JPH0651245B2 - 切屑破断式穿孔装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は主として鋼板等の硬質金属材に、比較的深い
孔を穿孔する作業に際し、連続的に生じる細巾帯状の切
屑を短く破断する機構を備えた切屑破断式穿孔装置に関
するものである。

（従来の技術） 従来の硬質金属材用穿孔装置は、一般に、穿孔刃を下端
に有する穿孔体を回転させると共に、一定速度で軸方向
に送りを掛けながら穿孔作業を行うように構成されてい
る。このため、細巾帯状の切屑が連続的に生じ、この切
屑がシャンク部等に巻き付いて穿孔作業を阻害すること
があり、また、硬質金属材の切屑の両縁部は鋭利である
ため、この切屑により怪我をする虞れがあった。

そこで、穿孔体（ドリル）を回転する途中で断続的に軸
方向に突出後退動させて穿孔刃を切削位置から接離させ
ることによって切削される切屑が適宜寸断されるように
した切屑破断式穿孔装置が提案されている。（例えば、
特開昭６０−１８０７０４号公報参照） 一方、比較的大径の穿孔を行う装置としてコア型の穿孔
体を用い、該穿孔体中心にバネの付勢下にあって後退動
自在に位置決め用のセンターピンを備えたものがある。

この種の装置に、上記するような穿孔刃を切屑位置から
接離させて切屑を適宜寸断する機構を適用した場合、セ
ンターピンを被穿孔物面に強く押し付けて確り位置決め
した状態で穿孔刃を被穿孔物面に切り込ませるようにし
ないと、穿孔刃が被穿孔物面上でおどって適切な穿孔が
行われないことがある。

つまり、センターピンを付勢する強力なバネの装着が求
められる。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上記するように、センターピンを付勢するの
に強力なバネを用いると、穿孔作業は、常にこの強力な
バネの圧縮圧に抗して行われるようになるため、このバ
ネの圧縮圧が軸方向に掛けられる送り力を弱めるように
作用して作業性を悪くする。

また、穿孔を終了した時点で、穿孔体内に刳り抜き状に
残る切削塊は、穿孔体内で傾斜して穿孔体に引っ掛かっ
て出てこないことがあるが、このような切削塊に強力な
バネの圧縮圧が掛けられている状態では、穿孔体内から
の切削塊が取り出し難いものである。

この発明は上述の点に鑑みなされたものであって、穿孔
開始時点では強力なバネ力をセンターピンに作用させて
確りした位置決めを行い、穿孔途中から穿孔終了するま
ではバネ力を弱くして作業性を向上するとともに、穿孔
体内に残る切屑塊の取り出しも簡単にできる切屑破断式
穿孔装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するためのこの発明の要旨とするとこ
ろは、上部にシャンクを有し、径大部と径大部下部に径
小部を形成したシャンク体と、該シャンク体の径大部に
回転自在に配装したスリーブ状の固定体と、該固定体の
シャンク体の径小部との間に形成される環状空間にあっ
て、シャンク体の径小部に配装され、径小部に対し軸心
方向に所定の距離を移動自在に係合し、シャンク体と一
体的に回転するスリーブ状の回転伝達体と、前記環状空
間内にあって環状リテーナーによって保持され、シャン
ク体の径小部基部と回転伝達体上端部に相対峙して形成
したテーパー面と固定体内周面に接触して回転する複数
個のボールと、前記テーパー面の少なくとも一方に等間
隔に形成した複数のボール嵌入用凹所と、下端に穿孔刃
を有し、中心部に挿通孔を貫設し、上端挿入部を回転伝
達体に係合連結した穿孔体と、該穿孔体の挿通孔に連通
してシャク体の中心部に設けたスプリング装填孔と、前
記穿孔体の挿通孔に後退動自在に挿通され、先端を穿孔
体下方に突出させたセンターピンと、前記スプリング装
填孔内に装填され、センターピンを突出方向に付勢する
スプリングを備え、被穿孔物面に対し、センターピンに
より位置決めしてシャンク体に対して穿孔体が一体的に
回転するとともに断続的に軸方向に突出後退動して穿孔
体の穿孔刃で切断される切屑を適宜寸断するものにおい
て、 前記スプリング装填孔を中間段付きに形成し、該スプリ
ング装填孔内にセンターピン上端部を突出させ、該セタ
ーピン上端部とスプリング装填孔底部間にバネ力の弱い
小径の第１スプリングを装填し、センターピン上端部周
面に係合溝を周設し、該係合溝に係止する係止用ボール
を配装するとともに、該係止用ボールに係止してスプリ
ング装填孔内を移動する受け座を設け、該受け座とスプ
リング装填孔の中間段間にバネ力の強い大径の第２スプ
リングを装填し、スプリング装填孔内周面に環状溝を設
け、該環状溝に第２スプリングの圧縮過程で係止用ボー
ルを退避させてセンターピンを第２スプリングの付勢か
ら開放することを特徴とする切屑破断式穿孔装置にあ
る。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は穿孔装置の全体断面図、第２図は第１図のII−
II線拡大断面図、第３図は第２図のIII−III線断面図、
第４図は第２図のIV−IV線断面図、第５図は第２図のＶ
−Ｖ線矢示図である。

