JP2012121097A - 軸状工具 - Google Patents

Abstract

【課題】工具本体先後端部が交換可能に装着される分割式の軸状工具においても、これらの軸線同士を互いに正確に同軸上に一致させて高精度の加工を行う。
【解決手段】軸線Ｏを中心とした軸状の工具本体後端部３の先端に、切刃を備えた軸状の工具本体先端部２が同軸上に着脱可能に取り付けられる軸状工具にあって、工具本体後端部３の先端部と工具本体先端部２の後端部との一方には軸線Ｏに沿って突出する突軸部１３を形成するとともに、他方には突軸部１３を収容する凹孔部１４を軸線Ｏに沿って形成し、突軸部１３を凹孔部１４に軸線Ｏ回りに回転されることなく軸線Ｏ方向に引き込まれることにより収容し、さらに凹孔部１４の内周と突軸部１３の外周には、これら凹孔部１４の開口端側と突軸部１３の基端側に向かうに従い漸次拡径する軸線Ｏを中心としたテーパ面を互いに等しいテーパで密着可能に形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、軸状の工具本体の先端部に切刃が設けられたリーマ等の軸状工具に関するものである。

このような軸状工具として、例えば特許文献１には、軸線回りに回転されるシャンク部の先端に、加工部を備えたリーマヘッドを装着してなるリーマ等の穴加工工具であって、シャンク部は、超硬合金からなるシャンク部本体の先端側に鋼材からなる連結部を備え、リーマヘッドは、超硬合金からなるリーマヘッド本体の後端側に鋼材からなる被連結部を備え、これら連結部と被連結部のいずれか一方に上記軸線に沿って延びる雄ネジ部が形成されるとともに、他方にはこの雄ネジ部と螺合する雌ネジ部が設けられ、これら雄ネジ部と雌ネジ部との螺合によりリーマヘッドがシャンク部に交換可能に装着されたものが提案されている。

このような軸状工具では、加工穴の径に応じてリーマヘッドのみを複数揃えればよく、さらに切刃が磨耗したリーマヘッドや損傷したリーマヘッドのみを新たなものに交換してシャンク部の再利用を図ることができるため、生産コスト、管理コストの低減を図ることができる。さらに、雄ネジ部の基端部の外周面を、上記軸線を中心とした断面真円状をなす円筒面に形成するとともに、雌ネジ部の開口付近の内周壁面を、この基端部に軸嵌合可能に形成することにより、シャンク部とリーマヘッドとを同軸となるように芯出しさせることが可能となる。

特開２００９−２４１２３２号公報

しかしながら、このように雌雄ネジ部の螺合によってリーマヘッドがシャンクに交換可能に装着された分割式の穴加工工具においては、最終的に雌雄ネジ部が締め付けられてリーマヘッドがシャンクに固定される際に、リーマヘッドの軸線がシャンクの軸線に対して傾いたり偏心したりしてしまうおそれがある。そして、上記リーマのような長尺軸状の工具本体を有する軸状工具では、こうしてリーマヘッドが傾いたり偏心したりすると、加工穴を所定の径で高い真円度や真直度に仕上げるといった高精度の加工を行うのが困難となる。

しかるに、この点、特許文献１に記載の軸状工具では、上述のように雌ネジ部開口部の内周面を雄ネジ部基端部の円筒面状の外周面に軸嵌合可能に形成することにより、ヘッドとシャンクを高精度に芯出しして両者の軸線を一致させようとしているが、このように雌ネジ部開口部の内周面を雄ネジ部基端部の円筒面状の外周面に軸嵌合可能とするにしても、両周面の間には基端部を開口部に挿入するためのクリアランスを極僅かながらでも確保しなければならず、このクリアランスの範囲内でヘッドとシャンクの軸線に傾きや偏心が生じることは避けられない。

本発明は、このような背景の下になされたもので、上記シャンクのような工具本体後端部に上記ヘッドのような工具本体先端部が交換可能に装着される分割式の軸状工具においても、これら工具本体先後端部の軸線同士を互いに正確に同軸上に一致させて高精度の加工を行うことが可能な軸状工具を提供することを目的としている。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、軸線を中心とした軸状の工具本体後端部の先端に、切刃を備えた軸状の工具本体先端部が同軸上に着脱可能に取り付けられてなる軸状工具であって、上記工具本体後端部の先端部と上記工具本体先端部の後端部との一方には上記軸線に沿って突出する突軸部が形成されるとともに、他方には上記突軸部を収容する凹孔部が上記軸線に沿って形成されていて、上記突軸部は上記凹孔部に上記軸線回りに回転されることなく該軸線方向に引き込まれることにより収容され、さらに上記凹孔部の内周と上記突軸部の外周には、これら凹孔部の開口端側と突軸部の基端側に向かうに従い漸次拡径する上記軸線を中心としたテーパ面が互いに等しいテーパで密着可能に形成されていることを特徴とする。

