特許 7449923 材料除去機の保持装置

(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】2024-03-06

(45)【発行日】2024-03-14

(54)【発明の名称】材料除去機の保持装置

(51)【国際特許分類】

   B23D 61/02 20060101AFI20240307BHJP

   B23B 31/02 20060101ALI20240307BHJP

   B23B 31/11 20060101ALI20240307BHJP

   B24B 45/00 20060101ALI20240307BHJP

   B24B 47/12 20060101ALI20240307BHJP

   B24B 27/06 20060101ALI20240307BHJP

【ＦＩ】

B23D61/02 A

B23B31/02 601A

B23B31/02 601B

B23B31/11

B24B45/00 Z

B24B47/12

B24B27/06 J

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2021511565

(86)(22)【出願日】2019-08-28

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-12-27

(86)【国際出願番号】 US2019048598

(87)【国際公開番号】W WO2020047118

(87)【国際公開日】2020-03-05

【審査請求日】2022-06-28

(31)【優先権主張番号】62/724,277

(32)【優先日】2018-08-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】16/459,032

(32)【優先日】2019-07-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】591203428

【氏名又は名称】イリノイ トゥール ワークス インコーポレイティド

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100153729

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 有一

(74)【代理人】

【識別番号】100211177

【弁理士】

【氏名又は名称】赤木 啓二

(72)【発明者】

【氏名】ブライアン ジョン コーダス

【審査官】山本 忠博

(56)【参考文献】

【文献】米国特許第０５７３３１８３（ＵＳ，Ａ）

【文献】実開平０４－１１２７６６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】国際公開第２００８／０８４６３６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００５－３１３２７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００５／００７６７５９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】独国実用新案第２０２００９０００４８２（ＤＥ，Ｕ１）

【文献】米国特許出願公開第２００３／０１３６０１０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００７－０９８５２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２９９７４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２４Ｂ１／００－５７／００

Ｂ２８Ｄ１／００－７／００

Ｂ２７Ｂ１／００－３３／００

Ｂ２３Ｄ１／００－８１／００

Ｂ２３Ｂ３１／０２

Ｂ２３Ｂ３１／１１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

材料除去機において、
主軸と、
前記主軸に結合されたアダプターと、
前記アダプターに結合され、前記主軸上で材料除去工具を固定する、ばね付勢ナットと、
を具備し、
前記ばね付勢ナットは、前記アダプターに螺合されるように構成された内側本体と、前記内側本体に対し前記アダプター回りに回転可能な外側カラーと、トレイと、内部ばね機構と、を備えるとともに、前記アダプター回りに回転されるとあらかじめ定められたねじピッチに従い前記アダプター又は前記主軸の軸線方向に移動するように構成されており、
前記内部ばね機構は、前記外側カラーと前記トレイとの間の接続、及び／又は、前記トレイと前記内側本体との間の接続を提供して、前記外側カラーが前記アダプター回りに回転したときに前記内側本体はただちに回転せず、前記外側カラーに前記アダプター回りの回転力が継続して加えられると前記内部ばね機構のばね力が蓄積し前記ばね力が前記内側本体に周方向に作用して前記内側本体を含む前記ばね付勢ナットが前記アダプターに対し回転されるとともに前記ねじピッチに従い前記軸線方向に移動するようにした、
材料除去機。

【請求項2】

前記主軸のアダプター端部は、結合面によって包囲された空洞を有しており、前記アダプターは、前記結合面において前記主軸に結合される請求項１に記載の材料除去機。

【請求項3】

前記主軸はプーリーを付勢することによって回転するように構成されており、該主軸は、前記プーリーによって保持される第１の主軸部分と、前記プーリーから離間した第２の主軸部分とを有し、前記第２の主軸部分が前記アダプター端部を含んでいる請求項２に記載の材料除去機。

【請求項4】

前記アダプターは基部と頸部とを有し、該基部は前記主軸の前記結合面に結合される相補的な結合面を有し、前記頸部は、前記基部から延在するとともに、前記ばね付勢ナットの相補的な係合面に係合する係合面を有する請求項２に記載の材料除去機。

【請求項5】

第１のフランジと第２のフランジとを更に備え、前記主軸及び前記アダプターの結合体は、該第１のフランジ及び該第２のフランジを貫通し、前記材料除去工具は、該第１のフランジと該第２のフランジとの間に配置される請求項４に記載の材料除去機。

【請求項6】

前記ばね付勢ナットは、前記材料除去工具を前記第１のフランジと前記第２のフランジとの間に固定するように、前記第２のフランジに当接する請求項５に記載の材料除去機。

【請求項7】

前記主軸は、前記第１のフランジが当接する主軸肩部を有する請求項６に記載の材料除去機。

【請求項8】

前記材料除去工具は、切削工具、研削工具、又は研磨工具を含む請求項１に記載の材料除去機。

【請求項9】

材料除去システムにおいて、
可動組立体と、
前記可動組立体を介して移動するように構成された材料除去機であって、
主軸と、
前記主軸に結合されたアダプターと、
前記アダプターに結合され、前記主軸上で材料除去工具を固定する、ばね付勢ナットと、を具備し、
前記ばね付勢ナットは、前記アダプターに螺合されるように構成された内側本体と、前記内側本体に対し前記アダプター回りに回転可能な外側カラーと、トレイと、内部ばね機構と、を備えるとともに、前記アダプター回りに回転されるとあらかじめ定められたねじピッチに従い前記アダプター又は前記主軸の軸線方向に移動するように構成されており、
前記内部ばね機構は、前記外側カラーと前記トレイとの間の接続、及び／又は、前記トレイと前記内側本体との間の接続を提供して、前記外側カラーが前記アダプター回りに回転したときに前記内側本体はただちに回転せず、前記外側カラーに前記アダプター回りの回転力が継続して加えられると前記内部ばね機構のばね力が蓄積し前記ばね力が前記内側本体に周方向に作用して前記内側本体を含む前記ばね付勢ナットが前記アダプターに対し回転されるとともに前記ねじピッチに従い前記軸線方向に移動するようにした、
材料除去機と、
を具備する材料除去システム。

