JP4635940B2

JP4635940B2 - 自動交換式切削工具

Info

Publication number: JP4635940B2
Application number: JP2006096177A
Authority: JP
Inventors: 彰金星; 弘生鳥井
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2011-02-23
Anticipated expiration: 2026-03-31
Also published as: JP2007268642A

Description

この発明は、例えばエンジンのシリンダーヘッドにおけるバルブ穴を仕上げ加工するとともに当該バルブ穴の開口部周縁を加工するための切削工具であって、工作機械の工具保持部に自動で着脱される自動交換式切削工具に関する。

従来、エンジンのシリンダーヘッドにおけるバルブ穴を仕上げ加工するとともにこのバルブ穴の開口部を所定の形状に加工するための切削工具として、例えば特許文献１及び特許文献２に開示されているように、被切削材に予め設けられた下穴に挿入されて該下穴の内壁面を仕上げ加工するための穴加工工具と、下穴の開口部を加工するための切刃とを備えたものが提供されている。

この種の切削工具においては、軸線回りに回転される工具本体を有し、該工具本体の後端側部分に工作機械の工具保持部に装着される取付部が形成され、工具本体の先端面に穿設された装着孔に、長尺の略円柱状をなす穴加工工具としてリーマが前記軸線と同軸に装着されている。
さらに、工具本体の先端部外周には、軸線に対して傾斜して設けられた切刃が備えられており、この切刃が、工具本体がなす円錐の斜面に沿って、つまり、軸線に斜交する方向に移動可能とされている。

上記の切削工具は、工具本体後端側に形成された取付部が工作機械の工具保持部に取り付けられ、工具本体が軸線回りに回転されつつ軸線方向先端側に向かって送られることにより、工具本体の装着孔に装着されたリーマが、例えばエンジンのシリンダーヘッドにおけるバルブ穴からなる下穴を所定の内径に加工するとともに、工具本体先端部外周に設けられた切刃が、このバルブ穴の開口部にバルブヘッドが当接するバルブシート面を加工するようになっている。
特許第２７４８８４６号公報特開平０６−３０４８０４号公報

ところで、上述した従来の切削工具においては、工作機械の工具保持部に工具本体を着脱する作業を手作業にて行っており、このような切削工具の交換作業に多くの時間と労力を要するととともに、作業者による取付精度のばらつきによって加工精度が劣化するおそれがあった。また、上述したような切削加工を自動運転によって行うことができず、切削加工のコストを低減できないといった問題があった。

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、軸線に沿って延びる穴加工工具及び工具本体先端側に切刃を備えた切削工具であって、工作機械に自動運転にて交換可能な自動交換式切削工具を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、この発明は、軸線回りに回転される工具本体を有し、該工具本体の先端に前記軸線に沿って延びる穴加工工具が装着されるとともに前記工具本体の先端側外周に切刃が配置され、前記工具本体の後端側に工作機械の工具保持部と連結される取付部が形成された自動交換式切削工具であって、前記工具本体は、外周スリーブと、該外周スリーブの内部に挿入され同軸状に配置された中間スリーブと、該中間スリーブの内部に挿入され同軸状に配置された内周スリーブとで構成され、前記中間スリーブと前記内周スリーブとの前記軸線方向の相対移動を規制する相対移動規制手段を備えており、前記内周スリーブに前記穴加工工具が装着されるとともに、前記中間スリーブに前記切刃が接続されており、これら外周スリーブと中間スリーブと内周スリーブとが、前記軸線方向に互いに移動可能に配置され、前記取付部は、前記外周スリーブと前記中間スリーブと前記内周スリーブとにそれぞれ形成された３つの連結部で構成され、前記工具保持部は、これら３つの連結部と連結される３つの被連結部が同軸状に配置されて構成されており、前記連結部及び前記被連結部のうちの一方が連結軸部とされるとともに他方が連結孔部とされ、前記連結軸部には、径方向外側に向けて突出した突出部と径方向内側に向けて凹んだ逃げ部とが周方向で交互に配置され、前記連結孔部には、径方向外側に凹んだ切欠部と径方向内側に向けて突出した係止爪部とが周方向で交互に配置されており、前記突出部と前記切欠部との周方向位置が一致した状態で前記連結軸部が前記連結孔部に挿入可能とされ、前記被連結部と前記連結部とを相対的に回転させて前記突出部と前記係止爪部とを係合することにより、前記工具本体が前記工作機械の前記工具保持部に連結されることを特徴とする。

