KR20110025099A

KR20110025099A - 드릴링 모터용 관통 공구 냉각제 어댑터

Info

Publication number: KR20110025099A
Application number: KR1020100083771A
Authority: KR
Inventors: 윌리엄 엘. 젠킨스
Original assignee: 록히드 마틴 코포레이션
Priority date: 2009-09-02
Filing date: 2010-08-30
Publication date: 2011-03-09
Also published as: US8747033B2; EP2292377B1; CA2713961A1; JP2011051092A; JP5735237B2; EP2292377A1; US20110052338A1

Abstract

공작물에 구멍을 뚫는데 사용하기 위한 콜릿 척은 냉각 및 세척액을 공작물을 기계가공하는 요소에 공급한다. 콜릿 척의 끝부는 모터의 구동단부에 연결되고, 다른 쪽 끝부는 기계가공 요소를 유지한다. 모터는 공작물을 기계가공하는데 사용되는 콜릿 척 및 기계가공 요소에 회전력을 제공한다. 드릴 비트 또는 리머가 될 수 있는 기계가공 요소는 척에 있는 환형부와 연통하는 축방향 통로를 포함한다. 냉각/세척액은 콜릿 척을 둘러싸고 있는 회전 밀봉부를 통해 환형부 내로 유동한다.

Description

드릴링 모터용 관통 공구 냉각제 어댑터{Through tool coolant adapter for drilling motor}

본 발명은 일반적으로 기계가공 요소를 통해 유체를 보급하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 냉각유체의 유동을 기계가공 요소 홀더 내로 수용한 다음에 기계가공 요소를 통해 흐르도록 구성된 공구에 관한 것이다.

공작물(workpiece)을 기계가공 하는데 사용되는 기계가공 요소들, 즉 드릴 비트(drill bits), 리머(reamer), 연마기, 톱 등은 통상 공작물을 구성하는 재료의 입자들을 제거한다. 제거된 입자들은 때때로 기계가공 요소와 가공되는 공작물의 부분 사이에 끼어 들어갈 수 있다. 이것은 입자들이 두 번째로 가공될 수 있고 또한 기계가공 요소를 추가로 가열시킬 가능성이 있기 때문에 기계가공 효율을 방해한다.

또한 기계가공된 입자들은 가공될 공작물에 서로 다른 재료의 층들이 만들어져 있을 때 문제를 발생시킬 수 있다. 도 1을 참조하면, 공지된 기계가공의 예가 부분 단면 측면도로 도시되어 있다. 드릴 비트(8)는 재료층들(14, 16, 18, 20)의 적층된 스택(12)을 통해 보어(10)를 형성하고 있는 것으로 도시되어 있다. 입자들(22)은, 층들(14, 16, 18, 20) 중 어느 하나에서 제거된 후에, 드릴(8)과 보어(10) 사이의 공간 내에서 위로 밀려 들어갈 수 있거나, 또는 드릴(8)의 표면에 제공된 홈(24) 내로 밀려 들어갈 수 있다.

그러나, 2개 층 이상의 재료들을 기계가공할 때, 보어(10)에서 제거된 입자들(22)은 다른 층의 재료를 침식하여 그 층의 보어 직경을 확장시킬 수 있다. 입자 침식(erosion)으로 인한 보어 치수의 증가는 규정 공차를 초과할 수 있다. 특히 침식은, 층들(14, 16, 18, 20)이 경도, 연성, 항복강도 등과 같은 서로 다른 재료 특성들을 갖는 서로 다른 재료로서 형성될 때 명백하게 발생할 수 있다. 예를 들어, 층(18)의 재료가 층들(14, 16) 중 하나 또는 양쪽보다 더 단단한 경우에, 층(18)에서 가공된 입자들은 보어(10)에서 배출될 때 침식을 통해 층들(14, 16)을 지나는 보어(10)를 확장시킬 수 있다.

