JP2003513809A - 置換可能な端部キャップを備えるインサート・ドリル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 開示されたインサート・ドリル（１０）はドリル本体（１２）そのものを備え、ドリル（１０）の回復を容易とすべく取外しおよび置換可能な端部キャップ（２６）に進入用の孔形成インサート（３４，３６，３８，４０）が取付けられている。端部キャップ（２６）のドリル本体（１２）への取付けは、端部キャップ（２６）およびドリル本体（１２）の整列された孔（５０，５０’、５２，５２’）に受入れられる２つの相当な大きさのピン（５４）であって、ピン（５４）の孔（５６）に係合可能な止めねじ（５８）によって固定されるピン（５４）によりなされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 ある苛酷な使用条件でのドリル作業、特に自動化された作業では、工具の進入
端部のインサートの鈍化が相当な長さの時間に亘り看過され、過剰な加熱作用の
結果として、工具の端部を事実上破壊するかもしれない。かかる用途に対しては
、工具、特に大径のドリル全体の損失に必然的に伴う出費を避けるために、イン
サート・ドリルを、置換可能な端部キャップを備えることで利用可能にすること
が望ましいであろう。

【０００２】 以前は、置換可能な端部キャップは厳しい役務のエンドミルに用いられ、典型
的には、多数の駆動ピンが工具本体に錨止され、且つ端部キャップの孔に受入れ
られた状態で端部キャップと工具本体との間を連結する円筒状プラグおよびソケ
ットを企図しており、組立体は、端部キャップに対応して明けられた孔を貫通し
て工具本体に螺合される中心キャップねじにより維持されていた。

【０００３】 かかる配列は、回転中心まで切削するのが要求され、且つ、ワークピースから
除去された切屑が孔から上昇され、または洗い流されるのを許容するのに必要な
切屑溝を設けるために、相当な量の工具素材が端部キャップから除去されねばな
らないドリルには役に立たない。

【０００４】 中心の両側に正反対に整列された切削用インサートを備える典型的なドリルで
は、連続する切屑溝の間に残存する端部キャップ素材が正反対に対立した素材の
塊部として同様に配置され、これは、それら自体を端部キャップと工具本体を連
結するための唯一利用可能な取付け場所として提供している。

【０００５】 本発明の目的は、連結用の駆動ピンと共にそれらの場所を利用し、端部キャッ
プがさらされる損傷からそれ自体保護されている容易な連結により、軸方向およ
び回転方向の外れに抗してドリルの端部キャップをドリル本体に固定することで
ある。

【０００６】 （発明の要約） 軸方向に整列可能な孔が、端部キャップの正反対に対立された塊部およびドリ
ル本体のそれぞれに、回転軸線に平行に穿孔され、各々の孔は２つの部材の接触
面に直交し軸方向に延びるピンの一端を受入れる。各ピンは、その表面に軸方向
に離間された２つの半径方向の窪みを有し、該窪みは円錐形であり、ピンの同じ
軸方向面内でピンの同じ側に配置されている。該窪みは、端部キャップおよびド
リル本体の孔がそれぞれ整列される半径の平面に直交して配置された止めねじの
円錐形ノーズによって、係合可能である。端部キャップおよびドリル本体の止め
ねじはそれぞれ、回転軸線に直交する同じ面内において反対方向からそれぞれの
本体内に入り、一方、各ピンに係合される止めねじは、回転軸線に平行な同じ面
内に配置され、且つピンの窪みの軸方向間隔よりも僅かに大きな集合距離だけ接
触面から軸方向に離間されている。止めねじをそれらのそれぞれのピンの窪みに
締込むと、ドリル本体に対する回転に抗して端部キャップをロックし、且つ接触
面の接触力を強める。

【０００７】 （好ましい実施形態の説明） 図１に示されているドリルは、切削直径が３インチ（７６．２ｍｍ）を僅かに
超え、全長が約１４．５インチ（３６８．３ｍｍ）、および、不図示の機械スピ
ンドルに取付けられたときの不支持長さが１０．５インチ（２６６．７ｍｍ）を
僅かに超えるかなり大きなドリル１０である。図示のように、円形のドリル本体
１２の取付け用端部は、一体のテーパ部１４と、自動工具交換装置による取扱い
のための周囲溝１８およびスピンドルの面上の駆動用棒キーを受入れる正反対に
対立されたノッチ２０を備える把持兼駆動フランジ１６と、をもたらすべく機械
加工されている。ドリルの中心孔２４のねじ付き部分２２（図３および４）は、
不図示である通常の把持器の摘みを受入れ、これにより工具がスピンドルの受入
れテーパ部内に緊密に引き込まれる。

【０００８】 中心孔２４は、ドリル本体の全長に亘り延在し、工具の自由端における端部キ
ャップ２６内に延び且つ終了している。そこで、それは２つのより小さく角度付
けられた孔２８に連結され、孔２８は機械スピンドルおよび把持器の摘みの中心
孔を通じて中心孔に導入される切削油を切削位置に配送する。

