JP2002505201A - 自己推進式ロータリ・カッタによる材料の中ぐり作用 - Google Patents
自己推進式ロータリ・カッタによる材料の中ぐり作用Info
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Abstract
(57)【要約】
グラファイト鉄、ねずみ鋳鉄および他の材料を小型にするのに使用される穴ぐり用バイト（１０）は少なくとも一つの自己推進式回転カッタ用インサート（１５）を有している。このインサートはカートリッジ（１６）内に担持されており、このカートリッジ内においてインサートは、穴ぐり用バイトの本体（１１）に対して第二の軸線である軸線（２７）回りに回転することができる。
Description
【０００１】 発明の分野 本発明は、バイト本体内に担持された自己推進式ロータリ・カッタを使用した
金属または他の機械加工可能材料の中ぐり作用に関する。
金属または他の機械加工可能材料の中ぐり作用に関する。
【０００２】 発明の背景 金属の機械加工（切削）作用において自己推進式ロータリ・カッタを使用する
ことは、工作物を旋盤内で回転させる回転操作において知られている。そのよう
な使用はフライス削り操作において公知である。 米国特許第２２３３７２４号明細書、同第２５１３８１１号、および同第４１
８１０４９号は、回転操作に関するロータリ・カッタの使用についての最近また
は近年の実施例に関する。米国特許第３３２９０６５号明細書はフライス削り操
作においてそのようなカッタの使用に関する実施例である。
ことは、工作物を旋盤内で回転させる回転操作において知られている。そのよう
な使用はフライス削り操作において公知である。 米国特許第２２３３７２４号明細書、同第２５１３８１１号、および同第４１
８１０４９号は、回転操作に関するロータリ・カッタの使用についての最近また
は近年の実施例に関する。米国特許第３３２９０６５号明細書はフライス削り操
作においてそのようなカッタの使用に関する実施例である。
【０００３】 金属の機械加工操作に関して、自己推進式ロータリ・カッタは環状要素であっ
て、適切なキャリアまたはバイト本体内で置き換え可能であるのでしばしば「イ
ンサート（ｉｎｓｅｒｔ）」と呼ばれる。このようなインサートは切削するのに
使用される金属よりも極めて硬い。カッタ用インサートは様々な形状でありうる
が、費用を削減できる単純な形状であることから、平坦なワッシャ状であるのが
一般的であって好ましい。カッタ用インサートはカッタ用軸線回りに回転するた
めにバイト本体内に担持される。フライス削りバイト本体が適切な形状であって
どのようにカッタを回転可能に担持するか、または旋盤内において回転する工作
物に対するカッタを備えたバイト本体を適切に位置決めすることによって、カッ
タ要素上のカッタの周面およびカッタの隣接する切れ刃が、回転またはフライス
削りされるべき工作物に対して要求される位置に配置される。切削操作時におけ
るカッタと工作物との間の要求される位置関係であって、一つまたは他のバイト
または工作物が互いに回転可能であってカッタを工作物内に移動させる位置関係
のために、カッタと工作物との間の摩擦によって、カッタがカッタ軸線回りに回
転される。この摩擦は、カッタと工作物との間の強力な接触作用によって形成さ
れた金属からなる切りくずとカッタとの間の摩擦である。カッタが回転軸線回り
に回転すると、カッタの面およびカッタの切れ刃の新生部分が工作物との切削時
接触部に進入すると共に、この接触部から排出されたカッタの面およびカッタの
切れ刃の部分が工作物に再接触する前にこれらを冷却することができる。比較可
能な機械加工状況下において、回転式カッタが非回転式カッタよりもかなり低温
にされることによって、ロータリ・カッタの有効寿命は非回転式のカッタの有効
寿命よりもかなり長い。
て、適切なキャリアまたはバイト本体内で置き換え可能であるのでしばしば「イ
ンサート（ｉｎｓｅｒｔ）」と呼ばれる。このようなインサートは切削するのに
使用される金属よりも極めて硬い。カッタ用インサートは様々な形状でありうる
が、費用を削減できる単純な形状であることから、平坦なワッシャ状であるのが
一般的であって好ましい。カッタ用インサートはカッタ用軸線回りに回転するた
めにバイト本体内に担持される。フライス削りバイト本体が適切な形状であって
どのようにカッタを回転可能に担持するか、または旋盤内において回転する工作
物に対するカッタを備えたバイト本体を適切に位置決めすることによって、カッ
タ要素上のカッタの周面およびカッタの隣接する切れ刃が、回転またはフライス
削りされるべき工作物に対して要求される位置に配置される。切削操作時におけ
るカッタと工作物との間の要求される位置関係であって、一つまたは他のバイト
または工作物が互いに回転可能であってカッタを工作物内に移動させる位置関係
のために、カッタと工作物との間の摩擦によって、カッタがカッタ軸線回りに回
転される。この摩擦は、カッタと工作物との間の強力な接触作用によって形成さ
れた金属からなる切りくずとカッタとの間の摩擦である。カッタが回転軸線回り
に回転すると、カッタの面およびカッタの切れ刃の新生部分が工作物との切削時
接触部に進入すると共に、この接触部から排出されたカッタの面およびカッタの
切れ刃の部分が工作物に再接触する前にこれらを冷却することができる。比較可
能な機械加工状況下において、回転式カッタが非回転式カッタよりもかなり低温
にされることによって、ロータリ・カッタの有効寿命は非回転式のカッタの有効
寿命よりもかなり長い。
【０００４】 中ぐり操作において自己推進式ロータリ・カッタの有用性に関する或る文献が
示唆しているにもかかわらず、そのようなカッタは回転およびフライス削り操作
においてのみ実際に使用されていることが知られている。自己推進式ロータリ・
カッタを有する穴ぐり用バイトの実施例について以下の詳細な説明に示されてい
るように、回転操作またはフライス削り操作は、これら操作がロータリ・カッタ
用インサートにどのように力を加えるかについて互いに共通しているが、中ぐり
操作は、カッタ用インサートの設置状態および設置効果に関して大幅に異なる方
式を有している。このような差およびこのような差に関する理解の明らかな欠如
が、金属の中ぐり操作における自己推進式ロータリ・カッタの連続的かつ有効な
使用に対する障害となっている。
示唆しているにもかかわらず、そのようなカッタは回転およびフライス削り操作
においてのみ実際に使用されていることが知られている。自己推進式ロータリ・
カッタを有する穴ぐり用バイトの実施例について以下の詳細な説明に示されてい
るように、回転操作またはフライス削り操作は、これら操作がロータリ・カッタ
用インサートにどのように力を加えるかについて互いに共通しているが、中ぐり
操作は、カッタ用インサートの設置状態および設置効果に関して大幅に異なる方
式を有している。このような差およびこのような差に関する理解の明らかな欠如
が、金属の中ぐり操作における自己推進式ロータリ・カッタの連続的かつ有効な
使用に対する障害となっている。
【０００５】 金属の中ぐり操作は、穿孔操作とは異なる。中ぐり操作は、機械加工されるべ
き壁部を有する略円筒形状の穴、キャビティまたは経路を有する工作物が存在し
ていることを前提としており、この中ぐり操作によって、さらに円筒形状の穴、
例えば特定の直径と要求される表面仕上げとを有する穴が形成される。中ぐり操
作はこれら目的を達成するのに使用される操作である。他方では、穿孔操作は工
作物が、対象となる面内に穴、キャビティ、または経路を有していないことを前
提としており、穿孔操作は特定直径および適切であれば要求される表面仕上げを
有するそのような穴、キャビティまたは経路を形成するのに使用される操作であ
りうる。中ぐり部の長さに対する直径の比は、穴、例えば穿孔操作により形成さ
れた穴よりもかなり大きい。
き壁部を有する略円筒形状の穴、キャビティまたは経路を有する工作物が存在し
ていることを前提としており、この中ぐり操作によって、さらに円筒形状の穴、
例えば特定の直径と要求される表面仕上げとを有する穴が形成される。中ぐり操
作はこれら目的を達成するのに使用される操作である。他方では、穿孔操作は工
作物が、対象となる面内に穴、キャビティ、または経路を有していないことを前
提としており、穿孔操作は特定直径および適切であれば要求される表面仕上げを
有するそのような穴、キャビティまたは経路を形成するのに使用される操作であ
りうる。中ぐり部の長さに対する直径の比は、穴、例えば穿孔操作により形成さ
れた穴よりもかなり大きい。
【０００６】 自己推進式ロータリ・カッタはかなりの利点を伴って使用されるが、従来では
それほど使用されていない機械加工状況において金属の中ぐり操作を行うことが
増えている。例えば、自動車産業においては、多数の要因、特に軽量の自動車を
用いることにより燃料消費率を向上させる新しい要求によって、自動車製造業者
は、アルミニウム、ならびに他の軽量合金または他の材料（例えば、緻密グラフ
ァイト鉄、特別な形態の鋳鉄）から主に構成されるエンジンを製造するようにな
り、このような材料によって、エンジンブロック全体をさらに軽量にできる。ア
ルミニウムは軽量であって比較的低費用であるので魅力的である。しかしながら
、アルミニウムは他の金属とともに合金にされない限りは、特に高温における耐
摩耗性が良好でないことが知られている。
それほど使用されていない機械加工状況において金属の中ぐり操作を行うことが
増えている。例えば、自動車産業においては、多数の要因、特に軽量の自動車を
用いることにより燃料消費率を向上させる新しい要求によって、自動車製造業者
は、アルミニウム、ならびに他の軽量合金または他の材料（例えば、緻密グラフ
ァイト鉄、特別な形態の鋳鉄）から主に構成されるエンジンを製造するようにな
り、このような材料によって、エンジンブロック全体をさらに軽量にできる。ア
ルミニウムは軽量であって比較的低費用であるので魅力的である。しかしながら
、アルミニウムは他の金属とともに合金にされない限りは、特に高温における耐
摩耗性が良好でないことが知られている。
【０００７】 自動車用エンジンブロックはキャスティング処理によって最初に形成され、次
いで、穿孔、タッピング、フライス削り、中ぐりおよび他の機械加工処理を含む
仕上げ削り処理によって形成される。アルミニウム鋳造型が原エンジンブロック
を形成するのに使用される場合には、これらエンジン内のシリンダの中ぐり部の
壁部を、高温において優れた耐摩耗性を有する金属製スリーブによってしばしば
形成する。シリンダの壁部は、機械加工されたエンジンブロック内に挿入されて
いる機械加工されたスリーブによって、さらに好ましくは、アルミニウム製エン
ジンブロックがエンジンブロックのキャスティング内に形成されている耐摩耗性
の略管状部材によって形成されうる。後者の状況においては、シリンダのインサ
ートを形成するのに使用される望ましい材料は緻密グラファイト鉄、すなわち「
ＣＧＩ（ｃｏｍｐａｃｔｅｄ ｇｒａｐｈｉｔｅ ｉｒｏｎ）」である。機械加
工時にカッタによって克服する必要がある高引っ張り強さでかつ高せん断強さの
ためにＣＧＩを機械加工するのは極めて困難である。従来では、ＣＧＩは自動車
用エンジンブロックを製造するに際しシリンダのインサート用材料として使用さ
れていなかった。ねずみ鋳鉄（鋳鉄）は、エンジンブロックの製造が鋳型であっ
てシリンダの中ぐり部が機械加工される最も一般的な材料である。
いで、穿孔、タッピング、フライス削り、中ぐりおよび他の機械加工処理を含む
仕上げ削り処理によって形成される。アルミニウム鋳造型が原エンジンブロック
を形成するのに使用される場合には、これらエンジン内のシリンダの中ぐり部の
壁部を、高温において優れた耐摩耗性を有する金属製スリーブによってしばしば
形成する。シリンダの壁部は、機械加工されたエンジンブロック内に挿入されて
いる機械加工されたスリーブによって、さらに好ましくは、アルミニウム製エン
ジンブロックがエンジンブロックのキャスティング内に形成されている耐摩耗性
の略管状部材によって形成されうる。後者の状況においては、シリンダのインサ
ートを形成するのに使用される望ましい材料は緻密グラファイト鉄、すなわち「
ＣＧＩ（ｃｏｍｐａｃｔｅｄ ｇｒａｐｈｉｔｅ ｉｒｏｎ）」である。機械加
工時にカッタによって克服する必要がある高引っ張り強さでかつ高せん断強さの
ためにＣＧＩを機械加工するのは極めて困難である。従来では、ＣＧＩは自動車
用エンジンブロックを製造するに際しシリンダのインサート用材料として使用さ
れていなかった。ねずみ鋳鉄（鋳鉄）は、エンジンブロックの製造が鋳型であっ
てシリンダの中ぐり部が機械加工される最も一般的な材料である。
【０００８】 搬送ラインは、原エンジンブロックのキャスティングから仕上げ削りされた自
動車用エンジンブロックを製造するのに広範に使用されている。搬送ラインは一
連の機械加工部署を含んでおり、これら機械加工部署を通って、エンジンブロッ
クが順番に通過し、これら機械加工部署において一つまたは複数の特別な機械加
工操作をブロックのキャスティングに対して行う。現在の搬送ラインは非常に自
動化されている。原エンジンブロックのキャスティングは手動またはロボットも
しくは他の機構部によって搬送ラインの一端に搭載される。仕上げ削りされたブ
ロックは、搬送ラインの他端から同様な方法で取り外される。これら搬送ライン
の端部の間において、ブロックは通常は人間の手に接触しない。複数の機械加工
用部署において摩耗したまたは切れ味の悪くなった金属の切削要素を交換する必
要があるときには、搬送ラインの機能は最小限になる。それゆえ、エンジンブロ
ックを自動化された機械加工用搬送ラインにおいて扱う場合には、シリンダの中
ぐり操作はしばしば、一般的でないときには、搬送ライン全体の速度および効率
を制限する操作である。切削要素は連続的に使用されるときに極めて高温にさら
されるので、切削要素がバイト内に固定されていて短い有効寿命を有する切削工