본 명세서에는 사용 중에 기계가공 요소를 냉각시키기 위해 그리고 선택적으로서 기계가공 중에 생성된 칩들을 제거하기 위한 공구가 개시되어 있다. 일 실시예로서, 상기 공구는 공작물을 기계가공하기 위한 것으로서, 환형 밀봉 조립체, 상기 밀봉 조립체를 통해 삽입되고 상기 밀봉 조립체에 대하여 회전가능한 콜릿 척(collet chuck), 상기 콜릿 척 내의 환형부(annulus), 상기 콜릿 척의 끝부에 고정된 기계가공 요소, 상기 콜릿 척에 대향한 기계가공 요소의 끝부가 환형부와 유체 연통하도록 기계가공 요소를 통해 형성된 통로, 상기 기계가공 요소에 대향한 콜릿 척의 끝부에 연결된 구동원, 상기 밀봉 조립체와 회전 구동원의 일부분을 둘러싸는 하우징, 그리고 상기 하우징 내의 개구부를 통해 연장하고 밀봉 조립체에 위치하며 환형부와 유체 연통하는 끝부를 갖는 유체 유동 라인으로서, 상기 유체 유동 라인을 통해 환형부 내로 흐르는 유체가 상기 기계가공 요소 내의 통로를 통해 흐를 수 있게 되어 있는 상기 유체 유동 라인을 포함한다.

또한, 손잡이와, 선택적으로 회전가능하고 연장 가능한 구동축과, 상기 구동축을 둘러싸는 하우징을 포함하는, 공작물을 기계가공하기 위한 시스템이 개시되어 있다. 또한 상기 시스템은, 상기 구동축과 연결된 끝부를 갖는 콜릿 척, 상기 구동축에 대향한 상기 콜릿 척의 끝부에 연결된 기계가공 요소, 상기 기계가공 요소상의 절삭면, 유체 유동과 유체 연통하는 상기 콜릿 척 내의 캐비티(cavity), 그리고 상기 기계가공 요소 내에 형성된 통로로서, 상기 통로는 상기 캐비티와 유체 연통하는 끝부와 상기 절삭면에 인접한 끝부를 가지며, 상기 캐비티에 공급된 유체 유동이 상기 통로를 통과하여 상기 절삭면에 인접하게 흐르게 되어 있는 상기 통로를 포함한다.

본 명세서에 개시된 다른 실시예는 냉각 시스템을 갖는 드릴로서, 상기 드릴은, 휴대형 드릴 모터, 상기 드릴 모터로부터 선택적으로 회전가능하고 선택적으로 연장가능한 구동축, 상기 구동축에 부착된 끝부를 갖는 비트 홀더(bit holder), 상기 비트 홀더 내의 밀봉된 캐비티, 상기 비트 홀더의 직경보다 대략 2배의 외경을 가지며 비트 홀더를 둘러싸고 있는 회전 밀봉부, 상기 캐비티와 유체 연통하는 냉각유체 공급부, 그리고 상기 구동축에 대향한 비트 홀더의 끝부에 부착된 드릴 비트를 포함한다.

본 발명에 따르면, 냉각유체의 유동을 기계가공 요소 홀더 내로 수용한 다음에 기계가공 요소를 통해 흐르도록 구성된 공구가 제공될 수 있게 된다.

본 발명의 몇 가지 특징들 및 장점들이 설명되어 있으며, 다른 것은 아래 설명이 첨부 도면과 연관되었을 때 명백히 나타날 것이다.
도 1은 적층된 층들의 스택을 통해 드릴링하는 종래 기술의 예를 나타내는 부분 단면 측면도이다.
도 2는 유체 유동을 기계가공 요소를 통해 배급하기 위한 어댑터를 갖는 공구의 예를 나타내는 부분 단면 측면도이다.
도 3a는 기계가공 요소를 갖는 기계가공 요소 홀더와 연결된 공구를 개략적으로 나타내는 부분 단면 측면도이다.
도 3b는 공작물을 기계가공하는 기계가공 요소의 예를 나타내는 부분 단면 측면도이다.
도 4는 기계가공 요소의 예를 나타내는 사시도이다.
본 명세서에서 설명된 개선사항은 제공된 실시예들로 한정되지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 그 반대로, 본 설명은, 첨부된 청구항들 의해 규정된 바와 같은 개선사항의 정신 및 범주에 포함될 때, 모든 대안책, 변경, 및 동등물을 포함하도록 의도되어 있다.

