JP4722142B2 - シャンク取着装置 - Google Patents

Description

本発明は、ドリル装置の回転部に、コアドリルを含むドリルを着脱自在に取着するためのものであり、ドリル装置の比較的大きな回転トルクをドリルに伝達することができるシャンク取着装置に関する。

従来のシャンク取着装置の一例として、図９に示すものがある（特許文献１）。同図に示すシャンク取着装置６１は、ドリル装置（図示せず）の回転部にコアドリル６２を取着するためのものであり、アーバー６３とシャンク６４とを備えている。アーバー６３に形成されている取着軸６３ａは、ドリル装置の回転部に着脱自在であって、アーバー６３とシャンク６４とは互いに着脱自在であり、シャンク６４はコアドリル６２と結合している。

シャンク６４は、アーバー６３に取着された状態で、アーバー６３に設けられた係止鋼球６５が、シャンク６４に形成された係止凹部６６に係合する構成となっている。この係止鋼球６５と係止凹部６６との係合によって、シャンク６４がアーバー６３から引き離される軸方向の移動を係止すると共に、アーバー６３の回転トルクをシャンク６４及びコアドリル６２に伝達することができる。

また、図９に示す従来のシャンク取着装置６１は、アーバー６３内にセンタードリル取着孔が形成され、このセンタードリル取着孔内にセンタードリル６７の基端部が挿入されている。このセンタードリル６７の基端部は、固定ねじ６８でアーバー６３に固定され、この固定ねじ６８は、アーバー６３に形成された固定ねじ孔に螺合している。
特開２００２−１９２４１２号公報

しかし、図９に示す従来のシャンク取着装置６１では、例えばこの係止鋼球６５と係止凹部６６に対して衝撃的に作用する回転トルクに十分に耐え得るように設計しようとすると、シャンク取着装置６１の嵩が大きくなり、穿孔作業の作業性が悪くなる恐れがある。なぜなら、係止鋼球６５と係止凹部６６との係合は、アーバー６３の回転トルクをシャンク６４及びコアドリル６２に伝達することができる機能と、シャンク６４がアーバー６３から引き離される軸方向の移動を係止する機能とを有しているので、大きな回転トルクを伝達できるようにするときは、シャンク６４とアーバー６３との軸方向の結合力も兼ね備えるように構成する必要があり、小型化するための構造の選択の幅が狭められるからである。

また、このシャンク取着装置６１を図９に示すように、コアドリル６２及びセンタードリル６７を取着して使用すると、穿孔作業における振動によって、センタードリル６７をアーバー６３に固定している固定ねじ６８が緩んで脱落する恐れがある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、比較的大きな回転トルクを伝達することができると共に、比較的小型にすることができるシャンク取着装置を提供することを目的とする。

本発明に係るシャンク取着装置は、ドリル装置の回転部にドリルを取着するためのものであり、アーバーとシャンクとを備え、前記アーバーは前記回転部に着脱自在であって、前記アーバーと前記シャンクとは互いに着脱自在であり、かつ、前記シャンクは前記ドリルに着脱自在であるシャンク取着装置において、
前記シャンクを前記アーバーに取着した状態で、前記アーバーに設けられた係止部材が、前記シャンクの側面に形成された係止溝に係合することによって、前記シャンクが前記アーバーから引き離される軸方向の移動を係止し、前記アーバーに設けられた第１係合部が、前記シャンクに設けられた第１被係合部に係合することによって、前記アーバーの回転トルクを前記シャンクに伝達することができ、前記シャンクが前記アーバーに当接して前記シャンクが前記アーバーに接近する軸方向の移動を係止する構成とし、前記アーバーは、ドリル装置の回転部に取着される取着軸を有し、この取着軸の先端部に拡径部を設け、この拡径部は、前記アーバーの基体に対して着脱自在にねじ結合し、前記シャンクが前記アーバーに形成されたシャンク取着孔に着脱自在に装着する構成であり、前記シャンク取着孔に連通するセンタードリル取着孔を前記アーバーの基体に設け、前記センタードリル取着孔に直交するように、前記基体の外周面から前記センタードリル取着孔の中心に向けて、内周面に雌ねじが形成された固定ねじ孔を設け、前記固定ねじ孔に、先端が前記センタードリル取着孔内に突出可能に固定ねじが螺合し、前記拡径部が、前記固定ねじ孔に螺合する前記固定ねじの少なくとも一部を外側から覆うことによって、前記固定ねじが前記基体の外側に脱落することを防止するように構成したことを特徴とするものである。

