JP2011194481A - 中ぐり工具 - Google Patents

Abstract

【課題】切刃位置の調整に伴う重心変動を抑制できる中ぐり工具を提供する。
【解決手段】回転ホルダ３に設けられたバイト収納孔３２に収納されるバイト４の先端４１に切刃２が設けられ、バイト４の基端４２を押圧して切刃２の突出量Ｘを調整可能なラジアル調整ねじ５と、このラジアル調整ねじ５を操作して切刃２を進退させた際に、当該切刃２の進退方向とは反対方向に移動するカウンタウェイト７とを備えた。
【選択図】図２

Description

本発明は、被切削物の内周面を所定の内径に切削する中ぐり工具に関する。

一般に、精密ラインボーリング加工に用いられる中ぐり工具は、軸心回りに回転する長尺円柱状の回転ホルダの径方向に突出する切刃位置を微調整することにより、被切削物の内周面を所定の内径に高精度に切削している。切刃位置の微調整は、頻繁に行われるので、作業性に優れたものであることが好ましい。
従来、このような中ぐり工具として、例えば、特許文献１に開示された微調整式マイクロカートリッジを装着したものが知られている。この微調整式マイクロカートリッジは、回転ホルダに着脱自在に装着される筒状のブッシュと、先端に切刃が設けられブッシュに調整ナットを介して嵌入されるカートリッジと、カートリッジの基端側にクランプねじによって固定されるワッシャと、ワッシャとブッシュとの間に介装されてワッシャを介してカートリッジをその基端側に付勢する皿バネとを備えており、回転ホルダの径方向に突出する切刃の突出量を微調整することができる。切刃の突出量の微調整は、スパナ等の作業用工具で調整ナットを回動させ、カートリッジを出没させることにより行う。

特許第２９５００７４号公報

しかしながら、従来の中ぐり工具では、切刃位置の調整をする際に、カートリッジが回転ホルダの径方向に進退することにより、カートリッジの位置に応じて回転ホルダの重心位置が変動するため回転ホルダの回転バランスが悪化する。これにより、切削時に回転ホルダが振動するため、切刃の位置が安定せず、加工精度が劣化するという問題があった。一方、加工精度の劣化を防止するために、切削速度を低下させると、加工時間がかかるという問題があった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、切刃位置の調整に伴う重心変動を抑制できる中ぐり工具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、本発明は、回転ホルダの表面に切刃を突出させ、前記回転ホルダを回転させて前記切刃により被切削物の内周面を切削する中ぐり工具において、前記回転ホルダに設けられた収納孔に収納されるバイトの先端に前記切刃が設けられ、前記バイトの基端を押圧して前記切刃の突出量を調整可能な調整ねじと、この調整ねじを操作して前記切刃を進退させた際に、当該切刃の進退方向とは反対方向に移動するカウンタウェイトと、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、調整ねじを操作して切刃を進退させる場合、バイト及び調整ねじの移動方向とは反対方向にカウンタウェイトが移動するため、このカウンタウェイトが重心のバランスをとることにより、切刃位置の調整に伴う回転ホルダの重心の変動を抑制することができる。このため、切削時における回転ホルダの振動を抑えることができ、加工精度の向上を図ることができる。また、回転ホルダが安定して回転するため、切削速度を増加することができ、加工時間の短縮を図ることができる。さらに、カウンタウェイトで重心バランスを取ることにより、バイトの切刃を再研磨して使用する回数を増やすことができ、バイトにかかるコストの低減を図ることができる。

この構成において、前記バイト、前記調整ねじ及び前記カウンタウェイトが同一軸心上に配置されている構成としても良い。この構成によれば、バイト、調整ねじ及びカウンタウェイト全体の重心が上記軸心上に位置するため、切刃位置の調整前後で重心位置が変動しないようにカウンタウェイトの重量、移動量の設定を容易に行うことができる。

また、前記調整ねじは、前記切刃を進退させる第１ねじ部と、この第１ねじ部に対して逆ねじに形成されて前記カウンタウェイトに螺合する第２ねじ部とを同軸上に一体に備えていても良い。この構成によれば、カウンタウェイトを切刃の進退方向とは反対方向に簡単に移動させることができる。

