KR910004547B1 - 드릴장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

드릴장치

제 1 도는 본 발명의 적용되는 드릴장치의 실시예의 측면도.

제 2 도는 본 발명의 드릴장치의 제 1 실시예의 주요부 종단면도로서 전동체가 전동궤도면을 전동하고 있는 상태를 표시한 도면.

제 3 도는 제 2 도의 동일한 실시예의 종단면도로서, 전동체 지지링이 제 1 또는 제 3 스러스트링에 연결되지 않은 그대로 전동체가 제 1 스러스트링의 오목홈에 계합하고 있는 상태를 도시한 도면.

제 4 도는 제 1 도 및 제 2 도의 실시예에서 제 1 및 제 2 스러스트링과 전동체의 배설을 나타낸 분해 사시도.

제 5 도는 제 1 도 내지 제 4 도의 실시예에서, 전동체 지지링이 제 2 스러스트링에 연결되고 또 전동체가 전동궤도면위를 전동하는 상태의 종단면도.

제 6 도는 제 1 도 내지 제 4 도의 실시예에서 전동체 지지링이 제 2 스러스트링에 연결되고 또 전동체가 제 1 스러스트링의 오목홈에 계합하고 있는 상태를 표시한 종단면도.

제 7 도는 제 1 도 내지 제 4 도의 실시예에서 전동체 지지링이 제 1 스러스트링에 연결되어 있는 상태의 종단면도.

제 8 도는 본 발명의 드릴장치의 제 2 실시예에서 제 1 및 제 2 스러스트링과 전동체의 배설을 도시한 분해 사시도.

제 9 도는 본 발명의 드릴장치의 제 3 실시예의 주요부의 종단면도로서 전동체 지지링이 제 2 스러스트링에 연결되지 않고 전동체가 전동궤도면위를 전동하는 상태도.

제 10 도는 제 9 도와 동일한 실시예의 종단면도로서, 전동체가 제 1 스러스트링의 오목홈에 계합하고 있는 상태도.

제 11 도는 제 3 실시예에서 전동체 지지링이 제 1 스러스트링에 연결되면서 제 1 및 제 2 스러스트링의 전동궤도면위를 전동하고 있는 상태의 종단면도.

제 12 도는 제 3 실시예에서 전동체 지지링이 제 1 스러스트링에 연결되고 또 전동체가 제 1 스러스트링의 오목홈에 계합하고 있는 상태의 종단면도.

제 13 도는 제 3 실시예의 제 1 및 제 2의 스러스트링과 전동체의 배설을 나타낸 분해 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

6 : 케이싱 10 : 드릴스핀들

15, 151 : 제 1 스러스트링 15a, 16a, 51, 52 : 전동궤도면

16, 161 : 제 2 스러스트링 20, 201 : 전동체지지링

21 : 전동체 22, 221 : 전동체수용공

27, 53 : 오목홈 30,31 : 돌기

32, 33 : 오목부 34 : 안내편

35 : 접시스프링 36 : 장공

37 : 조작노브 54 : 절결

본 발명은 드릴장치에 대한 것이며, 특히 천공기구에 의해 생성된 부스러기를 제거하는 효율이 향상된 드릴장치에 대한 것이다.

선단에 칼날을 가진 환상커터나 트위스트 드릴등의 천공기구는 그 칼날에 이어진 홈을 외주에 구비하고, 천공작업에 의하여 발생하는 부스러기(이하 칩(chips)이라 한다)를 그 홈을 따라 구멍밖으로 배출한다. 이와 같이하여 구멍밖으로 배출되는 칩은, 피천공재료, 절삭속도 및 천공기구의 보냄속도등에 의하여 상이하나, 통상은 소정길이로 연속적으로 배출된다.

그런데, 드릴스핀들의 보냄속도를 대체로 일정하게 하여 천공기구에 추력을 주면, 연속적으로 구멍밖에 배출되는 칩은 비교적 길게 늘어지고, 그 자체중량 및 배출저항의 증대에 따라 칩의 배출성능이 저하하고, 칩이 구멍과 천공기구의 사이에 집적되어 이에 따라 증대하는 절삭저항으로 쾌삭성이 손상되어 천공작업효율이 저하하고, 또, 칼날이 이상하게도 마모하거나, 그 마모열에 의하여 칼날이 무디는 문제가 있었다.

이점에 관한 간편한 대책으로서, 종래는 천공기구의 상측에 위치한 케이싱과, 연속적으로 이어지는 칩과 접할 수 있도록 장벽 부재를 고정하고, 이 장벽부재에 칩이 접할때의 충격이나 저항에 의하여 칩을 강제적으로 절단하는 기술이 제안되어 있다. 그러나, 이러한 장벽부재를 천공기구의 근방에 형성하면, 그것이 천공작업에 방해가 될뿐 아니라, 나선상을 이루거나, 기복이 생겨 연속적으로 배출되는 칩이 확실하게 장벽부재에 접한다는 보장이 없다.

또, 천공기구의 내부를 통하여 고압절삭유를 공급하고, 그 압력으로 칩을 절삭유와 같이 흘러보내는 캔드릴을 사용할 수도 있다. 이 경우에는 전용공작기계나 공구 헤드가 필요하게 되어 휴대 가능한 것이나, 비교적 소형의 볼반등의 드릴장치에는 적용이 불가능하다.

이에 대하여 미국특허 제 2, 458, 929호, 미국특허 제 2, 514, 758호, 미국특허 제 2, 514, 759호 및 제 2, 474, 720호에 있어서도 되돌려보냄에 따라서 칩을 절단하는 장치가 개시되어 있기는 하나, 이것들은 절단할 수 있는 칩의 길이가 1종류에 한정되어 천공조건에 적응할 수 없다.

