KR100754420B1

KR100754420B1 - 절삭 공구

Info

Publication number: KR100754420B1
Application number: KR1020047004877A
Authority: KR
Inventors: 에릭슨로버트에이.
Original assignee: 케나메탈 아이엔씨.
Priority date: 2001-10-02
Filing date: 2002-09-20
Publication date: 2007-08-31
Also published as: IL161077A0; JP4404629B2; JP2005504642A; EP1432542B1; IN2012DN00815A; EP2484469B1; DK2484469T3; KR20040039476A; EP2484469A1; WO2003028930A1; US6506003B1; CA2460171C; IL161077A; EP1432542A4; ES2449751T3; EP1432542A1; CA2460171A1; BR0213616A

Abstract

공구(10)는 섕크(16)와 헤드(18)를 구비한다. 섕크(16)는, 섕크 가이드(28)와, 리시버(20)의 리딩 엔드에 위치하는 대향한 섕크 구동키들(32) 및 축방향을 따라 상기 섕크 가이드(28)와 상기 섕크 구동키들(32) 사이에 위치하는 섕크 로케이터(30)를 구비하는 리시버(20)를 포함한다.

Description

절삭 공구{Cutting tool}

본 발명은 대략 절삭 공구에 관한 것으로서, 특히 분리가능한 엔드(separable end)가 작동하여 정지된 작업편(workpiece)의 절삭을 위해 회전하기에 적합하며, 정지해 있을 때 회전하는 작업편을 절삭할 수 있는 회전형의 절삭 공구에 관한 것이다.

분리가능한 회전 절삭 공구는 종래기술에 알려져 있다. 이러한 공구 중 하나는 "크렌져(Krenzer)"등의 미국특허 제5904455호에 설명되어 있다. 이 공구는 인서트(insert)와 몸체(body)를 구비하는 드릴(drill)로서 설명되어 있다. 상기 드릴은, 두 개의 그루브 플랭크(groove flank)들에 의하여 형성되는 상기 몸체내의 그루브와, 상기 헤드상의 짝을 이루는 측면들(mating side faces)을 포함하는 위치결정(locating)특성을 가진다. 상기 그루브(groove)는 상기 인서트보다 약간 적다. 이러한 것은 적극적 위치선정(positive location)과, 상기 인서트와 몸체 사이의 억지끼워맞춤(interference fit)이라는 결과를 발생시킨다. 작동시에 있어서, 상기 인서트는 그루브 내에서 스크류와 함께 축방향으로 힘을 받게 되거나 그루브내로 끌려 들어간다. 스크류가 없는 경우에, 상기 인서트는 축방향으로 위치이동되기 쉬우며 결국 상기 그루브로부터 축방향으로 이탈된다. 다른 한편으로, 상기 스크류를 사용하면 상기 공구의 물리적 크기가 상기 스크류를 수반할 수 있도록 충분히 커야한다.

다른 분리가능한 회전형의 절삭 공구들은 "헥트(Hecht)"의 미국특허 제6059472호 또는 제5957631호에 개시되어 있다. 두 개의 특허들은 인서트와 바디의 결합을 설명하고 있다. 하나의 구현예는 두개의 베이스면들(base surfaces), 두개의 토크전달벽(torque transmission walls) 및 두개의 고정벽(fixation wall)들을 구비한다. 상기 전달벽과 고정벽은 상기 베이스면들 사이에 위치하고 상호 인접해 있다. 상기 전달벽들은, 상기 고정벽과 마찬가지로, 180°로 떨어져 이격되어 있다. 상기 고정벽들은 그 형상이 원뿔형(conical) 또는 도브테일(dovetail)형이며, 상기 인서트의 절삭팁(cutting tip)으로부터 멀어지는 일방향으로 확장된다. 상기 베이스면들은 상기 몸체의 축으로부터 수직하거나 가로지른다. 앞 베이스면은 축방향 멈추개(stop)로서 작용한다. 상기 토크전달벽들은 반경방향으로 연장되어 형성된다. 상기 고정벽들은 상기 절삭직경보다 실질상 작은 반경방향 치수(dimension)를 가짐으로써 형성된다. "헥트"는 또한 한 쌍의 베이스면들을 구비하는 구현예도 설명하였으며, 이 베이스면들 중 하나는 축방향 멈추개로서 작용한다. 토크전달벽들과 고정벽들은 이 베이스면들 사이에 위치한다. 상기 토크전달벽들은 상기 고정벽의 축에 대하여 가로지르고 있다. 상기 고정벽과 전달벽들의 길이는 거의 동일하다. 상기 고정벽들은 상기 토크전달벽보다 상기 공구의 팁으로부터 더 멀리 떨어져서 위치한다. 헥트에 의하여 설명된 두 개의 구현예들은, 각각이 원뿔형 또는 도브테일형 고정벽들을 포함하고 있기 때문에, 축방향으로 이탈되는 위험이 줄어든다. 그러나, 상기 벽들은 상기 인서트의 절삭팁으로부터 멀어져 상기 몸체내로 들어가일방향으로 확장되기 때문에, 그 제작이 어렵다.

의도하지 않게 축방향으로 이탈되는 것이 방지되는 분리가능한 회전형의 절삭 공구가 필요하다는 것은 명백하다. 이상적으로, 이러한 공구는 제조가 용이하여 그 공구의 제조원가가 최소화된다. 결국, 이러한 공구가 쉽게 조립될 수 있다는 것이 바람직할 것이다.

