JP3086169B2 - 角のみ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、木材等の穿孔作業に使用
され、中空柱形状の角のみ外枠とその中空部分に同軸的
かつ回転自在に配設される角のみ錐とを設けた角のみに
関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
この種の角のみは、図１２に示すように、中空の四角柱
形状で順次配列された先端の角刃部１ａと胴部１ｂとを
有すると共に胴部１ｂの端部に同軸的かつ一体で設けら
れた円筒形の取付部１ｃを有する角のみ外枠１を有して
いる。そして、胴部１ｂと取付部１ｃの境界には、胴部
１ｂの内壁と取付部１ｃの縮径した内壁との間をつなぐ
段差部１ｄが設けられている。さらに、角のみは、先端
に先端切刃部２ｂを設けた円柱形状の錐本体２ａと、錐
本体２ａの他端に設けられ錐本体２ａより径の小さいシ
ャンク２ｃとが同軸的かつ一体で設けられ、角のみ外枠
１の取付部１ｃ及び胴部１ｂの円柱形状の中空部分にシ
ャンク２ｃ及び錐本体２ａが同軸的かつ回転自在に挿着
される角のみ錐２を備えている。そして、錐本体２ａと
シャンク２ｃとの境界である肩部２ｄと、角のみ外枠１
の段差部１ｄとは、互いに接触し合わないように大きく
離されていた。

【０００３】角のみは、切削加工中に被削材の節に乗っ
たり、節を切削したり、角のみ錐のシャンク部の締め付
けが緩んだりした場合に、角のみ錐が角のみ外枠に対し
て、軸方向奥側に移動する場合がある。これは、角のみ
外枠と角のみ錐が加工装置の異なる部分に取り付け把持
されていることと、被削材から大きな力を受け、加工装
置の角のみ錐シャンク把持部に把持能力以上の力が加わ
ることが原因である。このような角のみ錐の軸方向奥側
への移動により、回転しない角のみ外枠１の段差部１ｄ
と、回転する角のみ錐２の肩部２ｄとが互いに接触する
ことは、従来は好ましくないと考えられていた。そのた
めに、上記のように、段差部１ｄと肩部２ｄとが大きく
離されていたのである。また、段差部１ｄと肩部２ｄと
が大きく離されていることは、角のみ外枠や角のみ錐の
新品と使用中のものとを組み合わせて使用する融通性で
は都合がよいとの理由もある。

【０００４】一方、角のみにおいては、図３に（）内の
符号で示すように、角のみ外枠１の角刃部１ａの先端部
１ａ1 と、錐本体２ａ先端に設けた先端切刃部２ｂの底
切刃２ｂ1 の外周端部２ｂ2 との間の軸方向の距離Ｓ
が、角刃部１ａと先端切刃部２ｂの刃先形状によって異
なるが、−３ｍｍ以下すなわち、底切刃２ｂ1 の外周端
部２ｂ2 が角刃部１ａの先端部１ａ1 から３ｍｍ以上進
入した状態に組み付けられることはなかった。距離Ｓが
−３ｍｍ以下の状態に組み付けられることにより、角刃
部１ａの先端部１ａ1 の内壁面に、錐本体２ａ先端の底
切刃２ｂ1 の外周端部２ｂ2 及びその近辺部分が咬み込
んでしまうおそれがあり、両部分に損傷が生じたり、穿
孔作業が停止したりするおそれがあり、甚だしくは角刃
部１ａに割れが入るおそれがあるためである。

【０００５】また、上記距離Ｓが、＋３ｍｍ以上すなわ
ち、底切刃２ｂ1 の外周端部２ｂ2が角刃部１ａの先端
部１ａ1 から３ｍｍ以上突出した状態に組み付けられる
こともない。距離Ｓが３ｍｍ以上の状態に組み付けられ
ることにより、角刃により仕上げられるほぞ穴よりも必
要以上深く角のみ錐が切削するため、被削材の強度を低
下させる等の問題があるためである。このため、角のみ
を交換する際、加工装置に角のみ外枠を固定し、その後
距離Ｓを調整して角のみ錐の固定を行っていたが、この
調整に手間を要する問題もある。

