JP3333627B2 - 回転研削工具のツール固止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ディスクグラインダ
ー、ディスクサンダーあるいはポリッシャといった回転
研削工具（以下、単に「工具」という）に、円盤状の研
削砥石、切断砥石あるいはワイヤブラシといったツール
を取り付けるためのツール固止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、この種の固止装置は、工具本
体のスピンドルの先端に装設されたインナフランジにツ
ールをあてがってロックナットを締込むことにより、こ
のツールをインナフランジとロックナットとの間に挟み
込んでスピンドルの先端に直交状に固定するよう構成さ
れている。

【０００３】ところが、このような構成の固止装置にあ
っては、通常インナフランジおよびロックナットがほぼ
剛体で製作されていたため、使用中におけるツールの振
動がそのまま作業者の手に伝わりあるいは騒音が増幅さ
れる等して工具の使用感を損なうという問題があり、こ
の問題を解決した技術として例えば実公昭３９−３１６
３８号公報に開示された「騒音防止装置」があった。こ
れによれば、ツールは弾性体を介してインナフランジと
ロックナットとの間に固定されるため、ツールの振動は
弾性体で吸収されて低減され、従って作業者の手に伝わ
る振動は低減され、またこれに伴う騒音の発生は抑制さ
れて工具の使用感は改善された。

【０００４】また、ツールがスピンドルに対して心ズレ
した状態のまま剛体たるインナフランジとロックナット
との間に固定された場合にツールはそのまま回転される
ので、研削作業を行うべくツールを被研削材に押し当て
るとツールがいわゆるバウンドしてこれが作業者の手に
伝わるという問題があったのであるが、上記従来の騒音
防止装置によればツールはスピンドルに直交する方向に
ある程度移動し得るので当該ツールの心ズレは自動的に
吸収され、従って上記バウンドの発生が抑制されてこの
点でも工具の使用感を改善できた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の騒音防止装置にあっては、ツールが弾性体に直接押
し当てられる構成であったため特にツールの取付け・取
り外し時に擦り合わせられて摩耗しやすく、従ってその
耐久性が低いという問題があった。本発明は、この問題
に鑑みなされたもので、振動あるいは騒音の発生が抑制
されるばかりでなく、耐久性の点でも優れた回転研削工
具のツール固止装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため、本願発明は、
前記各請求項に記載した構成のツール固止装置とした。
請求項１記載の構成によれば、インナフランジのフラン
ジベースとフランジカバーとの間には弾性体が介在され
ているので、ツールの振動はこの弾性体に吸収されて作
業者の手にまで伝わる振動は低減され、また騒音が低減
される。ここで、上記弾性体はフランジベースとフラン
ジカバーとの間に配置されているので、ツールが直接弾
性体に当接されることはなく、従って特にツールの取付
け・取り外し時においてツールが弾性体に擦り合わせら
れることはない。このことから、弾性体の摩耗は大幅に
低減され、よってその耐久性は向上する。

【０００７】また、インナフランジを介してツールを所
定の状態に取り付けた後、工具本体を作動させればツー
ルは回転する。ここで、係合部はフランジベースとフラ
ンジカバーとの相対回転を一定の範囲で許容するのであ
るが、許容限度まで相対回転した後にはフランジベース
とフランジカバーは一体で回転されるので、インナフラ
ンジを二層に分割したことにより工具使用中における両
者間の滑りは発生せず、従って工具本体の回転力はツー
ルに確実に伝達される。これに対して、ツール使用後、
同ツールを工具本体から取り外すべくスピンドルを回転
不能にロックした上でロックナットに緩み方向の回転ト
ルクを加えると、このロックナットとツールの座面との
間には大きな摩擦抵抗が作用しているのに対してフラン
ジベースとフランジカバーとの間には滑り材が介在され
ているので、先ずこのフランジベースとフランジカバー
が比較的小さな力で相対回転する。フランジベースとフ
ランジカバーが相対回転されると同時にロックナットが
スピンドルに対して緩み方向に回転され、これによりロ
ックナットとツールとの間の摩擦抵抗が弱くなり、従っ
て最初から上記大きな摩擦抵抗に抗してロックナットを
緩める場合に比してより小さな回転トルクでロックナッ
トを緩めることができる。

