WO2016084710A1 - 回転加工工具 - Google Patents

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WO2016084710A1
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shaft
longitudinal axis
sliding surface
end portion
rotary
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PCT/JP2015/082585
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French (fr)
Inventor
良知 青木
村上　慶一
Original Assignee
日東工器株式会社
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    • F16D3/12—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions specially adapted for accumulation of energy to absorb shocks or vibration

Definitions

  • the present invention relates to a rotary machining tool. More specifically, the present invention relates to a rotary machining tool having a buffer function that relaxes a reaction force received from a workpiece during a machining operation.
  • Pneumatic and electric hand-held rotary processing tools have unexpectedly large counteracting parts such as abrasives and cutting blades that are rotationally driven during processing operations such as grinding and cutting. It may be thrown away with force. When such a phenomenon occurs, there is a possibility that the rotating processed member may come into contact with another place of the processed object and damage the processed object, which is not preferable.
  • a grinding tool having a buffer function for relaxing a reaction force from an object to be ground as shown in Patent Document 1 has been developed.
  • the shaft extending from the grinding blade is attached so as to be slidable in the direction of the longitudinal axis with respect to the cylindrical rotary drive portion of the tool body.
  • a spring is attached between the rotary drive unit and the grinding blade so as to cover the shaft, and the grinding blade is pressed forward by the urging force of the spring.
  • a groove extending in the direction of the longitudinal axis is formed on the outer peripheral surface of the shaft of the grinding blade, and a pin extending inward from the rotation drive unit is received in this groove.
  • the grinding blade Due to the engagement between the pin and the groove, the grinding blade can be displaced in the direction of the longitudinal axis with respect to the rotational drive unit, but is fixed in the rotational direction.
  • the spring bends and moves backward so that the grinding blade escapes from the object to be ground.
  • the tool body which is relaxed by the operator and gripped by the operator is not transmitted much. In this way, the tool body is prevented from being blown away even when the grinding blade receives a large reaction force from the object to be ground.
  • the present invention provides a rotary machining tool capable of improving the durability of a portion constituting a buffer function that relaxes a reaction force received during machining operations such as grinding and cutting. Objective.
  • a rotary machining tool comprising a tool body incorporating a motor, and a rotary drive shaft that is drivingly connected to the motor,
  • the rotary drive shaft is A proximal end portion drivingly connected to the motor, and a first shaft having a distal end portion;
  • a second shaft having a proximal end portion drivingly connected to the distal end portion of the first shaft and a distal end portion to which a processing member is attached;
  • An elastic member that is set between the first shaft and the second shaft and allows the second shaft to move toward the first shaft while being elastically deformed;
  • the distal end portion of the first shaft has a first sliding surface extending parallel to the longitudinal axis of the rotary drive shaft, and the proximal end portion of the second shaft extends parallel to the longitudinal axis.
  • a rotary machining tool in which a shaft is relatively displaceable in the direction of the longitudinal axis with respect to the first shaft, but is relatively fixed in the rotational direction of the rotary drive shaft.
  • the tip portion of the first shaft has one of a convex portion and a concave portion extending in the direction of the longitudinal axis and slidingly engaging with each other, and the first sliding surface is Formed on the one side surface of the convex portion and the concave portion, the proximal end portion of the second shaft has the other of the convex portion and the concave portion, and the second sliding surface is It can be formed on the other side surface of the convex portion and the concave portion.
  • the convex portion is provided with an elongated hole that penetrates the convex portion in a direction crossing the longitudinal axis and extends in the direction of the longitudinal axis, and the concave portion has a direction transverse to the longitudinal axis.
  • a shaft portion that extends and is received in the elongated hole of the convex portion may be provided.
  • Such a configuration makes it possible to limit the movement range of the second shaft in the direction of the longitudinal axis with respect to the first shaft to a range in which the shaft portion abuts on both end faces of the elongated hole.
  • the shaft portion and the side surface of the elongated hole It is also possible to prevent the shaft portion from being damaged by preventing the shaft portion from being subjected to a force in the rotational direction by preventing the shaft portion from being directly engaged.
  • At least one of the first shaft and the second shaft has an elastic member receiving hole extending in the direction of the longitudinal axis, and the elastic member is inserted and held in the elastic member receiving hole.
  • One end of the elastic member can be in contact with the first shaft, and the other end can be in contact with the second shaft.
  • a cylindrical shaft holding member extending from the tool body in the direction of the longitudinal axis so as to cover the outer peripheral surfaces of the first and second shafts, and held on the inner peripheral surface of the shaft holding member, A first bearing member that rotatably supports the shaft, and a second bearing member that is held on the inner peripheral surface of the shaft holding member and rotatably supports the second shaft can be further provided. .
  • first and second shafts of the rotary drive shaft that rotates at a high speed during the processing operation are covered by the shaft holding member, it is possible to reduce the risk of injury by touching the rotary drive shaft by mistake.
  • first and second shafts are supported by the first and second bearing members, respectively, it is possible to suppress shaft runout during rotation of each shaft and perform more stable processing operations. .
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. 1 when an activation operation member is at a stop position.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. 1 when an activation operation member is in a driving position and a switching operation member is in a normal rotation position.
  • FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG. 4. It is a part of side surface sectional drawing of a grinding tool when a starting operation member exists in a drive position.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. 1 when an activation operation member is at a stop position.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. 1 when an activation operation member is in a driving position and a switching operation member is in a normal rotation position.
  • FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG. 4. It is a part of side surface sectional drawing of
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. 1 when an activation operation member is in a driving position and a switching operation member is in a reverse rotation position.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV in FIG. 4 and shows a state in which the flow rate of compressed air is restricted by a switching operation member.
