JP2005313275A - 固定ナット - Google Patents

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Abstract

【課題】 グラインダのスピンドルに砥石を固定するための固定ナットであって、従来小さな力で緩めることができるようにするための緩め補助機構を備えたものにおいて、各分割ナットについて一つの規制部材でその変位を規制する構成であったため、確実な規制を行うことが困難であった。本発明では、分割ナットの変位を確実に規制できる固定ナットを提供する。
【解決手段】 各分割ナット13について、複数の規制部材14,14によりその放射方向外方への変位を規制する構成とする。
【選択図】 図2

Description

この発明は、例えば手持ち工具としてのグラインダのスピンドルに円板形の研削砥石(回転刃具ともいう)を固定するための固定ナットであって、小さな力で緩めることができるようにするための緩め補助機能を備えた固定ナットに関する。
例えば、上記のグラインダにおいては、モータにより回転するスピンドルに円板形の研削砥石を軸方向移動不能かつ軸回りに回転不能に取り付けるために、スピンドルの先端部に形成した雄ねじ部に固定ナットが締め付けられる。研削砥石は、このスピンドル上においてフランジ部と固定ナットとの間に挟み込まれた状態で軸方向移動不能かつ軸回りに回転不能に固定される。
また、上記のようなグラインダでは、研削加工中において研削砥石に付加される研削抵抗が締まり勝手側に作用するため、研削砥石をスピンドルから取り外す場合に、固定ナットを緩めることが困難になる場合があり、従来よりこの問題に対する対策がなされてきている。
例えば、特許第2801324号公報に開示されている固定ナットは、スピンドルの雄ねじ部に締め込むナット本体と研削砥石との間に、ねじ軸回りに三等分したくさびを嵌め込んだ状態をそれぞれ鋼球により保持してナット本体の雄ねじ部に対する締め付け状態を保持する構成を備えたもので、この固定ナットによれば、各鋼球が嵌り込む凹部を内周面に備えた操作リングを回転操作して各鋼球を凹部内に進入させて径方向外側に変位させ、これにより各くさびをナット本体と研削砥石との間から抜き方向に変位させて、ナット本体の雄ねじ部に対する締め付け状態を小さな操作力で緩めることができるようにしている。
また、実開平4−118972号公報には、スピンドルの雄ねじ部に締め付けるナットをねじ軸回りに三等分した各分割ナットと操作リングとの間にそれぞれ鋼球を介在させ、この鋼球を各分割ナットに設けた凹部内に進入させて各分割ナットを径方向外側(放射方向外側)へ変位させて雄ねじ部に対する締め付け状態を緩める構成とした固定ナットが開示されている。
なお、この明細書において、分割ナットの移動方向について放射方向とは、締め付ける雄ねじ部(雌ねじ部)の軸心を中心とする放射方向(径方向)をいうものとする。従って、放射方向外方とは、雄ねじ部の軸心から遠ざかる方向をいい、放射方向内方とは雄ねじ部の軸心に接近する方向をいう。
特許第2801324号公報 実開平4−118972号公報 特許第2562444号公報
しかしながら、上記従来の固定ナットによれば、前者の分割式くさびのそれぞれについて一つの鋼球を係脱させる構成であり、また後者の分割式ナットのそれぞれについて一つの鋼球を係脱させる構成であったため、特に固定ナット締め付け時におけるくさびの位置保持あるいは分割ナットの位置保持が不安定になりやすい問題があった。
本発明は、この問題に鑑みなされたもので、例えばグラインダにおいて研削砥石を取り外す場合に楽に緩めることができ、また締め付け状態では安定した締め付け力を発揮し得る固定ナットを提供することを目的とする。
このため、本発明は特許請求の範囲の各請求項に記載した構成の固定ナットとした。
請求項1記載の固定ナットによれば、各分割ナットが複数の規制部材によってその放射方向外方への変位が規制されているので、従来一つの規制部材(鋼球)によりその変位を規制する緩め補助機能に比して各分割ナットの雄ねじ部径方向の位置をより安定化することができ、これにより当該固定ナットを雄ねじ部に対して強固かつ安定した状態で締め付けることができる。
請求項2記載の固定ナットによれば、規制部材が逃がし凹部に嵌り込んだ状態と脱した状態を明確に区別することができ、これにより当該緩め補助機能を確実に機能させることができる。
請求項3記載の固定ナットによれば、カバーを固定ナット締め付け方向に回転させる場合(固定ナット締め付け作業)には、当該カバーとベースが一体となって固定ナット締め付け方向に回転する。カバーを固定ナット緩め方向(固定ナット締め付け方向とは反対方向)に回転させる場合(固定ナット緩め作業)には、先ずカバーがベースに対して固定ナット緩め方向に変位し、これにより各分割ナットが放射方向外方へ変位可能となって、以後当該固定ナットを小さな力で雄ねじ部に対して緩めることができる。
請求項4記載の固定ナットによれば、規制部材として球体を用いる構成に比して、分割ナットの放射方向外方への変位をより確実に規制することができる。
請求項5記載の固定ナットによれば、雄ねじ部に対して当該固定ナットの向きを間違えることなく締め付けることができ、これにより緩め補助機能を確実に機能させることができる。
