JPWO2011099100A1 - 回転工具の着脱装置と該回転工具 - Google Patents

Abstract

大きな回転トルクが作用しても、塑性変形が生じ難い回転工具等を提供することを目的とし、先端部に刃先が先方を向いて配置される刃部１４と、基端部にアーバーＡの挿着穴１に挿着されるシャンク部１１を備え、該シャンク部１１に、前記挿着穴１から内周方に突出可能にアーバー側に配設された係止部材２と係合する係合凹部１５と該係合凹部１５に係止部材を導入可能に通過凹部１８を備えて、回転工具ＢがアーバーＡから抜け出るのを防止するよう構成された回転工具Ｂにおいて、シャンク部１１の、係合凹部１５が形成されていない部位に、又は形成されている部位に、アーバーＡの挿着穴１に形成された凸部３が面接触的に係合する溝部１６を形成した。

Description

本発明は、厚板の金属に穿孔する所謂重切削に好適なドリル等の回転工具とそれを取着するアーバーとの「着脱装置」、及び該「回転工具」とに関する。

回転工具、例えばドリルと、該ドリルのシャンク部を挿着可能な所謂アーバーとの「着脱装置」について、本出願人は種々出願し、既に特許を取得している。例えば、特許文献１に記載のものがある。
前記着脱装置は、それ以前のものに比べて以下のように優れた作用効果を有する。つまり、所謂「ワンタッチ式」の着脱装置の場合には、ドリルをアーバーに取着するときには、ドリルのシャンク部をアーバーの挿着穴内に単に挿入するだけで取着が完了し、所謂「ツータッチ式」の着脱装置の場合には、アーバーの挿入用の操作スリーブを操作した状態でシャンク部をアーバーの挿入穴内に挿入するだけで、取着が完了する。この結果、アーバー側からドリル側に回転が伝達され、且つ軸方向においてもアーバーにドリルが固定される。

国際公開番号ＷＯ９８/３７９９９号公報

ところが、前記着脱装置の場合、前記ドリルがアーバーの挿着穴内へ取着されると、アーバーの挿着穴の外径方へ後退自在に配置された球状の係止部材が、ドリル側のシャンク部に形成された係合凹部に係合して、回転トルクを伝達するように構成されている。
しかし、前記構成の場合、穿設加工中に、一時的に所定以上の大きな回転トルクが前記係止部材と係合凹部間に作用すると、該係止部材と係合凹部のいずれか又は両方が塑性変形することがある。特に、重切削用のドリルを使用する場合には塑性変形が起こり易い。

前述のように塑性変形すると、ドリルとアーバーのいずれか又は両方を、新しいものに交換する必要がある。
一般に、ドリルが消耗部品であることから、前記アーバーに、ドリルに比してより硬度の高い材質のものを用いており、したがって、一般にはドリルを交換することになる。
このように、刃先部分が未だ消耗していないにもかかわらず、前記係合凹部が塑性変形したことによってドリルそのものを交換する必要が生じる。
そして、前記着脱装置では、構造上、前記球状の係止部材とテーパ孔状の係合凹部とは「点接触」あるいは「線接触」していることから、穿設加工中、単位面積あたり極めて大きな応力が作用することになる。特に、切刃が被加工物に対して「咬み込んだ」場合等には、一時的に大きな回転トルクが衝撃的に作用する。このため、前記着脱装置の場合、塑性変形を防止することが難しいのが現況である。特に重切削をおこなうドリルを使用する場合に問題となる。

ところで、世界的に最も数量的に多い形態の前記着脱装置は、ねじ止め式のもの、つまり、前記ドリルのシャンク部の周面の一部を凹設して形成された平面に、アーバー側の止めねじを前記平面に押圧することによって固定する形態のものがある。次に数量的に多い形態のものは、前記特許文献１に記載されるようなものである。世界的レベルで、これらの数量的な比率は、前者が９０パーセント以上を締めているのが現状である。
そして、前述のようにドリルは所謂消耗品であるのに対して、アーバーは耐久品であることから、次に提供される新たな形態のドリルも、既存のアーバーに挿着されるものでなければ、市場において大量に販売されることは難しい。

本発明は、このような状況に鑑みておこなわれたもので、一時的に大きな回転トルクがドリル側とアーバー側との伝達部分に作用しても、前記塑性変形が生じ難い構成の回転工具と、それをアーバーに取着する着脱装置を提供することを目的とする。

