JP2006088386A - 長尺錐及び長尺錐を用いた木材加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 木材に３００ｍｍを越えるような深い穴を形成する加工において、切屑の排出性能を高めることにより、切削加工の作業性を高めると共に加工精度を高めることができる長尺錐を提供する。
【解決手段】 長尺錐１０は、先端部に超硬合金製の刃体１８が接合された軸長が４５０〜１０００ｍｍである錐部１２に、その先端部からシャンク１１との境界にかけて２条のフルート２１を設ける。長尺錐は、軸心位置にはシャンク１１側から本体１３端部まで延びた通孔２５を設けている。通孔は、シャンク側端に気体供給口２６が開口し、本体端部にてフルートの底部に気体噴出口２７が開口している。刃体１８におけるフルート２３の捩れ角が２０〜４０°であり、本体１３におけるフルート２２の捩れ角が１０〜１５°である。フルート２１は、錐部の先端からシャンク側に向いその深さが漸次浅くなるように形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、木材に深い穴を加工するために用いられる長尺錐、及びこの長尺錐を用いて木材に深い穴を加工するための木材加工方法に関する。

従来、この種の木工用の錐としては、例えば特許文献１に示すものが知られている。この錐においては、切屑排出溝の捩れ角は、錐の回転に合わせた切屑の排出性を考慮して３０〜６０°にされており、捩れ角がこの範囲より小さくても大きくても切屑の排出がスムーズに行われないということである。ところで、木材に穴径が２０〜４０ｍｍφで深さが３００ｍｍを越えるような深い穴を加工する場合は、さらに切屑の排出が困難になり、詰った切屑によって加工の途中で錐が止まったり、錐との摩擦によって被削材に焼けが生じたりする。そのため、加工中にたびたび錐を被削材から抜き出して、切屑を掻き出しつつ加工を継続するのが現状であり、深い穴の加工が非常に手間と時間を要するものとなり、加工の作業性が著しく低くなり、加工コストも高価になるという問題がある。

また、錐が長いため、錐の先端が振れ回りしやすく、その結果、錐の直進性が損なわれることにより穴の加工精度に悪影響を与えていた。なお、深い穴の加工においては、通常は錐や木材の長さの関係で、錐を水平に移動させて加工が行われているが、錐を鉛直方向に移動させる加工も可能である。しかし、錐を鉛直方向に移動させる加工については、水平方向に比べて錐の直進性はある程度改善されるが、切屑の排出性についてはかえって悪化するという問題がある。
特開平１１−１５６８１１号公報

本発明は、上記した問題を解決しようとするもので、木材に３００ｍｍを越えるような深い穴を形成する加工において、切屑の排出性能を高めることにより、切削加工の作業性を高めると共に加工精度を高めることができる長尺錐及び長尺錐を用いた加工方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の構成上の特徴は、一端側に超硬合金製の刃体が接合された軸長が４５０〜１０００ｍｍである錐部と、錐部の他端にて一体で取り付けられたシャンクとを備え、錐部に刃体の先端からシャンクとの境界にかけて少なくとも一条の切屑排出溝を設けた長尺錐であって、刃体における切屑排出溝の捩れ角が２０〜４０°であり、刃体以外の錐部における切屑排出溝の捩れ角が１０〜１５°であることにある。

上記のように構成した発明においては、長尺錐による被削材の加工の際に、刃体における切屑排出溝の捩れ角が２０〜４０°であることにより、刃体部分での切削抵抗は小さく切屑の排出がスムーズに行われ、さらに刃体以外の錐部では、切屑排出溝の捩れ角が１０〜１５°と小さくされていることにより、切屑の排出経路が従来より短くかつ直線に近くなる。

また、本発明において、軸心位置にてシャンクから刃体以外の錐部一端側まで延び、シャンク外端に気体供給口が開口すると共に、刃体の接合箇所の近傍位置にて切屑排出溝の底部に気体噴出口が開口した気体供給用の通孔を設けることが好ましい。なお、通孔の径は、０．５〜２ｍｍφであることが好ましい。これにより、長尺錐による被削材の加工の際に、通孔の気体供給口から吹き込まれて気体噴出口から排出された気体により、刃体以外の錐部における切屑排出溝を通って排出される切屑が強制的にシャンク側に向けて押されて、切屑の排出が一層促進される。さらに、切屑がエアで押されてその排出が加速される刃体以外の錐部では、切屑排出溝の捩れ角が１０〜１５°と小さいので、切屑の排出が非常に効率よく行われる。そのため、長尺錐を木材に突っ込んで深い穴を加工する場合でも、切屑の排出が良好に行われて穴内での切屑の詰まりが避けられ、加工の途中で錐が止まったり、また錐との摩擦によって被削材に焼けが生じたりする不具合の発生が回避される。また、長尺錐に加わる負荷が少ないため、錐の先端側の振れ回りが抑えられる。その結果、本発明においては、加工を途中で中断することなく行うことができ、また錐の直進性が確保される。

