JP2005131742A - ボーリングバー - Google Patents

Abstract

【課題】 内径の異なる複数種類の下穴の内周面を粗加工及び仕上加工する。
【解決手段】 棒状部材２０を軸線Ｏ方向の後端側へ移動させることにより、第１のカートリッジ３０，３０が、棒状部材２０との噛合状態を維持しつつ粗刃４１，４１を径方向外方側へ移動させるようにスライドさせられるとともに、第２のカートリッジ５０，５０が、棒状部材２０との係合状態を維持しつつ仕上刃６１を径方向内方側へ移動させるようにスライドさせられるようにする。棒状部材２０を軸線Ｏ方向の先端側へ移動させることにより、第１のカートリッジ３０，３０が、棒状部材２０との係合状態を維持しつつ粗刃４１，４１を径方向内方側へ移動させるようにスライドさせられるとともに、第２のカートリッジ５０，５０が、棒状部材２０との係合状態を維持しつつ仕上刃６１を径方向外方側へ移動させるようにスライドさせられるようにする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、ワークに形成された下穴の内周面を加工するためのボーリングバーに関するものであり、とくに、下穴の内周面を粗加工してから仕上加工するためのボーリングバーに関するものである。

このようなボーリングバーの一例として、例えば特許文献１に開示されているようなものが知られている。このボーリングバーは、軸線回りに回転される工具本体と、軸線方向に沿って移動可能となるように工具本体の内部に設けられた棒状部材と、下穴の内周面を粗加工するために工具本体の外周に設けられた荒刃と、粗刃によって粗加工された下穴の内周面を仕上加工するための仕上刃を有しているとともに、棒状部材に係合させられるようにして工具本体に設けられたカートリッジとを備えている。

まず、下穴の内周面を粗加工するときには、棒状部材を軸線方向の一方側へ移動させる。すると、上記カートリッジが、棒状部材との係合状態を維持しつつ仕上刃を径方向内方側へ移動させるようにスライドし、この仕上刃が粗刃よりも径方向内方側に配置された状態となる。これにより、粗刃によって下穴の内周面を粗加工することができる。
次に、粗刃によって粗加工された下穴の内周面を仕上加工するときには、棒状部材を軸線方向の他方側へ移動させる。すると、上記カートリッジが、棒状部材との係合状態を維持しつつ仕上刃を径方向外方側へ移動させるようにスライドし、この仕上刃が粗刃よりも径方向外方側に配置された状態となる。これにより、仕上刃によって下穴の内周面を仕上加工することができる。
特開２００３−２６６２１６号公報

上記のようなボーリングバーによれば、同一のボーリングバーを用いて、ワークに形成された下穴の内周面の粗加工及び仕上加工の両方を行うことができる。しかしながら、仕上加工するための仕上刃については、工具本体の内部に設けられた棒状部材を軸線方向に沿って移動させることにより、その径方向での位置を調整することができるものの、粗加工するための粗刃については、工具本体の外周に固定されて設けられているために、その径方向での位置を調整することができなかった。
それゆえ、内径の異なる複数種類の下穴の内周面を、同一のボーリングバーによって粗加工及び仕上加工するといったことは不可能であり、このような場合には、複数種類の下穴に対応するボーリングバーをそれぞれ用意して複数回交換する必要があったので、加工効率の悪化につながってしまっていた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、内径の異なる複数種類の下穴の内周面を粗加工及び仕上加工することができるボーリングバーを提供することを目的とする。

上記の課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、軸線回りに回転される工具本体と、前記軸線方向に沿って前記工具本体に対する相対的な移動が可能となるように前記工具本体に設けられた棒状部材と、前記工具本体の外周面から突出可能な第１の切刃を有しているとともに、前記棒状部材に係合させられるようにして前記工具本体に設けられた第１のカートリッジと、前記工具本体の外周面から突出可能な第２の切刃を有しているとともに、前記棒状部材に係合させられるようにして前記工具本体に設けられた第２のカートリッジとを備え、前記棒状部材が前記軸線方向の一方側へ前記工具本体に対して相対的に移動させられることにより、前記第１のカートリッジが、前記棒状部材との係合状態を維持しつつ前記第１の切刃を径方向外方側へ移動させるようにスライドさせられるとともに、前記第２のカートリッジが、前記棒状部材との係合状態を維持しつつ前記第２の切刃を径方向内方側へ移動させるようにスライドさせられ、前記棒状部材が前記軸線方向の他方側へ前記工具本体に対して相対的に移動させられることにより、前記第１のカートリッジが、前記棒状部材との係合状態を維持しつつ前記第１の切刃を径方向内方側へ移動させるようにスライドさせられるとともに、前記第２のカートリッジが、前記棒状部材との係合状態を維持しつつ前記第２の切刃を径方向外方側へ移動させるようにスライドさせられることを特徴とするものである。

