JPH05200610A - 機械式チャック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 工具又は工具ホルダの精確な嵌合を確保でき
る機械式チャックを提供する。 【構成】 シャンク取上げ要素１は、その中へテンショ
ン要素４を介してシャンクを引き上げるように中空要素
として形成される。シャンク取上げ要素１は外ねじ部１
１と取付用締結ナット２とを備える。締結ナット２は、
ピン３用の環状支持面２ａを備える。環状支持面２ａ
は、該締結ナット２が締結方向へ引き付けられるとき
に、シャンク取上げ要素１内部で中ぐり１０を通して、
ピン３をテンション要素４との接触面４ａに対して押し
付けるように同心配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、中空のシャンク取上げ
要素を備え、このシャンク取上げ要素の内部にテンショ
ン要素が設置され、長手方向へ移動可能な少なくとも１
つのピンがテンション要素に当接し、シャンク取上げ要
素にピン用の中ぐりが設けられ、中ぐりの中空内部から
ピンが外方へ延出し、テンション要素とピンとの接触面
又はそれらの移動方向は、ピンがその締結時にシャンク
に軸線方向へ力を加えるように設計される、工具又は工
具ホルダのシャンク用の機械式チャックに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のチャック装置においては、取上げ
（ｕｐｔａｋｅ）部分の中央にプルロッド（引き棒）が
配置され、プルロッドの端部が円錐形に延長され、複数
のピンはこの円錐面に当接する一端部を備える。これら
のピンの他端部は、円錐ジャーナル形状の取上げ要素内
を通って突出し、かつ内部から外向きに、工具に連結さ
れた中空シャンクの円錐面と接触する。テンション下
で、テンション要素の円錐端部はピンを僅かな軸線方向
成分を有して半径方向に外向きに押圧する。これらのピ
ンは、中空シャンクの円錐形内表面に接触し、この内表
面をストッパまでジャーナル全体にわたり軸線方向へと
移動させる。

【０００３】このチャックにおいては、工具を軸線方向
へ移動可能にするために、工具に関してシャンク取上げ
要素の裏側からテンション要素に直接的又は間接的にア
クセスしなければならないという問題点を有する。この
点により、シャンク取上げ要素内の中央貫通穴と、対応
する動力伝達要素の貫通通路とが必要となる。しかしな
がら、テンション要素は、例えば回転主軸の場合におい
ても常にテンション下に置かれることに注目しなければ
ならない。トラニオンとして形成されたシャンクは、比
較的強い半径方向成分力によりピンから押し離され、し
たがってシャンク取上げ要素へのシャンクの正確な取付
けに不利な影響を及ぼすことがある。

【０００４】シャンク取上げ要素が工具又は工具ホルダ
のシャンクをテンション要素と共に収容可能な中空要素
から形成された、他の形式のチャックが知られている。
このチャックによれば、中空シャンクの存在によって生
じる前述の取付けの問題は、シャンクがその略円錐形外
表面によってシャンク取上げ要素の内表面に当接し、そ
れにより略円錐形表面（例えば急傾斜面を有するシャン
ク）が正確な取付けに供与するので、補償される。しか
しながら、これら周知の他の形式のチャックは、テンシ
ョン要素を操作可能にするために、シャンク取上げ要素
の後ろ側からのアクセスを必要とする。

【０００５】上述のチャックの他に、例えば、外向きに
延びる３つ以上のクランプ要素が締結ナットにより一体
に締結され、それによりドリルシャンク等を保持する形
式の、単純なボール盤チャックが知られている。しかし
ながらこの種のチャックは、保持されるシャンクに軸線
方向ひずみを生じさせるので、比較的正確さに欠ける。
このシャンクは、対応するシャンク取上げ要素と全く同
様に、互いに重ねることによりシャンク又は工具に対す
る正確に再現可能な取付けを実現するような精確に形成
された表面を全く持たないのである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】これら周知の技術的現
状に鑑み、本発明の目的は、冒頭に述べた種類の機械式
チャックにおいて、工具の後方側へのアクセス又はそこ
からのテンション要素の操作をもはや必要とせず、それ
によりシャンク及びシャンクに連結された工具の正確な
取付けをも同時に保証できるように改良した機械式チャ
ックを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段及びその作用】上記目的を
達成するために、本発明は冒頭に記した種類の機械式チ
ャックにおいて、シャンク取上げ要素は、その中へテン
ション要素を介してシャンクを引き上げるように中空要
素として形成され、かつ、外ねじ部と取付用締結ナット
とを備え、締結ナットはピン用の環状支持面を備え、環
状支持面は、締結ナットが締結方向へ引き付けられると
きに、シャンク取上げ要素内部で中ぐりを通して、ピン
をテンション要素との接触面に対して押し付けるように
同心配置される機械式チャックを提供する。

【０００８】従来のチャックのもつ上述の欠点は全てこ
の設計によって回避できる。締結ナット、及びシャンク
取上げ要素の貫通中ぐりを介してのピンの作用による締
結ナットからテンション要素への力の伝達を使用するこ
とによって、シャンク取上げ要素への前面からのアクセ
スのみが必要となる。特に、テンション要素によりひず
みを受ける何らかの機械的構造をシャンク取上げ要素の
裏側に設ける必要は、もはや無くなった。中ぐりはいか
なる場合でもなお冷却剤補給のために必要である。工具
又は工具ホルダの中空シャンクとピンとの直接的な接触
は有利にも回避され、それによりこの工具又は工具ホル
ダの正確な取付けが局所的な変形によって不利な影響を
受ける可能性はなくなる。ピンは直接にテンション要素
と接触するだけであり、テンション要素は、シャンクが
シャンク取上げ要素内に軸線方向へ引き込まれかつ強固
に保持されるように、シャンクに接触するための固定要
素を有している。

【０００９】このようにして、対応する取付け面を備え
たシャンクをテンション要素の補助により中空のシャン
ク取上げ要素の中に引き入れることによって達成される
高水準の取付け性が維持される。説明を簡単にするた
め、以下では、シャンク全体又は工具シャンクのみにつ
いて言及する。したがってこのシャンクは、工具に直接
連結する必要がなく、それ自体１つの工具を支持する工
具ホルダとして形成され、それにより付加的な保持及び
調整要素を挿入可能であることが理解されよう。