  • a grinding tool 10 includes a tool body 14 incorporating an air motor 12, a rotary drive shaft 16 that is drivingly connected to the air motor 12, and an air motor that is gripped by an operator.
  • the pneumatic grinding tool 10 includes an operation unit 18 for operating the activation of the motor 12 and the rotation direction of the air motor 12, and the abrasive 20 attached to the tip of the rotary drive shaft 16 is moved by the air motor 12.
  • the grinding object is ground by rotating and bringing the rotating abrasive 20 into contact with the grinding object.
  • the rotary drive shaft 16 that is drivingly connected to the air motor 12 has a first shaft 22 and a second shaft 24 that are connected in alignment with each other in the direction of the longitudinal axis L of the rotary drive shaft 16.
  • the base end portion 22 a of the first shaft 22 is drivingly connected to the rotational drive shaft 12 a of the air motor 12 by a coupling 26.
  • the distal end portion 22b of the first shaft 22 and the proximal end portion 24a of the second shaft 24 can be displaced with respect to the first shaft 22 along the longitudinal axis L. It is connected so that it may be relatively fixed in the rotation direction of 16.
  • the distal end portion 22 b of the first shaft 22 is provided with a convex portion 28 that projects in the direction of the longitudinal axis L, and the proximal end portion 24 a of the second shaft 24 is in the direction of the longitudinal axis L.
  • a recess 30 is provided extending in the direction.
  • the width of the convex portion 28 is designed to be slightly smaller than the width of the concave portion 30, and the convex portion 28 is received in the concave portion 30 so as to be slidable in the direction of the longitudinal axis L.
  • the recess 30 is provided with a pin fitting hole 32 extending in a direction perpendicularly crossing the longitudinal axis L, and a shaft portion in which the pin 34 is press-fitted into the pin fitting hole 32 and crosses the recess 30 is provided. It is supposed to be formed.
  • the convex portion 28 is formed with a long hole 36 that penetrates the longitudinal axis L in a direction perpendicular to the longitudinal axis L and extends in the direction of the longitudinal axis L.
  • the elongated hole 36 has a width that allows the pin 34 to pass therethrough.
  • the second shaft 24 has a spring accommodation hole 38 extending in the direction of the longitudinal axis L from the bottom surface 30b of the recess 30 and a direction of the longitudinal axis L so as to extend from the spring accommodation hole 38 on both sides of the recess 30.
  • An extending arc-shaped spring insertion surface 43 is formed.
  • a coil spring 40 having first and second spring seats 41 and 42 at its ends is accommodated in the spring accommodation hole 38 through the spring insertion surface 43.
  • the first shaft 22 and the second shaft 24 accommodate the coil spring 40 in the spring accommodating hole 38, and the convex portion 28 is inserted into the concave portion 30 to fit the elongated hole 36 of the convex portion 28 and the concave portion 30.
  • the pins 34 are connected to each other so as to be displaceable in the direction of the longitudinal axis L.
  • one end 40a of the coil spring 40 abuts on the tip 28b of the convex portion 28 of the first shaft 22 via the first spring seat 41, The other end 40b contacts the bottom 38a (FIG. 1) of the spring accommodating hole 38 of the second shaft 24 via the second spring seat 42, and the coil spring 40 causes the second shaft 24 to move against the first shaft 22. It pushes forward.
  • Both side surfaces of the convex portion 28 and both side surfaces of the concave portion 30 constitute a first sliding surface 28a and a second sliding surface 30a that extend in parallel to the direction of the longitudinal axis L and are slidably engaged with each other. ing.
  • the second shaft 24 can be displaced in the longitudinal axis L with respect to the first shaft 22, but the rotational drive shaft 16 It is relatively fixed in the rotation direction. Transmission of the rotational driving force from the first shaft 22 to the second shaft 24 is made by surface contact between the first sliding surface 28a and the second sliding surface 30a. No force in the direction of rotation is applied.
  • the rotary drive shaft 16 Since the rotary drive shaft 16 has the above-described configuration, the grinding material 20 attached to the tip end portion 24b of the second shaft 24 bites into the object to be ground unexpectedly during the grinding operation. Even when the reaction force is received, the coil spring 40 elastically deforms and absorbs the movement of the abrasive 20 being repelled and relaxes the reaction force, so that a large reaction force is not transmitted to the tool body 14 and the operation unit 18. Therefore, even if the abrasive 20 is bounced, the tool body 14 and the operation unit 18 are not bounced off.
  • the first shaft 22 has the convex portion 28 and the second shaft 24 has the concave portion 30.
  • the first shaft 22 has the concave portion 30 and the second shaft. 24 may have a convex portion 28.
  • the pin 34 may be fixed to the convex portion 28, and a long hole 36 for receiving the pin 34 may be provided in the concave portion 30.
  • the spring accommodating hole 38 may be provided in the first shaft 22, or may be partially provided in the first shaft 22 and the second shaft 24, respectively, so that the coil spring 40 is provided between the first shaft 22 and the second shaft 24. You may make it each accommodate in each part partially.
  • the tool body 14 has an air motor 12 and a motor housing 44 that houses the air motor 12.
  • a cylindrical shaft holding member 46 extending in the direction of the longitudinal axis L is attached to the motor housing 44 so as to cover the outer peripheral surface 22 c of the first shaft 22 and the outer peripheral surface 24 c of the second shaft 24.
  • the shaft holding member 46 includes a base end side member 46a fixed to the motor housing 44 and a front end side member 46b screwed to the base end side member 46a.
  • One first bearing member 48 is held on the inner peripheral surface 46 c of the base end side member 46 a of the shaft holding member 46, and the first shaft 22 is rotatably supported by the first bearing member 48.
