JP2825590B2 - 穿孔装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は穿孔装置、特に工作機械に接続できる穿孔装
置に関する。

（従来の技術） 従来、使用されてきた精密穿孔装置は、工作機械軸に
取り付けられた回転穿孔バーを有する。一定の直径の穴
があけられるように、一定のサイズの１個またはそれ以
上のカッティングブロックが、穿孔バーの自由端に取り
付けられている。従って、異なる直径の穴をあけるとき
には、工作機械の回転を止め、特定のあるいはそれぞれ
のブロックを、１個あるいはそれ以上の異なるブロック
と交換する必要がある。これは非常に不便であり、異っ
たサイズのブロックセットを必要とする為、コストもか
かり、保管にも場所をとる。さらに、新しいブロックが
正しくセットされる為には、熟練したオペレーターが必
要である。切削機の停止、ブロックの交換ならびに必要
に応じた再調整には時間がかかる。しかも、通常、１個
の穴をあける際には、荒けずり段階、荒仕上げ段階、仕
上げ段階といくつかの段階を経る必要があるので、複数
の穴それぞれをあけるには、更に時間を要する。

単一の鋭利な先端を有するブロックにミクロメーター
調整装置を設けることは周知である。しかし、そのよう
なブロックを正しくセットするには熟練したオペレータ
ーが必要である。ブロックにより調整できる穴のサイズ
の範囲は、角度でわずか１″（2.54cm）のオーダーであ
るために、多数のブロックの準備が必要である。更に、
直径が一定のカッターの切削範囲を越えるような穴をあ
ける際には部品を分解し、新しいカッターを挿入し、装
置を新たに組立て、再調整する必要がある。確かにこれ
は技術と時間のかかる仕事である。

縦長の穴（例えば、テーパー状の穴）は、切削作業中
に変化する機構によって形成されることは、例えば、DE
2,025,006Aからも知られている。しかし、カッターを切
削範囲の異なるものと交換するには、部品を分解する必
要がある。これは、１個またはそれ以上のカッターが、
内部に調整部材がスライドできるように配置されたチュ
ーブを支えるガイドスロット内に設けられている為であ
る。カッター交換の必要がある為に、カッティング範囲
を調整できるという長所もほとんど失われてしまう。

（発明が解決しようとする課題） 上記のような短所を克服する穿孔装置を提供すること
が本発明の目的である。

（課題を解決するための手段） 本発明の穿孔装置は、工作機械軸によって回転するよ
うに取り付けられた長く延びる支持手段と、 その長く延びる支持手段と共に回転可能であって、該
支持手段の回転軸に対して傾斜した調整方向への移動の
ためにガイド内に取り付けられたカッターと、 長く延びる支持手段の内部において移動可能に配置さ
れたカッター調整部材と、を有し、 該カッター調整部材およびカッターは相互係合カップ
リングを有して設けられており、それによって、カッタ
ー調整部材の動きが、特定のあるいはそれぞれの調整方
向へカッターの動きを誘導する、穿孔装置であって、 該カッターが、長く延びる支持手段の先端に取り外し
できるように固定されたカッター支持体内に、スライド
できるように配置されていることを特徴としてなり、そ
のことにより、上記目的が達成される。

該カッターガイドが該カッター支持体内に設けられて
いる。

該カッター支持体が二つのカッターを保持できるよう
になっている。

二つのカッターが互いに関連してスライドされるよう
になっている。

該カッター支持体がカッター支持手段に取り外しでき
るように固定された保持ワッシャーを更に有する。

該保持ワッシャーには、カッター調整部材の一部が通
過できるように通路手段が設けられている。

調整方向が、長く延びた支持手段の回転軸に対して垂
直である。

該カッター調整部材は、該カッター調整部材が内部に
配置された長く延びる支持手段から延出しているかある
いは延出し得る。

該カッター調整部材と工作機械軸を取り外しできるよ
うに接続する固定手段を有する。

前記相互係合カップリングが、溝にスライドできるよ
うに配置されている突出部を有しており、突出部および
溝が調整方向の軸に対して、かつ、特定のあるいはそれ
ぞれのカッター調整部材の動く方向に対して、傾斜して
いる。