請求項6記載の固定ナットによれば、隣接する二つの分割ナット間の隙間がシール部材によって塞がれるので、各分割ナットとカバーの側壁部との間に異物が進入することが防止され、これにより規制部材のスムーズな移動を確保して当該固定ナットの機能を確実に発揮させることができる。
請求項7記載の固定ナットによれば、分割ナット間のみならず、ベースと分割ナットとの間、およびカバーと分割ナットとの間の防塵を行うことができる。また、両円環部と各縦部が一体に形成されているので、その取り扱いおよび当該固定ナットの組み付けの便宜を図ることができる。
請求項8記載の固定ナットによれば、雌ねじ部の押圧フランジが配置された側の口元から雄ねじ部を進入させる向きで当該固定ナットを雄ねじ部に締め付け、その押圧フランジが被締め付け体に当接した後、さらに操作部材がねじ締め方向に回転した状態では、規制部材が逃がし凹部から離脱して各くさびの放射方向外方への変位が規制されて、押圧フランジがナット本体のフランジ部に対して離間した位置に保持されることにより当該固定ナットの締め付け状態がロックされる。これに対して、操作部材をねじ緩め方向に回転操作すると、規制部材が逃がし凹部に嵌り込んで各くさびの放射方向外方への変位が許容され、これにより押圧フランジがナット本体のフランジ部に対して接近する方向に変位可能となることにより当該固定ナットの締め付け状態が緩められる。
このように構成された固定ナットにおいて、各くさびが複数の規制部材により放射方向外方への変位が規制される構成であるので、一つの規制部材(鋼球)によりその変位を規制する従来構成に比して各くさび放射方向の位置をより安定化することができ、これにより当該固定ナットを雄ねじ部に対して強固かつ安定した状態で締め付けることができる。
請求項9記載の回転工具によれば、回転刃具に対して加工時に付加される回転抵抗が当該固定ナットに対して締まり勝手に作用し、その結果固定ナットが締まり過ぎの状態になっても、当該固定ナットを簡単に緩めることができるので、回転刃具の交換時等における作業性をよくすることができる。
次に、本発明の実施形態を図1〜図21に基づいて説明する。図1は、以下説明する本実施形態の固定ナット10を用いて円板形の研削砥石2を取り付けたグラインダ1の当該研削砥石取り付け部の周辺を示している。グラインダ1は回転工具の一例であり、円板形の研削砥石2は回転刃具の一例である。グラインダ本体については従来と同様で足り、本実施形態において特に変更を要しないので図示およびその説明を省略するが、このグラインダ本体には電動モータが内蔵されており、この電動モータを駆動源としてスピンドル3が回転する。図1ではこのスピンドル3のみが示されている。
このスピンドル3の先端部にはフランジ部3aと雄ねじ部3bが設けられている。本実施形態では雄ねじ部3bは右ねじで形成されている。従って、この雄ねじ部3bに対して固定ナット10を右回りに回転操作すれば固定ナット10は雄ねじ部3bに締め付けられ、逆に左回りに回転操作すれば固定ナット10は雄ねじ部3bに対して緩められる。
研削砥石2は、その中心に設けた取り付け孔2a内にこの雄ねじ部3bを挿通させてその片面側をフランジ部3aに当接させ、この状態で雄ねじ部3bに固定ナット10を締め込むことによりスピンドル3の先端に軸方向移動不能かつ軸回りに回転不能に取り付けられている。従って、固定ナット10を雄ねじ部3bに対して緩めれば、研削砥石2をスピンドル3から取り外すことができる。本実施形態の固定ナット10は、研削加工中において研削砥石2に付加される研削抵抗がこの固定ナット10に対して締まり方向の外力として作用する結果、当該固定ナット10の雄ねじ部3bに対する締め付け力が過大に強くなってしまった場合であっても、使用者がこれを緩める場合には小さな力で簡単に緩めることができる機能(緩め補助機能)を備えている。
この固定ナット10の詳細が図2〜5に示されている。この固定ナット10は、円板形状のベース11と椀形のカバー12との間に、三つの分割ナット13〜13と、各分割ナット13について二つの規制ローラ14,14と一つの補助ローラ15を組み込んだ構成を備えている。本実施形態における規制ローラ14,14が特許請求の範囲に記載した規制部材の一実施形態に相当し、補助ローラ15が補助部材の一実施形態に相当する。
図7および図8にはベース11が単独で示されている。このベース11の中心には、スピンドル3の雄ねじ部3bを挿通するための挿通孔11aが形成されている。当該固定ナット10は、このベース11側の挿通孔11aから雄ねじ部3bを挿入する向きで当該雄ねじ部3bに締め付けられる。
このベース11の内面側(図7において見えている側、図8において上面側)であって挿通孔11aの周囲には、僅かな深さで係合凹部11bが形成されている。この係合凹部11bには、周方向三等分位置から径方向外方(放射方向外側)へ突き出す状態で保持凹部11c〜11cが係合凹部11bと同じ深さで連続して形成されている。また、このベース11の内面であって周方向三等分位置には、長溝形状のガイド溝11dが当該ベース11の中心を中心とする円弧に沿って一定の範囲で形成されている。この各ガイド溝11dも上記係合凹部11bおよび保持凹部11cと同じく僅かな深さで形成されている。
