JP2004276143A

JP2004276143A - バランス調整機構を備えた回転工具

Info

Publication number: JP2004276143A
Application number: JP2003068001A
Authority: JP
Inventors: Kouhitsu Tei; 幸弼鄭
Original assignee: Tungaloy Corp
Current assignee: Tungaloy Corp
Priority date: 2003-03-13
Filing date: 2003-03-13
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【目的】バランス調整機構を備えた回転工具において、バランス調整の精度が高く、その精度を確実に維持し、さらに、バランス調整が簡易且つ迅速に行える回転工具を提供する。
【構成】中心軸線周りに回転する工具本体１ａを有し、前記工具本体１ａの外周面１ｂおよび／または先端面１ｃから突出する切れ刃２０ａ、２０ｂが少なくとも１つ設けられた回転工具１において、前記工具本体１ａの外周部および／または先端部に穴部２が少なくとも１つ設けられ、前記外周部に設けられる穴部２は外周面１ｂから中心軸Ｏに向かって所定の深さに形成され、前記先端部に設けられる穴部２は先端面１ｃから基部側に向かって所定の深さに形成され、前記穴部２には、その開口部を閉塞する栓部材１０が備えられ、前記穴部２内部に少なくとも１つの充填部材１１が着脱自在に配置固定される。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バランス調整機構を備えた回転工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のバランス調整機構を備える回転工具を図１０および図１１に示す。図１０はこの回転工具の一部分解斜視図であり、図１１は縦断側面図である。この回転工具は、工具本体の外周部に複数のチップが備えられる正面フライス１であり、前記工具本体１ａの外周部から中心に向かって所定の深さに形成された複数の穴部２と、前記穴部２の開口部側を閉塞する栓部材１０と、前記穴部２内に増減可能に収容される複数の充填部材１１と、からなるバランス調整機構が備えられている。前記栓部材１０は、前記穴部２の開口部側に設けられたねじ溝２ａに螺合する盲ねじ１０とされる。
【０００３】
該正面フライス１は、所定のチップ２０が固着された状態で、工具本体１ａの各穴部２が空の状態でこの穴部２のねじ溝２ａに栓部材１０が螺合して前記穴部２が閉塞される。そこで図示しない動的釣合装置によって該正面フライス１の回転バランスの検査が行われ、アンバランスな穴部２の位置と量とが検出される。その検出結果に基づいて、アンバランスな位置の穴部２内にボール１１を入れ、さらに、上記の検査が繰り返し行われることによってボール１１の数が増減され、結果的にバランス調整がなされる。
【０００４】
上記バランス調整終了後に、工具本体１ａの孔部１ｄに図示しない工作機械の主軸が嵌着され、この主軸の回転作用により該正面フライス１が、図１０中、矢印Ｋ方向に回転される。このため、各チップ２０からなる切れ刃２０ａ、２０ｂにより図示しないワークが切削されるとともに、切りくずが切りくずポケット３を介して外部に排出される。
【０００５】
上述した正面フライス１のバランス調整機構１００においては、工具本体１ａの外周部に形成された複数の穴部２に所定の数の充填部材１１が収容された後、この穴部２の開口部側が栓部材１０で閉塞されることにより、該正面フライス１のバランス調整作業が容易に遂行される。しかも、切れ刃２０の再研削等により微妙なバランス調整が必要な際には、対応する穴部２に収容されている充填部材１１の数を増減させるだけでよく、この微妙なバランス調整を迅速かつ高精度に行うことができる。さらに、栓部材１０が穴部２に設けられたねじ溝２ａに螺合される盲ねじ１０であるため、工具本体１ａの回転時に遠心力により該正面フライス１の径方向外側に付勢される充填部材１１がこの穴部２から外部に導出されることを確実に阻止することができる一方、前記栓部材１０を螺回させるだけで前記栓部材１０の着脱作業が容易に遂行される。（例えば、特許文献１参照）
