JP2017030075A - 穴加工工具 - Google Patents

Abstract

【課題】ガイドパッドに対して十分な量のクーラントを供給することが可能な穴加工工具を提供する。
【解決手段】穴加工工具１は、工具本体と、ガイドパッド３とを備える。工具本体は、中心軸を有し、当該中心軸を回転中心として回転可能であって切刃を設置する部分を含み棒状の形状を有する。ガイドパッド３は、工具本体において中心軸に沿って延びる側面１ｃに配置される。工具本体の側面１ｃには、ガイドパッド３に沿って延びるとともにガイドパッド３に向けてクーラントを供給するためのクーラント供給用溝４が形成されている。工具本体は、クーラント供給用溝４の内部にクーラントを導入する導入機構を含む。クーラント供給用溝４は、中心軸に垂直な方向に沿った断面において対向する２つの側壁４ａ、４ｂがクーラント供給用溝４の底部４ｃからガイドパッド３側へ傾いている部分を含む。
【選択図】図３

Description

この発明は、穴加工工具に関する。

従来、加工対象材に穴加工を行う穴加工工具が知られている（たとえば、特開２００８−２５４１５３号公報参照）。特開２００８−２５４１５３号公報では、穴加工工具の摩耗や焼付きを防止するため、工具本体の外周面に加工穴の内周面と接触するガイドパッドが形成されるとともに、工具本体内部のクーラント供給孔に繋がるクーラント排出孔が開口した油溝部を、当該外周面に互いに交差するように複数設けることが開示されている。上記公報では、上述した穴加工工具における工具本体の外周面にて、油溝部の交差する点から四方向にクーラントを分散させるため、加工部の広い範囲にクーラントを供給できるとしている。

特開２００８−２５４１５３号公報

しかし、上述した従来の穴加工工具では、工具本体の外周面に形成され、加工穴の内周面との摩耗が問題となるガイドパッドに対して、クーラントの供給量が不十分となる場合があった。

そこで、ガイドパッドに対して十分な量のクーラントを供給することが可能な穴加工工具を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る穴加工工具は、工具本体と、ガイドパッドとを備える。工具本体は、中心軸を有し、当該中心軸を回転中心として回転可能であって切刃を設置する部分を含む棒状の形状を有する。ガイドパッドは、工具本体において中心軸に沿って延びる側面に配置される。工具本体の側面には、ガイドパッドに沿って延びるとともにガイドパッドに向けてクーラントを供給するためのクーラント供給用溝が形成されている。工具本体は、クーラント供給用溝の内部にクーラントを導入する導入機構を含む。クーラント供給用溝は、中心軸に垂直な方向に沿った断面において対向する２つの側壁がクーラント供給用溝の底部からガイドパッド側へ傾いている部分を含む。

上記によれば、ガイドパッドに対して十分な量のクーラントを供給することが可能な穴加工工具を提供することが可能となる。

本実施形態に係る穴加工工具の模式図である。 図１の線分ＩＩ−ＩＩにおける断面模式図である。 図２に示した穴加工工具の部分拡大断面模式図である。 図１に示した穴加工工具の断面模式図である。 図１に示した穴加工工具の動作を説明するための模式図である。 図１に示した穴加工工具の変形例を説明するための部分拡大断面模式図である。 図１に示した穴加工工具の変形例を説明するための模式図である。 図１に示した穴加工工具の変形例を説明するための模式図である。 図１に示した穴加工工具の変形例を説明するための模式図である。 図１に示した穴加工工具の変形例を説明するための模式図である。 本実施形態に係る穴加工工具の模式図である。 図１１の線分ＸＩＩ−ＸＩＩにおける断面模式図である。 図１２の領域ＸＩＩＩの拡大断面模式図である。 本実施形態に係る穴加工工具の模式図である。 図１４の線分ＸＶ−ＸＶにおける断面模式図である。

