JP4801674B2 - 迅速交換式アーバ - Google Patents

Description

本発明は、工具用の迅速交換式アーバ（arbor）であって、ドライブ端と工具端を有する軸体、工具の装着手段であって、中央に1個の孔が設けられており、それによって上記軸体上を褶動することができる工具装着手段、及び工具装着手段を軸体に対し、回転方向にも軸方向にも動かないようにロックする手段を備えるアーバに関する。

また本発明は、迅速交換式アーバ用に供せられる工具装着手段、及び該迅速交換式アーバを操作する方法にも関する。

そのようなアーバは、WO 01/38028によって知られている。上記特許によって知られるアーバ（34）（図2参照）は、六角柱形の、本体を回転させるためのドライブ端、及び筒のこ工具の連結、及び末端がドリルの刃となっている案内ドリルの連結に適合した工具端を有する本体を備えている。工具端は軸方向に褶動可能なセレクタ・スリーブを有しており、軸体上、軸沿いの3点の間で限られた褶動を行うことができる。第1の操作位置では、筒のこをアーバに連結することができる。第2位置はスプリング・バイアスされた中立位置であり、第2操作位置で、案内ドリル刃をアーバから取り外すことができる。迅速接続用の連結アセンブリがセレクタ・スリーブ上に設けてあり、第1操作位置で褶動可能なセレクタ・スリーブに筒のこを装着する手段の一部を構成する。この装着手段は、セレクタ・スリーブの構造により、軸体に対し、回転方向にも軸方向にも動かないようにロックされている。案内ドリルには戻り止めの溝があり、その中に案内ドリル刃がロックされる。セレクタ・スリーブが第2の操作位置に動かされ、案内刃がセレクタ・スリーブから取り外せるようにならない限り、ロック・モードはドリル刃保持アセンブリによって維持される。それ以外の場合、セレクタ・スリーブと装着手段は、アーバの工具端に固定状態で結合されている。

さらにWO 01/38028によれば、のこぎりの切り屑（プラグ）は、まず筒のこがアーバから取り外され、次に該筒のこの中空部内に設けられている何等かの別個の工具を使用して筒のこからプラグを押し出すというプラグ排出手順の間に筒のこから排出される。

上記特許によって知られているアーバの欠点は、複雑なことであり、そのため簡単に、かつ低コストで製作できないことである。

本発明の目的は、構造的・機能的に簡単であり、より簡単に、かつ低コストで製作できるアーバを提供することである。

そのために、本発明の迅速交換式アーバは、工具装着手段が軸体から褶動自在に取り外し得ることを特徴としている。

本発明の方法の一実施形態は、迅速交換式アーバの工具装着手段（該手段は筒のこに連結され得る）は軸体に装着され、該軸体に対して回転しないようにロックされ、また軸方向にも移動し得ないようにロックされるが、材料に孔を切り抜いた後に軸体に対する軸方向のロックが解除され、その後に軸体が装着手段を通じて軸方向に移動する時、移動の力が材料の切り屑であるプラグを筒のこから押し出すために利用される。

本発明の迅速交換式アーバの長所は、工具装着手段が、前記取り外し可能な工具装着手段がその上を通して褶動できるような軸体を使用できることである。この方式ならば、2個のシャフトの連結、すなわち案内ドリル刃のシャフトを工具装着手段を通してドライブシャフト端に連結することは、もはや必要とされなくなるであろう。案内ドリル刃それ自体が、軸体を構成し、それ自体が既にドライブ端を備えているからである。このため迅速交換式アーバの個別部品の数が少なくなり、全体としてはかなりの簡易化をもたらす。

本発明の操作方法の長所は、筒のこを装着手段から取り外し、その後に筒のこの開口内に配置される別個の工具を使用して、材料の切り屑であるプラグを筒のこから排出する必要がないことである。本発明によれば、通常は手動で工具装着手段のロックを解除した後に、軸体の工具端が工具装着手段を貫いて褶動するだけで、筒のこからプラグが押し出されるためである。切り屑の押し出しは、例えば軸体の筒のこ側末端を用いて、あるいは案内ドリルの突起部分もしくは湾曲部分を用いて行われる。

