回転工具
【課題】砥石ホイール等の回転工具が部分当たりしても振動を減衰することができるようにする。
【解決手段】回転工具ホルダー２１によりディスクグラインダのスピンドルに回転工具としての砥石ホイール２０が着脱自在に装着される。回転工具ホルダー２１は、スピンドルに取り付けられるロックナット２５と、このロックナット２５の背面側に対向するホイールワッシャ２７とを有し、これらの間に砥石ホイール２０が配置される。ホイールワッシャ２７と砥石ホイール２０との間には、内側弾性体３６と外側弾性体３７とが配置され、外側弾性体３７は内側弾性体３６よりもばね定数が大きくなっている。砥石ホイール２０が部分当たりとなっても、外側弾性体３７により砥石ホイールの傾斜が規制される。
【解決手段】回転工具ホルダー２１によりディスクグラインダのスピンドルに回転工具としての砥石ホイール２０が着脱自在に装着される。回転工具ホルダー２１は、スピンドルに取り付けられるロックナット２５と、このロックナット２５の背面側に対向するホイールワッシャ２７とを有し、これらの間に砥石ホイール２０が配置される。ホイールワッシャ２７と砥石ホイール２０との間には、内側弾性体３６と外側弾性体３７とが配置され、外側弾性体３７は内側弾性体３６よりもばね定数が大きくなっている。砥石ホイール２０が部分当たりとなっても、外側弾性体３７により砥石ホイールの傾斜が規制される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスクグラインダ等の動力工具のスピンドルにより回転駆動されて被処理物を処理する回転工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
動力源により回転砥石等の回転工具を駆動して被処理物の表面を加工処理する動力工具にはディスクグラインダ等がある。ディスクグラインダは電動モータやエアモータにより回転工具を駆動して被処理物の表面を研削加工するため使用される。回転工具としては、円板形の砥石、ダイヤモンドカッター、カップ形の砥石、ワイヤブラシなどがあり、被処理物の種類に応じて任意の回転工具が選択される。例えば、コンクリートや石材等の被処理物の表面を研削加工するためには、ダイヤモンド砥石が設けられた砥石ホイールが回転工具として選択され、ディスクグラインダにより表面の研削処理が行われる。このような回転工具により被処理物の表面を研削処理するディスクグラインダは、ディスクサンダーやポリッシャとも言われている。
【０００３】
電動工具に取り付けられた回転工具を被処理物に押し付けて研削処理等の加工処理を行うと、加工時に回転工具に加わる衝撃による振動が作業者に直接伝わり、長時間の連続作業が困難であった。そのため、特許文献１に記載されるディスクグラインダにおいては、ディスク砥石の取付部つまりホルダー部にゴムパッキンからなる弾性部材を配置することにより、研削加工時に生じる衝撃を弾性部材で吸収し、ディスク砥石から作業者に伝わる振動を低減するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３３１４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されるように、リング状の弾性部材の表裏両面全体をホイールワッシャとディスク砥石つまり砥石ホイールとに密着させるようにすると、回転工具に加わる衝撃を弾性部材の全面で受けることになり、砥石ホイールに被加工面が平行に緩く当接した状態で加工するときには、砥石ホイールの衝撃を弾性部材で減衰することができる。
【０００６】
しかしながら、砥石ホイールの一部を被処理物の表面に当てるように加工すると、砥石ホイールは被加工面に対して傾斜する方向に部分当たりした状態となって被処理物に当たることになる。このように、砥石ホイールが部分当たりすると、弾性部材の一部分に負荷が加わることになり、砥石ホイールがスピンドルに対して大きく傾斜して砥石ホイールの中心部に設けられた取付孔の内周面が内側の取付リングに強く接触して砥石ホイールの振動がスピンドルに伝達されることになり、振動低減効果が薄れてしまう。また、弾性部材の一部分に大きな変形が起きてしまうので、弾性部材の永久変形が起こりやすくなる。弾性変形の永久変形が起こると砥石ホイールと弾性部材との間のガタが大きくなるので、衝撃を吸収する効果が小さくなり、ガタにより砥石ホイールがバタつく等の不具合が生じてしまう。
【０００７】
本発明の目的は、砥石ホイール等の回転工具が部分当たりしても振動を減衰することができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の回転工具は、駆動源により回転駆動されるスピンドルにより回転駆動されて被処理物を処理する回転工具であって、前記スピンドルに取り付けられるロックナットと、前記ロックナットの背面側に対向して前記ロックナットに取り付けられ、前記ロックナットとの間に前記回転工具が配置されるホイールワッシャと、前記ホイールワッシャと前記回転工具との間に配置される内側弾性体と、前記ホイールワッシャと前記回転工具との間に前記内側弾性体の径方向外側に配置され、前記内側弾性体よりもばね定数の大きい外側弾性体とを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の回転工具は、前記ロックナットと前記ホイールワッシャとの間に、前記回転工具に形成された挿通孔を貫通するガイドロッドを前記ロックナットと平行に配置し、前記回転工具を軸方向に案内するとともに前記回転工具の回転を規制することを特徴とする。本発明の回転工具は、前記外側弾性体の軸方向の厚みを前記内側弾性体の厚みよりも小さくし、前記回転工具に押し付け力が加えられたときに、前記回転工具が前記内側弾性体を収縮した後に前記外側弾性体に当たることを特徴とする。本発明の回転工具は、前記外側弾性体を軸方向の厚みが前記内側弾性体の厚みよりも小さい主部と、当該主部に取り付けられるとともに、前記主部よりもばね定数が小さくかつ前記主部よりも小径の副部とにより形成し、前記主部と前記副部との複合部を前記ロックナットと前記ホイールワッシャとにより挟み付けることを特徴とする。
【００１０】
本発明の回転工具は、前記外側弾性体の径方向内側部に軸方向に突出した突起部を設け、前記外側弾性体の前記突起部よりも径方向外側に前記突起部の圧縮量を規制する隙間を設けることを特徴とする。本発明の回転工具は、前記内側弾性体を形成する内側部と前記外側弾性体を形成する外側部とが一体となった弾性部材を前記ホイールワッシャと前記回転工具との間に配置し、前記内側部に前記外側部よりもばね定数が小さい突起部を設け、前記外側部と前後両面のいずれか一方に隙間を設けることを特徴とする。本発明の回転工具は、前記突起部の先端を円弧状の断面形状とすることを特徴とする。
【００１１】
本発明の動力工具は、駆動源と、前記駆動源により回転駆動されるスピンドルと、上述した回転工具とを有することを特徴とする。本発明の回転工具ホルダーは、駆動源により回転駆動されるスピンドルにより回転駆動されて被処理物を処理する回転工具を前記スピンドルに着脱自在に装着する回転工具ホルダーであって、前記スピンドルに取り付けられるロックナットと、前記ロックナットの背面側に対向して前記ロックナットに取り付けられ、前記ロックナットとの間に前記回転工具が配置されるホイールワッシャと、前記ホイールワッシャと前記回転工具との間に配置される内側弾性体と、前記ホイールワッシャと前記回転工具との間に前記内側弾性体の径方向外側に配置され、前記内側弾性体よりもばね定数の大きい外側弾性体とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、回転工具とホイールワッシャとの間には、径方向内側に内側弾性体が配置され、その径方向外側に外側弾性体が配置されており、外側弾性体は内側弾性体よりもばね定数が大きくなっており、内側弾性体は外側弾性体よりも軸方向に負荷が加えられると、弾性変形し易くなっている。これにより、回転工具が被処理物に対して全面当たりして作業が行われると、回転工具に加えられる振動は内側弾性体の弾性変形により吸収される。回転工具に軸方向に大きな負荷が加わったり、回転工具が部分当たりしたときには、内側弾性体よりもばね定数が大きい外側弾性体に回転工具が接触することになるので、回転工具の振動がスピンドルに伝達されることが防止されるとともに、回転工具が大きく傾斜することが防止され、回転工具が部分当たりしても振動を減衰することができる。
