JP5264121B2 - 人間工学的ドリル・モータによるドリル・ビットの整合および深さ制御のためのシステム、方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、一搬には、ドリル・モータ上でのドリル・ビットの支持および整合に関し、特に、人間工学的ドリル・モータ上でのノーズピースを備えるドリル・ビットを整合するための改良形システム、方法および装置に関する。

製造業においては、製品の組立を容易にするために非常に頻繁に被加工物に孔が形成される。孔は、通常、この作業に適しているドリル・ビットを備える手持ちドリル・モータのようなドリル装置により形成される。ある用途の場合には、被加工物に孔開けする孔の種々の位置を正確に位置決めする際にドリル・オペレータを助けるために、型板またはガイド板が使用される。例えば、ガイド板は、その形状が補足的なものであってもよいし、孔開けする被加工物と同じ形のものであってもよい。ガイド板は、被加工物にドリル孔を形成するために、ドリル・オペレータが使用し、または「挿入する」ための数百の整合孔を有することができる。被加工物に直接隣接して位置する、または被加工物に装着されているガイド板により、ドリル・オペレータは、被加工物のその所定の位置に孔を形成するために、ガイド板内に予め形成した各孔を通して、回転しているドリル・ビットを押し込む。

このプロセスの場合には、オペレータは幾分ミスを起こしやすい。第一に、ドリル・ビットは、いつでも正しい挿入角度（すなわち、被加工物の表面に垂直に）軸方向に整合していない。このような誤差が生じると、軸外円筒形の孔が形成される恐れがあり、ドリル・オペレータが手動で軸方向の整合を維持しようとした場合、直径が過度に大きい孔が形成される恐れがある。第二に、被加工物に深すぎるまたは浅すぎる孔を孔開けすることにより、ドリル・ビット挿入の深さが不当に変化する恐れがあり、これにより下に位置する構造体に損傷を与えたり、孔が意図する目的に対して不適当なものになる恐れがある。これらの各誤差が起こると、損傷を修復するために大変な手直し作業が必要になったり、廃棄物が増えたりする。

従来技術においては、大型のドリル装置上でもっと正確な孔開けを容易に行うためのドリル・ビット整合装置または「シェリダン」装置は周知のものである。シェリダン装置は、ドリル・ビットの軸方向の整合の維持を助け、ドリル・ビットの挿入の深さを制限するために、大型のドリル・モータの端部に取り付けられる。他のタイプのドリル・アタッチメントも周知のものである。米国特許第１，６６５，１７３号；１，６９９，８７０号；２，３７６，４３２号；３，７７６，６４７号；および５，５６４，７１７号を参照されたい。都合の悪いことに、これらの従来技術の設計はどれも、調整することができないし、限られた範囲の動作しか行うことができない。

さらに、シェリダン・タイプの装置は、任意の従来技術の設計よりも非常に小型で人間工学的に格段に効率がよい現在の人間工学的ドリル装置と全く互換性を持たない。さらに、装置メーカは、この業界につきものの整合および深さ貫通の問題を解決できないでいる。ドリル・オペレータは、そのドリル・ビットの整合および深さ制御を容易にするために、一方の手で人間工学的ドリルを保持しその他方の手でシェリダン・タイプのツールを保持しようと試みてきた。しかし、この手動を主とするプロセスにより開けた孔は、よくてもバラツキがあり、ドリル・ビットが急速に磨耗する。それ故、長い間、この業界においては、被加工物に形成された孔のドリル・ビットの整合および深さ制御を備えた人間工学的ドリル装置が求められてきた。

人間工学的ドリル・モータとドリル・ビットをしっかりと整合するためのシステム、方法および装置、および必要な人間工学を保持しながらドリル・ビットの送り制御のための方法の一実施形態は、手動ドリル作業と関連していた。本発明は、従来技術の整合のズレの問題およびドリル作業のズレの問題を克服した。調整可能なノーズピース・アダプタが、人間工学的ドリル・モータに装着され、スリーブおよびロック・ナットを備える。アダプタは、異なる長さのドリル・ビットを収容するために、ドリル・モータに対して軸方向に調整することができる。ドリル・ブッシュは、被加工物に対してドリル・ビット整合および送り制御のためのドリル・ガイドとして動作するように、ノーズピース・アダプタの対向端部上に装着されている。