【請求項10】

前記主軸のアダプター端部は、結合面によって包囲された空洞を有しており、前記アダプターは、前記結合面において前記主軸に結合される請求項９に記載の材料除去システム。

【請求項11】

前記主軸は、プーリーを付勢することによって回転するように構成されており、前記主軸は、前記プーリーによって保持される第１の主軸部分と、前記プーリーから離間した第２の主軸部分とを有し、前記第２の主軸部分が前記アダプター端部を含んでいる請求項１０に記載の材料除去システム。

【請求項12】

前記アダプターは、基部と頸部とを有し、該基部は、前記主軸の前記結合面に結合される相補的な結合面を有し、前記頸部は、前記基部から延在するとともに、前記ばね付勢ナットの相補的な係合面に係合する係合面を有する請求項１０に記載の材料除去システム。

【請求項13】

第１のフランジと第２のフランジとを更に備え、前記主軸及び前記アダプターの結合体は、該第１のフランジ及び該第２のフランジを貫通し、前記材料除去工具は、該第１のフランジと該第２のフランジとの間に配置される請求項１２に記載の材料除去システム。

【請求項14】

前記ばね付勢ナットは、前記材料除去工具を前記第１のフランジと前記第２のフランジとの間に固定するように、前記第２のフランジに当接する請求項１３に記載の材料除去システム。

【請求項15】

前記主軸は、前記第１のフランジが当接する主軸肩部を有する請求項１４に記載の材料除去システム。

【請求項16】

前記材料除去工具は、切削工具、研削工具、又は研磨工具を含む請求項９に記載の材料除去システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［関連出願の相互参照］
本願は、「RETENTION APPARATUS FOR MATERIAL REMOVAL MACHINES」と題される２０１８年８月２９日付けで出願された米国仮出願第６２／７２４，２７７号、及び「RETENTION APPARATUS FOR MATERIAL REMOVAL MACHINES」と題される２０１９年７月１日付けで出願された米国特許出願第１６／４５９，０３２号による優先権及びその利益を主張するものとし、その内容は全て引用することにより本明細書の一部をなす。

【0002】

本開示は、包括的には、材料除去機に関し、より詳細には、材料除去機の保持機構に関する。

【背景技術】

【0003】

従来の材料除去工具、例えば、鋸、研削機、及び／又は研磨機等は、ボルトにより主軸上で保持される。そのようなボルトには、ボルトを主軸上に固定する１つ以上の工具と、ボルトを主軸から取り外す１つ以上の工具とが必要になる。例えば、主軸を保持するためには主軸ロック及び／又はレンチが必要となり得る一方、ボルトを締めるためには別のレンチが必要になり得る。加えて、ボルトは、材料除去工具の回転中に緩むことがあり、又は、締まるため、ボルトの取り外しが非常に困難になる。

【0004】

このようなシステムを、図面を参照して本出願の残りの部分で述べられる本開示と比較することによって、従来の手法及び伝統的な手法の限界及び不利な点が当業者に明らかになるであろう。

【発明の概要】

【0005】

本開示は、例えば、実質的に複数の図面のうちの少なくとも１つに関連して例示及び／又は説明されるとともに特許請求の範囲においてより完全に記述される、材料除去機の保持装置を対象とする。

【0006】

本開示のこれらの並びに他の利点、態様、及び新規な特徴に加えて、本開示の図示した例の詳細な内容は、以下の説明及び図面からより十分に理解される。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本開示の態様による材料除去システムの一例の斜視図である。

【図2】材料除去組立体の一例の背面斜視図である。

【図3a】本開示の態様による図２の材料除去組立体の材料除去機の一例の拡大背面斜視図である。

【図3b】明確化のために一部を切除して示す、本開示の態様による図１の材料除去組立体の材料除去機の一例の側面図である。

【図3c】本開示の態様による図３ｂの材料除去機の一例の反対側の側面図である。

【図3d】本開示の態様による図３ｂの矢視線３ｄ－３ｄに沿う横断面図である。

【図3e】本開示の態様による図３ｄの断面の一部を拡大して示す部分拡大図である。

【図4a】本開示の態様によるばね付勢ナットの斜視図である。

【図4b】本開示の態様による図４ａのばね付勢ナットの分解図である。

【図4c】図４ａの矢視線４ｃ－４ｃに沿う本開示の態様による図４ａのばね付勢ナットの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

図は必ずしも縮尺通りではない。適切な場合、図において類似又は同一の構成要素を参照するために同一又は類似の参照番号が使用される。例えば、文字を利用する参照番号（例えば、上部支持レール２０２ａ、下部支持レール２０２ｂ）は、文字を有さない同じ参照番号（例えば、支持レール２０２）の事例を指す。

