JPH029518A

JPH029518A - チャック

Info

Publication number: JPH029518A
Application number: JP63325747A
Authority: JP
Inventors: Arno W Zimdars; アルノ・ベルナー・ツインダース
Original assignee: Joseph Albrecht Bohrfutterfab & Co GmbH
Current assignee: Joseph Albrecht Bohrfutterfab & Co GmbH
Priority date: 1987-12-31
Filing date: 1988-12-23
Publication date: 1990-01-12
Anticipated expiration: 2010-03-22
Also published as: US4902025A; JPH0724963B2; EP0322513A1; ATE75644T1; EP0322513B1; DE3870838D1; DE3744589C1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野コ本発明はチャックに係り、より詳細には、手で締付は可
能で、−旦締付けられれば、作業中にゆるまずに締付は
力を増すものである一方、容易に取外すことができるチ
ャックであって、コンパクトで、軸線方向長さが短い構
造をなしているものに関している。

［従来技術及び発明が解決しようとする課題］チャック
は一般的に円筒形のベース本体を有し、その中に支持ス
ピンドルつまりバックアップスピンドル（ｂａｃｋ−ｕ
ｐ　　５ｐｉｎｄｌｅ　）などが螺合されている。バッ
クアップスピンドルには、軸線方向にクランプつまり保
持用の爪が支持されており、爪はこれを囲んでいる保持
用スリーブ等により所定位置に保持されている。好適に
は、保持用スリーブは本質的に円筒形状のスリーブ要素
を含んでいる。保持用スリーブ及び／又はスリーブ要素
はベース本体に対して回転することができる。スリーブ
要素とベース本体との間に、解除可能なロック機）１４
を配することが公知となっている。このロックａ！構は
、スリーブが位置方向に回転されている場合にロック状
態となり、クランプ用爪を緩めるためこれと反対方向に
回転された場合に、ロックされていない状態となる。

高速で、つまりコンピュータによる数値制御の機械にみ
られるようにスピンドルの回転数が高い状態で作業がな
されるチャックでは、そのロック状態が緩んで、ドリル
、中ぐり工具、リーマ−などのようなツールをクランプ
している爪が緩んでしまう可能性、がある。このことは
特に、機械が動作しながら、突然に停止するような場合
に起きる可能性がある。

このように、急激な停止によってクランプ用爪のロック
が緩み、ツールのクランプが緩むのを防止するため、ベ
ース本体とスリーブとの間に置かれたラチェットタイプ
のロック機構が提案されており、ラチェットはベース本
体とスリーブとがクランプ用爪が緩む方向に相対回転し
ないように固定する。勿論、ラチェットはツール、つま
りクランプ用爪が締まるように、また、締まる方向への
相対回転が阻止されないように配されている。作動方向
へ回転されることで、チャックのクランプについての自
己保持機能が維持される。この様なロック機構の構成は
、例えば欧州特許出願公開（Ｅ　ｕｒｏｐｃａｎ　　　
Ｐ　ｕｂｌｉｓｈｃｄ　　Ａ　ｐｐＨｃａＬＩｏｎ）第
００１７７４８号に開示されている。ここに示されてい
る構成は、スリーブ要素に取付けされて回転されるとと
もに、スリーブ要素自体によって軸方向についてベース
本体に支持されている圧力リングを用いている。圧力リ
ングにはばねにより付勢されたラチェットのラッチが配
されており、ラッチはベース本体に配されたギアリング
と直接的に作用できるようにして連結されている。例え
ばツール等の交換のため、爪を開放できるようにするた
め、ラチェットのラッチを開くための構成が設けられて
いる。この構成は、スリーブの軸線方向の後端に配され
、回転軸線と同軸に位置している回転可能な取外し用リ
ングを含んでおり、この取外し用リングは圧力リングに
装着されている。ラッチを開くための取外し用リングは
、ラチェットのラッチ要素の適当な端部の取外し用突起
と係合する突当部を有している。

