JP5575713B2 - 切削加工機における刃物突出量の調節装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動工具を作業台に取り付けて加工を行う切削加工機において、刃物の突出量を調節し切削量を調節するために用いる切削量の調節装置に関するものである。

ルーター或いはトリマーなどと呼ばれ主として木工作業に用いられる電動工具は、日曜大工などいわゆるドゥーイットユアセルフの分野で人気の高い工具である。従来この種の電動工具を用いて加工を行うには、
１）工具胴部のモーター部分を取り付け部に嵌め、ボルトを締め緩めすることで単純に上下動させる方式、
２）ラックアンドピニオン機構により上下動させる方式、
３）スプリングにより浮かせた状態にセットし、必要量だけ押し下げる方式、
などが取られてきた。

しかし、大まかな加工であればともかくとして、１ｍｍ内外の加工調節には何れも不向きであり、簡単ではない。特に１）の方式では非常に困難であり、２）の方式ではラック溝に切り屑やゴミがたまる問題がある。また、３）の方式では棒ネジを用いた微調整方式を具備しているものがあるが、過剰な精密機械となり性能を維持するためには十分な整備を実施しておく必要があるとともに、高価であるという問題もある。

先行技術を検討しても大同小異であり、却って電動工具を作業台に取り付けて行う切削加工装置に関する例を見出すことができないほどである。工具一般における刃物の送りに関する機構、装置としては例えば特開平９−３０９１０１号がある。同発明は、軸支部を軸に左右移動レバーを左右に移動させると、リンクを介してスライドフレームが左右方向へ移動するように設けられ、スライドフレームのコラム下端にはドリルユニットを上下移動自在に取り付け、本体を木材端部に取付ける際、本体のフレーム側が木材上面に支持されているので、作業者は一方の手でドリルユニット側を支えながら、他方の手でバイス調整ハンドルを回せるという機構を有している。しかし、このような機構では切削量を正確に規定する用途には不十分である。

特開平９−３０９１０１号

本発明は前記の点に着目してなされたもので、その課題は、出来るだけシンプルな構成によって、刃物の突出量を正確に調節することができる切削加工機における刃物突出量の調節装置を提供することである。また、本発明の他の課題は、片方の手の操作により刃物の突出量を測りながら、最適な突出位置を容易に求めることができる切削加工機における刃物突出量の調節装置を提供することである。

前記の課題を解決するため、本発明は、電動工具を基盤に取り付けて所要の作業を行うように構成された切削加工機において、下面が電動工具の取り付け部となり、かつ、上面が切削加工の作業面となる基盤と、上記基盤の下面に設置した取り付け部を介して、上下動可能に設けた上下動部材と、上記上下動部材に着脱可能に取り付け、その上端に有している刃物を、前記基盤の上面から突出させて切削加工を行う前記の電動工具と、上記取り付け部に回転可能に軸支したレバー及びその回転を上下動部材の上下動に変換するため上下動部材側と係合するカムを備えたカムレバー機構を具備して構成するという手段を講じたものである。

本発明の装置は、切削加工機を対象とするものであるが、ここでいう切削加工機とは、電動工具をいわば据え付け型にして使用する装置を指している。据え付け型とするために基盤は作業台などに取り付け、基盤に電動工具を取り付けるが、本発明の装置は任意のテーブル類を作業台として使用することができる。基盤は、公知の任意の手段により作業台へ取り付けることができる。

従って、基盤の下面が電動工具の取り付け部となり、また、上面が切削加工の作業面となり、上記基盤の下面に設置した取り付け部を介して、上下動部材が上下動可能に設けられている。取り付け部は、上下動部材の取り付けのために設けられているが、必要な強度を保つために、他の構造部分に強度の一部を負担させる構造を取ることも可能である。上下動部材は、このような取り付け部に上下動可能に取り付けられ、また、電動工具を取り付けるための構造体であり、電動工具は、その上端の刃物を、上下動部材により前記基盤の上面から突出させて切削加工を行う構成を取る。

