JP3599997B2 - 回転刃具の取付け構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばディスクグラインダー等における砥石等の回転刃具の取付け構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、この種の取付け構造は、回転刃具をアウタフランジとインナフランジで挟み込んで回転工具のスピンドルに装着する構成となっている。このような回転刃具の取付け構造において、上記インナフランジのみならずアウタフランジもスピンドルに対して確実に回り止めされている必要がある。何故なら、当該回転工具にブレーキが内蔵されている場合、ブレーキ時の慣性によりアウタフランジがスピンドルに対して緩み方向に少しずつ相対回転し、これにより刃具の取付けが緩むおそれがあるからである。従来この問題を解決するための技術として、例えば図４に示すような構成のものが提供されていた。
【０００３】
この従来の取付け構造は、スピンドル３０の先端に形成した平坦面３０ａによりインナフランジ３１を回り止めした状態で取り付け、このインナフランジ３１の内周孔（上記平坦面３０ａに対応する平坦面が形成されている）にアウタフランジ３２のボス部３２ａ（インナフランジ３１の平坦面に対応する平坦面が形成されている）を挿入し、これによりアウタフランジ３２をインナフランジ３１に対して回り止めし、その結果間接的にスピンドル３０に対して回り止めする構成となっていた。刃具Ｇはインナフランジ３１とアウタフランジ３２との間に挟み込まれ、この状態で固定ボルト３３をスピンドル３０の先端面に締め込めば、両フランジ３１，３２ひいては刃具Ｇがスピンドル３０に固定される。
【０００４】
このような従来の取り付け構造（ボルト固定式）によれば、アウタフランジ３２もスピンドル３０に対して間接的に回り止めされるので、例えばアウタフランジをスピンドル先端の雄ねじ部に直接ねじ込んで固定する直接ねじ込み式とは異なって、ブレーキ時における慣性等により当該アウタフランジ３２がスピンドル３０に対して緩むことはない。
又、上記ボルト固定式の取り付け構造によれば、固定ボルト３３をスピンドルの端面に締め込むことによりアウタフランジ３２をスピンドルに対して固定する構成であるので、上記直接ねじ込み式とは異なって刃具の下面側（砥石面側）にスピンドルが突き出されることがない。このため、ボルト固定式の取り付け構造によれば、スピンドルが邪魔になることがないので、装着した刃具の板厚に関係なく材料に対する刃具の接触角度を一定に保つことができ、この点で当該回転工具の使い勝手をよくすることができる利点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の取付け構造によれば、インナフランジ３１を介して間接的にアウタフランジ３２をスピンドル３０に対して回り止めする構成であり、且つ刃具の取り付け孔にスピンドル３０が至っていない（入り込んでいない）構成であったため、刃具の取り付けが不安定になる問題があった。
【０００６】
又、スピンドル３０の先端のわずかな部分がインナフランジ３１の内周孔に挿入されているのみであり、このわずかな部分で刃具の慣性力を受けるため、長期間の使用により当該わずかな部分がだれる等して変形しやすく、その結果回転工具の耐久性を損なうという問題があった。
本発明は、これら従来の取り付け構造に関してその利点を損なうことなく、上記諸問題を解決すべくなされたもので、スピンドルに対して回転刃具を強固に取り付けることができ、且つ耐久性のよい回転刃具の取付け構造を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、本願発明は、前記請求項１に記載した構成の取り付け構造とした。
請求項１記載の取付け構造によれば、インナフランジとアウタフランジの双方が内径孔の平坦面によりスピンドルに直接回り止めされ、且つ刃具の取付け孔にスピンドルが挿通されるので、刃具の取付け状態が安定する。又、インナフランジとアウタフランジの双方の内径孔にスピンドルが挿入されるので、長期間の使用に対してもスピンドルがだれることはなく、これにより回転工具の耐久性を高めることができる。