スイス特許第６３５７６６には、同様に円形のラチェッ
トリングを有する爪タイプのチャックが示されており、
ラチェットリングはすぐ上で説明したチャックとほぼ同
様に動作する。

ラチェットの可動のラッチ要素、又は可動の複数のラッ
チ要素を備えたラチェットロックは、比較的複雑且つ大
きく、チャックの構成について必要とされるスペースも
小さなものではない。ラッチはその性質上、段階的に動
作する。結果として、クランプ力によるロック、つまり
爪の作用は段階的にのみ得られる。このことは多くの用
途について、好ましくないことである。この段階の間は
、ギアリングの歯の間隔、及びラチェットの構成やラン
チ要素自体によって支配される。

ドイツ民主共和国特許（ＤＤ−ＰＳ）第２０１９８５号
には、軸方向に短いクランプチャックで、そのクランプ
作用が回転方向とは無関係のチャックが示されている。

バックアップスピンドルを収容するベース本体は、閉止
キャップに直接にねじ結合された円錐形の要素に回転可
能に配されている。クランプ用爪のそれぞれを締付けた
り緩めたりするため、駆動用ウオームがベース本体と円
錐形の要素との間に設けられ、その間の相対回転を可能
にしている。駆動用ウオームはこのウオーム機構の適当
な位置に外方から係合するアレンレンチ（Ａ　Ｉ　ｔｅ
ｎ　　ｗｒｅｎｃｈ）によって作動される。

しかしながら、このウオーム機構では、回転するチャッ
クの有する自己締付機能についての長所が失われている
。

従って、本発明の目的は、自己締結機能を有するチャッ
クであって、軸方向長さが短く、手によって操作、即ち
、別にツールを必要とせずに操作でき、且つ、急激な停
止あるいはその他の困難な作業条件下であってもゆるむ
ことなく、爪をツール本体まわりについて信頼性高く、
また段階的にではなくクランプつまり締付けるチャック
を提供するにある。

［課題を解決するための手段］即ち、ロック機構が設けられており、本発明によるこの
ロック機構は、ベース本体に対して同軸に配されてこれ
を囲んでおり、軸方向に隣接するベース本体と締付は用
スリーブの同軸の回転対称な領域、又は締付は用スリー
ブまたはベース本体に連結された部材または要素を一体
に連結するばねを含んでいる。選択的に作動する解除機
構が同様に設けられており、この機（■は好ましくは螺
旋状のばねに作動できるようにして配され、所望の際に
連結のための接触を解除することができるようにしてい
る。

この構成は以下の利点を有している。即ち、ばねによる
カップリングを形成しているばねによって、自己締結性
の信頼性のある（を造となっており、無段階に可変とな
っており、あるいは周辺部分について接触可能となって
おり、且つ軸線方向について小さな寸法となっている。

無段階での動作及びクランプが確保されている。ばねは
その構成から、それぞれ、爪と係合するスリーブ又はこ
れに連結される要素と、ベース本体又はバックアップス
ピンドルとの間での相対回転を、一方の回転方向のみ、
つまり爪によりツールなどをクランプする方向のみでき
るようにする。従って、チャックは、孔穿は加工、中ぐ
り加工等の際に、それ自身で自動的に再締付をなすこと
ができるが、スリーブとベース本体との間での反対方向
への相対回転は、通常、螺旋状に巻回されているばねに
より囲まれてばねと係合する部材の摩擦接触によって信
頼性高く阻止されている。

本発明により、螺旋状のばねは、保持用スリーブそれ自
体の構造内に配されており、このことから、特に簡単で
、コンパクトな構造となっている。

この螺旋形状はバックアップスピンドルの領域、例えば
これに形成された円筒形状のフランジを囲んでいる。螺
旋状のばねによって囲まれた領域つまり範囲は、好まし
くは円筒形状で、同軸で同径の滑らかな外周面を備えて
いる。しかしながら、これらの領域は、対称である必要
はなく、これらの面は例えば円錐面でもよく、この場合
には、これを囲んでいるばねは、係合されるべき面に対
応するように形成、つまり形状をなしていなければなら
ない。

