JPH0829444B2 - ツールチャック - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）発明の属する技術分野 この発明は、例えば、電動ドリルや電動ライバー等の
工具に装着され、チャックハンドルを用いないでツール
を締付け操作をすることができるツールチャックに関す
る。

（ロ）従来の技術 従来、上述のツールチャックとしては、例えば、操作
リングを回動操作してチャック本体に遊嵌したナットリ
ングを正逆回動し、このナットリングを螺合した複数本
の各チャック爪をツール挟持方向に拡縮摺動させて、こ
れら各チャック爪によりツールを挟持固定するツールチ
ャック（実開昭63−189509号公報）がある。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかし、上述のツールチャックは、手動操作による操
作リングの回動力を、ネジ送り機構を介して複数本のチ
ャック爪を拡縮動作を方向に変換するので、チャックハ
ンドルを用いた場合と等価な締付け力を得ることができ
ず、ネジ送り機構によって増幅されるトルクよりも高い
締付け力を得ることは構造的に困難であるため、作業時
に於いてツールとチャック爪とにガタ付きや緩みが生じ
やすく、高トルクを必要とする使用条件には不適用であ
るという問題点を有している。

この発明は上記問題に鑑み、操作リングを手動で回動
操作するだけでツールを強固に締付け固定することがで
き、ツールの締付け固定及び固定解除の操作が容易に行
えるツールチャックの提供を目的とする。

（ニ）課題を解決するための手段 この発明は、操作リングとナットリングとの伝動経路
間に介設したトルクアップ機構を、上記操作リングに対
して入出力リングを偏心して遊嵌し、前記チャック本体
に対して固定リングを同軸中心上に遊嵌し、前記入出力
リングと固定リングとの対向面に波数差を有する内外サ
イクロイド曲線の転がり溝を刻設し、該転がり溝間にボ
ールを転動可能に保持すると共に、前記チャック本体と
固定リングとの対向面にナットリングの締付けによる反
力により圧接固定される圧接部を設け、前記入出力リン
グとナットリングとを動力伝達可能に連結して構成した
ツールチャックであることを特徴とする。

（ホ）作 用 この発明のツールチャックによれば、ツールを挟持す
る方向に操作リングを回動操作することで、回動初期に
於いて、チャック爪にはツールの挟持による負荷が付与
しておらず、トルクアップ機構を構成する固定リングは
チャック本体に対して回動可能な状態にあるため、操作
リングと、入出力リングと、固定リングとが伝動負荷で
一体的に回動し、ナットリングのネジ送りにより複数本
のチャック爪を迅速に緊縮摺動してツールを挟持固定す
る。

さらに、操作リングを締付け方向に回動して、チャッ
ク爪によりツールを挟持すると、チャック爪に負荷が生
じてナットリングが締付けによる反力により後退し、こ
れで固定リングとチャック本体との圧接部を圧接して回
動固定することで、トルクアップ機構により減速作用が
発生する。

すなわち、操作リングを回動操作して入出力リングを
公転させると、この入出力リングと固定リングとの対向
面に刻設した転がり溝に沿ってボールが転動し、このボ
ールの転動により入出力リングに自転が生じると共に、
これら転がり溝の波数差により、入出力リングの自転出
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
グが回転し、複数本のチャック爪をネジ送りしてツール
を高トルクで挟持固定する。

（ヘ）発明の効果 上述の結果、この発明によれば、ツール挟持時に於い
て操作リングの回動力をトルクアップ機構により減速す
るので、操作リングの回動力をナットリングに直接伝達
するよりも高トルクが得られ、操作リングを締付け方向
に回動操作するだけで、使用条件に応じたトルクでもっ
てツールを締付け固定することができ、入出力リングと
固定リングとからトルクアップ機構を構成しているの
で、チャック本体に対する組付けが簡単であると共に、
構造が簡単でありながら大きなトルクアップ作用が得ら
れる。

しかも、ツールを締付け固定するまでの回動操作中
と、締付け解除後の回動操作中に於いて、操作リング
と、入出力リングと、固定リングとを一体的に回動操作
するので、操作リングの回動操作により複数本の各チャ
ック爪を迅速に拡縮動作させて、ツールを締付け固定又
は固定解除することができ、操作性に優れている。

（ト）発明の実施例 この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。

図面は電動ドリルや電動ドライバー等の工具に於い
て、ドリルビットやドライバービット等のツールを挟持
するためのツールチャックを示し、第１図に於いて、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の中央部外周面に、先端側中心部に向けて集合する
斜め方向に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
挿入している。

