(57)【要約】【課題】回転マシンに使用されるための工具用チャック【解決手段】軸線（３）を有するチャックの中央部材は、工具のクランプ留め位置と解除位置との間で移動され得る複数のジョー（７）を支持している。各ジョーは、軸線に向けて開口した座部（２０）を有し、この座部は、後面（２３）と両側面（２４，２５）とを有している。ローラ（２９）が、後面にフィットされ、前記軸線に平行な軸線を中心として回転可能であり、また、両側面間を横方向に移動可能である。後面は、平坦なＶ字形状を有している。操作者がジョーを工具に対して締め付けているとき、ローラ自体は、後面の中央に位置する。チャックが右側に回転（Ｒ）されると、ローラは、座部の一側側面（２４）に当接されるまで、ジョーと工具とに摺動することなく回転する。かくして、工具の優れたクランプ留めが、得られる。【選択図】  図１０
2007203455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転マシンの駆動シャフトに装着されるように設計されている後部と、長手方向の中央平面（２８）を各々が有する複数のジョー（７）が接続されている前部とを備え、また軸線（３）を有する中央部材（２）と、
工具（５）のクランプ留め位置と解除位置との間で前記ジョー（７）を移動させるための手段とを具備する、回転マシンに使用されるための工具用チャックにおいて、
前記各ジョー（７）の内側に形成されており、前記中央部材（２）の軸線（３）に向けられた開口部（２２）と、この開口部の後方の後面（２３）と、前記中央部材（２）の軸線（３）に対してほぼ平行な第１並びに第２の側面（２４，２５）とを有した座部（２０）と、
前記座部（２０）の各々に装着された少なくとも１つのローラ（２９）とを具備し、ローラは、他のジョー（７）の保持部材とは分離した保持部材（３２）により各ジョーの座部（２０）の後面（２３）に対向しており、
前記ローラ（２９）は、前記中央部材（２）の軸線（３）にほぼ平行なローラの軸線（３０）を中心として回転可能であり、また、座部（２０）の前記両側面（２４，２５）間を横方向に移動可能であり、これら側面間の距離は、前記ローラ（２９）の直径よりも大きく、前記ローラ（２９）は、前記ジョー（７）と前記工具（５）とに動作することができ、
前記座部（２０）の後面（２３）は、第１並びに第２のベアリング部分（２６，２７）を有し、これらベアリング部分は、前記第１の側面（２４）と第２の側面（２５）とから前記ジョー（７）の長手方向の中央平面へとそれぞれ延びており、各ベアリング部分（２６，２７）は、前記中央部材（２）の軸線（３）とこのベアリング部分（２６，２７）との間の距離が、前記長手方向の中央平面近くで長くなるように、横方向に曲げられているか傾斜されており、前記両ベアリング部分（２６，２７）は、互いに隣接し、前記長手方向の中央平面を中心として対称であり、また、前記両ベアリング部分が互いに接触しているところで、ローラ（２９）を位置決めするキャビティを形成し、従って、前記工具が、前記ジョー間に位置されているとき、前記ローラ（２９）自体が、座部（２０）の前記後面（２３）と接触し、基本的には、前記位置決めするキャビティ内に位置することを特徴とするチャック。
【請求項２】
横断面で見たとき、前記第１のベアリング部分（２６）のどの点においても、この点での前記第１のベアリング部分（２６）に対する正接線と、前記ローラが座部（２０）の前記第１の側面（２４）に接触しているときに、前記ローラ（２９）と工具（５）との間の接触点（Ｐ）を通る、前記ローラ（２９）に対する正接線との間に形成される角度（α）は、ｔａｎ  α/２＜Ｕｍｉｎであり、
ここで、Ｕｍｉｎは、以下の値、即ち、
チャック（１）内に保持され得る所定のセットの工具から選択された工具（５）と前記ローラ（２９）との間の摩擦係数ｕ、並びに、
前記ローラ（２９）と前記ジョー（７）との間の摩擦係数ｕ’よりも小さいことを特徴とする請求項１のチャック。
【請求項３】
前記第１のベアリング部分（２６）は、基本的に平坦であり、前記中央部材（２）の軸線（３）に対して平行であることと、