【０００９】 図示の実施の形態では、ドリル本体１２および端部キャップ２６は、端部キャ
ップ２６の切削面からドリル本体１２の側部に沿って軸方向に延在し、正反対に
位置された一対の切屑溝３０および３２をもたらすべく加工されている。端部キ
ャップの切削面においては、各切屑溝が、４つのエッジ付きの方形インサートと
して図示されている割出し可能なインサート３４，３６，３８および４０のため
の座をもたらすべく加工されている。なお、２つのインサートが各溝を占めてい
る。全てのインサートの切削エッジは、同一の直径方向面内において凸状の曲線
に配列されて、溝３０のインサート４０が周辺まで切削するとき、反対の溝３２
のインサート３６は中心まで切削し、インサートが集合的に回転中心から周辺ま
での連続する切削経路を一掃するように、回転中心からの半径方向変位がずらさ
れている。

【００１０】 図示の実施の形態では、工具本体の切屑溝３０内で端部キャップ２６から離れ
た点に位置された付加的インサート４２が設けられ、端部キャップの孔明け用イ
ンサート３４〜４０の貫通路によって形成された孔内で中ぐり仕上げ切削を行う
。

【００１１】 ドリル本体１２およびその端部キャップ２６は、工具の回転軸線に直交する平
坦な接触面４４において出会う。工具の両構成部品から、切屑溝３０および３２
を創造すべく素材を除去すると、残された素材はそれらの接触面４４において蝶
ネクタイ（図２および６）に類似した、すなわち、端部キャップの２つの正反対
に対立した塊部４６および４８とそれらの鏡像のドリル本体１２の対応部分４６
’および４８’の形態で残り、ドリルの両構成部品の塊部は回転中心においてむ
しろより幅狭く連結されている。

【００１２】 端部キャップの塊部の各々には、回転軸線に平行で、ドリル本体における同様
な孔５０’および５２’に精確に整列された滑らかな口径の孔５０および５２が
穿孔されている（図６および７）。構成部品の各々の２つの孔は、中心を切削す
るのに必要とされるインサート３６の切屑溝３２のより大きな断面のせいで、対
向する塊部がやや不均一な大きさであるので、精確な正反対の整列から幾らかオ
フセットされている。中心の両側における対向する塊部内に孔を最適に配置する
、すなわち、各塊部のほぼ重心で、回転中心から同じ半径に中心を置くことは、
他との正反対の整列から各々が僅かに角度をもって変位されることに帰す。

【００１３】 端部キャップおよびドリル本体の孔は、対として整列され、その各々は、３/
４インチ（１９．０５ｍｍ）直径で１０００分の４ないし６のクリアランスをも
たらす外径に仕上げ研磨されたクロム綱合金の円形連結ピン５４を受入れる。ピ
ンの長さは、ドリル本体および端部キャップの対の整列された孔５０と５０’お
よび５２と５２’の各々の組合された深さよりも約１０分の１インチ（２．５４
ｍｍ）短い。

【００１４】 連結ピン５４の各々には、軸方向に整列され、所定の距離離された中心上で、
そしてピンの各端部から所定の距離に、皿形に座ぐられた半径方向の孔５６が設
けられている。ピンの孔５６は、端部キャップ２６およびドリル本体１２の各々
に位置され、駆動ソケット６０を備えた頭無し止めねじ５８の円錐形ノーズを各
々が受入れるのを可能にすべく配置されている（図２）。各々のピンと係合可能
なドリル本体および端部キャップの止めねじは、工具の軸線方向に互いに整列さ
れ、それらの中心線は構成部品間の接触面４４と平行で、ピンの中心から回転中
心までの半径に対し直交している。

【００１５】 連結ピンの２つの止めねじ受入れ孔５６の所定の距離は、端部キャップ２６お
よびドリル本体１２がそれらの接触面４４で接触しているとき、それらと係合可
能な２つの止めねじ５８間の距離よりも小さい。止めねじの配置は、製造上の利
便性のために、その接触面から等距離である。ピン５４の孔５６の間隔およびそ
れらに係合可能な止めねじ５８の間隔は、約１０００分の２５インチ（０．６３
５ｍｍ）の最大に利用可能な引き代「Ｄ」（図８)をもたらすようにされている
。これは、端部キャップ２６をドリル本体１２に接触面４４において間断無く接
触させて維持するのに充分であり、接触は、ねじのクリアランスが取除かれ、止
めねじの円錐形ノーズがピンの孔５６の皿座ぐり面に密に係合された後の止めね
じの弾性的湾曲により維持される。