このような構成とされた本発明によれば、棒状部材を工具本体の軸線方向に沿って移動させることで、例えば粗刃とされる第１の切刃が例えば仕上刃とされる第２の切刃よりも径方向外方側へ配置された状態として、下穴の内周面を粗加工できるようにしたり、例えば仕上刃とされる第２の切刃が例えば粗刃とされる第１の切刃よりも径方向外方側へ配置された状態として、下穴の内周面を仕上加工できるようにしたりすることができる。
そして、これら第１の切刃及び第２の切刃は、棒状部材の移動によって、それぞれ径方向での位置を調整することができるようになっている。そのため、第１の切刃が第２の切刃よりも径方向外方側へ配置された状態で、この第１の切刃における径方向での位置を調整したり、第２の切刃が第１の切刃よりも径方向外方側へ配置された状態で、この第２の切刃における径方向での位置を調整したりすることにより、異なる内径の複数種類の下穴の内周面を粗加工及び仕上加工することができ、加工効率の向上を図ることが可能となる。

また、前記棒状部材には、前記軸線方向の後端側へ向かうにしたがい工具回転方向後方側あるいは前方側へ向かうように傾斜する第１のセレーションと、この第１のセレーションとは逆向きに傾斜する第２のセレーションとが形成されていて、前記第１のカートリッジに形成されたセレーションが前記棒状部材の第１のセレーションに噛合させられることによって、前記第１のカートリッジが前記棒状部材に係合させられ、前記第２のカートリッジに形成されたセレーションが前記棒状部材の第２のセレーションに噛合させられることによって、前記第２のカートリッジが前記棒状部材に係合させられていることが好ましい。
このような構成とすると、第１及び第２のカートリッジのそれぞれと棒状部材との係合が、それらに形成されたセレーション同士の噛合によってなされるため、棒状部材に係合しているカートリッジを、ガタつきなく安定してスムーズにスライドさせることができるのに加えて、カートリッジと棒状部材との接触面積を大きくして、これらの耐摩耗性の向上を図ることもできる。

以下、本発明の実施形態を添付した図面を参照しながら説明する。
本実施形態によるボーリングバーの工具本体１０は、図１〜図８に示すように、軸線Ｏ回りに回転される略円柱状をなすものであり、その内部には、軸線Ｏ方向に沿って延びるとともに軸線Ｏを中心とする略円柱孔状の室１１が形成されている。なお、この室１１は、工具本体１０の先端面及び後端面に開口しているが、それらのうちの先端面への開口部は、キャップ１３によって閉塞されている。
また、工具本体１０の先端部には、その外周面に開口するとともに室１１に連通する複数（例えば４つ）の開口部１２…が、周方向で略等間隔に配置されるように形成されている。

室１１内には、棒状部材２０が収容されており、この棒状部材２０は、後端側部分が略円柱状とされる一方、先端側部分が略多角柱状（例えば略正四角柱状）とされている。
棒状部材２０の先端側部分の外周面を構成する複数（例えば４つ）の壁面のそれぞれには、複数の溝部と複数の山部とが、互いに略等間隔かつ互いに略平行となるようにして交互に配列されてなるセレーション２１…が形成されている。

棒状部材２０の先端部に形成された４つのセレーション２１…のうち、軸線Ｏに関して互いに略反対側に配置された一対のセレーション２１，２１は、軸線Ｏ方向の後端側へ向かうにしたがい工具回転方向Ｔ後方側へ向かうように傾斜する第１のセレーション２１Ａ，２１Ａとされ、残りの一対のセレーション２１，２１は、軸線Ｏ方向の後端側へ向かうにしたがい工具回転方向Ｔ前方側へ向かうように傾斜する第２のセレーション２１Ｂ，２１Ｂとされている。
すなわち、第１のセレーション２１Ａの傾斜と、第２のセレーション２１Ｂの傾斜とが、互いに逆向きとなっているのである。

