JP4860976B2 - 固定ナット - Google Patents
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例えば、特許第2608323号公報には、特別の工具を用いることなく小さな力で緩めることができるようにするための技術が開示されている。以下、この従来技術を同公報の図1を援用した図7に基づいて簡単に説明する。
この従来の固定ナット50は、スピンドル51の雄ねじ部51aにねじ込まれるナット本体52と、ナット本体52に対して軸方向へ一定の範囲で変位可能かつ回転方向については固定された押圧板53と、押圧板53とナット本体52との間に介装されたくさび部材54〜54と、くさび部材54〜54の外周側に位置する円環形状の操作部材55と、操作部材55と各くさび部材54との間に介装された転動体56〜56を備え、操作部材55の内周側には各転動体56を径方向外側へ逃がすための逃がし凹部55a〜55aが設けられている。操作部材55は、ピン57〜57、転動体56〜56、ストッパ部材58〜58を介してナット本体52に対してばね(図7では省略されている)によりナット締め付け方向に付勢、保持されている。
操作部材55をばねに抗してねじ緩め方向に回転操作すると、各転動体56が対応する逃がし凹部55a内に嵌り込んで各くさび部材54が径方向外側へ変位可能な状態となり、これにより各くさび部材54のくさび作用が解除される。くさび部材54〜54のくさび作用が解除されると、押圧板53の砥石60に対する軸方向の押し付け状態が弱められ、その結果ナット本体52の雌ねじ部の雄ねじ部51aに対する食い付きが解除されることから、そのまま操作部材55をねじ緩め方向に回転操作することにより当該固定ナット50を小さな力で緩めることができる。
本発明は、この問題に鑑みなされたもので、中央部が凹んだカップ形の砥石を固定した場合であっても、緩め操作及び締め付け操作をする際に操作部材に確実かつ容易に指先を掛けることができ、この点で使い勝手のよい固定ナットを提供することを目的とする。
第1の発明は、回転工具のスピンドルの雄ねじ部に締め付けて、スピンドルに回転刃具を固定するための固定ナットであって、回転刃具に押圧する押圧板と、雄ねじ部に締め付けるナット本体と、このナット本体と押圧板との間に介装されてナット本体を雄ねじ部に対してねじ軸方向に拘束するくさび作用をなすくさび部材と、円板部とこの円板部の周縁に沿って側壁部を有する碗形をなし、内側にくさび部材とナット本体を収容し、押圧板が開口側に対して軸方向移動不能に支持された操作部材を備え、操作部材の側壁部の外面と円板部の外面の双方に、回転操作時に指先の滑り止め作用をなす滑り止め部を設けた固定ナットである。
第1の発明によれば、操作部材の円板部外面に滑り止め部が設けられているので、当該固定ナットをカップ形の砥石(回転刃具)の固定に用いた場合であって、当該固定ナットが砥石の凹部に収容されてしまう結果操作部材の側壁部外面の滑り止め部に指を引き掛けにくくなる場合であっても、円板部外面の滑り止め部に指を引き掛けて当該固定ナットを締め付け、あるいは緩めることができ、この点で従来よりもその使い勝手を向上させることができる。
この点、従来は操作部材55の外側端面(図7において下面側)にナット本体52のフランジ部52aが位置していたため、当該操作部材55の外側端面に指を引き掛けることができず、その結果当該従来の固定ナット50の締め付け操作、緩め操作をすることができなかった。
第2の発明は、第1の発明において、円板部の外面周縁に沿って雄ねじ部のねじ軸方向に対して傾斜する傾斜外面を設け、この傾斜外面に滑り止め部を設けた固定ナットである。