爪を緩めるため、選択的に作動可能な連結１，１ｊ御用
リングが設けられており、本発明によるこのリングは、
保持用スリーブに対して相対回転可能な作動リングとし
て形成されている。作動リングは、保持用スリーブに直
接的に回転できるようにして配されていてもよい。作動
リングには螺旋状のばねと接触可能で、螺旋状のばねに
作動可能にして連結される領域が形成されている。好適
には、作動リングの内面は、ばねと係合し、手動で作動
リングと係合して回転できるようにすることにより、ば
ねと協働するような形状とされている。作動リングは、
したがって、ばねに披芒されて、完全にばねを覆うこと
になり、ばねを保護する。ばねの解除手段はリングに形
成されたカムのトラックとすることができ、ばねはスリ
ーブの開口を通って引き出され、作動リングと係合する
ことになるその端部を構成する。スリーブの開口は、作
動リングによって再び覆われる。これにより、ごみや固
まったオイルなどによる汚染を信頼性高く防止して、チ
ャックの内部の構成要素の清浄性を確保する。ばねの端
部は、好適には曲げられ、またはオフセットされている
。作動リングには係合又は当接領域が形成され、作動リ
ングが回転される回転角が規定され、制限される。

Ｃ実施例］自己締付は型つまり自己クランプ型のチャックは、はぼ
円筒形状のベース本体１を有しており、ベース本体１は
、適当なテーパのついた端部２で、テーパの付いた開口
を備えたツールホルダー４の同軸な六３に嵌合されてい
る。ベース本体１はねじ５によってツールホルダー４に
取付けられており、ねじ５は例えばソケットレンチつま
りアレンレンチが入る６角形の凹所をＨする端部を備え
ている。チャックはその縦方向軸線回りに回転する。

ベース本体１には同軸にしてねじ孔７が形成されており
、このねじ孔７にバックアップスピンドル８が取付けら
れている。バックアップスピンドル８はクランプ用の爪
９を支援し、軸線方向に支持する。第１図および第２図
には、理解しやすく且つ図示を容易にするためクランプ
用の爪は１つのみが示されている。通常は３個以上のク
ランプ用の爪が用いられる。第１図の断面図において対
称線の上側のクランプ用爪はわかりやすくするために省
略されている。クランプ用爪９は、その端部に摺接部１
０を有し、回転については固定されるが、バックアップ
スピンドル８に対しては半径方向に移動できるようにし
て、スライドガイド１１に案内されている。クランプ用
爪９は保持用スリーブ１３の案内溝１２（第４図）に案
内されている。外側を包囲するスリーブ１４は内側に円
錐面１５（第１図）を有しており、この内側の円錐面は
、よく知られているように、クランプ用爪９に作用でき
るように係合し、半径方向に作用する。

保持用スリーブ１３は円筒形状の内側延長部１６を有し
ている。内側延長部１６も、内側が円筒形状をなし、ベ
ース本体１に対して回転することができる。内側延長部
１６はフランジ１７によって、ベース本体に対して軸線
方向について所定位置に支持されている。ベース本体と
同軸な同軸スリーブ１８は、保持スリーブ１３の一部に
締りばめとなって被着されている。保持スリーブ１３お
よび同軸スリーブ１８は、ピン１９によって一体に連結
され、共に回転する。同軸スリーブ１８には外側のねじ
部１９０（第２，４図）が形成されており、この外側の
ねじ部１９０には外側のスリブ、つまり外側を包囲する
スリーブ１４が螺合されている。フランジ１７とスリー
ブ要素２０との間には、解除用の転勤要素２１が配され
ている。