このように構成された軸状工具では、上記突軸部が凹孔部に、軸線回りに回転されることなく軸線方向に引き込まれることにより収容され、これに伴い、凹孔部の内周部と突軸部の外周部に形成されたテーパ面同士が密着して工具本体後端部に工具本体先端部が取り付けられる。従って、円筒面同士で軸嵌合させる場合のように内外周面間にクリアランスを設ける必要はなく、上記軸線を中心とするテーパ角が等しいテーパ面同士がこのように互いに密着することにより、工具本体先後端部は傾きや偏心を生じることなく正確に同軸上に取り付けられる。

ここで、これら凹孔部内周と突軸部外周のテーパ面は、軸線に対するテーパが小さすぎると円筒面同士を軸嵌合させる状態に近くなり、これらのテーパ面を確実に密着させるには、突軸部を凹孔部に引き込む際の引き込み量を大きくしなければならなくなる。ところが、その一方で、このテーパが大きすぎると、工具本体先後端部の取付剛性が損なわれて上述のように傾きや偏心を防ぐことができなくなるおそれが生じるため、これら凹孔部の内周と突軸部の外周に形成されるテーパ面は、１／２０〜１／５程度の範囲の比較的小さなテーパとされるのが望ましい。

なお、特にこうしてテーパ面のテーパを比較的小さくした場合には、突軸部の引き込みによりテーパ面同士が強く密着して取付剛性の向上が図られる反面、工具本体先後端部を分割しようとしたときに、突軸部を凹孔部から抜き出し難くなるという問題が生じる。そこで、このようにテーパを小さくした場合でも突軸部を凹孔部から容易に抜き出すことができるように、上記凹孔部が形成される工具本体後端部の先端部と工具本体先端部の後端部とのうちの他方に、先端面が先端側に向けて縮径するように形成された抜き出しネジを、上記先端面が上記突軸部の突端面外周に当接するように上記凹孔部に向けて外周側からねじ込んでおいて、この抜き出しネジをさらにねじ込むことにより、突軸部を引き込み側とは反対に軸線方向に押し出すようにするのが望ましい。

また、さらに、上記テーパ面同士の密着によっても工具本体先端部の傾きや偏心を十分に防ぐことができない場合には、この工具本体先端部の上記切刃の軸線回りの回転径が所定の加工径となるように、工具本体先端部の傾きを調整する調整手段が設けられるのが望ましい。このような調整手段としては、例えば、上記工具本体先端部または工具本体後端部の外周面に周方向に延びる溝部を形成して、この溝部の軸線方向に対向する一対の内壁面を径方向外周側に向かうに従い漸次離間するようにし、該溝部に、上記一対の内壁面に当接する側面を備えた調整部材を、周方向における複数の個所で径方向の位置を調整可能に取り付けて、これらの個所で調整部材の位置を径方向内周側に調整することにより、調整部材の側面によって溝部の内壁面を押圧して、工具本体先端部または後端部を、その軸線が上記傾きや偏心を打ち消す方向に傾斜するように撓ませて弾性変形させるように構成したものを用いることができる。

以上説明したように、本発明によれば、リーマのような軸状工具において、工具本体後端部の先端に工具本体先端部を着脱可能とした分割式のものとしても、これら工具本体先後端部を正確に同軸上に配置して、高精度の加工を行うことが可能となる。

本発明の一実施形態を示す一部破断側面図である。 図１に示す実施形態の突軸部と凹孔部の拡大側断面図である。 図１に示す実施形態の調整手段の拡大側断面図である。 図１におけるＺＺ拡大断面図である。

図１ないし図４は、本発明を刃先交換式リーマに適用した場合の一実施形態を示すものである。本実施形態において、工具本体１は、それぞれ鋼材等により形成されて軸線Ｏを中心とした互いに略同径の外形円柱軸状をなす工具本体先端部２（図１において左側部分）と工具本体後端部３（図１において右側部分）とから構成され、このうち工具本体後端部３がホルダ４に焼き嵌め等により固着されていて、このホルダ４が図示されない工作機械の主軸に取り付けられることにより、上記軸線Ｏ回りに回転されつつ該軸線Ｏ方向先端側（図１における左側）に送り出されて、被削材に予め形成された下穴を所定の内径に仕上げ加工する。