本発明の迅速交換式アーバの、さらに有利な実施形態の大要は、従属請求項中に説明されている。

さて、本発明の迅速交換式アーバ及びその操作方法を、その付加的な長所と共に、添付の図面を参照しつつ説明する。それぞれの図面中、同種の部品には同一の参照数字が与えられている。

図1 〜 3は迅速交換式アーバ1の一実施形態を示し、以下、該アーバを工具、特に（それに限定されないが）筒のこ（hole saw）2と連結された状態において説明する。アーバ1に連結され得るその他の工具は、例えばカッター、丸のこ、ドリル、つや出し円盤またはつや出し層、ブラシ、穴あけ工具、研磨工具、もしくはそれらに類する、多用途工具交換システムを作り出すための工具である。

迅速交換式アーバ1は、ドライブ端4と工具端5を有する軸体3、及び工具を装着する手段（以下、「装着手段」6と称する）を備える。装着手段6の中央部には貫通孔7が設けられており、装着手段6が軸体3上を褶動し得るようになっている。また装着手段6は、装着手段6を軸体3上に回転方向及び軸方向に動かぬようロックする手段8, 9も有するが、これらについては後節で説明する。当業者には、機械的に逆転した実施形態を含む幾つかの実行態様が実現可能である。装着手段6は、軸体3から褶動自在に取り外すことができる。

アーバ1の種々の実施形態では、回転方向及び軸方向のロック手段8, 9は着脱可能なロック手段であり、装着手段6を本体3に対してロックする周知のクランプ、差し釘（bold(正確に９はbolt)）、ねじ釘といった形で具体化される。

ここに示されているように、回転方向のロック手段8は、装着手段6に設けられ、該装着手段の中央孔7の断面の形状によって具体化される第1の回転方向ロック手段8 1、及び軸体3の外形によって実施され、形状が上記中央孔の断面に対応している第2の回転方向ロック手段8 2を備えており、第1及び第2の回転方向ロック手段8 1、8 2が相対的に褶動可能な態様をなしている。中央孔7の断面形状とそれに対応する軸体3の外形とは、回転方向ロックの状態では、相対的な回転が妨げられるようになっている。可能な断面形状とそれに対応する外形は、例えば少なくとも部分的な、あるいは実質的な楕円形、または六角形もしくは四角形のような多角形である。また、相互の嵌め合い角度が変わる回転を防止するために、上記の2種の形状に1個所以上の扁平部分（平面化された領域）を設けることも可能である。ドライブ端4がドリル、もしくはボール盤に連結されると、本体3の回転は装着手段6に、さらにそれに連結されている筒のこなどの工具に伝達されるであろう。無論、特に上記の外形と断面形状に限定されないロック手段の他の変種も可能である。本体3と中央孔7が両方とも円形断面を有するような場合には、装着手段6を本体3に対し、回転方向にも軸方向にもロックするような、ある種のピン・受け孔式ロック機構も、おそらく役立つであろう。

軸方向ロック手段9は、ここでは装着手段6上に配置されたラッチ9 1によって簡単に実施されている第1の軸方向ロック手段9 1、及びここでは軸体3上に設けられ、その中にラッチ9 1をロックするノッチ9 2によって具体化されている第2の軸方向ロック手段9−2を備える。ラッチ9 1及びノッチ9 2は、図示されるように、軸体3の長軸と直交している。装着手段6の本体3に対する軸方向の移動は、それによって妨げられる。例えば電動ドリルに使用されているその種のラッチは、通常手動で操作されるであろう。ラッチが容易に押し下げられ、あるいは切り換えられ得るように、ラッチがそれ自体の弾力性を持つこと、及び／または弾力性を有する負荷を持たせることができる。図示されている実施形態では、ラッチはばね10を備えており、ばね付きラッチ9 1となっている。一般に、ラッチ9 1は半径方向に操作し得るラッチ9 1であり、本体3に設けられた受け孔に嵌まり合う留め金の形で実施され得る。ここでは、ラッチ9 1は装着手段6内で、軸体と直交する方向に蝶番式に動くことができる。ノッチ9 2は1本の溝であって、示されているように環状の溝であり、装着手段6が本体3上でいかなる角位置にあっても、ラッチ9 1はノッチ9 2内に有効に嵌まり合うことができる。