  • two second bearing members 50 are held on the inner peripheral surface 46d of the distal end side member 46b of the shaft holding member 46, and the second shaft 24 is rotatably supported by the second bearing members 50. .
  • the rotary drive shaft 16 is driven to rotate at a high speed by the air motor 12, but since the outer periphery thereof is covered by the shaft holding member 46, an operator accidentally touches the rotating rotary drive shaft 16 during the grinding operation and is injured. Can be prevented. Further, since the rotary drive shaft 16 that extends long is supported from the radial direction by the first and second bearing members 48 and 50, the first shaft 22 and the second shaft 24 of the rotary drive shaft 16 are rotating. This makes it possible to perform grinding work in a more stable state with reduced shaft runout.
  • the operation unit 18 for operating the supply of compressed air to the air motor 12 includes an operation unit main body 52 in which an air flow path is formed, and an outer peripheral surface of the operation unit main body 52.
  • a cylindrical activation operation member 54 slidably disposed on the operation unit main body 52 in the direction of the longitudinal axis M of the operation unit main body 52, and a longitudinal axis M of the operation unit main body 52 on the outer peripheral surface 52 a of the operation unit main body 52.
  • a cylindrical switching operation member 56 disposed so as to be rotatable in the circumferential direction with respect to.
  • Compressed air from a compressed air supply source (not shown) is introduced from the air supply port 58 of the operation unit main body 52 and supplied to the air motor 12 through some flow paths, and the exhaust from the air motor 12 is supplied to another flow.
  • the air is exhausted from the exhaust port 60 through the path.
  • the compressed air Is not supplied to the air motor 12, and the air motor 12 is not driven.
  • the air supply path A2 is in communication with the air supply path A3, and the compressed air flows in the direction indicated by the arrow I1.
  • the compressed air further flows through the air supply path A4, the air supply / exhaust path B1 formed in the switching operation member 56, and the air supply / exhaust path B2 as indicated by an arrow I2 in FIG. 5, and further as indicated by an arrow I3 in FIG. Then, the air is supplied to the air motor 12 from the first opening 12 b of the air motor 12 through the air supply / exhaust passage B 3 and the air supply / exhaust passage B 4 of the motor housing 44. Then, the air motor 12 is rotationally driven clockwise as viewed in FIG. 4 by the compressed air flowing from the first opening 12b, and accordingly, the rotational drive shaft 16 and the abrasive 20 are rotationally driven in the forward rotation direction.
  • the compressed air that has passed through the air motor 12 is exhausted from the air motor 12 through the second opening 12c, and flows through the air supply / exhaust path B5 and the air supply / exhaust path B6 as indicated by an arrow O1.
  • the compressed air further passes through the air supply / exhaust passage B7, the air supply / exhaust passage B8 formed in the switching operation member 56, and the exhaust passage C1 as shown by the arrow O2 in FIG. 5, and further exhausts as shown by the arrow O3 in FIG.
  • the gas is exhausted from the exhaust port 60 through the path C2.
  • the air motor 12 is provided with a third opening 12d dedicated to exhaust.
  • the compressed air exhausted from the third opening 12d is exhausted from the motor housing 44 along the arrow O4.
  • a clearance 62 is provided between the motor housing 44 and the operation portion main body 52 of the operation portion 18, and the exhaust passage C ⁇ b> 3 and the exhaust passage C ⁇ b> 4 communicate with each other through the clearance 62.
  • the air supply / exhaust path B3 and the air supply / exhaust path B4 are hermetically connected by a connecting pipe 64, and the air supply / exhaust path B5 and the air supply / exhaust path B6 are hermetically connected by a connecting pipe 66.
  • the compressed air supplied to 12 does not leak into the gap 62.
  • the compressed air that has passed through the air motor 12 is exhausted from the air motor 12 through the first opening 12b, and flows through the air supply / exhaust path B4 and the air supply / exhaust path B3 as indicated by an arrow O6.
  • the compressed air further passes through the air supply / exhaust path B2, the air supply / exhaust path B1 formed in the switching operation member 56, and the exhaust path C1 as shown by an arrow O7 in FIG. 9, and further exhausts as shown by an arrow O3 in FIG.
  • the gas is exhausted from the exhaust port 60 through the path C2.
  • the exhaust from the third opening 12d of the air motor 12 is exhausted along the routes indicated by arrows O4 (FIG. 7) and O5 (FIG. 6).
  • the rotation direction of the air motor 12 can be switched to change the rotation direction of the abrasive 20. It has become. Further, for example, the switching operation member 56 is positioned as shown in FIG. 10 and the opening 68 of the air supply path A4 is partially blocked by the switching operation member 56, so that the air supply path A4 and the air supply path A4 are supplied. It is also possible to increase the fluid resistance between the exhaust passage B1 and reduce the flow rate of the compressed air supplied to the air motor 12, thereby reducing the rotational speed of the air motor 12. That is, by adjusting the position of the switching operation member 56, the rotation direction of the air motor 12 can be switched, and the rotation speed of the air motor 12 can also be adjusted.
  • the switching operation member 56 for adjusting the rotation direction and the rotation speed of the air motor 12 is configured as a member different from the start operation member 54 for operating the start and stop of the supply of compressed air. Has been. Therefore, for example, even if the air motor 12 is temporarily stopped by the activation operation member 54 after adjusting the rotation direction and the rotation speed of the air motor 12 by the switching operation member 56, the position of the switching operation member 56 can be maintained as it is, so that the activation is started again.
  • the air motor 12 is rotationally driven in the same manner as before the stop. Therefore, it is not necessary to adjust the rotation direction and rotation speed of the air motor 12 each time the air motor 12 is started.