본 발명의 목적은, 칩을 천공조건에 맞추어 복수종류의 칩 절삭길이를 선택하고 절삭중의 구멍에서 칩을 원활하게 배출하는 드릴장치를 제공함에 있는 것으로, 이 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 케이싱과, 케이싱내에 축방향으로 왕복동 가능하게 축지되고 또 축방향의 일방향에 절삭이송이 걸림과 동시에 축방향의 되돌림 방향에 탄지된 천공기구의 장착부가 선단부내에 장착된 드릴스핀들과, 케이싱과 드릴스핀들 사이에 드릴스핀들에 공축으로 형성되어 전동궤도 면을 가지며, 드릴스핀들에 고정되는 제 1 스러스트장치와, 케이싱과 드릴스핀들 사이에 드릴스핀들과 공축으로 형성되며, 제 1 스러스트장치의 전동궤도 면에서 떨어져서 대향배치된 전동궤도면을 가지고 케이싱에 고정되는 제 2 스러스트장치와, 제 1 및 제 2 스러스트장치 사이에 배치됨과 동시에 제 1 및 제 2 스러스트장치의 전동궤도면에 대향 배치되고 원주방향으로 떨어져배치된 적어도 3개의 전동체 수용공을 갖는 전도체 지지장치와, 전동체 수용공내에 일부가 돌출하도록 수용된 전동체와, 제 1 및 제 2 스러스트장치의 일방의 전동궤도면에 전동체 수용공에 대응한 배치로 형성되며, 전동체를 동시에 받는 오목홈과 오목홈을 갖지 않는 스러스트장치에 대하여 전동체 지지장치를 계탈시키는 계탈장치를 형성해서 된다.

이 계탈장치는, 다시 오목홈을 갖는 스러스트장치에 대하여도 전동체 지지장치를 계탈하도록 구성해도 된다.

본 발명의 실시예에 의거한 드릴장치는, 천공기구의 장착부를 선단부에 구비한 드릴스핀들을, 축방향으로 왕복동 가능하게 케이싱에 설치함과 동시에, 드릴스핀들을 및 케이싱에는, 1쌍의 스러스트링을 상호 축방향으로 대향시켜 고정하고, 스러스트링의 대향면에 적어도 3개의 전동체를, 전동체 지지링으로 상호 상대위치를 규제하여 원주방향으로 전도가능하게 개재시킴과 동시에, 이 전동체 지지링을, 일방 스러스트링에 대한 고정상태와 쌍방의 스러스트링에 대한 자유회전상태를 선택적으로 채택할 수 있도록 드릴스핀들위에 지지하고, 다시 타방의 스러스트링 위에 있어서의 전동체의 전동 궤도면위에는, 상기 전동체 지지링에 의하여 상대위치가 규제되는 전동체의 상대위치와 동등한 위치관계를 가지며 모든 전동체가 임시 계합할 오목홈을 복수개 형성한 구성을 채용한 것이다.

타의 양호한 실시예로서, 전동체 지지링은 타방의 스러스트링에 대해 또는 연결되도록 하고, 이 경우 드릴스핀들의 되돌림방향에의 이동은 없게된다.

또 기타의 실시예의 드릴장치는, 제 1 및 제 2 스러스트링 및 전동체 지지링을 반경방형으로 정합하도록 동심으로 배치한다.

본 발명에 의하면 칩의 절삭길이가 2종류 설정될 수 있기 때문에 천공조건에 맞추에 칩의 절삭길이를 조정할 수 있다.

또 칩 절단을 위한 드릴스핀들의 후퇴를 하지않는 선택도 가능하다.

본 발명은 첨부도면과 관련한 이하의 상세한 설명으로부터 더욱 명백하게 이해될 것이다. 드릴장치는 제 1 도에서와 같이, 피가공물(1)위의 소망위치에 전자흡착에 의해 고정되는 전자흡착베이스(2)를 드릴스탠드(3)의 하부에 형성하고, 스탠드(3)의 측방에는, 승강조작핸들(4)의 회전조작이나, 도시없는 자동이송유닛의 동작으로 피가공물(1)에 대하여 진퇴가능한 천공기(5)를 구비해서 된다.

제 2 도 내지 제 4 도는 본 발명의 제 1 실시예를 표시한다.

천공기(5)는 제 2 도에서와 같이, 케이싱(6)에 도시없는 전기 모터를 내장하고, 그 모터축(7)의 회전을 2개조의 기어(8A 내지 8D)에 의하여 감속하여, 선단에 환상 커터등의 천공기구(9)를 착탈할 수 있는 드릴 스핀들(10)에 전달한다.

케이싱(6)의 하단에 고정딘 하우징블럭(11)에서 드릴스핀들(10)의 선단부가 돌출되고, 하우징블럭(11)에 끼워 고정된 래디얼 니들 베어링(12)에 의해 드릴 스핀들(10)의 중간부가 지지된다. 또 케이싱(6)의 격판(13)내에 설치된 래디얼 니들 베어링(14)에 의해 드릴 스핀들(10)의 상단부가 축지된다. 드릴스핀들(10)위의, 상기 1쌍의 래디얼 니들 베어링(12 및 14)에 의하여 접촉지지될 수 있는 부위는, 이들 베어링(12, 14)의 축방향 길이 보다도 약간 길게 설정됨으로서, 드릴스핀들(10)은 그 축방향으로 약간 왕복동 가능하게 되어 있다.

제 1 실시예에서는, 플랜지상의 스러스트링 또는 제 1 스러스트링(제 1 스러스트장치)(15)은, 래디얼 니들 베이링(12)의 상측에 위치한 드릴스핀들(10)의 외주부에, 이와 일체로 회전가능하게 고정되어 있다. 디스크 상의 스러스트링 또는 제 2 스러스트링(제 2 스러스트장치)(16)은, 링(15)의 직상에 소정간극을 두고 그에 대향하여 형성되고, 중심공에 드릴스핀들(10)을 유설시킨 상태에서 그 외주면에서 케이싱(6)에 착설고정된다.

볼 지지링 또는 전동체 지지링(전동체 지지장치)(20)은, 3개의 전동체로서의 스러스트볼(21)을 회전가능하게, 또한 상호의 상대위치가 유지되면서 개별로 끼워맞추어지게 하는 볼 수용공 또는 전동체 수용공(22)을 갖는다. 이 볼 지지링(20)은 스러스트링(15 및 16) 사이의 공간내에 위치함과 동시에, 드릴스핀들(10)의 외주부에 회전가능하게 설치된다.

