JP2756382B2 - 穴研削工具 - Google Patents

穴研削工具

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ターニングプレートと
して構成されカッター前面部を有している少なくとも１
個のカッタープレートを備え、該カッタープレートが、
少なくとも１個の締め付け爪を用いて、工具ヘッドに形
成される溝に締め付け固定可能である穴研削工具に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の穴研削工具は知られており、穴
壁の加工に用いられる。工具は回転状態で穴のなかに挿
入され、その際工具ヘッドに締め付け固定されているカ
ッタープレートの刃先は穴壁から削り屑を削り取る。カ
ッタープレートは工具ヘッドに設けた凹部に締め付け固
定されているにもかかわらず、大きな力のために、穴壁
の加工中カッタープレートの位置が変位することがあ
る。これにより穴径が変化し、或いは工具の刃先の形状
が変化し、その結果加工穴が所望の条件を満たさなくな
る。カッタープレートが回動運動または傾動運動をして
凹部から完全に抜け出ると、工作物及び工具は完全に使
用不能になる。その際、周りに立っている人間も危険に
曝されることがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、工具
ヘッドの内部でカッタープレートを位置がずれないよう
に締め付け固定することができ、カッタープレートの径
が非常に小さい場合でも、締め付け爪に対する刃先の回
動または傾動が完全に阻止されているような穴研削工具
を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、カッター前面部に、カッタープレートの長
手軸線にほぼ平行で、且つ該長手軸線に関して対称に配
置される少なくとも２つの溝が設けられ、これらの溝
に、締め付け爪のカッター前面部側に溝を形成すること
によって生じる突起が形状拘束的に嵌合して、カッター
プレートのための回動阻止部を形成していること、カッ
タープレートの溝の溝底を含む面と、締め付け爪の溝の
溝底を含む面とが、締め付け爪のクランプリップの端部
から締め付け爪の締め付けねじの方向へ開いているよう
な鋭角を成して交わっていることを特徴とするものであ
る。ここで形状拘束的に嵌合するとは、互いに嵌合し合
う二つの構成要素（ここではカッター前面部に設けた溝
と、締め付け爪のカッター前面部側に溝を形成すること
によって生じる突起）がスリップ、ずれなどの相対変位
を行えないほどに互いに遊びなしに結合され、いわば互
いに形状的に拘束されて（形状的に完全にフィットし
て）結合されている嵌合態様を言う。
【０００５】本発明の１実施例に従って、溝及び／また
は突起がＶ字状のフランクによって画成されているの
が、即ちフランクが互いに一定の角度で交わっているの
が有利である。これにより、カッタープレートを凹部の
なかへさらに押し込もうとする力、またはカッタープレ
ートを凹部から引き出そうとする力を締め付け爪によっ
て吸収することができる。特に、カッタープレートの回
動または傾動運動はこのようにして好適に回避される。
【０００６】カッタープレートがその長手軸線の方向に
おいて付属の凹部内を変位可能に配置され、回動阻止部
の溝または突起がこの変位方向に、即ちカッタープレー
トの長手軸線に平行に配置されているような穴研削工具
が有利である。この場合、カッタープレートが変位する
と回動阻止部はガイドの用を成す。従って、カッタープ
レートのシフトまたは位置調整を広範囲に行なうことが
でき、その際カッタープレートの回動または傾動運動の
危険が著しく増すことはない。
【０００７】最後に、カッタープレートがターニングプ
レートとして構成されているような穴研削工具の実施例
が有利である。このようなカッタープレートにおいて
は、互いに対向している２つの刃先、有利には長手エッ
ジに沿って延在している２つの刃先を設けることができ
る。一方の刃先が消耗すると、カッタープレートを１８
０°回転させてもう一度使用することができる。両方の