【０００６】しかし、距離Ｓを適正な状態に組み付けて
も、従来の角のみにおいては、上記原因により、角のみ
錐２の軸方向奥側への移動が生じることがあり、大きく
移動すると、角刃部１ａの内側に角のみ錐２の先端部が
はまり込み、その結果、角刃部１ａの先端部１ａ1 や、
先端切刃２ｂ先端の底切刃２ｂ1 の外周端部２ｂ2 や、
その近辺部分等に損傷が生じたり、穿孔作業が停止した
り、あるいは角刃部１ａに割れが入るおそれがある。ま
た、角のみ錐２の軸方向奥側への移動がそれほど大きく
なくとも、距離Ｓが−３ｍｍ以下になると、切削抵抗等
の影響で角のみ錐２、角のみ外枠１のそれぞれに、軸直
角方向の力が作用して、角のみ錐２が径方向にずれる
と、角刃部１ａの刃先に角のみ錐２の底切刃外周端部２
ｂ2 及びその近辺が咬み込んでしまい同様の問題が起こ
る。

【０００７】とくに、角のみを用いた自動機の無人運転
時に上記問題が起こると、角のみ錐が停止した状態で、
角のみを被削材に対して加圧することになり、角のみだ
けでなく加工装置の角のみ把持部にも大きな負荷が掛か
るという問題がある。これは、割れが入る等の問題のお
こった角のみを観察して、角刃部１ａの先端部１ａ1の
内壁面の先端部１ａ1 から３ｍｍ以上軸方向奥側に損傷
があることから裏付けられ、問題の起こっていない角の
みにおいても２ｍｍ〜３ｍｍ軸方向奥側に角のみ錐によ
る損傷が有るものが存在することから、径方向のずれが
大きいと、Ｓが−２ｍｍ〜−３ｍｍであっても、頻度は
低下するものの同様なことがあるといえる。

【０００８】これに対し、実開平７ー１２２０３号公報
に示すように（図１３参照）、角のみ外枠１の段差部１
ｄと、角のみ錐２の肩部２ｄとの間に、ラジアルベアリ
ング３を介在させるものがある。しかし、ラジアルベア
リング３は、角のみ錐２の振れ止め用として使用される
ものであり、角のみ外枠１の円柱状空洞の内径にほぼ等
しい外径を有するベアリングが使用され、その内径は角
のみ錐２の外径にほぼ等しいため、角のみ錐２の取り替
えが困難であるという問題がある。また、ラジアルベア
リング３自体は、軸方向のずれに対して考慮されておら
ず、使用中に時として起こる軸方向の強いずれに耐えら
れないという問題もある。

【０００９】本件発明者は、角のみ外枠１の段差部１ｄ
と、角のみ錐２の肩部２ｄとが接触した場合の角のみの
安全性確認試験を行った。図１１に示すように、角のみ
外枠１の角刃部１ａを除き同形状とした中空柱形状試験
材３と、角のみ錐２の先端切刃部２ｂに代え、スラスト
ベアリング４ｂを取り付けた円柱形状試験材４を製作
し、段差部３４と肩部４４が接触している状態で、円柱
形状試験材４を３４００ｒｐｍで回転させながら、円柱
形状試験材４に無負荷状態から１０００ｋｇ重の荷重を
衝撃的に加えた。その結果、円柱形状試験材４の肩部４
４にわずかな摩耗が認められたが、中空柱形状試験材３
及び円柱形状試験材４共に異常はみられなく、さらに無
負荷時段差部３４と肩部４４が１ｍｍ離れた状態で１０
００ｋｇ重荷重した後に接触した場合も、円柱形状試験
材４のクランプ部分に移動による傷ができた以外はほぼ
同様であった。また、１０００ｋｇ重荷重した後も、接
触しない場合があったが、この場合は当然問題とならな
い。なお、ここで荷重は、ロードセル５によって測定し
た。また、中空柱形状試験材３は、角のみ外枠１と同じ
材質のものを、円柱形状試験材４は、角のみ錐２と同じ
材質のものを、上記変更箇所を除き、同じ製造工程で製
作した。

