JP3834336B2 - ボア周縁部の面取り加工用の面削り工具 - Google Patents

Description

本発明は、本体にその縦軸に対して横向きのリセスが少なくとも１つ備えられ、このリセス内に、少なくとも１つのチップが、バネ応力を付加されてリセスの長手方向に移動可能であるように配置される、ボア周縁部の面取り加工用の面削り工具に関する。
この種の面削り工具は、様々な仕様のものが知られている。これまでに知られている種類のものは、本体に捻回可能であるように配置された制御ロッカを介して、本体に設けられた横向きのリセスに配置されるチップの横送りを行なう点で、共通している。すなわち、この制御ロッカのバネ応力による捻回により、リセス内に移動可能であるように支承された１つまたは複数のチップの送りも制御されるようになっている。
しかし、制御ロッカをその縦軸まわりに捻回可能であるように配置した場合、制御ロッカの捻回駆動に不可欠なバネの構造がかなり複雑になるのと同時に、制御ロッカがそのリセス内で受ける捻り抵抗摩擦が、相当大きくなるという欠点がある。この種の面削り工具は、特に小型化には不適であるばかりか、製造コストもかなり高くなっている。
このことからも本発明の課題は、実質的低コストで製造可能であると同時に、小径のボア周縁部についても相応に面取り加工を行なえるように、実質的な小型化を実現すべく、冒頭に記した種類の面削り工具をさらに発展改良することにある。
この課題は、本発明では請求項１に技術開示される特徴により、解決される。
本発明の本質的な特徴は、本体の縦穴に少なくとも１つの圧縮バネが配置され、これが、軸方向に移動可能であるように配置された制御ピンの一方の端部と当接し、制御ピンの他方の端部が、チップに設けられた制御ノッチと係合して、チップに対して送り方向に少なくとも１つの保持力を行使する点にある。
すなわち本発明で重要であるのは、制御ピンが、その縦軸まわりに捻回可能であるように構成されるのではなく、本体の縦穴内を軸方向に移動可能であるように構成される点である。これにより、制御ピンをバネ応力により移動させるための駆動系の構造を実質的に簡素化でき、省スペースを実現できるという長所が得られる。すなわち、制御ピンの軸方向への送り駆動を直接担当する簡単なバネ（例：圧縮コイルばね、捻りバネ、渦巻きバネ）を使用できるようになる。
ここで重要であるのは、この制御ピンの下側の自由端が、バネ応力により、チップの上側に設けられた対応する制御ノッチにはまり込む点である。この制御ノッチは、チップに様々な保持力が付与されるように構成される。
ボア周縁部の面取り加工では、本体内でチップをその面取り位置、すなわち切削位置に、動かないようにかなりしっかりと固定保持し、相応の切断力・切削力を受け止められるようにすることが肝要である。
そのために、本体の横向きに延びるリセス内におけるチップの保持力が、切断・切削工程の間にチップがリセス内に不意に押し戻されてしまうことがないよう、可能な限り大きくなるように、バネ応力を付加された制御ピンを制御ノッチに係留することが予定される。
チップに加わる切削圧力の増大に伴い、チップには、横向きに配置されたリセスの長手方向に、相応の送り力が作用するが、この力は、チップをリセス内に押し戻そうとする傾向を有している。この力が作用している間、本発明では、バネ応力が付加された加圧ピンの頭部を、制御ノッチ領域の傾斜が比較的きつい直線部に沿って、この直線部が、傾斜が一段と緩やかな直線部に移行する縁の位置まで、滑らせることが予定される。
すなわち、バネ応力が付加された加圧ピンの頭部が、傾斜がきつい方の直線部に接しながらこれに沿って滑る限り、チップに加わる切削圧力は比較的一定に保たれるようになり、これによりボア周縁部に、たとえば３mm幅の面取り部を備えることができる。面削り工具を、圧力をさらに高めながら、ボア周縁部に当てたときに初めて、バネ応力を付加された加圧ピンの頭部が、第１の急傾斜の直線部の縁を、パチンと音を立てて乗り越えて、この第１直線部よりも傾斜が緩い第２の直線部領域に到達するようになっている。
