JP4627979B2 - コアドリルビット用の工具ホルダ - Google Patents

Description

本発明は，コアドリルビット等の純粋に回転駆動に対応するドリル工具のための工具ホルダに関するものである。

内ねじ（１ １／４”‐ＵＮＣ又はＰＩＸＩＥ等）を具える通常のコアドリルビット用工具ホルダは，軸線方向の保持力を及ぼすために工具側に軸線方向当接面を具える。例えば，米国特許第４９１１２５３号明細書（特許文献１）に開示されているねじ結合手段は，煩雑な取り付け／取り外し作業を要し，結合部に詰まりを生じる欠点がある。
米国特許第４９１１２５３号明細書

ドイツ特許出願公開ＤＥ３７４４０９１号公報（特許文献２）は，コアドリルビット用の急速着脱型工具ホルダを開示している。この工具ホルダは，内歯スプライン・プロファイルと２個の円錐内面とを具える。コアドリルビットに対応する装着端部のために，システムの軸線方向全長が過大となる欠点がある。
ドイツ特許出願公開ＤＥ３７４４０９１号公報

米国特許第４９２３３４４号明細書（特許文献３）に開示されている急速着脱型工具ホルダは，軸線方向に短い装着端部を有するコアドリルビットに使用されるものであり，工具側に外ねじを有する固有のアダプタを具えている。この工具ホルダは，トルク伝達用のスプライン接合部と，軸線方向に保持力を及ぼすための自由回転可能な中空の内ねじ付きフランジとを具える。コアドリルビットの同軸的なガイドは，もっぱら小面積の軸線方向環状端面のみにより達成される。したがって，１００ｍｍ以上の大径コアドリルビットの場合，一般的な使用条件下で発生する大きな曲げモーメントが，比較的少なく離間した環状端面において，塑性変形を生じない許容降伏点を超える欠点がある。

本発明の課題は，軸線方向に短い装着端部を有するコアドリルビット用の急速着脱型工具ホルダを提案することにある。更に，本発明は，対応するコアドリルビットの装着端部を提案すると共に，非対応型のコアドリルビット及び／又は工具ホルダにも適用可能なアダプタを提案することにある。

上記の課題を解決するため，本発明は，独立請求項に記載した事項を特徴とするものである。また，本発明の好適な実施形態は，従属請求項に記載したとおりである。

すなわち，本発明に係るコアドリルビット用の急速着脱型工具ホルダは，工具ホルダに対してコアドリルビットをその中心軸線方向に保持すべく，コアドリルビットに設けられている外ねじ付きフランジとねじ結合可能とされた，自由回転可能な中空の内ねじ付きフランジと，該内ねじ付きフランジに対して同軸的に配置され，コアドリルビットの着脱時に工具ホルダに対してコアドリルビットをガイドするためのガイド手段と，コアドリルビットにトルクを伝達するためのトルク伝達手段とを具え，前記ガイド手段が工具側の端部領域に配置され，該ガイド手段に対し，工具側に向けて直径の減少するテーパを有する円錐外面が軸線方向で装置側に離間させて配置され，前記ガイド手段と前記円錐外面との間に前記トルク伝達手段が配置されていることを特徴とする。

本発明によれば，軸線方向に短い装着端部を具えるコアドリルビット用の急速着脱型工具ホルダの場合，ガイド手段から軸線方向に離間した円錐外面により，大きな曲げモーメントが作用してもガイド手段又はスプライン外面の降伏点を超えることはない。

外周面において面接触する際，工具を保持するための軸線方向における自由度を確保するため，ガイド手段に端部側で円筒形状の外周面を設けるのが有利である。

同軸的なガイドのために第２の面接触部分を形成し，クランプに依存しない摩擦結合下での保持を可能とするため，円錐外面のテーパ角は１０°〜１５°，好適には１２．５°とするのが有利である。

ガイド手段の軸線方向中点と円錐外面との軸線方向距離は２５ｍｍ〜５０ｍｍ，好適には３５ｍｍとするのが有利である。この場合には，上記の軸線方向距離が，ガイド手段の直径領域（好適には２４．５ｍｍ）及び円錐外面の直径（好適には３８ｍｍ）に収まり，曲げモーメントに係る実効対角線長さが最大化される。