ここで、上記工具本体先端部２のさらに先端部には、その外周面を切り欠くようにしてチップポケット５とインサート取付座６が形成されており、このインサート取付座６に、超硬合金等の硬質材料により形成された切削インサート７が着脱可能に取り付けられて、この切削インサート７の切刃７Ａにより上記下穴の仕上げ加工が行われる。また、工具本体１の内部には工具本体後端部３から工具本体先端部２に亙って軸線Ｏに沿うようにクーラント穴８が穿設されており、このクーラント穴８は工具本体先端部２の先端側でインサート取付座６に向けて傾斜して開口し、切削インサート７の上記切刃７Ａに向けてクーラントを供給するようにされている。

さらに、工具本体先端部２の外周面には軸線Ｏに平行に延びる凹溝が周方向に間隔をあけて複数条形成されており、これらの凹溝にはガイドパッド９がろう付け等により接合されて取り付けられている。これらのガイドパッド９は、切削インサート７と同じく超硬合金等の硬質材料により形成されていて、工具本体先端部２に取り付けられた状態でその外周面が工具本体先端部２の外周面から僅かに突出して、上記切削インサート７の切刃７Ａの軸線Ｏ回りの回転径よりも僅かに小さな径の軸線Ｏを中心とした１つの円筒面上に位置するようにされており、該切刃７Ａによって仕上げられた加工穴の内周に摺接することにより、工具本体１を真っ直ぐ案内するようにされている。

一方、工具本体先端部２の後端側の外周面には、上記凹溝やガイドパッド９が設けられていない部分が形成されており、この部分には、工具本体先端部２の後端面２Ａよりも僅かに先端側に間隔をあけて、周方向に延びる溝部１０が形成されている。この溝部１０の軸線Ｏ方向に対向する一対の内壁面１０Ａは図３に示すように径方向外周側に向かうに従い漸次離間するように形成されるとともに、該溝部１０には、これら一対の内壁面１０Ａに当接する側面１１Ａを備えた調整部材１１が、周方向における複数の個所でその径方向の位置を調整可能に調整ネジ１２によって取り付けられていて、本実施形態における調整機構を構成している。

ここで、本実施形態における調整機構では、上記溝部１０は、工具本体１（工具本体先端部２）の全周に亙って連続するように軸線Ｏ回りに周回する環状溝とされている。さらに、上記一対の内壁面１０Ａは軸線Ｏに垂直な平面Ｐに対して対称となるように、この平面Ｐに対して互いに等しい一定の傾斜角で外周側に向かうに従い漸次離間する円錐面状に形成されるとともに、これらの内壁面１０Ａの間の溝底には軸線Ｏを中心とした円筒面状をなす底面１０Ｂが形成されており、従って軸線Ｏに沿った溝部１０の断面は、図３に示すように外周側に向けて幅広となる等脚台形状を呈することになる。

このような溝部１０に取り付けられる上記調整部材１１は、工具本体１よりも硬質な鋼材等により形成されて、その取付状態において軸線Ｏに沿った断面が図３に示すように溝部１０と同様の等脚台形状をなし、すなわち上記内壁面１０Ａに当接する一対の側面１１Ａが、軸線Ｏに垂直な平面Ｐに対して上記内壁面１０Ａと等しい一定の傾斜角で外周側に向かうに従い互いに漸次離間する円錐面状に形成されるとともに、これらの側面１１Ａの間の内外周面１１Ｂ、１１Ｃは軸線Ｏに平行な円筒面状をなすようにされている。ただし、上記取付状態において内周面１１Ｂの内径は溝部１０の底面１０Ｂの径よりも大きく、また外周面１１Ｃの外径は工具本体１の外径と等しいか、僅かに小さくされている。

また、この調整部材１１は、本実施形態では環状溝とされた上記溝部１０に収容可能な円環を周方向に複数個所で分割した円弧状をなすように形成されている。具体的に、各調整部材１１は、図４に示すように上記円環を周方向に等間隔に４ヶ所で分割した略１／４円弧状をなしており、この１／４円弧の周方向中央部には上記内外周面１１Ｂ、１１Ｃ間を貫通するように段付の取付穴１１Ｄが１つの調整部材１１に対して１つずつ穿設される一方、溝部１０の底面１０Ｂには、これら分割された調整部材１１の数に応じたネジ孔１０Ｃが上記平面Ｐ上に中心を有するようにして周方向に等間隔に形成されている。

さらに、各調整部材１１は、取付穴１１Ｄに挿通された上記調整ネジ１２が溝部１０のネジ孔１０Ｃにねじ込まれることで、両側面１１Ａを一対の内壁面１０Ａにそれぞれ当接させて溝部１０に取り付けられ、さらにこの調整ネジ１２のねじ込み量を調整することで、溝部１０内において径方向の位置が調整（微調整）可能とされている。なお、こうして溝部１０に取り付けられた複数の調整部材１１の間には、その径方向の位置調整が可能な程度の小さな間隙が周方向にあけられている。

