JP4707913B2 - 電動工具等への回転刃具の取付部材並びに該取付部材を取着してなる回転刃具 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、円形又はカップ状基板の外周部にダイヤモンド砥粒やｃＢＮ（立方晶窒化ホウ素）砥粒を主成分とする超砥粒砥石部を形成してなるダイヤモンドホイールやダイヤモンドブレードなどの回転刃具を、電動工具等の回転軸に効率よく着脱するための取付部材、並びに該取付部材を取着してなる回転刃具に関する。
背景技術
コンクリートや石材などの硬脆材、タイルや瓦などの窯業材料並びに合成ゴム、合成樹脂、金属などを切断したり、研削や研磨加工するためにダイヤモンドブレードやダイヤモンドカップホイール等の回転刃具が広範に用いられている。これらのいわゆる回転刃具は、通常鋼製の円形基板の外周部に、ダイヤモンド砥粒やｃＢＮ砥粒を主成分とする超砥粒砥石部を形成し、該円形基板の中心部に電動工具等に取り付けるための取付孔が設けられ、電動工具付属の内フランジや外フランジ等の、取付冶具を介して電動工具の回転軸に取り付けられ、電動工具の回転エネルギーを利用して、研削や研磨などの作業に供されている。
従来、回転刃具の電動工具への取り付けは、図１３に示すように電動工具の回転軸１０１に、電動工具付属の内フランジ１０２を挿通し、次いで、回転刃具１０３の取付孔を挿通し、その後、同じく電動工具付属の外フランジ１０４を螺合取着することにより、内フランジ１０２と外フランジ１０４とで回転刃具１０３を挟持する形で電動工具に取り付けられる。
上記従来技術に於いては、電動工具付属の取付冶具であるフランジ部材を用いて電動工具への取り付けを行っており、回転刃具個々の寸法に精度良く合せたものではなく、汎用性を加味してある程度の許容誤差が認められているため、それに起因して電動工具の主軸と回転刃具との間で微妙な芯振れが発生していた。従って、回転刃具の研削作用面が被削材の被加工個所にスムースに接触せず、被加工個所を叩いてしまういわゆる叩き現象が発生し、作業者に不快な振動を与えるばかりでなく、回転刃具の寿命を縮めると共に、加工精度の低下につながるという不都合があった。
また、被削材が異なったり、加工作業が変更される場合などには、適正な回転刃具に交換する必要に迫られるが、その際は、外フランジを電動工具の主軸から取り外した後、回転刃具を交換するという操作を繰り返すため、手間がかかる上にフランジ部材や取付工具を紛失する惧れもあった。従って、個々の回転刃具に実質的にフランジ部材が取り付けられた構造であることが望ましく、近時そのような回転刃具も開発され、一部は市場に出回っている。
しかしながら、個々の回転刃具にフランジ部材を取付け、異なる機種の電動工具に精度良く取り付けられる構造とするためには、設計上部品点数が増加し、コスト面で高価とならざるをえなかった。さらに、回転刃具を電動工具に着脱する際に用いる工具は、専用のスパナ若しくはかに目レンチに限られ、万一紛失した場合やフランジ部材の係合孔が損傷した場合、着脱不能に陥る惧れも残されていた。
従って、本発明の主たる目的は、ダイヤモンドブレードやダイヤモンドカップホイールなどの回転刃具を、電動工具に取り付けるための取付部材であって、回転刃具個々に一体に取り付けられ、しかも電動工具への着脱が容易で且つ精度良く取り付けられる取付部材と、該取付部材を取着してなる回転刃具を、低コストで提供することにある。
また、本発明の他の目的は、該取付部材のナットとして機能する外フランジのフランジ部が、電動工具への着脱に際し、複数の工具に対応できるように設計されていることにより、例えばモンキースパナなどの汎用工具で容易に着脱が可能な回転刃具を提供することにある。
さらに本発明の他の目的は、例えばカップホイールなどによる研削作業において、回転刃具の砥石面と被削材との激しい接触によりもたらさられる振動と騒音を、極力低減させて、作業者の不快感の解消と、作業環境の改善を図ると共に、加工精度の向上を促すことにある。