본 발명의 개선사항(들)은 설명한 실시예들을 도시하고 있는 첨부 도면을 참고하여 아래에서 더욱 상세히 설명될 것이다. 그러나, 설명한 개선사항(들)은 여러 가지 다른 형태들로 구체화될 수 있고, 그리고 여기에 설명된 실시예들로 제한하는 것으로서 고려되어서는 안 되며, 오히려 이 실시예들은 본 설명이 철저하고 완전하게 되도록 그리고 본 발명의 범위를 기술에 숙련된 자에게 충분히 전하도록 제공되어 있다. 유사한 도면부호들은 전체적으로 유사한 구성요소들을 지칭한다.

본원에 설명된 개선사항(들)은 구성, 작동, 정확한 재료들, 또는 도시되고 기재된 실시예들의 정확한 세부로 제한하지 않으며, 변경 및 동등물이 기술에 숙련된 자에게 명백히 나타날 것임을 알 수 있을 것이다. 도면 및 명세서에서, 실시예들이 나타나 있고, 특정한 용어들이 사용되고 있지만 그 용어들은 단지 일반적으로 설명하기 위한 관점에서 사용되며 제한의 목적으로 사용되어서는 안 된다. 따라서 출원인의 개선사항(들)은 첨부한 청구범위의 범위에 의해서만 제한되어야 한다.

도 2는 부분 단면 측면도로서, 기계가공 요소를 통해 냉각유체를 배급하기 위한 시스템을 포함하는, 공작물 기계가공용 공구 조립체(40)의 실시예를 도시한다. 도 2의 실시예에서, 공구 조립체는 기계가공 요소에 회전력을 선택적으로 공급하는 것으로서 개략적으로 도시된 구동원(42)을 포함한다. 이 실시예에서 회전력은 화살표 A₁으로 표시되어 있다. 구동원(42)은 또한 화살표 A₂로 표시된 축방향 힘을 선택적으로 제공한다. 회전 구동원(42)의 끝부로부터 연장하는 스핀들(44)은 공구 조립체(40) 내에 있는 다른 컴포넌트들에 회전력 및/또는 축방향 힘을 전달한다. 하우징(46)은 구동원(42)을 둘러싸고 있으며 적어도 스핀들(44)의 말단부까지 연장하는 것으로 도시되어 있다.

스핀들(44)에 연결된 콜릿 척(collet chuck)(48)은 세장형(elongate) 몸체(50)를 갖는 것으로 도시되어 있다. 리셉터클(receptacle)(52)이 그 내부에 스핀들(44)을 수용하도록 형성되어 있다. 리셉터클(52)은 구동원(42)에 인접하게 몸체(50)의 끝부에 제공되어 있다. 스핀들(44)과 리셉터클(52) 사이의 커플링은 나사, 스플라인, 핀, 또는 기타 어떤 공지된 방법의 기계적 체결부재들을 포함할 수 있다. 리셉터클(52)은 벌크헤드(bulkhead)(54)에서 끝나며, 이 벌크헤드는 몸체(50)의 실질적으로 고형체(solid)인 부분을 형성한다. 캐비티(56)는 몸체(50) 내에서 벌크헤드(54)의 리셉터클(52)에 대향한 쪽에 있다. 캐비티(56)는 공구 축선 Ax의 방향을 따라 향하는 기다란 측면을 갖는다. 캐비티(56)는 도 2에 도시된 바와 같이 벌크헤드(54)로부터 연장하여 몸체(50)의 나머지 길이를 지나서 몸체(50)의 리셉터클(52)에 대향한 쪽에서 개방단부(58)를 형성한다.

