JP6315565B2 - 回転工具 - Google Patents
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請求項1の回転工具によれば、工具本体部が工具ベース部と同一回転速度で回転するように工具ベース部と工具本体部との間を連結しかつ、工具本体部の重心軸が工具ベース部の回転軸と一致した原点姿勢を含む任意の姿勢に変更されることを許容するジョイント部を備えているから、回転工具の位置を微調整しなくても、ワークの形状や固定位置等のばらつきに応じて工具本体部が任意の姿勢に変更され、それらばらつきを吸収した状態でワークの加工を行うことができる。これにより、加工効率を低下させることなく、工具本体部や工具ベース部との連結部分に掛かる負荷を抑えることが可能になる。
ジョイント部は、カルダンジョイントやツェッパジョイント等であってもよいし、本発明のように、工具本体部及び工具ベース部の一方と他方とに設けられて互いに嵌合する嵌合孔部及び嵌合雄部と、嵌合雄部と嵌合孔部との何れか一方の嵌合面に形成されてその周方向に沿って均等配置された複数の突部と、他方の嵌合面に形成されて複数の突部が当接する被当接部と、突部又は被当接部の一方に形成されて、突部と被当接部とを線接触又は点接触させる当接曲面とを備えた構成にしてもよい。
また、この場合、工具本体部と工具ベース部の何れか一方に設けたバネ支持壁及び第1の位置決め突壁の間に、工具本体部と工具ベース部の何れか他方に設けた第2の位置決め突壁を挟んで、バネ支持壁と第2の位置決め突壁との間に圧縮コイルバネを突っ張り状態にして設けることで、第1と第2の位置決め突壁とを工具ベース部の回転軸方向で当接させて、工具本体部を原点姿勢に位置決めすることができる。
請求項2の発明によれば、重力に拘わらず工具本体部を原点姿勢に保持することができるから、ワークに対する回転工具の配置の自由度が向上する。
本発明に係る工具本体部は、請求項3の発明のように、第2の位置決め突壁としての円盤部の外縁部にワークを研削するための研削部を有した構造にしてもよいし、請求項5の発明のように、第2の位置決め突壁としての円盤部の外縁部から重心軸方向に延びた拡張円筒部を有して、その拡張円筒部の外周面又は内周面又は先端面にワークを研削するための研削部を有した構造にしてもよい。圧縮コイルバネの付勢力を超える加工反力を受けると、工具本体部が工具ベース部に対して傾動して原点姿勢以外の姿勢に変更されることで、工具本体部や、嵌合雄部と嵌合孔部との嵌合部分に掛かる負荷を抑えることができる。また、バネ支持壁と第2の位置決め突壁としての円盤部との間に突っ張り状態に設けられた圧縮コイルバネによって、円盤部を工具ベース部の第1の位置決め突壁に押し付けて、工具本体部を原点姿勢に保持することができる。
請求項4の発明によれば、工具ベース部の回転軸方向で工具本体部が対をなして設けられているから、それら対をなした工具本体部の間にワークを進入させることで、そのワークの異なる2箇所を同時に研削することが可能になる。また、1対の工具本体部の間に進入したワークによって1対の工具本体部が原点姿勢以外の姿勢に変更され、1対の各工具本体部や工具ベース部との連結部分に掛かる負荷をそれぞれ抑えることができる。
請求項6の発明によれば、工具本体部は、第2の位置決め突壁及び嵌合雄部としてのディスク部の中心から重心軸方向に延びたシャフト部を有し、そのシャフト部の先端に備えた研削部又は刃部をワークに押し付けることで、ワークの研削又は切削を行うことができる。また、バネ支持壁と第2の位置決め突壁としてのディスク部との間に突っ張り状態に設けられた圧縮コイルバネによって、ディスク部が工具ベース部の第1の位置決め突壁に押し付けられて、工具本体部が原点姿勢に保持される。さらに、圧縮コイルバネの付勢力を超える加工反力を受けると、嵌合孔部の内側で嵌合雄部としてのディスク部が傾動して工具本体部が原点姿勢以外の姿勢に変更され、工具本体部や、嵌合孔部とディスク部との嵌合部分に掛かる負荷を抑えることができる。
請求項7の発明によれば、工具ベース部と動力中継軸部とが同一回転速度で回転し、動力中継軸部の重心軸が工具ベース部の回転軸と一致した原点姿勢を含む任意の姿勢に変更されることが許容されるように、工具ベース部と動力中継軸部の一端部とが第1ジョイント部によって連結され、かつ、動力中継軸部と工具本体部とがとが同一回転速度で回転し、工具本体部の重心軸が動力中継軸部の重心軸と一致した原点姿勢を含む任意の姿勢に変更されることが許容されるように動力中継軸部の他端部と工具本体部とが第2ジョイント部によって連結されているから、回転工具の位置を微調整しなくても、ワークの形状や固定位置等のばらつきに応じて工具本体部及び動力中継軸部が任意の姿勢に変更され、それらばらつきを吸収した状態でワークの加工を行うことができる。これにより、加工効率を低下させることなく、工具本体部や、動力中継軸部と工具本体部との連結部分及び工具ベース部と動力中継軸部との連結部分に掛かる負荷を抑えることが可能になる。
