(57)【要約】  前体（１）と、後体（８）と、ねじ山が設けられた爪（５）とを備える新型ドリルチャックにおいて、後体（８）に駆動歯車（１９）が設けられており、爪（５）と後体（８）の間に従動歯車（３）が設けられており、駆動歯車（１９）は従動歯車（３）と互いに嵌合し、従動歯車（３）の内部にねじ山が設けられており、該ねじ山が爪（５）のねじ山と互いに嵌合することを特徴とする新型ドリルチャックを提供する。これによって、ドリルチャックは、過大な締付力によって開け難く、ドリルが壊れやすい問題を解決され、機械加工分野に広く応用されうる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前体と、後体と、ねじ山が設けられた爪とを備える新型ドリルチャックにおいて、
前記後体には駆動歯車が設けられており、前記爪と前記後体の間に従動歯車が設けられており、前記駆動歯車は前記従動歯車と互いに嵌合し、前記従動歯車の内部にねじ山が設けられており、前記従動歯車のねじ山は前記爪のねじ山と互いに嵌合することを特徴とする新型ドリルチャック。
【請求項２】
請求項１記載の新型ドリルチャックにおいて、前記駆動歯車と前記従動歯車の間に中間歯車が設けられていることを特徴とする新型ドリルチャック。
【請求項３】
請求項１または２記載の新型ドリルチャックにおいて、前記前体と前記後体の間に、少なくとも１つのローリングベアリングが設けられていることを特徴とする新型ドリルチャック。
【請求項４】
請求項３記載の新型ドリルチャックにおいて、前記前体に仕切りが設けられていることを特徴とする新型ドリルチャック。
【請求項５】
請求項４記載の新型ドリルチャックにおいて、前記爪に位置決めボール溝が設けられており、前記位置決めボール溝の内部に位置決めボールが設けられており、前記位置決めボールが前記前体の内部に固定されていることを特徴とする新型ドリルチャック。
【請求項６】
請求項５記載の新型ドリルチャックにおいて、前記前体には油浴が設けられていることを特徴とする新型ドリルチャック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械加工用ドリルを固定する治具に関し、特に、脱着し易く、ドリルを保護できる新型ドリルチャックに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
生産加工過程では、せん孔、フライス切削などの作業において工作機械、電気ドリルなどのツールがよく用いられる。これらの設備の本体の主軸に取り付けられるドリルやフライスなどのドリルを固定するドリルチャックは長期間に亘って利用、改善されてきたが、依然として、多くの問題を抱えている。ドリルチャックの爪を爪穴の中で上下に運動させる動力源から見ると、ドリルチャックは以下の３種類に分けられる。
【０００３】
その一は、爪の外側から爪を上下に運動させる力を加えるドリルチャックである。このようなドリルチャックは、通常、爪の外側の局所にねじ山が設けられる。このねじ山はドリルチャックカバー内部のナットに設けられたねじ山と嵌合し、ドリルチャックのカバーが横方向に回転する場合、ナットによって、爪を爪穴の中で上下に運動させる。
【０００４】
その二は、爪の内側から爪を上下に運動させる力を加えるドリルチャックである。このようなドリルチャックは、通常、爪の内側にねじ山が設けられる。このねじ山がドリルチャックの後体に設けられたねじ山と嵌合し、ドリルチャックの後体が横方向に回転する場合、爪が後体に伴って爪穴の中で上下に運動する。
【０００５】
その三は、爪の上部から爪を上下に運動させる力を加えるドリルチャックである。このようなドリルチャックにおいて、ドリルチャック内の全ての爪の上部が共通のプッシャーに固定されており、プッシャーの上下移動によって、爪を爪穴の中で上下運動させる。
【０００６】
