JP4006027B2 - シャンク取着構造 - Google Patents

Description

〔技術分野〕
本発明は、シャンクをドリリング装置側のアーバーにワンタッチ式に、つまり迅速且つ容易に脱着できるシャンク取着構造に関する。
〔技術背景〕
従来から、基端がドリリング装置（電動ドリルあるいはボール盤）に取着されたアーバーに、カッターのシャンクをワッタッチ式に取着可能なシャンク取着構造がある。このワンタッチ式のシャンク取着構造の場合、アーバーの下面に開口された開口部に、下方からカッターのシャンクを挿入するだけで、両者の間に配設された係止機構によって、カッターのシャンクをアーバーにワンタッチで取着することができる。
しかし、このワンタッチ式シャンク取着構造の場合、シャンクをアーバーから取り外す際に、アーバーの外周に配設されたリング状の部材（スリーブ）を、該アーバー本体に対して相対的に回転させなければならない。かかる構成では、例えば、ドリリング装置が回転中に、上記リングに何かが誤って接触すると、シャンクが下方に脱落するという不都合がある。また、このような構成の場合、通常の取り外し作業において、一方の手でシャンクを把持し、もう一方の手でアーバーの外周のリング状の部材を把持して、アーバー本体に対して相対的にリング状の部材を回転させる必要がある。つまり、シャンクの取り外し作業の際には、常に両手による作業が余儀無くされることになる。
さらには、上記シャンク取着構造の場合、上記リング状の部材の内周面に、係止部材である球体の一部を内径側に突出自在に収容する凹部が必要となるが、かかる凹部の深さが一方にゆくほど深くなった「断面視において略Ｕの字状」となることから、つまり、リング状の部材（スリーブ）の内面の加工であってしかも深さが漸次変化する凹部であることから、特殊な工作機械が必要となり且つ機械加工が難しくて、その結果、製造原価が高くなる。また、このシャンク取着構造の場合、上記リング状の部材を回転方向に付勢するバネに関し、小径のコイルスプリングを複数リング状の部材の内面にしかも回転方向に抗するよう配設しなければならず、従って、バネを保持する傾斜した穴をリング状部材の内周面およびアーバー本体の外周面に形成しなければならず、且つ組立てにおいてもバネをその状態に保持した状態で組立てなければならず、この結果、非常に難しい作業を余儀無くされる。特に、上記リング状の部材の内周面に所定の角度の傾斜した穴を形成するのは、加工的にも手間のかかる且つ厄介な作業となる。さらに、上述したワンタッチ式のシャンク取着構造の場合、構造が複雑であることから、クーラントをシャンク先端の刃先部に内部から供給するよう構成することができなかった。従って、工具の外周辺からクーラントを供給しなければならないことから、該クーラントを飛散させて穿設作業をしなければならず、この結果、穿設加工の周辺を汚し且つ作業者にも飛散するという不都合が生じていた。
本発明は、上記現況に鑑みおこなわれたもので、上述のような不都合のないシャンク取着構造を提供することを目的とする。
〔発明の開示〕
上記技術的課題を解決すべく本第１の発明にかかるシャンク取着構造は、アーバーの先端に形成される開口部の内周面に、係止部材を外径方に後退自在に配置して、カッターの基端に設けられたシャンクを、アーバーの開口部にワンタッチ式に脱着自在に取着するよう構成したシャンクの脱着構造において、
上記シャンクを、上記アーバーに配置された係止部材が外径方に後退している状態において通過できるような外径に形成するとともに、該シャンクの基端部をさらに縮径させて当接用の段部を形成し、この段部の先端方に上記係止部材が内径方に突出している状態において該係止部材の突出している部分を収納する凹部を形成し、
且つ、上記アーバーの開口部の内周面に、
上記シャンクの当接用の段部に先端が当接して基端側に後退可能になり、外周面によって上記係止部材を外径方に後退させた状態を維持可能に、第１スリーブを配設するとともに、
この第１スリーブのスライド動作領域内に上記係止部材を保持する保持穴をアーバーの壁部に形成し、
この第１スリーブを弾性部材によって開口端方に押圧して、シャンクの段部が先端に当接するまで、上記係止部材を外径方に後退させた状態を維持するよう構成し、
上記アーバーの外周面に、軸方向の先端あるいは基端のいずれか一方の方向に移動可能になり、該一方の方向に移動した状態において内周面で上記係止部材を内径方に押圧可能で且つ移動しない状態において係止部材を外径方に収容できるよう第２スリーブを配設するとともに、
