JP2558053B2 - 環状カッタの着脱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋼板等の硬質材料等に
比較的深い孔を穿孔する作業に使用する穿孔装置におけ
る環状カッタの着脱装置に関し、さらに詳細には、該環
状カッタを簡単に着脱できるとともに穿孔装置に不適格
な環状カッタを誤って装着してしまうという不都合を解
消できる環状カッタの着脱装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】公知のように硬質材料用の穿孔装置は、
一般に、穿孔刃を下端に設けた穿孔体（環状カッタ）を
回転させると共に、一定速度で送りながら穿孔作業を行
う構造となっている。この装置では、穿孔作業の際に硬
質材料に穿孔する孔の直径に合わせて環状カッタを交換
する必要があるため、環状カッタの交換作業を簡単に行
える様、従来より種々の環状カッタ着脱装置が開発され
てきている。この様な環状カッタ着脱装置の代表的な要
部構成を図面を参照して説明すると、図８は該着脱装置
の側面図、図９は同装置の要部拡大図である（特開昭６
２−７４５１５号公報参照）。なお、図中着脱装置以外
の構成の詳細な説明についてはここでは省略する。

【０００３】図８において、５１はアーバーであり、こ
のアーバー５１は図示せぬ穿孔機に装着され、穿孔作業
に必要な回転と送りが穿孔機より伝達されるようになっ
ている。図９において、アーバー５１には円筒状をした
回転伝達体５２がキー５３を介して相互回転不能に取り
付けられており、この回転伝達体５２の端部には、環状
カッタ取付用ボール５７の収容孔５２ａが中心方向に向
かって複数貫通して穿設されている。

【０００４】回転伝達体５２の内周面には、後述する構
成の環状カッタ５６へ回転力を伝達するための回転伝達
用係合子５２ｂが複数突設されている。さらに、回転伝
達体５２の周囲には前記収容孔５２ａ内に収容された取
付用ボール５７を回転伝達体５２の中心部に向かって押
し出すための押出操作用スリーブ５４が軸方向に摺動自
在に設けられており、この押出操作用スリーブ５４と回
転伝達体５２との間には押出操作用スリーブ５４を図中
左方に付勢するスプリング５５が配置されている。押出
操作用スリーブ５４は抜け止めリング５８によって回転
伝達体５２から抜け落ちないよう支持されている。

【０００５】一方、環状カッタ５６は下端（図中左方
側）に図示せぬ多数の刃を植設し、且つ、下端を開口し
た円筒状に形成されており、この環状カッタ５６の上端
には前記回転伝達体５２の下端開口部内に挿入可能な挿
入部５６ａが形成されている。そして前記挿入部５６ａ
の上端には前記回転伝達体５２に設けられた回転伝達用
係合子５２ｂと相互に係合可能な突起部５６ｂが形成さ
れており、さらに挿入部５６ａの中間部周囲には、前記
取付用ボール５７の挿入用環状溝５６ｃが形成されてい
る。

【０００６】環状カッタ５６の中心部には穿孔位置決め
用センターピン６０が貫通して出し入れ自在に配置され
ており、このセンターピン６０はセンターピンに形成さ
れた係合溝６１と係止用ボール６２およびスプリング６
３とによってアーバー５１の内周面に保持される。セン
ターピン６０は、前記ボール６２を介してスプリング６
３によって下方に向けて付勢されており、これによって
センターピン６０に設けられたシール部材６４が環状カ
ッタの肩部に当接して切削油が下方に流入するのを防止
している。しかし、穿孔作業中はセンターピン６０は穿
孔されるべき硬質材料と当接し、センターピン６０はス
プリング６３の付勢力に抗してアーバー５１の孔内に押
し込められるため、前記シール部材６４が環状カッタ５
６の肩部から離れ、アーバー孔内に注入された切削油は
環状カッタの刃先に供給されることになる。

