JP2024018195A - 回転切削工具 - Google Patents

Abstract

【課題】アームを回転軸に対して強固に固定するための技術を提供する。
【解決手段】自在刃ユニット４は、軸部品３０を挟んで対向する第１アーム１２ａおよび第２アーム１２ｂと、第１アーム１２ａおよび第２アーム１２ｂのそれぞれに固定される第１切刃１４ａおよび第２切刃１４ｂと、第１アーム１２ａおよび第２アーム１２ｂを軸部品３０に対して移動可能とする調整機構６０とを備える。調整機構６０はスライド機構６２および固定機構６４を備える。スライド機構６２は、軸部品３０に回転可能に取り付けられたピニオン４４と、第１アーム１２ａおよび第２アーム１２ｂにそれぞれ固定された第１ラック２２ａおよび第２ラック２２ｂとを有し、第１ラック２２ａおよび第２ラック２２ｂが、それぞれピニオン４４に噛合されている。固定機構６４は、軸部品３０に第１アーム１２ａおよび第２アーム１２ｂを固定する。
【選択図】図２

Description

本開示は、被削材に円形の穴を切り抜く回転切削工具に関する。

天井材等の被削材に円形の穴を開けるために、「自在錐」と呼ばれる回転切削工具が用いられる。自在錐は、回転軸中心に取り付けられたセンタードリルと、回転軸に垂直な方向に延びる一対のアームに取り付けられた切刃を有して構成される。ユーザは、回転軸中心から切刃までの切削半径を調整して、所望の半径の丸穴を被削材に開けることができる（特許文献１参照）。

特開平５－３１８４５９号公報

自在錐は一対のアームが連動して回転軸に対してスライドする機構を備えており、ユーザは、所望の切削半径となるようにアームのスライド量を調整した後、アームを回転軸に対して固定する。穴開け加工中、アームが回転軸に対して動くことは許されず、一対のアームは回転軸に対して強固に固定される必要がある。

従来の固定機構は、ユーザがボルトを手回しで締め付けることによるアームと回転軸の摩擦力を利用して、アームを回転軸に対して固定している。しかしながらユーザの手回しトルクには限界があるため、高出力のドリルドライバで自在錐を駆動して硬い被削材に丸穴を開ける場合に、アームが回転軸に対して動いてしまうことがある。

そこで本開示は、アームを回転軸に対して強固に固定するための技術を提供する。

上記課題を解決するために、本開示のある態様の回転切削工具は、回転駆動される軸部品と、軸部品を挟んで対向する一対のアームと、一対のアームのそれぞれに固定される切刃と、軸部品の回転軸線から切刃までの半径を変えられるように、一対のアームを軸部品に対して移動可能とする調整機構とを備える。調整機構は、軸部品に回転可能に取り付けられたピニオンと、一対のアームにそれぞれ固定された一対のラックとを有し、一対のラックがそれぞれピニオンに噛合されているスライド機構と、軸部品に一対のアームを固定する固定機構とを有する。

本開示によれば、アームを回転軸に対して強固に固定することが可能となる。

実施形態の回転切削工具の構造の例を示す図である。 自在刃ユニットの下面図である。 自在刃ユニットの斜視図である。 アームの形状を示す図である。 軸部品に回転可能に取り付けられたピニオンを示す図である。 固定機構の構造の例を示す図である。

図１は、実施形態の回転切削工具１の構造の例を示す。回転切削工具１は、回転可能な主軸３が挿通される本体２と、自在刃ユニット４とを備え、自在刃ユニット４の軸部品３０は、主軸３に連結する固定部５に固定される。軸部品３０の後端部には複数のＤカット部分が形成されており、軸部品３０の後端部を固定部５に挿入し、固定部５において複数の固定ねじを複数のＤカット部分に対して締め付けることで、自在刃ユニット４の軸部品３０が固定部５に固定される。

