが閉じている状態を示す。 図２の断面III−IIIに沿った縦断面図（ドリルチャックの中心軸（チャック軸）方向の断面図）である。 図３のドリルチャック（第１の実施形態）についての分解図である。 図３のドリルチャック（第１の実施形態）についてのもう一つの分解図である。 図３のドリルチャック（第１の実施形態）におけるチャック駆幹体についての半断面半側面図である。 図６のチャック駆幹体についての側面図である。 図７のVIII−VIII線に沿って切断した断面斜視図である。 図６のチャック駆幹体についての斜視図である。 本発明にしたがうドリルチャック（第１の実施形態）についての半断面半側面図である。 図１０のXI部分についての拡大図である。 図３のドリルチャック（第１の実施形態）についての、締付スリーブ及び固定スリーブを省いた、図１０と同様の半断面半側面図である。 ドリリングの位置・姿勢にある図１２の詳細部XIIIについての拡大図である。 図３のドリルチャック（第１の実施形態）について、締付の位置・姿勢にある場合を示す、図１０と同様の半断面半側面図である。 図１４の詳細部XVの拡大図である。 第１の実施形態のドリルチャックにおける根元側（スピンドル側）の端部を示す部分破断図である。 掛け止めリングと歯切リングとで歯切部同士が噛み合わされた様子を示す側面図である。詳細部XVIIIが表示されている。 歯切部同士の噛み合わせの一つの形態を示す図１７の詳細部XVIIIの拡大図である。 歯切部同士の噛み合わせの別の形態を示す図１８-１と同様の拡大図である。 歯切部同士の噛み合わせのさらに別の形態を示す図１８-１と同様の拡大図である。 歯切部同士の噛み合わせの他の形態を示す図１８-１と同様の拡大図である。 本発明にしたがうドリルチャックの第２の実施形態を示す部分破断・分解斜視図である。 図１９のドリルチャック（第２の実施形態）の平面図である。 図１９のドリルチャック（第２の実施形態）についての、図２０の断面XXI−XXIに沿った縦断面図である。 本発明にしたがうドリルチャックの第３の実施形態についての、図２１-１と同様の縦断面図である。 本発明にしたがうドリルチャックの第４の実施形態についての、図２１-１と同様の縦断面図である。 本発明にしたがうドリルチャックの第５の実施形態についての、締付スリーブを省いた、部分破断・斜視図である。 締付の位置・姿勢にある図２１-２のドリルチャック（第３の実施形態）についての部分破断・斜視図である。 締付の位置・姿勢にある際の、図２１-２のドリルチャック（第３の実施形態）についての平面図である。 締付の位置・姿勢にある際の、図２１-２のドリルチャック（第３の実施形態）についての側面図である。 ドリリングの位置・姿勢にある際の、図２１-２のドリルチャック（第３の実施形態）についての斜視図である。 ドリリングの位置・姿勢にある際の、図２１-２のドリルチャック（第３の実施形態）についての平面図である。 ドリリングの位置・姿勢にある際の、図２１-２のドリルチャック（第３の実施形態）についての側面図である。 締付あごの断面が台形である別の実施形態についての平面図である。 図２５のドリルチャックについての側面図である。 チャック駆幹体、及び断面が台形である締付あごについての側面図である。 図２７の断面XXVIII−XXVIIIに沿った断面図である。 図２７の方向XXIXから見たチャック駆幹体及び締付あごについての斜視図である。

掛け止めスリーブの掛け止め歯切部と、対向歯切部との間での歯切部同士の噛み合わせが、軸方向で行われるのであれば、特に好ましいことを知るに至った。すなわち、掛け止め歯切部と、対向歯切部とが軸方向に突き当てられて、歯切部同士が互いに噛み合わせられるのであれば、特に好ましいことを知るに至った。このようであることで、特には、次のことが確実に実現される。すなわち、対向歯切部及び掛け止め歯切部が適した形状であるならば、ドリリングの位置・姿勢にて、締付あごを追い締め可能なままに保つということが確実に実現される。というのは、ユーザーが介入することなしに、掛け止め歯切部が、対向歯切部との噛み合わせから、軸方向に容易に外れ出ることができるからである。また、インターロック機構が軸方向に作動することにより、次のことも確実に実現される。すなわち、強い振動が生じたときや、動力が大きいときでも、インターロック機構が常に確実に閉じたままに保たれる。

また、それによって簡単な具合に追い締めを行うことも可能となる。しかしながら本発明の枠内において、半径方向に歯切部同士を噛み合わせることも想定されている。この場合、ドリリングの位置・姿勢にて追い締めを行う可能性は与えられない。というのは、対向歯切部から掛け止め歯切部が外れ出るようにすることは、ユーザーの介入なしには不可能だからである。

掛け止めスリーブに、弾性的な復帰部材によって弾性力が加えられているならば、好ましいことが確かめられた。このようであると、特には、掛け止めスリーブに対して、常に、対向歯切部の側へと作用する力を加えているということが、確実に実現される。これにより、本発明にしたがうドリルチャックの動作確実性が高くなる。これに関連して、弾性的な復帰部材が波形バネを用いて形成されているなら、特に好ましいことも確かめられた。特に、波形バネを選択することにより、例えば追い締めの際における、締付あごをクランプするために必要な力、及び、インターロック機構を解除するために必要な力について、目的に合わせて特定のレベルに調整することができる。ここで、波形バネは、好ましくは、板状鋼線をらせん状に巻きながら波を加えることで得られるウェーブスプリング（(coiled) wave spring）であり、各種のウェーブスプリングを用いて形成することができる。しかし、場合によっては、各種の波形バネワッシャーまたはその積層体などであっても良い。

