JP4165972B2 - 空気動工具 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、圧縮空気を駆動源とするグラインダ等の空気動工具に関するものである。
【0002】
【従来の技術及びその課題】
ロータケース内に組込まれたエアモータによって回転されるスピンドルの先端に円盤状の砥石を取付け、前記エアモータの駆動によって砥石を回転させるようにしたグラインダには、前記スピンドルをエアモータのロータに対して直交状に配置した型式のアングルグラインダと、エアモータのロータと同軸上に配置した型式のストレートグラインダの2種類が存在する。
【0003】
アングルグラインダにおいては、スピンドルの先端にストーンフランジを接続し、そのストーンフランジの端面に対する当接によって軸方向に位置決めされる砥石の中心孔に工具挟持用のフランジを有する挟持部材を挿入し、この挟持部材を貫通し、スピンドルの先端面に形成されたねじ孔に頭付きロックボルトをねじ係合し、そのロックボルトの締付けにより、挟持部材をストーンフランジに向けて押圧して砥石を固定するようにしている。
【0004】
ここで、挟持部材は、その外周を角形としてストーンフランジの角孔に挿入される場合と、内周に雌ねじを形成し、その雌ねじをスピンドルの先端部外周に形成された雄ねじにねじ係合される場合とがある。
【0005】
一方、ストレートグラインダにおいては、スピンドルの先端にねじ軸を設け、このねじ軸に円盤状砥石を嵌合して、スピンドルの先端部に取付けられたストーンフランジに当接し、上記ねじ軸にねじ係合した締付ナットの締付けにより前記ストーンフランジとで砥石を挾持し、ねじ軸にねじ係合したロックナットの締付けによって締付ナットを緩み止めして砥石を固定状態に保持している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、アングルグラインダにおいては、ロックボルトを取外したのち、挟持部材を取外して砥石の交換を行うようにしているが、ロックボルトを回転させるとき、スピンドルがつれて回るため、ストーンフランジにスパナを係合してスピンドルを回り止めし、その回り止め状態でロックボルトにレンチを係合して回転させる必要が生じる。このように、砥石の交換は、二つの工具を用いる両手での作業であるため、砥石の交換に時間を要する問題があった。
【0007】
一方、ストレートグラインダにおいても、ストーンフランジにスパナを係合し、スピンドルを回り止めする状態でロックナットや締付ナットを回転させるようにしており、この場合も、二つの工具を用いる両手での作業であるため、砥石の交換に時間を要する問題があった。
【0008】
この発明の課題は、研削砥石等のワーク加工用工具が取付けられるスピンドルを工具を用いることなく回り止めし得るようにして、ワーク加工用工具を固定するロックボルトやロックナットを一つの工具で簡単に取付け、取外しできるようにした空気動工具を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、第1の発明においては、ロータケース内に組込まれたエアモータにより回転されるスピンドルを、そのエアモータのロータと交差する配置とし、そのスピンドルの先端に円形のワーク加工用工具を軸方向に位置決めする工具当接部を設け、その工具当接部に当接されたワーク加工用工具の中心孔に工具挟持用のフランジを有する挟持部材を挿入し、この挟持部材を貫通し、スピンドルの先端面にねじ込まれたロックボルトの締付けによって挟持部材を固定する空気動工具において、前記スピンドルの後端に角軸を形成し、前記ロータケースにはスピンドルと同軸上にガイド孔を設け、そのガイド孔内に前記角軸に係合可能な角孔を有する押釦をスライド自在に挿入し、かつ、回り止めし、前記ガイド孔の開口部に押釦の角孔が角軸と係合解除する位置で押釦を抜け止めするストッパを設け、このストッパに当接する方向に押釦をばね部材で押圧した構成を採用している。
【0010】