上記の構成の自動交換式切削工具では、外周スリーブと中間スリーブと内周スリーブとが互いに軸線方向に移動可能に配置され、これら３つのスリーブに形成された連結部と工作機械の被連結部とを軸線方向に接近させたのちに相対回転させることで、工作機械の工具保持部にこの工具本体を取り付けることができるので、この切削工具の着脱を自動運転にて行うことができる。

すなわち、連結孔部の切欠部と連結軸部の突出部との周方向位置が一致した状態で連結孔部に連結軸部を挿入することが可能となり、こうして連結孔部に挿入された連結軸部を相対的に回転させることで、連結孔部の係止爪部と連結軸部の突出部との周方向位置が一致して係合され、連結軸部と連結孔部とが連結されるのである。
したがって、被切削材に予め形成された下穴の仕上げ加工を行うとともにこの下穴の開口部周縁を切削する加工を自動運転にて行うことができ、切削加工のコストを低減することができる。

ここで、前記工具本体に、前記外周スリーブと前記中間スリーブと前記内周スリーブとの周方向の相対回転を防止する相対回転防止手段を備えることにより、３つの被連結部からなる工具保持部とこれら３つのスリーブのそれぞれに形成された連結部とを挿脱する際に、係止爪部と突出部とが干渉することを防止でき、自動運転による切削工具の交換を確実に行うことができる。

また、前記工具本体に、前記外周スリーブと前記中間スリーブと前記内周スリーブとの前記軸線方向の相対移動を規制する相対移動規制手段が備えることにより、前記外周スリーブと前記中間スリーブと前記内周スリーブとが容易に軸線方向に移動することを抑制でき、自動運転による切削工具の交換を確実に行うことができる。

さらに、前記工具本体に、前記工具本体の前記工具保持部に対する相対回転移動を案内するガイド部を形成することにより、係止爪部と突出部とを確実に係合させて工具本体と工具保持部とを強固に連結させることができるとともに、連結部と被連結部とを挿脱する際に係止爪部と突出部とが干渉することを防止でき、自動運転による切削工具の交換を確実に行うことができる。

このように本発明によれば、軸線に沿って延びる穴加工工具及び工具本体先端側に切刃を備えた切削工具であって、工作機械に自動運転にて交換可能な自動交換式切削工具を提供することができる。

本発明の実施形態について添付した図面を参照して説明する。図１から図３に自動交換式切削工具を示す。
この自動交換式切削工具１は、軸線Ｏ回りに回転される工具本体２と、この工具本体２の工具先端側（図１において左側）に向けて前記軸線Ｏに沿って延びる穴加工工具としての長尺状のリーマ３と、工具本体２の工具先端側外周に向けて配置される切刃４とを有している。
リーマ３は、概略円柱状をなしており、その先端側部分に刃先部３Ａが形成されるとともに、後端側部分がシャンク部３Ｂとされている。

工具本体２は、図１に示すように、外周スリーブ１１と中間スリーブ１２と内周スリーブ１３との３つのスリーブ１１、１２、１３が同軸状に配置されて構成されている。
外周スリーブ１１の工具先端側部分は、工具後端側（図１において右側）に向かうにしたがい外径が大きくなる多段円錐状をなしており、軸線Ｏ方向中央部に胴部１４が形成され、この胴部１４の工具後端側を向く面１４Ａは軸線Ｏと直交する平坦面とされている。また、胴部１４には、自動工具交換装置（ＡＴＣ）のアーム（図示なし）によって把持される環状の環状溝１４Ｂが形成されている。
この胴部１４よりも工具後端側部分には、工具後端側に向かうにしたがい漸次外径が小さくなるテーパシャンク部１５が形成されている。