本発明にかかる回転工具は、回転工具の上端部に形成されるシャンク部が、先端方に臨むように開口し且つ駆動軸側に取着されたアーバーの挿着穴に、穿設加工に際して回転トルクの伝達と軸方向の固定が可能に、挿着されるよう構成された、回転工具とアーバーとの着脱装置であって、
前記回転工具のシャンク部と前記アーバーの挿着穴間に、回転トルクを伝達する回転トルク伝達機構と軸方向の固定をする軸方向固定機構とを各々独立して形成したことを特徴とする。

このように構成された回転工具の着脱装置によれば、回転トルクを伝達する回転トルク伝達機構と軸方向の固定をする軸方向固定機構とを独立して形成していることに起因して、該回転トルク伝達機構の回転トルクを伝達するべき接触面積を自在に（大きく）設定できるため、一時的に大きな回転トルクが作用するようなことがあっても、塑性変形するような事態を防止できる着脱装置を実現できる。また、軸方向固定機構は単に回転工具をアーバー側に軸方向に保持するだけとなるため、コンパクトにすることができる。

前記着脱装置において、前記アーバーと回転工具のいずれか一方に、軸方向に延びる凸部を形成し、他方に軸方向に延び且つ前記凸部に係合する溝部を形成することによって、前記回転トルク伝達機構を構成し、
前記回転工具のシャンク部に形成された係合凹部と、前記アーバーの挿着穴内に内径方に突出可能に配置されて前記係合凹部に係合する係止部材とで、前記軸方向固定機構を構成すると、
アーバー側から回転工具側へ、回転トルクは、前記凸部と前記溝部との係合部分によって面接触での伝達がなされるため、大きな回転トルクが作用した場合にも、確実に且つ塑性変形することなく伝達することができる。また、回転工具はアーバーに対して、軸方向に、前記係止部材と係合凹部との係合により、係止されることになり、ここには回転トルクは作用することがないため、塑性変形するようなことはなく、且つコンパクトにできる。

前記着脱装置において、前記回転トルク伝達機構として、前記シャンク部に軸方向に延びる溝部と、前記アーバーの挿着穴に前記溝部に面接触的に係合し且つ軸方向に延びる凸部とを有すると、加工が容易な好ましい着脱装置となる。

前記着脱装置において、前記溝部と前記係合凹部とがシャンク部の周方向において同じ位置に形成されるとともに、
前記アーバーの挿着穴の周方向において前記係止部材と前記凸部とが同じ位置であって、該凸部が軸方向の開口端方に形成され、その基端方に前記係止部材が配置されていると、構成的にシンプルな且つ加工工数が少ない着脱装置となる。かかる場合に、前記溝部と凸部を、スプライン溝とスプライン穴とで構成することができる。

前記着脱装置において、前記溝部が、前記係止部材を前記係合凹部へ通過させることができる大きさの溝で構成されていると、シャンク部をアーバーの挿着穴へ挿着するときに、円滑に挿着させることができる構成となる。

前記着脱装置において、前記軸方向固定機構の回転方向における遊隙が、前記回転トルク伝達機構の回転方向における遊隙より大きく構成されていると、ドリルとアーバーとの間に大きな回転トルクが作用しても、軸方向固定機構に該回転トルクが全く作用しない着脱装置を実現することができる。

前記発明にかかる着脱装置の回転工具であって、前記シャンク部の、周方向において前記係合凹部が形成されていない部位に、前記挿着穴に形成された凸部が面接触的に係合する溝部を、形成した構成とすると、好ましい。

前記発明にかかる着脱装置の回転工具であって、前記シャンク部の、周方向において前記係合凹部が形成されている部位に、前記アーバーの挿着穴に形成された凸部が面接触的に係合する前記溝部を、形成した構成とすると、合理的な構成となり、シャンク部の周面に非加工部分を残すことができる点で好ましい。

前記いずれの回転工具であっても、回転トルクを伝達する回転トルク伝達機構と軸方向の固定をする軸方向固定機構を独立して形成していることに起因して、該回転トルク伝達機構の回転トルクを伝達するべき接触面積を自在に（大きく）設定できるため、一時的に大きな回転トルクが作用するようなことがあっても、塑性変形するようなことを防止できる。

前記回転工具において、前記シャンク部の、溝部及び前記係合凹部が形成されていない周面部位の、基端から先端方に離間した位置に、ねじ止め用の係合面を形成すると、ねじ止め式のアーバーにも取着できる、もちろん前記ワンタッチ式及びツータッチ式のアーバーにも取着できる回転工具となる。その際、前記シャンク部の、周方向において前記係合凹部が形成されている部位に、前記溝部を形成した構成と組み合わせると、前記係合面をスペース的に容易に確保できる構成となる。
そして、かかる係合面を具備させることで、世界的に圧倒的なシェア（市場占有率）を占める「ねじ止め式」のアーバーにも、本発明にかかる回転工具を係着することができる。