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−１５５１３１号公報（第２頁乃至第４頁、図１乃至図３）
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来の正面フライス１においては、充填部材１１を所定の位置に固定する又は調整する手段が備えられていないために、工具本体１ａの穴部２に充填部材１１が満たされず、穴部２内部に間隙が生じた場合、正面フライス１の回転に伴う遠心力によって、上記充填部材１１は穴部２内で遊動したり微動したりすることとなり、バランスを変動させるおそれがある。
【０００８】
また、刃先寸法を変更したりチップ２０の再研削により前記チップ２０の重量が変化したりする場合には、微妙なバランス調整が必要とされ、重量の異なる充填部材１１を１つの穴部２に収容することも生じてくる。しかし、所望の位置に所望の重量の充填部材１１を配置することが困難であるため、このような微妙なバランス調整を行うのに充分な調整精度が備えられているとはいえなかった。
【０００９】
本発明の回転工具は、上述した問題に鑑みてなされたもので、その目的は、バランス調整機構を備えた回転工具において、バランス調整の精度が高く、その精度が確実に維持され、さらに、バランス調整が簡易且つ迅速に行える回転工具を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の回転工具は、上記課題を解決し目的を達成するために、中心軸線周りに回転する工具本体を有し、前記工具本体の外周面および／または先端面から突出する切れ刃が少なくとも１つ設けられた回転工具において、前記工具本体の外周部および／または先端部に穴部が少なくとも１つ設けられ、前記外周部に設けられる穴部は外周面から軸中心に向かって所定の深さに形成され、前記先端部に設けられる穴部は先端面から基部側に向かって所定の深さに形成され、前記穴部には、その開口部を閉塞する栓部材が備えられ、前記穴部内部に少なくとも１つの充填部材が着脱自在に配置固定されることを特徴とするバランス調整機構を備えた回転工具である。
【００１１】
好ましくは、前記充填部材は、固定部材によって前記栓部材又は前記工具本体に着脱自在に配置固定され、前記充填部材は、円盤状又は円柱状又は多角形平板状又は多角形柱状をなすとともに中央部に貫通穴を備え、少なくとも２種類の異なる重量に設定されている。
【００１２】
上述したバランス調整機構を備えた回転工具においては、動的釣合装置による検出結果に基づいてアンバランスな穴部に対して的確な位置に、且つ、的確な重量の充填部材を配置することができるとともに、前記充填部材の配置が変化することもないので、該回転工具のバランスが高い精度で維持される。さらに、前記充填部材は、異なる重量に適宜設定され、その配置される位置も適宜設定することができるので、微妙なバランス調整が可能となり、バランス調整の精度が極めて良好となる。バランス調整作業に際して、前記充填部材を前記栓部材又は工具本体に固定する固定部材を螺回することによって、前記充填部材の着脱が行え、適宜設定された重量の充填部材を増減するだけなのでバランス調整作業が簡易且つ迅速に行えるとともに調整精度が向上する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１乃至図３に示す正面フライスは本発明の一実施形態である。これらの図に示すように、工具本体１ａの外周部には、本発明に係るバランス調整機構が設けられる。このバランス調整機構は図１乃至図３に示すように、工具本体１ａの外周面１ｂから軸中心Ｐに向かって所定の深さまで形成される少なくとも１つの穴部２が形成されるとともに、前記穴部２の開口部側を閉塞する栓部材１０と、前記栓部材１０に例えばボルト等の固定部材１２によって増減可能に固着される少なくとも１つの充填部材１１と、からなるバランス調整機構１００を備えている。前記充填部材１１は、例えば円盤状をなし、その中央付近に両端面に貫通する挿通穴が設けられている。そしてボルト等の固定部材１２が前記挿通穴に挿入され、前記栓部材１０に螺合することによって、前記充填部材１１は前記栓部材１０に固着される。