これらのドリルチャックに共通する問題が存在する。即ち、これらのドリルチャックを電気ドリル或は作業中に回転し打撃する他のツールに用いられる場合、爪は、この連続打撃による打撃力によって、ドリルに対する締め付けが続き、過大な締付力を発生し、ドリルに傷跡を残してドリルを破損する恐れがあった。また、ドリルチャックが止まっている、或はドリル交換が必要な場合、続く打撃力によって、爪のドリルに対する過大な締付力が発生するため、ドリルチャックが開け難くになって、操作に多大な困難をもたらしていた。
【発明の概要】
【０００７】
本発明は、従来のドリルチャックの締付力が過大になり易くドリルを破損する、そして、ドリルチャックが開け難いという技術問題に鑑みて、ドリルを保護すると同時に脱着し易い新型ドリルチャックを提供する。
【０００８】
そのために、本発明の新型ドリルチャックは、前体と、後体と、ねじ山が設けられた爪とを備えており、後体に駆動歯車が設けられており、爪と後体の間に従動歯車が設けられており、駆動歯車は従動歯車と互いに嵌合し、従動歯車の内部にねじ山が設けられ、従動歯車のねじ山が爪のねじ山と互いに嵌合する。
【０００９】
本発明の好ましい技術案において、駆動歯車と従動歯車の間に中間歯車が設けられている。
【００１０】
本発明の別の好ましい技術案において、前体と後体の間に、少なくとも１つのローリングベアリングが設けられている。
【００１１】
本発明のさらに別の好ましい技術案において、前体に仕切りが設けられている。
【００１２】
本発明のさらに別の好ましい技術案において、爪に位置決めボール溝が設けられ、位置決めボール溝内部に位置決めボールが設けられ、位置決めボールが前体の中に固定されている。
【００１３】
本発明のさらに別の好ましい技術案において、前体に油浴（油池）が設けられている。
【００１４】
本発明では、後体下部の駆動歯車が従動歯車と互いに嵌合し、そして、従動歯車内部のねじ山が爪のねじ山と嵌合する。従動歯車は、前体に対して固定されているため、ドリルチャックを電気ドリル或は他の作業中における継続的に打撃するツールに用いられる場合、爪が歯車に制限されるため、ツールを締め付け続けることなく、適切な締付力を維持し、ドリルチャックを開け難い、乃至開けられない不具合を避けるとともに、ドリルを保護して、ドリルに過大な締付力による傷跡を残さない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の全体構造の組立図である
【図２】本発明の前体の半断面図である。
【図３】本発明の後体の半断面図である。
【図４】図３に示すＡ―Ａ線の断面図である。
【図５】本発明の従動歯車と後体を組み合わせた図である。
【図６】本発明の従動歯車の構造図である。
【図７】本発明の爪の構造図である。
【図８】本発明の前カーバーの半断面図である。
【図９】本発明の後カーバーの半断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１に示すように、本発明は主に前体１と、後体８と、前カバー１０と、後カバー９と、爪５と従動歯車3とを備える。後体８は、前体１に内蔵され、前体１に対して横方向の回転しかできない。前体１に爪穴１５が設けられ、爪５は爪穴１５の中に位置する。従動歯車３には雌ねじが設けられ、該雌ねじが爪５の外周ねじと嵌合する。後体８の下部に駆動歯車１９が設けられる。駆動歯車１９が従動歯車３と嵌合するため、後体８が回転すると、これにつれて、従動歯車３も回転し、爪５が歯車３に駆動されて上下に運動する。
【００１７】
図２〜図４に示すように、前体１の後部の内部の中央位置に前溝１６と後溝１７が設けられ、後体８が前体１の中に挿入された場合、後体８は丁度、この２つの溝に嵌合する。後体８の、前体１の中心部に最も近い位置に、すなわち後体８の最先端に、ラジアルボールベアリング１２と後体８の先端の円周を囲む一周のラジアルボール１３が設けられる。これによって、後体８が回転する場合、後体８と前体１の間のすべり摩擦が転がり摩擦に変わり、摩擦力が大幅に減少し、ドリルチャックの柔軟性が向上する。
