JP2011136415A - 穴あけ工具 - Google Patents

Abstract

【課題】動作性能に関して改善する穴あけ工具を提供する。
【解決手段】穴あけ工具は、少なくとも１つの穴あけ器本体（６）とそれに結合することができる穴あけ器ヘッド（４）とから構成された複数部品からなる穴あけ工具であって、穴あけ器本体（６）と穴あけ器ヘッド（４）との間に配置され、摺動部分を形成するために、穴あけ器本体（６）および穴あけ器ヘッド（４）の側面を越えて突出する環状領域（７８）を有する支持要素（７５）を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転切削工具、特に穴あけ工具であって、中心軸に沿って延在しかつドライバ接続（ｄｒｉｖｅｒ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）を介して互いに取外し可能に締結される受入部材および正面部材を備えた工具に関する。

工具は、概して、被加工物を機械加工する回転工具である。工具は、複数部品、特に２部品設計であり、受入部材および正面部材を備える。穴あけ工具の場合、受入部材は穴あけ本体であり、正面部材は穴あけヘッドである。フライス工具の場合、受入部材はフライスシャンクであり、正面部材はフライスヘッドである。中心軸（軸方向）に沿って延在するこれら２つの部材は、ドライバ接続を介して互いに取外し可能に締結される。ドライバ接続は、互いに別個でありかつ中心軸に対して偏心して配置される２つの継手対を有する。継手対の各々は、この場合、２つの噛み合う継手要素、すなわち、一方はドライバピンであり他方は前記ドライバピンを完全に包囲する受入ポケットである要素によって形成される。継手要素は、第１に、２つの部材の間でトルク力を伝達する役割を果たす。第２に、２つの継手要素はまた、２つの部材を互いに整列するように方向付ける役割を果たし、すなわち、２つの部材は、互いに対して、かつ中心軸に対して継手要素を介して心出しされる。

欧州特許出願公開第１５２４０５２Ａ号明細書は、穴あけヘッドおよび穴あけ本体を備えた穴あけ工具を開示している。穴あけヘッドと穴あけ本体との間に、中間ディスクが挿入されている。

欧州特許出願公開第１５２４０５２Ａ号明細書

本発明の目的は、冒頭で述べたタイプの工具であって、高トルクの伝達に対して設計されると同時に、受入部材にもたらす弱化が非常にわずかであり、それにより工具の安定した戻りを確実にする、ドライバ接続が改善された工具を特定することである。

この目的は、請求項１の特徴を有する工具により本発明に従って達成される。

本発明は、継手領域に、すなわち穴あけ器本体と穴あけ器ヘッドとの間の分割ラインの領域に支持要素を取り付けることにある。支持要素を、特別に適合された材料から製造することができ、支持要素は、継手領域において工具を特に安定化させる役割を果たす。支持要素は、穴あけ器本体および穴あけ器ヘッドの互いに対するあらゆる移動または振動を抑制する役割を果たす。特に、穴あけ器ヘッドおよび穴あけ器本体の対向する振動は、工具の振動摩耗を低減するために低減されるかまたは中和されるべきである。さらに、穴あけ器本体と穴あけ器ヘッドとの間の分割ラインの領域における固体伝搬音の伝達が低減されるかまたは除去される。この固体伝搬音の伝達が低減することによっても、工具の特性が改善する。

こうした工具は、特に、被加工物において著しい深さの横ボアに好適である。さらに、工具はまた、斜めのボア出口があるボアにも好適である。

第１構成では、支持要素は、穴あけ本体および穴あけヘッドの互いに隣接する端面に対して面平行なディスクとして構成される。このディスク状支持要素は、穴あけ器本体および穴あけ器ヘッドの側面を越えて摺動リング切片のように突出することが好ましく、したがって、ボア壁に対して穴あけ工具を支持する。このように、穴あけ器ヘッドの切削縁がボア壁を加工することができる間に、ボアにおける穴あけ工具の進路が安定化する。