トルク伝達手段を押出加工等により成形可能とするため，トルク伝達手段をセレーションとして構成するのが有利である。

通常は右回りのコアドリルビットにおいて，汚染に強い結合を実現可能とするため，内ねじ付きフランジは丸ねじを具える構成とするのが有利であり，この丸ねじは直径５５ｍｍの左巻き丸ねじとするのが好適である。

工具ホルダを同軸中空形状とするのが有利である。この場合には，同様に中空形状を有する駆動軸と結合しつつ，切削液をコアドリルクラウンの内部に導入することが可能である。

固有の工具ホルダを具える工具装置に適応可能とするため，着脱可能な工具ホルダを固有のアダプタとして構成するのが有利である。

標準工具ホルダに適応可能とするため，工具ホルダのアダプタは，軸線方向で互いに離間させて配置され，それぞれ装置側に向けて直径の減少するテーパを有する２個の円錐外面と，軸線方向で上記円錐外面の相互間に配置したスプラインシャフトとを具えるのが有利である。

本発明に係る工具ホルダに適合するコアドリルビットの装着端部は，工具ホルダに対してコアドリルビットをその中心軸線方向に保持すべく，工具ホルダに設けられている内ねじ付きフランジとねじ結合可能とした外ねじ付きフランジと，該外ねじ付きフランジに対して同軸的に配置され，コアドリルビットの着脱時に工具ホルダに対してコアドリルビットをガイドするためのガイド手段と，工具ホルダからのトルクが伝達されるトルク伝達手段とを具え，工具ホルダから遠ざかる方向に向けて直径の減少するテーパを有する円錐内面が工具側のガイド手段に対し，軸線方向で装置側に離間させて配置され，前記ガイド手段と前記円錐内面との間に前記トルク伝達手段が配置されていることを特徴とする。

外周面で面接触する際に，工具を保持するための軸線方向の自由度を確保するため，ガイド手段を端部側で円筒形状の内周面として形成するのが有利である。

同軸的なガイドのために第２接触面を形成し，クランプに依存しない摩擦結合下での保持を可能とするため，円錐内面のテーパ角は１０°〜１５°，好適には１２．５°とするのが有利である。

ガイド手段の軸線方向中点と円錐外面との軸線方向距離は２５ｍｍ〜５０ｍｍ，好適には３５ｍｍとするのが有利である。この場合には，上記の軸線方向距離が，ガイド手段の直径領域（好適には２４．５ｍｍ）及び円錐外面の直径（好適には３８ｍｍ）に収まり，曲げモーメントに係る実効対角線長さが最大化される。