この第２スリーブを弾性部材によって上記一方の方向に押圧して、係止部材がシャンクの凹部に収納されている状態を維持し、この弾性部材の弾性力に抗して第２スリーブを該一方の方向とは反対の方向に移動させることによって、係止部材を外径方に後退可能に構成したことを特徴とする。
しかして、本発明にかかるシャンク取着構造によれば、第２スリーブを弾性部材に抗して、軸方向のうちの一方の方向（基端側の方向あるは先端側の方向）にスライドさせるだけで、係止部材の内径方への押圧が解除されて、該係止部材が半径方向外径方に後退（移動）し、その結果、該係止部材によるシャンクの係止が解除される結果、カッターのシャンクをアーバーから簡単に取り外すことができる。また、シャンクをアーバーへ取着する際には、アーバーの開口部にシャンクを単に挿入すると、該シャンクの当接用段部が、第１スリーブをアーバーの基端側に後退させる結果、係止部材が半径方向内径側に突出し、上記挿入動作に伴って、該係止部材がシャンクの外周面と接触しつつその表面を軸方向に移動し、その結果、該係止部材の内径側の一部が、シャンクに形成されている凹部に収納され、シャンクはアーバー内に保持されることになる。
従って、作業者は、シャンクの取着の際には、単にアーバーの開口部にシャンクを挿入するだけでよく、また取り外す際にも、第２スリーブを弾性部材に抗して先端方あるいは基端方にスライドさせるだけで、簡単に取り外すことができる。つまり、シャンクのアーバーへの取着と取り外しが片手でも容易にすることが可能となる。また、第２スリーブが上記一方の方向（先端側の方向あるいは基端側の方向）にスライドすることによって、シャンクの脱着ができるため、従来のように第２スリーブに誤って回転方向に何かが当接することがあっても、シャンクが脱落することはない。特に、第２スリーブを基端方に押圧し先端方へスライドさせることによって係止部材の係止を解除するように構成しておくと、仮に被穿設物側に異物あるいは突起があってそれに第２スリーブが当接するようなことがあっても、シャンクの係止状態に影響を与えることがないため、作業性から見て、優れた構成となる。
また、構造的にも、特に加工面から見て、本発明にかかるシャンク取着構造は、円形の加工あるいはその組合せの加工によってのみ可能とすることができるため、構造的に加工し易い構造となり、また組立ても簡単におこなえる構成となる。
そして、上記シャンク取着構造において、上記係止部材が球体であり、上記第１スリーブを押圧する弾性部材がアーバーの開口部の内周面に外周が沿うような寸法のコイルスプリングで構成され、上記第２スリーブを押圧する弾性部材がアーバーの外周面に内周が沿い外周が第２スリーブの内周面に沿うような寸法のコイルスプリングであると、特にシャンク取着構造を簡単な構造で構成することができ、加工および組立てが簡単な構成となる。
また、上記シャンク取着構造において、上記アーバーの開口部を基端側に延設してクーラント供給用の穴部を形成するとともに、この穴部に先端が開口した半径方向に延びる貫通穴を形成するとともに、この穴が位置するアーバーの外周に該アーバーに対して回転可能にリング部材を取着し、このリング部材とアーバーの間に液封用のシール部材を介装し、
且つ、上記シャンクの軸芯部分に、上端から先端側にクーラントを挿通可能な通路を形成したシャンク取着構造にすると、ワッタッチ式のシャンク取着構造においても、クーラントを回転しているシャンク内部から刃部に供給可能なドリルを提供することができる。
さらに、上記シャンク取着構造において、クーラント供給用の穴部に、コイルスプリングを配設するとともに、該コイルスプリングが先端方に押圧して先端がカッターの先端から突出するよう、センターピンを、上記穴部側に後退可能にシャンクのセンターピン挿通穴に配置するとともに、
このセンターピンの基端部に、該センターピンが突出した際にシャンク側に係合する鍔部を形成するとともに、この鍔部と該鍔部が係合する上記センターピン挿通穴上端の係合面とが当接している状態において液封可能な液封機構を形成するよう構成すると、必要な穿設時のみ、クーラントを刃部側に供給することができる構成となる。従って、クーラントを無駄に消費することを防止出来る構成となり、且つクーラントが無用に飛散しない点で優れた構成となる。しかも、センターピンとそれを支持するセンターピン挿通穴によって液封機構が構成されているため、極めて簡単な構成となる。
さらに、上記シャンク取着構造において、液封機構を形成する鍔部と前記係合面とが、互いに接合するテーパ面を具備するような液封機構であると、簡単で確実な且つ耐久性のある液封機構となる。