請求項8の発明によれば、動力中継軸部を原点姿勢に付勢する第1原点姿勢保持手段と、工具本体部を原点姿勢に付勢する第2原点姿勢保持手段とを備えたから、それら姿勢保持手段の付勢力で工具本体部をワークに押し付けることができる。
請求項9の発明によれば、重力に拘わらず工具本体部を原点姿勢に保持することができるから、ワークに対する回転工具の配置の自由度が向上する。
本発明に係る第1のジョイント部は、カルダンジョイントやツェッパジョイント等であってもよいし、請求項10の発明のように、工具ベース部と動力中継軸部の一方と他方に設けられて互いに嵌合する第1嵌合孔部及び第1嵌合雄部と、第1嵌合雄部と第1嵌合孔部との何れか一方の嵌合面に形成されてその周方向に沿って均等配置された複数の第1突部と、他方の嵌合面に形成されて複数の第1突部が当接する第1被当接部と、第1突部又は第1被当接部の一方に形成されて、第1突部と第1被当接部とを線接触又は点接触させる第1当接曲面とを備えた構造にしてもよい。第2ジョイント部に関しても同様である。
請求項11の発明によれば、工具本体部は、第4の位置決め突壁及び第2嵌合雄部としてのディスク部の中心から重心軸方向に延びたシャフト部を有し、そのシャフト部の先端に備えた研削部又は刃部をワークに押し付けることで、ワークの研削又は切削を行うことができる。また、第2バネ支持壁と第4の位置決め突壁としてのディスク部との間に突っ張り状態に設けられた第2圧縮コイルバネによって、ディスク部が動力中継軸部の第3の位置決め突壁に押し付けられて、工具本体部が原点姿勢に保持される。さらに、第2圧縮コイルバネの付勢力を超える加工反力を受けて第2嵌合孔部の内側で嵌合雄部としてのディスク部が傾動することで、工具本体部が原点姿勢以外の姿勢に変更され、工具本体部や、第2嵌合孔部とディスク部との嵌合部分に掛かる負荷を抑えることができる。
以下、本発明の第1実施形態を図1〜図11に基づいて説明する。図1には、図示しないワーク加工装置に取り付けて使用される回転工具10の全体が示されている。図1及び図2に示すように、回転工具10は円盤形をなした1対の工具本体部20と、それらの中心を貫通した回転ロッド30(本発明の「工具ベース部」に相当する)とを有している。回転ロッド30は、ワーク加工装置に備えた回転駆動部300(例えば、モータ駆動される主軸)に固定されており、回転ロッド30と1対の工具本体部20とが一体回転する。
以下、本発明の第2実施形態を、図12〜図14に基づいて説明する。図12(A)に示すように、本実施形態の回転工具50は、図示しないワーク加工装置の回転駆動部300に取り付けられて回転駆動される工具ベース部70と、ワークに押し付けられてそのワークを加工する工具本体部60とを備え、それら工具ベース部70と工具本体部60とが本発明に係る「ジョイント部」によって連結されている。
図15〜図17には、本発明の第3実施形態に係る回転工具80が示されている。本実施形態の回転工具80は、上記第2実施形態と同様に、工具ベース部81と工具本体部90とを有し、それらが本発明に係る「ジョイント部」によって連結されている。また、工具本体部90は、上記第2実施形態と同一構造をなしたシャフト部61と、第2実施形態とは異なる構造の傾動部材91とから構成されている。以下、第2実施形態と相違する構成について説明することとし、第2実施形態と同じ構成については、同一符号を付して、重複する説明は省略する。
図18及び図19には、本発明の第4実施形態に係る回転工具100が示されている。この回転工具100は、回転ベース部70と工具本体部90とが動力中継軸部110を介して連結されており、その動力中継軸部110の基端部と工具ベース部70とが第1ジョイント部によって連結され、動力中継軸部110の先端部と工具本体部90とが第2ジョイント部によって連結されている。第1ジョイント部は、上記第2実施形態の回転工具50に備えられたものと同一構造であり、第2ジョイント部は、上記第3実施形態の回転工具80に備えられたものとほぼ同じ構造になっている。以下、第2実施形態及び第3実施形態と同じ構成については、同一符号を付して、重複する説明は省略する。