  • the engagement in the rotational direction between the first shaft 22 and the second shaft 24 is made by surface contact between the first sliding surface 28a and the second sliding surface 30a. Compared with the point contact or line contact due to the groove, local stress concentration is less likely to occur, and the possibility of breakage in the connecting portion of the first shaft 22 and the second shaft 24 can be reduced. ing. In addition, since the engagement of the first shaft 22 and the second shaft 24 in the rotational direction is a surface contact, the possibility that irregularities are formed on each sliding surface can be greatly reduced.
  • the reaction force is absorbed by the coil spring 40, but other elastic members such as a rubber member may be used instead of the coil spring 40.
  • the pneumatic grinding tool 10 using the air motor 12 as a driving source has been described.
  • the pneumatic grinding tool 10 using an electric motor as a driving source instead of the air motor 12 can be used, and a grinding material can be used as a processing member.
  • another processing member such as a cutting blade can be attached to form another rotary processing tool.

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Abstract

【課題】加工作業時に加工部材が受ける反力を緩和させる緩衝機能を構成する部分の耐久性を向上させた回転加工工具を提供する。 【解決手段】エアモータ１２に駆動連結された回転駆動シャフト１６が、第１シャフト２２と、第２シャフト２４と、第１シャフト２２及び第２シャフト２４の間に設定され、第２シャフト２４が第１シャフト２２の側へ向かう動きを弾性変形しながら許容するコイルスプリング４０と、を有している。第１シャフト２２の先端部２２ｂと第２シャフト２４の基端部２４ａが、回転駆動シャフト１６の長手軸線Ｌに平行に延在する第１摺動面２８ａと第２摺動面３０ａとを有し、これら第１摺動面２８ａと第２摺動面３０ａとが摺動係合することにより第２シャフト２４が第１シャフト２２に対して長手軸線Ｌの方向では相対的に変位可能であるが回転駆動シャフト１６の回転方向では相対的に固定される。

Description

回転加工工具
　本発明は、回転加工工具に関する。より詳細には、加工作業時に加工対象物から受ける反力を緩和させる緩衝機能を備えた回転加工工具に関する。
　空気圧式や電動式の手持ち型の回転加工工具は、研削や切削などの加工作業中に回転駆動されている研削材や切削刃などの加工部材が加工対象物に食い込むなどして不意に大きな反力を受けて弾き飛ばされることがある。そのような現象が発生すると、回転している加工部材が加工対象物の別の場所に接触して加工対象物に傷を付けてしまう虞があり、好ましくない。
　回転加工工具が弾き飛ばされる現象を防止するために、例えば特許文献１に示されているような、研削対象物からの反力を緩和させる緩衝機能を備えた研削工具が開発されている。当該研削工具においては、研削刃から延びる軸が工具本体の筒状の回転駆動部に対して長手軸線の方向で摺動可能となるように取付けられている。回転駆動部と研削刃との間には軸を覆うようにしてバネが取付けられており、このバネの付勢力によって研削刃が前方に向けて押圧されるようになっている。また、研削刃の軸の外周面には長手軸線の方向に延在する溝が形成されており、この溝の中に回転駆動部から内方に延びるピンが受け入れられるようになっている。このピンと溝との係合により、研削刃は回転駆動部に対して長手軸線の方向では変位可能であるが回転方向では固定されるようになっている。このような構成により、研削刃が研削対象物に食い込むなどして反力を受けたときにバネが撓んで研削刃が研削対象物から逃げるように後退するようになるので、その反力はバネによって緩和され作業者が把持している工具本体にはあまり伝わらなくなる。このようにして、研削刃が研削対象物から大きな反力を受けても工具本体が弾き飛ばされることがないようにされている。
特開平２－９５５６１号公報
