JP2013013965A - 孔あけ工具 - Google Patents

Abstract

【課題】メンテナンス作業を軽減することができる孔あけ工具を提供する。
【解決手段】移動軸(4)及び刃(2)を回転させながら第１の向き(A1)に移動させ続けて孔あけ面(S)に孔(H)をあけた後、材料が刃(2)の中に残っているとき、棒状要素(40)は、刃(2)の中に残っている材料によって移動部材(4)から第２の向き(A2)に突出した状態にある。次いで、移動軸(4)及び刃(2)を第２の向き(A2)に移動させると、棒状要素(40)の第２の端部(36b)がストッパ部(46)に当接して、棒状要素(40)が移動軸(4)及び刃(2)に対して第１の向き(A1)に移動し、刃(2)の中に残った材料を刃(2)から押出す。供給孔(48)から供給された切削液は、棒状要素(40)と移動軸(4)の間の隙間(G2,G3)、棒状要素(38)と刃(2)の間の隙間を通って、刃(2)に供給される。
【選択図】図７

Description

本発明は、孔あけ工具に関し、更に詳細には、切削液を円筒状の刃に供給する孔あけ工具に関する。

本発明に係わる孔あけ工具は、孔をあけるべき材料の孔あけ面にそれと垂直な軸線に沿う軸線方向に孔をあける中空円筒状の刃と、刃が取付けられ且つ刃と一緒に軸線方向に移動可能な中空の移動軸と、移動軸が軸線方向に移動可能に嵌合する貫通孔を有し且つ刃及び移動軸を軸線を中心に回転させる回転軸を有し、回転軸によって移動軸及び刃を回転させながら、移動軸によって、刃を下降させて、孔あけ面に孔をあける工具である。

従来、切削油等の切削液を円筒状の刃に供給する孔あけ工具が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された孔あけ工具では、ハウジングの上壁に設けられた切削油供給口と、それから移動軸の中に下方に延びる管を有し、切削油供給口に供給された切削油が管の中を通って移動軸の中に供給され、次いで、刃に向かって案内される。

また、特許文献１に記載された孔あけ工具は、円筒状の刃を回転させながら下降させて孔あけする際に円筒状の刃の中に残った円柱状又は円板状の切屑を、強制的に押出す機構を有している。具体的には、孔あけが終わって刃を上昇させたとき、刃の中心に配置されたセンターピンが上記管によって停止させられ、センターピンが停止した状態で刃が上昇し続けることにより、切屑が刃から押出される。

特開２００４−３９８９６７号公報

特許文献１に記載されている従来の孔あけ工具では、ハウジングに設けられた上記管が移動軸の中に延び、その中を通して切削液が供給されていた。この場合、ハウジングに固定されている上記管と、刃と一緒に回転する移動軸との間に、相対的な回転運動と摺動運動が生じ、管と移動軸との間に設けられたシールが磨耗し、シールを適宜交換する必要があった。また、従来の孔あけ工具では、管が曲がることがあり、その交換が必要なことがあった。

そこで、本発明の目的は、メンテナンス作業を軽減することができる孔あけ工具を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明による孔あけ工具は、孔をあけるべき材料の孔あけ面にそれと垂直な軸線に沿う軸線方向に孔をあける中空円筒状の刃と、刃が取付けられ、刃と一緒に軸線方向に移動可能な中空の移動軸と、移動軸が軸線方向に移動可能に嵌合する貫通孔を有し、且つ、移動軸及び刃を軸線を中心に回転させる回転軸と、回転軸を覆い、且つ、孔あけ面に対して固定されるハウジングと、移動軸及び刃の中に軸線方向に移動可能に配置され、孔あけ面側の第１の端部と、その反対側の第２の端部を有する棒状要素と、棒状要素の第２の端部が当接可能にハウジングに設けられたストッパ部と、を有し、移動軸及び刃を回転させながら移動軸及び刃を軸線方向のうちの第１の向きに移動させ続けて孔あけ面に孔をあけた後、孔あけした材料が刃の中に残っているとき、棒状要素は、刃の中に残っている材料によって移動部材から第１の向きと反対の第２の向きに突出した状態にあり、次いで、移動軸及び刃を第２の向きに移動させたとき、棒状要素の第２の端部がストッパ部に当接して、棒状要素が移動軸及び刃に対して第１の向きに移動し、刃の中に残った材料を刃から押出し、ハウジングは、切削液を供給するための供給孔を有し、供給孔から供給された切削液は、棒状要素と移動軸の間の隙間、及び、棒状要素と刃の間の隙間を通って、前記刃に供給されることを特徴としている。