第2の発明によれば、操作部材の外周角部に傾斜外面が設けられており、この傾斜外面に回転操作時に指先を引き掛けるための滑り止め部が設けられている。傾斜外面が軸線に対して傾斜していることから当該傾斜外面を指先で押さえ付けるとともに摘むことができ、これにより当該操作部材に対して締め付け力及び緩め力を効率よく加えることができる。また、操作部材の側壁部と円板部との間であって当該操作部材の外周角部が欠落(面取り)されて傾斜外面が設けられているので、当該回転工具を加工材に対して斜めに保持して用いる場合に、固定ナットの加工材に対する干渉を回避しやすくなり、これにより当該回転工具の加工材に対する保持姿勢の自由度を高めることができる。
第3の発明は、第1又は第2の発明において、円板部の外面に放射方向の突条を設けて滑り止め部とした固定ナットである。
第3の発明によれば、確実な指先の滑り止め機能を確保しつつ、当該固定ナットの外観及び機能性をよくすることができる。
このスピンドル3の先端部にはフランジ部3aと雄ねじ部3bが設けられている。本実施形態では雄ねじ部3bは右ねじで形成されている。従って、この雄ねじ部3bに対して固定ナット30を右回りに回転操作すれば固定ナット30は雄ねじ部3bに締め付けられ、逆に左回りに回転操作すれば固定ナット30は雄ねじ部3bに対して緩められる。
研削砥石2は、その中央部が凹んだカップ形を有している。この凹み部2bの中心に取り付け孔2aが設けられている。研削砥石2は、この取り付け孔2a内にこの雄ねじ部3bを挿通させて片面側(凸側)をフランジ部3aに当接させ、この状態で雄ねじ部3bに固定ナット30を締め込むことによりスピンドル3の先端に軸方向移動不能かつ軸回りに回転不能に取り付けられる。従って、固定ナット30を雄ねじ部3bに対して緩めれば、研削砥石2をスピンドル3から取り外すことができる。本実施形態の固定ナット30は、グラインダの起動時における慣性力、あるいは研削加工中において研削砥石2に付加される研削抵抗がこの固定ナット30に対して締まり方向の外力として作用する(締まり勝手)結果、当該固定ナット30の雄ねじ部3bに対する締め付け力が過大に強くなってしまった場合であっても、使用者がこれを緩める場合には小さな力で簡単に緩めることができる機能(緩め補助機能)を備えている。
操作部材35は、円環形状の側壁部35bと、この側壁部35bの一端側を閉塞する円板部35gを備えている。この円板部35gが碗形をなす当該操作部材35の底部を構成している。この円板部35gに対向する状態で上記押圧板32が装着されている。
円板部35gの中心に、ナット本体13の雌ねじ部13bよりも大径の挿通孔35fが形成されている。この挿通孔35fが、雄ねじ部3bの突き出し口となる。この挿通孔35fの周縁には、円環形状をなすゴム製の逆差し防止部材36が全周にわたって装着されている。
この逆差し防止部材36は、径方向外方へ張り出す固定縁36bをナット本体13の雄ねじ部突き出し側の口元に沿って係合させることにより、当該ナット本体13側に取り付けられている。図6に示すようにこの逆差し防止部材36は、その内周側の周方向六等分位置から内周側に張り出す6つの逆差し防止縁36a〜36aを備えている。この逆差し防止縁36a〜36aは挿通孔35fの内周側に張り出す状態で設けられており、その張り出し先端側は雌ねじ部13よりも内周側に至っている。
また、逆差し防止縁36a〜36aが周方向に6分割されることにより、周方向全周にわたって連続して設けた場合よりもこれらが雌ねじ部13bに覆い被さりやすくなり、これにより雄ねじ部3bが挿通孔35f側から逆差しされた場合の雌ねじ部13bに対する雄ねじ部3bの噛み合いを確実に防止することができる。なお、6分割の逆差し防止縁36a〜36aに限らず、5分割あるいは7分割以上に分割してもよく、分割数は多いほど逆差し防止効果は高くなる。