自在刃ユニット４は、回転駆動される軸部品３０と、軸部品３０を挟んで対向する一対の第１アーム１２ａおよび第２アーム１２ｂと、第１アーム１２ａおよび第２アーム１２ｂを軸部品３０に対して回転軸線に垂直な方向に移動可能とする調整機構６０とを備える。軸部品３０の先端部にはセンタードリル１０が固定され、センタードリル１０の中心軸は、軸部品３０の回転軸線と一致する。

第１アーム１２ａおよび第２アーム１２ｂは細長形状を有し、その長手方向が回転軸線に垂直な方向となるように配置される。第１アーム１２ａの側端部には、刃固定ねじ１６ａにより第１切刃１４ａが固定され、第２アーム１２ｂの側端部には、刃固定ねじ１６ｂにより第２切刃１４ｂが固定される。この例で、第１切刃１４ａは内刃、第２切刃１４ｂは外刃として、それぞれセンタードリル１０に平行に取り付けられる。回転軸線方向において、第１切刃１４ａおよび第２切刃１４ｂの刃先は、センタードリル１０の刃先よりも後退した位置に配置される。

調整機構６０は、第１アーム１２ａおよび第２アーム１２ｂを軸部品３０に対して連動してスライドさせて、任意の位置で軸部品３０に固定させる機能を有する。第１アーム１２ａおよび第２アーム１２ｂが連動してスライドすることで、回転軸線と第１切刃１４ａの間の距離と、回転軸線と第２切刃１４ｂの間の距離とを、実質的に等しくできる（なお厳密には、回転軸線と第１切刃１４ａの刃先の間の距離と、回転軸線と第２切刃１４ｂの刃先の間の距離は、内刃と外刃の差分だけ異なっている）。自在刃ユニット４は、調整機構６０により、軸部品３０の回転軸線から第１切刃１４ａ、第２切刃１４ｂまでの切削半径を自在に変えることができ、ユーザは、所望の半径の丸穴を加工できる。穴加工の開始前、ユーザは、第１アーム１２ａおよび第２アーム１２ｂを軸部品３０に対して動かし、切削半径を所望の長さに合わせた位置で第１アーム１２ａおよび第２アーム１２ｂを軸部品３０に固定する。

主軸３の後端部分はシャンク部３ａを構成し、シャンク部３ａは、ドリルドライバやインパクトドライバなどの電動工具のチャックに把持される。穴開け加工中、ユーザは回転切削工具１が傾かないように片手で本体２を保持しながら、他方の手で電動工具を把持して、電動工具の操作スイッチを操作する。なお加工中は被削材から切屑が出るため、自在刃ユニット４の周囲を取り囲む集塵カバーが取り付けられることが好ましい。

図２は、自在刃ユニット４の下面図を示し、図３は、自在刃ユニット４の斜視図を示す。
一対の第１アーム１２ａおよび第２アーム１２ｂが、軸部品３０を挟んで対向する位置に配置される。

図４は、第１アーム１２ａの形状を示す。第１アーム１２ａは、細長の板状部材５６ａを有し、板状部材５６ａには、スライド孔５４ａが長手方向に形成される。スライド孔５４ａには第２ボルト２０ｂおよび第１ボルト２０ａが挿通されて、第２ボルト２０ｂおよび第１ボルト２０ａは、スライド孔５４ａを移動可能とされる。第１アーム１２ａには、複数のねじ穴４８ａ、５０ａ、５２ａが設けられる。

第１アーム１２ａにおいて、平板状の棒に歯切りをした第１ラック２２ａが、スライド孔５４ａに平行に取り付けられる。実施形態では固定ねじ２６ａ、２８ａがねじ穴４８ａ、５０ａに締結されることで、第１ラック２２ａが第１アーム１２ａに固定される。第１アーム１２ａの端部においては、刃固定ねじ１６ａがねじ穴５２ａに締結されて、第１切刃１４ａが第１アーム１２ａに固定される。

