(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-05-01
(45)【発行日】2023-05-12
(54)【発明の名称】除去工具
(51)【国際特許分類】
B23Q 11/00 20060101AFI20230502BHJP
B03C 1/00 20060101ALI20230502BHJP
B23B 47/34 20060101ALI20230502BHJP
B03C 1/30 20060101ALN20230502BHJP
【FI】
B23Q11/00 N
B03C1/00 C
B23B47/34 A
B03C1/30 Z
(21)【出願番号】P 2019121421
(22)【出願日】2019-06-28
【審査請求日】2022-03-24
(73)【特許権者】
【識別番号】000246273
【氏名又は名称】コベルコ建機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100159499
【氏名又は名称】池田 義典
(74)【代理人】
【識別番号】100120329
【氏名又は名称】天野 一規
(74)【代理人】
【識別番号】100159581
【氏名又は名称】藤本 勝誠
(74)【代理人】
【識別番号】100106264
【氏名又は名称】石田 耕治
(74)【代理人】
【識別番号】100139354
【氏名又は名称】松浦 昌子
(72)【発明者】
【氏名】清水 雄幹
【審査官】亀田 貴志
(56)【参考文献】
【文献】実開昭60-167645(JP,U)
【文献】韓国公開特許第10-2018-0090543(KR,A)
【文献】特開2000-308943(JP,A)
【文献】特開昭63-150136(JP,A)
【文献】特開2009-254944(JP,A)
【文献】実開昭58-143114(JP,U)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B23Q 11/00
B03C 1/00 - 1/30
B23B 47/34
B23G 1/44
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
円筒状のシリンダーと、
上記シリンダー内に設けられたピストンと、
上記ピストンから上記シリンダーの軸方向に延びるピストン棒と、
上記ピストン棒の先端部に取り付けられた磁石と、
上記シリンダーの先端側に同軸に連結され、上記磁石を取り囲むカバーと
を備え、
上記カバーが上記軸方向を中心軸として回転可能であ
り、
上記カバーが磁性体である磁性体粉の除去工具。
【請求項2】
円筒状のシリンダーと、
上記シリンダー内に設けられたピストンと、
上記ピストンから上記シリンダーの軸方向に延びるピストン棒と、
上記ピストン棒の先端部に取り付けられた磁石と、
上記シリンダーの先端側に同軸に連結され、上記磁石を取り囲むカバーと
上記シリンダー内に配設され、上記ピストンを基端側へ付勢する付勢部材と、
上記シリンダーに接続され、上記ピストンを先端側へ移動させるように圧縮空気を上記シリンダー内へ送り込むための空気管と
を備え
る除去工具であり、
上記空気管が、シリンダーの基端側の端部に接続されており、
当該除去工具全体を回転させることで、上記カバーが上記軸方向を中心軸として回転可能である除去工具。
【請求項3】
上記カバーの外形が先端に向かって縮径している請求項1
又は請求項2に記載の除去工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、除去工具に関する。
【背景技術】
【0002】
例えばクレーンのような建設機械の旋回フレームは、ベアリング取付ネジ穴を有している。このネジ穴は、旋回フレームの該当箇所を上方から切削加工して形成される。切削加工により生じた切粉は、加工後に例えばブラッシング処理により除去される。
【0003】
大半の切粉はブラッシング処理により除去されるものの、ネジ穴に入り込んだ切粉の中にはブラッシング処理では除去し切れず、ネジ穴内に留まってしまうものがある。そのままベアリングをボルトで取付けてしまうと、ベアリングの締結不良等につながるおそれがあるため、このネジ穴内に留まってしまった切粉についても除去する必要がある。
【0004】