そして、工具本体１０の先端部に形成された４つの開口部１２…のうち、軸線Ｏに関して互いに略反対側に配置された一対の開口部１２，１２内には、それぞれ第１のカートリッジ３０が設けられ、残りの一対の開口部１２，１２内には、それぞれ第２のカートリッジ５０が設けられている。

一対の第１のカートリッジ３０，３０のそれぞれにおいて、その工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面の内周側領域には、上述した棒状部材２０に形成された第１のセレーション２１Ａに噛合可能なセレーション３１が形成されている。
そして、第１のカートリッジ３０は、そのセレーション３１を棒状部材２０に形成された第１のセレーション２１Ａに噛合させるようにして、棒状部材２０に係合させられている。

また、第１のカートリッジ３０，３０のそれぞれにおいて、その工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面の外周側領域は、工具回転方向Ｔ前方側へ一段突出させられているとともにチップ取付座が形成されている。
このチップ取付座に対して第１の切刃４１を有するスローアウェイチップ４０が着脱可能に取り付けられていることにより、第１のカートリッジ３０は、ワークに形成された下穴の内周面を粗加工するための粗刃４１（第１の切刃４１）を有していることになる。

一対の第２のカートリッジ５０，５０のそれぞれにおいて、その工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面の内周側領域には、上述した棒状部材２０に形成された第２のセレーション２１Ｂに噛合可能なセレーション５１が形成されている。
そして、第２のカートリッジ５０は、そのセレーション５１を棒状部材２０に形成された第２のセレーション２１Ｂに噛合させるようにして、棒状部材２０に係合させられている。

また、第２のカートリッジ５０，５０のうちの一方において、その工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面の外周側領域は、工具回転方向Ｔ前方側へ一段突出させられているとともにチップ取付座が形成されている。
このチップ取付座に対して第２の切刃６１を有するスローアウェイチップ６０が着脱可能に取り付けられていることにより、一方の第２のカートリッジ５０は、ワークに形成された下穴の内周面を仕上加工するための仕上刃６１（第２の切刃６１）を有していることになる。

さらに、第２のカートリッジ５０，５０のうちの他方において、その工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面の外周側領域は、工具回転方向Ｔ前方側へ一段突出させられているもののチップ取付座は形成されていない。
そのため、他方の第２のカートリッジ５０は、一方の第２のカートリッジ５０とは異なって仕上刃６１を有することはなく、切削には関与しないダミーカートリッジ５０Ａとされている。

このように、本実施形態では、軸線Ｏに関して互いに略反対側に配置される一対の第１のカートリッジ３０，３０と、同じく軸線Ｏに関して互いに略反対側に配置される一対の第２のカートリッジ５０，５０とが、工具本体１０の先端部において周方向で略等間隔に配置されるように設けられている。

ここで、開口部１２…内に設けられた第１・２のカートリッジ３０…，５０…のそれぞれは、図３及び図７に示すように、軸線Ｏ方向の後端側を向く壁面３２，５２が、工具回転方向Ｔ前方側へ向かうにしたがい軸線Ｏ方向の後端側へ向かうように傾斜して形成されている。
そして、各開口部１２内に設けられるとともに軸線Ｏ方向の後端側へ付勢された押圧部材７０における軸線Ｏ方向の後端側を向く壁面が、上記の壁面３２，５２に密着してこれを押圧していることにより、第１・２のカートリッジ３０…，５０…のそれぞれが、各開口部１２内で軸線Ｏ方向の後端側及び工具回転方向Ｔ後方側へ向けて押圧されている。

上述したような構成とされた本実施形態によるボーリングバーを用いて、ワークに形成された下穴の内周面を粗加工するときを考える。この粗加工を行うときの状態であるボーリングバーを図１〜図４に示す。
まず、図示せぬ駆動装置を用いて、棒状部材２０を例えば軸線Ｏ方向の後端側へ向けて工具本体１０に対して相対移動させる。すると、この棒状部材２０のセレーション２１…に噛合しているセレーション３１…，５１…を有する第１・２のカートリッジ３０…，５０…が、各開口部１２内でそれぞれスライドする。

