KR920007958B1

KR920007958B1 - 공구 호울더

Info

Publication number: KR920007958B1
Application number: KR1019860000416A
Authority: KR
Inventors: 노엘 퀘네빌 레이몬드; 해밀톤 메인 해리; 해롤드 시클러 케네드
Original assignee: 더 제이콥스 매뉴팩추어링 컴퍼니; 케네드 에이취 시클러
Priority date: 1985-01-25
Filing date: 1986-01-23
Publication date: 1992-09-19
Also published as: ZA86149B; US4611960A; EP0189068A2; DK36986A; ES8700993A1; DK36986D0; CN86100469A; NZ214860A; NO860241L; IN163955B; EP0189068A3; BR8600280A; AU5271286A; IE860207L; ES551205A0; AU569995B2; KR860005668A; JPS61188002A; CN1003287B

Abstract

내용 없음.

Description

공구 호울더

제1도는 본 발명에 따른 공구 호울더의 사시도.

제2도는 본 발명에 따른 공구 호울더의 전개도.

제3도는 제1도의 3-3 단면의 확대도.

제4도는 제3도의 4-4 단면도.

제5도는 제3도의 5-5 단면도.

제6도는 제4도의 6-6 단면도.

제7도는 본 발명에 따른 공구 호울더의 변형예의 측면도.

제8도는 제7도의 8-8 단면의 확대도.

제9도는 제7도의 9-9 단면의 확대도.

제10도는 차동나사상에 형성된 죠오면(jaw face)을 나타내는 공구 호울더의 부분 종단면도.

제11도는 상이한 면 형상을 갖는 공구 호울더에 대한 조임 토오크의 범위로부터 유발하는 공구 호울더 슬립 토오크를 나타내는 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 본체 14 : 장착수단

16 : 웨이 18, 22 : 축선 방향 보어

26 : 슬리이브 40 : 차동 나사

46 : 수나사 58 : 조오피스

68, 70 : 앤빌부 68e, 70e : 공동

69 : 키이 70c : 립(lip)

76 : 수나사 79 : 공구

80,82 : 파지면 110 : 차동 나사

114 : 조오면 116, 118 : 원형 리드(rib)

132 : 슬리이브

본 발명은 드릴 프레스, 밀링머시인, 선반, 휴대용 전기식 또는 공기식 기계 또는 핸드드릴과 같은 회전기계와 연관하여 사용되는 척과 같은 공구 호울더에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 차동 나사 기구를 내장하는 2조오척(two-jaw chuck)의 개량된 형태에 관한 것이다.

구동되는 회전 공구 호울더 또는 척에 드릴 또는 밀링공구를 파지시키는 문제는 전형적으로 3개의 조오가 서로 120°씩 분리되어 하나의 원상에 배치되는 소위 3조오착을 사용함으로써 해결하여 왔다. 그 가장 간단한 형태에서 그런 척은 스프링에 의해 원주 방향으로 떨어져 유지되는 조오들을 지지 및 안내하기 위한 원추형 내면을 갖는 본체를 갖는다. 척 본체는 역시 조오의 단부들과 계합하는 구동축상에 나합된다. 파지는 척 본체가 구동축상에 나합됨에 따라 조오들을 축선 방향으로 구동함으로써 이루어진다. 이 운동은 척 본체의 원추형상에 기인하여 반경 방향 성분을 유발하여, 그것을 원하는 파지력을 제공한다. 그런 척들이 비록 비교적 비싸지 않더라도 높은 정도의 정밀도를 갖고 있지 않으며 공구상에 강한 파지력을 발휘할 수 없다.

보통 사용되는 다른 형태의 척은 3조오기어 척(three jaw geared chuck)이다. 그것은 조오들의 운동을 정확하게 제어하기 위해 척 본체에 가이드 웨이를, 그리고 척 본체에 장착된 기어 구동의 너트와 계합하는 치를 조오에 마련함으로써 선행기술의 주요한 문제들을 해결했다. 그것은 상당히 정밀하고 적당한 파지력을 갖지만, 상당 수효의 정밀부품들 때문에 제조비가 고가가 된다.