上記上下動部材は、電動工具の円筒状の胴部を嵌合させるために欠円形断面形状を有するものとし、その欠円端部を緊締するためのボルトを有するとともに、サイズの異なる円筒状の胴部と欠円形断面形状との径差を埋めるためにその径差に応じた肉厚のアダプターを併用するように構成することが望ましい。従って、アダプターについても欠円形断面形状を有しているものが望ましく、その肉厚の異なるものが複数種類用意される。

本発明の装置は、上記取り付け部に回転可能に軸支したレバー及びその回転を上下動部材の上下動に変換するため上下動部材側と係合するカムを備えたカムレバー機構を具備して構成されている。レバーによって電動工具を上下動させることが可能になるので、片手操作が可能になる。従って、他方の手で基盤上の部材の位置固定やネジ操作などを同時に行うことが可能になる。

カムレバー機構については、基盤の下部に設置した支持部材と、支持部材に形成されている軸孔に基端部を回転可能に軸支したレバーと、レバーの回転軸と一体に取り付けたカムと、カムの円弧型のカム溝と係合するように上下動部材に設けられた係合子とを有して構成することが望ましい。

なお、基盤を作業台へ据え付ける公知の任意の手段には、例えばクランプがある。クランプについても種類は様々であるが、ネジクランプなどは強固な固定が可能であるので、本発明の目的に向いている。しかし、これに限定されるものではなく、公知の手段の中から自由に決めることができる。

本発明は以上のように構成されかつ作用するものであるから、出来るだけシンプルな構成によって、刃物の突出量を正確に調節することが可能な切削加工機における刃物突出量の調節装置を提供することができる。また、本発明によれば、カムレバー機構により片方の手の操作で刃物の突出量を測りながら、最適な突出位置を求めその位置で正確に固定することができる切削加工機における刃物突出量の調節装置を提供することができるという効果を奏する。

以下図示の実施形態を参照して本発明をより詳細に説明する。図１は本発明に係る電動工具を用いる切削量の調節装置１０の一例を示すもので、１１は上記の電動工具であり、例えば、ルーターと呼ばれ特に小型のものについてはトリマーなどと呼ばれている木工用電動工具などがそれに当たる。本発明の装置１０は、手持ち工具として扱われる上記のような電動工具１１を基盤１２の下面に取り付け、その基盤１２を作業台１３に据え付けて使用することを目的とする（図２参照）。作業台１３として特別のものは必要ではなく、およそ十数キログラム程度の荷重に耐えるテーブル類であれば適用可能であり、かつ、安全に作業をすることができるように意図されている。

基盤１２は上記の電動工具１１及び加工用補助装置３０を装着し、かつ、その盤面において切削加工等を行うことができるものである。基盤１２としては、例えば、アルミニウム板の如く軽量な材料から成り、かつ、切削加工工用として十分な強度と平面精度を有するとともに、長方形の平面形状に形成されていることが望ましい。上記基盤１２は、それを作業台１３に据え付ける手段として、クランプ１４を具備している。クランプ１４は、作業台１３の側辺部を受け入れる大きさを有し断面形状がほぼＣ字型のクランプ枠１４ａと、取り付けネジ１４ｂとから成る。クランプ枠１４ａそれ自体は基盤１２の取り付け側辺部の下面に強固に取り付けられており、取り付けネジ１４ｂはＣ字型のクランプ枠１４ａの下枠にねじ込みによって取り付けられている。

基盤１２には、その一側辺に着脱可能に固定部材１５が取り付けられる。固定部材１５は上記基盤１２の盤面に載置する下板部１５ａと、その一側から立ち上がる側板部１５ｂを有する断面形状がほぼＬ字型に形成されている（図３参照）。なお、固定部材１５は基盤１２の一側辺の長さをやや超える寸法を有している。上記固定部材１５のほぼ中央部には、切削によって生じる切り粉を吸引によって排除するために、Ｌ字型の角に当たる箇所を半球状に切除して吸引口１５ｃが設けられ、上記吸引口１５ｃの外側には、吸引フード１６が取り付けてあり、その接続口１６ａに吸引ダクト１７が接続される。固定部材１５は後述する加工用補助装置３０の取り付けなどにも使用するもので、着脱が容易、かつ、加工作業に耐える程度に強固に基盤１２に取り付ける必要があり、そのため以下に述べる固定手段が固定部材１５に設けられている。