発明の開示
本発明における回転刃具の取付部材は、円形基板の中心部に取付孔を有するダイヤモンドブレードなどの回転刃具に取着され、電動工具等の回転軸に着脱可能に螺合取着される取付部材であって、ナットとして機能する外フランジと、該外フランジのフランジ背面との間に回転刃具を挟持して、一体に固定するためのフランジ端面を有する袋ナット状リングとからなり、前記回転刃具に取着した場合、該外フランジの円筒部の外周面に設けた溝に嵌合したＯリングを介して、該外フランジ、該回転刃具及び該袋ナット状リングとが一体に形成される。このような本発明の取付部材は、基本的に外フランジ、Ｏリング及び袋ナット状リングの三点の部品からなり、しかも外フランジ及び袋ナット状リングは極めてシンプルに設計でき、材質も通常市販の軟鋼で十分であり、容易に加工可能な構造となっている。またＯリングも市販のものを適宜に選択可能であるため、安価に入手することが出来る。
また、本発明における回転刃具の取付部材は、前記外フランジが、フランジ部と該フランジ部の背面から後方へ突出する円筒部とからなり、その中心部に電動工具回転軸の雄ネジと螺合するための雌ネジが形成され、前記フランジ部のナットとして機能するための形状が、スパナ、かに目レンチ、六角レンチ、ドライバー等の工具の少なくとも一種以上に対応するよう形成され、前記円筒部には回転刃具の取付孔を挿通する回転刃具取付部と、該円筒部の外周面の所定の位置にＯリングを嵌合するための溝とが設けられており、該袋ナット状リングは、その内径面を電動工具の回転軸に挿通する第１ガイド部と、外フランジの円筒部外周面に嵌合する第２ガイド部とが設けられ、該第２ガイド部の先端部の内周面には、前記外フランジの円筒部外周面に設けられた溝に嵌合したＯリングを把持する爪が形成されてなる。このことによって、前記外フランジの回転刃具取付部に装着した回転刃具を、該外フランジと袋ナット状リングとの間に挾持して、一体化すると共に、精度良く取り付けることができる。
また、本発明における回転刃具の取付部材は、更に、該袋ナット状リングの前記回転刃具の背面と当接するフランジ端面には、緩衝材を装填するための少なくとも一条の円環状の溝を形成して、該溝に装填した緩衝材により回転刃具の背面を圧接する。このことによって、特にカップホイールやオフセット型ダイヤモンドブレードなどの研削加工の際に発生する振動と騒音を、緩衝材の作用により効果的に低減することが可能である。なお、緩衝材としては樹脂やゴムなどの弾性材を適宜に選択することができる。
また、本発明における回転刃具の取付部材は、回転刃具が、円形又はカップ状基板の刃部又は主たる作用面に、ダイヤモンド砥粒又はｃＢＮ砥粒を主成分とする、砥石部を設けてなるダイヤモンドソーブレード、ダイヤモンドカップホイール、オフセット型ダイヤモンドブレード等の超砥粒工具であることを特徴とする。このことによって、広範に亘る種々な超砥粒工具に適用でき、回転刃具毎の取付工具を別途に準備する必要がない。これらの超砥粒工具は、コンクリートや石材に代表される硬脆材や、タイルや瓦などの窯業材料並びに合成ゴム、合成樹脂、金属、各種建材などの研削や研磨加工に広く使用される工具であり、一般的にはハンディタイプ電動工具に取付部材を介して取付られ、それぞれの作業に供される。
また、本発明における取付部材を取着してなる回転刃具は、上記回転刃具の取付部材を取着してなる。このことによって、被削材や加工作業の変更に際し、回転刃具の交換を要する場合があっても、極めて容易に着脱ができる。その上、電動工具付属のフランジ部材が不要となるため、その保管管理上のコストや煩わしさも解消される。さらに、回転刃具と取付部材が一体に構成されているため、電動工具回転軸との芯ぶれも解消され、それに起因した叩き現象も未然に防止される。