[本発明の実施形態の説明]
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。

（１） 本発明の一態様に係る穴加工工具１は、工具本体と、ガイドパッド３とを備える。工具本体は、中心軸１ｄを有し、当該中心軸１ｄを回転中心として回転可能であって切刃２を設置する部分（工具本体の先端部１ａ側の部分）を含む棒状の形状を有する。ガイドパッド３は、工具本体において中心軸１ｄに沿って延びる側面１ｃに配置される。工具本体の側面１ｃには、ガイドパッド３に沿って延びるとともにガイドパッド３に向けてクーラントを供給するためのクーラント供給用溝４が形成されている。工具本体は、クーラント供給用溝４の内部にクーラントを導入する導入機構（クーラント供給用穴５、径方向穴６）を含む。クーラント供給用溝４は、中心軸１ｄに垂直な方向に沿った断面において対向する２つの側壁４ａ、４ｂがクーラント供給用溝４の底部４ｃからガイドパッド３側へ傾いている部分を含む。

このようにすれば、クーラント供給用溝４がガイドパッド３側へ向けて開口した状態となるため、当該クーラント供給用溝４からガイドパッド３に向けて効率的にクーラントを供給することができる。このため、加工対象材１１において穴加工工具１により形成された穴の内壁１２とガイドパッド３との接触部に十分な量のクーラントを供給できる。

（２） 上記（１）に係る穴加工工具１では、上記断面において、クーラント供給用溝４の側壁４ａ、４ｂが工具本体の径方向に対して傾斜している角度θ（図３参照）は５°以上５０°以下であってもよい。この場合、クーラント供給用溝４からガイドパッド３に向けてクーラントを確実に供給することができる。

（３） 上記（１）または（２）に係る穴加工工具１において、クーラント供給用溝４は、工具本体において先端部１ａと反対側に位置する根元部１ｂ側において導入機構（クーラント供給用穴５、径方向穴６）と接続されてもよい。クーラント供給用溝４の深さＴは、根元部１ｂ側から先端部１ａ側に向かうにつれて浅くなっていてもよい。この場合、当該クーラント供給用溝４においてクーラントが供給される部位（導入機構がクーラント供給用溝４に接続されている部位）から離れた位置ほどクーラント供給用溝４の深さＴ１、Ｔ２が浅くなる(図４参照）。このため、クーラント供給用溝４に導入機構からクーラントが供給されたときに、クーラント供給用溝４において上記導入機構から離れた領域でもクーラントをガイドパッド３に向けて容易に供給できる。つまり、クーラント供給用溝４の全長にわたってガイドパッド３に向けてクーラントの供給を行うことができる。

（４） 上記（１）〜（３）のいずれかに係る穴加工工具１において、工具本体の側面１ｃには、周方向に間隔を隔ててガイドパッド３が複数形成されていてもよい。クーラント供給用溝４は、複数のガイドパッド３のうちの少なくとも１つに隣接するように形成されていてもよい。この場合、複数のガイドパッド３のうちの少なくとも１つに対してクーラント供給用溝４から十分な量のクーラントを供給することができる。

（５） 上記（４）に係る穴加工工具１において、クーラント供給用溝４は、複数のガイドパッド３のすべてにそれぞれ隣接するように複数形成されていてもよい。複数のクーラント供給用溝４は、工具本体の中心軸１ｄに沿った方向において互いにずれた位置に形成されていてもよい。

この場合、複数のガイドパッド３のそれぞれに対応するようにクーラント供給用溝４が形成されているので、すべてのガイドパッド３に向けて十分な量のクーラントを供給できる。また、複数のクーラント供給用溝４が工具本体の中心軸１ｄに沿った方向において互いにずれた位置に配置されるので、当該方向においてほぼ重なる位置にクーラント供給用溝４が形成される場合より、当該工具本体の中心軸１ｄに沿った方向での工具本体へのクーラント供給量のばらつきを小さくすることができる。

（６） 上記（１）〜（５）のいずれかに係る穴加工工具１では、工具本体の側面１ｃにおいて、ガイドパッド３と当該ガイドパッド３に隣接するクーラント供給用溝４との間の距離Ｗ（図６参照）は２ｍｍ以下であってもよい。この場合、ガイドパッド３に対して十分近い位置にクーラント供給用溝４を配置しているので、ガイドパッド３へ確実にクーラントを供給できる。

[本発明の実施形態の詳細]
次に、実施形態の具体例を、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。