上記固定部材１５は、基盤１２の左右両側辺部に係合させるために、断面形状がほぼＣ字型の係合片１８、１９を両端に有している。一方の係合片１８は係合可能なＣ字型の断面形状を有していれば良いが、他方の係合片１９についてはＣ字型の断面形状を有することに加えて固定手段を設けている。図示の固定手段では、ロック部材１９ａをその先端部が内外方向へ移動するようにＣ字型の断面形状内部に基端部側の支軸１９ｂにて軸支して取り付け、両端部間の外側にはレバー２０をネジ軸周りに回転可能に設け、そのネジ軸２０ａの先端にてロック部材１９ａの中間部を内方へ加圧可能にした構成を有している（図５、図６及び図７参照）。故に、レバー２０を右に回す回転操作で、両係合片１８、１９及びロック部材１９ａを介して基盤１２の側面を緊締し、固定部材１５を基盤１２に固定することができ、かつ、固定位置を任意に決めることができる。

本発明に係る電動工具を用いる切削量の調節装置１０は、電動工具１１を基盤１２の下面に取り付けるものであるが、各社の電動工具１１の取り付けを可能にするために、嵌合による工具取り付け方式を取っている。即ち、基盤１２のクランプ１４から所要距離だけ離れた位置には、電動工具１１の刃物１１ａを配置する刃物配置部１２ａが設けられており（図３、図５等参照）、この刃物配置部１２ａに刃物１１ａが配置されるように、電動工具１１の取り付け部２１が設けられている（図６、図７参照）。上記取り付け部２１は基盤１２の裏面に上端部にて取り付けられ、かつ、前記クランプ１４の正面に背面部が取り付けられているもので、取り付けはボルト止めにより強固になされている。

電動工具１１の取り付け部２１には、電動工具１１の上下動機構が併設されており、そのため、取り付け部２１には上下方向のアリ溝から成るガイドレール２２が形成され、さらにそのガイドレール２２と係合するアリ足２３を有する上下動部材２４が装着されている（図８参照）。取り付け部２１には、上下動部材２４の一部に、外側に配置されたストッパー２５のオネジ部２５ａが螺合するメネジ部２４ａが形成されており、従って、上記上下動部材２４の一部がスライドする範囲の取り付け部内面に、オネジ部２５ａの上下動範囲にわたって長孔２１ａが形成されている。

上下動部材２４は、電動工具１１の円筒状の胴部を挿入により嵌め合わせて取り付けるために、欠円形断面形状に形成されており、その欠円端部２４ｂ、２４ｂをボルト２４ｃにより緊締可能にした構成を有している。しかしながら、各社の電動工具１１のサイズは大同小異であるとは言えるものの同一ではないので、本発明ではアダプター２６を併用してほぼ全社の電動工具１１を使用することができるように図っている。図４に示したアダプター２６はサイズの異なる円筒状の胴部と欠円形断面形状との径差を埋めるためにその径差に応じるべく、肉厚の異なる複数種類のもの（説明の便宜上符号２６−１、２６−２で区別する。）が用意されている。このアダプター２６は、電動工具１１の円筒状の胴部とほぼ全面で接触するように円筒型とし、かつ、欠円筒型にして着脱の融通性を高めたものである。電動工具１１は上下動部材２４或いはアダプター２６に摩擦嵌合によって取り付けられているが、ボルト２４ｃによる緊締との併用であり、刃物１１ａに加えられる外力は側方からであるので保持力に不足はない。

本発明ではこの上下動部材２４による刃物１１ａの上下動機構として、レバー操作によって刃物１１ａの突出量を正確に調節するカムレバー機構を適用している。このため本発明における上下動機構は、基盤１２の下部に設置した支持部材２７と、支持部材２７に形成されている軸孔に基端部にて回転可能に軸支したレバー２８と、上記レバー２８の回転軸２８ａと一体に取り付け、上記支持部材２７と前期取り付け部２１との間に配置したカム２９と、カム２９の円弧型のカム溝２９ａと係合するように上下動部材２４に設けられた係合子２４ｄとを有している。よって、円弧型のカム溝２９ａは、角度にして数十度のレバー２８の回転に伴い、刃物１１ａを基盤面下から作業に応じた突出量だけ基盤面上へ突出するように設けられている（図９参照）。

