JPS6361168B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は収容軸に設けられ、切刃を有するフラ
イスヘツドを具え、石材、コンクリートまたは他
の脆性材料から成る構造部材に凹所を生ぜしめる
に使用するフライス工具に関する。

あらかじめ形成された一般には円筒状をした孔
を穴ぐるため、収容軸とこの軸の前端面にフライ
スヘツドを具えたフライス工具を用いることは既
知である。このフライスヘツドに収容軸を偏心し
て貫入し動かないよう固着する。この収容軸の中
心より最も離れた位置に突出したフライスヘツド
の側方のフランクは工作物から材料を除去する切
刃として設計されている。このフライス工具はそ
の加工を行うため、従来のモータで作動する装置
から回転運動を与えられる。あらかじめフライス
ヘツドを構造部材の孔に挿入し、フライス工具を
回転すると切刃が偏心して回転する結果、孔の直
径は部分的に大きくなる。

しかしながら経験的に従来の工具では材料を充
分除去することはできない上、片側だけから穴ぐ
り加工が行われるので、円筒状をした孔の軸線に
関し、満足のいく同心円を形成することはできな
い。この欠点の主要な原因の１つは装置の取扱い
が容易でないことに起因する。つまり、あらかじ
め形成された円筒状をした孔内でフライスヘツド
を回転すると、フライスヘツドを収容軸に偏心し
て取り付けた構成により、軸は脈動的に半径方向
に変位する。この変位は筒状をした孔の直径が側
方フランクの間のフライスヘツドの半径方向長さ
に等しいか、それより僅かに大きい時に特に顕著
である。

孔ぐりを達成する目的で材料を除去するため、
作業員は駆動軸の半径方向の変位に対抗しなけれ
ばならず、これに見合うエネルギの損失がある。
あるいは突然に力が工具に作用すると、作業者は
早く疲れるから効率が落ちる。その上、穴ぐりし
た形状は作業員のくせにもよるから、作業員各々
の個有の動きや力のばらつきにより当然不ぞろい
な孔が形成される。

本発明の課題は上述の如く、特に穴ぐりに一段
と適したフライス工具を提供することであり、材
料を多量に除去することができ、かつ、操作が容
易である点を特徴としている。

本発明ではフライスヘツドはピボツトピンが挿
入される孔を有しており、収容軸の軸線に対し偏
心して取り付けられたピボツトピンに接しながら
自由に回転できるよう設置する。

環状をしたフライスヘツドはその外周上に多数
の切刃を配列することを可能にし、その結果材料
を多量に除去する。材料を一定かつ最適に除去す
るためにこの切刃を互いに異なつた角度で設ける
ことを可能にする。この切刃の代りに硬質金属あ
るいは砥粒を切刃としてフライスヘツドに使用す
ることもできる。

このフライスヘツドを用いる穴ぐりが、あまり
人手をわずらわさず自動的に材料を除去するため
に、フライスヘツドを収容軸の軸線に対し平行に
偏心して取り付けられたピボツトピンに関し、自
由に回転するように取り付ける。構造上から見れ
ばピボツトピンは収容軸あるいはフライスヘツド
のいずれか一方の一部を成す。収容軸に対し偏心
して取り付けたピボツトピンによりフライスヘツ
ドは収容軸の回転に伴い回転し、前もつて形成さ
れた円筒状をした孔の壁に沿つて進み、所望の穴
ぐりを行う。