その結果チップには、面削り工具のリセス内への移動に対抗する大きな抵抗が、最早作用しなくなるため、面削り工具に加わる圧力の増大に応じて、チップは面削り工具のリセス内に押し込まれるようになる。
これは、チップに設けられた円錐状の切刃が、本発明では、切削加工を行なわない前側の非切削領域に移行すること、またチップのこの非切削領域が、加工対象のボアの内壁に接することを意味している。すなわちチップは、この送り位置において、切刃がボア周縁部との係合から離脱するまで、横向きのリセス内に押し込まれる。このためチップは、ボア内部を貫通しながら軸方向に送られて、（ボアが貫通孔である限り）ボアの反対側からボアの外に突出できるようになっている。面削り工具が貫通ボアからこのように突出するのと同時に、チップは再び本体の横向きのリセスから飛び出して、貫通ボアの反対側のボア周縁部の面取り加工に、切刃を再び使用できるようになる。
その際に面削り工具は、戻り行程で、順送り行程について説明したのと同様の加工を行なうが、この場合はチップの別の切刃を、貫通ボアの反対側のボア周縁部の面取り加工に使用すればよい。
その他については、順送り行程と同様であり、チップに加わる切削圧力の増大に伴って、チップは、バネ応力を付加された加圧ピンの力に抗って、バネ応力を付加された加圧ピンが再び傾斜が緩い方の直線部に到達し、それ迄の、チップを横向きのリセス内に押し込んで、切刃を加工対象のボア周縁部との係合から離脱させるのに寄与していた強い保持力が、弱い保持力に移行するまで、リセス内に押し込まれる。
本発明は、面削り工具の構成、ならびに、以下でさらに詳しく説明する、バネ応力を付加されて軸方向に移動可能な加圧ピンによるチップの送り駆動系に対して、単独の保護を求めるものである。
また、面削り工具のこの特殊な構成とは別に、チップそのものの種類ならびに構成に対しても、単独の保護が請求される。
参考までに指摘するが、本発明は、加圧ピンを１本だけ使用した事例に限定されない。加圧ピンを２本備え、これらを互いに平行に配置することも可能であるが、その際にはそれぞれの加圧部材にチップが１つずつ、下記の説明と同様の方法で配置される。
同じく本発明のさらに別の構成では、１つのリセスにチップを１つ以上配置することが予定されるが、その際には第１のチップがリセスの一方の側面に対向し、他のチップがリセスの反対側の側面に対向するように配置される。
本発明の第３の構成では、面削り工具にこの種のチップを複数個、重ね合わせて配置すること、かつ、それぞれのチップに前述の駆動系を配置することが予定される。
本発明の対象は、それぞれの請求項において個別に請求される対象だけから成るのではなく、それぞれの請求項を組み合わせたものも、本発明の対象に含まれる。
要約を含め、全ての出願書類に開示される説明ならびに特徴、特に図面に示されている空間配置は、それらが単独で、もしくは互いに組み合わせたものとして、従来技術に対して新規である限り、実質的な発明対象として請求される。
以下、本発明を、幾つかの実施方法を表示した図面を参照しながら、詳細に説明する。それぞれの図面、ならびに図面の説明から、本発明のその他の本質的な特徴ならびに長所が明らかにされる。
図１は、本発明にしたがった面削り工具の断面を示した略図である。
図２は、図１の面削り工具の下側部分の断面を拡大して示したものである。
図３は、図１の面削り工具の前面図である。
図４は、面削り工具の断面を、図２によりもさらに拡大して示したものである。
図５は、加圧ピンのバネ駆動系の第２実施例の略図である。
図６は、加圧ピンのバネ駆動系の第３実施例の略図である。
ほぼ円筒形に構成された、好ましくは金属材料製またはプラスチック材料製の本体１の内部には、軸４によって下に向かって延長されたネジ付きボルト３が、縦穴２の中に取り付けられる。ネジ付きボルト３と軸４は、別体の部品として構成されてもよいが、一体型であってもよい。
軸４の下側の端部には、円筒形の圧縮バネ５の一方の端部が当接しており、バネの他方の端部は、バネ板６の上面に当接している。このバネ板６は、ほぼ円板形状をした板により構成されており、その下面の中央には盲穴を設けたアタッチメントが取り付けられ、制御ピン７の端部がこの盲穴にはまり込んでいる。