位置において同じ大きさの締め付け力が得られるように
するため、カッター前面部には、カッタープレートの中
心軸線に関して対称に対を成すように延在する溝が設け
られている。これらの溝は、締め付け爪のカッター前面
部側の支持面に設けられた突起と協働し、この場合溝と
突起は回動阻止部を形成する。
【０００８】
【実施例】次に、本発明の１実施例を添付の図面を用い
て詳細に説明する。
【０００９】図１は、穴研削工具１のヘッドの一部を示
す斜視図である。穴研削工具１は、締め付け爪５によっ
て固持されているカッタープレート３を有している。こ
の実施例では、カッタープレート３はほぼ長方形に構成
されている。その長稜は、図１によれば水平方向に延び
ており、従って穴研削工具１の回転軸線１１に対してほ
ぼ垂直に延びている。
【００１０】カッタープレート３は、工具ヘッド７に形
成された溝９のなかに設けられている。溝９（またはそ
の長手軸線）は、穴研削工具の中心回転軸線１１に対し
て半径方向に延びている。
【００１１】穴を加工する場合工具は回転せしめられる
が、これを図１においては矢印で示した。穴研削工具１
は加工されるべき穴のなかに挿入される。穴研削工具１
を定置して工作物を回転させてもよい。
【００１２】図１の斜視図からわかるように、カッター
プレート３のカッターエッジ１３は穴研削工具１の端面
１５を越えて突出している。また、半径方向に見て、カ
ッタープレート３はほぼ筒状に構成されている工具ヘッ
ド７の外周面１７を越えて突出している。
【００１３】カッタープレート３の、回転方向に見て前
側、即ちカッター前面部１９（図２）には、締め付け爪
５のクランプリップ２１が支持されている。締め付け爪
５の、カッター前面部１９とは逆の側の表面２３は、削
り屑室２５の境界面で平坦に終わっている。締め付け爪
５は、工具ヘッド７に形成された穴２７のなかに鉛直方
向に配置されている。穴２７の輪郭は締め付け爪５の外
径に適合しており、締め付け爪５は工具ヘッド７内で形
状拘束的に保持されている。締め付け爪５は締め付けね
じ２９によって保持される。締め付けねじ２９は締め付
け爪５を貫通しており、工具ヘッド７に設けたねじ山に
係合している。
【００１４】図１は締め付け爪５を上から見た図であ
り、従ってクランプリップ２１の側部の境界稜３１と３
３は鋭角を成しているのがわかる。この鋭角は、締め付
けねじ２９から見てクランプリップ２１の前面３５の方
向へ開いている。前面３５に対向している締め付け爪５
の背面は円弧状に構成されており、締め付け爪５のこの
領域の曲率半径は、穴２７の同様に円弧状に湾曲してい
る領域よりもいくぶん小さく選定されている。さらに図
１からわかるように、締め付け爪５の、図において右側
の境界稜、即ち側稜３１は、穴研削工具１の回転軸線１
１に平行に延びている。
【００１５】削り屑室２５は、工具ヘッド７に設けた円
扇形の穴によって形成される。
【００１６】図２は、カッタープレート３とこれに付属
の締め付け爪５とを拡大して図示した側面図である。穴
研削工具１の残りの部分は、図面を判り易くするために
省略した。ただし、カッタープレート３がいくぶん突出
している工具ヘッド７の端面を線Ｓで示した。カッター
プレート３と締め付け爪５は、図１による取り付け状態
で図示した。
【００１７】カッタープレート３は、その前面、即ちカ
ッター前面部１９に、少なくとも２個の、図の例では３
個の溝３７を有している。３個の溝３７のそれぞれの間
には突起３９がある。溝３７はそれぞれ付属の２つのフ
ランクによって画成されている。２つのフランクは、図
の例では互いに約９０°の角度を成すようにＶ字状に延
びている。フランクの傾斜角は広範囲で選定することが
でき、例えば１４０°ないし４０°、有利には１２０°
ないし７０°が望ましい。突起３９の側面は、境界を接
する溝３７のフランクによって形成される。
【００１８】図の例では３個設けられた溝３７の溝底を
含む面を破線Ｅ１で示した。この線はカッタープレート
３の仮想の接触面である。
【００１９】締め付け爪５のクランプリップ２１の、カ
ッタープレート３側の支持面も、溝４１とその間に設け