前記回転工具において、前記溝部の基端部が、周方向において幅拡になった側面視がテーパ状の形態を有するように構成されていると、アーバーへの装着に際して、該アーバーの挿着穴に対する周方向の位置決めがおこない易い回転工具となる。

前記回転工具において、前記溝部の先端が基端に対して、側面視において、切削時の回転方向において前側になるような、斜めに形成されていると、回転トルクが作用すると、回転工具がよりアーバーに近接する側への分力が作用する構成となる。このため、前記軸方向固定機構に作用する応力を軽減できる構成となる。

前記回転工具において、前記シャンク部が、略六角形以上の略偶数多角形柱状体に構成され、かかる略多角形柱状体の少なくとも１つの面に前記係合凹部が形成され、残りの少なくとも１つの面に、前記溝部が、さらに残りの１つの面に、前記ねじ止め用の係合面が形成されていると、シャンク部の加工がおこない易い形態の回転工具となる。

前記回転工具おいて、前記溝部を、回転工具の基端面に径方向に延びるように凹設した溝で構成することもできる。

前述のように構成された該回転工具の着脱装置と該回転工具によると、一時的に大きな回転トルクがドリル側とアーバー側との伝達部分に作用しても、前記塑性変形が生じ難い構成の着脱装置と回転工具を提供することができる。

本発明の実施例にかかる回転工具たるコアドリルの着脱装置の一部を形成するアーバーの構成を、中心線より上の部分を断面して示した側面図である。 図１に示す着脱装置のアーバーの回転トルク伝達機構の挿着穴の構成を示す図１のII-II矢視図である。 図１に示すアーバーに挿着される１つの実施例にかかるドリルの構成を示す図で、（ａ）は全体の構成を示す一部断面した全体側面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ矢視図、（ｃ）は（ｂ）のｃ−ｃ矢視図、（ｄ）は（ｂ）のｄ−ｄ矢視図である。 図１に示すアーバーに図３に示すドリルのシャンク部分を挿着した状態での本実施例にかかる着脱装置の、一部断面した全体側面図である。 ドリルのシャンク部とアーバーとの係合状態を示す図４のIV−IV矢視断面図である。 図１に示すアーバーに挿着される第２の実施例にかかるドリルの構成を示す図で、（ａ）は全体の構成を示す一部断面した全体側面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ矢視図、（ｃ）は（ｂ）のｃ−ｃ矢視図、（ｄ）は（ｂ）のｄ−ｄ矢視図である。 図１に示すアーバーに挿着される第３の実施例にかかるドリルの構成を示す図で、（ａ）は全体の構成を示す一部断面した全体側面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ矢視図、（ｃ）は（ｂ）のｃ−ｃ矢視図、（ｄ）は（ｂ）のｄ−ｄ矢視図である。 図１に示すアーバーに挿着される第４の実施例にかかるドリルの構成を示す図で、（ａ）は全体の構成を示す一部断面した全体側面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ矢視図、（ｃ）は（ｂ）のｃ−ｃ矢視図、（ｄ）は（ｂ）のｄ−ｄ矢視図である。 図１に示すアーバーに挿着される第５の実施例にかかるドリルの構成を示す図で、（ａ）は全体の構成を示す一部断面した全体側面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ矢視図、（ｃ）は（ｂ）のｃ−ｃ矢視図、（ｄ）は（ｂ）のｄ−ｄ矢視図である。 図１に示すアーバーに挿着される第６の実施例にかかるドリルの構成を示す図で、（ａ）は全体の構成を示す一部断面した全体側面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ矢視図、（ｃ）は（ｂ）のｃ−ｃ矢視図、（ｄ）は（ｂ）のｄ−ｄ矢視図である。 図１に示すアーバーに挿着される第７の実施例にかかるドリルの構成を示す図で、（ａ）は全体の構成を示す一部断面した全体側面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ矢視図、（ｃ）は（ｂ）のｃ−ｃ矢視図、（ｄ）は（ｂ）のｄ−ｄ矢視図である。 図１に示すアーバーに挿着される第８の実施例にかかるドリルの構成を示す図で、（ａ）は全体の構成を示す一部断面した全体側面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ矢視図、（ｃ）は（ｂ）のｃ−ｃ矢視図、（ｄ）は（ｂ）のｄ−ｄ矢視図である。 溝部が周方向に２箇所形成された実施例にかかるドリルの回転トルク伝達機構を示す、図３（ｂ）に対応する平面図である。 溝部が周方向に３箇所形成された実施例にかかるドリルの回転トルク伝達機構を示す、図３（ｂ）あるいは図１３に対応する平面図である。 図１４とは異なる形態の溝部の構成を示す溝部部分の部分拡大平面図である。 図１５とは異なる形態の溝部の構成を示す溝部部分の部分拡大平面図である。 図１２に示す実施例とは同じ形態の溝を有するコアドリルを有する着脱装置と該回転工具の構成を示す図で、（ａ）はアーバーを中心線より上の部分を断面して示した側面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ矢視図、（ｃ）は（ａ）のアーバーに取着するコアドリルの側面図である。 図１，図１７に示す実施例とは別の実施例にかかる、回転工具たるダイヤモンドコアドリルを有する着脱装置のアーバーの構成と回転工具の構成を示す図で、（ａ）はアーバーを中心線より上の部分を断面して示した側面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ矢視図、（ｃ）は（ａ）のアーバーに取着する回転工具の側面図である。