一実施形態の場合には、アダプタは、ドリル・ビットを装着するためのチャックに隣接する人間工学的ドリル・モータに装着されている。アダプタは、プレッシャ・フットを収容するためにその先端部上に割クランプ部分を有する。ガイド・ブッシュは、プレッシャ・フットの基端部内に嵌入している。コイル・スプリングは、プレッシャ・フット内に位置していて、プレッシャ・フット内でガイド・ブッシュは望遠鏡の筒のように伸び縮みすることができる。ドリル・ビットは、ガイド・ブッシュ、プレッシャ・フットおよびアダプタを通して延びていて、チャックに固定されている。ガイド・ブッシュの先端部は、被加工物にもっと正確に形成される孔を提供するために、被加工物に固定されている型板内の孔内にぴったりと嵌入している。

当業者であれば、添付の特許請求の範囲および添付の図面を参照しながら、本発明の下記の詳細な説明を読めば、本発明の上記および他の目的および利点を理解することができるだろう。

以下に説明する本発明の機能および利点を達成し、もっとよく理解することができるように、上記の要約した本発明のより詳細な説明を、本明細書の一部である添付の図面に示す本発明の実施形態を参照することができる。しかし、図面は本発明のいくつかの実施形態を示すためだけのものであって、本発明の範囲を制限するものと見なすべきでないことに留意されたい。何故なら、本発明は、他の同じように効果的な実施形態を使用することができるからである。

図１〜図４を参照すると、これらの図面は、人間工学的ドリル・モータ上でドリル・ビットを制御し、整合するためのシステム、装置および方法の一実施形態である。本発明の一実施形態による人間工学的ドリル・モータ組立体は、モータおよびモータを作動するためのスイッチまたはトリガ１５を含むハンドル１３（例えば、ピストルの握り）のようなドリル本体を有するドリル１１を備える。このようなドリルは、通常、空気駆動モータを備える。ドリル本体も、ドリル軸１９に沿ってハンドル１３から延びるハウジング１７を備えることができる。チャック２１は、ドリル軸１９に沿ってハウジング１７から延びていて、ドリル作業のためにモータにより回転する。チャック２１は、当業者であれば周知のドリル・ビットのようなドリル・ビット２３（図３）を解放可能に支持する。

図３に最もはっきり示すように、キャップ３１は、チャック２１に隣接していて、このチャック２１に外接しているハウジング１７に装着されている。キャップ３１は、例えば、ベアリングの捕捉および／またはドリル・モータ用のシールの提供、ならびにドリル・モータおよびチャックの保護ハウジングの延長を含む多数の機能を提供することができる。一実施形態の場合には、キャップ３１は、雄ネジ３３または以下に説明するように軸方向の調整のために使用することができる他のタイプの固定具を備える。雄ネジ３３は、約０．５〜２インチ（約１．２７〜５．０８ｃｍ）の軸方向の長さを有することができるが、通常約１インチ（約２．５４ｃｍ）の長さを有することができる。

カップリング４１は、キャップ３１に装着されていて、一実施形態の場合には、雌ネジ４３のような補足的な軸方向の調整機能を有する。雌ネジ４３は、キャップ３１上の雄ネジ３３と係合し、キャップ３１に対してカップリング４１を回転することにより、種々の軸方向の位置においてドリル１１上にカップリング４１を支持する。一実施形態の場合には、その軸方向の位置がどこであれ、雄ネジ３３がカップリング４１だけに接触し、ネジ山３３を損傷する恐れがある偶然の接触を起こさないように、そのキャップ上の雄ネジ３３は、カップリング４１およびロック・ナット５１により完全にカバーされる。

カップリング４１のように、ロック・ナット５１は、キャップ３１上の雄ネジ３３と係合するための雌ネジ５３のような調整機能を備えることができる。キャップ３１は、ドリル１１上の種々の位置でロック・ナット５１を支持する。ロック・ナット５１は、ドリル１１に対する軸方向に移動しないようにカップリング４１を固定するために、解放可能にカップリング４１と端接している。

カップリング４１は、さらに、ドリル・ビット２３の軸方向の整合を高めるための従来のプレッシャ・フット６１およびドリル・ビット・ブッシュ７１を支持することができるリテーナ４５を備える。一実施形態の場合には、カップリング４１上のリテーナ４５は、カップリング４１の先端部上に割クランプを備え、プレッシャ・フット６１をカップリング４１に解放可能に固定するために、割クランプの直径を調整するためのネジ４７を有する。カップリング４１は、さらに、被加工物９１のドリル作業の際に発生するチップを除去するための、チャック２１に隣接して、その内部に形成されている複数の窓４９（例えば、図の場合には３つ）を備えることができる（図３）。予め形成した孔８３を有する型板またはガイド板８１は、被加工物９１で孔開けされる孔を位置決めするために使用することができる。