ピボツトピンはフライスヘツドに前もつて形成
された同心、あるいは偏心している孔を貫通して
いる。この孔が同心であり、ピボツトピンに対し
摺動する取り付けでは普通である支持部の遊びを
有する場合、円筒状をした孔の壁上でフライスヘ
ツドのホブ作用またはこれに類するホブ作用によ
り材料の除去が行なわれる。所望の穴ぐり深さに
合わせ、フライスヘツドの案内は手動で行う。こ
れに対しピボツトピンがフライスヘツドに形成さ
れた偏心している孔に貫通している場合、収容軸
が回転するとフライスヘツドの慣性モーメンント
と遠心力とによりフライスヘツドはピボツトピン
のまわりを半径方向に偏移する。収容軸に偏心し
て取り付けたピボツトピンも収容軸と共に回転す
るので、フライスヘツドも収容軸の軸線のまわり
に回転し、偏移したフライスヘツドが円筒状をし
た孔の壁に突き当る結果穴ぐりが行なわれる。穴
ぐりが所定の深さに達するよう、フライスヘツド
は連続的な材料の除去に対応する遠心力により自
動的にさらに偏移する。作業者に半径方向の衝撃
を与えず、均一な材料の除去を行うと言う高い性
能が得られる。都合の良いことには、たわんだ部
材は例えば、ばねの如く、フライスヘツドに作用
するので収容軸が停止状態にある時は、フライス
ヘツドは自然に最初の位置にもどるかあるいは最
初の位置に停止する。

上述のフライス工具は直径の大きな孔の加工
に、また軟い材料にも硬い材料にも適している。
また比較的小さな質量を持つたフライスヘツドを
使えば、硬さがいろいろ変化するものにも、また
特に直径が比較的小さな孔に対しても適してい
る。

フライスヘツド環状部の内径断面がピボツトピ
ンの横断面より大きく、また、偏心して取り付け
られたピボツトピンの描く包絡曲線がフライスヘ
ツド環状部の内径断面と少なくとも１点で重複す
るならば、フライスヘツドを駆動するのに有利で
ある。ここに言う包絡曲線とは収容軸が回転する
時、収容軸の中心から最も遠くにあるピボツトピ
ン外周上の点が描く曲線を指す。

前述の如く、ピボツトピンの断面に対し内径断
面がかなり大きなフライスヘツド環状部は、フラ
イスヘツドの自由な回転を許す一方、ピボツトピ
ンに対するフライスヘツドの半径方向への運動を
も許している。収容軸が回転すると、ピボツトピ
ンも同じ回転速度で収容軸の周りを回転する。フ
ライスヘツド環状部の内径断面が大きいのでピボ
ツトピンはフライスヘツド環状部の孔の部分と係
合し、包絡曲線で限定された幾何学的に円形をし
た区域内を埋めるようにしながら回転する。この
時ピボツトピンとフライスヘツド環状部の内径部
分との係合は収容軸の回転方向に行なわれるので
フライスヘツドは回転方向に沿い収容軸の回転と
ほぼ等しい回転数で回転しながら順次突き当りな
がら削つて行く。フライスヘツドは収容軸を中心
に回転すると共にフライスヘツド自身の軸のまわ
りにも回転する。

フライスヘツドが前もつてあけられた孔の中に
位置したフライス工具が収容軸を中心に回転する
とフライスヘツドに設けられた切刃は前もつてあ
けられた孔の壁のそれぞれ異なつた箇所に連続し
て突き当り、フライスヘツドの持つ運動エネルギ
を使つて材料を除去し穴ぐりを行う。

包絡曲線によりフライスヘツド環状部の重複点
を生ずるには２種類ある。すなわちフライスヘツ
ド環状部の内径部分で限定される偏移可能な範囲
をフライスヘツドが半径方向に偏移した時、フラ
イスヘツド環状部の内径部分が包絡曲線によつて
描かれる円と交わる。これはまた包絡曲線により
重複するフライスヘツド環状部のこれ等重複点は
ピボツトピンの直径とその偏心量を２倍した値を
加えたものより最小内径が小さな孔の一部にする
ことにより達成される。そうしてピボツトピンは
上述のフライスヘツド環状部と包絡曲線との係合
を強制的に行い、同時に外部からの助けがなくと
もピボツトピンの運動範囲内で既述のようにフラ
イスヘツドに脈動的な運動を与えなくてはならな
い。