（実施の形態１）
＜穴加工工具の構成および作用効果＞
本実施形態に係る穴加工工具の構成を、図１〜図４を参照しながら説明する。図１〜図４に示すように、穴加工工具１は、工具本体と、切刃２と、ガイドパッド３とを主に備える。工具本体は、中心軸１ｄを有し、当該中心軸１ｄを回転中心として回転可能であり棒状（具体的には円柱状）の形状を有する。切刃２は、工具本体の先端部１ａ外周に設置される。ガイドパッド３は、工具本体において中心軸１ｄに沿って延びる側面１ｃに複数配置される。図１〜図４に示した穴加工工具１では、６本のガイドパッド３が工具本体の側面１ｃに配置されている。ガイドパッド３の外周面は、工具本体の側面１ｃより径方向の外側に突出した位置に配置されている。これら複数のガイドパッド３は、工具本体の側面１ｃにおいて周方向にほぼ等間隔となるように、中心軸１ｄに沿った方向に延びるように配置されている。

工具本体の側面１ｃには、ガイドパッド３に沿って延びるとともにガイドパッド３に向けてクーラントを供給するためのクーラント供給用溝４が複数形成されている。クーラント供給用溝４は、工具本体の中心軸１ｄに沿った方向において、４つの位置（４段）それぞれに３本づつ形成されている。中心軸１ｄに沿った方向での１つの位置では、３本のクーラント供給用溝４が、周方向においてほぼ等間隔となるように（本実施形態では中心軸から見て周方向に１２０°づつずれた位置に）配置されている。また、中心軸１ｄに沿った方向において隣り合う位置では、一方の位置におけるクーラント供給用溝４と、他方の位置におけるクーラント供給用溝４とは、中心軸１ｄから見て周方向に６０°ずれた位置に配置されている。

工具本体には、クーラント供給用溝４の内部にクーラントを導入する導入機構としてのクーラント供給用穴５および径方向穴６が形成されている。クーラント供給用穴５は、工具本体の中央部に、根元部１ｂから中心軸１ｄに沿って延びるように形成されている。径方向穴６は、工具本体においてクーラント供給用穴５から径方向に延びるように形成されている。径方向穴６は複数（クーラント供給用溝４の数に対応するように）形成されている。径方向穴６の外周側の端部は、接続部７に接続されている。接続部７は、径方向穴６とクーラント供給用溝４とを接続する。接続部７には、径方向穴６からクーラント供給用溝４につながるクーラント用の流路（穴）が形成されている。接続部７は、クーラント供給用溝４において根元部１ｂ側の端部に接続されている。つまり、クーラント供給用溝４では図４に示すように、クーラント供給用穴５および径方向穴６を流通したクーラントが、接続部７を介してクーラント供給用溝４に供給される。

クーラント供給用溝４は、図３に示すように、ガイドパッド３から見て穴加工工具１の回転方向（矢印１４に示す方向）側に配置されている。クーラント供給用溝４では、中心軸１ｄに垂直な方向に沿った断面において対向する２つの側壁４ａ、４ｂが、クーラント供給用溝４の底部４ｃからガイドパッド３側へ傾いている部分を含む。図２や図３に示す断面において、クーラント供給用溝４の側壁４ａ、４ｂが工具本体の径方向に対して傾斜している角度θ（具体的にはクーラント供給用溝４において隣接するガイドパッド３側の側壁４ａの延びる方向と穴加工工具１の径方向とのなす角度θ）は５°以上５０°以下である。なお、当該角度θの下限は１０°以上、あるいは１５°以上であってもよい。また、上記角度θの上限は４５°以下、あるいは４０℃以下であってもよい。

また、クーラント供給用溝４の深さＴ（図３参照）は、図４に示すように、穴加工工具１の根元部１ｂ側での深さＴ１より、先端部１ａ側での深さＴ２の方が浅くなっている。すなわち、クーラント供給用溝４の深さＴは、根元部１ｂ側から先端部１ａ側に向かうにつれて浅くなっている。

