JP4813879B2 - ボーリングヘッド - Google Patents

Description

本発明は、ワークの中ぐり加工に用いるためのボーリングヘッドの構造に関し、特に、ボーリングヘッド先端部へ装着する切れ刃チップの刃先位置を高精度に設定することが可能な装着機構を提供するものである。

従来から公知の装置としては、例えば実開平４−６７９０７号公報や特許第３６３９９３９号公報に記載されたものが知られている。これらはいずれも、工具ホルダの先端側へ装着した工具ハウジングへ内蔵したものである。
前者の公知例においては、図面に明示されているように、バイトを取り付けたスライダを円柱状工具本体の径方向に摺動可能に嵌め込み、このスライダの反対側に軸方向固定回転自在に装着してある調整ねじを回転させることによって、スライダを半径方向に調整移動させ、調整した後、第４図のビス１４により、対角線方向にスライダを押圧して固定するものである。

また、後者の公知例装置は、ボーリングヘツドの工具本体１８前端部に設けたチップポケット１８ａと切欠部１８ｂとを接続する取付孔１８ｃに、カートリッジ主体１１の切刃チップ１２付きの頭部１１ａから突出した脚部１１ｂを挿通し、これの先端部にダイヤルユニット１７を装着し、このダイヤルユニット１７のダイヤルリング１３を切欠部１８ｂに収容し、頭部１１ａをポケット１８ａに収容してこれの底に近接させ、取付孔１８ｃと直交するねじ孔１８ｆにねじ嵌合させたクランプねじ２１の先端によつて脚部１１ｂの頭部１１ａ近くを押し付け、頭部１１ａの側面をポケット１８ａの受け面１８ｇに押し付けるようにしたものであり、中ぐり加工時に切削抵抗によつて頭部１１ａが捩じられるのを防止できるとしている。
実開平４−６７９０７号公報 特許第３６３９９３９号公報

このような従来公知技術においては、ボーリング加工用チップの先端位置（刃先位置）を調整する際に、所定位置にチップ先端を位置決めしたときには、前者のスライダはその摺動する円柱状工具本体の径方向溝との間で隙間がある状態であり、後者のカートリッジ主体も、工具本体のチップポケットとの間で隙間がある状態である。そして、前者ではビス１４、後者ではクランプねじ２１を操作して工具本体に固定することで、チップ位置がその隙間分ずれてしまう虞がある。

このように、従来の技術では、ボーリング加工用チップの先端位置（刃先位置）を調整した位置が、固定ねじにより締め付け動作したときに、位置変化してしまう虞があった。
本発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、調整した刃先位置が、クランプ操作により変化しない構造のボーリングヘッドを提供することを目的とする。

本発明に係るボーリングヘッドは、先端部に軸線と直交する方向に孔を設けるとともに孔と連設する溝を設けてなるヘッド本体と、超硬チップ等のチップを保持し、ヘッド本体の先端部の軸線と直交する方向に刃先位置を調整可能に取り付けられるチップホルダと、チップホルダと一体的に構成し、孔内へ嵌合されるガイド筒部と、溝内へ摺動自在に嵌合されるチップホルダのチップ取付部と、チップホルダの反対側から孔に取り付けられ、ガイド筒部にねじ連結してなる回動手段とを有するボーリングヘッドにおいて、ヘッド本体とガイド筒部との間に、チップホルダのチップ取付部の側面をヘッド本体の溝内面の一方へ常時押し付けるように、ガイド筒部に対して回転方向に加圧する押圧手段を設けたことを特徴とする。

本発明において、チップホルダとガイド筒とは、チップホルダの底部に形成した環状凹部とそれに続く回り止め用溝と、ガイド筒の端面に形成した環状凸部とそれに続く回り止め用突起とを係合させて、両者を径方向および回転方向に一体的に固定するように構成されている。

本発明によれば、チップホルダ側を常時所定の締め付け位置側へ当接した状態で、チップの刃先位置の調整を可能にしたので、調整後の締め付け動作によっても、チップ位置の変化がなく、調整設定した位置を保持したまま、固定し、正確な刃先位置設定が可能となった。
また、本発明によれば、ダイヤル付ボルトを回動させるという動作のみで、従来のような位置ずれを無くした刃先調整が容易にでき、調整の時間も短縮でき、コストダウン効果が得られる。

