JP2022095063A - 孔あけ皿取り加工用の工具および補助具 - Google Patents

Abstract

【課題】孔あけおよび皿取りのいずれも可能なドリルを備えた工具を使用して、孔あけの加工精度のみならず皿取りの加工精度をも担保しつつ、孔あけから皿取りまでを一度に終えて作業効率を向上させることが可能な工具および補助具を提供すること。【解決手段】孔あけおよび皿取りに対応するドリル２を備えた工具１は、ドリル２のガイドおよびワーク８の保持が可能なヘッド１０と、ドリル２による加工の進行に伴いドリル２に対してヘッド１０を所定のストロークＳｔにて相対的に移動させる直動機構３１と、ストロークＳｔの終端部において受け部４Ｄに突き当たることにより、加工中のドリル２をガイドするヘッド１０の変位を規制するストッパ５０と、を備える。【選択図】図２

Description

本開示は、例えばナットプレートが取り付けられるワークに対する孔あけおよび皿取り加工に用いられる工具および補助具に関する。

ナットプレートが取り付けられるワークへの一対の孔の加工に用いられる工具が用いられている（例えば、特許文献１，２）。特許文献１，２に記載された工具は、駆動源としてのエアモータおよび一対のドリルを含む加工機構と、一対のドリルをワークに位置決めするクランプ機構とを備えている。

クランプ機構の先端のヘッドには、ワークに既に穿孔された孔に対応するコレット要素が設けられるとともに、一対のドリルをそれぞれ加工中にガイドするガイド孔が形成されている。当該ヘッドがクランプ機構に備わるエアシリンダにより後方へ（ドリルの基端側へ）駆動されると、コレット要素によりワークがヘッドに保持される。
さらに、一対のドリルを軸回りに回転駆動しながら、ワークを保持した状態のヘッドをエアシリンダにより後退させると、ワークに対して前進する一対のドリルにより同時に孔あけが行われ、孔あけに続いて各孔の皿取り加工が行われる。各孔に挿入されるリベット等を用いて、ナットプレートがワークに取り付けられる。

特開平５－１６９３０６号公報 米国特許第６２０００７５号公報

ナットプレート用工具により加工された皿の深さのばらつきが大きいため、皿取りの加工精度が要求精度に対して十分でない場合は、当該工具により孔あけまで行った後、別の工具（マイクロストップカウンタ等）を使用して皿取り加工を行うことで、皿取りの加工精度を担保することができる。しかしながら、孔あけ工程と皿取り工程とが分断されるため、無駄な作業時間が発生してしまう。
特に航空機の分野においては、空気抵抗の低減等の観点から、皿取り加工に要求される加工精度が高い。

本開示は、孔あけおよび皿取りのいずれも可能なドリルを備えた工具を使用して、孔あけの加工精度のみならず皿取りの加工精度をも担保しつつ、孔あけから皿取りまでを一度に終えて作業効率を向上させることが可能な工具および補助具を提供することを目的とする。

ところで、工具の可動部には加工時に必要なガタが設定されている。ナットプレート用工具の皿取り加工により形成された皿の深さ等がばらつく原因を本開示の発明者が調査したところ、クランプ機構のシリンダに対するピストンのガタ（嵌め合い公差）によりヘッドが傾くことで、皿の深さが設定値よりも大きくなることが確認された。
これを図１０Ａおよび図１０Ｂに示す例を参照して説明する。クランプ用シリンダのピストンロッド９１にはヘッド９２が結合されている。ドリル９３は加工時にはヘッド９２に設けられたドリルブッシュにより、ドリルブッシュの軸線方向にガイドされる。

ピストンロッド９１のガタによりヘッド９２が一点鎖線で示すように傾くと、ヘッド９２によりガイドされているドリル９３の位置に影響する。ヘッド９２が、ピストンロッド９１の長さに応じた変位量で傾くと、例えば、ドリル９３の位置が、図１０（ａ）に示すように工具の縦方向には最大で寸法ｙ１の範囲においてばらつき、図１０（ｂ）に示すように工具の横方向には最大で寸法ｘ１の範囲においてばらつく。
皿取り時にドリル９３の位置が規定の位置からずれると、皿の深さや角度がばらついてしまう。

皿深さがばらつく原因の調査を経て、本開示の発明者は、工具のガタを加工に必要な限度で残しつつも、ストロークの終端近傍におけるガタは極力抑えて、皿取り加工時のドリルの位置を一定の位置に定める着想を得た。

上記の着想によりなされた本開示の孔あけおよび皿取り用の工具は、孔あけおよび皿取りに対応するドリルを備えた工具であって、ドリルのガイドおよびワークの保持が可能なヘッドと、ドリルによる加工の進行に伴いドリルに対してヘッドを所定のストロークにて相対的に移動させる直動機構と、ストロークの終端部において受け部に突き当たることにより、加工中のドリルをガイドするヘッドの変位を規制するストッパと、を備える。

また、本開示は、孔あけ皿取り用の工具に装着可能な補助具であって、工具が、孔あけおよび皿取りに対応するドリルのガイドおよびワークの保持が可能なヘッドと、ドリルによる加工の進行に伴いドリルに対してヘッドを所定のストロークにて相対的に移動させる直動機構と、を備えるところ、補助具は、ストロークの終端部において受け部に突き当たることにより、加工中のドリルをガイドするヘッドの変位を規制するストッパに相当する。

本開示によれば、ストローク終端部においてストッパが受け部に突き当たることにより、孔あけ皿取り加工の最後では、ヘッドの支持点が増えることで工具のガタが制限されるため、ヘッドの傾きが規制される。そうすると、加工の最後でヘッドによりガイドされてワークを皿取りするドリルの位置を一定にすることができるので、孔の皿の深さや角度のばらつきを抑えて、皿取りに要求される加工精度を担保することができる。
本開示の工具により、孔あけの加工精度に加えて皿取りの加工精度が担保されるので、皿取り用の他の工具に持ち替えることなく、本開示の工具のみを使用して皿付き孔を一度に加工することができる。したがって、孔あけ皿取りの加工に要する時間の短縮を図り、生産性を向上させることができる。