他の実施形態の場合には、プレッシャ・フット６１は、送り速度を制限し、ドリル・ビット２３の深さを制御するためのスプリング６５を有するホルダ６３を備える。ドリル・ビット・ブッシュ７１は、ホルダ６３に装着されていて、このホルダ６３に対して軸方向に移動することができるアダプタ７３と、ドリル・ビット２３に外接するためにアダプタ７３から延びるスリーブ７５とを備えることができる。

図４を参照すると、本発明はまたドリルを調整するための方法を含むことができる。一実施形態の場合には、この方法は、ステップ１０１に示すように開始し、ハンドルと、ハウジングと、ドリル軸と、ドリル・ビットを解放可能に支持するためのドリル軸に沿ってハウジングから延びるチャックとを備えるドリルを提供するステップ（ステップ１０３）と、チャックに隣接するハウジングにキャップを装着するステップ（ステップ１０５）と、キャップにロック・ナットを装着するステップ（ステップ１０７）と、キャップにカップリングを装着し、ドリルに対してカップリングの軸方向の位置を調整するステップ（ステップ１０９）と、ドリルに対して軸方向に移動しないようにカップリングを固定する目的で、カップリングに解放可能に端接するために、ロック・ナットの軸方向の位置を調整するステップ（ステップ１１１）と、ステップ１１５のところに示す終了の前に、ドリル・ビットの軸方向の整合を高めるために、カップリングにプレッシャ・フットおよびプレッシャ・フットにドリル・ビット・ブッシュを装着するステップ（ステップ１１３）とを含むことができる。この方法のステップおよび機能の他の実施形態は、本発明のシステムおよび装置のための上記要素のような要素を内蔵することができる。

そのいくつかの形で本発明を図示し、説明してきたが、当業者であれば本発明は、上記説明に限定されずに、本発明の範囲から逸脱することなしに、種々に変更することができることを理解することができるだろう。

本発明により構成したドリル・モータ組立体の一実施形態の部分断面等角図である。 本発明により構成した図１のドリル・モータ組立体の側断面図である。 本発明により構成した図１のドリル・モータ組立体の分解側面図である。 本発明により構成した方法の一実施形態のハイ・レベルの流れ図である。

符号の説明

１１ ドリル
１３ ハンドル
１５ トリガ
１７ ハウジング
１９ ドリル軸
２１ チャック
２３ ドリル・ビット
３１ キャップ
３３ 雄ネジ
４１ カップリング
４３ 雌ネジ
４５ リテーナ
４７ ネジ
５１ ロック・ナット
５３ 雌ネジ
６１ プレッシャ・フット
６３ ホルダ
６５ スプリング
７１ ドリル・ビット・ブッシュ
７３ アダプタ
７５ スリーブ

Claims (8)