【０００８】請求項２記載の構成によれば、フランジベ
ースとフランジカバーとの間には弾性体と滑り材が介在
され、滑り材とフランジベース（またはフランジカバ
ー）との間がフランジベースとフランジカバーの滑り面
となる。そして、弾性体の外周縁が滑り材側に折曲形成
されて上記滑り面が外部すなわちインナフランジの外方
から遮断された状態となっているので、同滑り面の防塵
がなされる。請求項３記載の構成によれば、二層に分割
されたフランジベースとフランジカバーは接続フランジ
により一体化され、これによりインナフランジの取扱い
の便宜が図られるとともに、このインナフランジは接続
スリーブの内周孔にスピンドルを挿通する状態で装着さ
れる。請求項４記載の構成によれば、インナフランジを
スピンドルに装着するにあたり、スピンドルをフランジ
ベース側から挿入するかフランジカバー側から挿入する
かを選択することによりツール側に面するボス部の径が
変更されるので、取付け孔の径に関して二種類のツール
を固定できる。

【０００９】

【実施例】次に、本発明の実施例を図１ないし図６に基
づいて説明する。図１には、本例の固止装置１が分解し
て示されている。すなわち、この固止装置１は、グライ
ンダー、サンダーあるいはポリッシャといった回転研削
工具に広く適用可能なもので、同工具本体のスピンドル
２の先端に形成されたネジ部２ａと、スピンドル２とは
別体で構成されたインナフランジ３と、このインナフラ
ンジ３との間にツールＴを挟み込んで上記ネジ部２ａに
締込まれることによりこのツールＴをスピンドル２の先
端に直交状態に固定するためのロックナット４とから構
成されている。これら本例の固止装置１を構成する各部
材あるいは部位のうち、インナフランジ３以外について
は特に変更を要しないので説明を省略するが、スピンド
ル２には、上記ネジ部２ａの他に、当該スピンドル２の
回り止めをするためのスパナ掛け面２ｂとインナフラン
ジ３に対する回り止めをなすための二面幅部２ｃが形成
されている。さて、インナフランジ３は、図２に示すよ
うに図示上側のフランジベース１０と図示下側のフラン
ジカバー２０との二層に分割されており、ツールＴを固
定する際には両者を重ね合わせ状にして用いることによ
り一つのインナフランジ３として機能する構成となって
いる。フランジベース１０とフランジカバー２０との間
には弾性体３０と滑り材３１が積層状に挟み込まれてい
る。

【００１０】先ず、図示上のフランジベース１０は、図
３に示すように略円環状の平板をなすもので、その内周
孔にスピンドル２のネジ部２ａが挿入される。この内周
孔の周囲であって、同図の分図(a)において図示下面
（フランジカバー２０に対向する面）には、以下述べる
フランジカバー２０との係合部４０をなす噛合い歯１０
ａ，１０ａが周方向の二箇所に対称に形成されている。
両噛合い歯１０ａはそれぞれ周方向に沿って７０°の範
囲で突出し形成され、従って両噛合い歯１０ａ，１０ａ
の間には同じく周方向に沿った凹部１０ｂ，１０ｂが周
方向に沿って１１０°の範囲で対称に設けられている。
また、同じく図示下面の外周寄りには溝部１０ｃが形成
されている。一方、このフランジベース１０の図示上面
には、ツールＴの内周孔Ｔａに挿入されてこのツールＴ
を同心に位置決めするためのボス部１０ｄが直径Ｄ1で
一体形成されている。また、このフランジベース１０の
内周面には係止爪１０ｅが全周にわたって形成されてお
り、この係止爪１０ｅには後述する接続スリーブ３２の
一端が引き掛けられるようになっている。