第１実施形態に係る孔あけ皿取り工具を示す側面図である。 図１の工具のヘッドが待機位置からストロークの終端部まで駆動される様子を示す上面図である。 図１の工具により孔あけおよび皿取りの加工が行われるワークを示す平面図である。 図３Ａのワークにリベットを用いて複数のナットプレートが取り付けられた状態を示す斜視図である。 図１の工具に備えられているヘッドおよびストッパを示す斜視図である。 図４のヘッドに組み付け可能な２つの保持アセンブリおよび係止部を示す図である。２つの保持アセンブリは、それぞれのマンドレルの径が相違している。 図５に示す保持アセンブリの一つの分解側面図である。 第２実施形態に係る孔あけ皿取り工具を示す上面図である。 図７Ａの工具に装着されている補助具を示す斜視図である。 第３実施形態に係る孔あけ皿取り工具を示す上面図である。 図８Ａの工具に装着されている補助具を模式的に示す斜視図である。 第４実施形態に係る孔あけ皿取り工具、および当該工具に装着されている補助具を模式的に示す上面図である。 従来の工具の縦方向のガタによるヘッドやドリルの変位量を示す図である。 従来の工具の横方向のガタによるヘッドやドリルの変位量を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら、実施形態について説明する。
［第１実施形態］
図１および図２に示す孔あけ皿取り工具１は、ドリル２と、ドリル２を回転駆動する駆動機構Ｄと、ドリル２およびワーク８（図３Ａ）を相対的に移動させる送り機構３と、ハウジング４とを備えている。
ハウジング４には、把持部４Ａと、トリガ４Ｂと、圧縮空気の供給源に図示しないホース等を介して接続される供給部４Ｃとが設けられている。

孔あけ皿取り工具１（以下、工具１）によれば、孔あけおよび皿取りの加工精度が担保されていることにより、例えば図３Ａに示す板状のワーク８に対して、２つの孔８１，８２を同時に、かつ孔あけから皿取りまでを一度に行うことができる。孔８１，８２の孔あけおよび皿取り加工は、孔８１，８２を加工するワーク８上の位置の中間に既に形成されている保持孔８０を用いて、ワーク８とドリル２とを位置決めしながら行われる。

ワーク８には、例えば図３Ｂに示すように、ナットプレート８４がリベット８５により取り付けられる。リベット８５は、工具１により加工された孔８１，８２にそれぞれ挿入される。孔８１，８２のそれぞれの位置および径の精度のみならず、皿８１Ａ，８２Ａの深さや角度の精度が基準を充たすことが要求される。
ワーク８が航空機の機体を構成する部材である場合は、皿の深さや角度を含めた要求加工精度が特に高い。皿８１Ａ，８２Ａの深さや角度はワーク８の表面からリベット８５が突出する量に影響を与えるから、ワーク８に取り付けられる部材との間にギャップ（隙間）を生じさせかねない。
本実施形態は、航空機の部材に適用する加工に要求される精度をも担保可能な孔あけ皿取り工具１を提供する。

〔駆動機構〕
ハウジング４に収容されている駆動機構Ｄについては概要のみを説明し、具体的な図示を省略する。
駆動機構Ｄは、図示しない圧縮空気の供給源から供給される圧縮空気により動作するエアモータと、エアモータにより発生させた回転駆動力をドリル２に伝達する歯車列とを含む。エアモータは、トリガ４Ｂの操作により、供給部４Ｃを通じて供給される圧縮空気により動作する。

〔ドリル〕
一対のドリル２は、ハウジング４の上部から前方へ平行に延びている。本明細書では、一対のドリル２が並んでいる方向のことを左右方向（ｘ方向）と称する。
また、本明細書では、ドリル２の軸線方向のことを前後方向（ｚ方向）と称する。その場合は、ドリル２の先端側を「前」、ドリル２の基端側を「後」と称する。
さらに、上下方向（ｙ方向）は、図１の紙面における上下方向に従い、当該紙面における上側を「上」、下側を「下」と称するものとする。

図２に示すように、各ドリル２は、軸周りに駆動されるシャフト２１と、シャフト２１に支持されたドリル本体２２とを備えている。ドリル本体２２の先端側には、孔あけに対応した刃２２Ａと、皿取りに対応した刃２２Ｂとが形成されている。
ドリル２の加工開始時の位置Ｓｔ１から加工終了時の位置Ｓｔ２までの前後方向のストロークＳｔは、調整ノブ２３（図１）により調整可能となっている。

〔送り機構〕
送り機構３（図１および図２）は、ドリル２のガイドおよびワーク８の保持（クランプ）が可能なヘッド１０と、ドリル２に対してヘッド１０をストロークＳｔにて相対的に送る直動機構としてのエアシリンダ３１と、送り速度を調整可能なオイル式ダンパー３２と、ストロークＳｔの終端部Ｓｔ２においてヘッド１０の変位を規制するストッパ５０とを備えている。

工具１は、特に皿取りの加工精度を担保するため、ヘッド１０の変位を規制するストッパ５０を備えている。また、工具１は、ヘッド１０に対して容易に着脱可能な保持機構４０を備えている。
ストッパ５０、ヘッド１０、およびヘッド１０に備わる部材のいずれも、適宜な金属材料を用いて形成することができる。

