KR20100138801A

KR20100138801A - 루즈 탑 유형의 드릴 공구

Info

Publication number: KR20100138801A
Application number: KR1020100059147A
Authority: KR
Inventors: 헬레나 페벨
Original assignee: 산드빅 인터렉츄얼 프로퍼티 에이비
Priority date: 2009-06-23
Filing date: 2010-06-22
Publication date: 2010-12-31
Also published as: US20100322727A1; BRPI1002043A2; KR101579322B1; JP5666834B2; CN101927372A; US8784018B2; CN101927372B; EP2266735A1; EP2266735B1; JP2011005630A; SE533850C2; SE0900847A1

Abstract

루즈 탑 유형의 드릴 공구는, 교환가능한 루즈 탑 (2) 의 측면 접촉면 (23) 에 대하여 탄성적으로 가압가능한 내부 지지면 (17) 을 가진 2 개의 굽힘가능한 분기부 (15) 를 구비한 기본체 (1) 를 포함한다. 초기 위치에서 작동 종료 위치로 터닝시킴으로써 루즈 탑을 장착하게 된다. 그 후, 각각의 측면 접촉면 (23) 을 따른 날 (40) 은 분기부 (15) 를 굽혀지게 하고 또한 데드 위치에서 최대에 도달한 후 작동 종료 위치까지는 다소 감소하는 탄성력을 분기부가 받게 된다. 회전 운동의 최종 단계 동안, 조작자는 촉감 및/또는 가청 방식으로 루즈 탑이 실제로 작동 종료 위치에 도달했음을 확인할 수 있다.

Description

루즈 탑 유형의 드릴 공구 {A DRILLING TOOL OF THE LOOSE TOP TYPE}

본 발명은 칩 제거 가공용 드릴 공구에 관한 것으로, 이러한 유형의 드릴 공구는 한편으로는, 전방 단부와 후방 단부를 구비하고, 이 전방 단부와 후방 단부 사이에서 제 1 중심 축선이 연장하며, 이 중심 축선을 중심으로 소정의 회전 방향으로 회전가능한 기본체; 다른 한편으로는, 전방 단부와 후방 단부를 구비하고, 이 전방 단부와 후방 단부 사이에서 제 2 중심 축선이 연장하는 루즈 탑 (loose top) 을 포함하고, 상기 전방 단부는 1 개 이상의 절삭날을 포함하고, 상기 기본체의 전방 단부는 축방향으로 돌출하며 주변에 위치한 2 개의 분기부 사이의 죠를 포함하며, 상기 분기부는 탄성적으로 굽힘가능하고 또한 상기 분기부는 한편으로는 루즈 탑의 외부 측면 접촉면에 접하여 가압되는 분기부의 내부 지지면에 의해 죠 내의 루즈 탑을 탄성적으로 고정시키는 용도 및 다른 한편으로는 분기부의 접선방향 지지면 및 루즈 탑의 상호작용 접선방향 접촉면을 통하여 루즈 탑에 토크를 전달하는 용도이며, 개별 분기부의 내부 지지면은 접선방향으로 분리된 제 1 및 제 2 측면 경계선 사이에서 연장하고, 공구의 회전시 상기 측면 경계선은 선단이고, 상기 측면 경계선은 후단이며, 상기 개별 측면 접촉면은 제 1 및 제 2 측면 경계선 사이에서 연장하고, 회전방향으로 후단에 있는 측면 경계선은 후단 부분면까지 날에 포함되고, 그 이외에는 루즈 탑이 죠 안으로 축방향으로 삽입가능하고 또한 분기부와 작동 결합하도록 또한 결합하지 않도록 터닝가능하다.

당해, 이러한 종류의 드릴 공구는 강, 주철, 알루미늄, 티타늄, 놋쇠 (yellow metals) 등의 금속 가공물을 칩 제거 또는 절삭 가공 (전술한 모든 구멍 형성) 에 적절하다. 이러한 공구는 또한 상이한 유형의 복합 재료를 가공하는데 사용될 수도 있다.

드릴 공구는, 솔리드 드릴 (solid drills) 과는 반대로, 2 부분, 즉 기본체 또는 드릴 본체 및 이에 분리가능하게 연결되어 교체가능한 헤드로 구성되도록 개발되었다. 헤드는 필수적인 절삭날을 포함한다. 이러한 방식으로, 공구의 주요부는 강 등의 적절한 탄성 계수를 가진 비교적 값싼 재료로 제조될 수 있는 반면, 더 작은 부분, 즉 헤드는 초경합금, 서멧, 세라믹 등의 보다 경질의 값비싼 재료로 제조될 수 있으며, 그럼으로써 절삭날에 양호한 칩 제거성, 양호한 가공 정확성 및 긴 수명을 제공한다. 헤드는 마모 후에 폐기될 수 있는 마모부를 형성하는 반면, 기본체는 여러 번 (예를 들어, 10 ~ 20 교체) 재사용될 수 있다. 절삭날 지지 헤드 등으로 현재 알려진 명칭은 "루즈 탑" 이고, 이 명칭은 이하 본원에 사용된다.

루즈 탑 유형의 드릴 공구는 다수의 소망하는 능력을 가지며, 그 중 하나는 회전가능한 피동 기본체로부터 루즈 탑으로 토크를 신뢰성 있게 전달할 수 있다는 것이다. 더욱이, 기본체는 드릴 동안 루즈 탑이 받는 후방으로 향하는 축방향 힘을 문제없이 견딜 수 있어야 한다. 다른 요건으로는, 루즈 탑이 정확하게 중심에 그리고 기본체에 대하여 신뢰성 있게 유지되어야 한다는 것이다. 다른 요건으로는, 구멍의 드릴링시 뿐만 아니라 드릴 공구를 구멍 밖으로 후퇴할 시에도 상기 루즈 탑이 기본체에 고정된다는 것이다. 사용자는, 기본체를 구동 기계로부터 반드시 제거할 필요없이, 루즈 탑을 신속하고 종래의 방법으로 장착시킬 수 있고 또한 분리시킬 수 있기를 더 원한다. 또한, 공구, 특히 값비싼 재료로 제조되는 루즈 탑을 저비용으로 제조할 수 있어야 한다.

서두에 일반적으로 언급한 종류의 드릴링 용도의 루즈 탑 공구는 EP 1013367 에 이미 공지되어 있다. 이러한 경우에, 기본체의 2 개의 분기부가 아치형 포켓 안으로 회전되도록 배열되고, 이 아치형 포켓은, 루즈 탑에 포함되고 또한 칩 플루트에 의해 분리되는 2 개의 바의 볼록한 포위면의 후방부에 리세스가공되고, 그리고 분기부의 가능한 최대 길이를 한정하는 제한된 축방향 연장부를 가진다. 분기부의 내부 지지면뿐만 아니라 이 분기부들 사이의 죠 (jaw) 에서 루즈 탑을 탄성적으로 또한 단단하게 죄도록 서로에 대하여 가압되는 루즈 탑의 외부 측면 접촉면은, 회전 대칭적인 기본 형상을 가지고, 상기 루즈 탑의 외부 측면 접촉면은 분기부를 탄성적으로 또는 탄력적으로 굽히도록 일반적으로 분기부의 내부 지지면보다 더 큰 직경 치수를 가진다. 분기부의 회전방향으로 선단의 토크 전달 접선방향 지지면은, 그 터닝의 각방향 종료 위치에서, 루즈 탑의 2 개의 포컷에 단부면 (end surfaces) 을 형성하는 2 개의 접선방향 접촉면에 밀착하도록 가압되어야 한다.

