JP2003508239A - 軌道周回式穴あけ用手工具装置 - Google Patents
軌道周回式穴あけ用手工具装置Info
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Abstract
(57)【要約】
手工具は、対象物に穴を機械加工するために、第一幅と工具軸とを有する切削工具を使用している。穴が切削工具の第一幅と少なくとも同じ大きさの第2幅を有している。工具軸が該対象物の表面における所定位置を貫通している。装置はハウジングを含んでいる駆動アセンブリを有している。ハウジングは、切削工具を軸方向移動するために形成された軸方向送り機構と、切削工具を工具軸の周囲で回転するために形成されたスピンドルモータと、半径方向オフセット機構とを含んでいる。半径方向オフセット機構は、工具軸が主軸からオフセットするように、軸方向送り機構を半径方向に移動するために形成されている。モータは、前記軸方向送り機構と該切削工具とを該主軸の周囲で回転するために形成されている。
Description
【0001】
1.発明の技術分野
本発明は対象物に穴をあけるための手工具、特に切削工具の直径より大きな直
径を有する穴をあけるための手工具に関する。
径を有する穴をあけるための手工具に関する。
【0002】
2.関連技術の説明
米国特許第5641252号は、中心軸に対して偏心して配置された、耐摩耗
面を有する少なくとも一つの切削工具を用いて、複合材料で補強された繊維に、
穴を機械加工するための方法を開示している。工具を自身の軸周囲だけでなく、
偏心した中心軸周囲に回転する一方で、軸方向にも移動することにより、材料は
同時に軸方向と半径方向との両方向に機械加工される。この発明における一つの
特徴ある形態によると、工作物は、工具が加工面に面する位置の真近において、
工具の回転軸が繊維の長手方向に対して実質的に直交するように方位されている
。工具の直径は、加工される穴の直径より実質的に小さい。偏心回転運動はほぼ
厳密な回転運動であって、即ち、それは工具の中心軸と回転軸との間の距離を一
定にして行なわれている。偏心回転運動が続行されている場合、切削工具の中心
軸と回転軸との間のこの距離は、直線状増分により広げることができる。
面を有する少なくとも一つの切削工具を用いて、複合材料で補強された繊維に、
穴を機械加工するための方法を開示している。工具を自身の軸周囲だけでなく、
偏心した中心軸周囲に回転する一方で、軸方向にも移動することにより、材料は
同時に軸方向と半径方向との両方向に機械加工される。この発明における一つの
特徴ある形態によると、工作物は、工具が加工面に面する位置の真近において、
工具の回転軸が繊維の長手方向に対して実質的に直交するように方位されている
。工具の直径は、加工される穴の直径より実質的に小さい。偏心回転運動はほぼ
厳密な回転運動であって、即ち、それは工具の中心軸と回転軸との間の距離を一
定にして行なわれている。偏心回転運動が続行されている場合、切削工具の中心
軸と回転軸との間のこの距離は、直線状増分により広げることができる。
【0003】
この公知方法は、一般的な方法に比較して、多くの実質的な利点を有している
。例えば、この方法は、強度低下なしに穴加工を可能にしている。この方法は穴
の事前成形なしに欠陥のない穴加工をも可能にしている。さらにこの方法は、厳
しい公差の穴加工を可能にしている。穴の寸法精度は、工具の中心軸に対する位
置決め精度により、実質的に決定される。切削工具の幾何学的形状に課せられる
要求は、特に精度の高いものではない。というのは、その一方で個々の工具は、
使用前に簡単に較正されるからである。さらに、本方法は工具がブロックするの
を防止している。工具の直径は穴より実質的に小さいので、本方法は切削により
削りとられた材料を、圧縮空気のような簡単な手段により除去することを可能に
している。本方法は、工具と穴の端部とにおける効果的な冷却をも可能にしてい
る。他のもう一つの利点は、工具がダイアモンドコーティングのような耐摩耗性
材料により塗膜されているために、本方法は、以前に開示された方法に比較して
、摩耗にかかわるコストを実質的に低減している。さらに本方法は、金属のよう
な他の材料を機械加工する場合にも利点となる。
。例えば、この方法は、強度低下なしに穴加工を可能にしている。この方法は穴
の事前成形なしに欠陥のない穴加工をも可能にしている。さらにこの方法は、厳
しい公差の穴加工を可能にしている。穴の寸法精度は、工具の中心軸に対する位
置決め精度により、実質的に決定される。切削工具の幾何学的形状に課せられる
要求は、特に精度の高いものではない。というのは、その一方で個々の工具は、
使用前に簡単に較正されるからである。さらに、本方法は工具がブロックするの
を防止している。工具の直径は穴より実質的に小さいので、本方法は切削により
削りとられた材料を、圧縮空気のような簡単な手段により除去することを可能に
している。本方法は、工具と穴の端部とにおける効果的な冷却をも可能にしてい
る。他のもう一つの利点は、工具がダイアモンドコーティングのような耐摩耗性
材料により塗膜されているために、本方法は、以前に開示された方法に比較して
、摩耗にかかわるコストを実質的に低減している。さらに本方法は、金属のよう
な他の材料を機械加工する場合にも利点となる。
【0004】
米国特許出願第09/092467号は、主軸周囲に回転可能なスピンドルモ