また、前記回転ホルダは長尺円柱状に形成され、この回転ホルダの軸方向に複数の前記バイトを備え、各バイトに対応して前記調整ねじ及び前紀カウンタウェイトをそれぞれ設けても良い。この構成によれば、回転ホルダの軸方向に複数のバイトを設けたものであっても、各バイトの切刃をそれぞれ独自に進退させた際に、カウンタウェイトがこれに対応して、切刃の進退方向とは反対方向に移動するため、中ぐり工具全体の重心位置の変動を抑制することができ、切削時における回転ホルダの振動を抑えることができる。このため、回転ホルダを安定して回転することができ、例えば、エンジンのジャーナル部のように、精密な切削加工が要求される被切削物においても、加工精度の高い切削を短時間で行うことができる。

本発明によれば、調整ねじを操作して切刃を進退させる場合、バイト及び調整ねじの移動方向とは反対方向にカウンタウェイトが移動するため、このカウンタウェイトが重心のバランスをとることにより、切刃位置の調整に伴う回転ホルダの重心の変動を抑制することができる。このため、切削時における回転ホルダの振動を抑えることができ、加工精度の向上を図ることができる。また、回転ホルダが安定して回転するため、切削速度を増加することができ、加工時間の短縮を図ることができる。さらに、カウンタウェイトで重心バランスを取ることにより、バイトの切刃を再研磨して使用する回数を増やすことができ、バイトにかかるコストの低減を図ることができる。
また、本発明によれば、バイト、調整ねじ及びカウンタウェイト全体の重心が上記軸心上に位置するため、切刃位置の調整前後で重心位置が変動しないようにカウンタウェイトの重量、移動量の設定を容易に行うことができる。
また、本発明によれば、カウンタウェイトを切刃の進退方向とは反対方向に簡単に移動させることができる。
また、本発明によれば、回転ホルダの軸方向に複数のバイトを設けたものであっても、各バイトの切刃をそれぞれ独自に進退させた際に、カウンタウェイトがこれに対応して、切刃の進退方向とは反対方向に移動するため、中ぐり工具全体の重心位置の変動を抑制することができ、切削時における回転ホルダの振動を抑えることができる。このため、回転ホルダを安定して回転することができ、例えば、エンジンのジャーナル部のように、精密な切削加工が要求される被切削物においても、加工精度の高い切削を短時間で行うことができる。

本発明の実施形態に係る中ぐり工具を示す模式斜視図である。 図１のII−II線切断断面図である。 カウンタウェイトの動作を示す断面図である。

本発明の実施形態に係る中ぐり工具１について、図面を参照して説明する。
図１を参照して、中ぐり工具１は、精密ラインボーリング加工に用いられるラインバーである。中ぐり工具１は、軸心Ｏ回りに回転ホルダ３を、例えば、エンジンのジャーナル部等の被切削物（図示しない）に対して相対回転させ、回転ホルダ３の径方向に突出する切刃２によって、ジャーナル部にクランクシャフトを挿通するシャフト貫通孔の内周面を所定の内径に高精度に切削する。

中ぐり工具１は、長尺円柱状の工具本体である回転ホルダ３と、この回転ホルダ３の外周面（表面）に切刃２を突出させて当該回転ホルダ３に装着される複数のバイト４とを備える。バイト４は、回転ホルダ３に設けられたバイト収納孔３２に収納され、切刃２の突出量を所定の値に調整した状態で固定されている。本実施形態では、回転ホルダ３の軸心Ｏに沿って並設された一対のバイト４，４が当該軸心Ｏ方向に複数設けられており、各対のバイト４，４は、それぞれ回転ホルダ３の外周面に所定角度間隔で均等に配置されている。これにより、回転ホルダ３が回転した際の重心位置が軸心Ｏに一致するようになっている。また、並設された一対のバイト４，４は、上記したジャーナル部のシャフト貫通孔に対応する位置に設けられており、一方が荒削り用のバイト４で他方が仕上げ用バイト４となっている。回転ホルダ３は、超硬合金や鋼材等からなる略長尺円柱状のものであり、その基端には、図示しない工作機械の主軸等に挿入されクランプされるシャンク部３１を有している。