【００１０】本発明に係るチャックにおいては、ピンの
中ぐりがチャックの軸線を含む場所に存在し、これらの
中ぐりがチャックの軸線に対して４５°未満の角度で傾
斜していることが有利である。また、中ぐりは、シャン
ク取上げ要素の中空空間内から装置の外方まで延びなけ
ればならない。これは、それ自体がピンを中ぐり内に押
し込まなくてはならない締結ナットの外ねじ部が、内部
に深い除去部分をもつ大きく突出したシャンク取上げ要
素を設計しようとするのでない限り、中ぐりの半径方向
成分の回避を困難とするものであるからである。さら
に、中ぐりとチャックの軸線との間の角度はできるかぎ
り小さいことが望ましい。それにより、摩擦を克服する
のに必要な力が少なくてすみ、シャンク取上げ要素によ
って締結力をねじのピッチを介してテンション要素に最
適に適合させることが可能となる。したがって、ピン用
中ぐりとチャック軸線との間に３０度の角度を有するこ
とが好ましい。

【００１１】さらに、本発明の好ましい実施態様におい
て、外ねじ部は、締結ナットの軸線方向長さよりも小さ
い距離だけシャンク取上げ要素の前端部から延び、故に
締結ナットのねじ部は基本的にシャンク取上げ要素の前
端部まで延びる。この場合、締結ナットを緩めたとき、
工具に面する締結ナットの前端部はシャフト又は工具ホ
ルダと接触し、シャフトをシャンク取上げ要素から解放
することができる。このために、シャンク取上げ要素の
前端部における外径は、チャックの軸線に対して垂直に
延びるシャンクとの接触面の直径よりも小さいことが望
ましいのは言うまでもない。

【００１２】締結ナット上のピンのための支持面は適切
なことに、締結ナットに対してねじ部分から離れる円錐
形の表面であり、チャックに垂直な平面に関する支持面
の角度はチャックの軸線に対する中ぐり又はピンの角度
と同じである。このようにしてこの円錐面は、正確に直
角に中ぐりの軸線と交差し、ピンの全断面領域が支持面
に載ることができる。また、上述の支持面は締結ナット
の内表面の周囲に延びるＶ字形の溝の側壁で形成されて
いることが好ましい。後で詳細に述べるように、このよ
うなＶ字溝の形成は締結ナットの完全な解放に対する安
全性を提供する。

【００１３】テンション要素は、その長手方向断面に沿
ってＴ字形状を有し、そのウェブは周知の要領で基本的
に円筒形の要素から形成され、その上にフィンガステー
が載る。また、テンション要素のフランジ要素はピンの
方向に開放した凹部を有し、この凹部の基部はピンに対
する接触面を提供する。このようにピンを凹部内に収容
させることの利点は、テンション要素が捩じられないこ
とにあり、これはテンション要素をシャンク取上げ要素
内に固定するために利用できる。

【００１４】テンション要素のフランジ要素内の付加的
な第２の凹部が、本発明の好ましい実施態様においてピ
ンを取り込む凹部の間に具備される。この第２凹部は軸
線方向に開口し、各々、一端では第２凹部の底面によ
り、他端ではフィンガステーを保持する支持リングによ
り支持されているばねを取り込む。この支持リングは、
シャンク取上げ要素の内側で少なくとも部分的に内向き
に突出するつば部の上に載る。

【００１５】このような支持リングは基本的に、テンシ
ョン要素上に配置されたフィンガステーの円筒形ウェブ
要素の周縁を所定位置に保持する機能を有する。これら
のフィンガステーは、テンション要素の対応する軸線方
向動作と共に軸線方向に外向きに加圧される。このとき
これらのフィンガステーは、テンション要素を捕えるべ
く中空工具シャンクの対応する溝の中に固定される。さ
らに、フィンガステーが円錐形延長部により押し離さ
れ、かつシャンク要素内の溝と接触することができるよ
うに、フィンガステーとテンション要素との間のある程
度の相対移動が必要である。上述のばねは、円錐形延長
部の方向において支持リング及びフィンガステーの前方
で伸び、それにより、支持リングはなおもつば部の上に
載り、テンション要素がその引き戻された解放位置にあ
る場合に、フィンガステーが円錐形延長部により押し離
され得ないようになっている。

【００１６】さらに、本発明の好ましい実施態様におい
て、弛緩方向にテンション要素の前方で伸びるばねが、
テンション要素とシャフト取上げ要素との間に具備され
ている。テンション要素はこのばねによりシャンク取上
げ要素の方向に押され、それによりピンも締結ナットの
支持面が許すかぎりにおいて中ぐりを通して外向きに押
される。

【００１７】同時に、このことは締結ナットをさらに安
全なものにするが、それは、締結ナットが緩められたと
き、支持面まで延びる締結ナットのＶ字溝の直立壁がピ
ンの側面上に載り、ピンが外に押し出された状態でそれ
以上緩むことができなくなるからである。取付け時及び
取外し時に、テンション要素は前述のばねの圧力により
シャンク取上げ要素内に極めて深く押し込まれるので、
ピンはシャンク取上げ要素の中ぐり内を摺動することに
なる。

【００１８】本発明に係るチャックは、固定機械部品の
みならず回転機械部品又は主軸にも取付けることができ
るという大きな利点を有する。シャンクを適切に収容す
るシャンク取上げ要素つまり中空空間は、適切なことに
多角形の断面を有する。これに関し、本発明の実施態様
では、多角形断面の隅部が丸味を帯び、これらの丸味の
ついた隅部の間の辺部がやや凸状に湾曲し、そのため辺
部と隅部とが相互に円滑に延びる。特に、主要形状が丸
味のついた隅部をもつ正三角形であるようなシャンク及
びシャンク取上げ要素の断面形状が好ましい。また、シ
ャンク及びシャンク取上げ要素は軸線方向に徐々にテー
パがかかっており、それにより、内部断面が設定最小寸
法に達した後、シャンク取上げ要素はその前端部におけ
る多角形断面の最大直径と同一の直径をもつ円筒形の除
去部分を有することが好ましい。除去部分は基本的に多
角形断面のごくわずか凸状湾曲しただけの側縁部に沿っ
て存在するにすぎず、隅部の領域ではゼロまで減少す
る。軸線方向のテーパ付け及び多角形断面は独自の特徴
である。