전도체 수용공 또는 볼 수용공(22)은, 제 4 도에서와 같이, 3개의 관통공으로, 스러스트볼(21)이 전동궤도를 달리하도록 드릴스핀들(10)의 축심과 일치하는 중심(C2)에서 각각 상이한 거리(D1, D2, D3)(단, D1〉D2〉D3) 만큼 떨어지며, 또 중심(C2)에 대하여 인접한 볼 수용공 사이에 중심각(θ1, θ2, θ3)이 되도록 형성된다. 볼 수용공(22)에 끼워진 스러스트볼(21)은, 표면일부는 볼 지지링(20)의 상하면에서 돌출하여, 스러스트링(15 및 16)의 대향면에 각각 전동가능하게 접촉하고 있다.

제 1 스러스트링(15)은, 스페이서(25)을 통하여, 하측 래디얼 니들베어링(12)의 상단면과의 사이에 개재되는 압축코일스프링(26)의 탄발력을 받아, 드릴스핀들(10)과 일체적으로 피가공물(1)에서 떨어진 반대방향, 즉, 되돌림방향을 향하여 탄지되어 있다. 따라서 제 1 스러스트링(15)은, 스러스트볼(21)을 탄발적으로 제 2 스러스트링(16)에 압압함으로서, 링(15)과 일체의 드릴스핀들(10)을 그 스러스트 방향으로 지지하고 있다.

스러스트링(15 및 16)은 모든 스러스트볼이 동일궤도위를 전동하여 전동부분에 걸쳐 마모하는 사례가 없도록 상기한 바와 같이 3개의 스러스트볼(21)에 탄발적으로 압압된 상태에서 3점 지지되어 있으나, 볼 수용공(22) 상호의 상대 각도위치(θ1, θ2, θ3) 및 드릴스핀들(10)의 축심에 대한 각각의 거리(D1, D2, D3)는, 그 3지지점에 있어서 스러스트링(15 및 16) 각각에 작용하는 힘이 드릴스핀들(10)의 축심위치에서 맞물리도록 설정된다. 이결과, 1쌍의 스러스트링(15, 16) 및 볼 지지링(20) 및 스러스트볼(21)은, 편심회전이나 경도력(inclination force)이 부여됨이 없이, 또 회전수에 관계없이 드릴스핀들(10)을 스러스트 방향으로 안정한 상태로 지지하고, 다시 개개의 스러스트볼(21)이나 그 전동궤도의 편마모를 방지한다.

제 1 스러스트링(15)의 전동궤도면인 상단면(15a)에는, 상기 볼 수용공(22)에 수용되어서 전동하는 스러스트볼(21)의 각 전동궤도(L1, L2, L3)위에, 상기 볼 수용공(22) 상호의 상대각도인 중심각(θ1, θ2, θ3)에 동등한 관계를 제 1 스러스트링(15)의 중심(C1)에 대하여 갖는 구면상 오목홈 또는 오목상 수부(27)를 모두 동일 깊이로 1개씩 형성한다. 따라서, 오목홈(27)에 3개의 스러스트볼(21)이 동시에 끼워지면, 압출코일스프링(26)에 의해 반선단부 즉, 되돌림 방향으로 탄지되어 있는 제 1 스러스트링(15)과 드릴스핀들(10)은, 오목홈(27)의 깊이 크기에 상당한 거리만큼 후퇴한다(제 1 도에서 상측으로 변위한다).

오목홈(27)의 깊이는, 예를들면 천공기구(9)에 의하여 잘려지는 칩의 최대 허용두께 크기와 대체로 동등하게 설정된다. 칩의 최대허용두께 크기는, 드릴장치가 그 최대 천공 능력으로서 갖는 드릴스핀들(10)의 최대 회전수 및 천공기(5)의 최대 허용 이송속도, 또는 피가공물(1)의 재질등의 관계에서 결정된다.

또, 제 1 스러스트링(15)이 상단면(15a)의 외주연부와 제 2 스러스트링(16)의 전동궤도 면인 하단면(6a) 외주연부에는, 방사상으로 돌기(30 및 31)를 각각 형성함과 동시에, 각 돌기(30 및 31)에 상보적인 형상을 가지며, 또 이들과 계합하는 오목부(32 및 33)를 볼 지지링(20)의 상하면 외주연부에 형성한다.

또한, 스러스트링(15, 16)에 근접 위치하는 안내편(34)이 형성되어 있다. 이 안내편(34)은, 볼 지지링(20)을 스러스트링(15, 16) 사이의 공간내에서 반경방향으로 조정가능하게 유지하는 것으로 단면 U자상으로 되어 있다. 이 안내편(34)은, 볼 지지링(20)의 축심방향을 향하여, 케이싱(6)의 외벽부에 형성된 장공(36)에 접시스프링(35)을 통하여 삽입되어 조작노브(37)와 일체의 볼트부(37a)에 고정되어 있다. 이 조작노브(37)에 의하여 볼트부(37a)를 장공(36)에 따라서 이동시킴으로서, 볼 지지링(20)은 돌기(31)가 오목부(33)에 계합되어서 달성되는 제 2 스러스트링(16)과의 계지상태나, 돌기(30)가 오목부(32)에 계합되어서 달성되는 제 1 스러스트링(15)과의 계지상태나, 양 스러스트링(15 및 16)과의 비계지 상태를 선택적으로 채택하도록 되어 있다.

돌기(31)가 오목부(33)에 계합되어서 볼 지지링(20)이 제 2 스러스트링(16)에 연결되면, 볼 지지링(20)에 수용지지되어 있는 스러스트볼(21)은, 제 2 스러스트링(16)위의 정위치에 자전하기만 하므로, 드릴스핀들(10)과 제 1 스러스트링(15)의 1회전에 1회의 비율로 오목홈(27)에 계합하여, 드릴스핀들(10)을, 압축코일스프링(26)에 의하여 축방향의 반선단부 방향 즉, 되돌림 방향으로 변위시킨다. 따라서 이 상태에서는, 드릴스핀들(10)은, 1회전에 1회, 오목부(27)의 깊이에 맞추어 반선단부 방향 즉, 되돌림 방향으로 변위하여 천공기구(9)의 칼날이 피가공물(1)에서 떠올라, 칼에 의한 절삭을 순간적으로 정지시켜, 이에 의하여, 칩은 천공기구(9)의 대체로 1회전으로 결정되는 길이로 절단된다.