3조오기어척은 고가에도 불구하고 그 자동조심(automatic-centering)특성, 저밀도 및 파지력으로 인해 드릴링머신용으로 인기가 있다. 그러나 그것은 또한 2조오를 갖는 파지 장치와 관련된 자체 조심을 위한 수단을 개발시켰다. 그런 수단의 하나는 차동 나사 또는 왼나사산과 오른 나사산을 갖는 나사다. 그런 수단들은 바이스 및 다양한 공구 호울더에도 사용된다. 베네트와 달젤의 미합중국 특허 제31148호(1861)는 2조오공구 호울더에 차동 나사를 사용하는 것을 설명하고 있고, 비틀러의 미합중국 특허 제253581호(1982)는 핸드바이스용의 유사한 기구를 게재하고 있다. 웨이클리의 미합중국 특허 제314087호(1885)는 다이 또는 니플호울더용 차동 나사 기구를 게재하고 있고 트라우트와 오트립의 미합중국 특허 제318222호(1985)와 플러의 미합중국 특허 제913912호(1909)는 관용 나사 절삭 공구내에 관을 조심시키기 위해 그런 기구를 사용한다. 다양한 벤치 바이스에 차동 나사 기구를 사용하는 것이 웨너의 미합중국 특허 제920797호(1909), 하보드의 미합중국 특허 제1361577호(1920) 및 로우웨 등의 미합중국 특허 제4208045호(1980)에 기재되어 있다.

반스의 미합중국 특허 제335009호(1986)는 2조오를 갖는 조심 또는 편심척과 연관된 차동 나사 기구를 게재하고 있따. 상술한 종래의 특허들과 공통되게, 반스의 특허는 1조오는 V형상의 면을 가지며 다른 조오는 평탄한 면을 가짐으로써 공구의 자루와 3점 접촉을 제공하는 것을 게재하고 있다.

종래의 기술들이 다수의 바이스, 공구 호울더 및 척용 차동 나사 기구를 게재하고 있더라도, 그 어느것도 비교적 염가로 정확도와 파지력의 바람직한 조합을 제공하지 못하고 있다.

본 발명의 목적은 3조오 기억척의 파지력과 조심의 정확도를 가지면서 구조가 간단하고 제조비가 염가인 2조 오형의 공구 호울더을 제공하는 것이다. 이 문제는 축선 방향 통로 및 횡방향 통로에 의해 형성된 금속 또는 플라스틱 재료 함유 통로로부터 주조 또는 성형된 본체를 마련함으로써 대체로 해결된다. 차동 나사 기구는 스플릿 조오 및 대면 조오와 협동하도록 횡방향 통로내에 조절할 수 있게 장착되어 공구를 견고하고 정밀하게 중심 위치시킨다.

특히, 본 발명에 따라서 그곳을 통해 형성된 축선 방향 보어와 그 1단부에 형성된 장착 수단을 갖는 대략 원통형인 본체, 그 축선이 상기 본체의 축선과 상호 교차하게 상기 축선 방향 보어에 횡 방향인 방향으로 상기 본체를 통해 형성된 웨이 및 상기 웨이내에서 차동 나사 기구를 활용하는 2-조오척으로 구성되는 공구 호울더에 있어서, 상기 차동 나사 기구가 상기 웨이의 내면과 슬라이드 계합하는 외면 및 상기 웨이의 축선에 수직이며, 상기 본체의 축선에 평행인 면과 15°내지 75°의 범위의 각도로 배치된 파지면을 갖는 별도이지만 조를 이루는 1조의 앤빌부를 포함하며, 상기 조를 이룬 앤빌부들이 제1피치의 암나사를 가지며, 상기 차동 나사 기구가 1단부에 제1피치의 수나사로 형성된 조오부를 그리고 그 반대 단부에 제2피치의 수나사로 형성된 본체부를 갖는 차동 나사를 포함하고, 상기 제1피치의 수나사가 상기 앤빌부의 상기 제1피치의 상기 암나사와 계합하고, 상기 제2피치의 상기 수나사가 상기 본체에 고정된 너트의 제2피치의 암나사와 계합하며, 상기 차동 나사 기구의 상기 조오부와 상기 앤빌부는 상기 고정된 너트에 관한 상기 차동 나사의 회전에 따라 3점 파지 접촉이 상기 원통형 본체내의 상기 축선 방향 보어내에 위치하게된 공구로 이루어지도록 관계되며, 상기 3점 접촉의 2개점은 상기 앤빌부의 상기 파지면에 의해 그리고 제3의 점은 상기 차동 나사의 상기 1단부에서 조오면에 의해 마련되는 것을 특징으로 하는 공구 호울더가 제공된다.

그 대면한 조오는 차동 나사의 단부에 형성된 표면이며, 파지 토오크를 최대화하기 위해 차동 나사에 의해 계합된 별도의 가동 조오 피스상에 마련된다.