【００１９】このようなシャンク取上げ要素では、フラ
ンジ要素が、同一断面と、シャンク取上げ要素の狭部に
対応する最大直径とを備えることが有利である。この場
合、正しい方向性で、狭部を介してフランジ要素を除去
部分領域内に押し込むことができ、また、多角形の角度
の半分だけ回転させることによって、フランジ要素を、
下方の多角形断面の除去側方領域上にその隅部領域を配
置するように、除去部分領域内に固定することができ
る。多角形の角度というのは、多角形の隣接隅部と中心
との各連結線間の角度のことである。

【００２０】本発明の好ましい実施態様によれば、フラ
ンジ要素がこの回転した位置にある状態で、ピン用の中
ぐり及びフランジ要素内のピンの取上げ用凹部は互いに
心合せされている。フランジ要素は回転しないようにピ
ンによって固定されており、それにより喪失することが
ないよう除去部分の中に取り込まれる。フィンガステー
の下に配置された付加的な支持リングは、折曲げ可能な
弾性材料で作られ、除去部分の円筒形の外部寸法を有す
る。その弾性により、支持リングを多角形断面の狭部を
介して除去部分まで押すことが可能であり、したがって
支持リングは、その直径一杯まで広がることができ、そ
れにより側面の領域内で除去部分によって形成されたつ
ば部の上に載る。

【００２１】締結ナットは、テンション下に保持される
か、或いは手で又は工具を用いて解放される。ただし、
本明細書中に参考文献としてその重要部分が示される
「工具の自動交換用の把持装置」という題の、同一出願
人により同時に提出された特許出願明細書中に記述され
ているように、締結ナットの外側が機械的駆動要素との
ロック用に形成されていることが好ましい。これは、好
ましくは締結ナット上の外部のきざきざ又は歯の構造か
らなる。機械的駆動機構は例えばピニオンであり、この
ピニオンは締結ナットに関して軸線方向及び／又は半径
方向に調整可能であり、それにより締結ナットの歯と接
触又は離脱することができ、したがってピニオンの回転
軸線は好ましくはチャックの軸線に対して平行に延び
る。このような設計では、機械的駆動要素をシャンクが
回転可能であるようにシャンク用把持要素に関して配置
かつ支持することができ、それにより、締結ナットと機
械的駆動要素、及び把持要素とこのために指定されたシ
ャンク領域、の同時接触が可能となる。

【００２２】数多くの自動工具交換が工作機械において
実施される。ここでは１つの把持要素が、通常は側面領
域内に工具又は工具ホルダのシャンクを保持し、かつシ
ャンクがテンション下にあるときはチャックの外部に置
かれる。この把持装置は正しい方向性をもってシャンク
をシャンク取上げ要素内へ導き、この時点で、チャック
により作動される付加的な固定装置が通常は接触しかつ
導入されたシャンクをテンション下に置き、その時点で
把持装置が解放される。本発明によれば、把持要素及び
ピニオンは単一のユニットを形成し、それにより把持装
置の把持要素はシャンクを保持しピニオンは締結ナット
を働かせる。また、把持要素による締結ナットの回転に
抗する保持強度が導入され、ピニオンが締結ナットと接
触している場合に機械の主軸等を回転しないように固定
する必要がないことは、極めて有利である。

【００２３】特定の一実施態様は、チャックを既存の及
びその他の形で標準的な機械と共に直接使用できるよう
にするチャックの適合化に関する。これは、工作機械の
標準的インタフェースとの連結のための連結要素を本発
明に係るチャックの裏側に具備することによって達成さ
れる、したがって、チャックは従来の機械に対する取付
けのための中間要素としてアダプタ要素を有する。

【００２４】好ましい実施態様においては、上述のイン
タフェースはセンタリング要素を備えたフランジの構成
を有する。このセンタリング要素は、本発明のさまざま
な実施態様による内部センタリング要素、すなわち対応
するホルダのセンタリング開口部の中に工作機械を固定
するトラニオンであってもよいが、取付けるセンタリン
グ表面を備えたセンタリングブレース等の上に外側から
工作機械を固定する旋回つば部又は別々の突出部の構成
であってもよい。その他の通常の工作機械ホルダにおい
てと全く同様に、互いに固定し合い工作機械に関してチ
ャック上に取付けられた工具のセンタリングを行なうフ
ランジ取付け可能な取付け式アダプタが具備される。ド
イツ工業規格２０７９号に従って主軸頭に設置できるフ
ランジから延びているか又は急傾斜面を有するシャンク
取上げ要素上での対応する外部センタリングを有するよ
うな、トラニオン又はブレースとの内部センタリングが
好まれる。同様に、ドイツ技術者協会指針３４２５号又
は対応するドイツ機械工学協会のインタフェースに従っ
た歯を有する円筒形シャンク用の工具ホルダも存在す
る。本発明に係る機械式チャックは、工具から離れた側
に無造作に取付け用連結要素を備えることができ、した
がってこのチャックは、工具ホルダのための定置型又は
回転式の取上げ要素を備えた既存の工作機械上で有利に
も利用することもできる。本発明のその他の有利な特徴
及び利点は、本発明の好ましい一実施態様についての以
下の説明及び添付の図面により明らかとなろう。