上記のように構成された孔あけ工具によれば、移動軸及び刃を回転させながら移動軸及び刃を第１の向きに移動させ続けて孔あけ面に孔をあけた後、孔あけした材料が刃の中に残っているとき、棒状要素は、刃の中に残っている材料によって移動部材から第２の向きに突出した状態にある。棒状要素と移動軸の間には、切削液を供給するための隙間が設けられているので、棒状要素と移動軸の間にシールを設ける必要はない。従って、特許文献１に記載された孔あけ工具において管と移動軸との間に設けられたシールは不要であり、その結果、メンテナンス作業を軽減することができる。

本発明による孔あけ工具の実施形態において、好ましくは、棒状要素は中実である。

特許文献１に記載された従来の孔あけ工具では、ハウジングに設けられた上記管が曲がることがあった。これに対して、上記のように構成された孔あけ工具によれば、移動部材に対して相対移動する棒状要素が中実であるので、棒状要素がストッパ部材に当接するときの衝撃に対する耐性が向上し、棒状要素が曲がりにくくなっている。その結果、メンテナンス作業を軽減することができる。

本発明による孔あけ工具の実施形態において、好ましくは、移動部材と回転部材との間に、シール部材が設けられる。

このように構成された孔あけ工具によれば、回転部材と移動部材の間のシール部材において摺動部分が生じるが、移動部材は回転部材と一緒に回転するので、シール部材の磨耗は、移動部材と回転部材との間の軸線方向の相対移動によるものだけである。従って、特許文献１に記載された孔あけ工具の上記部分の磨耗よりも磨耗が軽減され、メンテナンス作業を軽減することができる。

本発明による孔あけ工具は、メンテナンス作業を軽減することができる。

本発明による孔あけ工具の正面図である。 刃が孔あけ面から離れた位置にあるときの図１の孔あけ工具の部分的な断面図である。 ラックを有するブラケットとピニオンを示す正面図である。 ラックを有するブラケットの左側面図である。 移動ハンドル及び中空軸を示す断面図である。 移動ハンドルの側面図である。 孔あけ後の図１の孔あけ工具の部分的な断面図である。

以下、図面を参照して、本発明による孔あけ工具の実施形態を説明する。

図１及び図２に示すように、孔あけ工具１は、孔をあけるべき材料の孔あけ面Ｓにそれと垂直な軸線１ａに沿う軸線方向Ａに孔Ｈをあける中空円筒状の刃２と、刃２が取付けられ且つ刃２と一緒に軸線１ａに沿って移動可能な中空の移動軸４と、移動軸４が軸線方向Ａに移動可能に嵌合する貫通孔６ａを有し且つ刃２及び移動軸４を軸線１ａを中心に回転させる回転軸６と、回転軸６を覆い且つ孔あけ面Ｓに対して固定されるハウジング８を有している。ハウジング８は、磁気式固定装置等の固定装置８ａを介して孔あけ面Ｓに取外し可能に固定されることが好ましい。本実施形態では、軸線方向Ａは、上下方向である。また、移動軸４及び刃２が孔あけ面Ｓに近づく方向を第１の向き又は下向きＡ１とし、第１の向きと反対の方向を第２の向き又は上向きＡ２とする。

孔あけ工具１はまた、回転軸６を回転させる回転駆動機構１０を有している。図２に示すように、回転駆動機構１０は、モータ１２と、その出力軸１２ａからの回転が伝達される平歯車１３と、平歯車１３が固定され且つ孔あけ面Ｓと平行な軸線１４を中心に回転可能な駆動軸１５と、駆動軸１５に固定された第１のベベルギヤ１６と、第１のべベルギヤ１６と噛合い且つ回転軸６に固定された第２のベベルギヤ１７を有している。回転軸６は、第２のベベルギヤ１７を軸線方向Ａに貫き、第２のベベルギヤ１７の両側に配置されたベアリング１８によって支持されている。