本発明に係るシャンク取着装置を使用して、穿孔作業を行うときは、例えばまず、アーバーにシャンクを取着して、このシャンクにドリルを取着する。そして、これらシャンク及びドリルが取着されたアーバーを、ドリル装置の回転部に取着する。そして、ドリル装置を作動させることによって、ドリルでワークに孔を開けることができる。また、シャンクをアーバーに取着した状態で、アーバーに設けられた係止部材が、シャンクに形成された係止溝に係合しているので、シャンクがアーバーから引き離される軸方向の移動を係止することができ、シャンクがアーバーから外れることがない。更にこの状態で、アーバーに設けられた第１係合部が、シャンクに設けられた第１被係合部に係合していることによって、アーバーの回転トルクをシャンクに伝達することができる。そして、この状態で、シャンクがアーバーに当接して前記シャンクがアーバーに接近する軸方向の移動を係止することができるので、この当接部分を介して穿孔作業の際に発生する軸方向の衝撃を、アーバーが受け止めることができる。よって、効率よく穿孔作業を行うことができる。また、ドリルがシャンクに着脱自在に取着されているので、消耗品であるドリルが摩耗すれば、このドリルだけ交換すればよく、シャンクはそのまま使用することができる。
そして、アーバーを取着軸側部分と、基体側部分とに着脱自在に分割できるようにすることによって、取着軸が損傷したときに、この損傷した取着軸側部分を別の取着軸側部分と交換することができ、基体側部分を交換する必要がないので経済的である。そして、センタードリルは、センタードリル取着孔に挿入した状態で固定ねじによってアーバーの基体に固定することができる。この固定ねじは、ドリル及びセンタードリルを使用して穿孔作業をしているときに、その振動によって緩む可能性があるが、アーバーの拡径部が、固定ねじ孔に螺合する固定ねじの少なくとも一部を外側から覆っているので、固定ねじが基体から脱落することを防止することができる。

本発明に係るシャンク取着装置において、前記ドリルを前記シャンクに取着した状態で、前記シャンクに設けられた第２係合部が、前記ドリルに設けられた第２被係合部に係合することによって、前記シャンクの回転トルクを前記ドリルに伝達することができる構成とするとよい。このようにすることによって、シャンクの比較的大きい回転トルクを、互いに係合する第２係合部及び第２被係合部を介してコアドリル等のドリルに伝達することができ、比較的直径の大きい孔を穿孔することができる。

本発明に係るシャンク取着装置において、前記第１係合部が凹部又は凸部であって、第１被係合部が凸部又は凹部であり、前記第２係合部が凹部又は凸部であって、第２被係合部が凸部又は凹部とする構成とするとよい。このようにすると、比較的簡単な構成によって、アーバーの比較的大きい回転トルクをシャンクに伝達することができるし、シャンクの比較的大きい回転トルクをドリルに伝達することができる。

本発明に係るシャンク取着装置において、前記第１被係合部、及び前記第２係合部がトルク伝達環状部材に形成され、このトルク伝達環状部材とドリルとを互いに係合させた状態で、これら両者を前記シャンクにねじで締結する構成とするとよい。このように、第１被係合部、及び第２係合部をトルク伝達環状部材に形成すると、このトルク伝達環状部材の直径を大きくすると共に、第１係合部、第１被係合部、第２係合部、及び第２被係合部の回転中心からの距離を大きくすることによって、比較的大きい回転トルクを伝達できるようにすることができる。そして、このトルク伝達環状部材は、アーバー及びシャンクと別個に製作することができるので、アーバー及びシャンクと一体にして製作する場合と比較して、比較的簡単に製作することができる。

本発明に係るシャンク取着装置において、前記シャンクを前記アーバーに形成されたシャンク取着孔に着脱自在に装着する構成であり、前記シャンクが前記シャンク取着孔に装着されていないときに、前記係止部材の前記シャンク取着孔内への突出を規制する支承部材を有し、前記支承部材は、前記シャンク取着孔内に配置されているコイルスプリングの先端によって形成され、前記コイルスプリングの基端部が、前記シャンク取着孔の奥側部の内周面に周接した係合溝部に係着する構成とするとよい。

このように係止部材のシャンク取着孔内への突出を規制する支承部材を、シャンク取着孔内に配置されているコイルスプリングの先端によって形成することによって、支承部材の分だけ部品点数を少なくすることができる。

本発明に係るシャンク取着装置によると、衝撃的に作用する回転トルクに十分に耐えることができるように設計するときは、アーバーに設けられた第１係合部、及びシャンクに設けられた第１被係合部の、その回転トルクが掛かる方向の強度を大きくすればよい。従って、シャンクがアーバーから引き離される軸方向の移動を係止するための係止部材と係止溝との係合の強度を大きくする必要がないので、このシャンク取着装置を比較的小型にすることができる。また、シャンクとアーバーとの当接部分で穿孔作業の際に発生する軸方向の衝撃を受け止めることができるので、第１係合部、第１被係合部、係止部材、及び係止溝に対して、軸方向の衝撃に対する強度を考慮する必要がなく、これによってもこのシャンク取着装置を比較的小型にすることができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係るシャンク取着装置を分解した状態（シャンクをアーバーから取り外した状態）を示す部分断面正面図である。 図２は、図１に示すシャンク取着装置を組み立てた状態（シャンクをアーバーに取着した状態）を示す部分断面正面図である。 図３は、図１に示すシャンク取着装置のアーバーを分解した状態を示す部分断面拡大正面図である。 図４は、図１に示すシャンク取着装置の第１係合部を示す図１のＩＶ−ＩＶ矢視図である。 図５は、図１に示すシャンク取着装置の第１被係合部を示す図１のＶ−Ｖ矢視図である。 図６は、本発明の第２実施形態に係るシャンク取着装置を組み立てた状態（シャンクをアーバーに取着した状態）を示す部分断面正面図である。 図７（ａ）は、図６のシャンクを示す平面図、図７（ｂ）は、図６のシャンクを分解した状態を示す部分断面正面図である。 図８（ａ）は、図６のシャンクにコアドリルを取着した状態を示す部分断面正面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）のシャンクに装着されているコアドリルの平面図である。 図９は、従来のシャンク取着装置を示す部分断面正面図である。