該カッター支持体内の特定のあるいはそれぞれのカッ
ターを保持する保持手段を有する。

該保有手段が、戻り止め機構を有する。

（作用） １個またはそれ以上のカッターはモジュール方式でカ
ッター支持手段に設置されている為、カッター支持手段
およびカッターを長く延びている支持手段から全体を取
り外すことが可能であり、カッターを分解する必要がな
い。直径範囲の異なる穴をあけるためには、カッターを
収容しているカッター支持体を取り外し、直径範囲の異
なる穴をあけることが可能なカッターを有する他の支持
体と交換するだけでよい。

（実施例） 実施例のみを用いて、添付の図面を参照しながら本発
明の明確な実施態様について以下に説明する。

図を参照すると、穿孔装置は、カッター支持手段とし
ての円筒状のシャフト10を有している。該シャフト10の
一端には、フランジ12が設けられており、反対側の先端
には、通常、14で示されるようにカッティング手段が設
けられている。該フランジには６つの穴16が設けられて
おり、保持ボルト（図には示されていない）が入るよう
になっている。ボルトのヘッド部分は穴の中に保持さ
れ、ボルトのネジが設けられたシャンクの部分は、それ
に対応する従来の切削機の軸内のねじ穴に保持される。
本発明が、複数の切削機、特に数値制御穿孔機に適用さ
れるように、第１図に二点鎖線に示されるようなアダプ
ター18が設けられる。この場合、アダプター18は切削機
に固定され、フランジ12の穴16を通ったボルトは、それ
に対応するアダプター20のネジ穴に保持される。

特に、第１図、第５図及び第６図を参照すると、円筒
状のシャフト10は、中空状であることが理解される。こ
の中空状のシャフト10の内部には、通常、円筒状の作動
ロッド22が設けられている。作動ロッド22は円筒状のシ
ャフト10の縦軸に沿って移動されるように規制されてい
る。この為に、二つの円筒状のサポートブッシュ24およ
び26が作動ロッド22に配置されている。第１サポートブ
ッシュ24は中空状態の円筒状シャフト10内に配置され、
第１サポートブッシュ24より直径の大きい第２サポート
ブッシュ26は、アダプター18のそれに対応する穴28内に
保持される。アダプター18が必要でない場合にも、第２
サポートブッシュ26を設けることが可能であって、この
第２サポートブッシュ26は切削機の軸のそれに対応する
穴の内部に嵌合するようになっている。それぞれのブッ
シュには、Ampep plc of Clevedon社（英国）にて製造
されたFIBERSLIP（商標）のコーティングが施されてい
る。FIBERSLIPは、自動注油、高負荷、低摩擦のベアリ
ングを造り出す。

第２サポートブッシュ26に隣接する作動ロッドの先端
30（第１図参照）は、シャンク32に保持されるように形
成されている。シャンク32は二点鎖線で示されており、
実際のシャンクの構成は、特定の切削機に適するように
される。しかし、通常、シャンクは、従来の切削機の保
持穴、典型的には国際標準化機械（I.S.O）a50のテーパ
ー状の入口に保持されて、固定される。このような従来
の切削機は、切削ヘッドを長手方向に置き換えるため
に、シャンクをその切断機の回転軸に沿って置き換えら
れるようになっている。本実施例では、上記のような置
き換えをすると作動ロッド22はこの長手方向の軸心に沿
って置き換えられる。

作動ロッド22の反対側の先端は円筒状ではなく、むし
ろ、二つのほぼ平行で平らな面を有する作動部先端の形
状になっている。各面には複数の平行な突出部34および
溝36がそれぞれ設けられており、突出部34および溝36の
長手方向の軸が、円筒状シャフト10の長手方向の軸に対
して傾斜していることが特筆される。作動ロッド22の作
動部先端における反対側の面の突出部34および溝36が、
シャフト10の長手方向の軸に対して反対方向に傾斜して
いることも特筆される。従って、一方の突出部および溝
は、第１図、第５図および第６図に示されるように、作
動ロッド22の自由端から上昇しており、他方の突出部お
よび溝は、その自由端から下降している。突出部および
溝は、A.T.Peoton＆Son Limited of Gloucester社（英
国）による、Apticote NEDOX（商標）によりコーティン
グされている。