ータを含んでいるスピンドルユニットを開示している。スピンドルモータは、主
軸に実質的に平行な工具軸を有している工具ホルダを含んでいる。工具ホルダは
工具軸周囲で回転可能である。軸方向アクチュエータはスピンドルモータを、主
軸と工具軸との各々に実質的に平行な軸送り方向に移動するべく形成されている
。半径方向アクチュエータは主軸と工具軸との間における半径方向距離を調節す
る。スピンドルユニットは、CNC機械又はロボット又は簡単な堀削装置のよう
な据置機械に取りつけてもよい。
ータを含んでいるスピンドルユニットを開示している。スピンドルモータは、主
軸に実質的に平行な工具軸を有している工具ホルダを含んでいる。工具ホルダは
工具軸周囲で回転可能である。軸方向アクチュエータはスピンドルモータを、主
軸と工具軸との各々に実質的に平行な軸送り方向に移動するべく形成されている
。半径方向アクチュエータは主軸と工具軸との間における半径方向距離を調節す
る。スピンドルユニットは、CNC機械又はロボット又は簡単な堀削装置のよう
な据置機械に取りつけてもよい。
【0005】
特許出願PCT/SE94/00085は、前述した方法による穴の機械加工
用手工具を開示している。この開示は、複合材料で作られた対象物、好ましくは
湾曲面に穴を加工するための手工具に関する。穴の中心軸は、対象物の表面にお
ける所定位置を通過していて、所定位置に近接している対象物の繊維における長
手方向に対して一定の方向に方位している。機械は自身の軸と主軸との周囲を回
転する工具ホルダと、工具ホルダの回転軸を所定位置における表面に垂直に調節
するための装置と、工具ホルダを対象物に対して軸方向に送るための装置と、主
軸と工具ホルダ軸との間における半径方向距離を調節するための装置と、穴加工
によりもたらされる機械と対象物との間における、力及びモーメントを吸収する
ための装置とを組合せて含んでいる。
用手工具を開示している。この開示は、複合材料で作られた対象物、好ましくは
湾曲面に穴を加工するための手工具に関する。穴の中心軸は、対象物の表面にお
ける所定位置を通過していて、所定位置に近接している対象物の繊維における長
手方向に対して一定の方向に方位している。機械は自身の軸と主軸との周囲を回
転する工具ホルダと、工具ホルダの回転軸を所定位置における表面に垂直に調節
するための装置と、工具ホルダを対象物に対して軸方向に送るための装置と、主
軸と工具ホルダ軸との間における半径方向距離を調節するための装置と、穴加工
によりもたらされる機械と対象物との間における、力及びモーメントを吸収する
ための装置とを組合せて含んでいる。
【0006】
前述の開示はいくつかの原理を概括しているけれど、開示された手工具は実行
可能で実際的な解決を提供していない。明白な一つの弱点は、開示された概念が
動力源への解決法を提供していなくて、そのため実現の可能性は疑問視されるに
ちがいない。手工具における基本的な要求の一つは、軽量でユーザフレンドリで
あることである。開示された概念は、コンパクトな一体型軽量構造を提供するも
のではない。さらに例示の概念は、非常に長い工具のオーバーハングを必要とす
る形態を提示していて、そのオーバーハングは、切削工具に曲げモーメントを引
き起こす半径方向の切削力のために大きな弱点となっている。
可能で実際的な解決を提供していない。明白な一つの弱点は、開示された概念が
動力源への解決法を提供していなくて、そのため実現の可能性は疑問視されるに
ちがいない。手工具における基本的な要求の一つは、軽量でユーザフレンドリで
あることである。開示された概念は、コンパクトな一体型軽量構造を提供するも
のではない。さらに例示の概念は、非常に長い工具のオーバーハングを必要とす
る形態を提示していて、そのオーバーハングは、切削工具に曲げモーメントを引
き起こす半径方向の切削力のために大きな弱点となっている。
【0007】
提案された方法、即ち工具を中心軸に対して偏心的に配置することにより穴を
機械加工し、かつ工具を、軸方向に移動し、自軸の周囲だけでなく中心軸周囲を
偏心的に回転することにより、軸方向と回転方向との両方向において同時に機械
加工する場合、工具のチップは軸方向の力と半径方向の力との両方を受けること
になる。半径方向の力は工具に対し曲げモーメントをもたらし、その大きさは力
と工具のオーバーハング長さ(モーメントアーム)との両者の大きさに依存して
いる。最適な機械加工精度のために、曲げモーメントを最小化することが望まし
い。このことは、工具のオーバーハング即ち工具の自由端長さを最小化すること
により達成されてもよい。特許出願PCT/SE94/00085に開示された
概念は、工具のオーバーハングは穴のテンプレートの厚さと、工作物の厚さとに
より決定される形態を示している。 テンプレートの厚さは実在するものであることから、従って工具のオーバーハ
ングも実在することになる。
機械加工し、かつ工具を、軸方向に移動し、自軸の周囲だけでなく中心軸周囲を
偏心的に回転することにより、軸方向と回転方向との両方向において同時に機械
加工する場合、工具のチップは軸方向の力と半径方向の力との両方を受けること
になる。半径方向の力は工具に対し曲げモーメントをもたらし、その大きさは力
と工具のオーバーハング長さ(モーメントアーム)との両者の大きさに依存して
いる。最適な機械加工精度のために、曲げモーメントを最小化することが望まし
い。このことは、工具のオーバーハング即ち工具の自由端長さを最小化すること
により達成されてもよい。特許出願PCT/SE94/00085に開示された
