JP2005103706A - 切削工具 - Google Patents

Abstract

【課題】 工具本体の取付孔と穴加工工具との同芯度を高めて、リーマの加工精度をより高め、また、穴加工工具の先端の振れ出しを簡単かつ確実に行うこと。
【解決手段】 工具本体が後部側本体部１１１と前部側本体部１１２とが軸方向に分割形成される。前部側本体部１１２には取付孔１３が設けられ、後部側本体部１１１には把持部及びアーバが設けられる。前部側本体部１１２のフランジ３０に円柱状の凸３１が軸線に沿い突設され、後部側本体部１１１の先端面に凸３１と対応する形状に凹ませて形成された凹３２が設けられ、両者が嵌合する。工具本体は、後部側本体部１１１と前部側本体部１１２間を軸芯上に一致させるため、スラスト方向調整部３４及びラジアル方向調整部４０を有する芯出し機構を備える。
【選択図】 図２

Description

この発明は、ワークに形成された下穴を所定の内径に加工するための穴加工工具を備えた切削工具に関するものである。

従来より、ワークに形成された下穴を所定の内径に加工するための切削工具としては、穴加工工具を備えた切削工具が用いられている（特許文献１参照）。
この切削工具は、軸線回りに回転される工具本体の先端面に穿設された取付孔に、長尺の略円柱状をなす穴加工工具としてのリーマが軸線と同軸に装着されたものであり、更に、工具本体の先端部外周には、軸線に対して傾斜する切刃が設けられたものである。工具本体は、多段円柱状をなしている。

そして、工具本体が、軸線回りに回転されつつ軸線方向の先端側に向かって送られると、上記の工具本体の取付孔に装着されたリーマが、例えばエンジンのシリンダーヘッドにおけるバルブ穴（ワークに形成された下穴）を所定の内径に加工すると共に、上記の工具本体の先端部外周に設けられた切刃が、このバルブ穴の開口部にバルブヘッドが当接するバルブシート面を加工するようになっている。

このような切削工具は、精密な加工精度が要求されていることから、リーマの先端の振れ出しを調整する必要があり、そのため、リーマを工具本体に支持する支持手段が設けられている（例えば、特許文献１参照。）。
支持手段は、複数の調整ネジとクランプネジとからなり、リーマが工具本体の取付孔に挿入されたとき、調整ネジで径方向にそれぞれリーマを締め付けて該リーマの先端の振れ出しを調整すると共に、クランプネジで締め付け固定するようになっている。
特開２００２−５９３１３号公報（第４頁、図１−図１０） 特開２００３−１７０３０５号公報（第２−３頁、図１−図４）

ところで、従来の切削工具においては、工具本体の後部側が工作機械のＡＴＣ（自動工具交換装置）に把持されると共に、マシニングセンタ等の工作機械によって軸回りに駆動され、その回転が前部側に装着されてリーマに伝達されることから、加工を行えるようになっている。
しかしながら、工具本体が多段円柱状をなす一体品であって、その先端面にリーマの長さに対応する取付孔が設けられているので、工具本体自体と、これに対して設けられた取付孔との同芯度が芳しくなく、そのため、工具本体と取付孔との精度をより高めることが困難で、リーマの加工精度が低下する問題があった。
一方、工具本体に対するリーマの先端の振れ出しを調整するためクランプネジ及び調整ネジからなる支持手段が設けられているものの、取付孔とリーマとが同径であるので、上記各ネジによる締め付け力を調整しても、その調整量が極めて微小な範囲であって調整しにくく、その上、その調整時間がかかり過ぎるばかりでなく、調整がある一定の範囲を越えてしまうと、上述のように略同径であることから、調整することができなくなるという問題があった。

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、工具本体の取付孔と穴加工工具との同芯度を高めて、リーマの加工精度をより高めることができ、また、穴加工工具の先端の振れ出しを簡単かつ確実に行うことができる切削工具を提供することにある。