【００１１】次に、フランジカバー２０は図４に示すよ
うに上記フランジベース１０と概略同一寸法の円環状の
平板をなすもので、同じくその内周孔にスピンドル２の
ネジ部２ａが挿入される。そして、この内周孔の周囲で
あって、同図の分図(b)において図示上面（フランジベ
ース１０に対向する面）には、上記フランジベース１０
との係合部４０をなす噛合い歯２０ａ，２０ａが同じく
周方向の二箇所に対称かつ周方向に沿って７０°の範囲
で突出し形成され、従って両噛合い歯２０ａ，２０ａ間
には周方向に沿って１１０°の範囲で凹部２０ｂ，２０
ｂが形成されている。また、このフランジカバー２０の
同じく図示上面には後述する弾性体３０を収容するため
の収容凹部２０ｃが形成されている。一方、このフラン
ジカバー２０の図示下面には、上記フランジベース１０
のボス部１０ｄよりも大きな直径Ｄ2（Ｄ2 ＞Ｄ1）のボ
ス部２０ｄが一体に形成されている。この両ボス部１０
ｄ，２０ｄの直径Ｄ1，Ｄ2は、それぞれ内周孔Ｔａの直
径に関して大小二種類のツールＴ1，Ｔ2 に対応して設
定されている。このボス部２０ｄの図示下面には、相互
に一定の間隔をおいて回り止め凸部２０ｆ，２０ｆが形
成されており、両回り止め凸部２０ｆ，２０ｆ間に前記
スピンドル２の二面幅部２ｃを挿入した状態（図６参
照）とすることで、当該フランジカバー２０ひいてはイ
ンナフランジ３のスピンドル２に対する回り止めがなさ
れる。また、このフランジカバー２０の内周面には上記
フランジベース１０の係止爪１０ｅと対をなす係止爪２
０ｅが全周にわたって形成されており、この係止爪２０
ｅには接続スリーブ３２の他端が引き掛けられるように
なっている。

【００１２】上記のように形成されたフランジベース１
０とフランジカバー２０が、図２に示すように両者間に
弾性体３０と滑り材３１を積層状に挟み込んだ状態で接
続スリーブ３２により接続されて、一体化されたインナ
フランジ３が構成されている。接続スリーブ３２は、フ
ランジベース１０とフランジカバー２０のそれぞれの内
周孔に掛け渡し状に挿入され、その両端外周面に形成さ
れた係止爪３２ａ，３２ａをそれぞれフランジベース１
０の係止爪１０ｅとフランジカバー２０の係止爪２０ｅ
に引き掛けて取付けられ、これによりフランジベース１
０とフランジカバー２０が重ね合わせ状に接続されてい
る。また、このフランジベース１０とフランジカバー２
０の重ね合わせ状態において、フランジベース１０側の
噛合い歯１０ａ，１０ａがフランジカバー２０側の凹部
２０ｂ，２０ｂ内に入り込み、フランジカバー２０側の
噛合い歯２０ａ，２０ａがフランジベース１０側の凹部
１０ｂ，１０ｂ内に入り込んだ状態とされている。そし
て、上記したように各噛合い歯１０ａ，２０ａは周方向
７０°の範囲で形成される一方、各凹部１０ｂ，２０ｂ
は１１０°の範囲で形成されているので、フランジベー
ス１０とフランジカバー２０は最大４０°の範囲で相互
に回転可能で重ね合わせ状に接続されている。