一方、押圧板32の中心に、雄ねじ部3bの正規の差し込み口となる挿通孔32cが設けられている。この挿通孔32cの周縁に沿って円環形状のシールゴム21が全周にわたって装着されている。このシールゴム21の内径は、雌ねじ部13bの内径よりも大きくなっている。このため、雄ねじ部3bが挿通孔32cから差し込まれる場合には、上記逆差しの場合の逆差し防止部材36とは異なってこのシールゴム21が雄ねじ部3bに干渉することはなく、従って雄ねじ部3bの正規の向きでの差し込み(締め付け)が許容される。また、当該固定ナット30を雄ねじ部3bに締め付けて砥石2を固定した状態において、このシールゴム21が砥石2に押圧されることにより、当該固定ナット30の砥石2に対する回転方向の滑り(緩み)が防止される。
押圧板32の外周と、操作部材35の開口側内周との間には止め輪15が介装されている。この止め輪15によって、押圧板32は、操作部材35の開口側を塞ぐ状態で当該操作部材35に対して相対的に回転可能かつ軸方向へは相対的に変位不能に組み付けられている。
操作部材35は、円環形状の側壁部35bと、この側壁部35bの一端側を閉塞する円板部35gを備えている。この円板部35gの中心に雄ねじ部3bが突き出される挿通孔35fが形成されている。
側壁部35bの外面と円板部35gの外面との間に傾斜外面35dをその全周にわたって備えている。この傾斜外面35dは、側壁部35bと円板部35gとの間に形成される角部を斜めに欠落させた面取り部に相当するもので、軸線Jに対して傾斜する円錐面として設けられている。図5に示すようにこの傾斜外面35dと側壁部35bの外面に跨った範囲に回転操作時の滑り止め作用をなす多数の突条35e〜35e(滑り止め部)が軸線Jを中心とする放射方向に沿って形成されている。操作者は、側壁部35bの外面若しくは傾斜外面35dの一方または双方を指先で摘んで当該固定ナット30の締め付け操作及び緩め操作を行うことができる。このことから、砥石中央の凹み部2b内に固定ナット30が収容されて側壁部35bの外面を指先で摘みにくい場合であっても、傾斜外面35dを指先で摘み、あるいは軸方向に押さえ付けつつ回転操作することができる。
三つのくさび部材31〜31の図1において上端面31f〜31fは、それぞれ押圧板32の下面に対して常時摺接可能な状態で当接されている。このため、ナット本体13のくさび面13aに対して各くさび部材31が軸線Jに接近する方向(内周側)に変位すると、両者のくさび作用によって押圧板32が砥石2の凹み部2bの底面に押圧されることにより雄ねじ部3bに対するナット本体13の雌ねじ部13bの噛み合い状態(ナット締め付け状態)が維持される。
一方、ナット本体13のくさび面13aに対して各くさび部材31が外周側へ離間すると両者のくさび作用が解除されて、雌ねじ部13bの雄ねじ部3bに対する軸線J方向についての噛み合い状態(ねじ山同士の軸線J方向の押圧力)が緩められ、これにより雄ねじ部3bに対して当該固定ナット30を小さな力で簡単に緩めることができる状態となる。
軸線J回りについて隣接する二つのくさび部材31,31間には、保持壁部32aが位置している。合計三つの保持壁部32a〜32aは、押圧板32に一体に形成されている。この三つの保持壁部32a〜32aによって、三つのくさび部材31〜31が軸線Jを中心とする放射方向に沿って変位可能に保持されている。
また、操作部材35側の移動壁部35aと各くさび部材31側の固定壁部31aとの間には圧縮ばね33が介装されている。この圧縮ばね33によって、操作部材35の各移動壁部35aがくさび部材31の固定壁部31aに対してローラセットRを挟み込む方向に付勢されている。従って、操作部材35をなんら操作しない状態では、二つの規制ローラ16,17と一つの補助ローラ18は、圧縮ばね33の付勢力によってくさび部材31の固定壁部31aと操作部材35の移動壁部35aとの間において周方向に挟み込まれる。