具をかなり頻繁に交換する必要がある。現在の自動化された搬送ラインの場合に
は、シリンダのホーニング部署が続いている二つの連続的シリンダ中ぐり用部署
、すなわち粗仕上げ用および準仕上げ用中ぐり操作用部署を有するのが一般的で
ある。従って、エンジンブロックのシリンダ用中ぐり操作は、自動車産業におい
て長期にわたって困難な操作であった。
動車用エンジンブロックを製造するのに広範に使用されている。搬送ラインは一
連の機械加工部署を含んでおり、これら機械加工部署を通って、エンジンブロッ
クが順番に通過し、これら機械加工部署において一つまたは複数の特別な機械加
工操作をブロックのキャスティングに対して行う。現在の搬送ラインは非常に自
動化されている。原エンジンブロックのキャスティングは手動またはロボットも
しくは他の機構部によって搬送ラインの一端に搭載される。仕上げ削りされたブ
ロックは、搬送ラインの他端から同様な方法で取り外される。これら搬送ライン
の端部の間において、ブロックは通常は人間の手に接触しない。複数の機械加工
用部署において摩耗したまたは切れ味の悪くなった金属の切削要素を交換する必
要があるときには、搬送ラインの機能は最小限になる。それゆえ、エンジンブロ
ックを自動化された機械加工用搬送ラインにおいて扱う場合には、シリンダの中
ぐり操作はしばしば、一般的でないときには、搬送ライン全体の速度および効率
を制限する操作である。切削要素は連続的に使用されるときに極めて高温にさら
されるので、切削要素がバイト内に固定されていて短い有効寿命を有する切削工
具をかなり頻繁に交換する必要がある。現在の自動化された搬送ラインの場合に
は、シリンダのホーニング部署が続いている二つの連続的シリンダ中ぐり用部署
、すなわち粗仕上げ用および準仕上げ用中ぐり操作用部署を有するのが一般的で
ある。従って、エンジンブロックのシリンダ用中ぐり操作は、自動車産業におい
て長期にわたって困難な操作であった。
【０００９】 前述した説明より、軽量の自動車用エンジンを製造する自動化された搬送ライ
ンにおける他の態様によれば、金属の中ぐり操作における自己推進式ロータリ・
カッタの利益に対する重要な要求が長期にわたって存在している。自動車製造産
業にとって有用である本発明の態様は、金属の中ぐり操作を実施する他の産業に
とっても有用である。
ンにおける他の態様によれば、金属の中ぐり操作における自己推進式ロータリ・
カッタの利益に対する重要な要求が長期にわたって存在している。自動車製造産
業にとって有用である本発明の態様は、金属の中ぐり操作を実施する他の産業に
とっても有用である。
【００１０】 発明の概要 本発明は前述した要求に対する利益を提供するものである。このことは、切削
用表面と切れ刃とが自己推進式回転式カッタ用インサートの切削用表面と切れ刃
であって金属を機械加工するのに使用される穴ぐり用バイトまたは中ぐり用バイ
トによって、この利益および他の利益を提供できる。インサートは穴ぐり用バイ
トの本体内の所定の位置に担持される。これにより、インサートは、関連する送
り（ｆｅｅｄ ｒａｔｅ）およびカッタ表面の速度において中ぐり作用が進行す
るときに、切削用表面および切れ刃を適切に冷却するのに十分な要求速度におい
て、正確な方向に回転させられる。
用表面と切れ刃とが自己推進式回転式カッタ用インサートの切削用表面と切れ刃
であって金属を機械加工するのに使用される穴ぐり用バイトまたは中ぐり用バイ
トによって、この利益および他の利益を提供できる。インサートは穴ぐり用バイ
トの本体内の所定の位置に担持される。これにより、インサートは、関連する送
り（ｆｅｅｄ ｒａｔｅ）およびカッタ表面の速度において中ぐり作用が進行す
るときに、切削用表面および切れ刃を適切に冷却するのに十分な要求速度におい
て、正確な方向に回転させられる。
【００１１】 一般的に言えば、本発明の構造的態様は、中ぐり操作時にバイトの主要な軸線
回りに回転可能であってこの軸線に沿って前進可能な本体を有する穴ぐり用バイ
トである。バイト本体は、主要な軸線に対して固定された第二の軸線回りに回転
する本体に取り付けられた回転式丸形切削要素を担持している。切削要素は、切
削用表面を形成する環状切れ刃を有している。切削用表面はバイト本体の回転方
向、すなわちバイトが工作物を中ぐりするのに使用されるときに工作物に対して
バイトが前進する方向に向かって対面している。主要な軸線および第二の軸線の
関係は、主要な軸線から半径方向に切れ刃の最大距離に配置された切削要素上の
切削位置において、切削用表面が主要な軸線に対する軸線方向すくい角および半
径方向すくい角を有するということである。半径方向すくい角および軸線方向す
くい角は、バイトを使用する中ぐり作用時に少なくとも選択された量のトルクに
よって第二の軸線回りの選択された方向に切削要素を回転させるように互いに形
成される。
回りに回転可能であってこの軸線に沿って前進可能な本体を有する穴ぐり用バイ
トである。バイト本体は、主要な軸線に対して固定された第二の軸線回りに回転
する本体に取り付けられた回転式丸形切削要素を担持している。切削要素は、切
削用表面を形成する環状切れ刃を有している。切削用表面はバイト本体の回転方
向、すなわちバイトが工作物を中ぐりするのに使用されるときに工作物に対して
バイトが前進する方向に向かって対面している。主要な軸線および第二の軸線の
関係は、主要な軸線から半径方向に切れ刃の最大距離に配置された切削要素上の
切削位置において、切削用表面が主要な軸線に対する軸線方向すくい角および半
径方向すくい角を有するということである。半径方向すくい角および軸線方向す
くい角は、バイトを使用する中ぐり作用時に少なくとも選択された量のトルクに
よって第二の軸線回りの選択された方向に切削要素を回転させるように互いに形
成される。
【００１２】 本発明の他の構造的態様は、穴ぐり用バイトに有用な丸形回転可能切削要素に
関する切削要素用取付部に見られる。バイトは中ぐり時にバイトの軸線回りに回
転可能であってバイトの軸線に沿って前進可能な本体を有している。取付部は、
カッタ用軸線回りに回転させるためにベースによって回転可能に担持される環状
回転可能カッタ要素とベースとを有している。カッタ要素は、カッタ軸線からほ
ぼ半径方向に延びる面と、この面を形成する周囲の切れ刃とを有する。取付部は
、取付部が前記本体と所定の関係をなしてバイト本体に剛固に連結できるという
構造的特徴部を有している。この関係は、カッタ要素の表面が、バイトの軸線回
りにバイト本体が回転する中ぐり方向に向かって開放しているという関係である
。この関係はまた、切削要素の切削用表面が、切削要素上の切削場所においてバ
イトの軸線に対して選択された軸線方向すくい角および半径方向すくい角を有す
る関係でもある。切削要素の切削場所はバイトの軸線から切れ刃の最大距離の場
所である。半径方向すくい角および軸線方向すくい角は、バイトにより中ぐり操
作時に、選択された量のトルクによって選択された方向にカッタ要素をカッタ軸
線回りに回転させる値を有している。
関する切削要素用取付部に見られる。バイトは中ぐり時にバイトの軸線回りに回
転可能であってバイトの軸線に沿って前進可能な本体を有している。取付部は、
カッタ用軸線回りに回転させるためにベースによって回転可能に担持される環状
回転可能カッタ要素とベースとを有している。カッタ要素は、カッタ軸線からほ
ぼ半径方向に延びる面と、この面を形成する周囲の切れ刃とを有する。取付部は
、取付部が前記本体と所定の関係をなしてバイト本体に剛固に連結できるという
構造的特徴部を有している。この関係は、カッタ要素の表面が、バイトの軸線回
りにバイト本体が回転する中ぐり方向に向かって開放しているという関係である
。この関係はまた、切削要素の切削用表面が、切削要素上の切削場所においてバ
イトの軸線に対して選択された軸線方向すくい角および半径方向すくい角を有す
る関係でもある。切削要素の切削場所はバイトの軸線から切れ刃の最大距離の場
所である。半径方向すくい角および軸線方向すくい角は、バイトにより中ぐり操
作時に、選択された量のトルクによって選択された方向にカッタ要素をカッタ軸
線回りに回転させる値を有している。
【００１３】 本発明の実施態様は、自己推進式回転式カッタ要素によって特別の材料の工作
物内に特定直径の中ぐり部を機械加工する機械加工方法を提供する。機械加工方
法は、特別の材料の特性を参照して、切削要素の切削速度と、切込み深さと、軸
線方向送りとに関する第一の操作値を決定する。機械加工方法は、接線方向と半
径方向と軸線方向とに関する切削力および切削要素のトルクに対して切削要素の
軸線方向すくい角および半径方向すくい角に関する第一の操作値を確立する。機
械加工方法は、切削要素の軸線回りの要求される方向に最大トルクに対する切削
要素のすくい角を同定して、同定されたすくい角において切削要素の軸受の力を
確立する。回転可能穴ぐり用バイトは、特定の中ぐり部の直径の半分に等しい距
離だけバイトの軸線から半径方向に離間された切削点と、切削要素の切削点にお
いて同定された半径方向すくい角および軸線方向すくい角とを有している。この
バイトは、決定された切削速度を形成する角速度、および中ぐり部を機械加工す
るための工作物上への決定された送りにおいて操作される。
物内に特定直径の中ぐり部を機械加工する機械加工方法を提供する。機械加工方
法は、特別の材料の特性を参照して、切削要素の切削速度と、切込み深さと、軸
線方向送りとに関する第一の操作値を決定する。機械加工方法は、接線方向と半
径方向と軸線方向とに関する切削力および切削要素のトルクに対して切削要素の
軸線方向すくい角および半径方向すくい角に関する第一の操作値を確立する。機
械加工方法は、切削要素の軸線回りの要求される方向に最大トルクに対する切削
要素のすくい角を同定して、同定されたすくい角において切削要素の軸受の力を
確立する。回転可能穴ぐり用バイトは、特定の中ぐり部の直径の半分に等しい距
離だけバイトの軸線から半径方向に離間された切削点と、切削要素の切削点にお
いて同定された半径方向すくい角および軸線方向すくい角とを有している。この
バイトは、決定された切削速度を形成する角速度、および中ぐり部を機械加工す
るための工作物上への決定された送りにおいて操作される。
【００１４】 本発明の詳細な説明 本発明の前述の特徴および利益ならびに他の特徴および利益は、添付図面を参
照して示される好ましい実施態様の詳細な説明に十分に示されている。 なお、図１１から図１５においては、切削速度は毎分８０５ｍ（表面上を毎分
２６４１フィート）、切込み深さは０．４０ｍｍ（０．０１５７インチ）、およ
び送りは一刃あたり０．１５ｍｍ（０．００６インチ）である。刃は穴ぐり用バ
イト内の切れ刃である。一刃当たりの送りは、穴ぐり用バイト内の切れ刃の数に
よって分けられるバイト全体の一回転当たりの前進量である。
照して示される好ましい実施態様の詳細な説明に十分に示されている。 なお、図１１から図１５においては、切削速度は毎分８０５ｍ（表面上を毎分
２６４１フィート）、切込み深さは０．４０ｍｍ（０．０１５７インチ）、およ
び送りは一刃あたり０．１５ｍｍ（０．００６インチ）である。刃は穴ぐり用バ
イト内の切れ刃である。一刃当たりの送りは、穴ぐり用バイト内の切れ刃の数に
よって分けられるバイト全体の一回転当たりの前進量である。
【００１５】 図１は本発明に基づく穴ぐり用バイト１０の側面図である。この穴ぐり用バイ
トは本体１１を有しており、本体１１はスピンドル端部１２を有している。本体
１１は、このスピンドル端部１２に隣接してベース１３を形成していて、このベ
ースは穴ぐり用バイトの一部分であり、この穴ぐり用バイトは適切な中ぐり盤ま
たはマシニングセンタ（図示しない）の駆動回転式スピンドル内に保持されてい
る。マシニングセンタによって行われる異なる機械加工操作の間で自動的にバイ
トを変更するバイト変更機構部を有するマシニングセンタ内において穴ぐり用バ
イトを使用する場合には、穴ぐり用バイトのベース１３は、マシニングセンタの
バイト取扱機構部において例えば適切な位置合わせ作用、係合作用、および割り
当て作用を行うのに必要な構造的特徴を有している。実施例によれば、図１に示
される穴ぐり用バイトのベース１３の形状は、ＡＢＳ８０標準に基づく穴ぐり用
バイトのシャンク形状および工作機械のスピンドルの形状に対する要求に適して
いる。バイト本体は対向する中ぐり用端部１４も有している。一般的には、穴ぐ
り用バイト１０の中ぐり用端部１４は、金属材料の中ぐり操作における穴ぐり用
バイトの使用時に、穴ぐり用バイトの下方端部である。中ぐり操作においては、
金属製工作物（例えば自動車のエンジンブロック）内に存在する略円筒形の穴ま
たはキャビティの壁部が金属用切削要素の位置において機械加工（切削）されて
、穴ぐり用バイトの形状によって決定される特定の直径を有する正確に円筒形で
ある壁部面を形成する。
トは本体１１を有しており、本体１１はスピンドル端部１２を有している。本体
１１は、このスピンドル端部１２に隣接してベース１３を形成していて、このベ
ースは穴ぐり用バイトの一部分であり、この穴ぐり用バイトは適切な中ぐり盤ま
たはマシニングセンタ（図示しない）の駆動回転式スピンドル内に保持されてい
る。マシニングセンタによって行われる異なる機械加工操作の間で自動的にバイ
トを変更するバイト変更機構部を有するマシニングセンタ内において穴ぐり用バ
イトを使用する場合には、穴ぐり用バイトのベース１３は、マシニングセンタの
バイト取扱機構部において例えば適切な位置合わせ作用、係合作用、および割り
当て作用を行うのに必要な構造的特徴を有している。実施例によれば、図１に示
される穴ぐり用バイトのベース１３の形状は、ＡＢＳ８０標準に基づく穴ぐり用
バイトのシャンク形状および工作機械のスピンドルの形状に対する要求に適して
いる。バイト本体は対向する中ぐり用端部１４も有している。一般的には、穴ぐ
り用バイト１０の中ぐり用端部１４は、金属材料の中ぐり操作における穴ぐり用