【００１３】
回転工具の傾斜を小さくすることができるので、回転工具の取付孔がその内部の部材に衝突することが防止される。これにより、回転工具が傾斜しても振動を減衰することができるとともに、内側弾性体や外側弾性体の永久変形を防止して回転工具ホルダーの耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】回転工具ホルダーにより砥石ホイールが装着されたディスクグラインダを示す一部切欠き正面図である。
【図２】図１における２−２線拡大断面図である。
【図３】図１における３−３線拡大矢視図である。
【図４】図１における４−４線拡大断面図である。
【図５】図１に示された回転工具ホルダーを示す拡大断面図である。
【図６】砥石ホイールにより全面当たりの研削作業を行っている状態を示す回転工具ホルダーの拡大断面図である。
【図７】砥石ホイールにより部分当たりの研削作業を行っている状態を示す回転工具ホルダーの拡大断面図である。
【図８】本発明の他の実施の形態である回転工具ホルダーを示す拡大断面図である。
【図９】本発明のさらに他の実施の形態である回転工具ホルダーを示す拡大断面図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施の形態である回転工具ホルダーを示す拡大断面図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施の形態である回転工具ホルダーを示す拡大断面図である。
【図１２】図１１に示された弾性体を示す断面図である。
【図１３】（Ａ）は比較例としての従来の回転工具ホルダーを示す断面図であり、（Ｂ）は砥石ホイールにより部分当たりの研削作業を行っている状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１に示す動力工具は携帯型つまり手持ち式のディスクグラインダ１０である。このディスクグラインダ１０は、例えば、コンクリートや石材等を被処理物としてこれの表面を研削処理するために使用され、ディスクサンダーとも言われる。
【００１６】
ディスクグラインダ１０は円筒形状のモータケース１１ａと、その先端部に取り付けられるギヤケース１１ｂとを有し、モータケース１１ａの内部には図１に示されるように電動モータ１２が動力源として収容される。電動モータ１２はモータケース１１ａの後端部から引き出される電源コード１３を介して図示しない商用電源に接続され、電動モータ１２は商用電源から供給される電力により駆動される。電動モータ１２の回転軸１４にはベベルギヤ１５が取り付けられ、このベベルギヤ１５と噛み合うベベルギヤ１６が回転軸１４に直角に配置されたスピンドル１７に取り付けられており、スピンドル１７は電動モータ１２により回転駆動される。このスピンドル１７はギヤケース１１ｂに取り付けられる軸受１８により回転自在に支持されている。
【００１７】
スピンドル１７の先端部はギヤケース１１ｂから突出しており、先端部には回転工具としてのカップ型の砥石ホイール２０が回転工具ホルダー２１により着脱自在に装着される。回転工具ホルダー２１はスピンドル１７に形成された突き当て面１９に突き当てられた状態でスピンドル１７に装着される。砥石ホイール２０は鋼板によりカップ型に形成された基板２２を有し、図３に示されるように、この基板２２の前面にはその外周部に円周方向に伸びる複数のダイヤモンド砥石２３ａと径方向に伸びる複数のダイヤモンド砥石２３ｂとがそれぞれロウ付け等の手段により固定されている。基板２２には円周方向に間隔を置いて複数の貫通孔２４が設けられており、軽量化のための肉抜き処理が行われている。
【００１８】
回転工具ホルダー２１は、図５に示されるように、スピンドル１７の先端部に取り付けられるロックナット２５を有し、このロックナット２５は円板形状のディスク部２５ａとこれの背面側にディスク部２５ａと一体となった円筒形状のボス部２５ｂとを有している。ディスク部２５ａにはボス部２５ｂと同軸にねじ孔２６が形成されており、スピンドル１７の先端部に設けられた雄ねじ１７ａをねじ孔２６にねじ結合することにより、ロックナット２５はスピンドル１７に着脱自在に取り付けられる。
【００１９】
図５に示されるように、ロックナット２５には円板形状の部材からなるホイールワッシャ２７がロックナット２５の背面側に対向して取り付けられている。ホイールワッシャ２７の前面には、ロックナット２５のボス部２５ｂが嵌合する凹部２８が形成されており、ボス部２５ｂに凹部２８を嵌合させることによりホイールワッシャ２７はロックナット２５に組み付けられる。ホイールワッシャ２７とロックナット２５のディスク部２５ａとの間には、取付スペース２９が形成されており、この取付スペース２９の軸方向の寸法は、ボス部２５ｂの長さにより設定される。
【００２０】
砥石ホイール２０の径方向中心部には、ロックナット２５のボス部２５ｂに嵌合される取付孔３１が形成されており、この取付孔３１はボス部２５ｂの外径よりも僅かに大きい内径となっている。ロックナット２５のディスク部２５ａとホイールワッシャ２７の間には、複数本のガイドロッド３２がボス部２５ｂと平行となって設けられている。図示する場合には、ガイドロッド３２が円周方向に９０度置きに４本設けられ、それぞれのガイドロッド３２は砥石ホイール２０に形成された挿通孔３３を貫通している。ガイドロッド３２により、砥石ホイール２０が回転工具ホルダー２１に対して回転することが防止されるとともに、砥石ホイール２０はガイドロッド３２に案内されてボス部２５ｂに沿う軸方向に移動自在となっている。
【００２１】
それぞれのガイドロッド３２の一端部はホイールワッシャ２７に形成された凹部３４に嵌合し、他端部はディスク部２５ａに形成された凹部３５に嵌合している。ガイドロッド３２は管状部材に軸方向に伸びるスリットが形成されたスプリングピンにより形成されており、径方向に弾性変形する。ガイドロッド３２をホイールワッシャ２７とディスク部２５ａの間に組み込む前は、ガイドロッド３２は凹部３４，３５の内径よりも大きくなっており、ガイドロッド３２は径方向に押し縮めることにより凹部３４，３５内に圧入されてホイールワッシャ２７とディスク部２５ａに固定される。
【００２２】
ホイールワッシャ２７と砥石ホイール２０との間には、径方向内側に内側弾性体３６が配置され、その径方向外側には外側弾性体３７が配置されている。図５に示されるように、内側弾性体３６と外側弾性体３７はホイールワッシャ２７の前面と砥石ホイール２０の背面との間で挟み付けられている。このように、それぞれディスク状の部材であるロックナット２５とホイールワッシャ２７の２つの部材の間に砥石ホイール２０とそれぞれの弾性体３６，３７とが配置される。ホイールワッシャ２７の前面には内側弾性体３６と外側弾性体３７が突き当てられる突き当て面３８が形成され、前面の外周部には突起３９が環状に設けられている。内側弾性体３６と外側弾性体３７は、図４に示されるように、ゴム材料によりそれぞれ環状に形成されており、内側弾性体３６は外側弾性体３７よりもばね定数が小さくなっている。つまり、内側弾性体３６と外側弾性体３７に対して軸方向に同一の荷重を加えると、軸方向の弾性変形量は内側弾性体３６の方が大きくなる。内側弾性体３６と外側弾性体３７とでゴム材料の成分を相違させることにより、両方の軸方向の弾性変形量に差を持たせることができ、内側弾性体３６の方が外側弾性体３７よりも弾性変形し易い硬度となっている。内側弾性体３６と外側弾性体３７のばね定数は、例えば内側弾性体３６としてショア硬さ４５，外側弾性体３７としてショア硬さ６５の天然ゴムを使用することができる。尚、ばね定数は形状や面積等の他の要因により選定されるものである。また、弾性体の材質はスポンジ状のゴムによるものであっても良い。