中ぐり工具１は、図２に示すように、バイト４の先端４１に形成された切刃２の位置、すなわち回転ホルダ３の径方向における切刃２の突出量Ｘを、バイト４の基端４２を押圧して調整するラジアル調整ねじ（調整ねじ）５と、バイト４を固定するバイト固定ねじ６，６と、ラジアル調整ねじ５を操作した際に、切刃２（バイト４）の進退方向とは反対方向に移動するカウンタウェイト７とを備える。切刃２は、ラジアル調整ねじ５の操作により、軸心Ｏを通って回転ホルダ３の径方向（図２における上下方向）に延びる軸線Ａに沿って移動する。

回転ホルダ３には、バイト４を収納してバイト４がその内部を摺動するバイト収納孔３２と、バイト固定ねじ６，６を収納する固定ねじ孔３３，３３と、ラジアル調整ねじ５を収納する調整ねじ孔３４と、カウンタウェイト７を収納してカウンタウェイト７がその内部を移動するカウンタウェイト収納孔３５とが形成されている。
バイト収納孔３２は、軸線Ａに略平行に断面円形に形成され、一端は回転ホルダ３の外周面に開口し、他端は調整ねじ孔３４を介してカウンタウェイト収納孔３５に連通している。固定ねじ孔３３は、バイト収納孔３２と略直交する方向に断面円形に形成され、一端が回転ホルダ３の外周面に開口し、他端がバイト収納孔３２に連通している。固定ねじ孔３３の内周面にはバイト固定ねじ６の雄ねじ部６１に螺合する雌ねじ部３３Ａが形成されている。
本実施形態では、２つの固定ねじ孔３３，３３がバイト収納孔３２の延出方向、すなわちバイト４の軸心方向に沿って並設されている。これによれば、バイト収納孔３２に収納されたバイト４は、当該バイト４の軸心方向に並んだバイト固定ねじ６，６によって固定されるため、バイト４の軸心方向への摺動が防止され、切刃２の突出量Ｘが切削中に変動することが防止される。

調整ねじ孔３４はバイト収納孔３２に連通し、当該バイト収納孔３２よりも小径の断面円形に形成されている。調整ねじ孔３４の内周面には、ラジアル調整ねじ５と螺合する雌ねじ部３４Ａが形成されている。
カウンタウェイト収納孔３５は、バイト収納孔３２よりも大径の断面円形に形成され、一端が調整ねじ孔３４に連通し、他端は回転ホルダ３の外周面に開口している。また、カウンタウェイト収納孔３５には、上記カウンタウェイト７に係合し、当該カウンタウェイト７の回動を防止する回り止め部材３６が設けられている。
本構成では、バイト収納孔３２、調整ねじ孔３４及びカウンタウェイト収納孔３５は、それぞれ軸線Ａに平行な軸線Ｂに中心位置が一致するように形成されている。

バイト４は、超硬合金や高速度鋼等の材質を用いて、バイト収納孔３２内を摺動する外径の円柱状に形成され、その先端４１には研磨等により切刃２が一体に形成されている。この切刃２は、被切削物の切削をするうちに摩耗するため、その都度、刃先が研磨される。また、バイト４の軸心は、上記した軸線Ｂに一致する。
バイト固定ねじ６は、固定ねじ孔３３内に配置され、先端６２をバイト４の外周面に押し当てることにより当該バイト４を固定する。このバイト固定ねじ６の基端には、例えば六角レンチ等の調整用工具が係合して、当該バイト固定ねじ６を回動操作する操作部６３が設けられている。

ラジアル調整ねじ５は、大径の断面円形に形成されて調整ねじ孔３４に螺合する第１ねじ部５１と、この第１ねじ部５１よりも小径の断面円形に形成されてカウンタウェイト７に螺合する第２ねじ部５２とを備える。これら第１ねじ部５１及び第２ねじ部５２は同軸上に一体に形成されている。また、第１ねじ部５１の外周面には右ねじ（正ねじ）の雄ねじ部５１Ａが形成され、第２ねじ部５２の外周面には、右ねじとは逆方向にねじ切られた左ねじ（逆ねじ）の雄ねじ部５２Ａが形成されている。本実施形態では、第２ねじ部５２は第１ねじ部５１よりも小径に形成されているため、この第１ねじ部５１が調整ねじ孔３４を進行した際に、この調整ねじ孔３４の雌ねじ部３４Ａに、逆ねじにねじ切られた第２ねじ部５２の雄ねじ部５２Ａが噛み合うことはない。
ラジアル調整ねじ５は、第１ねじ部５１の先端にバイト４の基端４２を押圧する押圧部５３を備え、当該ラジアル調整ねじ５の操作によりバイト４の先端に形成された切刃２の突出量Ｘが調整される。また、ラジアル調整ねじ５は、第２ねじ部５２の基端には、例えば六角レンチ等の調整用工具が係合して、当該ラジアル調整ねじ５を一体に回動操作する操作部５４が設けられている。