また、上記シャンク取着構造において、センターピンの外周面とその外周面に接触するシャンクのセンターピン挿通穴の内周面とのうち、センターピンの前記鍔部の下方から所定寸法下がった位置から下方にクーラントの通路を形成するための溝が形成されていると、その所定寸法下がった位置までセンターピンが入り込まないと、つまり切削が開始されクーラントが必要になって始めてクーラントの供給が開始されるようにすることができることから、該クーラントの無駄な消費を防止できる構成となる。
さらに、上記シャンク取着構造において、所定寸法下がった位置が、前記センターピンが基端からコイルスプリングで先端方に押圧された自由状態において、該センターピンがシャンク先端の刃部から先端方に突出した寸法に略等しい構成にすると、切削が始まって始めてクーラントが供給される如き、無駄のない優れた構成となる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の第１の実施例にかかるシャンク取着構造の全体の構成を示す右半分を断面した図である。
図２は、図１に示すシャンク取着構造からカッターを外したアーバー側の構成を示す右半分を断面した図である。
図３は、図２のＩ−Ｉ矢視断面である。
図４は、図２に示すアーバーの開口部分の右半分の断面した要部の拡大図である。
図５は、図１に示すカッターのシャンクが挿入された状態でのアーバーの開口部分の右半分の断面した要部の拡大図である。
図６は、図１に先端と右半分を示すカッターのセンターピンおよびそれを挿通するカッターの貫通穴部分の詳細な構成を示す部分拡大図である。
図７は、第２の実施例にかかるシャンク取着構造からカッターを外したアーバー側の構成を示す右半分を断面した図である。
図８は、図７に示す第２の実施例にかかるシャンク取着構造の全体の構成を示す右半分を断面した図である。
図９は、図８に示すシャンク取着構造の要部拡大図である。
図１０は、図９に示すシャンク取着構造においてセンターピンがアーバーの基端側に引き込んだ状態を示す拡大図である。
図１１は、クーラントを供給するためにセンターピンの周面に形成された溝を示すための図１０のII-II矢視拡大断面図である。
〔発明を実施するための最良の形態〕
以下、本願発明の実施例にかかるシャンク取着構造を図面を参照しながら具体的に説明するが、本発明がこの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
第１の実施例を示す図１、図２、図３において、Ａはアーバー、Ｂはカッターを示す。アーバーＡは、図１あるいは図２に図示するように、該アーバー本体１の先端（図１，図２において下端）に開口部２を有し、この開口部２の外周には、第２スリーブ３が該アーバー本体１の外周面１ａに沿ってその軸方向（長手方向：図１，図２において上下方向）にスライド自在に配置されるとともに、この第２スリーブ３は、本実施例では、コイルスプリング４によってアーバーＡの基端側に押圧されている。
但し、方向的には、この第２スリーブ３がアーバーＡの先端側に押圧されるよう構成してもよい。ところで、上記コイルスプリング４は、アーバー本体１の外周面に内周が沿い外周が第２スリーブ３の内周に沿うよう配置されている。
また、図１，図２に図示する上記第２スリーブ３は、図４に拡大して図示するように、それぞれがリング状になった本体３Ａ，カバー３Ｂ、カバー３Ｃの３つの部材から構成されている。そして、上記本体３Ａは、内面に、係止部材である金属製の球体（ボール）５の一部（外側の一部）を収容する断面コの字状の環状（実質上真円の軌跡からなる環状）の溝３ａと、下端に開放したコイルスプリング係止用の溝３ｂを具備する。また、カバー３Ｂは合成樹脂製のものによって構成され、該カバー３Ｂは本体３Ａの上端に被さった状態で、これらに形成された凹部と凸部からなる係止機構３ｄによって一体的に取着されている。また、上記カバー３Ｃは金属製のもので、下端が本体３Ａ側に屈曲して上記コイルスプリング４の下端を係止するよう構成されているとともに、上端が上記本体３Ａの下端に被さった状態で本体３Ａに嵌着（カシメ）されることによって一体的に取着されている。なお、アーバー本体１側には、この第２スリーブ３の基端方向へのスライド領域を規制する係止リング４０と、先端側への抜け止め用のストッパー４１が配設され、これら係止リング４０とストッパー４１との間を上記第２スリーブ３がスライド可能なように構成されている。