본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면과 하기의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

제1도 내지 3도에서, 본 발명에 따른 공구 호울더(10)는 속에 암나사가 형성된 장착구멍(14)을 갖는 대략 원통형인 본체(12)를 갖는다. 장착구멍(14)은 인치당 24개의 나사산을 갖는 3/8인치 직경 또는 인치단 20개의 나사산을 갖는 1/2인치 직경과 같은 표준 치수의 그룹으로부터 선택되므로, 공구 호울더(10)는 표준 기계 또는 수공구 구동축상에 장착된다. 달리, 장착구멍(14)은 데이퍼 구동 스핀들을 구비한 기계들과의 끼워맞춤을 위해서 표준 테이퍼로 가공되기도 한다.

본체(12)는 중량과 가공비를 최소화하기 위해 유리함유 나일론과 같은 모울딩 재료로부터 형성되는 것이 바람직하다. 제1도 내지 제6도는 슬리이브에 부착된 너트를 갖춘 모울딩된 본체를 갖는 바람직한 공구 호울더를 나타낸다. 제7도 내지 제10도는 다이캐스트 또는 기계 가공된 금속 본체로 되어 본체에 부착된 너트를 갖는 공구 호울더(10)의 변형예를 나타낸다. 달리, 너트는 모울딩된 재료에 그것을 용접 또는 접착시킴으로써 본체에 고정된다.

조오들을 안내 및 배치하기 위해 본체(12)안에 웨이들이 형성된다. 제2도 및 제5도에 잘 나타나 있는 바와 같이 그것은 본체(12)에 다각형통로(16)를 횡 방향으로 형성함으로써 이루어진다. 통로(16)는 8각형과 같은 다른 형상들도 가능하지만 6각형의 형상이 바람직하다. 축선 방향 보어(18)가 본체(12)내에 형성되며 다각형 통로(18) 너머의 원추부(20)에서 종료한다(제5도). 축선 방향 보어(18)보다 직경이 작은 보어(22)가 장착구멍(14)과 축선방향 보어(18)의 원추부(20)사이를 연통시킨다(제5도). 제2도 및 제3도에 도시한 평탄부(24)는 다각형 통로(16)의 축선에 수직되게 본체(12)상에 형성되며, 장착구멍(14)의 반대편 본체(12)의 단부로부터 다각형 통로(16)의 연부까지 선장하여 후술할 차동 나사 기구를 장착하게 된다.

제2도 및 제3도에서, 대략 원통상인 금속 슬리이브(26)는 본체(12)에 억지 끼워지거나 달리 고정된다. 평탄부(24)가 슬리이브(26)의 벽에 형성되며 본체(12)상의 평탄부(28)와 인접하여 다각형 통로(16)의 축선 상에 배치된다. 구멍(30)이 평탄부(24)에 마련되며 다각형 통로의 축선 상에 그 중심을 둔다. 외부 쇼울더(34)와 직립 립(36)을 갖는 너트(32)는, 구멍(30)에 맞고 아울러 립(36)을, 예를 들어, 스웨이징(swaging), 스테이킹(staking), 용접 또는 스피닝(spinning)함으로써 슬리이브(26)의 평탄부(28)와 계합토록 하여 너트(32)를 구멍(30)에 견고히 고정시키는 치수를 갖는다. 구멍(30)에 너트(32)를 영구적으로 고정하기에 앞서 후술하는 바와 같이 너트(32)에는 공구 호울더(10)를 조절할 수 있게 스패너 슬롯(38)이 마련된다.

차동 나사 요소(40)는 본 체부(42)와 조오부(44)로 구성된다(제2도). 너트(32)의 암나사(48)와 계합하는 수나사(46)가 차동 나사 요소(40)의 본 체부(42)상에 형성된다. 적당한 랜치를 수납하기 위해서 소켓(50)이 차동 나사 요소(40)의 축선을 따라서 형성된다. 소켓(50)은 비록 4각형 또는 나사 드라이버 슬롯가 같은 다른 형상으로 될 수 있으나, 육각형이며 표준 알렌 랜치를 수납할 수 있는 치수로 됨이 바람직하다.