横断面で見た場合、前記ローラが、座部（２０）の前記第１の側面（２４）に接触しているとき、前記ローラ（２９）と前記工具（５）との間の接触点（Ｐ）を通る、前記ローラ（２９）に対する正接線（Ｔ）と、前記第１のベアリング部分（２６）との間に形成される角度（α）は、ｔａｎ  α/２＜Ｕｍｉｎであり、
ここで、Ｕｍｉｎは、以下の値、即ち、チャック（１）内に保持され得る所定のセットの工具から選択された工具（５）と前記ローラ（２９）との間の摩擦係数ｕ、並びに、
前記ローラ（２９）と前記ジョー（７）との間の摩擦係数ｕ’よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２のチャック。
【請求項４】
前記角度（α）は、０．５°ないし２°である請求項２又は３のチャック。
【請求項５】
前記第１並びに第２のベアリング部分（１６，２７）は、互いに交わったところで、１６５°ないし１７５°の鈍角を基本的に形成している請求項１ないし４のいずれか１のチャック。
【請求項６】
前記座部（２０）は、前記ジョー（７）内に長手方向に沿って形成されていることと、
前記保持部材（３２）は、前記ローラ（２９）を前記座部中に保持するように、ジョーの前記座部（２０）の開口部内にフィットしつつ、前記ローラが、回転並びに横方向に移動することを可能にし、また、前記保持部材（３２）には、前記ローラ（２９）が、前記座部（２０）から外方に部分的に突出し、前記工具（５）に接触し得るように、スロット（３５）が形成されていることとを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１のチャック。
【請求項７】
前記ローラ（２９）は、基本的に円筒であり、前記スロット（３５）を規定している前記保持部材（３２）の一部分（３６）に係合可能な軸方向のロッド（３１）を各端部に有していることを特徴とする請求項６のチャック。
【請求項８】
前記複数のジョー（７）は、前記中央部材（２）内に形成された前記座部（６）内で並進移動するように案内され、前方に向けて収束し、そして、外面にねじ（８）を有していることと、
チャック（１）は、前記中央部材（２）の周りに位置されたナット（１０）を有し、このナットは、前記ジョー（７）が、前記工具（５）をクランプ留め若しくは解除するために移動し得るように、前記ジョー（７）のねじ（８）と係合している雌ねじを有していることとを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１のチャック。
【請求項９】
前記ジョー（７）は、前記工具をクランプ留め若しくは解除するために前記ジョーを移動させるように、前記中央部材を中心として回転する本体内に形成された座部内を並進移動するように案内され、また、前記ジョーは、中央部材の前記前部のねじと係合している内面にねじを有していることを特徴とする請求項１ないし７のチャック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転マシンに使用されるための工具用チャックに関する。
【背景技術】
【０００２】
回転マシンのシャフトに装着されるチャックの機能は、穴あけ工具の場合ではビットのような工具を把持することである。このような工具は、前方へと収束された３つのジョーによりしばしばチャック内に把持される。これらジョーは、前方に移動された場合に、互いに移動して工具をクランプ留めし、一方、後方に移動された場合に、また、工具を解除するように、チャック内に設けられた様々な手段により移動並びに案内される。この種類のチャックには、回転マシンに装着されるように設計された後部と、複数のジョーが接続された前部とを有する中央部材が一般に装着されている。
【０００３】
より精密な幾つかのチャックには、工具のシャンクがチャック内に装着されたときにこのシャンクと接触するジョーの一部分を形成するように、複数のジョーにそれぞれブレーズ処理された超硬の挿入部が装着されている。これら超硬の挿入部の目的は、基本的に、ジョーに優れた耐摩耗性を与え、しかし、チャックのクランプ留め力を向上させ、かくして、工具がチャック内で回転し得ないことを確実にするように、ジョーを工具のシャンクに噛み合わせ得ることである。これら超硬の挿入部の主な問題は、これら超硬の挿入部が、工具のシャンクに非常に高速のダメージをもたらすことである。