バイトの使用時に、穴ぐり用バイトの下方端部である。中ぐり操作においては、
金属製工作物（例えば自動車のエンジンブロック）内に存在する略円筒形の穴ま
たはキャビティの壁部が金属用切削要素の位置において機械加工（切削）されて
、穴ぐり用バイトの形状によって決定される特定の直径を有する正確に円筒形で
ある壁部面を形成する。
【００１６】 中ぐり用端部１４においては、穴ぐり用バイト１０は三つの回転式カッタ要素
１５を回転可能に担持している。これらカッタ要素はここでは、カッタまたは切
削要素と呼ばれると共に、機械加工産業においてはインサートとして一般的に知
られている。カッタ要素１５は、穴ぐり用バイトを中ぐり作用に使用するときに
このカッタ要素が係合する金属よりも極めて硬い材料から形成されている。好ま
しいカッタ要素の材料は、セラミック材料である窒化珪素である。
１５を回転可能に担持している。これらカッタ要素はここでは、カッタまたは切
削要素と呼ばれると共に、機械加工産業においてはインサートとして一般的に知
られている。カッタ要素１５は、穴ぐり用バイトを中ぐり作用に使用するときに
このカッタ要素が係合する金属よりも極めて硬い材料から形成されている。好ま
しいカッタ要素の材料は、セラミック材料である窒化珪素である。
【００１７】 図１および図２に示されるように、穴ぐり用バイト１０は、カートリッジの形
態をなしている各カッタ要素用取付部１６の構成要素としての各カッタ要素を担
持している。各カートリッジを穴ぐり用バイト本体内に容易に挿入できて、バイ
ト本体から容易に取り外しできて、穴ぐり用バイトの摩耗したカッタ要素を完全
に置き換えると共に穴ぐり用バイトの能力範囲内における他のカートリッジで代
用することにより、異なる直径の中ぐり部を機械加工するのに役立つ。カッタ用
カートリッジ１６は、米国特許第４４７７２１１号明細書に概ね開示されていて
図示される形態と同一であるのが好ましく、この明細書を参照することによって
本願明細書の記載に代える。各カートリッジはベース１８（ステータとも呼ばれ
る）およびロータ１９、カッタ用インサート１５、切りくず用反らせ板２０およ
び把持用ナット２１を有している。この把持用ナット２１は、ステータによって
形成されるシャフト２４（図３および図４を参照されたい）に取り付けられてい
る。ここには示さないが米国特許第４４７７２１１号明細書によれば、ロータは
、スラスト軸受、針軸受または玉軸受によってロータ用シャフトに結合されてい
るのが好ましい。このような軸受はステータとロータとの間に配置されていて、
ステータ上のロータに回転可能に取り付けられていて、中ぐり作用時にカッタ用
インサートによってロータに加えられたステータの軸線方向の負荷を移送させる
。実際のステータ用シャフトは軸線を形成しており、この軸線回りにカッタ用イ
ンサートが回転できる。把持用ナットは、ネジ山２５によってステータ用シャフ
トに結合されており、このネジ山２５はシャフトの大型端部から離間されている
側のシャフトの端部に形成されている（図３および図４を参照されたい）。ネジ
山２５は、中ぐり作用時にカッタ用インサートがステータ用シャフト回りに回転
する方向の左右像とは反対の左右像を有している。従って、シャフトのネジ山付
き端部からシャフトの軸線に沿って見ると、インサート１５は穴ぐり用バイト１
０内においてステータ用シャフト回りに時計回り（すなわち、右回り）に回転し
、従ってネジ山２４は左巻きのネジ山である。
態をなしている各カッタ要素用取付部１６の構成要素としての各カッタ要素を担
持している。各カートリッジを穴ぐり用バイト本体内に容易に挿入できて、バイ
ト本体から容易に取り外しできて、穴ぐり用バイトの摩耗したカッタ要素を完全
に置き換えると共に穴ぐり用バイトの能力範囲内における他のカートリッジで代
用することにより、異なる直径の中ぐり部を機械加工するのに役立つ。カッタ用
カートリッジ１６は、米国特許第４４７７２１１号明細書に概ね開示されていて
図示される形態と同一であるのが好ましく、この明細書を参照することによって
本願明細書の記載に代える。各カートリッジはベース１８（ステータとも呼ばれ
る）およびロータ１９、カッタ用インサート１５、切りくず用反らせ板２０およ
び把持用ナット２１を有している。この把持用ナット２１は、ステータによって
形成されるシャフト２４（図３および図４を参照されたい）に取り付けられてい
る。ここには示さないが米国特許第４４７７２１１号明細書によれば、ロータは
、スラスト軸受、針軸受または玉軸受によってロータ用シャフトに結合されてい
るのが好ましい。このような軸受はステータとロータとの間に配置されていて、
ステータ上のロータに回転可能に取り付けられていて、中ぐり作用時にカッタ用
インサートによってロータに加えられたステータの軸線方向の負荷を移送させる
。実際のステータ用シャフトは軸線を形成しており、この軸線回りにカッタ用イ
ンサートが回転できる。把持用ナットは、ネジ山２５によってステータ用シャフ
トに結合されており、このネジ山２５はシャフトの大型端部から離間されている
側のシャフトの端部に形成されている（図３および図４を参照されたい）。ネジ
山２５は、中ぐり作用時にカッタ用インサートがステータ用シャフト回りに回転
する方向の左右像とは反対の左右像を有している。従って、シャフトのネジ山付
き端部からシャフトの軸線に沿って見ると、インサート１５は穴ぐり用バイト１
０内においてステータ用シャフト回りに時計回り（すなわち、右回り）に回転し
、従ってネジ山２４は左巻きのネジ山である。
【００１８】 ステータの構造的特徴によって、カッタ用カートリッジであるステータ１８を
穴ぐり用バイトの本体１１内に容易に取り付けできて容易に取り外しできる。こ
の構造的特徴はこのような利益を与えると共に、穴ぐり用バイトの本体内におけ
るステータの軸線２７を穴ぐり用バイト本体の中心軸線２８に対して所定の固定
位置に配置している。複数の好ましい構造的特徴は、ネジ山２５から反対側のス
テータの面内に形成されたリブ状雄型ダブテール（ｄｏｖｅｔａｉｌ）式連結用
半部分２２を含んでいる。この雄型ダブテール式リブ２２は、穴ぐり用バイトの
本体内の各凹部１７の後面に形成された溝状雌型ダブテール式連結用半部分２３
（例えば図２を参照されたい）と協動する。各雌型ダブテール式溝の中心線は通
常、穴ぐり用バイトの軸線２８に対して平行であるのが好ましい。しかしながら
、雄型ダブテール式リブ２２の中心線はほとんどの実施例においてステータ用シ
ャフトの軸線２７に対して直角でなく、この軸線に対して角度γだけ直角からず
れている。前述した環境下においてこの角度γは、穴ぐり用バイトの本体により
担持されるような各カッタ用インサートの軸線方向すくい角αを形成する（と共
にすくい角αに等しい）。このことは、ステータがダブテール式連結部２２、２
３によって穴ぐり用バイト内に取り付けられるときに、バイトの軸線２８に対面
するステータの側面から見たカートリッジ用ステータの正面図である図３に示さ
れている。図３において、ロータ１９、カッタ用インサート１５、切りくず用反
らせ板２０および把持用ナット２１がステータ上に占める位置を破線で示してい
る。
穴ぐり用バイトの本体１１内に容易に取り付けできて容易に取り外しできる。こ
の構造的特徴はこのような利益を与えると共に、穴ぐり用バイトの本体内におけ
るステータの軸線２７を穴ぐり用バイト本体の中心軸線２８に対して所定の固定
位置に配置している。複数の好ましい構造的特徴は、ネジ山２５から反対側のス
テータの面内に形成されたリブ状雄型ダブテール（ｄｏｖｅｔａｉｌ）式連結用
半部分２２を含んでいる。この雄型ダブテール式リブ２２は、穴ぐり用バイトの
本体内の各凹部１７の後面に形成された溝状雌型ダブテール式連結用半部分２３
（例えば図２を参照されたい）と協動する。各雌型ダブテール式溝の中心線は通
常、穴ぐり用バイトの軸線２８に対して平行であるのが好ましい。しかしながら
、雄型ダブテール式リブ２２の中心線はほとんどの実施例においてステータ用シ
ャフトの軸線２７に対して直角でなく、この軸線に対して角度γだけ直角からず
れている。前述した環境下においてこの角度γは、穴ぐり用バイトの本体により
担持されるような各カッタ用インサートの軸線方向すくい角αを形成する（と共
にすくい角αに等しい）。このことは、ステータがダブテール式連結部２２、２
３によって穴ぐり用バイト内に取り付けられるときに、バイトの軸線２８に対面
するステータの側面から見たカートリッジ用ステータの正面図である図３に示さ
れている。図３において、ロータ１９、カッタ用インサート１５、切りくず用反
らせ板２０および把持用ナット２１がステータ上に占める位置を破線で示してい
る。
【００１９】 図３の線４−４に沿ってみたカートリッジ用ステータ１８の図である図４は、
雄型ダブテール式リブがステータの軸線（すなわち軸線２７）に中心が合ってお
らず、図３に示されるステータの側面に向かってこの軸線から横方向にずれてい
る。このずれによって、穴ぐり用バイト内において各ダブテール式溝２３を、凹
部１７に隣接する穴ぐり用バイト本体の周囲部からステータのベースを穴ぐり用
バイトの本体に対して強力に連結するのに十分に内方の位置に形成できる。さら
に、このずれによってステータ用シャフトをバイトの軸線２８から比較的遠方に
配置できて、それにより、カッタ用インサート１５の直径を、穴ぐり用バイト１
０の中ぐり作用時に切削される中ぐり部の直径に対して低い合致性でもって維持
できるようになる。さらに、雄型ダブテール式リブ２２が軸線２７からずれてい
ることによって、図１および図２ならびに以下に示されるように、ステータ用シ
ャフトの先端のネジ山端部においてこのシャフトの端部を穴ぐり用バイトの本体
に対して完全に把持させられるという強固な構造的特徴を提供できる。
雄型ダブテール式リブがステータの軸線（すなわち軸線２７）に中心が合ってお
らず、図３に示されるステータの側面に向かってこの軸線から横方向にずれてい
る。このずれによって、穴ぐり用バイト内において各ダブテール式溝２３を、凹
部１７に隣接する穴ぐり用バイト本体の周囲部からステータのベースを穴ぐり用
バイトの本体に対して強力に連結するのに十分に内方の位置に形成できる。さら
に、このずれによってステータ用シャフトをバイトの軸線２８から比較的遠方に
配置できて、それにより、カッタ用インサート１５の直径を、穴ぐり用バイト１
０の中ぐり作用時に切削される中ぐり部の直径に対して低い合致性でもって維持
できるようになる。さらに、雄型ダブテール式リブ２２が軸線２７からずれてい
ることによって、図１および図２ならびに以下に示されるように、ステータ用シ
ャフトの先端のネジ山端部においてこのシャフトの端部を穴ぐり用バイトの本体
に対して完全に把持させられるという強固な構造的特徴を提供できる。
【００２０】 ステータを穴ぐり用バイトの本体に取り付けるときに、ステータの軸線２７の
位置をバイトの軸線２８に対して固定できるというステータに関する構造的特徴
を有する追加の構成要素は、ネジ山２５を形成しているステータ用シャフトの一
部分に形成された二つの好ましくは平坦な表面３０、３１を含んでいる。これら
平坦な表面は図３および図４から分かる。これら平坦な表面は、図９および図１
０に示される前方把持用回し金部材３３と協動する。この回し金部材の設置位置
を図１および図２に示している。ステータ用シャフトの端部の表面３０はシャフ
トの軸線２７に対して平行であって、ダブテール式リブ２２の細長い長さ部分に
対して平行であるのが好ましい。ステータ内における表面３０の位置は、穴ぐり
用バイトの本体のカートリッジ用凹部１７の形状に応じて定まり、それにより、
カートリッジがダブテール式連結部によって凹部内に取り付けられるときに、表
面３０は凹部１７の平坦な表面３４に押し当たって配置されるようになる。表面
３１は、表面３０と協動して略楔形状をなすように、表面３０に対して角度を付
けて配置されている。図２から分かるように、表面３１は、完全に組み立てられ
た穴ぐり用バイトにおける対応する前方回し金部材の（穴ぐり用バイト１０の中
ぐり回転の方向に対して）後方側の延長部３５に係合する。前方把持用回し金部
材は略管状本体３６を有しており、延長部がこの管状本体３６から好ましくは半
径方向に延びている。この延長部の管状本体３６の長さ方向への範囲は、管状本
体の一端からの管状本体の長さよりも小さい。タップ立て済み穴３７は回し金本
体３６内に軸線方向に形成されている。
位置をバイトの軸線２８に対して固定できるというステータに関する構造的特徴
を有する追加の構成要素は、ネジ山２５を形成しているステータ用シャフトの一
部分に形成された二つの好ましくは平坦な表面３０、３１を含んでいる。これら
平坦な表面は図３および図４から分かる。これら平坦な表面は、図９および図１
０に示される前方把持用回し金部材３３と協動する。この回し金部材の設置位置
を図１および図２に示している。ステータ用シャフトの端部の表面３０はシャフ
トの軸線２７に対して平行であって、ダブテール式リブ２２の細長い長さ部分に
対して平行であるのが好ましい。ステータ内における表面３０の位置は、穴ぐり
用バイトの本体のカートリッジ用凹部１７の形状に応じて定まり、それにより、
カートリッジがダブテール式連結部によって凹部内に取り付けられるときに、表
面３０は凹部１７の平坦な表面３４に押し当たって配置されるようになる。表面
３１は、表面３０と協動して略楔形状をなすように、表面３０に対して角度を付
けて配置されている。図２から分かるように、表面３１は、完全に組み立てられ
た穴ぐり用バイトにおける対応する前方回し金部材の（穴ぐり用バイト１０の中
ぐり回転の方向に対して）後方側の延長部３５に係合する。前方把持用回し金部
材は略管状本体３６を有しており、延長部がこの管状本体３６から好ましくは半
径方向に延びている。この延長部の管状本体３６の長さ方向への範囲は、管状本
体の一端からの管状本体の長さよりも小さい。タップ立て済み穴３７は回し金本
