JP3672305B2

JP3672305B2 - 拡大孔加工装置および拡大孔加工装置用部品

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Publication number: JP3672305B2
Application number: JP2005014961A
Authority: JP
Inventors: 成年高橋
Original assignee: 成年高橋
Priority date: 2005-01-24
Filing date: 2005-01-24
Publication date: 2005-07-20
Anticipated expiration: 2025-01-24
Also published as: EP1842627A4; DE602005010751D1; EP1842627B1; US7758288B2; WO2006077713A1; EP1842627A1; ATE412494T1; JP2005096077A; US20080014034A1

Description

本発明は、予めワークに穿孔された孔を拡大するように穿孔する拡大孔加工装置および拡大孔加工装置用部品に関する。

孔開け対象物に先に形成した穿孔の径を拡大することが必要になることがある。このような必要性は、土木、建築工事等において大型のあるいは特殊な装置を用いて大径の穿孔を形成する場合においても、また組み立て構造部品等の加工において汎用的な装置を用いて相対的に小径の穿孔を形成する場合等においても広く起こりうる。

上記後者の例として、模型工作や、精密機械の部品加工等において、例えば、旋盤、フライス盤、ボール盤等の孔加工装置でワークに穿孔した後、その穿孔を径の大きな孔に拡大することが必要になることがある。
この場合、ワークに既に形成された穿孔のセンターと拡大孔のセンター、言い換えれば拡大孔を形成するためのドリルのセンターとを一致させるセンター合わせは、必ずしも容易ではない。そして、センターがずれた状態で拡大孔を穿孔すると、ワークを組み合わせてねじ止め等によって組み立てを行うとき等において種々の不具合が生じうることは言うまでもない。

このセンターずれの不具合は、上記大径の穿孔を対象とする場合は、穿孔の拡大作業自体を確実に行う工夫の必要性に比べて必ずしも大きな問題となるものではないが、これに対して小径の孔を対象とする場合には無視できない。

例えば、模型工作において、金属材料を用いた多数のワークを重ねてテーブルに置き、各ワークに数ｍｍ程度の径の貫通孔を一括して穿孔しておくと、その後の作業に好都合である。そして、１つ１つのワークについて、ワークごとに最終的に必要となる、異なる大きな径の貫通孔を形成するために、再度穿孔して予め形成した穿孔の径を拡大することが行われる。
また、ワークの孔に取り付けるねじ等の締結部材の頭部を孔の内部に埋め込む、いわゆる皿もみ加工を必要があるときには、先に形成した孔の開放端をテーパ状に加工する作業を別途行うことになる。この皿もみ加工も、上記の予め形成した穿孔の径を拡大する作業のうちのひとつということができる。
皿もみ加工の場合を含め、これら穿孔の径を拡大する作業は、１つのワークについて、非貫通の、有底孔を形成する場合においても同様に必要となることがありうることは勿論である。

ちなみに、これら穿孔の径を拡大する作業は、ワークを大量に処理する工業ベースにおいては、位置決め等を容易に行いうるＮＣ（数値制御）旋盤等を用いて簡易、正確に行いうるものであり、あるいは、穿孔を二度行うことなく、ワークごとに所望の径の孔を直接穿孔することも容易である。
また、上記した、例えば数十ｍｍ程度以上の大きな径の穿孔をさらに拡大する方法として、例えばコアドイルを用いた穿孔方法を挙げることができるが、この場合、安定した作業を行うために、穿孔装置の特徴に応じた特異な形態の補助具が用いられることがある（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００１−９６１９号公報