掛け止めスリーブに、調整・切替カム面（位置・姿勢の調整または切替を行うためのカム面）からの作用を受ける少なくとも１つの調整・切替カム部（位置・姿勢の調整または切替を行うためのカム部）が備え付けられるならば、すなわち、掛け止めスリーブまたはこれに接続する部材に備えられるならば、好ましいことをも知るに至った。ここで、調整・切替カム面は、掛け止めスリーブの位置を軸方向へシフトさせるべく締付スリーブに間接的または直接的に備え付けられている。このようであることにより、締付スリーブを回転させたならば、ネジ切リングから保持された掛け止めスリーブについて、調整・切替カム面を介して、軸方向にて、締付の位置・姿勢と、ドリリングの位置・姿勢との間で容易に切り換えることができる。締付の位置・姿勢にある際、ネジ切リングとチャック駆幹体との間の相対回転が可能であり、この相対回転により、チャック駆幹体中に案内される締付あごが、軸方向に位置をシフトされる。このことは、チャック駆幹体に連結されたドリリング機械の駆動装置によって行うか、または、締付スリーブを回すことによって行うことができる。

調整・切替カム面が、ドリリングの位置・姿勢及び／または締付の位置・姿勢を規定する少なくとも１つの嵌合座部（すなわち、これらの位置・姿勢のいずれかを規定する嵌合座部、または、これらをそれぞれ規定する２つの嵌合座部）に接するまで延びるのであると、好ましいことも明らかになった。このようであると、掛け止めスリーブに備え付けられた調整・切替カム部を、嵌合座部に噛み合わせることができ、この噛み合わせにより、掛け止めスリーブには、いずれも良好に規定されたところの終端の位置・姿勢が存在する。嵌合座部により、例えば、次のことが確実に実現される。すなわち、ドリルチャックが締付の位置・姿勢からドリリングの位置・姿勢へとシフトする際、言い換えれば、ワークを締め付ける際、規定された締付トルクに達した後で初めて、調整・切替カム部が嵌合座部から外れ出る。また、締付スリーブに間接的または直接的に備え付けられた調整・切替カム面によって、軸方向に対向歯切部の側へと位置シフトする。そして、このことにより、歯切部同士の噛みあわせが実現される。以上のことが確実に実現される。この後、調整・切替カム部について、ドリリングの位置・姿勢を規定する嵌合座部に差し込んで、この中に固定することができる。また、この嵌合座部により、ドリリングの位置・姿勢において、調整・切替カム部と組み合わさって、締付あごの追い締めを可能にする突き当てストッパー面が与えられるということも確実に実現される。追い締めの際、ドリリングの位置・姿勢において、インターロック機構は容易に解除される。すなわち、掛け止めスリーブが、ユーザーの介入なしに弾性的な復帰部材に向かって変位して、締付あごが追い締めされる。

さらに組立上の理由から、カップリング部に備え付けられた歯切リングに対向歯切部が形成されているならば、好ましいということを知るに至った。このようであると、歯切リングを、カップリング部に容易に、嵌め合わせて、セレーションその他の歯切部同士の噛み合わせ、または、摩擦や歯切部の食い込みなどにより回転不能に接続することができる。また、これにより、ネジ切リングに回転不能に連結された掛け止めスリーブについて、軸方向での固定を実現することができる。

また、歯切リングが、チャック駆幹体に保持されたバネ部材へと向かって軸方向に位置シフト可能であるなら好ましい。このようであると、特には、次のことが確実に実現される。すなわち、掛け止め歯切部と対向歯切部との間の歯切部同士の噛み合わせが、次の場合にも完全に行われるということが確実に実現される。すなわち、掛け止め歯切部へと作用する弾性的な復帰部材が、歯切部同士の噛み合わせがなされる方向に向けて配置されており、チャック駆幹体と締付スリーブとの間に生じるトップクリアランスが、歯切部同士の噛み合わせを部分的に解消させた場合にも、歯切部同士の噛み合わせが完全に行われるということが保証される。

次のようであると好ましいことも明らかになった。すなわち、ネジ切リングは、複数の別体の部材からなり、リングを半分に分割してなり内向きネジ切部を有するリング構成部材と、掛け止めスリーブに回転不能に連結されるとともに、リング構成部材同士を接続する歯切スリーブとを有してなるならば、好ましいことも明らかになった。このようであると、ネジ切リングを簡単な具合に掛け止めスリーブに接続することができる。このようにして、特には、ドリリングの位置・姿勢において、ネジ切リングとチャック駆幹体との間の相対回転を防止することができる。このような相対回転は、締付あごの締付を意図せずに緩めるか解除するという結果となりうるものである。また、リングを半分に分割してなるリング構成部材はチャック駆幹体に形成された溝へ容易に挿入することができ、次いで、歯切スリーブがネジ切リングに接続するようにすることができる。しかしながら本発明の枠内において、内向きネジ切部を有するリングが一体に形成されており、特には、このリングと歯切スリーブとが、（すなわちネジ切リングが、）同様に一体に形成されることも想定されている。また、本発明の変形実施形態において、締付あごに噛みあうネジ切部は、外向きネジ切部として形成されることが想定されている。