られた突起４３を備えている。溝４１を画成しているフ
ランクは、この場合もＶ字状に延びており、約９０°の
角度を成している。フランクによって閉じられるこの角
度に対しては、カッタープレート３に形成された溝３７
のフランク角度に対して述べたことが適用される。締め
付け爪５の場合も、互いに隣接する２個の溝４１のフラ
ンクは、これらの溝の間にある突起４３の側面を形成し
ている。
【００２０】上述したことから明らかなように、カッタ
ー前面部１９の突起３９またはクランプリップ２１の支
持面の突起４３は、側面図にてほぼＶ字状に構成されて
いる。しかし、突起の頂部領域に丸みを付け、或いは平
坦にし、断面図で見て準台形状になるように構成しても
よい。
【００２１】溝４１の溝底を含む面は、図２で破線で示
すように、仮想の面、即ちクランプリップ２１の接触面
Ｅ２である。接触面Ｅ１とＥ２は鋭角αを成している。
この鋭角αは、図２によれば、クランプリップ２１の前
面３５から見て、締め付けねじ２９の方向へ開いてい
る。このようにして、クランプリップ２１はまずその前
面３５によってカッター前面部１９に接触し、最終的に
しっかりと締め付けられたときにカッター前面部１９に
対して完全に押圧される。図２からわかるように、接触
面Ｅ１は図２の垂直線Ｓに対して回転されており、従っ
て図１に図示した穴研削工具１の回転軸線１１に対して
回転されている。従って取り付け状態においては、締め
付け爪５が削り屑室２５を画成している表面のなかへ沈
降することができ、よって締め付け爪５の表面２３は削
り屑室２５を画成している面とほぼ同一平面となるよう
に、または完全に同一平面となるように終わる。このよ
うにして削り屑の排出に対する影響は最小限に抑えられ
ており、工具の直径が小さい場合でも削り屑の排出が影
響を受けることはない。
【００２２】図２からわかるように、溝３７と４１また
は突起３９と４３はほぼ対称に構成されている。
【００２３】図示した穴研削工具１の実施例では、カッ
タープレート３は回転されて配置されている。即ちカッ
タープレート３の互いに平行に延びている前面と背面と
は、またはカッタープレートの中心面は、穴研削工具の
中心軸線、即ち回転軸線に対して角度を成すように延び
ている。これにより、締め付け爪を沈降させる構成が可
能になる。
【００２４】この実施例におけるカッタープレート３
は、互いに対向している長稜が両方共刃先として構成さ
れた、いわゆるターニングプレートである。即ち図２に
おいて上側にあるカッターエッジが鈍くなると、カッタ
ー前面部１９に垂直に立つ中心軸線Ｍの周りにカッター
プレート３を１８０°回転させて、図２において上側に
ある刃先を下側の刃先と交換することができる。
【００２５】ターニングプレートの所望のねじれ防止特
性を維持しながら、該ターニングプレートをこのように
回転運動させることは、溝３７とその間にある突起３９
がカッター前面部１９内を延びている長手軸線に対して
対称に配置されている場合にだけ可能である。これに対
応して、突起はクランプリップ２１のカッター前面部側
の支持面に配置されている。
【００２６】しかしながら、溝または突起のフランク
を、接触面Ｅ１及びＥ２への垂線に関して非対称に構成
してもよい。この場合にはもちろんカッタープレートを
ターニングプレートとして使用することはできない。
【００２７】すでに述べたように、溝３７と４１または
突起３９と４３のフランクの傾斜は広範囲で任意に選定
することができる。重要なことは、カッタープレート３
の溝３７及び突起３９の構成と、クランプリップ２１の
支持面の溝４１及び突起４３の構成とが一致しているこ
とである。これにより、カッター前面部１９とクランプ
リップ２１の間の正確な形状拘束性が得られる。この場
合、１つの溝を画成している２つのフランクは、この溝
に係合している突起の２つの側面と協働する。
【００２８】外側のカッターエッジと、穴研削工具の中
心軸線、即ち回転軸線との間隔は、カッタープレートに
おいても締め付け爪においても溝と突起の配置により決
定される。従って、軸線Ａまたは前面３５から測った締
め付け爪の溝及び突起の距離が異なることによって区別