일반적으로, 본 발명은 종래기술과 관련된 상술한 단점들을 극복하기 위한 회전형의 절삭 공구에 관한 것이다. 이러한 목적을 위하여, 본 발명에의 공구는 섕크(shank)와 헤드(head)를 구비한다. 상기 섕크는, 리시버(receiver)의 트레일링 엔드(trailing end)에서 섕크 가이드(shank guide)와 상기 리시버의 리딩 엔드(leading end)에서 대향하는(opposing) 섕크 구동키들(shank drive keys) 및 축방향으로 상기 섕크 가이드와 섕크 구동키들 사이에 위치하는 로케이터(locator)를 포함하는, 리시버를 구비한다. 상기 섕크 구동키면들은 각각 축방향으로 연장된 섕크 구동키 반경방향 정지면(radially stop surface)을 구비하며, 이 반경방향 정지면은 상기 리시버의 중심축을 거쳐 연장되는 평면에 대하여 각도를 형성하며 배치되어 있다. 상기 헤드는, 커넥터(connector)의 트레일링 엔드에서의 헤드 가이드(head guide)와 상기 커넥터의 리딩 엔드에서 대향하는 헤드 구동키들(head drive keys)과 축방향으로 상기 헤드 가이드와 헤드 구동키들 사이에 위치하는 로케이터를 포함하는, 커넥터를 구비한다. 상기 헤드 구동키들은 각각 축방향으로 연장된 헤드 구동키 반경방향 정지면(radial stop surface)을 구비하며, 이 헤드 구동키 반경방향 정지면은 상기 커넥터의 중심축을 지나서 연장되는 평면에 대하여 각도를 형성하며 배치되어 있다. 각 섕크 구동키 반경방향 정지면은 대응하는 헤드 구동키 반경방향 정지면과 각도상 일치되기에 적합하도록 되어 있다.

본 발명으로부터 도출된 장점은 물론, 더욱이 본 발명의 특징은 도면을 참조한 이하의 상세한 설명으로부터 분명하다.

도 1은 본 발명에 따른 회전 절삭 공구의 분해사시도이다.

도 2는, 부분적으로 조립된, 도 1에 도시된 회전 절삭 공구의 사시도이다.

도 3은, 완전히 조립된, 도 1 및 도 2에 도시된 회전 절삭 공구의 사시도이다.

도 4는 도 1 내지 도 3에 도시된 회전 절삭 공구의 분해 측면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 회전 절삭 공구의 단면도이다.

도 6은 도 5의 6-6선에 따른 회전 절삭 공구의 횡단면도이다.

도 7은 본 발명의 다른 회전 절삭 공구의 단면도이다.

도 8은 도 7의 8-8선에 따른 회전 절삭 공구의 횡단면도이다.

도 9는 본 발명의 다른 회전 절삭 공구의 단면도이다.

도 10은 도 9의 10-10선에 따른 회전 절삭 공구의 횡단면도이다.

도 11은 본 발명의 다른 회전 절삭 공구의 단면도이다.

도 12는 도 11의 12-12선에 따른 회전 절삭 공구의 횡단면도이다.

도 13은 본 발명의 다른 회전 절삭 공구의 단면도이다.

도 14는 도 13의 14-14선에 따른 회전 절삭 공구의 횡단면도이다.

도 15는 본 발명의 다른 회전 절삭 공구의 단면도이다.

도 16은 도 15의 16-16선에 따른 회전 절삭 공구의 횡단면도이다.

도 17은 도 16의 17-17선에 따른 단면도이다.

이하 도 1 내지 도 6을 참조하면, 상기 여러장의 도면들 전체에서 동일한 번호는 동일한 구성요소들을 가리키는데, 이 도면들에는 일반적으로 12로 표시된 리딩 엔드와, 일반적으로 14로 표시된 트레일링 엔드를 구비하는 회전드릴 또는 회전공구(10)가 도시되어 있다. 상기 공구(10)는 몸체 또는 섕크(16) 및 인서트 또는 헤드(18)를 구비한다. 상기 섕크(16)는, 그 리딩 엔드에 리시버 또는 수용부(20, receiving portion)와, 그 트레일링 엔드에 섕크(22)를 구비한다. 상기 헤드(18)는, 그 리딩 엔드에 절삭팁(24, cutting tip)과, 그 트레일링 엔드에 커넥터 또는 탑재부(26, mounting portion)를 구비한다. 상기 탑재부(26)는 상기 수용부(20)와 함께 협력하여 상기 헤드(18)를 상기 섕크(16)에 연결시킨다.

상기 수용부(20)는, 가이드(guide) 또는 섕크 가이드부(28)와, 상기 섕크 가이드부(28)의 리딩 엔드에서의 로케이터 또는 섕크 로케이팅부(30, shank locating portion) 및 상기 섕크 로케이팅부(30)의 리딩 엔드에서 직경방향으로 배치된 토크(torque) 또는 구동키들(32, drive keys)(또한, 섕크 구동키들로도 호칭됨)를 구비한다. 상기 탑재부(26)는, 직경방향으로 배치된 토크 또는 구동키들(34)(또한, 헤드 구동키들이라고도 호칭됨)과, 상기 헤드 구동키들(34)의 트레일링 엔드에 서의 로케이터 또는 헤드 로케이팅부(36, head locating portion) 및 상기 헤드 로케이팅부(36)의 트레일링 엔드에서 가이드 또는 헤드 가이드부(38)를 구비한다.

상기 탑재부(26)는, 상기 헤드 가이드부(38)가 상기 섕크 가이드부(28)에 맞물릴 때 까지, 축방향을 따라 상기 수용부(20)내로 삽입되기에 적합하도록 되어 있다. 상기 헤드(18)를 비틀어 돌리면(twist), 상기 로케이팅부들(30,36)은 서로 맞물려 억지끼워맞춤(interference fit)이 된다. 상기 구동키들(32,34)은 반경방향으로 서로 맞물림으로써 상기 공구(10)가 작동되는 동안 협력햐는 반경방향 정지면들 및 구동면들로서 작용한다.