そして、本実施形態では、工具本体先端部２の後端部に、上記後端面２Ａから軸線Ｏに沿って突出するように突軸部１３が該工具本体先端部２と一体に形成されるとともに、工具本体後端部３の先端部には、この突軸部１３を収容する凹孔部１４が、工具本体後端部３の先端面３Ａから軸線Ｏに沿って凹むように形成されており、この凹孔部１４に突軸部１３が引き込まれて固定されることにより、工具本体先後端部２、３が連結されて一体化され、工具本体１に構成される。

このうち、上記突軸部１３は、工具本体先後端部２の後端面２Ａから突出して後端側に向かうに従い外径が漸次縮径する軸線Ｏを中心とした円錐台状のテーパ部１３Ａと、このテーパ部１３Ａの後端側にくびれ部１３Ｂを介して形成されたテーパ部１３Ａよりも小径のやはり軸線Ｏを中心とした円柱軸状をなす軸部１３Ｃとから構成されている。従って、テーパ部１３Ａの外周面がなすテーパ面は突軸部１３の基端側（本実施形態では軸線Ｏ方向先端側）に向かうに従い漸次拡径するようにされる。なお、この軸部１３Ｃの後端面すなわち突軸部１３の後端側を向く突端面１３Ｄからは、先端側に向けて、工具本体先端部２における上記クーラント穴８が軸線Ｏに沿って形成されている。

また、軸部１３Ｃには、軸線Ｏに対する直径方向に延びてクーラント穴８に直交する断面円形の取付孔１３Ｅが形成されていて、この取付孔１３Ｅにはクランプピン１５が収容されている。このクランプピン１５は、上記取付孔１３Ｅに嵌合可能な外径の円柱状のピン本体１５Ａを有し、このピン本体１５Ａの外周面中央には断面「コ」字状の環状溝１５Ｂが形成されるとともに、ピン本体１５Ａの一方の端面（図１および図２における上側の端面）１５Ｃは該ピン本体１５Ａがなす円柱の中心線Ｃを中心とした凸円錐面状に、他方の端面（図１および図２における下側の端面）１５Ｄは同じく中心線Ｃを中心とした凹円錐面状に形成されている。

さらに、上記環状溝１５Ｂにはカラー１５Ｅが取り付けられていて、これによりクランプピン１５は取付孔１３Ｅに抜け止めされつつ、ピン本体１５Ａの外周面の両端部が常に取付孔１３Ｅと嵌合した状態で、中心線Ｃ方向に摺動自在に取付孔１３Ｅに収容されている。なお、このクランプピン１５は、取付孔１３Ｅ内において上記他方の端面１５Ｄ側に押し込まれたときには軸部１３Ｃの外周面から突出することがなく、上記一方の端面１５Ｃ側に押し出されたときに、図２に示すようにこの一方の端面１５Ｃが軸部１３Ｃ外周面から突出するように、その中心線Ｃ方向の長さおよびカラー１５Ｅによる摺動のストロークが設定されている。さらに、カラー１５Ｅの外周面には凹みがつけられていて、軸部１３Ｃのクーラント穴８が塞がれないようにされている。

また、突軸部１３の上記突端面１３Ｄの外周部には、クランプピン１５の上記他方の端面１５Ｄ側に、この突端面１３Ｄと軸部１３Ｃの外周面との交差稜線部を斜めに切り欠くように切欠面１３Ｆが形成されている。さらに、工具本体先端部２の上記後端面２Ａは軸線Ｏに垂直な平面状とされ、ただしこの後端面２Ａの上記中心線Ｃに平行な直径方向の両側にはキー部２Ｂが形成されるとともに、このうち中心線Ｃ方向においてクランプピン１５の上記一方の端面１５Ｃ側に位置する一方のキー部２Ｂには、後端側から位置決めピン２Ｃが打ち込まれている。

一方、工具本体後端部３の先端面３Ａも軸線Ｏに垂直な平面状とされ、ただし凹孔部１４の開口部から軸線Ｏに対する直径方向に向けては、工具本体先端部２の後端面２Ａに形成された上記キー部２Ｂを収容可能なキー溝３Ｂがそれぞれ形成されている。また、このうち一方のキー溝（図１および図２において上側のキー溝）３Ｂには、上記一方のキー部２Ｂに打ち込まれた位置決めピン２Ｃを収容する収容孔３Ｃが形成されている。