次に、図9および図10には、カバー12が単独で示されている。このカバー12は上記したベース11とほぼ同じ直径の椀形状を有しており、その中心にはベース11の挿通孔11aとほぼ同径の挿通孔12aが形成されている。このカバー12の側壁部12bの内周面には、三つの係合凸部12c〜12cが中心に向かって張り出すように形成されている。各係合凸部12c〜12cは、周方向三等分位置に配置されている。また、挿通孔12aの周囲には、上記ベース11の係合凹部11bに対応して係合凹部12dが僅かな深さで形成されている。
カバー12の内部には、三つの分割ナット13〜13が組み込まれている。図11にはこの三つの分割ナット13〜13だけを取り出した状態が示されている。この分割ナット13〜13は、一つのナットを周方向三等分位置で分割したもので、相互に同じ形状を備えている。この三つの分割ナット13〜13が周方向三等分位置に配置されることにより雄ねじ部3bを締め込み可能な一つの雌ねじ部Sが形成される。この三つの分割ナット13〜13は、ベース11の係合凹部11bとカバー12の係合凹部12dとの間に配置されている。分割ナット13〜13は、係合凹部11b,12d間において径方向(雌ねじ部Sの中心に対して放射方向)に僅かな距離だけ変位可能に配置されている。
各分割ナット13は、内周側に相当する部位にねじ孔部13aを備え、外周側に相当する部位に二つの逃がし凹部13b,13bを備えている。各逃がし凹部13bは、規制ローラ14の一部を嵌め込み可能な深さ約1.0mmの断面円弧形状に形成されている。また、各分割ナット13の外周側面の一方の端部には係合凸部13cが放射方向外方に突き出す状態で設けられている。この係合凸部13cは、係合凹部11b,12dから放射方向外方へ突き出されている。三つの分割ナット13〜13の三つのねじ孔部13a〜13aによって一つの雌ねじ部Sが形成される。各ねじ孔部13aは、当該分割ナット13〜13の放射方向への全移動範囲において常時ベース11およびカバー12の挿通孔11a,12aの内周側に位置するよう各部の寸法が設定されている。
図2に示すようにカバー12の側壁部12bと、各分割ナット13の外周側面との間には、それぞれ二つの規制ローラ14,14と一つの補助ローラ15が配置されている。しかも、この二つの規制ローラ14,14と一つの補助ローラ15は、カバー12の係合凸部12cと各分割ナット13の係合凸部13cとの間に配置されている。各補助ローラ15は、二つの規制ローラ14,14間に配置されている。本実施形態では、規制ローラ14には直径5mmの円柱体を有するものが用いられ、補助ローラ15には直径4.5mmの円柱体を有するものが用いられている。なお、この補助ローラ15の直径は、4.5mmに限らず、例えば4.0mmであってもよい。
各補助ローラ15の一端側は、ベース11のガイド溝11dに嵌り込んでいる。このため各補助ローラ15は、ガイド溝11d内において移動可能な範囲で、各分割ナット13の外周側に沿って移動可能に保持されている。
カバー12の係合凸部12cと分割ナット13の係合凸部13cとの間であって、規制ローラ14および補助ローラ15が配置されていない周方向3箇所には、圧縮ばね16が介装されている。このため、カバー12は図2において時計回り方向(ナット締め込み方向)に付勢されており、その結果二つの規制ローラ14,14と一つの補助ローラ15は、それぞれカバー12の係合凸部12cと分割ナット13の係合凸部13cとの間に挟み込まれる方向に付勢されている。以下、係合凸部12cと係合凸部13cとの間であって、二つの規制ローラ14,14と一つの補助ローラ15が配置された円周方向の空間部をローラ収容部Rといい、同じく係合凸部12cと係合凸部13cとの間であって圧縮ばね16が介装された円周方向の空間部をばね収容部Bという。
図2に示すように圧縮ばね16〜16によって、カバー12がベース11に対して最も右回り位置に位置して、ローラ収容部Rが円周方向に最も狭くなり、ばね収容部Bが円周方向に最も広くなった状態であり、このため、係合凸部12c,13c間に二つの規制ローラ14,14と一つの補助ローラ15が移動不能に挟み込まれた状態となっている。この状態では、各規制ローラ14が分割ナット13の逃がし凹部13bから外れた状態となるため、各規制ローラ14がカバー12の側壁部12bと分割ナット13の外周側(逃がし凹部以外の側面)に挟み込まれて、各分割ナット13が雌ねじ部Sを小さくする方向に押され、この位置で放射方向外方への変位が規制された状態となる。以下、この状態を当該固定ナット10の締め付けロック状態という。
また、固定ナット10はこの締め付けロック状態で雄ねじ部3bに対して締め付けられる。すなわち、係合凸部12cと係合凸部13cとの間に二つの規制ローラ14,14と一つの補助ローラ15を挟み込んでねじ締め方向についてカバー12と各分割ナット13が一体化された状態で使用者は当該固定ナット10をねじ締め方向に回転させることができる。
これに対して、図6中矢印で示すようにカバー12を圧縮ばね16〜16に抗して反時計回り方向(ナット緩め方向)に回転操作すると、ローラ収容部Rが円周方向に最も広くなる一方、ばね収容部Bが円周方向に最も狭くなる方向に各係合凸部12cが係合凸部13cに対して変位する。この状態ではローラ収容部Rが円周方向に最も広くなるため、各ローラ収容部Rにおいて二つの規制ローラ14,14および一つの補助ローラ15が円周方向に移動可能となる。このため、各ローラ収容部Rにおいて二つの規制ローラ14,14がそれぞれ分割ナット13の逃がし凹部13bに嵌り込んだ状態となり、その結果、各分割ナット13が放射方向外方へ約1.0mm程度変位可能な状態となる。各分割ナット13がそれぞれ放射方向外方へ変位可能となることにより、当該各分割ナット13の雄ねじ部3bに対する締め付け状態が緩められる。以下、この状態を締め付けアンロック状態という。