操作部材35の側壁部35bの内周面には、各ローラセットRに対応して断面円弧形状の逃がし凹部35h,35iが設けられている。各ローラセットRに対応する逃がし凹部35hと逃がし凹部35iは、規制ローラ16と規制ローラ17の周方向の間隔と同じ間隔で設けられている。
図2に示すように各ローラセットRが固定壁部31aと移動壁部35aとの間に挟み込まれた初期状態(操作部材35を回転操作しない状態、若しくは操作部材35をナット締め付け方向に回転操作するときの状態)では、各規制ローラ16,17に対して逃がし凹部35h,35iが周方向にずれた位置に保持される。このため、この初期状態では、二つの規制ローラ16,17が、くさび部材31の外周面と操作部材35の側壁部35bの内周面との間に挟まれて放射方向へも変位不能な状態となる。
このように操作部材35の移動壁部35aに対して各圧縮ばね33が及ぼす付勢力の方向が、各ローラセットRをくさび部材31の固定壁部31a間に挟み込む方向であり、これが当該操作部材35のナット締め付け時の回転方向(図1において時計回り方向)となる。
逆に、圧縮ばね33〜33に抗して操作部材35をねじ緩め方向(図1において反時計回り方向)に回転操作すると、これと一体で各移動壁部35aがくさび部材31の固定壁部31aに対してローラセットRの挟み込みを解除する方向(図2において反時計回り方向)に変位する。このように、相互に対をなす移動壁部35aと固定壁部31aとの周方向の間隔が大きくなって各ローラセットRの挟み込み状態が解除されると、各ローラセットRの規制ローラ16,17の外周側にそれぞれ逃がし凹部35h,35iが位置し、従って規制ローラ16が逃がし凹部35hに嵌り込み、規制ローラ17が逃がし凹部35iに嵌り込む。
各ローラセットRの規制ローラ16,17が逃がし凹部35h,35i内に嵌り込んで、くさび部材31〜31の拘束が解かれてくさび作用が解除されると、各くさび部材31の軸線Jに向かう押し付け力が解除されるため、雄ねじ部3bに対する雌ねじ部13bの軸線J方向の拘束(ねじ山同士の軸線J方向の食い付き状態)が解除され、これにより当該固定ナット30を雄ねじ部3bに対して小さな力で緩めることができる(緩め補助機能)。
図1及び図2に示すように各くさび部材31は、固定壁部31aとは反対側の端部に周方向に沿って延びる延長壁部31bを備えている。各延長壁部31bの先端は断面円弧形状に形成されている(先端円弧部31c)。これに対して押圧板32に一体に形成した保持壁部32aの、延長壁部31bの先端円弧部31cに対向する側の端面は、放射方向(雄ねじ部の軸線Jを中心とする放射方向、以下同じ)に対して傾斜するガイド面32bとされている。このガイド面32bは、保持壁部31bの先端円弧部31cが摺接されてその放射方向外方への変位を規制する向きに傾斜している。
また、各くさび部材31の固定壁部31aの側面であって圧縮ばね33の一端側が当接する側の側面は、軸線Jを中心とする放射方向に対して傾斜している(ばね受け面31d)。
圧縮ばね33の他端側は、操作部材35の移動壁部35aに当接されている。各圧縮ばね33は、軸線Jとは異なる軸線を中心とする円弧に沿って3等分位置に形成された当該操作部材35の内周面(偏心円弧面35c〜35c)に沿って配置されている。すなわち、各圧縮ばね33は、軸線Jを中心とする円弧に沿って配置されておらず、そのナット締め付け方向先端側となる他端側(移動壁部35a側)がより放射方向外側となる向きに傾斜した状態で配置されている。このため、各圧縮ばね33は、くさび部材31の固定壁部31a(ばね受け面31d)に対して及ぼす付勢力の作用方向は、軸線Jを中心とする円周の接線方向ではなく、これよりも内側へ振った方向(図2中白抜きの矢印で示した方向)となっている。