このような先端面３Ａに形成された上記凹孔部１４は、後端側に向かうに従い内径が漸次縮径する軸線Ｏを中心とした凹円錐孔状のテーパ部１４Ａと、このテーパ部１４Ａの後端側に拡径部１４Ｂを介して連なり、テーパ部１４Ａよりも小径で一定の内径とされたやはり軸線Ｏを中心とする直孔部１４Ｃとから構成されている。従って、このテーパ部１４Ａの内周面がなすテーパ面は、凹孔部１４の開口端側（本実施形態では軸線Ｏ方向先端側）に向かうに従い漸次拡径するようにされる。そして、直孔部１４Ｃの内径は軸部１３Ｃが嵌合可能な大きさとされるとともに、テーパ部１４Ａ内周のテーパ面のテーパは突軸部１３のテーパ部１３Ａ外周のテーパ面のテーパと等しくされて、これらテーパ部１４Ａ、１３Ａ内外周のテーパ面が互いに密着可能とされている。

また、工具本体後端部３の先端部の外周面からは、凹孔部１４の上記直孔部１４Ｃに向けて、上記キー溝３Ｂが形成された軸線Ｏに対する直径方向にネジ孔３Ｄ、３Ｅが同軸に形成されており、このうち収容孔３Ｃが形成されたキー溝３Ｂ側（図１および図２において上側）のネジ孔３Ｄにはクランプ受けネジ１６が、またこれとは反対のキー溝３Ｂ側（図１および図２において下側）のネジ孔３Ｅにはクランプネジ１７が、それぞれ螺着されている。

さらに、このネジ孔３Ｅよりも軸線Ｏ方向後端側には、上述のように突軸部１３が凹孔部１４に収容されて固定された状態で、この突軸部１３の突端面１３Ｄに形成された上記切欠面１３Ｆに臨む位置に開口するように、ネジ孔３Ｆが上記ネジ孔３Ｅと平行に形成されており、このネジ孔３Ｆには、先端面が先端側に向けて縮径する凸円錐面状に形成された抜き出しネジ１８が、この先端面を凹孔部１４内に突出させてねじ込まれている。また、凹孔部１４の孔底には、工具本体後端部３に形成された上記クーラント穴８が開口させられている。

ここで、クランプ受けネジ１６の凹孔部１４側を向く端面は、クランプピン１５の一方の端面１５Ｃがなす凸円錐面と等しいテーパ角で、ネジ孔３Ｄ、３Ｅの中心線Ｘを中心とした凹円錐面状とされるとともに、クランプネジ１７の凹孔部１４側を向く端面は、クランプピン１５の他方の端面１５Ｄがなす凹円錐面と等しいテーパ角のやはり中心線Ｘを中心とした凸円錐面状とされている。なお、クランプ受けネジ１６は凹孔部１４内に突出しないようにネジ孔３Ｄへのねじ込み位置が設定される一方、クランプネジ１７はネジ孔３Ｅへのねじ込みより、凸円錐面状とされた上記端面が凹孔部１４の直孔部１４Ｃ内に出没可能とされている。

ただし、これらクランプ受けネジ１６およびクランプネジ１７が螺着される上記ネジ孔３Ｄ、３Ｅの中心線Ｘは、上述のようにキー部２Ｂおよび位置決めピン２Ｃをキー溝３Ｂおよび収容孔３Ｃに収容しつつ突軸部１３を凹孔部１４に挿入し、軸部１３Ｃを直孔部１４Ｃに嵌合させながら突軸部１３のテーパ部１３Ａを凹孔部１４のテーパ部１４Ａに当接させて互いの内外周面のテーパ面を密着させた状態では、図２に示すようにこの突軸部１３の取付孔１３Ｅに収容されたクランプピン１５の中心線Ｃよりも僅かに軸線Ｏ方向後端側に偏心するようにされている。

従って、クランプネジ１７を緩めてその凸円錐状とされた上記端面を直孔部１４Ｃから後退させるとともに、クランプピン１５をその上記他方の端面１５Ｄ側に押し込んだ状態で、このように突軸部１３を凹孔部１４に挿入し、互いのテーパ部１３Ａ、１４Ａのテーパ面を密着させた状態から、クランプネジ１７をねじ込んでいくと、このクランプネジ１７の上記凸円錐状の端面がクランプピン１５の凹円錐面状とされた他方の端面１５Ｄに当接する。

そして、さらにクランプネジ１７をねじ込むと、このクランプネジ１７に押し出されてクランプピン１５の一方の端面１５Ｃが取付孔１３Ｅから突出し、凸円錐面状とされたこの一方の端面１５Ｃがクランプ受けネジ１６の凹円錐面状とされた端面に当接させられるが、これらクランプ受けネジ１６とクランプネジ１７の端面がなす凹凸円錐面の中心線Ｘは、上述のようにクランプネジ１７の両端面１５Ｃ、１５Ｄがなす凸凹円錐面の中心線Ｃよりも軸線Ｏ方向後端側に偏心させられているので、図２に示すようにクランプネジ１７の端面とクランプピン１５の他方の端面１５Ｄとは軸線Ｏ方向後端側で当接することになり、クランプ受けネジ１６の端面とクランプピン１５の一方の端面１５Ｃとは軸線Ｏ方向先端側で当接することになる。

