JP5378330B2 - 裏座ぐり切削工具 - Google Patents

Description

本発明は、工作機械のホルダに装着される切削工具に関し、特に、工作物の下孔に挿入後、刃具を出没させて下孔の裏面側に座ぐり加工を施す裏座ぐり切削工具に関する。

裏座ぐり加工は、ＮＣ加工機などで工作物の表裏面を貫通する下孔を予め形成しておき、工作機械のホルダに取り付けた裏座ぐりアーバを表面側から工作物の下孔に挿入して裏座ぐりアーバの先端を工作物の裏面から突き出し、裏座ぐりアーバの先端から刃具を径方向に拡張突出して工作物の裏面に座ぐりを施すものである。裏座ぐり加工終了後、刃具を裏座ぐりアーバの先端に没入して、下孔から裏座ぐりアーバを引き抜く。

かかる裏座ぐり加工において刃具の出没を自動で実施する技術としては従来種々のものがある。例えば、特開平１１−１５６６１２号公報（特許文献１）には、クーラント液の圧力を駆動源として、アーバ先端部から刃具を径方向外側へ突出させたり、刃具をアーバ先端部の径方向内方へ没入させたりする。

特開平１１−１５６６１２号公報

しかし、上記従来のようにクーラント液の圧力を用いて刃具を出入する裏座ぐりアーバは、工具内部に液圧を導くシリンダ室と、液圧を直線運動に変換するピストンと、ピストンと刃具とを連結して刃具を動作せしめるロッド等が必要であるため、構造が複雑になり、コストアップである。

また、従来の裏座ぐりアーバにあっては、裏座ぐりアーバの外径寸法を下孔の内径寸法よりも僅かに小さく選定して、下孔の内周面と裏座ぐりアーバの外径面との間で回転抵抗が生じることなく裏座ぐり加工して、裏座ぐりアーバを下孔に容易に抜き差し可能にすることが常套であるが、実際には、下孔の内周面と裏座ぐりアーバの外周面との間で座ぐり加工時の回転抵抗が生じたり、溶着が生じたりする場合があった。

本発明は、上述の実情に鑑み、シンプルな構造で刃具を径方向に出没させることができ、下孔の内周面に対する回転抵抗を減ずることができる裏座ぐり切削工具を提供することを目的とする。

この目的のため第１発明による裏座ぐり切削工具は、軸線に沿って延び、軸線方向後端部が工作機械のホルダに装着可能な差し込み形状であるメインシャフトと、メインシャフトの軸線方向先端部に回動可能に支持され、メインシャフトに沿って倒れる収納位置と、メインシャフトに対して起立する突出位置とにされる刃具と、刃具を回動起立させて突出位置に付勢する付勢部材と、メインシャフトの外周に軸線方向摺動可能に設けられた筒状体であって、側面に窓を有し、軸線方向後端側位置で刃具を覆うことにより刃具を収納位置に保持し、軸線方向先端側位置で窓から刃具を露出させることにより刃具を窓から径方向外側に突出させて突出位置にするガイドスリーブと、ガイドスリーブの外周面上であって、少なくとも加工すべき工作物の下孔に接する領域に設けられて工作物との摩擦を減ずる低摩擦部とを備える。そして低摩擦部は、ガイドスリーブの外周面上に形成された表面処理層であり、メインシャフトは、主要部と、刃具を支持する刃具支持部と、主要部と刃具支持部とを接続する連結部とを有し、連結部は、主要部と刃具支持部との間に過度の引離力が加わったときに両者の接続を解くように構成されている。

かかる本発明によれば、メインシャフトの外周に沿って軸線方向に摺動するガイドスリーブが刃具を出没させることから、複雑な構造を解消することができ、コスト上有利である。そして、筒状体であるガイドスリーブの外周面に低摩擦部の表面処理層が設けられることから、工作物の下孔に裏座ぐり切削工具を挿入して裏座ぐり加工するときに、下孔の内周面とガイドスリーブの外周面との間の回転抵抗を好適に減ずることができる。

なお、低摩擦部の表面処理層はガイドスリーブの外周面のうち少なくとも加工すべき工作物の下孔に接する領域に設けられる。一例として低摩擦部の表面処理層は、ガイドスリーブ外周面の全周に亘って設けられ、好ましくは、窓よりも後端側の軸線方向領域に設けられる。

低摩擦部の表面処理層は、例えば、イオン窒化処理、ＤＬＣ（ＤｉａｍｏｎｄＬｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）コーティング処理、ＴｉＮ（窒化チタン）コーティング処理及び鏡面状ラッピング処理等である。

あるいは第２発明による裏座ぐり切削工具は、軸線に沿って延び、軸線方向後端部が工作機械のホルダに装着可能な差し込み形状であるメインシャフトと、メインシャフトの軸線方向先端部に回動可能に支持され、メインシャフトに沿って倒れる収納位置と、メインシャフトに対して起立する突出位置とにされる刃具と、刃具を回動起立させて前記突出位置に付勢する付勢部材と、メインシャフトの外周に軸線方向摺動可能に設けられた筒状体であって、側面に窓を有し、軸線方向後端側位置で前記刃具を覆うことにより刃具を前記収納位置に保持し、軸線方向先端側位置で前記窓から前記刃具を露出させることにより刃具を窓から径方向外側に突出させて前記突出位置にするガイドスリーブと、ガイドスリーブの外周面上であって、少なくとも加工すべき工作物の下孔に接する領域に設けられて工作物との摩擦を減ずる低摩擦部とを備える。そして低摩擦部は、ガイドスリーブの外周に相対回転自在に取り付けられたパイプ部材であり、メインシャフトは、主要部と、刃具を支持する刃具支持部と、主要部と刃具支持部とを接続する連結部とを有し、連結部は、主要部と刃具支持部との間に過度の引離力が加わったときに両者の接続を解くように構成されている。