【０００４】
この種類のドリルチャックは、また、手で締め付ける形式のチャックの特徴を有することが非常に多い。これは、この種類のドリルチャックが、ドリルチャックを締め付けるキーを必要としないことを意味している。このようなチャックの最も重要な課題の１つは、このチャックが展開し得る締め付けトルクである。使用の汎用性の明瞭な理由のために、これらチャックは、工具に対して最大限の締め付けトルクを展開しなければならず、また、操作者は、チャックに対して最小限の締め付け作用力を与えなければならない。言い換えると、チャックの効率は、出来るだけ適切に市場の要求を満たすために、出来るだけ高くなければならない。
【０００５】
例えば、従来技術は、中央本体内に形成されたボア中に摺動し、かつ前方に収束した複数のジョーを有するタイプのチャックを含んでいる。これらジョーは、外面にねじが形成され、ナットのねじが形成された内面と係合している。このナットは、本体に回転可能に装着されたカラーの内壁と係合している。
【０００６】
この場合、（カラーによる）ナットの回転動作は、複数のジョーの並進移動を生じさせる。従って、このシステムは、ナットに与えられる締め付けトルクＣａを、ジョーのエッジにより工具のシャンクに与えられる法線方向の作用力Ｆｎに変換する。ナットとジョーとのシステムの正味効率は、最大の法線方向の作用力Ｆｎを決定する。これは、Ｃａの関数、即ち、Ｆｎ＝ｆ（Ｃａ）である。
【０００７】
ジョーのエッジと工具のシャンクとの間の摩擦係数ｕは、結果的な正接方向の作用力Ｆｔの最大値、従って、チャックにより展開される結果的な最大トルクＣｒ、即ち、  
Ｃｒ＝Ｒ×Ｆｔ＝Ｒ×Ｆｎ×ｕ＝Ｒ×ｆ（Ｃａ）×ｕを決定する。  
この場合、ｒは、工具のシャンクの半径である。
【０００８】
従って、チャックの効率は、ジョーのエッジと工具のシャンクとの間の摩擦係数ｕと、操作者によりナットに与えられるトルクＣａとに非常に密接に関連付けられている。
【０００９】
かくして、工具のシャンクの性質（強度、粗さ）に応じて、摩擦係数は、非常に大きく変化し得る。この結果、チャックにより展開される締め付けトルクは、非常にランダムである。
【００１０】
また、特許文献１は、カム壁と接触したローラによりシャフトを締め付けるためのシステムを開示している。しかし、このシステムは、あらゆる直径のクランプ留めシャフトに使用されることはできない。これに加えて、得られる締め付けは、ローラが、全てのローラを互いに接続させた単一の弾性ケージによりカムにそれぞれ保持されているので、全く十分なものではない。これは、ローラの移動を相互依存させ、シャフトを中央に位置付けるという課題を十分に解決していない。さらに、カムの湾曲した連続的な外形は、ローラをカムにそれぞれ適切に位置付けることを保証していない。これは、締め付けの性質にとって好ましくない。
【特許文献１】ＷＯ０１/８１０４６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、高い締め付け力を展開することを可能にして、さらに、工具のシャンクにダメージを与えることも、操作者からの強い締め付け力を必要とすることもないチャックを提供することにより、以上に説明された問題を解決することである。
【００１２】
本発明の他の目的は、チャックに本来備わっている抵抗並びに偏心の抑制にも関わらず、優れた締め付けを与えることである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この目的のために、本発明は、回転マシンに使用されるための工具用チャックに関する。この工具用チャックは、
回転マシンの駆動シャフトに装着されるように設計されている後部と、長手方向の中央平面を各々が有する複数のジョーが接続されている前部とを備え、また軸線を有する中央部材と、