上記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、軸線回りに回転される工具本体と、該工具本体の先端面に軸線に沿って設けられた取付孔と、工具本体の取付孔に装着される長尺状の穴加工工具とを備えた切削工具において、前記工具本体は、軸方向に沿い後部側本体部と前部側本体部とに分割形成されると共に、後部側本体部と前部側本体部とが互いに嵌合したとき、相対的に前記軸線に一致される芯出し機構を備えていることを特徴とする。
請求項２に係る発明は、請求項１記載の切削工具において、前記後部側本体部に把持部及びアーバが設けられ、前記前部側本体部に前記取付孔が設けられていることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載の切削工具において、前記芯出し機構は、後部側本体部と前部側本体部とを互いに軸線方向に調整するスラスト方向調整部を備えていることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項１から３のいずれか記載の切削工具において、前記芯出し機構は、後部側本体部と前部側本体部を相対的に径方向に調整するラジアル方向調整部を有することを特徴とする。
請求項５に係る発明は、請求項１から４のいずれか記載の切削工具において、前記工具本体の先端部に、前記穴加工工具の先端の振れ出しを調整する調整ネジが径方向に設けられる一方、前記取付孔に穴加工工具との間で隙間を発生させる調整代が設けられることを特徴とする。
請求項６に係る発明は、請求項５記載の切削工具において、前記調整代は、前記取付孔の穴加工工具と対応する周面に凹んで形成された凹み溝であることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、工具本体が後部側本体部と前部側本体部とに分割され、これらが相対的に芯出し機構によって軸線上に合わせることができるので、工具本体の軸線に取付孔を確実に一致させることができ、これにより、工具本体と取付孔との同芯度を高め、穴加工工具の加工精度が低下するのを防ぎ、加工精度を高めると共に信頼性を高めることができる効果が得られる。
また、工具本体が後部側本体部と前部側本体部とに分割されていると、後部側本体部が損傷しても、それを交換することで容易に対処することができ、工具本体を新たに用いることが不要になる効果が得られる。

請求項２に係る発明によれば、後部側本体部が工作機械によって駆動されると共に、前部側本体部に穴加工工具が装着されるので、後部側本体部が取り付けられる駆動側と、取付孔に装着される穴加工工具間の同芯度が確実に高められ、高精度な加工を確実に実現できる効果が得られ、また工作機械に対する後部側本体部の形状を変更できることで、工作機械に対する取付方法を種々選定できる効果が得られる。

請求項３に係る発明によれば、スラスト方向調整部が後部側本体部と前部側本体部間を相対的に軸線方向に調整するので、工具本体における取付孔の同芯度を精緻に調整することができ、これにより、穴加工工具による加工を正確に行うことができる効果が得られる。

請求項４に係る発明によれば、ラジアル方向調整部が後部側本体部と前部側本体部間を相対的に径方向に調整するので、これによっても工具本体における取付孔の同芯度を精緻に調整することができ、これにより、穴加工工具による加工を正確に行うことができる効果が得られる。

請求項５に係る発明によれば、取付孔に調整代が設けられていると、その調整代の分だけ穴加工工具と工具本体間に隙間が存在するので、この隙間によって調整ネジの操作を容易に行うことができ、これにより、取付孔及び穴加工工具が長尺状であって同径寸法であるにも拘わらず、調整ネジによって穴加工工具の振れ出し作業を簡単かつ確実に行うことができ、振れ出しを良好に行える効果が得られる。

請求項６に係る発明によれば、調整代は、取付孔の調整ネジと対応する内面が外方に凹んで形成された凹み溝であり、取付孔の内径が局所的に大きく形成されただけの簡単な構造なので、特殊な部品を何等用いることなく良好に実現することができる。

以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図１から図３はこの発明の第１の実施の形態に係る切削工具を示す図である。
図１に示す切削工具１０は、工具本体１１が軸線Ｏを中心として外形略多段円柱状をなしている。この工具本体１１の先端部が軸線Ｏを中心として先端側に向かうに従い漸次縮径する略円錐台状に形成される一方、外周部後端側には当該工具本体１１を図示しない工作機械のＡＴＣ（自動工具交換装置）のアームによって把持するための把持部１１Ａが形成され、また、後端部が工具本体１１をマシニングセンタ等の工作機械の駆動軸に取り付けるためのアーバ１１Ｂとされている。

この工具本体１１の先端部の外周には、切刃１２を有するスローアウェイチップ（符示せず）が取り付けられている。スローアウェイチップは、工具本体１１の先端部に対し周方向に沿って複数（例えば３つ）取り付けられている。
また、工具本体１１の先端面１１Ｃには軸線Ｏに沿って取付孔１３が形成されていて、この取付孔１３に長尺状をなす穴加工工具としてのリーマ１４が支持手段（符示せず）によって支持されている。リーマ１４は、略円柱状であって、そのシャンク部１５の先端部に切刃部１６が形成されている。この切刃部１６は詳細に図示していないが、リーマ１４の先端から後端側に向けて断面Ｖ字状をなす複数の条溝が周方向に等間隔に設けられている。上記支持手段は、工具本体１１の先端側に径方向に沿って設けられ、リーマ１４の先端の振れ出しを調整する複数の調整ネジ１９と、調整ネジ１９によって調整されたリーマ１４を固定するクランプネジ１７とを有している。更に、工具本体１１には、加工時、リーマ１４及びスローアウェイチップの切刃１２に切削油を供給するクーラント孔１８が設けられている。