제4도로부터 잘 알 수 있는 바와 같이, 차동 나사 요소(40)의 조오부(44)는 거기에 축 방향으로 형성된 보어(52)와 보어(52)를 둘러싸는 립(54)을 바람직하게 갖는다. 보어(52)의 단부(56)는 조오피스(58)를 위한 자리를 제공하기 위해 원추 형상인 것이 바람직하다. 보어(52)의 단부(56)와 접촉하는 조오피스(58)의 내면(60)은 회전면이며, 바람직하게 구의 일부로 구성된다. 조오피스(58)의 내면(60)과 보어(52)의 단부(56)의 형상을 비교한 결과로서, 접촉 면적은 비교적 작은 직경의 좁은 링으로 구성된다. 조오피스(58)는 차동 나사 요소(40)의 보어(52)내에 배치되고 립(54)(또는 립(54)이 마련되지 않았다면 나사 요소의 단부)은 조오피스(58)를 보어(52)내에 헐겁게 보유하기 위해 압박, 스웨이징 또는 내향 변형된다. 조오피스(58)의 외측면에 힘이 가해지면 조오피스(58)의 내측 곡면(60)은 차동 나사 요소(40)의 원추형 단부면(56)에 대해서 자동적으로 자체 중심을 잡을 것이다. 조오피스의 자체 조심 성질에 추가하여, 후술하는 바와 같이, 조오피스 및 차동 나사 요소의 차별적인 강도, 인성 및 경도 요구가 잘 만족되고 마찰 손실이 최소화 되도록 조오피스를 차동 나사 요소로부터 분리하는 것이 유리하다.

1조의 앤빌피스(68,70)가 서로 조를 이루며 다각형 통로(16)에 의해 형성된 웨어와 맞추어지도록 형성된다. 다각형 통로(16)가 6각형인 제2도 내지 제5도에 나타낸 바와 같이, 각 앤빌피스(68,70)에는 다각형 통로(16)에 상응하는 면을 갖는 웨어와 슬라이드 하여 계합하는 외면(68a,68b 및 70a,70b)이 형성되어 있다.(제5도). 추가로, 앤빌피스(68,70)을 정렬하여 서로에 대해 확실히 유지하기 위한 정렬 수단이 마련된다. 그 수단은 예를 들어 각 앤빌피스(68,70)상에 형성된 립(70c)의 형태를 취하며, 그 립은 앤빌피스(68,70)의 상대적인 축선 방향 운동을 방지하기 위해, 대향하는 앤빌피스(70,68)상에 형성된 요홈(70d)과 각기 계합한다(제4도). 택일적인 정렬 수단이 제8도에 도시된다. 그런 택일적인 수단은 앤빌피스(68,70)에 형성된 계합 공동(68e,70e)내에 자리 잡은 1개 또는 그 이상의 키이(69)로 구성된다. 차동 나사요소(40)상의 수나사(76)와 계합하기 위해 앤빌피스(68,70)내에 암나사(72,74)가 형성된다. 차동 나사 요소상의 나사(46,74)의 피치는 특정한 공구(78)(제5도) 또는 조오피스(58)와 앤빌피스(68,70)에 의해 파지된 공구(79)(제8도)의 축선이 공구(79)의 직경에 상관없이 고정되게 잔류할 수 있게 선택되며, 공구(79)는 전형적으로 특정한 공구, 드릴, 리이머 또는 장착된 연삭 휘일일 수 있다.

나사(46,76)의 피치의 선택에 대해서 지금부터 설명하겠다. 바람직하게 차동 나사상의 나사(46)가 오른 나사이면 고정 너트(32)내 차동 나사 요소(40)의 시계 방향 회전은 공구 호울더(10)의 축선(제3도의 수평축선)을 향해 차동 나사 요소(40)와 그 연관된 조오피스(58)을 이동시킬 것이다. 차동 나사 요소(40)상의 나사(76)도 역시 오른 나사이면 차동 나사의 시계 방향 회전은 앤빌피스(68,70)의 파지면(80,82)(제4도)이 공구 호울더(10)의 축선을 향해 다각형 통로(16)내에서 슬라이드하게 한다. 제4도에 잘 나타나 있는 바와 같이, 파지면(80,82)은 차동 나사 요소(40)의 축선에 수직인 면과 각

를 이루도록 형성된다. 나사(46,76)의 피치는 다음 식을 만족하도록 선택된다. 즉,

여기서, 피치 46은 나사 46의 피치를, 피치 76은 나사 76의 피치를 나타낸다. 각

가 0°에 접근함에 따라

의 코사인은 1에 접근하므로 나사 46의 피치에 대한 나사 76의 피치의 비율은 2에 접근하는 것을 알 수 있을 것이다. 그러나 본 발명에 따라서 각

는 0°보다 커야 한다. 각

는 측 방향 추력을 제한하기 위해 15°내지 75°의 범위내에서 선택되며 약 30°내지 60°인 것이 바람직하다.