転勤要素２１、例えばベアリングボールにより同軸スリ
ーブ１８のスリーブ部分２０は回転することができる。

７ランジ１７の反対側のリング状面と協働するベアリン
グボール２１は、同軸スリーブ１８および保持スリーブ
１９をベース本体１で軸線方向に支持し、フランジ１７
が軸線方向について保持スリーブ１３と同軸スリーブ１
８との間にあるようにしている。解除が可能なりランプ
機構が、ベース本体１と、スリーブ１８又は保持スリー
ブ１３とのそれぞれの間に配されており、このクランプ
機構によってベース本体１と同軸スリーブ１８との間の
クランプする向きの相対回転が可能になるが、その反対
向き、爪９のクランプ作用が緩む向きでは、この機構は
クランプ用爪９を所定の位置でロックする。

本発明によれば、このロック機構は取り囲むつまり包囲
するばねとなっているスプリングクラッチであり、本発
明の特徴により、このスプリングクラッチはベース本体
１と同軸に配された螺旋状のばね２２を含んでおり、ロ
ック動作又は解除動作を選択作動する制御要素２３であ
って、同軸スリーブ１８に回転可能に配された制御要素
２３に連結されている。

第１図、第２図及び第４図に最もよく示されているばね
２２は、円筒形状の、フランジ１７の全周について滑ら
かな外周面２４を包囲しており、更に、保持スリーブ１
３の円筒形状の延長部１６の完全に滑らかなセットパッ
ク面２５で、爪９を支Ｆ！？　して、保持する而２５を
も囲んでいる。これら２つの円筒形状の而２４，２５は
、第２図に示すように、直に隣接して配されている。こ
れら２つの円筒形状の面２４，２５は、同じ径を有して
おり、而２５はオフセット、または保持スリーブ１３の
残りの部分に対して縮径されている。第２図から明らか
なように、包囲しているばね２２はスリーブ１８内に配
されており、スリーブ１８は保持用のばねを完全に包囲
している。同軸スリーブ１８には、ここからスリットと
なって半径方向に延びる開口２６が形成されており、ス
リット（第４図参照）を通って、ばねの曲げ端部２７（
第３図参照）が外方に出されている。開口２６は、開口
２６を外側から覆う作動リング、つまり作動制御リング
２３内にあるように位置付けられている。

作動リング２３はばね２２の曲げ端部２６と協働する内
側の解除用要素を何している。これらの解除用要素は、
−心カムのトラック２８（第５図および第７図参照）と
して構成されている。このクラッチが一体に組合わされ
た場合、曲げ端部２７を備えたばね２２は、カムのトラ
ック２８のレベル（第３図参照）に位置することになる
。

一方の側で、カムのトラック２８には溝状の凹所２９（
第７図）が形成されており、凹所２つは、作動リング２
３が「閉」位置では、ばね２２の曲げ端部２７がここで
肩部３０と接することができるようにしている。肩部３
０は溝つまり凹所２９と共に、当接突当部を構成し、当
接突当部はスリーブ１８に対する作動リング２３の回転
角を、方向について第３図の符号３１で示す角度に制限
している。回転角３１の範囲の反対側への制限は、ばね
２２の曲げ端部２７によるクランプ効果によって与えら
れる。ばね２２の曲げ端部２７は、例えば領域３０（第
３図）で、内側向きのくさび状のカムのトラック２８（
第５図）とフランジ１７の円筒状の面２４との間に係合
して、作動リング２３のこれ以上の回転を防止している
。

外側に塗布されたマーカーまたはストップは、それらの
うちの一方が第１図に概略的に示されているが、それぞ
れ作動リング２３の「開」位置及び「閉」位置を指して
いる。例えば「開」方向を指す矢印は作動リング２３に
、矢印Ａで示されるようにして（第１図）位置している
。