刃具を出没させるに際し、ガイドスリーブは、メインシャフトに対して、操作者により手動で回転及び軸線方向に相対摺動されてもよく、あるいは工作機械の動作により自動で回転及び軸線方向に相対摺動されてもよい。好ましい実施形態として、ガイドスリーブは、前進時に工作物の表面に当接するフランジ部を含み、フランジ部には工作物との衝突を緩和する緩衝材が設けられる。かかる実施形態によれば、裏座ぐり切削工具を工作物の下孔に表面から挿通し、フランジ部を工作物の表面に押し当てた際に、工作物の表面を傷つけない。そして、工作機械が裏座ぐり切削工具を回転及び前進ないし後退させることにより、自動で刃具を出没させることができる。

ところで裏座ぐり加工の終了後、刃具は収納位置に収納されるものであるが、切粉が噛み込んだ場合など、必ずしも収納位置まで没入するとも限らない。そうすると、裏座ぐり切削工具を引き抜く際に刃具が座ぐり孔に衝突して裏座ぐり切削工具が破損する懸念がある。第１及び第２発明によれば、メインシャフトは、主要部と、刃具を支持する刃具支持部と、主要部と刃具支持部とを接続する連結部とを有し、連結部は、主要部と刃具支持部との間に過度の引離力が加わったときに両者の接続を解くように構成されている。かかる実施形態によれば、自動で刃具を出没させるに際し、万が一、刃具が収納位置まで完全に没入せず、多少なりとも窓から外径側へ突出する場合であっても、下孔から裏座ぐり切削工具を引き抜く際に、刃具が裏面に衝突してメインシャフトの主要部と刃具支持部とを引き離そうとする過度の引離力が連結部に加わる。これによりメインシャフトの主要部と刃具支持部とが分離し、刃具はメインシャフトから外れる。したがって、裏座ぐり切削工具や工作物の深刻な破損を防止することができる。

ガイドスリーブは一体形成されてもよいが、より好ましくは、先端部が後端側とは別体に形成される。すなわち、ガイドスリーブは、その先端部に、過度の引離力が加わったときに外れるキャップ部を有する。かかる実施形態によれば、上述のようにメインシャフトの刃具支持部が分離する際、キャップ部も分離することが可能となり、刃具はメインシャフトから外れることを妨げられない。

好ましい実施形態として、メインシャフトの外周に軸線方向摺動可能に設けられた筒状体であって、前記ガイドスリーブと相対回転可能に連結されたクランプリングをさらに備え、クランプリングの内周面またはメインシャフトの外周面の一方には、軸線方向に延びる溝部および周方向に延びる溝部とが接続した略Ｌ字形状の条溝が形成され、クランプリングの内周面またはメインシャフトの外周面の他方には、条溝と係合する突起が形成される。かかる実施形態によれば、突起を周方向に延びる溝部に係合させることから、ガイドスリーブの軸線方向摺動を規制することが可能になる。したがって、刃具を収納位置あるいは突出位置に保持することができる。

好ましい実施形態として、メインシャフトは、突出位置における刃具の回動角度を調整するアジャスタ機構を有する。かかる実施形態によれば、刃具の形状に応じて刃具を好適な角度に保持することができる。

このように本発明は、メインシャフトの外周に沿って軸線方向に摺動するガイドスリーブが刃具を出没させることから、複雑な構造を解消することができ、コスト上有利である。また本発明は、筒状体であるガイドスリーブの外周面上であって、少なくとも加工すべき工作物の下孔に接する領域に設けられて工作物との摩擦を減ずる低摩擦部を備えることから、工作物の下孔に裏座ぐり切削工具を挿通して裏座ぐり加工する際に、下孔とガイドスリーブとの間の回転抵抗を好適に減ずることができる。

本発明の一実施例になる裏座ぐりアーバを示す要部側面図である。 同実施例になる裏座ぐりアーバを下孔に挿通させた状態を示す要部側面図である。 同実施例になる裏座ぐりアーバの刃具が収納位置から回動起立して突出位置へ向かう様子を示す要部側面図である。 同実施例になる裏座ぐりアーバの刃具が突出位置にある状態を示す要部側面図である。 同実施例になる裏座ぐりアーバを回転させて裏座ぐり加工を施す様子を示す要部側面図である。 図１に対応する条溝および突起の位置関係を示す拡大図である。 図２に対応する条溝および突起の位置関係を示す拡大図である。 図２に対応する条溝および突起の位置関係を示す拡大図である。 図３に対応する条溝および突起の位置関係を示す拡大図である。 図４および図５に対応する条溝および突起の位置関係を示す拡大図である。 同実施例になる裏座ぐりアーバの切削液通路を示す側面図である。 本発明の他の実施例になる裏座ぐりアーバを示す要部側面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例になる裏座ぐりアーバを一部断面にして示す要部側面図であり、刃具を工具本体に没入させた状態を示す。