上記した個人が家庭で趣味として行う模型工作等においては、安価なミニ旋盤等を用いて穿孔を行うのが通常であるため、センター合わせを行って拡大孔を穿孔する作業はかなり面倒なものとなる。このことは、比較的小ロットの精密部品を加工、組み立てする作業において、ミニ旋盤等を用いて穿孔を行うとき等においても、同様である。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、簡易な装置を用いた簡易な方法により、予め穿孔された孔の径をセンターずれを生じることなく大きな径に拡大することができる拡大孔加工装置および拡大孔加工装置用部品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、本発明に係る拡大孔加工装置は、
穿孔されたワークを着脱可能に固定する固定具を有するテーブルと、該穿孔よりも大きな径の孔を穿孔可能なドリルが着脱可能に取り付けられるドリル把持部を有する孔加工部とを備える拡大孔加工装置であって、
ドリルに換えてドリル把持部に取り付けられるドリルホルダと、該ドリルホルダよりも大きな径を有し、該ドリルホルダの該ドリル把持部に取り付けられる側とは反対側の自由端部に取り付けられるセンター合わせアタッチメントを有し、
該ドリルホルダは、該自由端部がドリル把持部に取り付けられるときのドリルと同一の軸線を有する円錐形状に形成されるとともに、該自由端部に円錐形状と同一の軸線を有する、ドリルを嵌挿可能に取り付ける孔部が形成され、
該センター合わせアタッチメントは、該ドリルホルダの自由端部に取り付けられる側の端部に、該ドリルホルダの自由端部を嵌挿可能に取り付ける、該ドリルホルダと同一の軸線を有するテーパ状開口と該テーパ状開口に連通し、該ドリルホルダに取り付けられるドリルの露出部を収容可能な空間を有する孔部が形成されるとともに、他方の端部が該孔部と同一の軸線を有する円錐形状に形成されてなることを特徴とする。

また、本発明に係る拡大孔加工装置用部品は、
ドリルに換えてドリル把持部に取り付けられるドリルホルダと、該ドリルホルダよりも大きな径を有し、該ドリルホルダの該ドリル把持部に取り付けられる側とは反対側の自由端部に取り付けられるセンター合わせアタッチメントとからなり、
該ドリルホルダは、該自由端部がドリル把持部に取り付けられるときのドリルと同一の軸線を有する円錐形状に形成されるとともに、該自由端部に円錐形状と同一の軸線を有する、ドリルを嵌挿可能に取り付ける孔部が形成され、
該センター合わせアタッチメントは、該ドリルホルダの自由端部に取り付けられる側の端部に、該ドリルホルダの自由端部を嵌挿可能に取り付ける、該ドリルホルダと同一の軸線を有するテーパ状開口と該テーパ状開口に連通し、該ドリルホルダに取り付けられるドリルの露出部を収容可能な空間を有する孔部が形成されるとともに、他方の端部が該孔部と同一の軸線を有する円錐形状に形成されてなることを特徴とする。

本発明に係る拡大孔加工装置および拡大孔加工装置用部品は、ドリル把持部に取り付けられるときのドリルと同一の軸線を有する円錐形状の先端部を有するセンター合わせアタッチメントあるいはセンター合わせ部材を、予め穿孔した孔に挿入してセンター合わせすることにより、センターずれすることのない拡大孔を、簡易な装置を用いた簡易な方法により形成することができる。

本発明の実施の形態について、図を参照して、以下に説明する。

まず、本発明の拡大孔加工装置について、図１を参照して説明する。
本発明の拡大孔加工装置１０は、図１に破線で例示するように、穿孔されたワーク（図１にはし示していない。）を着脱可能に固定する固定具１２を有するテーブル１４と、該穿孔よりも大きな径の孔を穿孔可能な、例えばねじれ溝タイプのドリル１６が着脱可能に取り付けられるドリル把持部１８を有する孔加工部とを備える。孔加工部の全体構成は図示していないが、ドリル把持部１８に把持したドリル１６を制御するための電源や操作盤等を備える通常の穿孔機能を備えたものである。拡大孔加工装置は、このような機能、構造を最低限備える限り、市販の安価で簡易な旋盤、フライス盤、ボール盤等を用いることができる。また、このような機能、構造を備える限り、他の適宜の拡大孔加工装置を用いることができる。

本発明の拡大孔加工装置１０は、さらに、図１に実線で示すように、拡大孔加工を行うための拡大孔加工装置用部品２０として、ドリル１６に換えてドリル把持部１８に取り付けられるドリルホルダ２２と、ドリルホルダ２２よりも大きな径を有し、ドリルホルダ２２のドリル把持部１８に取り付けられる側（図１中、矢印Ａで示す。）とは反対側の自由端部（図１中、矢印Ｂで示す。）に取り付けられるセンター合わせアタッチメント２４を備える。

ドリルホルダ２２は、自由端部がドリル把持部１８に取り付けられるときのドリル１６と同一の軸線（図１中、１点鎖線で示す。）を有する円錐形状に形成されるとともに、自由端部に円錐形状と同一の軸線を有する、ドリル１６を嵌挿可能に取り付ける孔部２６が形成される。
ドリルホルダ２２を取り付けるドリル把持部１８は、いわゆるドリルチャック方式やコレットチャック方式等の適宜のチャック方式を採用することができるが、ドリルホルダ２２の振れをより確実に防止する観点からは、コレットチャック方式が好ましい。
なお、図１中、参照符号３０は、ドリルホルダ２２に取り付けられるドリル１６をドリルホルダ２２に確実に固定するための止め具を示す。