상기 섕크 가이드부(28)는, 도시된 내측 가이드면(40, inner guide surface)과 같이, 내측 원통면(inner cylindrical surface)에 의하여 부분적으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 내측 가이드면(40)은 일반적으로 섕크 가이드 직경(D1, shank guide diameter, 도 4에 도시)을 가지는 곧은 원통면(straight cylindrical surface)인 것이 바람직하다. 상기 섕크 가이드부(28)에는, 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 그 트레일링 엔드에 인접하여 있는 구형 반경방향 내측 반경면(42, spherical radial inner radial surface) 또는 도 6에 도시된 바와 같이 원뿔형 내측 반경면(44, conical inner radial surface)이 제공될 수 있다. 본 발명의 보다 바람직한 구현예에서, 상기 원뿔형 내측 반경면(44)의 직경은 상기 섕크 가이드부(28)의 리딩 엔드 방향쪽으로 가면서 증가한다. 상기 섕크 가이드부(28)의 트레일링 엔드는 제1반경방향 연장면(first radially extending surface)에 의하여 형성될 수 있으며, 상기 연장면은 반경방향으로 연장된 섕크 가이드면(radially extending shank guide surface)으로도 호칭될 수 있다. 상기 제1반경방향 연장면은 아치형(arcuate) 또는 구형(spherical)의 면(46,surface)이 될 수 있으며, 이것은 도 7, 9, 11, 13 및 도 15에 도시된 바와 같이 구형 내측반경면(42,spherical inner radial surface) 또는 대략 평평한 면(48)과 함께 공존할 수 있고, 상기 섕크(16)의 축(A1)에 대하여 대략 수직하게 연장될 수도 있다. 상기 구형 또는 원불형의 내측 반경면들(42,44)은, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 축방향 정지면들(axial stop surfaces)로 작용할 수 있다. 도 9, 11, 13 및 도 15에 도시된 바와 같이 상기 반경방향 연장면이 상기 섕크의 축(A1)에 대하여 수직하다고 하더라도, 상기 구형 또는 원뿔형의 내측 반경면들(42,44)은 축방향 정지면들로 작용한다.

상기 섕크 로케이팅부(30)는 원통형 구멍(cylindrical bore)에 의하여 형성되는 것이 바람직하다. 상기 원통형 구멍은, 도 7, 9, 11, 13 및 도 15에 도시된 바와 같이 대략 곧은 원통형 내측 로케이팅면들(50,straight cylindrical inner locating surface)에 의하여 형성된 대략 곧은 원통형 구멍이거나, 또는 도 5에 도시된 바와 같이 테이퍼된(tapered) 내측 로케이팅면들(52, inner locating surface)에 의하여 형성된 테이퍼된 구멍으로 형성될 수 있다. 상기 대략 곧은 원통형 내측 로케이팅면들(50) 사이의 거리 또는 상기 테이퍼된 내측 로케이팅면들(50) 사이의 최소 거리는 섕크 로케이터 또는 로케이팅 직경(D2, locating diameter)(도 4에 도시)에 의하여 측정된다.

상기 섕크 가이드와 로케이팅부들(28,30)을 형성하는 상기 면들은, 상기 전 이면(54, tansitional surface)에 의하여 결합될 수 있다. 본 발명의 바람직한 구현예에서 상기 전이면(54)은, 상기 섕크(16)의 중심축(A1)에 대하여 비스듬하게 경사져 있으며, 대략 길이방향(longitudinal)을 따라 상기 수용부(20)의 리딩 엔드를 향해 마주하고 있다. 상기 전이면(54)은 상기 섕크 가이드와 로케이팅 직경들(D1 및 D4)(도 4에 도시)의 차이에 적합하게 조절된다.

상기 로케이팅부(30)는 상기 로케이팅부(30)의 리딩 엔드에 위치한 제2반경방향 연장면(second radially extending surfce)에서 끝나게 된다. 상기 제2반경방향 연장면은, 상기 한 쌍의 반경방향 연장면들(56)에 의하여 형성되며 이 반경방향 연장면들(56)은 도 5, 7, 9, 13 및 도 15에 도시된 바와 같이 상기 섕크(16)의 중심축(A1)에 대하여 수직하게 연장되어 있고, 또는 반경방향 연장면들(58)에 의하여 형성되며 이 반경방향 연장면들(58)은 도 11에 도시된 바와 같이 상기 중심축(A1)에 대하여 비스듬하게 경사져 있으며 대략 길이방향을 따라 상기 섕크(16)의 리딩 엔드를 향하여 마주하고 있다. 상기 제2반경방향 연장면은 상술한 제1반경방향 연장면 대신에 축방향 정지면으로 작용할 수 있다.