EP 1013367 의 공구는 여러 면에서 가치가 있는데, 그 중 하나는, 분기부 사이에 위치되어 기본체의 죠의 바닥부를 형성하는 축방향 지지면이, 칩이 접촉하는 어떠한 슬롯 또는 공동에 의해 교차될 필요가 없다는 것이다. 다른 장점은, 루즈 탑이 그 직경에 비하여 상당히 짧게 되어 재료 절감 및 비용 절감할 수 있다는 것이다. 추가로, 루즈 탑의 축방향 접촉면뿐만 아니라 기본체의 축방향 지지면은 주변에 위치한 단부들 사이에서 연장한다. 이러한 방식으로, 상기 면들은 넓어지고, 그리하여 큰 축방향 힘을 전달하는데 적절하게 된다.

하지만, 공지된 공구의 단점은, 기본체의 죠에 루즈 탑의 장착하는 것이 실시하기에 번거롭고 또한 신뢰할 수 없는 위험이 있다. 이미, 2 개의 분기부가 초기에 루즈 탑의 부속 포켓 안으로 터닝되기 시작하면, 이 분기부는 고정력을 받게 되고, 그 후에 이 고정력은 분기부가 포켓의 단부면에 접하여 가압되는 종료 위치까지의 전체 회전 운동 동안, 동일하게 크게 된다. 수동적으로 장착이 실시되고 또한 분기부는 전체 회전 운동 동안 동일하게 큰 힘에 의해 루즈 탑의 측면 접촉면에 대하여 탄성적으로 고정 유지되기 때문에, 루즈 탑이 그 종료 위치에 도달하였는지의 여부를 조작자가 결정하는데 어렵게 될 수 있다. 이러한 결정은, 루즈 탑을 합리적으로 신뢰성 있게 고정시키도록 균일한 고정력을 상당히 크게 해야함으로써 더 어렵게 된다. 즉, 이는 터닝 작업이 번거로워서, 조작자가, 특히 서둘 때, 너무 일찍, 즉 루즈 탑이 죠의 그 종료 위치에 도달하기 전에 의도적으로 회전을 완료할 수 있다는 것이다. 그 중에서, 루즈 탑의 부정확한 장착은, 가공물의 터닝-인 (turning-in) 과 연계하여 드릴 공구의 조심 (centering) 을 손상시키는 것은 명백하다.

본 발명의 목적은 공지된 드릴 공구의 전술한 단점을 해결하고 또한 개선된 드릴 공구를 제공하는 것이다. 그리하여, 본원의 주요 목적은, 루즈 탑이 터닝-인 동안 종료 위치에 도달했을 때 조작자가 촉감 및/또는 가청식으로 명확하게 인지할 수 있도록 루즈 탑 및 기본체의 상호작용 죠가 형성된 드릴 공구를 제공하는 것이다. 다른 목적은, 분기부가 전체 터닝-인 작동시 루즈 탑에 큰 고정력 및 그로 인한 크고 균일한 저항을 항상 가하지 않고서도, 루즈 탑이 기본체의 죠 안으로 터닝될 수 있는 드릴 공구를 제공하는 것이다. 또 다른 목적은, 보다 자세하게는 루즈 탑 상의 최적의 파지부를 제공하는 방식으로 분기부의 고유 탄성을 사용하여, 루즈 탑이 기본체의 죠 내에 신뢰성 있게 고정 유지되는 드릴 공구를 제공하는 것이다. 다른 목적은, 루즈 탑의 제조와 연계하여 값비싼 재료의 소비를 최소한으로 저감시키기 위해서, 루즈 탑이 그 직경에 비하여 최소한의 길이를 가지고 그럼으로써 최소한의 부피를 가지는 드릴 공구를 제공하는 것이다. 또한, 본원의 목적은 기본체가 루즈 탑에 큰 토크를 전달할 수 있는 드릴 공구를 제공하는 것이다. 또 다른 목적은, 기본체에 비하여 정확하게 루즈 탑을 조심하고 또한 중심에 유지하는 드릴 공구를 제공하는 것이다.

본원에 따라서, 적어도 주요 목적은 청구항 1 의 특징부에 한정된 특징에 의해 달성된다. 본원에 따른 드릴 공구의 바람직한 실시형태는 종속 청구항 2 ~ 22 에서 더 한정된다.

본 발명은, 분기부의 내부 지지면 사이의 적절하게 선택된 거리와 조합하여, 터닝-인시 분기부를 미리 정해진 데드 (dead) 또는 중간 위치까지 연속적으로 증가시키는 편향을 제공하는, 날을 가진 루즈 탑의 측면 접촉면을 형성하는 아이디어를 기초로 한다. 상기 미리 정해진 데드 또는 중간 위치에서, 고정력은 최대가 되어, 연속 터닝시 종료 위치에 도달될 때까지 짧은 거리를 저감시킨다. 데드 위치와 종료 위치 사이의 회전 운동의 최종 단계 동안, 분기부의 고정력은 루즈 탑을 종료 위치로 신속하게 가게 하는데 도움을 준다. 이는 조작자의 손가락에서의 촉감 감지 또는 가청식 클릭 소리 (또는 이들의 조합) 로 명확하게 될 수 있다.

도 1 은 조립된 상태의 드릴 공구의 기본체 및 루즈 탑을 도시한 부분 사시도,
도 2 는 루즈 탑을 기본체로부터 분리한 분해 사시도,
도 3 은 루즈 탑을 하부 사시도로 도시하고 기본체의 전방 단부를 상부 사시도로 도시한 확대 분해도,
도 4 는 기본체 및 루즈 탑의 측면도를 도시한 분해도,
도 5 는 루즈 탑의 전방 단부를 도시한 도 4 의 V-V 단부도,
도 6 은 기본체를 전방에서부터 도시한 도 4 의 VI-VI 단부도,
도 7 은 루즈 탑을 후방에서부터 도시한 도 4 의 VII-VII 단부도,
도 8 은 루즈 탑의 확대 측면도,
도 9 는 도 8 의 IX-IX 단면도,
도 10 은 루즈 탑의 터닝-인이 시작된 상태에서 기본체의 죠 안에 삽입된 루즈 탑을 도시한 부분 사시도,
도 11 은 도 4 의 XI-XI 단면도,
도 12 는 도 4 의 XII-XII 단면도,
도 13 ~ 도 16 은 루즈 탑을 기본체의 죠 안으로 터닝-인시키는 것과 연계하여 루즈 탑의 상이한 위치를 나타내는 일련의 도면,
도 17 은 루즈 탑을 분기부 사이의 중간 위치에서 도시한 도 4 의 XVII-XVII 단면도,
도 18 은 루즈 탑을 터닝의 종료 위치에서 도시한 도 17 에 대응하는 단면도,
도 19 는 상호 작용하는 분기부를 만곡시키는 루즈 탑의 날의 상이한 위치를 나타내는 매우 확대한 개략도,
도 20 은 기본체의 죠의 확대 사시도,
도 21 은 본원의 다른 실시형태를 도시한 사시 분해도,
도 22 는 기본체의 죠 안으로 터닝-인하기 (도 13 참조) 전에 초기 위치의 도 21 에 따른 루즈 탑을 나타내는 단면도, 및
도 23 은 터닝-인된 작동 위치 (도 16 참조) 에서 루즈 탑을 나타내는 단면도.