以下、本発明を実施例に基づいてより具体的に説明する。この実施例では、回転工具としてコアドリルを例に挙げ、また着脱装置として、前記コアドリルを所謂ツータッチ式のアーバーに着脱自在に挿着できる着脱装置を例に挙げて説明する。
（実施例）
本着脱装置は、図１に示すアーバーＡとかかるアーバーＡの挿着穴２に取着される図３に示すシャンク部１１を備えたコアドリル（以下、単にドリルという）Ｂとから構成されている。
図１，図２には、着脱装置の一部を構成する所謂ツータッチ式のアーバーＡの構成を示す。
このアーバーＡは、テーパ状に形成されている基端部（図１において右部）Ａｕが図示しない回転駆動装置（例えば、「ボール盤」）の駆動軸に取着されるように、構成されている。
そして、該アーバーＡの先端部（図１において左部）Ａｂに、先端方（図１において左端方）に臨むように開口した挿着穴１を有する。図２に示す状態から、挿着穴１の内周面から外形方に後退可能に球状の係止部材２が、周方向の３箇所（図２参照）に均等に配置されている。
また、かかる挿着穴１の、前記係止部材２の１つとそれに隣接する他の係止部材２との周方向における中間の位置には、底面（断面）視が矩形形状をした凸部３（図２参照）が１つ内径方へ突出するように形成されている。この実施例では、前記凸部３は内周面に周方向において１つだけ形成されているが、複数形成されていてもよい。つまり、伝達する回転トルクの大きさ等に応じて、隣接する係止部材２間にそれぞれ１つづつ、あるいは複数個づつ形成されてもよい。
このアーバーＡの外周部には、操作スリーブ４が、基端方から先端方にスプリング５で押圧され、軸方向（図１において左右方向）に所定寸法だけ移動自在（操作可能）に、配置されている。前記スプリング５の押圧力に起因して、前記操作スリーブ４が基端方に押圧される結果、該操作スリーブ４の基端部内周面に形成されている傾斜面４ａとそれに続くストレート状のカム面４ｂを備えた押圧面によって、前記係止部材２は、内径方に押圧されるよう構成されている。

一方、前記アーバーＡに着脱自在に取着されるドリルＢは、図３に図示するように、基端部（図３において右端部）に前記挿着穴１内に挿着されるシャンク部１１を備えるとともに、その先端方（図３において左方）に円筒状の胴部１２を一体に有する。かかる胴部１２の先端部（図３において左端部）には、複数の切刃１３が周方向に適宜間隔をもって配設されることによって刃部１４が形成されている。また、前記切刃１３と切刃１３との間に位置する胴部１２の外周面には、該切刃１３で切削した切削屑を基端方（図３において右方）に排出するためのギャレット１７が凹設されている。かかるギャレット１７は、先端部に比べて基端部が回転方向後方に位置するように、前記胴部１２の外周面に傾斜するよう形成されている。

そして、かかるドリルＢのシャンク部１１は断面が円形に形成され、かかるシャンク部１１の外周面には、前記アーバーＡに配設された前記係止部材２に位置的に対応して、軸中心方で穴径が小さくなったテーパ穴状の係合凹部１５が、３箇所周方向に均等に間隔をあけて形成されている。この実施例では、かかる係合凹部１５と前記係止部材２とによって、ドリルＢをアーバーＡに軸方向に固定するための、「軸方向固定機構」が実現されている。つまり、アーバーＡの挿着穴１からドリルＢのシャンク部１１が抜け落ちるのを防止する。なお、前記係合凹部１５から基端にかけて、シャンク部１１の挿着穴１内への挿入に際して、前記係止部材２が軸方向へ通過するための、通過凹部１８が形成されている。かかる通過凹部１８の形態としては、種々考えられ、例えば、図９に図示するように、外周面の一部を削って形成されるフラットな面であってもよい。

