(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
深穴ドリルのカッターヘッド上で座部に取り付けた支持パッド又は案内バー（１，３；１’，３’）を有するカッターヘッドであって、
前記支持パッド又は案内バー（１，３；１’，３’）は、長手方向（Ｌ）と交差方向（Ｔ）を有し、
前記支持パッド又は案内バー（１，３；１’，３’）は、取り付けられた状態で外に向いた側に、穴（１０）の壁と協同して働くように少なくとも一つの接触表面（５，７；５’、７’）を有し、
前記支持パッド又は案内バー（１，３；１’，３’）は、取り付けられた状態で外に向いた側に、少なくとも一つの皿取り部（９；９’）を有し、且つ
前記皿取り部（９；９’）は、前記支持パッド又は案内バー（１，３；１’，３’）の長手方向（Ｌ）に対して横方向に延在するカッターヘッドにおいて、
前記皿取り部（９）は、前記支持パッド（１）又は案内バー（３）の長手方向（Ｌ）と所定の角度（Ｂ）を成す延長部を有し、前記角度（Ｂ）が５５°±１０°であり、
前記支持パッド又は案内バー（１，３；１’，３’）の中心の方に向いた前記接触表面（５’，７’）の境界線（２’，４’）が前記接触表面（５’，７’）に対して凸の曲率を有する、ことを特徴とする支持パッド又は案内バー（１，３；１’，３’）を有するカッターヘッド。
【請求項２】
前記支持パッド又は案内バー（１，３；１’，３’）が、長手方向（Ｌ）に離間配置される端部の各々の領域に接触表面（５，７；５’、７’）を有し、前記接触表面（５，７；５’、７’）が凸であり、且つ前記皿取り部（９；９’）が前記接触表面（５，７；５’、７’）の間に位置することを特徴とする請求項１に記載の支持パッド又は案内バー（１，３；１’，３’）を有するカッターヘッド。
【請求項３】
前記皿取り部（９；９’）が平面によって画定されることを特徴とする請求項１または２に記載の支持パッド又は案内バー（１，３；１’，３’）を有するカッターヘッド。
【請求項４】
面取り部（６，８）が前記支持パッド又は案内バー（１，３；１’，３’）の短い辺の部分に配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の支持パッド又は案内バー（１，３；１’，３’）を有するカッターヘッド。
【請求項５】
面取り部が、前記支持パッド又は案内バー（１，３；１’，３’）の短い辺に長い辺を結合するための領域にも配置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の支持パッド又は案内バー（１，３；１’，３’）を有するカッターヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の属する技術分野
本発明は支持パッド／案内バーに関し、詳しくは深穴ドリルのカッターヘッド上の座部に取り付けることを意図した支持パッド／案内バーに関し、前記支持パッド／案内バーは長手方向と交差方向を有し、前記支持パッド／案内バーは、取り付けられたときに外側へ向く側に少なくとも一つの接触表面を有し、この接触表面が穴の壁と協同して働くことを意図している。現在、深穴穿孔加工における二つの最もよく見られる方法はＳＴＳ方法（単一チューブ方法）と排出機(Ejector）方法であり、本発明による支持パッド／案内バーは、これら二つの方法に関連する深穴ドリルと結びついて用いられる。
従来の技術
深穴穿孔加工において、よく起こる問題は、深穴穿孔加工のさい、カッターヘッドに配置された支持パッドと案内バーに割れが発生するということである。その理由は、支持パッド／案内バーが通常、中実超硬合金から作られ、前記支持パッド／案内バーはカッターヘッドに交換可能に固定されるか、又はカッターヘッドにろう付けすることによっていろいろな仕方で結合されることにある。穿孔加工の過程で、支持パッド／案内バーは、穴の壁に対する摩擦が高くなることによって高温にさらされる。しかし、非常に多くの場合に、支持パッド／案内バー全体が穴の壁に当接することはなく、前記支持パッド／案内バーのほんの一部だけが上記の摩擦にさらされる。カッターヘッドと穴の間を流れる冷却液は、支持パッド／案内バーと穴の壁との間で十分な当接が起こっている部分では支持パッド／案内バーと接触するにいたらない。このような相互作用の状況、すなわち、高い摩擦と不十分な冷却という状況の結果として、支持パッド／案内バーに割れが発生し、前記支持パッド／案内バーの使用寿命が短縮される。