高出力等級のドリリング機械に用いるためには、次のようであっても好ましいことを知るに至った。すなわち、掛け止めスリーブに形成された掛け止め歯切部と、チャック駆幹体に備え付けられ掛け止め歯切部に一致・対応する対向歯切部とが、いずれも、掛け止め歯面と追い締め歯面とを有する多数の掛け止め歯で形成されているのであっても好ましいことを知るに至った。掛け止め歯面及び追い締め歯面の傾斜（チャック軸に垂直な平面に対する角度）を適切に選択することで、追い締めや緊急開放のために必要な力を調整することができる。掛け止め歯面の傾斜が急であればあるほど、解除のために必要な消費エネルギーは大きくなる。これに関連して、掛け止め歯切部と対向歯切部との間で形成された歯切部同士の噛み合わせにおける掛け止め歯面の傾斜が、追い締め歯面の傾斜よりも大きいか、またはこれに等しいならば好ましいことを知るに至った。このようであると、ドリルチャックの追い締めが常に可能である。

掛け止め歯面の傾斜が４５°よりも大きいか、またはこれに等しいのであれば好ましいことを知るに至った。ここで、掛け止め歯面の傾斜は、好ましくは６０°よりも大きく、特に好ましくは８０°よりも大きい。掛け止め歯面の傾斜が大きくなるにつれて、ドリリングの位置・姿勢において、本発明にしたがうドリルチャックの緊急開放を可能にするために大きいエネルギーが必要になるものの、傾斜を大きくするほど、使用するドリリング機械による動力学的な影響を、より多く吸収することができる。

使用するドリリング機械の動力学的な影響を、なるべく多く吸収できるようにするためには、掛け止め歯の掛け止め歯面が追い締め歯面と平行に向いているならば好ましいことも明らかになった。このようであると、生じる９０°の傾斜により、特には、ドリルチャックの意図しない掛け止め解除及び／または追い締め（すなわち、これらのうちの少なくとも一方）を確実に防止することができる。

チャック軸を基準としたときの締付あごの傾斜が、ある領域内から選ばれるならば好ましいことも明らかになった。この領域は、好ましくは１５°と２５°との間の領域であり、特に好ましくは２０°前後の領域、例えば１８〜２２°の領域である。このようであると、特にコンパクトなドリルチャックを実現することができ、このことにより、ドリルチャックを取り付けたドリリング機械における頭部重量、ないしトップヘビー性を著しく低減することができる。すなわち、基台部または根元の取り付け部を基準とした、ドリルチャックの先端部の重量を著しく減らすことができる。

次に、図面に示されている実施例を参照して本発明を詳しく説明する。

図１には、本発明にしたがう、第１の実施形態のドリルチャック１についての側面図を示す。図１には、この図に表れていないチャック駆幹体３をぐるりと取り囲む締付スリーブ２とともに、複数の締付あご４も示されている。これら締付あご４は、チャック駆幹体３中にて、案内受入部５中に案内されている。締付スリーブ２における、締付あご４の側の端面には、リングフランジ６を有する固定スリーブ７が、軸方向から取り付けられている。

図２の平面図には、ドリルチャック１における締付あご４を有する端部を示す。図２の平面図から、締付スリーブ２とともに、特にはチャック駆幹体３及び固定スリーブ７も見て取ることができる。この固定スリーブ７における、内周面側に軸方向に形成された歯切部８（図４〜５）が、チャック駆幹体３に押し付けられて食い込んでいる。ここで、歯切部は、好ましくは、セレーションからなる。すなわち、断面が鋸歯状の規則正しい凹凸からなる。また、この固定スリーブ７におけるリングフランジ６が、締付スリーブ２を軸方向に固定している。さらに固定スリーブ７により、チャック駆幹体３の前方部分が補強されている。

図３には、第１の実施形態についての、図２のIII−IIIの線に沿った軸方向断面図を示す。図３から知られるように、チャック駆幹体３は、複数の別体の部分からなり、スピンドル受入部９を有するカップリング部１０と、樹脂製の締付あご案内部１１とからなる。この締付あご案内部１１中には、案内受入部５が締付あご４を案内するべくチャック軸１２に対して傾いて延びている。締付あご４の位置・姿勢をシフトさせるべく、図示の実施例では、ネジ切リング１３が備えられ、このネジ切リング１３の外向きネジ切部１４が、締付あご４に備え付けられた歯列１５に噛み合わされる。ネジ切リング１３には、これと回転不能に接続され軸方向へスライド可能な掛け止めスリーブ１６が取り付けられて支持されている。この掛け止めスリーブ１６は、第１の実施形態では、掛け止めリング１７として設けられている。掛け止めリング１７は、軸方向に突き当てられて噛み合わせられる掛け止め歯切部１８を備える。この掛け止め歯切部１８は、チャック駆幹体３に備え付けられた対向歯切部１９との、歯切部同士の噛み合わせを形成するためのものである。対向歯切部１９は、図示の実施例では、カップリング部１０に備え付けられた歯切リング２０に設けられている。掛け止め歯切部１８と、これに対応する対向歯切部１９とによってインターロック機構２１が得られている。このインターロック機構２１により、チャック駆幹体３とネジ切リング１３とを回転不能に連結することができる。このようにして、締付あご４の締付が意図せずに解除されるのを防止する。軸方向へズレ動き可能なようにネジ切リング１３に取り付けられて保持された掛け止めリング１７は、弾性的な復帰部材２２を介してネジ切リング１３から支持されている。図示の例で、弾性的な復帰部材２２は、ウェーブスプリングである。