第２アーム１２ｂは、第１アーム１２ａと同じ形状を有してよい。第２アーム１２ｂは、細長の板状部材５６ｂを有し、板状部材５６ｂには、スライド孔５４ｂが長手方向に形成される。スライド孔５４ｂには第１ボルト２０ａおよび第２ボルト２０ｂが挿通されて、第１ボルト２０ａおよび第２ボルト２０ｂは、スライド孔５４ｂを移動可能とされる。

第２アーム１２ｂにおいて、平板状の棒に歯切りをした第２ラック２２ｂが、スライド孔５４ｂに平行に取り付けられる。実施形態では固定ねじ２６ｂ、２８ｂにより第２ラック２２ｂが第２アーム１２ｂに固定される。第２アーム１２ｂの端部においては、刃固定ねじ１６ｂにより第２切刃１４ｂが第２アーム１２ｂに固定される。

実施形態の調整機構６０は、スライド機構６２と、固定機構６４とを備える。スライド機構６２は、軸部品３０に回転可能に取り付けられたピニオン４４と、第１アーム１２ａおよび第２アーム１２ｂにそれぞれ固定された第１ラック２２ａおよび第２ラック２２ｂとを有する。ピニオン４４の歯のピッチと、第１ラック２２ａおよび第２ラック２２ｂの歯のピッチは同一であり、第１ラック２２ａおよび第２ラック２２ｂは、それぞれピニオン４４に噛合されている。スライド機構６２においては、第１ラック２２ａおよび第２ラック２２ｂの移動量（スライド量）がピニオン４４の回転量に依存するため、第１ラック２２ａの移動量と第２ラック２２ｂの移動量とを確実に一致させることが可能となる。また実施形態においては、部品本体３４の下部空間にピニオン４４と第１ラック２２ａおよび第２ラック２２ｂを配置したことにより、歯車モジュールを大きく設計でき、それにより歯車強度を確保できる。そのため第１ラック２２ａ、第２ラック２２ｂおよびピニオン４４を樹脂材料で形成して、軽量化を実現してもよい。

図５は、軸部品３０に回転可能に取り付けられたピニオン４４を示す。軸部品３０は、部品本体３４と、部品本体３４の一端側から突設される回転軸３２と、部品本体３４の他端側から突設されるセンタードリル固定部６６とを備える。センタードリル固定部６６には、回転軸線とセンタードリル１０の中心軸線とが一致するように、センタードリル１０が固定される。

回転軸３２の根元には、ピニオン４４が回転可能に取り付けられて、抜け止め部品４６がピニオン４４の軸方向の移動を制限する。ピニオン４４は、軸部品３０に固定されず、軸部品３０に対して自由に回転できる。部品本体３４には、第１ボルト２０ａが挿通される第１挿通孔３６と、第２ボルト２０ｂが挿通される第２挿通孔３８とが形成される。

第３挿通孔４０には連結ねじ４２ａ、４２ｂが締結されて、軸部品３０が第１アーム１２ａ、第２アーム１２ｂと分離しないように、軸部品３０に対して第１アーム１２ａ、第２アーム１２ｂを緩やかに連結する。なお連結ねじ４２ａ、４２ｂによる連結は、固定機構６４による固定が解除されたときに、第１アーム１２ａ、第２アーム１２ｂが軸部品３０から脱落しないことを目的としており、軸部品３０に対して第１アーム１２ａ、第２アーム１２ｂを固定させるものではない。したがって連結ねじ４２ａ、４２ｂにより第１アーム１２ａ、第２アーム１２ｂが軸部品３０に連結した状態で、第１アーム１２ａ、第２アーム１２ｂは、軸部品３０に対してスライドすることができる。

回転軸３２は主軸３に連結する固定部５に挿入され、固定部５の複数の固定ねじが複数のＤカット部分３２ａに対して締め付けられることで、軸部品３０が固定部５に固定される。これにより軸部品３０は、主軸３と連動して回転するようになる。