【００２３】
このように、内側弾性体３６を外側弾性体３７よりも弾性変形し易くすると、砥石ホイール２０の全面を被処理物の表面に押し付けて全面当たりの研削作業を行う場合には、砥石ホイール２０に伝達される振動が内側弾性体３６により吸収され、研削時の衝撃は内側弾性体３６により効果的に低減される。一方、外側弾性体３７は内側弾性体３６よりも弾性変形しにいくい硬度となっており、砥石ホイール２０の一部分を被処理面に押し付けて部分当たりの研削作業を行っても砥石ホイール２０の傾斜を小さく抑えることができるとともに外側弾性体３７と砥石ホイール２０との接触により振動が吸収される。
【００２４】
図６は砥石ホイール２０により全面当たりの研削作業が行われて砥石ホイール２０が軸方向に移動した状態を示し、図７は部分当たりの研削作業が行われて砥石ホイール２０が小さく傾斜した状態を示す。
【００２５】
部分当たりの研削作業時に、砥石ホイール２０の傾斜を小さくすることができると、砥石ホイール２０の取付孔３１とボス部２５ｂの衝突が回避されるので、衝突に起因する振動減衰効果が薄れることを防止できる。さらに、傾斜角度を小さくすることで内側弾性体３６と外側弾性体３７が過度に変形することを防止できるので、これらの弾性体の永久変形を防止することができ、弾性体の耐久性を向上することができる。
【００２６】
図８〜図１１はそれぞれ本発明の他の実施の形態である回転工具ホルダー２１を示す断面図である。それぞれの図においては、図５〜図７に示した回転工具ホルダーを構成する部材と共通する部材には同一の符号が付されている。
【００２７】
図８に示す回転工具ホルダー２１は、砥石ホイール２０による研削作業が行われていない状態のもとでは、外側弾性体３７の軸方向の厚みが内側弾性体３６の厚みよりも小さくなっている。これにより、内側弾性体３６が砥石ホイール２０に接触し、砥石ホイール２０とホイールワッシャ２７との間に挟み付けられているのに対し、外側弾性体３７と砥石ホイール２０との間には隙間４１が設けられている。このように、内側弾性体３６の厚みを外側弾性体３７よりも厚くすると、砥石ホイール２０により全面当たりの研削作業を行う場合であっても、部分当たりの研削作業を行う場合でも、砥石ホイール２０が外側弾性体３７に接触するまでは、ばね定数の小さい内側弾性体３６により研削時の振動を吸収し、衝撃を効果的に低減することができる。砥石ホイール２０が強く押し付けられて内側弾性体３６が主縮した後に砥石ホイール２０がばね定数の大きい外側弾性体３７に当たると、砥石ホイール２０の過度の軸方向移動および過度の傾斜変位が外側弾性体３７により振動を減衰しつつ抑制される。なお、図８に示す形態においては、外側弾性体３７がホイールワッシャ２７に接触し、外側弾性体３７と砥石ホイール２０との間に隙間４１が設けられているが、外側弾性体３７を砥石ホイール２０に接触させ、外側弾性体３７とホイールワッシャ２７の突き当て面３８との間に隙間４１を設けるようにした形態としても同様の効果を達成できる。
【００２８】
図９に示す回転工具ホルダー２１は、外側弾性体３７が内側弾性体３６よりも厚みが小さい主部３７ａと、この径方向内側部に形成された凹部４２内に組み込まれる副部３７ｂとにより形成されている。主部３７ａと副部３７ｂとにより形成される複合部の合計の厚みは、内側弾性体３６の厚みとほぼ同一となっており、複合部はロックナット２５とホイールワッシャ２７とにより挟み付けられている。ホイールワッシャ２７の突き当て面３８の外周部には、主部３７ａの外周部の端面との間で隙間４１を形成するための段部４３が設けられている。この段部４３は突き当て面３８よりも前方に突出している。主部３７ａと副部３７ｂは相互に相違した特性のゴム材料により形成され、副部３７ｂは主部３７ａよりもばね定数が小さくかつ小径となっている。
【００２９】
この形態の回転工具ホルダー２１においては、砥石ホイール２０により全面当たりの研削作業を行う場合であっても、部分当たりの研削作業を行う場合でも、砥石ホイール２０が外側弾性体３７の主部３７ａに接触するまでは、内側弾性体３６が研削時の振動を吸収するとともに副部３７ｂも振動を吸収することになり、衝撃を効果的に低減することができる。砥石ホイール２０が強く押し付けられると、砥石ホイール２０が外側弾性体３７の主部３７ａに当たることになり、砥石ホイール２０の過度の軸方向移動および過度の傾斜変位が抑制される。特に、段部４３を回転工具ホルダー２１の前方に迫り出させて隙間４１を小さくすることにより、副部３７ｂの弾性変形量を十分に確保しつつ、砥石ホイール２０の傾斜角度を小さくすることができる。
【００３０】
この形態の回転工具ホルダー２１においては、図９において外側弾性体３７の上下を反転させて隙間４１を外側弾性体３７と砥石ホイール２０との間に形成するようにした形態としても同様の効果を得ることができる。
【００３１】
図１０に示す回転工具ホルダー２１においては、外側弾性体３７の径方向内側部に軸方向に突出した突起部３７ｃが設けられており、突起部３７ｃの先端は円弧面となっている。外側弾性体３７の径方向内側部に突起部３７ｃを設けることにより、外側弾性体３７の径方向内側部の厚みが径方向外側部の厚みよりも大きくなっている。突起部３７ｃを含めて外側弾性体３７は同種のゴム材料により形成されており、ホイールワッシャ２７の前面に形成された段部４３と外側弾性体３７の外周部との間には、図９に示した場合と同様に、隙間４１が形成されている。
【００３２】
この回転工具ホルダー２１においては、外側弾性体３７は突起部３７ｃを含めて、内側弾性体３６よりもばね定数が大きい材料により形成されているが、突起部３７ｃは容積が小さいので、弾性変形し易くなっている。これにより、部分当たりの研削作業を行う場合でも、砥石ホイール２０が外側弾性体３７の外周部に接触するまでは、内側弾性体３６が研削時の振動を吸収するとともに突起部３７ｃも振動を吸収することになり、衝撃を効果的に低減することができる。特に、突起部３７ｃの先端が円弧面とすることにより、突起部３７ｃは弾性変形し易い形状となっている。
【００３３】
図１１に示す回転工具ホルダー２１は、上述したそれぞれの回転工具ホルダー２１における内側弾性体３６と外側弾性体３７が相互に種類の相違したゴム材料により形成されているのに対し、同種のゴム材料により内側弾性体３６を形成する内側部と外側弾性体３７を形成する内側部とが一体となった弾性体４４により形成されている。図１２は図１１に示された一体型の弾性体４４を示す断面図であり、この弾性体４４の径方向内側部は上述した内側弾性体３６に相当し、外側部は外側弾性体３７に相当する。弾性体４４の径方向内側部には先端面が円弧状となった突起部４５が設けられており、径方向外側部には同様に先端面が円弧状となった突起部３７ｃが設けられている。この弾性体４４は内側弾性体３６と外側弾性体３７とに対応する部分が全体的に一体となっているので、中心部にはボス部２５ｂが貫通する取付孔４４ａが形成されている。
【００３４】
このように、円弧状の先端面を有する突起部４５を一体型の弾性体４４に設けることにより、径方向内側部は外側部よりも軸方向の弾性変形量が大きくなり、実質的にばね定数が外側部よりも小さくなる。図１１に示す回転工具ホルダー２１は、複数の弾性体を用いることなく、１種類のゴム材料からなる一体型の弾性体４４により、上述した場合と同様の効果を得ることができる。