支持要素のさらなる好ましい実施形態は、穴あけ器本体かまたは穴あけ器ヘッドの、あるいは同時に穴あけ器本体および穴あけ器ヘッドの側面に重なる、リング状一体形成部分を有する。この実施形態には、支持要素が、摺動リングのようにボア壁の広い領域を圧迫するという利点がある。さらに、面平行ディスクとして構成される基礎本体と環状一体形成部分とを有する支持要素のボウル状構成において、特に継手領域における穴あけ器本体および穴あけ器ヘッドの優れた取付けが確実になる。さらなる構成では、切屑の除去を最適化するために、支持要素に、穴あけ器本体および穴あけ器ヘッドに形成された溝に対応する凹部を設けることができる。支持要素のリング状一体形成部分の比較的広い外周面により、ボア壁において穴あけ器を案内するために特別な案内要素を取り付けることが可能になる。これら案内要素は、ストリップ状であるかまたは隆起していてもよく、あるいはボアにおける工具の同心状の移動を促進する他の形状で設計されることが可能である。これら案内要素を、リング要素の外面に一体的に埋め込むことができる。しかしながら、それらをリング要素に締め付けるように固定することも可能である。

さらなる構成では、支持要素は、特にリング状一体形成部分の領域においてコーティングを有することができる。このコーティングは、ボア壁に対するリングの外面の摩耗を防止するのに役立つことができる。コーティングはまた、工具の他の振動特性および伝達特性に影響を与えることも可能である。

本発明のさらなる実施形態では、リング状一体形成部分を、特に受入ボウルとしての構成において、同時に、曲げばねとして構成することができる。この構成では、リング要素は、ボア壁にばね力を加え、したがって、ばね力の作用により工具の中心位置からの工具のドリフトに対抗する。したがって、工具は、ボア壁において弾性的に案内される。このように、支持要素は、加工される被加工物に対する工具のための減衰部材を形成する。

以下、本発明の例示的な実施形態を、図面を参照してより詳細に説明する。図面では部分的に略図で示す。

支持要素を備える穴あけ工具の第１実施形態の部分の全体図を示す。 図１に示す穴あけ工具の組立分解図を示す。 図１による穴あけ器ヘッドの継手面の図を示す。 面平行ディスクとして設計された図１による支持要素の図を示す。 図１からの穴あけ器本体の継手面の平面図を示す。 穴あけ器本体と両面受入ボウルを有する支持要素との組立分解図を示す。 穴あけ器本体の方向において有効な受入ボウルを備えた支持要素を有する、図６からの組立分解図を示す。 拡大した受入ボウルを備えた支持要素の、図７に示す例示的な実施形態に比較して変更された例示的な実施形態を示す。 環状一体形成部分の外周面に案内要素を有する支持要素の実施形態を示す。 曲げばねとしてかつ受入ボウルとして構成された環状一体形成部分の実施形態を示す。 図１０に示しかつ曲げばねとして構成されたリング状一体形成部分の断面を示す。

図面において、同じ効果を有する部材には、同じ記号を与えている。以下、さまざまな変形実施形態において、ドライバ接続を、穴あけ工具に関して説明する。ドライバ接続を、概して、他の切削工具にも、工具の２つの部材を結合するために適用することができる。さまざまな変形および設計構成に関して後述する個々の特徴を、それらが相互に排他的でなければ、互いに結合することも可能である。

図１の穴あけ器ヘッド４は、その切削側６２に、周縁において互いに対向する穴あけ点１０および２つの切削先端１２を有している。さらに、穴あけ器ヘッド４の領域には、冷却剤通路６５および締結手段６６が設けられている。締結手段６６は、たとえば、切削先端１２を締結するか、または切削先端ホルダ等を締結する役割を果たす。

ヘッド継手側６７は、穴あけ器ヘッド４の切削側６２から離れている。ヘッド継手側６７は、穴あけ器本体６に面する、穴あけ器ヘッド４の端面を有している。ヘッド継手側６７のこの端面から、例示的な実施形態では、２つのドライバピン１８が、ヘッド継手側６７から穴あけ器本体６の方向において突出している。ドライバピン１８は、この場合もまた、冷却剤通路６５の後方開口部を有している。

穴あけ器本体６の穴あけ器ヘッド４に面する側は、シャンク継手側７０である。シャンク継手側７０およびヘッド継手側６７は、穴あけ器本体６と穴あけ器ヘッド４との間に継手領域を形成する。シャンク継手側７０の面に、ドライバピン１８に対して相補的であるように設計された２つの受入ポケット２０が形成されている。この場合もまた、受入ポケット２０に冷却剤通路６５があり、前記冷却剤通路６５は、最終的に組み立てられた状態で穴あけ器ヘッド４の冷却剤通路６５と整列する。したがって、冷却剤通路６５は、穴あけ工具全体を通る。最後に、穴あけ器ヘッド４および穴あけ器本体６はともに、各々心出しボア７２を有している。穴あけ器ヘッド４および穴あけ器本体６のフランク７３と、フランク７３の間に組み込まれたらせん状溝１５も示されている。