【0009】

本開示の好ましい例は、添付図面を参照して以下で説明することができる。以下の説明では、既知の機能又は構成は、不必要に詳細に説明すると本開示を不明瞭にする場合があるので、詳細に説明されない。本開示について、以下の用語及び定義が適用される。

【0010】

本明細書において使用されるように、用語「約」及び／又は「およそ」は、値（又は値の範囲）、位置、向き、及び／又は動作を修飾又は記述するために使用されるときは、その値、値の範囲、位置、向き、及び／又は動作に合理的に近いことを意味する。したがって、本明細書において記載した例は、列挙された値、値の範囲、位置、向き、及び／又は動作にのみ限定されるものではなく、逆に、合理的に実現可能な偏差を含むことになる。

【0011】

本明細書において使用されるように、用語「結合される（"coupled," "coupled to," and/or “coupled with”）」は、取り付け、付着、接続、接合、締結、リンク、及び／又は別様の固定であるかを問わず、構造的及び／又は電気的接続を意味する。用語「取り付ける」は、付着、結合、接続、接合、締結、リンク、及び／又は別様に固定することを意味する。用語「接続する」は、取り付け、付着、結合、接合、締結、リンク、及び／又は別様に固定することを意味する。

【0012】

本明細書で使用されるように、「及び／又は」は、「及び／又は」によって結合されるリストにおける項目のうちの任意の１つ以上の項目を意味する。一例として、「ｘ及び／又はｙ」は、３つの要素の組｛（ｘ），（ｙ），（ｘ，ｙ）｝のうちの任意の要素を意味する。言い換えれば、「ｘ及び／又はｙ」は、「ｘ及びｙのうちの一方又は両方」を意味する。別の例として、「ｘ、ｙ及び／又はｚ」は、７つの要素の組｛（ｘ），（ｙ），（ｚ），（ｘ，ｙ），（ｘ，ｚ），（ｙ，ｚ），（ｘ，ｙ，ｚ）｝のうちの任意の要素を意味する。言い換えれば、「ｘ、ｙ及び／又はｚ」は、「ｘ、ｙ及びｚのうちの１つ以上」を意味する。

【0013】

本明細書で利用されるように、用語「例えば」は、１つ以上の非限定的な例、事例又は例証のリストを強調する。

【0014】

本開示のいくつかの例は、材料除去機において、主軸と、主軸に結合されたアダプターと、アダプターに手操作により結合され、主軸上で材料除去工具を固定する、ばね付勢ナットと、を備える、材料除去機に関する。

【0015】

本開示のいくつかの例は、材料除去システムにおいて、可動組立体と、移動組立体を介して移動するように構成された材料除去機であって、主軸と、主軸に結合されたアダプターと、アダプターに手操作により結合され、主軸上で材料除去工具を固定する、ばね付勢ナットとを備える、材料除去機とを備える、材料除去システムに関する。

【0016】

いくつかの例において、主軸のアダプター端部は、結合面によって囲繞された空洞を有し、アダプターは、結合面において主軸に結合される。いくつかの例において、主軸は、プーリーが付勢されると回転するように構成され、主軸は、プーリーによって保持される第１の主軸部分と、プーリーから間隔を空けられるとともに、アダプター端部を含む第２の主軸部分とを有する。いくつかの例において、アダプターは、基部と頸部とを有し、基部は、主軸の結合面に結合される相補的な結合面を有し、頸部は、基部から延在するとともに、ばね付勢ナットの相補的な係合面に係合する係合面を有する。いくつかの例において、材料除去機は、第１のフランジと第２のフランジとを更に備え、主軸は、第１のフランジ及び第２のフランジを貫通し、材料除去工具は、第１のフランジと第２のフランジとの間に配置される。いくつかの例において、ばね付勢ナットは、材料除去工具を第１のフランジと第２のフランジとの間に固定するように、第２のフランジに当接する。いくつかの例において、主軸は、第１のフランジが当接する主軸肩部を有する。いくつかの例において、ばね付勢ナットは、材料除去工具が主軸を介して回転したときにばね付勢ナットが自ら締まることを可能にするとともに、材料除去工具が静止したときに工具を使わずにばね付勢ナットを取り外すことを可能にする内部ばね機構を備える。いくつかの例において、ばね付勢ナットは、外側カラーと、アダプターに結合されるように構成された係合構造を有する内側本体と、トレイとを備え、内部ばね機構は、外側カラーが少なくとも１つの方向において転回すると、外側カラーに加わるトルクを、トレイを通じて内側本体に伝える。いくつかの例において、材料除去工具は、切削工具、研削工具、又は研磨工具を含む。

【0017】

本開示のいくつかの例は、ばね付勢ナットを使用して主軸に固定された材料除去工具（例えば、鋸刃、研磨鋸、研磨機、研削機、及び／又はより一般的な材料調製及び／又は試験工具）を有する材料除去機に関する。従来のシステムでは、材料除去工具は、ボルト又は従来のナットを用いて主軸に固定されることがある。しかしながら、ボルト及び／又は従来のナットには、ボルト及び／又はナットを取り付け、主軸から取り外すために更なる工具（例えば、レンチ、主軸ロック等）が必要になる。加えて、ボルト及び／又はナットは、主軸及び／又は材料除去工具が回転すると緩むことがある。対照的に、本開示のばね付勢ナットは、更なる工具を使わずに、手操作により取り付け及び／又は主軸から取り外すことができる。さらに、ばね付勢ナットは、材料除去工具が回転すると自ら締まる。加えて、ばね付勢ナットにより、ばね付勢ナットの取り付け及び／又は取り外しに必要な力が小さくなり、工具を使わない及び／又はトルクの小さい取り付け及び／又は取り外しが可能になる。