発明の目的及び特徴
本発明の目的は、序論で言及した様な種類の支持パッド／案内バーであって、前記支持パッド／案内バーの実質的に改良された冷却が達成されるように設計されたものを規定することである。
【０００２】
本発明の別の目的は、支持パッド／案内バーにおける割れの発生を減らすことによって支持パッド／案内バーの使用寿命を増大させることである。
【０００３】
本発明のこれらの目的は、特許請求の範囲で述べられる特徴を備えた支持パッド／案内バーによって実現される。本発明の好ましい実施態様は、従属請求項で定められる。
【０００４】
以下では、本発明の実施態様が添付の図面を参照して説明される。
発明の好ましい実施態様の説明
図１に示された深穴ドリルのカッターヘッドは、支持パッド１、ならびに案内バー３を備える。支持パッド１と案内バー３は座部に収容され、割出し可能なインサートという原則によって、すなわち、支持パッド１／案内バー３の穴を通って延在するねじ（図１では見えない）によって、前記座部に固定され、ねじはカッターヘッドのねじ山つきの穴に延在することによってこれを付随する座部に固定する。
【０００５】
さらに、カッターヘッドは、通常の仕方で、切削インサートを備え、穿孔加工で発生する切屑の除去のための開口と内側チャンネルが設けられている。しかし、これらの細部は、問題としている発明のいかなる部分も構成していないので、本明細書ではこれ以上述べない。
【０００６】
図２〜４に示された支持パッド１／案内バー３は、一般に基本的な形としては平行六面体であり、平面図では略長方形である（図４を参照）。支持パッド１／案内バー３は、支持パッド１／案内バー３の長い辺に沿った長手方向Ｌと、支持パッド１／案内バー３の短い辺に沿った交差方向Ｔを有する。支持パッド１／案内バー３には、カッターヘッドに取り付けられた位置で外に向いた側に、二つの、平面図では三角形の接触表面５と７が設けられ、それらは皿取り部９をその間に画定し、図示された実施態様では接触表面５と７が三角形の形をしているために、この皿取り部は支持パッド１／案内バー３を対角的に横切って伸びている。接触表面５と７の、支持パッド１／案内バー３の中心の方に向いた境界辺２，４は大体真っ直ぐである。
【０００７】
支持パッド１／案内バー３が取り付けられた状態で外に向いている接触表面５、７は、図２で最もはっきりと見られるように凸である。すなわち、前記凸の接触表面５，７はある曲率半径を有しており、これに関連して、普通、支持パッド１／案内バー３はそれぞれのドリル直径毎に作られる訳ではなく、同じ寸法の支持パッド１／案内バー３がある一定範囲内の全てのドリル直径で使用され、支持パッド１／案内バー３の曲率半径は問題の範囲で最小ドリル直径のドリルカッターヘッドの曲率半径に対応しているということを指摘しておかなければならない。したがって、支持パッド１／案内バー３の曲率半径とカッターヘッドの曲率半径は、必ずしも常に正確に対応しているとは限らない。支持パッド１／案内バー３の内側接触表面、すなわち、図２〜４には示されていない、カッターヘッドの付随する座部に収容される表面は平面である。
【０００８】
皿取り部９は平面によって画定され、それは図３に示されている寸法Ｃが皿取り部９の全体にわたって一定であるということに示されている。前記寸法Ｃは、凸である接触表面５，７の曲率半径のほぼ２０％であることが好ましい。
【０００９】
支持パッド１／案内バー３には、また、ねじ（図示せず）を受け入れるための挿通孔１０が設けられ、それによって支持パッド１と案内バー３はカッターヘッドの付随座部に固定される。
【００１０】
図３に最もはっきりと見られるように、支持パッド１／案内バー３には、その短い方の端に面取り部６，８が設けられている。これに関連して、面取り部６，８は、図１におけるカッターヘッドへのはめ込みが、面取り部６，８と、カッターヘッド１の前記面取り部６，８がはめ込まれる部分との間に何も段差なしに行われるように形成される。
【００１１】
図示された実施態様では、支持パッド１／案内バー３には、その長い辺に突起部１１が設けられ、それは平面図では円の扇形を有する。前記突起部１１は座部の窪みと協同して働くように意図されており、上記窪みは平面図ではこの突起部１１に対応する形を有する。このように、支持パッド１／案内バー３がその付随座部に定位されると、突起部１１が支持パッド１／案内バー３をその長手方向Ｌで固定する。これに関連して、突起部１１は、いかなる意味でも必要ではない、すなわち、本発明を規定する特徴に関する前提条件を構成するものではないということを指摘しておかなければならない。すなわち、支持パッド／案内バーに突起部１１が設けられないということは、本発明の範囲内で全く可能である。