【０００７】上記装置において環状カッタ５６を回転伝
達体５２に取り付けるには、押出操作用スリーブ５４を
スプリング５５の付勢力に抗して図中右方に移動させて
おき、環状カッタ５６の挿入部５６ａを回転伝達体５２
の下端開口部内に挿入し、回転伝達用係合子５２ｂと前
記突起部５６ｂとを係合させる。この時、押出操作用ス
リーブ５４の押出部は取付用ボール５７と対向する位置
からずれるため、同ボール５７は外側に向かって移動で
きるようになり、環状カッタの挿入部５６ａの挿入動作
には何ら影響を与えない。環状カッタが回転伝達体に完
全に取り付けられた状態で、押出操作用スリーブ５４を
離すと、押出操作用スリーブ５４はスプリング５５の付
勢力で図中左方に移動し、取付用ボール５７を挿入部５
６ａの環状溝５６ｃ内に押し込む。こうして環状カッタ
５６は回転伝達体５２に一体的に且つ着脱自在に取着さ
れる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記環状カッタ着脱装
置では、穿孔作業の際に硬質材料に穿孔する孔の直径に
合わせて環状カッタを交換したり、被穿孔材料の質に合
った適当な刃先をもった環状カッタに交換して作業を行
う必要がある。しかし、上記装置では、回転伝達体５２
の下端開口部と環状カッタの挿入部の外径および挿入用
環状溝の位置が合えばどのような環状カッタでも取り付
けることができる構造となっているため、時として、穿
孔装置の駆動能力や被穿孔材料に適合しない環状カッタ
を取り付けてしまう場合がある。そして、これに気づか
ずに穿孔作業を続行していると、作業中に予想外の切削
抵抗が生じ、これが原因で穿孔装置側の駆動機構が損傷
したり、環状カッタの刃先が破損すること等の不具合が
発生する。

【０００９】この場合、環状カッタ側の刃先のみが損傷
したのであれば環状カッタを交換するだけで直ちに対応
することができるが、穿孔装置側の駆動機構が損傷した
場合には長時間にわたって作業を中断しなければなら
ず、生産計画に狂いが生じてくる恐れがある。また、環
状カッタが被穿孔材料に適合していない場合には仮に孔
が開けられたとしても穿の周囲にバリがでるなどして精
度が低下する。さらに、上記環状カッタ着脱装置では、
穿孔作業中に環状カッタからの切り屑が上方に連続して
切削されてきた場合には、時としてこの切り屑によって
押出操作用スリーブがスプリングの付勢力に抗して上方
に押されることがあり、環状カッタの取付けが緩んだ
り、あるいは、環状カッタが外れてしまう等という不具
合が生じることがある。等々の問題点がある。

【００１０】そこで本発明は、種々ある環状カッタの中
から、穿孔装置に適合した環状カッタだけを選別して穿
孔装置に取り付けることができ、また環状カッタの着脱
作業も楽な新規な環状カッタ着脱装置を提案する。さら
に、穿孔作業中に生じた切り屑がいくら上方に連続して
切削されてきても、押出操作用スリーブが緩むような不
具合を防止できる新規な環状カッタ着脱装置を提案し上
記諸問題を解決せんとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、自由
端部に環状カッタの挿入部を保持する挿入孔を有するア
ーバーを備えた穿孔装置であって、前記アーバーの前記
挿入孔に、環状カッタ挿入部外周に形成した係合部に係
止し、且つ、半径方向に出没自在な施錠部材を設け、前
記施錠部材は操作スリーブに形成した第１制御面によっ
て、前記カッタが非挿入状態の時に挿入孔内に求心方向
に半突入状態で支承されているとともに、前記カッタが
アーバーに挿入保持されている時に、操作スリーブに形
成した第２制御面によって該施錠部材が該カッタ挿入部
に設けた係合部に係止すべく構成されており、該施錠部
材は、該施錠部材の通過を許容する凹部を有するカッタ
のみの通過を許容するように構成したことを特徴とする
環状カッタの着脱装置であり、これを課題解決の手段と
するものである。

【００１２】

【作用】

〔環状カッタ６の取付け作動〕環状カッタ６を取り付け
るにあたって、施錠部材７の一部７ｂが孔１ａ内側に突
出した状態となっている。施錠部材７の通過を許容する
施錠部材通過部を有している環状カッタを、孔１ａ内に
挿入する。環状カッタ６の挿入部９が支承部材２を押し
込みながら、孔１ａ内に嵌合されると、施錠部材７が連
接して形成した係合部９ｂ内に落ち込む。すると、スリ
ーブ４は復帰スプリング５の付勢力によって図５に示す
位置にまで戻り、施錠部材７を第２制御面４ｅによって
係合部９ｂにしっかり係止する。