エアシリンダ３１は、供給部４Ｃを通じて供給される圧縮空気により動作する。
エアシリンダ３１のピストンロッド３１Ａ（図１および図２）は、ハウジング４の前端４Ｄに対してｚ方向に進退する。ピストンロッド３１Ａの内部には、移動部材４５（コレットクランプフィンガー）を移動させるための別の図示しないピストンロッドが組み込まれている。

エアシリンダ３１は、ドリル２による加工の進行に伴い、ピストンロッド３１Ａに結合したヘッド１０をドリル２に対してストロークＳｔにて相対的に送る。このとき、ピストンロッド３１Ａとアーム３３を介して連結されているオイル式ダンパー３２により送り速度が調整される。

ピストンロッド３１Ａをシリンダに適時に引き込むことにより、ドリル２を図２の上段に示す待機位置から保持ストローク（図示しない）だけ後退させてヘッド１０にワーク８を保持し、続いてドリル２に対してヘッド１０およびワーク８をストロークＳｔだけ後退させて孔あけおよび皿取りの加工を行うことが可能となる。

（ヘッド）
ヘッド１０は、図２および図４に示すように、一対のドリル２をそれぞれガイドするガイド部１１と、ガイド部１１のガイドブッシュ１０１Ａによりワーク８を保持する保持機構４０と、ピストンロッド３１Ａに係合する雌ねじ１２Ａを有した係合部１２とを備えている。
ヘッド１０は、雌ねじ１２Ａと、係合部１２の貫通孔１２Ｂに挿入される図示しないねじとによって、ピストンロッド３１Ａに固定される。ヘッド１０は、ピストンロッド３１Ａの軸線を中心に左右対称に形成されている。

既存の孔あけ皿取り工具のヘッドも、ガイド部１１および係合部１２と同様のガイド部および係合部と、ガイド部に設けられてワーク８を保持する機構とを備えている。こうした既存工具のヘッドから、図４に示すようにストッパ５０および保持機構４０を備えたヘッド１０へと置き換えが可能である。

ガイド部１１は、ドリル本体２２の基端側をガイドするガイド本体１０１と、ドリル本体２２の先端側が挿通される挿通部１０２と、ガイド本体１０１および挿通部１０２をガイド部１１の幅方向（ｘ方向）の中央で連結する連結部１０３とを備えている。

ガイド本体１０１、挿通部１０２、および係合部１２のいずれも、エアシリンダ３１の軸線に対して直交する姿勢に配置される。
ガイド本体１０１と挿通部１０２との間には、連結部１０３を中心として左右対称に空隙１０４が形成されている。ドリル本体２２は各空隙１０４に配置される。

ガイド部１１には、ガイド部１１の幅方向（ｘ方向）の中央でガイド本体１０１、連結部１０３、および挿通部１０２を前後方向（ｚ方向）に貫通する挿入孔１１０が形成されている。この挿入孔１１０に保持機構４０の保持アセンブリ４０－１（図５）が挿入される。挿入孔１１０は、ワーク８の保持孔８０の位置に対応している。挿入孔１１０の径は、保持機構４０のコレットブッシング４２２の外径に対応している。

ガイド本体１０１には、前後方向に貫通する一対のガイドブッシュ１０１Ａが設けられている。ガイドブッシュ１０１Ａは、挿入孔１１０の左右方向の両側に配置されている。
挿通部１０２には、ドリル本体２２がそれぞれ通される一対の挿通孔１０２Ａが形成されている。ドリル本体２２は、同一直線上にあるガイドブッシュ１０１Ａおよび挿通孔１０２Ａに挿入される。

ドリル２による加工が開始される前は、図２の上段に示すように、一対のドリル本体２２の先端２２Ｔが空隙１０４に位置している。その後、図２の下段に示すように、ヘッド１０に保持されたワーク８に対して加工が行われる間は、ワーク８に対して前進するドリル本体２２がガイドブッシュ１０１Ａにより孔軸方向（ｚ方向）に案内される。

連結部１０３には、挿入孔１１０に対して直交する方向に延び、挿入孔１１０に連通している係止用孔１０３Ａ（図５）が形成されている。挿入孔１１０に挿入されているコレットブッシング４２２は、係止用孔１０３Ａを通じて保持機構４０の係止部４３（図４および図５）によりヘッド１０に係止される。
連結部１０３から突出した係止部４３の存在が加工時の作業性に影響を与え難いように、係止用孔１０３Ａが連結部１０３の下部に形成されていることが好ましいが、連結部１０３の上部に係止用孔１０３Ａが形成されることも許容される。

（保持機構）
保持機構４０は、図５および図６に示すように、棒状のマンドレル４１と、マンドレル４１に外挿される筒状のコレット要素４２と、コレット要素４２をヘッド１０に係止する係止部４３と、コイルばね４４（圧縮コイルばね）とを備えている。
マンドレル４１、コレット要素４２、およびコイルばね４４の一式のことを保持アセンブリ４０－１と称する。
コレット要素４２は、コレット４２１と、コレット４２１に外挿されるコレットブッシング４２２とからなる。コレット４２１の前側の領域は、前後方向に延びた複数のスリット４２１Ａにより、周方向において複数の弾性片に分割されている。

図５には、マンドレル４１およびコレット４２１の先端部の径が異なる２つの保持アセンブリ４０－１，４０－２が示されている。これらの保持アセンブリ４０－１，４０－２のそれぞれのマンドレル４１の径は相違し、それぞれのコレット４２１の径も相違する。それぞれのコレットブッシング４２２の外径は同一である。コイルばね４４、および係止部４３の部品共通化が可能である。

保持アセンブリ４０－１，４０－２のうち、ワーク８の保持孔８０の径に適合したマンドレル４１およびコレット４２１を備えた一方を選択してヘッド１０に装着することができる。保持アセンブリ４０－１，４０－２の他にも、保持孔８０の種々の径に適合する複数の保持アセンブリを用意しておくと、保持アセンブリの交換により、同一の工具１を種々の径の保持孔８０を有したワーク８に適用することができるので好ましい。