穴あけ器本体６の工具取付け端（図には示さず）は、穴あけ器本体６のシャンク継手側７０から離れている。工具取付け端により、穴あけ器本体６は、穴あけ工具の適所に締め付けられる。

図１および図２による例示的な実施形態では、面平行板として設計された支持要素７５が、穴あけ器ヘッド４と穴あけ器本体６との間に配置されている。支持要素７５は、ドライバピン１８の外側輪郭に対応する貫通開口部７６を有している。貫通開口部７６により、支持要素７５は、簡単に穴あけ器ヘッド４上に滑り込み、ドライバピン１８は、貫通開口部７６で支持要素７５を貫通する。したがって、ドライバピン１８は、支持要素７５と形状嵌合（ｆｏｒｍ ｆｉｔ）を形成する。工具の図１に示す最終的な組立てのために、ドライバピン１８は、まず、貫通開口部７６を貫通し、穴あけ器本体６の受入ポケット２０と形状嵌合で係合する。支持要素７５は、心出しボア７２も有している。さらに、支持要素７５は、溝１５に対応する凹部７７を有している。

図１の図から、支持要素７５が、穴あけ器ヘッド４および穴あけ器本体６の、フランク７３によって形成される側面を越えて突出することが分かる。したがって、最終的に組み立てられた穴あけ工具では、支持要素７５は、突出環状領域７８を形成し、それは、穴あけ工具、すなわち穴あけヘッド４および穴あけ本体６の外囲面を越えて突出する。穴あけ動作中、支持要素７５は、この環状領域７８でボア壁を圧迫し、したがって、工具をボア壁に対して案内する。

図６の組立分解図は、図１〜図５と同じ穴あけ器本体６を示す。図６による例示的な実施形態では、支持要素７５は、リング状一体形成部分７９を有する。一体形成部分７９は、穴あけ器ヘッド４のヘッド継手側６７と穴あけ器本体６のシャンク継手側７０との両方に、穴あけ工具の中心軸８の方向において部分的に重なる。したがって、図６に示す支持要素７５は、穴あけ器ヘッド４のヘッド継手側６７と穴あけ器本体６のシャンク継手側７０との両方を受け入れる両面受入ボウルを形成する。

それとは対照的に、図７に示す支持要素７５の例示的な実施形態は、環状一体形成部分７９のみを有し、それは、穴あけ工具の中心軸８の方向において穴あけ器本体６のシャンク継手側７０に向かって延在する。言い換えれば、環状一体形成部分７９は、穴あけ器本体６のシャンク継手側７０のみに重なり、同時に、面平行板として穴あけ器ヘッド４のヘッド継手側６７を圧迫する。

それとは対照的に、図６に示す例示的な実施形態における環状一体形成部分７９は、穴あけ器本体６のシャンク継手側７０と穴あけ器ヘッド４のヘッド継手側６７との両方に部分的に重なり、したがって、穴あけ器本体６のシャンク継手側７０と穴あけ器ヘッド４のヘッド継手側６７との両方に対する両面受入ボウルを形成する。一方、図７による例示的な実施形態は、穴あけ器本体６用の１つの受入ボウル、すなわち穴あけ器本体６のシャンク継手側７０のみを形成する。

図８に示す例示的な実施形態は、この場合もまた、穴あけ器本体６に関してのみ有効な受入ボウルと、穴あけ器ヘッド４を圧迫する面平行板とを有する支持要素７５を示す。図７に示す例示的な実施形態とは対照的に、この例示的な実施形態では、環状一体形成部分７９は、穴あけ器本体６のシャンク継手側７０に、大幅に大きく重なる。工具が組み立てられると、中心軸８の方向における一体形成部分７９の広がりは、図７に示す提示的な実施形態より大幅に大きくなる。このように、環状一体形成部分７９に案内要素８１を配置することが可能である。

図９に示す例示的な実施形態は、こうした案内要素８１の例として、環状一体形成部分７９に対で取り付けられたガイドスタッドを示す。これら案内要素８１は、加工プロセス中にボア壁を摺動する。