상기 섕크 구동키들(32)는 상기 섕크 로케이팅부(30)의 리딩 엔드에 위치한다. 본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 섕크 구동키들(32)은 축방향 단면치수(D3, axial profile dimension, 도 5에 도시)와 반경방향 단면치수(D4, radial profile dimension, 도 4에 도시)를 가진다. 상기 섕크 구동키들(32)이 상기 섕크(16)의 중심축(A1)과 밀접하여 일치될 수 있도록, 상기 반경방향 단면치수(D4)는 상기 축방향 단면치수(D3)보다 작은 것이 바람직하다. 상기 섕크 구동키들(32)은, 내측 섕크 구동키면(60, inner shank drive key surface)과 외측 섕크 구동키면(62)과 축방향으로 연장되며 원주방향을 따라 이격되어 있는 한 쌍의 섕크 구동키면(66,64) 및 반경방향으로 연장된 섕크 구동키면에 의하여 형성되며, 이 반경방향으로 연장된 섕크 구동키면은 제3반경방향 연장면(68, third radially extending surface)으로도 호칭된다. 상기 제3반경방향 연장면(68)은, 상기 내측 및 외측 섕크 구동키면들(60,62) 사이의 제1방향과, 상기 축방향으로 연장되어 있으며 원주방향으로 이격되어 있는 섕크 구동키면들(66,64) 사이의 제2방향을 따라 연장되며, 도 1에 모두 도시되어 있다. 상기 내측섕크 구동키면(60)은 상기 내측 섕크 로케이팅면과 공존한다. 마찬가지로, 상기 외측 섕크 구동키면(62)은 상기 섕크(16)의 외측 곡면(70)과 공존할 수 있다. 상기 원주방향으로 이격되어 있으며 축방향으로 연장된 섕크 구동키면들 중 어느 하나(66)는 플루트(flute) 또는 플루트부를 형성할 수 있으며, 상기 공구를 사용할 때 이 플루트부를 통해 작업편(workpiece, 제조공정중에 있는 물건)의 파티클(particle)들은 배출될 수 있다. 원주방향(circumferential)으로 이격되어 있으며 축방향으로 연장된 다른 하나(64)의 섕크 구동키면은 섕크 구동키 반경방향 정지면(radial stop surface)으로 작용하며, 이것은 상기 섕크(16)의 축(A1)을 거쳐 연장되며 대략 길이방향을 따라 상기 섕크(16)의 트레일링 엔드를 향해 대면하고 있는 평면에 대하여 각도(α)를 형성하며 배치되는 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 각도(α)는 15°이다. 상기 섕크 구동키 반경방향 정지면(64)은, 도 5, 9,11,13 및 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 내측 및 외측 섕크 구동키면들(60,62)에 대하여 수직 할 수 있다. 그 대신에, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 내측 및 외측 섕크 구동키면들(60,62)에 대하여 경사져 있는 섕크 구동키 반경방향 정지면들(72)이 제공될 수 있다. 상기 제3반경방향 연장면(68)은, 도 5,7,11 및 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 섕크의 중심축(A1)에 대하여 수직할 수 있다. 교호적으로, 도 9 및 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 중심축(A1)에 대하여 경사진 제3반경방향 연장면(74)이 제공될 수 있다. 경사진 축방향 또는 반경방향 연장면들은 상기 섕크 구동키들(32)이 펼쳐져 분리되는 위험을 줄일 수 있다. 상기 제3반경방향 연장면(68)은 상술한 제1 및 제2반경방향 연장면들을 대신하여 축방향 정지면으로 작용될 수 있다는 점이 이해되어져야 한다.

상기 헤드 가이드부(38)는, 도시된 외측 가이드면과 같은 외측 원통면에 의하여 부분적으로(in part) 형성되는 것이 바람직하다. 상기 외측 가이드면(78, outer guide surface)은, 헤드 가이드 직경(D5, head guide diameter, 도 4 및 도 6에 도시)을 가지는 곧은 원통면(straight cylindrica surface)인 것이 바람직하다. 상기 헤드 가이드부(36, head guide portion)는, 도 5에 도시된 바와 같이 대략 구형의 외측 반경방향면(82)을 구비하며, 도 7에 도시된 바와 같이 그 트레일링 엔드 또는 원뿔형 외측 반경방향면(84, outer radial surface)에 접해있다. 본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 원뿔면(84, conical surface)의 직경은 상기 헤드 가이드부(38)의 리딩 엔드방향으로 가면서 증가한다. 상기 헤드 가이드부(38)의 트레일링 엔드는 제1반경방향 연장면에 의하여 형성될 수 있으며, 이것은 또한 반경방향으로 연장된 헤드 가이드면(head guide surface)으로도 호칭된다. 상기 제1 반경방향 연장면은 아치형 또는 구형의 반경방향면이 될 수 있으며, 이것은 도 7,9,11,13 및 도 15에 도시된 바와 같이 상기 구형 외측 반경방향면(82) 또는 대략적으로 평평한 면(76)과 공존하며, 이것은 상기 헤드(18)의 축(A2)에 대하여 대략 수직하게 연장된다. 상기 헤드 가이드부(38)는, 상기 섕크 가이드부(28)와 맞물리기에 적합하도록 되어 있으며, 상기 헤드(18)가 상기 섕크(16)와 결합될 때 상기 섕크(16) 및 헤드(18)를 반경방향에서 고정되도록 작용한다.

상기 헤드 로케이팅부(36, head locating portion)는 외측면에 의하여 형성된다. 상기 외측면은, 도 7,9,11 및 도 15에 도시된 바와 같이, 대략 곧은 원통형면의 외측 로케이팅면(86, straight cylindrical surface outer locating surface)이 될 수 있다. 대신에, 상기 외측면은, 도 5에 도시된 바와 같이, 테이퍼된 외측로케이팅면(88)이 될 수 있다. 상기 외측면의 최대직경은 상기 헤드 로케이터 또는 로케이팅 직경(D6, 도 4 및 도 6에 도시)에 의하여 규정되며, 상기 섕크 로케이팅 직경(D2, 도 4에 도시)보다 약간 크다. 결국, 상기 헤드 로케이팅부(36)는 상기 섕크 로케이팅부(30) 내로 힘을 받게 되어, 상기 섕크 로케이팅부(30)가 외측으로 편향되므로, 상기 두 개의 로케이팅부들(30,36) 사이에서 억지끼워맞춤된다. 그 리딩 엔드에서 보다 큰 직경을 가지는 테이퍼된 외측 로케이팅면(88)은, 상기 섕크 로케이팅부(30)가 외측으로 편향되더라도, 실질적으로 상기 전체 섕크 로케이팅부(30)와 접촉되는 것을 보장한다는 것이 이해되어져야 하다. 상기 중심축(A1)에 대략 평행하게 연장되어 있는 평면(P1)에 대하여 1°미만으로 테이퍼된 외측 로케이팅면(88)에서의 경사각(β, 도 5에 도시)에 의하여, 직경(D6)의 증가가 측정되 는 것이 바람직하다.