【００３５】
上述したそれぞれの回転工具ホルダー２１を組み立てるときには、ロックナット２５の背面とホイールワッシャ２７の前面との間に弾性体と砥石ホイール２０とを配置した状態のもとで、ロックナット２５のボス部２５ｂをホイールワッシャ２７の凹部２８に圧入嵌合させる。このように、回転工具ホルダー２１に砥石ホイール２０が保持された状態のもとで、回転工具ホルダー２１をスピンドル１７にねじ結合する。そのときには、回転工具ホルダー２１を回転させるために、図３に示されるように、図示しない治具が係合される複数の係合穴４６がロックナット２５の前面に形成されている。回転工具ホルダー２１をスピンドル１７の雄ねじ１７ａにねじ結合したり、ねじ結合を解いたりするときには、スピンドル１７の回転を規制するために、図１に示すように操作ボタン４７がギヤケース１１ｂに軸方向に往復動自在に装着されており、操作ボタン４７を押し込むと、スピンドル１７の回転が防止される。
【００３６】
図１３（Ａ），（Ｂ）は比較例として示す従来の回転工具ホルダー２１ａを示す断面図である。スピンドル１７の突き当て面１９に突き当てられるホイールワッシャ２７は、環状の基部５１とこれに組み付けられるスペーサ５２とを有している。スペーサ５２はディスク部５２ａとこれと一体のボス部５２ｂを有している。一方、スピンドル１７の雄ねじ１７ａにねじ結合されるロックナット２５は、上述したボス部２５ｂを有しておらず、ねじ孔２６が形成されたディスク部２５ａのみにより形成されている。スペーサ５２のディスク部５２ａとロックナット２５との間には、砥石ホイール２０と弾性体５３とが配置されており、ロックナット２５をスピンドル１７にねじ結合することにより、弾性体５３と砥石ホイール２０とがスピンドル１７に取り付けられる。
【００３７】
砥石ホイール２０をボス部５２ｂに対して軸方向に移動させるために、ボス部５２ｂの外周にはスプライン５４が形成されており、砥石ホイール２０の取付孔３１にはスプライン５４と噛み合うスプライン５４ａが形成されている。図１３に示されるように、弾性体５３の表裏両面の全体をディスク部５２ａと砥石ホイール２０とに当てるようにすると、図１３（Ｂ）に示されるように、砥石ホイール２０が被処理物に部分当たりした状態となって傾斜したときに、砥石ホイール２０の取付孔３１のスプライン５４ａがボス部５２ｂのスプライン５４に接触することになる。このため、砥石ホイール２０の振動がスピンドル１７に伝達されて振動減衰効果が薄れることになる。これに対し、上述した回転工具ホルダー２１においては、外側弾性体３７により砥石ホイール２０の傾斜が抑制されるとともに振動が吸収されるので、部分当たりの研削処理が行われても、取付孔３１がボス部２５ｂに衝突することに起因する振動伝達を確実に防止することができる。
【００３８】
上述した回転工具ホルダー２１のロックナット２５はボス部２５ｂを有し、ホイールワッシャ２７は１つの部材により形成されているが、図１３に示すように、ロックナット２５をディスク部２５ａのみの構造とし、ホイールワッシャ２７を環状の基部５１とこれに組み付けられるスペーサ５２とにより形成するようにした形態としても良い。
【００３９】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、弾性体の配置として、図４に示したように内側弾性体と外側弾性体とを径方向に完全に分離して設けたが、一部が径方向に重複していても良い。また、実施の形態は動力工具としてディスクグラインダ１０を示すが、回転工具を先端工具とする動力工具であれば、回転工具をスピンドルに取り付けるために本発明の回転工具ホルダーを適用することができる。また、図示するディスクグラインダ１０は、電動モータ１２を動力源としており、外部電源により電動モータ１２を駆動するようにしているが、バッテリを内蔵するタイプの動力工具にも本発明の回転工具ホルダーを適用することができ、エアモータや発動機を動力源とする形態にも適用することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１０…ディスクグラインダ、１１ａ…モータケース、１１ｂ…ギヤケース、１２…電動モータ、１３…電源コード、１４…回転軸、１５，１６…ベベルギヤ、１７…スピンドル、１７ａ…雄ねじ、１８…軸受、１９…突き当て面、２０…砥石ホイール、２１…回転工具ホルダー、２２…基板、２３ａ，２３ｂ…ダイヤモンド砥石、２４…貫通孔、２５…ロックナット、２５ａ…ディスク部、２５ｂ…ボス部、２６…ねじ孔、２７…ホイールワッシャ、２８…凹部、２９…取付スペース、３１…取付孔、３２…ガイドロッド、３３…挿通孔、３４，３５…凹部、３６…内側弾性体、３７…外側弾性体、３７ａ…主部、３７ｂ…副部、３７ｃ…突起部、３８…突き当て面、３９…突起、４１…隙間、４２…凹部、４３…段部、４４…弾性体、４５…突起部、４６…係合穴、４７…操作ボタン。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスクグラインダ等の動力工具のスピンドルにより回転駆動されて被処理物を処理する回転工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
動力源により回転砥石等の回転工具を駆動して被処理物の表面を加工処理する動力工具にはディスクグラインダ等がある。ディスクグラインダは電動モータやエアモータにより回転工具を駆動して被処理物の表面を研削加工するため使用される。回転工具としては、円板形の砥石、ダイヤモンドカッター、カップ形の砥石、ワイヤブラシなどがあり、被処理物の種類に応じて任意の回転工具が選択される。例えば、コンクリートや石材等の被処理物の表面を研削加工するためには、ダイヤモンド砥石が設けられた砥石ホイールが回転工具として選択され、ディスクグラインダにより表面の研削処理が行われる。このような回転工具により被処理物の表面を研削処理するディスクグラインダは、ディスクサンダーやポリッシャとも言われている。
【０００３】
電動工具に取り付けられた回転工具を被処理物に押し付けて研削処理等の加工処理を行うと、加工時に回転工具に加わる衝撃による振動が作業者に直接伝わり、長時間の連続作業が困難であった。そのため、特許文献１に記載されるディスクグラインダにおいては、ディスク砥石の取付部つまりホルダー部にゴムパッキンからなる弾性部材を配置することにより、研削加工時に生じる衝撃を弾性部材で吸収し、ディスク砥石から作業者に伝わる振動を低減するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３３１４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されるように、リング状の弾性部材の表裏両面全体をホイールワッシャとディスク砥石つまり砥石ホイールとに密着させるようにすると、回転工具に加わる衝撃を弾性部材の全面で受けることになり、砥石ホイールに被加工面が平行に緩く当接した状態で加工するときには、砥石ホイールの衝撃を弾性部材で減衰することができる。
【０００６】
しかしながら、砥石ホイールの一部を被処理物の表面に当てるように加工すると、砥石ホイールは被加工面に対して傾斜する方向に部分当たりした状態となって被処理物に当たることになる。このように、砥石ホイールが部分当たりすると、弾性部材の一部分に負荷が加わることになり、砥石ホイールがスピンドルに対して大きく傾斜して砥石ホイールの中心部に設けられた取付孔の内周面が内側の取付リングに強く接触して砥石ホイールの振動がスピンドルに伝達されることになり、振動低減効果が薄れてしまう。また、弾性部材の一部分に大きな変形が起きてしまうので、弾性部材の永久変形が起こりやすくなる。弾性変形の永久変形が起こると砥石ホイールと弾性部材との間のガタが大きくなるので、衝撃を吸収する効果が小さくなり、ガタにより砥石ホイールがバタつく等の不具合が生じてしまう。