＜穴加工工具の動作および作用効果＞
次に、図１〜図４に示した穴加工工具１を用いた加工工程について説明する。予め従来周知の方法により下穴が形成されていた加工対象材１１に対して、当該下穴に穴加工工具１を図５の矢印に示す方向に回転させながら挿入する。穴加工工具１の先端部１ａ側に配置された切刃２によって、下穴の内周面が切削加工され、加工対象材１１に穴が形成される。このとき、形成された穴の内壁１２（図３参照）にガイドパッド３の外周面が接触して摺動する。形成された穴の内壁１２にガイドパッド３が接触することにより、加工対象材１１に対する穴加工工具１の位置を正確に規定することができる。

このとき、穴加工工具１に形成されたクーラント供給用穴５にクーラントが供給される。クーラントは、クーランと供給用穴５、径方向穴６、接続部７を介してクーラント供給用溝４に供給される。供給されたクーラントは、図３の矢印１３、図４の矢印などに示すようにクーラント供給用溝４からガイドパッド３に無行けて供給される。図３に示すようにクーラント供給用溝４の対向する側壁４ａ、４ｂがガイドパッド３側に傾いているため、クーラントは、ガイドパッド３と内壁１２（図３参照）との接触部に優先的に供給される。この結果、十分な量のクーラントを当該接触部へ供給できるので、当該接触部での摩擦による発熱やガイドパッド３の摩耗が抑制される。

また、図１および図２に示すように、複数のガイドパッド３のそれぞれに対応するようにクーラント供給用溝４が形成されているので、すべてのガイドパッド３に向けて十分な量のクーラントを供給できる。また、図１や図５に示すように、複数のクーラント供給用溝４が工具本体の中心軸１ｄに沿った方向において互いにずれた位置に配置されるので、当該方向においてほぼ重なる位置にすべてのクーラント供給用溝４が形成される場合より、当該工具本体の中心軸１ｄに沿った方向でのガイドパッド３へのクーラント供給量のばらつきを小さくすることができる。このため、ガイドパッド３の摩耗や発熱などを抑制できるので、穴加工工具１での穴加工を安定して行うことができる。

＜穴加工工具の変形例＞
以下、図６〜図１０を参照しながら本実施形態に係る穴加工工具１の変形例を説明する。

図６に示した穴加工工具１は、基本的には図１〜図５に示した穴加工工具１と同様の構成を備え、同様の効果を得ることができるが、ガイドパッド３に対するクーラント供給用溝４の配置が図１〜図５に示した穴加工工具１と異なっている。すなわち、図６に示した穴加工工具１では、クーラント供給用溝４の開口端部（側壁４ａの外周端部）が工具本体の周方向においてガイドパッド３から距離Ｗだけ離れた位置に位置している。この距離Ｗはたとえば２ｍｍ以下である。なお、当該距離Ｗの上限は、たとえば１．５ｍｍ以下でもよく、１．２ｍｍ以下でもよい。また、当該距離Ｗの下限は、たとえば０．５ｍｍ以上でもよく、１ｍｍ以上でもよい。この場合も、図３などに示すようにガイドパッド３の側壁にクーラント供給用溝４の開口端部が接触した場合と同様にクーラント供給用溝４から十分な量のクーラントをガイドパッド３と加工対象材１１の穴の内壁１２との接触部に供給することができる。

図７に示した穴加工工具１は、基本的には図１〜図５に示した穴加工工具１と同様の構成を備え、同様の効果を得ることができるが、クーラント供給用溝４の配置が図１〜図５に示した穴加工工具１と異なっている。すなわち、図７に示した穴加工工具１では、複数のガイドパッド３に対してクーラント供給用溝４が中心軸１ｄ方向において６カ所（６段）に配置されている。中心軸１ｄ方向での１つの位置では、中心軸１ｄを介して対向するように２本のクーラント供給用溝４が形成されている。このような構成の穴加工工具１によっても、ガイドパッド３に対して十分な量のクーラントを提供することができる。