このため、この各圧縮ばね33によって各固定壁部31aには、くさび部材31の当該固定壁部31a側をナット本体13の中心(軸線J)側に変位させる方向の付勢力(分力)が作用する。
このように各圧縮ばね33によって各くさび部材31の固定壁部31a側に対して若干内側へ振った方向の付勢力が作用されることにより、固定壁部31a側の端部に対してナット本体13の中心側への付勢力が作用するとともに、反対側の先端円弧部31cが前記ガイド面32bに対して摺接されることにより、当該先端円弧部31cに対してもナット本体13の中心側への付勢力が作用する。このことから、各くさび部材31には、全体としてナット本体13の中心(軸線J)に向かう方向の付勢力が作用している。
また、操作部材35の各移動壁部35aの先端側が断面半円弧形状に形成(R面取り)されている。このため、各くさび部材31の移動壁部35aに対する引っ掛かりを防止してそのスムーズかつ確実な動作を確保することができる。
以上の構成により各くさび部材31は、各圧縮ばね33により径方向外方から内方であって、図3に示す緩め位置から図2に示す初期位置へ確実かつスムーズに戻され、これにより当該固定ナット30は初期状態に確実かつスムーズに戻される。
また、例示した固定ナット30によれば、操作者が回転操作する操作部材35が円環形状の側壁部35bとその一端側を閉塞する円板部35gを有する碗型を有し、その内側にナット本体13とくさび部材31〜31を収容して側壁部35bの開口側が押圧板32で閉塞された構成を備えており、操作部材35の外周角部に軸線Jに対して傾斜する傾斜外面35dが設けられ、この傾斜外面35d及び側壁部35bの外周面の双方に跨って滑り止め部としての突条35e〜35eが設けられている。このため、当該固定ナット30がカップ形の砥石2の凹み部2b内に収容されて、その側壁部35bの外周面を指先で掴みにくい場合であっても傾斜外面35d側の滑り止め部(突条35e〜35e)に指先を掛けて当該固定ナット30を軸線J方向へ押し付けつつ摘んで回転操作することができる。このように、固定ナット30の側面に加えて締め付け状態で外側となる円板部35gの外面(傾斜外面35d)にも回転操作時に指先に対する滑り止め作用をなす滑り止め部35eが設けられていることから、当該固定ナット30を薄型化しても締め付け操作時及び緩め操作時におけるその良好な回転操作性を損なうことがない。
さらに、例示した固定ナット30によれば、各圧縮ばね33が、そのナット締め付け方向先端側がナット緩め方向先端側よりも放射方向外側となる方向に傾いた状態で配置されることにより、各くさび部材31の一端側が放射方向内側へ付勢されるとともに、当該各くさび部材31の他端側が、保持壁部32aの放射方向に対して傾斜したガイド面32bに摺接されることにより放射方向内側へ案内され、これにより各くさび部材31が全体としてローラセットR(規制ローラ16,17)から離間する方向(放射方向内方)へ案内される構成となっている。この構成によれば、各くさび部材31の傾きが規制されて、確実に放射方向に沿って平行移動させることができるので、当該固定ナット30の緩め補助機能を確実に発揮させることができる。
また、従来の固定ナット50では、雄ねじ部に対して締め付けた状態と取り外した状態とで押圧板53が板厚方向に変位することから固定ナット50の全体としての厚みが変化するが、固定ナット30では、止め輪15を介して操作部材35と押圧板32が軸線J方向(厚み方向)に固定されているため、雄ねじ部3bに対する締め付け状態と取り外し状態とで厚みが変化しない。
また、操作部材35が円環形状の側壁部35bと円板部35gを備えていることから、従来の単なる円環形状の操作部材55に比して高い剛性を確保することができ、この点でも当該固定ナット30の耐久性を高めることができる。