また、アーバー本体１の開口部２の内周には、該開口部２の内周面に外周が沿って基体側に後退可能に第１スリーブ６が配設されている。この第１スリーブ６の先端（図１，図２において下端）には、カッターＢのシャンク２０の段部２０ａが当接する当接用の傾斜面６ａが形成されるとともに、外周面に球体５の内周面部分に当接しそれ以上の先端方への突出を阻止する当接面６ｂが形成されている。また、この第１スリーブ６の基端方には、この第１スリーブ６をアーバー本体１の先端方へ押圧するコイルスプリング８が配設されている。このコイルスプリング８の基端は、図１に図示するように、アーバー本体１の開口部２の底部近傍に形成された内径方への凸部（スプリング受座）１ｆに係止されている。従って、この第１スリーブ６は、図２あるいは図４に図示する状態から、図１あるいは図５に図示する状態まで後退可能になっており、その間がスライド領域となっている。
そして、上記第１スリーブ６および第２スリーブ３のスライド領域内の、上記アーバー本体１に、外周部と内周部が飛び出した状態で上記球体５を内部に収容する保持穴９が形成されている。
つまり、保持穴９に収容され周囲を該保持穴９で保持された球体５は、カッターＢのシャンク２０が挿入されない状態では、図２あるいは図４に図示するように、第１スリーブ６の外周面と第２スリーブ３の内周面の断面コの字状の環状の溝３ａによって、球体５の内側と外側の部分が保持される。一方、シャンク２０が挿入された状態では、図５に拡大して図示するように、球体５の外側の部分は第２スリーブ３の相対的に突出した部分（上記「断面コの字状の環状の溝３ａ」の先端方の部分）３ｅに当接し、内側の部分はカッターＢのシャンク２０の外周面に形成された凹部２３に当接することによって保持されることになる。
ところで、カッターＢのシャンク２０は、図１あるいはその要部を拡大した図５に図示するように、先端部２０ｂが上記アーバーＡの開口部２に挿入可能な外径に形成され、該基端部２０ｃの外径は先端部２０ｂより縮径し、それらの間に段部２１が形成されている。つまり、基端部２０ｃの外径は、上記アーバー本体１の開口部２に配設されている第１スリーブ６の内径に等しく（正確には内径よりやや小径に）構成され、上記段部２１は、上記第１スリーブ６先端の当接面６ａに対応した傾斜面（当接面６ａに面接合するような傾斜面）で構成されている。そして、上記段部２１の先端方（図において下端方）には該段部２１に隣接して、上記球体５を収容する凹部２３が形成されている。この凹部２３は、円錐型の凹部で、シャンク２０の軸周方向の配置において、アーバーＡの軸断面を表す図３に示す球体５の配置に対応して、１２０度の間隔で３箇所に形成されている。しかし、１２０度の間隔に限定されることなく、９０度あるいは６０度等の角度であってもよい。あるいは軸芯に対して非点対象的な角度に形成されていてもよく、かかる場合には、アーバーに対してカッターの回転方向の位置を特定したい場合には適した構成となる。ところで、上記段部２１と凹部２３との間の外径寸法は、上記アーバーＡ側の第１スリーブ６が球体５と接触し始める先端部分の外径に等しくなり、シャンク２０がアーバー本体１の開口部２に挿入される際に、球体５が第１スリーブ６の外周面からシャンク２０側に円滑に乗り継ぎできるようになっている。そして、上記凹部２３の先端側（刃部２２側）は、基端側に比べてやや大径になり、上記球体５がそれ以上シャンクの先端方に移動しないよう構成されている。つまり、上記大径になった部分が球体５の先端側へのストッパーとしての機能を果たすよう構成されている。また、シャンク２０は、図１、図５に図示するように、長さ的に、上記アーバー本体１の開口部２に挿入完了時に、該開口部２の底部（有底穴１０との段差部分）にシャンク２０の基礎端面が当接するような寸法に構成されている。
また、上述したアーバー本体１の開口部２の中心線の基端（図１、図２おいて上方端）側への延長線上には、該開口部２より小径になった有底穴１０が形成され、この有底穴１０内には、圧縮可能なコイルスプリング１１が配設されている。一方、上記カッターＢのシャンク２０の中心線（軸芯）上には、貫通穴２５が形成され、この貫通穴（請求項５で言う「センターピン挿通穴」）２５内にアーバーＡ側に後退自在にセンターピン３０が配設されている。上記貫通穴２５は基端（上端）部が大径にその先端（下端）側がセンターピン３０の外径に等しい内径（正確にはやや太径）に構成されるとともに、その接続部分には、シート面３０ａと共に液封機構を形成するテーパ状のシート面（請求項５で言う「接合面」）２５ａが形成されている。そして、上記センターピン３０は、上記シート面２５ａに密着可能なテーパ状のシート面３０ａを下端に具備した鍔部３０Ａを有し、この鍔部３０Ａの上端に、センターピン３０を先端方に押圧する上記コイルスプリング１１の下端が係止されている。このセンターピン３０は、このコイルスプリング１１の押圧力に抗して、カッターＢに対して、アーバーＡ側に後退可能に配設されている。