【００１３】〔環状カッタ６の取り外し作動〕環状カッ
タ６が取り付けられた状態から、スリーブ４を回転させ
ると、施錠部材７に対するスリーブ４の押さえが無くな
るため、施錠部材７はスリーブ４の第１制御面４ｂ内に
逃げ込みができる状態となる。この結果、環状カッタ６
を下方に引き抜くと、環状カッタ６の施錠部材通過部９
ａは施錠部材７を第１制御面４ｂ内に押し込みながら孔
１ａ内から引き抜かれるため、環状カッタ６を簡単にア
ーバー１の孔１ａから取り外すことができる。

【００１４】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
すると、図１は本発明の実施例に係る環状カッタ着脱装
置および環状カッタの側断面図、図２はスリーブの断面
図およびそのＣ−Ｃ断面図、図３は図１中のＡ−Ａ断面
図、図４は図１中のＢ−Ｂ矢視断面図である。図１にお
いて、１はアーバーであり、このアーバー１は図示せぬ
穿孔機に装着され、穿孔作業に必要な回転と送りが穿孔
機より伝達されるようになっている。アーバー１の中心
部にはその下端側（図中左方側）から所定深さに渡って
孔１ａが形成されており、この孔１ａには図示せぬ流路
より切削油が供給できるようになっている。

【００１５】前記孔１ａ内にはシール部材１２が係止リ
ング１０によって取り付けられており、このシール部材
１２には、流路開閉弁体１１が装着されている。該流路
開閉弁体１１は、アーバー１の孔１ａ内に配置されたス
プリング１３によってシール部材１２に向けて（図中左
方）に押圧されており、これらが協働して弁を形成して
いる。図１は、弁体１１とシール部材１２とによって流
路が閉じられた状態を示しており、孔１ａ内に供給され
た切削油は下方に流下しないようになっている。この弁
体１１は環状カッタがアーバーに取付けられている穿孔
作業時に（詳細は後述する）、アーバー１が被穿孔部材
に向かって移動してゆくと、環状カッタ６のセンターピ
ン８が被加工物（図示せず）に当接して押上げられ、こ
のセンターピン８によって弁体１１がスプリング１３の
付勢力に抗して押し上げられて流路を開き、切削油が下
方へ流下できるようになる。

【００１６】アーバー１下端側には、環状カッタ取付用
施錠部材（本実施例ではボールであり、以下施錠部材と
いう）７の収容孔７ａが孔１ａの中心方向に向かってテ
ーパ状に穿設されており、この収容孔７ａ内には施錠部
材７が配置されている。該収容孔７ａは孔１ａの円周方
向に複数孔設されている。なお、前記テーパ状の収容孔
７ａは施錠部材７が孔１ａ内に抜け落ちるのを防止する
ためにテーパ状にしてあるが、必要に応じて同一径の孔
でも良く、本考案が必要とする機能を奏することができ
る形状であれば、どのようなものでもよい。前記収容孔
７ａは施錠部材７を組付ける際に孔１ａ内に完全に抜け
落ちてしまうのを防止するために、必要に応じて多少の
テーパ状に形成してもよい。一方、この施錠部材７に対
応して、孔１ａ内には、前記施錠部材７が孔１ａ内側に
突出した時の支承部材２が配置されている。この支承部
材２は施錠部材７を半突出させた状態で受けるための凹
部２ａを有しており、前記係止リング１０との間に配置
されたスプリング３によって下方に付勢されている。そ
して、この支承部材２は、環状カッタの挿入部がアーバ
ー１の孔１ａ内に進入してくると、環状カッタの挿入部
によって前記スプリング３の付勢力に抗して図１に示す
状態から上方に押され、環状カッタ挿入時の邪魔に成ら
ない構成となっている。

【００１７】前記施錠部材７が配置されているアーバー
１の下端外周面には外径が小さくなった段部１ｂが形成
されており、この段部には環状カッタ係止用のスリーブ
４が嵌合される。スリーブ４は図２に示すようなリング
形状をしており、その一面側全周には復帰スプリング５
を収納する凹部４ａが形成されている。またスリーブ４
の内周面には施錠部材７を収容する第１制御面４ｂと施
錠部材７を求心方向に押し出す第２制御面４ｅが形成さ
れている。この第１制御面４ｂは、施錠部材７を第１制
御面４ｂ内に収容する機能をもっている。前記第１制御
面４ｂの深さ４ｃは、図３に示すように、前記第１制御
面４ｂ内に施錠部材７を収容した状態でも、施錠部材７
の一部７ｂが孔１ａ内側に突出するような深さに形成し
てある。

