JPH05301107A - ツールチャック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】チャック爪をネジ送りするナットリングとこれ
に摺接する固定部との摩擦抵抗を低減して、ナットリン
グの回動力を有効にツールの挟持力に活用することので
きるツールチャックの提供を目的とする。 【構成】外周に嵌装した操作リングの回動操作に基づい
て、ナットリングを回動してチャック爪をネジ送りで拡
縮摺動させてツールを挟持するツールチャックであっ
て、前記ナットリングの内端側に、固体潤滑被膜を該側
面にコーティングしたワッシャを介装、または、前記ナ
ットリングの内端面に固体潤滑被膜をコーティングし
て、ネジ送りの反力でナットリングが固定部に圧接した
ときの摩擦抵抗を低減するツールチャックであることを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、電動ドリル
のドリルビット、電動ドライバーのドライバビット等の
ツールを挾持するツールチャックに関する。

【０００２】

【従来の技術】上述のツールチャックにおけるキーレス
チャックまたはチャックハンドル使用のチャックとも一
般的な構造は、チャック本体の先端中心部に複数本のチ
ャック爪を拡縮摺動可能に斜設すると共に、これら各チ
ャック爪の外側面に部分雄ネジを刻設して、これら部分
雄ネジにナットリングを螺合し、該ナットリングの外周
に嵌装した操作リングの回動操作に基づいて、ナットリ
ングを回動して前記チャック爪をネジ送りで拡縮摺動さ
せてツールを挟持するように構成している。上述のナッ
トリングはチャック本体に形成される嵌着溝内で回動の
み可能に組込まれるが、該ナットリングが挟持方向に回
動されることで、前述のチャック爪が縮小摺動してツー
ルに接当し、さらにナットリングの回動力でチャック爪
に挟持力が付加されると、チャック爪の反力でナットリ
ングが後退し、該ナットリングの内端面は前述の嵌着溝
の溝側面に圧接されて、大きな摩擦抵抗が発生し、ナッ
トリングの回動力がここで大きく消失されることにな
る。

【０００３】したがって、前述の操作リングの回動力は
上述の摩擦抵抗によりツールの挟持に対して有効に作用
させることができず、ナットリングの回動力のロスがは
なはだ大きい問題点を有する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上述のナ
ットリングとこれに摺接する固定部との摩擦抵抗を低減
して、ナットリングの回動力を有効にツールの挟持力に
活用することのできるツールチャックの提供を目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明のツールチャッ
クは、チャック本体の先端中心部に複数本のチャック爪
を拡縮摺動可能に斜設すると共に、これら各チャック爪
の外側面に部分雄ネジを刻設して、これら部分雄ネジに
ナットリングを螺合し、該ナットリングの外周に嵌装し
た操作リングの回動操作に基づいて、ナットリングを回
動して前記チャック爪をネジ送りで拡縮摺動させてツー
ルを挟持するツールチャックであって、前記ナットリン
グの内端側に、固体潤滑被膜を該側面にコーティングし
たワッシャを介装、または、前記ナットリングの内端面
に固体潤滑被膜をコーティングしたツールチャックであ
ることを特徴とする。

【０００６】

【作用】この発明のツールチャックは、操作リングの回
動に基づいてナットリングが挟持方向に回動すると、チ
ャック爪が縮小摺動してツールに接当し、さらにナット
リングの回動力でチャック爪に挟持力が付加されると、
チャック爪の反力でナットリングが後退し、該ナットリ
ングの内端面は対向する固定部に圧接されるが、この間
には固体潤滑被膜が介在しているので、相互の摩擦抵抗
を低減し、ナットリングの回動力は有効にツールの挟持
力に活用されてツールを挟持する。

【０００７】

【発明の効果】上述の結果、この発明によれば、ナット
リングの回動力は固定部との間の摩擦抵抗によるロスが
激減されるので、有効にツールの挟持力として作用し、
小さい力でツールを強力に挟持することができる。さら
に、この作用はチャックハンドルを用いたチャックにも
有効であるが、チャックハンドルを用いないで手動で直
接操作リングを回動するキーレスチャックにはさらに有
効に発揮することができる。