裏座ぐり切削工具になる裏座ぐりアーバ１１は、図１に一点鎖線で示す回転軸線（以下、軸線という）に沿って延びる長尺な円柱形状のメインシャフト１２を工具本体とする。そして、メインシャフト１２は、軸線方向先端部に径方向出没可能な刃具１３を有するとともに軸線方向後端部にシャンク部１４が形成される。シャンク部１４は円筒形状であり、図１に仮想線で示す工作機械のホルダ１０１の先端に差し込まれて装着される。なおシャンク部１４は、多種多様なホルダ１０１にチャッキング可能である。

メインシャフト１２の外周面におけるシャンク部１４よりも先端側には、フランジ部１７が形成される。フランジ部１７の外径寸法は、シャンク部１４の外径寸法よりも大きい。また、フランジ部１７よりも先端側に位置するメインシャフト１２の軸線方向中央領域の外径寸法よりも大きい。フランジ部１７は、裏座ぐりアーバ１１のホルダへの装着時にホルダ１０１と当接する。

メインシャフト１２の軸線方向中央よりも後端寄りの軸線方向位置には刃具操作部材としてのクランプリング１５が設けられている。クランプリング１５は中空円筒形状であって、メインシャフト１２の外周に回転可能に取り付けられる。またクランプリング１５は、メインシャフト１２の外周に沿って軸線方向に摺動可能である。クランプリング１５の先端側は、ボルト２４を介して、刃具案内部材としてのガイドスリーブ１６と相対回転可能に連結する。また、クランプリング１５の後端は、フランジ部１７と向き合う。フランジ部１７とクランプリング１５との間にはスプリング２７が縮設され、スプリング２７はクランプリング１５を軸線方向先端側へ付勢する。

ボルト２４は、その頭部を外径側にしてクランプリング１５の外周面から径方向内側へ捩じ込まれ、ボルト２４の頭部側がクランプリング１５に固定される。クランプリング１５の内周面から内径側へ突出するボルト２４の先端２４ｔは、中空な筒状体のガイドスリーブ１６に形成された周方向に延びる長孔３１に挿通されて、メインシャフト１２の外周面に刻設された条溝２５と係合する。

かかる長孔３１により、クランプリング１５はガイドスリーブ１６に対し相対回転可能とされ、ガイドスリーブ１６とともにメインシャフト１２の外周に沿って軸線方向に相対摺動可能である。なお、クランプリング１５に固設されたボルト２４の先端がメインシャフト１２の外周に形成された条溝２５に係合することから、クランプリング１５は条溝２５の延在方向に沿うよう周方向ないし軸線方向に移動することができる。詳しくは、裏座ぐり加工の手順の説明とともに後述する。

ガイドスリーブ１６は、両端開口の筒状体であって、メインシャフト１２の軸線方向中央領域から先端部にまたがって設けられる。ガイドスリーブ１６の先端部側面には窓１８が形成される。ガイドスリーブ１６には軸線方向に延びる長孔２８が形成される。またメインシャフト１２の外周面には、キー２９が取り付け固定される。キー２９は長孔２８に係合してガイドスリーブ１６を軸線方向に案内する。これによりガイドスリーブ１６はメインシャフト１２の外周を軸線方向先端側位置と軸線方向後端側位置との間で摺動可能とされ、メインシャフト１２の外周に相対回転不能に支持される。

メインシャフト１２の先端部側面には、軸線直角方向に窪んだ凹部１９を形成する。凹部１９を挟んで対向する１対の先端内壁１２ｂには枢軸２１が架設されており、刃具１３は枢軸２１に回動可能に支持されている。これにより刃具１３は、図１に示すようにメインシャフト１２に沿って倒れる収納位置と、後述のようにメインシャフト１２に対して起立する突出位置とに回動する。

凹部１９の後端側には、軸線と斜めに交差する直線状の傾斜面１９ｓが形成されている。傾斜面１９ｓと刃具１３との間にはばね２２が縮設されている。ばね２２は、凹部１９から径方向外側へ突出するよう刃具１３を付勢する。枢軸２１に回動支持された刃具１３は、ばね２２に付勢されて回動起立することができるが、図１に示すように軸線方向後端側位置にされたガイドスリーブ１６に覆われて凹部１９に収納されている。具体的には、刃具１３は窓１８よりも先端側に位置するガイドスリーブ１６の内周面１６ｍに起立を阻止されて、凹部１９内の収納位置に保持されている。

ガイドスリーブ１６の軸線方向後端部には、ガイドスリーブの軸線方向先端側外周面から突出するようフランジ部１６ｆが形成される。フランジ部１６ｆの軸線方向先端側および軸線方向後端側の環状段差のうち、軸線方向先端側の環状段差の表面には緩衝材３３が設けられる。フランジ部１６ｆを含むガイドスリーブ１６が金属製であるのに対し、緩衝材３３はウレタンなど柔らかい樹脂、あるいはゴムなどの弾性素材など、金属よりも柔らかい素材で形成される。詳しくは後述するが、緩衝材３３の表面は、軸線に直角な環状の平面であり、裏座ぐりアーバ１１の前進時に工作物２０１の表側（裏座ぐりアーバ１１側）の表面２０３と当接する。

