JP5014679B2 - ドリリング装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ドリリングスピンドルを備えるドリリング機械と、再度の締め付けや締め付け力の調整を行うドリルチャックとからなるドリリング装置に関する。
このドリルチャックは、スピンドル受入部を有するチャック体と、チャック体に共軸に回転可能な締付テーパー部とを備える。締付テーパー部は、軸方向から、チャック体中に保持されたつかみあご保持部上にて支持されている。つかみあご保持部中では、案内スリット中に、つかみあごが案内されている。つかみあごは、連れ動かし保持具により放射方向に位置・姿勢をシフト可能に案内され、締め付け及びその解除を行うべく、チャック体と、締付テーパー部及びつかみあご保持部との相対的な回転によって、位置・姿勢をシフト可能である。このためには、連れ動かし具の連れ動かし具ネジ切部が、チャック体の連れ動かし具受入部におけるチャック軸に共軸に設けられたスピンドルネジ切部に噛み合う。
このようなドリリング装置の実施のために相応の形態を有するドリルチャックが、ヨーロッパ特許出願公開ＥＰ００１７７４８Ａ１により知られている。このようなドリルチャックは、実際の使用により非常に良好であることが確かめられており、そのため、多量に生産され市販されている。このようなドリルチャックの特性に基づき、構造を最適化することで、装着性ないし使用適性を保ちつつ製造コストを低減し、また、使い勝手を向上させる努力が不断に行われている。
ヨーロッパ特許出願公開ＥＰ００１７７４８Ａ１
本発明の根底をなす課題は、導入部で述べたようなドリリング装置について、使い勝手の良さを同程度に維持するか、またはむしろ向上させつつ、より低コストでの生産を行うことができるように構成することにある。
このような課題は、本発明によると、導入部で述べたようなドリリング装置において、以下のような特徴を備えることにより解決される。連れ動かし具受入部がスピンドル受入部よりも大きな径を有し、スピンドル受入部に差し込まれたドリリングスピンドルが連れ動かし具受入部中へと突き出している。また、連れ動かし具におけるドリリングスピンドルの側の端部には、内径がドリリングスピンドルの径よりも大きい止まり穴(blind-end hole、底付き穴)が備えられる。
ドリリングスピンドルの自由端部におけるネジ切部の長さは、１／２インチねじ山の場合、約１４〜１６ｍｍである。しかし、ドリリングスピンドルからチャック体へと回転モーメントを確実に伝達するためには、８〜１０ｍｍのサイズの短いネジ切部で充分であり、スピンドル受入部もこれに対応する寸法とすることができる。このようにして、ドリリングスピンドルは、連れ動かし具受入部中に突き出すようにすることができる。そのため、本発明によると、ドリリングスピンドルの自由端部が、連れ動かし具受入部中にて、連れ動かし具における止まり穴を画する側壁と重なり合うこととなる。そして、このような重なり合いの分だけ、本発明のドリリング装置におけるドリルチャックを短くすることができる。そのため、長さ寸法及び重量を低減することができ、ヘッド部の荷重を小さくすることができる。また、材料のコスト、及び、材料加工のコストのいずれについても低減することができる。
ドリリングスピンドルにおける連れ動かし具の側の端部に、固定具を受け入れるための固定用受入部ないしは凹陥部が設けられるならば、さらに好ましい。固定具は、連れ動かし具用受入部中にて軸方向後方（ドリリングスピンドルの根元側）から支持されている。固定具はチャック体をドリリングスピンドルに組み付けて、緩みの防止を確実にする役割を果たす。ドリルチャックの駆動の方向が、チャック体をドリリングスピンドルから回してはずすような方向であっても、緩みの防止を確実にする役割を果たす。
他の好ましい実施形態によると、固定具のための軸方向の通し孔を有するスペーサー円筒が、連れ動かし具受入部中にて支持されている。そのため、これに応じて深さ寸法を大きくした止まり穴中に、スペーサー円筒が入り込んでいる。