드릴 비트와 같은 기계가공 요소(60)는 몸체(50)에 부착되고 실질적으로 축선 Ax와 평행하게 정렬된 채로 도시되어 있다. 콜릿 너트(62)는 그 중간부분을 통해 구멍(aperture)(61)을 갖는 개방단부(58)에 부착되고, 상기 중간부분에서 기계가공 요소(60)의 생크(shank)가 유지되고 콜릿 척(48)에 부착된다. 기계가공 요소(60)는 도 2에 도시된 바와 같이 공작물에 구멍을 뚫거나 기계가공하기 위한 디바이스의 어떤 형식이 될 수 있다. 예를 들면, 드릴 비트, 리머, 연마기 등이다. 일 실시예에서 기계가공 요소(60)는 그 외측면을 따라 돌기 또는 홈들(flutes)을 갖는 드릴 비트이다. 통로(64)는 기계가공 요소(60)를 통해 축방향으로 형성되어서 캐비티(56)와 기계가공 요소(60)의 절삭면(65) 사이에 유체 연통을 제공한다.

선택적인 커넥터(68)는 구동원 하우징(46)의 말단부에 부착된 것으로 도시되어 있다. 다른 실시예에서, 구동원 하우징(46)은 커넥터(68) 대신에 콜릿 척(48)을 포함할 수 있다. 커넥터(68)는 콜릿 척(48)의 일부분을 둘러싸고 있으며 대체로 환형 부재로서 도시되어 있다. 대안으로서, 커넥터(68)는 콜릿 척(48)을 완전히 둘러싸지 않고, 대신에 공구 축선 Ax를 따라 구동원 하우징(46)에서 연장하는 하나 이상의 세장형 요소들이 될 수 있다. 도시된 실시예에서, 세장형 슬롯(69)은 커넥터(68)의 벽을 통해 제공되며; 상기 슬롯(69)의 긴 길이는 실질적으로 공구 축선 Ax와 정렬된다. 잘려진 상태로 도시된 유체 유동 라인(70)은 슬롯(69)을 통해 연장하며 캐비티(56)와 유체 연통한다.

콜릿 척(48)을 둘러싸는 회전 밀봉 조립체(74)는 유동 라인(70)과 캐비티(56) 사이의 커플링을 용이하게 한다. 도시된 바와 같이, 밀봉 조립체(74)는 슬리브 모양의 환형체를 포함하고 벌크헤드(54)에 인접하게 배치되어 있다. 벌크헤드(54)의 외경은 슬리브 몸체(76)가 배치되어 있는 콜릿 척(48)의 직경보다 더 크고, 따라서 숄더(shoulder)를 제공하며, 이 숄더에 슬리브(76)가 좌정한다. 선택적으로, 밀봉된 볼, 롤러 또는 니들 베어링이 될 수 있는 베어링(78)은 슬리브(76)와 콜릿 척(48) 사이에 제공된다. 따라서, 슬리브(76)는 콜릿 척(48)이 회전할 때 실질적으로 고정상태를 유지할 수 있다. 밀봉된 베어링(78)은 또한 콜릿 척(48)과 슬리브 몸체(76) 사이에 압력 장벽(barrier)을 형성한다. 홈들(79)은 슬리브(76)의 내부면에 제공되며 그 내부에 베어링(78)을 수용하도록 구성되어 있는 것으로 도시되어 있다. 스냅링들(snap rings)(80)은 슬리브(76)의 내부면에 있는 리세스들 내로 삽입되어 홈들(79) 내에 베어링(78)을 유지한다. 밀봉 조립체(74)는 밀봉 조립체(74)의 벌크헤드(54)에 대향한 쪽에서 콜릿 척 몸체(50)를 동축상에서 둘러싸고 있는 것으로 도시된 환형 유지 너트(82)에 의하여 제위치에 유지된다. 유지 너트(82)는 대응하는 나사들에 의하여 콜릿 척 몸체(50)에 부착된다. 유지 너트(82)의 반경방향 내부는 콜릿 척(48)의 몸체에 인접한 베어링(78)의 레이스(race)에 축방향 힘을 적용하지만, 슬리브 몸체(76)에 인접한 베어링(78)의 레이스에는 접촉하지 않는다. 따라서 콜릿 척(48)에 인접한 베어링(78)의 레이스는 콜릿 척(48)의 회전과 함께 회전한다. 반면에 슬리브(76)에 인접한 베어링(78)의 레이스는 고정상태를 유지할 수 있다. 선택적인 와셔(83)는 너트(82)와 베어링(78) 사이에 축방향 힘을 전달하기 위해 콜릿 척(48)에 인접한 베어링(78) 레이스와 유지 너트(82) 사이에 제공될 수 있다.

