JP4672604B2 - 回転工具の加工深さ調整装置 - Google Patents
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Description
従来、ねじ締め工具本体に対して取り外し可能なねじ締め深さ調整装置に関する技術として、例えば実用新案登録第2510156号公報あるいは米国特許第6758116号公報に開示された技術が提供されている。前者の公報に開示された深さ調整装置は、深さ調整用の操作スリーブを工具本体の先端部に取り付けねじ部を介して取り付ける構成としたもので、工具本体の取り付けねじ部に対する操作スリーブのねじ込み量を調整することで、当該操作スリーブ先端からのねじ締めビットの突き出し量(ねじ締め深さ)を調整することができる。この前者の深さ調整装置によれば、操作スリーブを回転させてねじ部を外すことにより工具本体から取り外すことができる。
また、後者の公報に開示された深さ調整装置は、弾性力を有する係合爪部を工具本体に係合させて取り付ける構成としたもの、取り外す場合にはこの係合爪部を弾性力に抗して変形させる構成となっている。この後者の深さ調整装置によれば、係合爪部を変形させながら当該装置を引き抜くことにより工具本体から取り外すことができる。
また、従来取り外し作業が面倒であったので、例えば当該深さ調整装置を工具本体から取り外して行う必要があるねじの緩め作業を迅速に行うことができなかった。
さらに、後者の深さ調整装置によれば、係合爪部を工具本体に対して弾性的に係合させて当該調整装置を工具本体に対して取り付ける構成であったので、係合爪部の弾性の範囲で当該調整装置のがたつきが発生し、強固に取り付けておくことが困難であった。
このように、従来の加工深さ調整装置は、工具本体に対する取り付け、取り外し操作が面倒であるもの、逆に取り付け、取り外しは簡単に行うことができても工具本体に対してがたつきなく強固に取り付けておくことが困難なものであった。
そこで、本発明は、工具本体に対する取り付け、取り外しが簡単で、しかもがたつきなく強固に取り付けておくことができる加工深さ調整装置を提供することを目的とする。
請求項1記載の加工深さ調整装置によれば、操作部材をロック位置に回転操作した状態では、中間部材の係合部が工具本体に凹凸係合して当該加工深さ調整装置が工具本体に対して取り外し不能な状態に取り付けられる。操作部材をアンロック位置に回転操作すると、中間部材の係合部が工具本体に対して離脱し、これにより上記凹凸形状状態を解除可能な状態となって当該加工深さ調整装置を工具本体から取り外し可能となる。
このように中間部材の係合部を工具本体に係脱させることにより工具本体に対して取り付け、取り外し可能な状態とする構成であるので、従来のようにねじ結合を利用する構成とした場合のように操作部材を何回も回転させる必要はなく、ロック位置とアンロック位置との間で操作部材を回転操作すれば、当該加工深さ調整装置を工具本体から取り外すことができ、逆に工具本体に取り付けることができ、この点で取り付け、取り外し操作を簡単に行うことができる。
加工深さ調整装置を迅速かつ簡単に取り外すことができるので、例えばねじの緩め作業を効率よく行うことができる。
また、係合部材を工具本体に対して凹凸係合させ、この凹凸係合状態が操作部材によりロックされて当該加工深さ調整装置が工具本体に取り付けられる構成であり、従来のように係合爪を弾性的に係合させて取り付ける構成ではないので、取り付け状態において従来のようながたつきを発生することなく強固に取り付けることができる。
一方、操作部材をアンロック位置に回転操作すると、第2係合部を介して操作部材が中間部材に対して回転について一体化される。このため、そのまま操作部材を回転させることにより中間部材を回転させることができ、中間部材を回転させることにより調整部材を加工深さ方向に移動させて先端工具の加工材に対する加工深さを調整することができる。また、操作部材がアンロック位置に回転操作されると、第1係合部の工具本体に対する凹凸係合状態が解除されて離脱可能な状態となる。このため、操作部材をロック位置からアンロック位置に回転操作すれば、当該加工深さ調整装置を工具本体から取り外すことができる。このため、従来のようにねじ部を外すために操作部材を何回も回転させる必要はなく、簡単な操作で加工深さ調整装置を工具本体から取り外すことができる。