【０００８】さらに、固体潤滑被膜をワッシャに形成す
ることで、ボールベアリングを介装する場合に比して、
部品の組み込みが容易でコンパクトに形成でき、さら
に、ナットリングの内端面に固体潤滑被膜を形成するこ
とで、部品点数を減らして組み込み作業をさらに容易に
することができる。

【０００９】

【実施例】この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳
述する。

【００１０】図面は電動ドリル用のドリルビットや電動
ドライバ用のドリルビット等のツールを挟持するために
用いられるツールチャックを示し、図１において、この
ツールチャック１は、円筒形状に形成したチャック本体
２の中央部外周面から先端部中心面に貫通して、チャッ
ク本体２の軸中心Ｂに向けて集合する傾斜方向に３本の
各ガイド孔３…を形成し、これら各ガイド孔３…に３本
の各チャック爪４…を拡縮摺動可能に挿入し、該各チャ
ック爪４の後端部外側面には部分雄ネジ４ａを刻設して
いる。

【００１１】上述のチャック本体２の中央部外周面に
は、３本の各ガイド孔３…の後端部を切欠いて形成した
環状切欠き溝５に、２分割可能に構成したナットリング
６を分割リング６ｂ，６ｂとに分割して遊嵌した後、同
分割リング６ｂ，６ｂの外周面上に出力リング７を圧入
して一体固定すると共に、同ナットリング６の内周面に
螺刻した雌ネジ６ａと、３本の各チャック爪４…の各部
分雄ネジ４ａ…とを螺合して、このナットリング６の正
逆回動により、３本の各チャック爪４…を各ガイド孔３
…に沿って拡縮方向にネジ送りする。

【００１２】一方、チャック本体２の先端部外周面に操
作リング８を回動可能に遊嵌し、同チャック本体２の後
端部外周面に保持リング９を嵌着固定して、これら操作
リング８の後端側内周面と保持リング９の先端部外周面
とを回転可能に遊嵌すると共に、同チャック本体２の先
端部外周面に形成した段部周面と操作リング８の先端部
内周面との対接部分に弾性を有する合成樹脂で形成した
スリーブ１０を嵌着固定している。

【００１３】なお、スリーブ１０は縦の割り溝を有して
おり、上述するチャック本体２の段部周面に対してスリ
ーブ１０の割り溝を拡張して嵌着する。また、スリーブ
１０の後端面円周上に形成した溝部１０ａとスリーブ１
０自体の弾性変形とで後述するサイクロイドギャ１６，
１７の噛合い力を設定し、また、後述する入力リング１
２の抜止め部材として兼用している。

【００１４】前述のナットリング６と操作リング８との
間には、同操作リング８の回動力をナットリング６にト
ルクアップして動力伝達するための動力伝達機構１１を
介設している。この動力伝達機構１１は、３本の各チャ
ック爪４…に螺合したナットリング６と、同ナットリン
グ６の外周面上に圧入固定した出力リング７と、操作リ
ング８の中央部内周面に偏心（図２参照）して遊嵌保持
した入力リング１２と、ナットリング６及び出力リング
７の外周面上に配置した固定リング１３と、外固定リン
グ１３の後端部内周面に圧接固定される固定リング１４
と、ナットリング６と固定リング１４との対向面間に介
装したワッシャ１４ａとを有し、これら各構成要素７，
１２，１３，１４，１４ａをチャック本体５に対して軸
方向に配設している。

【００１５】上述の操作リング８は、図２にも示すよう
に、チャック本体２の軸中心Ｂに対してｅ寸法偏心した
軸中心Ｃを中心として偏心内周面１５を形成し、同偏心
内周面１５に入力リング１２を遊転可能に遊嵌して、こ
の操作リング８の正逆回動により、その偏心内周面１５
で入力リング１２を公転させる。