マンドレル４１およびコレット４２１の先端部を保持孔８０に挿入した後、二重構造であるピストンロッド３１Ａの図示しない内部ロッドにより移動部材４５を介して引き込むことでマンドレル４１を所定の保持ストロークにて後退させる。そのとき、マンドレル４１の先端部に形成されたテーパ部４１Ａが、コイルばね４４により前方へ加圧されているコレット４２１の先端部に押し付けられるとともに、マンドレル４１の先端部に係合したワーク８がヘッド１０の挿通部１０２に突き当てられる。そうすると、コレット４２１の先端部がマンドレル４１により内側から押し拡げられて径が拡大することで、ワーク８が、保持孔８０の位置で拘束される。

ワーク８は、一対のドリル２の間に位置するマンドレル４１およびコレット要素４２により、挿通部１０２の表面に沿って保持される。ヘッド１０にワーク８が保持された状態で、駆動機構Ｄによりドリル２を回転させながら、エアシリンダ３１によりヘッド１０およびワーク８を後退させる。そうすると、ワーク８とドリル２とを位置決めしつつ、ドリル２をワーク８に対して前進させながら、ワーク８に対して孔あけ加工および皿取りの加工を施すことができる。
トリガ４Ｂを押すと、ヘッド１０に対するワーク８の保持から、ヘッド１０によりガイドされたドリル２による孔あけおよび皿取りの加工までの一連の動作が連続して行われる。

マンドレル４１の基端側には、前後方向に移動可能な移動部材４５（図１および図２）に係合する雄ねじ４１Ｂ（図６）が形成されている。
移動部材４５は、ピストンロッド３１Ａに対して径方向に突出し、ピストンロッド３１Ａの内部ロッドに結合されており、内部ロッドの動きと連動して前後方向に移動する。移動部材４５は、図２の上段に示す待機位置から、後方へ移動した後、ヘッド１０と共に後退する。待機位置から、二重構造であるピストンロッド３１Ａの外側ロッドの開口幅が、移動部材４５のストロークであり、当該ストロークが、ワーク８をヘッド１０に保持するための保持ストロークに相当する。

コレットブッシング４２２は、ヘッド１０の前後方向の寸法よりも短い長さを有しており、係止部４３によりヘッド１０の内部に係止される。
コレットブッシング４２２には、係止部４３のピン４３１に対応する幅の凹部４２２Ａが形成されている。凹部４２２Ａは、溝や孔であってよい。凹部４２２Ａは、必ずしもコレットブッシング４２２の全周に亘り形成されている必要はない。

マンドレル４１にはコレット４２１が外挿され、コレット４２１にはコレットブッシング４２２が外挿される。コレット４２１から後方へ突出したマンドレル４１の基端側の周りにはコイルばね４４が配置される。
マンドレル４１、コレット要素４２、およびコイルばね４４をヘッド１０の挿入孔１１０に挿入してマンドレル４１の雄ねじ４１Ｂを移動部材４５に係合し、係止部４３によりコレットブッシング４２２をヘッド１０に係止すると、保持機構４０がヘッド１０に対して組み付けられる。コイルばね４４は、コレット４２１の後端４２１Ｂと移動部材４５との間に撓んだ状態で保持される。コイルばね４４の弾性力により、ワーク８の保持時に引き込まれたコレット４２１が元の位置に復帰する。

係止部４３（図４および図５）は、ヘッド１０の挿入孔１１０に挿入された状態のコレットブッシング４２２をヘッド１０に係止する。係止部４３は、コレットブッシング４２２に形成されている凹部４２２Ａに対して、連結部１０３の係止用孔１０３Ａ（開口）を通じて出入り可能なピン４３１を含んでいる。

係止部４３としては、所謂インデックスプランジャを採用することが好ましい。図４および図５には、インデックスプランジャとしての係止部４３の一例を示している。この係止部４３は、ピン４３１に加えて、ケーシング４３２と、ピン４３１と共にケーシング４３２に収容されてピン４３１を加圧する図示しないばねと、ばねの弾性力に抗してピン４３１を引くためのリング状のノブ４３３とを含んでいる。
係止部４３は、係止用孔１０３Ａの雌ねじに雄ねじ４３２Ａが係合することで、連結部１０３に取り付けられる。

ピン４３１の先端部が係止用孔１０３Ａを通じてコレットブッシング４２２の凹部４２２Ａに挿入されると、コレットブッシング４２２が、前後方向への移動が規制された状態にヘッド１０に係止される。ピン４３１は、ばねの弾性力により凹部４２２Ａに保持される。

（保持機構の組付け）
係止部４３を用いることにより、ヘッド１０に保持アセンブリ４０－１や４０－２（マンドレル４１、コレット要素４２、およびコイルばね４４の一式）を組み付けたり、保持アセンブリをヘッド１０から分離させたりする作業を簡便かつ迅速に行うことができる。
以下、作業手順の一例を示す。
ヘッド１０から保持アセンブリ４０－１を分離させる際は、マンドレル４１を軸周りに回転させて雄ねじ４１Ｂを移動部材４５から取り外し、ピン４３１の先端部が凹部４２２Ａから離脱するまでノブ４３３によりピン４３１を引く。すると、コイルばね４４の弾性力により押されたコレットブッシング４２２がヘッド１０から前方に突出するので、ヘッド１０の挿入孔１１０から保持アセンブリ４０－１を抜き取って点検や交換を行うことが可能となる。