また、図３に図示するように、前記シャンク部１１の、前記係合凹部１５とそれに周方向において隣接する係合凹部１５の周方向の中間の位置であって、該係合凹部１５が形成されていない部位には、前記アーバーＡの前記凸部３に位置的に対応して、該凸部３に対応した寸法と形態を有する矩形形状の溝断面を有する溝部１６が、形成されている。かかる溝部１６と、前記凸部３とによって、アーバーＡからドリルＢ側に回転トルクを伝達する「回転トルク伝達機構」が実現されている。つまり、かかる回転トルク伝達機構が、ドリルＢによって穿設加工をおこなう際に生じる回転トルクを、アーバーＡ側からドリルＢ側に伝達可能になっている。この実施例では、前記溝部１６は前記凸部３に合わせて外周部に周方向に１つだけ形成されているが、該凸部３が複数ある場合にはこれに対応して溝部１６も対応する数だけ対応する位置に形成される。
前記構成おいて、前記軸方向固定機構、つまり、前記係止部材２と係合凹部１５との係合の、回転方向における遊隙（遊び）が、前記凸部３と溝部１６との回転方向における遊隙（遊び）より、大きく構成しておくことが、切削時の回転トルクによる前記係止部材２やへ係合凹部１５の塑性変形を回避するのに、より好ましい構成となる。
また、この実施例のように、前記回転トルク伝達機構の軸方向における遊隙よりも、前記軸方向固定機構の軸方向における遊隙の方が、小さくなるよう構成しておくことが、ドリタルＢとアーバーＡ間の軸方向のガタつきを少なくするのに、より好ましい構成となる。

ところで、前記説明した実施例では、図３に図示するように、前記係止部材２とこれに対応する係合凹部１５がそれぞれ周方向に対応して各３箇所設けられ、前記凸部３とこれに対応する溝部１６が周方向において各１箇所対応して配置されている。しかし、これら係止部材２と係合凹部１５の数、前記凸部３と溝部１６の数は、伝達すべき回転トルクの大きさや脱落防止のために必要な応力に基づいて適宜決定すればよい。例えば、図１０，図１３に図示するように、前記係止部材２（図示せず）と係合凹部１５を周方向の３箇所に、前記凸部３（図示せず）と溝部１６を周方向に２箇所設けるように構成してもよく、あるいは、図１４に図示するように、前記凸部３（図示せず）と溝部１６を周方向に３箇所づつ設けるような構成であってもよい。なお、図１０，図１３，図１４において、図３と同じ構成については、図３と同じ参照符号を付してその説明を省略する。

また、前記凸部３と溝部１６の断面形状においても、前述した矩形状のものに限定されるものでなく、図１５に図示するようにＶ字状の溝部１６ａであってもよく、あるいは図１６に図示するように、切り欠き効果を低減させるべく角部分を曲面で形成した溝部１６ｂであってもよい。また、前記構成とは逆に、溝部１６ａが前記挿着穴１の内周部に形成され、前記凸部３がシャンク部１１の外周部に設けられていてもよい。

そして、この実施例にかかるドリルＢの場合、シャンク１１の周方向において、前記係合凹部１５と溝部１６が形成されていない周面の位置に、ねじ止め用の係合面２２が形成されている。かかる係合面２２は、前記した所謂ツータッチ式（あるいはワンタッチ式）の着脱装置において、アーバーＡの挿着穴１にシャンク１１を挿着する際には、不要な構成である。しかし、かかる係合面２２は、世界的に最も多く用いられている「ねじ止め式」のアーバー（図示せず）にドリルＢを取着する際に、アーバーの外周面から内方へ向けて螺着されているねじを締付けることによって、該ねじを前記係合面２２に当接させて、ドリルＢをアーバーＡに固着することを可能にする。

本発明にかかるドリルＢ１の別の実施例（実施例２）として、図６に図示するように、ドリルＢ１のシャンク部１１をアーバーＡの挿着穴１への挿着に際して、係止部材２を通過させる通過凹部１８と同じ位置に溝部１６を形成してもよい。この実施例２の場合、溝部１６が通過凹部１８より溝深さが深く且つ溝幅が同じかそれ以下の場合には、溝部１６のみ形成すれば、通過凹部１８としても機能することになる。つまり、極めて合理的な構成となる。
そして、かかる実施例２の場合には、前記係合面２２を形成するのに、十分なスペースを与えることになる点で、好ましい実施例となる。
その他の構成については、図３に示す実施例と同じであり、同じ構成については図３と同じ参照符号を付して説明を省略する。
かかる構成の場合には、加工工数が低減し、製造コストを低減できるとともに、且つシンプルな構成となる。