本発明の他の態様では包絡曲線により重複する
フライスヘツド環状部のこれら重複点は円形断面
の孔の一部である。この孔の表面とピボツトピン
とが係合するのでほぼ接線方向に作用する衝撃力
が生じる。

収容軸とフライスヘツドの間のすべりを最少と
するのに包絡曲線と重複するフライスヘツド環状
部のこれら重複点を多角形断面の孔の一部にする
のが有利である。この場合、正方形断面をしたも
のが特に有利である。

一方フライス工具が壁に突き当る回数を最適と
し、また一方で加工すべき孔の直径に大きな差が
ある時にもフライス工具を快適で絶対的に静粛に
駆動するためには、フライスヘツド環状部におけ
る偏心量をフライスヘツドの作用直径の５〜25％
とするのが良い。

本発明によるフライス工具はまた、溝状の凹所
も削り出し、この溝を持つた構造部材に電線をう
め込むこともできる。このためにはフライスヘツ
ドはヘツド前端面に切刃あるいは切刃に準ずるも
のを追加設ければ良い。

このフライス工具を使用するため、モータによ
つて回転駆動を与える市販の手持工具にこのフラ
イス工具を嵌着する。たとえば、この手持工具は
電気的あるいは圧縮空気により作動する。経験的
に切削性能が特に優れている範囲は高回転域で特
に8000r.p.m以上の範囲である。

以下、図面により本発発明を説明する。

第１図に符号１で全体を示したフライス工具１
を駆動装置に嵌着する。この駆動装置は単なる例
示であつて全体を符号２で示す。駆動装置２はフ
ライス工具１に回転運動を与える。駆動装置２を
例えば圧縮空気による普通の方法で駆動する。こ
の目的のため適切な供給管３を設ける。フライス
工具１は全体を符号４で示した駆動軸又は収容軸
と、全体を符号５で示したほぼ環状をしたフライ
スヘツドとを具える。

駆動軸４を短軸６により駆動装置２内に突出さ
せ、短軸６には駆動装置と共に確実に回転するた
めの平坦部７を設ける。環状カラー８は駆動装置
２内への駆動軸４の最大挿入深さを決定する。駆
動軸４に平行にねじ込んだピボツトピン９は駆動
軸４の軸線に対し偏心量Ｅだけ偏心して取り付け
る。ピボツトピン９をフライスヘツド５に貫通
し、ヘツド５の凹所１２ａ内に位置する端部ヘツ
ド１１によりヘツド５を保持する。

フライスヘツド５はフライスヘツド環状部１２
と、この環状部又は担体１２に埋込まれその湾曲
外面から突出する突状あるいはストリツプ状の切
刃１３とから成る。また、この切刃はフライスヘ
ツド環状部１２と端部ヘツド１１の前端面より僅
かに突出し、構造部材の除去をフライスヘツド５
の曲面状をした外面と前端面の両面で行なうこと
ができる。

第２図に一層明確に示すように、フライスヘツ
ド環状部１２は断面がほぼ正方形の孔１４を有し
ており、ピボツトピン９はこの孔を通り突出す
る。孔１４の最小内径ｄをピボツトピン９の外径
より著るしく大きくする。本例では孔１４の最小
内径ｄはピボツトピン９の直径に偏心量Ｅを２倍
して加えたものより僅かに小さい。偏心量Ｅはフ
ライスヘツド５において互いに反対に位置した切
刃１３のフランクによつて決まる作用直径の約10
％とする。

駆動軸４を回転させる時、ピボツトピン９は駆
動軸４の軸線のまわりに円を描き、すなわち周回
し、駆動軸４の軸線より最も離れているピボツト
ピン９の外周上の点は円形状の包絡曲線Ｈを描
く。第２図に明示したように、包絡曲線Ｈは孔１
４の内径断面と重複し、すなわちかなり突出す
る。