抜き取った保持アセンブリ４０－１に代えて保持アセンブリ４０－２をヘッド１０に組み付ける際は、ノブ４３３によりピン４３１を引きながら挿入孔１１０に保持アセンブリ４０－２を通す。続いて、ヘッド１０の前方からコレットブッシング４２２を押して挿入孔１１０の内側に収容し、マンドレル４１の雄ねじ４１Ｂを移動部材４５に係合させることで、ヘッド１０への保持アセンブリ４０－２の組付けが終了する。

保持アセンブリ４０－１，４０－２のヘッド１０に対する組付けおよび分離のいずれも、締結工具等の作業用工具を用いることなく行うことが可能である。
しかも、ヘッド１０と、ヘッド１０に組み付けられているピストンロッド３１Ａ等の部材とを分解する必要がない。部材の分解および組戻し、それに伴う部材の位置調整を必要としないため、保持アセンブリ４０－１，４０－２の交換を簡便かつ迅速に行うことができる。

ヘッド１０に係止部４３が備えられておらず、コレットブッシング４２２がヘッド１０に例えばねじ止めされているためにヘッド１０等の分解、組戻しが必要であるならば、作業が繁雑であるため、保持アセンブリ４０－１，４０－２の交換は殆ど行われない。その場合の孔あけ皿取り工具は、装着されているマンドレル４１およびコレット要素４２の径に対応する保持孔８０を有したワーク８のみに適用可能である。
それに対し、本実施形態によれば、保持アセンブリの交換により、同一の工具１を異なる径の保持孔８０を有した種々のワーク８の加工に汎用的に使用可能である。そのため、工具１の調達コストの低減にも寄与することができる。

（ストッパ）
ストッパ５０（図２および図４）は、ストロークＳｔの終端部Ｓｔ２（以下、ストローク終端部Ｓｔ２）において、受け部に突き当たることにより、加工中のドリル２をガイドするヘッド１０の変位を規制する。
本実施形態のストッパ５０は、ヘッド１０に一体化されており、エアシリンダ３１によりヘッド１０と共に前後方向に駆動される。本実施形態のストッパ５０が、孔あけから皿取りまでの加工の最終段階に相当するストローク終端部Ｓｔ２において突き当たる受け部は、ヘッド１０のガイド部１１よりも後方に位置するハウジング４の前端４Ｄの平坦な部位に相当する。

ピストンロッド３１Ａに支持されながら後退するヘッド１０は、ストローク終端部Ｓｔ２ではピストンロッド３１Ａに加え、ハウジング４の前端４Ｄに突き当たるストッパ５０によっても支持される。そうすると、ストローク終端部Ｓｔ２に至るよりも前、つまりストッパ５０が前端４Ｄから離れている時に、ピストンロッド３１Ａのガタ（嵌め合い公差、遊び）によりヘッド１０がワーク８に対して傾いたとしても、加工の最後では、ヘッド１０の支持点が増えることでガタが制限されるから、ヘッド１０の傾きが規制される。
加工の最後でヘッド１０がワーク８に対して傾いて沈み込むことが規制されるので、ガイドブッシュ１０１Ａおよび挿通孔１０２Ａの内側に挿入されてワーク８を皿取り加工しているドリル２の位置を一定にすることができる。そのため、ワーク８に加工された皿の深さや角度のばらつきを抑えて、皿取りに要求される加工精度を担保することができる。

孔あけ時にはストッパ５０が前端４Ｄから離れているから、ストッパ５０は、ワーク８に形成された孔の寸法形状の精度には影響を与えない。
孔あけは、皿取りとは異なり、ドリル２がワーク８を貫通しつつ切削することで行われる。そのため、加工中にガタに起因したヘッド１０の傾きによりドリル２がワーク８に対して傾いたとしても、孔あけに要求される加工精度を十分に担保することができる。

ストッパ５０は、ヘッド１０からハウジング４の前端４Ｄに向けて突出する１つ以上の支持部５１を備えていることが好ましい。
本実施形態のストッパ５０は、ガイド本体１０１から所定の長さで後方へ延びる一対のロッド状の支持部５１からなる。一対の支持部５１はそれぞれ、ドリル２が挿入される一対のガイドブッシュ１０１Ａよりも左右方向（ｘ方向）の外側で、ナット５０１およびねじ５０２によりガイド本体１０１に締結されている。

一対の支持部５１のそれぞれの先端５１Ａが、ハウジング４の前端４Ｄに同時にまたは略同時に突き当たる。この場合、スクロール終端部Ｓｔ２において、ヘッド１０が、一対の支持部５１と、係合部１２に結合したピストンロッド３１Ａとの合計３点で安定して支持されるため、ヘッド１０の変位をより十分に規制することが可能となる。

ストローク終端部Ｓｔ２において支持部５１が前端４Ｄに突き当たるように、支持部５１にはストロークＳｔの長さに応じた長さが与えられる。一対の支持部５１のそれぞれの先端５１Ａから前端４Ｄまでの距離が等しいならば、各支持部５１を同一の長さに設定することができる。
工具１のストロークＳｔの個体差に対応するため、ナット５０１に係合するねじ５０２を軸周りに回転させてナット５０１からのねじ５０２の突出量を変化させることで、支持部５１の長さを規定のストロークＳｔに適合する長さに調整可能である。
仮に、支持部５１の長さの調整が行えないとしても、支持部５１はヘッド１０に着脱可能に締結されているから、長さの異なる支持部５１への交換が可能である。

ヘッド１０の傾きを十分に規制するため、ピストンロッド３１Ａの位置から支持部５１までのｘ方向およびｙ方向の距離が近いよりは遠い方が好ましい。また、ストッパ５０が複数の支持部５１を備えている場合は、それらの支持部５１がピストンロッド３１Ａの軸線に対して対称に配置されていることが好ましい。
本実施形態では、ドリル２が挿入される一対のガイドブッシュ１０１Ａよりも左右方向（ｘ方向）の外側に、一対の支持部５１がガイド本体１０１の左右方向の中心に対して左右対称に配置されている。本実施形態によれば、ピストンロッド３１Ａおよび一対の支持部５１により、左右方向（ｘ方向）および上下方向（ｙ方向）のいずれにおいても、ストローク終端部Ｓｔ２において２点以上でヘッド１０が支持されるので、皿取り加工の精度を十分に担保することができる。