【００１２】
図５では、図４において円で囲まれた支持パッド１／案内バー３の部分がもっと大きなスケールで示されている。図５に寸法が記されている表面１２に関して、与えられた寸法Ｄは、０．１〜１．０ｍｍの範囲になければならない。前記表面１２の問題の寸法Ｄが１ｍｍを超えると、粒子が接触表面５，７と穴の壁の間に入り込んでくる可能性がある。表面１２は滑らかに丸められていることが好ましい。
【００１３】
皿取り部９の寸法Ａ（図４を参照）は、表面１２の寸法Ｄに依存する。寸法が示されている表面１２の所定寸法が増加すると、寸法Ａがそれに対応して減少し、所定の表面１２の寸法が減少すると、寸法Ａはそれに対応して増加する。図４における角度Ｂは５５°±１０°でなければならないということが確立された。
【００１４】
図２〜５に示された支持パッド１／案内バー３の機能は次の通りである。前記支持パッド１／案内バー３が取り付けられた深穴ドリルが回転すると、前記支持パッド１／案内バー３は図４の矢印Ｐの方向に移動する。それに関連して、図４における上方接触表面５が穴の壁に当接する表面になる。図４の下方接触表面７は、原理的には、何も作用機能をもたない。
【００１５】
図４における、上方の作用接触表面５に関しては、上方の接触表面５の作用部分を構成しているのは図４における左側の部分である、すなわち、上記作用部分は穴の壁に当接している。
【００１６】
深穴ドリルによる穿孔加工の間、冷却媒体、普通はオイルが、ドリルの軸線方向に供給され、上記冷却媒体の少なくとも一部はカッターヘッドの外側を流れて、上記カッターヘッドの自由端に、すなわち、切屑を除去する切削が行われるところに到達する。これに関連して、図１に示された深穴ドリルのカッターヘッドには冷却媒体のための軸線方向のチャンネルが設けられているということを指摘しておかなければならない。しかし、本発明による支持パッド１／案内バー３に関してはこれは必要ではなく、支持パッド１／案内バー３は冷却媒体のための特別な外側チャンネルを欠くカッターヘッドに取り付けることもできる。
【００１７】
カッターヘッドが加工物に対して回転することにより、すなわち、支持パッド１／案内バー３が図４の矢印Ｐの方向に動くことにより、冷却媒体は皿取り部９において矢印Ｓの方向に流れる。皿取り部９が対角線方向に伸びていること、又は上方接触表面５が三角形であることにより、冷却媒体は上記上方接触表面５の左側部分、すなわち、接触表面５の作用部分、の近くを流れる。これによって、上記上方接触表面５の作用部分の十分な冷却が保証され、割れの発生は著しく減少する。
【００１８】
図４における上方接触表面５が摩耗すると、支持パッド１／案内バー３は１８０°割出しされ、すなわち、図４における下方接触表面７が図４における上方接触表面５の位置をとる。上述の割出しは従来から行われており、本発明に特有なものではない。
【００１９】
上述の面取り部６，８には、加工物に貫通する穴をあけるという目的で図１によるカッターヘッドが加工物の貫通した穴の端から出たときに、それが果たす役割がある。この場合、最終の穿孔加工の後、図１によるカッターヘッドが加工物を貫通して引き込められるとき、従来の設計の支持パッド／案内バーを用いているとこの支持パッド／案内バーの縁が加工物に引っかかってしまうということが起こる。これが起こるのを回避するために、支持パッド／案内バーに上記の面取り部６，８が設けられており、その意図は、支持パッド／案内バーが加工物に引っかかる危険なしにカッターヘッドが加工物を貫通して引っ込めることができるようにすることである。
【００２０】
これに関連して、機能についての上述の説明では、カッターヘッドが回転し加工物は静止していると仮定していたことを指摘しておかなければならない。しかし、本発明による支持パッド／案内バーはカッターヘッドが静止し加工物が回転する場合にも用いることができる。別の実施態様によると、カッターヘッドと加工物が互いに反対方向に回転することも実行可能である。
【００２１】