掛け止めリング１７の掛け止め歯切部１８が、歯切リング２０に備え付けられた対向歯切部１９との噛み合いから外れた締付の位置・姿勢から、掛け止め歯切部１８と対向歯切部１９との間の、歯切部同士の噛み合いが行われるドリリングの位置・姿勢へと、掛け止めリング１７の位置・姿勢をシフトさせるべく、掛け止めリング１７には、調整・切替カム部２３が備え付けられている。この調整・切替カム部２３には、締付スリーブ２に備え付けられた閉じ止め部材２５に設けられている調整・切替カム面２４が突き当てられて作用を行う。閉じ止め部材２５に設けられている各調整・切替カム面２４は、図示の実施例において、ドリリングの位置・姿勢と、締付の位置・姿勢とをそれぞれ規定する、２つの嵌合座部２８によって周方向の範囲が限られている。締付スリーブ２を回すことで、インターロック機構２１は、ドリリングの位置・姿勢と締付の位置・姿勢との間で容易に位置・姿勢がシフトされる。チャック軸１２に対する締付あご４の傾斜は、図示の実施例では２０°になっている。この結果、ドリルチャックは非常にコンパクトになっている。歯切リング２０の軸方向位置を固定すべく、カップリング部１０には、第１の取り付け固定溝２６が備え付けられている。この第１の取り付け固定溝２６には、歯切リング２０の軸方向位置を固定する第１のスナップリング２７が差し込まれている。閉じ止め部材２５は、図示の実施例において、締付スリーブ２に、回転不能に接続されており、第２のスナップリング４５によって軸方向に固定されている。第２のスナップリング４５は、ネジ切リング１３に設けられた第２の取り付け固定溝４４に差し込まれている。

図４〜５は、本発明にしたがう第１の実施形態のドリルチャック１についての、それぞれ異なる視角から見た分解図である。特に、図４からは、金属製のカップリング部１０と、樹脂製の締付あご案内部１１との、互いに別体の２つの部分からなるチャック駆幹体３についても見て取ることができる。カップリング部１０には、締付あご案内部１１との連結のために、取り付け固定構造部２９が備え付けられている。締付あご案内部１１は、この取り付け固定構造部２９に、組立の際に押し付けられ、２次的に打ち込みによる成形を受ける。すなわち、取り付け固定構造部２９の外周におけるセレーションなどの歯切部が、樹脂製の締付あご案内部１１の内周面に食い込んで、特に回転不能な接続を実現している。図示の実施例で用いられている締付あご４は、平型ダイスの形態を有する締付あご４として具現されている。すなわち、一方の平坦面に歯切部が設けられており、好ましくは、締付あごの軸を横切る断面が、矩形状である。また、歯列１５とは逆の側に、それぞれ案内用レール部３０を有している。具体的には、歯列１５が設けられた面とは逆側の面に沿って、周方向へと両側に突き出すように案内用レール部３０が備えられている。この案内用レール部３０は、図示の実施例において、矩形の横断面を有しており、案内溝３１に差し込むことができる。この案内溝３１は、樹脂により成形された締付あご案内部１１における、案内受入部５の領域中に設けられている。

図６は、本発明にしたがう第１の実施形態のドリルチャック１における、カップリング部１０と、締付あご案内部１１とで形成されるチャック駆幹体３を示す部分破断側面図である。図５に示されているように、カップリング部１０に設けられた取り付け固定構造部２９は、軸方向に、カラー部３２（図６）に接するところにまで延びている。すなわち、カップリング部１０の下端にある取り付け固定構造部２９は、リング状のカラー部３２を介して、カップリング部１０における他の部分と接続されている。このようであることにより、チャック駆幹体３を組み合わせる際、規定された嵌め合いが確実に実現される。また、図６には、案内受入部５が、チャック軸１２に対して傾いて延びることも示されている。この案内受入部５は、締付あご４を案内するために設けられており、案内溝３１を有している。この案内溝３１には、締付あご４に設けられている案内用レール部３０を差し込むことができる。このようであることにより、特に図７から知られるように、締付あごを確実に案内するということが保証される。また、図６からは、締付あご案内部１１の詳細な構造を見て取れる。締付あご案内部１１は、カップリング部１０とは逆側の端部に、円筒状の第１のセグメント３３を有している。この第１のセグメント３３には、締付あご４のための案内受入部５が形成された円錐台形の第２のセグメント３４が、一体成形などにより一体に形成されている。締付あご案内部１１におけるカップリング部１０の側の端部には、カップリング部１０と締付あご案内部１１を連結させる役目をする円筒状の第３のセグメント３５が形成されている。

図８には、図７のVIII−VIII線に沿った（図７の紙面に垂直の）断面を示す。この断面図でも、案内受入部５に形成された案内溝３１を見て取ることができる。案内溝３１は、締付あご４における案内用レール部３０のための案内部としての役割を果たすものである。案内溝３１及びこれに対応する案内用レール部３０は、チャック軸から見て内方または外方へと締付あご４が傾くことについて、効果的に防止している。

また、図９から知られるとおり、円錐台形の第２のセグメント３４の径方向寸法（ドリルチャックの中心軸を通る締付あご案内部の差し渡しの寸法）は、締付あご４を受け入れて抱き込む案内受入部５の領域にて、いずれも、局部的に拡大されている。例えば案内受入部の領域の径方向寸法を、他の領域よりも5〜30％、一例にて10〜15％大きくすることができる。このようにして、特には、締付あご案内部１１の壁厚が均一に保たれるということが実現される。このことにより、製造の際に応力が生じるのを防ぐことができる。製造の際の応力は、樹脂材料を冷却する際に往々にして生じるものである。