作動リング２３が「閉」位置にある際には、巻線がそれ
ぞれの面２４，２５回りに自己締め付けとならないよう
に配されているばね２２の巻き方向を選択することによ
って、同軸スリーブ１８は保持スリーブ１３及び外側を
包囲するスリーブ１４とともに、チャックの爪９を締め
る方向に、ベース本体１に対して自由に回転される。そ
の後、これにより爪チャックの自動的な締付けつまり連
続した締付は効果が維持される。同軸スリーブ］８と、
これに対して反対に、つまり緩む方向であるが、回転す
るように連結された部材との相対回転は、ばね２２によ
るばね自身が締まることになるような摩擦接触によって
阻止されている。従って、クランプされたツールの望ま
しくないクランプの緩み、例えばスピンドル４の振動又
は急激な停止によるクランプの緩みが高い信頼性をもっ
て防止されている。

爪９内でツールを手動で取外すためには、作動リング２
３（第３図）は反対向き、つまり「開」の向きに回転さ
れる。これにより、作動リング２３はその肩部３０でば
ね２２を、ばね２２の巻き方向と反対向きに移動させ、
同時に、ばね２２を半径方向内側に押圧する。ばね２２
のクランプ作用はこれにより解除されて、包囲型ばね継
手において良く知られているように、相対回転が可能に
なる。同軸スリーブ１８と、これに装着された保持スリ
ーブ１９、及び外側つまり包囲スリーブ１４は、ベース
本体１に対して開方向つまりツールを緩める向きに、爪
９にクランプされているツールが開放されて取外すこと
ができるまで、回転される。

ばね２２は、選択されている例では、ベース本体ｌのフ
ランジ１７と、保持スリーブ１３の延長部１６との間に
位置している。種々の変更及び改変がＪＩＪ能であり、
例えばばね２２は同軸スリーブ１８の適当な面、又は保
持スリーブ１３若しくは同軸スリーブ１８と連結して回
転する別の面と直接に協働するものでも良い。この構成
は、更に、ばね２２がベース本体１の領域、図示された
例では７ランジ１７であるが、むしろベース本体１に連
結されている別の要素を、直接には包囲していないよう
にしたものでもよい。

作動リング２３には、握り易くするため、好ましくはそ
の外周に、少なくとも部分的に、ローレット加工つまり
うね模様加工された而３２が形成される。同軸スリーブ
１８は軸線方向の延長部１２５（第４図）を有しており
、延長部１２５は軸線方向の精度を高めるとともにチャ
ックを案内するのに寄与するツールホルダー４内で回転
可能である。

このチャックは、工作機械に装着されて、例えば第１図
に概略的にのみ示されているようにその壁面Ｗから突出
している。

本発明はその節囲内で種々変更及び変形が１−ｉＪ詣で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるチャックを示す部分断面図、第２
図はチャックの構成要素の前方部分について詳細に示す
、ベース本体、スリーブ、及びスプリングを備えた爪の
キャリアについての部分断面図、第３図は第２図のＩＩ
Ｉ−ＩＩＩ線に沿った部分断面図、第４図はチャックの
分解斜視図、第５図は取外し用リングの平面図、第６図
は第５図の■■線に沿った断面図、及び第７図は第５図
の■で示す円内の領域を拡大した部分図。１・・・ベース本体、８・・・バックアップスピンドル
、９・・・爪、１３・・・保持スリーブ、１８・・・同
軸スリーブ、２２・・・螺旋状のばね、２４．２５・・
・面、２７・・・曲げ端部。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims

