JP2001062612A - 穴切削工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 中ぐり棒のびびり振動を防止する。 【解決手段】 穴切削工具において、先端付近に中空部
13を有する中ぐり棒1と、中ぐり棒1の中空部13内に中空
部周壁面と間隙をもって配置され、中ぐり棒と固有振動
数の異なる分銅15と、中ぐり棒1の先端に別体で設けら
れ、中ぐり棒より軽量の材質で形成され、周面に切り欠
き部21を有する軸回転可能なバイト取付ヘッド3と、切
り欠き部の切り欠き面21に対し、中ぐり棒1の軸回転方
向に向かって３０°〜６０°の範囲の角度の方向に刃部
9が向くようにバイト取付ヘッドに取り付けられたバイ
ト5とを備え、分銅15とバイト取付ヘッド3との間にスプ
リング17が介在配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作物を中ぐり加
工する穴切削工具に関するものであり、特に中ぐり加工
におけるびびり振動を防止するための穴切削工具に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】工作物を中ぐり加工する穴切削工具とし
ては、中ぐり棒と、中ぐり棒に固定されたバイトとを備
え、中ぐり棒を軸回転させることによりバイトの刃で工
作物を切削して中ぐり加工を行うものが従来から一般的
に知られている。このような穴切削工具では、工作物を
確実に切削するため、軸回転する中ぐり棒には強度及び
剛性が高いことが要求される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に
中ぐり棒の強度及び剛性を高くしようとすると重量が大
きくなるが、この重量は、切削中にバイトの刃先が振動
するという「びびり振動」の原因となる。そして、従来
の穴切削工具では、バイトのシャンクが中ぐり棒先端か
ら一定距離だけ離れた後方位置に固定保持されているの
で、当該固定位置から中ぐり棒先端までの部分は大重量
となってしまう。

【０００４】一方、中ぐり棒の後端部は中ぐり盤の主軸
に取り付けられて、主軸の回転によって中ぐり棒が軸回
転を行うため、軸回転の支点が後端部にある。このため
中ぐり棒を軸回転させてバイトの刃により工作物を切削
すると、前記バイトの固定位置を中心として先端部と後
端部の重量によって、びびり振動が生じ易く、工作物の
正確な加工ができないという問題がある。

【０００５】また、工作物に深い穴を切削するために
は、バイトの中ぐり棒からの突出量を長くして中ぐり棒
を軸回転させれば良いが、突出量が中ぐり棒の直径のほ
ぼ５倍程度を越えるとびびり振動が助長される。このた
め、バイトの突出量は、最大でも中ぐり棒の直径のほぼ
５倍程度までしかとれないという問題がある。

【０００６】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、中ぐり棒のびびり振動を防止して正確
な中ぐり加工を行える穴切削工具を提供することを主な
目的とする。本発明の別の目的は、バイトの突出量を大
きくした場合でもびびり振動の発生を防止することがで
きる穴切削工具を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、先端付近に中空部を有する
中ぐり棒と、前記中ぐり棒の中空部内に中空部周壁面と
間隙をもって配置され、前記中ぐり棒と固有振動数の異
なる分銅と、前記中ぐり棒の先端に別体で設けられ、前
記中ぐり棒より軽量の材質で形成され、周面に切り欠き
部を有した軸回転可能なバイト取付ヘッドと、前記切り
欠き部の切り欠き面に対し、前記バイト取付ヘッドの軸
回転方向に向かって所定の角度の方向に刃部が向くよう
に前記バイト取付ヘッドに取り付けられたバイトと、を
備えたことを特徴とする穴切削工具に係るものである。

【０００８】この請求項１に係る発明では、中ぐり棒は
先端付近に中空部を有しているので、剛性を高くしなが
ら先端付近の軽量化が図られる。そして、バイトは、こ
の中ぐり棒先端に別体で設けられたバイト取付ヘッドに
取り付けられており、このバイト取り付けヘッドは中ぐ
り棒より軽量の材質で形成されているので、バイト取り
付け付近の軽量化が図られる。即ち、本発明では、びび
り振動の原因の一つとされるバイト取り付け部分の大重
量化を回避し、中ぐり加工中に生じるびびり振動を最小
限とすることができる。

【０００９】また、バイトにびびり振動が生じた場合、
この振動は中ぐり棒中空部周壁に伝わり、更に中空部内
の分銅に伝達される。しかし、この分銅は中ぐり棒の材
質と固有振動数の異なり、かつ中ぐり棒の中空部周壁と
分銅との間には間隙があるので、中ぐり棒と分銅とは互
いに異なる振動数で振動する。このため、両者の振動の
ずれにより、中ぐり棒半径方向におけるたたき合いが生
じ、このたたき合いがびびり振動を相殺するように作用
する。

【００１０】ここで分銅は、中ぐり棒の中空部周壁と間
隙をもって配置でき、中ぐり棒と異なる固有振動数を有
するように材質、寸法を決定すればよい。

【００１１】本発明ではバイト取り付けヘッドが周面に
切り欠き部を有しているので、バイトによる切削時に切
削抵抗が上昇することにより、バイト取り付けヘッドは
たわみを生じやすい。