このように、図2に示す締め付けロック状態では、圧縮ばね16によりカバー12がベース11に対して最も右回り位置に位置する結果、ローラ収容部R〜Rが円周方向に最も狭い状態となって各分割ナット13の放射方向外方への変位が規制されることによりスピンドル3の雄ねじ部3bに対する当該固定ナット10の強固な締め付け状態がロックされる一方、カバー12を圧縮ばね16〜16に抗して左回りに回転操作して図6に示す締め付けアンロック状態とすると、各ローラ収容部Rが円周方向に最も広い状態となって各分割ナット13の放射方向外方への変位が許容される状態となり、その結果スピンドル3の雄ねじ部3bに対する当該固定ナット10の締め付け状態が緩められることにより、固定ナット10を雄ねじ部3bに対して小さな力で緩め方向に回転させることができる。
隣接する二つの分割ナット13,13間のすき間には、ゴム製のシール部材17が介装されている。このシール部材17は、各分割ナット13の放射方向への変位を阻害しない状態で介装されている。この三つのシール部材17〜17によって各分割ナット13,13間のすき間が塞がれて雌ねじ部Sからばね収容部Bおよびローラ収容部A内への異物の侵入が防止され、ひいては当該固定ナット10の作動不良が未然に防止されるようになっている。
この三つのシール部材17〜17の上部および下部はそれぞれ円環形状のシールリング18を介して一体に繋がっている。一方のシールリング18は、各分割ナット13〜13とベース11との間に挟み込まれ、他方のシールリング18は、各分割ナット13〜13とカバー12との間に挟み込まれている。両シールリング18,18によって、分割ナット13〜13とベース11およびカバー12間のシールがなされる。
このことから、上記シール部材17〜17が、特許請求の範囲の請求項7に記載した縦部に相当し、上記シールリング18,18がそれぞれ請求項7に記載した円環部に相当する。
次に、三つの分割ナット13〜13のうち二つの分割ナット13,13間のすき間には、当該固定ナット10に対する雄ねじ部3bの逆差し操作を防止するためのストッパ部材20が介装されている。ここで、上記説明した緩め補助機能を備えた固定ナット10をベース11側の挿通孔11aではなく、カバー12側の挿通孔12aから雄ねじ部3bを進入させて締め付けると、ベース11に対してカバー12を、締め付け時にはローラ収容部Rが大きくなる方向に回転させることとなり、緩め時にはローラ収容部Rが小さくなる方向に回転させることとなり、前記正しい向きでの締め付け時とは全く逆の動作となり、その結果緩め補助機構が全く機能しなくなってしまう。以下説明するストッパ部材20は、固定ナット10の正しい向きとは反対向きでの締め付けを防止する機能を備えている。
このストッパ部材20が図12に単独で示されている。このストッパ部材20は、鋼線を折り曲げて弾性力を持たせたもので、分割ナット13の内周側(雌ねじ部S内)に張り出す係合部20bと、この係合部20bの下部から左右に突き出す脚部20a,20aを備えている。図2〜図5に示すようにこのストッパ部材20は、その両脚部20a,20aをそれぞれ分割ナット13,13とベース11との間に挟み込み、係合部20bの先端側を雌ねじ部S内に突き出した状態に取り付けられている。
また、図13に示すように両脚部20a,20aは、平面的に見ると僅かに円弧形状に湾曲している。この両脚部20a,20aがそれぞれ分割ナット13とベース11との間に挟み込まれることにより、当該ストッパ部材20の脚部20a回りの回り止めがなされているとともに、当該ストッパ部材20の係合部20bが雌ねじ部S内においてベース11の挿通孔11a側からカバー12の挿通孔12a側に向けて雌ねじ部S内への突き出し寸法が徐々に大きくなる方向に傾斜した状態(図15において斜め上方に向けて傾斜した状態)に保持されている。また、円弧形状に湾曲した両脚部20a,20aがそれぞれ分割ナット13とベース11との間に挟み込まれることにより、係合部20bには弾性力が付与され、この弾性力によって当該係合部20bが規制位置に保持される。
ストッパ部材20の係合部20bは、雌ねじ部Sに進入した雄ねじ部3bに押されて、雌ねじ部S内に突き出した規制位置(図15において実線で示す位置)からその弾性力に抗して起立方向に傾動する。この係合部20bは、その弾性力に抗して起立方向に傾動して、図15中二点鎖線で示すように雌ねじ部S内に突き出さない退避位置(当該係合部20bの全体が分割ナット13,13間のすき間に退避した状態)まで移動する。
すなわち、ベース11の挿通孔11a側(図15において下側)からスピンドル3の雄ねじ部3bを挿入して当該固定ナット10をねじ締め方向に回転操作することにより、雄ねじ部3bが雌ねじ部Sに締め込まれていく。雄ねじ部3bが挿通孔11a側からねじ込まれていく過程では、ストッパ20の係合部20bが雄ねじ部3bの先端部で押されるため、当該係合部20bがその弾性力に抗して徐々に図15中実線で示す規制位置から図中二点鎖線で示す退避位置まで傾動される。従って、この場合ストッパ部材20は、雄ねじ部3bの雌ねじ部S内への進入を阻止するストッパとしては機能しない。