体３６内に軸線方向に形成されている。
【００２１】 組み立てられた穴ぐり用バイト１０においては、前方把持用回し金部材は、例
えば図５に示されるように凹部の表面３４内であって穴ぐり用バイトの本体に形
成されるキャビティ３９内に受容されている。キャビティ３９内に配置される回
し金部材が回転不能であって、カッタ用インサートの対応するカートリッジの表
面３１により位置合わせされる延長部３５を有しているように、キャビティ３９
は形成される。前方把持用回し金部材はネジ（図示しない）によって穴ぐり用バ
イトの本体に固定されると共に、回し金部材の延長部の内面４０はステータの端
部表面３１に強力に結合されて、凹部１７内においてステータ用シャフトの端部
を穴ぐり用バイトの本体に対して把持する。把持用回し金部材３３をキャビティ
３９内に固定するのに使用されるネジは、キャビティの底部において本体内に形
成されているタップ立て済み穴４１内において穴ぐり用バイトの本体に係合する
。
えば図５に示されるように凹部の表面３４内であって穴ぐり用バイトの本体に形
成されるキャビティ３９内に受容されている。キャビティ３９内に配置される回
し金部材が回転不能であって、カッタ用インサートの対応するカートリッジの表
面３１により位置合わせされる延長部３５を有しているように、キャビティ３９
は形成される。前方把持用回し金部材はネジ（図示しない）によって穴ぐり用バ
イトの本体に固定されると共に、回し金部材の延長部の内面４０はステータの端
部表面３１に強力に結合されて、凹部１７内においてステータ用シャフトの端部
を穴ぐり用バイトの本体に対して把持する。把持用回し金部材３３をキャビティ
３９内に固定するのに使用されるネジは、キャビティの底部において本体内に形
成されているタップ立て済み穴４１内において穴ぐり用バイトの本体に係合する
。
【００２２】 穴ぐり用バイトの本体１１の軸線方向のカッタ用インサートのカートリッジ１
６の正確な位置は、穴ぐり用バイトの本体内に形成される穴４４内に保持される
位置決め用ピン４３（図１）によって決定される。穴４４は対応するダブテール
式溝２３を横断しており、ピンはこの穴内に配置される。カートリッジがダブテ
ール式溝を介して穴ぐり用バイトの本体内に挿入されるときに、ピンは、ダブテ
ール式リブのための位置決め用停止部として働く。すなわち、ピン４３は、図３
の右側下方に示されるリブの端部においてダブテール式リブの端部に係合する。
穴ぐり用バイトの本体内のダブテール式溝２３は、バイトの回転軸線２８に対し
て平行またはほぼ平行に配置される細長い延長部を有しているので、ピン４３が
カートリッジのダブテール式リブの構造部と共に協動することによって、カート
リッジが穴ぐり用バイトの本体内において穴ぐり用バイトの軸線２８に沿って運
動することが制限される。カートリッジ内においてダブテール式リブ２２の長さ
に応じて定まるこの制限によって、次いで、バイトの軸線２８に沿ってカートリ
ッジの切削点５５が形成される。以下の説明から分かるように、穴ぐり用バイト
の本体内の特別の位置決め用ピン４３の位置および対応するカートリッジ用ダブ
テール式リブの有効長さの一方または両方を調節することにより、穴ぐり用バイ
ト１０により担持される他のカッタ用インサートの切削点に対して、対応するカ
ッタ用インサートの切削点の軸線方向食い違い部を形成することができる。
６の正確な位置は、穴ぐり用バイトの本体内に形成される穴４４内に保持される
位置決め用ピン４３（図１）によって決定される。穴４４は対応するダブテール
式溝２３を横断しており、ピンはこの穴内に配置される。カートリッジがダブテ
ール式溝を介して穴ぐり用バイトの本体内に挿入されるときに、ピンは、ダブテ
ール式リブのための位置決め用停止部として働く。すなわち、ピン４３は、図３
の右側下方に示されるリブの端部においてダブテール式リブの端部に係合する。
穴ぐり用バイトの本体内のダブテール式溝２３は、バイトの回転軸線２８に対し
て平行またはほぼ平行に配置される細長い延長部を有しているので、ピン４３が
カートリッジのダブテール式リブの構造部と共に協動することによって、カート
リッジが穴ぐり用バイトの本体内において穴ぐり用バイトの軸線２８に沿って運
動することが制限される。カートリッジ内においてダブテール式リブ２２の長さ
に応じて定まるこの制限によって、次いで、バイトの軸線２８に沿ってカートリ
ッジの切削点５５が形成される。以下の説明から分かるように、穴ぐり用バイト
の本体内の特別の位置決め用ピン４３の位置および対応するカートリッジ用ダブ
テール式リブの有効長さの一方または両方を調節することにより、穴ぐり用バイ
ト１０により担持される他のカッタ用インサートの切削点に対して、対応するカ
ッタ用インサートの切削点の軸線方向食い違い部を形成することができる。
【００２３】 カートリッジのダブテール式リブは、後方把持用回し金部材４６の動作によっ
て穴ぐり用バイトの本体に把持される。この後方把持用回し金部材４６は各前方
把持用回し金部材３３とほぼ同様であるが、隣接するカートリッジ用ダブテール
式リブの傾斜側面に係合するように傾斜が付けられている延長部下面４７を有し
ている。各後方把持用回し金部材は協動可能な形状を有する各キャビティ４８内
に受容される。これらキャビティは各カートリッジ用凹部の後方側の穴ぐり用バ
イトの本体の外側面に形成されている。各回し金部材４６はネジ（図示しない）
によって各キャビティ内に保持されており、これらネジは、前方把持用回し金部
材の場合に前述したように回し金部材および穴ぐり用バイトの本体と協動する。
て穴ぐり用バイトの本体に把持される。この後方把持用回し金部材４６は各前方
把持用回し金部材３３とほぼ同様であるが、隣接するカートリッジ用ダブテール
式リブの傾斜側面に係合するように傾斜が付けられている延長部下面４７を有し
ている。各後方把持用回し金部材は協動可能な形状を有する各キャビティ４８内
に受容される。これらキャビティは各カートリッジ用凹部の後方側の穴ぐり用バ
イトの本体の外側面に形成されている。各回し金部材４６はネジ（図示しない）
によって各キャビティ内に保持されており、これらネジは、前方把持用回し金部
材の場合に前述したように回し金部材および穴ぐり用バイトの本体と協動する。
【００２４】 穴ぐり用バイトの本体１１の中ぐり用端部１４には、中心において凹部５０が
形成されている。凹部５０は隣接するカートリッジ用凹部１７に部分的に通じて
いて、穴ぐり用バイト１０の中ぐり作用時に生じた金属からなる切りくずを収容
できる。
形成されている。凹部５０は隣接するカートリッジ用凹部１７に部分的に通じて
いて、穴ぐり用バイト１０の中ぐり作用時に生じた金属からなる切りくずを収容
できる。
【００２５】 種々の形状の切削用インサートを本発明に基づく穴ぐり用バイトに使用でき、
穴ぐり用バイト１０は環状丸形インサートを使用するよう配置されており、この
環状丸形インサートは円筒状外側周面５２と平坦な平行主表面とを有しており、
この主表面は前方切削用表面またはすくい角面５３を含んでいる。すくい角面は
対応するカートリッジの軸線２７に対して垂直である。この軸線２７を、穴ぐり
用バイトの軸線２８と同一直線である主要な軸線に対してカッタ用軸線または第
二の軸線と呼ぶ。切削用インサート１５はそのようなインサートである。切削用
表面５３とインサートの周面５２との交差部分における円形線がインサートの切
れ刃５４を形成している。穴ぐり用バイトの軸線２８から最も遠方に位置する切
れ刃５４上の点５５は、中ぐり作用時におけるインサートの理想的な切削点であ
る。実際には、この点によって、中ぐり作用時に穴ぐり用バイトを回転させて軸
線方向に前進させるときにインサートによって中ぐりされる円筒形表面の直径が
決定される。
穴ぐり用バイト１０は環状丸形インサートを使用するよう配置されており、この
環状丸形インサートは円筒状外側周面５２と平坦な平行主表面とを有しており、
この主表面は前方切削用表面またはすくい角面５３を含んでいる。すくい角面は
対応するカートリッジの軸線２７に対して垂直である。この軸線２７を、穴ぐり
用バイトの軸線２８と同一直線である主要な軸線に対してカッタ用軸線または第
二の軸線と呼ぶ。切削用インサート１５はそのようなインサートである。切削用
表面５３とインサートの周面５２との交差部分における円形線がインサートの切
れ刃５４を形成している。穴ぐり用バイトの軸線２８から最も遠方に位置する切
れ刃５４上の点５５は、中ぐり作用時におけるインサートの理想的な切削点であ
る。実際には、この点によって、中ぐり作用時に穴ぐり用バイトを回転させて軸
線方向に前進させるときにインサートによって中ぐりされる円筒形表面の直径が
決定される。
【００２６】 用語「軸線方向すくい角」および「半径方向すくい角」は自己推進式ロータリ
（回転式）カッタ用インサートを使用する金属用切削工具において特定の重要な
形状関係を認定するのに使用されている。カッタ用軸線が概ね工作物、この場合
には穴ぐり用バイトに向けられるときに、軸線方向すくい角は負である。工作物
に向けられるということは、穴ぐり用バイトの軸線方向に前進する方向を意味す
る。軸線方向すくい角は、穴ぐり用バイトの軸線から半径方向に延びる線上に位
置する有利な点から測定され、その結果、半径方向すくい角の影響を排除する。
軸線方向すくい角は、穴ぐり用バイトの軸線が、すくい面５４上の切削点５５の
位置においてすくい面の平面と共に形成する角度、すなわち図１に示される角度
αによって測定される。この角度αは図３に示される角度γと同一の値である。
半径方向すくい角は、穴ぐり用バイトの中ぐり用端部から見た穴ぐり用バイトの
軸線上の有利な点から測定される。そのような有利な点によって軸線方向すくい
角の影響が排除される。半径方向すくい角は、切削点（角度の一つの制限）を通
る穴ぐり用バイトの軸線からの半径５６と、穴ぐり用バイトの軸線を含んでいて
カッタ用インサートの回転軸線、すなわちカッタ用軸線（角度の他の制限）に対
して垂直（半径方向すくい角の有利な点から分かるように）な平面５７との間の
刃先角として測定される。カッタ用軸線に対して垂直であって半径方向すくい角
の第二の制限を形成する平面からバイトの回転方向に向かって切削用点が配置さ
れる場合には、半径方向すくい角は負である。半径方向すくい角βは図２に示さ
れていて、穴ぐり用バイト１０内において負である。
（回転式）カッタ用インサートを使用する金属用切削工具において特定の重要な
形状関係を認定するのに使用されている。カッタ用軸線が概ね工作物、この場合
には穴ぐり用バイトに向けられるときに、軸線方向すくい角は負である。工作物
に向けられるということは、穴ぐり用バイトの軸線方向に前進する方向を意味す
る。軸線方向すくい角は、穴ぐり用バイトの軸線から半径方向に延びる線上に位
置する有利な点から測定され、その結果、半径方向すくい角の影響を排除する。
軸線方向すくい角は、穴ぐり用バイトの軸線が、すくい面５４上の切削点５５の
位置においてすくい面の平面と共に形成する角度、すなわち図１に示される角度
αによって測定される。この角度αは図３に示される角度γと同一の値である。
半径方向すくい角は、穴ぐり用バイトの中ぐり用端部から見た穴ぐり用バイトの
軸線上の有利な点から測定される。そのような有利な点によって軸線方向すくい
角の影響が排除される。半径方向すくい角は、切削点（角度の一つの制限）を通
る穴ぐり用バイトの軸線からの半径５６と、穴ぐり用バイトの軸線を含んでいて
カッタ用インサートの回転軸線、すなわちカッタ用軸線（角度の他の制限）に対
して垂直（半径方向すくい角の有利な点から分かるように）な平面５７との間の
刃先角として測定される。カッタ用軸線に対して垂直であって半径方向すくい角
の第二の制限を形成する平面からバイトの回転方向に向かって切削用点が配置さ
れる場合には、半径方向すくい角は負である。半径方向すくい角βは図２に示さ
れていて、穴ぐり用バイト１０内において負である。
【００２７】 前述したように、切削工具内で移動する切れ刃とすくい面とを有する金属用切
削工具の重要な利点は、切れ刃とすくい面とが切削工具内で静止している切削工
具と比較して、同等な機械加工条件下において有効寿命がかなり長いということ
であり、とりわけ、金属の切込み深さ、送り、および金属製工作物に対する運動
時における切削工具の速度が大きい。切削工具内における切れ刃およびすくい面
が運動すること、およびこれら切れ刃およびすくい面の異なる部分が工作物との
切削係合部分から周期的に排出されて周期的に進入するときに、これら切れ刃お
よびすくい面が冷却されることによって有効寿命が長くなる。このような切れ刃
およびすくい面が金属を工作物から最も有効に除去するために、これら切れ刃お
よびすくい面は現実的な問題、すなわち低速すぎて不要な熱が形成されること、
または高速すぎて他の問題が生ずることを含む一定速度において工作物に対して
正確な方向に移動する必要がある。従って、自己推進式ロータリ・カッタ用イン
サートを有する工作機械の最適形状は、理解が不十分である方法により互いに関
連付けられる多数の変更例を含むと認識されてきた。最適に決定された形状を形
成する場合には、実際の機械加工状況下で許容時間にわたって持続する（すなわ
ち一緒にとどまる）のに十分な構造的強度を有する切削工具および切削工具の構
成要素の適切な寸法を有する切削工具を具体化するのは不可能である。これら多
数の要因を競合した結果、市場で入手可能な回転式インサートの金属用切削工具
に対して、実際の経験に基づいて妥協またはトレードオフを行う。
削工具の重要な利点は、切れ刃とすくい面とが切削工具内で静止している切削工
具と比較して、同等な機械加工条件下において有効寿命がかなり長いということ
であり、とりわけ、金属の切込み深さ、送り、および金属製工作物に対する運動
時における切削工具の速度が大きい。切削工具内における切れ刃およびすくい面
が運動すること、およびこれら切れ刃およびすくい面の異なる部分が工作物との