従って、この切削工具１０は主に、工具本体１１と、取付孔１３と、リーマ１４と、支持手段と、クーラント孔１８とを備えて構成され、加工時、軸線Ｏ回りに回転しながら前進することで、リーマ１４がエンジンのシリンダーヘッドに設けられたバルブ穴（下穴）を所定の内径に加工すると共に、スローアウェイチップの切刃１２が、バルブ穴の開口部におけるバルブヘッドが当接するバルブシート面を多段面状に加工するようになっている。
なお、図１において、符号２０はリーマ１４の突き出し量を調整する中空の調整ネジであり、符号２２はクーラント孔１８からスローアウェイチップの切刃に切削油を導く切刃用供給孔２２である。但し、クーラント孔１８からリーマ１４に切削油を導く供給孔が図示省略されている。符号２５は切刃用供給孔２２の埋め栓である。

この実施形態において、上記工具本体１１が図２に示すように、後部側に位置する後部側本体部１１１と、前部側に位置する前部側本体部１１２とが軸方向に分割形成されている。
即ち、前部側本体部１１２には取付孔１３が設けられてあって、取付孔１３に装着されたリーマ１４が支持手段によって支持されるようにする一方、後部側本体部１１１には把持部１１Ａ及びアーバ１１Ｂが設けられてあって、工作機械のＡＴＣに把持されてマシニングセンタ等の工作機械によって回転駆動されるようになっている。

これら後部側本体部１１１と前部側本体部１１２とは、図１に示すように軸線Ｏに沿い互いに結合されている。例えば図２に示すように、前部側本体部１１２の後端面にフランジ３０が設けられると共に、そのフランジ３０に円柱状の凸３１が軸線Ｏに沿い突設される一方、後部側本体部１１１の先端面に上記凸３１と対応する形状に凹ませて形成された凹３２が設けられ、両者３１、３２が嵌合するようになっており、従って、後部側本体部１１１と前部側本体部１１２とが嵌合構造とされている。

また、工具本体１１は、後部側本体部１１１と前部側本体部１１２間を軸芯Ｏ上に一致させるため、スラスト方向調整部３４及びラジアル方向調整部４０を有する芯出し機構３３を備えている。該芯出し機構３３のスラスト方向調整部３４は、後部側本体部１１１と前部側本体部１１２とを相対的に軸線方向に調整するものであって、図１に示すように緊締ボルト３５と、調整ボルト３６などを有している。

緊締ボルト３５は、図１に示すように、前部側本体部１１２の凸３１が後部側本体部１１１の凹３２に嵌合したとき、前部側本体部１１２のフランジ３０に設けられたボルト挿通孔３７から後部側本体部１１１に刻設されたネジ孔３８に締め付けることで、後部側本体部１１１と前部側本体部１１２とを軸方向に固定させる。調整ボルト３６は、前部本体部１１１のフランジ３０に螺合されてあってバネ体３９を有している。

この調整ボルト３６は、前部側本体部１１２の凸３１が後部側本体部１１１の凹３２に嵌合されてあって、かつ緊締ボルト３５によって締結するのに際し、例えば時計方向に回転操作されることで後部側本体部１１２側に前進してバネ体３９を押圧すると、バネ体３９がその弾性力で前部側本体部１１２と後部側本体部１１１間を微妙な寸法ながら離間させる方向に引き離す一方、反時計方向の回転操作されることで後退してバネ体３９に対する押圧を弱める方向に移動すると、バネ体３９のバネ力が弱まって前部側本体部１１２と後部側本体部１１１間を密に当接させ、これによって双方の軸線の相対的なずれを調整できるようになっている。これら調整ボルト３６及び緊締ボルト３５は、図３に示すように、工具本体１１の周方向において互い違いに三個ずつ配設されているが、それ以上の数であってもよい。