また、この外周スリーブ１１の内周孔の先端側部分は小径孔１６とされており、小径孔１６の工具後端側に一段内径が大きくされた大径孔１７が連設されている。小径孔１６と大径孔１７との接続部分には、大径孔１７の工具後端側を向く底面１７Ａとこの底面１７Ａに連なるテーパ孔部１８とが形成されている。また、小径孔１６には、その内周側にリーマ３のシャンク部３Ｂが挿入されるブッシュ５が嵌入されている。

外周スリーブ１１の先端側部分には、円錐形状の母線の方向（図１において矢印Ｌ方向）に沿って、つまり軸線Ｏに斜交する方向に沿って延びる凹溝２０が形成されている。この凹溝２０の工具回転方向前方側を向く底面には、凹溝２０と平行に延びるセレーション部が形成されたスペーサー（図示なし）が配置され、このスペーサーの上に、前記セレーション部と嵌合する突条部を備えたスライド部材２１が配置されている。また、この凹溝２０の工具後端側及び径方向内側に配置された側壁面には、この側壁面に直交する方向に延びて前記大径孔１７に貫通する貫通孔２２が形成されている。

このスライド部材２１は、図１に示すように「く」の字状に曲折しており、その工具後端側が前記凹溝２０内に配置され、工具先端側部分には、外周スリーブ１１の先端側外周に向けて前記切刃４が突出されるように、バイト２３が配置されている。
このスライダー部材には、前記貫通孔２２に挿入される結合ピン２４が備えられており、結合ピン２４の先端が前記大径孔１７へと突出可能とされている。

また、前記大径孔１７には、外形が略円筒状をなす中間スリーブ１２が挿入されており、大径孔１７の内周面と中間スリーブ１２の外周面とが摺接するように配置されている。中間スリーブ１２の工具先端側部分には、前記大径孔１７の工具後端側を向く底面１７Ａ及びテーパ孔部１８と対向するように平面部２５及びテーパ面部２６とが形成されており、このテーパ面部２６には、テーパ面部２６と直交するように延びるピン孔２７が穿設されている。そして、前記結合ピン２４の先端がこのピン孔２７に挿入されることにより、前記スライド部材２１と当該中間スリーブ１２とが結合されている。

また、中間スリーブ１２の内周孔の工具先端側には、その外周面にギア歯２９が形成されたナット部材２８が収容され、このナット部材２８の工具後端側に内周スリーブ１３が挿入されている。
内周スリーブ１３に形成された内周孔は、先端面に向けて開口した第１孔３０と、この第１孔３０よりも一段小径とされた第２孔３１と、この第２孔３１よりもさらに一段小径の第３孔３２とが連設されて構成されている。この第１孔３０には、前記ナット部材２８の工具後端側部分が嵌入されている。

前記第２孔３１には、リーマ３を支持するためのチャック３３が挿入されている。チャック３３は、軸線Ｏ方向に縦列するように配置された一対のチャック部材３４、３５と、これらチャック部材３４、３５の径方向内側に配置されるコレット３６とから構成されている。
チャック部材３４、３５は、第２孔３１に嵌挿可能な外径を有する概略円筒状に形成されており、工具先端側に配置されるチャック部材３４は前記ナット部材２８の工具後端側を向く面に当接させられ、工具後端側に配置されるチャック部材３５は第２孔３１の工具先端側を向く底面に当接させられるとともに、これら一対のチャック部材３４、３５の間には軸線Ｏ方向に間隔が開けられて配置されている。さらに、これらのチャック部材３４、３５の内周側には、互いに他方のチャック部材３５、３４側に向かうにしたがい漸次拡径するテーパ部３４Ａ、３５Ａが形成されている。

コレット３６は、その外周側が前記テーパ部３４Ａ、３５Ａと密着するような形状とされた概略円筒状をなしており、その円筒壁部には、該コレット３６の中心軸を含む平面に沿った多数のスリット（図示なし）が形成されていて、このスリットに挟まれた部分が前記中心軸に対する径方向内側に撓むことにより、当該コレット３６の内径が縮径される構成とされている。このコレット３６の内周側にリーマ３のシャンク部３Ｂが挿入されている。