ガイドスリーブ１６の外周面のうち、少なくとも加工すべき工作物２０１の下孔２０２に接する表面領域１６ｓは、表面処理が施される。表面処理層１６ｓに施される表面処理は、例えば、イオン窒化処理、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）コーティング処理、ＴｉＮ（窒化チタン）コーティング処理及び鏡面状ラッピング処理等の低摩擦処理である。この表面処理は外周面の３６０°全周にわたって施される。なお好ましくは、表面処理層１６ｓの軸線方向寸法Ｒ１は、工作物２０１に予め形成された下孔２０２の長さ寸法Ｗよりも長い。また表面処理層１６ｓは、緩衝材３３と窓１８との間の軸線方向領域に設けられる。

ガイドスリーブ１６の先端部は、別体のキャップ１６ｃであり、窓１８と同じ軸線方向位置を継ぎ目として、ガイドスリーブ１６の後端側と嵌合する。ガイドスリーブ１６のキャップ１６ｃは、窓１８よりも先端側の内周面１６ｍおよび窓１８の縁部のうち軸線方向先端側の縁部１８ｆを含み、ガイドスリーブ１６に固定される。しかしながらキャップ１６ｃは、過度の引離力が加わったときにガイドスリーブ１６の後端側から分離する。

メインシャフト１２は一体形成されてよいが、本実施例では、メインシャフト１２の軸線方向先端領域および軸線方向中央領域を別体で形成し、両者を分離可能に接続する。枢軸２１および凹部１９を有し、刃具１３を回動可能に支持するメインシャフト１２の先端領域は、メインシャフト１２の中央領域および後端領域を含む主要部１２ｄとは別体に形成された刃具支持部１２ｃである。刃具支持部１２ｃは、前述の凹部１９が形成されて刃具１３を回動可能に支持する。刃具支持部１２ｃの後端には、軸線方向に突出する突条３４が形成される。突条３４は、主要部１２ｄの先端に形成されて軸線方向に窪む条溝３５に受け入れられる。

刃具支持部１２ｃの突条３４には、この突条３４の一方側面から他方側面まで貫通する貫通孔３６が形成される。また、主要部１２ｄの先端には、条溝３５の一方側面からメインシャフト１２の外周面まで貫通する貫通孔３７と、条溝３５の他方側面からメインシャフト１２の外周面まで貫通する貫通孔３９がそれぞれ形成される。一方側面の貫通孔３７と他方側面の貫通孔３９は共通する通し孔である。

突条３４が条溝３５に受け入れられた状態で、これら貫通孔３７，３６，３９は整列し、共通する一本の通し孔を構成する。軸線直角方向に延びる通し孔３７，３６，３９に棒状の固定部材３８が挿通固定される。固定部材３８は、一方の貫通孔３７から貫通孔３６を経て他方の貫通孔３９まで延在し、長手方向の途中２箇所にくびれ部３８ｎを有する。これにより刃具支持部１２ｃの後端が主要部１２ｄの先端に固定される。すなわち突条３４、条溝３５、および固定部材３８は、主要部１２ｄと刃具支持部１２ｃとを接続する連結部を構成する。なお、過度の引離力が加わると、固定部材３８はくびれ部３８ｎで切断される。したがって刃具支持部１２ｃは、過度の引離力が加わったときに主要部１２ｄから分離する。

なお図示はしなかったが、刃具１３の枢軸２１を、一体形成されたメインシャフトに分離可能に取り付け、刃具１３に過度の引離力が加わったときにメインシャフトから刃具が分離するように構成してもよい。

本実施例の裏座ぐり切削工具を用いた裏座ぐり加工の手順につき、初めに主な動作概略を図１から図５に沿って順次説明し、次に動作詳細を図６から図１０に沿って説明する。

まず、図１に示すように、裏座ぐりアーバ１１を、工作物２０１の下孔２０２と同軸になるよう移動させる。この状態では、刃具１３がメインシャフト１２の内部の収納位置に収納されている。ガイドスリーブ１６はメインシャフト１２の軸線方向後端側位置にあり、ガイドスリーブ１６はメインシャフト１２に係合したまま収納位置に保持される。

なおガイドスリーブ１６はボルト２４を介してクランプリング１５と連結し、クランプリング１５に固設されたボルト２４の先端はメインシャフト１２の外周面に形成された条溝２５と係合する。詳しくは後述するが、図１において、この条溝２５の形状によりメインシャフト１２はガイドスリーブ１６に対し軸線方向に前進する摺動のみが可能であって、軸線方向に後退する摺動が規制される。

次に図２に示すように、メインシャフト１２の先端部を、工作物２０１の表面２０３から下孔２０２に差し込み、裏座ぐりアーバ１１を前進させて裏面２０４からメインシャフト１２の先端部を突き出させ、裏座ぐりアーバ１１をさらに前進させてフランジ部１６ｓを工作物２０１の表面２０３に当接させる。このとき、緩衝材３３はフランジ部１６ｆと工作物２０１との衝突を緩和する。このようにフランジ１６ｆを表面２０３、具体的には下孔２０２の表面側開口縁、に押し当てるとガイドスリーブ１６は表面２０３からの押圧力を受けて、スプリング２７を押し縮め、クランプリング１５およびガイドスリーブ１６がメインシャフト１２に対して軸線方向後端側へわずかに相対後退する。図１と比較して図２では、クランプリング１５およびガイドスリーブ１６がわずかに後退することが理解される。この結果、メインシャフト１２はガイドスリーブ１６に対し軸線方向に相対前進する。