さらに他の好ましい実施形態は、以下のような特徴を備える。まず、次のようなロック装置を備える。一方の側が、チャック軸に共軸の歯切リングからなり、他方の側が、つかみあご保持部に保持されバネの力を受けて該歯切リングに噛み合わされるロック掛け具からなる。このロック装置は、ロック掛け具が歯切リングに噛み合わされた際、チャック体とロック掛け具とについて、つかみあごを緩める向きでの相互の回転を防止するが、締め付ける向きでの相互の回転を許容する。また、次のような特徴を有する。つかみあご保持部には当接ストッパーが設けられ、締付テーパー部には対向当接ストッパーが設けられて、つかみあご保持部に対する締付テーパー部の回転について、所定の範囲に制限する。この所定の範囲は、ロック掛け具が差し込まれて噛み合う状態に対応する第１の回転位置と、ロック掛け具が外れ出た状態に対応する第２の回転位置との間である。ここで、当接ストッパーは、つかみあご保持部に差し込まれた２つのピンからなる。
ドリリング駆動の際にドリルチャックの締め付け状態を確実に保つための係止装置を備える実施形態についても、低コストで製造することのできる構成によって特徴付けられている。当接ストッパーを実現するためには、つかみあご保持部の締め付けを解除する高コストの作動機構が不要だからである。当接ストッパーを実現するには、単に、ピンを受け入れる孔を採用するだけである。このような場合に、以下のようであるならば好ましい。係止装置は、第１の回転位置に割り当てられる係止嵌合部と、第２の回転位置に割り当てられる係止嵌合部とを備え、これらが、つかみあご保持部と、締付テーパー部との間に配置される。係止装置が係止バネを含んでおり、係止バネは、少なくとも締め付ける方向において、締付テーパー部がつかみあご保持部に対して回転するのを、所定の締め付け力に達したときに始めて許容する。また、係止バネがピン上に配置されている。以上のようであるならば好ましい。係止装置は、非常に簡単な具合に実現することができるので、本発明のドリリング装置に割り当てられたドリルチャックに、係止装置付きロック装置を備えるための総コストを小さくすることができる。
連れ動かし具がその軸方向前方端から止まり穴に至る軸方向の通し孔を備えているならば、固定具のアクセス性、すなわち工具等による固定具に対する操作可能性が維持されたままである。また、ドリリングスピンドルへのドリルチャックの装着及び取り外しは、ドリリング装置の耐用期間の全体にわたって難なく行うことができる。
ドリリングの際の切削くずとしての粉塵または小片が軸方向の通し孔に入り込むことがないように、軸方向の通し孔の前方端は、カバープレートによって覆われる。カバープレートは、工具のシャフトの端部が、カバープレート上で支持されるようにすることができ、かつ、ドリルチャック中に深く入り込むことがないようにするという、さらなる利点を与える。
カバープレートを連れ動かし具に容易に組み付けるためには、カバープレートが、軸方向の通し孔に設けられた内向きのネジ切部に組み合わさって機能するための外向きのネジ切部を備える。ここで、カバープレートは、回転モーメントを伝達すべく、ドリリングスピンドルから見て逆側の面に、非円形の凹陥部を備える。
以下に、図面に描かれた本発明の実施形態について詳細に説明する。図面には、ドリリング装置１における説明に必要な先端部を示す。すなわち、ドリリング機械２については、機械ケーシング３と、これから突き出すドリリングスピンドル４とが示され、このドリリングスピンドル４には、後で締め付けを行うためのドリルチャック５が取り付けられている。ドリルチャック５は、ドリリングスピンドル４がネジ合わされるスピンドル受入部７が設けられたチャック体６を備える。また、ドリルチャック５は、チャック体６に共軸の、回転可能な締付テーパー部８を含んでおり、締付テーパー部８は、軸方向からチャック体６に取り付けられたつかみあご保持部９上にて支持されている。つかみあご保持部９中では、案内スリット１０中に、つかみあご１１が案内されている。つかみあご１１は、放射方向へと位置・姿勢をシフト可能に連れ動かし具１２中にも案内されており、チャック体６と、締付テーパー部８及びつかみあご保持部９との間の相対的な回転により、締め付けまたはその解除を行うべく位置・姿勢をシフト可能である。