상기 헤드 로케이팅부(36)는 축방향으로 연장된 각도 리드면(90,angular lead surface)를 구비하는 것이 바람직하며, 이 각도 리드면(90)은 상기 헤드(18)를 회전시켜 상기 헤드(18)가 상기 섕크(16)에 결합될 때 상기 헤드 로케이션 접근부(36, approaching portion of location oortion)에 틈새(clearance)를 제공한다. 상기 축방향 연장면 또는 각도 리드면(90)의 각도는 변할 수 있다. 상기 각도는 2°내지 20°의 범위인 것이 바람직하다. 예컨대, 도 14에 도시된 상기 리드면(90)의 각도(θ1)는, 상기 외측 로케이팅면 및 리드면(90)의 교차점에서의 상기 외측 로케이팅면의 접선(line tangent)에 대하여 15°이다. 도 6,8,10,12 및 도 16에 도시된 상기 리드면(90)의 각도(θ2)는 20°이다.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 헤드 로케이팅부(36)는 상기 공구(10)의 절삭직경(D7, cutting diameter, 도 4 및 도 5에 도시)의 절반보다 더 큰 직경(D6, 도 4 및 도 6에 도시)을 가진다. 이것은, 상기 섕크(16)와 헤드(18)의 적절한 조립을 보장하도록, 상기 로케이팅 직경과 상기 플루트의 깊이 사이의 관계를 확립하기 위한 것이다. 더욱이, 상기 헤드 로케이팅부(36)의 길이는 상기 헤드 로케이팅 직경(D6, 도 4 및 도 6에 도시)보다 미세하게 작거나 크다. 예컨대, 상기 헤드 로케이팅부(36)의 길이의 범위는 상기 헤드 로케이팅 직경(D6)의 3/4배 내지 2배이다. 상기 헤드 로케이팅부(36)의 길이는 상기 공구(10)의 사이즈에 의하여 결정된다. 보다 큰 공구는 3/4 내지 11/4 내의 범위가 되는 반면, 보다 작은 직경들은 상기 직경의 2배까지 될 수 있다.

상술한 상기 수용부(20)와 유사하게, 상기 탑재부(26)에는 전이면(92)이 제공될 수 있다. 본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 전이면(92)은 상기 헤드(18)의 중심축(A2)에 대하여 비스듬하게 경사져 있으며, 대략 길이방향으로 따라 상기 탑재부(26)의 트레일링 엔드를 향하고 있다. 상기 전이면(92)은 상기 헤드 가이드와 로케이팅 직경들(D5, D6. 도 4 및 도 6에 도시)차이에 적합하게 조절된다.

상기 헤드 로케이팅부(36)는 상기 헤드 로케이팅부(36)의 리딩 엔드에 위치한 제2반경방향 연장면에서 끝난다. 상기 제2반경방향 연장면은, 한 쌍의 반경방향 연장면들(94) 또는 반경방향 연장면들(96)에 의하여 형성될 수 있으며, 상기 한 쌍의 반경방향 연장면들(94)은 도 5,7,9,13 및 도15에 도시된 바와 같이 상기 헤드(18)의 중심축(A2)에 대하여 수직하게 연장되며, 도 11에 도시된 바와 같이 상기 반경방향 연장면들(96)은 상기 중심축(A2)에 대하여 비스듬하게 경사져 있고 대략 길이방향을 따라 상기 헤드(18)의 트레일링 엔드를 향하고 있다.

상기 헤드 구동키들(34)는 상기 헤드 로케이팅부(36)의 리딩 엔드에 위치된다. 본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 헤드 구동키들(34)은 축방향 단면치수(D8)와 반경방향 단면치수(D9, 도 4에 도시)를 가진다. 상기 반경방향 단면치수(D9)는 상기 헤드 로케이팅 직경(D6)보다 작은 것이 바람직하다. 보다 긴 헤드 구동키들(34)는 상기 섕크(16)와 헤드(18)사이의 연결을 보다 약하게 하는 결과를 초래할 수 있다. 더욱이, 상기 헤드 구동키들(34)이 밀접하게 상기 헤드(18)의 중심축(A2)에 일치되도록, 상기 반경방향 단면치수(D9)는 상기 축방향 단면치수(D8)보다 작은 것이 바람직하다. 상기 헤드 구동키들(34)은, 외측 헤드 구동키면(100)과, 원주방향으로 이격되어 있으며 축방향으로 연장된 헤드 구동키면들(102,104) 및 반경방향으로 연장된 헤드 구동키면에 의하여 형성되며, 상기 반경방향으로 연장된 헤드 구동키면은 제3반경방향 연장면(106, 도 1에 도시)으로도 호칭될 수 있다. 축방향으로 연장된 헤드 구동키면들 중 하나(102)는 플루트부를 형성할 수 있다. 다른 하나의 축방향으로 연장된 헤드 구동키(104)는 헤드 구동키 반경방향 정지면으로 작용하며, 이것은, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 헤드(18)의 중심축(A2)을 거쳐 연장되며 대략 길이방향을 따라 상기 헤드(18)의 리딩 엔드를 향하고 있는 평면(P1)에 대하여, 각도(α)를 형성하며 배치되는 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 각도(α)는 15°이다. 상기 헤드 구동키 반경방향 정지면들(104)은, 도 5,9,11,13 및 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 외측면(100)에 대하여 수직 할 수 있다. 교호적으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 외측면(100)에 대하여 비스듬하게 경사진 헤드 구동키 반경방향 정지면들(108)이 제공될 수 있다. 상기 헤드 구동키 반경방향 정지면들(102,108)은 상기 섕크 구동키 반경방향 정지면들(64,72)과 각도가 일치되어 끼워맞춰지기에 적합하다. 상기 제3반경방향면(106)은 상기 중심축(A2)에 대하여 수직할 수 있다. 교호적으로, 도 9,15 및 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 중심축(A2)에 대하여 비스듬하게 경사진 제3반경방향 연장면(106)이 제공될 수 있다.