【0018】

ばね付勢ナットは、いくつかの手持ち製品とともに使用するために小売業者から入手可能であるが、本開示は、より大型の手持ち式でない材料除去機をばね付勢ナットによって使用するように適合することを想定する。加えて、適合は容易に元に戻すことが可能であるため、従来の操作者は、その代わり、機械に最小限の変更を施して、より普及している保持方法（例えば、ボルト）を使用すればよい。

【0019】

図１は、材料除去システム１００の一例の簡略説明図を示す。図示するように、材料除去システム１００は、材料除去組立体２００とテーブル１０２とを含み、それらは実質的にキャビネット１０４（及び／又はハウジング）内に包囲される。テーブル１０２は材料サンプル（図示せず）を保持するように構成され、これに対して材料除去組立体２００が動作することができる。図１の例において、材料除去組立体２００は、ユーザーインターフェース（ＵＩ）１０６と電源１０８とを更に含む。

【0020】

図２は、材料除去組立体２００の一例の背面斜視図を示す。図２の例において、材料除去組立体２００は材料除去機３００を含む。図示するように、材料除去機は、第１の端板２０４ａと第２の端板２０４ｂとの間で上部支持レール２０２ａ及び下部支持レール２０２ｂ上に保持される。支持レール２０２は、材料除去機３００を貫通するとともに端板２０４によって保持される。より具体的には、支持レール２０２は、材料除去機３００のスリーブ３０８を貫通している（例えば、図３ａを参照）。また、作動軸２０６は、端板２０４の間で、材料除去機３００を貫通する。より詳細には、作動軸２０６は、材料除去機３００の作動ナット３０８を貫通する（例えば図３ｃを参照）。図示しないが、作動軸２０６は、例えばねじ山等の係合構造を有することができる。係合構造は、材料除去機３００の作動ナット３０２の相補的な係合構造（例えば、ねじ溝）に係合することができる。図示のように、作動軸２０６は、支持レール２０２の間に鉛直に配置され、第２の端板２０４ｂに回転可能に取り付けられる。より詳細には、作動軸２０６は、軸受２０８において第２の端板２０４ｂに取り付けられる。軸受２０８は、軸受２０８内で作動軸２０６の回転を可能にしつつも、作動軸２０６の一端を第２の端板２０４ｂに保持するように構成される。作動軸２０６の他端は、第１の端板２０４ａに回転可能に取り付けられる。

【0021】

図３ａ～図３ｄは、材料除去機３００の様々な図を示す。図３ａは材料除去機３００の拡大背面斜視図であり、一方、図３ｂ、３ｃは材料除去機３００の側面図であり、図中では明確化のために材料除去組立体２００の他の構成要素のうちのいくつかを除去している。図示するように、材料除去機３００は、支持体３０６に結合された材料除去工具３０４（例えば、鋸刃、研磨鋸、研削機、研磨機等）を含む。図３ａ～図３ｄの例において、材料除去工具３０４は円盤である。いくつかの例では、材料除去工具３０４は、直径およそ１６インチの円盤、直径およそ１７インチの円盤、直径およそ１８インチの円盤、直径およそ１９インチの円盤、又は直径およそ２０インチの円盤とすることができる。

【0022】

図３ａの例において、支持体３０６は、２つの実質的に平行な支持板３０７、すなわち第１の支持板３０７ａと第２の支持板３０７ｂとを含む。両支持板３０７は、スリーブ３０８（上部スリーブ３０８ａ及び下部スリーブ３０８ｂ）、主軸ハウジング３３０及び工具アクチュエーターハウジング３２２を介して接続される。工具アクチュエーターハウジング３２２は、工具アクチュエーター３２０及び／又は工具アクチュエーターコントローラー３２４を包囲する。主軸ハウジング３３０は、主軸３１０の少なくとも一部を包囲し、この部分に材料除去工具３００が固定される。スリーブ３０８は、支持板３０７に取り付けられ、及び／又はこれを貫通する。スリーブ３０８は、支持レール２０２の部分を更に包囲する。これにより、作動軸２０６が材料除去機を直線状に移動させるとき、スリーブ３０８は、支持レール２０２に沿って材料除去機３００を誘導することができ、支持レール２０２が回転しながら移動するとき、材料除去機３００は支持レール上に更に保持される。

【0023】

図３ａ～図３ｄの例では、材料除去機３００は、支持板３０７ａに接続されたシールド３３２を更に備える。シールド３３２は、材料除去工具３００を部分的に包囲（及び／又は収容）する。冷却剤マニホールド３３４が、シールド３３２の上部に取り付けられる。図示のように、冷却剤マニホールド３３４は、いくつかの冷却材出口３３８に流体連通する冷却剤入口３３６を有する。支持板３０７ａは、ナット３０２も備える。材料除去工具３０４は、例えば図３ｄ、３ｅに示すように、主軸３１０を介して支持体３０６に結合される。