【００１８】スリーブ４の前記凹部４ａには図４に示す
如く略Ｃ形をした復帰スプリング５が収納されており、
その復帰スプリング５の一端はアーバー側に固定され、
他端はスリーブ４側に固定されている。図中５ａは側板
であり、５ｂは側板５ａをアーバーに取り付けるための
係止リングである。そして、スリーブ４はアーバー１の
段部１ｂに嵌合された状態で復帰スプリング５によって
常時は図３中Ａ矢印方向に（施錠部材７をアーバーの孔
１ａ内に押し出す状態）に付勢維持されている。

【００１９】このため、図３に示す状態の時（即ち、環
状カッタをアーバーに取り付けていない状態の時）に
は、前記図３中Ａ矢印方向に付勢されているスリーブ４
の第１制御面部４ｂから施錠部材７は孔１ａ内に押し出
されようとしているが、施錠部材７は孔１ａ内に配置さ
れた前記支承部材２によって施錠部材７の一部７ｂが孔
１ａ内に半突出した状態となっている。この結果、この
施錠部材７の通過を許容する施錠部材通過部を有してい
る環状カッタ以外は、この環状カッタ着脱装置に装着す
ることが出来ず、これにより、環状カッタの誤装着を防
止することができる。以上のように上記スリーブ４およ
び施錠部材７等により、環状カッタをアーバーに結合す
る施錠機構が構成されている。

【００２０】次に前述した環状カッタ着脱装置に装着す
る環状カッタの説明を図６を参照して説明する。図６に
おいて、環状カッタ６は下端に図示せぬ多数の刃を植設
し、且つ、下端を開口した円筒状に形成されている。環
状カッタ６の挿入部９には、前記アーバー１の孔１ａ内
に突出状態となっている前記施錠部材７の一部７ｂ（図
３参照）の通過を許容する施錠部材通過部９ａが形成さ
れている。この施錠部材通過部９ａは図６の（ａ）示す
ように挿入部の一部を面取りした形状のものや、図６の
（ｂ）に示すように先端の一部を小径にした形状、ある
いは図示せぬが、施錠部材７にあった凹部を形成したも
のなど、種々のものを採用することができる。また、挿
入部９の中間部には、前記施錠部材７と係合する係合部
９ｂが連接して形成されている。さらに環状カッタ６の
中心部には穿孔位置決め用センターピン８（図１参照）
が出し入れ自在に貫通配置されており、このセンターピ
ン８は上部に形成されてた頭部８ａ（図１参照）によっ
て環状カッタ６からの下方への脱落が防止されている。
センターピン８は必要に応じて環状カッタ６から取り外
し交換することができる。

【００２１】上記構成からなる環状カッタ着脱装置の作
動を説明する。 〔環状カッタ６の取り付け作動〕環状カッタ６を取り付
けるにあたって、施錠部材７の一部７ｂが孔１ａ内側に
突出した状態となっている。そこで、施錠部材７の通過
を許容する施錠部材通過部９ａを有している環状カッタ
を、孔１ａ内に挿入する。環状カッタ６の挿入部９が支
承部材２を押し込みながら、孔１ａ内に嵌合されると、
施錠部材７が連接して形成した係合部９ｂ内に落ち込
む。すると、スリーブ４は復帰スプリング５の付勢力に
よって図５に示す位置にまで戻り、施錠部材７を第２制
御面４ｅによって係合部９ｂにしっかり係止する。こう
して環状カッタ６は、アーバー１内のガタツキが無い状
態で図７に示す如くアーバー１に取り付けられる。

【００２２】以上のように本発明では、各穿孔装置のア
ーバー１に適合した環状カッタのみを多くの環状カッタ
の中から選択してワンタッチで装着することができるた
め、環状カッタの誤装着を防止することができる。ま
た、必要な回転と送りがアーバー１を介して穿孔機より
環状カッタ６に伝達されることになる。穿孔作業中は、
センターピン８は上方に押し込められ、シール部材１２
から弁体１１を離して、切削油が環状カッタの刃先に供
給される。