이하의 설명 및 청구범위에는, 기본체 및 루즈 탑 각각의 다수 쌍의 상호작용면이 기재된다. 이러한 표면이 기본체에 존재하면, 이 표면을 "지지면" 이라고 하고, 루즈 탑의 대응면을 "접촉면" 이라고 한다 (예를 들어, 각각 "축방향 지지면" 및 "축방향 접촉면" 이라고 함). 더욱이, 루즈 탑은 평면 형태의 후방 단부를 포함함을 알아야 하며, 이 후방 단부는 실시예에서 기본체의 축방향 지지면에 접하여 가압하기 위한 축방향 접촉면으로서의 역할을 한다. 내용에 따라서, 상기 접촉면을 "후방 단부" 또는 "축방향 접촉면" 이라고 한다. 더욱이, 분기부의 내부 지지면뿐만 아니라 루즈 탑의 측면 접촉면은 한 쌍의 측면 경계선에 의해 한정되고, 일방의 경계선은 회전시 타방의 경계선 앞에서 운동한다. "전방" 및 "후방" 개념에 대하여 실수하지 않도록 경계선을 "선단" 및 "후단" 이라고 한다. 도면에서, 드릴 공구의 작동 상태에서 서로 접촉하는 상호작용면을 유사한 표면 패턴으로 도시한다.

도 1 및 도 2 에 도시된 드릴 공구는, 본원에 따라서 제조되고 또한 소위 트위스트 드릴 형태이며, 기본체 (1) 뿐만 아니라 필수적인 절삭날 (3) 을 구비한 루즈 탑 (2) 을 포함한다. 도 1 에 따른 조립된 작동 상태에 있어서, 드릴 공구는 중심 축선 (C) 을 중심으로, 보다 자세하게는 회전 방향 (R) 으로 회전가능하다.

도 2 에서, 기본체 (1) 는 전방 단부 (4) 와 후방 단부 (5) 를 포함하고, 이 사이에서 기본체에 특정된 중심 축선 (C1) 이 연장한다. 전방 단부 (4) 로부터 후방으로, 원통형 포위면 (6) 이 연장하고, 이 포위면에는 2 개의 칩 플루트 (7) 가 카운터싱크되며, 이 칩 플루트는 이 경우에 나선체이지만 송곳 (tap borers) 에서와 같이 수직하게 될 수도 있다. 본 실시예에서, 칩 플루트 (7) 는 구동 기계 (비도시) 에 부착되는 후방부 (9) 에 포함되는 칼라 (8) 주변에서 종결된다.

또한, 루즈 탑 (2) 은 전방 단부 (10), 후방 단부 (111) 및 포위면의 2 개의 부분 (12) 이 동심으로 되는 자체 중심 축선 (C2) 을 포함한다. 포위 부분면 (12) 은 2 개의 나선체형 칩 플루트 부분 (13) (도 3 참조) 에 의해 분리되고, 이 2 개의 나선체형 칩 플루트는, 루즈 탑이 기본체에 장착될 때 기본체 (1) 의 칩 플루트 (7) 의 연장부를 형성한다. 루즈 탑 (2) 이 기본체 (1) 에 대하여 정확하게 조심되면, 개별 중심 축선 (C1, C2) 은 조립된 드릴 공구의 중심 축선 (C) 과 일치한다.

본원과 관련하여 기본체 (1) 의 주요부에 대해서는 관심이 없기 때문에, 이하에서는 기본체의 전방 단부만이 루즈 탑 (2) 과 함께, 보다 자세하게는 확대하여 도시된다.

이하, 도 3 및 다른 도면을 참조한다. 도 3 에서, 기본체 (1) 는 그 전방부에 죠 (14) 를 포함하고, 이 죠는 2 개의 동일한 분기부 또는 생크 (15) 와, 루즈 탑에 대한 축방향 지지면을 형성하는 중간 바닥부 (16) 사이에서 한정된다. 각각의 분기부 (15) 는 이 분기부의 전방 단부면 (18) 으로부터 축방향 후방으로 연장하는 내부 지지면 (17) 을 포함한다. 더욱이, 개별 분기부 (15) 는 회전 방향으로 전방에 대면하는, 즉 선단에 있는 접선방향 지지면 (19) 을 포함한다. 맞은편의 후단 접선방향 지지면은 오목면 (20) 의 전방부 (20a) 로서 포함되고, 이 오목면은 2 개의 나선체형 경계선 (21, 22) 사이에 존재하며 또한 칩 플루트 (7) 를 한정한다. 공지된 방식으로, 개별 분기부 (15) 는 루즈 탑 (2) 에 대하여 탄력적으로 고정가능하도록 탄성적으로 굽힘가능하다. 이는, 기본체 (1) 의 적어도 전방부에 있는 재료를 소정의 고유 탄성 (루즈 탑 (2) 의 재료보다 더 낮은 탄성 계수) 을 가지도록, 적절하게는 강으로 함으로써 실현된다. 루즈 탑의 재료는, 종래의 방식대로, 초경합금 (바인더 금속 내의 경질 탄화물 입자), 서멧 또는 세라믹 등으로 구성될 수 있다. 유리하게는, 축방향 지지면 (16) 은 평면이고 또한 중심 축선 (C1) 에 수직하게 연장한다. 추가로, 축방향 지지면 (16) 은 포위면 (6) 을 함께 형성하는 2 개의 부분면 사이에서 직경방향으로 연장한다. 일반적으로, 축방향 지지면은 § 형 외형을 가진다.

도 3 에 또한 도시된 바와 같이, 루즈 탑의 후방 단부는 축방향 접촉면 (11) 에 의해 나타내어지고, 이 축방향 접촉면은, 축방향 지지면 (16) 처럼, 가장 적절하게는 평면이고 중심 축선 (C2) 에 수직하게 연장한다. 축방향 접촉면 (11) 은 직경방향으로 대향하는 포위 부분면 (12) 사이에서 연장하며 또한 § 형 외형을 가진다. 더욱이, 루즈 탑 (2) 은 한 쌍의 외부의 직경방향으로 대향하는 측면 접촉면 (23) 을 포함하고, 분기부의 내부 지지면 (17) 은 이 측면 접촉면에 대하여 탄력적으로 고정될 수 있다. 가장 적절하게는, 표면 (11, 16) 의 외형은 동일하고, 그리하여 공구의 작동 상태에서 완전한 접촉면을 형성한다.

절삭날 (3) 이 삽입되는 루즈 탑 (2) 의 전방 단부 (10) 는, 다수의 부분면 (도 5 및 도 8 참조) 으로 구성되는 단부면에 의해 나타내어지며, 이 경우에는 쌍으로 동일하여 개별적으로 도시하지 않았다. 개별 절삭날 (3) 뒤에서 (회전 방향에서 볼 때), 적절한 여유각을 가지고 또한 보다 자세하게는 경계선 (26) 을 통하여 더 큰 여유각을 가진 이차 여유면 (25) 으로 전환되는 일차 여유면 (24) 이 형성된다. 추가의 경계선 (27) 을 통하여, 이차 여유면 (25) 은 삼차 여유면 (28) 으로 전환되고, 이 삼차 여유면은, 아치형 경계선 (29) 을 통하여, 뒤에 있는 칩 플루트 (13) 로 전환된다. 도 8 에서 가장 잘 도시한 바와 같이, 칩 플루트부 (13) 를 한정하는 오목면 (30) 은 개별적인 절삭날 (3) 까지 부분적으로 연장하고 절삭날용 칩면을 형성한다. 절삭날의 칩면에는 또한 볼록한 부분면 (31) 이 포함된다. 루즈 탑의 전방 단부의 구성은, 다양한 방식으로 변경될 수 있고, 그리하여 루즈 탑이 칩 제거 가공을 수행할 수 있는 것은 부착적인 것이다.