上記第1の発明においては、押釦を押し込むことにより、その押釦の下方に設けられた角孔がスピンドルの後端の角軸に係合してスピンドルを回り止めすることができる。このため、スピンドルの回り止めに工具を必要とせず、ロックボルトを一つの工具で簡単に着脱することができる。
【0011】
また、第2の発明においては、ロータケース内に組込まれたエアモータによって回転されるスピンドルを、そのエアモータのロータと同軸上に配置し、このスピンドルの先端部に設けられたねじ軸に、円形のワーク加工用工具の固定用の締付ナットと、その締付ナットを弛み止めするロックナットをねじ係合した空気動工具において、前記スピンドルを覆い、端部が前記ロータケースに接続されたガイド筒に、その外周面に沿ってスライド自在の操作筒と、その操作筒のスライド量を制限するストッパと、このストッパに向けて操作筒を押圧するばね部材とを設け、前記操作筒には前記ガイド筒に形成された軸方向の長孔内に挿通される係合ピンを設け、前記スピンドルにはその係合ピンの先端部が挿入される環状溝を形成し、この環状溝の一側面に前記操作筒をストッパから離反する方向に移動させたとき、前記係合ピンが嵌合する係合溝を設けた構成を採用している。
【0012】
上記第2の発明においては、操作筒をストッパから離れる方向に移動すると、その操作筒に設けられた係合ピンがスピンドルに形成された係合溝に係合してスピンドルが回り止めされるため、スピンドルの回り止めに工具を必要とせず、ロックナットや締付ナットを一つの工具で簡単に着脱することができる。
この場合、上記ガイド筒に形成された長孔の端部に円周方向に延びる案内孔を設け、係合溝の端部に円周方向に延びるロック溝を形成すると、操作筒の後退により係合溝に係合ピンを挿入し、係合溝の端面に係合ピンが当接する状態で操作筒を回転させることにより、係合ピンがロック溝に係合し、その係合によって操作筒を後退させた状態、すなわち、スピンドルを回り止め状態に保持することができるため、操作筒から手を離す状態でロックナットや締付ナットの回動操作を行うことができる。
【0013】
さらに、第3の発明においては、ロータケース内に組込まれたエアモータにより回転されるスピンドルを、エアモータのロータと同軸上に配置し、このスピンドルの先端部に形成されたねじ軸に、円形のワーク加工用工具の固定用の締付ナットと、この締付ナットを弛み止めするロックナットとをねじ係合した空気動工具において、前記ロータケースに端部が接続されてスピンドルを覆うガイド筒に半径方向のピン孔を形成し、そのピン孔に係合ピンと、その係合ピンを外方向に押圧するばね部材とを組込み、前記スピンドルには前記ピン孔と対向する位置に係合孔を設け、前記ガイド筒の外周に沿ってスライド自在に設けられた操作筒の内周に前記係合ピンが係合孔から抜け出した状態に保持する第1円筒面と、その第1円筒面に連続し、操作筒のスライド時に係合ピンを押圧してピン孔に係合させるテーパ面と、そのテーパ面に接続して係合ピンを係合孔に係合する状態に保持する第2円筒面とを設けた構成を採用している。
【0014】
上記第3の発明においては、操作筒をスライドさせると、その操作筒の内周に形成されたテーパ面により係合ピンが押し込まれて先端部がピン孔に係合し、その係合によってスピンドルは回り止めされる。また、操作筒の内周に設けられた第2円筒面が係合ピンと対応する位置まで操作筒をスライドさせると、係合ピンは係合状態に保持されるため、スピンドルは回り止め状態に保持される。このため、操作筒から手を離した状態でロックナットや締付ナットを着脱操作することができ、両ナットをより簡単に着脱することができる。
【0015】
第1発明乃至第3発明において、スピンドルの先端部に取付けられるワーク加工用工具は、円盤状の研削用砥石や研磨用砥石であってもよく、切断用のメタルソーであってもよい。あるいは研磨用のブラシであってもよい。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は空気動工具としてグラインダを示す。ロータケース1の内部にはエアモータ2が組込まれ、そのエアモータ2におけるロータ3の回転は互に噛合するベベルギヤ4を介してスピンドル5に伝達されるようになっている。
【0017】