第１図及び第２図において、 １は上端にシャンク1aを有するシャンク体で、このシャ
ンク体1 の外周面に径大部1bとこの径大部1bの下部に連
続して径小部1eを形成している。また、シャンク体1 の
中心部には下端を開口した中間段付きのスプリング装填
孔1cを設けている。

前記径大部1bに回転自在にスリーブ状の固定体4 を配装
し、径小部1eにはスリーブ状の回転伝達体2 を配装し、
この回転伝達体2 は回転伝達2 に設けたキー孔2aに嵌装
した沈みキー形式のキー3 （第５図参照）を介して径小
部1eに結合し、シャンク体1 と一体的に回転し且つ一定
範囲で軸方向に移動自在にしている。

前記固定体4 と径小部との間に形成される環状空間内に
あって、径小部1e基部と回転伝達体2 上端に、相対峙し
て対向的に縮径したテーパー面1f,2b を形成し、回転伝
達体2 側のテーパー面2bに複数（本実施例では４つの）
ボール嵌入用凹所2cを等間隔に形成している。

前記テーパー面1f,2b と固定体4 の内周面の３点に接触
して回動自在に前記凹所2cと同数の送り力伝達用のボー
ル（鋼球）を配し、これらのボール5 を、第４図に示す
ように、環状リテーナー5aによって回動自在に且つ等間
隔に保持している。

なお、1gはシャンク体1 に設けた固定体4 の抜け止めリ
ング、2eは回転伝達体2 に設けた固定体4 の抜け止めリ
ング、4aは固定体4 と回転伝達体2 間に介装したベアリ
ングブッシュである。

前記回転伝達体2 の内周面に、後述する穿孔体6 へ回転
を伝達する係合子2dを、第３図に示すように３箇所に突
設している。

穿孔体6 は下端周縁に穿孔刃を有するコア型のもので、
上端に挿入部6aを設け、この挿入部6aを前記回転伝達体
2 の下端開口部内に挿入して挿入部6aの端部に設けた突
起部6bを回転伝達体2 の係合子2dと係合させる。なお、
この突起部6bと係合子2dとの係合では、一定範囲で軸方
向に移動自在にしている。

更に、穿孔体6 の挿入部6aの中間外周面に、後述のボー
ル7 が嵌入する環状溝6cを設け、該環状溝6cに対応して
前記回転伝達体2 の下部に、複数の収容孔2gを貫設し、
該収容孔2gに穿孔体6 取着用のボール7 を装填し、その
周囲にボール7 の押出操作用スリーブ7aを軸方向に移動
自在に且つスプリング7bにより下方へ付勢して配装し、
回転伝達体2 に対して穿孔体6 を着脱自在にしている。
なお、7cは回転伝達体2 に設けたスリーブ7aの抜け止め
リングである。

穿孔体6 の中心部に貫設した挿通孔6dに穿孔位置決め用
のセンターピン8 を後退自在に挿通し、センターピン8
の先端を穿孔体6 下方に突出させ、また、センターピン
8 の上端部を前記スプリング装填孔1cに突出させてい
る。

そして、センターピン8 上端部に設けた係止段8bと、ス
プリング装填孔底部1d間にバネ力の弱い小径の第１スプ
リング9aを装填し、センターピン8 を突出方向に付勢し
ている。