また、本発明にかかるドリルＢ２の別の実施例（実施例３）として、図７に図示するように、溝部２１６の基端部２１６ｂが、先端部２１６ｔに比べて、周方向において幅拡になった、側面視がテーパ状の形態を有するような形態に構成することも、望ましい実施例となる。
かかるドリルＢ２の場合、アーバーＡへドリルＢ２を装着する際、該アーバーＡの挿着穴１に対する周方向の位置決めがおこない易いドリルＢ２となる。その他の構成については、図３に示す実施例と同じであり、図３に示す実施例と同じ構成又は対応する構成については、同じ又は対応する構成に付された参照符号に２００を加えた符号を付して、説明を省略する。

また、本発明にかかるドリルＢ３の別の実施例（実施例４）として、図８に図示するように、溝部３１６の先端部３１６ｔが基端部３１６ｂに対して、側面視において、切削時の回転方向Ｒにおいて前側になった如く、斜めに形成されている。
かかるドリルＢの場合、回転トルクが作用すると、ドリル（回転工具）Ｂ３がよりアーバーＡに近接する側への分力が作用する構成となる。従って、回転トルクが作用するとよりドリルＢ３が脱落し難くなるような作用を奏する。その他の構成については、図３に示す実施例と同じであり、図３に示す実施例と同じ構成又は対応する構成については、同じ又は対応する構成に付された参照符号に３００を加えた符号を付して、説明を省略する。

また、本発明にかかるドリルＢ４の別の実施例（実施例５）として、図９に図示するように、シャンク部４１１が、略六角形以上の略偶数多角形柱状体（この実施例５では六角柱状体）に構成され、かかる略多角形柱状体の少なくとも１つの面に、前記係合凹部４１５が形成され、残りの少なくとも１つの面に、前記溝部４１６が、さらに残りの１つの面に、前記ねじ止め用の係合面４２２が、形成されてもよい。例えば、この実施例５の場合には、３つの面Ｆａに前記係合凹部４１５が１つ飛びに形成され、残りの３つの面のうちの１つの面Ｆｂに、前記ねじ止め用の係合面４２２が形成されており、さらに前記残りの３つの面のうちの残りの二つの面Ｆｃに溝部４１６が形成されている。
かかるドリルＢ４の場合、シャンク部４１１の加工がおこない易い形態の回転工具となる。また、アーバーＡ側からドリルＢ４側に極めて大きな回転トルクを作用させることができる構成を実現することができる。
なお、かかる形態のドリルＢ４の場合には、図示しないアーバーの挿着穴も前記シャンク部４１１の外形に合致させて、略六角形以上の略偶数多角形柱状穴に形成しておく必要があることは言うまでもない。
その他の構成については、図３に示す実施例と同じであり、図３に示す実施例と同じ構成又は対応する構成については、同じ又は対応する構成に付された参照符号に４００を加えた符号を付して、説明を省略する。

また、本発明にかかるドリルＢ５の別の実施例（実施例６）として、図１１に図示するように、前記通過凹部５１８をシャンク部５１１の基端部を断面円形に縮径（小径）することによって、構成してもよい。
かかるドリルＢ５の場合、シャンク部５１１の加工がおこない易い形態の回転工具となる。その他の構成については、図３に示す実施例と同じであり、図３に示す実施例と同じ構成又は対応する構成については、同じ又は対応する構成に付された参照符号に５００を加えた符号を付して、説明を省略する。

また、本発明にかかるドリルＢ６の別の実施例（実施例７）として、図１２に図示するように、前記溝部６１６をシャンク部６１１の基端面に凹設することによって、構成してもよい。かかる場合、図示しないが、アーバーの挿着穴に形成された凸部も該溝部６１６の形態に合わせて、挿着穴の直径方向に形成する必要があることは言うまでもない。
かかるドリルＢ６の場合、溝部６１６の加工がおこない易い形態のドリル（回転工具）Ｂ６となる。その他の構成については、図３に示す実施例と同じであり、図３に示す実施例と同じ構成又は対応する構成については、同じ又は対応する構成に付された参照符号に６００を加えた符号を付して、説明を省略する。