概念は、工具のオーバーハングは穴のテンプレートの厚さと、工作物の厚さとに
より決定される形態を示している。 テンプレートの厚さは実在するものであることから、従って工具のオーバーハ
ングも実在することになる。
【0008】
本発明の概要
本発明は、対象物に穴を機械加工するために切削工具を用いている手工具装置
を提供していて、穴は切削工具の幅と少なくとも同じ大きさの幅を有している。
穴の中心軸は、対象物表面における所定位置を貫通している。さらに本発明は、
コンパクトで軽量な手工具を提供していて、その手工具は、切削工具を軸方向に
送ると同時に、自軸周囲でかつ主軸周囲で回転させることにより、平坦あるいは
湾曲したどのような材料の対象物にも穴を機械加工する。軽量でコンパクトな装
置は、半径方向オフセット機構とスピンドルモータと軸方向送り機構とを、主軸
周囲で回転する同一の駆動アセンブリパッケージに一体化することにより達成さ
れる。
を提供していて、穴は切削工具の幅と少なくとも同じ大きさの幅を有している。
穴の中心軸は、対象物表面における所定位置を貫通している。さらに本発明は、
コンパクトで軽量な手工具を提供していて、その手工具は、切削工具を軸方向に
送ると同時に、自軸周囲でかつ主軸周囲で回転させることにより、平坦あるいは
湾曲したどのような材料の対象物にも穴を機械加工する。軽量でコンパクトな装
置は、半径方向オフセット機構とスピンドルモータと軸方向送り機構とを、主軸
周囲で回転する同一の駆動アセンブリパッケージに一体化することにより達成さ
れる。
【0009】
一つの形態において本発明は、対象物に穴を機械加工するために、第一幅と工
具軸とを有する切削工具を使用する手工具装置を具えている。穴が切削工具の第
一幅と少なくとも同じ大きさの第2幅を有している。工具軸が該対象物の表面に
おける所定位置を貫通している。装置はハウジングを含んでいる駆動アセンブリ
を有している。ハウジングは、切削工具を軸方向移動するために形成された軸方
向送り機構と、切削工具を工具軸の周囲で回転するために形成されたスピンドル
モータと、半径方向オフセット機構とを含んでいる。 半径方向オフセット機構は、工具軸が主軸からオフセットするように、軸方向
送り機構を半径方向に移動するために形成されている。モータは、前記軸方向送
り機構と該切削工具とを該主軸の周囲で回転するために形成されている。
具軸とを有する切削工具を使用する手工具装置を具えている。穴が切削工具の第
一幅と少なくとも同じ大きさの第2幅を有している。工具軸が該対象物の表面に
おける所定位置を貫通している。装置はハウジングを含んでいる駆動アセンブリ
を有している。ハウジングは、切削工具を軸方向移動するために形成された軸方
向送り機構と、切削工具を工具軸の周囲で回転するために形成されたスピンドル
モータと、半径方向オフセット機構とを含んでいる。 半径方向オフセット機構は、工具軸が主軸からオフセットするように、軸方向
送り機構を半径方向に移動するために形成されている。モータは、前記軸方向送
り機構と該切削工具とを該主軸の周囲で回転するために形成されている。
【0010】
本発明の利点は、手工具が従来の装置に比較して、より軽量でコンパクトであ
ることである。
ることである。
【0011】
本発明のもう一つの利点は、工具のオーバーハングが最小化されていて、その
ことにより切削工具における曲げモーメントを低減していることである。
ことにより切削工具における曲げモーメントを低減していることである。
【0012】
さらなるもう一つの利点は、工具が後方から工具ホルダに取りつけることが出
来、そのことにより工具ホルダが円錐形状を有することを可能にしていて、その
円錐形状はテンプレートにおける穴の必要とされる直径を最小化していることで
ある。
来、そのことにより工具ホルダが円錐形状を有することを可能にしていて、その
円錐形状はテンプレートにおける穴の必要とされる直径を最小化していることで
ある。
【0013】
本発明における実施の形態の以下の説明を添付図面とともに参照することによ
り、前述した本発明の特徴及び利点と、それを実現する方法とが、より明瞭とな
り、本発明はより理解されるであろう。 同一の部品番号は図面を通して同一の部品を示している。ここに例示したもの
は本発明における好適な実施の一つを形態を一例として示すものであって、この
例示は本発明の範囲を限定するものではない。
り、前述した本発明の特徴及び利点と、それを実現する方法とが、より明瞭とな
り、本発明はより理解されるであろう。 同一の部品番号は図面を通して同一の部品を示している。ここに例示したもの
は本発明における好適な実施の一つを形態を一例として示すものであって、この
例示は本発明の範囲を限定するものではない。
【0014】
本発明の詳細な説明
図1において、駆動アセンブリ12と、偏心式回転機構14と、工具アセンブ
リ16と、テンプレートアセンブリ18と、軸方向位置決め機構20(図6)と
ストローク調節機構22とを含んでいる、空気作動式ポータブルドリル10の手
工具装置が示されている。
リ16と、テンプレートアセンブリ18と、軸方向位置決め機構20(図6)と
ストローク調節機構22とを含んでいる、空気作動式ポータブルドリル10の手
工具装置が示されている。
【0015】
駆動機構12が、軸方向送り機構24と、スピンドルモータ26と半径方向オ
フセット機構28(図3)とを含んでいて、これらすべては単一のハウジング2