なおガイドスリーブ１６はボルト２４を介してクランプリング１５と相対回転可能に連結し、クランプリング１５に固設されたボルト２４の先端はメインシャフト１２の外周面に形成された条溝２５と係合する。詳しくは後述するが、図２において、この条溝２５の形状によりクランプリング１５はメインシャフト１２に対する相対回転が可能であって、周方向一方位置および周方向他方位置を除いて軸線方向の摺動が規制される。また周方向に延びる長孔３１により、クランプリング１５はガイドスリーブ１６に対して相対回転する。

図２において、ガイドスリーブ１６は未だメインシャフト１２の軸線方向後端側にあり、刃具１３は収納位置に保持されている。フランジ部１６ｆの緩衝材３３を工作物２０１に押し当てたまま、クランプリング１５に対しメインシャフト１２を周方向一方位置から周方向他方位置に相対回転させると、メインシャフト１２は周方向他方位置でガイドスリーブ１６に対し軸線方向摺動可能にされる。

なお、かかる相対回転前の図１および図２と、相対回転後の図３〜図５は、メインシャフト１２、ガイドスリーブ１６、クランプリング１５、およびボルト２４の軸線方向の位置関係を表す。説明の便宜上、これらすべての部材は図１〜図５において回転していないよう表されるが、図１〜図５はこれらすべての部材の回転動作や、周方向の位置関係を正確に表すものではないことに留意されたい。

次に図３に示すように、裏座ぐりアーバ１１の刃具１３をメインシャフト１２の側面から突出させる。すなわち、ガイドスリーブ１６とメインシャフト１２との間の相対的な摺動が可能とされた状態で、メインシャフト１２を工作物２０１から後退させると、ガイドスリーブ１６はスプリング２７によって工作物２０１に押し当てられたままにされ、メインシャフト１２がガイドスリーブ１６に対し相対的に後退する。換言すれば、ガイドスリーブ１６がメインシャフト１２に対して軸線方向に摺動し、メインシャフト１２を基準にして軸線方向後端側位置から軸線方向先端側へ前進する。これにより、ガイドスリーブ１６の窓１８から刃具１３が露出し、刃具１３は回動起立して窓１８から径方向外側へ突出する。

ひき続きガイドスリーブ１６がメインシャフト１２に対して軸線方向先端側へ前進すると、図４に示すように、ガイドスリーブ１６は軸線方向先端側位置にされて、刃具１３は窓１８から径方向外側に完全に突出して突出位置にセットされる。ガイドスリーブ１６はボルト２４を介してクランプリング１５と連結し、クランプリング１５に固設されたボルト２４の先端はメインシャフト１２の外周面に形成された条溝２５と係合する。詳しくは後述するが、図４において、この条溝２５の形状によりメインシャフト１２はガイドスリーブ１６に対し軸線方向に前進する摺動のみが可能であって、軸線方向に後退する摺動が規制される。

突出位置にされた刃具１３は、径方向外側に向かって起立し、かかる突出位置で刃具１３の軸線方向後端側に位置して工作物２０１を切削する刃部１３ｈと、刃具１３の軸線方向先端側に位置して工作物２０１から遠い側にある背部１３ｂとを有する。図４に示すように、刃部１３ｈは軸線直角方向に延びるのに対し、背部１３ｂの径方向外側は、刃具１３が径方向外側へ向かって先細形状となるよう、斜めに延びる。ただし背部１３ｂの径方向内側は、軸線直角方向に延びる。

ここで付言すると、メインシャフト１２の先端には、刃具１３の回動角度を調整するアジャスタねじ２３が設けられている。刃具１３よりも軸線方向先端側に位置するアジャスタねじ２３は、刃具１３に向かってねじ先端を繰り出され、突出位置の刃具１３と当接する。この繰り出し量を調整することにより、突出位置の刃具１３の角度を所望の角度に調整することができる。繰り出し量が最小値のとき、刃具１３は軸線直角方向に保持される。これに対し、軸線方向後端側へ繰り出し量を増大させると、刃具１３の背部１３ｂと当接するアジャスタねじ２３の先端が刃具１３をメインシャフト１２に若干沿わせるよう傾けて、突出位置における刃具１３の回動角度を収納位置に近づける。したがって裏座ぐりアーバ１１の操作者は、アジャスタ機構になるアジャスタねじ２３の繰り出し量を適宜調整することにより、突出位置にある刃具１３を所望の回動角度に保持することができる。

次に裏座ぐりアーバ１１を回転させながら切削送りで後退させると、図５に示すように刃具１３が工作物２０１の裏面２０４に押し当てられ、工作物２０１に裏座ぐり加工を施す。裏面２０４には、裏座ぐり加工によって拡径された座ぐり孔２０５が切削形成される。