돌기(31)를 오목부(33)에 계합시키지 않는 상태로 함에 따라, 볼지지링(20)을 스러스트링(15 및 16)에 대하여 비계지상태로 하여, 드릴스핀들(10)과 일체적으로 제 1 스러스트링(15)이 회전하면, 스러스트볼(21)의 상면이 굴러서 접촉하는 제 2 스러스트링(16)과, 스러스트볼(21)의 하면이 굴러서 접촉하는 제 1 스러스트링(15)과의 사이에서 3개의 스러스트볼(21)이 상대적으로 굴러 이동하고, 이에 추종하여 볼지지링(20)이 회전한다. 이리하여, 스러스트볼(21)에 대한 제 1 스러스트링(15)의 상대적인 전동 이동거리는, 제 2 스러스트링(16)에 대한 스러스트볼(21)의 전동 이동거리와 동일하게 되므로, 제 1 스러스트링(15)이 회전하면, 스러스트볼(21)은 그 제 1 스러스트링(15)의 회전각도에 대하여 반의 행정을 가지고 제 2 스러스트링(16)위를 전동 이동한다. 그러므로, 드릴 스핀들(10)과 일체로 회전하는 제 1 스러스트링(15)의 2회전에 1회 비율로 3개의 스러스트볼(21)이 각각 오목홈(27)과 순간적으로 계합하여, 드릴 스핀들(10)을 축방향 되돌림 방향으로 미끄럼 이동변위 시킨다. 따라서 이 상태에 있어서는, 드릴 스핀들(10)은 그 2회전에 1회의 비율로 오목홈(27)의 깊이에 맞추어 반선단부 방향 즉 되돌림 방향으로 변위하여, 천공기구(9)의 칼날이 피가공물(1)에서 떠올라 칼에 의한 절삭을 순간적으로 정지시켜, 이에 따라 칩은 천공기구(9)의 대체로 2회전으로 결정되는 길이로 절단된다.

돌기(30)를 오목부(32)에 계합시킴으로서, 스러스트볼(21)을 오목홈(27)에 계합시킨 상태에서 볼 지지링(20)이 제 1 스러스트링(15)에 결합하면, 볼 지지링(20)에 수용 지지되어 있는 스러스트볼(21)은, 오목홈(27)에 끼워진 상태를 상시 유지하여 제 1 스러스트링(15)의 정위치에서 자전하면서 제 2 스러스트링(16)과 전동 접촉하기만 하므로, 제 1 스러스트링(15)과 일체의 드릴스핀들(10)을 그 회전중간에서 일체 축방향에는 변위시키지 않고, 칩의 길이를 특별히 제어하지 않는다.

천공기구(9)는 환상커터이고, 드릴 스핀들(10)의 커터 아버(Arbor)(39)에 고정나사(40)에 의하여 착탈가능하게 고정되어 있다. 또 천공기구(9)의 축심위에는, 파이롯트핀(41)이 천공기구(9)의 하단면에서 출몰가능하게 장착되어 있다. 천공기구(9)가 드릴스핀들(10)에 장착되었을때, 파이롯트핀(41)의 머리부는, 드릴스핀들(10)의 커터 아버(39)내에 수용된 압축 코일스프링(42)의 탄발력을 받는 프레스피스(43)의 선단부에 의하여 압압되고, 이 상태에 있어서, 동 파이롯트핀(41)의 선단(41a)은 천공기구(9)의 하단면에서 돌출하여 동 기구(9)의 센터로서 기능하고, 천공중간에 있어서는 드릴스핀들(10)의 이송에 맞추어 피가공물(1)의 표면, 정확하게는 중심 표면에 접한 상태로 공전하여 커터 아버(39)를 상승시키고, 천공가공 종료후에 천공기(5)가 상승복귀한때, 압축코일스프링(42)의 탄발력에 의하여 절단면을 천공기구(9) 내부에서 압출하도록 되어있다.

다음에, 제 1 실시예의 동작을 설명한다.

제 1 스러스트링(15)은, 볼 지지링(20)에 수용 지지된 3개의 스러스트볼(21)을, 탄발적으로 제 2 스러스트링(16)을 향하여 압압함과 동시에, 제 1 스러스트링(15)과 일체의 드릴스핀들(10)을 그 스러스트 방향으로 지지한다. 예를들면, 천공기구(9)에 의한 천공깊이가 비교적 깊은 제 1의 경우등, 즉 피가공물(1)이 비교적 두터운 경우 등의 천공에 있어서는, 제 2 도와 같이 조작노브(37)를 장공(36)의 중앙에 위치시켜서, 볼 지지링(20)이 스러스트링(15 및 16)에서 간격을 유지하고, 볼 지지링(20)이 스러스트링(15 및 16)에 계지하지 않은 상태로 하고, 이 비계지상태를 유지하도록 조작노브(37)를 돌려서 안내편(34)을 케이싱(6)의 내벽(6a)에 조여 고정한다.

이 상태에서, 드릴 스핀들(10)이 회전구동되면, 볼 지지링(20)에 수용 지지되어 있는 스러스트볼(21)은 케이싱(6)에 고정되어 있는 제 2 스러스트링(16) 및 드릴 스핀들(10)과 일체로 회전하는 제 1 스러스트링(15)의 각 대향면에 각각 전동 접촉하면서, 드릴스핀들(10)의 2회전에 대하여 볼 지지링(20)과 동시에 제 2 스러스트링(16)위를 1회전하고, 그 이동중간에서 3개의 스러스트볼(21)이 각 전동궤도(L1, L2, L3)위에 형성한 오목홈(27)에, 드릴 스핀들(120)의 2회전에 대해 1회의 비율로 동시에 끼워진다. 이리하면, 일체적인 드릴 스핀들(10) 및 제 1 스러스트링(15)은 압축코일스프링(26)의 탄발력을 받아 오목홈(27)의 깊이 크기에 대응한 거리만, 반선단부 방향 즉 되돌림 방향으로 움직여, 제 2 도에서 상방으로 변위하여, 제 2 도의 상태에서 제 3 도의 상태로 변화한다.