また、上記センターピン３０の外周には、センターピンを拡大して表す図６に示すように、上端から所定寸法（距離）Ｌだけ除いて、螺旋状の溝３０ｃが形成され、上記シート面２５ａ，３０ａが離間した状態で、且つセンターピン３０が所定寸法Ｌ以上基端側に後退したとき、クーラントを上方から下方に必要な量だけ供給できるようになっている。この所定寸法Ｌは、上記センターピン３０が基端からコイルスプリング１１によって先端方に押圧された自由状態（センターピン３０に先端側から外力が作用しない状態をいう）において、該センターピン３０の先端がシャンク先端の刃部から先端方に突出した寸法Ｗに略等しく構成されている。
また、上記アーバー本体１の軸方向の中央部位よりやや下方には、リング状の部材１５が該アーバー本体１に対して回転自在になるよう且つＯリング１６によって液密状になるよう配設されるとともに、このリング状の部材１５に半径方向を中心側に向かう貫通穴１５ａを形成するとともに、この貫通穴１５ａと連なるよう、アーバー本体１の外周面から上記有底穴１０の内周面に先端が到り、該先端が有底穴１０の内周面に開口した、貫通穴１３が形成されている。なお、図１において、上記リング状の部材１５の左端に取着されているねじ１７は、図示しない固定金具に取着するためのねじである。
従って、上記リング状の部材１５の貫通穴１５ａからクーラントを供給すると、回転しているアーバー本体１の貫通穴１３および有底穴１０を経て、上記貫通穴２５（センターピン３０）側にクーラントを供給することができる。つまり、リング状の部材１５の貫通穴１５ａから貫通穴２５（センターピン３０）に到るクーラントの通路が形成され、穿設時にのみ、カッターＢの内周側からクーラントを切削部分に供給できるようになっている。
しかして、上述のように構成されたシャンク取着構造は、アーバーに対してカッターの脱着が以下のように簡単におこなえ、且つ簡単に特殊な工作機械を使用することなく加工でき、また簡単に組立てをおこなうことができる。しかも、穿設作業時にも、回転しているカッターに対してクーラントの供給が必要なときに自動的にクーラントを供給することができる。即ち、カッターＢをアーバーＡへ取着する際には、単に、アーバーＡの開口部２にカッターＢのシャンク２０を挿入すると、該シャンク２０の段部２１が、第１スリーブ６の傾斜面６ａに当接して該第１スリーブ６をアーバーＡの基端側に後退させる結果、球体５が半径方向内径側への拘束が解除されて該内径側に突出し、該球体５がシャンク２０の挿入に従って該シャンク２０の外周面に沿って移動し、シャンク２０の凹部２３に収納される。その結果、図１に図示するように、シャンク２０はアーバーＡ側にその状態で固定される。
そして、アーバーＡからカッターＢを取り外す際には、図１に図示する状態で、コイルスプリング４の弾性力に抗して、第２スリーブ３をアーバー本体１に対して先端方（図１において下方）に移動させるだけでよい。つまり、このように第２スリーブ３を移動させると、球体５が第２スリーブ３の環状の溝３ａに一致して外径方に移動（後退）して該球体５の一部が該溝３ａに収容される結果、該球体５と凹部２３の係止状態が解除されて、アーバーＡからカッターＢを下方に簡単に取り外すことができる。なお、この際、シャンク２０の下方（先端方）への移動に伴って、第１スリーブ６がコイルスプリング８の弾性力でアーバー本体１に対して先端方（図１において下方）に移動し、図４に図示するように、上記球体５を内径側から保持する。この際、第１スリーブ６の当接面６ｂは、上記球体５を基端（図１において上端）側からも当接保持し、この結果、球体５は保持穴９内にその状態で保持される。
ところで、上述のように、アーバーＡにカッターＢが取着された状態において、鋼板等の被穿設物に穴明け加工を行う際には、図１に図示するリング状の部材１５の貫通穴１５ａにクーラント供給用のホースを接続してクーラントを供給するよう構成すれば、センターピン３０の先端が被穿設物に当接するまでは、上記シート面２５ａ，３０ａの接触によってクーラントの供給がおこなわれず、該センターピン３０が所定寸法（上述の寸法Ｌ）だけ基端側に後退すると、つまり、刃部２２によって穿設加工が開始されると、貫通穴１５ａから、有底穴１０，シャンク２０の貫通穴２５を経て、上記シート面２５ａ，３０ａを通過して、センターピン３０の螺旋状の溝３０ｃから、その外径方に位置するカッターＢの刃部２２にクーラントが供給される。