비회전 슬리브 몸체(76)를 통해 반경방향으로 형성된 포트(84)에 유동 라인(70)이 부착된다. 길쭉한(gallery) 환형부(88)는 밀봉 조립체(74) 아래에서 회전가능한 콜릿 척 몸체(50)를 둘러싸고 있는 것으로 도시되어 있다. 따라서 포트(84)는 콜릿 척(48)의 회전 내내 환형부(88)와 정합한다. 하나 이상의 개구부들(86)이 환형부(88)와 캐비티(56) 사이에서 콜릿 척 몸체(50)를 통해 형성된다. 개구부(들)(86)은 환형부(88)와 캐비티(56) 사이에 유체 연통을 제공하여서 유동 라인(70) 및 포트(84)를 통해 흐르는 유체가 자유롭게 캐비티(56) 내로 흐를 수 있게 한다. 이에 따라 캐비티(56) 내로 유입하는 유체가 통로(64)를 통과하여 절삭면(65) 부근에 있는 기계가공 요소(60)에서 배출된다. 유체는 기계가공 요소(60) 내에서 기계가공 또는 다른 원인으로 인한 열에너지를 제거한다. 더구나, 유체 유동이 통로(64)에서 배출된 후에, 유체 유동은 그 유동 스트림 내에서 기계가공된 입자들을 휩쓸어 절삭면에서 제거함으로써 세척원(cleaning source)이 된다. 이것은 동일한 재료의 부재를 두 번 기계가공함에 따른 낮은 효율을 회피하게 하고 또한 더 단단한 입자들이 더 연한 재료를 침식할 기회를 감소시킬 수 있게 한다.

선택적인 노즈피스(nosepiece)(66)는 도 2의 공구 조립체(40) 내에 포함되는 것으로 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 노즈피스(66)는 콜릿 척(48) 및 기계가공 요소(60)의 일부분을 둘러싸고 있는 외부 하우징이다. 실시예들은 콜릿 척의 길이를 따라가며 기계가공 요소(60)를 지나서 연장하는 하우징(46)을 포함한다. 기계가공 요소(60)의 길이를 따라서 이행하는 축소된 직경을 갖는 것으로서 도시되어 있지만, 노즈피스(66)는 일정한 직경을 가지거나 또는 경사진 외형을 가질 수 있다. 도 2에 도시된 형태에서, 공구 조립체(40)는 후퇴 모드이고; 기계가공 요소(60)의 전진 운동이 공작물을 기계가공하며 개시할 수 있다. 따라서, 구동원(42)이 화살표 A₂로 표시된 바와 같은 축방향 힘을 제공하는 실시예들에서, 콜릿 척(48)은 조립체(40)의 축선을 따라서 이동되므로 기계가공 요소(60)가 밀리며 노즈피스(66)의 에지를 지나고 그리고 그 대응하는 개구부(77)를 통과하여 공작물에 접촉하여 기계가공할 수 있게 된다. 세장형 슬롯(69)은 유동 라인(70)을 위한 측방향 트래블(travel)의 길이를 제공하며 따라서 커넥터(68)에 의해 방해받지 않고 이동할 수 있다. 선택적인 커플링(75)은 개구부(77)에 인접하게 도시되어 있다. 도 2의 실시예에서, 커플링(75)은 총검(bayonet) 또는 J-형 슬롯(도시 안 됨)이며, 이 슬롯 내에 공작물에 제공된 대응하는 커플링이 수용된다. 커플링(75)의 슬롯 내에 공작물 커플링의 삽입가능한 부분을 수용한 후에, 노즈피스(66)는 커플링(75)의 슬롯 바닥에 있는 그 부분과 정렬되도록 회전될 수 있다. 하나의 사용 예로서, 구동원(42)은 여러 가지 기계가공 작업들에 원거리에서 적용될 수 있는 이동가능한 및/또는 휴대형 디바이스이다.