図１０に示す例示的な実施形態は、この場合もまた、穴あけ器本体６の方向にのみ有効な受入ボウルを有する支持要素７５を示す。この場合、環状一体形成部分７９は、曲げばねとして構成される。この目的で、環状一体形成部分７９に、ばねスロット８２が作成される。さらに、図１１の図から、案内要素８１が、穴あけ器本体６から環状一体形成部分７９内に押し込まれることも分かる。そのばね作用により、環状一体形成部分７９は、中心軸８に対して横切る横方向８３において穴あけ工具に弾性的に取り付けられる。したがって、支持要素７５は、曲げばね要素として設計される。

当然ながら、穴あけ器本体６に関連する受入ボウルとしての支持要素７５の構成に関して、図７〜図１０のすべての実施形態を、穴あけ器ヘッド４に等しく適用することも可能である。両面に作用する受入ボウルが、穴あけ器本体６のシャンク継手側７０のみでなく、穴あけ器ヘッド４のヘッド継手側６７のより狭い領域にも部分的に重なる構成も考えられる。

２ 穴あけ工具
４ 穴あけ器ヘッド
６ 穴あけ器本体
８ 中心軸
１０ 穴あけ器点
１２ 切削先端
１４ 排出開口部
１５ 溝
１６ 締付ねじ
１８ ドライバピン
２０ 受入ポケット
２２、２２’ 冷却剤ボア
２４、２４’ 締付ボア
２６ 冷却剤通路
２８ 外側支持面
３０ ドライバ面
３２ 補償要素
３４ 締付シャンク
３６ シャンクレセプタクル
３８ 無頭止めねじ
４０ 工具
４２ 貫通孔
４４ レセプタクル
４６ 棒先
４８ 締付ピン
５０ 受入開口部
５２ 締付要素
５４ 凹部
６２ 切削側
６５ 冷却剤通路
６６ 締結手段
６７ ヘッド継手側
７０ シャンク継手側
７２ 心出しボア
７３ フランク
７５ 支持要素
７６ 貫通開口部
７７ 凹部
７８ 環状領域
７９ 一体形成部分
８１ 案内要素
８２ ばねスロット
８３ 横方向
ｒ_１、ｒ_２ 曲率半径
α 回転角度

Claims (10)

1. 少なくとも１つの穴あけ器本体（６）と前記穴あけ器本体（６）に結合することができる穴あけ器ヘッド（４）とから構成される、複数部品からなる穴あけ工具であって、
   前記穴あけ器本体（６）と前記穴あけ器ヘッド（４）との間に支持要素（７５）が配置され、
   摺動部分を形成するために、前記支持要素（７５）が、前記穴あけ器本体（６）および前記穴あけ器ヘッド（４）の側面を越えて突出する環状領域（７８）を有することを特徴とする、穴あけ工具。
2. 前記支持要素（７５）が、穴あけ器本体（６）および穴あけ器ヘッド（４）の、継手領域において互いに割り当てられた、端面に対して面平行なディスクを備えることを特徴とする、請求項１に記載の穴あけ工具。
3. 前記支持要素（７５）上のリング状一体形成部分（７９）は、前記継手領域における前記穴あけ器本体（６）または前記穴あけ器ヘッド（４）の前記側面の一方、あるいは前記穴あけ器本体（６）または前記穴あけ器ヘッド（４）の前記側面の両方に部分的に重なることを特徴とする、請求項２に記載の穴あけ工具。
4. 前記ディスクおよび前記一体形成部分（７９）が、各々、前記継手領域において前記穴あけ器本体（６）および前記穴あけ器ヘッド（４）の端部のための受入ボウルを形成することを特徴とする、請求項３に記載の穴あけ工具。
5. 前記穴あけ器本体（６）および前記穴あけ器ヘッド（４）に形成された溝（１５）に対応する凹部（７７）が形成されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の穴あけ工具。
6. ボア壁において前記穴あけ工具を案内するために、前記リング状一体形成部分（７９）の外周面上に案内要素（８１）が形成されることを特徴とする、請求項３〜５のいずれか一項に記載の穴あけ工具。
7. 前記支持要素（７５）が少なくとも部分的にコーティングされることを特徴とする、請求項３〜６のいずれか一項に記載の穴あけ工具。
8. 前記リング状一体形成部分（７９）の前記外周面上に摩耗抑制コーティングされることを特徴とする、請求項７に記載の穴あけ工具。
9. 前記リング状一体形成部分（７９）の前記外周面上に摩耗抑制要素が形成されることを特徴とする、請求項３〜８のいずれか一項に記載の穴あけ工具。
10. 前記リング状一体形成部分（７９）が曲げばねとして構成されることを特徴とする、請求項３〜９のいずれか一項に記載の穴あけ工具。

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