スピンドル5はロータケース1の内部に組付けられた複数の軸受6によって回転自在に支持されている。
【0018】
図3に示すように、スピンドル5の先端部には、工具当接部としてのトルク伝達筒7が接続されている。トルク伝達筒7はスピンドル5に対してキー止めあるいはスプライン嵌合されて回り止めされ、スピンドル5と一体に回転するようになっている。
【0019】
トルク伝達筒7はフランジ7aを有し、そのフランジ7aに当接された研削砥石Aの中心孔aに挟持部材9が挿入されている。挟持部材9はトルク伝達筒7のフランジ7aとで研削砥石Aを挟持するフランジ9aを有する。この挟持部材9の外周は角形とされ、トルク伝達筒7に形成された角孔8に挿入されてトルク伝達筒7と一体に回転するようになっている。
【0020】
なお、スピンドル5の先端にねじ軸を形成し、そのねじ軸に挟持部材の内周に形成された雌ねじをねじ係合して、トルク伝達筒7のフランジ7aと挟持部材9のフランジ9aとで研削砥石Aを挾持するようにしてもよい。
【0021】
挟持部材9には、凹部13aと、ボルト挿入孔13bとが形成され、ボルト挿入孔13bにロックボルト11が挿入されている。ロックボルト11はスピンドル5の先端面に形成されたねじ孔10にねじ係合され、そのロックボルト11の締付けにより、挟持部材9がトルク伝達筒7に向けて押圧され、そのトルク伝達筒7のフランジ7aと挟持部材9のフランジ9aとで研削砥石Aが両側から挟持されている。
【0022】
なお、トルク伝達筒7の内周に雌ねじを形成し、挟持部材9の外周に雄ねじを形成して、トルク伝達筒7に挟持部材9をねじ係合してもよい。
【0023】
ここで、ロックボルト11の頭部12にはレンチ係合孔14が設けられ、そのレンチ係合孔14に係合されるレンチによってロックボルト11は回動操作される。
【0024】
図3および図4に示すように、スピンドル5の後端には角軸15が設けられている。一方、ロータケース1には、上記スピンドル5と同軸上にガイド孔16が形成され、そのガイド孔16内に組込まれたブッシュ17の内側に円柱状の押釦18がスライド自在に挿入されている。
【0025】
なお、ブッシュ17を省略し、ガイド孔16内に押釦18を直接組込むようにしてもよい。
【0026】
押釦18にはスピンドル5の後端に設けられた前記角軸15と係合可能な角孔19が形成されている。また、押釦18には回り止め片20が設けられ、この回り止め片20はガイド孔16の開口部内周に形成されたガイド溝21内にスライド自在に挿入され、上記ガイド溝21の両側面に対する回り止め片20の当接によって押釦18は回り止めされている。
【0027】
押釦18は、ガイド孔16の開口部内に設けられたピンから成るストッパ22によって外方向への移動量が制限されている。また、押釦18は、その下方に組込まれたばね部材23により外方向に押圧されてストッパ22に押し付けられ、そのストッパ22に当接する停止状態で角孔19は角軸15上に臨んでいる。
【0028】
いま、押釦18を押し込み、下面に形成された角孔19をスピンドル5の角軸15に係合させると、押釦18自体が回り止めされているため、スピンドル5も回り止めされることになる。
【0029】
このため、押釦18を片手で押し込み状態に保持し、ロックボルト11の頭部12に形成されたレンチ係合孔14にレンチを係合して回転させることにより、そのロックボルト11を取外すことができる。また、挟持部材9がスピンドル5やトルク伝達筒7にねじ係合されている場合、その挟持部材にレンチを係合して回転させることにより、挟持部材を簡単に取外すことができる。
【0030】
このように、押釦18を押し込むことによってスピンドル5を回り止めすることができるため、スピンドル5の回り止めに工具を必要とせず、ロックボルト11の取付け、取外しが容易であり、研削砥石を簡単に交換することができる。
【0031】
なお、押釦18の押し込みを解除すると、ばね部材23の押圧によってその押釦18が外方向に移動し、スピンドル5の角軸15に対する角孔19の係合が解除され、スピンドル5の回り止めを解除することができる。
【0032】