【００１３】弾性体３０は適度な弾性を有するゴムを素
材として円環状をなす平板状に形成されたもので、その
周縁は図示するようにフランジベース１０側に折曲形成
されており、この折曲げ縁３０ａの先端部はフランジベ
ース１０の溝部１０ｃに挿入されている。一方、滑り材
３１は薄板を素材として円環状に形成されたもので、そ
の表面には摩擦抵抗を低減するためフッ素コーティング
あるいはモリブデンコーティング等の表面処理が施され
ている。この滑り材３１は、弾性体３０とフランジベー
ス１０との間に挟み込まれ、従ってこの滑り材３１とフ
ランジベース１０との接触面が、フランジベース１０と
フランジカバー２０が相対回転する際の滑り面となる。
そして、この滑り面は上記弾性体３０の折曲げ縁３０ａ
によって外部から遮蔽され、これにより当該滑り面を含
むインナフランジ３の内部の防塵がなされるようになっ
ている。

【００１４】このように構成された本例のインナフラン
ジ３によれば、ツールＴが以下のようにして固定され
る。先ず、本例のインナフランジ３によれば内周孔Ｔａ
の径に関して二種類のツールＴ、すなわち内周孔Ｔａが
大径のツールＴ1（例えば、ダイヤモンド砥石、図５参
照）と小径のツールＴ2（例えば、オフセット砥石、図
６参照）を固定することができる。内周孔Ｔａが大径の
ツールＴ1を固定するには、図１または図５に示すよう
にネジ部２ａがフランジベース１０側から挿入される向
きでインナフランジ３をスピンドル２に装着し、これに
よりフランジカバー２０側のボス部２０ｄがツールＴ1
に向けられた状態とする。然る後、ツールＴ1を、その
内周孔Ｔａ内にボス部２０ｄを嵌め込んでフランジカバ
ー２０の下面にあてがった状態にセットし、次にロック
ナット４をネジ部２ａに締め込めば、ツールＴ1は図５
に示すように固定される。一方、内周孔Ｔａが小径のツ
ールＴ2を固定するには、一旦インナフランジ３をスピ
ンドル２から外して反転させた上で、図６に示すように
上記とは反対向きでインナフランジ３をスピンドル２に
装着する。すなわち、ネジ部２ａがフランジカバー２０
側から挿入される向きで当該インナフランジ３をスピン
ドル２に装着し、これによりフランジベース１０側のボ
ス部１０ｄをツールＴ2に向けた状態とする。然る後、
内周孔Ｔａ内にこのボス部１０ｄを嵌め込んでフランジ
ベース１０の下面にあてがった状態にツールＴ2をセッ
トし、次に上記と同様にしてロックナット４をネジ部２
ａに締め込めば、このツールＴ2が図６に示すようにス
ピンドル２の先端に直交状態に固定される。

【００１５】このようにしてツールＴ1 （またはＴ2）
を固定した状態において、フランジベース１０とフラン
ジカバー２０の間には弾性体３０が介在されているの
で、ツールＴの振動はこの弾性体３０に吸収され、従っ
てスピンドル２ひいては作業者の手にまで伝わる振動は
減少される。しかも、弾性体３０はフランジベース１０
とフランジカバー２０との間に挟み込まれてツールＴに
は直接接触されないので、特にツールの脱着時等におい
てこの弾性体３０にツールＴが従来のように擦り合わせ
られるといったことはなく、従って弾性体３０の上記振
動吸収機能を維持しつつ従来よりもその耐久性を向上さ
せることができる。また、フランジベース１０とフラン
ジカバー２０との間には弾性体３０が介在されているの
で、この弾性体３０が変形し得る範囲でツールＴはスピ
ンドル２の軸方向および径方向に逃げ可能であり、これ
によりツールＴのいわゆるバウンド現象が吸収される。
また、ツールＴがスピンドル２の径方向に逃げ可能であ
ることによりツールＴのスピンドル２に対する偏心が吸
収される。なお、このツールＴの偏心は、実際の研削に
使用することによるツールＴの摩耗によっても吸収され
る。このように、ツールＴの被研削材に対するいわゆる
バウンド現象は抑制され、またツールＴのスピンドル２
に対する偏心が吸収されることによりツールＴの被研削
材に対する連続的な接触が確保され、よって良好な研削
加工が可能になるとともに当該回転研削工具の使い勝手
が向上する。なお、接続スリーブ３２は上記したように
フランジベース１０とフランジカバー２０を一体に接続
して当該インナフランジ３の取扱いの利便性を図る機能
の他に、弾性体３０の折曲げ縁３０ａと同様両者間の防
塵機能を有する。但し、この接続スリーブ３２を用いな
い構成とした場合であっても、フランジベース１０とフ
ランジカバー２０がツールＴをセットした後ロックナッ
ト４を締め込んだ状態において所定の関係に係合される
構成であれば、上記した振動吸収機能あるいは以下述べ
るロックナット４の緩み機能は得られる。