以上で説明した本実施形態の工具１によれば、ストッパ５０により、孔あけの加工精度のみならず皿取りの加工精度が担保されるので、工具１による孔あけ後に、皿取り用の他の工具に持ち替えることなく、工具１のみを使用して孔あけおよび皿取りの加工を連続して一度に行うことができる。そのため、他の工具に持ち替えることで孔あけ工程と皿取り工程とが分断される場合に対して大幅に加工時間の短縮を図り、生産性を向上させることができる。
加えて、工具１に備わる保持機構４０により、ワーク８の保持孔８０に適合する保持アセンブリ４０－１，４０－２への交換を簡便かつ迅速に行えるため、多種ワークへの孔あけ皿取りの作業性を向上させることができる。

［第２実施形態］
次に、図７Ａおよび図７Ｂを参照しつつ、本開示の第２実施形態を説明する。
以下、第１実施形態と相違する事項を中心に述べる。
第２実施形態の工具１－２は、主にヘッド１０－２およびストッパ５０－２の形態を除いて、第１実施形態の工具１と同様に構成されている。

ストッパ５０－２は、前後方向（ｚ方向）の両側からヘッド１０－２のガイド本体１０１を挟み込むようにしてヘッド１０－２に装着することが可能である。
そのため、ヘッド１０－２には、ストッパ５０－２を取り付けるための孔等が加工されていない。

ヘッド１０－２には係止部４３が設けられておらず、ヘッド１０－２には係止用孔１０３Ａが形成されていない。マンドレル４１およびコレット４２１に外挿される本実施形態のコレットブッシング４２２は、例えば、外周の雄ねじが挿入孔１１０の雌ねじに係合することでヘッド１０－２に係止されていてもよい。
このヘッド１０－２は、既存の孔あけ皿取り工具のヘッドの形態に相当する。つまり、既存工具のヘッドのガイド部に、補助具としてのストッパ５０－２を装着することにより、ストッパ５０－２がヘッド１０－２に装着された工具１－２のみによって、孔あけおよび皿取りの加工精度を担保しつつ、孔あけと皿取りの加工を一度に行うことができる。

もっとも、既存工具への適用には限らず、ドリル２、ドリル２を駆動する駆動機構Ｄ、ヘッド１０－２、およびエアシリンダ３１等を備える工具本体１００と、工具本体１００に対して着脱可能に設けられたストッパ５０－２とを具備した新規な工具１－２を提供することができる。

ストッパ５０－２は、ガイド本体１０１に装着可能な装着部５２と、装着部５２に設けられ、ヘッド１０－２の移動するｚ方向に沿って受け部（ハウジング４の前端４Ｄ）に向けて延びる１つ以上の支持部５１とを備えている。
支持部５１のボルト頭部５１Ｂをナット５２４に対して進退させることで、支持部５１の長さの調整が可能である。

図７Ｂに、ストッパ５０－２を単体で示す。
装着部５２は、ガイド本体１０１の前側に配置される前板５２１と、ガイド本体１０１の後側に配置される後板５２２とを含んでいる。
前板５２１および後板５２２には、一対のドリル本体２２、マンドレル４１、コレット要素４２、コイルばね４４、および移動部材４５を挿通可能な開口５２１Ａ，５２２Ａが形成されている。

ガイド本体１０１の右側および左側において、前板５２１と後板５２２との間には、支持部５１と同軸上にスペーサ５２３が配置される。

ストッパ５０－２は、上方から前板５２１と後板５２２との間にガイド本体１０１を収容し、スペーサ５２３を挟んで前後方向の両側からナット５２４を締め付けることでヘッド１０－２に装着することができる。また、ストッパ５０－２をヘッド１０－２から取り外す際は、ナット５２４を外して、ヘッド１０－２から前板５２１と後板５２２とを離脱させればよい。ストッパ５０－２を取り付ける際および取り外す際のいずれも、ヘッド１０－２等の分解、組戻しを行うことなく、作業を簡便に行うことができる。

ストッパ５０－２は、既存の工具のヘッド１０－２にストッパ５０－２を取り付けるための孔等の加工を必要としないで、簡便に既存工具のヘッド１０－２に装着することができるから、新規に提供される工具１－２に組み込まれるだけでなく、既存の工具のヘッド１０－２に付加する補助具としても有用である。

なお、第１実施形態と同様に、第２実施形態においてもヘッド１０－２に係止用孔１０３Ａを加工し、保持アセンブリ４０－１，４０－２を係止部４３によりヘッド１０－２に係止することも妨げられない。つまり、保持機構４０を任意に採用することができる。第３実施形態および第４実施形態においても同様である。

［第３実施形態］
次に、図８Ａおよび図８Ｂを参照し、本開示の第３実施形態を説明する。
第３実施形態の工具１－３は、ストッパ５０－３の形態を除いて、第２実施形態の工具１－２と同様に構成されている。
以下、第２実施形態と相違する事項を中心に述べる。

ストッパ５０－３は、図８Ｂに示すように外形が略直方体のブロック状に形成されている。ストッパ５０－３には、一面から窪む一対の溝５３が平行に形成されている。一対の溝５３にそれぞれドリル２が挿通される。ストッパ５０－３は、例えば、前端５４からハウジング４の前端４Ｄに向けてあけた孔を通じてハウジング４にボルトで締結される。