더욱이, 포위 부분면 (12) 에 인접하게 안내 패드 (32) (도 3 및 도 5 참조) 가 형성되고, 이 안내 패드의 주요 목적은 드릴 공구를 안내하는 것이다. 드릴링된 구멍의 직경은, 절삭날 (3) 이 안내 패드 (32) 와 만나는 주변 지점 (33) 간의 직경방향 거리에 의해 결정된다. 또한, 2 개의 절삭날 (3) 은 끝단 (34) 으로 서로 수렴되고, 이 끝단은 루즈 탑의 가장 전방부를 형성하며, 또한 이 끝단에는 소위 치즐날 (chisel edge) 및 미세 조심 펀치 (도시하지 않음) 가 포함될 수 있다.

도 8 을 참조하면, 루즈 탑 (2) 의 개별 측면 접촉면 (23) 은 제 1 및 제 2 측면 경계선 (35, 36) 사이에서 측방으로 한정되며, 제 1 측면 경계선 (35) 은 공구의 회전시 선단이고 제 2 측면 경계선 (36) 은 공구의 회전시 후단이다. 후방에서 (도면에서 하방), 측면 접촉면 (23) 은 횡방향 후방 경계선 (37) 에 의해 한정되며, 그 전방 한계는 2 개의 경사 경계선 (38, 39) 으로 구성되고, 처음에 언급한 경계선은 이차 여유면 (25) 에 인접하고, 마지막에 언급한 경계선은 삼차 여유면 (28) 에 인접하다. 제 2 측면 경계선 (36) 은, 측면 접촉면 (23) 과 회전방향으로 후단 부분면 (41) 사이의 천이부를 구성하는 날 (40) 에 포함된다 (또는 형성한다). 본질적으로 날 (40) 을 날카롭게 형성할 수 있더라도, 이 날 (40) 을 반경 천이부 (radius transition) 로서, 즉 표면 (23, 41) 사이의 천이부에 볼록하게 라운딩처리된 기다란 좁은 면 형태로 제조하는 것이 바람직하다. 또한, 이 경우에 후단 부분면 (41) 은 쐐기 형상이고 또한 후단 칩 플루트 면 (30) 에 인접함을 알아야 한다. 보다 자세하게는, 후단 부분면 (41) 은 날 (40) 과, 이 날 (40) 과 예각을 형성하는 경계선 (42) 사이에서 한정된다. 날 (40) 및 경계선 (42) 은 후방으로 서로 발산한다.

측면 접촉면 (23) 은, 그의 제 1 측면 경계선 (35) 에서, 접선방향 접촉면 (44) (도 3 참조) 에 인접하는 오목한 리세스 면 (43) 으로 전환되고, 개별 분기부 (15) 는 루즈 탑에 토크를 전달하도록 이 접촉면에 접하여 가압된다.

도시된 바람직한 실시형태에 있어서, 측면 접촉면 (23) 은, 분기부 (15) 의 내부 지지면 (17) 처럼, 본질적으로 평면이다. 도 9 의 단면으로부터 더 알 수 있는 바와 같이, 루즈 탑 (2) 의 2 개의 대향 측면 접촉면 (23) 은 후방 단부에서 전방 단부 방향으로 어떠한 각 (α) 으로 서로 발산한다. 날 (40) 의 전방 단부 (40a) 와 동일한 높이에 위치된 기준면 (RP1) 에서, 루즈 탑은 측면 접촉면의 후방 경계선 (37) 과 동일한 높이에 위치된 기준면 (RP2) 에서의 폭 (W2) 보다 다소 더 큰 폭 (W1) 을 가진다. 실제로, 발산 각 (α) 이 작다는 것을 고려하면, 폭 측정치 (W1, W2) 간의 차는 매우 적절하다. 도시된 실시형태에서, W1 은 그에 따라 8.00 ㎜ 이고, W2 는 7.97 ㎜ 이며, 각 (α) 은 0.86°이다 (α/2=0.43°). 이러한 발산 각이 작더라도, 이 각은 분기부가 루즈 탑에 상당한 고정력을 가하도록 분기부 (15) 를 굽히게 하기에 충분하다.

이와 연계하여, 발산 각 (α) 은 0.86°위로 및 아래로 변경될 수 있음을 알아야 한다. 하지만, 발산 각 (α) 은 적어도 0.20°이고 최대 2°에 달하며, 가장 적절하게는 0.60 ~ 1.20°범위내에 있다. 이 각 (α) 크기는 면 (17, 23) 의 축방향 길이에 따르고, 보다 자세하게는 루즈 탑의 작동 상태에서 면 접촉이 얻어지도록 면 길이에 적합하도록 되어야 한다.

측면 접촉면 (23) 은 전술한 방식대로 발산하기 때문에, 날 (40) 의 전방 단부 (40a) 는 날 (40) 의 후방 단부 (40b) 보다 루즈 탑의 중심 축선 (C2) 으로부터 더 큰 직경방향 거리에 위치된다. 즉, 전방 단부 (40a) 는, 루즈 탑을 죠 (14) 안으로 터닝-인시키는 것과 연계하여 개별 분기부의 내부 지지면 (17) 과 먼저 접촉한다. 또한, 이 경우에 날 (40) 은 직선이다.

도 20 을 참조하면, 개별 분기부 (15) 의 내부 지지면 (17) 은, 루즈 탑의 상호작용 측면 접촉면 (23) 처럼, 제 1 및 제 2 측면 경계선 (51, 52) 사이에서 한정되고, 제 1 측면 경계선 (51) 은 회전시 선단이고 제 2 측면 경계선 (52) 은 회전시 후단이다. 내부 지지면 (17) 과 접선방향 지지면 (19) 사이에는, 리세스 면 (43) 의 반경보다 큰 반경을 가진 오목한 여유면 (53) 이 있다.

도 10 에서, 루즈 탑 (2) 은, 이 루즈 탑이 분기부 (15) 사이의 죠안으로 축방향으로 삽입되지만 작동 종료 위치로 터닝되지 않는 초기 위치에 도시되어 있다. 후속의 터닝-인시에 루즈 탑을 합리적으로 (하지만 정확하지는 않음) 중심 위치에 대략 조심시키거나 또는 일시적으로 유지하도록, 루즈 탑의 후방부와 분기부의 내부는 상호작용 안내면으로 형성된다. 보다 자세하게는, 측면 접촉면 (23) (도 3 및 도 4 참조) 각각은 중간면 (46) 을 통하여 축방향 후방에 있는 볼록한 안내면 (45) 으로 전환된다. 안내면 (45) 과 루즈 탑의 축방향 접촉면 사이에는 여유면 (47) 이 존재한다. 도 7 에 도시된 바와 같이, 루즈 탑의 중심부의 직경방향으로 대향된 측면에 형성된 2 개의 안내면 (45) 은 회전 대칭인 형상을 가진다. 이 면은 원 (S2) 을 따르고, 이 원의 직경을 D2 로 나타내었다. 원 (S2), 또한 면 (45) 은 루즈 탑의 중심 축선 (C2) 과 동심이다. 도시된 바람직한 실시형태에서, 면 (45) 은 원뿔형일 수도 있지만 원통형이다.

도 3 에 도시된 바와 같이, 도 6 및 도 20 과 조합하여, 2 개의 분기부 (15) 는, 그 후방 단부에서, 한 쌍의 오목한 내부 안내면 (48) 으로 형성되고, 이 안내면은 루즈 탑의 볼록한 외부 안내면 (45) 과 상호 작용한다. 상기 안내면 (48) 각각은 중간면 (49) 을 통하여 내부 지지면 (17) 으로 전환되고, 이 중간면은 내부 지지면 (17) 으로부터 내부/후방 방향으로 경사진다. 또한, 2 개의 내부 안내면 (48) 은 원통형 (또는 대안으로 원뿔형) 이고 가상 원 (S1) (도 6 참조) 에 의해 한정되며, 이 원의 직경을 D1 으로 나타내었다. 원 (S1) 의 직경 (D1) 은 원 (S2) 의 직경 (D2) 보다 다소 크고, 즉 루즈 탑이 기본체의 죠에서 작동가능하도록 고정될 때 안내면 (45, 48) 은 서로 접촉하지 않는다. 직경 차는 실제로 1 또는 10 분의 몇 밀리미터일 수 있다. 하지만, 루즈 탑은 도 10 에 도시한 초기 위치에서부터 실시되는 터닝-인시 대략 조심됨 (즉, 분기부 사이의 대략 중간 위치에 유지됨) 을 보장해준다. 직경 (D1, D2) 이 상이하게 크다는 것은, 안내면 (45, 48) 에 대해서는 제조와 연계하여 치수 정확성 요건을 부과하지 않는다는 것을 의미한다.