請求項3記載の加工深さ調整装置によれば、第1係合部としての球体と、工具本体の係合凹部との凹凸係合により当該加工深さ調整装置が工具本体に対してがたつきなく強固に取り付けられる。操作部材を従来のように何回も回転させることなく、単にロック位置からアンロック位置に回転操作すれば、第1係合部としての球体が係合凹部から離脱可能となって当該加工深さ調整装置を工具本体から簡単に取り外すことができる。
このねじ締め機1の工具本体2の先端には、ギヤハウジング3が取り付けられている。このギヤハウジング3には、工具本体2に内蔵された電動モータ(図示省略)の回転出力を減速するギヤ列が収容されている。工具本体2の構成については従来と同様であり、本実施形態において特に変更を要しないので詳細な説明は省略する。
図3に示すようにギヤハウジング3を先端部に取り付けた本体ハウジング2aには軸受け4を介して駆動軸5がその軸周りに回転自在に支持されている。この駆動軸5には駆動ギヤ6(平歯車)が固定されている。この駆動ギヤ6および図示省略した歯車列を介して電動モータの回転出力が駆動軸5に伝達される。
駆動ギヤ6の先端面(図3において右側面)には駆動側クラッチ歯6a〜6aが設けられている。駆動ギヤ6の後端面側(図3において左側面側)にはスラスト軸受け7が配置されている。このスラスト軸受け7によりねじ締め作業時等に駆動ギヤ6に付加される左方向の荷重が受けられる。
駆動軸5の先端部は、スピンドル8の後端面に設けた支持孔8b内に挿入されている。これによりスピンドル8は駆動軸5に対して同軸で相対回転可能かつ軸方向に相対移動可能に支持されている。また、このスピンドル8は軸受け9を介してギヤハウジング3に対してその軸周りに回転自在かつ軸方向に移動可能に支持されている。スピンドル8の後端面にはクラッチ歯8a〜8aが設けられている。スピンドル8が駆動軸6に対して図3において左側に後退すると、このスピンドル8の従動側クラッチ歯8a〜8aが上記駆動ギヤ6の駆動側クラッチ歯6a〜6aに噛み合う。両クラッチ歯6a〜6a、8a〜8aが噛み合った状態で駆動ギヤ6の回転動力がスピンドル8側に伝達される。
ねじ締めの進行に伴って回転工具1が変位し、これにより本例に加工深さ調整装置20の加工材当接面21aが加工材Wに当接する。この当接状態でさらにスピンドル8およびねじ締めビット12が回転することによりねじ締めが進行する。ねじ締めの進行に伴ってスピンドル8が圧縮ばね10により前進して、駆動側クラッチ歯6a〜6aに対する従動側クラッチ歯8a〜8aの噛み合いが解除されると、ねじ締めが完了する。
スピンドル8はギヤハウジング3のほぼ前端部(図3において右端部)にまで延びている。スピンドル8の先端には、ビット装着用の装着孔8cが同軸に形成されている。この装着孔8c内に装着軸部12aを挿入して、先端工具としてのねじ締めビット12がスピンドル8の先端に同軸に装着されている。ねじ締めビット12とスピンドル8と駆動軸5は、同軸(軸線J)に配置されている。
装着孔8cの内周側には、リーフスプリング13で突き出し方向に付勢された鋼球14が支持されている。この鋼球14が、装着軸部12aに設けた抜け止め溝12bに弾性的に嵌り込むことにより、当該ねじ締めビット12が振動等によって脱落しない状態に保持されている。この鋼球14の付勢力に抗して装着軸部12aを装着孔8cから抜き出すことにより当該ねじ締めビット12をスピンドル8から容易に取り外すことができ、これにより別の先端工具に容易に交換することができるようになっている。
このねじ締めビット12の周囲を取り囲む状態で本実施形態の加工深さ調整装置20が取り付けられている。
保持部3bの外周面には、断面半円形状の係合凹部3d〜3dが一定の間隔をおいて多数設けられている。図示するように各係合凹部3dは、後述する鋼球24をがたつきなくはめ込み可能な幅(当該保持部3bの周方向の幅)で、各鋼球24の直径よりもやや大きな長さ(当該保持部3bの軸線J方向の長さ)に形成されている。
このガイド部3aおよび保持部3bを介して本例の加工深さ調整装置20がギヤハウジング3に取り付けられている。
本例の加工深さ調整装置20は、軸線J方向に移動可能に支持された調整部材21と、この調整部材21に相対回転可能に結合された中間部材22と、この中間部材22に対してロック位置とアンロック位置との間を回転操作可能に支持された操作部材23を備えている。
調整部材21と中間部材22と操作部材23はそれぞれ概ね円筒形状を有するもので、本実施形態ではいずれも樹脂成型品が用いられている。調整部材21は、その先端側に前記した加工材当接部21aを有し、後端外周側に調整ねじ軸部21bを有し、後端内周側に二つのガイド突部21c,21cを有している。