【０００７】
本発明の目的は、砥石ホイール等の回転工具が部分当たりしても振動を減衰することができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の回転工具は、駆動源により回転駆動されるスピンドルにより回転駆動されて被処理物を処理する回転工具であって、前記スピンドルに取り付けられるロックナットと、前記ロックナットの背面側に対向して前記ロックナットに取り付けられ、前記ロックナットとの間に前記回転工具が配置されるホイールワッシャと、前記ホイールワッシャと前記回転工具との間に配置される内側弾性体と、前記ホイールワッシャと前記回転工具との間に前記内側弾性体の径方向外側に配置され、前記内側弾性体よりもばね定数の大きい外側弾性体とを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の回転工具は、前記ロックナットと前記ホイールワッシャとの間に、前記回転工具に形成された挿通孔を貫通するガイドロッドを前記ロックナットと平行に配置し、前記回転工具を軸方向に案内するとともに前記回転工具の回転を規制することを特徴とする。本発明の回転工具は、前記外側弾性体の軸方向の厚みを前記内側弾性体の厚みよりも小さくし、前記回転工具に押し付け力が加えられたときに、前記回転工具が前記内側弾性体を収縮した後に前記外側弾性体に当たることを特徴とする。本発明の回転工具は、前記外側弾性体を軸方向の厚みが前記内側弾性体の厚みよりも小さい主部と、当該主部に取り付けられるとともに、前記主部よりもばね定数が小さくかつ前記主部よりも小径の副部とにより形成し、前記主部と前記副部との複合部を前記ロックナットと前記ホイールワッシャとにより挟み付けることを特徴とする。
【００１０】
本発明の回転工具は、前記外側弾性体の径方向内側部に軸方向に突出した突起部を設け、前記外側弾性体の前記突起部よりも径方向外側に前記突起部の圧縮量を規制する隙間を設けることを特徴とする。本発明の回転工具は、前記内側弾性体を形成する内側部と前記外側弾性体を形成する外側部とが一体となった弾性部材を前記ホイールワッシャと前記回転工具との間に配置し、前記内側部に前記外側部よりもばね定数が小さい突起部を設け、前記外側部と前後両面のいずれか一方に隙間を設けることを特徴とする。本発明の回転工具は、前記突起部の先端を円弧状の断面形状とすることを特徴とする。
【００１１】
本発明の動力工具は、駆動源と、前記駆動源により回転駆動されるスピンドルと、上述した回転工具とを有することを特徴とする。本発明の回転工具ホルダーは、駆動源により回転駆動されるスピンドルにより回転駆動されて被処理物を処理する回転工具を前記スピンドルに着脱自在に装着する回転工具ホルダーであって、前記スピンドルに取り付けられるロックナットと、前記ロックナットの背面側に対向して前記ロックナットに取り付けられ、前記ロックナットとの間に前記回転工具が配置されるホイールワッシャと、前記ホイールワッシャと前記回転工具との間に配置される内側弾性体と、前記ホイールワッシャと前記回転工具との間に前記内側弾性体の径方向外側に配置され、前記内側弾性体よりもばね定数の大きい外側弾性体とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、回転工具とホイールワッシャとの間には、径方向内側に内側弾性体が配置され、その径方向外側に外側弾性体が配置されており、外側弾性体は内側弾性体よりもばね定数が大きくなっており、内側弾性体は外側弾性体よりも軸方向に負荷が加えられると、弾性変形し易くなっている。これにより、回転工具が被処理物に対して全面当たりして作業が行われると、回転工具に加えられる振動は内側弾性体の弾性変形により吸収される。回転工具に軸方向に大きな負荷が加わったり、回転工具が部分当たりしたときには、内側弾性体よりもばね定数が大きい外側弾性体に回転工具が接触することになるので、回転工具の振動がスピンドルに伝達されることが防止されるとともに、回転工具が大きく傾斜することが防止され、回転工具が部分当たりしても振動を減衰することができる。
【００１３】
回転工具の傾斜を小さくすることができるので、回転工具の取付孔がその内部の部材に衝突することが防止される。これにより、回転工具が傾斜しても振動を減衰することができるとともに、内側弾性体や外側弾性体の永久変形を防止して回転工具ホルダーの耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】回転工具ホルダーにより砥石ホイールが装着されたディスクグラインダを示す一部切欠き正面図である。
【図２】図１における２−２線拡大断面図である。
【図３】図１における３−３線拡大矢視図である。
【図４】図１における４−４線拡大断面図である。
【図５】図１に示された回転工具ホルダーを示す拡大断面図である。
【図６】砥石ホイールにより全面当たりの研削作業を行っている状態を示す回転工具ホルダーの拡大断面図である。
【図７】砥石ホイールにより部分当たりの研削作業を行っている状態を示す回転工具ホルダーの拡大断面図である。
【図８】本発明の他の実施の形態である回転工具ホルダーを示す拡大断面図である。
【図９】本発明のさらに他の実施の形態である回転工具ホルダーを示す拡大断面図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施の形態である回転工具ホルダーを示す拡大断面図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施の形態である回転工具ホルダーを示す拡大断面図である。
【図１２】図１１に示された弾性体を示す断面図である。
【図１３】（Ａ）は比較例としての従来の回転工具ホルダーを示す断面図であり、（Ｂ）は砥石ホイールにより部分当たりの研削作業を行っている状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１に示す動力工具は携帯型つまり手持ち式のディスクグラインダ１０である。このディスクグラインダ１０は、例えば、コンクリートや石材等を被処理物としてこれの表面を研削処理するために使用され、ディスクサンダーとも言われる。
【００１６】
ディスクグラインダ１０は円筒形状のモータケース１１ａと、その先端部に取り付けられるギヤケース１１ｂとを有し、モータケース１１ａの内部には図１に示されるように電動モータ１２が動力源として収容される。電動モータ１２はモータケース１１ａの後端部から引き出される電源コード１３を介して図示しない商用電源に接続され、電動モータ１２は商用電源から供給される電力により駆動される。電動モータ１２の回転軸１４にはベベルギヤ１５が取り付けられ、このベベルギヤ１５と噛み合うベベルギヤ１６が回転軸１４に直角に配置されたスピンドル１７に取り付けられており、スピンドル１７は電動モータ１２により回転駆動される。このスピンドル１７はギヤケース１１ｂに取り付けられる軸受１８により回転自在に支持されている。
【００１７】
スピンドル１７の先端部はギヤケース１１ｂから突出しており、先端部には回転工具としてのカップ型の砥石ホイール２０が回転工具ホルダー２１により着脱自在に装着される。回転工具ホルダー２１はスピンドル１７に形成された突き当て面１９に突き当てられた状態でスピンドル１７に装着される。砥石ホイール２０は鋼板によりカップ型に形成された基板２２を有し、図３に示されるように、この基板２２の前面にはその外周部に円周方向に伸びる複数のダイヤモンド砥石２３ａと径方向に伸びる複数のダイヤモンド砥石２３ｂとがそれぞれロウ付け等の手段により固定されている。基板２２には円周方向に間隔を置いて複数の貫通孔２４が設けられており、軽量化のための肉抜き処理が行われている。