【００１０】以上に示した結果から、本件発明者は、従
来問題視されていた角のみ外枠１の段差部１ｄと、角の
み錐２の肩部２ｄとの接触状態での運転の安全性につい
て問題がないという知見を得ることができ、本件発明に
想到するに至った。すなわち、本発明は、角のみ外枠の
角刃部の先端切刃部に角のみ錐の底切刃外周端部が咬み
込むことによる不都合が生じなく、かつ角のみ外枠と角
のみ錐との抜き差しが容易に行える角のみを提供するこ
とを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記目的
を達成するために上記請求項１に係る発明の構成上の特
徴は、中空の四角柱形状で順次配列された角刃部と胴部
とを有すると共に胴部の端部に同軸的かつ一体で設けら
れた円筒形の取付部を有し、胴部と取付部の境界にて胴
部の内壁と取付部の内壁との間をつなぐ段差部を有する
角のみ外枠と、円柱形状の錐本体と錐本体より径の小さ
いシャンクとが同軸的かつ一体で設けられ、角のみ外枠
の取付部及び胴部の中空部分にシャンク及び錐本体が同
軸的かつ回転自在に挿着される角のみ錐とを備えた角の
みにおいて、角のみ外枠の角刃部の先端部と、錐本体先
端に設けた切刃部の底切刃の外周端部との軸方向の距離
が−３ｍｍから＋３ｍｍで、錐本体とシャンクとの境界
である肩部が角のみ外枠の段差部に接触しまたは近接し
た状態にされたことにある。

【００１２】上記のように構成した請求項１に係る発明
においては、錐本体とシャンクとの境界である肩部が角
のみ外枠の段差部に接触しまたは近接した状態にされて
いるので、角のみの加工中に、角のみが節に乗ったり、
節を切削して、角のみ錐に衝撃的な押圧力が加わって
も、また角のみ錐のシャンク部の締め付けが緩んだりし
た場合にも、角のみ外枠に対して軸方向奥側にほとんど
移動することがない。

【００１３】その結果、角のみ外枠の角刃部の先端部
と、角のみ錐の錐本体先端の底切刃の外周端部との間の
軸方向の距離Ｓ（−３ｍｍ〜＋３ｍｍ）が、角のみの設
定時に設定された適正値からほとんど変動することがな
い。従って、角刃部の先端部の内壁面に、角のみ錐の錐
本体先端の底切刃の外周端部及びその近辺部分がはまり
込みもしくは咬み込むことがなく、両部分に損傷が生じ
たり、穿孔作業が停止したり、角刃部に割れが入るよう
なことが、確実に防止される。

【００１４】また、請求項１の発明においては、角のみ
を加工装置に取り付ける際に、錐本体とシャンクとの境
界である肩部を角のみ外枠の段差部に接触しまたは近接
した状態にさせることにより、取り付け位置の設定に手
間取ることがなく、取り付けを簡単に行うことができ
る。さらに、錐本体とシャンクとの境界である肩部が角
のみ外枠の段差部に接触しまたは近接した状態にさせた
のみなので、角のみ外枠と角のみ錐との抜き差しを容易
に行うことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明すると、図１及び図２は、第１の実施形態に
係る角のみを一部破断正面図により及び角のみ外枠を斜
視図により示したものである。角のみは、角のみ外枠１
０と、角のみ外枠１０の中空部分を貫通して同軸的にか
つ回転自在に配設された角のみ錐２０とを設けている。
角のみ外枠１０は、図２に示すように、四角柱形状で、
内部が円柱形の空間を同軸的に設けており、先端に刃部
を有する角刃部１１と、胴部１２とを有している。胴部
１２は、内径２８．５ｍｍφの円柱形の空間を有し、相
対向する一対の壁面に長孔形状の切屑排出口１２ａを設
けている。胴部１２の端面には、長さが４１ｍｍで内径
が２０ｍｍφの円筒形の取付部１３が同軸的かつ一体に
設けられている。そして、胴部１２と取付部１３の境界
には、胴部１２の内壁と取付部１３の内壁との間をつな
ぐ段差部１４が設けられている。段差部１４は、軸直角
断面に対し取付部１３側に例えば約３０゜傾斜してい
る。取付部１３は、加工装置の角のみ外枠固定部Ｍに挟
持されるようになっている。