안내면 (45) (도 8 참조) 은, 칩 플루트 (13) 로의 경계선 (45a) 이 측면 접촉면의 제한 날 (40) 에 대하여 회전방향 (R) 으로 후방으로, 즉 도 8 의 좌측으로 배치되도록, 측면 접촉면 (23) 에 대하여 접선방향으로 부분적으로 배치된다. 루즈 탑을 터닝 방향 (V) 으로 터닝-인할 시, 경계선 (45a) 은 제한 날 (40) 전에 운동한다. 그 실제 결과, 안내면 (45) 은, 제한 날 (40) 이 분기부 (15) 의 내부 지지면 (17) 과 접촉하기 전에, 루즈 탑을 이미 일시적으로 대략 조심시키기 위해서 안내면 (48) 과의 상호작용을 개시할 수 있다.

도 11 을 참조하면, DL1 은, 중심 축선 (C1) 과 교차하고 또한 서로 대향하는 분기부 (15) 의 내부 지지면 (17) 사이의 가능한 최단 거리를 연장하는 직선의 제 1 직경방향 선이고, 그리하여 이 선은 내부 지지면과 직각을 형성한다. 이러한 가능한 최단 직경방향 선 (DL1) 의 단부를 Ea, Eb 로 나타내었다. 내부 지지면 (17) 사이에서 인출되고 또한 중심 축선 (C) 과 교차하는 어떠한 다른 가상의 직경방향 선 (도시하지 않음) 은 최단 직경방향 선 (DL1) 보다 더 길게 됨이 명백하다. 이는, 가상의 더 긴 직경방향 선이 도 11 에 도시한 직경방향 선 (DL1) 에 대하여 C1 을 중심으로 시계방향으로 또는 반시계방향으로 터닝하는 지의 여부에 상관없이 적용된다.

도 12 에서, DL2 는 2 개의 대향 측면 접촉면 (23) 의 날 (40) 사이에서 연장하고 또한 루즈 탑의 중심 축선 (C2) 과 교차하는 제 2 직선의 직경방향 선을 나타낸다. 보다 자세하게는, 직경방향 선 (DL2) 은 날 (40) 의 전방 단부 지점 (40a) (도 8 참조) 사이에서 연장한다. 개별 측면 접촉면 (23) 은 직경방향 선 (DL2) 과 예각 (β) 을 형성한다. 실시예에서, 각 β 는 대략 85°이다. 실제로, 이 각은 적어도 75°이고 최대 88°이며, 가장 적절하게는 80 ~ 86°범위내에 있다. 도 12 의 확대 상세부로부터, 측면 접촉면 (23) 과 연결 부분면 (41) 은 서로 둔각 (γ) 을 형성한다. 실시예에서, 각 (γ) 은 152°이다. 각 (γ) 이 둔각 (예각보다는 차라리 적절할 수도 있음) 임으로써, 날 (40) 을 둘러싸는 루즈 탑의 일부는 견고해지고 또한 날에 대해 작용하는 힘을 견딘다.

본원에 따라서, 직경방향 선 (DL2) 은 직경방향 선 (DL1) 보다 다소 길다. 길이 차는 최대한 작고 (100 분의 몇 밀리미터) 또한 육안으로 볼 수 없기 때문에, 도 13 ~ 도 16 의 일련의 도면뿐만 아니라 도 19 의 확대 개략도를 참조하면 된다. 도 13 에서, 루즈 탑 (2) 은 도 10 에 따른 초기 위치 (P1) 에 도시된다. 도 13 에서는, 측면 접촉면이 분기부 (15) 와 접촉하지 않는다는 사실로 인해, 이 위치에서의 루즈 탑이 죠안으로 축방향으로 자유롭게 삽입될 수 있는 방법을 도시한다. 이 위치에서, 루즈 탑의 볼록한 안내면 (45) 은 분기부 (15) 의 오목한 안내면 (48) 사이에 부분적으로 위치된다. 제 1 단계에서, 루즈 탑은 도 14 에 따른 위치 (P2) 로 터닝되고, 이 위치에서 2 개의 대향 날 (40) 은 분기부의 내부 지지면과 접촉하게 된다. 추가로 터닝한 후에, 루즈 탑 (2) 은 도 15 에 도시한 위치 (P3) 에 도달하고, 이 위치에서 직경방향 선 (DL1, DL2) 이 일치한다. 이 위치에서, 날 (40) 은, 분기부 (15) 의 고정력이 최대화되는 데드 또는 중간 위치에 도달한다. 이 데드 위치 (P3) 에서, 루즈 탑은 도 16 에 따른 종료 위치 (P4) 에 도달하도록 단거리를 더 터닝된다. 이 위치에서, 날 (40) 은 도 15 에 따른 데드 위치 (P3) 를 통과하지만, 분기부 (15) 의 탄성력 또는 인장 능력이 소모되지 않는다. 도 16 에 따른 종료 위치 (P4) 에서, 측면 접촉면 (23) 은, 분기부의 토크 전달 접선방향 지지면 (19) 이 루즈 탑의 접선방향 접촉면 (44) 에 대하여 밀접하게 가압됨과 동시에 내부 지지면 (17) 에 대하여 접한다.

도 19 에서는, 개별 분기부 (15) 에 대한 날 (40) 의 상이한 위치를 보다 명확하게 도시한다. 도 13 에 따른 위치 (P1) 에서, 날 (40) 은 분기부의 내부 지지면 (17) 과 전부 접촉하지 않는다. 위치 (P2) 에서는 내부 지지면 (17) 과의 접촉이 달성된다. 이 위치로부터 또한 이 위치에서, 루즈 탑의 날 (40) 은 분기부 (15) 를 굽히기 시작하면서 연속적으로 증가하는 고정력을 루즈 탑에 인가한다. 도 15 에 따른 데드 위치 (P3) 에서, 직경방향 선 (DL1, DL2) 이 일치하기 때문에 분기부의 고정력은 최대로 된다. 종료 위치 (P4) 에 도달하도록, 루즈 탑은 단거리를 (중심 축선 (C1) 을 중심으로 시계방향) 추가로 터닝한다. 위치 (P3, P4) 간의 비교적 짧은 운동시에는, 날 (40) 이 데드 위치 (P3) 를 통과하면, 쌍으로 된 면 (23, 17 및 19, 44) 이 서로에 대하여 밀접하게 가압 유지됨으로써 분기부의 고정력에 의해 루즈 탑이 추가로 더 이상 터닝할 수 없는 종료 위치에 있게 되므로, 루즈 탑의 연속적인 터닝은 분기부 (15) 에 의해 전체적으로 또는 부분적으로 지배된다. 본원에 따른 공구를 사용하여 실시되는 실제 시험에서는, 위치 (P3, P4) 간의 종결 터닝 다음에 조작자의 손가락에서의 현저한 촉감 및 이 때 가청식 클릭 소리가 나며, 이는 루즈 탑이 작동 종료 위치에 도달했음을 조작자가 확인하도록 해주는 것으로 나타났다.