図１０には、本発明にしたがう第１の実施形態のドリルチャック１について、ドリリングの位置・姿勢にあるときの部分破断・側面図を示す。ドリリングの位置・姿勢において、掛け止めリング１７の掛け止め歯切部１８は、チャック駆幹体３に備え付けられる対向歯切部１９と噛み合っている。締付スリーブ２における閉じ止め部材２５とは逆側の端部には、固定スリーブ７が取り付けられている。この固定スリーブ７は、特には図１１の拡大図（図１０のXI部分）に示されたように、内周面側に設けられた歯切部８でもって、締付あご案内部１１の円筒状の第１のセグメント３３に、固く嵌め込まれて、この第１のセグメント３３を局部的に補強している。また、XI部分の拡大図から、やはり見て取れるように、締付スリーブ２は、固定スリーブ７に備え付けられたリングフランジ６によって、軸方向の位置が固定されている。

図１２、及び、そのXII部分の拡大図である図１３に示されるように、図示されたドリリングの位置・姿勢にある際、掛け止め歯切部１８と、対応する対向歯切部１９との間で歯切部同士の噛み合わせが行われており、調整・切替カム部２３は、ドリリングの位置・姿勢を規定する嵌合座部２８に差し込まれている。

図１４に示す締付の位置・姿勢においては、特には図１４のXV部分の拡大図である図１５に示されるように、掛け止め歯切部１８と、チャック駆幹体３に備え付けられる対向歯切部１９との間の歯切部同士の噛み合わせが解除されている。掛け止めリング１７は、閉じ止め部材２５に設けられた調整・切替カム面２４により、弾性的な復帰部材２２に抗して締付あご４の側へと位置シフトされている。特には、ネジ切リング１３の内面に沿って、また、調整・切替カム部２３が差し込まれた軸方向の切り欠きに沿って、締付あご４の側へと位置シフトされている。この際、調整・切替カム部２３は、締付の位置・姿勢を規定する嵌合座部２８に差し込まれている。

図１６は、インターロック機構２１の主要部分を示す部分破断斜視図である。特には、閉じ止め部材２５に設けられた嵌合座部２８と、２つの嵌合座部２８の間に延びる調整・切替カム面２４とについての形状・形態が示されている。ここで、これら嵌合座部２８には、調整・切替カム部２３が、ドリリングの位置・姿勢及び締付の位置・姿勢にて差し込まれる。

図１７には、掛け止めリング１７が示されており、掛け止めリング１７の掛け止め歯切部１８は、チャック駆幹体３に備え付けられた歯切リング２０に備えられる対向歯切部１９に噛み合わされている。図１８-１〜１８-４は、掛け止め歯切部１８及びこれに対応する対向歯切部１９についての、種々の形態を示すための、図１７のXVII部分の拡大図である。図１８-１〜１８-４に示す、掛け止め歯切部１８及び対向歯切部１９の形態様式は、いずれも、掛け止め歯面３７と追い締め歯面３８とをそれぞれ有する多数の掛け止め歯３６から形成されている。掛け止め歯面３７の傾斜は、図１８-１〜１８-４では、いずれも、追い締め歯面３８の傾斜に等しいか、またはこれよりも大きい。追い締め歯面３８の傾斜は、図１８-１及び１８-３では、いずれも、４５°である。掛け止め歯面３７の傾斜は、図１８-１では８０°であり、図１８-２では６０°であり、図１８-３では４５°である。掛け止め歯面３７の傾斜が急であればあるほど、インターロック機構２１の緊急開放を確実に実現するために必要な力の投入量は大きくなる。追い締め歯面３８傾斜が、かなり低いことにより、ドリリングの位置・姿勢にある際、ドリルチャック１の追い締めが、小さな力の投入によって可能である。図１８-４に示す掛け止め歯では、掛け止め歯面３７は追い締め歯面３８と平行になっており、９０°の傾斜を有している。この場合には、追い締めを行うことも、インターロックがなされたドリルチャック１を緊急に開放することもできない。

図１９には、本発明にしたがうドリルチャック１の第２の実施形態を示す。ここでは、チャック駆幹体３が一体に形成されている。チャック駆幹体３の案内受入部５中に案内されている締付あご４の位置・姿勢をシフトさせるべく、ネジ切リング１３が備えられ、このネジ切リング１３の内向きネジ切部３９が、締付あご４に設けられた歯列１５に噛み合わされている。ネジ切リング１３には、外周面の側から、歯切スリーブ４０が取り付けられている。この歯切スリーブ４０は、掛け止めスリーブ１６に、回転不能に連結されている。掛け止めスリーブ１６は、それ自体、歯切スリーブ４０に沿って軸方向にスライド可能である。図示の実施例において、掛け止めスリーブ１６に調整・切替カム部２３が設けられ、この調整・切替カム部２３には、締付スリーブ２に設けられた調整・切替カム面２４が作用可能である。ここでも、図１６について説明したと同様に、調整・切替カム面２４は、ドリリングの位置・姿勢を規定する嵌合座部２８と、締付の位置・姿勢を規定する嵌合座部２８との間に延びている。すなわち、これら嵌合座部２８に、調整・切替カム面２４の両端が接している。このようであるので、締付スリーブ２を回すことにより、掛け止めスリーブ１６を、ウェーブスプリング４３として形成された弾性的な復帰部材２２の側へと軸方向に位置シフトすることができる。このような位置シフトによって、締付の位置・姿勢と、ドリリングの位置・姿勢の間で切り換えが行われる。ドリリングの位置・姿勢にあって締付あご４が閉じられた状態から出発すると、まず、掛け止めスリーブ１６の掛け止め歯切部１８と、歯切リング２０に備え付けられる対向歯切部１９との間の歯切部同士の噛み合わせが解除される。この際に、嵌合座部２８により制限される相対回転が、締付スリーブ２と、掛け止めスリーブ１６との間で引き起こされ、調整・切替カム部２３が、締付の位置・姿勢を規定する嵌合座部２８に押し込まれる。このようにして、ドリルチャック１は締付の位置・姿勢となる。そして、ドリルチャック１に連結されたドリリング機械の駆動装置が作動するか、または、この締付の位置・姿勢にて締付スリーブ２がさらに手動で位置・姿勢をシフトされるならば、ネジ切リング１３とチャック駆幹体３との間で相対回転が生じる。これにより、チャック駆幹体３中に案内される締付あご４が開放される。