これに対して、図15中白抜きの矢印で示すように雄ねじ部3bをカバー12側の挿通孔12aから挿入しようとしても、ストッパ部材20の係合部20bの先端部が当該雄ねじ部3bの先端面に突き当てられるためこれが禁止される。すなわち、この場合は、ストッパ部材20が雌ねじ部Sに対する雄ねじ部3bの逆差し操作を阻止するためのストッパとして機能する。
このように、ベース11側の挿入孔11aから雄ねじ部3bを進入させる向きで当該固定ナット10をスピンドル3の雄ねじ部3bに締め込む場合にはストッパ部材20の係合部20bは雄ねじ部3bに押されて雌ねじ部S内から退避し、これにより雄ねじ部3bの雌ねじ部S内への進入(締め付け)が何ら阻害されることなくなされる。これに対して、雄ねじ部3bを固定ナット10に対して逆差し操作(カバー12側の挿通孔12aから進入させる操作)した場合には、ストッパ部材20の係合部20bが雌ねじ部Sへ一層張り出す方向に押されるため、雄ねじ部3bの雌ねじ部S内へのそれ以上の進入が規制され、従って当該固定ナット10を雄ねじ部3bに完全に締め付けることができない。
このことから、固定ナット10は、スピンドル3の雄ねじ部3bに締め付けるにあたって、ベース11側の挿通孔11aから雄ねじ部3bを進入させる向きでのみ締め付けることができ、その反対向きでの締め付け操作(逆差し操作)は確実に防止される。これによれば、前記したようにカバー12をベース11に対して締め付けアンロック方向に回転操作して分割ナット13〜13を放射方向外方へ変位可能な状態とすることにより、雄ねじ部3bに対する各分割ナット13の放射方向中心側への押し付け状態を緩める機構(緩め補助機能)を確実に機能させることができる。
以上のように構成した本実施形態の固定ナット10によれば、図1に示すように研削砥石2の取り付け孔2a内にスピンドル3の雄ねじ部3bを挿入して当該研削砥石2をスピンドル3のフランジ部3aに当接させ、この状態で固定ナット10を雄ねじ部3bに締め付けることにより、研削砥石2をスピンドル3に取り付けることができる。
固定ナット10の締め付け状態では、図2に示すように各分割ナット13がそれぞれ二つの規制ローラ14,14によってその放射方向外方への変位を規制された状態となっているので、従来一つの球体(若しくはローラ)によって規制する構成に比してより強固かつ安定して分割ナット13の変位を規制することができるとともに、ねじ締めおよびねじ緩め時の各分割ナット13の径方向のガタツキをなくすことができるのでねじ締め方向(右回り方向)およびねじ緩め方向(左回り方向)の回転がスムーズになされる。
また、本実施形態の固定ナット10はストッパ部材20を備えている。このストッパ部材20によれば、雄ねじ部3bに対する固定ナット10の向きを間違えることなく締め付けることができる。すなわち、スピンドル3の雄ねじ部3bに固定ナット10を締め込むにあたっては、固定ナット10のベース11側の挿通孔11aから雄ねじ部3bを進入させ、そのまま固定ナット10を右回り方向に回転操作することにより当該固定ナット10を雄ねじ部3bに締め込むことができる。この場合、雄ねじ部3bを挿通孔11a側から挿入するため、ストッパ部材20は雄ねじ部3bに押されて雌ねじ部S内から退出し、従って雄ねじ部3bの雌ねじ部Sへの締め込みがスムーズになされる。逆に、雄ねじ部3bをカバー12側の挿通孔12aから挿入した場合には、ストッパ部材20が雄ねじ部3bに押されて雌ねじ部S内に一層張り出す方向に倒されるため、雄ねじ部3bの雌ねじ部S内へのそれ以上の進入が阻止され、従って当該固定ナット10を雄ねじ部3bに完全に締め込むことができなくなる。このため、固定ナット10を雄ねじ部3bに対して常時正しい向きで締め込むことができるので、当該固定ナット10を雄ねじ部3bに対して緩める際に、当該固定ナット10を確実に締め付けアンロック状態にすることができ、ひいては固定ナット10の緩め補助機能を確実に発揮させることができる。
以上説明した実施形態には種々変更を加えることができる。例えば、各分割ナット13についてそれぞれ二つの規制ローラ14,14によってその放射方向外方への変位を規制する構成を例示したが、三つ以上の規制ローラによって各分割ナットの変位を規制する構成としてもよい。
また、規制部材としての規制ローラ14、補助部材としての補助ローラ15として円柱体形状のローラを用いる構成を例示したが、これらに球体を用いることもできる。
また、各分割ナット13に逃がし凹部13bを設ける構成を例示したが、カバー12の側壁部12bに逃がし凹部を設ける構成としてもよい。
さらに、ストッパ部材20は省略してもよい。
また、グラインダ1のスピンドル3に研削砥石2を固定するための固定ナット10(特許請求の範囲の請求項9に記載した発明の実施形態)を例示したが、本発明に係る固定ナットは、これに限らず、通常の締結ボルト(雄ねじ)と組み合わせた締結具、あるいは種々機械設備の設置の際においてアンカーボルトと組み合わせて用いる固定ナットとして広く用いることができる。
次に、請求項8に記載した発明の実施形態(第2実施形態)を説明する。前記例示した実施形態は、雄ねじ部3bに締め付けられるナット本体を三つの分割ナット13〜13に分割して、これを放射方向に変位させることにより締め付け状態のロックし、または緩める構成(第1実施形態)を例示したが、以下説明する第2実施形態では、くさびを利用して押圧フランジを固定物(回転刃具2)に対してねじ軸方向に押し付けることによりナット本体の締め付け状態をロックする構成とした形態(くさびタイプ)において、このくさびをねじ軸回りに分割した構成となっている。