【００２５】

【実施例】図１では、中ぐり３０又はタップ穴３１を用
いて、定置型又は回転型機械要素の上に取付けることの
できるシャンク取上げ要素が示される。図１で軸線方向
の縦断面図で表わされているシャンク要素１は、前方側
面で開放しもう一方の側では冷却材中ぐり３２まで基本
的に閉鎖されていてしかも閉鎖された端部の隣りには取
付けを目的として中ぐり３０，３１の取上げ用の旋回フ
ランジを有しているような基本的に中空の円筒形要素で
作られている。軸線方向断面は、円筒形断面をもつ除去
部分の中にあるほぼ円筒形の要素の外側からチャックの
軸線１７に対して３０度の角度で延びる中ぐり１０の軸
線を通って断面形状が延びるような形で置かれている。
開口部から徐々にテーパがかかり工具シャンクを取り込
む前方中空空間３４は円筒形でなく、多少の差こそあれ
多角形の断面を有しており、したがって一例として多角
形の隅部は丸味がついており多角形の辺部は「ゆったり
として」おり、そのたの多角形の一次形状はなお認識で
きるものの周囲には鋭った縁部又は隅部が全く無い。基
礎を成す多角形は正三角形及び図３に示されているよう
な平面図においては中空空間３４の断面であり、隅部の
丸味づけにもかかわらず円筒形の断面とはなおもかなり
異なっており、このことは特にチャックから工具シャン
クへ又はその逆方向へのトルク力の伝達を容易にしてい
る。

【００２６】中空空間３３，３４の中にはテンション要
素４があり、側面図から又は軸線方向縦断面図からその
形状は大まかにいって２重Ｔ字形又は、円錐形突出部３
５を無視すると引張り力の伝達のためのウェブ４″とフ
ランジ要素４′とを備えたＴ字形として特徴づけること
ができる。フランジ要素４′は同じ多角形の断面を有
し、特にその最も狭い点における多角形シャンク取上げ
空間３４と同じ寸法をもつ。

【００２７】したがって内部要素を、開口部を備えた側
から正しい方向性でシャンク取上げ空間３４内へと導入
し、除去部分の領域に至るまでそのフランジ要素と共に
押すことができる。この位置で、内部要素は１２０°の
多角形角度（多角形の２つの隣接する隅部の各々と中心
の連結線の間の角度と同じ）の半分に相当する６０度だ
け回転させられる。円筒形除去部分３３の半径は、最も
狭い点における空間３４内の多角形断面の最大半径に正
確に一致する。このことはすなわち、多角形断面の最大
半径の領域つまり多角形の隅部において、空間３４は段
又は中断無しに空間３３内へと移行することを意味す
る。しかしながら、多角形断面の「側縁部」又は「側
面」の間の領域においては、空間３４が空間３３内に移
行する点で段状突出部が存在し、それによりこの段はフ
ィンガステー５のための支持リング６用の接触面を提供
する。たとえ支持リングがなくても、テンション要素
は、多角形に対し６０度の角度で空間３４内でそのねじ
られた位置に保持されている場合中空空間３３，３４内
に取り込まれた時点ですでに固定されている。

【００２８】フランジ要素は、その周縁に沿って分布し
１２０度の角距離だけ分離された全部で３つの凹部３６
を有しこの凹部の底面４ａは各々ピンの端面に対し接触
面を提供している。凹部１８同士の中間には、つば部に
対して支持リングの前で伸びるばね７を取り込むさらに
３つの凹部が具備されている。支持リングは空間３３と
同じ円筒形の断面を有し、折曲げ可能な弾性材料で作ら
れているため、変形を通して空間３４と３３の合流点で
形成された狭い点を通って押し込むことが可能でありそ
れにより最終的につば部３８上のその所定の位置をとる
ことになる。

【００２９】周縁のまわりに分布した３つの中ぐりを通
って３本のピンが延びており、これらのピンの一方の端
面は前述のとおり凹部３６内で表面４ａと接触し、もう
一方の端部は締結ナットの内部に形成された円錐面上に
ある。ピンの直径は、好ましくは、例えば５mm、７mmよ
りも大きい。円錐面２ａは、ナット２の内表面上にＶ字
溝をフライス削り又はドリル削りすることによって維持
される。縦断面では、Ｖ字溝の側面は互いに９０度の角
度を成し、それによりピン３及び中ぐり１０は軸線に対
して平行な表面と心合せされ、一方もう１つの表面２ａ
は前述のようにピン３の軸線に対して正確に垂直な支持
面として存在し、それによりこれらのピンはその端面で
支持面２ａの上に比較的広範に横たわることになる。締
結ナットはシャンク取上げ要素１の前端部に形成された
雄ねじ１１にねじ込まれる。

【００３０】図１及び図２から、締結ナットが引張られ
続けたとき、それがいかにして軸線方向にシャンク取上
げ要素１の閉じた端部に向かって移動させられ、それに
よりピンがその中ぐりの中でさらに内向きに押し込ま
れ、この過程において軸線方向押出し力がテンション要
素のフランジ要素４′上に伝達されるかが、容易にわか
る。したがってテンション要素は、軸線方向にさらにシ
ャンク取上げ要素１内へと移動する。ばね７は支持リン
グ６をテンション要素のフランジ要素４から押し離すこ
とから、ウェブ４″は支持リングによりその場で保持さ
れたフィンガステーに関して相対的に移動させられるこ
とになる。なお、これらのフィンガステーのうち少なく
とも２つ好ましくは３つ以上が、テンション要素の回転
対称のウェブ１のまわりに配置されている。途中、フィ
ンガステーの下端部は円錐形延長部３５上に摺動し、そ
れにより工具又は工具ホルダの中空シャンク９の溝３９
から押し出されたりこの溝の中に押し込まれたりする。
図４では、部分的に断面図になった側面図の形で対応す
るシャンク９が示されている。したがって締結のために
は、フィンガステー５の厚くなった端部が溝３９と接触
するようシャンク取上げ空間３４の充分奥まで押し込ま
れる。

【００３１】フィンガステー５の厚くなった端部が円錐
面３５上のフィンガステー５の延長を通して溝の中に固
定された後、フィンガステーならびにシャンク９はテン
ション要素４のさらなる動きにより進入方向に運ばれ、
それによりシャンク９及び中空のシャンク取上げ空間３
４の多角形の面は互いに対し密にはめ合わさることにな
る。この過程において、ピン３はその長手方向に押し込
まれ、それにより軸線方向及び半径方向の両方の押しを
受ける。