図２０の平面図には、図１９のドリルチャック１（第２の実施形態）について、締付あご４が閉じられた状態にて示す。図２１-１は、第２の実施形態についての図２０に示す断面XXI−XXIに沿った縦断面図である。この縦断面図から特に明らかなとおり、ネジ切リング１３は、複数の別体の部材からなり、半分に分割されて内向きネジ切部３９を有する２つのリング形成部材４１と、半分に分割された、これらリング形成部材４１を互いに接続する１つの歯切スリーブ４０とで形成されている。歯切スリーブ４０は、図示の実施例において、弾性的な復帰部材２２が、掛け止めスリーブ１６を常に歯切リング２０の側へと位置シフトさせるように配置されている。これにより、掛け止め歯切部１８と、対応する対向歯切部１９との間で形成される歯切り部同士の噛み合わせが強化される。

図２１-２には、本発明にしたがうドリルチャック１の第３の実施形態についての、図２１-１と同様の縦断面図である。すなわち図２０のXXI−XXI線に沿った断面を示す。第３の実施形態では、歯切リング２０に備え付けられる対向歯切部１９と、掛け止め歯切部１８との軸方向の配置が、第２の実施形態の逆になっている。ところが、図２１-２に示す第３の実施形態における噛み合わせは、締付スリーブ２の軸方向のトップクリアランスのために損なわれ易い。というのは、ドリリングの位置・姿勢にある際、弾性的な復帰部材２２が、掛け止め歯切部１８を、歯切り部同士の噛み合わせから外れるように押すからである。

図２１-３に示す第４の実施形態であると、歯切リング２０には、チャック駆幹体３に支持されるバネ部材４２によって軸方向にバネ力が加えられる。これにより、存在しているトップクリアランスを除去するとともに、噛み合わせを強化する。

図２２には、本発明にしたがうドリルチャック１の第５の実施形態が示されている。ここでは、インターロック機構２１が半径方向に作用する。図２２から見て取ることができるように、チャック駆幹体３に備え付けられる対向歯切部１９は、ここでは半径方向を向いている。掛け止めスリーブ１６は、歯切スリーブ４０を介してネジ切リング１３により案内されており、軸方向へ位置シフトされることで、すでに説明した方式により、ここでもネジ切リング１３をチャック駆幹体４と回転不能に連結することができる。

図２３-１〜２３-３には、本発明にしたがうドリルチャック１の第３の実施形態について、締付の位置・姿勢にある場合の部分破断図を示す。ここで、ドリルチャックの先端側の半部にて、締付スリーブは、外側部分が省かれており、内側のカム面形成部分だけ示されている。図２３-１は斜視図を示しており、図２３-２は平面図を示しており、図２３-３には、部分破断された第３の実施形態の側面図が示されている。特に図２３-１および図２３-３から見て取ることができるように、掛け止めスリーブ１６に備え付けられる調整・切替カム部２３は、締付スリーブ２に形成された、締付の位置・姿勢を規定する嵌合座部２８に押し込まれている。締付の位置・姿勢を規定する嵌合座部２８は、ドリリングの位置・姿勢を規定する嵌合座部２８よりも深い。

締付あご４が互いに引き離されている際に、工具シャンクをクランプしようとするならば、チャック駆幹体３と、ネジ切リング１３との間で相対回転を行うことによって、チャック駆幹体３中を案内される締付あご４について位置シフトさせる。ここで、ネジ切リング１３は、掛け止めスリーブ１６を介して締付スリーブ２と噛み合わされている。締付あご４が、クランプされるべき工具シャンクに突き当てられると、掛け止めスリーブ１６に備え付けられる調整・切替カム部２３は、締付の位置・姿勢を規定する嵌合座部２８から出るように位置・姿勢がシフトするようになり、また、締付スリーブ２に形成された調整・切替カム面２４に接して動くことで、ドリリングの位置・姿勢を規定する嵌合座部２８へと移る。この際、弾性的な復帰部材２２の側へと、軸方向に位置シフトが行われる。調整・切替カム部２３は、ドリリングの位置・姿勢を規定する嵌合座部に差し込まれて噛み合い、ドリルチャックは、図２４-１〜２４-３に示すドリリングの位置・姿勢となる。掛け止め歯切部１８と、対応する対向歯切部１９とが噛み合わされており、したがって、ネジ切リング１３とチャック駆幹体３との間の相対回転は防がれている。