9に入っている。半径方向オフセット機構28が同心の円筒状外部スリーブ32
に配置された同心の円筒状内部スリーブ30を含んでいる。内部スリーブ30及
び外部スリーブ32は、お互いに対して回転可能である。スピンドルモータ26
のアクスルあるいはシャフト34がクラッチ36を貫通して延伸していて、内部
スリーブ30に回転可能に取りつけられている。
フセット機構28(図3)とを含んでいて、これらすべては単一のハウジング2
9に入っている。半径方向オフセット機構28が同心の円筒状外部スリーブ32
に配置された同心の円筒状内部スリーブ30を含んでいる。内部スリーブ30及
び外部スリーブ32は、お互いに対して回転可能である。スピンドルモータ26
のアクスルあるいはシャフト34がクラッチ36を貫通して延伸していて、内部
スリーブ30に回転可能に取りつけられている。
【0016】
偏心式回転機構14が、駆動アセンブリ12従って工具アセンブリ16を、主
軸40の周囲に回転するためのモータ38を含んでいる。 テンプレートアセンブリ18は、工作物46の表面に接触しているフランジ4
4付きスリーブ42(図4A)を含んでいる。スリーブ22の中心軸48は、工
作物46の表面に実質的に直交して方位されている。スリーブ42及びフランジ
44はボルト継手52によりテンプレート50に取りつけられている。工具アセ
ンブリ16は、差込みソケット54の使用によりスリーブ42にロックされてい
て、そのことによりドリル10の回転軸は、工作物46の表面に対し実質的に直
交して方位されている。
軸40の周囲に回転するためのモータ38を含んでいる。 テンプレートアセンブリ18は、工作物46の表面に接触しているフランジ4
4付きスリーブ42(図4A)を含んでいる。スリーブ22の中心軸48は、工
作物46の表面に実質的に直交して方位されている。スリーブ42及びフランジ
44はボルト継手52によりテンプレート50に取りつけられている。工具アセ
ンブリ16は、差込みソケット54の使用によりスリーブ42にロックされてい
て、そのことによりドリル10の回転軸は、工作物46の表面に対し実質的に直
交して方位されている。
【0017】
もう一つの実施の形態において、スリーブ56(図5A)はテンプレート50
における穴において、スリーブ56の回転軸48が工作物46の表面に実質的に
直交するように方位されている。スリーブ56は、ねじ継手又は摩擦継手又は接
着継手を使用して、テンプレート50に固定されてもよい。ポータブルドリル1
0は、図1に示すように差込みソケット54を使用してスリーブ56にロックさ
れていて、そのことにより回転軸は、工作物46の表面に実質的に直交して方位
されている。
における穴において、スリーブ56の回転軸48が工作物46の表面に実質的に
直交するように方位されている。スリーブ56は、ねじ継手又は摩擦継手又は接
着継手を使用して、テンプレート50に固定されてもよい。ポータブルドリル1
0は、図1に示すように差込みソケット54を使用してスリーブ56にロックさ
れていて、そのことにより回転軸は、工作物46の表面に実質的に直交して方位
されている。
【0018】
工具アセンブリ16は切削用工具58、工具ホルダ60及びねじ62を含んで
いる。工具のオーバーハングを最小化するために、テンプレート50は工具ホル
ダ60がテンプレート50の穴に送り込むことが出来るようになっている。その
場合、工具ホルダ60は小さな外径であることが所望される。なぜなら多くの場
合、穴の間隔が比較的せまい多数の穴を工作物46に機械加工することが所望さ
れるからである。すべての穴に適合するために、テンプレート50の穴は、工具
ホルダ60用の場所を作るために勝手に大きくすることは出来ない。従って、工
具ホルダ60を可能な限り小さなスペースとなるようにすることが所望される。
このことは、工具ホルダ60及び切削工具58に円錐面を設けることにより可能
となる。切削工具58は、後方端部から工具ホルダ60に取りつけられ、ねじ6
2により工具ホルダ60内部に締めつけられる。この概念により、テンプレート
の穴を余り大きくすることなく、工具ホルダ60をテンプレート50における穴
を通して送り込むことを可能にする、省スペースの形態を得ることを可能にして
いる。
いる。工具のオーバーハングを最小化するために、テンプレート50は工具ホル
ダ60がテンプレート50の穴に送り込むことが出来るようになっている。その
場合、工具ホルダ60は小さな外径であることが所望される。なぜなら多くの場
合、穴の間隔が比較的せまい多数の穴を工作物46に機械加工することが所望さ
れるからである。すべての穴に適合するために、テンプレート50の穴は、工具
ホルダ60用の場所を作るために勝手に大きくすることは出来ない。従って、工
具ホルダ60を可能な限り小さなスペースとなるようにすることが所望される。
このことは、工具ホルダ60及び切削工具58に円錐面を設けることにより可能
となる。切削工具58は、後方端部から工具ホルダ60に取りつけられ、ねじ6
2により工具ホルダ60内部に締めつけられる。この概念により、テンプレート
の穴を余り大きくすることなく、工具ホルダ60をテンプレート50における穴
を通して送り込むことを可能にする、省スペースの形態を得ることを可能にして
いる。
【0019】
後述する工具ホルダの概念は、省スペースの利点を提供していて、テンプレー
ト50に非常に大きな穴を必要とすることなく、テンプレート50を通して工具