작동에 있어서, 상기 탑재부(26)는 축방향을 따라 상기 수용부(20)에 삽입되기에 적합하도록 되어 있다. 결국, 상기 헤드(18)는, 상기 섕크 구동키들(32,34)의 맞물림에 의하여 최종 반경방향 위치로 비틀어지게 된다.

상기 로케이팅 직경들(D2, D6, 도 4에 도시)은 상기 가이드 직경들(D1,D5 도 4에 도시)보다 커야 된다는 것이 유의되어야 한다. 더욱이, 상기 헤드 가이드부(38)가 축방향을 따라 상기 섕크 가이드부(28)에 삽입되는 것이 충분히 만족되도록, 상기 가이드 직경들(D1,D5)은 충분히 작아야 한다. 이런 방식으로, 상기 가이드부들(38,28)은 상기 헤드(18)가 회전하는 동안 가이드로서 협동적으로 작용한다. 상기 드릴 플루트들은, 상기 헤드 가이드부(38)가 반경방향에서 상기 섕크 가이드부(28)로부터 이탈되지 않도록, 치수(dimension)가 정해져야 한다. 가이드 직경들(D1,D5)보다 큰 상기 로케이팅 직경들(D2,D6)을 제공함으로써, 상기 탑재부(26)가 상기 플루트들내의 수용부(20)로 삽입될 수 있도록, 상기 드릴 플루트들은 충분히 크게 치수가 정해질 수 있다. 그 다음, 상기 헤드(18)는 상기 섕크(16)의 리딩 엔드와 상기 헤드(18)를 위한 반경방향 가이드로 작용하는 조립 공구(assembly tool, 미도시)와 함께 90°회전된다.

상기 구동키 반경방향 정지면들(64,72)의 각도상 일치는, 작업편(미도시)로부터 상기 공구(10)를 제거하는 동안 상기 헤드를 유지시켜 준다. 회전형의 절삭 공구는 철회되는 동안 끌리는(drag) 경향이 있다. 이러한 끌림은 상기 헤드에 비틀림모멘트(torsional moment)는 물론 상기 섕크(16)로부터 상기 헤드(18)를 분리시키는 힘을 생성시킨다. 상기 구동키들(32,34)과 각도가 일치되어 연합된 상기 비틀림모멘트는 상기 헤드(18)가 상기 섕크(16)로부터 분리되는 것을 어렵게 한다.

상기 섕크(16)는 도시되고 상술된 바와 같은 탑재부를 포함할 수 있으며, 상기 헤드(18)는 수용부를 포함할 수 있음이 이해되어져야 한다.

본 발명이 여러개의 바람직한 구현예들에 대하여 설명되었지만, 당업자에게명백한 다양한 변형과 부가가 있을 수 있다. 이러한 모든 변형들과 개량들은 본 특허의 범위에 포함되는 것이며, 본 특허는 오로지 여기에 첨부된 청구범위에 의해서만 제한된다.

Claims

리시버로서, 그 리시버의 트레일링 엔드에 섕크 가이드;와, 상기 리시버의 리딩 엔드에서의 대향하는 섕크 구동키들; 및 축방향으로 상기 섕크 가이드와, 상기 리시버의 중심축을 거쳐 연장되는 평면에 대하여 각도를 이루며 배치되는 축방향으로 연장된 섕크 구동키 반경방향 정지면을 각각 구비하는 섕크 구동키들 사이에 위치하는 섕크 로케이터;를 포함하는, 리시버를 구비한 섕크:와,

커넥터로서, 그 커넥터의 트레일링 엔드에 헤드 가이드;와, 상기 커넥터의 리딩 엔드에서의 대향하는 헤드 구동키들; 및 축방향으로 상기 헤드 가이드와, 상기 커넥터의 중심축을 거쳐 연장되는 평면에 대하여 각도를 이루며 배치되는 축방향으로 연장된 헤드 구동키 반경방향 정지면을 각각 포함하는 헤드 구동키들 사이에 위치하는 헤드 로케이터부;를 포함하는, 커넥터를 구비한 헤드;를 포함하며,

상기 섕크 구동키 반경방향 정지면은 대응하는 헤드 구동키 반경방향 정지면과 각도상으로 일치하기에 적합하도록 된 회전형의 절삭 공구.
제1항에 있어서,

상기 가이드들은 구면들에 의하여 형성되는 트레일링 엔드들을 구비하는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제1항에 있어서,

상기 가이드들은 리딩 엔드들과 트레일링 엔드들을 구비하며, 상기 가이드들의 트레일링 엔드들은 상기 가이드들의 리딩 엔드들방향을 따라 직경이 증가되는 원뿔면들에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제1항에 있어서,