【００３２】ナット２は、チャックから又はシャンク取
上げ要素１からシャンク９を解放するべく反対方向に回
転させられる。シャンク取上げ空間３４の接触面に対す
るシャンク９の締まりばめのため、解放方向にシャンク
取上げ要素１に対してテンション要素の前で伸びるばね
８の力がシャンクをその急速ばめから解放するのに充分
なものでないことから、テンション要素はその場にとど
まる。しかしながら雄ねじは基本的にシャンク取上げ要
素１の前端部まで延びていることから、ナットをシャン
ク取上げ要素１の前縁部から取り外すことができる。そ
れによりねじ２の前面２ｃはシャンクの上側で接触面と
接触し、故にシャンク９はねじ部１１のピッチにより伝
達された力によりそのテンション下での取付けから解除
されうることになる。

【００３３】テンション要素は同様にこの過程における
解放方向にも支持され、ばね８によりそれが図１、図２
及び図４に示された位置にほぼ達するまで押される。こ
の位置において、ナット２が完全に解放されないように
固定することになるピン３の側面と表面２６が接触する
ことから、解放方向にさらにナットをゆるめることはで
きない。

【００３４】装置全体を取付ける際には、以下のように
作業を進めることができる。まず最初に、やや弾性の支
持リングをテンション要素の延長した前縁部上に押す。
フィンガステー５は円筒形のウェブ４″の周囲に沿って
配置され、支持リング６の内表面内で取付け用支持溝と
接触する。ばね７は３つのすき間３７の中に配置されて
いる。次にばね座金をウェブ要素４″の延長端部及びフ
ィンガステー５上に押す。このばね座金はフィンガステ
ー５の適切な寸法決定された溝の中に取り込まれ、フィ
ンガステーをウェブ４″の円筒形外部と急速に接触した
状態に保持する。

【００３５】ばね８は、シャンク取上げ要素１又はテン
ション要素のいずれかの中の対応するすき間の中に挿入
される。この予備取付け段階では、フランジ要素４′を
備えたテンション要素４は、その多角形に適した方向性
で、対応する多角形断面を有する空間３４の中に押し込
まれる。この空間３４においてはすでに言及したとお
り、フランジ要素４′は、この空間３４と除去部分３３
の合流点において形成された狭い点を通って押されるよ
うな寸法を有している。同様に、好ましくは合成材料で
できている支持リング６を、変形を受けた時点でこの狭
い点を通して押し出し、空間３４の多角形断面の辺部に
沿って少なくとも漸進的に形成された段又はつば部の上
にくるように、後で再びこれを延ばすこともできる。こ
こでフランジ要素４′を空間３４の多角形断面に関して
６０度回転させ、ピン３を中ぐり１０及び凹部３６の中
に押し込むことができるようにフランジ要素４′上の凹
部３６と中ぐり１０を心合せする。このときテンション
要素は回転することのないように固定される。

【００３６】ここで締結ナット２を、シャンク取上げ要
素１の前端部で雄ねじ上にねじ込む。このシャンク取上
げ要素１は、好ましくは途中でピンが中ぐり１０から滑
り抜けないように支持されている。シャンク取上げ要素
１の対応する方向性が不可能である場合、ピンのための
付加的な暫定的支持リングを具備することもでき、或い
は又ピンが滑り抜けないようにグリースの厚い被覆を備
えた中ぐりの中にピンを置く。締結ナットがナット２の
後端部２ｃ内にねじ込まれているか又はその内部リムが
ピン３の端部と接触している場合、ピンは内向きに押さ
れ、ばね８からのさらなるひずみの下ではテンション要
素をさらに内向きに押す。しかしながらテンション要素
４は意のままに、適切な工具を用いてピンも同様に軸線
方向及び半径方向に対応する程度まで押されるまで押し
込むことが可能であり、それにより表面２ｃはピンを通
過してこれらと接触することなく摺動するようになって
いる。ばね８の伸びのため、テンション要素はその後再
び解放方向に押され、それにより中ぐり内のピンも又外
方へ押されナット２内部上のＶ字溝の中の意図された位
置を占めてしまう。

【００３７】ボルト２のねじ部要素はＶ字溝のもう一方
の側面上の部分よりも小さい直径を有し、それによりシ
ャンク取上げ要素も又ねじ部要素とそれに続く部分の間
にその直径の対応する目盛を有する。故に取付けは容易
になり、締結ナット２のさらなるねじ込みは防がれる。

【００３８】装置全体を取り外すためにはテンション要
素を補足的装置を用いてばね８に対し空間３３内へ再び
押し込む。こうすることによりシャンク取上げ要素１の
閉じられた側面は下方を向き、そのためピン３は重力の
作用の下でテンション要素の動きに従い、締結ナットの
Ｖ字溝を解放することになる。ナットが完全に外される
と、シャンク取上げ要素１を上下さかさに裏返すことに
よりピンを中ぐりから取り出すことができ、故にテンシ
ョン要素４をそのフランジ要素４′が空間３４の多角形
断面に関してはめ合う向きにある状態で回転することが
できる。これに続いてテンション要素４を中空空間３４
及び３３から引き出し、故に弾性支持リング６は段又は
つば部３８にしたがって変形されなくてはならない。

【００３９】図１及び図２に示されている本発明の２つ
の実施例は、図１による実施例ではナット２が手又は適
当な工具例えばキーオープナ等を用いて操作されている
という点において、締結ナット２の外部設計でわずかに
異なっている。ナット２は同様にスパナ等との接触のた
めの平行な表面を有していてよい。

【００４０】図２による本発明の実施例においては、ナ
ットの外部は機械的駆動要素特にピニオンと接触するよ
うに特別に設計されている。チャックの対応する補足に
関して図４を見ながら記述する。図４ではすでに記述し
たチャックの要素すなわちシャンク取上げ要素１、テン
ション要素４、ピン３及び締結ナット２ならびにこれら
の上に配置された要素と合わせて、シャンク９を備えた
もう１つの工具ホルダ１４が見られる。すでに記述した
キャビティ及び多角形の断面をもつ上向きテーパのつい
たシャンク要素と合わせて、シャンク９は同様にその周
囲に沿って４つの切欠きを備えた下部円筒形延長部分も
有し、これらのノッチは９０度の角距離だけ離隔されて
いる。