センター合わせアタッチメント２４は、ドリルホルダ２２の自由端部に取り付けられる側の端部（図１中、矢印Ｃで示す。）に、ドリルホルダ２２の自由端部を嵌挿可能に取り付ける、ドリルホルダ２２と同一の軸線を有するテーパ状開口とそのテーパ状開口に連通し、ドリルホルダ２２に取り付けられるドリル１６の露出部を収容可能な空間を有する孔部２８が形成されるとともに、他方の端部（図１中、矢印Ｄで示す。）が孔部２８と同一の軸線を有する円錐形状に形成される。

ワークに予め穿孔し、さらにその穿孔を拡大する加工を行うためのドリル１６は、加工する穿孔の径に応じて複数のサイズのものが用いられる。そして、これら複数のサイズのドリルは、ドリルホルダ２２から露出してセンター合わせアタッチメント２４の孔部２８に収容する側の径や露出長さが異なる。また、背景技術の項で説明した皿もみ加工を行う場合は、ドリル１６のセンター合わせアタッチメント２４の孔部２８に収容する側の径が特に大きくなる。
したがって、ドリルホルダ２２は、通常、ドリル１６の種類に応じて交換可能な複数個を準備する。この場合、ドリルホルダ２２の孔部２６の径は、ドリル１６の種類によって変える必要があるが、これに対して、ドリルホルダ２２の外径は、ドリル把持部１８に応じた一定の寸法とすることができる。一方、センター合わせアタッチメント２４は、上記の点を考慮して、孔部２８の径や深さの異なるものを複数個準備することが好ましい。なお、これに変えて、十分大きな径および深さ寸法の孔部２８を形成したセンター合わせアタッチメント２４を１個のみ準備してもよい。ドリルホルダ２２の外径を一定にすると、複数個のセンター合わせアタッチメント２４の孔部２８の径も一定とすることができる。

ドリルホルダ２２およびセンター合わせアタッチメント２４は、その使用目的上、可能な限り高い寸法精度で製作することが望ましい。また、同様に、嵌合する、ドリルホルダ２２の円錐形状の外面およびセンター合わせアタッチメント２４のテーパ状開口の内面をできるだけ平滑に、より好ましくは鏡面に仕上げることが望ましい。このとき、テーパ形状は、例えばＭＴ（モールステーパ：ＪＩＳＢ４００３）＃２のものを好適に用いることができる。
また、ドリルホルダ２２およびセンター合わせアタッチメント２４は、十分な耐摩耗性や高い剛性を有する限り適宜の金属材料を用いることができる。

つぎに、本発明の拡大孔加工方法について、以上説明した本発明の拡大孔加工装置１０を用いて行う場合を例にとって図２〜図９を参照して説明する。

本発明の拡大孔加工方法は、穿孔されたワークを変位可能にテーブルに配置する工程（以下、配置工程という）と、ドリルが取り付けられる孔加工部に着脱可能に取り付けられ、孔加工部に取り付けられるときのドリルと同一の軸線を有する円錐形状の先端部を有するセンター合わせ部材の先端部を穿孔に挿入して穿孔のセンター合わせを行う工程（以下、センター合わせ工程という。）と、センター合わせを行ったワークを該テーブルに固定する工程（以下、固定工程という。）と、センター合わせ部材を孔加工部から取り外した後、孔よりも大きな径の孔を穿孔可能なドリルで孔を拡大するように穿孔する工程（以下、穿孔工程という。）と、を有する。
以下、各工程について順次説明する。

本発明の拡大孔加工方法は、図２に示すように、拡大孔加工装置用部品２０を取り付けていない状態の拡大孔加工装置１０、言い換えれば通常の孔加工装置を用いて、小さい径のドリル１６ａにより予め小さい径に穿孔３０ａが形成されたワーク（図２中、矢印Ｗで示す。）を加工するものである。
ここで、ワークＷは、その用途や用途に応じて選択される材料等を特に限定するものではないが、解決しようとする課題の項で説明したように、模型工作で用いる金属製模型部品や、比較的小ロットの金属製精密部品等を安価で簡易な装置で加工するときに、より好適に本発明の効果を発現することができる。