상기 가이드들과 로케이터들 사이에서 전이면을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제4항에 있어서,

상기 전이면들은 상기 리시버와 커넥터의 중심축들에 대하여 경사져 있는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제1항에 있어서,

상기 로케이터들은 테이퍼된 면들에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제1항에 있어서,

상기 섕크 로케이터는 곧은 원통형 구멍에 의하여 형성되며, 헤드 로케이터는 곧은 원통에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제1항에 있어서,

상기 섕크 로케이터는 곧은 원통형 구멍에 의하여 형성되며, 헤드 로케이터는 테이퍼된 면에 의하여 형성되되, 상기 테이퍼된 면은 상기 커넥터의 중심축에 대하여 경사각을 가지고 경사져 있어 상기 헤드 로케이터의 리딩 엔드는 상기 헤드 로케이터의 트레일링 엔드보다 큰 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제8항에 있어서,

상기 경사각은 1°미만인 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제1항에 있어서,

상기 헤드 로케이터부는 축방향으로 연장된 리드면을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제10항에 있어서,

상기 축방향으로 연장된 리드면은, 상기 로케이팅 직경에 접하는 접선에 대하여 2° 내지 20°범위의 각도를 형성하며 배치된 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제1항에 있어서,

상기 섕크 로케이터 및 헤드 로케이터는 각각 섕크 로케이팅 직경 및 헤드 로케이팅 직경에 의하여 형성되며, 상기 섕크 구동키 및 헤드 구동키는 각각 상기 섕크 로케이팅 직경 및 헤드 로케이팅 직경 보다 작은 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제12항에 있어서,

상기 로케이팅 직경들은 상기 섕크의 직경의 절반보다 큰 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제1항에 있어서,

상기 섕크 구동키 및 헤드 구동키는 각각 반경방향 단면과 상기 반경방향 단면보다 긴 축방향 단면을 가지는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제1항에 있어서,

상기 각 구동키 반경방향 정지면들의 각도는 15°인 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제1항에 있어서,

각 구동키 반경방향 정지면은 반경방향으로 경사져 있는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제1항에 있어서,

각 구동키는 경사진 반경방향 연장면을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제1항에 있어서,

상기 리시버와 커넥터는 협력적으로 구성되고 치수가 정하여져서, 상기 커넥터는 축방향을 따라 상기 리시버에 삽입된 후, 상기 구동키들의 위치에 의하여 결정된 최종 반경방향 위치로 비틀어지기에 적합하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
중심축, 리딩 엔드, 트레일링 엔드, 섕크 직경에 의하여 형성되는 외측면 및 상기 리딩 엔드에서 수용부를 구비하는 섕크로서,

상기 수용부는,

리딩 엔드와 트레일링 엔드를 구비하는 섕크 가이드부로서, 이 섕크 가이드부는 섕크 가이드 직경만큼 반경방향으로 이격되어 있는 한 쌍의 내측섕크 가이드면들에 의하여 형성되며, 상기 섕크 가이드는 또한 상기 섕크 가이드부의 트레일링 엔드에 반경방향으로 연장된 섕크 가이드면에 의하여 형성되는, 섕크 가이드부;

리딩 엔드와 트레일링 엔드를 구비하는 섕크 로케이팅부로서, 이 섕크 로케이팅부는 인접한 상기 섕크 가이드부의 리딩 엔드에서 시작하며 상기 섕크 가이드부로부터 멀어져 상기 섕크의 리딩 엔드쪽으로 연장되는 한 쌍의 반경방향으로 이격된 내측로케이팅면들에 의하여 형성되며, 상기 내측로케이팅면들은 상기 섕크 가이드 직경보다 큰 로케이팅 직경만큼 이격되어 있으며, 상기 내측로케이팅면들은 상기 섕크 로케이팅부의 리딩 엔드에 반경방향으로 연장되는 섕크로케이팅면에서 끝나며, 상기 반경방향 섕크로케이팅면은 내측로케이팅면들의 각각의 리딩 엔드로부터 반경방향 외측으로 연장되는, 섕크 로케이팅부;

상기 내측로케이팅면들의 각각의 리딩 엔드로부터 축방향으로 연장된 섕크 구동키로서, 각 섕크 구동키는 내측섕크 구동키면, 외측 섕크 구동키면, 대향한 축방향으로 연장된 섕크 구동키면들 및 반경방향으로 연장된 섕크 구동키면을 구비하며, 상기 내측 및 외측 섕크 구동키면들은 상기 대향한 축방향으로 연장된 섕크 구동키면들 사이에서 연장되며, 상기 반경방향으로 연장된 섕크 구동키면들은 상기 내측 및 외측 섕크 구동키면들 사이의 제1방향과 상기 대향한 축방향으로 연장된 섕크 구동키면들 사이의 제2방향으로 연장되는, 섕크 구동키;를 구비하는, 섕크: 와,

중심축과, 리딩 엔드와, 트레일링 엔드 및 그 리딩 엔드에서 탑재부를 구비하는 헤드로서,

상기 탑재부는,

리딩 엔드와 트레일링 엔드를 구비하는 헤드 가이드부로서, 상기 헤드 가이드부는 헤드 가이드 직경만큼 반경방향으로 이격된 한 쌍의 헤드 가이드면에 의하여 형성되며, 상기 헤드 가이드는 또한 상기 헤드 가이드부의 트레일링 엔드에서 반경방향으로 연장된 헤드 가이드면에 의하여 형성되는, 헤드 가이드부;