　特許文献１に示されている上述の従来の研削工具においては、工具本体の回転駆動部と研削刃の軸との間での回転駆動力の伝達がピンと溝との係合によって行われているため、研削作業中にピンには大きな力が集中してかかる。特に研削刃が不意に大きな反力を受けた際には、ピンには瞬間的に大きな力がかかり、それによってピンが破損してしまう虞がある。また、溝に対してもごく狭い領域に応力が集中することになるため、ピンによって溝の側面に傷が付いたりへこみが形成されたりする虞もある。そうすると、ピンと溝との間の摺動抵抗が大きくなり、研削刃が反力を受けた際に滑らかに後退できなくなって、適切に反力を緩和させることができなくなってしまう虞もある。
　上記従来技術の課題に鑑み、本発明は、研削や切削などの加工作業時に受ける反力を緩和させる緩衝機能を構成する部分の耐久性を向上させることが可能な回転加工工具を提供することを目的とする。
　すなわち本発明は、
　モータを内蔵する工具本体と、該モータに駆動連結される回転駆動シャフトと、を備える回転加工工具であって、
　該回転駆動シャフトが、
　　該モータに駆動連結された基端部、及び先端部を有する第１シャフトと、
　　該第１シャフトの該先端部に駆動連結された基端部、及び加工部材が取付けられる先端部を有する第２シャフトと、
　　該第１シャフト及び該第２シャフトの間に設定され、該第２シャフトが該第１シャフトの側へ向かう動きを弾性変形しながら許容する弾性部材と、を有し、
　　該第１シャフトの該先端部が、該回転駆動シャフトの長手軸線に平行に延在する第１摺動面を有し、該第２シャフトの該基端部が、該長手軸線に平行に延在し該第１摺動面と摺動係合する第２摺動面を有しており、該第１摺動面と該第２摺動面とが摺動係合することにより該第２シャフトが該第１シャフトに対して該長手軸線の方向では相対的に変位可能であるが該回転駆動シャフトの回転方向では相対的に固定されるようにされた、回転加工工具を提供する。
　当該回転加工工具においては、第１シャフトと第２シャフトとの間における回転方向での係合が第１摺動面と第２摺動面とによる面接触によりなされるので、加工作業時において特に加工対象物から反力を受けた際に、従来のようにピンと溝とによって摺動係合している場合に比べて局所的な応力の集中が起きにくくなり、第１シャフトと第２シャフトとの連結部分における破損が生じる可能性を低減させることが可能となる。
　好ましくは、該第１シャフトの該先端部が該長手軸線の方向に延在して相互に摺動係合する凸部と凹部とのうちの一方を有し、該第１摺動面が該凸部と凹部とのうちの該一方の側面に形成されており、該第２シャフトの該基端部が該凸部と凹部とのうちの他方を有し、該第２摺動面が該凸部と凹部とのうちの該他方の側面に形成されているようにすることができる。
　より好ましくは、該凸部には、該長手軸線を横断する方向で該凸部を貫通し該長手軸線の方向に延びる長穴が設けられ、該凹部には、該長手軸線を横断する方向で延在して該凸部の該長穴に受け入れられる軸部が設けられているようにすることができる。
　このような構成により、第２シャフトの第１シャフトに対する長手軸線の方向での移動範囲を、軸部が長穴の両端面に当接する範囲内に制限することが可能となる。なお、第２シャフトの第１シャフトに対する回転方向での相対的な固定は第１摺動面と第２摺動面との間の係合によってなされているので、軸部と長穴の側面とが直接的には係合しないようにすることで軸部には回転方向での力がかからないようにして軸部が破損することを防止することも可能となる。
　該第１シャフトと該第２シャフトとのうちの少なくとも一方が該長手軸線の方向に延在する弾性部材収容穴を有しており、該弾性部材が該弾性部材収容穴内に挿入されて保持され、該弾性部材の一端が該第１シャフトに当接し、他端が該第２シャフトに当接するようにすることができる。
　弾性部材を回転駆動シャフトの内部に収容する構造とすることで、従来のようにシャフトの外周面を覆うようにバネを配置した構造に比べて、回転駆動シャフトの全体としての外径を小さくすることが可能となる。
　該第１及び第２シャフトの外周面を覆うように該工具本体から該長手軸線の方向に延在する筒状のシャフト保持部材と、該シャフト保持部材の内周面に保持され、該第１シャフトを回転自在に支持する第１軸受部材と、該シャフト保持部材の内周面に保持され、該第２シャフトを回転自在に支持する第２軸受部材と、をさらに備えるようにすることができる。
　加工作業中に高速で回転する回転駆動シャフトの第１及び第２シャフトがシャフト保持部材によって覆われるので、誤って回転駆動シャフトに手を触れて怪我をする危険性を低減することが可能となる。また、第１及び第２シャフトが第１及び第２軸受部材によってそれぞれ支持されているので、各シャフトの回転中の軸ぶれを抑えてより安定した加工作業を行えるようにすることも可能となる。
　以下、本発明に係る回転加工工具の実施形態を添付図面に基づき説明する。
本発明に係る研削工具の側面断面図である。 第１シャフトと第２シャフトとの連結部分の分解斜視図である。 図１のIII－III線における断面図であって、起動操作部材が停止位置にあるときの図である。 図１のIII－III線における断面図であって、起動操作部材が駆動位置にあり、切替操作部材が正転位置にあるときの図である。 図４のＶ－Ｖ線における断面図である。 起動操作部材が駆動位置にあるときの研削工具の側面断面図の一部である。 図１のVII－VII線における断面図である。 図１のIII－III線における断面図であって、起動操作部材が駆動位置にあり、切替操作部材が逆転位置にあるときの図である。 図８のIX－IX線における断面図である。 図４のＶ－Ｖ線における断面図であって、切替操作部材によって圧縮空気の流量を制限している状態での図である。