이제 도 3a를 참조하면, 변경된 공구 조립체(40A)의 개략적인 측면도가 부분 단면도로 제공되어 있다. 이 실시예에서, 구동원(42A)은 사용자가 잡기 위한 핸들(43)을 포함하는 휴대형 드릴식 모터이다. 핸들(43)에 개략적으로 제어모듈(45)이 도시되어 있고, 상기 제어모듈에 의하여 구동원(42)의 작동이 용이하게 된다. 이러한 제어모듈(45)은 온/오프 스위치들뿐만 아니라, 스핀들(44A)을 화살표 A₁으로 표시된 바와 같이 회전하거나 또는 스핀들(44A)을 화살표 A₂로 표시된 바와 같이 왕복이동하기 위한 지향성 제어장치(directional controls)를 포함할 수 있다. 스핀들(44A)의 동력, 힘 및/또는 속도는 제어모듈(45)을 사용하여 선택적으로 설정될 수 있다. 구동원들의 실시예들은, 본 출원의 양수인에게 양도된 본(Born)의 미국특허 제 6,575,673 호 및 크라우스(Krause) 등의 미국특허 제 7,303,363 호에서 찾아 볼 수 있으며, 이 특허들의 전체 내용은 본 명세서에 편입되어 있다.

전술한 바와 같이, 스핀들(44A)은 리셉터클(52A) 및 척 몸체(50A)를 경유하여 콜릿 척(48A)과 연결된다. 따라서, 스핀들(44A)의 회전 및/또는 축방향 운동은 콜릿 척(48A)에 그리고 기계가공 요소(60A)에 부여된다. 유체 공급부(71)가 도 3a의 실시예에서 제공되고, 그리고 유체 공급 라인(70A)에 부착되어 개략적으로 도시되어 있다. 캐비티(56A)에서 화살표들로 표시한 바와 같이, 유체 공급부에 의해 공급된 유체 유동은 유체 공급 라인(70A)을 통해 캐비티(56A) 내로 가압되고, 다음에 통로(64A) 및 기계가공 요소(60A)를 통해 흐를 수 있다. 전술한 바와 같이, 콜릿 척이 하우징들(46A, 68A, 66A) 내에서 회전 및/또는 축방향 이동하더라도, 회전 밀봉부(74A)가 냉각 및 세척액을 콜릿 척(48A) 내로 측면 주입(side injection) 할 수 있다. 도 3a의 실시예에서, 구동원(42A)은 공압원과 같은 압력유체에 의하여 작동될 수 있다. 따라서 선택적인 실시예에 있어서, 공압 공급 라인(73)이 구동원(42A)을 유체 공급부(71)와 연결시키는 것이 도시되어 있다. 따라서 유체 공급부(71)는 이러한 변경 실시예에서 구동원(42A)을 작동시킬 수 있고 또한 공구 조립체(40A)의 기계가공 작업을 위해 냉각 및 세척액을 공급할 수 있다. 척(48A)에 배급된 유체는 액체, 공기와 같은 기체, 질소, 2가지 상(2 phase)의 유체들 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 유체는 합성이거나 또는 오일 계통에 속하는 방청제(rust inhibiter)를 함유하는 물 계통의 유체이다. 냉각용 유체, 윤활용 유체, 또는 양쪽 모두를 위한 유체가 포함될 수 있다.

도시된 바와 같이, 노즈피스(66A)는 형판 모양의 드릴판(90)과 연결되어 있고, 이 드릴판에 제공되어 있는 커플링(92)은 노즈피스(66A)에 제공된 커플링(75A)과 결합하도록 구성된다. 드릴판(90)은 공구 조립체(40A)를 사용하여 기계가공하게 될 공작물(95)에 부착된다. 따라서, 커플링(92)은, 각각의 커플링(75A, 92)에 대하여 정렬될 때 기계가공 요소(60A)를 연장시킴으로써, 대응하는 드릴 구멍(94)이 공작물(95)을 통해 형성될 수 있도록 전략적으로 배치된다. 선택적인 파일럿 구멍(93)이 드릴판(90)에 제공되고, 이 구멍을 통해 기계가공 요소(60A)가 통과할 수 있다.