【００１６】前述の出力リング７は、同出力リング７の
先端側内周面に刻設したサイクロイドギャ１６と、入力
リング１２の後端側外周面に刻設したサイクロイドギャ
１７とを部分的に噛合すると共に、これらギャ１６，１
７の歯頭部を丸形に形成して相互の噛合が滑るときその
摺動を円滑にしている。すなわち、操作リング８を回動
操作して偏心内周面１５の偏心によって入力リング１２
に公転（自転をロックした状態）のみを与えると、この
入力リング１２に刻設したギャ１６と固定リング１２に
刻設したギャ１７との歯数差により、歯数の多い分だけ
入力リング１２に自転が生じ、操作リング８の回転が大
きく減速されるので、この入力リング１２の自転出力が
トルクアップした出力となる。

【００１７】実施例において、出力リング７のギャ１６
を歯数６８に設定し、入力リング１２のギャ１７を歯数
６５に設定して、歯数差を３歯とすると、 ３（歯）／６５（歯）＝１／２１．６ となり、入力に対して大きな減速比となり、大きなトル
クアップ出力が出力リング７から得られる。

【００１８】前述の入力リング１２は、同入力リング１
２の中央部外周面に形成した突条部１８と、同入力リン
グ１２の先端部外周面に遊嵌した保持リング１９との対
向周面間に適宜個数のスラストボール２０を転動可能に
保持している。且つ、同突条部１９の後端面円周上に凹
部２１を複数形成し、これと対向する固定リング１３の
先端面円周上に上述の凹部２１…の公転を許容する大き
さのピン２２を複数突設して、これら各凹部２１…と各
ピン２２…とを相互に係合して、チャック本体２に固定
リング１３が固定されることで、入力リング１２の自転
を阻止し、公転のみを許容する。

【００１９】前述の固定リング１４は、同固定リング１
４の先端側内周面に垂直な圧接面２３を形成し、これと
対向するチャック本体２の中央部外周面に垂直な圧接面
２４を形成しており、これら圧接面２３，２４は、ツー
ルＡの締付け時において、ナットリング６が締付けによ
る反力により後退することで圧接され、チャック本体２
と固定リング１４とを一体的に固定し、固定リング１３
の回動も固定される。

【００２０】上述のナットリング６が固定リング１４を
押圧するとき、両者間には相対回動が生じるので、この
間に介装したワッシャ１４ａは両者の摩擦抵抗を少なく
するために、図３に示すようにその両側面に固体潤滑被
膜１４ｂをコーティングしている。

【００２１】上述の固体潤滑被膜１４ｂは、例えば、デ
フリックコート（商品名、株式会社川邑研究所製）であ
って、塗料中に二硫化モリブデン、グラファイト、ある
いはフッ素樹脂などを含み、面圧に対して高荷重に耐
え、また、高温にも耐え得るものである。

【００２２】前述の操作リング８の後端部内周面には、
上述の固定リング１４の後端面と対向して弾性リング２
５を圧入固定し、同弾性リング２５の内周縁部に形成し
た各弾性片２６…と固定リング１４の後端面に刻設した
凹面部２７とを係合して、操作リング８の回動操作時に
ノッチ感触を付与し、同固定リング１４の圧接面２３
と、チャック本体２の圧接面２４との圧接固定を解除す
る方向に付勢している。且つ、同操作リング８の偏心内
周面１５にテフロン等の摩擦計数の小さい合成樹脂で形
成したシート状の滑動用リング２８を嵌着固定して、操
作リング８と固定リング１３との摺動抵抗を軽減してい
る。