切削係合部分から周期的に排出されて周期的に進入するときに、これら切れ刃お
よびすくい面が冷却されることによって有効寿命が長くなる。このような切れ刃
およびすくい面が金属を工作物から最も有効に除去するために、これら切れ刃お
よびすくい面は現実的な問題、すなわち低速すぎて不要な熱が形成されること、
または高速すぎて他の問題が生ずることを含む一定速度において工作物に対して
正確な方向に移動する必要がある。従って、自己推進式ロータリ・カッタ用イン
サートを有する工作機械の最適形状は、理解が不十分である方法により互いに関
連付けられる多数の変更例を含むと認識されてきた。最適に決定された形状を形
成する場合には、実際の機械加工状況下で許容時間にわたって持続する（すなわ
ち一緒にとどまる）のに十分な構造的強度を有する切削工具および切削工具の構
成要素の適切な寸法を有する切削工具を具体化するのは不可能である。これら多
数の要因を競合した結果、市場で入手可能な回転式インサートの金属用切削工具
に対して、実際の経験に基づいて妥協またはトレードオフを行う。
【００２８】 切りくずがインサートのすくい面を横切って流れるときに、切削用インサート
の回転作用が、インサートと機械加工処理において発生した切りくずとの間の摩
擦によって生ずることが知られている。別個の機械加工部署のそれぞれにおける
インサートの軸線方向すくい角および半径方向すくい角によって、このような回
転作用は影響を受ける。金属の切削作用が起こると、直交して関連付けられる三
つの切削力が生ずる。穴ぐり用バイト、例えば穴ぐり用バイト１０の場合には、
インサートに加えられる切削力は、切削点に加えられるように理想化されうる。
このような力は、バイトの軸線（例えば軸線２８）に対して平行な方向に関して
インサート上に働く軸線方向の力、バイトの半径に一致する方向に関してインサ
ート上に働く半径方向の力、およびインサート用切削点において半径方向の力お
よび軸線方向の力の両方に対して垂直な接線方向の力である。このような力をバ
イトの物理的構造部内に吸収させる必要があると共に、これら力は、要求される
方向（すなわち、インサートが軸線回りに回転される方向）でかつ要求される大
きさでもってインサートに加えるトルクを結果的に形成する必要がある。インサ
ート用トルクの大きさは、インサートがインサート用取付軸受内における固有の
摩擦を克服して要求される速度で回転できるようにするため、重要である。
の回転作用が、インサートと機械加工処理において発生した切りくずとの間の摩
擦によって生ずることが知られている。別個の機械加工部署のそれぞれにおける
インサートの軸線方向すくい角および半径方向すくい角によって、このような回
転作用は影響を受ける。金属の切削作用が起こると、直交して関連付けられる三
つの切削力が生ずる。穴ぐり用バイト、例えば穴ぐり用バイト１０の場合には、
インサートに加えられる切削力は、切削点に加えられるように理想化されうる。
このような力は、バイトの軸線（例えば軸線２８）に対して平行な方向に関して
インサート上に働く軸線方向の力、バイトの半径に一致する方向に関してインサ
ート上に働く半径方向の力、およびインサート用切削点において半径方向の力お
よび軸線方向の力の両方に対して垂直な接線方向の力である。このような力をバ
イトの物理的構造部内に吸収させる必要があると共に、これら力は、要求される
方向（すなわち、インサートが軸線回りに回転される方向）でかつ要求される大
きさでもってインサートに加えるトルクを結果的に形成する必要がある。インサ
ート用トルクの大きさは、インサートがインサート用取付軸受内における固有の
摩擦を克服して要求される速度で回転できるようにするため、重要である。
【００２９】 自己推進式回転式カッタ用インサートに加えられるトルクは、インサートの軸
線方向すくい角、半径方向すくい角、穴ぐり用バイトの角速度（すなわち毎分回
転数）、インサート用切削点における穴ぐり用バイトの半径、切削用インサート
の半径、インサートのすくい面と中ぐり作用時に生ずる切りくずとの間の摩擦係
数、インサートによる切込み深さ、および穴ぐり用バイトの軸線方向送りを含む
複雑な変数からなる集合の関数である。関連づけられるさらなる要因は、切削点
においてインサートに加えられる軸線方向の力、半径方向の力および接線方向の
力である。このような力はインサートのすくい角だけでなく、中ぐりされる金属
の特性にも関連づけられる。緻密グラファイト鉄を切削するのに良好に働く穴ぐ
り用バイトは、アルミニウムを切削するのに使用されるときは不完全に作動する
かまたは作動しない。さらに、アルミニウムを切削するのに良好に働く穴ぐり用
バイトは、緻密グラファイト鉄を切削するのに使用されるときは不完全に作動す
るかまたは作動しない。機械加工処理時に担持される工作物の材料特性は、引っ
張り強さ、せん断強さ、硬度、展性および延性を含む。
線方向すくい角、半径方向すくい角、穴ぐり用バイトの角速度（すなわち毎分回
転数）、インサート用切削点における穴ぐり用バイトの半径、切削用インサート
の半径、インサートのすくい面と中ぐり作用時に生ずる切りくずとの間の摩擦係
数、インサートによる切込み深さ、および穴ぐり用バイトの軸線方向送りを含む
複雑な変数からなる集合の関数である。関連づけられるさらなる要因は、切削点
においてインサートに加えられる軸線方向の力、半径方向の力および接線方向の
力である。このような力はインサートのすくい角だけでなく、中ぐりされる金属
の特性にも関連づけられる。緻密グラファイト鉄を切削するのに良好に働く穴ぐ
り用バイトは、アルミニウムを切削するのに使用されるときは不完全に作動する
かまたは作動しない。さらに、アルミニウムを切削するのに良好に働く穴ぐり用
バイトは、緻密グラファイト鉄を切削するのに使用されるときは不完全に作動す
るかまたは作動しない。機械加工処理時に担持される工作物の材料特性は、引っ
張り強さ、せん断強さ、硬度、展性および延性を含む。
【００３０】 一般的に従来技術は、回転式切削用インサートの半径方向すくい角が回転軸線
回りにおけるインサートの速度を増大させて、インサートの熱消散作用を高めて
いることを示唆している。このような示唆はフライス削り作用および丸削り機械
加工作用の場合には当てはまるが、中ぐり作用の場合には当てはまらない。とり
わけ、バイト本体に対するインサート用切削点の位置は切削力がインサートに働
くように異なっている。特別の場合には、中ぐり作用時に半径方向すくい角が増
大することによって、インサートが回転しなくなるか、または回転方向が逆転さ
れうることが経験的に分かっている。中ぐり作用またはおそらく他の場合におい
ては、軸線方向すくい角および半径方向すくい角の両方がインサートの回転作用
に影響して、一般的には軸線方向すくい角が半径方向すくい角の約２倍程度の大
きさであることが分かっている。軸線方向すくい角を５度だけ変更することによ
って、インサートの角速度に対する影響が２倍になり、半径方向すくい角を５度
だけ変化させることによってトルクが生ずる。
回りにおけるインサートの速度を増大させて、インサートの熱消散作用を高めて
いることを示唆している。このような示唆はフライス削り作用および丸削り機械
加工作用の場合には当てはまるが、中ぐり作用の場合には当てはまらない。とり
わけ、バイト本体に対するインサート用切削点の位置は切削力がインサートに働
くように異なっている。特別の場合には、中ぐり作用時に半径方向すくい角が増
大することによって、インサートが回転しなくなるか、または回転方向が逆転さ
れうることが経験的に分かっている。中ぐり作用またはおそらく他の場合におい
ては、軸線方向すくい角および半径方向すくい角の両方がインサートの回転作用
に影響して、一般的には軸線方向すくい角が半径方向すくい角の約２倍程度の大
きさであることが分かっている。軸線方向すくい角を５度だけ変更することによ
って、インサートの角速度に対する影響が２倍になり、半径方向すくい角を５度
だけ変化させることによってトルクが生ずる。
【００３１】 動作可能な回転式インサート付き穴ぐり用バイトの形状によって、発生するト
ルクを最大にできるが、これを行うことによって深刻な現実的困難が生ずる場合
がある。トルクが増大すると、インサートをバイトの本体に取り付けている軸受
上にいくらかの反力が生じ、従ってバイトの寿命が短くなる。さらに、バイトの
本体内で高まる現実の制約を考慮する必要がある。断面が小さいことによってイ
ンサート用カートリッジをバイトの本体に固定して把持する能力が制限されて本
体内に高応力領域が形成されるので、断面が小さい構造のバイト本体を避けるべ
きである。このような両方の状況は、バイトおよびバイト自体の中ぐり処理の安
定性に影響する。
ルクを最大にできるが、これを行うことによって深刻な現実的困難が生ずる場合
がある。トルクが増大すると、インサートをバイトの本体に取り付けている軸受
上にいくらかの反力が生じ、従ってバイトの寿命が短くなる。さらに、バイトの
本体内で高まる現実の制約を考慮する必要がある。断面が小さいことによってイ
ンサート用カートリッジをバイトの本体に固定して把持する能力が制限されて本
体内に高応力領域が形成されるので、断面が小さい構造のバイト本体を避けるべ
きである。このような両方の状況は、バイトおよびバイト自体の中ぐり処理の安
定性に影響する。
【００３２】 前述しかつ添付図面に示されるバイト１０は、緻密グラファイト鉄内に中ぐり
部を機械加工するよう形成されている。このバイトは、７９．５ｍｍ（３．１３
インチ）の直径を有する中ぐり部を形成するようになっていて、インサート用切
削点においてこの寸法の半分の大きさの半径を有している。すなわち、インサー
トはバイト本体に取り付けられるときには半径方向の食い違い部を有していない
。また、バイト１０のインサートはバイト内に取り付けられるときには軸線方向
の食い違い部を有していない。すなわち、全てのインサートの接触点は、バイト
の軸線２８に対して垂直な平面内に配置される。切削用インサートの直径は２６
．９７ｍｍ（１．０６２インチ）である。スピンドルの設計速度は３２００ｒｐ
ｍであり、８０５ｍ／分（２６４１ＳＦＭ（ｓｕｒｆａｃｅ ｆｅｅｔ ｐｅｒ
ｍｉｎｕｔｅ）（ｆｅｅｔ／ｍｉｎｉｕｔｅ））の切削速度を形成する。設計
上の切込み深さは０．４０ｍｍ（０．０１５７インチ）である。設計上の送りは
一刃あたり０．１５ｍｍ（０．００６インチ）である。刃はバイト内の切れ刃で
ある。一刃あたりの送りは、バイト内の切れ刃の数によって分けられた一つの回
転当たりのバイト全体の前進量である。バイト１０のインサートは切れ刃を形成
する。
部を機械加工するよう形成されている。このバイトは、７９．５ｍｍ（３．１３
インチ）の直径を有する中ぐり部を形成するようになっていて、インサート用切
削点においてこの寸法の半分の大きさの半径を有している。すなわち、インサー
トはバイト本体に取り付けられるときには半径方向の食い違い部を有していない
。また、バイト１０のインサートはバイト内に取り付けられるときには軸線方向
の食い違い部を有していない。すなわち、全てのインサートの接触点は、バイト
の軸線２８に対して垂直な平面内に配置される。切削用インサートの直径は２６
．９７ｍｍ（１．０６２インチ）である。スピンドルの設計速度は３２００ｒｐ
ｍであり、８０５ｍ／分（２６４１ＳＦＭ（ｓｕｒｆａｃｅ ｆｅｅｔ ｐｅｒ
ｍｉｎｕｔｅ）（ｆｅｅｔ／ｍｉｎｉｕｔｅ））の切削速度を形成する。設計
上の切込み深さは０．４０ｍｍ（０．０１５７インチ）である。設計上の送りは
一刃あたり０．１５ｍｍ（０．００６インチ）である。刃はバイト内の切れ刃で
ある。一刃あたりの送りは、バイト内の切れ刃の数によって分けられた一つの回
転当たりのバイト全体の前進量である。バイト１０のインサートは切れ刃を形成
する。
【００３３】 図１１から図１５のグラフは、バイト１０の形状に対する三つの変数の間の関
係を示している。これら実施例においては、切削速度、切込み深さおよび送りの
同時の変数が前述した値で一定である。図１１は、１度の増分におけるβ＝０°
からβ＝−２０°の範囲の異なる値の半径方向すくい角に関する、約４５４グラ
ム（ポンド）あたりの接線方向切削力（縦軸）と軸線方向すくい角α（横軸）と
の間の関係を示している。図１２は、同一範囲（であって同一増し分）における
約４５４グラム（ポンド）あたりの半径方向切削力（縦軸）および軸線方向すく
い角（横軸）の間の関係ならびに半径方向すくい角（曲線）を示している。図１
３は、半径方向すくい角の同一範囲（であって同一増し分）における約４５４グ
ラム（ポンド）あたりの軸線方向切削力（縦軸）および軸線方向すくい角（横軸
）の間の関係、ならびに半径方向すくい角（曲線）を示している。図１４は、同
一範囲で（同一の増し分における）約４５４グラム・約２５．４ｍｍ（ポンド・
インチ）でのインサートのトルク（縦軸）および軸線方向すくい角（横軸）の間
の関係ならびに半径方向すくい角（曲線）を示している。図１５は、同一範囲（
であって同一の増し分）におけるインサートの速度（ＲＰＭ）および軸線方向す
くい角（横軸）の間の関係ならびに半径方向すくい角（曲線）を示している。中
ぐりされるべき材料は緻密グラファイト鉄である。図１１から図１５のデータを
用いることによって、および支持力の測定および有限要素解析によるバイトの構
造的拘束を測定を行うことによって、−１５°の軸線方向すくい角および−７．
５°の半径方向すくい角を確立できた。インサートのトルクを最大にするために
すくい角の組合わせを決定することに含まれるこれらすくい角を確立すること、
すくい角の組み合わせに対して三つの切削力を解析すること、およびバイト本体
とインサート取付部との拘束に対する検証を考慮する。当業者であれば、これら
処理が実際に相互に影響しているにもかかわらず、これら処理は煩わしいもので
はなく、図１１から図１５に記載された関係を容易に使用して、論理的に正しい
穴ぐり用バイトの形状に組み入れることができる。