공작물(95)에 형성되는 드릴 구멍(94)의 상세한 실시예는 도 3b에 부분 단면 측면도로 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 드릴 비트 또는 나사송곳(auger)으로서 도시된 기계가공 요소(60A)는 공작물(95)의 표면을 천공하여 공작물(95)의 일부를 구성하는 층들(96, 97) 내로 연장하였다. 기계가공 요소(60A)가 공작물(95)의 층들(96, 97)로부터 재료의 일부분을 제거할 때 입자들(22A)이 형성된다. 그러나, 입자들(22A)은, 절삭면(65A)을 따라 드릴 구멍(94)의 바닥에 머물기보다는, 통로(64A)에서 배출되는 유체 유동에 의하여 드릴 구멍(94)에서 제거된다. 따라서, 층(96)이 층(97)의 재료보다 더 연성의 재료로 제조되어 있는 경우에, 기계가공하는 층(97)에서 나오는 입자(22A)는 층(96)의 일부를 침식함으로써 층(96) 내에 있는 드릴 구멍(94)의 직경을 증가시키지는 않을 것이다.

변경예의 기계가공 요소(60B)가 도 4에 사시도로 도시되어 있다. 이 실시예에서, 기계가공 요소(60B)는 샤프트(87)에 횡단방향으로 장착된 톱날(85)을 갖는 원형 톱과 유사하다. 통로(64B)가 샤프트(87)를 통해 형성되고, 다음에 톱날(85) 내에 형성된 통로들(63)(점선으로 도시됨)과 정합된다. 톱날(85)을 따라 제공되어 있는 배출 포트들(67)은 통로(64B) 내에 삽입 또는 주입된 어떤 유체를 위한 유출 포트를 허용하기 위해 외주부(periphery)를 가진다.

따라서 본 명세서에 설명된 본 발명의 시스템 및 방법은, 그 목적들을 달성하고 상술한 목표들 및 장점들뿐만 아니라 여기에 내재된 다른 목표 및 장점들을 달성하기에 아주 적합하다. 현재의 바람직한 실시예가 설명의 목적을 위해 주어져 있지만, 필요한 결과들을 달성하기 위한 과정의 세부에 다양한 변화가 가능하다. 이러한 그리고 또 다른 유사한 변경은, 당해 분야의 기술자들에 의해 용이하게 제안될 수 있으며, 본 명세서의 정신과 첨부한 청구항들의 범위에 포함되도록 의도되어 있다.

40: 공구 조립체, 42: 구동원, 46: 하우징, 48: 콜릿 척, 54: 벌크헤드, 56: 캐비티, 60: 기계가공 요소, 65: 절삭면, 70: 유체 유동 라인, 74: 밀봉 조립체, 84: 포트, 86: 개구부, 88: 환형부.