工具のクランプ留め位置と解除位置との間で前記ジョーを移動させるための手段と、
前記各ジョーの内側に形成されており、前記中央部材の軸線に向けられた開口部と、この開口部の後方の後面と、前記中央部材の軸線に対してほぼ平行な第１並びに第２の側面とを有した座部と、
前記座部の各々に装着された少なくとも１つのローラとを具備している。
【００１４】
前記ローラは、他のジョーの保持部材とは分離した保持部材により各ジョーの座部の後面に対向している。また、前記ローラは、前記中央部材の軸線にほぼ平行なローラの軸線を中心として回転可能であり、また、座部の前記両側面間を横方向に移動可能であり、これら側面間の距離は、前記ローラの直径よりも大きく、前記ローラは、前記ジョーと前記工具とに動作することができる。
【００１５】
前記座部の後面は、第１並びに第２のベアリング部分を有し、これらベアリング部分は、前記第１の側面と第２の側面とから前記ジョーの長手方向の中央平面へとそれぞれ延びており、各ベアリング部分は、前記中央部材の軸線とこのベアリング部分との間の距離が、前記長手方向の中央平面近くで長くなるように、横方向に曲げられているか傾斜されており、前記両ベアリング部分は、互いに隣接し、前記長手方向の中央平面を中心として対称であり、また、前記両ベアリング部分が互いに接触しているところで、ローラを位置決めするキャビティを形成し、従って、前記工具が、前記ジョー間に位置されているとき、前記ローラ自体が、座部の前記後面と接触し、基本的には、前記位置決めするキャビティ内に位置する。
【００１６】
実際には、本発明のチャックに工具をクランプ留めするとき、主要なシーケンスは３つに分けられることができる。
【００１７】
第１の工程：
ローラは、これらの座部内でそれぞれ自由であるため、座部の２つの側面間でいずれの位置にも配置され、保持部材と接触するか、ベアリング部分と接触するか、両側面の一方と接触することさえある。クランプ留めされる工具がローラと接触すると、保持部材によりローラに許される可動度と、ベアリング部分の特定の幾何学形状とによって、ローラは、全てのケースにおいて、座部の中央へと自然に移動することができる。従って、全てのジョーのローラは、各ジョーの中央平面の適切な位置、即ち、位置決めするキャビティに達する。座部の後面の非常に幾何学的な形状部は、凹部(sink)またはウェッジ部を形成しており、これ中に、ローラは、回転作用力が工具によって与えられていないときに、自然に移動する。前記形状部は、操作者がジョーを締め付けているときに、ローラの優れた位置付けを保証している。
【００１８】
この構造が、ローラを位置付けるためのばね部材の使用を回避し、前記両側面が、ローラの横方向への可動度を制限し、この結果、ローラ自体を、この工程中に自然に中央へと確実に位置されることに注意すべきである。
【００１９】
第２の工程：
使用者は、チャックの締め付けを完了し、ローラは、中央位置にあり、使用者によりチャックに与えられた締め付け作用力は、各ローラとジョーの座部の後面と工具との間に接触力をもたらす。この構造では、ローラが工具を支持する支持領域は、（３つのジョーの場合は１２０°で）工具の回りに均等に分配されている。これは、チャックの偏心性（チャックに装着される工具のための通常の耐揺動性）を確実にし、さらに、ローラは、支持部分の各々に対して理想的な「上り勾配(uphill)」位置にある。
【００２０】
第３の工程：
このような方法で設定されているので、チャックは、工具によって与えられる抵抗トルクが、ローラを、一方の方向（左側または右側）へとベアリング部分全体に渡って回転させるとすぐに、所望のウェッジ作用を果たす。この工程の間、ローラは、座部の両側面と接触し得ないことに注意すべきである。これは、ローラ自体が、ベアリング部分の一方と、ウェッジ作用をもたらす工具のシャンクとの間に位置され得るためである。
【００２１】