따라서, 천공가공중에, 회전조작핸들(4)이나, 도시없는 자동이송유닛을 통하여 스러스트 방향을 따라 하향 이송력을 천공기구(9)에 작용하고 있는 드릴 스핀들(10)이, 오목홈(27)의 깊이에 대응하여 미끄럼이동 변위하면, 그 움직임은 천공기구(9)의 절삭방향에의 이송을 실직적으로 정지시키게 되고 또, 이 변위량은 천공기구(9)에 의하여 잘라진 칩의 최대 허용두께 크기와 대체로 동등하므로, 이와 동시에 천공기구(9)애 의한 절삭을 순간적으로 정지시키고, 이에 의하여 칩은, 천공기구(9)의 대체로 2회전으로 결정되는 깊이로 절단되어서, 천공중에 구멍에서 단속적으로 배출되게 된다.

상기 제 1의 경우보다도 천공기구(9)의 절삭직경이 비교적 크고, 또는 천공깊이가 비교적 얕을 경우, 제 5 도에서와 같이 조작노브(37)를 장공(36)의 상단에 위치시킴으로서 돌기(31)가 오목부(33)에 계합되고, 볼 지지링(20)이 제 2 스러스트링(16)에 연결되고, 이 상태를 유지하도록 조작노브(37)를 돌려서 안내편(34)을 케이싱(6)의 내면에 견고하게 고정시킨다.

이 상태에서 볼 지지링(20)은 제 2 스러스트링(16)에 계지되고, 드릴 스핀들(10)이 회전구동되면, 그 볼 지지링(20)에 수용 지지되어 있는 3개의 스러스트볼(21)은, 각각 제 2 스러스트링(16)위의 정 위치에서 자전하여, 제 1 스러스트링(15)과 전동 접촉하고, 드릴스핀들의 1회전에 대해 1회의 비율로, 제 6 도에 표시한 바와 같이 제 1 스러스트링(15)의 전동궤도(L1, L2, L3)위에 각각 형성된 오목홈(27)에 동시에 끼워져서, 일체적인 드릴스핀들(10) 및 제 1 스러스트링(15)은 그 오목홈(27)의 깊이 크기에 대응한 거리만큼, 반 선단부 방향 즉 되돌림 방향으로 변위한다.

따라서, 이 경우에서, 칩은 천공기구(9)의 대체로 1회전으로 정해지는 길이로 절단되어, 천공중에 구멍에서 단속적으로 배출된다.

또, 칩을 자를 필요가 없을 정도의 엷은 피가공물을 천공가공하는 경우이거나, 주철과 같이 그 자체의 성질상 칩이연속하기 힘든 피가공물에 대하여 천공가공을 하는 경우, 혹은 칩의 절삭 기능에 대한 신뢰성이 낮지만 천공기구 자체는 칩브레이크 기능을 갖는 경우등은, 제 7 도에서와 같이 조작노브(37)를 장공(36)의 하단에 위치시킴으로서 돌기(30)가 오목부(32)에 계지됨과 동시에, 모든 스러스트볼(21)은 오목홈(27)에 끼워지고, 볼 지지링(20)은 제 1 스러스트링(15)에 계지고정되며, 이 상태를 유지하도록 조작노브(37)를 돌려서 안내편(34)이 케이싱(6)의 내면에 조여 고정되게 한다.

이 상태에서는, 볼 지지링(20)이 수용 지지되어 있는 스러스트볼(21)은, 오목홈(27)과 끼워 맞추어진 상태를 상시 유지하면서 제 1 스러스트링(15)의 회전에 따라서 일체로 회전하고, 제 2 스러스트링(16)의 하면을 따라서 전동하므로, 제 1 스러스트링(15)과 드릴 스핀들(10)은 그 회전 중간에 있어서 일체 축방향으로 변위하지 않고, 칩의 절단을 이룬다.

비교적 절삭직경이 큰 환상 커터를 사용하는 것일 경우에는, 제 1 실시예 대신에, 전동궤도(L1, L2, L3)에, 3개의 스러스트볼(21)이 동시에 끼워질 수 있는 오목홈(27)을 각각 2개조 형성하고, 드릴스핀들(10)의 1회전마다 동 스핀들(10)을 1회 또는 2회 선택적으로 변위하도록 구성할 수가 있다.

또 제 1 실시예의 변형예로서, 제 8 도에 표시한 바와 같이, 3개의 스러스트볼의 전동궤도를 공통으로 하고, 그 궤도(L)위에 3개의 스러스트볼(21)이 동시에 끼워질 수 있는 3개의 오목홈(27)을 형성하고, 중심각(θ)을 같은 각으로 하고, 드릴 스핀들(10)의 2회전마다, 스핀들을 6회 또는 3회 선택적으로 변위하도록 구성할 수도 있다. 이와 같이하여, 여러가지 천공가공 조건에 맞추어, 스러스트볼, 전도궤도, 및 오목홈의 수를 적절하게 설정하여 조합함으로서, 상호 절환가능한 변위 회수의 비를 일정하게 유지하면서 드릴스핀들의 회전수에 대한 동 스핀들의 최대 변위회수의 비를 1/2 이상으로 여러가지 변경이 가능하다.

또 오목홈(27)을 제 2 스러스트링(16)에 형성해도 되고, 이 경우에는, 볼 지지링(20)을 제 1 스러스트링(15)에 계지함으로서, 드릴스핀들(10)은 1회전에 1회의 비율로 반선단부 방향, 즉, 되돌리는 방향으로 변위 가능하다.

제 2 실시예는, 제 1 실시예에 있어서, 제 2 도 내지 제 7 도 또는 제 8 도에 있어서, 볼 형상의 제 1 스러스트링(15)은 그 상단면이 돌기(30)가 없는 평탄한 형상으로 되어 있으며, 볼 지지링 또는 전동체 지지링(20)도, 그 하단면이 오목부(32)가 없는 평탄면으로 되어 있는 점만 상이하다. 따라서, 기타는 동일하므로, 도면에 표시하지 않았다.

제 2의 실시예에서는, 드릴스핀들(10)이 회전한때, 후퇴를 하지 않도록 할 수 없으나, 드릴 스핀들(10)의 1회전 또는 2회전마다 드릴스핀들(10)이 칩 절단을 위해 되돌림 방향으로 이동하는 것이 선택적으로 이루어지게 된다.

제 9 도 내지 13 도는 제 3 실시예를 나타낸다. 이 실시예에서는 제 1 실시예와 동일한 부분에 대하여는 이에 사용한 것과 같은 참조번호를 붙이고 반복을 피하기 위하여 설명을 생략한다.