図5乃至図9は、この発明に係る空気動工具の他の例を示す。この例ではストレートグラインダが示されている。ストレートグラインダは、図6に示すように、ロータケース30内にエアモータ31を組込み、そのエアモータ31のロータ32と同軸上にスピンドル33を配置し、このスピンドル33とロータ32とをカップリング34で連結してロータ32の回転をスピンドル33に伝えるようにしている。
【0033】
スピンドル33の先端部には研削砥石Aを位置決めする位置決め部材としてのトルク伝達筒35がキー29によりスピンドル33に回り止めされている。また、スピンドル33の先端にはねじ軸36が設けられ、そのねじ軸36に円盤状の研削砥石Aおよびワッシャ37が嵌合されている。
【0034】
研削砥石Aは、ねじ軸36にねじ係合した締付ナット38の締付けにより、ワッシャ37とトルク伝達筒35とで挾持されている。また、締付ナット38は、ねじ軸36にねじ係合したロックナット39の締付けにより弛み止めされている。
【0035】
ロータケース30の端部には、スピンドル33を覆うガイド筒40の端部が挿入されている。このガイド筒40はロータケース30の端部外周に形成された雄ねじ41にねじ係合する締付ナット42によってロータケース30に固定されている。
【0036】
図7(I)、(II)に示すように、ガイド筒40の外側には操作筒43がスライド自在に嵌合されている。この操作筒43はガイド筒40の外側に取付けたストッパとしての止め輪44によってスライド量が制限され、ガイド筒40の外側に設けたばね部材45によって止め輪44に押し付けられている。
【0037】
操作筒43には内径方向に突出する係合ピン46が取付けられている。係合ピン46はガイド筒40に形成された軸方向に長い長孔47内にスライド自在に挿入されて先端部がガイド筒40内に臨んでいる。
【0038】
スピンドル33には上記係合ピン46の先端部が挿入される環状溝48が形成され、その環状溝48の一側面に前記係合ピン46が挿入可能な係合溝49が設けられている。
【0039】
前記操作筒43は、エアモータ31の回転時、ばね部材45の押圧により止め輪44に押し付けられ、係合ピン46の先端部は環状溝48に位置してスピンドル33の回転を阻害することのない状態とされている。
【0040】
いま、操作筒43を止め輪44から離反する方向に押し乍ら回すと、係合ピン46の先端部は環状溝48の一側面に沿って回転する。係合ピン46の先端部が係合溝49の開口と対向する位置まで操作筒43が回ると、その操作筒43はばね部材45の弾性に抗して後退し、図7(II)に示すように、係合ピン46が係合溝49に係合し、その係合によって、スピンドル33が回り止めされる。
【0041】
このように、操作筒43をばね部材45の弾性に抗して後退させることによりスピンドル33を回り止めすることができるため、操作筒43を後退させた状態に保持してロックナット39あるいは締付ナット38を回転させることにより、これらのナット39、38の取付け、取外しを行うことができ、各ナット38、39を小さな力で簡単に着脱することができる。
【0042】
図8(I)、(II)に示すように、ガイド筒40に形成された長孔47の端部に円周方向に延びる案内孔47aを設け、スピンドル33に形成された係合溝49の端部に円周方向に延びるロック溝50を形成しておくと、操作筒43の後退により係合溝49に係合ピン46を挿入し、係合溝49の端面に係合ピン46が当接する状態で操作筒43を回転させることにより、係合ピン46がロック溝50に係合する。その係合によって操作筒43は後退させた状態、すなわち、スピンドル33は回り止めされた状態に保持される。
【0043】
このため、操作筒43から手を離す状態でロックナット39や締付ナット38の回動操作を行うことができ、各ナット38、39をより簡単に取付け、取外しを行うことができる。
【0044】
図9(I)、(II)は、ストレートグラインダにおけるスピンドル33の回り止め機構の他の例を示す。この例においては、ガイド筒40に半径方向に貫通するピン孔51を形成し、そのピン孔51に頭部53が球面53aとされた係合ピン52と、この係合ピン52を外方向に押圧するばね部材54とを組込み、一方、スピンドル33には前記ピン孔51と対応する位置に係合ピン52が係合可能な係合孔55を形成している。