なお、図示のカムレバー機構では、円弧型のカム溝２９ａの基盤寄りに係合子２４ｄがあるときに刃先１１ａが上昇位置にあり、反対側の位置では下降位置になる。また、上記レバー２８が直線状であるのに対して、円弧型のカム溝２９ａは始点と終点がレバー２８上にてほぼ重なり、かつ、支点と終点の途中がレバー２８を押す操作方向に対して凹んだ形態を取るように配置されている。このため、レバー２８を引き、刃先１１ａを突出させるときに操作の開始側ではやや早目に上昇し、終了側では遅目に上昇することになり、操作性が向上するとともに、突出量の微妙な調節が可能になる。

さらに本発明では、加工用補助装置３０を併用する。この加工用補助装置３０は前述した固定部材１５に取り付けて使用する第１の補助装置３１と、第２の可動案内部材４５に取り付けて上記第１補助装置とともに使用する第２補助装置３２とから構成される（図１参照）。第１補助装置３１は、上記の固定部材１５に設けられている送り方向前方の長孔３３の部分にて、固定部材１５に取り付ける第１の可動案内部材３４と、同じく送り方向後方の長孔３５にて固定部材１５に取り付ける固定案内部材３６とを有し、第１可動案内部材３４は、斜面３７ａ、３８ａにて接触移動可能な一対の平行移動部材３７、３８を有している（図５参照）。３４ａは指掛けを示しており、第１可動案内部材３４の押し引き操作に用いられる。

一方の平行移動部材３７は固定部材１５の側板部１５ｂの板面に摺接し、それ自体に開けられた左右方向の長孔３７ｂの範囲で左右方向へ移動可能に設けられている。他方の平行移動部材３８は上記長孔３７ｂと重なる位置に設けたメネジ部３８ｂを有しており、止めねじ３９を側板部１５ｂの板面に開けられた長孔３３から挿入し、長孔３７ｂを通過してメネジ部材３８ｂに螺合することによって位置調節可能に固定される構成である。上記斜面３７ａ、３８ａは１０：１の傾斜を有しており、左右方向へ１０ｍｍの移動が前後方向へ１．０ｍｍの移動となるので、左右方向への移動量の十分の一の精度で切削量を調節することができる。その数値設定のために、上記斜面３７ａ、３８ａの一方にスケールを設け、他方にはその目盛りを指し示す指標を設けるものとする。

他方の平行移動部材３６は側板部１５ｂの板面に摺接可能であり、切削後のワークを支えるために設けられている。従って、上記平行移動部材３６の前面は刃物１１ａの回転面における切削側の接線と一致する位置を占めるように取り付けられる。その取り付けは、前記と同じ止めねじ３９を側板部１５ｂの板面に開けられた長孔３５から挿入し、それと重なる位置に設けられている穴部３６ｂの奥に設けたメネジ部材３８ｂと螺合することによって、位置調節可能に固定される。これら一対の平行移動部材３７、３８の、刃物１１ａの近傍の部分３６ｃ、３７ｃは四分円形に切除され、抵触を防止するとともに、切り粉の排除のための空所を提供する。止めねじ３９にはバネ３９ａを効かせており、これによって平行移動部材の斜面同士を接触させる作用をする。

上記第２補助装置３２は、固定部材４０とともに使用する。固定部材４０は、上記第１補助装置３１を使用するために基盤１２の左右両側辺部に係合させて取り付けた、前記固定部材１５と同様の構成から成る。従って、固定部材４０は、上記基盤１２の盤面に載置する下板部４０ａと、その一側から立ち上がる側板部４０ｂを有する断面形状がほぼＬ字型に形成されており（図１、図２、図５等参照）、基盤１２の一側辺の長さをやや超える寸法を有している。