このような切粉は一般に鉄等の磁性体を含む磁性体粉であるため、上記切粉を除去する工具として磁石を用いたものが提案されている(例えば実開昭60-167645号公報)。この公報に記載の磁性体粉の除去工具では、ピストンにより上下動可能な磁石をシリンダーの下端から突出させ、非磁性体で作った被覆筒をシリンダーに保持させて磁石に被せている。上記公報に記載の除去工具では、被覆筒をネジ穴等の凹部に差し込み、磁石を被覆筒の先端部に移動させると、被覆筒の先端部に磁性体粉が吸着する。このため、上記被覆筒を上記凹部から取り出すと、上記磁性体粉は上記被覆筒に吸着したまま凹部から取り出され、除去される。その後、上記磁石を基端側に移動させると、上記被覆筒の先端部の磁力が弱まり、上記磁性体粉は上記被覆筒から脱離する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ベアリング取付ネジ穴は比較的大きく、従ってその加工による生じる切粉(磁性体粉)も比較的大きくなり易い。磁性体粉が大きくなると質量が増すため、これを吸着させるには、より強い磁力を必要とする。上記従来の除去工具では、磁石が非磁性体で作られた上記被覆筒で覆われているため、磁力が弱まり易く、質量の大きい磁性体粉を吸着することが困難となるおそれがある。
【0007】
この点を解決すべく上記磁石を磁力の強いものとする方法も考えられるが、そうすると上記磁石を基端側に移動させても上記被覆筒の先端部に一定の磁力が残るため、逆に質量の小さい磁性体粉が脱離しないおそれがある。つまり、上記従来の除去工具では、質量の大きい磁性体粉が含まれると、吸着及び脱離を容易に行うことが難しい。
【0008】
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、磁性体粉の吸着及び脱離を容易に行うことができる除去工具の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、円筒状のシリンダーと、上記シリンダー内に設けられたピストンと、上記ピストンから上記シリンダーの軸方向に延びるピストン棒と、上記ピストン棒の先端部に取り付けられた磁石と、上記シリンダーの先端側に同軸に連結され、上記磁石を取り囲むカバーとを備え、上記カバーが上記軸方向を中心軸として回転可能である磁性体粉の除去工具である。
【発明の効果】
【0010】
本発明の除去工具は、磁性体粉の吸着及び脱離を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【
図1】
図1は、本発明の一実施形態に係る除去工具の模式的側面図である。
【
図3】
図3は、
図1の除去工具の磁石が基端側へ移動した状態を示す模式的断面図である。
【
図4】
図4は、
図1の除去工具の磁石が先端側へ移動した状態を示す模式的断面図である。
【
図5】
図5は、
図1とは異なる除去工具を示す模式的側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
[本発明の実施形態の説明]
本発明の一態様に係る除去工具は、円筒状のシリンダーと、上記シリンダー内に設けられたピストンと、上記ピストンから上記シリンダーの軸方向に延びるピストン棒と、上記ピストン棒の先端部に取り付けられた磁石と、上記シリンダーの先端側に同軸に連結され、上記磁石を取り囲むカバーとを備え、上記カバーが上記軸方向を中心軸として回転可能である磁性体粉の除去工具である。
【0013】
当該除去工具は、上記カバー内を上記磁石が先端方向へ移動することで、磁性体粉をカバーに吸着することができる。また、当該除去工具は、上記磁石を基端側に移動させることで磁性体粉を吸着させる磁力を弱めることができる。さらに、上記カバーを上記シリンダーの軸方向を中心軸として回転させることで、当該除去工具は、吸着している磁性体粉をより確実に脱離させることができる。従って、当該除去工具は、磁性体粉の吸着及び脱離を容易に行うことができる。
【0014】
上記カバーの外形が先端に向かって縮径しているとよい。このように上記カバーの外形を先端に向かって縮径させることで、さらに確実に吸着した磁性粉を脱離させることができる。また、先端に向かって縮径しているので、当該除去工具のカバー部分を容易にネジ穴等の凹部に差し込むことができる。このため、当該除去工具を用いた磁性体粉の除去作業の作業効率を高められる。