第１図から４図を参照すると、カッティング手段14
は、ほぼ円筒状の形状の支持体38内にあり、該支持体38
は、シャフト10の先端に形成された溝42に嵌合するよう
な形状の歯部40をその支持体38上に配置することによっ
て、シャフト10の自由端上に配置され得る。使用の際に
は、所定形状のワッシャー44が支持体38とシャフト10と
の間に配置され、二つの直径的に対向した位置に設けら
れたボルト45により、そこに固定される。そのボルト45
のねじを切ったシャンクは、支持体38内にそれに対応し
てねじを切った穴に保持される。ワッシャーには、長く
なったスロット46が設けられており、作動ロッド22の作
動ヘッドがそこを通過されている。支持体38およびワッ
シャー44はボルトによって固定されており、そのボルト
は支持体38の先端内およびワッシャー44内にそれぞれ一
列に並べられた穴48および50を通過して、それに対応す
るシャフト10の先端内のねじを切った穴51内に達してい
る。

支持体38には、端面がほぼ長方形カッターブロックガ
イド通路52が設けられており、その長手軸は、シャフト
10の長手軸に対して垂直である。ガイド通路52は二つの
同一のカッターブロック54が保持されるようになってい
る。カッターブロック54は、断面がほぼ長方形であり、
平坦な放射状の外面56が設けられている。その外面56
は、使用する際に、ガイド通路52表面におけるシャフト
10の長手方向の軸に対して平行に延びる平面、および支
持体38に固定されたワッシャー44の内面に対向状態で接
して、スライドする。各カッターブロックの放射状の内
面58も、通常は平面であり、使用する際に、相互に対向
してスライドするようになっている。従って、支持体3
8、ワッシャー44および二つのカッターブロック54は、
前述のように、一体となって、すなわち部品を分解せず
にシャフト10の先端に固定され、先端から取り外される
独立したユニットを形成していることが注目される。

図面からは、各カッターブロック54の内面58には、く
ぼみ60が設けられていることが理解され、そのくぼみ60
の底面は、作動ロッド22の作動位置の各面にある溝36お
よび突出部34に係合する複数の突出部62および溝64を有
する。

従って、作動ロッド22の突出部34および溝36と、各カ
ッターブロック54の対応した形状の溝64および突出部62
との係合の結果、カッターブロック54は作動ロッド22の
移動方向に依存して、放射状に内側へあるいは外側へ移
動する。なぜなら、カッターブロック54は放射状にのみ
動くようになっているからである。

実際のカッティングは、従来と同様に硬質な交換可能
の挿入物66（炭化タングステン）により行われる、挿入
物66はボルト69（第４図参照）によって、各カッターブ
ロック54内のそれぞれの溝68内に取り外し可能に固定さ
れている。カッティング挿入物66は、従来と同様である
ので、ここでの説明を省略する。

従って、各カッティングブロック54のサイズに応じ
て、一定の範囲内の直径をもつ穴をあけることが可能で
ある。使用に際して、重復する範囲のあらかじめ組立て
られた複数のカッティングヘッド集合体が準備され、カ
ッティングする際、適当な直径範囲もつ部品が選ばれて
シャフト10の先端に取り付けられる。これは、作動ロッ
ドの末端（第５図に示されているように、それは、カッ
ティングヘッド部品を取り除いたときに、シャフト10の
先端を越えて延出し、その結果、スロット46内での作業
が簡単になる）に、カッティング部品を配置し、作動ロ
ッド22の突出部34および溝36とカッティングブロック54
の溝64および突出部62を係合させる作業によりなされ
る。

集合体の歯部40をシャフト10のくぼみ42に係合させる
ために、集合体をシャフト10の先端に押し付けることに
よって、突出部および溝が更に強く係合するので、カッ
ターブロックは、突出部および溝のくさび作用の力で、
作動ロッド22の所定の長手方向位置に対して、正確な放
射位置へと自動的に移動する。従って、カッティングブ
ロックの再調整が不要になり、カッティングヘッド集合
体の取り付けは、非常に迅速で、正確に行われ、熟練者
を必要としない。