【００１６】角のみ錐２０は、図１に示すように、長さ
１２０ｍｍで外径２４．５ｍｍφの円柱形状の錐本体２
１と、錐本体２１の一端に同軸的かつ一体に配設した丸
棒である長さ１５０ｍｍのシャンク２３を設けている。
錐本体２１は、螺旋形状の２条のランド２１ａ、２１ｂ
を有しており、ランド２１ａ，２１ｂ間に２条の切屑排
出溝２１ｃ，２１ｄを設けている。錐本体２１は、その
先端にランド２１ａ、２１ｂから延長した先端切刃部２
２を設けている。先端切刃部２２の下端の中心には先行
錐２２ａが設けられており、先端切刃部２２の外径部に
は突出した毛引刃２２ｂが設けられ、毛引刃２２ｂと先
行錐２２ａの間には、底切刃２２ｃが設けられている。
なお、角のみ錐のランド数及び切屑排出溝は、２条に限
るものではない。錐本体２１とシャンク２３の境界は、
肩部２４になっている。

【００１７】角のみ錐２０は、シャンク２３を角のみ外
枠１０の下端から挿入し、シャンク２３を角のみ外枠１
０の取付部１３を貫通させて、角のみ外枠１０に挿着さ
れる。シャンク２３の上端は、加工装置の電動モータの
回転軸に設けたチャックＣに挟持固定される。

【００１８】このとき、錐本体２１とシャンク２３との
境界である肩部２４と、角のみ外枠１０の段差部１４間
の距離は、約１ｍｍに設定されている。これにより、図
３に示すように、角のみ外枠１０の角刃部１１の先端部
１１ａと、角のみ錐２０の先端に設けた先端切刃部２２
の底切刃２２ｃの外周端部２２ｃ1 との間の軸方向の距
離Ｓが、＋１ｍｍに設定されている。すなわち、底切刃
２２ｃの外周端部２２ｃ1 が、角刃部１１の先端部１１
ａから外側に１ｍｍ突出している。なお、Ｓ値の符号
が、−の場合は、底切刃２２ｃの外周端部２２ｃ1 が、
角刃部１１の先端部１１ａから内部に進入した状態であ
ることを意味する。なお、Ｓ値は、−３ｍｍから＋３ｍ
ｍの範囲に設定されるようになっている。

【００１９】つぎに、上記第１の実施形態の動作につい
て説明する。加工装置の駆動開始により角のみ錐２０を
例えば回転数３４００ｒｐｍで回転させ、角のみの送り
速度６ｍ／ｍｉｎで被削材の切削加工を行う際に、角の
みが節に乗ったり、節を切削したりして、角のみ錐２０
に衝撃的な押圧力が加わっても、また角のみ錐２０のシ
ャンク２３の締め付けが緩んだりしても、角のみ錐２０
の肩部２４と、角のみ外枠１０の段差部１４間の距離が
約１ｍｍに設定されているので、角のみ錐２０は、角の
み外枠１０に対して軸方向奥側への移動範囲が限られて
おり、ほとんど移動することができない。

【００２０】そのため、上記距離Ｓが、加工装置への角
のみの取付時に設定された適正値からほとんど変動する
ことがない。従って、角刃部１１の先端部１１ａの内壁
面に、角のみ錐２０の錐本体２１先端の底切刃２２ｃの
外周端部２２ｃ1 及びその近辺部分がはまり込みもしく
は咬み込むことがほとんどなく、両部分に損傷が生じた
り、穿孔作業が停止したり、角刃部１１に割れが入るよ
うなことが確実に防止される。