ホルダ60を送ることを可能にしており、工作物46における穴間の間隔は図1
及び5の実施の形態において小さなものでよい。その場合、ドリル10が代りの
固定具(図4B)にロックされていて、その代りの固定具は、テンプレート50
において主な穴から離間して配置された二つの穴に、二つのねじ52により固定
されている。従ってテンプレート50の穴は、図4Bに示すように一体化されて
いてもよくて、テンプレート50における穴間の間隔が小さい場合適切なものと
なる。
ト50に非常に大きな穴を必要とすることなく、テンプレート50を通して工具
ホルダ60を送ることを可能にしており、工作物46における穴間の間隔は図1
及び5の実施の形態において小さなものでよい。その場合、ドリル10が代りの
固定具(図4B)にロックされていて、その代りの固定具は、テンプレート50
において主な穴から離間して配置された二つの穴に、二つのねじ52により固定
されている。従ってテンプレート50の穴は、図4Bに示すように一体化されて
いてもよくて、テンプレート50における穴間の間隔が小さい場合適切なものと
なる。
【0020】
軸方向位置決め機構20はねじ山付きリング64とスケール66を含んでいる
。図1に示すように切削工具58のチップを、工作物46から所定の距離に概略
位置決めすることは好ましいことである。このことは、ねじ山付きリング64に
より行なわれ、さらにポータブルドリル10のハウジング29が、リング64に
おいて前方部分65と後方部分67とに分割することを可能にしている。リング
64を回転することにより、ドリルハウジング29の前方部分65は前後に移動
し、その移動量はスケール66に指示される。
。図1に示すように切削工具58のチップを、工作物46から所定の距離に概略
位置決めすることは好ましいことである。このことは、ねじ山付きリング64に
より行なわれ、さらにポータブルドリル10のハウジング29が、リング64に
おいて前方部分65と後方部分67とに分割することを可能にしている。リング
64を回転することにより、ドリルハウジング29の前方部分65は前後に移動
し、その移動量はスケール66に指示される。
【0021】
ストローク調節機構22は、リング68(図7)、ロックねじ72、突起74
、アームあるいはラッチ76、及び戻り機構78を含んでいる。ストローク長さ
の機械加工操作は機構22により調節される。リング68はドリルハウジングに
回転可能に取りつけられている。リング68にはロッド70が取りつけられてい
る。ロッド70にはスロット(図示されていない)が備えられていて、ロッドの
軸方向位置が調節可能となっている。所望する位置はロックねじ72により固定
される。ロッド70に固定的に取りつけられた突起74は戻り機構78のアーム
76に接触していて、そのことによりドリル10が接触後リターンストロークと
なるようにしている。
、アームあるいはラッチ76、及び戻り機構78を含んでいる。ストローク長さ
の機械加工操作は機構22により調節される。リング68はドリルハウジングに
回転可能に取りつけられている。リング68にはロッド70が取りつけられてい
る。ロッド70にはスロット(図示されていない)が備えられていて、ロッドの
軸方向位置が調節可能となっている。所望する位置はロックねじ72により固定
される。ロッド70に固定的に取りつけられた突起74は戻り機構78のアーム
76に接触していて、そのことによりドリル10が接触後リターンストロークと
なるようにしている。
【0022】
操作にあたって、駆動機構12は切削工具58を軸送り方向に移動し、スピン
ドルモータ26が切削工具58をそれ自身の軸80の周囲で回転する。モータ3
8は駆動機構12を回転し、そのことにより切削工具58が主軸40の周囲で回
転する。
ドルモータ26が切削工具58をそれ自身の軸80の周囲で回転する。モータ3
8は駆動機構12を回転し、そのことにより切削工具58が主軸40の周囲で回
転する。
【0023】
工作物46に向かう軸方向送り動作は、円周キャビティ82に圧縮空気を供給
することで提供されている。駆動アセンブリ12が、前方に移動すると、もう一
つの円周キャビティ84に入っている駆動オイルを前方に押し、軸方向穴88を
介しての半径方向穴86と、もう一つの半径方向穴90と、穴92を通して、オ
イルの入っているシリンダ96のスペース94に流している。ピストン98は図
1における右側へ移動し、体積を増大している。このようにして油圧で減衰され
た軸方向運動が提供される。
することで提供されている。駆動アセンブリ12が、前方に移動すると、もう一
つの円周キャビティ84に入っている駆動オイルを前方に押し、軸方向穴88を
介しての半径方向穴86と、もう一つの半径方向穴90と、穴92を通して、オ
イルの入っているシリンダ96のスペース94に流している。ピストン98は図
1における右側へ移動し、体積を増大している。このようにして油圧で減衰され
た軸方向運動が提供される。
【0024】
軸方向移動速度は、穴92に関連するニードル100の位置を調節することに
より制御されてもよい。工作物46から遠ざかる軸方向送り動作(リターンスト
ローク)は圧縮空気を、チャンネル104を介して空気の入っているスペース1
02に供給することにより行なわれる。リターンストロークによるシリンダ96
における圧力増加は、弁106を開とし、オイルをキャビティ84に逆流し、そ
のことにより駆動アセンブリ12を工作物46から遠ざける圧力増加をもたらす