符号の説明

Ａ、Ｂ シャンク取着装置
Ｄ ドリル装置
Ｄ１ ドリル装置の回転部
１ アーバー
２、３ シャンク
４ シャンク本体
１１Ａ 取着軸
１１Ｂ 拡径部
１１ａ 雌ねじ孔
１１ｂ 平面
１１ｅ 係合溝
１２ 基体
１２Ａ シャンク取着孔
１２Ｄ センタードリル取着孔
１２Ｅ 固定ねじ孔
１２Ｇ 第１係合部
１２ａ 凹部
１２ｂ 雄ねじ部
１２ｃ 係止部材収容孔
１２ｆ 係合溝部
１２ｐ 平面
１３ 操作スリーブ
１３ａ、１３ｃ 操作スリーブの拡径部分
１３ｂ 操作スリーブの縮径部分
１３ｄ 操作スリーブの拡径部
１４、３０ コイルスプリング
１５、２０ 鍔状部
１６ ストッパーリング
１７ 係止部材
２０Ｇ 第１被係合部
２０ａ 凸部
２１ 挿入部
２１Ａ 係止溝
２２ ドリル取着部
２５ 雄ねじ
３０ａ コイルスプリングの基端部
３０ｂ コイルスプリングの先端部
４０ センタードリル
４１ 固定ねじ
５０、５１ コアドリル（ドリル）
５０ａ 雌ねじ
５１ａ コアドリルの第２被係合部
５２ トルク伝達環状部材
５２ａ 第２係合部
５２ｃ、５１ｂ 中心孔
５３ ナット
５４ ドリル取着部
５４ａ 第１係合周面
５４ｂ 第２係合周面
５４ｃ 雄ねじ部
６０ ビット取着孔

以下、本願発明の第１実施形態に係るシャンク取着装置を、図１〜図５を参照して説明する。図１及び図２に示すシャンク取着装置Ａは、コアドリル５０を電動ドリル等のドリル装置Ｄの回転部Ｄ１に取着するためのものであり、このシャンク取着装置Ａは、アーバー１とシャンク２とを備えている。

アーバー１は、図１〜図３に示すように、基端部にその断面が六角形状の取着軸１１Ａが設けられている。この取着軸１１Ａには、細径の係合溝１１ｅが周設されている。この係合溝１１ｅは、図１に示すように、シャンク取着装置Ａが回転部Ｄ１に取着されているときに、このシャンク取着装置Ａが回転部Ｄ１から脱落しないようにするためのものである。そして、取着軸１１Ａの先端側には、拡径部１１Ｂが一体に形成されている。

拡径部１１Ｂは、図３に示すように、先端に向けて開口した有底の雌ねじ孔１１ａが形成されていると共に、この拡径部１１Ｂの外周面には、スパナ等を係止するための平面１１ｂが形成されている。この平面１１ｂは、例えば拡径部１１Ｂの外周面に周方向に１８０度間隔で２箇所に形成されている。

また、このアーバー１は、図３に示すように、拡径部１１Ｂと螺合する基体１２を備え、この基体１２の基端部には、拡径部１１Ｂの雌ねじ孔１１ａに螺合する雄ねじ部１２ｂを有し、この雄ねじ部１２ｂを雌ねじ孔１１ａに螺合させることによって、拡径部１１Ｂと結合する取着軸１１Ａを、この基体１２に取着することができる構成となっている。また、この螺合状態を解くことによって、基体１２から取着軸１１Ａを取り外すことができる構成となっている。

更に、基体１２には、図３に示すように、その先端部から中央部にいたる部分には、先端側に向かって開口するシャンク取着孔１２Ａが形成されている。そして、基体１２には、シャンク取着孔１２Ａの先端からやや基端側に寄った部分に、径方向に貫通する係止部材収容孔１２ｃが形成されている。また、図３に示すように、基体１２の先端部には、その外周を覆うように操作スリーブ１３が配置されている。

操作スリーブ１３は、図３に示すように、略短円筒形状に形成され、係止部材収容孔１２ｃの外側を、アーバー１の軸方向（図３の上下方向）にスライド可能に設けられている。そして、同図に示すように、操作スリーブ１３の内周面には、係止部材（例えば鋼球）１７をシャンク取着孔１２Ａ内に突出させ及び後退させるカム面が形成されている。