係を示している。これら実施例においては、切削速度、切込み深さおよび送りの
同時の変数が前述した値で一定である。図１１は、１度の増分におけるβ＝０°
からβ＝−２０°の範囲の異なる値の半径方向すくい角に関する、約４５４グラ
ム（ポンド）あたりの接線方向切削力（縦軸）と軸線方向すくい角α（横軸）と
の間の関係を示している。図１２は、同一範囲（であって同一増し分）における
約４５４グラム（ポンド）あたりの半径方向切削力（縦軸）および軸線方向すく
い角（横軸）の間の関係ならびに半径方向すくい角（曲線）を示している。図１
３は、半径方向すくい角の同一範囲（であって同一増し分）における約４５４グ
ラム（ポンド）あたりの軸線方向切削力（縦軸）および軸線方向すくい角（横軸
）の間の関係、ならびに半径方向すくい角（曲線）を示している。図１４は、同
一範囲で（同一の増し分における）約４５４グラム・約２５．４ｍｍ（ポンド・
インチ）でのインサートのトルク（縦軸）および軸線方向すくい角（横軸）の間
の関係ならびに半径方向すくい角（曲線）を示している。図１５は、同一範囲（
であって同一の増し分）におけるインサートの速度（ＲＰＭ）および軸線方向す
くい角（横軸）の間の関係ならびに半径方向すくい角（曲線）を示している。中
ぐりされるべき材料は緻密グラファイト鉄である。図１１から図１５のデータを
用いることによって、および支持力の測定および有限要素解析によるバイトの構
造的拘束を測定を行うことによって、−１５°の軸線方向すくい角および−７．
５°の半径方向すくい角を確立できた。インサートのトルクを最大にするために
すくい角の組合わせを決定することに含まれるこれらすくい角を確立すること、
すくい角の組み合わせに対して三つの切削力を解析すること、およびバイト本体
とインサート取付部との拘束に対する検証を考慮する。当業者であれば、これら
処理が実際に相互に影響しているにもかかわらず、これら処理は煩わしいもので
はなく、図１１から図１５に記載された関係を容易に使用して、論理的に正しい
穴ぐり用バイトの形状に組み入れることができる。
【００３４】 力に関するシミュレーション・モデルを使用してカッタ用インサートに対する
すくい角を決定できる。このモデルによって、切削力、インサートのトルク、お
よびすくい角に対するインサートの回転速度を決定できる。図１１から図１５は
、そのような力のシミュレーション・モデルを使用することによって得られて、
傾向を示している。これら変数の間の関係は全てが直線ではない。
すくい角を決定できる。このモデルによって、切削力、インサートのトルク、お
よびすくい角に対するインサートの回転速度を決定できる。図１１から図１５は
、そのような力のシミュレーション・モデルを使用することによって得られて、
傾向を示している。これら変数の間の関係は全てが直線ではない。
【００３５】 当業者であれば、他の工作物の材料または他の操作状況の一方または両方に使
用する穴ぐり用バイトを前述した説明に沿って形成できることを容易に認識する
であろう。当業者であれば、前述して図示した穴ぐり用バイトとは異なる穴ぐり
用バイトの構造的配列を採用できることを容易に認識するであろう。例えば、図
１の角度α（軸線方向すくい角）に対して図３の角度γが等しいことによって、
ダブテール式連結部２２、２３の平面がバイトの軸線２８に対して平行に配置さ
れるという結果が得られる。バイトの軸線に対してダブテール式連結部の平面が
異なることによって、同一値のαに対して異なる値のγが得られるという結果に
なる。図４を参照すると、カートリッジのシャフトの軸線２７はダブテール式連
結部の平面に対して一般的でない関係（垂直以外の関係）であってもよい。さら
に、ダブテール式連結部以外の連結部を使用して、切削用インサートの取付用カ
ートリッジをバイトの本体に連結させることもできる。切削用インサートを穴ぐ
り用バイトの本体に取り付けることを、カートリッジを使用することよりもさら
に直接的に行うことができるが、おそらく簡単ではない。使用時にインサートが
回転する軸線を固定可能に形成またはバイトの本体によって担持することができ
る。切削用インサートを適切な軸受でもってこの軸線に取り外し可能に取り付け
ることもできる。
用する穴ぐり用バイトを前述した説明に沿って形成できることを容易に認識する
であろう。当業者であれば、前述して図示した穴ぐり用バイトとは異なる穴ぐり
用バイトの構造的配列を採用できることを容易に認識するであろう。例えば、図
１の角度α（軸線方向すくい角）に対して図３の角度γが等しいことによって、
ダブテール式連結部２２、２３の平面がバイトの軸線２８に対して平行に配置さ
れるという結果が得られる。バイトの軸線に対してダブテール式連結部の平面が
異なることによって、同一値のαに対して異なる値のγが得られるという結果に
なる。図４を参照すると、カートリッジのシャフトの軸線２７はダブテール式連
結部の平面に対して一般的でない関係（垂直以外の関係）であってもよい。さら
に、ダブテール式連結部以外の連結部を使用して、切削用インサートの取付用カ
ートリッジをバイトの本体に連結させることもできる。切削用インサートを穴ぐ
り用バイトの本体に取り付けることを、カートリッジを使用することよりもさら
に直接的に行うことができるが、おそらく簡単ではない。使用時にインサートが
回転する軸線を固定可能に形成またはバイトの本体によって担持することができ
る。切削用インサートを適切な軸受でもってこの軸線に取り外し可能に取り付け
ることもできる。
【００３６】 さらに、前述した情報を考慮すると、当業者、特に搬送ライン、スピンドル−
バイト係合取付配列体、または異なる特性を有する金属の機械加工装置の設計ま
たは操作に熟練した者は、本発明に基づく穴ぐり用バイトは、バイトに取り付け
られるときに接触点における半径方向または軸線方向の食い違い部の一方または
両方が明確に分かるインサートを有しうることを理解するであろう。軸線方向の
食い違い部を有するバイトは、カッタ用インサートの接触点がバイトの軸線２８
に沿って測定された小距離だけ分離されているバイトである。半径方向食い違い
部を有するバイトは、カッタ用インサートの接触点がバイトの軸線２８から半径
方向に異なる距離を有しているバイトである。半径方向および／または軸線方向
の食い違い部を使用して、取付用スピンドル上にバイトを搭載すること（および
軸受および取付部上にスピンドルを搭載すること）に影響を与えて、駆動用スピ
ンドルに対するバイトの連結部の安全性および同軸性を高めるとともに、中ぐり
作用時におけるチャターを少なくする。
バイト係合取付配列体、または異なる特性を有する金属の機械加工装置の設計ま
たは操作に熟練した者は、本発明に基づく穴ぐり用バイトは、バイトに取り付け
られるときに接触点における半径方向または軸線方向の食い違い部の一方または
両方が明確に分かるインサートを有しうることを理解するであろう。軸線方向の
食い違い部を有するバイトは、カッタ用インサートの接触点がバイトの軸線２８
に沿って測定された小距離だけ分離されているバイトである。半径方向食い違い
部を有するバイトは、カッタ用インサートの接触点がバイトの軸線２８から半径
方向に異なる距離を有しているバイトである。半径方向および／または軸線方向
の食い違い部を使用して、取付用スピンドル上にバイトを搭載すること（および
軸受および取付部上にスピンドルを搭載すること）に影響を与えて、駆動用スピ
ンドルに対するバイトの連結部の安全性および同軸性を高めるとともに、中ぐり
作用時におけるチャターを少なくする。
【００３７】 バイトの軸線全てに対してカッタ用インサートの軸線方向または半径方向の食
い違い部を有していない穴ぐり用バイトは対称的なバイトであると呼ばれる。対
称的な試作品のバイト１０による前述したような初期の試験においては、スピン
ドル用軸受がかなり摩耗してゆるくなることが分かっている。この試験は、自動
車用のエンジンブロックを機械加工するための搬送ラインの中ぐり用部署におい
て行われた。中ぐり用部署におけるスピンドル軸はほぼ水平方向である。スピン
ドルはＡＢＳ８０標準に合致する取付用シャンクの形状を有するバイトを受容す
るよう形成されている。そのような形状を有するバイトのシャンクは適切な剛体
ではない。従って、バイトはスピンドルに対する連結部にゆるみが存在するよう
な挙動を示して良好に動作しない。バイト内のカッタ用インサートの位置を調節
することによってバイトを修正して、バイト本体内に、１．２ｍｍ（０．０５０
インチ）の半径方向食い違い部および０．５０ｍｍ（０．０２０インチ）の軸線
方向食い違い部を形成する。食い違い部は隣接するインサート間において測定さ
れる。このように修正することによって、中ぐり作用時に各インサートはさらに
重量が増した状態で搭載される。このように増大されたインサートの荷重によっ
てバイトはさらに重量が増した状態で設置されて、工作物のブロック用キャステ
ィング内のバイトのチャターを、本発明のメリットおよび操作性を確かなものに
するのに十分な程度に少なくする。この試験によって、ＡＢＳ８０の線形バイト
（テーパ無し）のシャンクの標準形状が、搬送ラインおよびマシニングセンタに
おいて公知であって使用されている１Ｓ０−５０およびＨＳＫ−１００テーパ付
きバイトのシャンクの標準形状に比較して弱いことも確かめられた。現在では、
ＨＳＫ−１００標準形状に合致するシャンクを有するバイトが好ましい。ＡＢＳ
８０シャンク形状を有するバイトが使用される場合には、バイトは鉛直方向また
は略鉛直方向に配置された主要な軸線２８によって最良に使用されることが分か
っている。
い違い部を有していない穴ぐり用バイトは対称的なバイトであると呼ばれる。対
称的な試作品のバイト１０による前述したような初期の試験においては、スピン
ドル用軸受がかなり摩耗してゆるくなることが分かっている。この試験は、自動
車用のエンジンブロックを機械加工するための搬送ラインの中ぐり用部署におい
て行われた。中ぐり用部署におけるスピンドル軸はほぼ水平方向である。スピン
ドルはＡＢＳ８０標準に合致する取付用シャンクの形状を有するバイトを受容す
るよう形成されている。そのような形状を有するバイトのシャンクは適切な剛体
ではない。従って、バイトはスピンドルに対する連結部にゆるみが存在するよう
な挙動を示して良好に動作しない。バイト内のカッタ用インサートの位置を調節
することによってバイトを修正して、バイト本体内に、１．２ｍｍ（０．０５０
インチ）の半径方向食い違い部および０．５０ｍｍ（０．０２０インチ）の軸線
方向食い違い部を形成する。食い違い部は隣接するインサート間において測定さ
れる。このように修正することによって、中ぐり作用時に各インサートはさらに
重量が増した状態で搭載される。このように増大されたインサートの荷重によっ
てバイトはさらに重量が増した状態で設置されて、工作物のブロック用キャステ
ィング内のバイトのチャターを、本発明のメリットおよび操作性を確かなものに
するのに十分な程度に少なくする。この試験によって、ＡＢＳ８０の線形バイト
（テーパ無し）のシャンクの標準形状が、搬送ラインおよびマシニングセンタに
おいて公知であって使用されている１Ｓ０−５０およびＨＳＫ−１００テーパ付
きバイトのシャンクの標準形状に比較して弱いことも確かめられた。現在では、
ＨＳＫ−１００標準形状に合致するシャンクを有するバイトが好ましい。ＡＢＳ
８０シャンク形状を有するバイトが使用される場合には、バイトは鉛直方向また
は略鉛直方向に配置された主要な軸線２８によって最良に使用されることが分か
っている。
【００３８】 本発明に基づく他の試作品の穴ぐり用バイトによる追加試験によって、ＣＧＩ
およびねずみ鋳鉄製エンジンブロック内のシリンダを中ぐりする能力がかなり向
上したことが示される。三つの軸線方向および半径方向の食い違い部を備えた自
己推進式回転可能カッタ用インサートを有するバイトは、最下方でかつ最も内側
のインサートにおいて７９．７３ｍｍ（３．１３９インチ）の有効直径、軸線方
向中間のインサートにおいて８１．７６ｍｍ（３．２１９インチ）の有効直径、
および上方で最も外側のインサートにおいて８３．８ｍｍ（３．２９９インチ）
の有効直径、すなわち、１ｍｍ（０．０４０インチ）の均一な半径方向食い違い
部を有しており、軸線方向食い違い部は２．５４ｍｍ（０．１００インチ）にお
いて均一である。このようなバイトは、ＣＧＩシリンダ用材料を通常の穴ぐり用
バイトを用いた２５秒に比べて、３．４秒以内で中ぐりすることができ、中ぐり
されたシリンダの線形性はさらに正確であり、中ぐり表面仕上げはさらに高品質
になっている。このような結果を、１Ｓ０−５０またはＨＳＫ−１００のシャン
ク形状を有するバイトによって得ることができる。
およびねずみ鋳鉄製エンジンブロック内のシリンダを中ぐりする能力がかなり向
上したことが示される。三つの軸線方向および半径方向の食い違い部を備えた自
己推進式回転可能カッタ用インサートを有するバイトは、最下方でかつ最も内側
のインサートにおいて７９．７３ｍｍ（３．１３９インチ）の有効直径、軸線方
向中間のインサートにおいて８１．７６ｍｍ（３．２１９インチ）の有効直径、
および上方で最も外側のインサートにおいて８３．８ｍｍ（３．２９９インチ）
の有効直径、すなわち、１ｍｍ（０．０４０インチ）の均一な半径方向食い違い
部を有しており、軸線方向食い違い部は２．５４ｍｍ（０．１００インチ）にお
いて均一である。このようなバイトは、ＣＧＩシリンダ用材料を通常の穴ぐり用
バイトを用いた２５秒に比べて、３．４秒以内で中ぐりすることができ、中ぐり
されたシリンダの線形性はさらに正確であり、中ぐり表面仕上げはさらに高品質
になっている。このような結果を、１Ｓ０−５０またはＨＳＫ−１００のシャン
ク形状を有するバイトによって得ることができる。
【００３９】 前述の段落において説明した試験は、シリンダの各中ぐり部の長さ部分に沿っ
て中間部分に位置するキャスティング内に冷却剤用経路が存在しているエンジン
ブロックのキャスティングを使用して行われた。そのようなキャスティングが通