前述のように構成された本実施例にかかる回転工具（ドリルＢ〜Ｂ６）とこれを挿着するアーバーＡからなる着脱装置によれば、例えば、図１〜図３に図示する形態のアーバーＡとドリルＢとを例に挙げて説明すると、図４に図示するように、ドリルＢをアーバーＡの挿着穴１内に、周方向において前記通過凹部１８が前記係止部材２と一致するような状態で、且つ前記操作スリーブ４を引き上げた状態（図１において右方に移動させた状態）で、挿入することによって、図４，図５に図示するように、該ドリルＢとアーバーＡの軸方向の固定は、前記軸方向固定機構によっておこなわれ、切削に必要な回転トルクの伝達に関しては、前記回転トルク伝達機構によっておこなわれる。
このため、穿設加工において一時的に大きな回転トルクが作用するようなことが生じても、アーバー側から被取着物側に回転トルクを伝達する部分で塑性変形が生じることはない。特に、前記回転トルク伝達機構が、前記実施例のように、矩形状の凸部３と矩形状の穴断面を有する溝部１６間による面接触によりおこなわれるため、一時的に大きな且つ衝撃的な回転トルクが作用しても、塑性変形をおこすことはない。

また、従来の着脱装置に比べて、前記係止部材２とこれに対応する係合凹部１５には軸方向の固定に必要な応力しか作用せず、従って、該応力が大幅に小さくなるため、これらをコンパクトに、つまり、寸法的に小さいものにすることができるため、具体的には、前記球状の係止部材２の径を小さくできるため、アーバーＡの外径を小さくすることが可能となる。また、前記シャンク部１１の外径も小さくすることが可能となる。

前記作用効果について、図１〜図３に図示するアーバーＡとドリルＢとを例に挙げて説明したが、図５〜図１６及び後述する図１７，図１８に図示する他の形態のアーバーとドリルからなる着脱装置も、基本的に前述した同じ作用効果を奏する。

前記実施例では、前記回転トルク伝達機構の凸部３をアーバー側に設け、溝部１６をドリル（回転工具）側に設けたが、この構成とは逆に、図示しないが、凸部をドリル（回転工具）側に、溝部をアーバー側に設けても良いことは言うまでもない。

なお、前記ドリルＢをアーバーＡから取り外す際には、前記操作スリーブ４を上方に引き上げると、ドリルＢが上下方向になっている場合には、該ドリルＢは自重によって、アーバーＡから外れることになる。

ところで、本発明は、図１７に図示するように、前記アーバーＡ７の挿着穴１内にドリルＢ７のシャンク部７１１が挿着される前の状態では、図１７（ｂ）に図示するように、前記係止部材７０２が挿着穴１の内周面から内方に突出し、挿着時に操作スリーブ７０４を基端方に移動させて該係止部材７０２を外径方に後退自在にした状態において、シャンク部７１１を挿着するような形態の着脱装置についても、本願発明は適用できることは言うまでもない。
かかる構成の着脱装置の場合には、アーバーＡ７の操作スリーブ７０４を操作して、シャンク部７１１を挿着穴７０１内に挿着し、前記操作スリーブ７０４の操作を止めると、該操作スリーブ７０４は先端方に押圧するスプリング５の押圧力に起因して、先端方に移動して、係止部材７０２を操作スリーブ７０４の内面のテーパ面が内径方に押圧して、該係止部材７０２がシャンク部７１１の係合凹部７１５に係合して、ドリルＢ７がアーバーＡ７に対して軸方向に固定される。
また、前記シャンク部７１１の基端面に径方向を向くように形成されている溝部１６は、アーバーＡ７の挿着穴７０１内に径方向に形成された凸部３に係合して、ドリルＢ７がアーバーＡ７に対して回転方向に固定される。
なお、図１７において、図１〜図１６と同じ又は対応する構成については、同じ又は対応する構成に付された参照符号に７００を加えた符号を付して、重複する説明を省略する。なお、図１７において、符号「７２０」は穿設に際して位置決めをするためのセンタードリル、符号「７２１」は切削液の供給穴である。