특히 제4도로부터 각

의 일 효과는 앤빌(68,70)을 다각형 통로(16)에 의해 형성된 웨이를 향해서 밀어 앤빌을 공구 호울더(10)의 본체(12)에 잠그는, 앤빌(68,70)의 운동에 수직한 힘을 유도하는 것임을 알 수 있을 것이다. 각

의 제2효과는 기계 가공중 공구를 효과적으로 파지하기 위해 앤빌(68,70) 및 조오피스(58)에 의한 공구상의 3개 접촉점을 제공하는 것이다. 제4도 및 제5도와 같이, 다각형 통로(16), 앤빌(68,70) 및 그 조오피스(58)을 갖는 차동 나사(40)들은 대칭적인 형상을 가지며 힘들은 그 직경에 상관없이 공구(79)를 조심할 수 있도록 균형잡혀 있다. 그리고 차동 나사(40)가 조여질때 모든 간극들은 없어지며 공구 호울더는 통합된 견고한 조립체가 된다. 다각형 통로(16)의 표면에 의해 형성된 웨이의 대칭적인 관계에 기인하여, 조임 또는 파지력이 가해질때 앤빌피스(68,70)는 다각형 통로(16)의 축선상에 중심을 두는 위치에 견고히 유지될 것이다. 유사하게 앤빌피스(68,70)의 파지 표면(80,82)의 각도 배치와 조오피스(58)의 자체 조심 특성에 기인하여, 공구 호울더(10)에 의해 파지된 공구(79)는 다각형 통로(16)의 축선과 정확히 직교할 것이다.

공구 호울더(10)의 작동에 관한 요구 사항은 공구(79)와 공구 호울더(10) 사이에 동축 관계가 수립되는 것이다. 이 요구사항은 바람직하게 본 발명에서 공구 호울더가 형성되며 조립되는 순서에 의해 얻어진다. 먼저, 본체(12)가 소망하는 형상으로 주조, 모울딩 또는 기계 가공이며 그 속에 축선 방향 보어(18,22)외 횡 방향 다각형 통로(16)가 형성된다. 너트(32), 차동 나사 요소(40)(그 조오피스(58)를 갖는) 및 앤빌피스(68,70)(제4도)들이 조립되어 다각형 통로(16)의 웨이상에 배치된다. 다음에 슬리이브(26)가 본체(12)상에 끼워진다. 그 후 특정한 공구(78)(제3도 및 제5도)가 본체(12)내에 삽입된다. 특정한 공구(78)는 축선 방향 보어(18)내에 꼭맞게 끼워지는 치수를 갖는 파일럿(78a)과 보어(18)내에 꼭맞게 끼워지는 치수를 갖는 동축 본체부(78b)를 구비한다. 따라서 특정한 공구(78)는 보어(18,22)와 동축이 될 것이다. 그 후 앤빌피스(68,70)와 조오피스(58)가 특정한 공구(78)를 견고히 파지하도록 차동 나사 요소(40)가 조여진다. 그리고, 칼라(34)(제3도)가 슬리이브(26)와 계합하고 직립 립(36)이 슬리이브(26)의 구멍(30)을 통해 신장하도록 너트(32)가 조절된다. 최종적으로 직립 립(36)은 너트(32)를 슬리이브(26)에 견고하고 영구적으로 붙이기 위해 스웨이징 또는 달리 변형 또는 용접된다.

그 후 속에 특정한 공구(78)를 파지하는 공구 호울더(10)는 선반 또는 수평 보오링머신내에 척에 의해 고정되며 장착구멍(14)이 보오링 및 태핑된다. 이 작동 순서는 암나사가 형성된 장착구멍(14)에 의해 공구 호울더(10)가 적당한 구동축(도시하지 않음)상에 장착될때 공구 호울더(10)내에 파지된 공구(79)가 아주 작은 공차내에서 구동축과 동축이 될수 있게 한다.

제7도 내지 제10도는 니트가 본체에 부착될 수 있도록 본체가 혀상을 이룬 공구 호울더의 택일적인 구조를 게재한다. 이 실시예에서 후술하는 바와 같이 보통 금속 재료로 형성된 본체(92)는 너트(102)를 수용 및 제지할 수 있으며 슬리이브(132)는 통로(100)의 단부를 씌움으로써 공구 호울더에 대하여 다듬질된 파손되지 않는 외관을 제공한다. 본체(92)가 플라스틱 재료로 형성되면 너트(102)는 거기에 예를 들어 초음파 용접에 의해 부착된다.