このことから、加工深さ調整装置20の加工材当接部21aの工具本体2側に対する相対位置を調整することにより、加工材Wに対するねじSの締め込み深さ(加工深さ)が調整される。工具本体2に対して調整部材21を図示右側に移動させれば、ねじSの締め込み深さは浅くなり、図示左側に移動させれば深くなる。ねじ締めの進行によりねじ締めビット12がねじ締め込み方向(図3において右方)に移動して駆動側クラッチ歯6a〜6aと従動側クラッチ歯8a〜8aが外れる時点で、ねじ締めビット12の先端がちょうど調整部材21の加工材当接部21aに一致するように当該調整部材21の軸線J方向の位置を調整することにより、ねじSがその頭部を加工材Wの上面にほぼ一致させた状態に締め込まれる。
一方、調整部材21の後部側は、中間部材22の先端内周側に進入している。調整部材21の後部に設けた調整ねじ軸部21bは、中間部材22の先端内周側に設けた調整ねじ孔部22aにねじ込まれている。このため、ギヤハウジング3に対して中間部材22が回転すると、調整ねじ軸部21bと調整ねじ孔部22aとの噛み合い作用により、また上記したように調整部材21がギヤハウジング3に対して回転不能であることから、当該調整部材21はギヤハウジング3に対してスピンドル8の軸線J方向(ねじ締め方向)に沿って移動する。
図3および図4に示すように第1および第2係合アーム22b〜22b,22c〜22cは、ギヤハウジング3の保持部3bと操作部材23との間の隙間に進入している。図3および図4に示す状態では、第1係合アーム22bの先端に保持した各鋼球24は、ギヤハウジング3の保持部3bに設けた係合凹部3d内に嵌り込んだ状態となっている。本実施形態では、保持部3bには、合計12カ所の係合凹部3d〜3dが周方向等間隔に配置されている。この合計12カ所のうちの3カ所の係合凹部3d〜3d内に3個の鋼球24〜24が同時に嵌り込んだ状態となっている。
また、図3および図4に示す状態では、3カ所の鋼球24〜24は、操作部材23の内周面によって径方向外方への変位が規制されている。これが、当該加工深さ調整装置20のギヤハウジング3に対する取り付けロック状態に相当する。この取り付けロック状態では操作部材23がロック位置に位置している。
各第2係合アーム22cの先端部には、半球形状の係合突部22eが設けられている。各係合突部22eは、径方向外向きに突き出されている。各係合突部22eは、操作部材23の内周面に設けたカム溝部23a内に進入している。このカム溝部23aは、第2係合アーム22cに対応して、当該操作部材23の内周3等分位置の合計3カ所に設けられている。この3カ所のカム溝部23a〜23aは、それぞれ径方向の深さが周方向に連続的に変化する状態に設けられている。このため、各係合突部22eが相対的にカム溝部23aの最も深い中央に位置する状態では、各第2係合アーム22cはその弾性力により径方向外側に変位した状態となっている。この状態が図3および図4に示されている。図4において操作部材23を右側(白抜きの矢印で示す方向)若しくは左側に回転操作すると、各第2係合アーム22cの係合突部22eが相対的に各カム溝部23aの浅い位置へ移動する。この際、各第2係合アーム22cは、その弾性に抗して径方向内側へ変位する。各カム溝部23aの最も浅い位置(両端部)には、それぞれ位置保持凹部23b,23bが設けられている。
また、操作部材23の内周面には、上記した3カ所のカム溝部23a〜23aとは別に、合計6カ所の逃がし凹部23c〜23cが設けられている。この合計6カ所の逃がし凹部23c〜23cは、中間部材22の第1係合アーム22b〜22bに対応する周方向3等分位置に2個づつ配置されている。
図4に示すように第2係合アーム22cの係合突部22eがカム溝部23aの中央(最も深い位置)に位置する状態では、各鋼球24は相互に隣接する二カ所の逃がし凹部23c,23c間に位置している。この状態では、各鋼球24は径方向外側への変位が規制された状態となり、その結果各鋼球24はギヤハウジング3の係合凹部3d内に嵌り込んだ状態に保持されている。この状態では、各鋼球24が係合凹部3d内から離脱不能な状態であり、かつがたつきなく嵌り込んだ状態に固定されているので、当該加工深さ調整装置20がギヤハウジング3に対してがたつくことなく強固に固定された状態となっている。