この制御ピン７は、本体１の穴29の中に、本体の縦軸（すなわち中心線26）に沿って軸方向に移動可能であるように、バネ応力を付加されて保持されている。
制御ピン７の下側の端部は、チップ８の上側の縁に設けられた対応する制御ノッチ10に、バネ応力を付加されてはまり込む頭部11として、構成されている。その際にチップ８は、中心線26に対して横向きに備えられた本体１のリセス９内に、移動を可能として支承されている。
面削り工具の下側の端面は、本体１の各部により形成されるが、この端面の中央には穴12が備えられる。
チップ８は、制御ピン７のバネ応力によって、リセス９内を矢印方向20,20′に移動可能であるように配置される。
図４に示される状態において、チップ８は、リセス９から最大限送り出された面取り加工位置にある。面削り工具が順送り駆動されると、本体１の下側の端部が挿入される図示されないボアの周縁部に、チップの下側の切刃28が当接する。
ここでは、制御ノッチ10の構成ならびに制御ピン７の頭部11の形状が重要である。
図４の左側において、制御ノッチは中心線26から横にずらして配置された下側の半径部14から、ほぼ垂直なストップ縁25が上に延びて、チップ８の上側の水平な縁に移行している。
このストップ縁25により、制御ピン７の側部のストッパを形成することによって、チップ８が図示の矢印方向20′にリセス９から脱落するのを防ぐことができる。
またその際には同時に、制御ピン７の頭部11の反対側の側部が、符号15の位置で半径部14から続き、ほぼ符号17の位置まで延びている直線部16に接している。この直線部16は中心線26に対し、かなり急な角度を成している。その結果、チップの切削工程の間（切刃28が面取り対象のボア周縁部と係合している間）、チップ８には、矢印方向20のリセス内への移動に対抗する、大きな保持力が付与されるようになっている。
しかし、面削り工具に加わる中心線26方向の圧力が増大するのに伴って、チップ８を矢印方向20に移動させようとする傾向が次第に強くなり、その際には同時に頭部11の部分30が、直線部16に沿って上方に、ほぼ位置17まで移動される。
急傾斜の直線部16が、傾斜が一段と緩やかな、位置17から位置19まで延びる直線部18に移行するため、頭部部分30がこの位置17に到達し、さらに傾斜が緩やかな直線部18の領域に到達すると、直ちに、矢印方向20への移動を防いでいたそれまでの大きな保持力が、弱い保持力に取って代わられ、チップは矢印方向20にリセス９内に滑り込んでしまう。
このとき切刃28は、ボア周縁部との係合から離脱し、切削加工に携わらない制御刃先21だけが、リセス９から突出した状態となって、ボア自体の加工を行なうことなく、チップ８≪原文20≫をリセス９内にさらに移動させるようになっている。このように制御刃先21は、切削加工を行なわないように構成される。
その際にチップは、比較的小さな反力でリセス９内に押し込まれるが、このときには同時に面削り工具が、ボアの反対側に到達してチップが再びリセス９から矢印方向20′に飛び出すまで、ボア内部を貫通して送られるようになっている。
この状態になったとき、ボアの反対側の面取り加工を行なうことができる。
その際の加工工程は、上述の工程と同様に開始される。すなわち、頭部11の部分30は再び直線部16上に位置しているが、ここでは切刃27が、貫通ボアの反対側のボア周縁部と係合する。
当然ながら、これらの切刃27,28の形状は、同一である必要はない。また刃の角度が互いに異なっていても、あるいは形状が異なっていてもかまわない。同様に、切刃27,28が、切削を行なわない制御刃先21,22の傾斜角と同じ角度で、制御刃先21,22に移行するかどうかも、重要ではない。それぞれの傾斜角が互いに異なり、切刃と制御刃先が角度を成して交わってもかまわない。
チップ８のリセス９内への取付けを有利にするため、チップの後側の縁22を矢印方向20にリセス９内に差し込んで、バネ応力を付加された制御ピン７をアプローチ傾斜部13に係合させることが予定される。制御ピン７は、このアプローチ傾斜部によって上方に持ち上げられ、チップ８が矢印方向20にさらにリセス内に押し込まれると、制御ノッチ10に入り込み、ストップ縁25と接触する。