このため、この状態からさらにクランプネジ１７をねじ込んでゆくと、クランプピン１５は、クランプ受けネジ１６側に押し出されつつ、他方の端面１５Ｄとクランプネジ１７の端面とが当接する軸線Ｏ方向後端側の凹凸円錐面の傾斜と、一方の端面１５Ｃとクランプ受けネジ１６の端面とが当接する軸線Ｏ方向先端側の凹凸円錐面の傾斜に沿って、軸線Ｏ方向後端側にも押し出されることになり、これに伴い、このクランプピン１５が嵌合した突軸部１３も、軸線Ｏ回りの回転は拘束されたまま軸線Ｏ方向後端側に引き込まれることになる。すなわち、本実施形態では、これらクランプピン１５やクランプ受けネジ１６およびクランプネジ１７が、突軸部１３を凹孔部１４に軸線Ｏ回りに回転することなく該軸線Ｏ方向に引き込む引き込み手段を構成する。

従って、こうして突軸部１３が凹孔部１４に引き込まれることにより、互いの内外周のテーパ面同士が密着させられた突軸部１３と凹孔部１４のテーパ部１３Ａ、１４Ａは、これらのテーパ面がさらに強く密着するように押圧させられて、互いのテーパ面の中心軸線となる工具本体先端部２の軸線Ｏと工具本体後端部３の軸線Ｏとが正確に一致させられることになる。このため、こうして工具本体１を工具本体先端部２と工具本体後端部３とに分割式としても、上述のようにホルダ４を介して工作機械の主軸に取り付けられる工具本体後端部３に対して切刃７Ａが設けられた工具本体先端部２が傾きや偏心を生じるのを防ぐことができ、本実施形態のリーマのような長尺となる軸状工具であっても、切刃７Ａを確実に所定の回転径で軸線Ｏ回りに回転させて高精度の穴加工等の切削加工を施すことが可能となる。

また、こうして突軸部１３が凹孔部１４に引き込まれて互いのテーパ部１３Ａ、１４Ａのテーパ面同士が強く密着させられることにより、これら突軸部１３と凹孔部１４との取付剛性の向上を図ることができ、従って工具本体先後端部２、３を強固に連結して、これによっても高精度の加工を図ることができる。特に、こうして突軸部１３を凹孔部１４に引き込んだ状態で、互いに軸線Ｏに垂直な平坦面とされた工具本体先端部２の後端面２Ａと工具本体後端部３の先端面３Ａとが密着するようにすれば、上記テーパ面とこれら先後端面２Ａ、３Ａとの２面同士で工具本体先端部２の傾き等を防止することができ、さらに加工精度の向上を促すことができる。

なお、これら突軸部１３と凹孔部１４のテーパ部１３Ａ、１４Ａの内外周面がなすテーパ面のテーパが小さすぎると、特許文献１に記載の軸状工具のように円筒面同士を嵌合させる状態に近くなり、これらテーパ面同士を確実に密着させるには、突軸部１３を凹孔部１４に挿入してこれらのテーパ面を突き合わせてから、突軸部１３を引き込むことによりテーパ面同士を強く密着させて軸線Ｏを一致させるとともに十分な取付剛性を確保するまでの突軸部１３の引き込み量を大きくしなければならない。そして、これに伴い、本実施形態では上記引き込み手段におけるクランプネジ１７のねじ込み量やクランプピン１５の移動量も大きくなるため、例えば小径のリーマなどでは十分なスペースを確保することができなくなるおそれもある。

しかしながら、その反面、このテーパが大きすぎると、突軸部１３の凹孔部１４への取付剛性が損なわれて、工具本体先端部２が工具本体後端部３に対して傾いたり偏心したりし易くなり、上述のような高い加工精度を得ることができなくなるおそれがある。このため、このような本発明による効果を確実に奏功するには、これら突軸部１３のテーパ部１３Ａ外周と凹孔部１４のテーパ部１４Ａ内周に形成されるテーパ面は、１／２０〜１／５程度の範囲の比較的小さなテーパとされるのが望ましい。

ところで、互いに密着させられるテーパ面のテーパをこのように比較的小さくした場合には、突軸部１３の引き込みによって凹孔部１４とのテーパ面同士が強く密着することにより高い取付剛性を得ることができるが、その一方で、こうしてテーパ面同士が強く密着して突軸部１３のテーパ部１３Ａがきつく締め付けられていると、工具本体先後端部２、３のいずれかに損傷が生じたりしたときにこれらを分割して交換しようとしても、突軸部１３を凹孔部１４から抜き出し難くなるという問題が生じる。