このため、連れ動かし具１２の連れ動かし具ネジ切部１３は、チャック体６の連れ動かし具受入部１６にてチャック軸１４と共軸に設けられたスピンドルネジ切部１５に噛み合う。連れ動かし具受入部１６は、スピンドル受入部７よりも大きい径を有している。連れ動かし具受入部１６中には、スピンドル受入部７に差し込まれたドリリングスピンドル４が突き出す。また、連れ動かし具１２は、ドリリングスピンドル４の側の端部に、内径がドリリングスピンドル４の径を超える止まり穴１７を備えている。このようにして、ドリルチャックを開放する際、または、シャフト直径の大きな工具を締め付ける際に連れ動かし具１２は、スピンドルの側へと軸方向に最も後退した限界位置にて、ドリリングスピンドル４に重なり合う。そして、この重なり合いに対応して、ドリルチャック５を短くすることが想定されており、特には、チャック体６について長さ寸法を短くする。
図２から知られるように、ドリリングスピンドル４における連れ動かし具１２の側の端部には、固定具１９すなわちネジを受け入れるための固定用受入部１８が設けられている。固定具１９は、連れ動かし具受入部１６中にて軸方向後方（ドリリングスピンドルの根元側）へと向けて支持されている。ここで、スペーサー円筒２０が、固定具１９を軸方向に通すのに用いられている。固定具へのアクセスが容易になるように、連れ動かし具１２が、その軸方向前方（先端側）の端部から止まり穴１７にまでに至る軸方向の通し孔３０を備える。軸方向の通し孔３０の軸方向前方端は、カバープレート３１によって覆われている。ここで、カバープレート３１は、軸方向通し孔３０中に設けられた内向きのネジ切部と組み合わされて機能する外向きのネジ切部を備えている（図５）。カバープレート３１をねじ込むことができるように、カバープレート３１は、ドリリングスピンドルとは逆側の面に、非円形の受入部を有する。このようなスパナ等のための受入部により、回転モーメントを伝えることができ、このような形状に基づき、ドリルチャックに装着される工具シャフトが受入部に入り込んだり、受入部中で詰まり込んでしまうことが防止されている。
ドリルチャック５は、さらに、係止装置２７付きのロック装置２１を備える。ここで、図４に示すように、ロック装置２１は、一方の側にて、チャック軸１４に共軸の歯切リング２２からなる。また、他方の側にて、バネ２３の力を受けてこの歯切リング２２に噛み合わされ、かつ、つかみあご保持部９に保持されたロック掛け具２４からなる。したがって、チャック体６及びロック掛け具２４は、ロック掛け具２４が歯切リング２２に差し込まれている際、つかみあご１１を緩める向きへの相互の回転が防がれている。しかしながら、締め付ける向きの相互の回転は、妨げられないままである。つかみあご保持部９には当接ストッパー２５が設けられ、締付テーパー部８には対向当接ストッパー２６が設けられている。これにより、つかみあご保持部９に対して締付テーパー部８が相対的に回転可能な範囲は、ロック掛け具２４が差し込まれた状態に対応する第１の回転位置と、ロック掛け具２４がはずれ出た状態に対応する第２の回転位置との間となっている。このため、つかみあご保持部９と締付テーパー部８との間に、係止装置２７は、第１の回転位置、及び第２の回転位置に割り当てられた係止嵌合部を備えている。ここで、係止装置２７は係止バネ２８を含んでおり、係止バネ２８は、少なくとも締付テーパー部８の締め付けに対応する回転方向にて、所定の締め付け力に達したときにはじめて、つかみあご保持部９に対する回転を許容する。当接ストッパー２５は、つかみあご保持部９の孔に差し込まれた２つのピン２９からなり、このピン２９には、係止バネ２８が配置されている。
ドリルチャックを備える、本発明のドリリング装置の先端部について、左半部では長手方向断面を示し、右半部では側面を示す半断面・半側面図である。 他の実施形態を示す、図１に対応する半断面・半側面図である。 図１におけるIII-III断面を示す図である。 図３におけるIV-IV断面を示す図である。 さらに他の実施形態を示す、図１に対応する半断面・半側面図である。
符号の説明
１ ドリリング装置 ２ ドリリング機械 ３ 機械ケーシング
４ ドリリングスピンドル ５ ドリルチャック ６ チャック体