【特許請求の範囲】１、少なくとも部分的に円筒形状をなしたベース本体（
１）と、ベース本体に同軸にして取付けられたバックアップ用の
スピンドル手段（８、１１）と、スピンドル手段の終端
に当接し、共に回転をなすためにこれに連結されている
クランプ用つまり保持用の複数の爪（９）と、前記爪を包囲しているとともに、前記爪を所定位置に保
持する保持用スリーブ手段であって、前記ベース本体（
１）に亙って延び、回転対称な同軸スリーブ（１８）を
含んでおり、ベース本体に対して回転可能に配されてい
る保持用スリーブ手段（１３、１４、１８）と、前記保持用スリーブ手段（１３、１４、１８）と前記ベ
ース本体（１）との間に位置している選択的に噛合せ可
能な連結手段（２２）であって、保持用スリーブ手段と
ベース本体との間における第１の向きへの相対回転によ
り、保持用スリーブ手段とベース本体との間の噛合せを
解除し、更に、反対向きつまり第２の向きへの選択的な
相対回転により、保持用スリーブ手段をベース本体に噛
合わせて結合させ、これによりチャックに保持されたツ
ール回りのつめの締付けを提供する連結手段（２２）と
を有してなる自己クランプ型つまり自己締付け型のチャ
ックにおいて、前記連結手段（２２）は、ベース本体回りに同軸に配さ
れた螺旋状のばね（２２）を含んでなる囲みばねクラッ
チ、つまりばね継手と、ベース本体（１）に配された回転対称な第１の領域（２
４）と、保持用スリーブ手段（１３、１４、１８）に配され、前
記第１の領域（２４）と軸線方向に隣接して位置する回
転対称な第２の領域（２５）とを備え、前記螺旋状のばねは、前記ベース本体と前記保持用スリ
ーブ手段とを連結又は分離するために前記第１の領域と
第２の領域の双方を離間させており、また、螺旋状のばね（２２）に作動可能に配されて、前記螺旋
状のばねの前記双方の領域との連結接触を解除するにつ
いてこれを制御する選択的に動作可能な連結制御手段を
備えていることを特徴とするチャック。２、螺旋状のばね（２２）は前記回転対称のスリーブ（
１８）の内部に位置している請求項第１項に記載のチャ
ック。３、保持用スリーブ手段（１３、１４、１８）は、前記
第２の回転対称な領域（２５）を規定するその部分を有
する保持用スリーブ要素（１３）を備えている請求項第
１項に記載のチャック。４、前記回転対称な領域を規定する前記部分は前記保持
用スリーブ要素の軸方向の延長部を備えている請求項第
３項に記載のチャック。５、前記回転対称な領域（２４、２５）は、円筒形状の
領域である請求項第１項に記載のチャック。６、連結制御手段（２３、２８）は、前記保持用スリー
ブ手段に対して回転可能で、前記螺旋状のばねの部分（
２７）と接触可能な作動リングを備えている請求項第１
項に記載のチャック。７、螺旋状のリング（２２）は前記回転対称なスリーブ
（１８）の内部に位置しており、前記作動リング（２３
、２８）は前記同軸スリーブ（１８）の上方で回転可能
にして位置してる請求項第６項に記載のチャック。８、前記作動リング（２３）は前記同軸スリーブに回転
できるようにして配されている請求項第７項に記載のチ
ャック。９、ばね（２２）と接触できる作動リング（２３）の前記部分（２７）は、リングの内側領域に位
置し、前記リングが所定の方向に回転した際に、ばねを
解除位置とするようにばねに連結された手段（２８）を
含んでいる請求項第６項に記載のチャック。１０、ばね（２２）に連結された前記手段は、前記リン
グの内側に形成されたカムのトラック（２８）を備えて
いる請求項第６項に記載のチャック。１１、前記同軸スリーブ（１８）には、開口（２６）が
形成されており、ばね（２２）の前記部分（２７）は、
少なくとも部分的に、前記開口（２６）を通って延び、
前記作動リングと接触できる請求項第９項に記載のチャ
ック。１２、ばね（２２）の前記部分（２７）の終端領域は、
前記リング（２３）の内側面の方向に曲げられている請
求項第１１項に記載のチャック。１３、作動リング（２３）の回転によって接触可能で、
前記作動リングの回転動作を、その回転の少なくとも一
方向について制限する突当て手段（２７、３０）を更に
含んでいる請求項第６項に記載のチャック。