以上の説明が、裏座ぐりアーバ１１による裏座ぐり加工の手順の動作概略である。

次に裏座ぐりアーバ１１の動作詳細につき説明する。本実施例では、以下に説明するように、ホルダ１０１が前進して緩衝材３３を工作物２０１に押し付けることによって、刃具１３を出没させる。

図６から図１０は裏座ぐりアーバ１１外周を模式的に示す拡大図であり、図６は図１に対応し、図７および図８は図２に対応し、図９は図３に対応し、図１０は図４および図５に対応する。メインシャフト１２の外周面には、図６から図１０に示すように条溝２５が形成される。かかる条溝２５は略Ｌ字形状であって、周方向に延びる周方向溝部２５ｒと、周方向溝２５ｒの一端２５ｂから軸線方向前方へ僅かに延びる条溝端部２５ｓと、周方向溝２５ｒの他端２５ｃから軸線方向前方へ延びる軸線方向溝部２５ｘと、軸線方向溝部２５ｘの前方端であって条溝端部２５ｓよりも軸線方向先端側に位置する条溝先端部２５ｔとから構成される。

ボルト２４の先端２４ｔは、条溝２５と係合し、条溝２５に沿って案内される。クランプリング１５はスプリング２７によって軸線方向先端側に付勢されることから、クランプリング１５に固定されるボルト２４の先端２４ｔは、条溝端部２５ｓに位置するときに図６に示すように軸線方向先端側に付勢されて条溝端部２５ｓに嵌り込み、クランプリング１５はメインシャフト１２の外周で相対回転不能に保持される。ボルト先端２４ｔが条溝端部２５ｓに位置するときガイドスリーブ１６は軸線方向先端側に移動することなくメインシャフト１２に対して軸線方向後端側位置に位置し、刃具１３は収納位置に保持される。

ホルダ１０１が裏座ぐりアーバ１１を前進させてガイドスリーブ１６の緩衝材３３を工作物２０１へ押し付けるとスプリング２７が押し縮められ、ガイドスリーブ１６側のボルト先端２４ｔに対してメインシャフト１２の条溝２５が僅かに前進する。そうすると、ガイドスリーブ１６の内周面から内径方向に突出するボルト先端２４ｔが、図７に示すように条溝端部２５ｓから周方向溝部２５ｒの一端２５ｂに移動する。

次に、ガイドスリーブ１６を工作物２０１に押し付けたままクランプリング１５をメインシャフト１２に対し相対回転させる。具体的には、クランプリング１５を固定した状態でメインシャフト１２を回転させる。あるいは、メインシャフト１２を固定した状態でクランプリング１５を回転させてもよい。そうすると、クランプリング１５に固設されてガイドスリーブ１６の長孔３１を貫通して内径方向に突出するボルト先端２４ｔが、図８に示すように周方向溝部２５ｒの一端２５ｂから他端２５ｃに移動する。このときボルト先端２４ｔは長孔３１の一端から他端に移動することから、クランプリング１５はガイドスリーブ１６に対し相対回転する。

次にホルダ１０１が裏座ぐりアーバ１１を後退させると、スプリング２７によって前方へ付勢されるガイドスリーブ１６は工作物２０１に押し付けられたまま、メインシャフト１２がガイドスリーブ１６に対して後退する。これにより、条溝２５は図９に示すようにガイドスリーブ１６側のボルト先端２４ｔに対して後退する。換言すると、ボルト先端２４ｔが軸線方向溝部２５ｘに沿って先端側へ移動する。

そして図１０に示すように、ボルト先端２４ｔが条溝先端部２５ｔに移動すると、ガイドスリーブ１６はメインシャフト１２に対して軸線方向先端側位置に移動して、刃具１３は突出位置にされる。

以上の説明が、刃具１３が収納位置から突出位置まで回動突出する際の動作詳細である。

さて、図５に示す裏座ぐり加工が終了すると、刃具１３をメインシャフト１２内部に収納して裏座ぐりアーバ１１を下孔２０２から引き抜く。この手順は上述とは反対の手順で図５から図１に示すように順次行われる。

この引き抜き手順につき以下に説明すると、ホルダ１０１を前進させて、ガイドスリーブ１６を図４に示すように前面２０３に押し付ける。図５および図４において、クランプリング１５はスプリング２７に付勢されていることから、ガイドスリーブ１６は軸線方向先端側位置にある。このときボルト先端２４ｔは図１０に示すように条溝２５の一方端２５ｔに保持される。

引き続きホルダ１０１を前進させると、スプリング２７が圧縮されて、ガイドスリーブ１６に対してメインシャフト１２が先端側へ移動する（図３）。このときボルト先端２４ｔは、軸線方向溝部２５ｘに沿って移動し、条溝先端部２５ｔから他端２５ｃまで移動する。これによりガイドスリーブ１６はメインシャフト１２に対し軸線方向後端側へ摺動する。

ガイドスリーブ１６が軸線方向先端側位置から軸線方向後方へ摺動する際、窓１８の縁部のうち軸線方向先端側の縁部１８ｆが、刃具１３の背部１３ｂに当接し、刃具１３を突出位置から回転させて収納位置まで倒す（図４→図３→図２）。

続いてホルダ１０１が、図２に示すようにガイドスリーブ１６を前面２０３に押し付けたままメインシャフト１２をクランプリング１５に対し相対回転させる。このときボルト先端２４ｔは、周方向溝部２５ｒに沿って移動し、他端２５ｃから一端２５ｂまで移動する。