【００１５】
前記穴部２は、工具本体１ａの外周部に備えられたチップ２０に対応して略等角度間隔ずつ離間して設けられており、この穴部２の開口部側にねじ溝２ａが設けられ、このねじ溝２ａに栓部材１０が螺合する。前記充填部材１１は、微妙なバランス調整が可能なようにその体積および重量が適宜設定されている。前記重量は、それぞれの充填部材１１の重量差が０．５ｇ以下であれば、バランス調整の精度が高いうえ、製造する点で好ましい。さらにバランス調整の精度を高めるには、前記重量差は０．２ｇ以下が好ましく、特に好ましくは０．１ｇ以下である。また、前記充填部材１１の材質は、例えば、鉛、鋼鉄または超硬、樹脂等から製作されるのが好ましい。
【００１６】
次に、このように構成される当該バランス調整機構１００の動作について、これを採用する正面フライス１の動作との関連で説明する。図１に示すように、まず、所定のチップ２０が工具本体１ａ先端部の外周面１ｂに沿って略等間隔に配設されたチップ座４ａ、４ｂに、上記チップ２０の該正面フライス１の回転方向Ｋ前方を向く上面と一側面を当接するとともに、微調整ねじ３０の頭部３０ａに当接するように載置され、上記チップ２０の上記回転方向Ｋ後方側に設けられた楔２１によって楔着される。そして、バランス調整機構１００においては、固定部材１２が栓部材１０に螺着した状態で前記栓部材１０が穴部２のねじ溝２ａに螺合し、前記穴部２の開口部を閉塞する。そして、図示しない動的釣合装置によって該正面フライス１の回転バランスの検査が行われ、アンバランスな穴部２の位置と量とが検出される。その検出結果に基づいて、アンバランスな位置の穴部２に螺合する栓部材１０に、所定の位置に所定の重量の充填部材１１が固定部材１２によって固着され、その栓部材１０は前記穴部２のねじ溝２ａに螺合する。さらに、上記の検査が繰り返し行われ、充填部材１１の数を増減させたり、充填部材１１の位置と重量を変化させたりしながらバランス調整がなされる。
【００１７】
上記バランス調整終了後に、工具本体１ａ中央部に軸線Ｏ方向に貫通する取付穴１ｄに図示しない工作機械の主軸又はアーバの軸部等が嵌着されるとともに、上記工具本体１ａの後端部端面に形成される基部端面１ｅに上記工作機械の主軸端面又は上記アーバ端面が密着され、該正面フライス１は、上記主軸の回転作用により回転駆動され、且つ、上記軸線Ｏと直交する方向に送りを与えられる。そして、各チップ２０に形成された切れ刃２０ａ、２０ｂにより図示しない被削材が切削されるとともに、切りくずが切りくずポケット３を介して外部に排出される。
【００１８】
該正面フライス１による切削加工が継続されるにつれ、チップ２０の切れ刃２０ａ、２０ｂに損耗が進行していく。従って、損耗したチップ２０を再研磨した後、又は、未使用コーナに交換後、又は、新しいチップ２０に交換後、切れ刃２０ａ、２０ｂは工具本体１ａに対して所定の突出量に微調整される。この微調整に際し、上記チップ２０の基部端面側に設けられた微調整ねじ３０が螺回し、軸線方向Ｏ先端側に進出するとともに、前記微調整ねじ３０の頭部３０ａは、上記チップ２０の基部端面側を向く側面２０ｃを介して、上記チップをチップ座４ｂに沿って押動する。そして、上記工具本体１ａに対し、切れ刃２０ａと切れ刃２０ｂは、それぞれ該正面フライス１の径方向と軸線Ｏ方向に所定の位置まで突出される。上述したチップ２０の再研削、コーナの交換、チップ２０自体の交換においては、上記チップ２０の重量が変化してしまい、正面フライス１全体のバランスが崩れる場合がある。そこで、本実施例では、重量が変化したチップ２０の位置に対応する穴部２内に収容される充填部材１１の数を増減したり、異なる重量のものに交換したりすることにより、該正面フライス１全体のバランスを微妙に調整することができるという効果が得られる。