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
12,52,88 圧縮コイルバネ(原点姿勢保持手段)
20,60,90 工具本体部
21,61A 研削部
22 円盤部
23,72,83 嵌合孔部
25 拡張円筒部
30 回転ロッド(工具ベース部)
31 位置決め突壁(第1の位置決め突壁)
32 嵌合雄部
40 バネ支持盤(バネ支持壁)
61 シャフト部
64 ディスク部(第1嵌合雄部、第2の位置決め突壁)
70,81 工具ベース部
73 前蓋部材(第1の位置決め突壁)
76 後壁(バネ支持壁)
84 抜止リング(第3の位置決め突壁)
87 バネ受け部材
92 ディスク部(第2嵌合雄部、第4の位置決め突壁)
110 動力中継軸部
30J,70J,81J 回転軸
20J,60J,90J 重心軸
Claims (11)
- 回転駆動部に取り付けられて回転駆動される工具ベース部と、
ワークに押し付けられてそのワークを加工する工具本体部と、
前記工具本体部が前記工具ベース部と同一回転速度で回転するように前記工具ベース部と前記工具本体部との間を連結しかつ、前記工具本体部の重心軸が前記工具ベース部の回転軸と一致した原点姿勢を含む任意の姿勢に変更されることを許容しかつ、前記工具ベース部と前記工具本体部との分離を禁止するジョイント部と、
前記工具ベース部と前記工具本体部との間に設けられ、前記工具本体部を前記原点姿勢に付勢する原点姿勢保持手段と、を備え、
前記ジョイント部には、
前記工具本体部及び前記工具ベース部の一方と他方とに設けられて互いに嵌合する嵌合孔部及び嵌合雄部と、
前記嵌合雄部と前記嵌合孔部との何れか一方の嵌合面に形成されてその周方向に沿って均等配置された複数の突部と、
他方の嵌合面に形成されて前記複数の突部が当接する被当接部と、
前記突部又は前記被当接部の一方に形成されて、前記突部と前記被当接部とを線接触又は点接触させる当接曲面と、
前記工具本体部及び前記工具ベース部の一方と他方とに設けられて、前記工具ベース部の回転軸方向で互いに当接して、前記工具本体部を前記原点姿勢になるように位置決めする第1及び第2の位置決め突壁と、
前記工具本体部及び前記工具ベース部のうち前記第1の位置決め突壁を有する側に設けられて、前記第1の位置決め突壁と反対側から前記第2の位置決め突壁に対向するバネ支持壁と、
前記バネ支持壁と前記第2の位置決め突壁との間に突っ張り状態に設けられた前記原点姿勢保持手段としての圧縮コイルバネと、が備えられたことを特徴とする回転工具。 - 重力方向に対する前記工具ベース部の回転軸の向きに拘わらず前記工具本体部を前記原点姿勢に保持可能な前記原点姿勢保持手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の回転工具。
- 前記工具本体部は、前記第2の位置決め突壁としての円盤部の外縁部にワークを研削するための研削部を有した構造をなす共に前記円盤部の中心に前記嵌合孔部を備え、
前記工具ベース部は、前記嵌合雄部を有すると共に、前記嵌合雄部を挟んで対向する前記第1の位置決め突壁と前記バネ支持壁とを備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の回転工具。 - 前記工具ベース部は、1対の前記工具本体部の前記嵌合孔部に嵌合した1対の前記嵌合雄部を同軸上に並べて備え、それら1対の工具本体部の間に共通した前記第1の位置決め突壁と、その第1の位置決め突壁と反対側から各前記工具本体部にそれぞれ対向する1対の前記バネ支持壁と、各前記工具本体部を前記第1の位置決め突壁に押し付ける1対の前記圧縮コイルバネとを有することを特徴とする請求項3に記載の回転工具。
- 前記工具本体部は、前記第2の位置決め突壁としての円盤部の外縁部から重心軸方向に延びた拡張円筒部を有して、その円筒部の外周面又は内周面又は先端面にワークを研削するための研削部を有した構造をなすと共に、前記円盤部の中心に前記嵌合孔部を備え、
前記工具ベース部は、前記嵌合雄部を有すると共に、前記嵌合雄部を挟んで対向する前記第1の位置決め突壁と前記バネ支持壁とを備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の回転工具。 - 前記工具本体部は、前記第2の位置決め突壁及び前記嵌合雄部としてのディスク部の中心から重心軸方向に延びたシャフト部を有して、そのシャフト部の先端部にワークを加工するための研削部又は刃部を有した構造をなし、