移動軸４は、例えば、スプラインを有し、回転軸６の貫通孔６ａは、このスプラインに嵌合する部分を有している。また、移動軸４は、刃２が着脱可能に固定されている第１の部分又は下部分４ａと、回転軸６の貫通孔６ａに沿って摺動自在な第２の部分又は上部分４ｂとを有している。下部分４ａの外径は、上部分４ｂの外径よりも大きくなっている。

孔あけ工具１はまた、移動軸４を軸線方向に移動させる移動機構２０を有している。図２〜５に示すように、移動機構２０は、移動軸４の下部分４ａに取付けられたブラケット２２と、ブラケット２２に設けられ且つ軸線方向Ａに延びるラック２３と、ラック２３に噛合うピニオン２４と、ピニオン２４が固定された中空軸２５と、中空軸２５を回転させる移動ハンドル２６とを有している。

ブラケット２２は、軸線１ａに対して垂直に延び且つベアリング２７を介して移動軸４に取り付けられた板状の横断部分２２ａと、軸線１ａと平行に延びる軸線方向部分２２ｂを有している。軸線方向部分２２ｂは、矩形の断面を有し、ハウジング８に設けられた矩形の孔２８に、軸線方向Ａに摺動自在に受入れられている。ラック２３は、ブラケット２２の軸線方向部分２２ｂに形成されている。

中空軸２５は、軸線１ａ及び軸線１４に対して垂直な軸線３０を中心に回転可能にハウジング８に支持され、且つ、ハウジング８内に収容されている。中空軸２５は、ハウジング８から突出せず、ハウジング８、中空軸の両側に孔８ｂを有することが好ましい。移動ハンドル２６は、中空軸２５の貫通孔２５ａに取外し可能に挿入される軸部２６ａと、軸部２６ａの端部からそれに対して垂直方向に延びるハンドル部２６ｂとを有している。軸部２６ａの断面は、例えば、六角形であり、中空軸２５の貫通孔２５ａの断面は、軸部２６ａに嵌合する形状を有している。軸部２６ａは、移動ハンドル２６を中空軸２５に挿入した後それから抜けにくくする引掛り部３２を有している。引掛り部３２は、例えば、中空軸２５にも受けられた凹部に向かってばねによって付勢される小さいボールである。

図７に示すように、移動軸４の貫通孔３４は、後述する刃２の取付け部２ｂを受入れる内径を有し且つ第１の端部又は下端３４ａから上向きＡ２に第１の段部３４ｃまで延びる第１の部分又は下部３４ｂと、第１の段部３４ｃから上向きＡ２に第２の段部３４ｅまで延び且つ下部３４ｂよりも小さい内径を有する第２の部分又は中間部３４ｄと、第２の段部３４ｅから上向きＡ２に第２の端部又は上端３４ｇまで延び且つ中間部３４ｄよりも小さい内径を有する第３の部分又は上部３４ｆとを有している。環状のシール部材３４ｈが、貫通孔３４の第１の段部３４ｃに当接するように挿入され、ストップリング３４ｉによって保持されている。

孔あけ工具１は更に、刃２及び移動軸４の中に軸線方向Ａに移動可能に配置された棒状要素３６を有している。棒状要素３６は、孔あけ面Ｓ側の第１の端部又は下端部３６ａと、その反対側の第２の端部又は上端部３６ｂを有している。本実施形態では、棒状要素３６は、主に刃２の中に配置されるセンターピン３８と、移動軸４の中に配置される棒部材４０とによって構成されている。従って、センターピン３８の孔あけ面Ｓ側の端部が第１の端部又は下端部３６ａを構成し、棒部材４０の孔あけ面Ｓ側と反対側の端部が第２の端部又は上端部３６ｂを構成する。センターピン３８と棒部材４０は、別部品で作られているが、作動中、互いに当接したままであるため、一体部品として作られてもよい。