。この構造は、前進送り動作に比較してより迅速なリターンストロークを可能と
している。
より制御されてもよい。工作物46から遠ざかる軸方向送り動作(リターンスト
ローク)は圧縮空気を、チャンネル104を介して空気の入っているスペース1
02に供給することにより行なわれる。リターンストロークによるシリンダ96
における圧力増加は、弁106を開とし、オイルをキャビティ84に逆流し、そ
のことにより駆動アセンブリ12を工作物46から遠ざける圧力増加をもたらす
。この構造は、前進送り動作に比較してより迅速なリターンストロークを可能と
している。
【0025】
空気は、駆動アセンブリ12の外部スリーブ32における壁面要素の開口10
8を介して、スピンドルモータ26に供給される。空気は、続いてチャンネル1
10へ流れスピンドルモータ26の後方端部に流れ、さらにスピンドルモータ2
6を通過し、シャフト34を回転する。戻り流れは、出口112へ導入され、外
気へ流出する。出口112はスピンドルモータ26の中心軸に対して偏心的に回
転する。騒音レベル低減用の、シール114及び端面ピース116が、後方端部
に配置されている。
8を介して、スピンドルモータ26に供給される。空気は、続いてチャンネル1
10へ流れスピンドルモータ26の後方端部に流れ、さらにスピンドルモータ2
6を通過し、シャフト34を回転する。戻り流れは、出口112へ導入され、外
気へ流出する。出口112はスピンドルモータ26の中心軸に対して偏心的に回
転する。騒音レベル低減用の、シール114及び端面ピース116が、後方端部
に配置されている。
【0026】
外部スリーブ32は、内部スリーブ30に対して反転あるいは回転可能であっ
て、そのことにより切削工具58の回転軸80と、主軸40とが、二つのスリー
ブ30,32の間で180°相対回転されることにより、0(図8A)から最大
値(図8C)へ変更することができる。図8Aは12mmの工具58がゼロオフセ
ット位置である場合を示している。図8Cは、工具58が半径方向最大オフセッ
ト位置、即ち工具58が16mmの穴を機械加工するために2mmオフセットしてい
る場合を示している。
て、そのことにより切削工具58の回転軸80と、主軸40とが、二つのスリー
ブ30,32の間で180°相対回転されることにより、0(図8A)から最大
値(図8C)へ変更することができる。図8Aは12mmの工具58がゼロオフセ
ット位置である場合を示している。図8Cは、工具58が半径方向最大オフセッ
ト位置、即ち工具58が16mmの穴を機械加工するために2mmオフセットしてい
る場合を示している。
【0027】
スリーブ30,32間の相対運動はねじ118を回転することにより行なわれ
る(図8)。止めねじ120はスリーブ30及び32を所望する位置でロックす
る。オフセットを調節するために、ハウジング29の前方部分65が締めつけリ
ング122のロックを解除することにより移動される。
る(図8)。止めねじ120はスリーブ30及び32を所望する位置でロックす
る。オフセットを調節するために、ハウジング29の前方部分65が締めつけリ
ング122のロックを解除することにより移動される。
【0028】
駆動アセンブリ12回転し、そのことにより切削工具58を主軸40の周囲で
回転するために、大歯車124,126がモータ38の回転を駆動アセンブリ1
2へ伝動している。工具ホルダ60が駆動アセンブリ12の内部スリーブ30に
接続されていて、工具ホルダ60及び切削工具58が主軸40の周囲で回転され
る。
回転するために、大歯車124,126がモータ38の回転を駆動アセンブリ1
2へ伝動している。工具ホルダ60が駆動アセンブリ12の内部スリーブ30に
接続されていて、工具ホルダ60及び切削工具58が主軸40の周囲で回転され
る。
【0029】
空気は開口128を介して供給される。モータ38の速度は、開口128にお
ける調節用ニードル130により制御される。モータ38へ供給される空気出口
は図示されていない。
ける調節用ニードル130により制御される。モータ38へ供給される空気出口
は図示されていない。
【0030】
本発明が好適な構造を用いて説明されてきたが、本発明は本開示の精神及び範
囲内でさらに修正されてもよい。従ってこの応用は、本発明の一般原理を用いて
、本発明におけるどのような変更、又は使用、又は適用でも保護することを意図
しているものである。さらにこの応用は、この発明が属する公知あるいは通常の
技術にかかわるような本開示、および前述の特許請求の範囲にかかわる本開示か
らの逸脱を保護することを意図しているものである。
囲内でさらに修正されてもよい。従ってこの応用は、本発明の一般原理を用いて
、本発明におけるどのような変更、又は使用、又は適用でも保護することを意図
しているものである。さらにこの応用は、この発明が属する公知あるいは通常の
技術にかかわるような本開示、および前述の特許請求の範囲にかかわる本開示か
らの逸脱を保護することを意図しているものである。
【図1】
図1は、本発明における空気作動式ポータブルドリルの一つの実施の形態の断
面図である。
面図である。
【図2】
図2は、図1における空気作動式ポータブルドリルの工具アセンブリと駆動部
分との断面図である。
分との断面図である。
【図3】
図3は、図1における線3−3で切断した背面から見た断面図である。
【図4A】
図4Aは、図1におけるポータブルドリルのテンプレートアセンブリの一つの
実施の形態の断面図である。