【００１２】一方、バイトは、その刃部がこの切り欠き
面に対しバイト取り付けヘッドの軸回転方向に向かって
所定の角度の方向に向くようにバイト取付ヘッドに取り
付けられている。ここで、「所定の角度」とは、３０°
〜６０°の範囲の角度をいう。切り欠き面に対するこの
ような角度の方向は、びびり振動によってバイト刃部に
対する切削抵抗が上昇した時に、バイト取り付けヘッド
のたわみによって切削抵抗を減少させる方向、即ち逃げ
勝手の方向であり、このため切削中に切削抵抗を減少さ
せて、びびり振動が生じることを防止できる。

【００１３】このように本発明では、バイトによる工作
物の中ぐり加工中に生じるびびり振動を最小限に抑える
ことができ、発生したびびり振動も減衰させることがで
きるので、バイトの中ぐり棒からの突き出し量を中ぐり
棒直径の最大５倍程度までしかとることのできない従来
の穴切削装置と比較して、突き出し量を長くとることが
できる。

【００１４】尚、本発明では、バイト取り付けヘッドが
軸回転可能であればよく、中ぐり棒自体が軸回転可能か
否かは問わない。即ち、中ぐり棒とバイト取り付けヘッ
ドとが共に軸回転しながら工作物を切削するように構成
する他、中ぐり棒を固定した状態（軸回転しない状態）
で、バイト取り付けヘッドのみが軸回転しながら工作物
を切削するように構成することができる。

【００１５】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
穴切削工具において、前記分銅と前記バイト取付ヘッド
との間に弾性部材が介在配置されていることを特徴とす
るものである。

【００１６】この請求項２に係る発明では、バイトにび
びり振動が生じ、振動が中ぐり棒中空部の周壁から分銅
に伝わった場合、分銅とバイト取付ヘッドとの間に介在
された弾性部材の弾性力によって振動を減衰させる。こ
のため、この弾性部材によってびびり振動を防止するこ
とができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施形態につい
て、図示例とともに説明する。図１は、本実施形態に係
る穴切削工具の構成を示す断面図である。本実施形態の
穴切削工具は、図示を省略した中ぐり盤の主軸に取り付
けて、工作物を中ぐり加工するものである。

【００１８】図１に示すように、本実施形態の穴切削工
具は、中ぐり棒１と、中ぐり棒１の先端に取り付けられ
たバイト取り付けヘッド３と、バイト取り付けヘッド３
に取り付けられたバイト５と、中ぐり棒内部に設けられ
た分銅１５と、分銅１５と取り付けヘッド３との間に装
着されたスプリング１７とを主に備えている。

【００１９】中ぐり棒１は、焼入焼もどしをした工具鋼
製で形成されており、の先端から約２００ｍｍ程度後方
にかけて中空部１３が設けられている。この中空部１３
には、後述する分銅１５が配置されている。

【００２０】中ぐり棒１の先端には、別体でバイト取り
付けヘッド３が取り付けられている。このバイト取り付
けヘッド３は、バイト５を保持するものであり、中ぐり
棒１より軽量の肉抜きした鋼又はアルミ合金製で形成さ
れている。このため、工作物を切削するバイト付近の軽
量化が図られている。

【００２１】分銅１５は中空部１３内に配置された状態
で、中空部周壁面との間に約０．０２〜０．１ｍｍの間
隙１９を有している。尚、間隙１９の寸法はこれに限る
ものではない。また、この分銅１５の材質は、銅合金、
超硬合金、アルミ合金、鉛合金等であり、このため固有
振動数は、中ぐり棒１の材質の固有振動数と異なってい
る。

【００２２】また、分銅１５のバイト取り付けヘッド側
端面とバイト取り付けヘッド３の中ぐり棒側端面には、
スプリング１７が介在配置されている。このスプリング
１７は、本発明の弾性部材を構成するものであり、中ぐ
り加工中にバイト５にびびり振動が生じた場合に、弾性
力によって中ぐり棒１の振動を減衰させる。

【００２３】図２は、バイト取り付けヘッド３及びバイ
ト５の構成を示す構成図（図１における右側面図）であ
る。バイト５のシャンク７（柄）の先端には刃部９が装
着されており、中ぐり棒１及びバイト取り付けヘッド３
の軸回転と共にバイト５が回転することによって刃部９
により工作物を切削して中ぐり加工が行われる。ここ
で、中ぐり棒１の軸回転によって、バイト取り付けヘッ
ド３は図２における反時計回りの方向に回転する。

【００２４】バイト取り付けヘッド３の周面の２カ所に
は、互いに平行な平坦面の切り欠き部を有している。バ
イト５のシャンク７は、刃部９が前記平坦面から反時計
回りの方向約５０°の角度に向くようにバイト取り付け
ヘッド３に固定ボルト１１によって固定保持されてい
る。尚、バイト５は固定ボルト１１を緩めることによっ
て、バイト取り付けヘッド３から取り外すことができる
ようになっている。