図２５の平面図には、本発明にしたがうドリルチャック１の別の実施形態であって、複数の締付あご４が横断面にて台形状であるものについて示す。これら締付あご４は、ここでも同様に、チャック駆幹体３中に形成された案内受入部５中を案内されている。図２６には、断面が台形状の締付あご４を備える図２５のドリルチャックについて、側面図にて示す。特に、この側面図では、チャック駆幹体３に押し嵌められた固定スリーブ７における、締付スリーブ２を軸方向に固定するためのリングフランジ６も見て取ることができる。

図２７には、台形状の締付あご４を備えたチャック駆幹体３の側面図を示す。ここで、各締付あご４は、チャック駆幹体３の締付あご案内部１１中に案内されている。

図２８には、図２７のXXVIII−XXVIII線に沿った、チャック駆幹体３の断面を示す。図２８から、特には、締付あご４の台形状の断面、及び、これに一致・対応するように締付あご案内部１１に設けられた案内受入部５の断面が示されている。案内用レール部３０としての役目をする締付あご４の台形状の断面により、また、案内溝３１として作用するところの、案内受入部５に備えられた同一の台形状の断面形状により、特には、締付あご４が傾くのが防止される。

さらには、図２９に示すチャック駆幹体３の斜視図から見て取れるように、この実施形態においても、締付あご案内部１１は、台形状の締付あご４を受け入れて抱え込んでいる案内受入部５の領域にて局部的に外へ広げられている。すなわち、円錐台形の第２のセグメント３４がは、案内受入部５の領域にて、局部的に径方向寸法が大きくなっている。

次に、本発明にしたがうドリルチャックの作動方式について再度説明する。

締付の位置・姿勢にある際、掛け止めリング１７として設けられた掛け止めスリーブ１６、またはその他の掛け止めスリーブ１６は、弾性的な復帰部材２２の側へと軸方向に位置がシフトされており、掛け止め歯切部１８は、未だ対向歯切部１９と噛み合わさっていない。この際、調整・切替カム部２３は、締付の位置・姿勢を規定する嵌合座部２８に差し込まれている。ドリルチャック１に連結されたドリリング機械の駆動装置をユーザーが作動させると、チャック駆幹体３とネジ切リング１３との間で相対回転が生じる。これにより、ドリリング機械の作動方向に応じて、締付あご４が閉じられるか、または開かれる。上記に代えて、次のとおりとすることもできる。すなわち、ユーザーは、締付あご４の位置・姿勢をシフトさせるべく締付スリーブを手動で回すこともできる。このようにして相対回転が生じると、締付スリーブ２の回転は、掛け止めスリーブ１６ないしは掛け止めリング１７を介して、ネジ切リング１３へと伝達される。締付あご４が、つかんで締め付るべき工具シャンクに突き当たると、抵抗が高くなり、調整・切替カム部２３は、締付の位置・姿勢を規定する嵌合座部２８から外れ出る。また、嵌合座部２８間に範囲を制限された相対回転が、締付スリーブ２とネジ切リング１３との間で生じる。この相対回転の際、調整・切替カム部２３は、それぞれの嵌合座部２８の間に形成された調整・切替カム面２４に沿って案内され、弾性的な復帰部材２２により、ドリリングの位置・姿勢へとシフトする。このドリリングの位置・姿勢では、ドリリングの位置・姿勢を規定する嵌合座部２８に、調整・切替カム部２３が差し込まれている。このようにシフトすることにより、掛け止め歯切部１８が、対向歯切部１９に噛み合うこととなる。駆動装置をさらに操作するか、または、締付スリーブ２をさらに締め付ける方向へ回すならば、掛け止め歯切部１８及び対向歯切部１９における傾斜などについて適宜に選択しておくことにより、追い締めを行うことができる。すなわち、掛け止め歯切部１８が押し下げられることによって歯切り部同士の噛み合わせが解除され、掛け止め歯切部１８が対向歯切部１９に接して滑り動く。締付あご４を開くときは、上記と逆の順序で位置・姿勢のシフトが行われる。

掛け止め歯切部１８が対向歯切部１９に噛み合わされているドリリングの位置・姿勢から出発するなら、締付スリーブ２が回転すると、掛け止め歯切部１８と対向歯切部１９との間の歯切り部同士の噛み合わせが解消される。また、掛け止めスリーブ１６ないし掛け止めリング１７の位置が、ネジ切リング１３の調整・切替カム面２４によって軸方向にシフトされる。また、この際、調整・切替カム部２３が、締付の位置・姿勢を規定する嵌合座部２８に差し込まれる。このようになると、チャック駆幹体３に連結されているドリリング機械の駆動装置を作動させることで、締付あご３を開くことができる。この際、ドリリング機械の駆動装置は、作動方向が締付の工程とは逆に切り替えられている。上記に代えて、チャック駆幹体とネジ切リングとの間の相対回転について、締付スリーブ２を手動で回転することによって行うこともできる。

締付あご４が締付状態にある際、インターロックの噛み合わせを解除すべく締付スリーブ２を手動で回転させることができないことがある。このようなことは、特には、衝撃ドリリング作動にて起こり得る。このように手動で回転させられない場合、掛け止め歯面３７の傾斜を適宜に選択することで、チャック駆幹体３と連結されているドリリング機械の駆動装置により、緊急解除を実現することができる。上記に代えて、ユーザーが締付スリーブ２に一層大きな力を加えることにより、手動で回すことができる。