使用に際して、作動ロッド22を長手向に移動させるこ
とによって、所定の集合体の直径範囲内で所望の直径が
設定できる。作動ロッド22のカッティング手段14から離
れる移動は、カッティングブロックを放射状に内側へ引
っ張り込み、これに対して、作動ロッド22の反対方向へ
の移動は、カッティングブロックを放射状に外側へ移動
させる。数値制御工作機械に接続されたシャンクにより
作動ロッド22が移動されるので、該作動ロッドの適当な
調整により、所望の直径が正確にコントロールされ得
る。実際、切削機が適切に調整されるために、所望の直
径の入力により切削直径は自動的に設定され、それは、
作動ロッドの対応した既知の移動、そして、その結果の
カッターブロック54の対応した放射状の移動を生じる。

二つのカッターブロック54、一つの支持体38、および
該支持体38に固定された一つのワッシャー44を有する各
カッティングヘッド集合体は、このように、一定範囲以
上の直径を有する穴をあけることができ、実際の直径
は、簡単にしかも正確に変更できる。所望の直径が、要
求された範囲を越えても、カッティングヘッド集合体を
一体として、交換することは簡単なことであり、異なる
直径範囲を提供するために、それより大きいかあるいは
小さいカッティングブロック集合体と交換される。これ
に関して、支持体38をシャフト10の先端から取り外す
と、カッターブロック54が放射状に内側へ引っ張り込ま
れ最小の直径になることは、特筆される。この状態で
は、支持体38内の軸穴82に配置された各ばね荷重ボール
ベアリング80が、各カッターブロック54の側面に配置さ
れた半球状のくぼみ72に着座され、カッターブロック54
を最小直径状態に保ち、支持体38から抜け落ちることを
防止する。ボールーベアリング80は、10lb.の予荷重を
有するそれぞれの圧縮ばね84によって作動される。軸穴
82の一端は、グラブねじ86によりふさがれている。従っ
て、使用されていないカッティングヘッド集合体はこの
形で保管され、所望の集合体の二次取り付けを迅速かつ
正確にしている。作動ロッド22の過剰な移動による装置
への損傷は、作動ロッド22に、軸方向に延びるスロット
74を設けることによって防ぐことができる。そして、一
本の釘（図示されない）は、シャフト10の穴76に取り外
しできるように固定される。それによって、作動ロッド
22の軸方向への移動が制限される。

（発明の効果） 本発明によって迅速で正確な直径の変更が可能になっ
たので、単一の機械加工作業において、ならい物を機械
加工できるようになることが注目される。また、適切な
測定フィールドバックシステムによって、機械作業中の
カッティング挿入物66の摩耗を補うように、コンピュー
ター制御工作機械がカッターブロック54の位置を変更
し、その結果、挿入物66が摩耗しても正確な穴の直径を
得ることができることは、注視される。更に、本発明は
水平穿孔機に限らず、垂直軸方向切削機のような他の切
削機にも適用される。

上述の通り、本発明は直線的な穿孔およびねじ切り作
業ばかりでなく、特に、段階的なかつ連続的な切削直径
の変化を必要とする輪郭を製造するためにも役立つ。二
つのカッターを使用するので、非常に正確であると同時
に、切削スピードの増加および高い供給率も可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による穿孔装置の実施例の一部切欠斜
視図である。 第２図は、第１図の穿孔装置の斜視図である。 第３図は、第１図の穿孔装置のカッティングヘッド集合
体の正面における分解斜視図である。 第４図は、第３図の組立てられたカッティングヘッド集
合体の後部の斜視図である。 第５図は、カッティングヘッド集合体を取り除いた、第
１図の穿孔装置の正面の斜視図である。 第６図は、第１図の穿孔装置の一部分解斜視図である。 第７図は、第３図の組立てられたカッティングヘッドの
要部の側断面図である。 10……シャフト、14……カッティング手段、22……作動
ロッド、34……突出部、36……溝、38……支持体、44…
…ワッシャー、52……ガイド通路、54……カッターブロ
ック、62……突出部、64……溝。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23B 29/034