一方、ラジアル方向調整部４０は、図２に示すように、後部側本体部１１１の先端側の外周部に凹３２まで到達するネジ孔４１が径方向に沿って設けられると共に、そのネジ孔４１に調整ボルト４２が螺合されている。このネジ孔４１と調整ボルト４２との組は、詳細に図示していないが、後部側本体部１１１の先端側においてその周方向に等間隔で複数（例えば三個以上）配設されている。
そして、図１に示すように、前部側本体部１１２の凸３１が後部側本体部１１１の凹３２に嵌合されたとき、調整ボルト４２が回転操作によって求心方向に前進したりその逆に後退したりすると、凹３２内における凸３１の位置が微妙に調整されることで、後部側本体部１１１と前部側本体部１１２とを相対的に径方向に調整できるようになっている。

この実施形態の切削工具１０は、上記のように構成されているので、次に、その取り扱いについて図４及び図５を用いて以下に説明する。図４は、後部側本体部１１１に対し前部側本体部１１２がくの字状に曲がった場合の芯出し機構３３のスラスト方向調整部３４による作用を示す説明図、図５は、後部側本体部１１１と前部側本体部１１２との中心軸が互いにずれた場合の芯出し機構のラジアル方向調整部による作用を示す説明図である。
まず、工具本体１１の使用に際しては、工具本体１１の分割されている後部側本体部１１１と前部側本体部１１２とを結合させる。その際、後部側本体部１１１に設けられている凹部３２に前部側本体部１１２に設けられている凸部３１を嵌め込むと、図４に示すように、後部側本体部１１１の中心軸Ａに対し前部側本体部１１２の中心軸Ｂが鎖線のようなくの字状にずれている場合がある。

そこで、そのような場合、図３に示す複数の調整ボルト３６のうち、そのいずれかを前進操作させると共にその他方を後退操作させたりすることで、図４に示すように、後部側本体１１１の中心軸Ａに前部側本体部１１２の中心軸Ｂを実線にて示すように一致させることができる。このように、芯出し機構３３のスラスト方向調整部３４により後部側本体部１１１と前部側本体部１１２間を調節して相対的に軸線Ｏに一致させた後、緊締ボルト３５で締め付け固定することで、結合させる。但し、図４では、前部側本体部１１２が下方にずれた場合のみを示したが、上方にずれた場合にも同様に対処することができる。

上記の結合時、例えば図５に示すように、後部側本体部１１１の中心軸Ａと前部側本体部１１２の鎖線にて示す中心軸Ｂとが同一軸線上からずれている場合もあるので、そのときには、緊締ボルト３５を緩めている状態のままでラジアル方向調整部４０を操作する。つまり、複数の調整ボルト４２を前進させたり後退させたりして凹３２内における凸３１の位置を微妙にずらすことで、図５に示すように、後部側本体部１１１の中心軸Ａに前部側本体部１１２の中心軸Ｂを実線のように合わせ、これにより、芯出し機構３３のラジアル方向調整部３４によって一致させることもできる。この場合も、図５では前部側本体部１１２が下方にずれた場合のみを示したが、これは図面の説明上の関係からあり、実際には後部側本体部１１１の中心軸Ａの周方向にずれた場合に対処することができる。

このように、実施形態の切削工具１０によれば、工具本体１１が後部側本体部１１１と前部側本体部１１２とに分割され、これらが相対的に芯出し機構３３によって軸線Ｏ上に合わせることができるので、工具本体１１の軸線に取付孔１３を確実に一致させることができる。これにより、工具本体１１が一体に形成されている従来技術に比較すると、工具本体１１と取付孔１３との同芯度を高めることができるので、リーマ１４による加工精度が低下するのを防ぐことができ、加工精度を高めると共に信頼性を高めることができる。

また、芯出し機構３３がスラスト方向調整部３４及びラジアル方向調整部４０を有し、スラスト方向調整部３４が後部側本体部１１１と前部側本体部１１２間を相対的に軸線方向に調整すると共に、ラジアル方向調整部４０が両者１１１と１１２間を相対的に径方向に調整するので、工具本体１１における取付孔１３の同芯度を精緻に調整することができ、高精度な同芯度を実現することができ、これにより、リーマ１４による加工を正確に行うことができる。

そして、上述のように、工具本体１１が後部側本体部１１１と前部側本体部１１２とに分割されていると、後部側本体部１１１が損傷しても、それを交換することで容易に対処することができ、工具本体１１を新たに用いることが不要になる。
しかも、後部側本体部１１１に把持部１１Ａ及びアーバ１１Ｂが設けられ、前部側本体部１１２に取付孔１３が設けられているので、後部側本体部１１１を取り付ける工作機械としての駆動側と、取付孔１３に装着されるリーマ１４間の同芯度が確実に高められ、高精度な加工を確実に実現でき、また工作機械に対する後部側本体部１１１の形状を変更できることで、工作機械に対する取付方法を種々選定できる。