図５および図６には、図１および図２に示されるような円筒形の圧縮バネ５に代わり、別の種類のバネを使用した例が示される。図５には、捻りバネ23の使用例が、図６には渦巻きバネ24の使用例が示される。
符号の説明
１ 本体
２ 縦穴
３ ネジ付きボルト
４ 軸
５ 圧縮バネ
６ バネ応力
７ 制御ピン
８ チップ
９ リセス
10 制御ノッチ
11 頭部（制御ピン７）
12 穴
13 アプローチ傾斜部
14 半径部
15 位置
16 直線部
17 位置
18 直線部
19 位置
20 矢印方向 20′
21 制御刃先
22 縁
23 捻りバネ
24 渦巻きバネ
25 ストップ縁
26 中心線
27 切刃
28 切刃
29 穴
30 部分（頭部11）

Claims (10)

1. ボア周縁部の面取り加工用の面削り工具であって、本体（1）を有しており、これにその縦軸に対して横向きのリセス（9）が少なくとも１つ備えられ、このリセス内に、少なくとも１つのチップ（8）が、バネ応力を付加されて前記横向きのリセス（9）に沿って移動可能であるように配置される、面削り工具において、
   前記本体（1）の縦穴の中に圧縮バネ（5）が配置されて、制御ピン（7）の一方の端部に当接しており、同制御ピン（7）の他方の端部が、前記チップ（8）に設けられた制御ノッチ（10）と係合し、この制御ノッチ（10）は、前記チップ（8）の上側の水平な縁に対して垂直なストップ縁（25）と、前記ストップ縁（25）の反対側で、急角度の直線部（16）と、それに続く緩やかな直線部（18）とから構成されており、前記直線部（16、18）と前記制御ピン（7）との係合によって、同チップ（8）に対して移動方向（20,20′）に少なくとも１つの保持力を行使することを特徴とする、面削り工具。
2. 請求項１に記載の面削り工具において、前記制御ピン（7）の一方の端部が、バネ板（6）の穴の中に受け止められること、および、このバネ板（6）に前記圧縮バネ（5）が当接することを特徴とする、面削り工具。
3. 請求項１または２に記載の面削り工具において、前記圧縮バネ（5）が圧縮コイルばねであることを特徴とする、面削り工具。
4. 請求項１または２に記載の面削り工具において、前記圧縮バネ（5）が捻りバネであることを特徴とする、面削り工具。
5. 請求項１または２に記載の面削り工具において、前記圧縮バネ（5）が渦巻きバネであることを特徴とする、面削り工具。
6. ボア周縁部の面取り加工に用いられる面削り工具用のチップであり、前記面削り工具の本体（1）の軸中心部に設けた縦穴に収納され、圧縮バネ（5）によって押圧される制御ピン（7）と、前記チップ（8）に設けられた制御ノッチ（10）との係合によって、前記本体（1）に設けられた横向きのリセス（9）内で横移動が可能であるチップであって、前記チップ（8）の前記制御ノッチ（10）に１つの半径部（14）が含まれ、そこから第１の直線部（16）が前記制御ピン（7）の中心線（26）に対して斜めに延びており、この第１の直線部（16）に続いて、傾斜が一段と緩やかな第２の直線部（18）が備えられることを特徴とする、チップ。
7. 請求項６に記載のチップにおいて、前記半径部（14）が、前記制御ピン（7）の中心線（26）から横にずらして、前記制御ノッチ（10）に配置されることを特徴とする、チップ。
8. 請求項６または７に記載のチップにおいて、前記チップ（8）の切刃（28）と反対側に１つのアプローチ傾斜部（13）が配置されることを特徴とする、チップ。
9. 請求項８に記載のチップにおいて、前記アプローチ傾斜部（13）が、前記制御ノッチ（10）の第１と第２の直線部（16,18）と同じ向きに傾斜していることを特徴とする、チップ。
10. 請求項６〜８のいずれか１項に記載のチップにおいて、前記半径部（14）に続いて、ほぼ垂直なストップ縁（25）が配置され、これが前記制御ピン（7）の側部に、移動ストッパとして当接することを特徴とする、チップ。

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