기본체에 대한 루즈 탑의 정확한 조심은, 루즈 탑의 날 (40) 이 분기부 (15) 의 내부 지지면 (17) 과 먼저 접촉했을 때, 위치 (P2) 에서 개시된다. 날이 종료 위치 (P4) 쪽으로 터닝함에 따라, 조심은 상당히 구별되며 또한 분기부에서의 증가한 고정력으로 인해 정확해진다. 분기부 (15) 는 종료 위치 (P4) 에서 어떠한 정도의 고정력이 위치 (P3) 에서의 최대 고정력에 비하여 저감되더라도 큰 고정력을 유지한다. DL1 및 DL2 간의 선택된 길이 차에 대하여 P3 및 P4 간의 회전 운동량으로서의 기하학적 인자 등을 적절하게 조절함으로써, 작동 종료 위치에서의 고정력이 미리 결정될 수 있다. 예를 들어, 종료 위치 (P4) 에서의 고정력은 데드 위치 (P3) 에서의 최대 고정력의 50% 로 결정될 수 있다.

도 17 및 도 18 에서, 루즈 탑이 그 작동 종료 위치로 터닝될 때, 루즈 탑 (2) 및 분기부 (15) 각각의 쌍으로 된 상호작용 안내면 (45, 48) 사이에 현저한 슬릿 (50) 이 생기더라도 이러한 슬릿이 좁아지는 방법을 도시한다.

더욱이, 본원에 따른 드릴 공구의 중요한 특징은, 루즈 탑 (2) 의 측면 접촉면 (23) 이 루즈 탑의 전방 단부 (10) 근방에 위치되고 또한 분기부 (15) 의 대응하는 내부 지지면 (17) 이 분기부의 전방에 멀리 위치된다는 것이다. 그리하여, 측면 접촉면 (23) 은 루즈 탑의 전방 단부 (10) 에 부분면으로서 포함되는 2 개의 여유면 (25, 28) 으로부터 후방으로 연장한다. 유사한 방식으로, 분기부의 내부 지지면 (17) 은 분기부의 전방 단부면 (18) 으로의 천이부를 형성하는 날선 (edge lines) 으로부터 후방으로 연장한다. 측면 접촉면 및 내부 지지면 각각의 위치로 인해, 분기부는 가장 큰 굽힘 능력을 가지기 때문에, 절삭날에 인접한 루즈 탑의 전방부를 따라 강력한 파지 또는 조임을 제공해주고, 그로 인해 후방 단부의 주변에서보다 자유로운 전방 단부 영역에서 최적의 파지 능력을 제공해준다.

도 8 에서, 44a 는 부분 포위면 (12) 과 루즈 탑의 접선방향 접촉면 (44) (도 3 참조) 사이의 천이부를 형성하는 직선 경계선을 나타낸다. 상기 접선방향 접촉면 (44) 은 루즈 탑의 축방향 접촉면 (11) 에 대하여, 보다 자세하게는 각 (δ) 으로 경사지고, 이 실시에서 상기 각은 76°이다. 개별 접선방향 접촉면 (44) 과 상호작용하는 접선방향 지지면 (19) (도 10 및 도 20 참조) 은 이에 대응하여 경사진다. 각각의 면의 경사로 인해, 분기부 (15) 의 조임 효과와 조합하여, 예를 들어 드릴링된 구멍 외부로 드릴 공구를 후퇴시키는 것과 연계하여, 루즈 탑을 죠 (14) 외부로 의도하지 않게 축방향으로 후퇴시키는 것에 대향하는 잠금 수단이 제공된다. 본원의 관점내에서, 상기 각 (δ) 은 위로뿐만 아니라 아래로 변할 수 있다. 하지만, 이 각은 적어도 65°이고 최대 85°이어야 한다.

도 4 및 도 5 에서, 루즈 탑 (2) 은 주변부에 위치한 한 쌍의 노치 또는 시트 (55) 형태의 핵심적인 파지부를 포함한다.

본원의 장점

본원의 기본적인 장점은, 루즈 탑이 터닝-인시 작동 종료 위치에 도달하였음을 조작자가 명백히 확인할 수 있다는 것이다. 다른 장점은, 터닝-인에 대한 굽힘가능한 분기부의 저항이 항상 크지 않지만 날이 데드 위치를 통과할 때의 짧은 순간에만 최대가 된다는 것이다. 더욱이, 분기부의 고유 탄성은 회전 운동의 최종 단계 동안 데드 위치에서 종료 위치로의 최종적인 터닝-인을 전체적으로 부분적으로 보장한다. 즉, 조작자 (예를 들어, 서두를 때) 가 의도하지 않게 실제의 종료 위치까지 모든 방식으로 수동 터닝을 종료하지 못할 위험을 약화시킨다. 추가의 장점은, 분기부가 가장 굽힘가능하고 또한 최적의 고정력을 부여하는 분기부의 전방 단부 사이에서 루즈 탑이 단단히 죄여지는 것이다. 더욱이, 루즈 탑에는 그 직경에 대하여 최소 부피가 부여될 수 있고, 그로 인해 루즈 탑의 값비싼 재료의 소모가 최소한으로 저감된다. 다른 장점은, 분기부의 접선방향 지지면에는 루즈 탑의 이용가능한 축방향 길이의 범위내에서 최적의 길이가 부여될 수 있기 때문에, 기본체가 루즈 탑으로 상당한 토크를 전달할 수 있다는 것이다. 더욱이, 루즈 탑은 간단한 키 이외의 다른 수단없이 간단한 방식으로 장착되고 분리될 수 있다. 또한, 루즈 탑의 2 개의 측면 접촉면은, 양호한 조심을 보장하도록 이 2 개의 접촉면이 연삭될 필요가 있다면, 양호하게 노출되고 또한 접근하기가 용이하다.

도 21 ~ 도 23 을 참조하면, 각각의 개별 분기부 (15) 의 내부 지지면 (17) 에 다수의 부분면 또는 면부 (17a, 17b, 17c) 가 형성되는 다른 실시형태를 도시한다. 제 1 면부 (17a) 는 회전방향으로 후단 경계선 (52) 과, 제 2 면부 (17b) 로의 오목한 반경 천이부인 면부 (17c) 사이에서 연장하고, 이 제 2 면부는 경계선 (51) 에 연결된다. 3 개의 파셋 (facet) 면을 포함하는 천이면 (53) 을 통하여, 면부 (17b) 는 접선방향 지지면 (19) 으로 전환된다. 도시된 실시형태에 있어서, 면부 (17b) 는 오목한, 보다 자세하게는 부분적으로 원통형이며, 면부 (17a) 는 평면 (또는 가능하게는 약간 모따기됨) 이다.

전술한 실시형태와 동일한 방식으로, 내부 지지면 (17) 의 축방향 뒤에는 원통형 또는 다르게는 회전 대칭인 안내면 (48) 이 있으며, 이 안내면은 분기부 (15) 의 두꺼운 후방부에 포함되며 또한 중간면 (49) 을 통하여 내부 지지면 (17) 과 분리된다.

내부 지지면과 유사하게, 루즈 탑 (2) 의 상호작용 측면 접촉면 (23) 은 2 개의 면부 (23a, 23b) 를 포함하고, 처음에 언급한 면부는 마지막에 언급한 면부에 대하여 회전방향으로 후단이다. 면부 (23a) 는, 한편으로는 면부 (23b) 로의 경계선 (23c) 과, 다른 한편으로는 회전방향으로 후단 부분면 (41) 으로의 천이부를 형성하는 날 (40) 사이에서 연장한다. 면부 (23b) 는 볼록하고 또한 분기부 (15) 의 오목한 면부 (17b) 와 동일하게 회전 대칭인 형상, 바람직하게는 원통형이다. 경계선 (35) 을 통하여, 면부 (23b) 는 리세스 면 (43) 으로 전환되고, 이 리세스 면은 접선방향 접촉면 (44) 으로 전환된다. 면부 (23a) 는 내부 지지면 (17) 에 포함되는 면부 (17a) 처럼 평면 (또는 약간 모따기됨) 이다. 2 개의 면부 (23a, 23b) 의 축방향 뒤에는 오목한 안내면 (48) 과 상호작용하는 볼록형, 원통형 또는 다르게는 회전 대칭인 안내면이 있다.