図６は、この発明の第２の実施の形態に係る切削工具を示す要部の説明図である。
図６において、切削工具１０の工具本体１１には、取付孔１３に装着されるリーマ１４の先端の振れ出しを調整する調整ネジ１９が設けられている。調整ネジ１９は、工具本体１１（前部側本体部１１２）の先端部の外周に径方向に沿って複数螺着され、操作されることで取付孔１３に対して進退できるようになっている。
取付孔１３には、上記調整ネジ１９と対応する位置に調整代５０が設けられている。この調整代５０は、取付孔１３の調整ネジと対応する周面が、例えば０．０１〜０．１程度の深さΔで外周方向に凹んで形成された凹み溝をなしており、取付孔１３に装着されるリーマ１４との間で深さΔに相当する隙間が存在するようにしている。

このように、取付孔１３に調整代５０が設けられていると、その調整代５０の分だけリーマ１４と工具本体１１間に上記深さΔの分だけ隙間が存在するので、この隙間によって調整ネジ１９の操作を容易に行うことができる。従って、この実施形態によれば、調整ネジ１９の取付孔１３及びリーマ１４が長尺状であって同径寸法であるにも拘わらず、調整ネジ１９によってリーマ１４の振れ出し作業を簡単かつ確実に行うことができ、振れ出し調整を良好に行うことができる。
しかも、調整代５０は、取付孔１３において、調整ネジ１９と対応する内面が外方に凹んで形成された凹み溝、つまり、取付孔１３の内径が局所的に大きく形成されただけの簡単な構造とするだけでよいので、特殊な部品を用いることなく良好に実現することができる。図６において、図１〜図３と同一部分には同一符号を付している。

なお、以上の実施形態において、芯出し機構３３のスラスト方向調整部３４及びラジアル方向調整部４０の具体的構成は、図示実施形態に限定されるものではなく、初期の機能が得られれば、他の構成であってもよいのは勿論である。

この発明の第１の実施の形態に係る切削工具を示す全体図である。 図１における工具本体を分割した状態を示す説明図である。 工具本体の前部側本体部を示す図２のＸ矢視図である。 後部側本体部に対し前部側本体部がくの字状に曲がった場合の、芯出し機構のスラスト方向調整部による作用を示す説明図である。 後部側本体部と前部側本体部との中心軸が互いにずれた場合の、芯出し機構のラジアル方向調整部による作用を示す説明図である。 この発明の第２の実施の形態に係る切削工具を示す要部の説明図である。

符号の説明

１０ 切削工具
１１ 工具本体
１１１ 後部側本体部
１１２ 前部側本体部
１３ 取付孔
１４ リーマ（穴加工工具）
１９ 調整ネジ
３１ 凸
３２ 凹
３３ 芯出し機構
３４ スラスト方向調整部
４０ ラジアル方向調整部
５０ 調整代（凹み溝）

Claims (6)

1. 軸線回りに回転される工具本体と、該工具本体の先端面に軸線に沿って設けられた取付孔と、工具本体の取付孔に装着される長尺状の穴加工工具とを備えた切削工具において、
   前記工具本体は、軸方向に沿い後部側本体部と前部側本体部とに分割形成されると共に、後部側本体部と前部側本体部とが互いに嵌合したとき、相対的に前記軸線に一致される芯出し機構を備えていることを特徴とする切削工具。
2. 請求項１記載の切削工具において、
   前記後部側本体部に把持部及びアーバが設けられ、前記前部側本体部に前記取付孔が設けられていることを特徴とする切削工具。
3. 請求項１又は２記載の切削工具において、
   前記芯出し機構は、後部側本体部と前部側本体部とを互いに軸線方向に調整するスラスト方向調整部を備えていることを特徴とする切削工具。
4. 請求項１から３のいずれか記載の切削工具において、
   前記芯出し機構は、後部側本体部と前部側本体部を相対的に径方向に調整するラジアル方向調整部を有することを特徴とする切削工具。
5. 請求項１から４のいずれか記載の切削工具において、
   前記工具本体の先端部に、前記穴加工工具の先端の振れ出しを調整する調整ネジが径方向に設けられる一方、前記取付孔に穴加工工具との間で隙間を発生させる調整代が設けられることを特徴とする切削工具。
6. 請求項５記載の切削工具において、
   前記調整代は、前記取付孔の前記穴加工工具と対応する周面に凹んで形成された凹み溝であることを特徴とする切削工具。
   
   

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