【００４１】把持要素２１を備えた把持装置２０が具備
され、ここでは、工具ホルダ１４を固定しかつそれをマ
ガジンとシャンク取上げ要素１の間で支持するべく、円
筒形に延びたシャンク要素の２つの切欠きの中に、相対
する側の少なくとも２つの把持要素２１がはまり込んで
いる。切欠き１５は上部シャンク要素の多角形の断面に
関して固定された方向性をもち、そのため多角形シャン
ク要素の場所は切欠き内へのはまり込みにより明確に規
定されるようになっている。さらに、シャンク９又はそ
の円筒形延長部分の上に補足的補助を具備して、関連す
る方向性の明確な固定を可能にすることもできる。

【００４２】把持要素２１の上には、軸線１３を中心に
旋回させられるピニオン１２があり、故にこの軸線はチ
ャックの軸線１７に対して及び締結ナット２の軸線に対
しても平行に横たわっている。ナット２は、ピニオン１
２の歯車１２ｄに対応する歯車２ｄを有する。歯車の前
面は傾斜しているか又は面とりされており、これが歯車
の軸線方向の連動を容易にしている。。

【００４３】把持装置２０及び機械的駆動要素１２を用
いた工具又は工具ホルダのチャックへの導入が次に続く
が、これは例えばシャンクの円筒形延長部の上に少なく
とも２つの把持要素２１が対応する切欠き１５の中には
まり込むからである。多角形シャンク端部の方向性はこ
の過程中に明確に設定される。次に把持要素はシャンク
取上げ要素の前にシャンク９と共に工具ホルダ１４をも
ってきて、中空シャンク要素を正しい向きで空間３３内
に押し込む。図４は押し込みプロセスの瞬間的写真とみ
なすことができる。図４を見るとわかるように、ピニオ
ン１２は、シャンク９が空間３４に押し込まれたとき締
結ナットの歯車とその歯車１２ｄが固定するように把持
要素２１に関して旋回させられる。

【００４４】シャンク９がシャンク取上げ要素１の中に
ゆるく押し込まれ、フィンガステー５の厚くなった端部
が多角形シャンク端部の中空内部内の溝３９にはまり込
むことができるようになると、ピニオンは、そのために
回転している締結ナットが図４で上向きに移動し、この
過程中テンション要素をピン３を介して上向きに押すよ
うに、電気又は空気圧モータにより駆動されつづける。
この過程において、すでに記述した要領で、フィンガス
テーはテンション要素４の多角形延長部３５上での展延
を通して外向きに展延され、それによりこのフィンガス
テーは溝３９の中に密にはまり込み、次にテンション要
素により上向きに支持されるようになっており、故にシ
ャンク９及びピン３９の多角形表面は互いの上に密に横
たわることになり、同時にシャンク９の円筒形延長部の
接触面９ａもシャンク取上げ要素１の前方面４２と接触
することになる。これに続いて、把持要素２１はシャン
ク９からの解放され、把持装置はピニオン１２と共に軸
線方向及び／又は半径方向にチャックから離れることが
できる。解放過程については、これらの段階が逆順に起
こる。つまり、把持要素は軸線方向及び／又は半径方向
にシャンク９上に進み、故にピニオン１２の歯車１２ｄ
は締結ナット２の歯車と接触する。把持要素２１は切欠
き１５によりシャンク９をつかみ、ピニオン１２は締結
ナット２を解放方向に回す。この過程中、ナット２の前
面４０はシャンク９の円筒形の延長部の幾分か突出した
接触面９ａと固定し、このためシャンク９はナット２が
表面９ａに加える力により空間３４内のその取付け位置
から押し出されることになる。この過程において、フィ
ンガステーは溝３９を解放し、把持装置はシャンク９及
びピニオン１２と共に軸線方向に離れるように移動で
き、工具ホルダ又は工具１４を下に置き、もう１つのも
のをつかみ、これをチャック内に導入することができ
る。

【００４５】図４の左半分において、本発明によるチャ
ックは１つの定置型機械要素として取付けられた形で概
略的に示され、一方、図の右半分でシャンク取上げ要素
は、ピボット１６内で回転する車軸又は取付け型車軸の
一要素として示される。本発明のこのような実施例は、
車軸又はシャンク取上げ要素１の向きを明確に示すよう
マーキングされているか又はその他の識別手段が上に付
けられていなくてはならない。固定型積分乗算の場合、
回転点は同様に電子回転計によっても設定できる。自動
把持装置が補足されたチャックのもつ１つの利点は、ピ
ニオン１２を用いることによりシャンク取上げ要素１は
シャンク９の導入の前に固定されており（というのもま
ず第１にピニオン及び締結ナットが回転するため）、そ
れ自体（場合によっては失なわれた何回かの回転数に従
って）、シャンク取上げ要素１の正しい向きが適切なセ
ンサ又は感知機構を用いて設定されるまで、シャンク取
上げ要素１を捕捉するという点にある。

【００４６】チャックをテンション下に置くか又はこれ
を解放する場合、締結ナットを締めるかゆるめるかする
のに必要な打ち消し力は、シャンク９を介して把持要素
２１により取り込まれ、そのため旋回型シャンク取上げ
要素１を固定するのに特殊な装置を具備する必要はな
い。

【００４７】図５は基本的に図１に一致するものである
が、ここでは、工具から離れた側にあるシャンク取上げ
要素から離れるように延びる内部センタリング用ジャー
ナルが、ボルト２３を用いてシャンク取上げ要素に締結
されている。このセンタリング用要素は、必要とあらば
わずかに円錐形でありうる円筒形のセンタリング表面２
２ａを有する。センタリング用ジャーナルつまりセンタ
リング要素をよりうまく挿入するために、平坦な外部上
面２２ｂから周りをとり囲む円筒形のセンタリング面へ
の遷移部分は面取りされている。シャンク取上げ要素１
はセンタリング要素２２をとり囲むフランジ２４をも
ち、例えばドイツ工業規格２０７９に従ってテーパのか
かった頭をもつ主軸頭に対して前記フランジをとりつけ
ることが可能であり、それによりセンタリング要素２２
は面取り部のアプテーク内に滑り込み、全体として１０
０という番号で示された機械式チャックをセンタリング
する。