このカム面は、操作スリーブ１３の先端部の内周面がやや拡径された部分１３ａと、その基端側でやや縮径された部分１３ｂとを備え、この２つの部分１３ａ、１３ｂに断面矩形状の段部が形成されている。更に、この操作スリーブ１３の縮径された部分１３ｂの基端側には、内周面が拡径された部分１３ｃが形成されている。そして、操作スリーブ１３の基端部には外周面および内周面とも拡径された拡径部１３ｄが形成されている。この拡径部１３ｄと拡径された部分１３ｃの境界部分には段部が形成されている。

また、図２に示すように、操作スリーブ１３は、その内側にコイルスプリング１４が装着されており、このコイルスプリング１４によって基体１２の先端側（下方向）に付勢されている。ただし、操作スリーブ１３は、鍔状部１５との当接によって、それ以上の先端側への移動が拘束されている。また、この操作スリーブ１３は、基端側ストッパーリング１６との当接によって、それ以上の基端側への移動が拘束されている。

このように、操作スリーブ１３は、図２の上下方向に、所定の距離だけスライド可能となっている。つまり、図２に示すように、操作スリーブ１３がコイルスプリング１４のばね力によって下降位置に移動している状態では、縮径された部分１３ｂが係止部材１７を押圧してシャンク取着孔１２Ａ内に突出させることができる。

そして、図３に示すように、シャンク２をアーバー１から取り外した状態、即ち、コイルスプリング１４のばね力に抗して、操作スリーブ１３が上昇位置に移動している状態では、拡径された部分１３ａが係止部材１７を収容し、係止部材１７をシャンク取着孔１２Ａ内から係止部材収容孔１２ｃ内に後退させることができ、係止部材１７がシャンク取着孔１２Ａへ突出しない状態にすることができる。

なお、この実施形態では、係止部材収容孔１２ｃのシャンク取着孔１２Ａ側の内径は、やや縮径され、係止部材１７がシャンク取着孔１２Ａ内に脱落しないように形成されている。

また、図３に示すように、シャンク取着孔１２Ａ内には、その内径よりも少し小さい外径寸法に形成されたコイルスプリング３０が装着されている。このコイルスプリング３０は、シャンク２を先端側へ押し出す押出し機能と、係止部材１７がシャンク取着孔１２Ａ内に突出する動作（あるいは脱落）を規制する支承部材としての機能とを有している。

このコイルスプリング３０は、図３に示すように、基端部３０ａの２条と先端部（支承部材）３０ｂの３条の各巻きピッチがコイルスプリング３０の線材の素線寸法と略等しくなるように形成されている。そして、基端部３０ａは、シャンク取着孔１２Ａの基端に周設されたリング溝状の係合溝部１２ｆに係着されている。また、このコイルスプリング３０の先端部（支承部材）３０ｂは、シャンク２がこのシャンク取着孔１２Ａに挿入されていない状態では、係止部材収容孔１２ｃのシャンク取着孔１２Ａ側の開口部を内側から覆う位置まで延びるように形成され、この状態で、先端部３０ｂが係止部材１７を外側方向に付勢して、係止部材１７がシャンク取着孔１２Ａ内に突出しない状態を形成するように構成されている。

また、図２に示すように、基体１２には、センタードリル取着孔１２Ｄが形成されている。このセンタードリル取着孔１２Ｄは、センタードリル４０が挿入可能な内径に形成され、センタードリル４０を基体１２の回転中心に取着できる位置に設けられている。そして、このセンタードリル取着孔１２Ｄは、シャンク取着孔１２Ａの基端側と連通し、シャンク取着孔１２Ａよりも小径に形成されている。

そして、図２に示すように、基体１２には、センタードリル取着孔１２Ｄに直交するように、基体１２の外周面からセンタードリル取着孔１２Ｄの中心に向けて、内周面に雌ねじを備えた固定ねじ孔１２Ｅが形成されている。そして、この固定ねじ孔１２Ｅには、六角レンチ孔を備えた固定ボルト４１が螺合している。つまり、この固定ボルト４１により、センタードリル４０の基端部をセンタードリル取着孔１２Ｄに固定できるよう構成されている。また、この固定ボルト４１は、固定ねじ孔１２Ｅに螺合してセンタードリル４０を固定している状態では、固定ボルト４１の基端（外側端部）は固定ねじ孔１２Ｅの外側開口縁部の近傍に位置するよう構成され、この状態で固定ボルト４１の基端の少なくとも一部は、拡径部１１Ｂの雌ねじ孔１１ａの先端部で覆われた状態となっている。また、固定ボルト４１は、センタードリル取着孔１２Ｄの内径と拡径部１１Ｂの雌ねじ孔１１ａの内径との間の寸法より長く形成されている。

また、基体１２の外面には、スパナ等を係止するための平面１２ｐが形成されている。この平面１２ｐは、基体１２に対して螺合する拡径部１１Ｂの近傍に形成されている。そして、この平面１２ｐは、外周面に１８０度間隔で２箇所に形成されている。