されるような種々の締め付け爪を製造することができ
る。このように異なる締め付け爪を使用する場合、カッ
タープレートの外側のカッターエッジと穴研削工具の回
転軸線との間隔は所望の大きさに調整することができ
る。図１とは異なりカッタープレートが穴研削工具の回
転軸線に垂直に位置しておらず、ほぼ平行に配置されて
いる場合には、外側にあって実際に使用されるカッター
エッジと穴研削工具の回転軸線との距離を種々設定する
ことにより、直径の異なる穴研削工具を使用することが
できる。この場合、種々の締め付け爪を使用することに
より、例えば５μｍの段階付けを行なうことができる。
これに対応して溝または突起の間隔を段階付ける場合、
他の段階付けを行なうこともできる。このように、所定
の穴径への工具の調整はかなり簡単になる。従って、特
に締め付け爪の溝及び突起の間隔の段階付けを精密に選
定する場合の微調整を行なう必要がなくなる。
【００２９】図２の側面図からは、締め付け爪５の内部
に設けた締め付けねじ２９の構成も明らかである。締め
付けねじ２９の雄ねじは、締め付け爪５を貫通している
穴に設けた雌ねじに係合している。締め付けねじ２９の
中心軸線Ａは、図２に図示した垂線Ｓ、即ち削り屑室２
５を画成している表面に沿って延びている垂線Ｓにほぼ
垂直である。 カッタープレート３は、凹部または溝９
のなかに移動可能に配置してもよい。即ちカッタープレ
ート３は、半径方向に見て工具ヘッド７の外周面１７か
ら突出していてもよい。このようにカッタープレート３
を位置調整できるように構成することが望ましい場合に
は、カッター前面部１９またはクランプリップ２１の支
持面の溝が貫通しているように構成するのが有利であ
る。なぜなら、このように構成すると、カッタープレー
トの半径方向にて外側及び内側への変位が妨害されない
からである。さらに、溝と突起が変位装置の方向へ延び
ていることが望ましい。カッター前面部とクランプリッ
プとが形状拘束的に係合していることにより、カッター
プレートが半径方向へ変位する際のガイドが提供され
る。工具ヘッド７内に適当な位置調整装置、例えば位置
調整ねじを設けることができる。これにより、カッター
プレートは半径方向に見て外側へ押される。図面を見や
すくするため、このような位置調整ねじは図示していな
い。
【００３０】次に、本発明による穴研削工具の作用を説
明する。
【００３１】穴の表面を加工する場合、穴研削工具を回
転させながら穴のなかへ挿入させる。この場合カッター
プレート３の前部カッターエッジ１３は、穴壁から削り
屑を削り取る。図１において水平方向に延びているカッ
ターエッジを除けば、半径方向にて外側のエッジ、即ち
図１においてほぼ鉛直方向に延在し、従って穴研削工具
の回転軸線にほぼ平行に延在しているエッジも、削り屑
を穴壁から削り取る。削り屑が削り取られることによ
り、カッタープレート３に対して力が作用する。この力
はカッタープレート３を、該カッタープレート３を受容
している溝９の、図１において後方の画成壁のほうへ押
す。他方、上方から下方へ回転軸線１１に平行な力がカ
ッタープレート３の外側のエッジに作用する。従ってカ
ッタープレート３に傾動運動または回動運動が生じるこ
とがある。しかしながら、この傾動運動または回動運動
は、カッター前面部１９またはクランプリップ２１の支
持面に設けた溝及び突起によって阻止される。即ち、本
発明にしたがってカッター前面部及びクランプリップを
構成することにより、形状拘束的な結合に基づく回動が
阻止される。これは、カッタープレートが位置固定状態
で締め付けられることを保証するものである。この場合
溝と突起のフランクは次のように協働し、即ち図１にお
いて締め付け爪５の左側の領域において、カッタープレ
ート３を付属の溝９のなかへさらに押し込めようとする
下向きの力が吸収されるように協働する。これに対し
て、締め付け爪５の逆の側、即ち半径方向において内側
では、工具の送り方向に作用する力、即ち図１において
上向きに作用する力が溝と突起のフランクによって吸収
される。このように、カッタープレートの回動を阻止す
ることにより、カッタープレートを溝９のなかへ押し込
