JP2003266221A - 自己付着ドリル - Google Patents

自己付着ドリル

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JP2003266221A
JP2003266221A JP2003067091A JP2003067091A JP2003266221A JP 2003266221 A JP2003266221 A JP 2003266221A JP 2003067091 A JP2003067091 A JP 2003067091A JP 2003067091 A JP2003067091 A JP 2003067091A JP 2003266221 A JP2003266221 A JP 2003266221A
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Jeffrey Steven Gill
ジル、ジェフリー、スティーヴン
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Hougen Manufacturing Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型で低輪郭の、加工物に付着して使用する
自己付着ドリルを提供する。 【解決手段】 モータ１４が収容されたハウジング１２
と、ハウジングの一端に取り付けられ、モータと駆動的
に係合すると共に切削工具１８を加工物に向けて回転さ
せつつ前進させる送り機構１６と、ハウジング１２に取
り付けられ、加工物に付着するための平らな面３２を有
する磁気ベース２０とからなり、モータ１４の回転軸線
Ｂは、送り機構１６の回転軸線Ａと直交すると共に、磁
気ベース２０の平らな面３２と平行である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属加工物に磁気
的に付着する磁気ベースドリルに関する。より詳細に
は、本発明は、閉じ込められたスペース用の、或いはよ
り小さい仕事用の、より小さい即ち小型の磁気ベースド
リルに関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気ベースドリルは、ボール盤に容易に
持ってくることができず、且つ在来のハンドドリルでは
不十分であるような大きな金属加工物に使用される。し
かしながら、従来技術の磁気ドリルは、持ち運びが可能
であるが、依然としてたいへん大きく、扱いにくい。し
たがって、必要とされていることは、より持ち運びでき
て、軽量の磁気ベースドリルである。
【０００３】本発明の他の利点は、添付図面に関して考
慮されるとき、以下の詳細な説明を参照することによっ
て容易に認識されるであろう。
【０００４】
【発明の実施の形態】図１及び図２を参照すると、低輪
郭の自己付着磁気ベースドリルが全体的に１０で示され
ている。ドリル１０は、ハウジング１２又はケーシング
を有し、このハウジング１２又はケーシングは、切削工
具１８を備えた送り機構１６に駆動的に係合するモータ
１４を収容する。送り機構１６は、切削工具１８を加工
物Ｗに向かって前進させる。磁気ベース２０が、ハウジ
ング１２に取り付けられ、且つドリル１０を金属加工物
Ｗに固定するのに使用される。磁気ベース２０が図示さ
れているが、他の自己付着ベース、例えば真空ベースを
使用しても良い。
【０００５】送り機構１６は、ハウジング１２の一端２
１に取付けられ、そして図２及び図４に見られるよう
に、第１回転軸線Ａを有する。モータ１４が、送り機構
１６の反対側の端部、すなわちドリル１０の主伸長部分
に取り付けられ、そして第１軸線Ａとある角度をなす第
２回転軸線Ｂを有する。第１軸線Ａ及び第２軸線Ｂは、
ほぼ直角であり、それにより、ドリル１０に低輪郭を達
成させる。モータ１４は、ギヤー２４又は他の適当な方
法によって送り機構１６に連結される。
【０００６】本発明の最良の形態では、１１０Ｖ、及び
３．６Ａで作動し、切削工具を１２００ｒｐｍで回転さ