また、前記した実施例では、所謂ツータッチ式の着脱装置を例に挙げて説明したが、本発明は所謂ワンタッチ式の着脱装置に適用できることは言うまでもない。つまり、
前記した実施例では、前記アーバーＡの挿着穴１内にシャンク部１１が挿着される前の状態においても、図２に図示するように、前記係止部材２が挿着穴１の内周面から内方に突出した状態となっている形態のアーバーとシャンク部を備えた着脱装置について説明したが、図１８に図示するように、前記アーバーＡ８の挿着穴８０１内にシャンク部８１１が挿着される前の状態では、図１８（ｂ）に図示するように、前記係止部材８０２が挿着穴８０１の内周面から内方に突出していない形態の着脱装置についても、本願発明は適用できることは言うまでもない。
かかる構成の着脱装置の場合には、アーバーＡ８の操作スリーブ８０４を操作することなく、単にドリルＢ８のシャンク部８１１を挿着穴８０１内に挿着するだけで、該挿着の際に前記係止部材８０２が内径方に突出してドリルＢ８の係合凹部８１５に係合して軸方向に固定される。
なお、図１８において、図１〜図１６と同じ又は対応する構成については、同じ又は対応する構成に付された参照符号に８００を加えた符号を付して、重複する説明を省略する。なお、図１８に示すドリルＢ８は、ダイヤモンド粒からなる切削刃８１４を胴部８１２の先端部に有する、ダイヤモンドコアドリルである。

また、本発明は、前記実施例に限定されるものでなく、本発明の技術的思想に基づく範囲において種々の形態で実施することが可能となることは言うまでもない。

本発明にかかる回転工具の着脱装置と該回転工具は、種々の工作機械等の回転工具として又その着脱装置等として利用することができる。

Ａ，Ａ７，Ａ８…アーバー
Ｂ〜Ｂ８…ドリル（回転工具）
１…挿着穴
２…係止部材（軸方向固定機構を構成する１つの要素）
３…凸部（回転トルク伝達機構を構成する１つの要素）
１１…シャンク部
１５…係合凹部（軸方向固定機構を構成する１つの要素）
１６…溝部（回転トルク伝達機構を構成する１つの要素）
１８…通過凹部
２２…係合面

Claims (11)

1. 回転工具の上端部に形成されるシャンク部が、先端方に臨むように開口し且つ駆動軸側に取着されたアーバーの挿着穴に、穿設加工に際して回転トルクの伝達と軸方向の固定が可能に、挿着されるよう構成された、回転工具とアーバーとの着脱装置であって、
   前記回転工具のシャンク部と前記アーバーの挿着穴間に、回転トルクを伝達する回転トルク伝達機構と軸方向の固定をする軸方向固定機構とを各々独立して形成したことを特徴とする着脱装置。
2. 前記アーバーと回転工具のいずれか一方に、軸方向に延びる凸部を形成し、他方に軸方向に延び且つ前記凸部に係合する溝部を形成することによって、前記回転トルク伝達機構を構成し、
   前記回転工具のシャンク部に形成された係合凹部と、前記アーバーの挿着穴内に内径方に突出可能に配置されて前記係合凹部に係合する係止部材とで、前記軸方向固定機構を構成したことを特徴とする請求項１記載の着脱装置。
3. 前記回転トルク伝達機構として、前記シャンク部に軸方向に延びる溝部と、前記アーバーの挿着穴に前記溝部に面接触的に係合し且つ軸方向に延びる凸部とを有することを特徴とする請求項２記載の着脱装置。
4. 前記溝部と前記係合凹部とがシャンク部の周方向において同じ位置に形成されるとともに、
   前記アーバーの挿着穴の周方向において前記係止部材と前記凸部とが同じ位置であって、該凸部が軸方向の開口端方に形成され、その基端方に前記係止部材が配置されていることを特徴とする請求項３記載の着脱装置。
5. 前記溝部が、前記係止部材を軸方向に通過させることができる大きさの溝で構成されていることを特徴とする請求項４記載の着脱装置。
6. 前記軸方向固定機構の回転方向における遊隙が、前記回転トルク伝達機構の回転方向における遊隙より大きく構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１の項に記載の着脱装置。
7. 前記請求項３に記載の着脱装置の回転工具であって、
   前記シャンク部の、周方向において前記係合凹部が形成されていない部位に、前記アーバーの挿着穴に形成された凸部が面接触的に係合する溝部を、形成したことを特徴とする回転工具。
8. 前記請求項３に記載の着脱装置の回転工具であって、
   前記シャンク部の、周方向において前記係合凹部が形成されている部位に、前記挿着穴に形成された凸部が面接触的に係合する前記溝部を、形成したことを特徴とする回転工具。
9. 前記請求項３に記載の着脱装置の回転工具であって、
   前記シャンク部の、溝部及び前記係合凹部が形成されていない周面部位の、基端から先端方に離間した位置に、ねじ止め用の係合面を形成したことを特徴とする回転工具。
10. 前記溝部の基端部が、周方向において幅拡になった側面視がテーパ状の形態を有するように構成されていることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１の項に記載の回転工具。
11. 前記溝部の先端が基端に対して、側面視において、切削時の回転方向において前側になった、斜めに形成されていることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１の項に記載の回転工具。

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