めようとし、且つカッタープレートを溝９から押し出そ
うとする力を吸収することは特に有利である。
【００３２】カッタープレート３を位置安定に固定する
ことは、締め付け爪５を工具ヘッド７に設けた穴２７に
配置し、よって締め付けねじ２９の周りでの回動運動を
阻止することにより保証されている。クランプリップ２
１の右側のエッジ３１が実質的に回転軸線１１に平行に
延びているので、カッタープレート３は半径方向にて最
も内側の点で正確に保持される。カッタープレートを固
定し、穴を加工する際に工具の送り方向に作用する力を
吸収させる場合、特に長いレバーアームが必要である。
【００３３】工具ヘッド７内でカッタープレート３を確
実に固定するために、カッタープレートを半径方向にて
外側へ延長させてもよい。これは、溝３７と４１及び突
起３９と４３の案内特性により得られる。
【００３４】接触面Ｅ１とＥ２が工具の送り方向に開い
ている１°ないし１０°の鋭角、有利には１°ないし３
°の鋭角で交わっていることにより、カッタープレート
３が締め付けられると、クランプリップ２１はまず、研
削を行なうカッターエッジ１３のすぐそばにある領域に
当接する。締め付け爪５をしっかり締め付けると、クラ
ンプリップ２１がいくぶん変形し、その結果さらに下方
に位置する（図１を参照）、クランプリップ２１の支持
面に設けた溝と突起は、対応的にカッタープレート３に
設けた溝と突起に噛み合う。この場合カッターエッジ１
３の近くの非常に大きな締め付け力がカッタープレート
３に導入される。従ってカッタープレートは、溝９の、
クランプリップ２１に対向する壁に対して押しつけら
れ、よって確実に締め付け固定される。
【００３５】穴壁の加工中に生じる力を上記の回動阻止
構成により最適に吸収することにより、穴または溝９の
底にカッタープレートのための支持部を設ける必要がな
くなる。カッターエッジ１３に対向して位置し、実際に
研削を行なわないカッターエッジは、締め付けの時も損
傷することはない。
【００３６】溝及び突起の数量は、２個まで減らすこと
ができる。即ち上記の回動阻止構成は、カッタープレー
トが非常に小さい場合、または工具の直径が非常に小さ
い場合も使用することができる。また、カッタープレー
トが半径方向にて外側へ比較的遠くまで変位し、よって
カッタープレートの半径方向にて最も外側のエッジが工
具ヘッド７の外周面１７をかなり越えて突出しても、カ
ッタープレートを確実に保持することができる。
【００３７】以上説明したことから明らかなように、カ
ッタープレートは締め付け爪とともに９０°回動させて
配置することができ、その結果外側に位置するカッター
エッジは穴研削工具の回転軸線にほぼ平行に延びる。し
かしながらこの場合、カッタープレートを半径方向に位
置調整することはできない。工具を所望の直径へ調整す
ることは、前述のように締め付け爪を対応的に適当に選
定することにより可能である。この場合、カッタープレ
ートは回転軸線の方向にだけ変位することができ、その
際回動阻止部がこの方向でのガイドを形成する。
【００３８】次に、本発明の有利な構成を列記してお
く。
【００３９】（１）溝（３７）及び／または突起（４
３）がＶ字状のフランクによって画成されていることを
特徴とする穴研削工具。
【００４０】（２）フランクが互いに１４０°ないし４
０°の角度を成していることを特徴とする、上記第１項
に記載の穴研削工具。
【００４１】（３）フランクが互いに１２０°ないし７
０°の角度を成していることを特徴とする、上記第１項
に記載の穴研削工具。
【００４２】（４）フランクが互いに９０°の角度を成
していることを特徴とする、上記第１項に記載の穴研削
工具。
【００４３】（５）溝（３７）がカッタープレート
（３）のカッター前面部（１９）の全長にわたって貫通
するように延在し、且つ突起（４３）が締め付け爪
（５）の支持面の全幅にわたって貫通するように延在し
ていることを特徴とする、上記第１項から第４項までの
いずれか１つに記載の穴研削工具。
【００４４】（６）溝（３７）がカッタープレート
（３）のカッター前面部（１９）の全長にわたって貫通
するように延在していることを特徴とする、上記第１項