また、中間スリーブ１２の工具先端側部分には、チャック３３の工具先端側に配置されたナット部材２８を軸線Ｏ方向に進退可能に移動させる移動部材３７が配置されている。この移動部材３７は、軸線Ｏと平行に延びる円柱状をなしており、移動部材３７の工具後端側に、円板状をなしてその外周にウォーム歯３８を有するウォームギア部３９が形成されている。このウォーム歯３８は前記ナット部材２８の工具先端側外周面に形成されたギア歯２９と歯合され、移動部材３７を回転させることで前記ナット部材２８を軸線Ｏ方向に移動可能な構成とされている。この移動部材３７の工具先端側には、スパナ等の作業用工具を係合する係合孔４０が形成され、この係合孔４０が外周スリーブ１１の先端面に露呈されている。

また、外周スリーブ１１の大径孔１７の工具後端側部分には、軸線Ｏと平行に延びる第１キー溝４１が形成され、中間スリーブ１２の外周面の後端側部分に、前記第１キー溝４１に嵌入される第１キー部材４２が備えられており、この第１キー溝４１と第１キー部材４２とが係合することで外周スリーブ１１と中間スリーブ１２との相対回転が防止されている。また、中間スリーブ１２の内周孔には前記軸線Ｏと平行に延びる第２キー溝４３が形成され、内周スリーブ１３の外周面に、前記第２キー溝４３に嵌入される第２キー部材４４が備えられており、この第２キー溝４３と第２キー部材４４とが係合することで中間スリーブ１２と内周スリーブ１３との相対回転が防止されている。これら第１キー溝４１と第１キー部材４２及び第２キー溝４３と第２キー部材４４とが、本実施形態における相対回転防止手段とされている。

さらに、中間スリーブ１２には、中間スリーブ１２と内周スリーブ１３とが軸線Ｏ方向に容易に相対移動しないように内周スリーブ１３を押圧するプランジャ４５が備えられている。また、外周スリーブ１１と中間スリーブ１２とは、外周スリーブ１１の大径孔１７の底面１７Ａ及びテーパ孔部１８の部分に配置された結合部材４６によって結合されており、外周スリーブ１１と中間スリーブ１２とが軸線Ｏ方向に容易に相対移動することが防止されている。これらプランジャ４５と結合部材４６とが、本実施形態における相対移動規制手段とされている。

そして、工具本体２の工具後端側には、工作機械の工具保持部６０に取り付けられる取付部５１が形成されている。
工作機械に備えられた工具保持部６０には、前記外周スリーブ１１のテーパシャンク部１５が挿入される装着孔６１が設けられ、この装着孔６１には、図１及び図２に示すように、外周連結軸部６２、中間連結軸部６３、内周連結軸部６４の３つの連結軸部が同軸状に配置され、軸線Ｏ方向に互いに摺動可能に構成されている。これらの連結軸部６２、６３，６４には、径方向外側に向けて突出した突出部６５と径方向内側に凹んだ逃げ部６６とが周方向において交互に配置され、これらの突出部６５及び逃げ部６６は軸線Ｏを中心とした円弧状に形成されている。

本実施形態では、図２に示すように、４つの突出部６５と４つの逃げ部６６とが交互にそれぞれ９０°間隔で配置されており、隣り合う突出部６５と逃げ部６６とがなすそれぞれの円弧の中心線が交差する角度αが４５°とされている。また、外周連結軸部６２、中間連結軸部６３、内周連結軸部６４のそれぞれに形成された突出部６５は、それぞれの突出部６５がなす円弧の中心線が周方向で一致するように配置され、同様に、外周連結軸部６２、中間連結軸部６３、内周連結軸部６４のそれぞれに形成された逃げ部６６も、それぞれの逃げ部６６がなす円弧の中心線が周方向で一致するように配置されている。

この工具保持部６０に取り付けられる取付部５１は、外周スリーブ１１の工具後端側に形成された外周連結孔部５２、中間スリーブ１２の工具後端側に形成された中間連結孔部５３、内周スリーブ１３の工具後端側に形成された内周連結孔部５４の３つの連結孔部によって構成されている。これらの連結孔部５２、５３、５４には、径方向内側に向けて突出した係止爪部５５と径方向外側に凹んだ切欠部５６とが周方向において交互に配置され、これらの係止爪部５５及び切欠部５６は軸線Ｏを中心とした円弧状に形成されている。