また、センターピン8 の上端部周面に係合溝8cを周設
し、該係合溝8cに係止する複数個の係止用ボール9cを配
装するとともに、該係止用ボール9cに係止してスプリン
グ装填孔1c内を移動する受け座9dを設け、該受け座9dと
スプリング装填孔1cの中間段間にバネ力の強い大径の第
２スプリング9bを装填し、受け座9dおよび係止用ボール
9cを介してセンターピン8 を突出方向に付勢している。

前記スプリング装填孔周面に環状溝1hを周設している。
この環状溝1hはセンターピン8 がスプリング装填孔1c内
に後退してきて第２スプリング9bの圧縮過程で係止用ボ
ール9cを退避させてセンターピン8 を第２スプリング9b
の付勢から開放するためのものである。

なお、9eはスプリング装填孔1cの端部に設けた係止用ボ
ール9cの抜け止め用リングである。

また、10は給油孔で、この給油孔10は前記固定体4 及び
シャンク体1 の周壁を貫通してスプリング装填孔1e内に
連通しており、外部給油機構（図示せず）に連結される
ものである。

次に、上記実施例についてその作用を説明する。

第１図において、シャンク体1 のシャンク1aをボール盤
あるいはドリル等の回転と穿孔送りが掛けられる穿孔機
に装着して使用に供する。

この穿孔において、まず、被穿孔物面の穿孔中心にはセ
ンターピン8 の先端が押し当てられ、第１スプリング9a
および第２スプリング9bの付勢に抗して穿孔送りを掛け
て穿孔刃を被穿孔物面に切り込ませる。

ここで、穿孔機からシャンク体1 へ伝達された回転力
は、キー3 を介して回転伝達体2 から穿孔体６に伝達さ
れる。また、穿孔機からシャンク体1 へ伝達された軸方
向の穿孔送り力は、ボール5 を介して回転伝達体2 から
穿孔体6 に伝達される。

ところで、シャンク体1 と回転伝達体2 が一体的に同じ
回転数で回転する際、送り力伝達用の各ボール5 が固定
体4 の内周面に接触するため、第４図に示すように、シ
ャンク体1,回転伝達体2 と反対方向に自転しながら、環
状リテーナー5aと共にシャンク体1,回転伝達体2 と同一
方向に公転するが、シャンク体1 の回転中心軸からボー
ル5 の接触するテーパー面1f，2bまでの距離が、ボール
5 の半径に比べて大きいため、シャンク体1 若しくは回
転伝達体2 の回転角速度に比べてボール5 の公転角速度
は遅くなる。したがって、シャンク体1 若しくは回転伝
達体2 の回転角速度と各ボール5 の公転角速度に差異が
生じ、各ボール5 は断続的に回転伝達体2 側のテーパー
面2bの凹所2cに嵌入することになる。

こうしてシャンク体1 に対し穿孔体6 が軸方向(送り力
が作用する方向)に一時的にフリーの状態（下降可能な
状態）となってシャンク体1 から回転伝達体2 を経て穿
孔体6 への送り力の伝達が一時的に中断することにな
り、穿孔体6 の穿孔刃によって連続して切削されていた
切屑が短く寸断される。

そして、この穿孔装置では、上記穿孔作業に際し、切屑
を寸断するために穿孔体6 が軸方向に上下動（突出・後
退）しながら穿孔刃が被穿孔物面に対して切り込むこと
になるが、穿孔開始時には、センターピン8 に対して第
１スプリング9aおよび第２スプリング9bの２つのバネ力
が同時に作用して被穿孔物面に強力に押し付けて位置を
決めがなされるため、穿孔刃が被穿孔物面に対して切り
込む上で穿孔刃が被穿孔物面上でおどって位置ずれを生
じるようなことはなく所定の位置に確実に切り込むよう
になる。

そして、穿孔はセンターピン8 がスプリング装填孔1c側
に後退して第１スプリング9aおよび第２スプリング9bを
圧縮しながら続き、係止用ボール9cが環状溝1h部のとこ
ろに到達すると、係止用ボール9cが環状溝1h内に退避し
てセンターピン8 を第２スプリング9bの付勢から開放
し、この後は第１スプリング9aだけの付勢下に穿孔が続
いて穿孔を終了する。