また、このシャンク取着構造の場合、上記第１スリーブ６、第２スリーブ３は全て円形あるいはその組合せによって形状的に構成されているため、単に汎用の施盤等を使用して簡単に加工することができ、また、アーバー本体１の各部も、同様に全て円形あるいはその組合せによって形状的に構成されているため、汎用の施盤あるいはボール盤を使用して簡単に加工することができる。そして、弾性部材であるコイルスプリングも、単に内周面あるいは外周面に装着するだけでよいため、組立においても簡単におこなうことができる。
（実施例２）
次に、本発明にかかる第２の実施例を、図７〜図１１に基づいて説明する。この第２の実施例にかかるシャンク取着構造は、上記第１の実施例にかかるシャンク取着構造と基本的に同じ構成を有する。
図７〜図１０に図示するように、このシャンク取着構造は、アーバーＡを有し、このアーバーＡは、駆動装置の回転軸に装着するテーパ状の装着部分１１２と、内部に形成された有底穴１１０と、開口部１０２とを備えたアーバー本体１０１を具備する。上記開口部１０２の開口端近傍に、上記アーバー本体１０１は、該アーバー本体１０１の壁部を貫通する６個の保持穴１０９を具備する。この６個の保持穴１０９は、上記アーバー本体１０１の周囲に均等間隔を有して配置されている。球体１０５からなる係止部材は、上記各保持穴１０９内に保持されている。
第１スリーブ（この実施例ではインナースリーブともいう）１０６は、上記開口部１０２の端部近傍において上記アーバー本体１０１の有底穴１１０の内周面を長手方向にスライド自在に配置されている。この第１スリーブ１０６は、上記開口部１０２の端部側に、コイルスプリング１０８によって、弾性的に押圧されている。この第１スリーブ１０６は、壁面１２６を有し、この壁面１２６は、上記係止部材である球体１０５が上記保持穴１０９からアーバー本体１０１の内周側に飛び出すのを阻止している。第２スリーブ（この実施例ではリリースカラーともいう）１０３は、上記開口部１０２の端部近傍において上記アーバー本体１０１の外周面に沿って長手方向にスライド自在に配置されている。この第２スリーブ１０３は、図７に示すカッターＢ（図８参照）のシャンク１２０を保持しない位置（非保持位置）から、図８に示すカッターＢのシャンク１２０を保持する位置（保持位置）までの領域をスライド可能に構成されている。非保持位置では、上記係止部材である球体１０５が、半径方向外方の、上記第２スリーブ１０３の内周面に形成されたコの字状の環状の溝１０３ａ内に入り込むのを許容する。また、この非保持位置では、上記第１スリーブ１０６が上記係止部材である球体１０５を内周方から保持するよう移動できる。
上記保持位置では、図８に図示するように、上記係止部材である球体１０５は、上記第２スリーブ１０３に形成された溝１０３ａ内から半径方向内方へ押し出され、アーバー本体１０１の半径方向内方へ移動する。球体１０５は、上記第１スリーブ１０６がアーバー本体１０１の基端方へ長手方向に移動させられるまでは、上述の如く、アーバー本体１０１の半径方向内方への移動はできない。上記第２スリーブ１０３は、上記保持位置に移動する方向に、コイルスプリング１０４によって押圧されている。このコイルスプリング１０４の上記開口部１０２の開口端側は、抜け止め用のストッパー（スプリングリテイナー）１４１によって保持されている。また、環状の係止リング１４０は、上記第２スリーブ１０３のアーバー本体１０１に対してその基端側への動き、つまり基端側へのスライド領域を規制する。
上記アーバー本体１０１の中央部位よりやや下方の外周面には、リング状の部材（クーラントカラー）１１５が、該アーバー本体１０１に対して回転可能に配置され、該リング状の部材１１５はスナップリング１４０によってその位置に保持されている。二つのＯリング１１６が、上記アーバー本体１０１と上記リング状の部材１１５の間に、これらの部材での液密性を保持すべく配置されている。クーラントカップリング１４４が、アーバー本体１０１にクーラントを供給すべく、上記リング状の部材１１５に螺着されている。アーバー本体１０１は、環状の溝１４６を外周に有するとともに、その溝１４６に連通する貫通穴１１３を有し、クーラントを上記溝１４６からアーバー本体１０１の内部に導くようになっている。この実施例では、使用中に上記リング状の部材１１５の回転を阻止するための、アーバーアーム１５０が該部材１１５に固着されている。また、コイルスプリング１１１が、上記アーバー本体１０１の有底穴１１０に配設されている。