また、本発明における取付部材を取着してなる回転刃具は、回転刃具が、円形又はカップ状基板の刃部又は主たる作用面に、ダイヤモンド砥粒又はｃＢＮ砥粒を主成分とする砥石部を設けてなるダイヤモンドソーブレード、ダイヤモンドカップホイール、オフセット型ダイヤモンドブレード等の超砥粒工具であることを特徴とする。
また、本発明における取付部材を取着してなる回転刃具は、回転刃具が、カップ状基板の背面に、弾性材を介在させ、該弾性材を被覆するカバーとの三層構造からなるカップホイールである。このことによって、回転刃具の基板とカバーとを取付部材で一体としたとき、前記カップ状基板とカバー間に介在する弾性材が内蔵する弾発力が効果的に作用し、カップホイールの空転が防止できる。弾性材としては、樹脂やゴム等を適宜に選択できる。また、弾性材を被覆するカバーは、該弾性材より機械的強度が優る材質、例えば金属製であることが望ましい。
発明を実施するための最良の形態
以下本発明を、実施の形態例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれにより制限されるものではなく、本発明の構成の範囲内において、自由に設計変更が可能である。
本発明の第１の実施の形態例の回転刃具取付部材は、基本的に図１並びに図２に示す外フランジ１と、図３に示す袋ナット状リング６とからなる。本例における外フランジ１は、既製の２４ｍｍスパナに対応する市販の六角の工具鋼材を素材として使用し、旋盤による切削加工によって成型されたフランジ部１１と、円筒部４とからなり、該フランジ部１１には係合孔２が形成され、スパナの他、かに目レンチによる着脱が可能である。なお、フランジ部１１の形状を、例えば袋ナット状に形成することにより、六角レンチに対応したり、直線の溝を設けることにより、ドライバーに対応したり適宜に選択が可能である。
外フランジ１のフランジ部１１の裏側から後方に突出して円筒部４が形成され、該円筒部４はフランジ部の背面１１ａに接する側に回転刃具８が挿通されると共に、回転刃具８の取付け位置となる回転刃具取付部１０と、それに連結する回転刃具取付部１０の外径よりやや小さい外径を有する外周面部１０ａとからなり、外周面部１０ａの所定の位置には溝５が形成され、該溝５にはＯリング９が嵌合される。なお、外フランジ１の中心部の内周面には、電動工具の回転軸の雄ネジに螺合するための雌ねじ３が形成されている。
図３に示す袋ナット状リング６は、市販の丸棒工具鋼材より旋盤による切削加工により製作したもので、その内径面を電動工具回転軸に挿通する第１ガイド部２０と、外フランジ１の円筒部４に挿通する円筒部の外周面部１０ａの外径よりやや大きい内径の第２ガイド部２１とが形成され、該第２ガイド部２１の先端部の内周面には内側に突出する爪７が形成されている。該袋ナット状リング６は、外フランジ１の回転刃具取付部１０に差し込んでセットした回転刃具８を、フランジ部の端面２２ａで圧接して固定すると共に、電動工具のスピンドル切り欠き部との距離を調整する役割を果たし、従来の電動工具の付属部品として用いられていた内フランジと、アダプター（ワッシャ）を合わせた機能を奏する。具体的には、図４に示すように外フランジ１の回転刃具取付部１０に回転刃具８を差し込み、外フランジ１の円筒部４の外周面に設けた溝５にＯリング９を嵌合させ、更に、袋ナット状リング６を押し込んでセットした場合、袋ナット状リング６の第２ガイド部２１の先端の周回に設けられた爪７はＯリング９を押し込むように把持するため、Ｏリング９の弾発力の作用でフランジ部の端面２２ａは回転刃具８を強く押圧する。このため、外フランジ１、回転刃具８及び袋ナット状リング６は一体的に固定される。