カウンタウェイト７は、カウンタウェイト収納孔３５の内径と略同径の円板状に形成され、中央部の貫通孔の内周面には、ラジアル調整ねじ５の第２ねじ部５２に設けられた雄ねじ部５２Ａと螺合する雌ねじ部７Ａが形成されている。また、カウンタウェイト７の外周面の一部には、上記した回り止め部材３６に係合するための溝部７Ｂが切欠かれている。この溝部７Ｂに回り止め部材３６が係合することにより、ラジアル調整ねじ５を回動操作した際に、カウンタウェイト７がカウンタウェイト収納孔３５内をスライド移動する。更に、カウンタウェイト７に螺合する第２ねじ部５２は、第１ねじ部５１とは反対の左ねじに形成されているため、カウンタウェイト７は、ラジアル調整ねじ５の進退とは反対方向に移動する。

バイト４の切刃２が摩耗すると、このバイト４を取り出して先端を研磨し、切刃２を再度形成する。そして、図３に示すように、研磨後のバイト４をバイト収納孔３２に収納し、ラジアル調整ねじ５を進退させて切刃２の突出量Ｘを調整する。この場合、カウンタウェイト７は、ラジアル調整ねじ５の進退とは反対方向に移動するため、このカウンタウェイト７により回転ホルダ３の重心変動が抑制される。
具体的には、ラジアル調整ねじ５及びカウンタウェイト７の軸心は、バイト４の軸心、すなわち軸線Ｂに一致するように設けられている。このため、バイト４の重心Ｇ１、ラジアル調整ねじ５の重心Ｇ２及びカウンタウェイト７の重心Ｇ３は、それぞれ軸線Ｂ上に位置することにより、バイト４、ラジアル調整ねじ５及びカウンタウェイト７全体の重心についても軸線Ｂ上の所定位置（不図示）に位置することとなる。
本構成では、バイト４、ラジアル調整ねじ５及びカウンタウェイト７以外の部材の重心は、軸心Ｏに対して上記所定位置と点対象となる位置に設定されており、回転ホルダ３の、バイト４が設けられた位置における重心は、全体として当該回転ホルダ３の軸心Ｏに一致している。

このため、切刃２位置の調整にて、バイト４、ラジアル調整ねじ５及びカウンタウェイト７全体の重心が上記した所定位置から変動しなければ、回転ホルダ３の重心変動が抑制される。このため、本実施形態では、図２及び図３に示すように、ラジアル調整ねじ５の進退に応じてカウンタウェイト７が当該進退方向とは反対方向に移動することにより、回転ホルダ３の重心変動が抑制される。カウンタウェイト７の重量や移動量（すなわちラジアル調整ねじ５のねじピッチ）等は、切刃２の位置を調整する前後で、バイト４、ラジアル調整ねじ５及びカウンタウェイト７全体の重心が上記した所定位置から変動しないような値に実験等に基づいて設定される。この場合、ラジアル調整ねじ５及びカウンタウェイト７の軸心は、バイト４の軸心と一致しているため、切刃２位置の調整前後で重心位置が変動しないようにカウンタウェイト７の重量、移動量の設定を容易に行うことができる。