常の穴ぐり用バイトを使用して中ぐりされるときには、冷却材用経路の領域にお
いて外側に反らされているシリンダの壁部に対して穴ぐり用バイトに応じて荷重
をかけ、次いでこのような荷重が存在しないときに元に戻る。結果的に、端部よ
りも中心において直径が小さい中ぐり済み表面、すなわち砂時計のような形状が
得られる。本発明の穴ぐり用バイトによって形成された中ぐり済み表面は砂時計
のような形状により材料を少なくできることを示している。
て中間部分に位置するキャスティング内に冷却剤用経路が存在しているエンジン
ブロックのキャスティングを使用して行われた。そのようなキャスティングが通
常の穴ぐり用バイトを使用して中ぐりされるときには、冷却材用経路の領域にお
いて外側に反らされているシリンダの壁部に対して穴ぐり用バイトに応じて荷重
をかけ、次いでこのような荷重が存在しないときに元に戻る。結果的に、端部よ
りも中心において直径が小さい中ぐり済み表面、すなわち砂時計のような形状が
得られる。本発明の穴ぐり用バイトによって形成された中ぐり済み表面は砂時計
のような形状により材料を少なくできることを示している。
【００４０】 前述した試験および他の試験から、以前は搬送ラインにおける二つの中ぐり部
署において行っていたＣＧＩまたはねずみ鋳鉄製自動車用エンジンブロックのシ
リンダについての中ぐり操作を、本発明に基づく穴ぐり用バイトを使用して一つ
の部署において行うことができる。本発明に基づく穴ぐり用バイトによって形成
された中ぐり済み表面は、自動車用エンジンブロック機械加工用搬送ラインにお
ける続くホーニング用部署で得られる結果をさらに高めることができる。
署において行っていたＣＧＩまたはねずみ鋳鉄製自動車用エンジンブロックのシ
リンダについての中ぐり操作を、本発明に基づく穴ぐり用バイトを使用して一つ
の部署において行うことができる。本発明に基づく穴ぐり用バイトによって形成
された中ぐり済み表面は、自動車用エンジンブロック機械加工用搬送ラインにお
ける続くホーニング用部署で得られる結果をさらに高めることができる。
【００４１】 本発明に基づく穴ぐり用バイトにおいてカッタ用インサート１５の軸線方向食
い違い部が要求される場合には、全体の食い違い部（最下方のインサートの接触
点と最上方のインサートの接触点との間のバイトの軸線に沿った距離）を、最上
方のインサートが中ぐり位置の端部に達する前に最下方のインサートが中ぐり部
位置の下方において工作物の一部分と要求されていない接触作用を生じないよう
に形成する必要がある。
い違い部が要求される場合には、全体の食い違い部（最下方のインサートの接触
点と最上方のインサートの接触点との間のバイトの軸線に沿った距離）を、最上
方のインサートが中ぐり位置の端部に達する前に最下方のインサートが中ぐり部
位置の下方において工作物の一部分と要求されていない接触作用を生じないよう
に形成する必要がある。
【００４２】 カッタ用インサートは本発明に基づく穴ぐり用バイトのインサート１５の好ま
しい形状とは異なる形状であってもよい。インサートの周面およびすくい面は、
便利であって要求されるような円筒形状であって平坦以外の形状であってもよい
。穴ぐり用バイトは、中ぐり棒の形態をなしている。この穴ぐり用バイトにおい
ては、切削用インサートは回転軸線の位置を調節するよう取り付けられており、
それにより、インサートの軸線方向すくい角および半径方向すくい角、ならびに
インサートの切削点における中ぐり棒の有効半径を、異なる中ぐり部の直径また
は工作物の材料のために変更することができる。さらに、本発明は、インサート
の軸線方向食い違い部または半径方向食い違い部の一方または両方を得るために
インサートの位置を調節する調節能力を有する穴ぐり用バイトを含む。与えられ
た穴ぐり用バイトにおける全てのインサートおよびインサート用カートリッジの
構造部は、相互に変更可能または置き換え可能であることが好ましい。
しい形状とは異なる形状であってもよい。インサートの周面およびすくい面は、
便利であって要求されるような円筒形状であって平坦以外の形状であってもよい
。穴ぐり用バイトは、中ぐり棒の形態をなしている。この穴ぐり用バイトにおい
ては、切削用インサートは回転軸線の位置を調節するよう取り付けられており、
それにより、インサートの軸線方向すくい角および半径方向すくい角、ならびに
インサートの切削点における中ぐり棒の有効半径を、異なる中ぐり部の直径また
は工作物の材料のために変更することができる。さらに、本発明は、インサート
の軸線方向食い違い部または半径方向食い違い部の一方または両方を得るために
インサートの位置を調節する調節能力を有する穴ぐり用バイトを含む。与えられ
た穴ぐり用バイトにおける全てのインサートおよびインサート用カートリッジの
構造部は、相互に変更可能または置き換え可能であることが好ましい。
【００４３】 当業者であれば、前述した説明および添付図面は、本発明の好ましい実施態様
を形成する穴ぐり用バイトに直接的に関係していることを認識するであろう。当
業者であれば、前述した説明と添付図面とは、本発明の構造と手順とを行うに際
して限定的なものではなくて、これら構造と手順とに関する変更例または変種例
を本発明の範囲から逸脱することなしに実施できることを認識するであろう。
を形成する穴ぐり用バイトに直接的に関係していることを認識するであろう。当
業者であれば、前述した説明と添付図面とは、本発明の構造と手順とを行うに際
して限定的なものではなくて、これら構造と手順とに関する変更例または変種例
を本発明の範囲から逸脱することなしに実施できることを認識するであろう。
【図１】 頂端部に担持された自己推進式ロータリーカッタを有する穴ぐり用バイトの側
面図である。
面図である。
【図２】 穴ぐり用バイトの頂面図である。
【図３】 ロータリーカッタ用取付ベースの正面図であり、この取付ベースの三つは図１
および図２に示す穴ぐり用バイトの構成要素であって、ロータリーカッタ用イン
サートおよび取付ベースの他の構成要素が部分的に示されている。
および図２に示す穴ぐり用バイトの構成要素であって、ロータリーカッタ用イン
サートおよび取付ベースの他の構成要素が部分的に示されている。
【図４】 図３の線４−４に沿ってみた取付ベースの正面図である。
【図５】 穴ぐり用バイト本体内にロータリーカッタ用取付部を有していない状態の穴ぐ
り用バイト本体の部分正面図である。
り用バイト本体の部分正面図である。
【図６】 穴ぐり用バイト本体の頂面図である。
【図７】 後方取付部用固定部材の頂面図である。
【図８】 後方取付部用固定部材の正面図である。
【図９】 前方取付部用固定部材の頂面図である。
【図１０】 前方取付部用固定部材の正面図である。
【図１１】 図１および図２に示される穴ぐり用バイトおよび他の穴ぐり用バイトの形状に
関する特定の変数と本発明のカッタ用取付部との間の関係のグラフである。この
グラフにおいては、横軸（水平軸線）が、−２０°から０°までの範囲において
増し分１°の軸線方向すくい角である。この図面において、曲線はβ＝０°から
β＝２０°までの範囲における増し分１°の半径方向すくい角の値である。縦軸
（鉛直軸線）は約４５４グラム（ポンド）における接線方向切削力である。
関する特定の変数と本発明のカッタ用取付部との間の関係のグラフである。この
グラフにおいては、横軸（水平軸線）が、−２０°から０°までの範囲において
増し分１°の軸線方向すくい角である。この図面において、曲線はβ＝０°から
β＝２０°までの範囲における増し分１°の半径方向すくい角の値である。縦軸
（鉛直軸線）は約４５４グラム（ポンド）における接線方向切削力である。
【図１２】 図１および図２に示される穴ぐり用バイトおよび他の穴ぐり用バイトの形状に
関する特定の変数と本発明のカッタ用取付部との間の関係のグラフである。この
グラフにおいては、横軸（水平軸線）が、−２０°から０°までの範囲において
増し分１°の軸線方向すくい角である。この図面において、曲線はβ＝０°から
β＝２０°までの範囲における増し分１°の半径方向すくい角の値である。縦軸
（鉛直軸線）は約４５４グラム（ポンド）における半径方向切削力である。
関する特定の変数と本発明のカッタ用取付部との間の関係のグラフである。この
グラフにおいては、横軸（水平軸線）が、−２０°から０°までの範囲において
増し分１°の軸線方向すくい角である。この図面において、曲線はβ＝０°から
β＝２０°までの範囲における増し分１°の半径方向すくい角の値である。縦軸
（鉛直軸線）は約４５４グラム（ポンド）における半径方向切削力である。
【図１３】 図１および図２に示される穴ぐり用バイトおよび他の穴ぐり用バイトの形状に
関する特定の変数と本発明のカッタ用取付部との間の関係のグラフである。この
グラフにおいては、横軸（水平軸線）が、−２０°から０°までの範囲において
増し分１°の軸線方向すくい角である。この図面において、曲線はβ＝０°から
β＝２０°までの範囲における増し分１°の半径方向すくい角の値である。縦軸
（鉛直軸線）は約４５４グラム（ポンド）における軸線方向切削力である。
関する特定の変数と本発明のカッタ用取付部との間の関係のグラフである。この
グラフにおいては、横軸（水平軸線）が、−２０°から０°までの範囲において
増し分１°の軸線方向すくい角である。この図面において、曲線はβ＝０°から
β＝２０°までの範囲における増し分１°の半径方向すくい角の値である。縦軸
（鉛直軸線）は約４５４グラム（ポンド）における軸線方向切削力である。
【図１４】 図１および図２に示される穴ぐり用バイトおよび他の穴ぐり用バイトの形状に
関する特定の変数と本発明のカッタ用取付部との間の関係のグラフである。この
グラフにおいては、横軸（水平軸線）が、−２０°から０°までの範囲において
増し分１°の軸線方向すくい角である。この図面において、曲線はβ＝０°から
β＝２０°までの範囲における増し分１°の半径方向すくい角の値である。縦軸
（鉛直軸線）は約４５４グラム・約２５．４ｍｍ（ポンド・インチ）におけるイ
ンサートのトルクである。
関する特定の変数と本発明のカッタ用取付部との間の関係のグラフである。この
グラフにおいては、横軸（水平軸線）が、−２０°から０°までの範囲において
増し分１°の軸線方向すくい角である。この図面において、曲線はβ＝０°から
β＝２０°までの範囲における増し分１°の半径方向すくい角の値である。縦軸
（鉛直軸線）は約４５４グラム・約２５．４ｍｍ（ポンド・インチ）におけるイ
ンサートのトルクである。
【図１５】 図１および図２に示される穴ぐり用バイトおよび他の穴ぐり用バイトの形状に
関する特定の変数と本発明のカッタ用取付部との間の関係のグラフである。この
グラフにおいては、横軸（水平軸線）が、−２０°から０°までの範囲において
増し分１°の軸線方向すくい角である。この図面において、曲線はβ＝０°から
β＝２０°までの範囲における増し分１°の半径方向すくい角の値である。縦軸
（鉛直軸線）は毎分回転数におけるインサートの速度である。
関する特定の変数と本発明のカッタ用取付部との間の関係のグラフである。この
グラフにおいては、横軸（水平軸線）が、−２０°から０°までの範囲において
増し分１°の軸線方向すくい角である。この図面において、曲線はβ＝０°から
β＝２０°までの範囲における増し分１°の半径方向すくい角の値である。縦軸
（鉛直軸線）は毎分回転数におけるインサートの速度である。
【手続補正書】
【提出日】平成１２年１０月２５日（２０００．１０．２５）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】 図１および図２に示されるように、穴ぐり用バイト１０は、カートリッジの形
態をなしている各カッタ要素用取付部１６の構成要素としての各カッタ要素を担
持している。各カートリッジを穴ぐり用バイト本体内に容易に挿入できて、バイ
ト本体から容易に取り外しできて、穴ぐり用バイトの摩耗したカッタ要素を完全
に置き換えると共に穴ぐり用バイトの能力範囲内における他のカートリッジで代
用することにより、異なる直径の中ぐり部を機械加工するのに役立つ。カッタ用
カートリッジ１６は、米国特許第４４７７２１１号明細書に概ね開示されていて
図示される形態と同一であるのが好ましく、この明細書を参照することによって
本願明細書の記載に代える。各カートリッジはベース１８（ステータとも呼ばれ
る）およびロータ１９、カッタ用インサート１５、切りくず用反らせ板２０およ
び把持用ナット２１を有している。この把持用ナット２１は、ステータによって
形成されるシャフト２４（図３および図４を参照されたい）に取り付けられてい
る。ここには示さないが米国特許第４４７７２１１号明細書によれば、ロータは
、スラスト軸受、針軸受または玉軸受によってロータ用シャフトに結合されてい
るのが好ましい。このような軸受はステータとロータとの間に配置されていて、
ステータ上のロータに回転可能に取り付けられていて、中ぐり作用時にカッタ用
インサートによってロータに加えられたステータの軸線方向の負荷を移送させる
。実際のステータ用シャフトは軸線を形成しており、この軸線回りにカッタ用イ
ンサートが回転できる。把持用ナットは、ネジ山２５によってステータ用シャフ
トに結合されており、このネジ山２５はシャフトの大型端部から離間されている
側のシャフトの端部に形成されている（図３および図４を参照されたい）。ネジ
山２５は、中ぐり作用時にカッタ用インサートがステータ用シャフト回りに回転
する方向の左右像とは反対の左右像を有している。従って、シャフトのネジ山付
き端部からシャフトの軸線に沿って見ると、インサート１５は穴ぐり用バイト１
０内においてステータ用シャフト回りに時計回り（すなわち、右回り）に回転し
、従ってネジ山２５は左巻きのネジ山である。
態をなしている各カッタ要素用取付部１６の構成要素としての各カッタ要素を担
持している。各カートリッジを穴ぐり用バイト本体内に容易に挿入できて、バイ