回転の適切な方向に作用したとき、工具により与えられる抵抗トルクは、ローラを、工具とジョーとに対して摺動することなく回転させることにより、一側壁に向けて移動させ、（回転マシンにより駆動される）ジョーと、工具との間の回転動作の良好な伝達をもたらす。ローラが全体に渡って移動する座部の後面のベアリング部分の湾曲又は傾斜のために、ローラは、ウェッジ作用が果たされるまで（前記側壁と必ずしも接触する必要はない）、中央部材、従って工具の軸線近くに移動する。本発明は、動作時に、操作者による最初のクランプ留めがまったく十分なものでなかった場合でさえ、ローラのウェッジ作用と工具の優れたクランプ留めとを達成する。さらに、座部の後面が対称であるため、工具は、中央ヘッドの一方の回転方向へと非常にしっかりとクランプ留めされる。
【００２２】
従って、本発明のチャックは、ナットに与えられる締め付けトルクＣａ、従って、チャックの正味効率と、ジョー及び工具のシャンク間の摩擦係数ｕとはほぼ完全に独立して、チャックのクランプ力を形成する。
【００２３】
チャックの可能な一実施形態において、横断面で見たとき、第１のベアリング部分のどの点においても、この点での第１のベアリング部分に対する正接線と、ローラが座部の第１の側面に接触しているときに、ローラと工具との間の接触点を通る、ローラに対する正接線との間に形成される角度（α）は、ｔａｎ  α/２＜Ｕｍｉｎであり、
ここで、Ｕｍｉｎは、以下の値、即ち、
チャック内に保持され得る所定のセットの工具から選択された工具とローラとの間の摩擦係数ｕ、並びに、
ローラとジョーとの間の摩擦係数ｕ’よりも小さい。
【００２４】
かくして、チャック内に保持され得る１セットの工具が、一方で、特定され、対応した摩擦係数ｕの値と、ローラとジョーとの間の摩擦係数ｕ’とが、他方で、知られている場合、考えられるセットの工具の各々において、ｔａｎ  α/２＜ｕ’、並びに、ｔａｎ  α/２＜ｕであることは確実である。この関係は、ローラが座部の第１の側面に達したとき、より一般には、ローラが、（この側面に必ずしも接し得ない）末端位置でウェッジ作用を受けたとき、ローラが、摺動することなく工具とジョーとに渡って回転することを保証している。
【００２５】
例えば、前記第１のベアリング部分は、基本的に平坦であり、前記中央部材の軸線に対して平行であり、横断面で見た場合、ローラが、座部の第１の側面に接触しているとき、ローラと工具との間の接触点を通る、ローラに対する正接線と、第１のベアリング部分との間に形成される角度（α）は、ｔａｎ  α/２＜Ｕｍｉｎである。
【００２６】
前記角度（α）は、０．５°ないし２°、例えば約１°である。
【００２７】
好ましい一実施形態において、第１並びに第２のベアリング部分は、互いに交わったところで、１６５°ないし１７５°の鈍角を基本的に形成している。ローラが自身で位置するのは、この角度である。
【００２８】
例えば、前記座部は、ジョー内に長手方向に沿って形成されており、前記保持部材は、ローラを座部中に保持するように、ジョーの座部の開口部内にフィットしつつ、ローラが、回転並びに横方向に移動することを可能にし、また、保持部材には、ローラが、座部から外方に部分的に突出し、工具に接触し得るように、スロットが形成されている。
【００２９】
前記ローラは、基本的に円筒であり、前記スロットを規定している保持部材の一部分に係合可能な軸方向のロッドを各端部に有している。
【００３０】
本発明の可能な２つの実施形態は、添付図面を参照して、非限定的な例として以下に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１並びに２が、最初に考慮される。
【００３２】
チャック１が、軸線３を有する本体２をこの場合は形成している中央部分を備えている。この本体の一般的な形状は、円筒形(cylindrical)である。この本体２の後部には、ドリルのような回転マシンのスピンドルを挿入するためのオリフィスが形成されている。本体２の前部は、ドリルビットのような工具５を挿入するための細長いボアと、前方に収束した３つの座部６とを有している。これら座部の各々は、ジョー７を収容し、このジョーが並進移動するように案内する。これらジョー７は、雄ねじ８をそれぞれ有している。
【００３３】