리딩 엔드와 트레일링 엔드를 구비하는 헤드 로케이팅부로서, 상기 헤드 로케이팅부는 인접한 상기 헤드 가이드부의 리딩 엔드에서 시작하며 상기 헤드 가이드부로부터 멀어져 상기 헤드의 리딩 엔드쪽으로 연장되는 한 쌍의 반경방향으로 연장된 외측로케이팅면들에 의하여 형성되며, 상기 외측 로케이팅면들은 상기 헤드 가이드의 직경과 섕크로케이팅의 직경보다 큰 헤드 로케이팅 직경만큼 이격되어 있으며, 상기 외측 로케이팅면들은 상기 헤드 로케이팅부의 리딩 엔드에 반경방향으로 연장된 헤드로케이팅면에서 끝나며, 상기 반경방향으로 연장된 로케이팅면은 상기 외측 로케이팅면들의 리딩 엔드로부터 반경방향 외측으로 연장되는, 헤드 로케이팅부; 및

상기 외측로케이팅면들의 각각의 트레일링 엔드로부터 축방향으로 연장되는 헤드 구동키로서, 각 헤드 구동키는 외측구동키면과 대향한 축방향으로 연장된 헤드 구동키면들과 반경방향으로 연장된 헤드 구동키면을 구비하며, 상기 반경방향으로 연장된 헤드 구동키면은 상기 대향된 축방향으로 연장된 헤드 구동키면들 사이에서 연장되는, 헤드 구동키;를 구비하는 헤드:를 포함하며,

상기 수용부의 반경방향 연장면들 중 하나는 축방향 정지면이고, 상기 탑재부의 반경방향 연장면들 중 하나는 상기 수용부의 축방향 정지면과 협력하는 축방향 정지면이며, 각 섕크 구동키의 축방향 연장면들 중 하나는 반경방향 정지면이고, 각 헤드 구동키의 축방향 연장면들 중 어느 하나는 상기 섕크 구동키들 중 대응하는 어느 하나의 축방향 정지면과 협력하는 반경방향 정지면이고, 각 섕크 구동키 반경방향 정지면은 대응하는 헤드 구동키 반경방향 멈추개와 각도상으로 일치되기에 적합하도록 되어 있으며, 각각의 구동키 반경방향 정지면은 상기 섕크와 헤드의 중심축을 지나 연장되는 평면에 대하여 각도를 이루며 배치된 회전형의 절삭 공구.
제19항에 있어서,

상기 내측 섕크 가이드면과 외측 헤드 가이드면은 원통형인 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제20항에 있어서,

상기 반경방향으로 연장된 섕크 가이드면과 반경방향으로 연장된 헤드 가이드면은 구형인 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제21항에 있어서,

상기 반경방향으로 연장된 섕크 가이드면과 반경방향으로 연장된 헤드 가이드면 각각은 원뿔형이고, 상기 섕크 및 헤드의 리딩 엔드방향을 따라 직경이 증가하는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제19항에 있어서,

상기 섕크 가이드부와 상기 섕크 로케이팅부 사이의 섕크전이면과, 상기 헤드 가이드부와 상기 헤드 로케이팅부 사이의 헤드전이면을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제23항에 있어서,

상기 섕크전이면은 상기 섕크의 중심축에 대하여 경사져 있으며, 상기 헤드전이면은 상기 헤드의 중심축에 대하여 경사져 있는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제19항에 있어서,

상기 외측로케이팅면들 각각은 곧은 원통형 구멍에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제19항에 있어서,

상기 반경방향으로 연장된 섕크로케이팅면들과 상기 반경방향으로 연장된 헤드로케이팅면들은 각각 상기 섕크 및 헤드의 중심축에 대하여 경사져 있는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제19항에 있어서,

상기 섕크 및 헤드 구동키들은 각각은, 각기 상기 섕크 및 헤드 로케이팅 직경보다 작은 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제19항에 있어서,

상기 섕크 및 헤드 구동키들은 모두 반경방향 단면과, 상기 반경방향 단면보다 긴 축방향 단면을 가지는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제19항에 있어서,

상기 각도는 15°인 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제19항에 있어서,

각 구동키 반경방향 정지면은 상기 내측 및 외측 구동키면들에 대하여 수직한 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제19항에 있어서,

각 구동키 반경방향 정지면은, 대응되는 구동키들의 상기 내측 및 외측 구동키면에 대하여 경사져 있는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제19항에 있어서,

상기 반경방향으로 연장된 섕크 구동키면들과 상기 반경방향으로 연장된 헤드 구동키면들은 각각 상기 섕크와 헤드의 중심축들에 대하여 경사져 있는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제19항에 있어서,

상기 외측 헤드 로케이팅면들은 상기 헤드의 중심축에 대하여 경사각을 형성하며 경사져 있어 상기 헤드 로케이팅부의 리딩 엔드가 상기 헤드 로케이팅부의 트레이일링엔드보다 큰 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제33항에 있어서,

상기 경사각은 1°보다 작은 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제19항에 있어서,

상기 헤드 로케이션부는 상기 외측 로케이팅면들의 각각에 인접하여 축방향으로 연장되어 있는 각도 리드면을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제35항에 있어서,

각각의 각도 리드면은 상기 로케이팅 직경에 접하는 접선에 대하여 2°내지 20°의 범위의 각도로 배치되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제19항에 있어서,

상기 로케이팅 직경들은 상기 섕크 직경의 절반보다 큰 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제19항에 있어서,

상기 수용부 및 탑재부는 협력적으로 구성되고 치수가 정하여져서, 상기 탑재부는 축방향을 따라 상기 수용부에 삽입된 후, 상기 구동키들의 위치에 의하여 결정되는 최종 방경방향 위치로 비틀어지기에 적합하도록 되어있는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.