しかるに、これに対して本実施形態では、この凹孔部１４が形成された工具本体後端部３の外周面から、該凹孔部１４に収容された突軸部１３の突端面１３Ｄに形成された上記切欠面１３Ｆに臨んで凹孔部１４の直孔部１４Ｃに開口するようにネジ孔３Ｆが形成されており、このネジ孔３Ｆに抜き出しネジ１８がねじ込まれている。そして、この抜き出しネジ１８の先端面は先端側に向けて縮径する凸円錐面状とされているので、この先端面を切欠面１３Ｆに当接させて抜き出しネジ１８をさらにねじ込むことにより、突軸部１３を引き込み方向とは反対の軸線Ｏ方向先端側に押し出して凹孔部１４から抜き出し、工具本体先後端部２、３を容易に分割することが可能となる。

一方、本実施形態では上述のように、突軸部１３と凹孔部１４のテーパ部１３Ａ、１４Ａにおけるテーパ面同士を密着させて工具本体先後端部２、３を同軸上に配置するようにしているが、万一このテーパ面同士の密着によっても工具本体先後端部２、３に微小な傾き等が生じるような場合でも、本実施形態によれば工具本体先端部２に設けた上記調整機構によってこれを調整して、切刃７Ａが所定の回転径で軸線Ｏ回りに回転するように配置することができる。

すなわち、本実施形態の調整機構においては、上述のように調整部材１１の側面１１Ａが溝部１０の内壁面１０Ａに当接した状態から、複数の調整部材１１のうちいずれかの調整部材１１の調整ネジ１２をねじ込んで径方向の位置を内周側に調整すると、この調整部材１１の側面１１Ａが内壁面１０Ａを押圧し、これにより、該調整部材１１が取り付けられた部分における溝部１０が押し広げられて、工具本体１は、その工具本体先端部２が、溝部１０が形成された部分よりも先端側が僅かに撓んで傾斜するように弾性変形する。なお、このとき、この内周側に位置調整される調整部材１１とは反対側の調整部材１１を取り付けた調整ネジ１２は僅かに緩めて、この反対側の調整部材１１の位置が外周側に調整されるようにしてもよい。

従って、互いに連結された状態で工具本体先端部２が工具本体後端部３に対して傾いていたり、あるいはこれら工具本体先後端部２、３が同軸上にあっても、連結されて構成された工具本体１が上記ホルダ２を介して工作機械の主軸に取り付けられた状態で、この工具本体１の軸線Ｏが主軸による当該工具本体１の回転の中心線に対して傾いていたりしても、このように調整部材１１の径方向の位置を調整して、工具本体先端部２の工具本体後端部３対する傾きや主軸への取付状態における工具本体１の軸線Ｏの傾きを打ち消す方向に工具本体先端部２を傾斜させることにより、この工具本体先端部２の先端に取り付けられた切削インサート７の切刃７Ａの回転径が正確に所定の加工径と一致させることができる。このため、本発明の一実施形態である上記構成の刃先交換式リーマによれば、そのように工具本体１を調整して加工を行うことにより、被削材に形成された下穴を高精度に仕上げ加工することが可能となる。

また、本実施形態では、溝部１０が環状溝とされるとともに、調整部材１１は上述のように円環を周方向に複数個所で分割した円弧状とされており、このような円弧が、当該調整部材１１の径方向の位置調整が可能な程度の小さな間隙をあけて溝部１０に収容されている。このため、溝部１０を略埋め込むように調整部材１１を配設することができるので、こうして溝部１０が環状溝とされていても、工具本体１の強度が低下するのを避けることができ、一層高精度の加工を行うことが可能となる。

なお、本実施形態では上述のように、調整部材１１は溝部１０がなす環状溝に収容可能な円環を周方向に等間隔に複数個所（４ヶ所）で分割した１／４円弧状をなし、その周方向中央部に、１つの調整部材１１に対して１つずつ穿設された取付穴１１Ｄに挿通された調整ネジ１２によって径方向の位置が調整可能とされているが、例えば調整部材１１を、円環を半割にした半円状に形成するとともに、この半円の両端から周方向に１／８円弧の位置にそれぞれ取付穴１１Ｄを形成したりして、すなわち１つの調整部材１１に周方向に間隔をあけて複数の取付穴１１Ｄを形成して調整ネジ１２を挿通することにより、１つの調整部材１１で部分的にその径方向の位置を調整して工具本体１の軸線Ｏを傾斜させるようにしてもよい。