【００１８】
同様に、後体突起２０の左右両側に、それぞれ一周のラジアルボールが設けられることによって、同じ作用を果たすことができる。後体突起２０の右側のラジアルボールの右端に設けられたベアリング下敷き６によって後体突起２０の右端のラジアルボールが押さえられている。後溝１７の外部に近い位置にサークリップ溝１８が備えられており、手でサークリップ７をベアリング下敷き６にきつく押し付け、手を離してサークリップ７の弾力を取り戻すと、サークリップ７が拡張してサークリップ溝１８内にぴったりと嵌合する。これによって、サークリップ７が位置決めという作用を果たし、後体８が前体１に対して径方向の運動ができず、前体１に対して横方向の回転しかできなくなる。後体突起２０の左側に設けられたラジアルボールは、その右側に後体の突起２０があり、左側に前体１の内壁があるため、特別な位置決め部材で固定される必要がない。
【００１９】
前体１において、上下を貫通する３つの爪穴１５が斜めに対称するように加工されており、爪５が爪穴１５の中にある。前体１に、３つの歯車溝２１も斜めに対称するように設けられており、従動歯車３が歯車溝２１の中に位置する。前体１の先端の内部に設けられたドリル穴２８と、後体８が位置する溝との間に、仕切り２９が設けられており、両者は連通していない。このようにして、作業する時に起こしたほこりがドリルチャックの後部に侵入すること防止されて、ほこりが有効に隔離されると共に、仕切り２９がない場合にドリルが直接に後体８に接触することによって後体８が壊れることが避けられる。
【００２０】
また、前体１の先端に環状油浴（油池）２９が加工されている。この環状油浴２９は、連続状態であってもよく、３つの爪５に対応するように設置されて非連続状態であってもよい。環状油浴２９に潤滑油が封入されており、爪５が上下に運動する際に内環の潤滑油を切削できることが保証されている。環状油浴が加工されている部位はドリルチャックのカバー１０と緊密に接触するため、潤滑油が外に漏れることはない。環状油浴２９が設けられるため、爪５は上下に運動する際にその中の潤滑油を切削でき、爪５全体と前体１の間の摩擦力が低下し、爪５の柔軟性を保つ時間が延長され、ひいてはドリルチャックの使用寿命が延長される。
【００２１】
図７に示すように、図７−Ａは爪の構造図であり、図７−Ｂは図７−Ａに示すＢ−Ｂ線の断面視図であり、図７−Ｃは図７−Ａに示すＣ−Ｃ線の断面視図である。爪５の外周にねじ山が設けられており（未図示）、このねじ山が従動歯車３の内部のねじ山と互いに嵌合する。爪５に位置決めボール溝も備えられており、爪５は爪穴１５の後ろに配置されており、位置決めボール１４の下半分は位置決めボール溝２２の中に位置し、上半分は前体１の穴２３の中に位置している。位置決めボール１４が外に出ないために、前体１の穴２３が位置する円週面に鋼製ボール固定リング２が被せられている。したがって、爪５が上下に運動する場合、位置決めボール１４と位置決めボール溝２２の作用によって、爪５が上下運動しかできず、横方向の回転はできなくなり、位置制限の作用をよく果たし、ドリルに対する爪５からの締付力をしっかりと保証される。位置決めボール１４と位置決めボール溝２２の位置制限がなければ、爪５が上下運動すると同時に横方向にも回転し、ドリルをしっかり固定することができなくなり、作業に非常に不利な影響を与えることになる。
【００２２】