1. 本体と、前記本体内に装着されているドリル・モータと、ドリル軸と、ドリル・ビットを解放可能に支持するための前記ドリル軸に沿って前記本体から延びるチャックとを有するドリルに使用される調整組立体であって、前記調整組立体が、
   前記チャックに隣接する前記本体に装着することができ、雄ネジを有するキャップと、
   前記キャップ上の前記雄ネジと係合し、種々の軸方向の位置で前記ドリル上にカップリングを支持するための雌ネジを有するカップリングと、
   前記キャップ上の前記雄ネジと係合し、種々の軸方向の位置で前記ドリル上でロック・ナットを支持するための雌ネジを有するロック・ナットであって、前記ドリルに対して軸方向に移動しないように前記カップリングを固定するために、解放可能に前記カップリングに端接しているロック・ナットとを含み、
   前記キャップ上の前記雄ネジは、その軸方向の位置がどこであれ、前記雄ネジが前記カップリングおよび前記ロック・ナットだけにより接触を受けかつ偶発的な接触を起こさないように、前記カップリングおよび前記ロック・ナットにより完全にカバーされており、
   前記カップリングは、プレッシャ・フットとドリル・ビット・ブッシュを支持するためのリテーナをさらに備え、前記プレッシャ・フットは、送り速度を制限しかつ前記ドリル・ビットの深さを制御するためのスプリングを有するホルダを備え、前記ドリル・ビット・ブッシュは、前記ホルダに装着されかつ前記ホルダに対して軸方向に移動することができるアダプタと、前記ドリル・ビットに外接するため前記アダプタから延びるスリーブとを備える、調整組立体。
2. 前記カップリング上の前記リテーナが前記カップリングの先端部上に割クランプを備え、前記カップリングに前記プレッシャ・フットを解放可能に固定するために、前記割クランプの直径を調整するためのネジを有し、前記カップリングが、被加工物のドリル作業により生じたチップを除去するために前記チャックに隣接して、その内部に形成されている複数の窓をさらに備える請求項１に記載の調整組立体。
3. 前記キャップ上の前記雄ネジの軸方向の長さが約１インチ（約２．５４ｃｍ）である請求項１または２に記載の調整組立体。
4. 人間工学的ドリル・モータ組立体であって、
   ハンドルと、ハウジングと、ドリル・モータと、ドリル軸と、ドリル・ビットを解放可能に支持するために、前記ドリル軸に沿って前記ハウジングから延びるチャックとを有するドリルと、
   前記チャックに隣接する前記ハウジングに装着され、雄ネジを有するキャップと、
   前記キャップ上の前記雄ネジと係合し、前記ドリル上の種々の軸方向の位置にカップリングを支持するための雌ネジを有するカップリングであって、プレッシャ・フットおよびドリル・ビット・ブッシュを支持することができるリテーナをさらに備えるカップリングと、
   前記キャップ上の前記雄ネジと係合し、前記ドリル上の種々の位置にロック・ナットを支持するための雌ネジを有するロック・ナットであって、前記ドリルに対して軸方向に移動しないように前記カップリングを固定する前記カップリングと解放可能に端接しているロック・ナットとを備え、
   前記カップリング上の前記リテーナが、前記カップリングの先端部上に割クランプを備え、前記カップリングに前記プレッシャ・フットを解放可能に固定するために、前記割クランプの直径を調整するためのネジを有し、前記カップリングが、被加工物のドリル作業により生じたチップを除去するために、前記チャックに隣接してその内部に形成されている複数の窓をさらに備える人間工学的ドリル・モータ組立体。
5. 前記キャップ上の前記雄ネジが、その軸方向の位置がどこであれ、前記雄ネジが前記カップリングおよび前記ロック・ナットだけにより接触を受け、偶発的接触を起こさないように、前記カップリングおよび前記ロック・ナットにより完全にカバーされる請求項４に記載の人間工学的ドリル・モータ組立体。
6. 前記キャップ上の前記雄ネジの軸方向の長さが、約１インチ（約２．５４センチメートル）である請求項４または５に記載の人間工学的ドリル・モータ組立体。
7. 前記プレッシャ・フットが、送り速度を制限しかつ前記ドリル・ビットの深さを制御するためのスプリングを有するホルダを備え、前記ドリル・ビット・ブッシュが、前記ホルダに装着されかつ前記ホルダに対して軸方向に移動することができるアダプタと、前記ドリル・ビットに外接するための前記アダプタから延びるスリーブとを備える請求項４から６のいずれか一項に記載の人間工学的ドリル・モータ組立体。
8. 人間工学的ドリル・モータ組立体であって、
   ハンドルと、ハウジングと、ドリル・モータと、ドリル軸と、ドリル・ビットを解放可能に支持するために前記ドリル軸に沿って前記ハウジングから延びるチャックと、を有するドリルと、
   前記チャックに隣接する前記ハウジングに装着され、雄ネジを有するキャップと、
   前記キャップ上の前記雄ネジと係合し、前記ドリル上の種々の軸方向の位置にカップリングを支持するための雌ネジを有するカップリングであって、被加工物のドリル作業により生じたチップを除去するために前記チャックに隣接してその内部に形成されている窓も有するカップリングと、
   前記カップリングにより支持されたプレッシャ・フットとドリル・ビット・ブッシュで、送り速度を制限しかつ前記ドリル・ビットの深さを制御するためのスプリングを有するプレッシャ・フットと、前記プレッシャ・フットに装着されかつ該プレッシャ・フットに対して軸方向に移動することができるドリル・ビット・ブッシュと、前記ドリル・ビットに外接するための前記ドリル・ビット・ブッシュから延びるスリーブと、
   前記カップリングの先端部で前記チャックより軸線方向上で遠位の割クランプで、前記カップリングに前記プレッシャ・フットを解放可能に固定するために、前記割クランプの直径を調整するためのネジを有する割クランプと、
   前記キャップの前記雄ネジと係合し、前記ドリル上の種々の位置にロック・ナットを支持するための雌ネジを有するロック・ナットであって、前記ドリルに対して軸方向に移動しないように前記カップリングを固定する前記カップリングと解放可能に端接しているロック・ナットで、前記キャップ上の前記雄ネジが、その軸方向の位置がどこであれ、前記雄ネジが前記カップリングおよび前記ロック・ナットだけにより接触を受けて偶発的接触を起こさないように、前記カップリングおよび前記ロック・ナットにより完全にカバーされるロックナットと、
   を備える人間工学的ドリル・モータ組立体。

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