本実施形態では、図２に示すように、４つの係止爪部５５と４つの切欠部５６とが交互にそれぞれ９０°間隔で配置されており、隣り合う係止爪部５５と切欠部５６とがなすそれぞれの円弧の中心線が交差する角度αが４５°とされている。また、外周連結孔部５２、中間連結孔部５３、内周連結孔部５４のそれぞれに形成された係止爪部５５は、それぞれの係止爪部５５がなす円弧の中心線が周方向で一致するように配置され、同様に、外周連結孔部５２、中間連結孔部５３、内周連結孔部５４のそれぞれに形成された切欠部５６についても、それぞれの切欠部５６がなす円弧の中心線が周方向で一致するように配置されている。

そして、外周連結孔部５２の係止爪部５５がなす円弧の長さは外周連結軸部６２の逃げ部６６がなす円弧の長さよりも短くされ、外周連結孔部５２の切欠部５６がなす円弧の長さは外周連結軸部６２の突出部６５がなす円弧の長さよりも長くなるように形成されている。
同様に、中間連結孔部５３の係止爪部５５がなす円弧の長さは、中間連結軸部６３の逃げ部６６がなす円弧の長さよりも短くされ、中間連結孔部５３の切欠部５６がなす円弧の長さは、中間連結軸部６３の突出部６５がなす円弧の長さよりも長くなるように形成されている。また、内周連結孔部５４の係止爪部５５がなす円弧の長さは、内周連結軸部６４の逃げ部６６がなす円弧の長さよりも短くされ、内周連結孔部５４の切欠部５６がなす円弧の長さは、内周連結軸部６４の突出部６５がなす円弧の長さよりも長くなるように形成されている。

また、外周連結孔部５２の係止爪部５５の軸線Ｏ方向長さは、外周連結軸部６２の逃げ部６６の軸線Ｏ方向長さよりも短くされ、外周連結孔部５２の切欠部５６の軸線Ｏ方向長さは、外周連結軸部６２の突出部６５の軸線Ｏ方向長さよりも長くなるように形成されている。
同様に、中間連結孔部５３の係止爪部５５の軸線Ｏ方向長さは、中間連結軸部６３の逃げ部６６の軸線Ｏ方向長さよりも短くされ、中間連結孔部５３の切欠部５６の軸線Ｏ方向長さは、中間連結軸部６３の突出部６５の軸線Ｏ方向長さよりも長くなるように形成されている。また、内周連結孔部５４の係止爪部５５の軸線Ｏ方向長さは、内周連結軸部６４の逃げ部６６の軸線Ｏ方向長さよりも短くされ、内周連結孔部５４の切欠部５６の軸線Ｏ方向長さは、内周連結軸部６４の突出部６５の軸線Ｏ方向長さよりも長くなるように形成されている。

このように取付部５１及び工具保持部６０が構成されているため、それぞれの連結孔部５２、５３、５４の係止爪部５５とそれぞれの連結軸部６２，６３，６４の逃げ部６６の周方向を一致させた場合には、それぞれの連結孔部５２，５３，５４の切欠部５６とそれぞれの連結軸部６２，６３，６４の突出部６５の周方向位置が一致することになる。同様に、それぞれの連結孔部５２，５３，５４の係止爪部５５とそれぞれの連結軸部６２，６３，６４の突出部６５の周方向を一致させた場合には、それぞれの連結孔部５２，５３，５４の切欠部５６とそれぞれの連結軸部６２，６３，６４の逃げ部６６の周方向位置が一致することになる。

また、外周スリーブ１１の胴部１４の工具後端側を向く面１４Ａには、図３に示すように円弧状をなすガイド溝４７が形成されている。このガイド溝４７には、工作機械のうち外周スリーブ１１の胴部１４の工具後端側を向く面１４Ａと対向する部分に配置されたガイドピン６７が係合されており、工作機械と工具本体２とはこのガイド溝４７に案内されて相対回転するように構成されている。

なお、本実施形態では、ガイド溝４７の円弧がなす中心角βは４５°とされており、このガイド溝４７の一端にガイドピン６７が位置した状態で、それぞれの連結孔部５２，５３，５４の係止爪部５５とそれぞれの連結軸部６２，６３，６４の逃げ部６６の周方向とが一致し、ガイド溝４７の他端にガイドピン６７が位置した状態で、それぞれの連結孔部５２，５３，５４の係止爪部５５とそれぞれの連結軸部６２，６３，６４の突出部６５の周方向が一致するように構成されている。