一方、本実施形態では、溝部１０および調整部材１１の軸線Ｏに沿った断面が等脚台形状をなしていて、溝部１０の一対の内壁面１０Ａとこれに当接する調整部材１１の側面１１Ａが、工具本体１の軸線Ｏに垂直な平面Ｐに対して対称となるように、すなわち該平面Ｐに対して互いに等しい一定の傾斜角で径方向外周側に向かうに従い漸次離間するように形成されているが、調整部材１１の径方向の位置を調整して工具本体１を撓ませて軸線Ｏを傾斜させるには、例えば溝部１０の一方の内壁面およびこれに当接する調整部材１１の一方の側面は軸線Ｏに垂直な平面とされていて、これに対して他方の内壁面および側面が径方向外周側に向かうに従い漸次離間するように傾斜させられていてもよく、すなわち軸線Ｏに垂直な平面Ｐに対して溝部１０および調整部材１１の断面形状が非対称とされていてもよい。

ただし、そのような場合においては、調整ネジ１２をねじ込んで調整部材１１を径方向内周側に位置調整することにより工具本体先端部２を弾性変形させて軸線Ｏを傾斜させた際に、この工具本体先端部２の弾性変形に伴って溝部１０の断面形状も微小変形することで、溝部１０の一方の内壁面と調整部材１１の側面との当接状態と、他方の内壁面と側面との当接状態とが互いに異なって変化してしまい、工具本体先端部２を安定して傾斜させたまま保持し難くなるおそれが生じる。このため、これら一対の内壁面１０Ａと側面１１Ａとは、本実施形態のように軸線Ｏに垂直な平面Ｐに対して対称となるように形成されるのが望ましい。

また、本実施形態では、本発明の軸状工具を刃先交換式のリーマに適用した場合について説明したが、リーマ以外の長尺軸状の工具本体を有する工具に適用することも可能であるし、刃先交換式ではないソリッドやろう付けの工具に適用することも可能である。さらに、工具本体も円柱軸状ではなく、例えば緩やかなテーパ角を有する円錐軸状であってもよい。また、本実施形態とは逆に工具本体先端部２の後端部に凹孔部１４が、工具本体後端部３の先端部に突軸部１３が形成されていてもよく、さらに上記調整機構も、工具本体後端部３に設けられていたり、工具本体先後端部２、３の双方に設けられていたりしてもよい。また、上記抜き出しネジ１８の先端面は、先端側に向けて縮径するように形成されていれば、球面状などに形成されていてもよい。

１ 工具本体
２ 工具本体先端部
３ 工具本体後端部
４ ホルダ
７ 切削インサート
７Ａ 切刃
１０ 溝部
１１ 調整部材
１２ 調整ネジ
１３ 突軸部
１３Ａ 突軸部１３のテーパ部
１４ 凹孔部
１４Ａ 凹孔部１４のテーパ部
１５ クランプピン
１６ クランプ受けネジ
１７ クランプネジ
１８ 抜き出しネジ
Ｏ 工具本体１、工具本体先後端部２、３の軸線

Claims (4)

1. 軸線を中心とした軸状の工具本体後端部の先端に、切刃を備えた軸状の工具本体先端部が同軸上に着脱可能に取り付けられてなる軸状工具であって、上記工具本体後端部の先端部と上記工具本体先端部の後端部との一方には上記軸線に沿って突出する突軸部が形成されるとともに、他方には上記突軸部を収容する凹孔部が上記軸線に沿って形成されていて、上記突軸部は上記凹孔部に上記軸線回りに回転されることなく該軸線方向に引き込まれることにより収容され、さらに上記凹孔部の内周と上記突軸部の外周には、これら凹孔部の開口端側と突軸部の基端側に向かうに従い漸次拡径する上記軸線を中心としたテーパ面が互いに等しいテーパで密着可能に形成されていることを特徴とする軸状工具。
2. 上記凹孔部の内周と上記突軸部の外周に形成される上記テーパ面が、１／２０〜１／５の範囲のテーパとされていることを特徴とする請求項１に記載の軸状工具。
3. 上記凹孔部が形成される工具本体後端部の先端部と工具本体先端部の後端部とのうちの他方には、先端面が先端側に向けて縮径するように形成された抜き出しネジが、該先端面が上記突軸部の突端面外周に当接するように上記凹孔部に向けて外周側からねじ込まれていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の軸状工具。
4. 上記工具本体先端部と上記工具本体後端部とのうち少なくとも一方の外周面には周方向に延びる溝部が形成されていて、この溝部の軸線方向に対向する一対の内壁面は径方向外周側に向かうに従い漸次離間するようにされており、該溝部には、上記一対の内壁面に当接する側面を備えた調整部材が、周方向における複数の個所で径方向の位置を調整可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の軸状工具。

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