【0024】

図３ａ～図３ｅの例に示すように、主軸３１０は、材料除去工具３０４の中心（及び／又は中央開口）を貫通する。図示のように、主軸３１０は、実質的に円柱形である。図３ｄの例では、主軸３１０は、主軸プーリー３１４の中心（及び／又は中央開口）も貫通する。主軸プーリー３１４が転回すると、主軸プーリー３１４は、主軸３１０に係合し（及び／又は付勢する、移動させる、力を加える、作用する等）、主軸３１０及び材料除去工具３０４を転回させる。

【0025】

図３ｂの例では、アクチュエータープーリー３１６は、ベルト３１８を介して主軸プーリー３１４に機械式に接続され、その結果、ベルト３１８は、アクチュエータープーリー３１６の回転を主軸プーリー３１４の回転に変換する。図示のように、アクチュエータープーリー３１６は、アクチュエータープーリーを転回させるように構成された工具アクチュエーター３２０（例えば、電気モーター）に機械式に接続される。図３ｂ、３ｄの例では、アクチュエータープーリー３１６、ベルト３１８、及び主軸プーリー３１４は、支持体３０６のアーム３４０内に収容される。図３ｂの例では、工具アクチュエーター３２０は、支持体３０６の工具アクチュエーターハウジング３２２内に収容される。いくつかの例では、工具アクチュエーター３２０は、サーボモーターとすることができる。図示のように、工具アクチュエーターコントローラー３２４もアクチュエーターハウジング３２２内に収容される。いくつかの例では、工具アクチュエーターコントローラー３２４は別様に配置してもよい。工具アクチュエーターコントローラー３２４は、工具アクチュエーター３２０と電気通信する。工具アクチュエーター３２０は、工具アクチュエーターコントローラー３２４からの入力（例えば、１つ以上の制御信号）に応答してアクチュエータープーリー３１６を転回させるように構成される。転回すると、ベルト３１８は、アクチュエータープーリー３１６の回転を主軸プーリー３１４の回転に変換し、主軸３１０は、主軸プーリー３１４の回転を材料除去工具３０４の回転に変換する。

【0026】

図３ｄ～図４の例に示すように、主軸は、後部３４１、中央部３４２、及び前部３４４を有する。図示のように、主軸３１０の隆起部３４６は、後部３４１及び前部３４４から中央部３４２を分離する。主軸３１０の直径は、主軸３１０の他の部分よりも隆起部３４６において大きい。図３ｄの例では、主軸３１０の後部３４１は、主軸プーリー３１４の略中心を貫通し、主軸プーリー３１４の略中心は、アーム３４０内に収容される。また、後部３４１の一端３４８は、アーム３４０を出て延在する。主軸プーリー３１４は、主軸３１０の後部３４１の摩擦把持を維持し、その結果、主軸プーリー３１４の回転は主軸３１０の回転に変換される。

【0027】

図３ｄの例では、主軸３１０の中央部３４２は、ハブ３５０及び主軸ハウジング３３０を貫通する。玉軸受３５４は、ハブ３５０と主軸３１０の隆起部３４６との間で主軸３１０を中心として配置されている。図示のように、主軸３１０の前部３４４は、材料除去工具３０４の中心（及び／又は中央開口）を貫通する。前部３４４は、内側フランジ３５６の中心（及び／又は中央開口）も貫通する。内側フランジ３５６の中央開口は、主軸３１０の前部３４４の直径よりもごくわずかに大きい直径を有するサイズであり、その結果、主軸３１０は、中央開口に嵌通することができ、依然として内側フランジ３５６に摩擦係合することができる。

【0028】

内側フランジ３５６は、外側フランジ３５８と相互作用し、材料除去工具３０４を内側フランジ３５６と外側フランジ３５８との間で圧搾（及び／又は挟持）することによって、材料除去工具３０４を主軸３１０上で保持する。図３ｄ、３ｅの例では、主軸３１０の前部３４４は、外側フランジ３５８の中心（及び／又は中央開口）を貫通しない。むしろ、外側フランジ３５８は、その中央開口の直径を狭める棚状部３６０を有し、その結果、棚状部３６０は、主軸３１０が外側フランジの中央開口を貫通することを阻止する。

【0029】

図３ｄ、３ｅの例では、内側フランジ３５６は、主軸３１０の前部３４４に当接する。より詳細には、主軸３１０の前部３４４は、内側フランジ３５６のフランジ肩部３６４に当接して内側フランジ３５６が主軸３１０に沿って更に奥に移動しないようにする主軸肩部３６２を有する。図３ｅの例では、主軸肩部３６２は、主軸３１０が隆起部３４６から前部３４４へ移行する縁部を有する。図示のように、主軸肩部３６２及びフランジ肩部３６４は、実質的に環状である。

【0030】

図３ｄ、３ｅの例では、主軸３１０の後部３４１及び中央部３４２は実質的に中実である。一方、主軸３１０の前部３４４は、空洞３６６を有する。図示のように、空洞３６６は、略円錐形の部分を有する略円柱形である。空洞３６６を囲繞する主軸３１０の内面は、例えばねじ溝等の係合構造を有する。図示のように、アダプター３６８が空洞３６６内に嵌合される。

【0031】

図３ｄ、３ｅの例では、アダプター３６８は、基部３７０と頸部３７２とを有する。図示のように、基部３７０及び頸部３７２の双方は、実質的に中実であるとともに、実質的に円柱形である。基部３７０の直径は、頸部３７２の直径よりも大きい。ただし、基部３７０の直径は、空洞３６６の直径よりもわずかに小さく、その結果、基部３７０は、空洞３６６内に密に嵌合する。