第2実施形態の固定ナット30の詳細が図16〜図21に示されている。この固定ナット30は、雄ねじ部3b(ねじ軸)がねじ込まれる雌ねじ部31aと、この雌ねじ部31aの一方の口元側からねじ軸回りに張り出すフランジ部31bを有するナット本体31を備えている。このナット本体31の外周側には、押圧フランジ32と複数のくさび33〜33が組み付けられている。本実施形態では、雄ねじ部3bおよび雌ねじ部31aが右ねじである場合について説明する。
押圧フランジ32は、雌ねじ部31aの他方の口元側において上記フランジ部31bに対向して配置されている。この押圧フランジ32の内面側(図18〜21において上面側)には、三つの規制部32a〜32aがそれぞれ上記フランジ部31bに向けて突き出すように設けられている。この三つの規制部32a〜32aは周方向三等分位置に配置されている。各規制部32aの内周側の一部は、ナット本体31の外周面に形成した案内凹部31dにねじ軸方向移動可能に挿入されている。このため、押圧フランジ32は、ナット本体31に対してねじ軸方向に平行移動可能であるとともに回転については一体化されている。従って、押圧フランジ32とナット本体31は常に一体で回転する。
また、図18〜図21に示すように押圧フランジ32の内周面とナット本体31の外周面との間にはシールリング38が介装されている。このシールリング38によって、ナット本体31のフランジ部31bと押圧フランジ32との間への異物の侵入が防止される。なお、押圧フランジ32は、図示省略した止め輪によりナット本体31から脱落しないようになっている。
上記ナット本体31のフランジ部31bと押圧フランジ32と間に、三つのくさび33〜33が放射方向へ変位可能な状態で挟み込まれている。この三つのくさび33〜33は、雌ねじ部31aのねじ軸回りの三等分位置に配置されている。各くさび33の板厚方向一方の傾斜面33aは、ナット本体31のフランジ部31bの内面側に全周にわたって形成した傾斜面31cに摺接されており、板厚方向他方の傾斜面33bは、押圧フランジ32の内面に形成した傾斜面32cに摺接されている。このため、各くさび33が放射方向内方へ移動すると、傾斜面33aと傾斜面31cおよび傾斜面33bと傾斜面32cと摺接作用により、押圧フランジ32がフランジ部31bから離間する方向に変位して、回転刃具2(被締め付け体)に押圧され、その結果、雌ねじ部31aの各ねじ山が雄ねじ部3bの各ねじ山に押圧されて当該固定ナット30の雄ねじ部3bに対する締め付け状態がロックされる。
隣接する二つのくさび33,33間には、上記した押圧フランジ32の規制部32aがそれぞれ配置されている。この規制部32a〜32aによって各くさび33〜33のねじ軸回りの位置ずれが規制されている。
各くさび33の外周面には、前記第1実施形態の分割ナット13と同様に、二つの逃がし凹部33a,33aが形成されている。各逃がし凹部33aは、断面円弧形状の溝部であり、その深さは約1mm程度に設定されている。図17に示すように各逃がし凹部33aには、以下説明する規制ローラ35の一部が嵌め込まれる。
くさび33〜33の外周側には、円環形状の操作部材34が組み付けられている。図18〜図21に示すようにこの操作部材34の内周側に、ナット本体31のフランジ部31aと押圧フランジ32が位置している。
この操作部材34と各くさび33との間には、それぞれ二つの規制ローラ35,35と一つの補助ローラ36が配置されている。一つの補助ローラ36は二つの規制ローラ35,35間に位置している。この補助ローラ36によって二つの規制ローラ35,35の間隔が一定値以上に規制されている。この二つの規制ローラ35,35の間隔(中心間距離)は、各くさび33の二つの逃がし凹部33a,33aの間隔に一致している。このため、二つの規制ローラ35,35は同時に逃がし凹部33a,33aに嵌り込み、逆に同時に離脱する。
また、操作部材34の内周面には、三つの係合凸部34a〜34aが内周側へ張り出すように設けられている。この三つの係合凸部34a〜34aは、ねじ軸回りに三等分位置に設けられている。この各係合凸部34aに対向して、前記押圧フランジ32には三つの係合部32b〜32bが設けられている。操作部材34の係合部34aと押圧フランジ32の係合部32bとの間には、圧縮ばね37が介装されている。このため、操作部材34は、ナット本体31および押圧フランジ32に対して図16において右回り方向(当該固定ナット30の締め付け方向)に付勢されている。従って、当該固定ナット30を雄ねじ部3bに締め付けるために、操作部材34を図16中右回り方向に回転操作すると、それぞれ二つの規制ローラ35,35と一つの補助ローラ36からなる3組のローラ群が係合凸部34aと係合凸部32b間に挟み込まれ、これにより操作部材34の回転が押圧フランジ32に伝達される。前記したように押圧フランジ32は、その規制部32a〜32aがそれぞれナット本体31の案内凹部31dに挿入されていることによりナット本体31に回転について一体化されているので、操作部材34と押圧プレート32とナット本体31が一体で締め込み方向に回転する。
逆に、操作部材34を図17に示すように左回りに回転操作することにより、当該固定ナット30を雄ねじ部3bに対して緩めることができる。