本実施形態では、ハウジング４の前端４Ｄの凸部４Ｄ１に配置されたストッパ５０－３の前端５４と、ヘッド１０－２の後端１４との間がストロークＳｔに相当する。また、ストッパ５０－３が突き当たる受け部は、ヘッド１０－２のガイド本体１０１に相当する。
ストローク終端部Ｓｔ２においてストッパ５０－３の前端５４がヘッド１０－２の後端１４と突き当たることで、ヘッド１０－２の変位が規制されるから、工具１－３により孔あけおよび皿取りの加工精度を担保しつつ、孔あけと皿取りの加工を一度に行うことができる。

第３実施形態のストッパ５０－３は、第１実施形態のストッパ５０や第２実施形態のストッパ５０－２とは形状が異なるものの、ヘッド１０－２等の分解、組戻しを行うことなく工具本体１００に対して簡便に着脱可能である点はストッパ５０およびストッパ５０－２と同様である。また、特に、既存の工具のヘッド１０－２に付加する補助具としても有用である点は、ストッパ５０－２と同様である。

［第４実施形態］
次に、図９を参照し、本開示の第４実施形態を説明する。
図９に示すように、ストッパ５０－４がハウジング４に設けられていてもよい。ストッパ５０－４は、ハウジング４の前端４Ｄに設置される一対の支柱５５，５６と、支柱５５，５６の先端部により支持される板５７とを備えている。

本実施形態では、板５７と、ヘッド１０－２の後端１４との間がストロークＳｔに相当する。ストッパ５０－４が突き当たる受け部は、ヘッド１０－２のガイド本体１０１に相当する。
ストローク終端部Ｓｔ２において板５７がヘッド１０－２の後端１４と突き当たることで、ヘッド１０－２の変位が規制されるから、孔あけおよび皿取りの加工精度を担保しつつ、孔あけと皿取りの加工を一度に行うことができる。

ストッパ５０－４は、ヘッド１０－２等の分解、組戻しを行うことなく、工具１－４の工具本体１００に対して着脱可能に設けられていることが好ましい。着脱可能であるならば、ストッパ５０－４もまた、既存の工具のヘッド１０－２に付加する補助具として有用である。

上述の第１実施形態（または第２実施形態）と第４実施形態とを組み合わせ、ストッパ５０（図２）の支持部５１が板５７に突き当たる構造としてもよい。ストロークＳｔに応じて支持部５１、支柱５５，５６の長さが調整される。
そうした場合、ストッパ５０の支持部５１の相手の受け部が板５７に相当し、ストッパ５０－４の板５７の相手の受け部が支持部５１に相当する。
つまり、ヘッド１０に設けられたストッパ５０と、ハウジング４に設けられたストッパ５０－４とからなるストッパ構造を採用することができる。

上記以外にも、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
本開示のストッパは、ヘッド１０、ドリル２、ハウジング４の他、エアシリンダ等の適宜な部材に設けることができる。
本開示の工具は、必ずしも一対のドリル２を備えている必要はなく、１つ以上のドリル２を備えていればよい。例えば、単一の孔８１の孔あけおよび皿取りの加工を行う場合は、単一のドリル２、ドリル２を駆動する駆動機構Ｄ、送り機構３、およびストッパ５０を備えた孔あけ皿取り工具を採用することができる。当該工具が保持機構４０を備えていると、上述のようにワーク８の保持孔８０の複数種類の径に対応できるので好ましい。

〔付記〕
以上で説明した孔あけ皿取り工具および補助具は、以下を開示する。
（１）孔あけおよび皿取りに対応するドリル２を備えた工具１は、ドリル２のガイドおよびワーク８の保持が可能なヘッド１０と、ドリル２による加工の進行に伴いドリル２に対してヘッド１０を所定のストロークＳｔにて相対的に移動させる直動機構（３１）と、ストロークＳｔの終端部Ｓｔ２において受け部（４Ｄ）に突き当たることにより、加工中のドリル２をガイドするヘッド１０の変位を規制するストッパ５０と、を備える。
（２）ヘッド１０の移動方向（ｚ方向）におけるストッパ５０の長さが調整可能である。
（３）ストッパ５０は、ヘッド１０、およびドリル２を駆動する駆動機構Ｄのハウジング４の少なくとも一方に備えられる。
（４）ストッパ５０は、受け部（４Ｄ）に突き当たる１つ以上の支持部５１を含む。
（５）ストッパ５０は、ドリル２、ドリル２を駆動する駆動機構Ｄ、ヘッド１０、および直動機構（３１）を備える工具本体１００に対して着脱可能に設けられる。
（６）ヘッド１０は、ワーク８に形成された保持孔８０に挿入されるマンドレル４１と、マンドレル４１に外挿され、ヘッド１０に形成された挿入孔１１０に挿入されるコレット要素４２と、コレット要素４２をヘッド１０に係止する係止部４３と、を備え、係止部４３は、挿入孔１１０に挿入された状態のコレット要素４２に形成されている凹部４２２Ａに対して、ヘッド１０の開口（１０３Ａ）を通じて出入り可能なピン４３１を含む。
（７）ワーク８は、航空機の機体を構成する部材に相当する。
（８）孔あけ皿取り用の工具１に装着可能な補助具としてのストッパ５０，５０－２，５０－３，５０－４は、工具１，１－２，１－３，１－４が、孔あけおよび皿取りに対応するドリル２のガイドおよびワークの保持が可能なヘッド１０，１０－２と、ドリル２による加工の進行に伴いドリル２に対してヘッド１０，１０－２を所定のストロークＳｔにて相対的に移動させる直動機構（３１）と、を備えるところ、当該補助具（５０，５０－２，５０－３，５０－４）は、ストロークＳｔの終端部Ｓｔ２において受け部（４Ｄ，１０１）に突き当たることにより、加工中のドリル２をガイドするヘッド１０，１０－２の変位を規制するストッパに相当する。
（９）ヘッド１０，１０－２の移動方向における補助具としてのストッパ５０，５０－２の長さが調整可能である。
（１０）ストロークＳｔの終端部Ｓｔ２において受け部（４Ｄ，１０１）に突き当たる１つ以上の支持部５１，（５５，５６）を含む。
（１１）補助具としてのストッパ５０－２は、ヘッド１０－２に装着可能な装着部５２と、装着部５２に設けられ、受け部（４Ｄ）に向けて延びる１つ以上の支持部５１と、を含む。