１…ドリルチャック； ２…締付スリーブ； ３…チャック駆幹体；
４…締付あご； ５…案内受入部； ６…リングフランジ；
７…固定スリーブ； ８…歯切部； ９…スピンドル受入部；
１０…カップリング部； １１…締付あご案内部； １２…チャック軸
１３…ネジ切リング； １４…外向きネジ切部； １５…歯列；
１６…掛け止めスリーブ； １７…掛け止めリング； １８…掛け止め歯切部；
１９…対向歯切部； ２０…歯切リング； ２１…インターロック機構；
２２…弾性的な復帰部材； ２３…調整・切替カム部；
２４…調整・切替カム面； ２５…閉じ止め部材； ２６…第１の取り付け固定溝；
２７…第１のスナップリング； ２８…嵌合座部；
２９…取り付け固定構造部； ３０…案内用レール部；
３１…案内溝； ３２…カラー部； ３３…円筒状の第１のセグメント；
３４…円錐台形の第２のセグメント； ３５…円筒状の第３のセグメント；
３６…掛け止め歯； ３７…掛け止め歯面； ３８…追い締め歯面；
３９…内向きネジ切部； ４０…歯切スリーブ； ４１…リング；
４２…バネ部材； ４３…波形バネ； ４４…第２の取り付け固定溝；
４５…第２のスナップリング

Claims (14)

1. チャック駆幹体（３）と、
   チャック駆幹体（３）中に案内されている締付あご（４）と、
   チャック駆幹体（３）によって案内されており、締付あご（４）の位置・姿勢をシフトさせるべく、締付あご（４）に備え付けられた歯列（１５）にネジ切部（１４）が噛み合わされているネジ切リング（１３）と、
   チャック駆幹体（３）をその外周面の側から囲んでおり、ネジ切リング（１３）に、トルク伝達を行うように連結可能である締付スリーブ（２）と、
   インターロック機構（２１）とを備え、締付スリーブ（２）がインターロック機構（２１）を介してチャック駆幹体（３）に連結可能であるドリルチャックにおいて、
   インターロック機構（２１）は、ネジ切リング（１３）に回転不能に連結された掛け止めスリーブ（１６）と、チャック駆幹体（３）に備え付けられる対向歯切部（１９）とを有してなり、掛け止めスリーブ（１６）は、掛け止め歯切部（１８）を備えるとともに、ドリリングの位置・姿勢と締付の位置・姿勢との間にて、ネジ切リング（１３）及び締付スリーブ（２）に対して相対的に軸方向にズレ動き可能であることを特徴とするドリルチャック。
2. 掛け止めスリーブ（１６）の掛け止め歯切部（１８）と、対向歯切部（１９）とは、軸方向に突き当てられて、歯切部同士が互いに噛み合わせられることを特徴とする請求項１に記載のドリルチャック。
3. 掛け止めスリーブ（１６）には、弾性的な復帰部材（２２）による弾性力が加えられていることを特徴とする請求項１または２に記載のドリルチャック。
4. 弾性的な復帰部材（２２）が、波形バネ（４３）を有してなることを特徴とする請求項３に記載のドリルチャック。
5. 掛け止めスリーブ（１６）には、少なくとも１つの調整・切替カム部（２３）が備え付けられ、締付スリーブ（２）には、調整・切替カム面（２４）が、間接的または直接的に備え付けられ、調整・切替カム部（２３）には、掛け止めスリーブ（１６）の軸方向の位置をシフトさせるべく、調整・切替カム面（２４）による作用が加えられることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のドリルチャック。
6. 調整・切替カム面（２４）は、ドリリングの位置・姿勢及び／または締付の位置・姿勢を規定する少なくとも１つの嵌合座部（２８）に接するまで延びていることを特徴とする請求項５に記載のドリルチャック。
7. 対向歯切部（１９）は、チャック駆幹体（３）に回転不能に接続された歯切リング（２０）に形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のドリルチャック。
8. 歯切リング（２０）は、チャック駆幹体（３）により支持されるバネ部材（４３）へと向かって軸方向に位置シフト節可能であることを特徴とする請求項７に記載のドリルチャック。
9. ネジ切リング（１３）は、複数の互いに別体の部材からなるものであり、リングが半分に分割された形の２つのリング構成部材（４１）と、リング構成部材（４１）を互いに接続する歯切スリーブ（４０）とを有してなり、これらリング構成部材（４１）には内向きネジ切部（３９）が形成されており、歯切スリーブ（４０）は掛け止めスリーブ（１６）に回転不能に連結されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のドリルチャック。
10. 掛け止めスリーブ（１６）に形成された掛け止め歯切部（１８）と、チャック駆幹体（３）に備え付けられて、掛け止め歯切部（１８）に対応する対向歯切部（１９）とは、いずれも、掛け止め歯面（３７）及び追い締め歯面（３８）を有する複数の掛け止め歯（３６）により形成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のドリルチャック。
11. 掛け止め歯切部（１８）と対向歯切部（１９）との間に形成された歯切部同士の噛み合わせ部にあって、掛け止め歯面（３７）の傾斜は、追い締め歯面（３８）の傾斜よりも大きいか、または等しいことを特徴とする請求項１０に記載のドリルチャック。
12. 掛け止め歯面（３７）の傾斜が、４５°以上であるか、６０°より大きいか、または８０°より大きいことを特徴とする請求項１０または１１に記載のドリルチャック。
13. 掛け止め歯（３６）における掛け止め歯面（３７）と、追い締め歯面（３８）とが、互いに平行に延びることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれかに記載のドリルチャック。
14. チャック軸（１２）に対する締付あご（４）の傾斜は、１５°と２５°との間の領域から選ばれた値であるか、１８〜２２°の領域の領域から選ばれた値であるか、または２０°であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載のドリルチャック。

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