固定部材４０は、断面形状がほぼＣ字型の係合片４１、４２を両端に有し、一方の係合片４１は基盤１２の側辺に係合可能なＣ字型の断面形状を有し、他方の係合片４２はＣ字型の断面形状を有することに加えて固定手段を有している。図示の固定手段は、ロック部材４２ａを、その先端部が内外方向へ移動するようにＣ字型の断面形状内部に基端部側の支軸４２ｂにて軸支して取り付け、両端部間の外側にはレバー４３をネジ軸周りに回転可能に設け、そのネジ軸４３ａの先端にてロック部材４２ａの中間部を内方へ加圧可能に構成されている（図１、図５参照）。故に、前記と同様に、レバー４３の回転操作で係合片４２及びロック部材４２ａを介して基盤１２の側面を係合片４１とともに緊締し、固定部材４０を基盤１２に固定することができ、かつ、固定位置を任意に決めることができる。

第２の補助装置３２は、固定部材４０に設けた送り方向前後の透孔４４、４４の部分にて取り付ける第２の可動案内部材４５と、同じ透孔４４、４４において取り付ける調節用案内部材４６を左右に二組具備している。第２の可動案内部材４５と調節用案内部材４６とは斜面４５ａ、４６ａにて接触移動可能であり、第２の可動案内部材４５は上記固定部材４０の側板部４０ｂの板面に摺接し、それ自体に開けられた左右方向の長孔４５ｂの範囲で左右方向へ移動可能に設けられている。

調節用案内部材４６は、上記透孔４４と重なる位置に設けたメネジ部４６ｂを有する。よって、止めねじ４７を側板部４０ｂの板面に開けられた透孔４４から挿入し、第２の可動案内部材４５に開けられた長孔４５ｂを通過し、メネジ部４６ｂに螺合することによって位置調節可能に固定される。上記斜面４５ａ、４６ａは前記一対の平行移動部材３７、３８と同様に１０：１の傾斜を有しており、左右方向へ１０ｍｍの移動が前後方向へ１．０ｍｍの移動となるので、左右方向への移動量の十分の一の精度で切削量を調節することができる。この数値設定のために、上記斜面４５ａ、４６ａの一方にスケールを設け、他方にはその目盛りを指し示す指標を設けるものとする。

さらに、固定部材４０には、調節用案内部材４６の微動装置５０が設けられている。上記微動装置５０は、固定部材４０の側板部４０ｂに形成した円弧状のガイド溝４０ｃと、第２の可動案内部材４５に形成した上下方向の直線状ガイド溝４５ｃと、上記円弧の中心点にて固定部材４０に軸支されている微動レバー４８と、上記微動レバー４８の軸芯と操作部との間にて微動レバー４８に取り付けられた係合軸４９とから構成され、係合軸４９それ自体は上記半円弧状のガイド溝４０ｃと直線状ガイド溝４５ｃに係合する。よって、微動レバー４８の回転操作が第２の可動案内部材４５が左右方向への移動に変換され、斜面４５ａ、４６ａによる分力で、さらに移動調節用案内部材の前後方向への移動（微動）に変換される構成である（図６参照）。

このように構成されている本発明の調節装置１０により刃物の突出量を調節するには、まず、電動工具１１の胴部を上下動部材２４に下から挿入して嵌め合わせることによって取り付ける。そのとき、上下動部材２４の胴部の径と上記胴部の径が合わなければ、適合するアダプター２６を用いて密な嵌合が得られるようにし、必要に応じてボルト２４ｃを締め付ける。電動工具１１を上下動部材２４に取り付けた状態では、電動工具１１の荷重により上下動部材２４が下がった位置にあり、係合子２４ｄは円弧型のカム溝２９ａの下方端部にある。そこで、レバー２８を図２において時計回りに回転操作し、係合子２４ｄを上記カム溝２９ａの基盤寄りに移動させ、電動工具１１を上方へ移動させる。それによって、電動工具１１の刃先１１ａを、基盤１２の上面から所望量突出させることができるもので、所望の突出に達したならストッパー２５を操作して固定する（図３参照）。