【０００８】
又、アウタフランジは、その内径孔の平坦面によりスピンドルに直接回り止めされた状態で装着され、この装着状態がスピンドルの端面に締め込んだ固定ボルトにより固定されるボルト固定式であり、従来の直接ねじ込み式とはなっていないので、ブレーキ時に慣性によって緩むことはなく、且つ刃具の下面（砥石面）からスピンドルが突き出されることがないので、従来のボルト固定式の取付け構造の利点をも併せ持った構成となっている。
さらに、アウタフランジに設けたボス部によってもスピンドルに対する回り止めがなされるので、その分だけスピンドルを短くすることができ、これにより板厚の薄い回転刃具をも取り付けることができる。
【０００９】
さらに、インナフランジの第１ボス部とアウタフランジのボス部を刃具側に位置させて、取付け孔径が小径である刃具を装着した場合には、上記第１ボス部及びアウタフランジのボス部がともに刃具の取付け孔に挿入される。ここで、回転刃具としての砥石の取付け孔には、通常アウタフランジ側に芯出し用の金属製プレートが取り付けられている。従って、この取付け構造によればこの金属製プレートの内周側にアウタフランジのボス部が挿入され、これにより当該金属製プレートの芯出し機能を有効に活用して当該刃具の芯出しを確実に行うことができる。
【００１０】
この点、上記従来の取付け構造によれば、刃具の取付け孔にはインナフランジの第１若しくは第２ボス部がインナフランジ側から挿入されるのみで、上記金属製プレートが取り付けられたアウタフランジ側にはなんら挿入されない構成となっていたので、この金属製プレートの芯出し機能は活用されず、従って刃具の芯出しが安定しないという問題があった。
又、インナフランジ側のみで芯出しする構成であると、板厚が厚い刃具ほど芯出しが困難になるが、請求項２記載の取付け構造によれば、回転刃具の両側からインナフランジの第１若しくは第２ボス部とアウタフランジのボス部を挿入するので、板厚に関係なく確実な芯出しをすることができる。
【００１１】
さらに、取付け孔が比較的小さい回転刃具を取付けるべくインナフランジの第１ボス部側を用いた場合には、第２ボス部がスピンドルの段差部に嵌まり込んで該第２ボス部の段差寸法（ボス部の高さ方向の寸法）が吸収され（第２ボス部がスピンドルの段差部に対してスピンドル軸方向にオーバーラップすること）、この段差寸法分（オーバーラップ分）だけ回転刃具をスピンドル軸方向についてコンパクトに取付けることができる。
【００１２】
一方、取付け孔の比較的大きい回転刃具を取付けるべくインナフランジの第２ボス部側を用いた場合には、この第２ボス部の内周側にアウタフランジのボス部が嵌まり込んでスピンドル軸方向にオーバーラップするので、この両ボス部のオーバーラップ分だけ回転刃具をコンパクトに取付けることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。図１〜図３は本実施形態の取付け構造を示している。図１は取付け孔３ａが比較的小径である通常の砥石３Ａ（例えば孔径１５ｍｍの研削用砥石）を取り付けた状態を示し、図２は取付け孔３ｂがこの砥石３Ａよりも大きい砥石３Ｂ（例えば孔径２０ｍｍのダイヤモンドホイール）を取り付けた状態を示している。
砥石３Ａ又は３Ｂを取付ける回転工具としてのグラインダー１については特に変更を要しないが、以下簡単に説明すると、図中４は電動モータであり、その回転動力はかさ歯車５，６を経てスピンドル７に伝達される。スピンドル７は、軸受８，９を介して当該グラインダー１のハウジング１ａ及びハウジング１ａに取り付けたホルダー１ｂに回転支持されている。スピンドル７の先端はホルダー１ｂから図示下方に突き出され、この突き出し部分に砥石３Ａ又は３Ｂが取付けられる。砥石３の後方（図示右方）には防塵カバー１ｃが取付けられている。
【００１４】
さて、スピンドル７の突き出し部分にはフランジ部７ａが形成されている。このフランジ部７ａよりも先端側（図示下側）が、砥石３Ａ又は３Ｂの取付け孔３ａ又は３ｂに挿入される取付け軸部７ｂであり、この取付け軸部７ｂには平坦面７ｃが形成されている。又、当該スピンドル７の先端面（取付け軸部７ｂの先端面）には、固定ボルト３０がねじ込まれる。
【００１５】