【００１６】次に、ロックナット４とツールＴとの間の
摩擦抵抗は非常に大きいのであるが、フランジベース１
０とフランジカバー２０との間の摩擦抵抗すなわちフラ
ンジベース１０と滑り材３１と間の摩擦抵抗は非常に小
さいため、ツールＴを外すべくロックナット４に緩み方
向の回転トルクを加えると、比較的小さな回転トルクで
滑り材３１とフランジベース１０との合わせ面を介して
先ずフランジベース１０とフランジカバー２０との間に
滑りを生じ、両者は最大で４０°だけ相対回転する。フ
ランジベース１０とフランジカバー２０との間に回転方
向の滑りを生じることにより、この間ロックナット４は
ツールＴに対しては回転されないのであるが、スピンド
ル２に対しては緩み方向に回転されるので結果的にロッ
クナット４とツールＴの間の摩擦抵抗は小さくなり、従
って以後ロックナット４は小さな力で緩めることができ
る。これによれば、大きな力でロックナット４を締め付
けてツールＴを強固に固定した場合、あるいは使用中に
おけるツールＴのスリップにより相対的にロックナット
４が締込まれた場合であっても、当該ツールＴを外すべ
くロックナット４を緩める際には、先ずフランジベース
１０とフランジカバー２０と間で回転方向の滑りを生
じ、この滑りによりロックナット４がスピンドル２に対
して緩められるので、従来のように最初から直接ツール
Ｔに対して緩み方向に回転させる場合よりも非常に小さ
な力でロックナット４を緩めることができ、従ってツー
ルＴの取り替え作業が楽になる。なお、上記したように
フランジベース１０とフランジカバー２０は最大４０°
の範囲で相対回転可能であるが、ツールＴの取付け時す
なわちロックナット４の締め付け時に両者の噛合い歯１
０ａ，２０ａが噛み合うことにより両者は一体で回転さ
れ、従ってスピンドル２の回転力はツールＴに確実に伝
達されることは言うまでもない。

【００１７】以上説明した実施例では、フランジベース
１０およびフランジカバー２０における噛合い歯１０
ａ，２０ａは周方向７０°の範囲でそれぞれ二箇所に設
け、従って凹部１０ｂ，２０ｂは１１０°の範囲で設け
た構成としたが、必ずしもこれに限定されるものではな
く、要はフランジベース１０とフランジカバー２０が係
合部４０を介して一定の範囲でのみ相対回転が許容され
る構成であればよい。従って噛合い歯１０ａ，２０ａに
よる係合ではなく、例えばピンと長溝孔による係合であ
ってもよい。また、フランジベース１０とフランジカバ
ー２０との相対回転が許容されない構成とした場合（従
って、滑り材３１も不要）には、ロックナット４の緩み
機能は得られないものの、弾性体３０の振動吸収機能あ
るいはバウンド吸収機能を確保しつつ当該弾性体３０の
耐久性を高めるといった本願発明の主たる目的とする作
用効果を得ることができ、さらにこれら主たる作用効果
を得るためには弾性体３０に設けた折曲げ縁３０ａは必
ずしも必須の要件ではなく、例えば弾性体３０とは別体
のリング状のシール部材を用いる構成としてもよい。さ
らに、本例では滑り材３１を用いた構成を例示したが、
この滑り材３１を用いることなくフランジベース１０
の、弾性体３０との接触面にフッ素コーティング等の表
面処理を施して両者間の摩擦抵抗を低減させる構成とし
てもよく、また、滑り材３１を用いかつフランジベース
１０に上記処理を施すこととしてもよい。