【００２３】〔環状カッタ６の取り外し作動〕環状カッ
タ６が取り付けられた状態（図５および図７）から、ス
リーブ４を図３に示す状態に回転させると、施錠部材７
と第１制御面４ｂとが一致するので施錠部材７に対する
スリーブ４の第２制御面４ｅによる押さえが無くなるた
め、施錠部材７はスリーブ４の第１制御面４ｂ内に逃げ
込み環状カッタ６を下方に引き抜くことができる。この
とき、環状カッタ６の施錠部材通過部９ａによって施錠
部材７の一部７ｂを半突出させた状態で環状カッタ６が
孔１ａ内から引き抜かれ支承部材２の凹部２ａで係止さ
れるため施錠部材７は支承部材２によって再び孔１ａ内
にその一部７ｂが突出した初期状態となって保持され
る。一方、スリーブ４は施錠部材７が第１制御面４ｂ内
に嵌合状態となるので該スリーブ４がばねの弾発力に抗
して抑止されて保持される。

【００２４】なお、上記実施例は本発明の実施例の内の
一つに過ぎず、スリーブを螺着式にしたり、施錠部材代
わりに同様の機能を奏する円筒体を用いたりすることが
できる。さらに、アーバー側に取り付ける施錠部材の数
も適宜設定することができ、これによって、環状カッタ
側の形状を合わせることにより、一層きめ細かな環状カ
ッタの選択作業を実施することができ、つねに穿孔装置
や穿孔作業に適した環状カッタの選択を行うことができ
る等々、本発明の精神または主要な特徴から逸脱するこ
となく他の色々な形で実施することができる。そのた
め、前述の実施例はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、
限定的に解釈してはならない。

【００２５】

【発明の効果】以上詳細に述べた如く本発明によれば、
常に穿孔装置の駆動能力や被穿孔材料に適合した環状カ
ッタを、多くの環状カッタの中から選択することがで
き、不適当な環状カッタを穿孔装置に誤装着することに
よる不具合を防止することができる。この結果、穿孔装
置側の駆動機構が損傷したり、環状カッタの刃先が破損
すること等の不具合を確実に防止することができる。ま
た、環状カッタをワンタッチでアーバーに装着すること
ができ、さらに作業中に生じた切り屑が上方に連続して
切削されても環状カッタが外れるという不具合が生ずる
ことが無い等々のすぐれた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る環状カッタ着脱装置
および環状カッタの側断面図である。

【図２】スリーブの側断面図および正面断面図である。

【図３】図１中のＡ−Ａ断面図である。

【図４】図１中のＢ−Ｂ断面図である。

【図５】環状カッタをアーバーに取り付けた状態の施錠
部材の拡大断面図である。

【図６】本発明に使用する異なる二つの環状カッタ側面
図および平面図である。

【図７】環状カッタをアーバーに取り付けた状態の側断
面図である。

【図８】従来の環状カッタ着脱装置の側断面図である。

【図９】従来の環状カッタ着脱装置の要部拡大断面図で
ある。

【符号の説明】

１ アーバー １ａ 孔 ２ 支承部材 ３ スプリング ４ スリーブ ５ 復帰スプリング ６ 環状カッタ ７ 施錠部材 ８ センターピン ９ 環状カッタ挿入部 ９ａ 施錠部材通過部 ９ｂ 係合部 １０ 係止リング １１ 流路開閉弁体 １２ シール部材

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自由端部に環状カッタの挿入部を保持す
   る挿入孔を有するアーバーを備えた穿孔装置であって、
   前記アーバーの前記挿入孔に、環状カッタ挿入部外周に
   形成した係合部に係止し、且つ、半径方向に出没自在な
   施錠部材を設け、前記施錠部材は操作スリーブに形成し
   た第１制御面によって、前記カッタが非挿入状態の時に
   挿入孔内に求心方向に半突入状態で支承されているとと
   もに、前記カッタがアーバーに挿入保持されている時
   に、操作スリーブに形成した第２制御面によって該施錠
   部材が該カッタ挿入部に設けた係合部に係止すべく構成
   されており、該施錠部材は、該施錠部材の通過を許容す
   る凹部を有するカッタのみの通過を許容するように構成
   したことを特徴とする環状カッタの着脱装置。