実施の形態の断面図である。
【図4B】
図4Bは、図4Aにおけるテンプレートアセンブリの背面図である。
【図5A】
図5Aは図1における空気作動式ポータブルドリルのテンプレートアセンブリ
のもう一つの実施の形態の断面図である。
のもう一つの実施の形態の断面図である。
【図5B】
図5Bは図5Aにおけるテンプレートアセンブリの背面図である。
【図6】
図6は、図1における空気作動式ポータブルドリルの側面図である。
【図7】
図7は、図1における空気作動式ポータブルドリルの背面図である。
【図8A】
図8Aは、図1における線3−3で切断した、工具と内部スリーブと外部スリ
ーブの相対位置を示す断面概略図である。
ーブの相対位置を示す断面概略図である。
【図8B】
図8Bは、図8Aと同様な図であって、内部スリーブが図8Aにおけるその位
置に対して反時計方向に90°回転したものである。
置に対して反時計方向に90°回転したものである。
【図8C】
図8Cは、図8Aと同様な図であって、内部スリーブが図8Aにおけるその位
置に対して反時計方向に180°回転したものである。
置に対して反時計方向に180°回転したものである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY,
DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I
T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ
,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML,
MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K
E,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ,UG
,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,
RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM,AT,
AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,BZ,C
A,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK,DM
,DZ,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH,
GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,K
E,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS
,LT,LU,LV,MA,MD,MG,MK,MN,
MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,RO,R
U,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM
,TR,TT,TZ,UA,UG,UZ,VN,YU,
ZA,ZW
Claims (18)
- 【請求項1】 対象物に穴を機械加工するために、第一幅と工具軸を有する
切削工具を使用する手工具装置であって、該穴が該切削工具の該第一幅と少なく
とも同じ大きさの第2幅を有しており、そのことにより該工具軸が該対象物の表
面における所定位置を貫通している手工具装置において、該手工具装置が、空気
式駆動装置とモータとを具備していて: その空気式駆動装置は、 該切削工具を軸方向に移動するために形成された軸方向送り機構と、 該切削工具を該工具軸の周囲で回転するために形成されたスピンドルモータと
、 前記軸方向送り機構と前記スピンドルモータとの少なくとも一つを駆動するた
めの、圧縮ガスを受け入れるために形成された少なくとも一つのキャビティと、 該工具軸が主軸からオフセットするように、前記軸方向送り機構を半径方向に
移動するために形成された半径方向オフセット機構と、を含んでいて; そのモータは、 前記軸方向送り機構と該切削工具とを該主軸の周囲で回転するために形成され
ている; ところの手工具装置。 - 【請求項2】 前記スピンドルモータ及び前記半径方向オフセット機構が、
前記軸方向送り機構と一体に構成されているところの、請求項1に記載の手工具
装置。 - 【請求項3】 前記スピンドルモータが、空気式スピンドルモータを構成し
ているところの、請求項1に記載の手工具装置。 - 【請求項4】 前記軸方向送り機構が、空気式軸方向送り機構を構成してい
るところの、請求項1に記載の手工具装置。 - 【請求項5】 前記スピンドルモータが、該切削工具回転用のシャフトに取
りつけられていて、前記少なくとも一つのキャビティが前記スピンドルモータと
前記シャフトとの少なくとも一方を実質的に取り囲んで少なくとも一つの円周キ
ャビティを具備しているところの、請求項4に記載の手工具装置。 - 【請求項6】 前記軸方向送り機構が、ピストンにより隔離された対向して
いる二つのチャンバを有するシリンダを含んでいて、該二つのチャンバの一つが
、前記少なくとも一つの円周キャビティに流体連通しているところの、請求項5
に記載の手工具装置。 - 【請求項7】 前記半径方向オフセット機構が: 前記シャフトに対する固定された半径方向位置を、実質的に取り囲みかつ有し