図８に示した穴加工工具１は、基本的には図７に示した穴加工工具１と同様の構成を備え、同様の効果を得ることができるが、クーラント供給用溝４の配置が図７に示した穴加工工具１と異なっている。すなわち、図８に示した穴加工工具１では、複数のガイドパッド３に対してクーラント供給用溝４が中心軸１ｄ方向において図７の場合と同様に６カ所（６段）に配置されている。中心軸１ｄ方向での１つの位置では、１本のクーラント供給用溝４が形成されている。穴加工工具１の使用条件や加工対象材１１の材質などにもよるが、このような構成の穴加工工具１によっても、ガイドパッド３と形成された穴の内壁との接触部における発熱や摩耗を十分に抑制することができる。

図９に示した穴加工工具１は、基本的には図１〜図５に示した穴加工工具１と同様の構成を備え、同様の効果を得ることができるが、クーラント供給用溝４の形状が図１〜図５に示した穴加工工具１と異なっている。すなわち、図９に示した穴加工工具１では、穴加工工具１の中心軸１ｄに沿った方向において、クーラント供給用溝４の深さＴがほぼ一定になっている。なお、図９は図４に対応し、穴加工工具１の中心軸１ｄに沿った方向における部分断面模式図である。

このような構成によっても、図１〜図５に示した穴加工工具１と同様にガイドパッド３と穴の内壁との接触部に十分な量のクーラントを供給することができる。

図１０に示した穴加工工具１は、基本的には図１〜図５に示した穴加工工具１と同様の構成を備え、同様の効果を得ることができるが、クーラント供給用溝の形状が図１〜図５に示した穴加工工具１と異なっている。すなわち、図１０に示した穴加工工具１では、穴加工工具１の中心軸１ｄ（図１参照）に沿った方向における１カ所に３つのクーラント供給用溝が配置されている。そして、この３つのクーラント供給用溝のうち１つ（図１０のクーラント供給用溝４）が図１〜図５に示した穴加工工具１におけるクーラント供給用溝４と同様に、ガイドパッド３側に側壁が傾斜した構成となっている。一方、上記３つのうちの２つ（図１０のクーラント供給用溝１０４）は、その側壁が穴加工工具１の径方向に沿って延びており、ガイドパッド３側に傾斜していない。このように、複数のクーラント供給用溝のうちの一部が本実施形態に係るクーラント供給用溝４となっている(１対の側壁がガイドパッド３側に傾斜した構成を有する）場合であっても、クーラント供給用溝の形状が図１０に示したクーラント供給用溝１０４の形状となっている場合よりガイドパッド３の一部へ効率的にクーラントを供給することができる。なお、図１０では周方向にならぶ３つのクーラント供給用溝４、１０４のうち１つだけが本実施形態に係るクーラント供給用溝４となっているが、周方向に並ぶ３つのうちの２つが本実施形態に係るクーラント供給用溝４となっていてもよい。また、図１０では、周方向にならぶ複数のクーラント供給用溝について、一部を本実施形態に係るクーラント供給用溝４にしているが、複数のうちの一部を本実施形態に係るクーラント供給用溝４にする構成としては他の態様を採用してもよい。たとえば、図１や図７、図８などに示すように、穴加工工具１の中心軸１ｄに沿った方向において複数個所（複数段）にクーラント供給用溝を配置する場合、当該中心軸１ｄに沿った方向においてある箇所には本実施形態に係るクーラント供給用溝４を配置し、他の箇所には異なる形態のクーラント供給用溝（たとえば図１０のクーラント供給用溝１０４）を配置してもよい。

（実施の形態２）
図１１〜図１３を参照しながら、本実施形態に係る穴加工工具を説明する。図１１〜図１３に示した穴加工工具１は、基本的には図１〜図５に示した穴加工工具１と同様の構成を備え、同様の効果を得ることができるが、切刃２の数や配置、また工具本体の形状が図１〜図５に示した穴加工工具１と異なっている。すなわち、図１１〜図１３に示した穴加工工具１では、工具本体の先端部１ａ側に先端部用の切刃２が配置されている。そして、当該先端部１ａから所定の距離だけ根元部１ｂ側に離れた側面に他の切刃２が配置されている。中心軸１ｄに沿った方向において、当該他の切刃２と重なる側面の位置に複数のガイドパッド３が配置されている。図１２に示すようにガイドパッド３は周方向に間隔を隔てて４つ配置されている。また、当該ガイドパッド３に隣接する位置に、クーラント供給用溝４が形成されている。クーラント供給用溝４の形状は、基本的に図１〜図５に示した穴加工工具１におけるクーラント供給用溝４の形状と同様である。このような構成の穴加工工具１によっても、図１〜図５に示した穴加工工具１と同様にガイドパッド３に対してクーラント供給用溝４から十分な量のクーラントを供給することができる。