【００１８】
回転工具ホルダー２１は、図５に示されるように、スピンドル１７の先端部に取り付けられるロックナット２５を有し、このロックナット２５は円板形状のディスク部２５ａとこれの背面側にディスク部２５ａと一体となった円筒形状のボス部２５ｂとを有している。ディスク部２５ａにはボス部２５ｂと同軸にねじ孔２６が形成されており、スピンドル１７の先端部に設けられた雄ねじ１７ａをねじ孔２６にねじ結合することにより、ロックナット２５はスピンドル１７に着脱自在に取り付けられる。
【００１９】
図５に示されるように、ロックナット２５には円板形状の部材からなるホイールワッシャ２７がロックナット２５の背面側に対向して取り付けられている。ホイールワッシャ２７の前面には、ロックナット２５のボス部２５ｂが嵌合する凹部２８が形成されており、ボス部２５ｂに凹部２８を嵌合させることによりホイールワッシャ２７はロックナット２５に組み付けられる。ホイールワッシャ２７とロックナット２５のディスク部２５ａとの間には、取付スペース２９が形成されており、この取付スペース２９の軸方向の寸法は、ボス部２５ｂの長さにより設定される。
【００２０】
砥石ホイール２０の径方向中心部には、ロックナット２５のボス部２５ｂに嵌合される取付孔３１が形成されており、この取付孔３１はボス部２５ｂの外径よりも僅かに大きい内径となっている。ロックナット２５のディスク部２５ａとホイールワッシャ２７の間には、複数本のガイドロッド３２がボス部２５ｂと平行となって設けられている。図示する場合には、ガイドロッド３２が円周方向に９０度置きに４本設けられ、それぞれのガイドロッド３２は砥石ホイール２０に形成された挿通孔３３を貫通している。ガイドロッド３２により、砥石ホイール２０が回転工具ホルダー２１に対して回転することが防止されるとともに、砥石ホイール２０はガイドロッド３２に案内されてボス部２５ｂに沿う軸方向に移動自在となっている。
【００２１】
それぞれのガイドロッド３２の一端部はホイールワッシャ２７に形成された凹部３４に嵌合し、他端部はディスク部２５ａに形成された凹部３５に嵌合している。ガイドロッド３２は管状部材に軸方向に伸びるスリットが形成されたスプリングピンにより形成されており、径方向に弾性変形する。ガイドロッド３２をホイールワッシャ２７とディスク部２５ａの間に組み込む前は、ガイドロッド３２は凹部３４，３５の内径よりも大きくなっており、ガイドロッド３２は径方向に押し縮めることにより凹部３４，３５内に圧入されてホイールワッシャ２７とディスク部２５ａに固定される。
【００２２】
ホイールワッシャ２７と砥石ホイール２０との間には、径方向内側に内側弾性体３６が配置され、その径方向外側には外側弾性体３７が配置されている。図５に示されるように、内側弾性体３６と外側弾性体３７はホイールワッシャ２７の前面と砥石ホイール２０の背面との間で挟み付けられている。このように、それぞれディスク状の部材であるロックナット２５とホイールワッシャ２７の２つの部材の間に砥石ホイール２０とそれぞれの弾性体３６，３７とが配置される。ホイールワッシャ２７の前面には内側弾性体３６と外側弾性体３７が突き当てられる突き当て面３８が形成され、前面の外周部には突起３９が環状に設けられている。内側弾性体３６と外側弾性体３７は、図４に示されるように、ゴム材料によりそれぞれ環状に形成されており、内側弾性体３６は外側弾性体３７よりもばね定数が小さくなっている。つまり、内側弾性体３６と外側弾性体３７に対して軸方向に同一の荷重を加えると、軸方向の弾性変形量は内側弾性体３６の方が大きくなる。内側弾性体３６と外側弾性体３７とでゴム材料の成分を相違させることにより、両方の軸方向の弾性変形量に差を持たせることができ、内側弾性体３６の方が外側弾性体３７よりも弾性変形し易い硬度となっている。内側弾性体３６と外側弾性体３７のばね定数は、例えば内側弾性体３６としてショア硬さ４５，外側弾性体３７としてショア硬さ６５の天然ゴムを使用することができる。尚、ばね定数は形状や面積等の他の要因により選定されるものである。また、弾性体の材質はスポンジ状のゴムによるものであっても良い。
【００２３】
このように、内側弾性体３６を外側弾性体３７よりも弾性変形し易くすると、砥石ホイール２０の全面を被処理物の表面に押し付けて全面当たりの研削作業を行う場合には、砥石ホイール２０に伝達される振動が内側弾性体３６により吸収され、研削時の衝撃は内側弾性体３６により効果的に低減される。一方、外側弾性体３７は内側弾性体３６よりも弾性変形しにいくい硬度となっており、砥石ホイール２０の一部分を被処理面に押し付けて部分当たりの研削作業を行っても砥石ホイール２０の傾斜を小さく抑えることができるとともに外側弾性体３７と砥石ホイール２０との接触により振動が吸収される。
【００２４】
図６は砥石ホイール２０により全面当たりの研削作業が行われて砥石ホイール２０が軸方向に移動した状態を示し、図７は部分当たりの研削作業が行われて砥石ホイール２０が小さく傾斜した状態を示す。
【００２５】
部分当たりの研削作業時に、砥石ホイール２０の傾斜を小さくすることができると、砥石ホイール２０の取付孔３１とボス部２５ｂの衝突が回避されるので、衝突に起因する振動減衰効果が薄れることを防止できる。さらに、傾斜角度を小さくすることで内側弾性体３６と外側弾性体３７が過度に変形することを防止できるので、これらの弾性体の永久変形を防止することができ、弾性体の耐久性を向上することができる。
【００２６】
図８〜図１１はそれぞれ本発明の他の実施の形態である回転工具ホルダー２１を示す断面図である。それぞれの図においては、図５〜図７に示した回転工具ホルダーを構成する部材と共通する部材には同一の符号が付されている。
【００２７】
図８に示す回転工具ホルダー２１は、砥石ホイール２０による研削作業が行われていない状態のもとでは、外側弾性体３７の軸方向の厚みが内側弾性体３６の厚みよりも小さくなっている。これにより、内側弾性体３６が砥石ホイール２０に接触し、砥石ホイール２０とホイールワッシャ２７との間に挟み付けられているのに対し、外側弾性体３７と砥石ホイール２０との間には隙間４１が設けられている。このように、内側弾性体３６の厚みを外側弾性体３７よりも厚くすると、砥石ホイール２０により全面当たりの研削作業を行う場合であっても、部分当たりの研削作業を行う場合でも、砥石ホイール２０が外側弾性体３７に接触するまでは、ばね定数の小さい内側弾性体３６により研削時の振動を吸収し、衝撃を効果的に低減することができる。砥石ホイール２０が強く押し付けられて内側弾性体３６が主縮した後に砥石ホイール２０がばね定数の大きい外側弾性体３７に当たると、砥石ホイール２０の過度の軸方向移動および過度の傾斜変位が外側弾性体３７により振動を減衰しつつ抑制される。なお、図８に示す形態においては、外側弾性体３７がホイールワッシャ２７に接触し、外側弾性体３７と砥石ホイール２０との間に隙間４１が設けられているが、外側弾性体３７を砥石ホイール２０に接触させ、外側弾性体３７とホイールワッシャ２７の突き当て面３８との間に隙間４１を設けるようにした形態としても同様の効果を達成できる。
【００２８】
図９に示す回転工具ホルダー２１は、外側弾性体３７が内側弾性体３６よりも厚みが小さい主部３７ａと、この径方向内側部に形成された凹部４２内に組み込まれる副部３７ｂとにより形成されている。主部３７ａと副部３７ｂとにより形成される複合部の合計の厚みは、内側弾性体３６の厚みとほぼ同一となっており、複合部はロックナット２５とホイールワッシャ２７とにより挟み付けられている。ホイールワッシャ２７の突き当て面３８の外周部には、主部３７ａの外周部の端面との間で隙間４１を形成するための段部４３が設けられている。この段部４３は突き当て面３８よりも前方に突出している。主部３７ａと副部３７ｂは相互に相違した特性のゴム材料により形成され、副部３７ｂは主部３７ａよりもばね定数が小さくかつ小径となっている。