【0032】

図３ｄ、３ｅの例では、環状リッジ３７４は、基部３７０と頸部３７２とを分離する。図示のように、環状リッジ３７４は、基部３７０及び頸部３７２の双方よりも大きい直径を有する。それにもかかわらず、アダプター３６８の直径は、環状リッジ３７４において、外側フランジ３５８の中央開口の直径よりも依然として小さく、その結果、棚状部３６０は、環状リッジ３７４に外嵌することができる。

【0033】

図３ｄ、３ｅの例では、アダプター３６８の基部３７０及び頸部３７２の双方は、例えばねじ山等の係合構造を有するように構成される。基部３７０の係合構造は、アダプター３６８を主軸３１０の前部３４４に結合するように、空洞３６６を囲繞する主軸３１０の係合構造に係合する。いくつかの例では、基部３７０及び／又は空洞３６６を包囲する主軸３１０は、係合構造を有しなくてもよく、その代わりに摩擦嵌合に依拠することができる。いくつかの例では、アダプター３６８は、基部３７０及び／又は空洞３６６を包囲する主軸３１０の間で摩擦嵌合を使用することができ、係合構造は、この摩擦嵌合を改善する構造、例えば、ローレット、リッジ、及び／又は他の摩擦増加構造とすることができる。いくつかの例では、主軸３１０自体が、ばね付勢ナット４００の相補的な係合構造に係合する係合構造を有することができ、及び／又はアダプター３６８を省略してもよい。

【0034】

図３ｄ、３ｅの例では、ばね付勢ナット４００は、アダプター３６８の頸部３７２に取り付けられ、材料除去工具３０４を主軸３１０上に固定する。図４ａ～図４ｃは、ばね付勢ナット４００の例を示している。いくつかの例では、ばね付勢ナット４００は、材料除去工具３０４が主軸３１０を介して回転したときにばね付勢ナット４００が自ら締まることを可能にするとともに、材料除去工具が静止したときに工具を使わずにばね付勢ナット４００を取り外すことを可能にする内部ばね機構４０２を備える。

【0035】

図示のように、ばね付勢ナット４００は、中央開口４０４を有し、中央開口４０４には、アダプター３６８の頸部３７２が貫通する。中央開口４０４は、アダプター３６８の頸部３７２の直径よりもわずかに大きい直径を有し、その結果、頸部３７２は、ばね付勢ナット４００の中央開口４０４内に密に嵌合する。ただし、中央開口４０４の直径は、アダプター３６８のリッジ３７４の直径よりも小さい。したがって、ばね付勢ナット４００は、アダプター３６８上をリッジ３７４よりも奥には進み得ない。いくつかの例では、リッジ３７４を除去してもよく、ばね付勢ナット４００が、アダプター３６８の縁部まで進むことを可能にすることができる。

【0036】

図４ｂ、４ｃの例では、ばね付勢ナット４００は、ばね付勢ナット４００の中央開口４０４を包囲する係合構造４０６を有する。いくつかの例では、ばね付勢ナット４００の係合構造は、頸部３７２の係合構造に対して相補的である。図４ｂ、４ｃの例では、係合構造４０６はねじ山である。いくつかの例では、係合構造４０６は、摩擦嵌合を改善する構造、例えば、ローレット、リッジ、及び／又は他の摩擦増加構造とすることができる。

【0037】

図４ａ～図４ｃの例では、ばね付勢ナット４００は環状である。図示のように、ばね付勢ナット４００は、外側カラー４０８と、カラー４０８に嵌入した内側本体４１０と、カラー４０８から延在するトレイ４１２とを備える。図示のように、カラー４０８は略環状であり、把持を改善するためにカラー４０８内に溝が形成される。本体４１０はカラー４０８内に固定される。本体４１０は、中央開口４０４を有する環状円盤部４１４を有する。本体４１０は、円盤部４１４から、中央コラム４１６まで狭まっていく。中央コラム４１６は、円盤部４１４から延在する。中央開口４０４は、中央コラム４１６を貫通し、中央コラム４１６は、中央開口４０４を包囲する。中央コラム４１６は、ばね付勢ナット４００を貫通する。

【0038】

カラー４０８の内径に略等しい直径を有する円盤部４１４から、より小さい直径を有するコラム４１６まで本体４１０が狭まっていくことで、カラー４０８内に空間が残される。トレイ４１２は該空間内に配置される。カラー４０８はトレイ４１２に接続するため、カラー４０８が回転するとトレイ４１２が回転する。さらに、トレイ４１２は本体４１０に接続するため、トレイ４１２が回転すると本体４１０に回転力がかかる。

【0039】

いくつかの例では、カラー４０８とトレイ４１２との間の接続、及び／又はトレイ４１２と本体４１０と間の接続は、１つ以上のばね機構４０２によって容易にされる。図４ｃの例では、ばね機構４０２は、環状リングとして図示されている。いくつかの例では、ばね機構４０２は、代わりに、コイル状の圧縮ばね、トーションばね、板ばね、及び／又は他の何らかの適切なばねとすることができる。