刃２は、軸線１ａと同心の刃先を有する円筒状の刃本体２ａと、刃本体２ａから上向きＡ２に延び且つ移動軸４の貫通孔３４の下部３４ｂに嵌合して側方からネジ等によって固定される取付け部２ｂとを有している。取付け部２ｂは、その中心に軸線方向Ａに延びる円形のピン用貫通孔２ｃを有し、このピン用貫通孔２ｃに、センターピン３８が軸線方向Ａに摺動自在に挿入されている。

センターピン３８は、ピン用貫通孔２ｅに嵌合し且つ刃２よりも長い軸線方向長さを有する本体部３８ａと、本体部３８ａから上向きＡ２に延び且つ本体部３８ａよりも径が大きい拡径部３８ｂとを有している。本体部３８ａには、軸線方向Ａに延びる平らな面３８ｃが形成され、平らな面３８ｃと刃２のピン用貫通孔２ｃの間には、切削液が流れることが可能な隙間Ｇ１が形成される。それにより、移動軸４の貫通孔３４は、刃本体２ａの内部と連通する。拡径部３８ｂは、移動軸４の貫通孔３４に挿入されており、上述した棒部材４０と当接している。また、拡径部３８ｂは、それが下向きＡ１に摺動して刃２に当接するとき、センターピン３６の更なる下向きＡ１の摺動が阻止されると共に、拡径部３８ｂがシール部材３４ｈと全周にわたって係合して移動軸４の貫通孔３４と刃本体２ａの内部との連通を遮断するように構成されている。

棒部材４０は、貫通孔３４の中間部３４ｄの中を摺動可能な第１の部分又は下部４０ａと、貫通孔の上部３４ｆの中を摺動可能な第２の部分又は上部４０ｂを有している。下部４０ａの径は、上部４０ｂの径よりも大きくなっている。貫通孔３４の中間部３４ｄにおける棒部材４０の下部４０ａと移動部材４との間、及び、貫通穴３４の上部３４ｆにおける棒部材４０の上部４０ｂと移動部材４との間にはそれぞれ、切削液が流れることが可能な隙間Ｇ２、Ｇ３が形成されている。本実施形態では、上部３４ｆの断面は六角形である。

貫通孔３４の中間部３４ｄ内には、棒部材４０を移動軸４に対して下向きＡ１に付勢するばね４４が挿入されている。ばね４４は、第２の段部３４ｅと棒部材４０の下部４０ａとに当接した圧縮ばねである。

孔あけ工具１は更に、棒状要素３６の第２の端部３６ｂが当接可能にハウジング８に設けられたストッパ部４６を有している。本実施形態では、ハウジング８の壁に設けられたボルトヘッドであり、移動軸４の貫通孔３４の上部３４ｆ内に挿入可能な径を有している（図２参照）。また、ハウジング８は、好ましくはストッパ部４６の近傍に、切削液を供給するための供給孔４８を有している。切削液は、切削油であってもよいし、水溶性の切削液であってもよい。

移動軸４の、刃２と反対側の端部又は上端部には、回転軸６と移動軸４との間をシールするためのシール部材であるＯリング５０（図２参照）が設けられている。このＯリング５０は、移動ハンドル２６から手を離しても移動軸４が軸線方向Ａに自由に移動しないようにする摩擦力を付与する機能も有している。

次に、本発明による孔あけ工具の動作を説明する。

移動ハンドル２６が取り付けられていない場合には、移動ハンドル２６の軸部２６ａを、引掛り部３２が中空軸２５に引掛るようになるまで、中空軸２５の貫通孔２５ａに挿入することによって、移動ハンドル２６を中空軸２５に取付ける。中空軸２５の両側にハウジング８の孔８ｂが設けられているので、例えば、右利きまたは左利きの作業者に応じて、移動ハンドル２６を任意の側から中空軸２５に挿入することができる。また、軸部２６ａの断面が６角形であるので、中空軸２５の貫通孔２５ａに嵌合する任意の６つの角度で、移動ハンドル２６を中空軸２５に取り付けることができる。