제 1 스러스트링(제 1 스러스트장치)(151)은, 래디얼 니들 베어링(12)의 상방에 위치한 드릴 스핀들(10) 부위에 일체로 회전가능하게 고정되어 있으며, 그 외주면(151a)에는, 스러스트볼(21)의 곡률과 같게 상향으로 만곡하고 스러스트 하중을 받을 수 있는 전동궤도 또는 전동 궤도면(51)을 형성한다. 제 1 스러스트링(151)의 외주 방향에는, 상기 전동궤도면(51)과 소정간극을 두고 내주면이 대향한 제 1 스러스트링(151)과 공축의 제 2 스러스트링(제 2 스러스트장치)(161)의 외주면이 케이싱(6)의 내주면에 감착고정된다. 제 2 스러스트링(161)의 내주면(161a)에는, 스러스트볼(21)의 곡률과 같게 하향으로 만곡하고 스러스트 하중을 받을 수 있는 전동궤도 또는 전동궤도면(52)이 형성된다.

볼 지지링 또는 전동체 지지링(전동체지지장치)(201)은, 전동궤도면(51 및 52)에 전동가능한 전동체로서의 3개 스러스트볼(21)을 회전가능하게 또 상호 상대위치를 규제하여 개별로 또는 동심으로 수용하는 볼 수용공(221)을 가진 판금제이다. 스러스트볼은 볼 지지링(201)의 내외주면에서 스러스트볼(21)의 표면 일부를 돌출시켜서 전동궤도면(51 및 52)에 접촉시킨 상태에서 제 1 및 제 2 스러스트링(151 및 161) 사이의 공간내에 배치한다. 전동체 수용공 또는 볼 수용공(221)은, 볼 지지링(201)의 축심에 대하여 120° 간격으로 형성되어 있다. 즉, 볼 수용공(22)의 중심각과 같다.

제 1 스러스트링(151)은, 스페이서(25)를 통하여 래디얼 니들 베어링(12)의 상단면과의 사이에 개재되는 압축코일스프링(26)의 탄발력을 받아, 드릴 스핀들(10)과 일체적으로 그 피가공물에서 떨어진 반대방향 즉, 되돌림 방향을 향하여 탄지된다. 따라서, 제 1 스러스트링(151)은, 스러스트볼(21)을 탄발적으로 제 2 스러스트링(161)에 압압함으로서, 제 1 스러스트링(151)과 일체의 드릴 스핀들(10)을 그 스러스트 방향으로 지지하고 있다.

제 1 스러스트링(151)의 전동궤도면(51)위에는, 그 축심에 대하여 120° 간격으로 스러스트볼(21)이 계탈가능한 3개의 구면상 오목홈(53)을 모두 동일길이로 형성한다. 오목홈(53)에 3개의 스러스트볼(21)이 동시에 끼워지면, 압축코일스프링(26)에 의하여 반선단부 방향 즉 되돌리는 방향으로 탄발지지되어 있는 제 1 스러스트링(151)과 일체의 드릴스핀들(10)은, 이와 동시에, 그 오목홈(53)의 깊이 크기에 상당한 거리만 후퇴변위한다(제 9 도에서 상측으로 변위한다). 오목홈(53)의 깊이는, 제 1 실시예의 경우와 같다. 볼 지지링(201)의 하단부 외주연(201a)은 제 1 및 제 2 스러스트링(15 및 161) 사이의 공간에서 하방에 돌출되어 그 돌출한 외주연에는, 대체로 반원형의 절결(54)을 복수개 형성하고, 또 이 절결(54)에 감입하여 볼지지링(201)을 선단부에서 계지하는 조작노브(37)를, 케이싱(6)의 외부에서 접시스트링(35)을 통하여 장공(36)에 끼우고, 그 중간부를 케이싱(6)의 내면에서 미끄럼이동할 수 있는 안내편 또는 너트(34)에 나사끼워 맞춘다.

볼 지지링(201)은, 조작노브(37)의 볼트부(37a)가 절결(54)에 끼워져 고정됨으로서 제 2 스러스트링(161)에 대한 고정상태를 채택하고, 또 조작노브(37)의 볼트부(37a)를 절결(54)에 이탈시킴으로서 자유 회전상태를 채택하도록 되어 있다.

볼 지지링(201)을 제 2 스러스트링(161)에 대하여 고정상태로 하면, 볼 지지링(201)이 수용 지지된 스러스트볼(21)은 그 제 2 스러스트링(161)위의 정위치에서 자전하는 것 뿐이다. 그러므로, 드릴 스핀들(10)과 일체의 제 1 스러스트링(151)의 1회전에 3회의 비율로 오목홈(53)에 끼워져, 압축코일스프링(26)의 반선단부 방향 즉 되돌림 방향으로의 탄발력에 의하여 드릴 스핀들(10)을 축방향으로 변위시킨다. 따라서, 이런 상태에서는, 천공기구(9)에 햐향 추력을 작용하는 드릴스핀들(10)은, 그 1회전에 3회의 비율로, 오목홈(53)의 깊이에 맞추어져 반선단방향 즉, 되돌림 방향에 변위하여 천공기구(9)의 칼이 피가공물에서 떠오르고, 칼에 의한 절삭을 순간적으로 정지시켜, 이에 따라서, 칩은 천공기구의 대체로 1/3 회전으로 정해지는 길이로 절단된다.

볼트부(37a)를 절결(54)에 계합시키지 않음으로서, 볼 지지링(201)을 자유상태로 하여, 드릴 스핀들(10)과 일체적으로 제 1 스러스트링(151)을 회전하면, 스러스트볼(21)의 외주면측이 굴러서 접촉하는 제 2 스러스트링(161)과, 스러스트볼(21)의 내조면측이 전동 접촉하는 제 1 스러스트링(151)과의 사이에서 3개의 스러스트볼(21)이 상대적으로 전동이동하고, 이에 추종하여 볼 지지링(201)이 회전한다.