【0040】

いくつかの例では、ばね機構４０２は、カラー４０８が回転しても本体４１０の回転をすぐには引き起こさないものである。例えば、本体４１０は中央開口４０４の係合構造４０６によってアダプター３６８上の適所に堅く固定され、その結果、瞬間的な力（及び／又はトルク）がカラー４０８に加わっても、力があまりに小さいため、本体４１０が外れることはない。しかしながら、カラー４０８に回転力（例えば、トルク）が継続して加わると、係合構造４０６によって本体４１０をアダプター３６８上に堅く固定して本体４１０の移動が防止されている場合でも、カラー４０８が移動する可能性がある。こうしてカラー４０８が継続的に移動し、本体４１０が継続的に移動しない場合、カラー４０８と、トレイ４１２と、本体４１０との間の接続部として機能するばね機構４０２の圧縮がもたらされ得る。

【0041】

圧縮時、ばね機構４０２はばね力を有する。カラー４０８（及び／又はトレイ）が回転すると、１つ以上のばね機構４０２が圧縮することで、ばね力が蓄積し、本体４１０に加わることが可能になり得る。この蓄積したばね力は、特に工具を使用しない場合に別様に加わり得る回転力（及び／又はトルク）よりも大きくなることができ、その後、本体４１０を外すことができる。さらに、カラー４０８が転回する間、主軸３１０を適所に保持するのに工具は不要であり得る。なぜなら、カラー４０８は、ばね付勢ナット４００の残りの部分に直接取り付けられていないからである。その代わり、主軸３１０上の主軸プーリー３１４の微小な抗力で、カラー４０８が転回する間、本体４１０を適所で維持するのに十分とすることができ、本体４１０を適所で維持することにより、ばね力の蓄積が可能である。したがって、ばね付勢ナット４００は、更なる工具を使用せずアダプター３６８に固定することができ、及び／又はアダプター３６８から取り外すことができる。

【0042】

ばね付勢ナット４００がアダプター３６８上に固定されると、ばね付勢ナット４００は、主軸３１０上で外側フランジ３５８を内側フランジ３５６（及び／又は材料除去工具３０４）に向けて押す（及び／又は付勢する、移動させる、シフトさせる等）。外側フランジ３５８にかかるばね付勢ナット４００の力により、材料除去工具３０４は、外側フランジ３５８と内側フランジ３５６との間で挟持される。このように、ばね付勢ナット４００によって、材料除去工具３０４は、外側フランジ３５８と内側フランジ３５６との間で主軸３１０上の適所に保持される。ばね付勢ナット４００は、アダプター３６８を介して主軸３１０に固定される。材料除去工具３０４に対する主軸３１０の摩擦把持、並びに材料除去工具３０４に対する内側フランジ３５６及び外側フランジ３５８の摩擦把持により、主軸３１０が転回する（及び／又は回転する）と、材料除去工具３０４は転回する（及び／又は回転する）。ばね付勢ナット４００の低トルク要件により、ばね付勢ナット４００を容易に片手で及び／又は工具を使わずに取り外すことが可能になり、これにより、フランジ３５６、３５８、主軸、ハブ３５０、及び／又は材料除去工具３０４へのアクセスが容易になる。いくつかの例では、アダプター３６８を除去すれば、従来の操作者は、代わりに例えばボルト等のより普及している保持方法を使用することが可能になり得る。