【００２１】また、角のみ錐２０のクランプが不十分で
ある等により、角のみ錐２０が角のみ外枠１０に対して
移動することが繰り返し起こっても、図４に示すよう
に、角のみ錐２０の肩部２４が、角のみ外枠１０の段差
部１４の形状に倣って、わずかに傾斜した形状に摩耗す
るが、距離Ｓが−２ｍｍ以下となることはなく、角のみ
の切削作業及び製品の加工品質に影響を与えるものでは
なかった。さらに、この角のみの角刃部１１及び角のみ
錐２０を再研磨し、角刃部１１の先端部１１ａと底切刃
２２ｃの外周端部２２ｃ1 間の距離Ｓが所定量になるよ
うに加工することにより、再度角のみ錐２０を使用する
ことができる。

【００２２】また、角のみを加工装置に取り付ける際
に、錐本体２１とシャンク２３との境界である肩部２４
を角のみ外枠１０の段差部１４に接触しまたは近接した
状態にさせることにより、上記距離Ｓの調整に手間取る
ことがなく、角のみ錐２０の取り付けを簡単に行うこと
ができる。さらに、角のみは、角のみ錐２０の肩部２４
を角のみ外枠１０の段差部１４に接触しまたは近接した
状態にさせたのみなので、角のみ外枠１０と角のみ錐２
０との抜き差しを容易に行うことができる。

【００２３】つぎに、上記第１の実施形態の変形例につ
いて説明する。変形例においては、角のみ外枠１０の段
差部１４と、角のみ錐２０の肩部２４の関係を、上記第
１の実施形態と異ならせたものである。変形例１は、図
５に示すように、肩部２４の形状は変更せず、段差部１
４ａの形状を曲面形状としたものである。変形例２は、
図６に示すように、肩部２４の形状は変更せず、段差部
１４ｂの形状を傾斜のない平坦面としたものである。変
形例３は、図７に示すように、段差部１４の形状を変更
せず、肩部２４ａの形状を膨出した曲面形状としたもの
である。変形例４は、図８に示すように、段差部１４ｂ
の形状を傾斜のない平坦面とし、肩部２４ｂの形状をシ
ャンク２３に向けて傾斜させたものである。以上のよう
に構成した各変形例においても、段差部１４と肩部２４
との接触による負荷を低くすることができ、上記第１の
実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、図示
しないが、段差部と肩部については、上記以外の組み合
せも可能である。

【００２４】次に、本発明の第２の実施形態について説
明する。第２の実施形態においては、図９に示すよう
に、角のみ錐２０の肩部２４にスラストベアリング２５
を取り付けたものであり、これに合わせて角のみ外枠１
０の段差部１４ｂを傾斜のない平坦面としたものであ
る。その他の構成は、上記第１の実施形態と同様であ
る。

【００２５】以上のように第２実施形態を構成したこと
により、角のみ錐２０に押圧力が加わり、肩部２４がス
ラストベアリング２５を介して段差部１４ｂ間に接触し
ても、スラストベアリング２５により摩擦抵抗が小さく
されるので、角のみ錐２０は軽く回転することができ、
上記第１の実施形態に示したと同様の効果を得ることが
できる。

【００２６】さらに、スラストベアリング２５は、角の
み錐２０の回転を円滑にさせるために用いられるものな
ので、角のみ外枠１０の円柱状空洞の内径より小さい外
径であればよい。そのため、スラストベアリング２５を
用いることにより、角のみ外枠１０と角のみ錐２０との
抜き差しが困難になることはない。さらに、刃先の摩耗
等による角のみ外枠１０や角のみ錐２０の交換が容易で
あると共に角のみの加工装置への取り付けも容易であ
る。また、スラストベアリング２５は、角のみ錐２０の
交換において、再使用することができる。なお、スラス
トベアリング２５は、肩部２４に固定する代わりに、図
１０に示すように、段差部１４に固定して用いてもよ
く、さらに、図示しないが、段差部１４および肩部２４
の両方に固定して使用することもできる。