上記スピンドル７の取付け軸部７ｂには、アウタフランジ１０とインナフランジ２０を介して砥石３Ａ又は砥石３Ｂが取付けられる。アウタフランジ１０の表面側（図示下面側）には固定ボルト３０用の座繰り凹部１０ａが形成され、裏面側（図示上面側）には、砥石３Ａを取り付けた時に当該砥石３Ａのスピンドル７に対する芯出しをするためのボス部１０ｂが形成されている。
【００１６】
インナフランジ２０の片面（図１において下面側、図２において上面側）には、上記アウタフランジ１０のボス部１０ｂと内外径とも同寸法の第１ボス部２０ａが形成されている。両ボス部１０ｂ，２０ａの外径は砥石３Ａの取付け孔３ａの径に合わせて設定されており、図１に示すように該砥石３Ａを取り付けた際にその取付け孔３ａ内に両側から挿入される。従って、この第１ボス部２０ａも砥石３Ａのスピンドル７に対する芯出し機能を有している。このように、取付け孔３ａの両側から第１ボス部２０ａとボス部１０ｂが挿入されるので、板厚が厚くても刃具３Ａを正確に芯出しすることができる。
【００１７】
インナフランジ２０の他面（図１において上面側、図２において下面側）には、第２ボス部２０ｂが設けられている。この第２ボス部２０ｂの内径は、図１に示すようにスピンドル７のフランジ部７ａを嵌込み可能な径に設定され、外径は図２に示すように砥石３Ｂの取付け孔３ｂの径に合わせて設定されている。砥石３Ｂを取り付けた状態ではその取付け孔３ｂ内にこの第２ボス部２０ｂが挿入され、これにより当該砥石３Ｂがスピンドル７に対して芯出しされる。
【００１８】
なお、両フランジ１０，２０の内径は、スピンドル７の取付け軸部７ｂに合わせて精度よく（ガタツキなく挿入可能な径に）設定されている。しかも、両フランジ１０，２０の内径孔には、取付け軸部７ｂの平坦面７ｃに対応して平坦面（図示省略）が形成されており、この平坦面を取付け軸部７ｂの平坦面７ｃに位置合わせして当該両フランジ１０，２０を取付け軸部７ｂに装着することにより、両フランジ１０，２０が直接スピンドル７に対して回り止めされる。
【００１９】
このように構成した取付け構造によれば、取付け孔３ａ，３ｂの径が異なる２種類の砥石３Ａ，３Ｂを以下のようにして取付けることができる。図１に示すように砥石３Ａを取付けるには、先ずインナフランジ２０をその第１ボス部２０ａを下面側に位置させた向きでスピンドル７の取付け軸部７ｂに装着する。この段階で、インナフランジ２０の第２ボス部２０ｂの内周側に、スピンドル７のフランジ部７ａが嵌まり込む状態とする。
【００２０】
こうしてインナフランジ２０をセットした後、砥石３Ａをセットする。この段階で砥石３Ａの取付け孔３ａにインナフランジ２０の第１ボス部２０ａが挿入される状態とする。次に、アウタフランジ１０をセットする。この際、アウタフランジ１０のボス部１０ｂを、上記インナフランジ２０の第１ボス部２０ａとは反対側すなわち芯出し用の金属プレート（図示省略）の内周側を経て砥石３Ａの取付け孔３ａに挿入する。然る後、固定ボルト３０を締め込めば、砥石３Ａが両フランジ１０，２０に挟まれた状態で固定される。
なお、この状態で、固定ボルト３０の頭部が押し付けられる座繰り凹部１０ａと、スピンドル７の先端面との間には隙間Ｖができるよう、当該取付け軸部７ｂの長さ等各部の寸法が設定されており、これにより固定ボルト３０の締め込み力が両フランジ１０，２０の挟み込み力として作用する。
【００２１】
こうして砥石３Ａを取り付けた状態では、インナフランジ１０とアウタフランジ２０の双方の内周孔に対してスピンドル７の取付け軸部７ｂが挿入され、且つインナフランジ１０のみならずアウタフランジ２０も平坦面７ｃにより直接スピンドル７に対して回り止めされているので、前記従来の取付け構造に比して砥石３Ａの取付け状態をより強固にすることができ、又取付け軸部７ｂのダレ（変形）等を抑制して当該ディスクグラインダ１の耐久性をよくすることができる。
【００２２】
又、砥石３Ａの取付け孔３ａに対してインナフランジ２０の第１ボス部２０ａのみならず、アウタフランジ２０のボス部１０ｂが反対側から挿入されるので、砥石３Ａの芯出しが確実になされる。
【００２３】