穿孔作業を終了して穿孔体6 内には、刳り抜き状の切削
塊は残る。この切削塊は普通、穿孔を終了した時点で第
１スプリング9a圧縮圧で押し出されるが、中には穿孔体
6 内で傾くなどして引っ掛かって出てこないものがあ
る。このような切削塊は外部から適当に動かして引っ掛
かりを解消させて取り出される。ここで、穿孔体6 内に
引っ掛かった切削塊を動かすには第１スプリング9aのバ
ネ力が弱いため、自由に動かすことができて簡単に取り
出される。

（発明の効果） 以上説明したこの発明の穿孔装置によれば、次のような
効果を奏する。

(1) 穿孔作業に際し、穿孔体が切屑を寸断するために
断続的に軸方向に上下動するが、被穿孔物面に対する穿
孔開始時には２つのバネ力を同時にセンターピンに作用
させて強力に押し付けて穿孔中心の位置決めをするた
め、被穿孔物面に穿孔刃が切り込む上で穿孔刃が被穿孔
物面上でおどって位置ずれを生じるようなことはなく、
確実、且つ円滑な穿孔ができる。

(2) 穿孔途中で自動的にバネ力の強い第２スプリング
の付勢からセンターピは開放されるから、爾後の穿孔で
送り力が掛けやすくなり、また、穿孔を終了した時点で
穿孔体内に引っ掛かって出て来ない切削塊を外部から動
かしてその取り出しが簡単にできて作業性を向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の穿孔装置の実施例を示す全体断面
図、第２図は第１図のII−II線拡大断面図、第３図は第
２図のIII−III線断面図、第４図は第２図のIV−IV線断
面図、第５図は第２図のＶ−Ｖ線矢示図である。 1 ……シャンク体、1a……シャンク、1b……径大部、1c
……スプリング装填孔、1e……径小部、1h……環状溝、
2 ……回転伝達体、4 ……固定体、6 ……穿孔体、8 …
…センターピン、8c……係合溝、9a……第１スプリン
グ、9b……第２スプリング、9c……係止用ボール。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上部にシャンクを有し、径大部と径大部下
   部に径小部を形成したシャンク体と、該シャンク体の径
   大部に回転自在に配装したスリーブ状の固定体と、該固
   定体とシャンク体の径小部との間に形成される環状空間
   にあって、シャンク体の径小部に配装され、径小部に対
   し軸心方向に所定の距離を移動自在に係合し、シャンク
   体と一体的に回転するスリーブ状の回転伝達体と、前記
   環状空間内にあって環状リテーナーによって保持され、
   シャンク体の径小部基部と回転伝達体上端部に相対峙し
   て形成したテーパー面と固定体内周面に接触して回転す
   る複数個のボールと、前記テーパー面の少なくとも一方
   に等間隔に形成した複数のボール嵌入用凹所と、下端に
   穿孔刃を有し、中心部に挿通孔を貫設し、上端挿入部を
   回転伝達体に係合連結した穿孔体と、該穿孔体の挿通孔
   に連通してシャンク体の中心部に設けたスプリング装填
   孔と、前記穿孔体の挿通孔に後退自在に挿通され、先端
   を穿孔体下方に突出させたセンターピンと、前記スプリ
   ング装填孔内に装填され、センターピンを突出方向に付
   勢するスプリングを備え、被穿孔物面に対し、センター
   ピンにより位置決めしてシャンク体に対して穿孔体が一
   体的に回転するとともに断続的に軸方向に突出後退動し
   て穿孔体の穿孔刃で切削される切屑を適宜寸断するもの
   において、 前記スプリング装填孔を中間段付きに形成し、該スプリ
   ング装填孔内にセンターピン上端部を突出させ、該セン
   ターピン上端部とスプリング装填孔底部間にバネ力の弱
   い小径の第１スプリングを装填し、センターピン上端部
   周面に係合溝を周設し、該係合溝に係止する係止用ボー
   ルを配装するとともに、該係止用ボールに係止してスプ
   リング装填孔内を移動する受け座を設け、該受け座とス
   プリング装填孔の中間段間にバネ力の強い大径の第２ス
   プリングを装填し、スプリング装填孔内周面に環状溝を
   設け、該環状溝に第２スプリングの圧縮過程で係止用ボ
   ールを退避させてセンターピンを第２スプリングの付勢
   から開放することを特徴とする切屑破断式穿孔装置。