【0015】
上記カバーが磁性体であるとよい。このように上記カバーを磁性体とすることで、上記カバーの周囲での磁力を高められる。このため、質量が比較的大きい磁性体粉であっても、より確実に吸着させることができる。
【0016】
上記シリンダー内に配設され、上記ピストンを基端側へ付勢する付勢部材と、上記シリンダーに接続され、上記ピストンを先端側へ移動させるように圧縮空気を上記シリンダー内へ送り込むための空気管とを備えるとよい。上述の構成により磁石を容易に移動させることができる。また、上述の構成は上記カバーの回転と干渉し難いため、当該除去工具を小型化し易い。
【0017】
なお、本明細書において、「先端」とは、カバー側の端部を指し、「基端」とはシリンダー側の端部を指す。また、「磁性体」とは比較的透磁率が大きく磁場を取り除くと比較的容易に磁化が消える軟磁性体を指す。
【0018】
[本発明の実施形態の詳細]
以下、本発明に係る除去工具について、適宜図面を参照しつつ説明する。
【0019】
〔第1実施形態〕
図1から
図4に示す除去工具1は、シリンダー11と、ピストン12と、ピストン棒13と、磁石14と、カバー15と、付勢部材16と、空気管17とを備える。
【0020】
<シリンダー>
シリンダー11は、円筒状である。
【0021】
シリンダー11の直径は、後述するピストン12、ピストン棒13及び磁石14が内部に格納可能な大きさとされる。また、シリンダー11の長さは、ピストン12を基端側に移動させた際、磁石14とカバー15の先端との距離が確保できる長さとされる。
【0022】
また、シリンダー11は空気抜11aを有することが好ましい。このように空気抜11aを有することで、磁石14の移動に圧縮空気を送り込む際にシリンダー11内の圧力が高まり過ぎることを抑止できる。
【0023】
<ピストン>
ピストン12は、シリンダー11内に設けられ、シリンダー11内を軸方向に移動可能とされる。
【0024】
ピストン12の大きさは、ピストン棒13及び磁石14を支持し、圧縮空気による移動に耐え得る限り、特に限定されない。また、ピストン12は圧縮空気により移動するため、シリンダー11の内面と気密に接している。
【0025】
<ピストン棒>
ピストン棒13は、ピストン12からシリンダー11の軸方向に延びている。
【0026】
ピストン棒13の断面は、特に限定されないが、例えば円形状とできる。また、ピストン棒13の太さ(断面が円形状の場合であれば直径)は、特に限定されないが、ピストン12より小さく、磁石14を支持できる太さとされる。
【0027】
ピストン棒13の長さは、特に限定されないが、ピストン12を後述するカバー15の方へ移動させた際、磁石14がカバー15の先端部に位置するように決定される。
【0028】
<磁石>
磁石14は、ピストン棒13の先端部に取り付けられている。
【0029】
磁石14としては、公知の磁石、例えばフェライト磁石、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石等を挙げることができる。
【0030】
磁石14は、
図2に示すように、ピストン棒13の先端に連続して取り付けられることが好ましい。このように磁石14を取り付けることで、ピストン12をカバー15の方へ移動させた際、磁石14とカバー15の先端部との距離を縮めやすいので、カバー15の外側の磁力を高め、磁性体粉を吸着させ易くすることができる。
【0031】
磁石14の磁力の大きさは、カバー15の外側で必要とされる磁力、つまり除去すべき磁性体粉を吸着可能となるように決定される。磁石14の磁力の大きさは、磁石14の種類や大きさ等により決定できる。
【0032】
磁石14の形状としては、カバー15内を移動できる限り、特に限定されないが、
図2に示すように、断面形状をピストン棒13と同形状とする棒状とし、その側面がピストン棒13の側面と連続する形状とするとよい。このような形状とすることで、磁石14が、軸方向に長くなることを抑止しつつ、かつピストン棒13から側面方向に突出しないため、軸方向の移動が容易である。
【0033】
<カバー>
カバー15は、シリンダー11の先端側に同軸に連結され、磁石14を取り囲む。つまり、
図1及び
図2に示すように、カバー15のシリンダー11側はシリンダー11と外面が連続し、磁石14の移動範囲を覆うような有底円筒状とされる。