前記工具ベース部は、前記嵌合孔部を有すると共に、前記ディスク部を挟んで対向する前記第1の位置決め突壁と前記バネ支持壁とを備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の回転工具。 - 回転駆動部に取り付けられて回転駆動される工具ベース部と、
ワークに押し付けられてそのワークを加工する工具本体部と、
前記工具ベース部から前記工具本体部へと回転動力を伝達する動力中継軸部と、
前記動力中継軸部が前記工具ベース部と同一回転速度で回転するように前記工具ベース部と前記動力中継軸部の一端との間を連結しかつ、前記動力中継軸部の重心軸が前記工具ベース部の回転軸と一致した原点姿勢を含む任意の姿勢に変更されることを許容しかつ、前記工具ベース部と前記工具本体部との分離を禁止する第1ジョイント部と、
前記工具本体部が前記動力中継軸部と同一回転速度で回転するように前記動力中継軸部の他端部と前記工具本体部との間を連結しかつ、前記工具本体部の重心軸が前記動力中継軸部の重心軸と一致した原点姿勢を含む任意の姿勢に変更されることを許容しかつ、前記動力中継軸部と前記工具本体部との分離を禁止する第2ジョイント部とを備えたことを特徴とする回転工具。 - 前記工具ベース部と前記動力中継軸部との間に設けられ、前記動力中継軸部を前記原点姿勢に付勢する第1原点姿勢保持手段と、
前記動力中継軸部と前記工具本体部との間に設けられ、前記工具本体部を前記原点姿勢に付勢する第2原点姿勢保持手段と、を備えたことを特徴とする請求項7に記載の回転工具。 - 重力方向に対する前記工具ベース部の回転軸の向きに拘わらず前記工具本体部及び前記工具本体部を前記原点姿勢に保持可能な前記第1及び第2の原点姿勢保持手段を備えたことを特徴とする請求項8に記載の回転工具。
- 前記第1ジョイント部には、
前記工具ベース部と前記動力中継軸部の一方と他方に設けられて互いに嵌合する第1嵌合孔部及び第1嵌合雄部と、
前記第1嵌合雄部と前記第1嵌合孔部との何れか一方の嵌合面に形成されてその周方向に沿って均等配置された複数の第1突部と、
他方の嵌合面に形成されて前記複数の第1突部が当接する第1被当接部と、
前記第1突部又は前記第1被当接部の一方に形成されて、前記第1突部と前記第1被当接部とを線接触又は点接触させる第1当接曲面と、
前記工具ベース部と前記動力中継軸部との一方と他方とに設けられて、前記工具ベース部の回転軸方向で互いに当接して、前記動力中継軸部を前記原点姿勢になるように位置決めする第1及び第2の位置決め突壁と、
前記工具ベース部及び前記動力中継軸部のうち前記第1の位置決め突壁を有する側に設けられて、前記第1の位置決め突壁と反対側から前記第2の位置決め突壁に対向する第1バネ支持壁と、
前記第1バネ支持壁と前記第2の位置決め突壁に間に突っ張り状態に設けられた前記第1原点姿勢保持手段としての第1圧縮コイルバネとが備えられ、
前記第2ジョイント部には、
前記動力中継軸部と前記工具本体部との一方と他方に設けられて互いに嵌合する第2嵌合孔部及び第2嵌合雄部と、
前記第2嵌合雄部と前記第2嵌合孔部との何れか一方の嵌合面に形成されてその周方向に沿って均等配置された複数の第2突部と、
他方の嵌合面に形成されて前記複数の第2突部が当接する第2被当接部と、
前記第2突部又は前記第2被当接部の一方に形成されて、前記第2突部と前記第2被当接部とを線接触又は点接触させる第2当接曲面と、
前記動力中継軸部及び前記工具本体部との一方と他方とに設けられて、前記動力中継軸部の回転軸方向で互いに当接して、前記動力中継軸部を前記原点姿勢になるように位置決めする第3及び第4の位置決め突壁と、
前記動力中継軸部及び前記工具本体部のうち前記第3の位置決め突壁を有する側に設けられて、前記第3の位置決め突壁と反対側から前記第4の位置決め突壁に対向する第2バネ支持壁と、
前記第2バネ支持壁と前記第4の位置決め突壁に間に突っ張り状態に設けられた前記第2原点姿勢保持手段としての第2圧縮コイルバネとが備えられたことを特徴とする請求項7乃至9の何れか1の請求項に記載の回転工具。 - 前記工具本体部は、前記第4の位置決め突壁及び前記第2嵌合雄部としてのディスク部の中心から重心軸方向に延びたシャフト部を有して、そのシャフト部の先端部にワークを加工するための研削部又は刃部を有した構造をなし、
前記動力中継軸部は、前記第2嵌合孔部を有すると共に、前記ディスク部を挟んで対向する前記第3の位置決め突壁と前記第2バネ支持壁とを備えたことを特徴とする請求項10に記載の回転工具。
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