これに対して上記したように操作部材23を角度θ1だけ回転操作して、各第2係合アーム22cの係合突部22eが位置保持凹部23b内に嵌り込んだ状態となると、各鋼球24の径方向外側にそれぞれ逃がし凹部23cが位置する状態となる。この状態では、各鋼球24は各逃がし凹部23c内に進入して径方向外側へ変位可能な状態となる。各鋼球24が径方向外側へ変位して操作部材23の逃がし凹部23c内に進入すると、ギヤハウジング3の各係合凹部3d内から離脱した状態となる。各鋼球24が係合凹部3d内から離脱することにより、中間部材22ひいては当該加工深さ調整装置20がギヤハウジング3の保持部3bから取り外し可能な状態となる。図2は、当該加工深さ調整装置20がギヤハウジング3から取り外された状態を示している。
このため、そのまま操作部材23を図中白抜きの矢印方向(右側)に、例えば角度θ2だけさらに回転操作することにより、中間部材22を一体で右側に角度θ2だけ回転させることができる。操作部材23の回転操作により中間部材22がギヤハウジング3に対して角度θ2だけ回転した状態が図7および図8に示されている。図4と図8を比較すると、操作部材23は角度(θ1+θ2)だけ図示右回りに回転操作され、これにより中間部材22が同じく右回りに角度θ2だけ回転した状態となっている。
前記したように中間部材22がギヤハウジング3に対して軸線J回りに回転すると、その調整ねじ孔部22aと調整部材21の調整ねじ軸部21bとの噛み合い作用およびガイド部3aのガイド溝3cに対する調整部材21のガイド突部21cの案内作用により当該調整部材21がギヤハウジング3に対して軸線J方向に移動する。
調整部材21がギヤハウジング3に対して軸線J方向に進退することにより、動力遮断時における加工材当接部21aに対するねじ締めビット12の先端部の相対位置を変化させることができ、これによりねじ締め深さ(加工深さ)を変化させることができる。
本実施形態では、調整ねじ軸部21bおよび調整ねじ孔部22aが右ねじで形成されている。このため、操作部材23を右回り方向(図4中白抜きの矢印方向)に回転操作すると、調整部材21が図3において左側に後退する。この場合には、ねじ締め深さが深くなる。
また、操作部材23がアンロック位置に回転操作されると、この場合にも各鋼球24の径方向外側に逃がし凹部23cが位置して、当該鋼球24がギヤハウジング3の各係合凹部3dから離脱可能な状態となる。
このため、この段階で、操作部材23を把持したまま当該加工深さ調整装置20を軸線J方向に引き抜いてギヤハウジング3から取り外すことができ、若しくは操作部材23をそのまま回転操作することにより中間部材22を一体で回転させて調整部材21をギヤハウジング3に対して移動させることができる。操作部材23を左回りに回転操作すると、調整部材21は図3において右側に進出し、従ってねじ締め深さを浅くすることができる。
また、取り付けに際しても、操作部材23を中間部材22に対してアンロック位置に位置させて各係合突部22eが位置保持凹部23b内に嵌り込んだ状態のまま、当該加工深さ調整装置20の内周側にギヤハウジング3のガイド部3aと保持部3bを挿入して当該加工深さ調整装置20をギヤハウジング3にセットし、さらに操作部材23をロック位置側に回転操作する。回転当初は、第2係合アーム22c〜22cの各係合突部22eが一保持凹部23bに係合されていることにより操作部材23と中間部材22が一体で回転する。操作部材23と中間部材22が一体で回転することにより、各鋼球24がギヤハウジング3側の係合凹部3dに至って嵌り込み、これにより各鋼球24が逃がし凹部23cから離脱して操作部材23が回転について中間部材22から切り離される。このため、そのまま操作部材23をロック側に回転操作すると、中間部材22の各係合突部22eが相対的に位置保持凹部23bから外れてカム溝23aの中央に移動する。この状態では、各鋼球24がギヤハウジング3側の係合凹部3d内に嵌り込んで、中間部材22ひいては当該加工深さ調整装置20がギヤハウジング3に対して取り付けられた状態となる。
また、当該加工深さ調整装置20の取り付け状態では、周方向3カ所の鋼球24〜24がそれぞれギヤハウジング3側の係合凹部3d内にがたつきなく嵌り込んで、この嵌り込み状態が操作部材23によりロックされている。このため、従来の係合爪部の弾性力を利用して取り付ける構成とした場合に比して当該加工深さ調整装置20を工具本体2に対してがたつきなく強固に取り付けることができる。
さらに、操作部材23を図4に示すロック位置から角度θ1だけアンロック位置側に回転操作して図6に示すアンロック状態とすることにより操作部材23と中間部材22を回転について一体化される。従って、そのまま操作部材23をさらに同じ方向に回転操作することにより中間部材22を調整部材21に対して回転させることができ、これにより当該調整部材21を軸線J方向に移動させて加工深さを調整することができる。