そしてホルダ１０１を僅かに後退させると、ガイドスリーブ１６はメインシャフト１２に対して軸線方向先端側へ摺動不能にされて、刃具１３を収納位置に保持する。このときボルト先端２４ｔは、スプリング２７に付勢されて図６に示すように、条溝端部２５ｓに嵌り込み、回転不能に保持される。

次に、ホルダ１０１を軸線方向後端側に向かって後退させることにより、図１に示すように、裏座ぐりアーバ１１は下孔２０２から引き抜かれる。これで引き抜き操作が完了する。

図１１は、裏座ぐりアーバ１１の切削液通路を示す側面図である。メインシャフト１２は、シャンク部１４の後端から軸線方向先端側に向かって延びる切削液通路３２を有する。切削液通路３２は、メインシャフト１２の内部に設けられ、その先端部３２ｆが先端内壁１２ｂ（図１）の内部で９０度向きを変えて軸線と直角方向に延びる。かかる切削液通路先端部３２ｆは、窓１８から露出して突出位置における刃具１３へ指向する。切削液通路３２は、裏座ぐり加工中にホルダ１０１から切削液を供給されて、矢の向きに刃具１３へ切削液を噴出する。これにより刃具１３は裏座ぐり加工中に冷却される。

以上の説明から明らかなように本実施例の裏座ぐりアーバ１１によれば、略Ｌ字形状の条溝２５と、突起状のボルト先端２４ｔと、スプリング２７と、緩衝材３３を有することから、ホルダ１０１がガイドスリーブ１６を工作物２０１に押し付けたまま、条溝２５の形状に沿ってメインシャフト１２を回転ないし摺動させることができる。そして、窓１８を的確な位置に軸線方向移動させて刃具１３を露出させることができる。さらに、ボルト先端２４ｔが刃具突出位置に対応する条溝先端部２５ｔに保持され、刃具１３を図４および図５に示す突出位置に安定保持することができる。また、ボルト先端２４ｔが刃具収納位置に対応する条溝端部２５ｓに保持され、刃具１３を図１に示す収納位置に安定保持することができる。したがって本実施例によれば、簡易な構成を用いて自動で刃具１３を出没させることが可能となり、裏座ぐり加工の作業効率が向上する。

なお本実施例では、自動で刃具１３を出没させることが可能であるが、メインシャフト１２に対してクランプリング１５を操作者が回転させることにより手動で刃具１３を出没させることを排除するものではない。

また、本実施例の裏座ぐりアーバ１１によれば、緩衝材３３がウレタンなど柔らかい樹脂、あるいはゴムなどの弾性素材など、金属よりも柔らかい素材で形成されることから、工作物２０１を傷つけることがない。

さらに本実施例の裏座ぐりアーバ１１によれば、ガイドスリーブ外周面１６ｓに低摩擦処理が施されることから、裏座ぐり加工の際、裏座ぐりアーバ１１の外周と下孔２０２の内周面との間で回転抵抗が生じる懸念を抑制することができる。

ところでホルダ１０１は、裏座ぐり加工中に裏座ぐりアーバ１１を所定速度未満の切削送り速度で後退させ、裏座ぐり加工終了後に刃具１３を自動で没入して裏座ぐりアーバ１１を所定速度以上の早送り速度で後退させ、下孔２０２から引き抜く。かかる本実施例において、切粉の詰まり等によって刃具１３が収納位置まで完全に没入せず、多少なりとも窓から外径側へ突出する場合がある。かかる非常の場合には、固定部材３８が折れて、裏座ぐりアーバ１１および工作物２０１の損傷を最小限にすることができる。

具体的には、刃具１３が窓１８から外径側へ突出した状態で裏座ぐりアーバ１１を早送り速度で後退させると、刃具１３が座ぐり孔２０５の底面に衝突し、通常よりも大きな軸線方向の引離力が刃具支持部１２ｃと主要部１２ｄとの接続部に加わる。そうするとせん断力により固定部材３８がくびれ部３８ｎで折れて、刃具支持部１２ｃが主要部１２ｄから分離する。また、刃具支持部１２ｃが分離して、刃具１３の背部１３ｂが縁部１８ｆに衝突すると、通常よりも大きな軸線方向の引離力によりキャップ１６ｃがガイドスリーブ１６の後端側から分離する。

かかる本実施例によれば、刃具１３は、工作物２０１の表面２０３側から下孔２０２に挿通されて工作物２０１の裏面２０４側で窓１８から突出したまま所定速度以上の早送り速度で引き抜かれる場合に、メインシャフト１６の軸線方向主要部１６ｄから分離するよう設けられる。そしてガイドスリーブ１６は、刃具１３が工作物２０１の表面２０３側から下孔２０２に挿通されて工作物２０１の裏面２０４側で窓１８から突出したまま所定速度以上の速度で引き抜かれる場合に、過度の引離力が加わって先端部のキャップ１６ｃも分離するよう構成される。したがって、切粉が凹部１９に侵入する等により刃具１３が収納位置に完全に収納されない非常の場合には、刃具１３が裏座ぐりアーバ１１から分離して、裏座ぐりアーバ１１および工作物２０１の損傷を最小限にすることができる。