また、図１に示すように、基体１２の鍔状部１５の下面には、第１係合部１２Ｇが形成されている。この第１係合部１２Ｇは、シャンク２の鍔状部２０の上面に形成されている第１被係合部２０Ｇと回転方向において係合することができるものである。

次に、シャンク２について説明する。シャンク２は、図１に示すように、基端部に挿入部２１が形成され、先端部にドリル取着部２２が形成されている。挿入部２１は、シャンク取着孔１２Ａに挿入される部分であり、ドリル取着部２２は、ドリル（この実施形態では、コアドリル）５０が取着される部分である。

挿入部２１は、図１に示すように、外径がシャンク取着孔１２Ａよりも少し小径に形成された略短円筒形状のものである。そして、この挿入部２１の外周には、アーバー１の係合部材１７が係合するため係止溝２１Ａが形成されている。

ドリル取着部２２は、図１に示すように、略短円筒形状に形成され、外周面に雄ねじ２５が形成されている。この雄ねじ２５は、コアドリル５０の内周面に形成された雌ねじ５０ａに螺合させることができるものである。従って、コアドリル５０の雌ねじ５０ａをシャンク２側に形成された雄ねじ２５に螺合させることによって、コアドリル５０をシャンク２に取着することができる。

ただし、図１に示すシャンク取着装置Ａでは、コアドリル５０を取着することができるシャンク２を採用したが、これに代えて、取着しようとするドリルがコアドリル５０以外のドリルであって、例えば図１に示すセンタードリル４０のような円柱体状の外形を有し、先端の切刃で切削し、外周面にスパイラル状に形成された切粉排出溝を有するような形状のドリルである場合は、図１に示すシャンク２に代えて、図１に示す固定ボルト４１のようなボルトによるねじ止め構造をドリル取着部に設けたものを使用することができる。或いは、従来公知のドルリを回転軸に挟着するチャック構造による挟着機構を設けたものを使用することができる。

また、図１に示すように、挿入部２１とドリル取着部２２との間には、鍔状部２０が形成され、この鍔状部２０は、その上面に第１被係合部２０Ｇが形成されている。この第１被係合部２０Ｇは、アーバー１の下面に形成されている第１係合部１２Ｇに噛み合うことができるように形成されている。これによって、アーバー１の回転トルクを、この互いに噛み合う第１係合部１２Ｇ及び第１被係合部２０Ｇを介してシャンク２に伝達することができる。

この第１被係合部２０Ｇは、図５に示すように、凸部２０ａが１２０度間隔で周方向に３箇所形成されている。そして、第１係合部１２Ｇは、図４に示すように、第１被係合部２０Ｇの凸部２０ａに噛み合うことができる凹部１２ａが、６０度間隔で周方向に６箇所形成されている。従って、アーバー１にシャンク２を取着しようとするときは、例えばシャンク２を周方向に６０度回転させれば、凸部２０ａを凹部１２ａに噛み合わせることができる。

次に、上記のように構成されたシャンク取着装置Ａを使用してワーク等に対して穿孔作業を行う手順、及びこのシャンク取着装置Ａの作用及び効果を説明する。まず、図１に示すように、シャンク２に例えばコアドリル５０を取着する。シャンク２にコアドリル５０を取着するときは、コアドリル５０の雌ねじ５０ａをシャンク２の雄ねじ２５に螺合させて締め付ければよい。

そして、図２に示すように、コアドリル５０が取着されたシャンク２を、アーバー１に取着する。つまり、シャンク２の挿入部２１を、アーバー１のシャンク取着孔１２Ａに挿入する。この挿入の過程において、シャンク２の先端がコイルスプリング３０の先端部３０ｂをシャンク取着孔１２Ａの奥側に押し込み、係止部材１７がシャンク取着孔１２Ａ内へ移動できる程度にまで押し上げると、係止部材１７が挿入部２１の外周面に当接すると共に、鍔状部１５の下面が鍔状部２０の上面と当接する状態となる。次に、第１係合部１２Ｇの凹部１２ａと第１被係合部２０Ｇの凸部２０ａが噛み合うように、シャンク２をアーバー１に対して、必要に応じて適宜角度（少なくとも６０度以下の角度）だけ回転させて、両者を噛み合わせる。そして、この状態から更にシャンク２の挿入部２１をシャンク取着孔１２Ａの奥側に挿入すると、係止部材１７が挿入部２１の係止溝２１Ａに係合し、これによって、図２に示すように、シャンク２をアーバー１に取着することができる。

なお、図２に示すように、シャンク２をアーバー１に取着した状態では、コイルスプリング１４によって付勢されている操作スリーブ１３が下方に移動して、操作スリーブ１３が鍔状部１５に当接し、このとき、縮径部分１３ｂが係止部材１７を係止溝２１Ａに押し付ける状態となる。