【0034】
カバー15の外径及び長さは、当該除去工具1の使用が想定される場所に応じて適宜決定される。例えば当該除去工具1を建設機械の旋回フレームのベアリング取付ネジ穴からの磁性体粉の除去に用いる場合であれば、上記ネジ穴に差し込み可能で、先端がネジ穴の底部に届くよう決定される。具体的には、例えば外径20mm以上30mm以下、長さ50mm以上60mm以下とされる。
【0035】
なお、シリンダー11の外径が上記取付ネジ穴よりも大きい場合、
図1に示すように、カバー15の外径を絞った上で先端部分を有底円筒状とするとよい。このような構成においては、上述のカバー15の外径及び長さは、外径を絞り込んだ後の有底円筒部分の外径及び長さを指す。
【0036】
上記有底円筒部分は、
図1に示すように、長さ方向に外径が一定とされている。このように上記有底円筒部分の長さ方向の外径を一定とすることで、カバー15の底面積を広く取ることができる。また、カバー15の内径も大きく取ることができるので、この内部を移動する磁石14の断面も大きくすることができる。これらの効果によりネジ穴底部の磁性体粉をカバー15の先端に吸着させ易くすることができる。
【0037】
また、当該除去工具1は、カバー15が軸方向を中心軸として回転可能である。カバー15の回転方法としては、特に限定されず、公知のモーター(不図示)等を用いることができる。また、当該除去工具1を工作機械等に取り付けて使用する場合、当該除去工具1全体を回転させることでカバー15を回転させる構成としてもよい。
【0038】
カバー15は、非磁性体であるとよい。非磁性体とは磁性体ではない物質を指す。中でも軽量であるアルミニウムが好ましい。このようにカバー15を非磁性体とすることで、磁石14をシリンダー11側に移動させた際にカバー15に磁化が残り難いので、より容易に磁性体粉をカバー15から脱離させることができる。
【0039】
カバー15が磁性体であるとよい。中でも磁力を強め易い鉄が好ましい。このようにカバー15を磁性体とすることで、カバー15の周囲での磁力を高められる。このため、質量が比較的大きい磁性体粉であっても、より確実に吸着させることができる。また、カバー15が磁性体であると磁石14をシリンダー11側に移動させてもカバー15に磁化が残る場合があるが、当該除去工具1はカバー15が回転するので、カバー15に磁化が残っている場合であっても、このカバー15の回転により磁性体粉を脱離させることができる。
【0040】
なお、カバー15のシリンダー11への連結方法としては、特に限定されないが、例えば
図2に示すように、ネジ止めとすることができる。また、カバー15には、シリンダー11と同様に空気抜15aを設けるとよい。
【0041】
<付勢部材>
付勢部材16は、シリンダー11内に配設され、ピストン12を基端側へ付勢する。
【0042】
付勢部材16としては、
図3に示すように例えばコイルバネを用いることができる。
図3では、付勢部材16は下端がシリンダー11の先端側に固定され、ピストン棒13を取り囲むように配設され、上端がピストン12の先端側面を基端側へ付勢している。この付勢によりピストン12は基端側へ押し上げられ、ピストン棒13を介して磁石14も基端側へ押し上げられる。
【0043】
<空気管>
空気管17は、シリンダー11に接続され、ピストン12を先端側へ移動させるように圧縮空気をシリンダー11内へ送り込むためのものである。
【0044】
空気管17は、
図1に示すように、シリンダー11の基端側の端部に設けられることが好ましい。このように空気管17をシリンダー11の基端側の端部に設けることで、カバー15が回転する際にも、空気管17に接続される配管等と干渉し難くできる。
【0045】
空気管17に圧縮空気を送り込むと、その圧縮空気はシリンダー11に導入され、ピストン12を先端側へ押し下げる。この力により付勢部材16が圧縮され、
図4に示すように、磁石14をカバー15の先端側へ移動させることができる。
【0046】
<当該除去工具の使用方法>
当該除去工具1は、例えば準備工程と、除去位置進入工程と、吸着工程と、移動工程と、脱離工程とを備える使用方法により使用することができる。
【0047】
(準備工程)
上記準備工程では、当該除去工具1により磁性体粉を除去する位置を清掃する。
【0048】