チャック１は、また、前記本体２の後部の周りに、これとほぼ同軸で係合された基本的には円筒形の後方リング９を有している。この後方リングは、適切な方法で本体２に装着されている。
【００３４】
ナット１０が、本体２とほぼ同軸で、前記ジョー７の周りに係合されている。このナット１０は、ナット１０が回転される方向に応じて、ジョー７をクランプ留め位置または解除位置へと移動させるように、ジョー７の前記雄ねじ８と係合した雌ねじを有している。このナット１０は、これの外縁に等間隔で配設されたほぼ径方向に延びた３つの歯部１１を有している。そして、ナット１０は、本体２の後部に装着されている。ナットの回転を容易にするために、サークリップ１３により所定の位置に保持されたボールベアリングケージ１２が、ナット１０と本体２との間に挿入されている。金属ノーズ１４が、また、ナット１０をこれの軸位置に保持するように、ナット１０の前側で本体２に装着されている。
【００３５】
チャック１は、また、前記ナット１０の周りに、これとほぼ同軸で装着された基本的に円筒形の締め付けリング１５（即ち、カラー）を有している。この締め付けリングは、前記後方リング９により後方で、また金属ノーズ１４により前方で回転が防止されている。
【００３６】
前記リング１５とナット１０との間には、前記軸線３に向けて突出した３つの部材１７を有するばね１６がある。これら部材は、ナット１０の前記歯部１１間に挿入されるように設計されている。このため、操作者がリング１５を回転させると、ナット１０も回転され、従ってジョー７が動かされる。
【００３７】
図３並びに７に示されているように、前記各ジョー７は、後側部分１８と前側部分１９とを有している。後側部分は、前記軸線３に対して傾斜され、本体２の座部６内で摺動する。前側部分の内面は、軸線３に向けられた回転面であって、軸線３に対してほぼ平行であり、前記工具５と接触するように設計されている。
【００３８】
前記各ジョー７は、これの前側部分１９に形成された座部２０を内側に有している。この座部２０は、ジョー７の前端面２１から、前側部分１９と後側部分１８との間に形成されたアングル部分へと長手方向に延びている。また、この座部２０は、軸線３に面した開口部２２と、この開口部の後方の後面２３と、第１並びに第２の側面２４，２５とを有している。これら側面２４，２５は、軸線３に対してほぼ並行であり、かつ互いに並行であり、ジョー７の前側部分１９の内面に対して基本的に垂直である。
【００３９】
前記座部２０の後面２３は、第１の側面２４近くの第１のベアリング部分２６と、この第１のベアリング部分２６並びに第２の側面２５近くの第２のベアリング部分２７とを有している。これら２つのベアリング部分２６，２７は、ジョー７の長手方向の中央平面に対して対称である。
【００４０】
前記第１のベアリング部分２６は、わずかに傾斜した平面の形態であり、即ち、軸線３に対して垂直な面で見た場合、この平面と軸線３との間の距離は、第１の側面２４近くで短く、第２の側面２５近くで長い。これと同様に、前記第２のベアリング部分２７は、従って、わずかに傾斜した平面の形態であり、即ち、軸線３に対して垂直な面で見た場合、この平面と軸線３との間の距離は、第２の側面２５近くで短く、第１の側面２４近くで長い。かくして、座部２０の前記後面２３は、非常に平らなＶ字形状である（図９を見よ）。
【００４１】
実質的に円筒形のローラ２９が、これの軸線３０が前記軸線３に対してほぼ平行な状態で、前記座部２０内に配設されている。このローラ２９は、各端面に軸方向のロッド３１を有している。このローラ２９の直径は、ローラ２９が、前記後面２３のベアリング部分２６，２７間の角部のところで、座部２０の後面２３と接触しているときにでも、ローラ２９が、ジョー７の前側部分１９の下面を超えて突出するように、座部２０の深さよりもわずかに大きい。
【００４２】