また、ローラセットRとして二つの規制ローラ16,17と補助ローラ18を備える構成を例示したが、一つの規制ローラ(従って、補助ローラを省略)、あるいは三つ以上の規制ローラに変更することができる。ローラセットRは、周方向三等分位置に配置する構成を例示したが、周方向2箇所あるいは周方向4箇所以上に同様の機能を有するローラセットを配置する構成としてもよい。
なお、規制ローラ16,17あるいは補助ローラ18は、ローラ体ではなく従来のように鋼球に変更してもよい。
さらに、滑り止め部としての突条を、操作部材35の円板部35gの外面周縁の一定の範囲(傾斜外面35d)に設ける構成を例示したが、円板部35gの外面全体に突条を形成して滑り止め部としてもよい。
滑り止め部は例示したように突条を設ける構成の他、半球形や三角錐形の突起を多数設ける構成、あるいは操作者の指先に対して滑り止め作用を有するゴムシート材を貼り付ける構成とすることができる。
また、操作部材35の円板部35gに設けた挿通孔35fは、雄ねじ部3bが突き出されないのであれば省略してもよい。
また、手持ち工具としてのグラインダに限らず、据え付け型の卓上グラインダにおいてスピンドルに砥石を固定するための固定ナットに適用することができる。また、グラインダの砥石に限らず、円形の鋸刃を回転させて切断加工を行う丸鋸盤等の切断機においてスピンドルに鋸刃を固定するための固定ナットに適用することができる。
さらに、表面仕上げ用のポリッシャをスピンドルに取り付けるための固定ナットにも適用することができる。このように本発明は、回転するスピンドル(出力軸)を備えた回転工具においてスピンドルに砥石、ポリッシャ、鋸刃等の回転刃具を固定するための固定ナットに広く適用することができる。
2…砥石(回転刃具)、2b…凹み部
3…スピンドル、3b…雄ねじ部
J…雄ねじ部の軸線(ねじ軸方向)
13…ナット本体
13a…くさび面、13b…雌ねじ部
16,17…規制ローラ
R…ローラセット
21…シールゴム
30…固定ナット
31…くさび部材
31a…固定壁部、31b…延長壁部、31d…ばね受け面、31e…くさび面
32…押圧板、32a…保持壁部、32b…ガイド面
33…圧縮ばね
35…操作部材
35a…移動壁部、35b…側壁部、35c…偏心円弧面、35d…傾斜外面
35e…突条(滑り止め部)35f…挿通孔、35g…円板部
35h,35i…逃がし凹部
36…逆差し防止部材
50…固定ナット(従来)
51…スピンドル、51a…雄ねじ部
52…ナット本体
53…押圧板
54…くさび部材
55…操作部材、55a…逃がし凹部
56…転動体
60…砥石
Claims (1)
- 回転工具のスピンドルの雄ねじ部に締め付けて、前記スピンドルに回転刃具を固定するための固定ナットであって、
前記回転刃具に押圧する押圧板と、前記雄ねじ部に締め付けるナット本体と、該ナット本体と前記押圧板との間に介装されて該ナット本体を前記雄ねじ部に対してねじ軸方向に拘束するくさび作用をなすくさび部材と、円板部と該円板部の周縁に沿って側壁部を有する碗形をなし、内側に前記くさび部材と前記ナット本体を収容し、前記押圧板が開口側に対して軸方向移動不能に支持された操作部材を備え、
前記円板部の外面周縁に沿って前記雄ねじ部のねじ軸方向に対して傾斜する傾斜外面を設け、該傾斜外面と前記側壁部の外面の双方に跨って、放射方向及び軸線方向に延びる突条を設けて回転操作時に指先の滑り止め作用をなす滑り止め部とし、
前記円板部の、前記雄ねじ部の突き出し口となる挿通孔に、該挿通孔からの前記雄ねじ部の逆差しを防止するための逆差し防止部材を備えており、
該逆差し防止部材は、前記挿通孔の周縁と、前記ナット本体の口元の双方に沿って全周にわたって装着された固定ナット。
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