７ スピンドル受入部 ８ 締付テーパー部 ９ つかみあご保持部
１０ 案内スリット １１ つかみあご １２ 連れ動かし具
１３ 連れ動かし具ネジ切部 １４ チャック軸 １５ スピンドルネジ切部
１６ 連れ動かし具受入部 １７ 止まり穴 １８ 固定具受入部
１９ 固定具 ２０ スペーサー筒部 ２１ ロック装置
２２ 歯切リング ２３ バネ ２４ ロック掛け具
２５ 当接ストッパー ２６ 対向当接ストッパー
２７ 係止装置 ２８ 係止バネ ２９ ピン
３０ 軸方向の通し孔 ３１ カバープレート

Claims (10)

  1. ドリリングスピンドル(４)を備えるドリリング機械(２)と、再度の締め付けもしくは締め付け力の調整を行うドリリングチャック(５)とからなるドリリング装置であって、ドリリングチャック(５)は、スピンドル受入部(７)を有するチャック体(６)と、チャック体(６)に対して共軸に回転が可能な締付テーパー部(８)とを備え、締付テーパー部(８)がチャック体(６)に取り付けられた、つかみあご保持部(９)により軸方向に支持されており、
    つかみあご保持部(９)の案内スリット(１０)にはつかみあご(１１)が案内され、このつかみあご(１１)は、連れ動かし具(１２)により放射方向へと位置・姿勢をシフト可能に案内され、締め付け及びその解除を行うべく、チャック体(６)と締付テーパー部(８)及びつかみあご保持部(９)との間の相互の回転によって位置・姿勢をシフト可能であり、このために連れ動かし具(１２)のねじ切部(１３)が、チャック体(６)の連れ動かし具受入部(１６)にてチャック軸(１４)に共軸に設けられたスピンドルネジ切部(１５)に噛み合っているドリリング装置において、
    連れ動かし具受入部(１６)がスピンドル受入部(７)よりも大きな径を有し、スピンドル受入部(７)に差し込まれたドリリングスピンドル(４)が連れ動かし具受入部(１６)中へと突き出しており、また、連れ動かし具(１２)におけるドリリングスピンドル(４)の側の端部には、内径がドリリングスピンドル(４)の径よりも大きい止まり穴(１７)が備えられ、
    一方の側はチャック軸(１４)に共軸の歯切リング(２２)からなり、他方の側は、バネ(２３)の力を受けて該歯切リング(２２)に噛み合い、かつ、つかみあご保持部(９)に保持されるロック掛け具(２４)からなるロック装置(２１)が備えられ、
    ロック装置(２１)は、ロック掛け具(２４)が歯切リング(２２)に差し込まれている際、チャック体(６)及びロック掛け具(２４)について、つかみあご(６)を緩める向きの相互回転を阻み、かつ締め付ける向きの回転を妨げないものであり、
    つかみあご保持部(９)には当接ストッパー(２５)が設けられ、締付テーパー部(８)には対向当接ストッパー(２６)が設けられて、つかみあご保持部(９)と締付テーパー部(８)との間の相互に回転可能な範囲が、ロック掛け具(２４)が差し込み係止された状態に対応する第１の回転位置と、ロック掛け具(２４)が外れ出た状態に対応する第２の回転位置との間であり、当接ストッパー(２５)は、つかみあご保持部(９)の孔に差し込まれた２つのピン(２９)からなることを特徴とするドリリング装置。
  2. ドリリングスピンドル(４)を備えるドリリング機械(２)と、再度の締め付けもしくは締め付け力の調整を行うドリリングチャック(５)とからなるドリリング装置であって、ドリリングチャック(５)は、スピンドル受入部(７)を有するチャック体(６)と、チャック体(６)に対して共軸に回転が可能な締付テーパー部(８)とを備え、締付テーパー部(８)がチャック体(６)に取り付けられた、つかみあご保持部(９)により軸方向に支持されており、
    つかみあご保持部(９)の案内スリット(１０)にはつかみあご(１１)が案内され、このつかみあご(１１)は、連れ動かし具(１２)により放射方向へと位置・姿勢をシフト可能に案内され、締め付け及びその解除を行うべく、チャック体(６)と締付テーパー部(８)及びつかみあご保持部(９)との間の相互の回転によって位置・姿勢をシフト可能であり、このために連れ動かし具(１２)のねじ切部(１３)が、チャック体(６)の連れ動かし具受入部(１６)にてチャック軸(１４)に共軸に設けられたスピンドルネジ切部(１５)に噛み合っているドリリング装置において、