そして、シャンク２をアーバー１に取着した後に、又はその前に、図２に示すように、センタードリル４０の基端部をアーバー１のセンタードリル取着孔１２Ｄに挿入して取着する。このとき、固定ボルト４１を固定ねじ孔１２Ｅに締め込んで、センタードリル４０をアーバー１の基体１２に固定する。

次に、図１に示すように、アーバー１の取着軸１１Ａを、例えば電動ドリル等のドリル装置Ｄのビット取着孔６０に取着して、ドリル装置Ｄを作動させる。これによって、コアドリル５０及びセンタードリル４０を使用して所望の孔を穿設することができる。

また、図２に示すように、シャンク２をアーバー１に取着した状態で、アーバー１に設けられた係止部材１７が、シャンク２に形成された係止溝２１Ａに係合しているので、シャンク２がアーバー１から引き離される軸方向の移動を係止することができ、シャンク２がアーバー１から外れることがない。更にこの状態で、アーバー１に設けられた第１係合部１２Ｇが、シャンク２に設けられた第１被係合部２０Ｇに係合していることによって、アーバー１からの大きな回転トルクや衝撃的な回転トルクをシャンク２に伝達することができる。

そして、この状態で、シャンク２の鍔状部２０がアーバー１の鍔状部１５に当接しており、シャンク２がアーバー１に接近する軸方向の移動を確実に係止することができるので、この鍔状部１５、２０を介して穿孔作業の際に発生する軸方向の衝撃を、アーバー１が受け止めることができる。これによって、効率よく穿孔作業を行うことができる。

また、コアドリル５０がシャンク２に着脱自在に取着されているので、消耗品であるコアドリル５０が摩耗すれば、このコアドリル５０だけ交換すればよく、シャンク２はそのまま使用することができる。

更に、図１に示すコアドリル５０に代えて、これと外径の異なるコアドリルをシャンク２に取着して使用することができる。つまり、コアドリル５０の雌ねじ５０ａがドリル取着部２２の雄ねじ２５に螺合できるように形成することによって、サイズの異なるコアドリルをシャンク２に取着できるようにすることができる。

また、この実施形態に係るシャンク取着装置Ａによると、衝撃的に作用する回転トルクに十分に耐えることができるように設計するときは、アーバー１に設けられた第１係合部１２Ｇ、及びシャンク２に設けられた第１被係合部２０Ｇの、その回転トルクが掛かる方向の強度を大きくすればよい。従って、シャンク２がアーバー１から引き離される軸方向の移動を係止するための係止部材１７と係止溝２１Ａとの係合の強度を大きくする必要がないので、このシャンク取着装置Ａを比較的小型にすることができる。また、シャンク２とアーバー１との当接部分である鍔状部１５、２０で、穿孔作業の際に発生する軸方向の衝撃を受け止めることができるので、第１係合部１２Ｇ、第１被係合部２０Ｇ、係止部材１７、及び係止溝２１Ａに対して、軸方向の衝撃に対する強度を考慮する必要がなく、これによってもこのシャンク取着装置Ａを比較的小型にすることができる。

更に、図３に示すように、アーバー１を取着軸１１Ａ側部分と基体１２側部分とに、雄ねじ部１２ｂ及び雌ねじ孔１１ａを介して着脱自在に分割できるようにすることによって、取着軸１１Ａが損傷したときに、この損傷した取着軸１１Ａ側部分を別の取着軸１１Ａ側部分と交換することができ、基体１２側部分を交換する必要がないので経済的である。

そして、図２に示すように、センタードリル４０は、センタードリル取着孔１２Ｄに挿入した状態で、固定ねじ４１によってアーバー１の基体１２に固定することができるが、この固定ねじ４１は、コアドリル５０及びセンタードリル４０を使用して孔開け作業をしているときに、その振動によって緩む可能性があるが、アーバー１の拡径部１１Ｂが、固定ねじ孔１２Ｅに螺合する固定ねじ４１の少なくとも一部を外側から覆っているので、固定ねじ４１が基体１２から脱落することを防止することができる。

また、図１に示すように、シャンク取着装置Ａは、シャンク２がシャンク取着孔１２Ａに装着されていないときに、係止部材１７のシャンク取着孔１２Ａ内への突出を規制する支承部材（先端３０ｂ）を有し、この支承部材は、シャンク取着孔１２Ａ内に配置されているコイルスプリング３０の先端３０ｂによって形成された構成となっている。このように係止部材１７のシャンク取着孔１２Ａ内への突出を規制する支承部材を、シャンク取着孔１２Ａ内に配置されているコイルスプリング３０の先端３０ｂによって形成することによって、支承部材の分だけ部品点数を少なくすることができる。

更に、図２に示すシャンク取着装置Ａでは、操作スリーブ１３を軸方向に沿って上方に移動させることによって、シャンク２をアーバー１から取り外すことができる構成となっているので、ドリル装置Ｄに取着して使用している状態で、このシャンク取着装置Ａに対して回転方向の慣性力が作用しても、この慣性力に起因して操作スリーブ１３が回転方向に動き、係止部材１７がシャンク取着孔１２Ａから後退して、シャンク２がアーバー１から脱落してしまうようなことがない。