図６に示すように、図６−Ａは従動歯車３の正面図であり、図６−Ｂは従動歯車３の左側面図である。図面から明らかなように、従動歯車３はかさ歯車であり、駆動歯車３の外側は外歯部であり、内側に雌ねじが設けられており、その外歯が駆動歯車１９の外歯と嵌合し、内部の雌ねじが爪５のねじ山と嵌合し、従動歯車３の内径と爪５の外径が同径である。従動歯車３の上下２つの面にそれぞれ上環形溝２４と下環状溝２５が設けられており、上環形溝２４と下環状溝２５のそれぞれに、一周の鋼製ボール２６が均一的に設置されており、鋼製ボール２６が外に出ないように、鋼製ボール２６の外側にベアリングカバー４が設けられている。従動歯車３に鋼製ボール２６とベアリングカバー４を設けなくてもよいが、この場合において、従動歯車３を柔軟に回転させるために、従動歯車３の焼き入れ処理が欠かせないため、コストが増える。一方、鋼製ボール２６とベアリングカバー４を設けることで、従動歯車３の焼き入れ処理工程を省略できるため、すべり摩擦を転がり摩擦に変え、同様に従動歯車３の回転の柔軟性を高めることができる。
【００２３】
図５に示すように、図５−Ａは３つの従動歯車３と後体８のかみ合いを上方から見た図面であり、図５−Ｂは従動歯車３と後体８のかみあいの正面図である。後体８に本体接続穴２７が設けられており、後体８が本体に接続する場合、本体に伴って後体８が回転し、さらに駆動歯車１９によって従動歯車３を回転させて、従動歯車３の中の爪５を上下に運動させる。
【００２４】
また、駆動歯車１９と従動歯車３の間に、さらに中間歯車（未図示）を設けることもできる。主動歯車１９、従動歯車３と中間歯車を歯で接続し、駆動歯車１９は中間歯車を介して従動歯車３を回転させ、さらに爪５を上下に運動させる。
【００２５】
図８と図９に示すように、本発明は前カバー１０と後カバー９をさらに備えており、前カバー１０の末端は後カバー９の先端と互いに嵌合して完全なドリルチャックを形成する。前体１の先端に前外側サークリップ１１が設けられており、その内環部分は前体１の先端にある溝に嵌入され、外環部分は前体１の外部に露出して、前カバー１０が下に滑り落ちないように前カバー１０を固定する。後体８の後端部に、対称する２つの溝が設けられており、後カバー９で後体８を被覆した際に、後カバー９の後端が内側に曲がった部分が当該２つの溝にぴったり嵌入し、後体８と相対的な固定接合を形成したため、後カバー９を回転させる時に、後体８も一緒に回転する。
【００２６】
以下は本発明の作業フローについて説明する。
【００２７】
ドリルを前体１のドリル穴２８の中に挿入し、手で後カバー９を回転する。後体８は、後カバー９に対して固定接合されるため、後カバー９の回転に伴って回転する。また、後体８に備えられる駆動歯車１９が従動歯車３と嵌合し、従動歯車３と爪５はねじ山を通じて嵌合しているため、後体８の回転によって従動歯車３は後体８に対して相対的に回転し、爪５は、従動歯車３の回転によって、爪穴に１５沿って下に移動する。これによって、３つの爪５の下端の隙間は、ドリル穴２８に入れられたドリルをしっかり締め付けるまで小さくなる。
【００２８】
後体８の本体接続穴２７は本体の主軸に接続し、設備のモータを起動すると、後体８は主軸の駆動で高速回転する。後体８に設けられる駆動歯車１９、従動歯車３と爪５の間の静止慣性の作用によって、後体８と駆動歯車１９の回転の初期段階に強い衝撃力が発生し、従動歯車３と爪５が一緒に回転することを強いられる。この衝撃力によって、ドリルに対する３つの爪５からの締付力がさらに大きくなり、その後、ドリルとワークの間の反力により、強制的に爪５と、従動歯車３と、後体８に設けられた駆動歯車１９との間で相対的に回転する。これも同様に、ドリルに対する３つの爪５からの締付力を増大させる。それにより、自己締付機能を備えるようになり、自己締付されるドリルチャック全体が高い精度と安定性を備え、モータの回転と伴って、３つの爪５がドリルを締め付けながら、徐々に一緒に回転する。よって、機械加工を完成させる。
【００２９】