固定機構６４は、軸部品３０に第１アーム１２ａおよび第２アーム１２ｂを固定する。第１アーム１２ａおよび第２アーム１２ｂが軸部品３０に固定されることで、第１アーム１２ａおよび第２アーム１２ｂが、軸部品３０とともに回転するようになる。

図６は、固定機構６４の構造の例を示す。固定機構６４は、第１ハンドル１８ａと第１ボルト２０ａを備える。第１ハンドル１８ａは、ユーザに回転操作される操作部７０と、内周に雌ねじを切られた円筒部６８を有する。第１ボルト２０ａは固定ねじであり、第２アーム１２ｂのスライド孔５４ｂ、第１挿通孔３６、第１アーム１２ａのスライド孔５４ａに挿通されて、第１ハンドル１８ａの円筒部６８に形成された雌ねじに螺合される。ユーザが操作部７０を締付方向に回すことで、第１ハンドル１８ａおよび第１ボルト２０ａは、第１アーム１２ａおよび第２アーム１２ｂを軸部品３０に固定して、ピニオン４４に対する第１ラック２２ａおよび第２ラック２２ｂの動きを抑制する。

実施形態の固定機構６４は、さらに第２ハンドル１８ｂと第２ボルト２０ｂを備える。第２ハンドル１８ｂおよび第２ボルト２０ｂは、第１ハンドル１８ａおよび第１ボルト２０ａと同じ形状を有してよい。第２ボルト２０ｂは固定ねじであり、第１アーム１２ａのスライド孔５４ａ、第２挿通孔３８、第２アーム１２ｂのスライド孔５４ｂに挿通されて、第２ハンドル１８ｂの円筒部６８に形成された雌ねじに螺合される。ユーザが操作部７０を締付方向に回すことで、第２ハンドル１８ｂおよび第２ボルト２０ｂは、第１アーム１２ａおよび第２アーム１２ｂを軸部品３０に固定して、ピニオン４４に対する第１ラック２２ａおよび第２ラック２２ｂの動きを抑制する。

固定機構６４において、第１ハンドル１８ａおよび第１ボルト２０ａと、第２ハンドル１８ｂおよび第２ボルト２０ｂとが、軸部品３０を挟んだ位置に設けられる。このように固定機構６４が、固定ねじを用いた固定構造を複数備えることで、軸部品３０に対して、第１アーム１２ａおよび第２アーム１２ｂを強固に固定できる。仮にユーザによる第１ハンドル１８ａの締付が不足して、第１ボルト２０ａが緩んだ場合であっても、第２ハンドル１８ｂと第２ボルト２０ｂとが固定されていれば、ピニオン４４は回転できないため、第１アーム１２ａおよび第２アーム１２ｂの動きを抑制できる。実施形態では固定機構６４が２つの固定構造を備えているが、３つ以上の固定構造を備えてもよい。

固定機構６４においては、第１ハンドル１８ａおよび第２ハンドル１８ｂを締め付けることで、第１ラック２２ａおよび第２ラック２２ｂとピニオン４４の間のバックラッシをゼロにして、ピニオン４４に対する第１ラック２２ａおよび第２ラック２２ｂの動きを制限することが好ましい。ハンドル締付時にバックラッシがゼロになることで、歯車の歯同士が干渉して、回ることができなくなるため、軸部品３０に対して、第１アーム１２ａおよび第２アーム１２ｂをより強固に固定することが可能となる。

以上、本開示を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素の組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本開示の範囲にあることは当業者に理解されるところである。実施形態では図１に示す全体構造を回転切削工具１と呼んでいるが、説明したように回転切削工具１が自在刃ユニット４を本体２から分離できる構造を有している場合は、自在刃ユニット４を単体で回転切削工具と呼んでもよい。