さらに、本発明によれば、チップホルダの側面がヘッド本体に接した状態でロックでき、切削時の切削反力をヘッド本体に直接伝えることにより、刃先の剛性を向上できる。

以下、本発明を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施形態に係るボーリングヘッドは、ヘッド本体１０と、このヘッド本体１０の先端部分において、ヘッド本体１０の軸線と直交する方向に形成した取付穴１０ａに装着したチップカートリッジ部材１１とで構成されている。
取付穴１０ａは、図１に示すように、ヘッド本体１０の下端から上方に向けて開口し、上端部直前で縮径する孔部１０ｂを形成している。この取付穴１０ａには、下端開口からガイド筒部１２が挿入される。このガイド筒部１２の一端には、チップホルダ１３がねじ１４により一体的に固定される。そして、このチップホルダ１３に超硬チップ等のチップ３０がねじ１５で固定される。さらに、このチップホルダ１３に固定されたガイド筒部１２の他端から開口するねじ穴１２ａには、内外径にねじ１６ａ，１６ｂを形成したスリーブ１６がねじ込まれて固定される。

一方、ヘッド本体１０の取付穴１０ａの上端部直前で縮径する孔部１０ｂには、取付穴１０ａの底部側から、ねじ孔１７ａを内径に形成したブッシュ１７が挿入されており、取付穴１０ａの上端部側から皿ばね１８を介してダイアル付ボルト１９のねじ部１９ａがこのねじ孔１７ａへねじ込まれている。ダイアル付ボルト１９は、回動のみ自在にヘッド本体１０に対して取り付けられている。また、このダイアル付ボルト１９のねじ部１９ａから軸部がさらに伸びており、その先端側にねじ１９ｂが形成される。そして、このねじ１９ｂは、ガイド筒部１２内にねじ込まれて固定されたスリーブ１６のねじ孔１６ａにねじ込まれる。

また、図４に明示したように、チップホルダ１３は、筒状部１３ａと角形のチップ取付部１３ｂとを有している。また、筒状部１３ａは、底部に同心状に環状凹部１３ｅとその側方に台形状溝１３ｃを形成しており、ガイド筒部１２の端面に環状凸部１２ｆを形成し、更にこの環状凸部１２ｆ側方に台形突起１２ｂを形成して、環状凹部１３ｅと環状凸部１２ｆ、台形状溝１３ｃと台形突起１２ｂとを互いに係合させて、両者を径方向及び回転方向に一体的に構成している。また、ヘッド本体１０の取付穴１０ａの側部には、チップホルダ１３のチップ取付部１３ｂの幅に見合う溝１０ｃが形成してある。

さらに、ヘッド本体１０には、取付穴１０ａの中心軸線と直交して貫通した孔１０ｅ，１０ｈが形成されている。取付穴１０ａに対して一側に形成した孔１０ｅは、ねじ孔１０ｆとそれに続く孔１０ｇとが設けてあり、鋼球２０、ばね２１、ねじ２２が装着されている。孔１０ｅと対向するガイド筒部１２の外周面には、図２と図４に明示したように、溝底面が軸心からずれて形成した長溝１２ｄが形成されている。さらに、取付穴１０ａに対して反対側に形成した孔１０ｈは、ねじ孔であり、ねじ２３がねじ込まれている。ねじ２３は、ガイド筒部１２の長溝１２ｄの反対側に形成された溝１２ｅと係合するよう構成されている。

ダイアル付ボルト１９は、図３に示すように、その頭部に所定間隔で目盛り１９ｃが形成してある。ダイアル付ボルト１９のダイアルに接するヘッド本体１０側には、合い目盛り１０ｉを設けてある。中央に形成してある六角孔等のスパナ掛け孔１９ｄへスパナを係合して回転させることで、チップホルダ１３側をその軸線方向に摺動させ、チップ３０の切れ刃位置を調整することができる。

このように構成した本実施形態に係るボーリングヘッドにおいて、その動作として、刃先調整時の操作について説明する。
先ず、調整する前の状態は、図４に示すように、ガイド筒部１２の外周面に形成した長溝１２ｄが、その溝底面が軸心からずれて形成されているので、ねじ２２をねじ込むことによるばね２１の押圧力は鋼球２０からガイド筒部１２の長溝１２ｄ底面へ加わる。そのため、ガイド筒部１２には回転方向（図２の矢印方向）に加圧されることになり、このガイド筒部１２に回転方向に一体化しているチップホルダ１３を一緒に同一方向に回転させることになる。その結果、図４に示すヘッド本体１０の取付穴１０ａに続く溝１０ｃの内壁１０ｄへチップホルダ１３の側面１３ｄが常時押し付けられることになる。すなわち、チップ先端位置の調整時においても、必ずチップホルダ１３の側面１３ｄがヘッド本体１０の取付穴１０ａに当接しながら移動するように構成しており、調整終了した位置で反対側のねじ２３を回動させてガイド筒部１２を締め付けても、チップホルダ１３の位置は変化せず、従って調整した位置を正確に固定して、刃先位置を正確に設定することができる。