【００１９】
バランス調整を高精度に行うためには、該正面フライス１の径方向における充填部材１１を所定の位置に正確に装着することが重要である。その点において、この実施形態の正面フライス１は、栓部材１０に固定する充填部材の順列を所望の順列通りに装着することができるので、該正面フライス１全体のバランス調整を高精度に遂行することができる。さらに、充填部材１１の数を増減したり、所望の順列に装着するにあたっては、固定部材１２を回転させ前記栓部材１０から脱着するだけで充填部材１１の装着が可能となり、前記充填部材１１を前記栓部材１０に装着後、前記栓部材１０を工具本体１ａの穴部２に螺着するだけでバランス調整機構の装着が可能となるため、バランス調整作業が簡易且つ迅速に行われることとなる。
【００２０】
さらに、充填部材１１は栓部材１０に固定部材１２によって強固に固定され、且つ、前記栓部材１０は穴部２に設けられたねじ溝２ａに強固に螺合されるため、正面フライス１の回転時の遠心力による作用を受けても微動することがないので、調整されたバランス状態を確実に維持することが可能である。
【００２１】
なお、バランス調整機構１００において、充填部材１１は図２（ｂ）に示すように、例えばボルトのような固定部材１２によって、工具本体１ａに設けられた穴部２に固定される形式であってもよく、そのときに得られる効果は上述した効果と同一である。
【００２２】
次に、第２の実施形態を図４乃至図６に示す。その基本的な構成は図１乃至図３に示したものと同じであるので、共通する部分には同一の符号を配して説明を簡略化する。この実施形態の正面フライス１は、外周部にバランス調整機構１００を設置するスペースが無い場合等に好ましいものであり、図５および図６に示すように工具本体１ａの先端面１ｃから基部端面１ｅに向かって所定の深さまで形成される複数の穴部２と、各穴部２の開口部側を閉塞する栓部材１０と、前記栓部材１０に増減自在にねじ等の固定部材１２によって固着される複数の充填部材１１と、からなるバランス調整機構１００を備えている。また、前記調整機構１００は図４に示すようにチップ２０の間に略等間隔ピッチにほぼ同一円周上に配列されている。このバランス調整機構１００の動作については、上述した第１の実施形態の正面フライス１と略同一であり、まず、所定のチップ２０が固着された状態で、工具本体１ａの穴部２は、前記固定部材１２が螺着された栓部材１０が前記穴部２のねじ溝２ａに螺合して開口部を閉塞される。そして、図示しない動的釣合装置によって正面フライス１の回転バランスの検査が行われ、アンバランスな穴部２の位置と量とが検出される。その検出結果に基づいて、アンバランスな位置の穴部２に螺合された栓部材１０に充填部材１１が所定位置に所定重量だけ装着され固定部材１２によって固着され、その栓部材１０は前記穴部２のねじ溝２ａに螺合される。さらに、上記の検査が繰り返し行われ、充填部材１１の数を増減させたり、充填部材１１の位置と重量を変化させたりしながらバランス調整がなされる。そして、この実施形態の正面フライス１のバランス調整においても、上述した第１の実施形態の正面フライス１と同一の効果が得られる。
【００２３】
次に、第３の実施形態を図７乃至図９に示す。この実施形態は本発明に係るバランス調整機構をラインボーリングバーに適用したものである。図７に示すようにこのラインボーリングバー４０は、略円柱軸状の工具本体１ａの外周に、粗加工用の切れ刃部と仕上げ加工用の切れ刃部が該工具本体１ａの軸線Ｏ方向に並ぶように設けられており、このうち仕上げ加工用の切れ刃部としては、工具本体１ａに埋設される本体６０と、この本体６０から突出させられて先端に仕上げ切れ刃２０ｃが設けられた頭部６１と、この頭部６１と本体６０との間に介装されて仕上げ切れ刃２０ｃの該工具本体に対する径方向突出量の微調整を行う調整ナット６２とを備えている。これらの仕上げ切れ刃２０ｃは、粗加工切れ刃２０ｄに対して、その工具本体１ａ外周側へ突出されるとともに、適宜外径寸法に調整可能とされていて、このような工具本体１ａを、被削材を貫通するように形成された下穴に、挿入してその先端を図示しない軸受によって支持するとともに、後端部に形成されたフランジ部８の端面８ａと前記端面８から突出する軸部８ｂを工作機械に取り付けて該工具本体１ａを回転させつつ上記軸線Ｏ方向に送り出すことにより、前記粗加工切れ刃２０ｄが上記下穴を粗加工した後、前記仕上げ切れ刃２０ｃが所定の内径寸法に仕上げてゆく。