本実施の形態例における上記外フランジ１及び袋ナット状リング６は、通常市販の軟鉄などの金属を機械加工することにより製造されるが、錆を防ぐためにメッキ加工を施したり、或いは真鍮等の耐食性金属を用いるか、被削材や目的とする作業によって交換される回転刃具に応じて、耐熱性樹脂などを適宜選択することも可能である。Ｏリング９は、油圧配管用などとして通常市販のものを適宜選択して用いれば良く、例えば、ＪＩＳ Ｂ２４０１ Ｐ１６のＯリングが使用できる。寸法等については、外フランジ１の円筒部４に設ける溝５（例えば、幅２．４ｍｍ、深さ約１ｍｍ）に応じて適宜選択される。なお、Ｏリング９は、前述の如く、袋ナット状リング６の第２ガイド部２１の先端の内周面に設けられた爪７によって把持され、回転刃具８の固定に、その弾発力を利用するものであり、回転刃具８に取付部材が一体に固定された後は、特段の負荷が懸かることがないため材質的に特別の配慮は要さない。
本実施の形態例における取付部材を取着してなる回転刃具は、回転刃具に上記の取付部材を取着したものである。本例の回転刃具は、図４〜図６に示すように、円形の鋼製基板の外周面に、ダイヤモンド砥粒を主成分とする砥石部１０５を形成してなるダイヤモンドソーブレード５０であり、主として石材やコンクリートなどの硬脆材や、鋳鉄などの金属の切断加工に広く用いられるものである。
本発明の第２の実施の形態例の取付部材を図７及び図８を参照して説明する。図７及び図８中、図１〜図６と同一の構成要素には同一符号を付してその説明を省略し、異なる点についてのみ主に説明する。すなわち、その異なる点は、回転刃具として、ダイヤモンドソーブレード５０の代わりにカップホイール８ａを使用した点、及び外フランジ１の回転刃具取付部１０の幅寸法を大きくした点にある。カップホイール８ａは、図８に示すようにカップ形状をした鋼製基板８の外周部に、ダイヤモンド砥粒を主成分とした砥石部１０５が形成されており、該基板８の背面に弾性材１６を介在させ、該弾性材１６を被覆するカバー１７との三層構造からなる。弾性材１６は、厚さ２ｍｍの市販の発泡ゴムを用い、その形状は本例ではカップ状基板の形状にほぼ類似したカップ状としたが、本発明の目的を達成し得るものであれば、これに限定されるものではない。また、カバー１７は、本例では弾性材１６をほぼ覆い尽くす厚さ１ｍｍの鋼製としたが、その形状は特に限定されず、弾性材の弾発力を確保し、研削時の抵抗により空転を防止するだけの強度が保証されれば適宜に選択し得る。また、弾性材１６は予めカバー１７と一体に形成されたものであってもよい。外フランジ１の回転刃具取付部１０の幅寸法は、カップホイール８ａの三層構造の厚みと同等又はそれより僅かに小さい寸法である。これにより、袋ナット状リング６のフランジ部の端面２２ａがカバー１７の背面を効果的に押圧することができる。本例による取付部材を取着してなるカップホイール８ａを手持ちの電動工具に取り付け、コンクリートや石材などの研削に供した結果、電動工具回転軸と回転刃具取付部材との芯ぶれに起因する叩き現象が著しく軽減した上、振動と騒音が効果的に減少して、加工精度に優れた研削作業が容易となった。
本発明の第３の実施の形態例の取付部材を図９及び図１０を参照して説明する。図９及び図１０中、図１〜図６と同一の構成要素には同一符号を付してその説明を省略し、異なる点についてのみ主に説明する。すなわち、その異なる点は、回転刃具にカップホイール８ｂを使用した点、及び袋ナット状リングのフランジ部の端面２２ａに一条の円環状の溝１９を形成し、該溝１９に緩衝材としてのＯリング１３を嵌合させた点にある。すなわち、袋ナット状リング６ａのフランジ部の端面２２ａは外フランジ１の回転刃具取付部１０に差し込んだカップホイールの基板８の背面を、該Ｏリング１３を介して圧接する。これにより、特にカップホイールやオフセット型ダイヤモンドブレードなどの研削加工の際に発生する振動と騒音を、Ｏリング１３の作用により効果的に低減することが可能である。なお、本例によれば緩衝材としてのＯリング１３が１本であるため、カップホイール８ｂの研削作業時の抵抗による空転が懸念される。