この実施例にかかるシャンク取着構造では、環状カッターＢを使用すべく設計されており、この環状カッターＢは、その中心線上には、センターピン１３０が後退自在に配置されている。この環状カッターＢは、第１部位１６０と、第２部位１６２と、該第１部位１６０と第２部位１６２の中間に位置する環状突出部１６４を備えたシャンク１２０を有する。上記第１部位１６０と第２部位１６２は、共に円筒状の形状を有し、上記第１部位１６０は、上記第２部位１６２に比べて、太径になっている。この第１部位１６０には、該シャンク１２０の外周に均等の間隔をもって配置された円錐状の凹部１２３が形成されている。上記センターピン１３０は、アーバー本体１０１の内部に対して密接（シート）する鍔部１３０Ａと、クーラントのカッターＢ側への供給を可能にする長手方向（軸方向）の溝１３０ｃ（図９〜図１１参照）を有する。
そして、上記構成からなる本シャンク取着構造は、使用に際し、上記カッターＢのシャンク部分を、アーバー本体１０１の開口部１０２に挿入することができるよう、そして、挿入完了時点で、アーバー本体１０１内にカッターＢが確実に保持することが可能なように設計されている。このシャンク取着構造は、当初、図７に図示するような状態にある。そして、カッターＢを上記アーバー本体１０１の開口部１０２内に挿入するとき、上記環状突出部１６４が上記第１スリーブ１０６に係合して、この第１スリーブ１０６をコイルスプリング１０８の押圧力に抗してアーバー本体１０１基端側へ移動させる。カッターＢがアーバー本体１０１内に完全に挿入されるやいなや、上記係止部材である球体１０５が、半径方向内方に移動してカッターＢのシャンク１２０の上記凹部１２３に係合する。この動作は、上記コイルスプリング１０４の押圧力のもとで、上記第２スリーブ１０３を介して、自動的に生じさせる。上記凹部１２３内への球体１０５の動作がおこると同時に、第２スリーブ１０３は、上記コイルスプリング１０４の押圧力によって、上記保持位置（図８参照）に移動する。
クーラントは、上記リング状の部１１５を通して、アーバー本体１０１内に供給することができる。切削作業中、カッターＢは被切削物に対して切り込まれて行くので、上記センターピン１３０は、アーバー本体１０１に対して基端側に押圧され、該センターピン１３０の鍔部１３０ＡはカッターＢの内部に密着している状態から解除される。図９から図１１に図示するように、この動作は、クーラントを、センターピン１３０の上記鍔部１３０Ａを経て上記溝１３０ｃに供給することを許容する。アーバー本体１０１内部のＯリング１１７は、アーバー本体１０１とカッターＢのシャンク１２０との間のシール機能を果たし、それによって、カッターＢの外周へのクーラントの漏出を防止することができる。
上記アーバーＡに取着したカッターＢを外し際は、上記第２スリーブ１０３をコイルスプリング１０４の押圧力に抗してアーバー本体１０１の先端側に、手で移動させることによっておこなう。上記非保持位置の状態（図７参照）では、上記球体１０５は、上記第１スリーブ１０６を介して又カッターＢのシャンク１２０を介して、上記コイルスプリング１０８の押圧力の作用で、自動的に半径方向外方に移動させられる。球体１０５が半径方向外方に移動する際、上記第１スリーブ１０６を介してコイルスプリング１１１の押圧力により、カッターＢは自動的にアーバー本体１０１から排出される。また、このカッターＢの排出と同時に、上記第１スリーブ１０６は、当接面１０６ｂが球体１０５と当接する位置まで、自動的にアーバー本体１０１の先端側に移動する。この先端側に移動した状態において、この第１スリーブ１０６は、上記球体１０５がアーバー本体１０１の内方に飛び出すのを阻止することになる。
〔産業上の利用の可能性〕
本願発明にかかるシャンク取着構造は、ボール盤、手持式のパワードリル、ハンマードリル等へのカッター等の刃物の脱着に利用できる。しかも、このシャンク取着構造は、構成が簡単で、加工が容易な、且つ組立てが短時間で簡単におこなえるシャンク取着構造となる。
従って、従来のシャンク取着構造に比べて安価に製造することができるとともに、構造が簡単であることから高い信頼性を得ることができる。
また、アーバー側へのカッターの脱着を片手で簡単におこなうことができるため、工具交換に要する時間を節約することができ、且つ作業者の労力を軽減することができる。
さらに、ワンタッチ式のシャンク取着構造において、簡単にしかも加工時のみ有効にクーラントを供給することができる構成を実現できる。

Claims (9)

1. アーバーの先端に形成される開口部の内周面に、係止部材を外径方に後退自在に配置して、カッターの基端に設けられたシャンクを、アーバーの開口部にワッタッチ式に脱着自在に取着するよう構成したシャンクの脱着構造において、