図２に示すように、刃２が孔あけ面Ｓから離れた位置にあるとき、棒部材４０は、ばね４４によって移動軸４及び刃２に対して下向きＡ１に付勢され、センターピン３８は、刃２から突出している。棒部材４０の上部４０ｂは、貫通孔３４の上部３４ｆに位置している。また、センターピン３８の拡径部３８ｂは、刃２の取付け部２ｂに当接し、拡径部３８ｂとシール部材３４ｈの間の密封により、移動軸４の貫通孔３４と刃本体２ａの内部との流通が遮断され、切削液が移動軸４から刃２に流れないようになっている。

モータ１２を作動させ、回転軸６によって移動軸４及び刃２を回転させながら、移動ハンドル２６によって移動軸４及び刃２を下向きＡ１に移動させ、センターピン３８を材料に接触させる。更に、移動軸４及び刃２を下向きＡ１に移動させ続けると、棒部材４０がばね４４に抗して移動軸４及び刃２に対して上向きＡ２に移動し、移動部材４から上向きＡ２に突出した状態になる。また、センターピン３８の拡径部３８ｂは、刃２の取付け部２ｂから離れ、移動軸４の貫通孔３４と刃本体２ａの内部の間の切削液の流通が可能になる。

供給孔４８に切削液を、例えば手動で供給すると、切削液は、貫通穴３４の上部３４ｆにおける棒部材４０の上部４０ｂと移動部材４との間の隙間Ｇ３、移動部材４の貫通孔３４、貫通孔３４の中間部３４ｄにおける棒部材４０の下部４０ａと移動部材４との間の隙間Ｇ２、センターピン３８と刃２の間の隙間Ｇ１を通って、刃２の刃先に供給される。

移動軸４及び刃２を回転させながら、移動軸４及び刃２を更に下向きＡ１に移動させ続けることによって、孔あけ面Ｓに孔Ｈをあけることができる。

孔あけした材料（切屑）が切り離されて落下したとき、棒部材４０は、ばね４４によって移動軸４及び刃２に対して下向きＡ１に移動し、センターピン３８が再び刃２から突出する。また、センターピン３８の拡径部３８ｂは、刃２の取付け部２ｂに当接し、拡径部３８ｂとシール部材３４ｈの間のシールにより、移動軸４の貫通孔３４と刃本体２ａの内部との流通が遮断され、移動軸４から刃２への切削液の流れが停止される。

孔あけした材料（切屑）が切り離されても刃２の中に残って落下しないとき、棒部材４０は、刃２の中に残っている材料によって、移動軸４及び刃２に対して上向きＡ２に移動したままであり、移動軸４から突出したままである。

移動ハンドル２６によって、移動軸４及び刃２を上向きＡ２に移動させて戻すと、棒部材４０の第２の端部３６ｂがストッパ部４６に当接して、棒部材４０及びセンターピン３８が移動軸４及び刃２に対して下向きＡ１に移動し、センターピン３８が刃２の中の材料（切屑）を刃２から押出す。

このように構成された孔あけ工具１において、移動ハンドル２６の軸部２６ａが、中空軸２５に対して取外し可能である。移動ハンドル２６を取外したとき、中空軸２５は、ハウジング８から出張らない。これに対して、特許文献１では、ハンドルを取外したとき、ハンドル用の軸がハウジングから出張っている。従って、本発明による孔あけ工具１は、特許文献１に記載された孔あけ工具よりもコンパクトに収納することが可能である。

移動軸４の軸線方向Ａの移動は、ブラケット２２の軸線方向部分２２ｂによって案内される。軸線方向部分２２ｂは、板状であり、孔あけ工具１の幅方向にわたって延びている。従って、移動軸４の軸線方向Ａに対する傾きを確実に支持することが可能である。