【００２４】
第１および第２の実施形態の正面フライス１がその軸線Ｏと直交する１平面上でバランス調整が行われる、いわゆる１面修正であるのに対し、このラインボーリングバー４０は、フランジ部８と先端部の２平面上でバランス修正を行う、いわゆる２面修正である。該ボーリングバー４０のように工具外径に対して長手寸法が大きい場合には、１面修正では偶アンバランス（俗に言うスリコギ運動）が発生する場合があり、これを防止するバランス修正方法として、上記２面修正は非常に有効な方法である。
【００２５】
上述した２面修正の方法について以下に説明する。図７および図９に示すように、該ボーリングバー４０の先端面１ｃから軸線Ｏ方向に沿って所定の深さまで形成される複数の穴部２が同一円周上に形成され、前記穴部２の開口部側を閉塞する栓部材１０と、前記栓部材１０に増減自在にボルト等の固定部材１２によって固着される複数の充填部材１１と、からなるバランス調整機構１００が備えられている。一方、図７および図８に示すように基部側のフランジ部８には、外周面１ｂから軸中心Ｐに向かって所定の深さまで形成される複数の穴部２が略等角度間隔で形成される。そして、バランス調整機構１００は、各穴部２の開口部側を閉塞する栓部材１０と、前記栓部材１０に増減自在にボルトなどの固定部材１２によって固着される複数の充填部材１１と、から構成される。
【００２６】
該ボーリングバー４０は、バランス調整機構１００が設けられた先端部又は後端部のいずれか一方の位置において、該ボーリングバー４０の軸線Ｏと直交する平面のバランスを図示しない動的釣合装置によって検査され、前記平面におけるアンバランスな穴部２の位置と量とが検出される。その検出結果に基づいて、前記アンバランスな穴部２に、充填部材１１が所定の位置に所定の重量だけ配置されるとともに、固定部材１２によって栓部材１０に固定され、その栓部材１０は前記穴部２のねじ溝２ａに螺合される。さらに、上記の検査が繰り返し行われ、充填部材１１の数を増減させたり、充填部材１１の位置と重量を変化させたりしながらバランス調整がなされる。引き続き、他方のバランス調整機構１００が設けられた位置において、上記軸線Ｏと直交する平面のバランスが検査され、前記平面のバランス調整は、前述した一方の位置におけるバランス調整の手順と同様に行われる。以上の２面修正によって、バランス調整が行われる結果偶アンバランスが解消され、長尺の工具に特有の、俗に言うスリコギ運動を防止することができる。
【００２７】
この実施形態のラインボーリングバー４０は、上述した第１および第２の実施形態と同様のバランス調整機構１００を備えているので、その効果も同様で、バランス調整を高精度に遂行することができ、その高い精度のバランスを確実に維持できるというものであり、さらに、バランス調整作業が簡易であるとともに迅速に行うことができるというものである。そのうえ、２面修正により偶アンバランス（俗に言うスリコギ運動）が防止できるという効果がある。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の回転工具は、中心軸線周りに回転する工具本体を有し、前記工具本体の外周面および／または先端面から突出する切れ刃が少なくとも１つ設けられた回転工具において、前記工具本体の外周部および／または先端部に穴部が少なくとも１つ設けられ、前記外周部に設けられる穴部は外周面から軸中心に向かって所定の深さに形成され、前記先端部に設けられる穴部は先端面から基部側に向かって所定の深さに形成され、前記穴部の開口部を閉塞する栓部材が備えられ、前記穴部内部に少なくとも１つの充填部材が着脱自在に配置固定されることを特徴とするバランス調整機構を備えた回転工具である。