清掃は、例えば従来から行われているブラッシング処理を用いて行える。従来の清掃処理では、全ての磁性体粉を除去できるものではないが、除去効率が高い。このため、従来の清掃処理で除去できる磁性体粉については、予め除去しておくことで、当該除去工具1による除去処理効率を高められる。
【0049】
なお、本工程は必須の工程ではなく、省略可能である。
【0050】
(除去位置進入工程)
上記除去位置進入工程では、除去したい磁性体粉が存在する除去位置に当該除去工具1を進入させる。
【0051】
例えば建設機械の旋回フレームのベアリング取付ネジ穴から磁性体粉を除去する場合であれば、当該除去工具1のカバー15の部分を上記取付ネジ穴に挿入する。
【0052】
(吸着工程)
上記吸着工程では、磁性体粉をカバー15に吸着させる。
【0053】
この工程では、空気管17から圧縮空気をシリンダー11内へ送り込み、ピストン12を先端側へ押し込む。これにより
図3に示すように、磁石14がカバー15の先端側まで移動する。この移動した磁石14によりカバー15の先端部の磁力が高まるので、磁性体粉がカバー15に吸着される。
【0054】
なお、空気管17からの圧縮空気のシリンダー11内への送り込み、つまり磁石14の先端側への移動は、上記除去位置進入工程後に行ってもよいが、上記除去位置進入工程前に行ってもよい。
【0055】
(移動工程)
上記移動工程では、上記吸着工程後の当該除去工具1を磁性体粉の廃棄場所まで移動させる。
【0056】
このとき、磁石14はカバー15の先端側へ移動した状態を維持する。これにより当該除去工具1の移動中に磁性体粉が脱離することを抑止できる。
【0057】
(脱離工程)
上記脱離工程では、上記移動工程後の当該除去工具1から磁性体粉を脱離する。
【0058】
本工程では、シリンダー11内に送り込んだ圧縮空気を排出し、
図4に示すように、付勢部材16からの付勢により磁石14を基端側へ移動させる。また、カバー15を回転させる。磁石14の基端側への移動によるカバー15の先端側の磁力低下と、カバー15の回転による遠心力とにより、当該除去工具1に吸着していた磁性体粉は当該除去工具1から脱離する。
【0059】
磁石14の基端側への移動とカバー15の回転とは、同時に行ってもよいし、カバー15の回転を磁石14の基端側への移動後に行ってもよい。
【0060】
以降、上記除去位置進入工程から上記脱離工程までの工程を、除去すべき磁性体粉がなくなるまで繰り返す。
【0061】
<利点>
当該除去工具1は、カバー15内を磁石14が先端方向へ移動することで、磁性体粉をカバー15に吸着することができる。また、当該除去工具1は、磁石14を基端側に移動させることで磁性体粉を吸着させる磁力を弱めることができる。さらに、カバー15をシリンダー11の軸方向を中心軸として回転させることで、当該除去工具1は、吸着している磁性体粉をより確実に脱離させることができる。従って、当該除去工具1は、磁性体粉の吸着及び脱離を容易に行うことができる。
【0062】
当該除去工具1は、シリンダー11内に配設され、ピストン12を基端側へ付勢する付勢部材16と、シリンダー11に接続され、ピストン12を先端側へ移動させるように圧縮空気をシリンダー11内へ送り込むための空気管17とを備える構成により磁石14を容易に移動させることができる。また、上述の構成はカバー15の回転と干渉し難いため、当該除去工具1を小型化し易い。
【0063】
〔第2実施形態〕
図5に示す除去工具2は、シリンダー11と、ピストン12と、ピストン棒13と、磁石14と、カバー25と、付勢部材16と、空気管17とを備える。
【0064】
当該除去工具2は、カバー25を除く構成要素については、第1実施形態の除去工具1と同様とできるので、これらの構成要素については同一符号を付し、説明を省略する。
【0065】
<カバー>
カバー25は、シリンダー11の先端側に同軸に連結され、磁石14を取り囲む。また、カバー25の外形は、先端に向かって縮径している。つまり、
図5に示すように、カバー25のシリンダー11側はシリンダー11と外面が連続し、磁石14の移動範囲を覆い、先端側を頂面とする円錐台状とされる。
【0066】
カバー25の内側の空間は、磁石14が移動可能な円柱状とされる。つまり、この磁石14が移動する空間は、
図4に示すように、長さ方向に外径が一定とされている。
【0067】