また、本発明において、錐部の先端からシャンク側に向い切屑排出溝の深さが漸次浅くなるように形成されており、錐部先端の芯厚が３〜６ｍｍ、切屑排出溝のシャンク側端部近傍での錐部の芯厚が８〜１２ｍｍにされることが望ましい。このように、錐部先端からシャンク側に向けて錐部の芯厚を厚くしていくことで、切屑の排出性を高めつつ錐部の剛性を確保することができる。

また、長尺錐による木材加工方法として、木材に接近した位置にて、上記長尺錐の錐部の一部を錐軸受けで受けて、錐部先端の振れ回りを防止しながら木材の穴形成加工をおこなうことができる。このように、振れ回りし難い長尺錐を用いて、その錐部の一部を錐軸受けで受けることにより、錐部先端の振れ回りをさらに確実に防止することができる。

本発明によれば、刃体における切屑排出溝の捩れ角を２０〜４０°としたことにより，切削抵抗は小さく切削の排出がスムーズで、刃体以外の錐部では切屑排出溝の捩れ角が１０〜１５°としたことにより、切屑の排出経路が直線に近く短くなる。が円滑に行われ、さらに長尺錐の軸心位置に配設されてシャンク側端に気体供給口が開口すると共に、刃体の接合箇所の近傍位置にて切屑排出溝の底部に気体噴出口が開口した通孔を設けたことにより、切屑が気体で押されてその排出が加速される。そのため、切屑の排出が良好に行われて穴内での切屑の詰まりが避けられることにより、加工途中で錐が止まったり、被削材に焼けが生じたりする不具合が避けられ、加工を途中で中断することなく行うことができる。その結果、本発明においては、加工の作業性が高められると共に、錐の先端の振れ回りが抑えられて錐の直進性が確保されるため、良好な加工精度が確保される。

また、本発明において、錐部の先端からシャンク側に向い切屑排出溝の深さが漸次浅くなるように形成されて、芯厚が漸次厚くされることにより、切屑の排出性を高めつつ錐部の剛性が確保され、錐の信頼性が高められる。また、長尺錐による木材加工において、長尺錐の錐部の一部を錐軸受けで受けるようにしたことにより、錐部先端の振れ回りがさらに確実に抑えられ、加工の精度がさらに高められる。

以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図１は、実施例に係る長尺錐１０を正面図により示し、図２−１〜３は、長尺錐１０の刃体を底面図、正面図及び側面図により示したものである。長尺錐１０は、軸方向に順次配列された円柱形のシャンク１１と錐部１２を同軸的かつ一体で設けている。シャンク１１は、長さが７０ｍｍで外径が２０ｍｍφであり、錐部１２は長さが５８０ｍｍであり、長尺錐１０の全長が６５０ｍｍとなっている。錐部１２は、硬質高靭性材料からなる本体１３の先端に超硬合金製の刃体１８がろう付により接合されている。本体１３は、刃体１８側の大径部１４と、シャンク側の小径部１５と、大径部１４と小径部１５の間をつなぐ円錐状に傾斜した第１傾斜部１６と、小径部１５とシャンク１１との間をつなぐ円錐状に傾斜した第２傾斜部１７とからなる。大径部１４は長さが１５ｍｍで外径が３０ｍｍφであり、小径部１５は長さが５３４ｍｍで外径が２８ｍｍφであり、第１傾斜部１６は長さが４ｍｍで、第２傾斜部１７は長さが７ｍｍとなっている。刃体１８は、長さが２０ｍｍで外径が３０ｍｍφであり、その軸心位置に軸方向に突出した角錐形状の中心錐１９を設けている。

錐部１２は、刃体１８の先端からシャンク１１端部近傍位置まで延びた２条の螺旋形状の切屑排出溝２１（以下、フルートと記す）を設けている。各フルート２１は、形状の異なる刃体側のフルート２３と本体側のフルート２２とがつながって形成されている。刃体側のフルート２３は捩れ角が３０°であり、刃体１８先端の芯厚は６ｍｍになっている。本体側のフルート２２は捩れ角が１５°であり、本体１３のシャンク１１近傍での芯厚は１２ｍｍになっている。また、フルート２２，２３の深さは、刃体１８先端からシャンク１１側に向けて漸次浅くなるようにされており、その結果、本体１３の芯厚が刃体１８先端からシャンク１１側に向けて漸次厚くなるようにされている。

長尺錐１０の軸心位置には、直径２ｍｍφの長孔である通孔２５がシャンク１１の端部から本体１３の刃体１８との境界位置まで延びており、通孔２５は、シャンク側端に気体供給口２６が開口すると共に、刃体１８の接合箇所の近傍位置にて本体側フルート２２の底部に気体噴出口２７が開口している。通孔２５には、気体供給口２６から圧縮空気が供給されて気体噴出口２７から噴射されるようになっている。

上記のように構成した実施例においては、長尺錐１０による被削材の加工の際に、通孔２５の気体供給口２６から吹き込まれて気体噴出口２７から排出された圧縮空気により、フルート２１を通って排出される切屑が強制的に押されて、シャンク１１側への切屑の排出が促進される。また、刃体１８におけるフルート２３の捩れ角が２０〜４０°であることにより、刃体１８部分での切屑の排出がスムーズに行われ、さらに、切屑が圧縮空気で押されてその排出が加速される本体１３では、フルート２２の捩れ角が１０〜１５°とされていることにより、切屑の排出が非常に効率よく行われる。