棒状部材２０に形成された４つのセレーション２１…のうち、第１のカートリッジ３０，３０のセレーション３１，３１が噛合させられる一対の第１のセレーション２１Ａ，２１Ａは、軸線Ｏ方向の後端側へ向かうにしたがい工具回転方向Ｔ後方側へ向かうように傾斜させられている。
このため、第１のカートリッジ３０，３０は、棒状部材２０を軸線Ｏ方向の後端側へ移動させることにより、セレーション同士の噛合状態を維持しつつ、各開口部１２内で径方向外方側へスライドしていく。

棒状部材２０に形成された４つのセレーション２１…のうち、第２のカートリッジ５０，５０のセレーション５１，５１が噛合させられる一対の第２のセレーション２１Ｂ，２１Ｂは、軸線Ｏ方向の後端側へ向かうにしたがい工具回転方向Ｔ前方側へ向かうように傾斜させられている。
このため、第２のカートリッジ５０，５０は、棒状部材２０を軸線Ｏ方向の後端側へ移動させることにより、セレーション同士の噛合状態を維持しつつ、各開口部１２内で径方向内方側へスライドしていく。

このようにして、第１のカートリッジ３０，３０が有している一対の粗刃４１，４１を径方向外方側へ移動させていくとともに、一方の第２のカートリッジ５０が有している仕上刃６１を径方向内方側へ移動させていくことにより、粗刃４１，４１が、工具本体１０の外周面よりも径方向外方側へ突出し、かつ、仕上刃６１よりも径方向外方側へ配置された状態とすることができる。
したがって、この状態で工具本体１０を軸線Ｏ回りに回転させつつ軸線Ｏ方向の先端側へ向けて送ることにより、一対の粗刃４１，４１で、ワークに形成された下穴の内周面を粗加工することができる。

次に、上述したような構成とされた本実施形態によるボーリングバーを用いて、粗加工された下穴の内周面を仕上加工するときを考える。この仕上加工を行うときの状態であるボーリングバーを図５〜図８に示す。
まず、図示せぬ駆動装置を用いて、棒状部材２０を例えば軸線Ｏ方向の先端側へ向けて工具本体１０に対して相対移動させる。すると、上述した場合とは逆に、第１のカートリッジ３０，３０は、セレーション同士の噛合状態を維持しつつ、各開口部１２内で径方向内方側へスライドし、第２のカートリッジ５０，５０は、セレーション同士の噛合状態を維持しつつ、各開口部１２内で径方向外方側へスライドしていく。

このようにして、第１のカートリッジ３０，３０が有している一対の粗刃４１，４１を径方向内方側へ移動させていくとともに、一方の第２のカートリッジ５０が有している仕上刃６１を径方向外方側へ移動させていくことにより、仕上刃６１が、工具本体１０の外周面よりも径方向外方側へ突出し、かつ、粗刃４１，４１よりも径方向外方側へ配置された状態とすることができる。
したがって、この状態で工具本体１０を軸線Ｏ回りに回転させつつ軸線Ｏ方向の先端側へ向けて送ることにより、一つの仕上刃６１で、粗加工された下穴の内周面を仕上加工することができる。

以上説明したような本実施形態によれば、棒状部材２０を軸線Ｏ方向に沿って移動させるだけで、粗刃４１，４１が仕上刃６１よりも径方向外方側へ配置された状態として、下穴の内周面を粗加工できるようにしたり、仕上刃６１が粗刃４１，４１よりも径方向外方側へ配置された状態として、下穴の内周面を仕上加工できるようにしたりすることができる。
そして、これら粗刃４１，４１及び仕上刃６１は、棒状部材２０の軸線Ｏ方向に沿った移動によって、それぞれ径方向での位置を調整することができるようになっている。つまり、粗刃４１，４１が仕上刃６１よりも径方向外方側へ配置された状態で、これら粗刃４１，４１における径方向での位置を調整したり、仕上刃６１が粗刃４１，４１よりも径方向外方側へ配置された状態で、この仕上刃６１における径方向での位置を調整したりすることにより、異なる内径の複数種類の下穴の内周面を粗加工及び仕上加工することができ、加工効率の向上を図ることが可能となる。