配置工程では、図３に示すように、穿孔３０ａが形成されたワークＷをテーブル１４に配置した状態、すなわち、図２の状態から、固定具１２を外してワークＷを変位可能な状態とする。なお、このとき、ワークＷに軽く手を添えてワークＷを保持しておいてもよい。
一方、孔加工部は、拡大孔加工装置用部品２０（センター合わせ部材）を取り付ける。すなわち、ドリル把持部１８からドリル１６ａを取り外し、ドリル把持部１８にドリルホルダ２２を取り付けるとともに、穿孔３０ａを所望の寸法に拡大することができる径の大きなドリル１６ｂをドリルホルダ２２に取り付ける。さらに、ドリル１６ｂの露出部を孔部２８に収容するようにして、センター合わせアタッチメント２４のテーパ状の開口にドリルホルダ２２の円錐形状部分を嵌挿、嵌合して、センター合わせアタッチメント２４をドリルホルダ２２に取り付ける。
これらドリルホルダ２２およびセンター合わせアタッチメント２４は、全てドリル把持部１８と同一の軸線を有するように、言い換えれば、ドリル把持部１８に取り付けられるときのドリル（図２に示す状態のドリル１６ａ）と同一の軸線を有するように取り付けられる。

センター合わせ工程では、図４に示すように、センター合わせアタッチメント２４の円錐形状の先端部、言い換えれば、センター合わせ部材の先端部を穿孔３０ａに挿入して穿孔のセンター合わせを行う。
このセンター合わせは、穿孔３０ａの軸線に拡大する穿孔の軸線を一致させる作業である。このとき、図５に示すように、センター合わせ部材の先端部の挿入開始時に、穿孔３０ａの軸線（中心線。図５中、矢印Ｌ１で示す。）に対してセンター合わせアタッチメント２４の軸線（図５中、矢印Ｌ２で示す。）がずれている場合であっても、穿孔３０ａ内に押し下げて挿入されるアタッチメント２４の先端部によって穿孔３０ａの壁が押圧されて変位可能な状態にあるワークＷが図５中左方向に変位することにより、図６に示すように、穿孔３０ａの軸線Ｌ１が左方向に移動してセンター合わせアタッチメント２４の軸線Ｌ２と一致する。

ついで、固定工程では、センター合わせを行った状態のワークＷをその位置で固定具１２によってテーブル１４に固定する（図７の固定具１２の状態参照。）。

最後に、穿孔工程では、図７に示すように、センター合わせアタッチメント２４をドリルホルダ２２から取り外して、ドリル１６ｂを露出させる。そして、図８に示すように、ドリル１６ｂでワークＷを穿孔して、穿孔３０ａを拡大して穿孔３０ｂを形成し、図９に示すように、ドリル１６ｂをワークＷから引き抜くことで、ワークＷの拡大孔（穿孔３０ｂ）の加工が完了する。

以上説明した本発明の拡大孔加工装置１０および拡大孔加工装置用部品２０ならびに拡大孔加工方法によれば、センターずれすることなく、拡大孔を形成することができる。また、センターずれすることのない拡大孔を、安価で簡易な拡大孔加工装置を用いて形成することができる。

なお、本発明の拡大孔加工方法において、ドリル１６ａをドリルホルダ２２に取り付けた状態で穿孔３０ａを形成し、ドリル１６ａにセンター合わせアタッチメント２４を被せてセンター合わせを行った後、センター合わせアタッチメント２４をドリルホルダ２２から取り外したときにドリル１６ａからドリル１６ｂへ交換して、穿孔３０ｂを形成してもよい。
また、このとき、ドリルホルダ２２に取り付けた状態で穿孔３０ａを形成したドリル１６ａをドリル１６ｂに交換して、ドリル１６ｂにセンター合わせアタッチメント２４を被せてセンター合わせを行ってもよい。

また、本発明の拡大孔加工装置として、図１０に示す拡大孔加工装置１０ａのように、ドリルホルダを省略して、センター合わせアタッチメント２４ａを直接ドリル把持部１８に取り付ける構造とし、これにより、センター合わせを行ってもよい。
この場合、穿孔を行う都度、センター合わせアタッチメント２４ａを着脱してドリルを交換することになる。すなわち、図１１で皿もみ加工を例として示したように、ねじ頭の形状に合わせた皿状の開口を有する穿孔３０ｃを形成するために、センター合わせアタッチメント２４ａを取り外したドリル把持部１８に皿もみ加工用のドリル１６ｃを取り付けた構造とする。