なお、シャンク２をアーバー１から取り外すときには、図２に示す状態から、作業者が操作スリーブ１３を基端側（上方）へ移動させればよい。これによって、係止部材１７が外側へ移動して、シャンク２がコイルスプリング３０の付勢力によって、アーバー１のシャンク取着孔１２Ａから先端側へ押し出される。

次に、本願発明の第２実施形態に係るシャンク取着装置Ｂを、図６〜図８を参照して説明する。この図６に示す第２実施形態に係るシャンク取着装置Ｂと、図２に示す第１実施形態に係るシャンク取着装置Ａとが相違するところは、コアドリル５１、５０をシャンク３、２に取着する構成が相違するところである。これ以外は、図２に示す第１実施形態に係るシャンク取着装置Ａと同等であり、同等部分を同一の図面符号で示し、それらの詳細な説明を省略する。

この第２実施形態に係るシャンク取着装置Ｂによると、図６に示すように、比較的外径の大きいコアドリル５１を取着することができ、このコアドリル５１を使用して、比較的直径の大きい孔を穿設することができるようにしたものである。

図７（ａ）は、シャンク３を組み立てた状態を示す平面図、図７（ｂ）は、シャンク３を分解した状態を示す部分断面正面図である。この図７（ｂ）に示すように、シャンク３は、シャンク本体４、トルク伝達環状部材５２、及びナット５３を備えている。そして、このシャンク本体４は、挿入部２１及びドリル取着部５４を備えている。ただし、挿入部２１は、図８（ａ）に示すように、図１に示す第１実施形態の挿入部２１と同等のものである。

ドリル取着部５４は、図８（ａ）に示すように、略短円筒形状に形成され、外周面にトルク伝達環状部材５２が取り付けられる第１係合周面５４ａ、コアドリル５１の天板が取り付けられる第２係合周面５４ｂ、及びナット５３が螺合する雄ねじ部５４ｃが形成されている。そして、第１係合周面５４ａの外径が最も大きく形成され、第２係合周面５４ｂはそれよりも小さく形成され、雄ねじ部５４ｃは、最も小さく形成されている。

トルク伝達環状部材５２は、図７及び図８に示すように、略円環状の板状体であり、その上面に第１被係合部２０Ｇが形成され、その下面に第２係合部５２ａが形成されている。この第１被係合部２０Ｇは、第１実施形態のものと同等の、３つの凸部２０ａを備えており、この３つの凸部２０ａが噛み合うことができるように、図６に示すアーバー１の鍔状部１５の下面には、６つの凹部１２ａが形成されている。この６つの凹部１２ａは、第１係合部１２Ｇであり、第１実施形態と同等のものである。

第２係合部５２ａは、コアドリル５１の天板に形成されている第２被係合部５１ａに噛み合うことができるように形成されている。これによって、シャンク３の回転トルクを、この互いに噛み合う第２係合部５２ａ及び第２被係合部５１ａを介してコアドリル５１に伝達することができる。

この第２係合部５２ａは、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、凸部であり１８０度間隔で周方向に２箇所形成されている。そして、第２被係合部５１ａは、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、第２係合部５２ａである凸部に係合することができる凹部（小孔）であり、１８０度間隔で周方向に２箇所形成されている。

このように構成されたシャンク本体４に対して、トルク伝達環状部材５２及びコアドリル５１を取着するときは、図８（ａ）に示すように、まず、ドリル取着部５４に、トルク伝達環状部材５２及びコアドリル５１のそれぞれの中心孔５２ｃ、５１ｂを順次装着して、トルク伝達環状部材５２の第２係合部５２ａと、コアドリル５１の第２被係合部５１ａとを互いに係合させる。そして、ナット５３をシャンク３の雄ねじ部５４ｃに螺合させて締め付ける。そして、第１実施形態と同様にして、図６に示すように、コアドリル５１が取着されたシャンク３を、アーバー１に取着する。

そして、第１実施形態と同等に、図６に示すように、センタードリル４０の基端部をアーバー１のセンタードリル取着孔１２Ｄに挿入して、固定ボルト４１でセンタードリル４０をアーバー１に固定する。

次に、図１に示すように、アーバー１の取着軸１１Ａを、例えば充電式のドリル装置Ｄのビット取着孔６０に取着して、ドリル装置Ｄを作動させる。これによって、コアドリル５１及びセンタードリル４０を使用して所望の孔を穿設することができる。

上記のように構成されたシャンク取着装置Ｂによると、図６に示すように、コアドリル５１をシャンク３に取着すると共に、このシャンク３をアーバー１に取着すると、アーバー１の回転トルクを、トルク伝達環状部材５２を介してコアドリル５１に伝達することができる。そして、トルク伝達環状部材５２に設けられた第２係合部５２ａが、コアドリル５１に設けられた第２被係合部５１ａに係合しているので、シャンク３の比較的大きい回転トルクを、コアドリル５１に伝達することができ、比較的直径の大きい孔を開けることができる。