また、第１・２のカートリッジ３０…，５０…は、それらに形成されたセレーション３１…，５１…を棒状部材２０に形成されたセレーション２１…に噛合させることによって、この棒状部材２０と係合している。
そのため、棒状部材２０を軸線Ｏ方向に移動することによってなされる第１・２のカートリッジ３０…，５０…のスライドが、ガタつきなく安定してスムーズなものとなるのに加えて、第１・２のカートリッジ３０…，５０…と棒状部材２０との接触面積が大きくなるので、それらの耐摩耗性の向上を図ることもできる。

さらに、本実施形態では、仕上刃６１を有する第２のカートリッジ５０に対し、軸線Ｏに関して略反対側に位置するようにして、これと同様の構成のダミーカートリッジ５０Ａ（仕上刃６１を有していない第２のカートリッジ５０）を設けたことから、工具本体１０を軸線Ｏ回りに回転させたときの回転バランスを良好に得ることができ、加工精度を向上することができる。

粗加工するときの状態である本発明の実施形態によるボーリングバーの側面断面図である。 粗加工するときの状態である本発明の実施形態によるボーリングバーの部分側面断面図である。 粗加工するときの状態である本発明の実施形態によるボーリングバーの部分側面図である。 粗加工するときの状態である本発明の実施形態によるボーリングバーの断面図である。 仕上加工するときの状態である本発明の実施形態によるボーリングバーの側面断面図である。 仕上加工するときの状態である本発明の実施形態によるボーリングバーの部分側面断面図である。 仕上加工するときの状態である本発明の実施形態によるボーリングバーの部分側面図である。 仕上加工するときの状態である本発明の実施形態によるボーリングバーの断面図である。

符号の説明

１０ 工具本体
１１ 室
１２ 開口部
１３ キャップ
２０ 棒状部材
２１ セレーション
２１Ａ 第１のセレーション
２１Ｂ 第２のセレーション
３０ 第１のカートリッジ
３１ セレーション
４０ スローアウェイチップ
４１ 粗刃（第１の切刃）
５０ 第２のカートリッジ
５１ セレーション
６０ スローアウェイチップ
６１ 仕上刃（第２の切刃）
７０ 押圧部材
Ｏ 軸線
Ｔ 工具回転方向

Claims (2)

1. 軸線回りに回転される工具本体と、
   前記軸線方向に沿って前記工具本体に対する相対的な移動が可能となるように前記工具本体に設けられた棒状部材と、
   前記工具本体の外周面から突出可能な第１の切刃を有しているとともに、前記棒状部材に係合させられるようにして前記工具本体に設けられた第１のカートリッジと、
   前記工具本体の外周面から突出可能な第２の切刃を有しているとともに、前記棒状部材に係合させられるようにして前記工具本体に設けられた第２のカートリッジとを備え、
   前記棒状部材が前記軸線方向の一方側へ前記工具本体に対して相対的に移動させられることにより、前記第１のカートリッジが、前記棒状部材との係合状態を維持しつつ前記第１の切刃を径方向外方側へ移動させるようにスライドさせられるとともに、前記第２のカートリッジが、前記棒状部材との係合状態を維持しつつ前記第２の切刃を径方向内方側へ移動させるようにスライドさせられ、
   前記棒状部材が前記軸線方向の他方側へ前記工具本体に対して相対的に移動させられることにより、前記第１のカートリッジが、前記棒状部材との係合状態を維持しつつ前記第１の切刃を径方向内方側へ移動させるようにスライドさせられるとともに、前記第２のカートリッジが、前記棒状部材との係合状態を維持しつつ前記第２の切刃を径方向外方側へ移動させるようにスライドさせられることを特徴とするボーリングバー。
2. 請求項１に記載のボーリングバーにおいて、
   前記棒状部材には、前記軸線方向の後端側へ向かうにしたがい工具回転方向後方側あるいは前方側へ向かうように傾斜する第１のセレーションと、この第１のセレーションとは逆向きに傾斜する第２のセレーションとが形成されていて、
   前記第１のカートリッジに形成されたセレーションが前記棒状部材の第１のセレーションに噛合させられることによって、前記第１のカートリッジが前記棒状部材に係合させられ、
   前記第２のカートリッジに形成されたセレーションが前記棒状部材の第２のセレーションに噛合させられることによって、前記第２のカートリッジが前記棒状部材に係合させられていることを特徴とするボーリングバー。
   

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