　本発明の一実施形態に係る研削工具１０は、図１に示すように、エアモータ１２を内蔵する工具本体１４と、エアモータ１２に駆動連結された回転駆動シャフト１６と、作業者が把持してエアモータ１２の起動とエアモータ１２の回転方向とをそれぞれ操作するための操作部１８と、を備えた空気式の研削工具１０であり、回転駆動シャフト１６の先端に取付けられた研削材２０をエアモータ１２によって回転させ、該回転している研削材２０を研削対象物に接触させることで該研削対象物の研削作業を行うようにしたものである。
　エアモータ１２に駆動連結された回転駆動シャフト１６は、回転駆動シャフト１６の長手軸線Ｌの方向で互いに整列した状態で連結されている第１シャフト２２と第２シャフト２４とを有する。第１シャフト２２の基端部２２ａは、カップリング２６によってエアモータ１２の回転駆動軸１２ａと駆動連結されている。第１シャフト２２の先端部２２ｂと第２シャフト２４の基端部２４ａとは、後述するように、第２シャフト２４が第１シャフト２２に対して長手軸線Ｌでは変位可能であるが回転駆動シャフト１６の回転方向では相対的に固定されるように連結されている。
　図２に示すように、第１シャフト２２の先端部２２ｂには長手軸線Ｌの方向に突出する凸部２８が設けられており、第２シャフト２４の基端部２４ａには長手軸線Ｌの方向に延在する凹部３０が設けられている。凸部２８の幅は凹部３０の幅よりも僅かに小さくなるように設計されており、凸部２８が凹部３０内に長手軸線Ｌの方向で摺動可能に受け入れられるようになっている。凹部３０には、長手軸線Ｌを垂直に横断する方向に延在するピン嵌合穴３２が設けられており、このピン嵌合穴３２にピン３４が圧入されて凹部３０を横断する軸部が形成されるようになっている。また、凸部２８には、長手軸線Ｌを垂直に横断する方向で貫通し、長手軸線Ｌの方向に延びる長穴３６が形成されている。この長穴３６は、ピン３４がその中を通る大きさの幅を有している。第２シャフト２４には、凹部３０の底面３０ｂからさらに長手軸線Ｌの方向に延在するスプリング収容穴３８と、凹部３０の両側面においてスプリング収容穴３８から延長するように長手軸線Ｌの方向の延びる円弧状断面のスプリング挿通面４３とが形成されている。第１及び第２のスプリング座４１、４２を端部に備えるコイルスプリング４０が、スプリング挿通面４３を通してスプリング収容穴３８内に収容されるようになっている。第１シャフト２２と第２シャフト２４とは、コイルスプリング４０をスプリング収容穴３８内に収容し、また凸部２８を凹部３０内に挿入して凸部２８の長穴３６と凹部３０のピン嵌合穴３２とが整合した状態で、ピン３４を長穴３６の中を通るようにしてピン嵌合穴３２に挿入固定することにより、互いに長手軸線Ｌの方向で変位可能に連結される。第１シャフト２２と第２シャフト２４とが連結された状態においては、コイルスプリング４０の一端４０ａが第１のスプリング座４１を介して第１シャフト２２の凸部２８の先端部２８ｂに当接し、他端４０ｂが第２のスプリング座４２を介して第２シャフト２４のスプリング収容穴３８の底部３８ａ（図１）に当接して、コイルスプリング４０が第２シャフト２４を第１シャフト２２に対して前方に押圧するようになっている。このとき、第１シャフト２２の長穴３６の前端面３６ａにピン３４が当接して、第２シャフト２４の前方への移動は制限される。また、第２シャフト２４が第１シャフト２２の側に押されると、コイルスプリング４０が弾性変形して、ピン３４が長穴３６の後端面３６ｂに当接するまでの範囲内において、第２シャフト２４が第１シャフト２２の側へ向かって後退する動きを許容するようになっている。凸部２８の両側面と凹部３０の両側面とは、それぞれ長手軸線Ｌの方向に平行に延びて相互に摺動係合する第１摺動面２８ａと第２摺動面３０ａとを構成している。これら第１摺動面２８ａと第２摺動面３０ａとが摺動係合することにより、第２シャフト２４が第１シャフト２２に対して長手軸線Ｌでは変位可能であるが回転駆動シャフト１６の回転方向では相対的に固定されるようになっている。第１シャフト２２から第２シャフト２４への回転駆動力の伝達は、第１摺動面２８ａと第２摺動面３０ａとの間の面接触によりなされるため、基本的にはピン３４には回転方向での力はかからないようになっている。
　回転駆動シャフト１６が上述のような構成となっていることにより、研削作業中において、第２シャフト２４の先端部２４ｂに取付けられている研削材２０が研削対象物に食い込むなどして不意に大きな反力を受けた場合でも、研削材２０が弾かれる動きをコイルスプリング４０が弾性変形して吸収してその反力緩和するため、工具本体１４や操作部１８には大きな反力が伝わらなくなる。従って、研削材２０が弾かれても工具本体１４や操作部１８は弾き飛ばされなくなる。
　なお、当該実施形態においては、第１シャフト２２が凸部２８を有し、第２シャフト２４が凹部３０を有するようになっているが、第１シャフト２２が凹部３０を有し、第２シャフト２４が凸部２８を有するようにしてもよい。また、ピン３４を凸部２８に固定し、ピン３４を受け入れる長穴３６を凹部３０に設けるようにしてもよい。さらには、スプリング収容穴３８は、第１シャフト２２に設けてもよいし、第１シャフト２２と第２シャフト２４にそれぞれ部分的に設けてコイルスプリング４０が第１シャフト２２と第２シャフト２４の双方にそれぞれ部分的に収容されるようにしてもよい。