Claims

공작물을 기계가공하기 위한 공구로서,
하우징 내에서 상기 하우징에 대하여 회전가능한 척;
상기 척 내에 있는 캐비티;
상기 척의 끝부에 고정된 기계가공 요소;
상기 척에 대향한 상기 기계가공 요소의 끝부가 상기 캐비티와 유체 연통하도록 상기 기계가공 요소를 통해 형성된 통로;
상기 기계가공 요소에 대향한 상기 척의 끝부에 연결된 구동원; 그리고
상기 하우징에 있는 개구부를 통해 연장하고 그리고 상기 캐비티와 유체 연통하는 끝부를 갖는 유체 유동 라인으로서, 상기 유체 유동 라인을 통해 상기 캐비티 내로 흐르는 유체가 상기 기계가공 요소 내에 있는 통로를 통해 흐를 수 있게 되어 있는 상기 유체 유동 라인; 을 포함하는 공구.
청구항 1에 있어서,
상기 척의 일부분 둘레에 회전 불가능하게 장착된 밀봉 링을 더 포함하며, 상기 밀봉 링은 상기 유체 유동 라인의 끝부에 연결된 포트를 갖는 공구.
청구항 1에 있어서,
상기 구동원으로부터 연장하여 상기 콜릿 척의 끝부에 형성된 오목부와 커플링 결합하는 스핀들을 더 포함하는 공구.
청구항 1에 있어서,
하우징 내부면과 척 사이의 공간에 의해 형성된 환형부를 더 포함하는 공구.
청구항 1에 있어서,
상기 유체 유동 라인을 위하여 하우징을 통과하는 상기 개구부는 하우징 축선과 나란히 향하는 기다란 측면을 갖는 슬롯을 포함하는 공구.
청구항 1에 있어서,
상기 구동원에 대향한 상기 하우징의 끝부에 있는 개구부와, 상기 개구부에 제공되어 고정 커플링과 결합가능한 커플링을 더 포함하는 공구.
청구항 6에 있어서,
상기 기계가공 요소는 상기 개구부를 통해 선택적으로 이동할 수 있는 공구.
청구항 1에 있어서,
상기 구동원은 상기 기계가공 요소에 전달될 수 있는 회전력을 상기 콜릿 척 상에 선택적으로 적용하는 공구.
청구항 8에 있어서,
상기 구동원은 상기 기계가공 요소에 전달될 수 있는 축방향 가압력(pushing force)을 상기 콜릿 척 상에 선택적으로 적용하는 공구.
공작물을 기계가공하기 위한 시스템으로서,
손잡이와, 구동축의 축선을 따라 축방향으로 연장 가능하고 선택적으로 회전가능한 구동축과, 상기 구동축을 둘러싸는 하우징을 포함하는 구동원;
상기 구동축과 연결된 끝부를 갖는 콜릿 척으로서, 상기 구동축이 회전할 때 상기 콜릿 척이 회전하고, 상기 구동축이 축방향으로 연장할 때 상기 콜릿 척이 축방향으로 연장하도록 되어 있는 상기 콜릿 척;
상기 구동축에 대향한 상기 콜릿 척의 끝부에 연결된 기계가공 요소;
상기 기계가공 요소 상의 절삭면;
유체 유동과 유체 연통하는 상기 콜릿 척 내의 캐비티; 그리고
상기 기계가공 요소 내에 형성된 통로로서, 상기 통로는 상기 캐비티와 유체 연통하는 끝부와 상기 절삭면에 인접한 끝부를 가지며, 상기 캐비티에 공급된 유체 유동이 상기 통로를 통과하여 상기 절삭면에 인접하게 흐르게 되어 있는 상기 통로; 를 포함하는 시스템.
청구항 10에 있어서,
상기 손잡이에 제어모듈을 더 포함하는 시스템.
청구항 10에 있어서,
상기 콜릿 척을 둘러싸는 환형 회전 밀봉부, 상기 캐비티와 상기 회전 밀봉부 사이에서 상기 콜릿 척을 통해 측방향으로 형성된 개구부, 상기 회전 밀봉부를 통해 형성되며 상기 개구부와 정합될 수 있는 포트, 그리고 상기 포트에 연결된 일단부와 유체 공급부에 연결된 대향 단부를 갖는 유체 라인을 더 포함하는 시스템.
청구항 12에 있어서,
상기 하우징 축선과 정렬된 기다란 끝부를 갖는 상기 하우징 내의 슬롯을 더 포함하고, 상기 유체 라인은 상기 슬롯을 통과하는 시스템.
청구항 10에 있어서,
상기 구동원에 대향한 상기 하우징의 끝부에 있는 개구부와, 상기 개구부에 인접하게 상기 하우징에 형성된 커플링을 더 포함하고, 상기 커플링은 플레이트 형판과 결합가능하도록 구성되고 상기 기계가공 요소는 드릴 및 리머로 이루어지는 리스트로부터 선택되는 시스템.
청구항 10에 있어서,
상기 유체 유동 및 상기 구동원과 유체 연통하는 공압 공급부를 더 포함하고, 상기 구동원은 공압에 의한 동력을 받는 시스템.