특히 제8도 및 제9도에서 본체(92)는 바아 또는 주조물로부터 횡삭 가공된다. 먼저 원추부(96)로 끝나는 축선 방향 보어(94)와 축소된 보어(98)가 본체(92)에 형성된다. 그 후 보어(94)에 축소된 보어(98)가 본체(92)에 형성된다. 그 후 보어(94)에 수직되게 본체(92)내에 다각형 통로(100)를 형성함으로써 웨이가 만들어진다. 다각형 통로(100)는 단면이 6각형인 것이 바람직하지만, 예를 들어 8각형일 수도 있다. 장방형이 바람직한 너트(102)는 다각형 통로(100)내에서 슬라이드할 수 있는 치수로 되어 있다. 너트(102)는 다각형 통로(100)의 벽돌에 의해서 회전이 제지된다. 너트(102)에는 차동 나사(110)의 본체부(108)상에 위치한 수나사(106)와 계합하는 암나사(104)가 마련된다. 차동 나사(110)의 조오부(114)상의 수나사(112)는 다각형 통로(100)내에서 슬라이드하는 앤빌피스(68,70)상의 암나사(72,74)와 계합한다. 각 앤빌피스(68,70)에는 다각형 통로(100)의 축선에 수직인 면에 대해 각

로 배치된 파지면(80,82)이 구비된다. 적당한 작동 렌치(도시하지 않음)를 수납하기 위해 단면이 6각형인 것이 바람직한 소켓(126)이 차동 나사(110)의 본체부(108)내에 위치한다.

전술한 것과 유사하게, 보어(94)내에 꽉 끼이는 치수의 파이럿(78a)과 보어(98)내에 꽉끼이는 치수의 동축 본 체부(78b)를 갖는 특정한 공구(78)가 부품들을 정렬하기 위해 본체(92)내에 배치된다. 차동 나사(110)는 조여질때 앤빌피스(68,70)와 차동 나사(110)를 적당히 정렬시킨다. 그 후 파지면(80,82), 차동 나사(110), 공구(78)의 축선 및 본체(92)사이의 적당한 관계를 영구히 고정하기 위해 너트(102)는 본체(92)에 용접, 스테이킹 또는 달리 고정된다. 그 후, 본체(92)내에 파지된 특정한 공구(78)는 선반 또는 수평 보오링머신 내에 척에 의해 고정되며 본체(92)는 제 치수로 다듬질 가공된다. 이 가공 작업중 나사가 형성된 장착구멍(130)이 특정 공구(78)와 반대측인 본체(92)의 단부에 형성된다.

그리고 소켓(126)을 제외한 다각형 통로(100)의 개방된 단부를 씌우며 다듬질된 외관을 제공하기 위해 슬리이브(132)가 본체(92)상에 끼워진다.

차동 나사(110)상의 나사(106,112)의 피치와 앤빌피스(68,70)의 피치면(80,82)의 각

사이의 관계는 제1도 내지 제6도와 연관하여 설명한 것과 같다. 유사하게 1부품 차동 나사와 조오 조립체가 제8도 내지 제10도에 도시되지만, 제2도 내지 제6도에 도시한 것과 같은 조립체도 사용될 수 있다. 앤빌피스(68,70)의 축선 방향 착오 정렬은 제8도의 공동(68e,70e)과 키이(69) 또는 제4도의 립(70c)과 요홈(70d)에 의해 방지된다.

물론, 공구 호울더의 축선과 공구 사이의 최소의 편심과 동요가 고품질 공구 호울더의 바람직하고 필요한 특성이다. 그런 편심과 동요는 나사부 및 기타 부품들의 가공 공차와 이동부품들 사이의 필요한 간극으로부터 발생하다. 전술한 형식의 공구 호울더에 대해서는 0.0075인치 이하의 편심도가 요구된다. 표준 3조오 기어 척은 그런 편심 공차를 얻을 수 있지만 전술한 반스의 미합중국 특허 제335,009호의 척과 같은 종래의 2조오 척은 나사 가공 공차 및 이동 부품들 사이의 간극을 보상하기 위한 수단이 마련되어 있지 않으므로 그런 편심 공차 요구를 만족시킬 수 없다. 추가로 반스의 미합중국 특허 제335,009호의 것과 같은 척들은 그 설계상 고유하며 필요한 간극으로부터 기인하는 제한된 견고도를 갖는다. 그런 헐거움은 마모, 불정확성 및 조기 파손을 유발한다. 본 발명에 따라서, 3조오 기어 척의 편심 공차, 견고도, 내구성 및 파지 능력들은 간단하고 염가인 2조오 설계로 달성된다.