そして、図１、図６及び図７に示すように、第１係合部１２Ｇが凹部１２ａ（又は凸部）であって、第１被係合部２０Ｇが凸部２０ａ（又は凹部）とし、第２係合部５２ａが凹部（又は凸部）であって、第２被係合部５１ａが凸部（又は凹部）とすると、比較的簡単な構成によって、アーバー１の比較的大きい回転トルクをシャンク３に伝達することができるし、シャンク３の比較的大きい回転トルクをコアドリル５１に伝達することができる。

また、図６に示すように、第１被係合部２０Ｇ、及び第２係合部５２ａをトルク伝達環状部材５２に形成し、このトルク伝達環状部材５２とコアドリル５１とを互いに係合させた状態で、これら両者をシャンク３にナット５３で締結する構成としたので、このトルク伝達環状部材５２の直径を大きくすると共に、第１係合部１２Ｇ、第１被係合部２０Ｇ、第２係合部５２ａ、及び第２被係合部５１ａの回転中心からの距離を大きくすることによって、比較的大きい回転トルクを伝達できるようにすることができる。そして、このトルク伝達環状部材５２は、アーバー１及びシャンク３と別個に製作することができるので、アーバー１及びシャンク３と一体にして製作する場合と比較して、比較的簡単に製作することができる。これ以外は、第１実施形態と同様に作用するので、それらの説明を省略する。

ただし、図６に示す第２実施形態では、シャンク本体４とトルク伝達環状部材５２とを別個の部材としたが、両者を一体に形成した構成としてもよい。

以上のように、本発明に係るシャンク取着装置は、比較的大きな回転トルクを伝達することができると共に、比較的小型にすることができる優れた効果を有し、このようなシャンク取着装置に適用するのに適している。

Claims (5)

1. ドリル装置の回転部にドリルを取着するためのものであり、アーバーとシャンクとを備え、前記アーバーは前記回転部に着脱自在であって、前記アーバーと前記シャンクとは互いに着脱自在であり、かつ、前記シャンクは前記ドリルに着脱自在であるシャンク取着装置において、
   前記シャンクを前記アーバーに取着した状態で、前記アーバーに設けられた係止部材が、前記シャンクの側面に形成された係止溝に係合することによって、前記シャンクが前記アーバーから引き離される軸方向の移動を係止し、前記アーバーに設けられた第１係合部が、前記シャンクに設けられた第１被係合部に係合することによって、前記アーバーの回転トルクを前記シャンクに伝達することができ、前記シャンクが前記アーバーに当接して前記シャンクが前記アーバーに接近する軸方向の移動を係止する構成とし、
   前記アーバーは、ドリル装置の回転部に取着される取着軸を有し、この取着軸の先端部に拡径部を設け、この拡径部は、前記アーバーの基体に対して着脱自在にねじ結合し、
   前記シャンクが前記アーバーに形成されたシャンク取着孔に着脱自在に装着する構成であり、
   前記シャンク取着孔に連通するセンタードリル取着孔を前記アーバーの基体に設け、
   前記センタードリル取着孔に直交するように、前記基体の外周面から前記センタードリル取着孔の中心に向けて、内周面に雌ねじが形成された固定ねじ孔を設け、
   前記固定ねじ孔に、先端が前記センタードリル取着孔内に突出可能に固定ねじが螺合し、
   前記拡径部が、前記固定ねじ孔に螺合する前記固定ねじの少なくとも一部を外側から覆うことによって、前記固定ねじが前記基体の外側に脱落することを防止するように構成したシャンク取着装置。
2. 前記ドリルを前記シャンクに取着した状態で、前記シャンクに設けられた第２係合部が、前記ドリルに設けられた第２被係合部に係合することによって、前記シャンクの回転トルクを前記ドリルに伝達することができる構成としたことを特徴とする請求項１記載のシャンク取着装置。
3. 前記第１係合部が凹部又は凸部であって、第１被係合部が凸部又は凹部であり、
   前記第２係合部が凹部又は凸部であって、第２被係合部が凸部又は凹部であることを特徴とする請求項２記載のシャンク取着装置。
4. 前記第１被係合部、及び前記第２係合部がトルク伝達環状部材に形成され、このトルク伝達環状部材とドリルとを互いに係合させた状態で、これら両者を前記シャンクにねじで締結することを特徴とする請求項２又は３記載のシャンク取着装置。
5. 前記シャンクを前記アーバーに形成されたシャンク取着孔に着脱自在に装着する構成であり、
   前記シャンクが前記シャンク取着孔に装着されていないときに、前記係止部材の前記シャンク取着孔内への突出を規制する支承部材を有し、
   前記支承部材は、前記シャンク取着孔内に配置されているコイルスプリングの先端によって形成され、
   前記コイルスプリングの基端部が、前記シャンク取着孔の奥側部の内周面に周接した係合溝部に係着することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のシャンク取着装置。

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