　図１に示すように、工具本体１４は、エアモータ１２と、エアモータ１２を収容するモータハウジング４４とを有する。モータハウジング４４には、第１シャフト２２の外周面２２ｃと第２シャフト２４の外周面２４ｃとを覆うように長手軸線Ｌの方向に延在する筒状のシャフト保持部材４６が取付けられている。このシャフト保持部材４６は、モータハウジング４４に固定された基端側部材４６ａと、基端側部材４６ａに螺合された先端側部材４６ｂとによって構成されている。シャフト保持部材４６の基端側部材４６ａの内周面４６ｃには１つの第１軸受部材４８が保持されていて、この第１軸受部材４８によって第１シャフト２２が回転自在に支持されている。また、シャフト保持部材４６の先端側部材４６ｂの内周面４６ｄには２つの第２軸受部材５０が保持されていて、この第２軸受部材５０によって第２シャフト２４が回転自在に支持されている。回転駆動シャフト１６はエアモータ１２によって高速で回転駆動されるが、シャフト保持部材４６によってその外周が覆われているので、研削作業中に作業者が回転中の回転駆動シャフト１６に誤って触れて怪我をすることを防止できる。また、長く伸びる回転駆動シャフト１６を第１及び第２軸受部材４８、５０によってその径方向から支持するようになっているので、回転駆動シャフト１６の第１シャフト２２及び第２シャフト２４の回転中の軸ぶれを抑えてより安定した状態で研削作業を行えるようにもなっている。
　図１及び図３に示すように、エアモータ１２への圧縮空気の供給を操作するための操作部１８は、空気の流路が形成された操作部本体５２と、この操作部本体５２の外周面５２ａ上において該操作部本体５２の長手軸線Ｍの方向で摺動可能に配置された筒状の起動操作部材５４と、操作部本体５２の外周面５２ａ上において該操作部本体５２の長手軸線Ｍに対する周方向で回転可能に配置された筒状の切替操作部材５６と、を有している。後述するように、起動操作部材５４を長手軸線Ｍの上方に向かって図３に示す停止位置から図４に示す駆動位置に移動させることでエアモータ１２への圧縮空気の供給が開始される。また、切替操作部材５６を図５に示す正転位置から図９に示す逆転位置に回転させることでエアモータ１２の回転方向が正転（図４で見て時計回り）から逆転（図８で見て反時計回り）に切り替わるようになっている。
　圧縮空気供給源（図示しない）からの圧縮空気は、操作部本体５２の給気口５８から導入されていくつかの流路を通ってエアモータ１２に供給され、エアモータ１２からの排気が別の流路を通って排気口６０から排気されるようになっている。図３の状態では、起動操作部材５４が停止位置にあり、給気口５８から延びる給気路Ａ１に連通する給気路Ａ２が他の何れの流路にも連通していないため、圧縮空気はエアモータ１２にまで供給されず、エアモータ１２は駆動しない。起動操作部材５４を図４に示す駆動位置に移動させると、給気路Ａ２が給気路Ａ３に連通した状態となり、圧縮空気が矢印Ｉ１で示す方向に流れる。圧縮空気はさらに、図５の矢印Ｉ２で示すように、給気路Ａ４、切替操作部材５６に形成された給排気路Ｂ１、及び給排気路Ｂ２を流れ、さらに図４の矢印Ｉ３で示すように、給排気路Ｂ３及びモータハウジング４４の給排気路Ｂ４を通ってエアモータ１２の第１開口部１２ｂからエアモータ１２に供給される。そうするとエアモータ１２は、第１開口部１２ｂから流入する圧縮空気によって、図４で見て時計回りに回転駆動され、それに伴って回転駆動シャフト１６及び研削材２０が正転方向に回転駆動される。エアモータ１２内を通過した圧縮空気は第２開口部１２ｃを通ってエアモータ１２から排気され、矢印Ｏ１で示すように給排気路Ｂ５及び給排気路Ｂ６を通って流れる。圧縮空気はさらに、図５の矢印Ｏ２で示すように給排気路Ｂ７、切替操作部材５６に形成された給排気路Ｂ８、及び排気路Ｃ１を通り、さらに図６の矢印Ｏ３で示すように排気路Ｃ２を通って排気口６０から排気される。エアモータ１２には、図７に示すように、排気専用の第３開口部１２ｄが設けられており、この第３開口部１２ｄから排気された圧縮空気が、矢印Ｏ４に沿ってモータハウジング４４の排気路Ｃ３を通り、さらに図６の矢印Ｏ５で示すように排気路Ｃ４を通って排気口６０から排気されるようになっている。なお、モータハウジング４４と操作部１８の操作部本体５２との間には、隙間６２が空いており、この隙間６２を介して排気路Ｃ３と排気路Ｃ４とが連通するようになっている。また、図４に示すように、給排気路Ｂ３と給排気路Ｂ４とは接続管６４によって密封接続され、給排気路Ｂ５と給排気路Ｂ６とは接続管６６によって密封接続されており、エアモータ１２に供給される圧縮空気が隙間６２には漏れないようになっている。
　切替操作部材５６を図９に示す位置にまで回転させると、矢印Ｉ１（図８）に沿って流れてきた圧縮空気は、今度は図９の矢印Ｉ４で示すように、給気路Ａ４、切替操作部材５６に形成された給排気路Ｂ８、及び給排気路Ｂ７を流れ、さらに図８の矢印Ｉ５で示すように、給排気路Ｂ６及びモータハウジング４４の給排気路Ｂ５を通ってエアモータ１２の第２開口部１２ｃからエアモータ１２に供給される。そうするとエアモータ１２は、第２開口部１２ｃから流入する圧縮空気によって、図８で見て反時計回りに回転駆動され、それに伴って回転駆動シャフト１６及び研削材２０が逆転方向に回転駆動される。エアモータ１２内を通過した圧縮空気は第１開口部１２ｂを通ってエアモータ１２から排気され、矢印Ｏ６で示すように給排気路Ｂ４及び給排気路Ｂ３を通って流れる。圧縮空気はさらに、図９の矢印Ｏ７で示すように給排気路Ｂ２、切替操作部材５６に形成された給排気路Ｂ１、及び排気路Ｃ１を通り、さらに図６の矢印Ｏ３で示すように排気路Ｃ２を通って排気口６０から排気される。なお、このときもエアモータ１２の第３開口部１２ｄからの排気は矢印Ｏ４（図７）とＯ５（図６）とで示す順路で排気される。
　このように切替操作部材５６の位置を図５に示す正転位置と図９に示す逆転位置との間で切り替えることにより、エアモータ１２の回転方向を切り替えて研削材２０の回転方向を変更できるようになっている。また、切替操作部材５６を例えば図１０に示すような位置として、給気路Ａ４の開口部６８が切替操作部材５６によって部分的に塞がれた状態とすることにより、給気路Ａ４と給排気路Ｂ１との間の流体抵抗を大きくしてエアモータ１２に供給される圧縮空気の流量を減らし、エアモータ１２の回転速度を低減させることもできる。すなわち、切替操作部材５６の位置を調整することにより、エアモータ１２の回転方向を切り替えることができるとともに、エアモータ１２の回転速度を調整することもできるようになっている。