装着手段6は工具に永久的に固定されていても、また工具と一体化されていても良いが、装着手段6は図示されているように工具2に連結するための連結手段11、特に取り外し可能な連結手段を備えている。例えば、連結手段１１は装着手段6を工具2に取り外し可能に連結するための、ねじが切られた軸11 1もしくは差し込み継ぎ手を含んでいる。図示されているように、筒のこは内部に11 1の雄ねじに対応する雌ねじを設けた孔12を有する。装着手段6及び／または場合により工具2は、それぞれ工具2の着脱のための、レンチ部分13または孔を備えている。

図示されているように工具２が筒のこならば、連結手段11 1、11 2は中空であり、軸体3が孔7を貫いて筒のこ2内へと褶動し、切り抜かれた材料のプラグ（切り抜き後、筒のこ2内に残っているのが普通である）を押し出すことを可能にする部分を有することが好ましい。

工具端5には、工具（ここに示されている案内ドリル14のような）の駆動端を受け入れる軸方向の孔が設けられている。案内ドリル14の駆動端15、及び軸体3の工具端5には、それぞれ案内ドリル14を着脱するための、相互に対応する手段が設けてある。これらの手段は、クリック継ぎ手、ある種のクランプ手段、あるいは駆動端15上と軸体3の工具端5に設けられた軸方向の孔内の両方に切られたねじ等であり得る。

アーバ1及びその部品は、硬化された鋼で製作することが好ましい。

アーバ1の操作方法の、以上の説明で明らかにされていない部分の大要は、以下の通りである。案内ドリル14を用いて穴ぐりすることだけが求められる場合には、案内ドリル14を工具端4に連結し、次いでドライブ端4をボール盤に連結する。それに加えて、あるいはそれとは別個に工具を使用する場合には、装着手段6に工具を連結し、装着手段６を本体に嵌めて褶動させると、軸と直交しばねで負荷を加えられているラッチ9 1が軸と直交するノッチ9 2に嵌まり込み、装着手段6を本体3に対し、軸方向にも回転方向にも動かぬようにロックする。工具端5は面取りされており、装着手段6の褶動が開始されると、面取り部分16が最初はラッチ9 1を、ばねの力、すなわち弾力に抗して持ち上げるようになっている。

筒のこが、通常は案内ドリル14と組み合わせて使用されるのであれば、まず筒のこ2を装着手段6に連結した後に、装着手段6を、上述したように本体3上を褶動させる。材料に筒のこで孔を開けた後に、軸体3を、ラッチ9 1を押し下げることによって軸体3に対する軸方向のロックを解除後、さらに孔7及び12の中へと押し込むことができる。このようにして、軸体3の面取りされている先端5を使用し、筒のこからプラグを押し出すことが可能であり、一切の工具も、また現に装着されている工具を取り外すことも不要である。また装着手段6は、工具、特に筒のこと一体化し、その中に含ませることもできる。さらにドリル14を、軸体3と一体化し、その中に含ませることもできる。

本発明に従って考えられる一実施形態を、大部分分解した状態で示した図。 図1のアーバからドリル刃を取り外した状態を示した図。 図3は、図1のアーバにおいて、装着手段に筒のこである工具が連結された状態を示した図。

符号の説明

1 迅速交換式アーバ
筒のこ（工具）
3 軸体
4 ドライブ端
5 工具端
6 装着手段
7 貫通孔
8,9 ロック手段
9-1 ラッチ
9-2 ノッチ
11 連結手段
11-1 軸
12 孔
13 レンチ部分
14 案内ドリル
15 駆動端
16 面取り部分

Claims (19)