そこで本例においては、斯かる現象を未然に防止するため、外フランジ１の所定の箇所にスプリングピン１８をセットし、Ｏリング１３を圧接するよう配慮されている。なお、該袋ナット状リング６ａの底部と、外フランジ１の円筒部４の先端面との間隙Ｂに対し、袋ナット状リング６ａのフランジ部の端面２２ａと、回転刃部の背面との間隙Ａが、Ｂに対しＡが大となるよう設計することにより、Ｏリング１３が無用に潰されることがない。このため、Ｏリング１３の弾発力が保持されて緩衝効果が残留する。このような本例による取付部材を取着してなるカップホイールを手持ちの電動工具に取り付け、コンクリートや石材などの研削に供した結果、緩衝材として機能するＯリング１３の作用により、制振効果と騒音防止効果が同時にもたらされることが確認された。
本発明の第４の実施の形態例の取付部材を図１１及び図１２を参照して説明する。図１１及び図１２中、図１０〜図１１と同一の構成要素には同一符号を付してその説明を省略し、異なる点についてのみ主に説明する。すなわち、その異なる点は、袋ナット状リングのフランジ部の前端面２２ａに二条の円環状の溝１９ａ、１９ｂを形成し、該溝１９ａ、１９ｂに緩衝材としてのＯリング１３、１３を嵌合させた点にある。これにより緩衝材としてのＯリング１３を２本装填できるため、第３の実施の形態例において懸念された、研削作業時における抵抗による空転の畏れが解消され、スプリングピン１８は不要となった。なお、本実施の形態例においても該袋ナット状リング６ｂの底部と、外フランジ１の円筒部４の後端面との間隙Ｂに対し、袋ナット状リング６ｂのフランジ部の前端面２２ａと、回転刃具８の背面との間隙Ａが、Ｂに対しＡが大となるよう設計されているので、緩衝材であるＯリング１３の弾発力が残留すると共に、２本のＯリング１３の間に、空気だまりが生ずるため、一層の緩衝効果が発揮されて優れた制振効果と騒音防止効果が同時にもたらさられる。
産業上の利用性
本発明の回転刃具の取付部材は、電動工具に対する回転刃具の取り付けや取り外しが簡単となり、被削材や加工作業の変更に応じて回転刃具を交換する操作が、極めて容易となり、作業能率の向上に著しく寄与する。また、電動工具への取付部材が、回転刃具個々に取着されていることにより、取付部品の紛失防止など保管管理上の煩わしさから解放される。
また、本発明による回転刃具の取付部材は、安価に入手が容易な市販の素材を使用し、極めて簡略に作製することが可能で、しかもその部品点数が少ないことから、極端に低コストで提供することができる。更に、外フランジのナットとして機能する部分を複数の工具で対応できるため、その利便性が高まる。
また、本発明の回転刃具の取付部材は、特にカップホイールやオフセット型ブレードなどの研削加工の際の振動と騒音を効果的に低減することが可能である。本発明の取付部材を取着してなる回転刃具は、従来広く用いられていた電動工具付属の内フランジや外フランジなどからなる取付部材、並びに該取付部材を介して電動工具に取り付けられた回転刃具と異なり、回転刃具の取付部材が回転刃具個々に対し精度良く取着されているため、これを用いたコンクリートや石材等の研削作業に際し、電動工具回転軸と取付部材との許容誤差がもたらす芯ぶれが未然に防止され、それに起因する不快な叩き現象が効果的に解消される。したがって、回転刃具の工具としての寿命性能が向上すると共に、優れた加工精度が保証される。更に、本発明の取付部材を取着してなるカップホイールを電動工具へ取付けて研削を行えば、優れた制振効果と防音効果とが同時にもたらさられ、石材やコンクリート部材等の研削に、高い有用性が期待される。
【図面の簡単な説明】