トルク伝達手段を押出加工等により成形可能とするため，トルク伝達手段を内歯・セレーションとして構成するのが有利である。

大きな保持力を実現可能とするため，外ねじ付きフランジは丸ねじを具える構成とするのが有利であり，この丸ねじは好適には直径５５ｍｍの左巻き丸ねじとする。

装着端部を同軸中空形状とするのが有利である。この場合には，同様に中空形状を有する駆動軸と結合しつつ，切削液をコアドリルビットの内部に導入することが可能である。

固有の工具ホルダを具える工具装置に適応可能とするため，着脱可能な装着端部を固有のアダプタとして構成するのが有利である。

標準ホルダに適応可能とするため，装着端部のアダプタは，工具側に外ねじを有し，この外ねじはＭ４１×２ねじとするのが好適である。

以下，本発明を図示の実施形態について更に具体的に説明する。

図１は，同軸中空形状を有する急速着脱型工具ホルダ１を示す。この工具ホルダ１は，コアドリルビット２用である。工具ホルダ１は，コアドリルビット２を中心軸線Ａ方向に保持するために左巻き丸ねじ１７を有する自由回転可能な中空内ねじ付きフランジ３と，端部側の円筒形状を有する外周面で構成される同軸的なガイド手段４と，セレーションとして形成したトルク伝達手段５とを具える。工具側でテーパ角αを有する円錐外面６を，工具側の端部側ガイド手段４に対して軸線方向で装置側に離間させて配置し，ガイド手段４と円錐外面６との間にトルク伝達手段５を配置する。工具ホルダ１自体は，回転駆動可能とされた中空駆動軸７上で，図示しない中空ねじにより一体回転可能に取り付ける。図示の実施形態において，工具ホルダ１に適合する同軸中空形状の装着端部８は，コアドリルビット２に対して一体的に溶着される。装着端部８は，軸線方向に保持力を及ぼすための外ねじ付きフランジ９と，端部側の円筒形状を有する内周面で構成される同軸的なガイド手段４’と，セレーションとして形成したトルク伝達手段５’とを具える。工具側に向けて直径の減少するテーパを有する円錐内面１０を，工具側のガイド手段４’に対し，軸線方向で装置側に離間して配置し，ガイド手段４’と円錐内面１０との間にトルク伝達手段５’を配置する。互いに対応する円錐内面１０及び円錐外面６のテーパ角は１２．５°とする。直径２４．５ｍｍのガイド手段４’と平均直径３８ｍｍの円錐内面１１との軸線方向中点における軸線方向の距離X及びガイド手段４と円錐外面６との軸線方向中点における軸線方向の距離Xは３５ｍｍとする。外ねじ付きフランジ９は，対応する内ねじ付きフランジ３と同様，直径５５ｍｍとした左巻き丸ねじ１８を具える。

図２に示す工具ホルダは，着脱可能な固有の工具ホルダ・アダプタ１１の工具側部分である。この部分は，固有の工具ホルダ１’を具える回転駆動される中空駆動軸７’に適応する。工具ホルダ・アダプタ１１は，軸線方向で装置側に離間させて配置され，それぞれ装置側に向けて直径の減少するテーパを有する２個の円錐外面１２ａ，１２ｂの相互間にスプラインシャフト１３を具える。コアドリルビット２の装着端部８は，着脱可能な固有の装着端部アダプタ１４により構成される。このアダプタ１４は，工具側にＭ４１×２外ねじ１５を具える。外ねじ１５は，コアドリルビット２のＭ４１×２内ねじ１６に適応する。

本発明に係る工具ホルダ及び装着端部の半裁断面図である。 本発明に係る工具ホルダ用アダプタ及び装着端部用アダプタの半裁断面図である。

符号の説明

１ 工具ホルダ
２ コアドリルビット
３ 内ねじ付きフランジ
４ ガイド手段
５ トルク伝達手段
６ 円錐外面
７ ギアシャフト
８ 装着端部
９ 外ねじ付きフランジ
１０ 円錐内面
１１ 工具ホルダのアダプタ
１２ａ，１２ｂ 円錐外面
１３ スプラインシャフト
１４ 装着端部のアダプタ
１５ 外ねじ
１６ 内ねじ
１７，１８ 丸ねじ

Claims (18)