また、ダイアル付ボルト１９は、回動のみ自在にヘッド本体１０に対して取り付けられているが、皿ばね１８を介在させていることで、ガイド筒部１２とのねじ結合部分のバックラッシを除去することができるので、さらに、ダイアル付ボルト１９の回動操作時に皿ばね部分の押圧力が抵抗感を与えることで、ほどよい操作性が得られるというメリットもある。

なお、上記実施形態においては、ガイド筒部１２の内部へ別部品のスリーブ１６を内蔵し、ガイド筒部１２とダイアル付ボルト１９とが硬度が高い材料で製作した場合、かじりやすくなるので、ねじ部分のみ別部品による硬度の低い材料で形成して操作性を改良した例として説明したが、このように構成しなくても、従来のねじ結合である、ガイド筒部１２に直接ダイアル付ボルト１９のねじが螺合するねじ孔を形成しても良い。

また、ダイヤル付ボルト１９をヘッド本体１０へ回転操作のみ自在に装着してあるが、その構造はこの実施形態の構造に限定されるものではなく、従来公知の方法で実施することができる。
また、チップホルダ１３とガイド筒部１２とは別体で構成したが、場合によってはロストワックス等一体成型により構成しても良い。

また、ヘッド本体１０の形状は、実施形態のような円柱状でも、角形でも構わない。また、ヘッド本体１０の後端部の形状は図示していないが、例えばＢＴシャンク形状でも、また２面拘束シャンクであるＨＳＫ方式が採用されていても良いし、円柱状のままで、他の工具ホルダへ組み込まれて使用される、例えばモジュラー方式のようなものでも良い。

本発明の一実施形態に係るボーリングヘッドの先端部の部分断面図である。 図１のＸ−Ｘ断面図である。 図１のＡ矢視図である。 図１に示すボーリングヘッドの主要部品の組立状況を図示した斜視図である。

符号の説明

１０ ヘッド本体
１０ａ 取付穴
１０ｃ 溝
１０ｄ 内壁
１０ｅ，１０ｈ 孔
１１ チップカートリッジ部材
１２ ガイド筒部
１２ａ ねじ穴
１２ｂ 台形突起
１２ｄ 長溝
１２ｅ 溝
１２ｆ 環状凸部
１３ チップホルダ
１３ａ 筒状部
１３ｂ チップ取付部
１３ｃ 台形状溝
１３ｅ 環状凹部
１４，１５，１６ａ，１６ｂ，２２，２３ ねじ
１６ スリーブ
１７ ブッシュ
１８ 皿ばね
１９ ダイアル付ボルト
２０ 鋼球
２１ ばね
３０ チップ

Claims (2)

1. 先端部に軸線と直交する方向に孔を設けるとともに該孔と連設する溝を設けてなるヘッド本体と、
   超硬チップ等のチップを保持し、前記ヘッド本体の先端部の軸線と直交する方向に刃先位置を調整可能に取り付けられるチップホルダと、
   前記チップホルダと一体的に構成し、前記孔内へ嵌合されるガイド筒部と、
   前記溝内へ摺動自在に嵌合される前記チップホルダのチップ取付部と、
   前記チップホルダの反対側から前記孔に取り付けられ、前記ガイド筒部にねじ連結してなる回動手段と
   を有するボーリングヘッドにおいて、
   前記ヘッド本体と前記ガイド筒部との間に、前記チップホルダのチップ取付部の側面を前記ヘッド本体の溝内面の一方へ常時押し付けるように、前記ガイド筒部に対して回転方向に加圧する押圧手段を設けた
   ことを特徴とするボーリングヘッド。
2. 前記チップホルダと前記ガイド筒とは、前記チップホルダの底部に形成した環状凹部とそれに続く回り止め用溝と、前記ガイド筒の端面に形成した環状凸部とそれに続く回り止め用突起とを係合させて、両者を径方向および回転方向に一体的に固定するように構成したことを特徴とする請求項１に記載のボーリングヘッド。

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