【００２９】
この形態の回転工具ホルダー２１においては、砥石ホイール２０により全面当たりの研削作業を行う場合であっても、部分当たりの研削作業を行う場合でも、砥石ホイール２０が外側弾性体３７の主部３７ａに接触するまでは、内側弾性体３６が研削時の振動を吸収するとともに副部３７ｂも振動を吸収することになり、衝撃を効果的に低減することができる。砥石ホイール２０が強く押し付けられると、砥石ホイール２０が外側弾性体３７の主部３７ａに当たることになり、砥石ホイール２０の過度の軸方向移動および過度の傾斜変位が抑制される。特に、段部４３を回転工具ホルダー２１の前方に迫り出させて隙間４１を小さくすることにより、副部３７ｂの弾性変形量を十分に確保しつつ、砥石ホイール２０の傾斜角度を小さくすることができる。
【００３０】
この形態の回転工具ホルダー２１においては、図９において外側弾性体３７の上下を反転させて隙間４１を外側弾性体３７と砥石ホイール２０との間に形成するようにした形態としても同様の効果を得ることができる。
【００３１】
図１０に示す回転工具ホルダー２１においては、外側弾性体３７の径方向内側部に軸方向に突出した突起部３７ｃが設けられており、突起部３７ｃの先端は円弧面となっている。外側弾性体３７の径方向内側部に突起部３７ｃを設けることにより、外側弾性体３７の径方向内側部の厚みが径方向外側部の厚みよりも大きくなっている。突起部３７ｃを含めて外側弾性体３７は同種のゴム材料により形成されており、ホイールワッシャ２７の前面に形成された段部４３と外側弾性体３７の外周部との間には、図９に示した場合と同様に、隙間４１が形成されている。
【００３２】
この回転工具ホルダー２１においては、外側弾性体３７は突起部３７ｃを含めて、内側弾性体３６よりもばね定数が大きい材料により形成されているが、突起部３７ｃは容積が小さいので、弾性変形し易くなっている。これにより、部分当たりの研削作業を行う場合でも、砥石ホイール２０が外側弾性体３７の外周部に接触するまでは、内側弾性体３６が研削時の振動を吸収するとともに突起部３７ｃも振動を吸収することになり、衝撃を効果的に低減することができる。特に、突起部３７ｃの先端が円弧面とすることにより、突起部３７ｃは弾性変形し易い形状となっている。
【００３３】
図１１に示す回転工具ホルダー２１は、上述したそれぞれの回転工具ホルダー２１における内側弾性体３６と外側弾性体３７が相互に種類の相違したゴム材料により形成されているのに対し、同種のゴム材料により内側弾性体３６を形成する内側部と外側弾性体３７を形成する内側部とが一体となった弾性体４４により形成されている。図１２は図１１に示された一体型の弾性体４４を示す断面図であり、この弾性体４４の径方向内側部は上述した内側弾性体３６に相当し、外側部は外側弾性体３７に相当する。弾性体４４の径方向内側部には先端面が円弧状となった突起部４５が設けられており、径方向外側部には同様に先端面が円弧状となった突起部３７ｃが設けられている。この弾性体４４は内側弾性体３６と外側弾性体３７とに対応する部分が全体的に一体となっているので、中心部にはボス部２５ｂが貫通する取付孔４４ａが形成されている。
【００３４】
このように、円弧状の先端面を有する突起部４５を一体型の弾性体４４に設けることにより、径方向内側部は外側部よりも軸方向の弾性変形量が大きくなり、実質的にばね定数が外側部よりも小さくなる。図１１に示す回転工具ホルダー２１は、複数の弾性体を用いることなく、１種類のゴム材料からなる一体型の弾性体４４により、上述した場合と同様の効果を得ることができる。
【００３５】
上述したそれぞれの回転工具ホルダー２１を組み立てるときには、ロックナット２５の背面とホイールワッシャ２７の前面との間に弾性体と砥石ホイール２０とを配置した状態のもとで、ロックナット２５のボス部２５ｂをホイールワッシャ２７の凹部２８に圧入嵌合させる。このように、回転工具ホルダー２１に砥石ホイール２０が保持された状態のもとで、回転工具ホルダー２１をスピンドル１７にねじ結合する。そのときには、回転工具ホルダー２１を回転させるために、図３に示されるように、図示しない治具が係合される複数の係合穴４６がロックナット２５の前面に形成されている。回転工具ホルダー２１をスピンドル１７の雄ねじ１７ａにねじ結合したり、ねじ結合を解いたりするときには、スピンドル１７の回転を規制するために、図１に示すように操作ボタン４７がギヤケース１１ｂに軸方向に往復動自在に装着されており、操作ボタン４７を押し込むと、スピンドル１７の回転が防止される。
【００３６】
図１３（Ａ），（Ｂ）は比較例として示す従来の回転工具ホルダー２１ａを示す断面図である。スピンドル１７の突き当て面１９に突き当てられるホイールワッシャ２７は、環状の基部５１とこれに組み付けられるスペーサ５２とを有している。スペーサ５２はディスク部５２ａとこれと一体のボス部５２ｂを有している。一方、スピンドル１７の雄ねじ１７ａにねじ結合されるロックナット２５は、上述したボス部２５ｂを有しておらず、ねじ孔２６が形成されたディスク部２５ａのみにより形成されている。スペーサ５２のディスク部５２ａとロックナット２５との間には、砥石ホイール２０と弾性体５３とが配置されており、ロックナット２５をスピンドル１７にねじ結合することにより、弾性体５３と砥石ホイール２０とがスピンドル１７に取り付けられる。
【００３７】
砥石ホイール２０をボス部５２ｂに対して軸方向に移動させるために、ボス部５２ｂの外周にはスプライン５４が形成されており、砥石ホイール２０の取付孔３１にはスプライン５４と噛み合うスプライン５４ａが形成されている。図１３に示されるように、弾性体５３の表裏両面の全体をディスク部５２ａと砥石ホイール２０とに当てるようにすると、図１３（Ｂ）に示されるように、砥石ホイール２０が被処理物に部分当たりした状態となって傾斜したときに、砥石ホイール２０の取付孔３１のスプライン５４ａがボス部５２ｂのスプライン５４に接触することになる。このため、砥石ホイール２０の振動がスピンドル１７に伝達されて振動減衰効果が薄れることになる。これに対し、上述した回転工具ホルダー２１においては、外側弾性体３７により砥石ホイール２０の傾斜が抑制されるとともに振動が吸収されるので、部分当たりの研削処理が行われても、取付孔３１がボス部２５ｂに衝突することに起因する振動伝達を確実に防止することができる。
【００３８】
上述した回転工具ホルダー２１のロックナット２５はボス部２５ｂを有し、ホイールワッシャ２７は１つの部材により形成されているが、図１３に示すように、ロックナット２５をディスク部２５ａのみの構造とし、ホイールワッシャ２７を環状の基部５１とこれに組み付けられるスペーサ５２とにより形成するようにした形態としても良い。