공구 호울더의 또 다른 중요한 특성은 주어진 조임 토오크에 의해 발생될 수 있는 슬립 토오크다. 슬립 토오크는 예를 들어 파운드-인치로 측정된 토오크이며, 그것은 공구를 공구 호울더에 대해 슬립 또는 회전하게 한다. 역시 예를 들어 파운드-인치로 측정된 조임 토오크는 공구 호울더의 조오를 조이기 위해 렌치 또는 키이에 의해 가해진 코오크다. 기계 또는 수공구용으로서 작은 척 렌치를 사용하여 조임 토오크를 수동으로 가하는 공구 호울더에 있어서, 최대의 실제 조임 토오크는 약 120파운드-인치이며 그것을 최대의 가능한 슬립 토오크로 바꾸는 것이 바람직하다. 일반적으로 슬립 토오크는 조임 토오크의 일부를 나타내며 조임 토오크의 일부는 조임 과정중 기구내에서의 마찰손실이 소모된다.

서로에 대해 슬라이드할 수 있는 2개 부품 사이의 최대 마찰력은 다른 표면에 대해 1표면을 압박하는 슬라이드 표면에 수직한 힘과 이 표면들 사이의 마찰계수의 함수다. 3점 접촉이 제공되는 이 경우, 접촉된 표면은 보통 탄소강 드릴 로드인 공구(79)의 자루다. 3점 접촉은 조오부와 앤빌에 의해 이루어진다. 차동 나사 요소의 나사부를 위한 인성과 강도의 요구 사항때문에 그 경도는 대략 로크웰씨 39-43으로 제한된다. 조임 토오크를 증가시키지 않고 슬립 토오크를 증가시키기 위해 본 발명은 조임 작업에서의 마찰 손실을 최소화한다. 그것을 달성하기 위한 1방법은 이 조임 작업중 제한된 탄성 변형을 허용할 수 있게 차동 나사(110)(제8도)를 설계하는 것이다. 이를 위해, 차동 나사 요소의 공구 계합면상에 1 또는 2개의 원형 리브(116,118)가 마련된다. 제1도 내지 제6도와 실시예에서 서술한 것과 같이 차동 나사(40)의 공구 계합면에 자유롭게 장착되며 거기에 대해서 회전할 수 있는 별도의 조오피스(58)를 사용하는 것은 그 작업면의 내구성을 증가시키기 위해서 조오피스의 경화를 가능하게 한다. 그렇게해서 차동 나사(40)상에 원추형 표면을 그리고 조오피스(58)내에 구형 표면을 마련함으로써 조임중 조오피스(58)와 공구(79) 사이의 상대적인 운동에 우선하여 차동 나사(40)와 조오피스(58) 사이에 상대적인 운동이 발생하도록 차동 나사의 축선 가까이에 제한된 접촉 지역이 설정된다. 별도의 조오피스를 마련함으로써 조오피스(58)를 R_c54-58의 범위로 경화하여 조오의 작업면의 내구성을 증가시킬 수 있다.

이 택일적인 설계의 효과는 가로 좌표로서 조임 토오크를 그리고 세로 좌표로서 슬립 토오크를 각기 파운드-인치로 나타낸 그래프인 제11도에 나타나 있다. 곡선 84는 평탄한 조오면을 가지며 별도의 조오피스(58)를 갖지 않는 차동 나사를 포함하는 설계에 의해 발생된 슬립 토오크를 나타낸다. 곡선 88은 제8,9도 및 제10도와 같은 환상 리드(116,118)에 의해 발생된 개량된 성능을 나타낸다. 결과적인 슬립 토오크에 있어서와 또 다른 개량은 평탄한 작업면을 갖는 가동 조오피스(58)가 차동 나사(40)내에 배치되는 제2도 내지 제6도에 표시된 형상을 나타내는 곡선 90에 의해 나타나 있다.

사용된 용어와 표현들은 설명을 위해서지 제한을 위한 것은 아니며 그런 용어와 표현의 사용에는 서술 및 도시된 특징 또는 그 부분들과 동등한 어떤 것도 제외하려는 의도는 없으며, 본 발명의 범위내에서 다양한 변형이 가능함이 인식되어야 한다.