保持部材３２が、前記ローラを座部２０中に保持するように、前記ジョー７の座部２０の前記開口部２２中に装着されている。この保持部材３２は、開口部２２中に位置されるように設計された基本的に矩形の中央部分３３と、ジョー７の前側部分１９の下面に取着された２つの側方ウィング３４とを有している。中央部分３３には、基本的に矩形のスロット３５が形成されている。このスロットの（軸線３に沿った）長さは、ローラ２９の長さとほぼ同じであり、また、スロットの（横方向の）幅は、ローラ２９の直径よりも大きい。縁部３６が、ローラ２９のロッド３１をスロット３５の前側および後側でそれぞれ支持している。最後に、前記保持部材３２の長手方向の夫々の端部にある突出部３７が、座部２０を閉成している。
【００４３】
前記ローラ２９が、保持部材３２により閉成された座部２０中に組み合わされているとき、このローラ２９は、前記スロット３５中に係合されている。かくして、このローラ２９は、座部２０の前記後面２３と接触し、かつ、ジョー７の前側部分１９の下側平面からはわずかに突出している。これと同時に、ローラ２９は、長手方向に大幅に移動することが防止されている。一方、ローラ２９は、軸線３０を中心として回転することができ、これと同時に、座部２０の両側面２４，２５間を横方向に移動することができる。このとき、ローラは、前記側面２４，２５に対してほぼ直角な方向に移動する。このような移動は、前記保持部材３２により妨げられることはない。
【００４４】
前記座部２０の後面２３のベアリング部分２６，２７の傾斜角度は、以下のように規定されている。ローラ２９が座部２０の第１の側面２４に接触し、工具５がチャック１中に挿入されているとき、ローラ２９と工具５との間の接触点Ｐを通るローラ２９に対する正接線Ｔは、横断面で見たとき、前記第１のベアリング部分２６と角度αを形成している。
【００４５】
チャックの動作は、図８ないし１２を参照して以下に説明される。
【００４６】
チャック１が開成しているとき、ローラ２９は、ジョー７の座部２０内にランダムに自由に位置されている。チャック１が閉成されると、ローラ２９は、工具５のシャンクと接触する。Ｖ字状に角度付けられたベアリング部分２６，２７は、図８並びに９に示されているように、ローラ２９を座部２０の中央位置へと自然にシフトさせる。このような適切な平衡状態において、作用力Ｆｎが、ジョー７によりローラ２９に加えられることができる。
【００４７】
チャック１が、回転Ｒで右方向へと動作しているとき（図１０）、ローラ２９へと、マシンにより与えられるトルクと工具５により与えられる抵抗トルク(resistive torque)とが、ローラ２９を、平衡状態の中央位置に保ち、後面２３の右側、即ち、この場合は第１のベアリング部分２６全体に渡って、座部の右側の側面、即ち、この場合は第１の側面２４へと移動させる。これは、ローラ２９が、軸線３に接近し、従って、工具５をクランプ留めする傾向にあることを意味している。ローラ２９が、座部２０のこの側面と接触しない場合でも、ウェッジ作用が生じられ得ることに注意すべきである。
【００４８】
効果的な所望のウェッジ作用を果たすためには、ローラ２９は、ジョーと工具とに対して摺動することなく、回転しなければならない。これは、ローラ２９がジョー７と工具５と接触している点で、以下の関係、即ち、Ｆｔ/Ｆｎ＜ｕが満たされなければならないことを意味している。ここで、
ｕは、ローラと対象物（工具５またはジョー７）との間の摩擦係数であり、
Ｆｔは、正接方向の作用力であり、
Ｆｎは、法線方向の作用力(normal effort)である。
【００４９】
チャック１、特に、ジョー７の幾何学形状により、ＦｔとＦｎとの間の角度は、α/２である（図１３を見よ）。従って、ジョー７とローラ２９と工具５のシャンクとの間の摩擦係数ｕが、角度α/２の正接よりも大きい、即ち、ｕ＞ｔａｎ  α/２であることが必要である。ｕの値が、異なる工具やジョーおよびローラで知られている場合、αを適切な値に選択することによりこの関係を満たすことは、非常に簡単なことである。
【００５０】
１°のオーダーの角度αは、ウェッジ留めとクランプ留めとの観点から、良い結果を与えている。また、この角度は、平坦すぎることもなく（ローラが自動的に中央に位置されないことを意味する）傾斜しすぎることもない（この場合、ローラが中央位置にとどまる傾向にある）座部２０の後面２３を与えている。
【００５１】