せる修正デウォルト型ＤＷ１６０３／８インチ直角ドリ
ルが使用される。ドリル１０の主要部分２２は、ドリル
作業者によってハンドルとして使用される。電気コード
３０を電源に接続するとき、モータ１４を作動するため
のドリルスイッチ２６が、ドリル１０の下側に位置決め
される。電気モータが開示されているが、空気モータ又
は他の駆動機構を使用してもよいことを理解すべきであ
る。
【０００７】磁気ベース２０は、加工部材Ｗに接触する
ための平らな面３２を有する長方形構造である。ベース
２０は、電流がコイルを流れるとき磁気特性を有する金
属に引き付けられるようになる電気的に活性化される磁
気コイル（図示せず）を収容する。本出願において、
「金属加工物」が使用されるとき、磁石で引き付けられ
ることのできる加工物を意味する。スイッチ３４が電気
コード３０を磁気コイルに接続し、その結果、電気コー
ド３０が電源に接続され、そして、スイッチ３４が「オ
ン」の位置に置かれたとき、磁気ベース２０は金属加工
物Ｗにしっかりと固定されるようになる。好ましい実施
形態では、ドリル１０を作動するためのスイッチ２６
は、磁気ベース２０にスイッチが入れられないかぎり、
電気モータ１４が作動されないように、磁気ベーススイ
ッチ３４に接続される。このことは、ドリル１０を、ま
ず加工物Ｗに適切に固定しなければ作動することができ
ないことを確保する。
【０００８】磁気べース２０は、該ベース２０がドリル
１０の主要部分２２とほぼ平行となるように複数のブラ
ケット３６によってハウジング１２に取り付けられる。
上述したデウォルトドリルのような商業的に入手できる
ドリルが使用されているならば、ハウジングの既存の取
付孔を、磁気ベース２０をブラケット３６を介してドリ
ルに取り付けるのに使用するのが良い。
【０００９】図３を参照すると、送り機構１６は、クイ
ルハウジング４０を有し、このクイルハウジング４０
は、ハウジング１２の端部に部分的に受け入れられ、そ
して切削工具１８をモータ１４に連結するのに使用され
る構成部品を収容する構造部品である。以下に説明する
が、これらの構成部品により、切削工具１８を第１軸線
に沿って前進及び後退させる。さらに、以下の説明から
明らかであるが、本発明の送り機構は、かかる送り機構
に伝統的に使用されるいくつかの構成部品を除去し、そ
れによってより小型の設計となる。この小型設計は、本
発明の小型の低輪郭設計を達成することを可能にする。
【００１０】今、図３及び図４を参照すると、管状クイ
ルハウジング４０は、円形横断面を有し、そして内面４
２と、外面４４と、を含む。クイルハウジング４０の軸
線は、第１軸線Ａと同軸である。管状送りギヤーハウジ
ング４６が、外面４４の下部分４８に直交して取り付け
られ、且つ又円形横断面を有する。クイルハウジング４
０の内面４２が、図４に最もよく示されているが、第１
軸線と平行であり、且つクイルハウジング４０の全長を
走る、長方形横断面の直線溝５０を有する。長方形開口
部５４が、クイルハウジング４０の内面から送りギヤー
ハウジング４６の内部５６まで貫き、直線溝５０は内部
５６を横切る。
【００１１】円形横断面を有する管状クイル６０が、ク
イルハウジング４０と一緒に配置されている。クイル６
０の軸線もまた、第１軸線Ａと同軸である。クイル６０
が、内面６２と、クイルハウジング４０の内面４２と摺
動係合する外面６４と、を有する。外面６４は、第１軸
線Ａと平行に走る細長い凹部６６を外面６４に有する。
一対の溝７０が、外面６４の細長い凹部６６と直交して
延びる。溝７０を補足する一対のタブ７４を有するラッ
ク７２が、細長い凹部６６及び溝７０に受け入れられ
る。エポキシを使用して、ラック７２を細長い凹部６６
及び溝７０に固着するが、他の取付け手段を使用するこ
とが可能である。タブ７４及び溝７０は、クイル６０を
第１軸線Ａに沿って並進させたときに、ラック７２がク
イル６０から確実に外れなくなるのを助ける。
【００１２】ラック７２は、クイル６０の外面６４から
突出する複数の歯７６を有する。これらの歯７６は、ク
イルハウジング４０の直線溝５０内に受け入れられ、長