【００４８】したがって、フランジ２４は、テーパアプ
テークによりとり囲まれている主軸頭の対応するフラン
ジ要素上に締まった形で載っている。フランジ２４は最
終的に、図示していないボルトで取付けられ、このボル
トは貫通中ぐり２５によって取り込まれ主軸頭のフラン
ジ要素上の相反するタップ穴の中にはまり込む。

【００４９】当然のことながら、本発明によるチャック
を充分に規定された位置に固定するために工作機械が面
取りされた主軸頭を有していなければならないというこ
とはないが、工作機械の適切な工具ヘッドがセンタリン
グ用部品２２をとり込むための中央センタリング用中ぐ
りを備えたフランジ又は平坦な接触面をもっていること
がはるかに好ましいものであり、したがってボルトのた
めの対応するタップ穴も同様に平坦な表面内になくては
ならず、このボルトはフランジ２４の固定用中ぐり２５
の中を通過する。

【００５０】図６は、フランジ２４に周囲をとり囲むつ
ば部２６が具備され、このつば部の円筒形内表面２６ａ
は対応する円筒形シャンク又は工作機械の工具ヘッドの
連結部品を保持しているという点でのみ、チャック１０
０と異なる機械式チャック１０１を示している。ここで
も又、円筒形のセンタリング面２６ａの自由縁部は、連
結用部品等への固定を容易にするため面取りされてい
る。それにより内部要素２２は、工作機械の工具ヘッド
上の連結部品の中ぐりの中にはまり込むが、それでもな
おセンタリングプロセスに役立つわけではない。これは
表面２６ａがこの機能を有するからである。この機械式
チャック１０１同様に、図示されていない固定用ボルト
を用いて固定される。これらのボルトは固定用中ぐり２
５の中を通り工作機械の工具ヘッド上の対応するタップ
穴内にねじ込まれる。当然のことながら、固定用中ぐり
２５を用いたボルト締め以外の種類の連結も、無造作に
使用可能である。

【００５１】図７は、締結ナット２の無い工具ホルダ１
００又は１０１の斜視図を示す。フランジ２４のための
４つの固定用中ぐり２５そして平面図では対応する開口
部内のピン又はスピンドル３ならびに工具シャンクのア
プテークのための特別形状の断面をもつ中央キャビティ
３４が認められる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるチャックの部分断面側面
図である。

【図２】本発明のもう１つの実施例の軸線方向断面図で
ある。

【図３】シャンク取上げ要素の開放側の平面図である。

【図４】シャンク、把持装置、及び機械式駆動要素と共
に、一部断面図で示すもう１つの側面図である。

【図５】アダプタ要素を備えたもう１つの型式による本
発明に係るチャックの縦断面図である。

【図６】アダプタ要素を備えたもう１つの型式の縦断面
図である。

【図７】締結ナットを除いたチャックの斜視図である。

【符号の説明】

１…シャンク取上げ要素 ２…締結ナット ２ａ…支持面 ３…ピン ４…テンション要素 ４′…フランジ要素 ４″…ウェブ ５…フィンガステー ６…支持リング ７，８…ばね ９…シャンク １０…中ぐり １１…外ねじ部 １３…軸線 １４…工具ホルダ １７…軸線 １８，１９…凹部 ２０…把持装置 ２１…把持要素 ３０…中ぐり ３３…除去部分 ３４…中空空間