1. 工具用の迅速交換式アーバであって、
   ドライブ端及び工具端を有する軸体と、軸体上を褶動できるように１個の中心孔を有する前記工具の装着手段を軸体に対し回転方向及び軸方向に動かないようにロックする回転方向及び軸方向ロック手段とを備える迅速交換式アーバにおいて、
   前記装着手段が、前記軸体から褶動自在に取り外し可能であり、
   前記工具が筒のこであり、
   前記軸方向のロック手段が、軸方向と直交するラッチで前記装着手段上に設けられて具体化されている第１の軸方向ロック手段と、前記軸体上に設けられた前記ラッチをその中にロックするための軸方向と直交するノッチによって具体化されている第２の軸方向ロック手段とを備えることを特徴とする迅速交換式アーバ。
2. 回転方向及び軸方向ロック手段が、クランプ、差し釘、くさび、ピンまたはねじの解除可能なロック手段であることを特徴とする請求項１記載の迅速交換式アーバ。
3. 前記回転方向のロック手段が、
   前記装着手段に設けられ、該装着手段の中央孔の断面形状によって具体化されている第１の回転方向ロック手段、及び
   前記軸体の外部形状によって具体化されている第２の回転方向ロック手段を備え、前記第１及び第２の回転方向ロック手段は、相対的に褶動可能であるように対応していることを特徴とする請求項１または２記載の迅速交換式アーバ。
4. 前記の断面形状とそれに対応する前記の軸体の外部形状が、回転方向ロック状態では相対的な回転が妨げられるものであることを特徴とする請求項３記載の迅速交換式アーバ。
5. 前記中央孔の断面形状とそれに対応する前記の軸体の外部形状が、楕円形または六角形もしくは四角形などのような多角形であるか、あるいは少なくとも一部が平面化された領域を有することを特徴とする請求項３または４記載の迅速交換式アーバ。
6. 前記ラッチが手動操作されるラッチであることを特徴とする請求項１〜５の１項に記載の迅速交換式アーバ。
7. 前記ラッチがばね付きのラッチであることを特徴とする請求項１〜６の１項に記載の迅速交換式アーバ。
8. 前記ラッチが半径方向に操作可能であることを特徴とする請求項１〜７の１項に記載の迅速交換式アーバ。
9. 前記ノッチが環状の溝を含む溝であることを特徴とする請求項１〜８の１項に記載の迅速交換式アーバ。
10. 前記装着手段が、前記工具を連結するための連結手段を備えることを特徴とする請求項１〜９の１項に記載の迅速交換式アーバ。
11. 前記連結手段が、ねじが切られた軸または差し込み継ぎ手の前記工具を連結するための取り外し自在の連結手段であることを特徴とする請求項１０記載の迅速交換式アーバ。
12. 前記装着手段及び／または前記工具が、それぞれ工具を着脱するためのレンチ部分もしくは孔の部分を備えることを特徴とする請求項１０または１１記載の迅速交換式アーバ。
13. 前記連結手段が中空であるとともに、前記軸体を中空部を通して前記筒のこ内まで褶動侵入させ、材料の切り抜き屑であるプラグを押し出すことができるだけの広さの中空部を有することを特徴とする請求項１０〜１２の１項に記載の迅速交換式アーバ。
14. 前記軸体の工具端に、案内ドリルを受け入れるための軸方向の孔が設けられていることを特徴とする請求項１〜１３の１項に記載の迅速交換式アーバ。
15. 前記軸方向の孔に、前記案内ドリルを着脱するための着脱手段が設けられていることを特徴とする請求項１４記載の迅速交換式アーバ。
16. 前記アーバの少なくとも一部分は硬化された鋼で製作されていることを特徴とする請求項１〜１５の１項に記載の迅速交換式アーバ。
17. 工具を装着するための装着手段であって、
    軸体上を褶動できるように１個の中央孔を有し、前記工具の装着手段を軸体に対し回転方向及び軸方向に動かないようにロックする回転方向及び軸方向ロック手段とを備える装着手段において、
    該装着手段は軸体から褶動自在に取り外し可能であり、
    前記軸方向のロック手段が、軸方向と直交するラッチで前記装着手段上に設けられて具体化されている第１の軸方向ロック手段と、前記軸体上に設けられた前記ラッチをその中にロックするための軸方向と直交するノッチによって具体化されている第２の軸方向ロック手段とを備えることを特徴とする装着手段。
18. 前記装着手段が筒のこの前記工具と一体化されているか、または連結可能であることを特徴とする請求項１７記載の装着手段。
19. 工具交換システムであって、請求項１〜１６の１項に記載されている前記迅速交換式アーバと、筒のことを供えることを特徴とする工具交換システム。

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