【００１８】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、弾性体の
振動吸収機能を確保しつつその耐久性を従来よりも高め
ることができるとともに、ロックナットの緩め作業ひい
てはツールの交換作業を楽に行うことができるようにな
る。また、請求項２記載の発明によれば、フランジベー
スとフランジカバーとの間の滑り面の防塵がなされ、両
者の良好な滑り状態を長期間にわたって維持でき、請求
項３記載の発明によれば、インナフランジが一体化され
てその取扱いが容易になり、請求項４記載の発明によれ
ば、内周孔の径に関して二種類のツールを任意に選択し
て取り付けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示し、ツールの取付け手順を
示した側面図である。

【図２】インナフランジの一部断面側面図である。

【図３】フランジベースを示し、分図(a) は分図(b)の
Ａ−Ａ線断面図、分図(b) は下面図である。

【図４】フランジカバーを示し、分図(a)は上面図、分
図(b) は分図(a)のＢ−Ｂ線断面図である。

【図５】大径の内周孔を有するツールを固定した状態の
固止装置の一部断面側面図である。

【図６】小径の内周孔を有するツールを固定した状態の
固止装置の一部断面側面図である。

【符号の説明】

１…固止装置 ２…スピンドル、２ａ…ネジ部 ３…インナフランジ ４…ロックナット １０…フランジベース １０ａ…噛合い歯、１０ｄ…ボス部 ２０…フランジカバー ２０ａ…噛合い歯、２０ｄ…ボス部 ３０…弾性体 ３１…滑り材 ３２…接続スリーブ Ｔ…ツール、Ｔａ…取付け用の内周孔 Ｔ1…大径の内周孔を有するツール（ダイヤモンドホイ
ール） Ｔ2…小径の内周孔を有するツール（オフセット砥石）

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B24B 23/02 B24B 45/00 B23D 61/02 B24D 5/12 B24D 7/00 B24D 7/16 F16F 15/126

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロックナットの締め込みにより円盤状を
   なすツールを、回転研削工具本体のスピンドルに外挿さ
   れた、円環状をなすインナフランジとの間に挟み込ん
   で、該ツールを前記スピンドルの先端に固定するための
   固止装置であって、前記インナフランジはフランジベー
   スとフランジカバーに分割され、該フランジベースと該
   フランジカバーとの間に、相互の回転を一定の範囲で許
   容しつつ回転方向について係合する係合部を設けるとと
   もに、両者間に、適度な弾性を有する平板形状の弾性体
   と、両者が相対回転する際の両者間の滑り摩擦抵抗を低
   減するための表面処理が施された薄板形状の滑り材を相
   互に積層状に挟み込んだ構成としたことを特徴とする回
   転研削工具のツール固止装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のツール固止装置におい
   て、弾性体の周縁を折曲形成して、該折曲部により滑り
   材の滑り面を外部から遮蔽する構成としたことを特徴と
   する回転研削工具のツール固止装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載したツール固止
   装置であって、両端に係止爪を備えた接続スリーブをフ
   ランジベースとフランジカバーのそれぞれの内周孔に挿
   入して両端の係止爪をそれぞれフランジベースとフラン
   ジカバーに引き掛けて両者を重ね合わせ状態に接続する
   とともに、該接続スリーブの内周孔を当該インナフラン
   ジのスピンドルに対する挿通孔とする構成としたことを
   特徴とする回転研削工具のツール固止装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載した
   ツール固止装置であって、フランジベースとフランジカ
   バーの背面にはそれぞれ径の異なるボス部を設けて、当
   該インナフランジを上下反転させて用いることにより径
   の異なる取付け孔を有する二種類のツールを取付け可能
   な構成としたことを特徴とする回転研削工具のツール固
   止装置。