上記回転工具によれば、動的釣合装置による検出結果に基づいてアンバランスな穴部に対して的確な位置に、且つ、的確な重量の充填部材を配置することができるとともに、前記充填部材の配置が変化することもないので、該回転工具のバランス調整の精度が高く、その高い精度が確実に維持される。さらに、前記充填部材は、異なる重量に適宜設定することができ、それを配置する位置も適宜設定することができるので、微妙なバランス調整が可能となり、バランス調整の精度が極めて良好となる。バランス調整作業に際して、前記充填部材を前記栓部材又は工具本体に螺着する固定部材を回転するだけで、前記充填部材の着脱を行うことができ、その後、栓部材１０を前記穴部に螺着するだけでバランス調整機構の装着が完了するため、バランス調整作業が簡易且つ迅速に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る正面フライスの一実施形態の一部分解斜視図である。
【図２】（ａ）図１に示す正面フライスの正面視の断面図である。
（ｂ）図１に示す正面フライスの変形例の正面視の一部分解断面図である。
【図３】図２（ａ）に示す正面フライスのＸ−Ｘ断面図であり、バランス調整機構の構成を示す図である。
【図４】本発明に係る正面フライスの別の実施形態の一部分解斜視図である。
【図５】図４に示す正面フライスの正面視の断面図である。
【図６】図４に示す正面フライスの正面視の一部分解断面図である。
【図７】本発明に係るラインボーリングバーの一部分解正面図である。
【図８】図７に示すラインボーリングバーのＹ−Ｙ断面図である。
【図９】図７に示すラインボーリングバーのＺ矢視図である。
【図１０】従来のバランス調整機構を備えた正面フライスの一部分解斜視図である。
【図１１】図１０に示す正面フライスの正面視の断面図を示す。
【符号の説明】
１正面フライス
１ａ工具本体
１ｂ外周面
１ｃ先端面
１ｄ取付穴
１ｅ基部端面
１ｆザグリ穴
２穴部
２ａねじ穴
３切りくずポケット
４ａ、４ｂチップ座
５楔取付溝
６粗加工用切れ刃部取付穴
７仕上げ加工用切れ刃部取付穴
８フランジ部
１０栓部材
１１充填部材
１２固定部材
２０チップ
２０ａ、２０ｂ切れ刃
２０ｃ仕上げ切れ刃
２０ｄ粗加工切れ刃
２１楔
２２楔取付ねじ
４０ラインボーリングバー
５０粗加工用切れ刃部の本体
５１粗加工用切れ刃部固定部材
６０仕上げ加工用切れ刃部の本体
６１仕上げ加工用切れ刃部の頭部
６２仕上げ加工用切れ刃部微調整ナット
７０キー
７１キー固定部材

Claims

中心軸線周りに回転する工具本体を有し、前記工具本体の外周面および／または先端面から突出する切れ刃が少なくとも１つ設けられた回転工具において、前記工具本体の外周部および／または先端部に穴部が少なくとも１つ設けられ、前記外周部に設けられる穴部は外周面から軸中心に向かって所定の深さに形成され、前記先端部に設けられる穴部は先端面から基部側に向かって所定の深さに形成され、前記穴部には、その開口部を閉塞する栓部材が備えられ、前記穴部内部に少なくとも１つの充填部材が着脱自在に配置固定されることを特徴とするバランス調整機構を備えた回転工具。
前記充填部材は、固定部材によって前記栓部材に着脱自在に配置固定されることを特徴とする請求項１に記載のバランス調整機構を備えた回転工具。
前記充填部材は、固定部材によって前記工具本体に着脱自在に配置固定されることを特徴とする請求項１に記載のバランス調整機構を備えた回転工具。
前記充填部材は、円盤状又は円柱状又は多角形平板状又は多角形柱状をなすとともに中央部に貫通穴を備え、少なくとも２種類の異なる重量に設定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のバランス調整機構を備えた回転工具。