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】工作機械軸によって回転するように取り付
   けられた長く延びる支持体（10）であって、該長く延び
   る支持体内に設けられて該長く延びる支持体（10）の該
   回転軸と実質的に同軸である軸に沿って移動可能な調整
   部材（22）を有するタイプの支持体と、 カッター案内手段（52）と、 該カッター案内手段（52）内に摺動可能に設けられて、
   該長く延びる支持体（10）の該回転軸に対して傾斜した
   調整軸に沿って置き換え可能であるように該案内手段に
   よって制限される、カッター（54）と、 該調整部材（22）の第１の端部における連結手段（32）
   であって、該回転軸に沿って延出可能および退避可能で
   あってそれにより該回転軸に沿って該調整部材（22）を
   それぞれ前進および後退させる該工作機械軸の置き換え
   可能部分に取り外し可能に固定可能である連結手段と、 該調整部材（22）の、該第１の端部と反対の第２の端部
   上の第１のカプリングコンポーネント（34、36）、およ
   び該調整部材（22）上の該第１のカプリングコンポーネ
   ント（34、36）と取り外し可能に係合可能である該カッ
   ター（54）上の第２のカプリングコンポーネント（62、
   64）であって、該第１および第２のカプリングコンポー
   ネントが、長手方向軸が該調整部材の移動方向に対して
   傾斜する突出部・溝構造を有し、それによって該調整部
   材（22）の移動軸に沿った移動が該調整軸に沿った該カ
   ッター（54）の移動を誘導する、第１および第２のカプ
   リングコンポーネントと、 を有する穿孔装置であって、 該長く延びる支持体（10）の、該工作機械軸から離れた
   端部に取り外し可能に固定可能であるカッター支持体
   （38）を特徴とし、該カッター案内手段（52）が該カッ
   ター支持体（38）内に位置づけられ、該長く延びる支持
   体（10）の端部からの該カッター支持体（38）の取り外
   しが、該第１および第２のカプリングコンポーネント
   （34、36;62、64）の係合の結果該カッター（54）を該
   調整軸に沿って置き換えさせる、穿孔装置。
2. 【請求項２】前記長く延びる支持体（10）の前記端部か
   らの前記カッター支持体（38）の取り外しが、前記調整
   部材（22）の前記第１のカプリングコンポーネント（3
   4、36）と前記カッター（54）の前記第２のカプリング
   コンポーネント（62、64）とをそれぞれ取り外す、請求
   項１に記載の穿孔装置。
3. 【請求項３】前記カッター支持体（38）が、２つのカッ
   ター（54）を受け取るようになっている、請求項１また
   は２に記載の穿孔装置。
4. 【請求項４】前記２つのカッター（54）が、互いに摺動
   可能に係合している、請求項３に記載の穿孔装置。
5. 【請求項５】前記カッター支持体（38）が、該カッター
   支持体の主要部に取り外し可能に固定可能である保持ワ
   ッシャー（44）を更に有する、請求項１から４のいずれ
   かに記載の穿孔装置。
6. 【請求項６】前記保持ワッシャーには、前記カッター調
   整部材（22）の一部が通過できるように通過手段（46）
   が設けられている、請求項５に記載の穿孔装置。
7. 【請求項７】前記調整の方向が、前記長く延びる支持体
   （10）の前記回転軸に対して実質的に垂直である、請求
   項１から６のいずれかに記載の穿孔装置。
8. 【請求項８】前記カッター調整部材（22）は、該カッタ
   ー調整部材（22）がその内部に位置する前記長く延びる
   支持体（10）から延出しているかあるいは延出し得る、
   請求項１から７のいずれかに記載の穿孔装置。
9. 【請求項９】前記カッターを前記カッター支持体内に保
   持する手段（72、80、84）を更に有する、請求項１から
   ８のいずれかに記載の穿孔装置。
10. 【請求項１０】前記カッター（54）を前記カッター支持
    体（38）内に保持する前記手段が、戻り止め機構を有す
    る、請求項９に記載の穿孔装置。