本発明の拡大孔加工装置の概略構成を示す図である。本発明の拡大孔加工方法を説明するためのものであり、ワークに予め小さい径の穿孔を形成する工程における拡大孔加工装置の状態を示す図である。本発明の拡大孔加工方法を説明するためのものであり、穿孔を形成したワークをテーブルに配置するとともに、センター合わせ部材をドリル把持部に取り付けた、配置工程における拡大孔加工装置の状態を示す図である。本発明の拡大孔加工方法を説明するためのものであり、センター合わせ部材の先端部を穿孔に挿入してセンター合わせを行うセンター合わせ工程における拡大孔加工装置の状態を示す図である。本発明の拡大孔加工方法を説明するためのものであり、センター合わせ工程において、当初、センター合わせ部材の先端部と穿孔のセンターがずれた状態を示す図である。本発明の拡大孔加工方法を説明するためのものであり、センター合わせ工程において、最終的に、センター合わせ部材の先端部と穿孔のセンターが合った状態を示す図である。本発明の拡大孔加工方法を説明するためのものであり、ワークをテーブルに固定するとともに、センター合わせ部材を取り外してドリルを露出する固定工程における拡大孔加工装置の状態を示す図である。本発明の拡大孔加工方法を説明するためのものであり、穿孔を拡大する穿孔工程における拡大孔加工装置の状態を示す図である。本発明の拡大孔加工方法を説明するためのものであり、穿孔工程を終えてドリルをワークから引き抜いたときの拡大孔加工装置の状態を示す図である。本発明の拡大孔加工装置の他の例によるセンター合わせ状態を示す図である。本発明の拡大孔加工装置の他の例による皿もみ加工状態示す図である。

符号の説明

１０、１０ａ拡大孔加工装置
１２固定具
１４テーブル
１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃドリル
１８ドリル把持部
２０拡大孔加工装置用部品
２２ドリルホルダ
２４、２４ａセンター合わせアタッチメント

Claims

穿孔されたワークを着脱可能に固定する固定具を有するテーブルと、該穿孔よりも大きな径の孔を穿孔可能なドリルが着脱可能に取り付けられるドリル把持部を有する孔加工部とを備える拡大孔加工装置であって、
ドリルに換えてドリル把持部に取り付けられるドリルホルダと、該ドリルホルダよりも大きな径を有し、該ドリルホルダの該ドリル把持部に取り付けられる側とは反対側の自由端部に取り付けられるセンター合わせアタッチメントを有し、
該ドリルホルダは、該自由端部がドリル把持部に取り付けられるときのドリルと同一の軸線を有する円錐形状に形成されるとともに、該自由端部に円錐形状と同一の軸線を有する、ドリルを嵌挿可能に取り付ける孔部が形成され、
該センター合わせアタッチメントは、該ドリルホルダの自由端部に取り付けられる側の端部に、該ドリルホルダの自由端部を嵌挿可能に取り付ける、該ドリルホルダと同一の軸線を有するテーパ状開口と該テーパ状開口に連通し、該ドリルホルダに取り付けられるドリルの露出部を収容可能な空間を有する孔部が形成されるとともに、他方の端部が該孔部と同一の軸線を有する円錐形状に形成されてなることを特徴とする拡大孔加工装置。
ドリルに換えてドリル把持部に取り付けられるドリルホルダと、該ドリルホルダよりも大きな径を有し、該ドリルホルダの該ドリル把持部に取り付けられる側とは反対側の自由端部に取り付けられるセンター合わせアタッチメントとからなり、
該ドリルホルダは、該自由端部がドリル把持部に取り付けられるときのドリルと同一の軸線を有する円錐形状に形成されるとともに、該自由端部に円錐形状と同一の軸線を有する、ドリルを嵌挿可能に取り付ける孔部が形成され、
該センター合わせアタッチメントは、該ドリルホルダの自由端部に取り付けられる側の端部に、該ドリルホルダの自由端部を嵌挿可能に取り付ける、該ドリルホルダと同一の軸線を有するテーパ状開口と該テーパ状開口に連通し、該ドリルホルダに取り付けられるドリルの露出部を収容可能な空間を有する孔部が形成されるとともに、他方の端部が該孔部と同一の軸線を有する円錐形状に形成されてなることを特徴とする拡大孔加工装置用部品。