【００３９】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、弾性体の配置として、図４に示したように内側弾性体と外側弾性体とを径方向に完全に分離して設けたが、一部が径方向に重複していても良い。また、実施の形態は動力工具としてディスクグラインダ１０を示すが、回転工具を先端工具とする動力工具であれば、回転工具をスピンドルに取り付けるために本発明の回転工具ホルダーを適用することができる。また、図示するディスクグラインダ１０は、電動モータ１２を動力源としており、外部電源により電動モータ１２を駆動するようにしているが、バッテリを内蔵するタイプの動力工具にも本発明の回転工具ホルダーを適用することができ、エアモータや発動機を動力源とする形態にも適用することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１０…ディスクグラインダ、１１ａ…モータケース、１１ｂ…ギヤケース、１２…電動モータ、１３…電源コード、１４…回転軸、１５，１６…ベベルギヤ、１７…スピンドル、１７ａ…雄ねじ、１８…軸受、１９…突き当て面、２０…砥石ホイール、２１…回転工具ホルダー、２２…基板、２３ａ，２３ｂ…ダイヤモンド砥石、２４…貫通孔、２５…ロックナット、２５ａ…ディスク部、２５ｂ…ボス部、２６…ねじ孔、２７…ホイールワッシャ、２８…凹部、２９…取付スペース、３１…取付孔、３２…ガイドロッド、３３…挿通孔、３４，３５…凹部、３６…内側弾性体、３７…外側弾性体、３７ａ…主部、３７ｂ…副部、３７ｃ…突起部、３８…突き当て面、３９…突起、４１…隙間、４２…凹部、４３…段部、４４…弾性体、４５…突起部、４６…係合穴、４７…操作ボタン。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源により回転駆動されるスピンドルにより回転駆動されて被処理物を処理する回転工具であって、
前記スピンドルに取り付けられるロックナットと、
前記ロックナットの背面側に対向して前記ロックナットに取り付けられ、前記ロックナットとの間に前記回転工具が配置されるホイールワッシャと、
前記ホイールワッシャと前記回転工具との間に配置される内側弾性体と、
前記ホイールワッシャと前記回転工具との間に前記内側弾性体の径方向外側に配置され、前記内側弾性体よりもばね定数の大きい外側弾性体とを有することを特徴とする回転工具。
【請求項２】
前記ロックナットと前記ホイールワッシャとの間に、前記回転工具に形成された挿通孔を貫通するガイドロッドを前記ロックナットと平行に配置し、前記回転工具を軸方向に案内するとともに前記回転工具の回転を規制することを特徴とする回転工具。
【請求項３】
前記外側弾性体の軸方向の厚みを前記内側弾性体の厚みよりも小さくし、前記回転工具に押し付け力が加えられたときに、前記回転工具が前記内側弾性体を収縮した後に前記外側弾性体に当たることを特徴とする請求項１または２記載の回転工具。
【請求項４】
前記外側弾性体を軸方向の厚みが前記内側弾性体の厚みよりも小さい主部と、当該主部に取り付けられるとともに、前記主部よりもばね定数が小さくかつ前記主部よりも小径の副部とにより形成し、前記主部と前記副部との複合部を前記ロックナットと前記ホイールワッシャとにより挟み付けることを特徴とする請求項１または２記載の回転工具。
【請求項５】
前記外側弾性体の径方向内側部に軸方向に突出した突起部を設け、前記外側弾性体の前記突起部よりも径方向外側に前記突起部の圧縮量を規制する隙間を設けることを特徴とする請求項１または２記載の回転工具。
【請求項６】
前記内側弾性体を形成する内側部と前記外側弾性体を形成する外側部とが一体となった弾性部材を前記ホイールワッシャと前記回転工具との間に配置し、前記内側部に前記外側部よりもばね定数が小さい突起部を設け、前記外側部と前後両面のいずれか一方に隙間を設けることを特徴とする請求項１または２記載の回転工具。
【請求項７】
前記突起部の先端を円弧状の断面形状とすることを特徴とする請求項４または５記載の回転工具。
【請求項８】
駆動源と、
前記駆動源により回転駆動されるスピンドルと、
請求項１乃至請求項７に記載の回転工具と、を有することを特徴とする動力工具。
【請求項９】
駆動源により回転駆動されるスピンドルにより回転駆動されて被処理物を処理する回転工具を前記スピンドルに着脱自在に装着する回転工具ホルダーであって、
前記スピンドルに取り付けられるロックナットと、
前記ロックナットの背面側に対向して前記ロックナットに取り付けられ、前記ロックナットとの間に前記回転工具が配置されるホイールワッシャと、
前記ホイールワッシャと前記回転工具との間に配置される内側弾性体と、
前記ホイールワッシャと前記回転工具との間に前記内側弾性体の径方向外側に配置され、前記内側弾性体よりもばね定数の大きい外側弾性体とを有することを特徴とする回転工具ホルダー。
【請求項１】
駆動源により回転駆動されるスピンドルにより回転駆動されて被処理物を処理する回転工具であって、
前記スピンドルに取り付けられるロックナットと、
前記ロックナットの背面側に対向して前記ロックナットに取り付けられ、前記ロックナットとの間に前記回転工具が配置されるホイールワッシャと、
前記ホイールワッシャと前記回転工具との間に配置される内側弾性体と、
前記ホイールワッシャと前記回転工具との間に前記内側弾性体の径方向外側に配置され、前記内側弾性体よりもばね定数の大きい外側弾性体とを有することを特徴とする回転工具。
【請求項２】
前記ロックナットと前記ホイールワッシャとの間に、前記回転工具に形成された挿通孔を貫通するガイドロッドを前記ロックナットと平行に配置し、前記回転工具を軸方向に案内するとともに前記回転工具の回転を規制することを特徴とする回転工具。
【請求項３】
前記外側弾性体の軸方向の厚みを前記内側弾性体の厚みよりも小さくし、前記回転工具に押し付け力が加えられたときに、前記回転工具が前記内側弾性体を収縮した後に前記外側弾性体に当たることを特徴とする請求項１または２記載の回転工具。
【請求項４】
前記外側弾性体を軸方向の厚みが前記内側弾性体の厚みよりも小さい主部と、当該主部に取り付けられるとともに、前記主部よりもばね定数が小さくかつ前記主部よりも小径の副部とにより形成し、前記主部と前記副部との複合部を前記ロックナットと前記ホイールワッシャとにより挟み付けることを特徴とする請求項１または２記載の回転工具。
【請求項５】
前記外側弾性体の径方向内側部に軸方向に突出した突起部を設け、前記外側弾性体の前記突起部よりも径方向外側に前記突起部の圧縮量を規制する隙間を設けることを特徴とする請求項１または２記載の回転工具。
【請求項６】
前記内側弾性体を形成する内側部と前記外側弾性体を形成する外側部とが一体となった弾性部材を前記ホイールワッシャと前記回転工具との間に配置し、前記内側部に前記外側部よりもばね定数が小さい突起部を設け、前記外側部と前後両面のいずれか一方に隙間を設けることを特徴とする請求項１または２記載の回転工具。
【請求項７】
前記突起部の先端を円弧状の断面形状とすることを特徴とする請求項４または５記載の回転工具。
【請求項８】
駆動源と、
前記駆動源により回転駆動されるスピンドルと、
請求項１乃至請求項７に記載の回転工具と、を有することを特徴とする動力工具。
【請求項９】
駆動源により回転駆動されるスピンドルにより回転駆動されて被処理物を処理する回転工具を前記スピンドルに着脱自在に装着する回転工具ホルダーであって、
前記スピンドルに取り付けられるロックナットと、
前記ロックナットの背面側に対向して前記ロックナットに取り付けられ、前記ロックナットとの間に前記回転工具が配置されるホイールワッシャと、
前記ホイールワッシャと前記回転工具との間に配置される内側弾性体と、
前記ホイールワッシャと前記回転工具との間に前記内側弾性体の径方向外側に配置され、前記内側弾性体よりもばね定数の大きい外側弾性体とを有することを特徴とする回転工具ホルダー。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−７５３４５（Ｐ２０１３−７５３４５Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１７２９６（Ｐ２０１１−２１７２９６）
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００５０９４）日立工機株式会社 (1,861)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００５０９４）日立工機株式会社 (1,861)
【Ｆターム（参考）】
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