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３…の一部を円周方向に切欠いて環状切欠き部５
を形成し、この環状切欠き部５に二つ割り可能に構成し
たナットリング６を遊嵌して、このナットリング６の内
周面に螺刻した雌ネジ6aと、チャック爪４の後端側外周
面に螺刻した雄ネジ4aとを螺合している。

上述のナットリング６は、二つに分割形成したリング
6b,6bの両端部を相対向して環状切欠き部５に遊嵌し、
これらリング6b,6bの先端側外周面にスリーブ７を圧入
して一体的に固定し、このナットリング６を正逆回動す
ることで、３本の各チャック爪４…は各ガイド孔３…に
沿って拡縮方向にネジ送りされ、これら各チャック爪４
…によりツールＡを挟持固定及び固定解除する。

前述のチャック本体２の中央部外周面には、円筒形状
に形成した操作リング８を回動可能に遊嵌し、一方、チ
ャック本体２の後端部外周面には、円筒形状に形成した
保持リング９を一体的に嵌合固定している。

上述の操作リング８とナットリング６との伝動経路間
には、操作リング８の回動力をナットリング６に伝達す
るためのトルクアップ機構10を介設している。

このトルクアップ機構10は、上述の操作リング８の内
周面に遊嵌した入出力リング11と、操作リング８の内周
面とチャック本体２の外周面とに遊嵌した固定リング12
とから構成される。

上述の入出力リング11の先端側内周面は、第２図にも
示すように、ボールベアリング13を介して、操作リング
８の中央部内周面に形成した偏心部14の外周面上に遊嵌
している。

この偏心部14の外周面は、第２図にも示すように、チ
ャック本体２の軸中心Ｂに対して、ｅ寸法を偏心した軸
中心Ｃを中心として形成している。

上述の入出力リング11の後端側内周面は、ギャカップ
リング15を介して、ナットリング６に圧入固定したスリ
ーブ７の外周面に対して動力伝達可能に歯合している。

すなわち、このギャカップリング15は、入出力リング
11の後端側内周面に刻設したギャ16と、これと対向して
スリーブ７の外周面に刻設したギャ17とをｅ寸法の偏心
を許容する遊嵌状態に歯合している。

上述の入出力リング11と固定リング12との対向面に
は、第３図にも示すように、入出力リング11側に内転サ
イクロイド曲線で断面円弧状の転がり溝18を刻設し、且
つ、固定リング12側に外転サイクロイド曲線で断面円弧
状の転がり溝19に刻設し、これら転がり溝18,19間に多
数のボール20を転動可能に保持している。

第４図にも示すように、上述の転がり溝18,19の振幅
は、前述の入出力リング11の偏心量ｅと同量に設定し、
且つ、入出力リング11側の転がり溝18の波数を10波に刻
設し、固定リング12側の転がり溝19の波数を12波に刻設
して、これら転がり溝18,19間に保持するボール20の個
数を11個又は以下に設定している。

このように転がり溝18を形成した入出力リング11に、
偏心部14の偏心ｅによって生じる公転を与えると、転が
り溝18,19に沿ってボール20が転動することで、入出力
リング11に自転が生じ、この自転が公転に対して大きく
減速されるので、この入出力リング11の自転出力がトル
クアップした出力となる。

この実施例の場合、入出力リング11の転がり溝18の波
数が10波であるので、減速比が 2/10波＝1/5 となるが、波数を増加することで大きな減速比を得るこ
とができ、例えば、波数を40波にして、1/20の減速比を
取ることが可能であり、大きなトルクアップ作用を得る
ことができる。

前述の固定リング12は、分割可能に構成したリング12
a,12bの対向面に複数本の連結ピン21を圧入して連結固
定し、後端側のリング12bとナットリング６との対向面
間にはスラストベアリング22を転動可能に保持してい
る。

上述の固定リング12を構成するリング12bの内周面に
は、後端側に向けて徐々に大径となるテーパ面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
は、後端側に向けて徐々に大径となるテーパ面24を形成
している。

これらテーパ面23,24は、ツールＡの挟持時に於い
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に対して固定リング12
を回動固定する。

前述の操作リング８の後端側内周面には、固定リング
12を構成するリング12bの後端面に対向してバネリング2
5を挿嵌し、このバネリング25の内周縁部に形成した弾
性片26を、リング12bの後端面に刻設したノッチ面27に
係合して、操作リング８の回動操作時に於いてノッチ感
触を付与すると共に、テーパ面23,24の圧接を解除する
方向に固定リング12を付勢している。