工具本体２にリーマ３を装着する際には、コレット３６の内周を拡径させた状態でリーマ３のシャンク部３Ｂをブッシュ５、ナット部材２８、コレット３６の内部へと挿入し、外周スリーブ１１の先端面側に露呈された移動部材３７の係合孔４０にスパナ等の作業用工具を係合させて回転させることにより、ナット部材２８を工具後端側へと移動させる。すると、ナット部材２８の工具後端側を向く面がチャック部材３４、３５を押圧することになり、コレット３６の内径が縮径するように変形し、リーマ３のシャンク部３Ｂを支持することになる。

上述のように軸線Ｏに沿って延びるリーマ３と、工具本体２先端側外周に切刃４とが備えられた自動交換式切削工具１は、次のようにして工作機械の工具保持部６０に取り付けられる。
まず、予めガイドピン６７がガイド溝４７の一端に位置するように位置調整された工具本体２をＡＴＣのアームに把持して、工具保持部６０の装着孔６１に外周スリーブ１１のテーパシャンク部１５を挿入する。

すると、それぞれの連結孔部５２，５３，５４の係止爪部５５とそれぞれの連結軸部６２，６３，６４の逃げ部６６の周方向位置とが一致し、それぞれの連結孔部５２，５３，５４の切欠部５６とそれぞれの連結軸部６２，６３，６４の突出部６５の周方向位置が一致することになり、外周連結孔部５２に外周連結軸部６２を、中間連結孔部５３に中間連結軸部６３を、内周連結孔部５４に内周連結軸部６４を挿入することができる。

こうしてそれぞれの連結孔部５２，５３，５４にそれぞれの連結軸部６２，６３，６４を挿入した後に、工具保持部６０を回転させてガイドピン６７がガイド溝４７の他端に位置するように４５°回転させることで、それぞれの連結孔部５２，５３，５４の係止爪部５５とそれぞれの連結軸部６２，６３，６４の突出部６５との周方向位置が一致する。この状態で工具保持部６０の連結軸部６２，６３，６４を後退させることにより、それぞれの連結軸部６２，６３，６４と連結孔部５２，５３，５４とが係合して、工具本体２が工具保持部６０に連結される。

このように工具本体２を工具保持部６０に連結することにより、テーパシャンク部１５の外周面と装着孔６１の内周面とがテーパ嵌合されるとともに、胴部１４の工具後端側を向く面１４Ａとが工具保持部６０に当接され、この工具本体２が強固に固定される。
この連結状態においては、軸線Ｏ方向に外周連結孔部５２に形成された係止爪部５５の工具先端側を向く面と外周連結軸部６２に形成された突出部６５の工具後端側を向く面とが密着し、他の連結孔部５３，５４に形成された係止爪部５５の工具先端側を向く面と他の連結軸部６３，６４に形成された突出部６５の工具後端側を向く面との間には隙間が形成されている。

このようにして工作機械の工具保持部６０に連結された自動交換式切削工具１は、図１に示す連結状態から一旦中間連結軸部６３及び内周連結軸部６４が後退するのにともない、中間スリーブ１２及び内周スリーブ１３を介して切刃４及びリーマ３が後退した状態で工具本体先端部が被切削材に対向させられ、軸線Ｏ回りに回転されるとともに、次いで中間連結軸部６３及び内周連結軸部６４が前進させられることにより、中間スリーブ１２及び内周スリーブ１３を介して切刃４及びリーマ３に軸線Ｏ方向先端側に向けて送りが与えられ、工具先端側に突出したリーマ３が被切削材に予め形成された下穴に挿入されて、下穴の内壁面を仕上げ加工するとともに、工具本体２先端側外周に配置された切刃４によって下穴の開口部周縁部を切削加工するものである。
したがって、こうして切削加工する際には、中間連結孔部５３、内周連結孔部５４の後端面が中間連結軸部６３及び内周連結軸部６４に密着させられることになる。