本開示の態様の概要は、次の通りである。
本開示のある態様の回転切削工具（１、４）は、回転駆動される軸部品（３０）と、前記軸部品（３０）を挟んで対向する一対のアーム（１２ａ、１２ｂ）と、前記一対のアーム（１２ａ、１２ｂ）のそれぞれに固定される切刃（１４ａ、１４ｂ）と、前記軸部品（３０）の回転軸線から前記切刃（１４ａ、１４ｂ）までの半径を変えられるように、前記一対のアーム（１２ａ、１２ｂ）を前記軸部品（３０）に対して移動可能とする調整機構（６０）とを備える。前記調整機構（６０）は、前記軸部品（３０）に回転可能に取り付けられたピニオン（４４）と、前記一対のアーム（１２ａ、１２ｂ）にそれぞれ固定された一対のラック（２２ａ、２２ｂ）とを有し、前記一対のラック（２２ａ、２２ｂ）が、それぞれ前記ピニオン（４４）に噛合されているスライド機構（６２）と、前記軸部品（３０）に前記一対のアーム（１２ａ、１２ｂ）を固定する固定機構（６４）とを有する。

前記固定機構（６４）は、前記一対のアーム（１２ａ、１２ｂ）を前記軸部品（３０）に固定して、前記ピニオン（４４）に対する前記一対のラック（２２ａ、２２ｂ）の動きを抑制する固定ねじ（２０ａ、２０ｂ）を有してよい。前記固定機構（６４）において、複数の前記固定ねじ（２０ａ、２０ｂ）が前記軸部品（３０）を挟んだ位置に設けられてよい。

１・・・回転切削工具、２・・・本体、３・・・主軸、３ａ・・・シャンク部、４・・・自在刃ユニット、５・・・固定部、１０・・・センタードリル、１２ａ・・・第１アーム、１２ｂ・・・第２アーム、１４ａ・・・第１切刃、１４ｂ・・・第２切刃、１６ａ，１６ｂ・・・刃固定ねじ、１８ａ・・・第１ハンドル、１８ｂ・・・第２ハンドル、２０ａ・・・第１ボルト、２０ｂ・・・第２ボルト、２２ａ・・・第１ラック、２２ｂ・・・第２ラック、２６ａ，２６ｂ，２８ａ，２８ｂ・・・固定ねじ、３０・・・軸部品、３２・・・回転軸、３２ａ・・・Ｄカット部分、３４・・・部品本体、３６・・・第１挿通孔、３８・・・第２挿通孔、４０・・・第３挿通孔、４２ａ，４２ｂ・・・連結ねじ、４４・・・ピニオン、４６・・・抜け止め部品、４８ａ，５０ａ，５２ａ・・・ねじ穴、５４ａ，５４ｂ・・・スライド孔、５６ａ，５６ｂ・・・板状部材、６０・・・調整機構、６２・・・スライド機構、６４・・・固定機構、６６・・・センタードリル固定部、６８・・・円筒部、７０・・・操作部。

Claims (3)

1. 回転駆動される軸部品と、
   前記軸部品を挟んで対向する一対のアームと、
   前記一対のアームのそれぞれに固定される切刃と、
   前記軸部品の回転軸線から前記切刃までの半径を変えられるように、前記一対のアームを前記軸部品に対して移動可能とする調整機構と、を備えた回転切削工具であって、
   前記調整機構は、
   前記軸部品に回転可能に取り付けられたピニオンと、前記一対のアームにそれぞれ固定された一対のラックとを有し、前記一対のラックが、それぞれ前記ピニオンに噛合されているスライド機構と、
   前記軸部品に前記一対のアームを固定する固定機構と、を有する、
   ことを特徴とする回転切削工具。
2. 前記固定機構は、前記一対のアームを前記軸部品に固定して、前記ピニオンに対する前記一対のラックの動きを抑制する固定ねじを有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の回転切削工具。
3. 前記固定機構において、複数の前記固定ねじが前記軸部品を挟んだ位置に設けられる、
   ことを特徴とする請求項２に記載の回転切削工具。

Images