方形開口部５４を貫いて、送りギヤーハウジング４６の
中へ延びる。複数の半径方向外方に突出した歯８２を有
する送りギヤー８０が、送りギヤーハウジング４６内に
配置される。送りギヤー歯８２が、ラック７２の歯７６
に噛み合い、その結果、送りギヤー８０をその軸線を中
心に回転させると、ラック７２及びクイル６０が第１軸
線Ａに沿って上下に移動する。
【００１３】送りギヤー８０は、送りギヤーハウジング
４６の一端８６と隣接した第１端部８４を有する。止め
座金８８が、送りギヤー８０を送りギヤーハウジング４
６内に横方向に位置決めしやすくするために、第１端部
８４に取り付けられる。送りギヤー８０は、第２端部９
２と、第１端部８４と第２端部９２との間に介在された
中間部分９４と、を有する。中間部分９４は、止め輪９
８を受け入れる、送りギヤーハウジング４６の他端９６
に隣接した環状溝（図示せず）を有する。止め輪９８
は、止め座金８８と共に、送りギヤー８０がその軸線に
沿って横方向に移動しないように、送りギヤー８０を横
方向に位置決めする。ハンドル１００の遠位端１０２
が、ノブ１０４を有し、このノブ１０４を送りギヤーの
軸線を中心に回転させるとき、クイル６０を第１軸線Ａ
に沿って移動させる。
【００１４】図３を参照すると、スピンドル１１０が、
クイル６０内に配置され、且つ第１軸線Ａと同軸の軸線
を有する。スピンドル１１０は、上部分１１２と、下部
分１１４と、内面１１６と、外面１１８と、を有する。
外面１１８は、クイル６０の内面６２と係合する。送り
機構１６は、クイル６０が青銅であり、且つクイル６０
が鋼製のクイルハウジング４０と鋼製のスピンドル１１
０との間でベアリングとして作用するという点で、従来
技術の機構と異なる。典型的には、クイルも鋼で構成さ
れ、これは、クイルハウジングとクイルとの間及びスピ
ンドルとクイルとの間に青銅製のブッシュを使用すべき
であることを要求する。本発明により、クイルを青銅製
で構成することによって、２つの青銅製ベアリングを除
去して、それによって、より小型の送り機構を可能にす
る。
【００１５】スピンドル１１０は、該スピンドル１１０
をクイル６０に固着するために、止め輪１２４を受け入
れるための環状溝１２２を上部分１１２及び下部分１１
４の外面１１８に有する。金属スラスト座金１２６及び
プラスチックスラスト座金１２８が、上部分１１２及び
下部分１１４の止め輪１２４とクイル１１０との間に配
置される。このように、クイル６０とスピンドル１１０
は一緒に連結され、第１軸線Ａに沿って一緒に移動する
ことができる。
【００１６】スピンドル１１０の上部分１１２の内面１
１６は、第１軸線Ａから半径方向内方に且つ第１軸線Ａ
と平行に延びる、複数のスプライン１３０を有する。第
１軸線Ａと同軸の軸線を有するシャフト１３４が、ドリ
ル１０の駆動モータ１４に連結される第１端部１３６を
有する。開示したデウォルトドリルについては、第１端
部１３６が、モータ１４に連結されるねじ付シャフトに
ねじ込まれる。シャフト１３４の外面は、第１軸線Ａか
ら半径方向外方に、且つ第１軸線Ａと平行に延びるスプ
ライン１３８を有する。シャフトのスプライン１３８
が、スピンドル１１０の内部スプライン１３０と摺動的
に合致する。この方法で、シャフト１３４は、モータ１
４が作動されるとき、スピンドル１１０を第１軸線Ａに
沿って上下に移動させながら、スピンドル１１０を回転
駆動する。
【００１７】円筒内面１１６は、上部分１１２及び下部
分１１４に直径１４０，１４２を有し、且つ内面１１６
の長さに沿ってより大きな直径１４６を有する。シャフ
ト１３４の第２端部１５０は、スピンドル１１０が第１
軸線Ａに沿って移動するのを制限するための停止体１５
２を有する。停止体１５２は、より大きな直径１４６に
極めて接近して位置決めされ、その結果、停止体１５２
が上部分１１２の直径１４０又は下部分１１４の直径１
４２に達するとき、停止体１５２は内面１１６のリップ
１５６、１５８に当接する。本発明の最良の形態では、
留め具が、停止体として使用され、そして第１軸線Ａか
ら片寄せられている。