本実施形態である自動交換式切削工具１によれば、工具本体２が互いに軸線Ｏ方向に移動可能な外周スリーブ１１と中間スリーブ１２と内周スリーブ１３とで構成され、これらスリーブ１１、１２、１３のそれぞれに連結孔部５２、５３、５４が形成され、工作機械の工具保持部６０に同軸状に配置された連結軸部６２、６３、６４をこれら連結孔部５２、５３，５４に挿入して工具本体２を相対回転させることで工具本体２を工具保持部６０に連結できるので、ＡＴＣを使用してこの自動交換式切削工具１の着脱を行うことができる。よって、例えばエンジンのシリンダーヘッドにおけるバルブ穴と当該バルブ穴の開口部周縁の切削加工を自動運転にて行うことができ、切削加工のコストを低減することができる。

また、本実施形態では、内周スリーブ１３に穴加工工具であるリーマ３が支持されるとともに、中間スリーブ１２に軸線Ｏと斜交した方向に摺動可能なスライド部材２１が連結されているので、上述したような切削加工を行う際に、中間連結軸部６３を軸線Ｏ方向に移動させて中間スリーブ１２を軸線Ｏ方向に移動させることでスライド部材２１及びこのスライド部材２１に装着された切刃４を軸線Ｏと斜交した方向に移動させることができ、下穴の開口部周縁をテーパ状に加工することができる。

また、外周スリーブ１１と中間スリーブ１２とが第１キー溝４１及び第１キー部材４２で係合され、中間スリーブ１２と内周スリーブ１３とが第２キー溝４３及び第２キー部材４４で係合されているので、これらスリーブ１１、１２、１３に形成された連結孔部５２、５３，５４の周方向の相対位置がずれることがなく、工具保持部６０の連結軸部６２、６３，６４をこれら連結孔部５２、５３、５４に挿入する際に係止爪部５５と突出部６５とが干渉することを防止でき、自動運転によるこの自動交換式切削工具１の交換を確実に行うことができる。

また、中間スリーブ１２に、中間スリーブ１２と内周スリーブ１３とが軸線Ｏ方向に容易に相対移動しないように内周スリーブ１３を押圧するプランジャ４５が備えられるとともに、外周スリーブ１１と中間スリーブ１２とは、外周スリーブ１１の大径孔１７の底面１７Ａ及びテーパ孔部１８の部分に配置された結合部材４６によって結合され、外周スリーブ１１と中間スリーブ１２とが軸線Ｏ方向に容易に相対移動することが防止されているので、これらのスリーブの連結孔部の軸線Ｏ方向の相対位置が容易にずれることがなく、自動運転によるこの自動交換式切削工具１の交換を確実に行うことができる。

また、外周スリーブ１１の胴部１４の工具後端側を向く面に円弧状をなすガイド溝４７が形成され、このガイド溝４７に工作機械に配設されたガイドピン６７が係合されており、ガイド溝４７の円弧がなす中心角が４５°とされ、ガイド溝４７の一端にガイドピン６７が位置した状態で、それぞれの連結孔部５２，５３，５４の係止爪部５５とそれぞれの連結軸部６２，６３，６４の逃げ部６６の周方向位置が一致しするように構成されているので、ガイドピン６７がガイド溝４７の一端に位置するように、工具本体２及び工具保持部６０を相対回転させることで、係止爪部５５と逃げ部６６との周方向位置の調整を確実に行うことができ、工具本体２の挿脱を確実に行うことができる。

さらに、ガイド溝４７の他端にガイドピン６７が位置した状態で、それぞれの連結孔部５２，５３，５４の係止爪部５５とそれぞれの連結軸部６２，６３，６４の突出部６５の周方向位置が一致するように構成されているので、ガイドピン６７がガイド溝４７の他端に位置するように工具本体２及び工具保持部６０を相対回転させることで、係止爪部５５と突出部６５との周方向位置の調整を確実に行うことができ、自動運転による工具本体２と工具保持部６０との連結を確実に行うことができる。