【００１６】 連結ピン５４は最初にドリル本体１２に収納され、そしてその止めねじ５８が
ピン５４の関連する孔５６に固く係合されることが企図されているので、ドリル
本体１２のピン受入れ孔５０’および５２’の深さは、止めねじ５８をピンの関
連する孔に整列させるのに必要とされるのより、１０００分の２５程大きい。端
部キャップ２６のピン受入れ孔５０および５２は、端部キャップの孔５０または
５２におけるピン５４の底付き無しに、接触面におけるドリル本体との緊密な係
合へと端部キャップの拘束されない引き込みを許容するために、工具本体内に着
座されたときのピンの露出長さよりも１０００分の５０だけ深い。

【００１７】 止めねじ５８が、それらのそれぞれの連結ピン５４に両方向から緊密に係合さ
れると、両者におけるそれぞれの孔でのピンのクリアランスが取除かれ、これに
より、端部キャップ２６は示された大きさのドリルで経験される苛酷なトルクの
下でのドリル本体１２との相対回転に対抗して固定される。円錐形の止めねじ５
８とそれらの関連する連結ピンの皿座ぐり孔５６との異なる間隔が、端部キャッ
プとドリル本体とをそれらの接触面４４において緊密に一緒に引き込むよう同時
に作用し、それらを一体のドリル工具の均等物に構成している。

【００１８】 新規且つ特許性ありと信じられる本発明の特徴は、添付の特許請求の範囲に述
べられている。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による置換可能な端部キャップを備えた割出し可能なインサート・ドリ
ルの斜視図である。

【図２】 図１のドリルの分解斜視図である。

【図３】 ドリルの側面図である。

【図４】 図３に示されたドリルの平面図である。

【図５】 図４に示されたドリルの幾分拡大された端面図である。

【図６】 連結ピンを適所に備えた端部キャップの背面図である。

【図７】 端部キャップを欠如したドリル本体の正面図である。

【図８】 用いられる２つの連結ピンの１つの平面図である。

【図９】 ピンの窪みを受ける止めねじの１つを示すべく部分的に破断された、図８のピ
ンの端面図である。

───────────────────────────────────────────────────── 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，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 置換可能な端部キャップを備えるインサート・ドリルであっ
   て、 工作機械のスピンドルにより軸線上で駆動回転するよう適合された一端部と取
   外し可能な端部キャップに駆動関係に連結するよう適合された反対側の端部とを
   有する概ね円形の工具本体、 該工具本体の前記反対側の端部に軸線に直交する平面で面接触する取外し可能
   な端部キャップ、を備え、 前記端部キャップおよび工具本体は、互いの延長部に複数の切屑溝をもたらす
   べく形成されており、 端部キャップの切屑溝の各々は、その半径方向に位置された少なくとも１つの
   置換可能な切削用インサートを受入れるべく形成され、回転中心からその周辺ま
   で半径方向に連続する集合的切削経路を端部キャップの他の切屑溝の各々の少な
   くとも１つのインサートと分担し、 前記工具本体は、前記接触する平面においてそこから軸方向に突出する、前記
   切屑溝と同数の複数の駆動ピンであって、前記端部キャップの本体に回転軸線と
   平行で且つ半径方向に変位されて形成された孔に受入れられ、且つ、連続する切
   屑溝の回転方向の間に位置される駆動ピンを有し、そして 前記端部キャップの止めねじであって、各々が、端部キャップを前記工具本体
   に面接触させ、工具本体に関して回転方向に不動に固定すべく、工具本体の前記
   駆動ピンの１つにロック係合するよう位置された止めねじ を備えることを特徴とする置換可能な端部キャップを備えるインサート・ドリル
   。
2. 【請求項２】 前記端部キャップと工具本体との切屑溝の数は２つであり、
   且つ、切削用インサートの数は該溝当り少なくとも２つであり、前記半径方向に
   連続する切削経路を集合的に一掃すべく、他の溝のインサートと正反対に整列さ
   れ、他の溝のインサートと半径方向にずれる関係で互いから離されていることを
   特徴とする請求項１に記載の置換可能な端部キャップを備えるインサート・ドリ
   ル。
3. 【請求項３】 前記工具本体から突出する駆動ピンは、各々が同様に前記接
   触する平面に直交する軸方向に工具本体の適合する孔に着座され、そして、それ
   に係合される止めねじにより工具本体に固定され、端部キャップおよび工具本体
   の止めねじはそれぞれ同一の平面に配置されている所与の駆動ピンに係合されて
   前記本体の外からアクセス可能であり、各々はその係合端部にその関連するピン
   の表面における同様な孔に係合可能な円錐形のカム面を有して、２つの本体の関
   連する孔内にピンをより深く付勢し、これにより止めねじが締付けられたとき、
   ２つの本体間の面接触を加圧して、２つの本体を相対回転に対抗して固定するこ
   とを特徴とする請求項１または２に記載の置換可能な端部キャップを備えるイン
   サート・ドリル。
4. 【請求項４】 所与の駆動ピンの窪みは、端部キャップおよび工具本体の関
   連する止めねじよりも、より近づいて離間されていることを特徴とする請求項３
   に記載の置換可能な端部キャップを備えるインサート・ドリル。