棒部材４０が、移動部材４に対して軸線方向Ａに移動するとき、棒部材４０と移動部材の間に隙間Ｇ２、Ｇ３があるため、棒部材４０と移動部材４との間の磨耗はあまり生じない。また、棒部材４０は移動部材４と一緒に回転するので、棒部材４０と移動部材４との間に磨耗があるとしても、それは、棒部材４０と移動部材４の間の軸線方向Ａの相対移動によるものだけである。これに対して、特許文献１に記載された孔あけ工具において、ハウジングに固定された管と回転している移動軸との間の磨耗は、回転と軸線方向の相対移動の両方によるものである。したがって、本願発明による孔あけ工具のかかる部分の磨耗は、特許文献１に記載された孔あけ工具のかかる部分の磨耗よりも軽減される。なお、本実施形態において、Ｏリング５０のところに摺動部分があるが、移動部材４は回転部材６と一緒に回転するので、Ｏリング５０の磨耗は、移動部材４と回転部材６との間の軸線方向Ａの相対移動によるものだけであり、特許文献１に記載された孔あけ工具の上記部分の磨耗よりも軽減される。

また、棒部材４０は、中実材料で形成されている。従って、回転している棒状要素３６（棒部材４０）の第２の端部３６ｂがストッパ部４６に当接するときの両部材の衝撃に対する耐性は、特許文献１に記載された孔あけ工具において回転している中空の管に棒部材が当接するときの両部材の衝撃に対する耐性よりも大きくなる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

本実施形態において、軸線方向Ａは、上下方向であるが、切削液が供給孔４８から刃２に供給されれば、軸線方向Ａは、上下方向に対して斜めであってもよい。

また、本実施形態において、棒部材４０の上部４０ｂは、移動部材４の中に引込み可能であるが、常時、移動部材４から上向きＡ２に突出していてもよい。

１ 孔あけ工具
１ａ 軸線
２ 刃
４ 移動軸
６ 回転軸
６ａ 貫通孔
８ ハウジング
３６ 棒状要素
３６ａ 下端部（第１の端部）
３６ｂ 上端部（第２の端部）
３８ センターピン（棒状要素）
４０ 棒部材（棒状要素）
４６ ストッパ部
４８ 供給孔
５０ Ｏリング（シール部材）
Ａ 軸線方向
Ａ１ 下向き（第１の向き）
Ａ２ 上向き（第２の向き）
Ｇ１ 隙間
Ｇ２、Ｇ３ 隙間
Ｈ 孔
Ｓ 孔あけ面

Claims (3)

1. 孔あけ工具であって、
   孔をあけるべき材料の孔あけ面にそれと垂直な軸線に沿う軸線方向に孔をあける中空円筒状の刃と、
   前記刃が取付けられ、前記刃と一緒に前記軸線方向に移動可能な中空の移動軸と、
   前記移動軸が前記軸線方向に移動可能に嵌合する貫通孔を有し、且つ、前記移動軸及び前記刃を前記軸線を中心に回転させる回転軸と、
   前記回転軸を覆い、且つ、孔あけ面に対して固定されるハウジングと、
   前記移動軸及び前記刃の中に前記軸線方向に移動可能に配置され、孔あけ面側の第１の端部と、その反対側の第２の端部を有する棒状要素と、
   前記棒状要素の第２の端部が当接可能に前記ハウジングに設けられたストッパ部と、を有し、
   前記移動軸及び前記刃を回転させながら前記移動軸及び前記刃を前記軸線方向のうちの第１の向きに移動させ続けて前記孔あけ面に孔をあけた後、孔あけした材料が前記刃の中に残っているとき、前記棒状要素は、前記刃の中に残っている材料によって前記移動部材から前記第１の向きと反対の第２の向きに突出した状態にあり、次いで、前記移動軸及び前記刃を前記第２の向きに移動させたとき、前記棒状要素の第２の端部が前記ストッパ部に当接して、前記棒状要素が前記移動軸及び前記刃に対して前記第１の向きに移動し、前記刃の中に残った材料を前記刃から押出し、
   前記ハウジングは、切削液を供給するための供給孔を有し、前記供給孔から供給された切削液は、前記棒状要素と前記移動軸の間の隙間、及び、前記棒状要素と前記刃の間の隙間を通って、前記刃に供給されることを特徴とする、孔あけ工具。
2. 前記棒状要素は、中実であることを特徴とする、請求項１に記載の孔あけ工具。
3. 前記移動部材と前記回転部材との間に、シール部材が設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の孔あけ工具。

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