ている内部スリーブと; 前記内部スリーブに対して、実質的に取り囲みかつ同心的に配置された外部ス
リーブであって、前記内部スリーブ及び前記外部スリーブがお互いに対して回転
可能である外部スリーブと; を含んでいるところの、請求項5に記載の手工具装置。 - 【請求項8】 加工面を有している対象物に穴を機械加工するための手工具
アセンブリにおいて、該手工具アセンブリが、テンプレートアセンブリと工具ア
センブリとを具備していて: そのテンプレートアセンブリは、 該対象物の該加工面に接触するために形成された前面を有していて、かつ前記
前面を貫通して延在している貫通孔を有しているテンプレートと、 前記貫通孔に実質的に整列している内部を有している環状のスリーブと、を含
んでいて; その工具アセンブリは、前記スリーブへ挿入されるべく形成されていて、その
ことにより穴を機械加工しており、 後方端部から前方端部に向けてテーパとなっているほぼ円錐形状を有している
工具ホルダであって、前記後方端部が後方開口部を有していて、前記前方端部が
前方開口部を有しており、前記前方開口部は前記後方開口部より小さくて、前記
前方開口部及び前記後方開口部は中央通路により接続されている工具ホルダと、 前記後方開口部に挿入され、前記中央通路を貫通して押し込まれかつ前記前方
開口部に部分的に押し込まれるべく形成された切削工具と、を含んでいる; ところの手工具アセンブリ。 - 【請求項9】 前記工具アセンブリが、前記切削工具を前記工具ホルダにロ
ックするべく形成されたロック装置をさらに具えているところの、請求項8に記
載の手工具アセンブリ。 - 【請求項10】 前記工具ホルダに固定的に取りつけられ、前記スリーブに
取りはずし可能に接続されるべく形成されているハウジングをさらに具備してい
る、請求項8に記載の手工具アセンブリ。 - 【請求項11】 前記ハウジングの内部周囲が、前記スリーブの外部周囲に
取りつけられているところの、請求項10に記載の手工具アセンブリ。 - 【請求項12】 前記ハウジングが、差込みソケットを介して前記スリーブ
に取りはずし可能に接続しているところの、請求項11に記載の手工具アセンブ
リ。 - 【請求項13】 前記スリーブが、前記テンプレートの前記貫通孔の中へし
っかりと受容されているところの、請求項8に記載の手工具アセンブリ。 - 【請求項14】 テンプレートが裏面を有していて、前記スリーブは少なく
とも一つの半径方向に延伸しているフランジを含んでおり、そのフランジは前記
テンプレートの前記裏面に係合する前面を有しているところの、請求項8に記載
の手工具アセンブリ。 - 【請求項15】 前記少なくとも一つのフランジを前記テンプレートに取り
つけている、少なくとも一つのボルト継手をさらに具備している、請求項14に
記載の手工具アセンブリ。 - 【請求項16】 手持形ドリル用軸方向送り制御装置において、該軸方向送
り制御装置が、切削工具と軸方向位置決め機構とストローク長さ調節機構とを含
んでいて: その切削工具は軸方向に延在していて; その軸方向位置決め機構は、 前記切削工具に接続する後方ハウジングと、 前記切削工具を少なくとも部分的に取り囲んでいる前方ハウジングと、 前記後方ハウジングと前記前方ハウジングとの少なくとも一方に取りつけられ
たリングであって、前記リングが前記後方ハウジングと前記前方ハウジングとの
もう一方に螺合的に連結しており、前記リングの回転が前記切削工具を前記前方
ハウジングに対して前記軸方向に移動するリングと、を含んでおり; そのストローク調節機構は、 前記切削工具の軸方向移動の方向を前進方向から後進方向反転するべく形成さ
れた戻り機構と、 前記戻り機構に接続され、前記戻り機構が作動されていない第一位置と、前記
戻り機構が作動されている第二位置との間で可動なラッチと、 前記切削工具の軸方向位置により変わる位置を有していて、前記ラッチに係合
するべく形成されており、そのことにより前記ラッチを前記第一位置から前記第
二位置へと移動する突起とを含んでいる; ところの軸方向送り制御装置。 - 【請求項17】 前記突起が、前記軸方向に実質的に延在している細長い要
素に配置されているところの、請求項16に記載の軸方向送り制御装置。 - 【請求項18】 前記ストローク調節機構が、前記後方ハウジングに対して
複数の軸方向位置における選択した一つの位置において、前記細長い要素をドリ
ルの前記後方ハウジングに、固定的に取りつけるべく形成されたロックねじを含
んでいるところの、請求項17に記載の軸方向送り制御装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US09/388,419 | 1999-09-01 | ||
US09/388,419 US6382890B1 (en) | 1999-09-01 | 1999-09-01 | Hand tool apparatus for orbital drilling |
PCT/SE2000/001641 WO2001015870A2 (en) | 1999-09-01 | 2000-08-25 | Hand tool apparatus for orbital drilling |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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