【００２５】次に、以上のように構成された本実施形態
の穴切削工具の使用について説明する。まず、本実施形
態の工具の中ぐり棒後端を中ぐり盤の主軸（図示せず）
に取り付ける。そして、工作物の切削対象部分にバイト
５を位置決めしてバイト５の刃部９を当てる。次いで、
中ぐり盤の主軸をモータ（図示せず）で軸回転させなが
ら中ぐり棒１を工作物に向かって軸方向移動させる。こ
れにより、バイト５が回転しながら工作物に穴を切削す
る。

【００２６】このときバイト５による切削中にびびり振
動が発生するが、本実施形態の穴切削工具では、中ぐり
棒１は先端付近に中空部１３を有し肉抜きされており、
バイト取付ヘッド３は中ぐり棒１より軽量であるので、
中ぐり加工中に生じるびびり振動を最小限にすることが
できる。

【００２７】また、バイト５にびびり振動が生じた場合
には、中ぐり棒１と分銅１５が共に振動するが、両者の
固有振動数は異なり、かつ両者間には間隙１９があるの
で、互いに異なる振動数で振動することにより、半径方
向における中ぐり棒１の振動と分銅１５の振動とにより
たたき合いが生じ、びびり振動が相殺される。一方、分
銅１５の振動は、分銅１５とバイト取付ヘッド３との間
に介在されたスプリング１７の弾性力によって減衰す
る。

【００２８】更に、本実施形態の穴切削工具では、バイ
ト５のシャンク７は、刃部９が切り欠き面２１に対し反
時計回りに約５０°の角度の方向を向くようにバイト取
り付けヘッド３に取り付けられているので、びびり振動
によってバイト５に対する切削抵抗が上昇した時に、ヘ
ッド３のたわみによってバイト５の刃先が切削抵抗を減
少させる方向（逃げ勝手の方向）に向き、びびり振動を
防止することが可能となる。

【００２９】本実施形態では、このようにバイト５に生
じるびびり振動を最小限に抑え、発生したびびり振動も
減衰するような構成となっているので、バイト５の突き
出し量を中ぐり棒１の直径の約９倍までとることができ
た。このため、本実施形態に係る穴切削工具によれば、
深い穴を工作物に切削することが可能となる。

【００３０】尚、本実施形態の穴切削工具では、バイト
５のシャンク７はバイト取り付けヘッド３の切り欠き面
２１に対し５０°の角度で取り付けられているが、３０
°〜６０°の範囲内の角度で取り付けられていれば、び
びり振動を減衰させることが可能である。

【００３１】本実施形態の穴切削工具では、中ぐり棒１
がバイト取り付けヘッド３と共に軸回転可能に構成して
いるが、中ぐり棒１を軸回転不能に固定し、バイト取り
付けヘッド３のみを軸回転させてバイト５により切削す
るように構成しても良い。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明では、剛性
を高く維持しながら中ぐり棒先端付近及びバイト取り付
けヘッドの軽量化が図られ、中ぐり棒中空部内に固有振
動数の異なる分銅が中空部周壁面と間隙をもって配置さ
れ、バイト刃部が切削時に逃げ勝手となる方向に向くよ
うにバイトがバイト取り付けヘッドに取り付けられてい
るので、中ぐり加工中に生じるびびり振動を最小限とす
ると共に、発生したびびり振動を減衰させることがで
き、正確で安定した工作物の中ぐり加工を行えるという
効果がある。

【００３３】また、本発明では、びびり振動の発生を最
小限にすることができるので、バイトの突き出し量を従
来の工具に比べ長くとることができ、深い穴を正確でか
つ安定した状態で切削できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の穴切削工具の構成をしめす断面図
である。

【図２】本実施形態の穴切削工具のバイト及びバイト取
り付けヘッドの構成をしめす構成図である。

【符号の説明】

１：中ぐり棒 ３：バイト取り付けヘッド ５：バイト ７：シャンク ９：刃部 １１：固定ボルト １３：中空部 １５：分銅 １７：スプリング １９：間隙 ２１：切り欠き面（切り欠き部）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端付近に中空部を有する中ぐり棒と、 前記中ぐり棒の中空部内に中空部周壁面と間隙をもって
   配置され、前記中ぐり棒と固有振動数の異なる分銅と、 前記中ぐり棒の先端に別体で設けられ、前記中ぐり棒よ
   り軽量の材質で形成され、周面に切り欠き部を有した軸
   回転可能なバイト取付ヘッドと、 前記切り欠き部の切り欠き面に対し、前記バイト取付ヘ
   ッドの軸回転方向に向かって所定の角度の方向に刃部が
   向くように前記バイト取付ヘッドに取り付けられたバイ
   トと、を備えたことを特徴とする穴切削工具。
2. 【請求項２】 前記分銅と前記バイト取付ヘッドとの間
   に弾性部材が介在配置されていることを特徴とする請求
   項１に記載の穴切削工具。