도 22 에서, 루즈 탑 (2) 은 분기부 (15) 사이의 죠 안으로 터닝-인 (P1) 하기 전에 초기 위치에서 도시되었다. 분기부의 2 개의 내부 지지면에 포함되는 2 개의 평면 면부 (17a) 는 상호 평행하다. 중심 축선 (C) 과 교차하고 또한 면부 (17a) 에 수직한 직경방향 선 (DL1) 은 면부 (17a) 사이의 최단 거리를 나타낸다. 상기 직경방향 선 (DL1) 은 그 측면 제한부 (17c, 52) 사이에 각각 위치한 지점에서 면부 (17a) 와 접촉한다. DL2 는 루즈 탑의 2 개의 대향 측면 접촉면 (23) 에 포함되는 면부 (23a) 를 따른 날 (40) 사이에서 연장하는 제 2 직경방향 선을 나타낸다. 제 2 직경방향 선 (DL2) 은 제 1 직경방향 선 (DL1) 보다 100 분의 몇 밀리미터 더 길다. 하지만, 직경방향 선 (DL2) 의 단부를 형성하는 날 (40) 과 중심 축선 (C) 간의 반경방향 거리는, 중심 축선 (C) 과 오목한 면부 (17b) 간의 반경방향 거리보다 다소 작다. 즉, 루즈 탑의 날 (40) 은 이 루즈 탑의 터닝-인이 개시될 때 오목한 면부 (17b) 를 잘 통과한다.

루즈 탑 (2) 이 도 22 에 따른 초기 위치 (P1) 에서 도 23 에 따른 작동 종료 위치 (P4) 로 터닝할 때, 다음이 발생한다. 초기에, 날 (40) 이 분기부 (15) 에 영향을 주지 않으면서 면부 (17b) 를 자유롭게 통과한다. 날 (40) 이 반경 천이부 (17c) 를 통과하면, 날 (40) 은 면부 (17a) 와 접촉하고 또한 연속적으로 분기부를 굽히기 시작한다. 쌍으로 된 날 (40) 이 직경방향 선 (DL1, DL2) 이 서로 일치하는 회전 각 위치 (도 15 의 위치 (P3) 참조) 에 도달하면, 편향 및 그로 인한 탄성력이 최대화되고, 즉 데드 위치를 통과한다. 이 상태에서, 루즈 탑의 볼록한 면부 (23b) 는 개별 분기부 (15) 내측의 오목한 면주 (17b) 와 겹치기 시작한다. 상기 데드 위치에서부터, 루즈 탑의 터닝-인은 주로 분기부의 탄성력에 의해 도 23 에 도시한 작동 종료 위치까지 계속되고, 이 조작 종료 위치에서는 루즈 탑의 접선방향 접촉면 (44) 이 분기부의 접선방향 지지면 (19) 에 대하여 가압된다. 터닝-인의 최종 단계에서, 즉 데드 위치와 종료 위치 사이에서, 루즈 탑의 볼록한 면부 (23b) 는 오목한 면부 (17b) 에 대향 위치되고, 분기부의 탄성력은 면부 (17b, 23b) 간의 면 접촉에 의해 루즈 탑으로 전달된다. 동시에, 평면 면부 (17a) 는 루즈 탑의 내부 평면 면부 (23a) 로부터 다소 제거된다. 즉, 분기부가 가하는 체결력이 도 23 에 따른 면 쌍 (17b, 23b) 사이에서 직경방향으로 연장하는 축방향 평면 (AP) 을 따라 위치된다.

도 21 ~ 도 23 에 따른 실시형태에서는, 루즈 탑을 축방향으로 잠그기 위한 다른 유형의 수단, 즉 분기부 (15) 의 후방 단부에 형성되는 2 개의 시트 (54) 뿐만 아니라 루즈 탑 상의 2 개의 수 부재 (55) 를 포함한다. 이러한 경우에 시트 (54) 는 슈트이고, 이 슈트는 개별 분기부 (15) 내에 리세스가공되며 또한 그 접선방향 지지면 (19) 과 기본체의 축방향 지지면 (16) 사이에 위치된다. 개별 수 부재 (55) 는 융기부이며, 이 융기부는 루즈 탑의 접선방향 접촉면 (44) 뒤에 축방향으로 위치되며 또한 축방향 접촉면 (11) 에 연결된다. 즉, 이 융기부 (55) 는 접선방향 접촉면 (44) 에 대하여 측방으로 돌출하고, 그 후방부는 축방향 접촉면 (11) 으로 전환된다. 루즈 탑이 작동 위치로 터닝되면, 융기부 (55) 는 슈트 (54) 와 결합하지만, 이 융기부는 슈트와 면 접촉하지 않는다. 그리하여, 루즈 탑 상의 음의 축방향 힘이 분기부의 탄성력을 극복할 때에만, 융기부 (55) 가 작동된다.

본원의 가능한 변형

후속의 청구범위에서 한정된 바와 같이 본원의 관점 내에서, 다양한 변형이 있을 수 있다. 따라서, 루즈 탑의 측면 접촉면은 반드시 평면일 필요는 없다. 예를 들어, 측면 접촉부는 약간 모따기되거나 주목할 만하게 볼록할 수 있으며 또한 다소 주목할 만하게 오목한 형상으로 부여되는 내부 지지면과 상호작용하도록 배열될 수 있다. 본질적인 것은, 각각의 측면 접촉면의 날이 고정력이 최대화되는 데드 위치로 분기부를 먼저 굽히도록 하고, 그 후 고정력을 소모하지 않고 저감시킨 종료 위치로 이동될 수 있다는 것이다.