【００２７】また、上記各実施形態及び変形例におい
て、角のみ外枠の段差部及び角のみ錐の肩部は、それぞ
れ角のみ外枠及び角のみ錐と同一材質により一体で形成
されているが、その部分のみを滑り易くかつ耐摩耗性の
ある耐衝撃性材料、例えばセラミックス、サーメット、
超硬合金、鋼等により形成することもできる。これによ
り、角のみ外枠及び角のみ錐の寿命を長くすることがで
きる。また、耐衝撃性材料で形成された部分を交換可能
にしておくことにより、角のみ外枠及び角のみ錐の使用
後の再加工の代わりに、それぞれの再研磨量の違いに対
応した適正寸法の部材に交換することにより、容易に対
処することができる。

【００２８】なお、上記各実施形態及び変形例におい
て、角のみについて示した寸法については一実施例であ
り、角のみの種類に応じて変更されるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る角のみを概略的
に示す一部破断面図である。

【図２】同角のみの角のみ外枠を概略的に示す斜視図で
ある。

【図３】角のみの先端部分を詳細に示す部分拡大図であ
る。

【図４】角のみ錐の肩部の変形状態を概略的に示す部分
拡大図である。

【図５】変形例１の角のみ外枠の段差部と角のみ錐の肩
部を概略的に示す一部破断面である。

【図６】変形例２の角のみ外枠の段差部と角のみ錐の肩
部を概略的に示す一部破断面である。

【図７】変形例３の角のみ外枠の段差部と角のみ錐の肩
部を概略的に示す一部破断面である。

【図８】変形例４の角のみ外枠の段差部と角のみ錐の肩
部を概略的に示す一部破断面である。

【図９】第２の実施形態である角のみ外枠の段差部と角
のみ錐の肩部を概略的に示す一部破断面図である。

【図１０】同第２の実施形態の変形例を概略的に示す一
部破断面図である。

【図１１】角のみ外枠の段差部と角のみ錐の肩部とが接
触した場合の角のみの運転試験に使用する、中空柱形状
試験材と円柱形状試験材を概略的に示す一部破断面図で
ある。

【図１２】従来例の角のみを概略的に示す一部破断面図
である。

【図１３】他の従来例である角のみを概略的に示す一部
破断面図である。

【符号の説明】

１０…角のみ外枠、１１…角刃部、１１ａ…先端部、１
２…胴部、１２ａ…切屑排出口、１３…取付部、１４，
１４ａ，１４ｂ…段差部、２０…角のみ錐、２１…錐本
体、２２…先端切刃部、２２ａ…先行錐、２２ｂ…毛引
刃、２２ｃ…底切刃、２２ｃ1 …外周端部、２３…シャ
ンク、２４，２４ａ，２４ｂ…肩部、２５…スラストベ
アリング、Ｃ…チャック、Ｍ…角のみ外枠固定部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河村 英樹 愛知県丹羽郡大口町中小口一丁目１番地 兼房株式会社内 (56)参考文献 登録実用新案3006929（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭42−25160（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭37−13696（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭28−10298（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B27F 5/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空柱形状で順次配列された角刃部と胴
   部とを有すると共に同胴部の端部に同軸的かつ一体で設
   けられた円筒形の取付部を有し、前記胴部と取付部の境
   界にて同胴部の内壁と同取付部の内壁との間をつなぐ段
   差部を有する角のみ外枠と、円柱形状の錐本体と同錐本
   体より径の小さいシャンクとが同軸的かつ一体で設けら
   れて、同錐本体と同シャンクとの境界に肩部を形成し、
   前記角のみ外枠の取付部及び胴部の中空部分に前記シャ
   ンク及び錐本体が同軸的かつ回転自在に挿着される角の
   み錐とを備えた角のみにおいて、前記角のみ外枠の角刃
   部の先端部と、前記錐本体先端に設けた切刃部の底切刃
   の外周端部との軸方向の距離が−３ｍｍから＋３ｍｍ
   で、前記肩部が前記角のみ外枠の段差部に接触し、また
   は近接した状態にされたことを特徴とする角のみ。