　当該実施形態においては、エアモータ１２の回転方向および回転速度を調整するための切替操作部材５６が、圧縮空気の供給の開始と停止とを操作するための起動操作部材５４とは別の部材として構成されている。そのため、例えば、切替操作部材５６によってエアモータ１２の回転方向と回転速度とを調整した後に起動操作部材５４によってエアモータ１２を一旦停止しても、切替操作部材５６の位置はそのまま保持できるので、再び起動操作部材５４によってエアモータ１２の駆動を開始すれば、エアモータ１２は停止前と同じように回転駆動される。したがって、エアモータ１２を起動するたびにエアモータ１２の回転方向と回転速度とを調整する必要はない。
　本発明においては、第１シャフト２２と第２シャフト２４との間における回転方向での係合が第１摺動面２８ａと第２摺動面３０ａとによる面接触によりなされるので、従来のピンと溝とによる点接触又は線接触による場合に比べて局所的な応力の集中が起きにくくなり、第１シャフト２２と第２シャフト２４の連結部分における破損が生じる可能性を低減させることが可能となっている。また、第１シャフト２２と第２シャフト２４との回転方向での係合が面接触であることにより、各摺動面に凹凸が形成される可能性も大きく低減させることが可能となる。
　なお、上記実施形態においては、コイルスプリング４０によって反力を吸収するようにしているが、コイルスプリング４０に替えてゴム部材などの他の弾性部材を利用することもできる。また、エアモータ１２を駆動源とする空気式の研削工具１０について説明をしたが、エアモータ１２に替えて電動モータを駆動源とする電動式の研削工具とすることもできるし、加工部材として研削材２０に替えて切削刃などの他の加工部材を取付けるようにして他の回転加工工具とすることもできる。
研削工具１０；エアモータ１２；回転駆動軸１２ａ；第１開口部１２ｂ；第２開口部１２ｃ；第３開口部１２ｄ；工具本体１４；回転駆動シャフト１６；操作部１８；研削材２０；第１シャフト２２；基端部２２ａ；先端部２２ｂ；外周面２２ｃ；第２シャフト２４；基端部２４ａ；先端部２４ｂ；外周面２４ｃ；カップリング２６；凸部２８；第１摺動面２８ａ；先端部２８ｂ；凹部３０；第２摺動面３０ａ；底面３０ｂ；ピン嵌合穴３２；ピン３４；長穴３６；前端面３６ａ；後端面３６ｂ；スプリング収容穴３８；底部３８ａ；コイルスプリング４０；第１のスプリング座４１；第２のスプリング座４２；スプリング挿通面４３；モータハウジング４４；シャフト保持部材４６；基端側部材４６ａ；先端側部材４６ｂ；内周面４６ｃ；内周面４６ｄ；第１軸受部材４８；第２軸受部材５０；操作部本体５２；外周面５２ａ；起動操作部材５４；切替操作部材５６；給気口５８；排気口６０；隙間６２；接続管６４；接続管６６；開口部６８；給気路Ａ１～Ａ４；給排気路Ｂ１～Ｂ８；排気路Ｃ１～Ｃ４；長手軸線Ｌ；長手軸線Ｍ；

Claims (5)

  1. 　モータを内蔵する工具本体と、該モータに駆動連結される回転駆動シャフトと、を備える回転加工工具であって、
    　該回転駆動シャフトが、
    　　該モータに駆動連結された基端部、及び先端部を有する第１シャフトと、
    　　該第１シャフトの該先端部に駆動連結された基端部、及び加工部材が取付けられる先端部を有する第２シャフトと、
    　　該第１シャフト及び該第２シャフトの間に設定され、該第２シャフトが該第１シャフトの側へ向かう動きを弾性変形しながら許容する弾性部材と、を有し、
    　　該第１シャフトの該先端部が、該回転駆動シャフトの長手軸線に平行に延在する第１摺動面を有し、該第２シャフトの該基端部が、該長手軸線に平行に延在し該第１摺動面と摺動係合する第２摺動面を有しており、該第１摺動面と該第２摺動面とが摺動係合することにより該第２シャフトが該第１シャフトに対して該長手軸線の方向では相対的に変位可能であるが該回転駆動シャフトの回転方向では相対的に固定されるようにされた、回転加工工具。
  2. 　該第１シャフトの該先端部が該長手軸線の方向に延在して相互に摺動係合する凸部と凹部とのうちの一方を有し、該第１摺動面が該凸部と凹部とのうちの該一方の側面に形成されており、該第２シャフトの該基端部が該凸部と凹部とのうちの他方を有し、該第２摺動面が該凸部と凹部とのうちの該他方の側面に形成されている、請求項１に記載の回転加工工具。
  3. 　該凸部には、該長手軸線を横断する方向で該凸部を貫通し該長手軸線の方向に延びる長穴が設けられ、該凹部には、該長手軸線を横断する方向で延在して該凸部の該長穴に受け入れられる軸部が設けられている、請求項２に記載の回転加工工具。
  4. 　該第１シャフトと該第２シャフトとのうちの少なくとも一方が該長手軸線の方向に延在する弾性部材収容穴を有しており、該弾性部材が該弾性部材収容穴内に挿入されて保持され、該弾性部材の一端が該第１シャフトに当接し、他端が該第２シャフトに当接するようにされている、請求項１乃至３の何れか一項に記載の回転加工工具。
  5. 　該第１及び第２シャフトの外周面を覆うように該工具本体から該長手軸線の方向に延在する筒状のシャフト保持部材と、該シャフト保持部材の内周面に保持され、該第１シャフトを回転自在に支持する第１軸受部材と、該シャフト保持部材の内周面に保持され、該第２シャフトを回転自在に支持する第２軸受部材と、をさらに備える、請求項１乃至４の何れか一項に記載の回転加工工具。
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