以上のように構成した第2実施形態の固定ナット30によれば、図18に示すように押圧フランジ32側の口元から雄ねじ部3bを進入させる向きで当該固定ナット30を雄ねじ部3bに締め付けていく。この締め付け段階では、操作部材34の係合凸部34aと押圧フランジ32の係合凸部32bとの間に二つの規制ローラ35,35と一つの補助ローラ36が挟み込まれることにより押圧フランジ32が一体で回転し、従ってナット本体31が締め付け方向に一体で回転する。また、図16に示すようにこの締め付け段階では、各規制ローラ35〜35は、それぞれ逃がし凹部33a内から外れた状態となる。このため、各くさび33が放射方向中心側に押圧されて押圧フランジ32はナット本体31のフランジ部31aから離れる方向に変位した状態となる。
当該固定ナット30の締め付け最終段階になると、雄ねじ部3bに対する締め込み力およびくさび33〜33のくさび作用により押圧フランジ32が回転刃具2に押圧され、これにより当該固定ナット30が雄ねじ部3bに強固に締め付けられる。
こうして締め付けられた固定ナット30を緩めるために、操作部材34を図17に示すように左回りに回転操作(この回転操作は圧縮ばね37〜37に抗してなされる)すると、当該操作部材34が押圧フランジ32に対して相対回転することにより係合凸部34aによる二つの規制ローラ35,35の挟み込み状態が解除され、これにより各規制ローラ35が逃がし凹部33aに嵌り込んで各くさび33が放射方向外方へ変位可能な状態となる。くさび33〜33が放射方向外方へ変位可能な状態となることにより、押圧フランジ32の回転刃具2に対する押圧が弱められ、従って当該固定ナット30の雄ねじ部3bに対する締め付けが弱められる。このため、圧縮ばね37〜37に抗して操作部材34を緩め方向に一定角度回転して、各規制ローラ35が逃がし凹部33aに嵌り込んだ状態とすることにより、以後操作部材34と押圧フランジ32およびナット本体31を一体で楽に緩め方向に回転させることができる。
このように、第2実施形態の固定ナット30によっても、回転刃具2に付加される回転抵抗(研削抵抗)により当該固定ナット30が雄ねじ部3bに対して締まり過ぎの状態になってしまった場合であっても、操作部材34を圧縮ばね37〜37に抗して緩め方向に一定角度回転操作すると、くさび33〜33が外れて押圧フランジ32の回転刃具2に対する押圧が解除され、これにより当該固定ナット30を小さな力で簡単に緩めることができる。
また、この第2実施形態の固定ナット30によっても、ねじ軸回りに分割したくさび33〜33がそれぞれ二つの規制ローラ35,35によって放射方向の変位を規制される構成であるので、従来のように一つの球体(若しくはローラ)によって規制する構成に比してより強固かつ安定して各くさび33の放射方向の変位を規制することができるとともに、ねじ締めおよびねじ緩め時の各くさび33の放射方向のガタツキを従来よりも小さくすることができるのでねじ締め方向(右回り方向)およびねじ緩め方向(左回り方向)の回転がスムーズになされる。
以上説明した第2実施形態にも種々変更を加えることができる。例えば、規制ローラ35は各くさび33について二つとする構成を例示したが、各くさび33について三つ以上の規制部材を配置する構成としてもよい。
また、規制部材として円柱体形状をなす規制ローラ35および補助ローラ36を例示したが球体の規制部材および規制部材の間隔を一定以上に保持するための補助部材として球体を用いることができる。
さらに、各くさび33に逃がし凹部33aを設ける構成を例示下が、操作部材34の内周面に設ける構成としてもよい。
また、この第2実施形態の固定ナット30を、例示したグラインダ1に限らず、通常の締結ボルト(雄ねじ)と組み合わせて用いる固定ナットとして広く適用できることは言うまでもない。
本発明の第1実施形態に係る固定ナットを用いて研削砥石を取り付けたグラインダの当該固定ナット周辺の縦断面図である。 図1の(2)-(2)線断面矢視図であって、第1実施形態の固定ナットの内部構造を示す平面図である。 図2の(3)-(3)線断面矢視図であって、第1実施形態の固定ナットの縦断面図である。本図は、締め付けロック状態を示している。 図2の(4)-(4)線断面矢視図であって、第1実施形態の固定ナットの縦断面図である。 図2の(5)-(5)線断面矢視図であって、第1実施形態の固定ナットの縦断面図である。 第1実施形態の固定ナットの内部構造を示す平面図である。本図は、締め付けアンロック状態を示している。 ベースの平面図である。 図7の(8)-(8)線断面矢視図であって、ベースの縦断面図である。 カバーの内面側を平面的に示した図である。 図9の(10)-(10)線断面矢視図であって、カバーの縦断面図である。 分割ナット相互の配置状態を示す平面図である。本図では、三つの分割ナットのうち、一つが実線で示され、残りの二つは二点鎖線で示されている。 ストッパ部材単独の正面図である。 ストッパ部材を図12中矢印(13)方向から見た図であって、ストッパ部材の平面図である。 ストッパ部材を図12中矢印(14)方向から見た図であって、ストッパ部材の側面図である。 第1実施形態に係る固定ナットの雌ねじ部に雄ねじ部を逆差し操作する様子を示す図であって、固定ナットの縦断面図である。 本発明の第2実施形態に係る固定ナットの内部構造を示す平面図である。