Claims

칩 제거 가공용 드릴 공구로서,
한편으로는, 전방 단부와 후방 단부 (4, 5) 를 구비하고, 이 전방 단부와 후방 단부 사이에서 제 1 중심 축선 (C1) 이 연장하며, 이 중심 축선을 중심으로 소정의 회전 방향 (R) 으로 회전가능한 기본체,
다른 한편으로는, 전방 단부와 후방 단부 (10, 111) 를 구비하고, 이 전방 단부와 후방 단부 사이에서 제 2 중심 축선 (C2) 이 연장하는 루즈 탑 (2) 을 포함하고,
상기 전방 단부 (10) 는 1 개 이상의 절삭날 (3) 을 포함하고, 상기 기본체 (1) 의 전방 단부 (4) 는 축방향으로 돌출하며 주변에 위치한 2 개의 분기부 (15) 사이의 죠 (14) 를 포함하며,
상기 분기부는 탄성적으로 굽힘가능하고 또한 상기 분기부는 한편으로는 루즈 탑 (2) 의 외부 측면 접촉면 (23) 에 접하여 탄성적으로 가압되는 분기부 (15) 의 내부 지지면 (17) 에 의해 죠 (14) 내의 루즈 탑 (2) 을 탄성적으로 고정시키는 용도 및 다른 한편으로는 분기부의 접선방향 지지면 (19) 및 루즈 탑의 상호작용 접선방향 접촉면 (44) 을 통하여 루즈 탑에 토크를 전달하는 용도이며,
개별 분기부 (15) 의 내부 지지면 (17) 은 접선방향으로 분리된 제 1 및 제 2 측면 경계선 (51, 52) 사이에서 연장하고,
공구의 회전시 상기 측면 경계선 (51) 은 선단이고, 상기 측면 경계선 (52) 은 후단이며,
상기 개별 측면 접촉면 (23) 은 제 1 및 제 2 측면 경계선 사이에서 연장하고,
회전방향으로 후단에 있는 측면 경계선은 후단 부분면까지 날에 포함되고, 그 이외에는 루즈 탑 (2) 이 죠 (14) 안으로 축방향으로 삽입가능하고 또한 분기부 (15) 와 작동 결합하도록 또한 결합하지 않도록 터닝가능한 드릴 공구에 있어서,
2 개의 측면 접촉면 (23) 의 날 (40) 사이의 루즈 탑 (2) 의 중심 축선 (C2) 에 수직하게 연장하는 가상의 직경방향 선 (DL2) 은, 분기부 (15) 의 부하가 해제될 때 내부 지지면 (17) 사이에서 가능한 최단 거리로 연장하는 유사한 직경방향 선 (DL1) 의 길이보다 더 큰 길이를 가지고, 각각의 내부 지지면 (17) 의 제 1 측면 경계선 (51) 뿐만 아니라 제 2 측면 경계선 (52) 으로부터 접선방향 거리에 위치한 대향 단부 지점 (Ea, Eb) 을 가지는 것을 특징으로 하는 드릴 공구.
제 1 항에 있어서,
상기 분기부 (15) 의 내부 지지면 (17) 사이의 제 1 최단 직경방향 선 (DL1) 은, 제 1 선단 측면 경계선 (51) 보다 내부 지지면 (17) 의 제 2 회전방향 후단 측면 경계선 (52) 에 더 근접하게 위치한 단부 지점 (Ea, Eb) 을 가지는 것을 특징으로 하는 드릴 공구.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 루즈 탑 (2) 의 2 개의 측면 접촉면 (23) 은, 중간면 (46) 을 통하여, 축방향 뒤에 있는 한 쌍의 외부 안내면 (45) 으로 전환되며, 상기 안내면은 가상의 원 (S2) 에 의해 한정되는 회전 대칭인 형상을 가지고, 상기 원의 직경은 제 2 직경방향 선 (DL2) 의 길이보다 작으며,
상기 분기부 (15) 는, 내부 지지면 (17) 뒤에 축방향으로 위치한 한 쌍의 상호작용 내부 안내면 (48) 을 포함하고, 또한 제 1 가상의 원 (S1) 에 의해 한정되는 회전 대칭인 형상을 가지며, 상기 원의 직경 (D1) 은 상기 원 (S2) 의 직경보다 크고 또한 제 1 직경방향 선 (DL1) 의 길이보다 작은 것을 특징으로 하는 드릴 공구.
제 3 항에 있어서,
상기 외부 및 내부 안내면 (45, 48) 은 원통형이고 루즈 탑 및 기본체 각각의 중심 축선 (C2, C1) 과 동심인 것을 특징으로 하는 드릴 공구.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 루즈 탑 (2) 의 개별 측면 접촉면 (23) 은 적어도 부분적으로 평면이고 또한 루즈 탑을 통하여 상기 직경방향 선 (DL2) 과 예각 (β) 을 형성하며, 그 이외에도, 각각의 분기부 (15) 의 상호작용 내부 지지면 (17) 은 쌍으로 된 평면 (23, 17) 간의 면 접촉을 제공하도록 평면인 것을 특징으로 하는 드릴 공구.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 개별 측면 접촉면 (23) 은 2 개의 면부를 포함하고, 상기 제 1 면부 (23a) 는 제 2 면부 (23b) 의 회전방향 후단에 있고 또한 상기 날 (40) 을 포함하며, 상기 제 2 면부 (23b) 는 오목한 아치형 제 2 면부 (17b) 와 상호작용하도록 단면이 오목한 아치형이며, 상기 제 2 면부 (17b) 는 회전방향으로 후단의 제 1 면부 (17a) 와 함께 개별 분기부의 내부 지지면 (17) 에 포함되는 것을 특징으로 하는 드릴 공구.
제 6 항에 있어서,
상기 루즈 탑의 측면 접촉면 (23) 의 볼록한 면부 (23b) 뿐만 아니라 상기 분기부의 내부 지지면 (17) 의 오목한 면부 (17b) 는 부분적으로 원통형인 것을 특징으로 하는 드릴 공구.
제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 직경방향 선 (DL2) 과 상기 개별 측면 접촉면 (23) 사이의 각 (β) 은 최대 88°인 것을 특징으로 하는 드릴 공구.
제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 각 (β) 은 적어도 75°인 것을 특징으로 하는 드릴 공구.
제 5 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 각 (β) 은 80 ~ 86°범위에 있는 것을 특징으로 하는 드릴 공구.
제 5 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 루즈 탑 (2) 의 2 개의 측면 접촉면 (23) 은 후방 단부 (111) 에서부터 전방 단부 (10) 쪽으로의 방향으로 어떠한 발산 각 (α) 으로 발산하는 것을 특징으로 하는 드릴 공구.
제 11 항에 있어서,
상기 발산 각 (α) 은 적어도 0.20°인 것을 특징으로 하는 드릴 공구.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
상기 발산 각 (α) 은 최대 3°인 것을 특징으로 하는 드릴 공구.
제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발산 각 (α) 은 0.60 ~ 1.20°범위에 있는 것을 특징으로 하는 드릴 공구.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분기부 (15) 의 내부 지지면 (17) 은, 분기부의 부하가 해제될 때 서로 평행하고 또한 기본체의 중심 축선 (C1) 에 평행한 것을 특징으로 하는 드릴 공구.
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 루즈 탑 (2) 의 각각의 측면 접촉면 (23) 을 따른 개별 날 (40) 은 직선인 것을 특징으로 하는 드릴 공구.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 측면 접촉면 (23) 을 따른 개별 날 (40) 은 측면 접촉면 (23) 과 연결 부분면 (41) 사이의 반경 천이부 형태인 것을 특징으로 하는 드릴 공구.
제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 루즈 탑의 개별 측면 접촉면 (23) 및 날 (40) 을 따른 측면 접촉면과 만나는 연결 부분면 (41) 은 서로 둔각 (γ) 을 형성하는 것을 특징으로 하는 드릴 공구.
제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 측면 접촉면 (23) 은, 루즈 탑 (2) 의 전방 단부 (10) 에 포함되며 또한 칩 제거 절삭날 (3) 을 회전방향으로 뒤따르는 적어도 하나의 여유면 (25, 28) 으로부터 후방으로 연장하는 것을 특징으로 하는 드릴 공구.
제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기본체 (1) 및 상기 루즈 탑 (2) 은 이 루즈 탑이 의도하지 않게 죠 외부로 축방향으로 후퇴하는 것을 방해하도록 상호작용 잠금 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 드릴 공구.
제 20 항에 있어서,
상기 잠금 수단은 개별 분기부 (15) 의 후방 단부에 리세스가공되는 시트 (54) 를 포함하고, 루즈 탑 (2) 의 축방향 접촉면 (11) 에 인접하게 위치한 수 부재 (55) 가 이 시트 안으로 삽입될 수 있는 것을 특징으로 하는 드릴 공구.
제 21 항에 있어서,
상기 시트는 분기부 (15) 의 접선방향 지지면 (19) 뒤에 위치한 슈트 (54) 이고, 상기 수 부재는 루즈 탑의 접선방향 접촉면 (44) 뒤에 위치한 융기부 (55) 인 것을 특징으로 하는 드릴 공구.