そのため、長尺錐１０を木材に突っ込んで深い孔を加工する場合でも、切屑の排出が良好に行われて孔内での切屑の詰まりが避けられるため、加工の途中で錐が止まったり、また錐部１２との摩擦によって被削材に焼けが生じたりする不具合の発生が回避される。また、長尺錐１０に加わる負荷が少ないため、錐部１２の先端側の振れ回りが抑えられる。その結果、実施例においては、加工を途中で中断することなく行うことができるため、加工の作業性が高められると共に、錐部１２の先端の振れ回りが抑えられて長尺錐１０の直進性が確保されるため、良好な加工精度が確保される。

また、長尺錐１０は、錐部１２の先端からシャンク１１側に向いフルート２２，２３の深さが漸次浅くなるように形成されており、錐部先端の芯厚が６ｍｍ、シャンク１１側端部近傍での錐部１２の芯厚が１２ｍｍのように錐部１２先端からシャンク１１側に向けて錐部の芯厚が厚くされている。そのため、切屑の排出性を高めつつ錐部１２の剛性を確保することができ、長尺錐１０の耐久性が高められる。

また、長尺錐１０による木材加工方法として、図３に示すように、加工台３１上を水平に矢印方向に移動する回転駆動装置３２に固定されて木材に接近した位置に配置された長尺錐１０の錐部１２の先端側の一部を、加工台３１上に固定されたメタル軸受け、ベアリング等の錐軸受け３３によって回転自在に支承した状態で、錐部１２先端の振れ回りを防止しながら木材の穴形成加工を行うことができる。このように、振れ回りしにくい長尺錐１０を用いて、さらにその錐部１２の一部を錐軸受け３３で回転自在に支承することにより、錐部１２先端の振れ回りをさらに確実に防止することができる。

なお、上記実施例においては、刃体１８におけるフルート２３の捩れ角が２０〜４０°であり、錐部１２の本体１３におけるフルート２２の捩れ角が１０〜１５°であると共に、シャンク１１及び本体１３に通孔２５を設けて切屑の排出を促進しているが、場合によっては通孔２５を省くこともできる。その他、上記実施例に示した錐については一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。

本発明は、長尺錐の刃体における切屑排出溝の捩れ角を２０〜４０°、刃体以外の錐部では捩れ角を１０〜１５°とし、さらに軸心位置にてシャンク側から刃体以外の錐部先端部まで延び、両端にて開口した通孔を設けたことにより、圧縮空気を供給することができ、切屑の排出が良好に行われ、加工途中で錐が止まったり、被削材に焼けが生じたりする不具合が避けられ、加工の作業性が高められると共に、錐の先端の振れ回りが抑えられて良好な加工精度が確保されため、有用である。

本発明の一実施例である長尺錐を示す正面図である。 同長尺錐の刃体を示す底面図である。 同長尺錐の刃体を示す正面図である。 同長尺錐の刃体を示す側面図である。 長尺錐の錐部の先端側を錐軸受けによって回転自在に支承した状態で行われる木材加工方法を概略的に示す正面図である。

符号の説明

１０…長尺錐、１１…シャンク、１２…錐部、１３…本体、１８…刃体、２１，２２，２３…フルート、２５…通孔、３３…錐軸受け。

Claims (4)

1. 一端側に超硬合金製の刃体が接合された軸長が４５０〜１０００ｍｍである錐部と、該錐部の他端にて一体で取り付けられたシャンクとを備え、該錐部に前記刃体の先端から該シャンクとの境界にかけて少なくとも一条の切屑排出溝を設けた長尺錐であって、
   前記刃体における前記切屑排出溝の捩れ角が２０〜４０°であり、該刃体以外の前記錐部における該切屑排出溝の捩れ角が１０〜１５°である
   ことを特徴とする長尺錐。
2. 軸心位置にて前記シャンクから前記刃体以外の前記錐部一端側まで延び、前記シャンク外端に気体供給口が開口すると共に、前記刃体の接合箇所の近傍位置にて前記切屑排出溝の底部に気体噴出口が開口した気体供給用の通孔を設けたことを特徴とする前記請求項１に記載の長尺錐。
3. 前記刃体の先端から前記シャンク側に向い前記切屑排出溝の深さが漸次浅くなるように形成されており、前記刃体先端の芯厚が３〜６ｍｍ、前記切屑排出溝の前記シャンク側端部近傍での前記錐部の芯厚が８〜１２ｍｍにされたことを特徴とする前記請求項１又は２に記載の長尺錐。
4. 木材に接近した位置にて、前記請求項１から３のいずれかに記載の長尺錐の前記錐部の一部を錐軸受けで受けて、該錐部先端の振れ回りを防止しながら木材の穴形成加工を行うことを特徴とする長尺錐を用いた木材加工方法。

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