【0043】

本装置、システム及び／又は方法を、或る特定の実施態様を参照して記載してきたが、当業者であれば、本装置、システム及び／又は方法の範囲から逸脱することなく、種々の変更を行うことができること及び均等物に置き換えることができることを理解するであろう。加えて、本開示の範囲から逸脱することなく、本開示の教示に対して特定の状況又は材料を適合させるように多くの改変を行うことができる。したがって、本装置、システム及び／又は方法は、開示されている特定の実施態様に限定されず、本装置、システム及び／又は方法は、添付の特許請求の範囲内に入る全ての実施態様を含むことが意図される。
［構成１］
材料除去機において、
主軸と、
前記主軸に結合されたアダプターと、
前記アダプターに手操作により結合され、前記主軸上で材料除去工具を固定する、ばね付勢ナットとを具備する材料除去機。
［構成２］
前記主軸のアダプター端部が結合面によって包囲された空洞を有しており、前記アダプターは前記結合面において前記主軸に結合される構成１に記載の材料除去機。
［構成３］
前記主軸はプーリーを付勢することによって回転するように構成されており、該主軸は、前記プーリーによって保持される第１の主軸部分と、前記プーリーから離間した第２の主軸部分とを有し、前記第２の主軸部分が前記アダプター端部を含んでいる構成２に記載の材料除去機。
［構成４］
前記アダプターは基部と頸部とを有し、該基部は前記主軸の前記結合面に結合される相補的な結合面を有し、前記頸部は、前記基部から延在するとともに、前記ばね付勢ナットの相補的な係合面に係合する係合面を有する構成２に記載の材料除去機。
［構成５］
第１のフランジと第２のフランジとを更に備え、前記主軸は、該第１のフランジ及び該第２のフランジを貫通し、前記材料除去工具は、該第１のフランジと該第２のフランジとの間に配置される構成１に記載の材料除去機。
［構成６］
前記ばね付勢ナットは、前記材料除去工具を前記第１のフランジと前記第２のフランジとの間に固定するように、前記第２のフランジに当接する構成５に記載の材料除去機。
［構成７］
前記主軸は、前記第１のフランジが当接する主軸肩部を有する構成６に記載の材料除去機。
［構成８］
前記ばね付勢ナットは、前記材料除去工具が前記主軸を介して回転したときに前記ばね付勢ナットが自ら締まることを可能にするとともに、前記材料除去工具が静止したときに工具を使わずに前記ばね付勢ナットを取り外すことを可能にする内部ばね機構を備える構成１に記載の材料除去機。
［構成９］
前記ばね付勢ナットは、外部カラーと、前記アダプターに結合されるように構成された係合構造を有する内側本体と、トレイとを備え、前記内部ばね機構は、前記外側カラーが少なくとも１つの方向において転回すると、該外側カラーに加わるトルクを、前記トレイを通じて前記内側本体に伝える構成８に記載の材料除去機。
［構成１０］
前記材料除去工具は、切削工具、研削工具、又は研磨工具を含む構成１に記載の材料除去機。
［構成１１］
材料除去システムにおいて、
可動組立体と、
前記移動組立体を介して移動するように構成された材料除去機であって、
主軸と、
前記主軸に結合されたアダプターと、
前記アダプターに手操作により結合され、前記主軸上で材料除去工具を固定するばね付勢ナットとを備えた材料除去機とを具備する材料除去システム。
［構成１２］
前記主軸の端部は結合面によって囲繞された空洞を有しており、前記アダプターは、前記結合面において前記主軸に結合される構成１１に記載の材料除去システム。
［構成１３］
前記主軸は、プーリーを付勢することによって回転するように構成されており、前記主軸は、前記プーリーによって保持される第１の主軸部分と、前記プーリーから離間した第２の主軸部分とを有し、前記第２の主軸部分が前記端部を含んでいる構成１２に記載の材料除去システム。
［構成１４］
前記アダプターは、基部と頸部とを有し、該基部は、前記主軸の前記結合面に結合される相補的な結合面を有し、前記頸部は、前記基部から延在するとともに、前記ばね付勢ナットの相補的な係合面に係合する係合面を有する構成１２に記載の材料除去システム。
［構成１５］
第１のフランジと第２のフランジとを更に備え、前記主軸は該第１のフランジ及び該第２のフランジを貫通し、前記材料除去工具は、該第１のフランジと該第２のフランジとの間に配置される構成１１に記載の材料除去システム。
［構成１６］
前記ばね付勢ナットは、前記材料除去工具を前記第１のフランジと前記第２のフランジとの間に固定するように、前記第２のフランジに当接する構成１５に記載の材料除去システム。
［構成１７］
前記主軸は、前記第１のフランジが当接する主軸肩部を有する構成１６に記載の材料除去システム。
［構成１８］
前記ばね付勢ナットは、前記材料除去工具が前記主軸を介して回転したときに前記ばね付勢ナットが自ら締まることを可能にするとともに、前記材料除去工具が静止したときに工具を使わずに前記ばね付勢ナットを取り外すことを可能にする内部ばね機構を備える構成１１に記載の材料除去システム。
［構成１９］
前記ばね付勢ナットは、外側カラーと、前記アダプターに結合されるように構成された係合構造を有する内側本体と、トレイとを備え、前記内部ばね機構は、前記外側カラーが少なくとも１つの方向において転回すると、該外側カラーに加わるトルクを、前記トレイを通じて前記内側本体に伝える構成１８に記載の材料除去システム。
［構成２０］
前記材料除去工具は、切削工具、研削工具、又は研磨工具を含む構成１１に記載の材料除去システム。

【符号の説明】

【0044】

１００ 材料除去システム
１０２ テーブル
１０４ キャビネット
１０６ ユーザーインターフェース
１０８ 電源
２００ 材料除去組立体
２０２ 支持レール
２０２ａ 上部支持レール
２０２ｂ 下部支持レール
２０４ 端板
２０４ａ 第１の端板
２０４ｂ 第２の端板
２０６ 作動軸
２０８ 軸受
３００ 材料除去機
３０２ 作動ナット
３０４ 材料除去工具
３０６ 支持体
３０７ 支持板
３０７ａ 第１の支持板
３０７ｂ 第２の支持板
３０８ スリーブ
３０８ａ 上部スリーブ
３０８ｂ 下部スリーブ
３１０ 主軸
３１４ 主軸プーリー
３１６ アクチュエータープーリー
３１８ ベルト
３２０ 工具アクチュエーター
３２２ 工具アクチュエーターハウジング
３２４ 工具アクチュエーターコントローラー
３３０ 主軸ハウジング
３３２ シールド
３３４ 冷却剤マニホールド
３３６ 冷却剤入口
３３８ 冷却材出口
３４０ アーム
３４１ 後部
３４２ 中央部
３４４ 前部
３４６ 隆起部
３４８ 一端
３５０ ハブ
３５４ 玉軸受
３５６ 内側フランジ
３５８ 外側フランジ
３６０ 棚状部
３６２ 主軸肩部
３６４ フランジ肩部
３６６ 空洞
３６８ アダプター
３７０ 基部
３７２ 頸部
３７４ 環状リッジ
４００ 付勢ナット
４０２ 機構
４０４ 中央開口
４０６ 係合構造
４０８ 外側カラー
４１０ 本体
４１２ トレイ
４１４ 円盤部
４１６ 中央コラム

【図1】

【図2】

【図3a】

【図3b】

【図3c】

【図3d】

【図3e】

【図4a】

【図4b】

【図4c】