上述のバネリング25の後方側には抜止めリング28を圧
入固定し、この抜止めリング28によりバネリング25を抜
止め及び回止めしている。

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。

先ず、ツールＡを３本の各チャック爪４…により挟持
する場合、第２図に示すように、保持リング９を回動固
定して、操作リング８を締付け方向Ｄ（実線矢印方向）
に回動操作することで、回動初期に於いて、３本の各チ
ャック爪４…にはツールＡの挟持による負荷が付与して
おらず、トルクアップ機構10を構成する固定リング12は
チャック本体２に対して回動可能な状態にあるため、操
作リング８と、入出力リング11と、固定リング12とが伝
動負荷で一体的に回動し、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…を迅速に緊縮摺動して、ツ
ールＡを挟持固定する。

次に、３本の各チャック爪４…がツールＡに接触して
挟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、スラストベアリング22を介して固定リ
ング12を後端側に後退させて、固定リング12とチャック
本体２とのテーパ面23,24を圧接して、固定リング12と
チャック本体２とを一体的に回動固定することで、トル
クアップ機構10により減速作用が発生する。

すなわち、操作リング８の回動操作により入出力リン
グ11が公転すると、この入出力リング11と固定リング12
との対向面に刻設した転がり溝18,19に沿ってボール20
が転動し、このボール20の転動により入出力リング11に
自転が生じると共に、これら転がり溝18,19の波数差に
より、入出力リング11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が回転し、３本の各
チャック爪４…をネジ送りしてツールＡを高トルクで挟
持固定する。

なお、ツールＡを取り外す場合、操作リング８を緩み
方向Ｅ（点線方向）に回動すればよい。

この場合、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、バ
ネリング25の付勢力により固定リング12が先端側に前進
して、固定リング12とチャック本体２とのテーパ面23,2
4による圧接固定が解除されるため、トルクアップ機構1
0による減速作用が発生せず、操作リング８と、入出力
リング11、固定リング12とが一体的に回動し、ナットリ
ング６の逆ネジ送りにより３本の各チャック爪４…を迅
速に拡張摺動して、ツールＡの挟持固定を解除する。

このように、ツールＡの挟持時に於いて、操作リング
８の回動力をトルクアップ機構10により減速するので、
操作リング８の回動力をナットリング６に直接伝達する
よりも高トルクが得られ、操作リング８を締付け方向に
回動操作するだけでツールＡを締付け固定することがで
き、入出力リング11と固定リング12とからトルクアップ
機構10を構成しているので、チャック本体２に対する組
付けが簡単であり、構造が簡単でありながら大きなトル
クアップ作用が得られる。

しかも、ツールＡを締付け固定するまでの回動操作中
と、締付け解除後の回動操作中に於いて、操作リング８
と、入出力リング11と、固定リング12とが一体的に回動
するため、ナットリング６のネジ送りにより３本各チャ
ック爪４…を迅速に拡縮動作されて、ツールＡを締付け
固定又は固定解除することができ、操作性に優れてい
る。

この発明の構成と、上述の実施例との対応に於いて、 この発明の圧接部は、実施例のテーパ面23,24と対応
するも、 この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるも
のではない。

例えば、上述の操作リング８の内周面を、チャック本
体２の軸中心Ｂに対してｅ寸法に偏心して形成し、この
操作リング８の内周面に入出力リング11を回動可能に遊
嵌することで、上述と同様に、操作リング８の回動操作
により入出力リング11を公転させることができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示し、 第１図はツールチャックの縦断側面図、 第２図は第１図に示すII−II部分の中央部省略縦断面
図、 第３図はトルクアップ機構の分解斜視図、 第４図は転がり溝の動作説明図である。 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、８……操作リング 10……トルクアップ機構、11……入出力リング 12……固定リング、18,19……転がり溝、20…ボール 23,24……テーパ面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】チャック本体の先端側中心部に複数本の各
   チャック爪を拡縮摺動可能に保持し、これら各チャック
   爪に螺合したナットリングを操作リングにより回動操作
   して各チャック爪を拡縮動作させるツールチャックであ
   って、 上記操作リングとナットリングとの伝動経路間にトルク
   アップ機構を介設し、 上記トルクアップ機構を、前記操作リングに対して入出
   力リングを偏心して遊嵌し、 前記チャック本体に対して固定リングを同軸中心上に遊
   嵌し、 前記入出力リングと固定リングとの対向面に波数差を有
   する内外サイクロイド曲線の転がり溝を刻設し、該転が
   り溝間にボールを転動可能に保持すると共に、 前記チャック本体と固定リングとの対向面にナットリン
   グの締付けによる反力により圧接固定される圧接部を設
   け、 前記入出力リングとナットリングとを動力伝達可能に連
   結して構成したツールチャック。