【００１８】送り機構１６が、それぞれ、図５、図６に
引込位置、伸長位置で示されている。切削工具１８を引
込位置から伸長位置まで前進させるために、ハンドル１
００を送りギヤーの軸線を中心に回転させる。送りギヤ
ー８０が、その軸線を中心に回転して、ラック７２を下
方に且つ第１軸線Ａと平行に移動させる。ラック７２が
クイル６０と、止め輪１２４によってクイル６０に固着
されたスピンドル１１０とを移動させる、シャフト１３
４がスピンドル１１０及び切削工具１８を回転駆動する
とき、スピンドル１１０は、スプライン１３０，１３８
に沿って下方に摺動ずる。スピンドル１１０及び切削工
具１８は、停止体１５２がスピンドル１１０の上部分１
１２のリップ１５６に係合するときに、完全に伸長され
る。
【００１９】切削工具１８を伸長位置から引っ込めるた
めに、ハンドル１００を送りギヤーの軸線を中心に反対
方向に回転させて、送り機構の構成部品を第１軸線Ａに
沿って反対方向に移動させる。スピンドル１１０及び切
削工具１８は、停止体１５２が下部分１１４の内面１１
６のリップ１５８に係合するとき、完全に引っ込められ
る。
【００２０】典型的な切削工具の形状は、それが本発明
のドリル及び送り機構と組み合わされたときに適してい
ないことがわかった。従って、本発明の切削工具は、本
発明の小型ドリル設計に特別に使用されるようになって
いる。特に、以下により詳細に説明するように、以前に
知られた工具の種々の切削角度を変え、工具の切削部分
にテーパーを加えた。
【００２１】図６及び図７を参照すると、スピンドル１
１０の下部分１１４は、第１軸線Ａに沿って孔１７０を
有し、ピン１７２が第１軸線Ａから外れ、且つ第１軸線
と直交する。孔１７０は、切削工具１８のシャンク部分
１８０を受け入れるようになっている。シャンク部分１
８０は、フラット１７４を有し、このフラット１７４
は、シャンク部分１８０の周囲の半径部分の環状凹部１
７５に通ずる。切削工具１８を孔１７０の中へ挿入する
ことができるように、フラット１７４とピン１７２とを
整合させることによって、切削工具１８を孔１７０の中
に挿入する。切削工具１８を孔１７０の中に係止するた
めに、ピン１７２が環状凹部１７５内に受け入れられる
ように切削工具１８を回転させる。ゴムシール１７６又
はＯリングがシャンク部分１８０の環状溝１７８内に受
け入れられ、切削工具１８の孔１７０からの取り外しを
困難にする屑が孔１７０に入るのを防止する。
【００２２】図７乃至図９を参照すると、切削工具１８
は、シャンク部分１８０と、シャンク分１８０から第１
軸線Ａに沿って延びる切削部分１８２と、を有する。切
削部分１８２は、切削面１８４と、内面１８５と、外面
１８６と、を有し、この内面１８５及び外面１８６は、
シャンク部分１８０に向かって後方にテーパーしてい
る。切削部分１８２の内面１８５は、その長さに亘って
０．０１０〜０．０２５、好ましい０、０１６〜０．０
２０の範囲でテーパーしている。切削部分１８２の外面
１８６は、その長さに亘って０．０１５〜０．０３５、
好ましい０．０２０〜０．０２４の範囲でテーパーして
いる。内側テーパー及び外側テーパーは、孔が切削工具
１８によって加工物に機械加工されているとき、切削工
具と加工物の結合を防止するのに必要である。
【００２３】切削面１８４が複数の切削歯２００を有す
る。開示した実施形態では、切削歯２００の各々は刃２
０２，２０４，２０６を有する。より多くの又はより少
ない刃を使用しても良いことは当業者によって認識され
るべきである。
【００２４】刃は水平面に対して角度をなしている。開
示した実施形態では、外側の刃２０４は、５°〜１５°
の範囲の角度Ｂ’即ち、外側の傾斜角度を有し、好まし
い角度は１０°である。通常の切削工具の典型的な外側
の傾斜角度は、ほぼ３５°である。刃２０２は、２０°
〜３０°の範囲の角度Ｘ、すなわち内側の傾斜角度を有
し、好ましい角度は２５°である。典型的な切削工具で
は、角度はほぼ１５°である。最内の刃２０６は、刃２
０２と同じ内側の傾斜角度を有する。
【００２５】これらの刃の形状により、切削工具は加工