駆動軸４によりピボツトピン９が回転した状態
になるとピボツトピンは孔１４の壁と必然的に係
合する結果、接線方向の衝撃をフライスヘツドに
与える。従つてフライスヘツドは駆動軸４の回転
方向と同方向の回転運動を行う。構造部材に前も
つてあけられた孔の中にフライスヘツド５すなわ
ち切刃１３を設置し、高速で回転させ、この穴の
壁に高速で連続的に衝撃を与え、穴ぐりを行う。
構造部材の穴の直径を駆動軸直径に適切に一致さ
せた場合、駆動軸４は良好な案内となり、穴ぐり
の際の正確な回転を行うことができる。加工に伴
うフライスヘツド５の回転運動の減速は迅速に継
続してさらに回転を発生させ、接線方向の衝撃に
よりバランスさせる。

第３図に詳細に示すように端部ヘツド１１の断
面は孔１４より更に大きく設計されているのでフ
ライスヘツド５が駆動軸４またはピボツトピン９
から脱落することはない。

第４図に示す変形例は第２および３図に示した
実施例と孔１５が円形断面である点が異なる。こ
の点を除き第４図で、同一の符号が付けられた部
分は既述の実施例の部分と同じ特徴を有する。ま
た、本実施例の機能は第１図〜第３図に示す既述
の実施例と同一である。

第５図は符号２１で全体を示した本発明のフラ
イス工具の実施例を示し、この実施例は第１図〜
第３図に示す実施例と相違しており、その異なる
程度は第４図が第１図〜第３図に示す実施例と相
違するよりはるかに大きい。フライス工具２１は
実質的には符号２２で全体を示した駆動軸または
収容軸と符号２３で全体を示したフライスヘツド
より構成されている。

駆動軸２２は平坦部２５とカラ２６を有する短
軸２４を具える。ピボツトピン２７は駆動軸２２
の端面にねじ込まれるが、その取付位置は駆動軸
２２の軸線に対し偏心量Ｅだけずれている。ピボ
ツトピン２７上の端部ヘツド２８はピボツトピン
２７が貫通しているフライスヘツド２３を保持す
る。

フライスヘツド２３はフライスヘツド環状部２
９とその外周曲面から突出する突状の切刃３１を
具える。この工具が休止状態、すなわち使用して
いない状態の場合フライスヘツド２３は駆動軸２
２の軸線に相対的に同心の揺動を行ない、切刃３
１は駆動軸２２と端部ヘツド２８の周縁輪郭より
はみ出すことはない。従つてフライスヘツド２３
を引掛けたり損傷する危険なく、構造部材の前も
つて加工された孔に導入することができる。フラ
イスヘツド２３の同心の休止位置を第６図に明示
する。

第７図に回転を表わす矢印で示すように、駆動
軸２２が回転運動に入ると、ピボツトピン２７は
駆動軸２２の軸線のまわりに偏心量Ｅに従つて軌
道を周回する。駆動軸２２の軸線から最も離れて
いるピボツトピン２７の外周上の点は従つて円形
状の包絡曲線Ｈを描く。一方この包絡曲線はフラ
イスヘツド環状部２９の中にある円形断面をした
ピボツトピン２７を収容する偏心孔３２と重複す
る。ピボツトピン２７を摺動させる目的のため必
要な取付の遊びだけ、孔３２の直径をピボツトピ
ン２７の直径より一層大きくする。駆動軸２２の
回転運動の開始に際し、回転を始めたピボツトピ
ン２７に関する慣性モーメントのために孔の壁に
対してフライスヘツド２３は半径方向外方にたわ
む。続いて切刃３１が材料の切除を開始する。駆
動軸２２の回転速度の上昇に伴い、遠心力により
フライスヘツド２３を増大する力で孔の壁にさら
に押しつける。ピボツトピン２７のまわりのフラ
イスヘツド２３の外周曲面の旋回運動を旋回曲線
Ｓで表わす。第７図は旋回中に最も離れた位置に
あるフライスヘツド２３を示す。従つてフライス
工具２１はフライスヘツド２３の最大旋回位置で
決定される範囲まで正確にくり抜く。この最大旋
回位置は最大くり抜き直径Ｄに対応する。