【0045】
また、ガイド筒40の外側には、締付ナット42の先端面に対する当接によって後退位置が制限される操作筒56をスライド自在に嵌合し、その操作筒56の内周に前記係合ピン52が係合孔55から抜け出した状態に保持する第1円筒面57と、その第1円筒面57に連続し、操作筒56のスライド時に係合ピン52の頭部53を押圧して係合ピン52の先端部が係合孔55に係合する位置まで係合ピン52を内径方向に移動させるテーパ面58と、そのテーパ面58に連続して、係合ピン52を係合状態に保持する第2円筒面59とを形成し、その第2円筒面59に係合ピン52の頭部53が係合する断面円弧状の係合溝60を設けている。
【0046】
ここで、第1円筒面57は操作筒56が締付ナット42の先端に当接する状態において係合ピン52の頭部53と対応するようになっている。
【0047】
図9(I)は、操作筒56が締付ナット42の先端に当接して後退位置に保持された状態を示し、係合ピン52はその操作筒56の第1円筒面57に押し付けられて係合孔55から抜け出した係合解除位置に保持されている。
【0048】
図9(I)に示す状態から操作筒56を同図の左側にスライドさせると、係合ピン52はテーパ面58で押されてガイド筒40の内方に移動し、先端部が係合孔55に係合する。操作筒56をさらに同方向にスライドさせると、第2円筒面59が係合ピン52の頭部53に対応して係合ピン52は係合状態に保持される。その第2円筒面59に形成された係合溝60が係合ピン52の頭部53と対向する位置まで操作筒56をスライドさせると、図9(II)に示すように、上記頭部53が係合溝60に係合し、その係合によって操作筒56は停止保持され、一方、係合ピン52は先端部が係合孔55に係合する状態に保持される。
【0049】
このように、操作筒56をスライドさせることにより、係合ピン52を係合孔55に係合させることができ、その係合によってスピンドル33を回り止めすることができるので、図6に示すロックナット39あるいは締付ナット38の取外しおよび取付けが容易であり、研削砥石Aを簡単に交換することができる。
【0050】
実施の形態では、スピンドル5、33の先端部に研削砥石Aを取付けるようにしたが、スピンドル5、33の先端に取付けるワーク加工用工具は研削砥石に限定されない。例えば、メタルソーであってもよく、円盤状のブラシであってもよい。
【0051】
【発明の効果】
この発明は以上のように構成したので下記に示す効果を奏する。
【0052】
請求項1に記載の発明においては、押釦を押し込むことによってスピンドルを回り止めすることができるため、スピンドルの回り止めに工具を必要とせず、ロックボルトを一つの工具で、かつ小さい力で容易に着脱することができ、ワーク加工用工具を簡単に交換することができる。
【0053】
請求項2乃至請求項4に記載の発明においては操作筒をスライドすることによってスピンドルを回り止めすることができるため、スピンドルの回り止めに工具を必要とせず、ロックナットや締付ナットを一つの工具で簡単に着脱することができる。
【0054】
また、請求項3および請求項4に記載の発明においては、操作筒を係合ピンが係合孔に係合する状態で保持することができるため、ロックナットや締付ナットをより簡単に着脱することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る空気動工具の実施の形態を示す一部切欠正面図
【図2】図1に示す空気動工具の先端部を示す平面図
【図3】図1に示す空気動工具のスピンドルの組込み部を拡大して示す断面図
【図4】図3のスピンドルの回り止め機構部を拡大して示す断面図
【図5】この発明に係る空気動工具の他の例を示す正面図
【図6】図5に示す空気動工具の先端部分を拡大して示す断面図
【図7】(I)は図5に示す空気動工具のスピンドルの回り止め機構を示す断面図、(II)はスピンドルの回り止め状態を示す断面図