Claims (30)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空のシャンク取上げ要素（１）を備
   え、該シャンク取上げ要素（１）の内部にテンション要
   素（４）が設置され、長手方向へ移動可能な少なくとも
   １つのピン（３）が該テンション要素（４）に当接し、
   該シャンク取上げ要素（１）に該ピン（３）用の中ぐり
   （１０）が設けられ、該中ぐり（１０）の中空内部から
   該ピン（３）が外方へ延出し、該テンション要素（４）
   と該ピン（３）との接触面（４ａ）又はそれらの移動方
   向は、該ピン（３）がその締結時にシャンク（９）に軸
   線方向へ力を加えるように設計される、工具又は工具ホ
   ルダのシャンク（９）用の機械式チャックにおいて、 前記シャンク取上げ要素（１）は、その中へ前記テンシ
   ョン要素（４）を介してシャンクを引き上げるように中
   空要素として形成され、かつ、外ねじ部（１１）と取付
   用締結ナット（２）とを備え、該締結ナット（２）は前
   記ピン（３）用の環状支持面（２ａ）を備え、該環状支
   持面（２ａ）は、該締結ナット（２）が締結方向へ引き
   付けられるときに、前記シャンク取上げ要素（１）内部
   で前記中ぐり（１０）を通して、前記ピン（３）を前記
   テンション要素（４）との接触面（４ａ）に対して押し
   付けるように同心配置される機械式チャック。
2. 【請求項２】 前記中ぐり（１０）はチャックの軸線
   （１７）を含む平面上にあり、該中ぐりがチャックの該
   軸線（１７）に対して４５度より小さい角度で傾斜して
   いる請求項１に記載のチャック。
3. 【請求項３】 前記傾斜角度が約３０度である請求項２
   に記載のチャック。
4. 【請求項４】 前記外ねじ部（１１）は、前記シャンク
   取上げ要素（１）の前端部から前記締結ナット（２）の
   軸線方向長さより小さい距離だけ延びる請求項１〜３の
   いずれか１つに記載のチャック。
5. 【請求項５】 前記締結ナット（２）の前記支持面（２
   ａ）が円錐面であり、軸線（１７）に対して垂直な一平
   面に関する該円錐面の角度はチャックの軸線に対する中
   ぐり（１０）又はピン（３）の角度（アルファ）と同じ
   である請求項１〜４のいずれか１つに記載のチャック。
6. 【請求項６】 前記支持面（２ａ）は、前記締結ナット
   の周囲に形成されるＶ字溝の内表面の側壁から形成され
   ており、それにより該溝の２つのＶ字形表面の間の角度
   が約９０度である請求項５に記載のチャック。
7. 【請求項７】 前記テンション要素（４）はその長手方
   向断面においてＴ字形状を有し、該テンション要素のウ
   ェブ（４″）はフィンガステー（５）を載せる本質的円
   筒形要素から形成され、該テンション要素のフランジ要
   素（４′）は前記ピン（３）方向に開口する凹部（１
   ８）を有し、これらの凹部の基部が該ピン（３）に対す
   る前記接触面（４ａ）を形成する請求項１〜６のいずれ
   か１つに記載のチャック。
8. 【請求項８】 付加的な第２の凹部（１９）が設けら
   れ、該第２の凹部は１つのばね（７）を収容し、該ばね
   の一端は該第２の凹部（１９）の基部によって支持され
   かつ他端はフィンガステー（５）を支持する支持リング
   を保持し、該支持リングは前記シャンク取上げ要素
   （１）の内壁のつば部の上にあり、該つば部は少なくと
   も一部分が内方へ突出する請求項７に記載のチャック。
9. 【請求項９】 前記シャンク取上げ要素（１）と前記テ
   ンション要素（４）との間にもう１つのばね（８）が配
   置され、該ばねが該テンション要素（４）の前方で弛緩
   方向へ伸びる請求項１〜８のいずれか１つに記載のチャ
   ック。
10. 【請求項１０】 前記シャンク取上げ要素の前端部の外
    径が工具又は工具ホルダのシャンク（９）上のフランジ
    面（９ａ）の直径よりも小さい請求項１〜９のいずれか
    １つに記載のチャック。
11. 【請求項１１】 前記シャンク取上げ要素が回転機械要
    素上に配置される請求項１〜１０のいずれか１つに記載
    のチャック。
12. 【請求項１２】 前記シャンク取上げ要素のキャビティ
    は、多角形断面を有しかつ該シャンク取上げ要素の内部
    に向けてテーパ形状を有する請求項１〜１１のいずれか
    １つに記載のチャック。
13. 【請求項１３】 前記多角形断面の隅部は丸味が付けら
    れ、該隅部間の辺部は僅かに凸状に湾曲する請求項１〜
    １２のいずれか１つに記載のチャック。
14. 【請求項１４】 前記多角形断面の形状が正三角形であ
    る請求項１２又は１３に記載のチャック。
15. 【請求項１５】 前記テンション要素（４）の前記フラ
    ンジ要素（４′）は、円錐形の内向きテーパを有するシ
    ャンク取上げ空間（３４）と同一の多角形断面を有し、
    該フランジ要素の外部寸法は該シャンク取上げ空間（３
    ４）の最小内部寸法にほぼ一致し、それにより円筒形除
    去部分（３３）が円錐形のテーパを有する該シャンク取
    上げ空間（３４）に隣接し、該円筒形除去部分の半径が
    該多角形断面の最大半径に一致し、故に該フランジ要素
    （４′）を該除去部分の領域内に導入可能な請求項１２
    〜１４のいずれか１つに記載のチャック。
16. 【請求項１６】 前記フランジ要素は、前記除去部分領
    域（３３）内への導入の後に、前記シャンク取上げ空間
    （３４）に関して前記多角形角度の半分だけ回転させら
    れ、それによりこの位置で前記中ぐり（１０）が、該フ
    ランジ要素（４′）内の前記ピン（３）用の前記凹部
    （１８）と心合せされる請求項１５に記載のチャック。
17. 【請求項１７】 前記支持リング（６）が折曲げ可能な
    弾性材料で作られ、かつ前記シャンク取上げ要素（１）
    の前記円筒形除去部分（３３）とほぼ同一の外径を有す
    る請求項１５又は１６に記載のチャック。
18. 【請求項１８】 前記締結ナット（２）の外部が機械的
    駆動要素と接触するように設計される請求項１〜１７の
    いずれか１つに記載のチャック。
19. 【請求項１９】 前記締結ナット（２）が外歯（２ｂ）
    を備える請求項１８に記載のチャック。
20. 【請求項２０】 前記機械的駆動要素が、前記締結ナッ
    ト（２）に関して軸線方向及び／又は半径方向に摺動
    し、それにより該締結ナット（２）との接触及び離脱を
    可能にするピニオン（１２）である請求項１８又は１９
    に記載のチャック。
21. 【請求項２１】 前記機械的駆動要素がシャンクグラブ
    （２０）上に配置されている請求項１８〜２０のいずれ
    か１つに記載のチャック。
22. 【請求項２２】 前記機械的駆動要素は、前記締結ナッ
    ト（２）と把持要素（２１）を備えたシャンク領域とに
    対する該機械的駆動要素（１２）の同時接触が可能にな
    るように配置され、かつ前記シャンクグラブ（２０）に
    関して回転する請求項１８〜２１のいずれか１つに記載
    のチャック。
23. 【請求項２３】 チャック（１００）の裏側に、工作機
    械工具の標準インタフェースに連結するための連結要素
    （２２，２３，２４，２５，２６）を備える請求項１〜
    ２２のいずれか１つに記載のチャック。
24. 【請求項２４】 前記連結要素がフランジ（２４）を備
    える請求項２３に記載のチャック。
25. 【請求項２５】 前記連結要素がセンタリング要素（２
    ２，２６）を備える請求項２４に記載のチャック。
26. 【請求項２６】 前記センタリング要素が、中央に位置
    決めされたセンタリングピン（２２）である請求項２５
    に記載のチャック。
27. 【請求項２７】 前記センタリング要素が、円筒形のセ
    ンタリング面（２６ａ）を備える回転つば部（２６）で
    ある請求項２５に記載のチャック。
28. 【請求項２８】 主軸頭への連結用の前記連結要素がド
    イツ工業規格２０７９号に従って設計される請求項２４
    〜２７のいずれか１つに記載のチャック。
29. 【請求項２９】 前記連結要素が標準ドイツ機械工学協
    会のインタフェースに適合するよう設計される請求項２
    ３〜２７のいずれか１つに記載のチャック。
30. 【請求項３０】 円筒シャフト工具ホルダ容器用の前記
    連結要素がドイツ技術者協会（ＶＤＩ）指針３４２５号
    に従って具備されている請求項２３〜２７のいずれか１
    つに記載のチャック。