以上、本発明の実施形態である自動交換式切削工具について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、連結軸部の突出部及び逃げ部、連結孔部の係合爪部及び切欠部が周方向にそれぞれ４つ、９０°間隔で配置されたものとして説明したが、これに限定されることはなく、図４に示すように、これら連結軸部の突出部及び逃げ部、連結孔部の係合爪部及び切欠部が周方向にそれぞれ３つ、１２０°間隔で配置されたものであってもよい。この場合、前記ガイド溝がなす円弧の中心角は６０°とすることが好ましい。

また、工具本体の取付部が連結孔部で構成され、工具保持部が連結軸部で構成されたものとして説明したが、これに限定されることはなく、取付部が連結軸部で構成され、工具保持部が連結孔部で構成されたものであってもよい。
また、スライド部材に切刃を有するバイトを装着したもので説明したが、これに限定されることはなく、切刃を有する切削インサートを装着したものであってもよい。

本発明の実施形態である自動交換式切削工具の断面図である。図１におけるＸ−Ｘ断面図である。図１に示す自動交換式切削工具のガイド溝部分の詳細図である。他の実施形態である自動交換式切削工具の取付部断面図である。

符号の説明

１自動交換式切削工具
２工具本体
３リーマ（穴加工工具）
４切刃
１１外周スリーブ
１２中間スリーブ
１３内周スリーブ
４１第１キー溝（相対回転防止手段）
４２第１キー部材（相対回転防止手段）
４３第２キー溝（相対回転防止手段）
４４第２キー部材（相対回転防止手段）
４５プランジャ（相対移動規制手段）
４６結合部材（相対移動規制手段）
４７ガイド溝（ガイド部）
５１取付部
５２外周連結孔部（連結部）
５３中間連結孔部（連結部）
５４内周連結孔部（連結部）
５５係止爪部
５６切欠部
６０工具保持部
６２外周連結軸部（被連結部）
６３中間連結軸部（被連結部）
６４内周連結軸部（被連結部）
６５突出部
６６逃げ部

Claims

軸線回りに回転される工具本体を有し、該工具本体の先端に前記軸線に沿って延びる穴加工工具が装着されるとともに前記工具本体の先端側外周に切刃が配置され、前記工具本体の後端側に工作機械の工具保持部と連結される取付部が形成された自動交換式切削工具であって、
前記工具本体は、外周スリーブと、該外周スリーブの内部に挿入され同軸状に配置された中間スリーブと、該中間スリーブの内部に挿入され同軸状に配置された内周スリーブとで構成され、前記中間スリーブと前記内周スリーブとの前記軸線方向の相対移動を規制する相対移動規制手段を備えており、前記内周スリーブに前記穴加工工具が装着されるとともに、前記中間スリーブに前記切刃が接続されており、これら外周スリーブと中間スリーブと内周スリーブとが、前記軸線方向に互いに移動可能に配置され、
前記取付部は、前記外周スリーブと前記中間スリーブと前記内周スリーブとにそれぞれ形成された３つの連結部で構成され、前記工具保持部は、これら３つの連結部と連結される３つの被連結部が同軸状に配置されて構成されており、
前記連結部及び前記被連結部のうちの一方が連結軸部とされるとともに他方が連結孔部とされ、前記連結軸部には、径方向外側に向けて突出した突出部と径方向内側に向けて凹んだ逃げ部とが周方向で交互に配置され、前記連結孔部には、径方向外側に凹んだ切欠部と径方向内側に向けて突出した係止爪部とが周方向で交互に配置されており、
前記突出部と前記切欠部との周方向位置が一致した状態で前記連結軸部が前記連結孔部に挿入可能とされ、前記被連結部と前記連結部とを相対的に回転させて前記突出部と前記係止爪部とを係合することにより、前記工具本体が前記工作機械の前記工具保持部に連結されることを特徴とする自動交換式切削工具。
前記工具本体には、前記外周スリーブと前記中間スリーブと前記内周スリーブとの周方向の相対回転を防止する相対回転防止手段が備えられていることを特徴とする請求項１に記載の自動交換式切削工具。
前記工具本体には、前記外周スリーブと前記中間スリーブとの前記軸線方向の相対移動を規制する他の相対移動規制手段が備えられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の自動交換式切削工具。
前記工具本体には、前記工具本体の前記工具保持部に対する相対回転移動を案内するガイド部が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の自動交換式切削工具。