本発明において、ローラ２９への結果的な作用力は、第１のベアリング部分２６と工具５のシャンクとの間にローラを押させる。かくして、ジョーとローラと工具のシャンクとの間にもたらされたウェッジ作用が、工具５をチャック１中に十分にクランプ留めさせる。これは、チャックの正味効率と摩擦係数ｕとから独立している。
【００５２】
リング１５を回転させ、この結果、ナット１０が回転されることは、チャック１のクランプ留めの直径を工具５のシャンクの直径に適合させるためだけに使用される。このシステムのローラ２９に対して必要とされる法線方向の作用力は、従来のシステムと比較して非常に小さい。この法線方向の作用力は、ローラ２９が、ジョー７並びに工具５のシャンクと良好に接触することと、ローラが、座部２０の後面２３のベアリング部分２６，２７と工具５のシャンクとに対して摺動することなく回転することができ、この結果、所定のウェッジ角度を形成することとを単に確実にしている。
【００５３】
かくして、本発明は、工具のシャンクに更なるダメージを与えることなく、非常に大きな締め付けトルクを発生させることを可能にしている。
【００５４】
チャック１が、左方向に回転するように動作しているとき（図１２）、上に説明した動作が、ジョー７の長手方向の中央平面２８に対して対称に同じような方法でもたらされる。かくして、ローラ２９は、第２のベアリング部分２７並びに工具５全体に渡って摺動することなく回転した後、第２の側面２５（左側の側面）と接触する。ウェッジ作用は、また、ローラが、第２の側面２５と接触していない場合に、もたらされることができる。
【００５５】
以上の説明において、１つのローラだけが、各座部内に位置されている。しかし、１つの座部内に幾つかのローラを有することも可能である。
【００５６】
本発明が、一例として上述された実施形態に限定されないことはなく、全ての異なる実施形態を含むことは言うまでもない。
【００５７】
特に、本発明は、他のタイプのチャックにも適用されることができる。例えば、
ジョーを移動させて工具をクランプ留め又は解除するように、中央部材を中心として回転する本体内に形成された座部中にジョーが並進移動で案内され、ジョーは、中央部材の前側部分のねじと係合した内面にねじを有している、チャック、並びに、
工具を挿入するとき、ジョーが、弾性部材により前方に押され、操作者が、適切な部材への並進動作により、ジョーを後方に移動させる、チャックがある。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に従ったチャックの分解斜視図である。
【図２】組み合わされた状態にあり、工具を保持し、図１に見られるチャックの側面図である。
【図３】図１に見られるチャックで使用されるジョーの斜視図である。
【図４】図１に見られるチャックで使用されるローラの斜視図である。
【図５】図１に見られるチャックで使用される保持部材の斜視図である。
【図６】ローラと保持部材とを収容した図３のジョーの正面図である。
【図７】図６のＡＡ線に沿って切断されたジョーの断面図である。
【図８】図２に示されたＡ’Ａ’線に沿って切断されたチャックの断面図である。
【図９】図８に示された細部Ｂの拡大図である。
【図１０】チャックが右側に回転しているときの図８に類似した図である。
【図１１】チャックが右側に回転しているときの図８に類似した図である。
【図１２】チャックが左側に回転しているときの図１１に類似した図である。
【図１３】法線方向の力と正接方向の力とがローラに作用している状態の工具とジョーとローラとの概略図である。
【符号の説明】
【００５９】
２…中央部材、３…軸線、５…工具、７…ジョー、２０…座部、２２…開口部、２３…後面、２４，２５…第１並びに第２の側面、２６，２７…第１並びに第２のベアリング部分、２８…中央平面、２９…ローラ、３２…保持部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【外国語明細書】
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