以上、説明したように、本実施形態によれば、回転ホルダ３の外周面に切刃２を突出させ、回転ホルダ３を回転させて切刃２により被切削物の内周面を切削する中ぐり工具１において、回転ホルダ３に設けられたバイト収納孔３２に収納されるバイト４の先端４１に切刃２が設けられ、バイト４の基端４２を押圧して切刃２の突出量Ｘを調整可能なラジアル調整ねじ５と、このラジアル調整ねじ５を操作して切刃２を進退させた際に、当該切刃２の進退方向とは反対方向に移動するカウンタウェイト７とを備えるため、カウンタウェイト７が重心のバランスをとることにより、切刃２位置の調整に伴う回転ホルダ３の重心の変動を抑制することができる。このため、切削時における回転ホルダ３の振動を抑えることができ、加工精度の向上を図ることができる。また、回転ホルダ３が安定して回転するため、切削速度を増加することができ、加工時間の短縮を図ることができる。さらに、カウンタウェイト７で重心バランスを取ることにより、バイト４の切刃２を再研磨して使用する回数を増やすことができ、バイト４にかかるコストの低減を図ることができる。

また、本実施形態によれば、バイト４、ラジアル調整ねじ５及びカウンタウェイト７が同一軸心上に配置されているため、バイト４、ラジアル調整ねじ５及びカウンタウェイト７全体の重心が上記した軸心上に位置するため、切刃２位置の調整前後で重心位置が変動しないようにカウンタウェイト７の重量、移動量の設定を容易に行うことができる。

また、本実施形態によれば、ラジアル調整ねじ５は、切刃２を進退させる第１ねじ部５１と、この第１ねじ部５１に対して逆ねじに形成されてカウンタウェイト７に螺合する第２ねじ部５２とを同軸上に一体に備えているため、カウンタウェイト７を切刃２の進退方向とは反対方向に簡単に移動させることができる。

また、本実施形態によれば、回転ホルダ３は長尺円柱状に形成され、この回転ホルダ３の軸心方向に複数のバイト４，４・・を備え、各バイト４に対応してラジアル調整ねじ５及びカウンタウェイト７をそれぞれ設けているため、各バイト４の切刃２をそれぞれ独自に進退させた際に、カウンタウェイト７がこれに対応して、切刃２の進退方向とは反対方向に移動するため、中ぐり工具１全体の重心位置の変動を抑制することができ、切削時における回転ホルダ３の振動を抑えることができる。このため、回転ホルダ３を安定して回転することができ、例えば、エンジンのジャーナル部のように、精密な切削加工が要求される被切削物においても、加工精度の高い切削を短時間で行うことができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは勿論である。例えば、本実施形態では、ラジアル調整ねじ５は右ねじが形成された第１ねじ部５１と、左ねじが形成された第２ねじ部５２とが形成されているが、第１ねじ部５１と第２ねじ部５２とが逆ねじの関係を有してしれば、第１ねじ部５１に左ねじを設けても良い。

１ 中ぐり工具
２ 切刃
３ 回転ホルダ
４ バイト
７ カウンタウェイト
３２ バイト収納孔
３３ 固定ねじ孔
３４ 調整ねじ孔
３５ カウンタウェイト収納孔
５１ 第１ねじ部
５２ 第２ねじ部
５４ 操作部
Ａ 軸線
Ｂ 軸線
Ｏ 軸心
Ｇ１〜Ｇ３ 重心

Claims (4)

1. 回転ホルダの表面に切刃を突出させ、前記回転ホルダを回転させて前記切刃により被切削物の内周面を切削する中ぐり工具において、
   前記回転ホルダに設けられた収納孔に収納されるバイトの先端に前記切刃が設けられ、前記バイトの基端を押圧して前記切刃の突出量を調整可能な調整ねじと、この調整ねじを操作して前記切刃を進退させた際に、当該切刃の進退方向とは反対方向に移動するカウンタウェイトと、を備えたことを特徴とする中ぐり工具。
2. 前記バイト、前記調整ねじ及び前記カウンタウェイトが同一軸心上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の中ぐり工具。
3. 前記調整ねじは、前記切刃を進退させる第１ねじ部と、この第１ねじ部に対して逆ねじに形成されて前記カウンタウェイトに螺合する第２ねじ部とを同軸上に一体に備えることを特徴とする請求項１または２に記載の中ぐり工具。
4. 前記回転ホルダは長尺円柱状に形成され、この回転ホルダの軸方向に複数の前記バイトを備え、各バイトに対応して前記調整ねじ及び前紀カウンタウェイトをそれぞれ設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の中ぐり工具。

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