스러스트볼(21)에 대한 제 1 스러스트링(151)의 상대적인 전동이동거리는, 제 2 스러스트링(161)에 대한 스러스트볼(21)의 전동 이동거리와 동등함으로서, 제 1 스러스트링(151)이 회전하면, 스러스트볼(21)은, 그 제 1 스러스트링(151)의 회전 각도 속도에 대하여 반의 회전각도 속도로 제 2 스러스트링(161) 위를 전동 이동한다. 그러므로, 드릴 스핀들(10)과 일체로 회전하는 제 1 스러스트링(151)의 2회전에 3회의 비율로, 3개의 스러스트볼(21)이 대응한 오목홈(53)에 끼워져 드릴 스핀들(10)을 축방향으로 미끄럼이동 변위시킨다. 따라서, 이런 상태에 있어서는, 드릴 스핀들(10)은 2회전에 3회의 비율로 오목홈(53)의 깊이에 맞추어 반선단부 방향 즉, 되돌리는 방향으로 변위하여 천공기구(9)에 의한 절삭을 순간적으로 정지시켜, 이에 의하여, 칩은 천공기구(9)의 대체로 2/3 회전으로 정해진 절삭길이로 절단된다.

다음에 제 3 실시예의 작용을 설명한다. 제 1 스러스트링(151)은, 볼 지지링(201)에 수용지지된 3개의 스러스트볼(21)을, 탄발적으로 제 2 스러스트링(161)을 향하여 압압함으로서, 제 1 스러스트링(151)과 일체의 드릴스핀들(10)을 그 스러스트방향으로 지지한다.

예를들면, 천공기구(9)의 절삭직경이 비교적 작고, 또그런데 천공깊이가 비교적 깊을 경우, 제 9 도와 같이 조작노브(37)를 장공(36)의 하벽에 위치시켜서 조작노브(37)의 볼트부(37a)를 볼 지지링(201)의 절결(54)에서 이탈시켜, 이 상태를 유지하도록 조작노브(37)를 돌려서 너트(34)를 케이싱(6)의 내벽(6a)에 견고하게 조여 고정한다.

이 상태에서, 드릴 스핀들(10)을 회전구동하면, 볼 지지링(201)에 수용지지된 스러스트볼(21)은, 제 2 스러스트링(161)의 전동궤도면(52) 및 드릴 스핀들(10)과 일체로 회전하는 제 1 스러스트링(151)의 전동궤도면(51)에 각각 전동 접촉하면서, 드릴 스핀들(10)의 2회전에 대하여 볼 지지링(201)과 동시에 제 2 스러스트링(161)의 전동궤도면(52)위를 1회전한다. 이 이동중간에서 3개의 스러스트볼(21)이, 전동궤도면(51)내에 형성된 3개의 오목홈(53)에, 드릴 스핀들(10)의 2회전에 3회의 비율로 동시에 끼워진다. 이 결과, 압축코일스프링(26)의 탄발력에 의하여 일체적인 드릴스핀들(10) 및 제 1 스러스트링(151)은, 그 오목홈(53)의 깊이 크기에 상당한 거리만 축방향의 되돌림방향(제 9 도에 있어서 상측으로)으로 변위하여 제 9 도의 상태에서 제 10 도의 상태로 변화한다.

따라서, 천공가공중에 회전조작핸들(4)이나, 도시없는 자동이송 유닛을 통하여 스러스트방향에 따라서 이송력을 천공기구(9)에 작용하고 있는 드릴 스핀들(10)이, 오목홈(53)의 깊이에 대응하여 반선단부 방향 즉, 되돌리는 방향으로 변위하면, 그 움직임은 천공기구(9)의 절삭방향에의 이송을 실질적으로 정지시킨 것에 상당한다. 또 이 변위량은, 천공기구(9)에 의하여 잘라진 칩의 최대허용 두께 크기와 대체로 동등하므로, 이와 동시에 천공기구(9)의 칼에 의한 절삭은 순간적으로 정지한다. 이 때문에, 칩은 천공기구(9)의 대체로 2/3 회전으로 정해지는 절삭길이로 절단되어, 천공중에 구멍에서 단속적으로 배출된다.

천공기구(9)의 절삭직경이 비교적 크거나, 천공깊이가 비교적 얕을 경우, 제 11 도와 같이 조작노브(37)를 장공(36)의 상벽에 위치 시킴으로서 조작노브(37)의 볼트부(37a)를 볼 지지링(201)의 절결(54)에 끼워서, 이에 볼 지지링(201)을 계지 고정하고, 그 상태를 유지하도록 조작노브(37)를 돌려서 너트(34)를 케이싱(6)의 내면에 견고히 나사고정한다. 이 상태에서는 볼 지지링(201)은 케이싱(6)에 고정되고, 환언하면, 제 2 스러스트링(161)에 고정된다. 그리고, 드릴스핀들(10)을 회전구동하면, 그 볼 지지링(201)에 수용지지되어 있는 3개의 스러스트볼(21)은 각각 제 2 스러스트링(161)위의 정위치에서 자전하여, 제 1 스러스트링(151)과 전동 접촉하고, 드릴 스핀들의 1회전에 대하여 3회의 비율로, 제 1 스러스트링(151)의 전동궤도면(51)위에 형성한 오목홈(53)에 동시에 끼워진다. 이 결과, 일체적인 드릴스핀들(10) 및 제 1 스러스트링(151)은, 그 오목홈(53)의 깊이 크기에 상당한 거리만, 축방향 상측으로 변위하고, 제 11 도의 상태에서 제 12 도의 상태로 변화한다. 따라서, 이런 경우에 칩은, 천공기구(9)의 대체로 1/3 회전으로 정해지는 절삭길이로 제어되어 천공중간에 구멍에서 단속적으로 배출된다.

또, 제 3 실시예에서는, 천공기구(9)의 반선단부 방향에의 변위 회수를, 드릴 스핀들(10)의 2회전에 대해 3회 또는 6회 선택적으로 절환 가능하게 구성했으나, 비교적 절삭직경이 큰 환상커터를 적용하는 것에 있어서는, 제 3 실시예의 전동궤도면(51)에, 6개의 오목홈(53)을 60° 간격으로 형성하고, 드릴스핀들(10)의 1회전에 대하여 동 스핀들(10)을 3회 또는 6회의 비율로 선택적으로 후퇴 변위하도록 구성할 수도 있다. 이와 같이하면, 여러가지 천공가공 조건에 맞추어 스러스트볼 및 오목홈의 수를 적절하게 설정하여 조합함으로서, 상호 절환가능한 후퇴 변위 회수의 비율을 일정하게 유지하면서, 드릴 스핀들의 회전수에 대한 드릴 스핀들의 최대 후퇴변위 회수의 비를 3/2 이상으로 여러가지 변경이 가능하다.