更に、アウタフランジ２０はいわゆるねじ込み式ではないので、砥石３Ａの下面（研削面）からの当該アウタフランジ２０の突き出し寸法Ｌ３は砥石３Ａの板厚が変わっても一定であり、かつ従来の直接ねじ込み式の取り付け構造のように砥石３Ａの下面側にスピンドルが突き出さない構成であるので、従って従来のボルト固定式の取付け構造の利点を損なうこともない。
【００２４】
又、インナフランジ２０の第２ボス部２０ｂの内周側にスピンドル７のフランジ部７ａが嵌め込まれた状態となっているので、当該内周側の深さＬ1 分（オーバーラップ分）だけ砥石３Ａのスピンドル軸方向の取付け位置を図示上側に変位させることができ、これにより当該砥石３Ａの取付け構造をコンパクトにすることができる。ここで、取付け構造をコンパクトにするとは、図において寸法Ｌ0 を小さくすることを意味し、寸法Ｌ0 はフランジ部７ａの上端とアウタフランジ１０の下端との間の距離を意味する。この寸法Ｌ0 を小さくすることにより当該グラインダー１の使い勝手をよくすることができる。
【００２５】
次に、砥石３Ｂを取付けるには、先ずインナフランジ２０を上記とは表裏反転させてその第２ボス部２０ｂを下側に位置させた向きでスピンドル７の取付け軸部７ｂにセットする。この段階で、インナフランジ２０の第１ボス部２０ａはスピンドル７のフランジ部７ａの下面に当接させる。こうして、インナフランジ２０をセットした後、砥石３Ｂをセットし、次にアウタフランジ１０を上記と同じ向きで取付け軸部７ｂにセットする。この段階で、アウタフランジ１０のボス部１０ｂはインナフランジ２０の第２ボス部２０ｂの内周側に入り込んだ状態となっている。アウタフランジ１０をセットした後、固定ボルト３０を締め込めば、砥石３Ｂが両フランジ１０，２０に挟まれた状態でスピンドル７に取り付けられる。
【００２６】
こうして砥石３Ｂを取り付けた状態においても、インナフランジ１０のみならず、アウタフランジ２０もスピンドル７の取付け軸部７ｂに対して直接回り止めされ、又取付け軸部７ｂが両フランジ１０，２０の内周孔及び砥石３Ｂの取付け孔３ｂ内に挿通されているので、砥石３Ｂの取付けが強固になされるとともに、当該ディスクグラインダ１の耐久性をよくすることができる。なお、砥石３Ｂの下面からのアウタフランジ１０の突き出し寸法Ｌ３は、当該砥石３Ｂの板厚が変わっても一定であり、従って当該ディスクグラインダ１の使い勝手を損なうことはない。
【００２７】
又、アウタフランジ１０のボス部１０ｂがインナフランジ２０の第２ボス部２０ｂの内周側に入り込んだ状態となっているので、両ボス部１０ｂ，２０ｂのオーバーラップＬ2 分だけアウタフランジ１０の位置を上側に変位させて寸法Ｌ0 を小さくすることができ、これにより当該取付け構造をコンパクト化して当該グラインダー１の操作性或いは作業性をよくすることができる。
【００２８】
ここで、本実施形態の取付け構造によれば前記隙間Ｖは、固定ボルト３０の締め込みにより砥石３Ａ又は３Ｂを固定するために必須の条件となっている。このため、砥石３Ａの取付け位置を上側へ変位させるためにはフランジ部７ａをなくして第２ボス部２０ｂを直接当接させることが考えられるが、これでは上記隙間Ｖを十分に確保できなくなってしまうため、この点で当該取付け構造をコンパクトにするには限界がある。
【００２９】
又、両フランジ１０，２０の板厚を薄くし、かつスピンドル７の取付け軸部７ｂを短くすることによっても、砥石３Ａ又は３Ｂの取付け位置をより上側へ変位させることができるので、当該砥石３Ａ，３Ｂの取付け構造をよりコンパクトに構成することができるが、両フランジ１０，２０の板厚を薄くすることにはその強度上限界があり、又取付け軸部７ｂを短くすることにも、両フランジ１０，２０の確実な取付け状態を確保するためには限界がある。本発明によれば、このような種々制約の中で、砥石３Ａ，３Ｂの取付け構造のコンパクト化を実現することができる。
【００３０】
さらに、図３に示すように取付け孔３ｄの径が前記砥石３Ａと同じであるが、板厚が砥石３Ａよりも厚い砥石３Ｄを取付ける場合であっても、アウタフランジ１０のボス部１０ｂとインナフランジ２０の第１ボス部２０ａが取付け孔３ｄの両側から挿入される構成であるので、正確な芯出しを簡単に行うことができる。
【００３１】