1. コアドリルビット（２）用の急速着脱型工具ホルダ（１）であって，該工具ホルダ（１）に対してコアドリルビット（２）をその中心軸線（Ａ）方向に保持すべく，コアドリルビット（２）に設けられている外ねじ付きフランジ（９）とねじ結合可能とされた，自由回転可能な中空の内ねじ付きフランジ（３）と，該内ねじ付きフランジ（３）に対して同軸的に配置され，コアドリルビット（２）の着脱時に工具ホルダ（１）に対してコアドリルビット（２）をガイドするためのガイド手段（４）と，コアドリルビット（２）にトルクを伝達するためのトルク伝達手段（５）とを具える工具ホルダにおいて，前記ガイド手段（４）が工具側の端部領域に配置され，該ガイド手段（４）に対し，工具側に向けて直径の減少するテーパを有する円錐外面（６）が軸線方向で装置側に離間させて配置され，前記ガイド手段（４）と前記円錐外面（６）との間に前記トルク伝達手段（５）が配置されていることを特徴とする工具ホルダ。
2. 請求項１記載の工具ホルダであって，前記ガイド手段（４）が端部側で円筒形状の外周面を有することを特徴とする工具ホルダ。
3. 請求項１又は２に記載の工具ホルダであって，円錐外面（６）のテーパ角（α）が１０°〜１５°であることを特徴とする工具ホルダ。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載の工具ホルダであって，ガイド手段（４）の軸線方向中点と，円錐外面（６）との間の軸線方向距離（X）が２５ｍｍ〜５０ｍｍであることを特徴とする工具ホルダ。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載の工具ホルダであって，トルク伝達手段（５）がセレーションであることを特徴とする工具ホルダ。
6. 請求項１〜５の何れか一項に記載の工具ホルダであって，内ねじ付きフランジ（３）が丸ねじ（１７）を具え，該丸ねじが左巻き丸ねじであることを特徴とする工具ホルダ。
7. 請求項１〜６の何れか一項に記載の工具ホルダであって，同軸中空形状を有することを特徴とする工具ホルダ。
8. 請求項１〜７の何れか一項に記載の工具ホルダであって，着脱可能な工具ホルダ・アダプタ（１１）として構成されていることを特徴とする工具ホルダ。
9. 請求項８記載の工具ホルダであって，前記工具ホルダ・アダプタ（１１）が，軸線方向で互いに離間して配置され，それぞれ装置側に向けて直径の減少するテーパを有する２個の円錐外面（１２ａ，１２ｂ）と，軸線方向で該円錐外面（１２ａ，１２ｂ）の相互間に配置したスプラインシャフト（１３）とを具えることを特徴とする工具ホルダ。
10. 工具ホルダ（１）により着脱可能に保持されるコアドリルビット（２）の装着端部（８）であって，工具ホルダ（１）に対してコアドリルビット（２）をその中心軸線（Ａ）方向に保持すべく，工具ホルダ（１）に設けられている内ねじ付きフランジ（３）とねじ結合可能とした外ねじ付きフランジ（９）と，該外ねじ付きフランジ（９）に対して同軸的に配置され，コアドリルビット（２）の着脱時に工具ホルダ（１）に対してコアドリルビット（２）をガイドするためのガイド手段（４’）と，工具ホルダ（１）からのトルクが伝達されるトルク伝達手段（５’）とを具え，工具ホルダ（１）から遠ざかる方向に向けて直径の減少するテーパを有する円錐内面（１０）が工具側のガイド手段（４’）に対し，軸線方向で装置側に離間させて配置され，前記ガイド手段（４’）と前記円錐内面（１０）との間に前記トルク伝達手段（５’）が配置されていることを特徴とする装着端部。
11. 請求項１０記載の装着端部であって，ガイド手段（４’）が端部側で円筒形状の内周面を有することを特徴とする装着端部。
12. 請求項１０又は１１に記載の装着端部であって，円錐内面（１０）の軸線方向テーパ角（α）が１０°〜１５°，好適には１２．５°であることを特徴とする装着端部。
13. 請求項１０〜１２の何れか一項に記載の装着端部であって，ガイド手段（４’）の軸線方向中点と円錐内面（１０）との間の軸線方向距離（X）が２５ｍｍ〜５０ｍｍ，好適には３５ｍｍであることを特徴とする装着端部。
14. 請求項１０〜１３の何れか一項に記載の装着端部であって，トルク伝達手段（５’）が内歯セレーションであることを特徴とする装着端部。
15. 請求項１０〜１４の何れか一項に記載の装着端部であって，外ねじ付きフランジ（９）が丸ねじ（１８）を具え、該丸ねじが好適には直径５５ｍｍの左巻き丸ねじ（１８）であることを特徴とする装着端部。
16. 請求項１０〜１５の何れか一項に記載の装着端部であって，同軸中空形状を有することを特徴とする装着端部。
17. 請求項１０〜１６の何れか一項に記載の装着端部であって，着脱可能な装着端部アダプタ（１４）として構成されていることを特徴とする装着端部。
18. 請求項１７記載の装着端部であって，装着端部アダプタ（１４）が，工具側に外ねじ（１５）を具えることを特徴とする装着端部。

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