本発明における切削加工機によれば様々な切削加工が可能であるが、何れにしても刃先１１ａが基盤１２の上面から突出した量だけ、ワーク（被加工物）Ｗを切削することができる（図５、図９参照）。切削加工されるワークＷは、例えば、図５において平行移動部材３８に沿って右から左へ送られ、固定部材１５の側板部１５ｂの前面から平行移動部材３８の前面までの距離と上記側板部１５ｂの前面から固定案内部材３６の前面までの距離の差が前後方向の切削量となる。刃先１１ａの突出量によって、ワークＷの一部だけを切削するか全幅にわたって切削するかを自由に選択することができ、最大の突出量では恰も手押しカンナ（鉋：ジョインター）のように用いて、ワークＷに基準面を形成するようにも加工することができる。なお、本発明における切削加工機は主として木材加工を対象とするものであるが、天然木材以外の材料ないしは合成樹脂材料、軽金属材料等を対象とする材料の加工機にも適用できることは自明である。

本発明に係る電動工具を用いる切削加工機における刃物突出量の調節装置の一例を示す斜視図である。 同上の装置の右側面図である。 同上における固定部材を拡大して示す断面図である。 同じく電動工具取り付けの例を示す正面説明図である。 同上の装置の上面図である。 同上の装置の正面図である。 同上の装置の背面図である。 同じく電動工具取り付け部を拡大して示す下面図である。 同じく本発明におけるカムレバー機構の説明図である。

１０ 切削加工機における刃物突出量の調節装置
１１ 電動工具
１２ 基盤
１３ 作業台
１４ クランプ
１５、４０ 固定部材
１６ 吸引フード
１７ 吸引ダクト
１８、１９ 係合片
２０ レバー
２１ 取り付け部
２２ ガイドレール
２３ アリ足
２４ 上下動部材
２５ ストッパー
２６ アダプター
２７ 支持部材
２８ レバー
２９ カム
３０ 加工用補助装置
３１ 第１補助装置
３２ 第２補助装置
３３ 前方の長孔
３４ 第１可変案内部材
３５ 後方の長孔
３６ 固定案内部材
３７、３８ 平行移動部材
３９、４７ 止めネジ
４１、４２ 係合片
４３ レバー
４４ 透孔
４５ 第２可変案内部材
４６ 調節用案内部材
４８ 微動レバー
４９ 係合軸
５０ 微動装置

Claims (2)

1. 電動工具を基盤に取り付けて所要の作業を行うように構成された切削加工機において、下面が電動工具の取り付け部となり、かつ、上面が切削加工の作業面となる基盤と、上記基盤の下面に設置した取り付け部を介して、上下動可能に設けた上下動部材と、前記上下動部材は、電動工具の円筒状の胴部を嵌合させるために欠円形断面形状を有し、その欠円端部を緊締するためのボルトを有するとともに、サイズの異なる円筒状の胴部と欠円形断面形状との径差を埋めるためにその径差に応じた肉厚のアダプターを併用するようにしたものであって、上記上下動部材に着脱可能に取り付け、その上端に有している刃物を、前記基盤の上面から突出させて切削加工を行う前記の電動工具と、上記取り付け部に回転可能に軸支したレバー及びその回転を上下動部材の上下動に変換するため上下動部材側と係合するカムを備えたカムレバー機構を具備して構成された切削加工機における刃物突出量の調節装置。
2. 電動工具を基盤に取り付けて所要の作業を行うように構成された切削加工機において、下面が電動工具の取り付け部となり、かつ、上面が切削加工の作業面となる基盤と、上記基盤の下面に設置した取り付け部を介して、上下動可能に設けた上下動部材と、上記上下動部材に着脱可能に取り付け、その上端に有している刃物を、前記基盤の上面から突出させて切削加工を行う前記の電動工具と、上記取り付け部に回転可能に軸支したレバー及びその回転を上下動部材の上下動に変換するため上下動部材側と係合するカムを備えたカムレバー機構であって、前記カムレバー機構は、基盤の下部に設置した支持部材と、支持部材に形成されている軸孔に基端部を回転可能に軸支したレバーと、レバーの回転軸と一体に取り付けたカムと、カムの円弧型のカム溝と係合するように上下動部材に設けられた係合子とを有し、かつ、前記レバーが直線状であり、それに対してカム溝は円弧型に形成され、そのカム溝は始点と終点がレバー上にてほぼ重なり、かつ、支点と終点の途中がレバーを押す操作方向に対して凹んだ形態を取るように配置されている切削加工機における刃物突出量の調節装置。

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