    連れ動かし具受入部(１６)がスピンドル受入部(７)よりも大きな径を有し、スピンドル受入部(７)に差し込まれたドリリングスピンドル(４)が連れ動かし具受入部(１６)中へと突き出しており、また、連れ動かし具(１２)におけるドリリングスピンドル(４)の側の端部には、内径がドリリングスピンドル(４)の径よりも大きい止まり穴(１７)が備えられ、
    一方の側はチャック軸(１４)に共軸の歯切リング(２２)からなり、他方の側は、バネ(２３)の力を受けて該歯切リング(２２)に噛み合い、かつ、つかみあご保持部(９)に保持されるロック掛け具(２４)からなるロック装置(２１)が備えられ、
    ロック装置(２１)は、ロック掛け具(２４)が歯切リング(２２)に差し込まれている際、チャック体(６)及びロック掛け具(２４)について、つかみあご(６)を緩める向きの相互回転を阻み、かつ締め付ける向きの回転を妨げないものであり、
    つかみあご保持部(９)には当接ストッパー(２５)が設けられ、締付テーパー部(８)には対向当接ストッパー(２６)が設けられて、つかみあご保持部(９)と締付テーパー部(８)との間の相互に回転可能な範囲が、ロック掛け具(２４)が差し込み係止された状態に対応する第１の回転位置と、ロック掛け具(２４)が外れ出た状態に対応する第２の回転位置との間であり、
    前記第１の回転位置に割り当てられた係止嵌合部と、前記第２の回転位置に割り当てられた係止嵌合部とを有する係止装置(２７)が、つかみあご保持部(９)と締付テーパー部(８)との間に配置され、係止用バネ(２８)を包含しており、
    該係止用バネ(２８)は、締付テーパー部(８)についての、少なくとも締め付けに対応する回転方向にて、所定の締め付け力に達したときに、はじめてつかみあご保持部(９)に対する締付テーパー部(８)の回転を許容するものであることを特徴とするドリリング装置。
  3. 当接ストッパー(２５)は、つかみあご保持部(９)の孔に差し込まれた２つのピン(２９)からなり、係止用バネ(２８)がピン(２９)に取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載のドリリング装置。
  4. 前記２つのピン(２９)のうちの一方のピン(２９)に、ロック掛け具(２４)が回転可能に取り付けられ、他方のピン(２９)に、ロック装置(２１)のバネ(２３)が回転可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１または３に記載のドリリング装置。
  5. ドリリングスピンドル(４)における連れ動かし具(１２)の側の端部には、固定用受入部(１８)が、固定具(１９)を受け入れるように設けられ、固定具(１９)が連れ動かし具受入部(１６)中にて軸方向後方から支持されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のドリリング装置。
  6. 固定具(１９)のための軸方向通孔を有するスペーサー筒部(２０)が、連れ動かし具受入部(１６)中に支持されていることを特徴とする請求項５に記載のドリリング装置。
  7. 連れ動かし具(１２)が、その軸方向前方端から止まり穴(１７)に至る軸方向の通し孔(３０)を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のドリリング装置。
  8. 軸方向通し孔(３０)の軸方向前方端が、カバープレート(３１)によって覆われていることを特徴とする請求項７に記載のドリリング装置。
  9. 軸方向通し孔(３０)に設けられた内向きのネジ切部と組み合わさって作動すべく、カバープレート(３１)に外向きのネジ切部が備えられることを特徴とする請求項８に記載のドリリング装置。
  10. カバープレート(３１)は、ドリルスピンドル(４)から見て逆側に、非円形の受入部を備えることを特徴とする請求項９に記載のドリリング装置。
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