カバー25の先端側の頂面の直径は、磁石14が移動する上記空間の内径より大きくされる。また、カバー25の基端側の外径(先端に向かって縮径する基点位置における外径)は、上記頂面の直径に対して1.5倍以上2.5倍以下が好ましい。カバー25の基端側の外径が上記下限未満であると、カバー25が先端に向かって縮径している効果が十分に得られないおそれがある。逆に、カバー25の基端側の外径が上記上限を超えると、カバー25の基端側が太くなり過ぎ、磁性体粉の除去位置への進入が困難となるおそれがある。
【0068】
<当該除去工具の使用方法>
当該除去工具2は、例えば準備工程と、除去位置進入工程と、吸着工程と、移動工程と、脱離工程とを備える使用方法により使用することができる。
【0069】
上記準備工程、上記除去位置進入工程、上記吸着工程及び上記移動工程は、第1実施形態の除去工具1の使用方法で説明した各工程と同様であるので、説明を省略する。
【0070】
(脱離工程)
上記脱離工程では、上記移動工程後の当該除去工具1から磁性体粉を脱離する。
【0071】
本工程では、シリンダー11内に送り込んだ圧縮空気を排出し、
図4に示すように、付勢部材16からの付勢により磁石14を基端側へ移動させる。当該除去工具2では、カバー25の外形が先端に向かって縮径している。つまり、先端側から基端側へ向かって外形の直径が大きくなっている。このため、磁石14を基端側へ移動させた際に、磁性体粉がつられて上方へ移動することが発生し難い。さらに、仮に上方へ移動したとしても、磁石14とカバー25の外面との最短距離が、磁石14を基端側へ移動させるに従って大きくなるため、カバー25の外面の最大磁力も低下する。これらの効果により磁石14が強力なものであっても、磁性体粉を脱離させ易い。
【0072】
また、カバー25を回転させる。磁石14の基端側への移動によるカバー25の外面の磁力低下と、カバー25の回転による遠心力とにより、当該除去工具2に吸着していた磁性体粉は当該除去工具2から脱離する。なお、磁石14の基端側への移動とカバー25の回転とは、同時に行ってもよいし、カバー25の回転を磁石14の基端側への移動後に行ってもよい。
【0073】
以降、上記除去位置進入工程から上記脱離工程までの工程を、除去すべき磁性体粉がなくなるまで繰り返す点は、第1実施形態と同様である。
【0074】
<利点>
当該除去工具2は、カバー25の外形が先端に向かって縮径している。このようにカバー25の外形を先端に向かって縮径させることで、さらに確実に吸着した磁性粉を脱離させることができる。また、先端に向かって縮径しているので、当該除去工具2のカバー25部分を容易にネジ穴等の凹部に差し込むことができる。このため、当該除去工具2を用いた磁性体粉の除去作業の作業効率を高められる。
【0075】
[その他の実施形態]
上記実施形態は、本発明の構成を限定するものではない。従って、上記実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて上記実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらは全て本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。
【0076】
上記実施形態では、磁石を移動させる手段として付勢部材及び空気管に送り込む圧縮空気を用いる場合を説明したが、磁石の移動手段はこれに限定されるものではない。例えばピストンを挿抜する芯棒をピストン棒とは反対側に設けて、この芯棒を直接駆動すること挿抜する構成としてもよい。
【0077】
上記実施形態では、建設機械の旋回フレームのベアリング取付ネジ穴から磁性体粉を除去する場合を例にとり説明したが、当該除去工具の使用はこれに限定されるものではない。例えば、溝に取り残されている磁性体粉の除去や、凹部の隅に取り残されている磁性体粉の除去等にも同様の効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【0078】
以上のように、本発明の除去工具は、磁性体粉の吸着及び脱離を容易に行うことができる。
【符号の説明】
【0079】
1、2 除去工具
11 シリンダー
11a 空気抜
12 ピストン
13 ピストン棒
14 磁石
15、25 カバー
15a 空気抜
16 付勢部材
17 空気管