   上記シャンクを、上記アーバーに配置された係止部材が外径方に後退している状態において通過できるような外径に形成するとともに、該シャンクの基端部をさらに縮径させて当接用の段部を形成し、この段部の先端方に上記係止部材が内径方に突出している状態において該係止部材の突出している部分を収納する凹部を形成し、且つアーバーの開口部に挿入完了時に該開口部の底面にシャンクの基端面が当接する長さに構成し、
   且つ、上記アーバーの開口部の内周面に、
   上記シャンクの当接用の段部に先端が当接して基端側に後退可能になり、外周面によって上記係止部材を外径方に後退させた状態を維持可能に、且つ、シャンク挿入時に縮径したシャンク基端部が通過可能な内周面を有する、第１スリーブを配設するとともに、
   この第１スリーブのスライド動作領域内に上記係止部材を保持する保持穴をアーバーの壁部に形成し、
   この第１スリーブを弾性部材によって開口端方に押圧して、シャンクの段部が先端に当接するまで、上記係止部材を外径方に後退させた状態を維持するよう構成し、
   上記アーバーの外周面に、軸方向の先端あるいは基端のいずれか一方の方向に移動可能になり、該一方の方向に移動した状態において内周面で上記係止部材を内径方に押圧可能で且つ移動しない状態において係止部材を外径方に収容できるよう第２スリーブを配設するとともに、
   この第２スリーブを弾性部材によって上記一方の方向に押圧して、係止部材がシャンクの凹部に収納されている状態を維持し、この弾性部材の弾性力に抗して第２スリーブを該一方の方向とは反対の方向に移動させることによって、係止部材を外径方に後退可能に構成したことを特徴とするシャンク取着構造。
2. 前記第２スリーブの軸方向の一方の方向が、基端側であり、該一方の方向とは反対の方向が先端側であることを特徴とする請求項１記載のシャンク取着構造。
3. 前記第２スリーブの軸方向の一方の方向が、先端側であり、該一方の方向とは反対の方向が基端側であることを特徴とする請求項１記載のシャンク取着構造。
4. 前記係止部材が球体であり、前記第１スリーブを押圧する弾性部材がアーバーの開口部の内周面に外周が沿うような寸法のコイルスプリングで構成され、前記第２スリーブを押圧する弾性部材がアーバーの外周面に内周が沿い外周が第２スリーブの内周面に沿うような寸法のコイルスプリングであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１の項に記載のシャンク取着構造。
5. 前記アーバーの開口部から、基端側に該開口部より小径のクーラント供給用の穴部を延設するとともに、この穴部に先端が開口した半径方向に延びる貫通穴を形成し、この穴が位置するアーバーの外周に該アーバーに対して回転可能にリング部材を取着し、このリング部材とアーバーの間に液封用のシール部材を介装し、
   且つ、上記シャンクの軸芯部分に、上端から先端側にクーラントを挿通可能な通路を形成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１の項に記載のシャンク取着構造。
6. 前記クーラント供給用の穴部に、コイルスプリングを配設するとともに、該コイルスプリングが先端方に押圧して先端がカッターの先端から突出するよう、センターピンを、上記穴部側に後退可能にシャンクのセンターピン挿通穴に配置するとともに、
   このセンターピンの基端部に、該センターピンが突出した際にシャンク側に係合する鍔部を形成するとともに、この鍔部と該鍔部が係合する上記センターピン挿通穴上端の係合面とが当接している状態において液封可能な液封機構を形成するよう構成したことを特徴とする請求項５記載のシャンク取着構造。
7. 前記液封機構を形成する鍔部と前記係合面とが、互いに接合するテーパ面を具備することを特徴とする請求項６記載のシャンク取着構造。
8. 前記センターピンの外周面とその外周面に接触するシャンクのセンターピン挿通穴の内周面とのうち、センターピンの前記鍔部の下方から所定寸法下がった位置から下方にクーラントの通路を形成するための螺旋状の溝が形成されていることを特徴とする請求項７記載のシャンク取着構造。
9. 前記所定寸法下がった位置が、前記センターピンが基端からコイルスプリングで先端方に押圧された自由状態において、該センターピンがシャンク先端の刃部から先端方に突出した寸法に略等しいことを特徴とする請求項８記載のシャンク取着構造。

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