図１〜図６は本発明に係わる第１の実施の形態例を示すもので、図１は外フランジの正面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図、図３は袋ナット状リングの断面図、図４は回転刃具と取付部材の取付状態を示す要部断面図、図５は取付部材を取り付けた回転刃具の正面図、図６は図５のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。図７及び図８は本発明に係わる第２の実施の形態例を示すもので、図７は取付部材を取着したカップホイールの正面図、図８は図７のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。図９及び図１０は本発明に係わる第３の実施の形態例を示すもので、図９は取付部材を取着したカップホイールの断面図、図１０は図９における袋ナット状リングの正面図である。図１１及び図１２は本発明に係わる第４の実施の形態例を示すもので、図１１は取付部材を取着したカップホイールの断面図、図１２は図１１における袋ナット状リングの正面図である。図１３は従来の回転刃具の電動工具等への取付構造を示す要部断面図である。

Claims (7)

1. 円形基板の中心部に取付孔を有するダイヤモンドブレードなどの回転刃具に取着され、電動工具等の回転軸に着脱可能に螺合取着される取付部材であって、ナットとして機能する外フランジと、該外フランジのフランジ背面との間に回転刃具を挟持して、一体に固定するためのフランジ端面を有する袋ナット状リングとからなり、前記回転刃具に取着した場合、該外フランジの円筒部の外周面に設けた溝に嵌合したＯリングを介して、該外フランジ、該回転刃具及び該袋ナット状リングとが一体に形成されることを特徴とする回転刃具の取付部材。
2. 前記外フランジが、フランジ部と該フランジ部の背面から後方へ突出する円筒部とからなり、その中心部に電動工具回転軸の雄ネジと螺合するための雌ネジが形成され、前記フランジ部のナットとして機能するための形状が、スパナ、かに目レンチ、六角レンチ、ドライバー等の工具の少なくとも一種以上に対応するよう形成され、前記円筒部には回転刃具の取付孔を挿通する回転刃具取付部と、該円筒部の外周面の所定の位置にＯリングを嵌合するための溝が設けられており、該袋ナット状リングは、その内径面を電動工具の回転軸に挿通する第１ガイド部と、外フランジの円筒部外周面に嵌合する第２ガイド部とが設けられ、該第２ガイド部の先端部の内周面には、前記外フランジの円筒部外周面に設けられた溝に嵌合したＯリングを把持する爪を形成してなる、ことを特徴する請求項１に記載の回転刃具の取付部材。
3. 該袋ナット状リングの前記回転刃具の背面と当接するフランジ端面には、緩衝材を装填するための少なくとも一条の円環状の溝を形成して、該溝に装填した緩衝材により回転刃具の背面を圧接することを特徴とする、請求項１又は２に記載の回転刃具の取付部材。
4. 回転刃具が、円形又はカップ状基板の刃部又は主たる作用面に、ダイヤモンド砥粒又はｃＢＮ砥粒を主成分とする、砥石部を設けてなるダイヤモンドソーブレード、ダイヤモンドカップホイール、オフセット型ダイヤモンドブレード等の超砥粒工具である請求項１乃至３の何れかに記載の回転刃具の取付部材。
5. 請求項１に記載の回転刃具の取付部材を取着してなることを特徴とする取付部材を取着してなる回転刃具。
6. 回転刃具が、円形又はカップ状基板の刃部又は主たる作用面に、ダイヤモンド砥粒又はｃＢＮ砥粒を主成分とする、砥石部を設けてなるダイヤモンドソーブレード、ダイヤモンドカップホイール、オフセット型ダイヤモンドブレード等の超砥粒工具である請求項５に記載の取付部材を取着してなる回転刃具。
7. 回転刃具が、カップ状基板の背面に、弾性材を介在させ、該弾性材を被覆するカバーとの三層構造からなるカップホイールである請求項５に記載の取付部材を取着してなる回転刃具。

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