【００２３】図示実施例は上記の如く構成するものとし
て、以下、ツールチャック１の締付け操作及び解除操作
を説明する。

【００２４】先ず、ツールＡを３本の各チャック爪４…
により挾持する場合、図１に示すように、保持リング９
を回動不可に固定した後、操作リング８を締付け方向に
回動操作する。すなわち、操作リング８の回動初期に
は、３本の各チャック爪４…にツールＡの挟持による負
荷が付与されておらず、動力伝達機構１１を構成する固
定リング１４はチャック本体２に対して回動可能なフリ
ー状態にあり、且つ、固定リング１４の各凹面部２７…
に弾性リング２５の各弾性片２６…を係合しているた
め、操作リング８と、入力リング１２と、固定リング１
３，１４とが一体的に回動して、操作リング８の回動と
等速でナットリング６が回動され、ナットリング６のネ
ジ送りにより３本の各チャック爪４…を迅速に緊縮摺動
させツールＡを挾持する。

【００２５】次に、図４に示すように、３本の各チャッ
ク爪４…がツールＡに接触して挾持負荷が付与される
と、ナットリング６が締付けによる反力で後退し、これ
によってワッシャ１４ａを介して固定リング１４の圧接
面２３とチャック本体２の圧接面２４とが圧接され、チ
ャック本体２と固定リング１４とを一体的に固定し、か
つ固定リング１３も固定されて、動力伝達機構１１によ
りトルクアップ作用を発生させる。すなわち、操作リン
グ８の回動操作により、その偏心内周面１５の偏心によ
り入力リング１２が公転し、同入力リング１２に刻設し
たギャ１７と出力リング７に刻設したギャ１６との歯数
差により、入力リング１２に自転が発生し、この自転出
力が入力を減速した高トルクの出力となってナットリン
グ６を回転させ、３本の各チャック爪４…をネジ送りし
てツールＡを締付け固定する。

【００２６】上述のツールＡの締付けにおいて、ナット
リング６の内端面の回動と、固定リング１４の外端面の
非回動との間で、相対回動が生じるので、これらの摩擦
抵抗をワッシャ１４ａの固体潤滑被膜１４ｂによって低
減させて、ナットリング６のトルクロスを解消する。

【００２７】上述のように高トルクでツールＡを挟持す
べく操作リング８を締付け方向に回動したとき、ツール
Ａを挟持したときの挾持負荷は入力リング１２と出力リ
ング７とに刻設したギャ１６，１７の噛合を離間する方
向に作用する。すなわち、操作リング８からの入力が一
定のトルク以上になると、図６に示すように、ギャ１６
と各頭部１６ａ…とギャ１７の各頭部１７ａ…との当接
による反力で、スリーブ１０の弾性に抗して入力リング
１２がチャック本体２の中心側に偏心されると共に、図
４に示すように、ギャ１６，１７の噛合側と対応するス
リーブ１０が径方向に圧縮変形されてエネルギーを蓄積
し、入力リング１２のギャ１７と出力リング７のギャ１
６との噛合が瞬間的に離間する。図６中仮想線で示すよ
うに、ギャ１６の各頭部１６ａ…とギャ１７の各頭部１
７ａ…とが１歯分スリップした瞬間、スリーブ１０に蓄
積された弾性力により入力リング１２が径方向に復元さ
れ、入力リング１２のギャ１７と出力リング７のギャ１
６とが衝撃的に噛合される。図６中実線で示すように、
ギャ１７の各頭部１７ａ…とギャ１６の各頭部１６ａ…
とが衝突しながら相互の噛合位置を１歯分ずつ順次変位
する。

【００２８】従って、相互の噛合い時に生じる瞬間的な
衝撃力によりナットリング６が締付け方向に若干回動さ
れ、入力リング１２に刻設したギャ１７と固定リング１
４の刻設したギャ１６との歯数差により減速した回動力
だけで締付け固定するのに比べて、それ倍以上の締付け
力が瞬間的に得られ、ツールＡを強固に締付け固定する
ことができる。