또 제 3 실시예에서는 오목홈을 제 1 스러스트링(151)에 형성했으나, 제 2 스러스트링(161)에 형성해도 되고, 이 경우에는 볼 지지링(201)을 제 1 스러스트링(151)에 계지함으로서, 드릴 스핀들(10)은 그 1회전에 3회의 비율로 반선단부 방향으로 변위된다.

또 1쌍의 스러스트링에 개재되는 전동체는 스러스트볼에 한정하지 않고, 원추전동체로 변경가능하며, 또 드릴 스핀들의 선단부에 정착한 천공기구는 환성커터에 한정하지 않고 트위스트 드릴이어도 무방하다.

상기 실시예에서는 본 발명을 휴대 가능한 전자흡착베이스를 구비한 드릴장치에 적용한 경우에 대하여 설명했으나, 소형 볼반이나, 전기 드릴에도 적용이 가능하다.

Claims (9)

1. 케이싱과 ; 이 케이싱내에 축방향으로 왕복동 가능하게 설치되고, 또 축방향의 일방향에 절삭이송이 걸림과 동시에 절삭이송과 역방향으로 되돌림 방향에 탄지된 천공기구의 장착부의 선단부내에 장착된 드릴스핀들과 ; 이 케이싱과 이 드릴 스핀들의 사이에 이 드릴 스핀들에 같은 축으로 형성되고 전동 궤도면을 가지며, 이 드릴스핀들에 고정되는 제 1 스러스트장치와 ; 이 케이싱과 이 드릴스핀들 사이에 이 드릴 스핀들에 공축으로 설치되며, 이 제 1 스러스트 장치의 전동궤도면과 떨어져서 설치된 전동궤도면을 구비하며, 이 케이싱에 고정된 제 2 스러스트 장치와 ; 이 제 1 및 제 2 스러스트 장치사이에 형성됨과 동시에, 이 제 1 및 제 2 스러스트 장치의 이 전동궤도면에 대향하여 설치되고, 원주방향으로 떨어져서 설치된 적어도 3개의 전동체 수용공을 갖은 전동체 지지장치와 ; 이 전동체 수용공내에 일부가 돌출하도록 수용되고, 이 제 1, 제 2 스러스트장치의 전동궤도면상을 전동하는 전동체와 ; 이 제 1 및 제 2 스러스트장치의 일방의 전동궤도면에 이 전동체수용공에 대응하는 배치로 형성되고, 이 전동체를 동시에 받는 오목홈과 ; 이 오목홈을 구비하지 않은 스러스트장치에 대하여 전동체 지지장치를 계탈시키는 계탈장치를 구비해서 된 드릴장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 스러스트장치는 플랜지상의 제 1 스러스트링이며 ; 상기 제 2 스러스트장치는 디스크상의 제 2 스러스트링이며 ; 상기 전동체 지지장치는 상기 드릴스핀들의 축방향으로 왕복동 가능한 전동체 지지링이며 ; 상기 계탈장치는 상기 오목홈을 갖지 않는 스러스트 장치의 전동 궤도면과 이 전동체 지지링에 선택적으로 형성된 서로에 계합하는 돌기 및 오목부와, 이 오목홈을 갖지 않는 스러스트 장치에 대하여 이 전도체 지지링을 상기 드릴스핀들의 축방향으로 불어 떨어지게 하는 접리장치로 되는 드릴장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 접리 장치는 상기 전동체 지지링의 외주부를 안고 있는 단면 U자형의 안내편과 ; 이 전동체 지지링의 반경방향에서 일단이 이 안내편에 나사삽입되고, 이 상기 케이싱에 형성되며 상기 드릴 스핀들의 축방향으로 연장된 장공을 관통하는 볼트부와 ; 이 케이싱의 외측에서 이 볼트부의 타단에 형성되어, 회전방향에 맞추어 이 장공의 소망위치에서 이 안내편을 이 케이싱 내벽에 압압하여 유지하는 조작 노브로 된 드릴장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 접리장치는 상기 조작노브와 상기 케이싱과의 사이에 형성된 스프링을 갖는 드릴장치.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 계탈장치는 오목홈을 갖는 스러스트장치와 상기 전동체 지지링에 선택적으로 형성된 서로 계합하는 돌기 및 오목부를 갖는 드릴장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 스러스트 장치는 실질적으로 중공원통형의 제 1 스러스트링이고, 이 제 1 스러스트장치의 상기 전동궤도면은 그 외주면의 일단측에서 그 타단측 및 내측을 향하여 단면 원호형인 궤도로 되며 ; 상기 제 2 스러스트 장치는 상기 제 1 스러스트링을 둘러싼 실질적으로 중공원통형의 제 2 스러스트링이고, 이 제 2 스러스트장치의 상기 전동궤도면은 그 내주면이, 이 제 2 스러스트링의 타단측에서 일단측으로, 그 타단측 및 외측을 향하여 단면 원호형인 궤도로 형성되고 ; 상기 전동체 지지장치는 이 제 1 및 제 2 스러스트링 사이에 형성되는 공간에 실질적으로 상보적인 형상을 가지며, 이 공간내에 유설되어 있는 전동체 지지링이며, 상기 전동체 수용공은 이 전동체 지지링의 반경방향에 형성되고 ; 상기 계탈장치는 상기 전동체 지지링의 타단에 형성된 절결과, 이 절결에 계탈되며 또 이 제 2 스러스트링에 대하여 움직이지 않게 고정되는 접리장치로 된 드릴장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 접리장치는 상기 케이싱에 형성되어 상기 드릴스핀들의 축방향으로 연장한 장공을 관통하는 볼트부와 ; 이 볼트부의 일단이 나사삽입되며, 이 케이싱내에 형성된 안내편과 : 이 볼트부의 타단에 형성되고, 회전에 따라, 이 장공의 소망한 위치에서 안내편을 이 케이싱내벽에 압압하여 유지하는 조작노브로 된 드릴장치.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 접리장치는 상기 조작노브와 상기 케이싱과의 사이에 형성된 스프링을 갖는 드릴장치.
9. 제 1 항 내지 제 8 항중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 전동체는 볼 인 드릴장치.

Images