以上例示した実施形態には種々変更を加えて実施することができる。例えば、例示した実施形態では、取付け軸部７ｂに平坦面７ｃを形成し、この平坦面７ｃに対応して両フランジ１０，２０の内周面に平坦面を形成することにより、両フランジ１０，２０をスピンドル７に対して回り止めした状態すなわち回転伝達可能な状態に取り付ける構成としたが、両者間の回転伝達手段は例示した平坦面に限らず、例えばスピンドルにセレーションを形成することにより達成してもよく、またスピンドルに径方向に突き出すピンを設ける一方、両フランジ１０，２０の内周面に軸線方向に沿った溝部を形成し、この溝部に上記ピンを挿入する状態で両フランジ１０，２０を回り止めした状態に装着する構成であってもよい。
また、アウタフランジ１０のボス部１０ｂはその内周孔の全周に沿って形成した構成を例示したが、内周孔の周方向に沿って複数箇所に分割したボス部であってもよい。
【００３２】
さらに、回転刃具の一例としてディスクグラインダーの砥石或いはダイヤモンドホイールを例示したが、電気丸鋸の鋸刃、サンドペーパーを用いるサンダー或いは磨き作業に用いるポリッシャーやフレキシブル砥石等のその他の回転刃具であって、回転するスピンドルに対してアウタフランジ１０とインナフランジ２０で挟み込んだ状態で取付ける形態の回転刃具の取付け構造としても適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示し、ディスクグラインダーにおける砥石取付け部周辺の縦断面図である。本図は、取付け孔径の比較的小さいタイプの砥石を取り付けた状態を示している。
【図２】同じく、ディスクグラインダーにおける砥石取付け部周辺の縦断面図である。本図は、取付け孔径が比較的大きいタイプの砥石（例えばダイヤモンドホイール）を取り付けた状態を示している。
【図３】同じく、ディスクグラインダーにおける砥石取付け部周辺の縦断面図である。本図は、板厚の厚いタイプの砥石を取り付けた状態を示している。
【図４】従来の刃具取付け構造を示す図であり、刃具取付け部周辺の縦断面図である。
【符号の説明】
１…ディスクグラインダー
１ａ…ハウジング、１ｂ…ホルダー、１ｃ…防塵カバー
３…砥石（回転刃具）
３Ａ…取付け孔径の小さい砥石、３Ｂ…取付け孔径の大きい砥石
４…モータ
５，６…かさ歯車
７…スピンドル
７ａ…段差部、７ｂ…取付け軸部、７ｃ…平面部
８，９…軸受
１０…アウタフランジ、１０ａ…座、１０ｂ…ボス部
２０…インナフランジ、２０ａ…第１ボス部、２０ｂ…第２ボス部
Ｖ…隙間

Claims (1)

1. 回転工具のスピンドルに装着したアウタフランジとインナフランジとの間に回転刃具を挟み込んで該回転刃具を前記スピンドルに取り付けるための構造であって、
   前記アウタフランジと前記インナフランジは、それぞれ前記回転刃具の取り付け孔に挿入する刃具芯出し用のボス部を備えるとともに、それぞれの内径孔に前記スピンドルに設けた平坦面に対して回転方向に係合する平坦面を備え、
   前記アウタフランジと前記インナフランジのそれぞれの内径孔内に前記スピンドルを挿入して、該内径孔の平坦面を該スピンドルの平坦面にそれぞれ係合させて該スピンドルに対して直接回り止めした状態で、前記スピンドルの端面に固定ボルトを締め込んで前記両フランジ間に前記回転刃具を挟み込んだ状態に固定する構成であり、
   前記インナフランジのボス部として、回転刃具の大小２種類の取付け孔に対応して当該インナフランジの片面に小径用の第１ボス部、他面に大径用の第２ボス部を設け、前記回転刃具の取り付け孔に前記インナフランジの第１ボス部と前記アウタフランジのボス部を挿入した状態で該回転刃具を前記アウタフランジと前記インナフランジにより挟み込む構成であり、
   前記インナフランジの第１ボス部とアウタフランジのボス部を用いて取付け孔径の小さい回転刃具を取り付けた時には、前記インナフランジの第２ボス部の内周側に、前記スピンドルに設けたフランジ部が挿入されてスピンドル軸方向にオーバーラップされ、前記インナフランジの第２ボス部を用いて取付け孔径の大きい回転刃具を取り付けた時には、該第２ボス部の内周側に前記アウタフランジのボス部が挿入されてスピンドル軸方向にオーバーラップされる構成とした回転刃具の取付け構造。

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