また、回転工具としてねじ締め機1を例示したが、先端工具としてのドリルビットを回転させて加工材Wに孔あけ作業を行う電動ドライバに例示した加工深さ調整装置20を適用することもできる。
また、各カム溝部23aの両端に位置保持凹部23b,23bを設けた構成を例示したが、これらは省略することができる。位置保持凹部23b,23bを備えない場合であっても、第2係合アーム22cの係合突部22eが操作部材とギヤハウジング3の保持部3bとの間に挟み込まれることにより当該操作部材と中間部材が回転について一体化される。
また、第1および第2係合アーム22b〜22b、22c〜22cを周方向6等分位置に交互に配置した構成を例示したが、それぞれの本数については変更することができ、これに合わせて鋼球(係合部)の数、カム溝部の数を任意に変更して実施することができる。
2…工具本体、2a…本体ハウジング
3…ギヤハウジング
3a…ガイド部、3b…保持部、3c…ガイド溝、3d…係合凹部
5…駆動軸
6…駆動ギヤ、6a…駆動側クラッチ歯
8…スピンドル、8a…従動側クラッチ歯、8b…支持孔、8c…装着孔
10…圧縮ばね
12…ねじ締めビット
20…加工深さ調整装置
21…調整部材、21a…加工材当接部、21b…調整ねじ軸部
22…中間部材
22b…第1係合アーム、22c…第2係合アーム、22e…係合突部
23…操作部材、23a…カム溝部、23b…位置保持凹部、23c…逃がし凹部
24…鋼球(係合部、第1係合部)
S…ねじ
W…加工材(ねじ締め材)
J…軸線
Claims (4)
- 軸周りに回転するスピンドルに先端工具を装着して、該先端工具を回転させながら加工物に押し付けて加工を行う回転工具の工具本体の先端部に着脱可能に取り付けられる加工深さ調整装置であって、
前記工具本体の先端部に、前記スピンドルの軸線方向に移動可能に支持されて前記先端工具に対する加工深さ方向の位置を調整可能な調整部材と、該調整部材に対して回転可能に支持され、回転すると該調整部材を前記加工深さ方向に移動させる中間部材と、該中間部材に対してロック位置とアンロック位置との間を回転操作可能に支持された操作部材を備え、
該操作部材を前記ロック位置に回転操作すると、前記中間部材に設けた係合部が前記工具本体に凹凸係合し、該凹凸係合状態が当該操作部材により保持されて当該加工深さ調整装置が当該工具本体から取り外し不能となる一方、前記操作部材を前記アンロック位置に回転操作すると、前記係合部が前記工具本体から離脱して前記凹凸係合状態を解除可能な状態とすることにより当該加工深さ調整装置が当該工具本体から取り外し可能となる構成とした加工深さ調整装置。 - 請求項1記載の加工深さ調整装置であって、前記中間部材は、前記工具本体に対して径方向に凹凸係合する第1係合部と、前記操作部材に対して回転方向に係脱する第2係合部とを備え、
前記操作部材を前記ロック位置に回転操作すると、前記第2係合部が該操作部材に対して離脱して当該操作部材の前記中間部材に対する相対回転が許容された状態となり、かつ前記第1係合部が前記工具本体に凹凸係合し、この凹凸係合状態が当該操作部材によりロックされることにより当該加工深さ調整装置が当該工具本体から取り外し不能となり、
一方、前記操作部材を前記アンロック位置に回転操作すると、前記第2係合部を介して前記操作部材と前記中間部材が回転について一体化されるとともに、前記第1係合部が前記工具本体から離脱可能となって当該中間部材の前記工具本体に対する相対回転および取り外し方向の相対移動が許容されて当該加工深さ調整装置が当該工具本体から取り外し可能となる構成とした加工深さ調整装置。 - 請求項2記載の加工深さ調整装置であって、中間部材は前記第1係合部としての球体を備え、前記操作部材を前記ロック位置に回転操作すると、該球体が前記工具本体に設けた係合凹部に嵌り込んだ状態に固定されて当該加工深さ調整装置が前記工具本体から取り外し不能に取り付けられる一方、前記操作部材を前記アンロック位置に回転操作すると、該球体が前記係合凹部から離脱可能な状態となって当該加工深さ調整装置が前記工具本体から取り外し可能な状態となる加工深さ調整装置。
- 請求項1〜3の何れか1項に記載した加工深さ調整装置を備えた回転工具。
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