Claims

그곳을 통해 형성된 축선방향 보어(18,22)와 그 1단부에 형성된 장착 수단(14)을 갖는 대략 원통형인 본체(10), 그 축선이 상기 본체의 축선과 상호 교차하게 상기 축선 방향 보어에 횡 방향인 방향으로 상기 본체를 통해 형성된 웨이(16) 및 상기 웨이(16)내에서 차동 나사 기구를 활용하는 2조오 척으로 구성되는 공구 호울더에 있어서, 상기 차동 나사 기구가 상기 웨이의 내면과 슬라이드 계합하는 외면 및 상기 웨이(16)의 축선에 수직이며 상기 본체의 축선에 평행인 면과 15°내지 75°의 범위의 각도로 배치된 파지면(80,82)을 갖는 별도이지만 조를 이루는 1조의 앤빌부(68,70)를 포함하며, 상기 조를 이룬 앤빌부들이 제1피치의 암나사를 가지며, 상기 차동 나사 기구가 1단부에 제1피치의 수나사(76)로 형성된 조오부를 그리고 그 반대 단부에 제2피치의 수나사(46)로 형성된 본 체부를 갖는 차동 나사(40)를 포함하고, 상기 제1피치의 수나사가 상기 앤빌부의 상기 제1피치의 상기 암나사와 계합하고, 상기 제2피치의 상기 수나사가 상기 본체에 고정된 너트의 제2피치의 암나사와 계합하며, 상기 차동 나사 기구의 상기 조오부와 상기 앤빌부는 상기 고정된 너트에 관한 상기 차동 나사의 회전에 따라 3점 파지 접촉이 상기 원통형 본체내 상기 축선 방향 보어내에 위치하게된 공구(79)로 이루어지도록 관계되며, 상기 3점 접촉의 2개점은 상기 앤빌부의 상기 파지면에 의해 그리고 나머지 1개점은 상기 차동 나사의 일단에서 상기 조오면에 의해 마련되는 것을 특징으로 하는 공구 호울더.
제1항에 있어서, 슬리이브(26 또는 132)가 상기 원통형 본체의 적어도 일부를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 공구 호울더.
제2항에 있어서, 상기 슬리이브(132)가 금속이며 상기 너트가 상기 금속 슬리이브에 부착되는 것을 특징으로 하는 공구 호울더.
제1,2 또는 3항에 있어서, 웨이의 축선에 평행한 방향으로의 상기 앤빌부의 상대적인 운동을 방지하는 수단(69 또는 70c)을 특징으로 하는 공구 호울더.
제4항에 있어서, 상기 앤빌부의 상대적인 운동을 방지하기 위한 수단이 상기 앤빌부의 다른 것과 계합하도록된 상기 각 앤빌부의 립(70c)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 공구 호울더.
제4항에 있어서, 상기 앤빌부의 상대적인 운동을 방지하는 수단이 상기 앤빌부의 각각에 형성된 계합하는 공도(68e,70e)내에 자리잡도록된 적어도 1개 이상의 키이(69)로 구성되는 것을 특징으로 하는 공구 호울더.
제1항에 있어서, 상기 조오면(114)이 상기 차동 나사(110)와 일체이며 상기 차동 나사의 축선과 직교하게 형성된 평탄면으로 되는 것을 특징으로 하는 공구 호울더.
제1항에 있어서, 상기 차동 나사상의 상기 조오면이 상기 차동 나사와 일체로 형성되며 1개 이상의 원형 리브(116 또는 118)를 구비하는 것을 특징으로 하는 공구 호울더.
제1항에 있어서, 상기 차동 나사의 1단부가 축선 방향 보어를 구비하며, 상기 조오면이 상기 축선 방향 보어내에 헐겁게 배치된 조오피스(58)상에 형성되는 것을 특징으로 하는 공구 호울더.
제9항에 있어서, 상기 축선 방향 보어는 정점이 상기 차동 나사의 축선에 위치하는 원추형 베이스를 가지며 상기 조오피스는 그 1측부상에 형성된 평탄면과 반대 측부상에 형성된 구면을 가지며, 상기 구면이 상기 축선 방향 보어의 원추형 베이스에 인접 배치되는 것을 특징으로 하는 공구 호울더.
제9항에 있어서, 상기 조오피스가 그 축선과 동심적으로 그 1측 부상에 형성된 1개이상의 원형 리브를 가지며 반대 측부상에는 회전면을 가지며, 상기 회전면은 상기 축선 방향 보어의 원추형 베이스와 인접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 공구 호울더.
제1항에 있어서, 각
가 약 30°내지 60°의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 공구 호울더.