１，１－２，１－３，１－４ 孔あけ皿取り工具
２ ドリル
３ 送り機構
４ ハウジング
４Ａ 把持部
４Ｂ トリガ
４Ｃ 供給部
４Ｄ 前端
４Ｄ１ 凸部
８ ワーク
１０，１０－２ヘッド
１１ ガイド部
１２ 係合部
１２Ａ 雌ねじ
１２Ｂ 貫通孔
１４ 後端
２１ シャフト
２２ ドリル本体
２２Ａ 刃
２２Ｂ 刃
２２Ｔ 先端
２３ 調整ノブ
３１ エアシリンダ（直動機構）
３１Ａ ピストンロッド
３２ オイル式ダンパー
３３ アーム
４０ 保持機構
４０－１，４０－２ 保持アセンブリ
４１ マンドレル
４１Ａ テーパ部
４１Ｂ 雄ねじ
４２ コレット要素
４３ 係止部
４４ コイルばね
４５ 移動部材
５０，５０－２，５０－３，５０－４ ストッパ（補助具）
５１ 支持部
５１Ａ 先端
５１Ｂ ボルト頭部
５２ 装着部
５３ 溝
５４ 前端
５５，５６ 支柱（支持部）
５７ 板
８０ 保持孔
８１，８２ 孔
８１Ａ，８２Ａ皿
８４ ナットプレート
８５ リベット
９１ ピストンロッド
９２ ヘッド
９３ ドリル
１００ 工具本体
１０１ ガイド本体
１０１Ａ ガイドブッシュ
１０２ 挿通部
１０２Ａ 挿通孔
１０３ 連結部
１０３Ａ 係止用孔（開口）
１０４ 空隙
１１０ 挿入孔
４２１ コレット
４２１Ａ スリット
４２１Ｂ 後端
４２２ コレットブッシング
４２２Ａ 凹部
４３１ ピン
４３２ ケーシング
４３２Ａ 雄ねじ
４３３ ノブ
５０１ ナット
５０２ ねじ
５２１ 前板
５２２ 後板
５２１Ａ，５２２Ａ 開口
５２３ スペーサ
５２４ ナット
Ｄ 駆動機構
Ｓｔ ストローク
Ｓｔ１ ストローク始端部
Ｓｔ２ ストローク終端部

Claims (11)

1. 孔あけおよび皿取りに対応するドリルを備えた工具であって、
   前記ドリルのガイドおよびワークの保持が可能なヘッドと、
   前記ドリルによる加工の進行に伴い前記ドリルに対して前記ヘッドを所定のストロークにて相対的に移動させる直動機構と、
   前記ストロークの終端部において受け部に突き当たることにより、加工中の前記ドリルをガイドする前記ヘッドの変位を規制するストッパと、を備える、
   孔あけ皿取り工具。
2. 前記ヘッドの移動方向における前記ストッパの長さが調整可能である、
   請求項１に記載の孔あけ皿取り工具。
3. 前記ストッパは、
   前記ヘッド、および前記ドリルを駆動する駆動機構のハウジングの少なくとも一方に備えられる、
   請求項１または２に記載の孔あけ皿取り工具。
4. 前記ストッパは、前記受け部に突き当たる１つ以上の支持部を含む、
   請求項３に記載の孔あけ皿取り工具。
5. 前記ストッパは、
   前記ドリル、前記ドリルを駆動する駆動機構、前記ヘッド、および前記直動機構を備える工具本体に対して着脱可能に設けられる、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の孔あけ皿取り工具。
6. 前記ヘッドは、
   前記ワークに形成された保持孔に挿入されるマンドレルと、
   前記マンドレルに外挿され、前記ヘッドに形成された挿入孔に挿入されるコレット要素と、
   前記コレット要素を前記ヘッドに係止する係止部と、を備え、
   前記係止部は、
   前記挿入孔に挿入された状態の前記コレット要素に形成されている凹部に対して、前記ヘッドの開口を通じて出入り可能なピンを含む、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の孔あけ皿取り工具。
7. 前記ワークは、航空機の機体を構成する部材に相当する、
   請求項１から６のいずれか一項に記載の孔あけ皿取り工具。
8. 孔あけ皿取り用の工具に装着可能な補助具であって、
   前記工具が、
   孔あけおよび皿取りに対応するドリルのガイドおよびワークの保持が可能なヘッドと、前記ドリルによる加工の進行に伴い前記ドリルに対して前記ヘッドを所定のストロークにて相対的に移動させる直動機構と、を備えるところ、
   前記補助具は、
   前記ストロークの終端部において受け部に突き当たることにより、加工中の前記ドリルをガイドする前記ヘッドの変位を規制するストッパに相当する、
   孔あけ皿取り補助具。
9. 前記ヘッドの移動方向における前記補助具の長さが調整可能である、
   請求項８に記載の孔あけ皿取り補助具。
10. 前記ストロークの前記終端部において受け部に突き当たる１つ以上の支持部を含む、
    請求項８または９に記載の孔あけ皿取り補助具。
11. 前記ヘッドに装着可能な装着部と、
    前記装着部に設けられ、前記受け部に向けて延びる１つ以上の前記支持部と、を含む、
    請求項１０に記載の孔あけ皿取り補助具。

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