【００２９】次に、ツールＡを取り外す場合、操作リン
グ８を緩み方向に回動する。すなわち、動力伝達機構１
１はチャック本体２と固定リング１４との圧接面２３，
２４が圧接状態にある間はトルクアップが作用している
ので、操作リング８の回動はトルクアップした大きな力
でナットリング６を緩み方向に回動し、３本の各チャッ
ク爪４…を高トルクで確実に緩めることができる。３本
の各チャック爪４…が後退して、ナットリング６に締付
けによる反力が作用しなくなると、弾性リング２５の付
勢力により固定リング１４を先端側に前進し、固定リン
グ１４の圧接面２３とチャック本体２の圧接面２４との
圧接固定が解除されて、動力伝達機構１１により減速作
用が解かれ、操作リング８と、入力リング１２と、固定
リング１３，１４とを一体的に回動して、ナットリング
６は操作リング８の回動と等速で回動し、３本の各チャ
ック爪４…を速く緩み方向にネジ送りさせ、これら各チ
ャック爪４…を迅速に拡大摺動してツールＡの締付け固
定を解除する。

【００３０】このようにツールＡの挾持時において、ナ
ットリング６と固定リング１４との間に、固体潤滑被膜
１４ｂをコーティングしたワッシャ１４ａを介装してい
るので、これら両者６，１４間の摩擦抵抗が激減し、ナ
ットリング６の回動力は固定リング１４でロスすること
なく、有効にツールの挟持力として作用し、小さい力で
ツールを強力に挟持することができる。さらに、固体潤
滑被膜１４ｂをワッシャ１４ａに形成することで、ボー
ルベアリングを介装する場合に比して、部品の組み込み
が容易でコンパクトに形成できる。

【００３１】なお、上述の実施例では、ワッシャ１４ａ
を介装しているが、図７に示すように、ナットリング６
の内端面に直接固体潤滑被膜１４ｂをコーティングして
もよい。この場合は部品点数を低減して組み込み作業を
さらに容易にすることができる。

【００３２】また、前述の実施例ではチャックハンドル
を用いないツールチャック１について説明したが、実施
例での動力伝達機構１１を構成しない通常のチャックハ
ンドルを使用するツールチャック、その他ナットリング
が反力で固定部と摩擦を生じるタイプのチャックに本発
明は利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ツールチャックによるツール締付け直前の状態
を示す縦断側面図。

【図２】図１に示すＤ−Ｄ矢視線断面図。

【図３】ワッシャの一部断面斜視図。

【図４】ツールチャックによるツール締付け直後の状態
を示す縦断側面図。

【図５】図３に示すＥ−Ｅ矢視線断面図。

【図６】サイクロイドギャの噛合い状態を示す部分拡大
断面図。

【図７】他の例を示すナットリングの断面図。

【符号の説明】

Ａ…ツール １…ツールチャック ２…チャック本体 ４…チャック爪 ６…ナットリング ７…出力リング ８…操作リング １０…スリーブ １１…動力伝達機構 １２…入力リング １３，１４…固定リング １４ａ…ワッシャ １４ｂ…固体潤滑被膜

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】チャック本体の先端中心部に複数本のチャ
   ック爪を拡縮摺動可能に斜設すると共に、これら各チャ
   ック爪の外側面に部分雄ネジを刻設して、これら部分雄
   ネジにナットリングを螺合し、該ナットリングの外周に
   嵌装した操作リングの回動操作に基づいて、ナットリン
   グを回動して前記チャック爪をネジ送りで拡縮摺動させ
   てツールを挟持するツールチャックであって、前記ナッ
   トリングの内端側に、固体潤滑被膜を外側面にコーティ
   ングしたワッシャを介装したツールチャック。
2. 【請求項２】チャック本体の先端中心部に複数本のチャ
   ック爪を拡縮摺動可能に斜設すると共に、これら各チャ
   ック爪の外側面に部分雄ネジを刻設して、これら部分雄
   ネジにナットリングを螺合し、該ナットリングの外周に
   嵌装した操作リングの回動操作で、ナットリングを回動
   して前記チャック爪をネジ送りで拡縮摺動させてツール
   を挟持するツールチャックであって、前記ナットリング
   の内端面に固体潤滑被膜をコーティングしたツールチャ
   ック。