このフライス工具の長所はくり抜き直径が非常
に種々にわたるものでも製造可能であり、まつた
く同一の工具で種々の直径を有する穴にも対応で
きることである。更になん等顕著な衝撃も作業員
に作用しないからこの工具は従来技術と異なり取
扱いが非常に快適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるフライス工具の第１番目
の実施例を表わす、部分断面にした側面図であ
り、フライス工具を適当な手持工具に嵌着し駆動
する。第２図は第１図に示す切断線−により
切断された部分の拡大図、第３図は第１図に示す
矢印の方向より見たフライス工具底面の拡大
図、第４図は第２図と似た本発明によるフライス
工具の第２番目の実施例、第５図は本発明による
フライス工具の第２番目に示した実施例の一部を
断面にした側面図、第６図は第５図に示す切断線
−により切断された部分の拡大図、第７図は
第６図と共通のものであるが、作動下におけるフ
ライス工具の断面図である。 １，２１……フライス工具、２……駆動装置、
３……空気供給管、４，２２……駆動軸または収
容軸、５，２３……フライスヘツド、６，２４…
…短軸、７，２５……平坦部、８，２６……カ
ラ、９，２７……ピツトピン、１１，２８……端
部ヘツド、１２，２９……フライスヘツド環状
部、１３，３１……切刃。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 軸線方向に延在する駆動軸と、この駆動軸に
   装着され、外面に切刃を有するフライスヘツドと
   を具え、石材、コンクリート又は同様な材料から
   なる構造物に凹所を形成するフライス工具におい
   て、前記駆動軸の外方で軸線方向に延在し、前記
   駆動軸の軸線に平行に且つ側方に偏心して配置さ
   れた軸線を有するピボツトピンを具備し、前記フ
   ライスヘツドを前記駆動軸の外側の前記ピボツト
   ピンの延在部分の周囲に装着して前記ピボツトピ
   ンの周りに回動自在とし、前記フライスヘツド
   は、前記ピボツトピンが挿入される、前記ピボツ
   トピンの外径より大きい孔を有し、前記駆動軸の
   軸線から最も離間する前記ピボツトピンの点が、
   前記駆動軸の回転の間に、少なくとも一の位置に
   おいて前記フライスヘツドの孔の断面を越えて突
   出する包絡曲線を規定することを特徴とするフラ
   イス工具。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のフライス工具に
   おいて、前記フライスヘツドの前記孔は、前記ピ
   ボツトピンの直径と前記駆動軸の軸線に対応する
   ピボツトピンの偏心量を倍した値とを加えた値よ
   り小さな最小内径を有するフライス工具。 ３ 特許請求の範囲第１項又は第２項記載のフラ
   イス工具において、前記フライスヘツドの孔が、
   円形断面を有するフライス工具。 ４ 特許請求の範囲第１項又は第２項記載のフラ
   イス工具において、前記フライスヘツドの孔が、
   多角形断面を有するフライス工具。 ５ 特許請求の範囲第１項乃至第４項の何れか一
   項に記載のフライス工具において、前記駆動軸の
   軸線に対応する前記ピボツトピンの偏心量を、前
   記フライスヘツドの作用直径の５〜25％の範囲内
   としたフライス工具。 ６ 特許請求の範囲第１項乃至第５項の何れか一
   項に記載のフライス工具において、前記駆動軸か
   ら軸線方向外側に離間する前記ピボツトピンの端
   部に端部ヘツドを形成し、その端部ヘツドが、前
   記フライスヘツドを前記ピボツトピンの軸線方向
   への偏移から担保することのできる直径を有する
   フライス工具。