物ですぐに安定する。外側の刃２０４は、初めに加工物
表面を切削するから、切削工具は直ちに、加工物の意図
した領域に着座する。外側の刃が切削を始めた後、内側
の刃２０２及び２０６が切削始め、一緒に切溝を形成す
る。刃２０２，２０４，２０６は切溝内で切削しつづ
け、ついには孔が形成され、スラグを切削工具に残す。
切削工具が引っ込められると、ねじは、図示されていな
い、スラグエゼクターに係合し、スラグを追い出す。
【００２６】外面１８６は、加工物からチップを外へ導
く複数のらせん溝１９４を有する。らせんの角度αは、
２２°〜３０°の範囲にあり、好ましい角度は、通常の
切削工具の典型的な角度が１５°と比べて２５°であ
る。らせん溝１９４は、チップを排出しやすくするため
の溝１９６を有する。
【００２７】本発明の切削工具の角度は、従来の工具を
本発明のドリルに使用するとき、工具が加工物に確実に
食い込み、横滑りしたりねじれたりしないようにする。
その上、角度は、大型の従来技術の設計と比べて本発明
の小型のドリル及び磁気ベースの低出力、速度、及びト
ルクに順応する。
【００２８】
【発明の効果】本発明を図示の方法で説明し、使用され
た用語が、制限のものではなく説明の用語の性質を帯び
たものであることを理解すべきである。
【００２９】本発明の多くの修正及び変更が、上述した
技術に照らして可能であることは明らかである。したが
って、添付した特許請求の範囲内では、参照番号が単に
便宜上のものであって、いかなる方法でも限定するもの
ではなく、本発明を、特別に説明した以外の仕方で実施
してもよいことを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の斜視図である。
【図２】本発明の側面図である。
【図３】本発明の送り機構の分解図である。
【図４】本発明の送り機構の底面図である。
【図５】図４の線５−５による完全引っ込み位置の送り
機構の断面図である。
【図６】図５と同様な、完全伸長位置の送り機構の断面
図である。
【図７】本発明に用いられる切削工具の側面図である。
【図８】図７に示す切削工具の端面図である。
【図９】図８の線９−９による断面図である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】モータが収容されたハウジングと、 前記ハウジングの一端に取り付けられ、前記モータと駆
    動的に係合すると共に切削工具を加工物に向けて回転さ
    せつつ前進させる送り機構と、 前記ハウジングに取り付けられ、加工物に付着するため
    の平らな面を有する自己付着ベースとからなり、 前記モータの軸線は、送り機構の軸線と直交すると共
    に、前記自己付着ベースの平らな面と平行であることを
    特徴とする自己付着ドリル。
  2. 【請求項２】自己付着ベースは磁気コイルが収容された
    磁気ベースであることを特徴とする請求項１記載の自己
    付着ドリル。
  3. 【請求項３】自己付着ベースはブラケットによってハウ
    ジングに取り付けられていることを特徴とする請求項１
    記載の自己付着ドリル。
  4. 【請求項４】送り機構は、クイルハウジングと、 前記クイルハウジング内に配置され、前記クイルハウジ
    ングと係合し、前記クイルハウジングに対して前記クイ
    ルハウジングの軸線に沿って移動することができるクイ
    ルと、 工具を保持するための、前記クイル内に配置され、前記
    クイルと係合し、前記クイルに対して前記軸線を中心に
    回転でき、且つ前記クイルと一緒に前記軸線に沿って移
    動できるスピンドルと、 前記クイルハウジングで支持される送りギヤーと、 前記送りギヤーと噛み合うための、前記軸線と平行に前
    記クイルに設けられたラックと、を有し、前記送りギヤ
    ーを回転させるとき、前記ラック及び前記クイルは前記
    軸線に沿って移動する、ことを特徴とする請求項１記載
    の自己付着ドリル。
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