【図8】(I)は図7に示す回り止め機構の他の例を示す断面図、(II)は(I)のイ−イ線に沿った断面図
【図9】(I)は図5に示す空気動工具のスピンドル回り止め機構のさらに他の例を示す断面図、(II)はスピンドルの回り止め状態を示す断面図
【符号の説明】
1 ロータケース
2 エアモータ
3 ロータ
5 スピンドル
7 トルク伝達筒
9 挟持部材
11 ロックボルト
15 角軸
16 ガイド孔
18 押釦
19 角孔
20 回り止め片
23 ばね部材
30 ロータケース
31 エアモータ
33 スピンドル
36 ねじ軸
38 締付ナット
39 ロックナット
40 ガイド筒
43 操作筒
44 止め輪(ストッパ)
45 ばね部材
46 係合ピン
47 長孔
48 環状溝
49 係合溝
51 ピン孔
52 係合ピン
54 ばね部材
55 係合孔
56 操作筒
57 第1円筒面
58 テーパ面
59 第2円筒面
Claims (4)
- ロータケース内に組込まれたエアモータにより回転されるスピンドルを、そのエアモータのロータと交差する配置とし、そのスピンドルの先端に円形のワーク加工用工具を軸方向に位置決めする工具当接部を設け、その工具当接部に当接されたワーク加工用工具の中心孔に工具挟持用のフランジを有する挟持部材を挿入し、この挟持部材を貫通し、スピンドルの先端面にねじ込まれたロックボルトの締付けによって挟持部材を固定する空気動工具において、前記スピンドルの後端に角軸を形成し、前記ロータケースにはスピンドルと同軸上にガイド孔を設け、そのガイド孔内に前記角軸に係合可能な角孔を有する押釦をスライド自在に挿入し、かつ、回り止めし、前記ガイド孔の開口部に押釦の角孔が角軸と係合解除する位置で押釦を抜け止めするストッパを設け、このストッパに当接する方向に押釦をばね部材で押圧したことを特徴とする空気動工具。
- ロータケース内に組込まれたエアモータによって回転されるスピンドルを、そのエアモータのロータと同軸上に配置し、このスピンドルの先端部に設けられたねじ軸に、円形のワーク加工用工具の固定用の締付ナットと、その締付ナットを弛み止めするロックナットをねじ係合した空気動工具において、前記スピンドルを覆い、端部が前記ロータケースに接続されたガイド筒に、その外周面に沿ってスライド自在の操作筒と、その操作筒のスライド量を制限するストッパと、このストッパに向けて操作筒を押圧するばね部材とを設け、前記操作筒には前記ガイド筒に形成された軸方向の長孔内に挿通される係合ピンを設け、前記スピンドルにはその係合ピンの先端部が挿入される環状溝を形成し、この環状溝の一側面に前記操作筒をストッパから離反する方向に移動させたとき、前記係合ピンが嵌合する係合溝を設けたことを特徴とする空気動工具。
- 前記ガイド筒に形成された長孔の端部に円周方向に延びる案内孔を設け、前記係合溝の端部に円周方向に延びるロック溝を形成した請求項2に記載の空気動工具。
- ロータケース内に組込まれたエアモータにより回転されるスピンドルを、エアモータのロータと同軸上に配置し、このスピンドルの先端部に形成されたねじ軸に、円形のワーク加工用工具の固定用の締付ナットと、この締付ナットを弛み止めするロックナットとをねじ係合した空気動工具において、前記ロータケースに端部が接続されてスピンドルを覆うガイド筒に半径方向のピン孔を形成し、そのピン孔に係合ピンと、その係合ピンを外方向に押圧するばね部材とを組込み、前記スピンドルには前記ピン孔と対向する位置に係合孔を設け、前記ガイド筒の外周に沿ってスライド自在に設けられた操作筒の内周に前記係合ピンが係合孔から抜け出した状態に保持する第1円筒面と、その第1円筒面に連続し、操作筒のスライド時に係合ピンを押圧してピン孔に係合させるテーパ面と、そのテーパ面に接続して係合ピンを係合孔に係合する状態に保持する第2円筒面とを設けたことを特徴とする空気動工具。
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1999
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