から第４項までのいずれか１つに記載の穴研削工具。
【００４５】（７）突起（４３）が締め付け爪（５）の
支持面の全幅にわたって貫通するように延在しているこ
とを特徴とする、上記第１項から第４項までのいずれか
１つに記載の穴研削工具。
【００４６】（８）カッタープレート（３）が凹部
（９）の内側で変位可能であるように回動阻止部が構成
されていることを特徴とする、上記第１項から第７項ま
でのいずれか１つに記載の穴研削工具。
【００４７】（９）回動阻止部の溝（３７）と突出部
（４３）が、カッタープレート（３）の変位方向に平行
に配置されていることを特徴とする、上記第１項から第
７項までのいずれか１つに記載の穴研削工具。
【００４８】
【００４９】（１０）鋭角（α）が１°ないし１０°の
範囲であることを特徴とする、請求項１に記載の穴研削
工具。
【００５０】（１１）鋭角（α）が１°ないし３°の範
囲であることを特徴とする、請求項１に記載の穴研削工
具。
【００５１】
【発明の効果】カッター前面部に、カッタープレートの
長手軸線にほぼ平行で、有利には該長手軸線に関して対
称に配置される少なくとも２つの溝が設けられ、これら
の溝は、締め付け爪のカッター前面部側に溝を形成する
ことによって生じる突起と協働して、形状拘束的な回動
阻止部を形成していることにより、締め付け爪に対する
カッタープレートの回動または傾動運動を確実に阻止す
ることができる。従って、工具及び工作物の損傷、並び
に人間の負傷の危険が最小に抑えられる。また、カッタ
ープレートの溝の溝底を含む面と、締め付け爪の溝の溝
底を含む面とが、締め付け爪のクランプリップの端部か
ら締め付け爪の締め付けねじの方向へ開いているような
鋭角を成して交わっているので、締め付け爪の締め付け
操作を行うと、カッター前面部に設けた溝と締め付け爪
に設けた突起とがカッターエッジ付近において大きな力
で係合し、この付近で特に大きな締め付け力を発生させ
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による穴研削工具の前端部の一部の斜視
図である。
【図２】図１の線II−IIによる断面図である。
【符号の説明】
３ カッタープレート ５ 締め付け爪 １９ カッター前面部 ３７ 溝 ４３ 突起
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−141408（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−69801（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23B 51/00 B23B 27/16

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ターニングプレートとして構成されカッ
    ター前面部を有している少なくとも１個のカッタープレ
    ートを備え、該カッタープレートが、少なくとも１個の
    締め付け爪を用いて、工具ヘッドに形成される溝に締め
    付け固定可能である穴研削工具において、カッター前面
    部（１９）に、カッタープレート（３）の長手軸線にほ
    ぼ平行で、且つ該長手軸線に関して対称に配置される少
    なくとも２つの溝（３７）が設けられ、これらの溝（３
    ７）に、締め付け爪（５）のカッター前面部（１９）側
    に溝（４１）を形成することによって生じる突起（４
    ３）が形状拘束的に嵌合して、カッタープレート（３）
    のための回動阻止部を形成していること、カッタープレ
    ート（３）の溝（３７）の溝底を含む面（Ｅ１）と、締
    め付け爪（５）の溝（４１）の溝底を含む面（Ｅ２）と
    が、締め付け爪（５）のクランプリップ（２１）の端部
    から締め付け爪（５）の締め付けねじ（２９）の方向へ
    開いているような鋭角（α）を成して交わっていること
    を特徴とする穴研削工具。
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