ト本体から容易に取り外しできて、穴ぐり用バイトの摩耗したカッタ要素を完全
に置き換えると共に穴ぐり用バイトの能力範囲内における他のカートリッジで代
用することにより、異なる直径の中ぐり部を機械加工するのに役立つ。カッタ用
カートリッジ１６は、米国特許第４４７７２１１号明細書に概ね開示されていて
図示される形態と同一であるのが好ましく、この明細書を参照することによって
本願明細書の記載に代える。各カートリッジはベース１８（ステータとも呼ばれ
る）およびロータ１９、カッタ用インサート１５、切りくず用反らせ板２０およ
び把持用ナット２１を有している。この把持用ナット２１は、ステータによって
形成されるシャフト２４（図３および図４を参照されたい）に取り付けられてい
る。ここには示さないが米国特許第４４７７２１１号明細書によれば、ロータは
、スラスト軸受、針軸受または玉軸受によってロータ用シャフトに結合されてい
るのが好ましい。このような軸受はステータとロータとの間に配置されていて、
ステータ上のロータに回転可能に取り付けられていて、中ぐり作用時にカッタ用
インサートによってロータに加えられたステータの軸線方向の負荷を移送させる
。実際のステータ用シャフトは軸線を形成しており、この軸線回りにカッタ用イ
ンサートが回転できる。把持用ナットは、ネジ山２５によってステータ用シャフ
トに結合されており、このネジ山２５はシャフトの大型端部から離間されている
側のシャフトの端部に形成されている（図３および図４を参照されたい）。ネジ
山２５は、中ぐり作用時にカッタ用インサートがステータ用シャフト回りに回転
する方向の左右像とは反対の左右像を有している。従って、シャフトのネジ山付
き端部からシャフトの軸線に沿って見ると、インサート１５は穴ぐり用バイト１
０内においてステータ用シャフト回りに時計回り（すなわち、右回り）に回転し
、従ってネジ山２５は左巻きのネジ山である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２６】 用語「軸線方向すくい角」および「半径方向すくい角」は自己推進式ロータリ
（回転式）カッタ用インサートを使用する金属用切削工具において特定の重要な
形状関係を認定するのに使用されている。カッタ用軸線が概ね工作物、この場合
には穴ぐり用バイトに向けられるときに、軸線方向すくい角は負である。工作物
に向けられるということは、穴ぐり用バイトの軸線方向に前進する方向を意味す
る。軸線方向すくい角は、穴ぐり用バイトの軸線から半径方向に延びる線上に位
置する有利な点から測定され、その結果、半径方向すくい角の影響を排除する。
軸線方向すくい角は、穴ぐり用バイトの軸線が、切れ刃５４上の切削点５５の位
置においてすくい面の平面と共に形成する角度、すなわち図１に示される角度α
によって測定される。この角度αは図３に示される角度γと同一の値である。半
径方向すくい角は、穴ぐり用バイトの中ぐり用端部から見た穴ぐり用バイトの軸
線上の有利な点から測定される。そのような有利な点によって軸線方向すくい角
の影響が排除される。半径方向すくい角は、切削点（角度の一つの制限）を通る
穴ぐり用バイトの軸線からの半径５６と、穴ぐり用バイトの軸線を含んでいてカ
ッタ用インサートの回転軸線、すなわちカッタ用軸線（角度の他の制限）に対し
て垂直（半径方向すくい角の有利な点から分かるように）な平面５７との間の刃
先角として測定される。カッタ用軸線に対して垂直であって半径方向すくい角の
第二の制限を形成する平面からバイトの回転方向に向かって切削用点が配置され
る場合には、半径方向すくい角は負である。半径方向すくい角βは図２に示され
ていて、穴ぐり用バイト１０内において負である。
（回転式）カッタ用インサートを使用する金属用切削工具において特定の重要な
形状関係を認定するのに使用されている。カッタ用軸線が概ね工作物、この場合
には穴ぐり用バイトに向けられるときに、軸線方向すくい角は負である。工作物
に向けられるということは、穴ぐり用バイトの軸線方向に前進する方向を意味す
る。軸線方向すくい角は、穴ぐり用バイトの軸線から半径方向に延びる線上に位
置する有利な点から測定され、その結果、半径方向すくい角の影響を排除する。
軸線方向すくい角は、穴ぐり用バイトの軸線が、切れ刃５４上の切削点５５の位
置においてすくい面の平面と共に形成する角度、すなわち図１に示される角度α
によって測定される。この角度αは図３に示される角度γと同一の値である。半
径方向すくい角は、穴ぐり用バイトの中ぐり用端部から見た穴ぐり用バイトの軸
線上の有利な点から測定される。そのような有利な点によって軸線方向すくい角
の影響が排除される。半径方向すくい角は、切削点（角度の一つの制限）を通る
穴ぐり用バイトの軸線からの半径５６と、穴ぐり用バイトの軸線を含んでいてカ
ッタ用インサートの回転軸線、すなわちカッタ用軸線（角度の他の制限）に対し
て垂直（半径方向すくい角の有利な点から分かるように）な平面５７との間の刃
先角として測定される。カッタ用軸線に対して垂直であって半径方向すくい角の
第二の制限を形成する平面からバイトの回転方向に向かって切削用点が配置され
る場合には、半径方向すくい角は負である。半径方向すくい角βは図２に示され
ていて、穴ぐり用バイト１０内において負である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，Ｇ Ｈ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 ズーバ，フィリップ エス． アメリカ合衆国，ミシガン 48038，マコ ーム カウンティー，クリントン タウン シップ，17 マイル ロード 17153 (72)発明者 ビーチャール，ピーター エム． アメリカ合衆国，ミシガン 48315，マコ ーム カウンティー，シェルビー タウン シップ，ラードナ 55201 (72)発明者 キンスラー，グレゴリー アメリカ合衆国，ミシガン 48317，ユー ティカ，カナル 8367 Ｆターム(参考） 3C036 AA00
Claims (27)
- 【請求項１】 穴ぐり用バイトにおいて、 中ぐり作用時に主要な軸線回りに回転可能であって該主要な軸線に沿って前進
可能な本体を具備し、 前記主要な軸線に対して固定された第二の軸線回りに回転するために前記本体
に取り付けられた丸形回転式切削要素を担持し、 該切削要素は、前記本体が前進する中ぐり方向に向かって概ね対面している切
削用表面を形成する円形切れ刃を有しており、前記主要な軸線および前記第二の
軸線の関係は、前記主要な軸線から半径方向に前記切れ刃の最大距離をおいて配
置される前記切削要素上の切削位置において、少なくとも選択された量のトルク
によって前記第二の軸線回りに選択された方向に前記回転要素を回転させられる
ようにするために、前記切削用表面が前記主要な軸線に対して互いに形成された
半径方向すくい角および軸線方向すくい角を有している穴ぐり用バイト。 - 【請求項２】 前記切削要素が平坦なすくい面と円筒形状の周面とを有する
請求項１に記載の穴ぐり用バイト。 - 【請求項３】 前記半径方向すくい角および前記軸線方向すくい角が負であ
る請求項１に記載の穴ぐり用バイト。 - 【請求項４】 前記軸線方向すくい角の値が前記半径方向すくい角よりも約
２倍だけさらに負である請求項３に記載の穴ぐり用バイト。 - 【請求項５】 前記切削要素が取付部上に回転可能に担持されており、該取
付部が特定の位置において、かつ前記穴ぐり用バイトの前記本体に対して特定の
関係をなして前記穴ぐり用バイトの前記本体に解放可能に連結されている請求項
１に記載の穴ぐり用バイト。 - 【請求項６】 前記軸線方向すくい角および前記半径方向すくい角が負であ
って、前記軸線方向すくい角が前記半径方向すくい角よりも約２倍だけさらに負
である請求項５に記載の穴ぐり用バイト。 - 【請求項７】 前記特定の位置および前記特定の関係において前記取付部に
固定するために前記穴ぐり用バイトの前記本体と前記取付部との間で協動する把
持手段を有する請求項５に記載の穴ぐり用バイト。 - 【請求項８】 前記取付部がシャフトを形成しており、該シャフト回りに前
記切削要素が回転可能であって、前記把持手段が、前記切削要素に隣接する前記
シャフトの端部と共に協動する請求項７に記載の穴ぐり用バイト。 - 【請求項９】 前記穴ぐり用バイトの前記本体に対する前記取付部のダブテ
ール式連結部を有する請求項５に記載の穴ぐり用バイト。 - 【請求項１０】 前記取付部の前記ダブテール式連結部の中心線が、前記取
付部によって形成される前記シャフトの軸線から横断方向にずれている請求項９
に記載の穴ぐり用バイト。 - 【請求項１１】 前記取付部のシャフトの前記軸線からの前記取付部のダブ
テール式連結部のずれ方向が、前記穴ぐり用バイトの前記本体の前記取付部の前
記連結部上における前記ダブテール式連結部から前記取付部のシャフトを外側方
向に配置する方向である請求項１０に記載の穴ぐり用バイト。 - 【請求項１２】 前記ダブテール式連結部に沿って前記取付部の運動を制限
する位置において、前記穴ぐり用バイトの前記本体が、前記本体のダブテール式
連結部に関連づけられる位置決め要素を有する請求項９に記載の穴ぐり用バイト
。 - 【請求項１３】 前記穴ぐり用バイトの前記本体のダブテール式連結部が、
ダブテール式溝を形成し、前記位置決め要素が前記本体から前記溝内に延びるピ
ンを具備する請求項１２に記載の穴ぐり用バイト。 - 【請求項１４】 前記ダブテール式連結部が、前記穴ぐり用バイトの前記本
体の前記主要な軸線に対してほぼ平行に形成されている請求項９に記載の穴ぐり
用バイト。 - 【請求項１５】 中ぐり作用時に、バイトの軸線回りに回転可能であって該
バイトの軸線に沿って前進可能な本体を有する穴ぐり用バイトにおいて有用な丸
形回転可能カッタ部材用の切削部材用取付部において、 ベースと、カッタ用軸線回りに回転するために該ベースによって回転可能に担
持される環状カッタ部材とを有し、 前記カッタ部材は、前記カッタ用軸線からほぼ半径方向に延びる面と、該面を
形成している周囲の切れ刃とを有しており、 前記取付部は、前記取付部が前記本体に対して所定の関係をなして前記本体に
剛固に連結可能であるという構造的特徴部を有しており、前記カッタ部材の前記
面はバイトの軸線回りに回転する方向に概ね開放しており、前記バイトの軸線か
ら前記切削部材の前記切れ刃の最大距離をおいた場所における前記切削部材上の
切削位置において、前記面は前記バイトの軸線に対して選択された軸線方向すく
い角および半径方向すくい角を有しており、 前記軸線方向すくい角および前記半径方向すくい角は、前記穴ぐり用バイトの
中ぐり作用時に選択された量のトルクによって前記切削部材を選択された方向に
前記カッタ用軸線回りに回転させる値を有している切削部材用取付部。 - 【請求項１６】 前記切削部材の前記面が平坦である請求項１５に記載の切
削部材用取付部。 - 【請求項１７】 前記切削部材が円筒形状周面を有しており、前記周面が前
記切削部材の前記面と共に前記切れ刃を形成している請求項１５に記載の切削部
材用取付部。 - 【請求項１８】 前記軸線方向すくい角および前記半径方向すくい角が負で
ある請求項１５に記載の切削部材用取付部。 - 【請求項１９】 前記軸線方向すくい角が前記半径方向すくい角よりも約２
倍だけさらに負である請求項１８に記載の切削部材用取付部。 - 【請求項２０】 シャフトを有しており、前記カッタ部材が該シャフト回り
に回転可能であり、前記構造的特徴部が、前記シャフトを前記バイトの前記本体
に固定するために前記切削部材に隣接している前記シャフト上の面を含む請求項
１５に記載の切削部材用取付部。 - 【請求項２１】 前記構造的特徴部がダブテール式連結部の一つの半部分を
含む請求項２０に記載の切削部材用取付部。 - 【請求項２２】 前記一つのダブテール式連結部の前記半部分が前記取付部
内において前記カッタ用軸線から横断方向にずれている請求項２１に記載の切削
部材用取付部。 - 【請求項２３】 自己推進式回転式カッタ要素によって特定の材料からなる
工作物内に特定の直径の中ぐり部を機械加工する機械加工方法において、 前記工作物の材料の特性を参照して切削要素の切削速度、切込み深さおよび軸
線方向送りの第一の操作値を決定し、 これら第一の操作値に関して、接線方向、半径方向および軸線方向の切削力、
ならびにカッタ要素の角速度およびトルクに対する前記カッタ要素の軸線方向す
くい角および半径方向すくい角の関係を確立し、 前記カッタ要素の回転軸線回りの要求される方向の最大のトルクの場合のカッ
タ要素のすくい角を同一にし、 同一のすくい角においてカッタ要素を支持する力を確立し、 回転式カッタ要素を担持する回転可能穴ぐり用バイトを形成し、該カッタ要素
は、前記バイトの回転軸線から特定の中ぐり部の直径の半分だけ半径方向に離間
された切削点と、該切削点において同一の軸線方向すくい角および半径方向すく
い角を有しており、 さらに、 前記特定の材料からなる前記工作物内に中ぐり部を機械加工するために、前記
決定された切削速度を生じさせる角速度でかつ、決定された軸線方向送りでもっ
て前記穴ぐり用バイトを操作する機械加工方法。 - 【請求項２４】 前記特定の材料が緻密グラファイト鉄であって、前記軸線
方向すくい角および前記半径方向すくい角が負である請求項２３に記載の機械加
工方法。 - 【請求項２５】 前記軸線方向すくい角が前記半径方向すくい角よりも約２
倍だけさらに負である請求項２４に記載の機械加工方法。 - 【請求項２６】 同一である前記すくい角において特定の寸法であるカッタ
要素を有するバイトの本体の構造的妥当性を確認する工程をさらに含む請求項２
３に記載の機械加工方法。 - 【請求項２７】 力のシミュレーションモデルを形成し、このシミュレーシ
ョンモデルを使用して前記カッタ要素のすくい角を決定する請求項２３に記載の
機械加工方法。
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