本図は、操作部材が締まり側に戻された状態を示している。 本発明の第2実施形態に係る固定ナットの内部構造を示す平面図である。本図は、操作部材が圧縮ばねに抗して緩み側に回転操作された状態を示している。 第2実施形態の固定ナットの縦断面図であって、図16の(18)-(18)線断面矢視図である。なお、図中白抜きの矢印は、雄ねじ部の進入方向を示している。 第2実施形態の固定ナットの縦断面図であって、図16の(19)-(19)線断面矢視図である。なお、図中白抜きの矢印は、雄ねじ部の進入方向を示している。 第2実施形態の固定ナットの縦断面図であって、図16の(20)-(20)線断面矢視図である。なお、図中白抜きの矢印は、雄ねじ部の進入方向を示している。 第2実施形態の固定ナットの縦断面図であって、図17の(21)-(21)線断面矢視図である。なお、図中白抜きの矢印は、雄ねじ部の進入方向を示している。
符号の説明
1…グラインダ
2…研削砥石(回転刃具)、2a…取り付け孔
3…スピンドル、3a…フランジ部、3b…雄ねじ部
10…固定ナット(第1実施形態)
11…ベース
11a…挿通孔、11b…係合凹部、11c…保持凹部、11d…ガイド溝
12…カバー
12a…挿通孔
12b…側壁部、12c…係合凸部、12d…係合凹部
13…分割ナット
13a…ねじ孔部、13b…逃がし凹部、13c…係合凸部
14…規制ローラ
15…補助ローラ
16…圧縮ばね
17…シール部材
18…シールリング
20…ストッパ部材、20a…脚部、20b…係合部
S…雌ねじ部
R…ローラ収容部
B…ばね収容部
30…固定ナット(第2実施形態)
31…ナット本体、31a…雌ねじ部、31b…フランジ部
32…押圧フランジ
33…くさび、33a…逃がし凹部
34…操作部材
35…規制ローラ
36…補助ローラ
37…圧縮ばね

Claims (9)

  1. それぞれ雄ねじ部を挿通するための挿通孔を有するベースとカバーとの間に、前記雄ねじ部のねじ軸回りに等分された複数の分割ナットを放射方向に変位可能に介装し、該各分割ナットと前記カバーの側壁部との間に、該各分割ナットの放射方向外方への変位を規制するための規制部材を介装し、前記カバーを前記ベースに対してねじ緩め方向に回転させると、前記規制部材が前記カバーの側壁部若しくは前記分割ナットに設けた逃がし凹部に嵌り込んで、前記分割ナットの放射方向外方への変位が許容されて該分割ナットの前記雄ねじ部に対する締め付け力を低下させる緩め補助機能を備えた固定ナットであって、
    前記各分割ナットについて規制部材を複数配置して、該各分割ナットの放射方向外方への変位をそれぞれ少なくとも2箇所で規制する構成とした固定ナット。
  2. 請求項1記載の固定ナットであって、各分割ナットについての複数の規制部材間に、該規制部材間相互の間隔を保持するための補助部材を配置した固定ナット。
  3. 請求項1記載の固定ナットであって、ベースに対してカバーをねじ締め方向にばね付勢した固定ナット。
  4. 請求項1記載の固定ナットであって、規制部材として円柱体形状のローラを用いて、前記雌ねじ部の軸線方向に沿って配置した固定ナット。
  5. 請求項1記載の固定ナットであって、分割ナットにより形成される雌ねじ部に、雄ねじ部の前記ベース側からの進入を許容し、前記カバー側からの逆差しを規制するためのストッパ部材を配置した固定ナット。
  6. 請求項1記載の固定ナットであって、ねじ軸回りに隣接する二つの分割ナット間にシール部材を介装した固定ナット。
  7. 請求項6記載の固定ナットであって、相互に対向する二つの円環部を複数の縦部を掛け渡して一体に結合したシール部材を備え、該シール部材の前記一方の円環部をベースと各分割ナットとの間に挟み込み、他方の円環部をカバーと各分割ナットとの間に挟み込み、前記各縦部を隣接する二つの分割ナット間に挟み込んだ固定ナット。
  8. ねじ軸がねじ込まれる雌ねじ部と該雌ねじ部の一方の口元側からねじ軸回りに張り出すフランジ部を有するナット本体と、前記フランジ部に対向して設けられ、該ナット本体に対してねじ軸方向に変位可能に設けられた押圧フランジと、ねじ軸回りの等分位置に配置されて、それぞれ前記押圧フランジと前記フランジ部の間に挟み込まれてくさび作用をなす複数のくさびと、該くさびの外周側に配置されて前記ナット本体のフランジ部と前記押圧フランジをそれぞれ内周側に収容する操作部材と、該操作部材と前記各くさびとの間に介装されて、該各くさびの放射方向外方への変位を規制する規制部材を備え、
    前記操作部材がねじ締め方向に回転した状態では、前記各規制部材が前記操作部材の内周面若しくは各規制部材の外周面に設けた逃がし凹部から離脱して前記各くさびが径方向内方へ変位した位置に規制される一方、前記操作部材をねじ緩め方向に回転させると、前記各規制部材が前記逃がし凹部内に嵌り込んで前記各くさびの径方向外方への変位が許容されてそのくさび作用が解除される固定ナットであって、
    前記規制部材は、前記各くさびについて複数配置して、該各くさびの放射方向外方への変位をそれぞれ少なくとも2箇所で規制する構成とした固定ナット。
  9. 請求項1または請求項8記載の固定ナットを用いて、モータにより回転するスピンドルに回転刃具を固定する構成とした回転工具。
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