図６及び７に示されている支持パッド１’／案内バー３’は、平面図では図２〜５による支持パッド１／案内バー３と同じ基本形を有し、図１によるカッターヘッドに図２〜５による支持パッド１／案内バー３に対応する仕方で取り付けることが意図されている。したがって、支持パッド１’／案内バー３’は、支持パッド１’／案内バー３’の長い辺に沿って長手方向Ｌを有し、支持パッド１’／案内バー３’の短い辺に沿って交差方向Ｔを有する。
【００２２】
図６による支持パッド１’／案内バー３’の接触表面５’、７’は、支持パッド１’／案内バー３’の長手方向における穴１０の両側に位置する凸の表面である。上記凸の接触表面５’、７’の曲げ半径とカッターヘッドの曲げ半径の関係については、図２〜５による実施態様に関して述べたことが参照にあげられる。
【００２３】
図６に見られるように、穴１０の方に向いた接触表面５’、７’の境界の縁２’、４’は曲線形であって上記境界の縁２’、４’が穴１０の方にふくらんでいる、すなわち、前記接触表面５’、７’に対して凸である。この境界の縁２’、４’が凸に曲がっていることによって、接触表面５’、７’は相対的に見て、図２〜５による支持パッド１／案内バー３の接触表面５，７よりも大きくなっている。支持パッド１／案内バー３の角度Ｂに対応する支持パッド１’／案内バー３’の角度Ｂ’を定義するために、境界の縁２’、４’の端点を通る直線が引かれていて、図６を参照する。角度Ｂの大きさについて上で述べたことは、角度Ｂ’にもあてはまる。
【００２４】
図６に示されている支持パッド１’／案内バー３’の機能に関しても、図２〜５による支持パッド１／案内バー３の機能に関して述べたと同じことが同様にあてはまる、すなわち、カッターヘッドの切屑除去端に最も近く位置する接触表面５’、７’だけが作用接触表面であり、前記作用接触表面のうちで穴の壁に当接しているな部分だけが作用部分である。
【００２５】
支持パッド１’／案内バー３’は、図２〜５による支持パッド１／案内バー３と対応する仕方で割出し可能である、すなわち、接触表面のうちの一方、例えば５’、が摩耗したとき、支持パッド１’／案内バー３’が割出しをして、接触表面７’が上方接触表面５’の位置をとるようにすることができる。
【００２６】
面取り部６，８の機能に関しては、図２〜５による実施態様に関連して上で述べたことが参照としてあげられる。
【００２７】
図７に見られるように、支持パッド１’／案内バー３’には、その下側に、中央の皿取り部１３’が設けられ、上記皿取り部１３の周りに枠１４’が形成されており、この枠が、支持パッド１’／案内バー３’が深穴ドリルのカッターヘッドに取り付けられるときにそれを収容する座部の底部に当接していて、図１を参照する。枠１４’のデザインによって、座部の底部への当接は、支持パッド１’／案内バー３’の反対側に位置する接触表面５’、７’の部分で起こり、支持パッド１’／案内バー３’の中央部分では起こらない。上で座部の底部への支持パッド１’／案内バー３’の当接について述べたことは、図２〜５による支持パッド１／案内バー３に関しても、また本発明の他の実行可能な実施態様に関してもあてはまる。
本発明の実行可能な変形
支持パッド１；１’／案内バー３；３’の上述の実施態様では、支持パッド１；１’／案内バー３；３’をそれに付随する座部に固定するためのねじなどを受け入れる挿通孔１０が設けられている。しかし、本発明の範囲内で、支持パッド／案内バーは、カッターヘッドにろう付けによって結合されるタイプであることも実行可能である、すなわち、支持パッド／案内バーが座部にそれを固定するための挿通孔を有することは必要ではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、支持パッドと案内バーを備えた深穴ドリルの斜め上からの斜視図である。
【図２】  図２は、本発明に係わる支持パッド／案内バーの斜視図である。
【図３】  図３は、図２による支持パッド／案内バーの側面図である。
【図４】  図４は、図２による支持パッド／案内バーの平面図である。
【図５】  図５は、図４による支持パッド／案内バーの細部を拡大して示している。
【図６】  図６は、本発明の別の実施態様に係わる支持パッド／案内バーを示す平面図である。
【図７】  図７は、図６による支持パッド／案内バーの下からの図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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