（実施の形態３）
図１４および図１５を参照しながら、本実施形態に係る穴加工工具を説明する。図１４および図１５に示した穴加工工具１は、基本的には図１〜図５に示した穴加工工具１と同様の構成を備え、同様の効果を得ることができるが、切刃２の形状や工具本体の形状が図１〜図５に示した穴加工工具１と異なっている。すなわち、図１４および図１５に示した穴加工工具１では、工具本体の先端部１ａ側に切刃２が配置されている。そして、中心軸１ｄに沿った方向において、当該切刃２と重なる側面の位置に複数のガイドパッド３が配置されている。図１５に示すようにガイドパッド３は周方向に間隔を隔てて５つ配置されている。また、当該ガイドパッド３に隣接する位置に、クーラント供給用溝４が形成されている。クーラント供給用溝４の形状は、基本的に図１〜図５に示した穴加工工具１におけるクーラント供給用溝４の形状と同様であり、これらのクーラント供給用溝４は隣接するガイドパッド３側に傾いた１対の側壁を有している。このような構成の穴加工工具１によっても、図１〜図５に示した穴加工工具１と同様にガイドパッド３に対してクーラント供給用溝４から十分な量のクーラントを供給することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明は、ガイドパッドが形成された穴加工工具に特に有利に適用される。

１ 穴加工工具
１ａ 先端部
１ｂ 根元部
１ｃ 側面
１ｄ 中心軸
２ 切刃
３ ガイドパッド
４ クーラント供給用溝
４ａ，４ｂ 側壁
４ｃ 底部
５ クーラント供給用穴
６ 径方向穴
７ 接続部
１１ 加工対象材
１２ 内壁
１３，１４ 矢印
１０４ クーラント供給用溝

Claims (6)

1. 中心軸を有し、前記中心軸を回転中心として回転可能であって切刃を設置する部分を含む棒状の工具本体と、
   前記工具本体において前記中心軸に沿って延びる側面に配置されたガイドパッドとを備え、
   前記工具本体の前記側面には、前記ガイドパッドに沿って延びるとともに前記ガイドパッドに向けてクーラントを供給するためのクーラント供給用溝が形成されており、
   前記工具本体は、前記クーラント供給用溝の内部に前記クーラントを導入する導入機構を含み、
   前記クーラント供給用溝は、前記中心軸に垂直な方向に沿った断面において対向する２つの側壁が前記クーラント供給用溝の底部から前記ガイドパッド側へ傾いている部分を含む、穴加工工具。
2. 前記断面において、前記クーラント供給用溝の側壁が前記工具本体の径方向に対して傾斜している角度は５°以上５０°以下である、請求項１に記載の穴加工工具。
3. 前記クーラント供給用溝は、前記工具本体において前記先端部と反対側に位置する根元部側において前記導入機構と接続され、
   前記クーラント供給用溝の深さは、前記根元部側から前記先端部側に向かうにつれて浅くなっている、請求項１または請求項２に記載の穴加工工具。
4. 前記工具本体の前記側面には、周方向に間隔を隔てて前記ガイドパッドが複数形成され、
   前記クーラント供給用溝は、前記複数のガイドパッドのうちの少なくとも１つに隣接するように形成されている、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の穴加工工具。
5. 前記クーラント供給用溝は、前記複数のガイドパッドのすべてにそれぞれ隣接するように複数形成されており、
   前記複数のクーラント供給用溝は、前記工具本体の前記中心軸に沿った方向において互いにずれた位置に形成されている、請求項４に記載の穴加工工具。
6. 前記工具本体の前記側面において、前記ガイドパッドと前記ガイドパッドに隣接する前記クーラント供給用溝との間の距離は２ｍｍ以下である、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の穴加工工具。

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