上記の実施例は、爪５の位置制限装置は、爪５に設けられた位置決めボール溝２２、位置決めボール１４と鋼製ボール固定リング２によって実現するものである。これは、好ましい技術案であり、このとき、爪５と位置決めボール１４の間の摩擦が転がり摩擦であって、摩擦力が減少して、ドリルチャックの動きの柔軟性を高めることができるからである。ただし、他の形態で実現することもできる。例えば、爪５にV型溝を設け、前体１の穴２３の中にV型凸条を設け、鋼製ボール固定リング２または他の密封装置でV型凸条を固定し、V型凸条とV型溝は嵌合する。これによって、爪５が上下に運動する時に、V型溝とV型凸条は同様に爪５に対して位置制限の作用を果たし、爪５が上下運動中に横方向へ回転するのを防ぐことができる。また、例えば、凸条を鍵型にして、対応する爪５に設けられる溝を長方形にする。つまり、爪５の溝とそれに嵌合する凸条は、位置制限の作用を果たすことができれば、任意の形であればよい。
【００３０】
従動歯車３は、ドリルチャックの中において斜めに対応しているのは、従動歯車３が３つの斜めの爪５を被せなければならないためである。そのため、駆動歯車１９の歯も斜めであり、かさ型従動歯車３と対応している。従動歯車３はかさ型歯車で構成されていなくてもよい。従動歯車３は、その外歯が駆動歯車１９の外歯と嵌合して、駆動歯車１９の回転によって回転することが保証されれば、如何なる歯車であってもよい。
【００３１】
後体８の回転時の柔軟性を高めるために、上記の実施例において３組のローリングベアリングが設けられているが、コストを考慮する必要がある場合は、このローリングベアリングを１組或は２組にしてもよい。一方、コストを考慮する必要がない場合は、３組或は３組以上のローリングベアリングを設置するとよい。
【００３２】
ドリルチャックの寿命を延ばすために、本発明の位置決めボール１４、ラジアルボール１３、鋼製ボール２６等の球体は、全て耐摩耗性の高い鋼性素材を選出して作られたが、代わりに、同じ機能を持つほかの材質を使用してもよい。
【００３３】
本発明の好ましい技術案においては、十分な潤滑を保証するとともに、ドリルチャックの使用寿命を延ばすための環状油浴２９が設けられたが、もちろん、加工時間とコストを節約するために、油浴を設けなくてもよい。また、本発明に備えられる仕切り２９は、ほこりを有効に防止して後体８を保護することができるが、加工が困難な場合、仕切りを設けなくてもよく、ドリル穴を後体の先端まで、直接に貫通させてもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１…前体
２…鋼製ボール固定リング
３…従動歯車
４…ベアリングカバー
５…爪
６…ベアリング下敷き
７…内側サークリップ
８…後体
９…後カバー
１０…前カバー
１１…前外側サークリップ
１２…ラジアルボールベアリング
１３…ラジアルボール
１４…位置決めボール
１５…爪穴
１６…前溝
１７…後溝
１８…サークリップ溝
１９…駆動歯車
２０…後体突起
２１…歯車溝
２２…位置決め溝
２３…穴
２４…上環形溝
２５…下環状溝
２６…鋼製ボール
２７…本体接続穴
２８…ドリル穴
２９…環状油浴
【図１】
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【図２】
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【図３】
2015521964.tif 000005
【図４】
2015521964.tif 000006
【図５−Ａ】
2015521964.tif 000007
【図５−Ｂ】
2015521964.tif 000008
【図６−Ａ．６−Ｂ】
2015521964.tif 000009
【図７−Ａ】
2015521964.tif 000010
【図７−Ｂ】
2015521964.tif 000011
【図７−Ｃ】
2015521964.tif 000012
【図８】
2015521964.tif 000013
【図９】
2015521964.tif 000014
【国際調査報告】
2015521964.tif 000015
2015521964.tif 000016
2015521964.tif 000017
2015521964.tif 000018
2015521964.tif 000019
2015521964.tif 000020