なお、裏座ぐりアーバ１１を所定速度未満の切削送り速度で後退させる通常の場合、接続部に作用する軸線方向の引離力が小さいことから固定部材３８は折れず、裏座ぐり加工を好適に行う。またガイドスリーブ１６に対してメインシャフト１２を後退させ、ばね２２の付勢力に抗して刃具１３を収納する通常の場合、軸線方向の引離力が小さいことからキャップ１６ｃはガイドスリーブ１６から分離しない。

次に本発明の他の実施例を説明する。図１２は本発明の他の実施例を一部断面にして示す要部側面図である。この実施例につき、上述した実施例と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。図１２に示す実施例の裏座ぐりアーバ４１では、表面処理層１６ｓに代えて、自身の外周面が低摩擦処理されたパイプ部材４２を設ける。

パイプ部材４２は、フランジ部１６ｆよりも軸線方向先端側に配置され、フランジ部１６ｆによって、軸線方向後方への移動を規制される。窓１８の近傍には、ガイドスリーブ１６の外周面に沿って周方向に延びるスナップリング４３を設ける。スナップリング４３は窓１８よりも軸線方向後方に配置され、パイプ部材４２が軸線方向前方へ抜け出ることを防止する。なお好ましくは、パイプ部材４２の軸線方向寸法Ｒ２は、下孔２０２の長さ寸法Ｗよりも長い。パイプ部材４２の外周面上には、低摩擦処理された表面処理層４２ｓが形成される。この表面処理層４２ｓは、例えば、イオン窒化処理、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）コーティング処理、ＴｉＮ（窒化チタン）コーティング処理及び鏡面状ラッピング処理等である。表面処理層４２ｓは、上述した処理と併用して、油膜潤滑されていてもよい。

図１２に示す実施例の裏座ぐりアーバ４１によれば、パイプ部材４２がガイドスリーブ１６の外周面上であって、少なくとも加工すべき工作物２０１の下孔２０２に接する領域に取り付けられることから、裏座ぐり加工の際、裏座ぐりアーバ４１の外周と下孔２０２の内周面との間で回転抵抗が生じる懸念を抑制することができる。なおパイプ部材４２は、ガイドスリーブ１６とともに共回りしてもよい。

変形例としてパイプ部材４２は、窓１８よりも軸線方向後端側でガイドスリーブ１６の外周に相対回転自在に支持されてもよい。

以上、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明したが、この発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

この発明になる裏座ぐり切削工具は、工作機械において有利に利用される。

１１ 裏座ぐりアーバ、１２ メインシャフト、１２ｃ 刃具支持部、１３ 刃具、１４ シャンク部、１５ クランプリング、１６ ガイドスリーブ、１６ｃ キャップ、１６ｆ フランジ部、１６ｓ 表面処理層、１７ フランジ部、１８ 窓、１９ 凹部、２１ 枢軸、２２ ばね、２３ アジャスタねじ、２４ ボルト、２４ｔ ボルト先端、２５ 条溝、２７ スプリング、２８ 長孔、２９ キー、３１ 長孔、３２ 切削液通路、３３ 緩衝材、３４ 突条、３５ 条溝、３６，３７ 貫通孔、３８ 固定部材、３９ 貫通孔、４１ 裏座ぐりアーバ、４２ パイプ部材、４３ スナップリング、１０１ ホルダ、２０１ 工作物、２０２ 下孔、２０３ 表面、２０４ 裏面、２０５ 座ぐり孔。

Claims (6)

1. 軸線に沿って延び、軸線方向後端部が工作機械のホルダに装着可能な差し込み形状であるメインシャフトと、
   前記メインシャフトの軸線方向先端部に回動可能に支持され、メインシャフトに沿って倒れる収納位置と、メインシャフトに対して起立する突出位置とにされる刃具と、
   前記刃具を回動起立させて前記突出位置に付勢する付勢部材と、
   メインシャフトの外周に軸線方向摺動可能に設けられた筒状体であって、側面に窓を有し、軸線方向後端側位置で前記刃具を覆うことにより刃具を前記収納位置に保持し、軸線方向先端側位置で前記窓から前記刃具を露出させることにより刃具を窓から径方向外側に突出させて前記突出位置にするガイドスリーブと、
   前記ガイドスリーブの外周面上であって、少なくとも加工すべき工作物の下孔に接する領域に設けられて工作物との摩擦を減ずる低摩擦部とを備え、
   前記低摩擦部は、前記ガイドスリーブの外周面上に形成された表面処理層であり、
   前記メインシャフトは、主要部と、前記刃具を支持する刃具支持部と、前記主要部と前記刃具支持部とを接続する連結部とを有し、前記連結部は、前記主要部と前記刃具支持部との間に過度の引離力が加わったときに両者の接続を解くように構成されている、裏座ぐり切削工具。
2. 軸線に沿って延び、軸線方向後端部が工作機械のホルダに装着可能な差し込み形状であるメインシャフトと、
   前記メインシャフトの軸線方向先端部に回動可能に支持され、メインシャフトに沿って倒れる収納位置と、メインシャフトに対して起立する突出位置とにされる刃具と、
   前記刃具を回動起立させて前記突出位置に付勢する付勢部材と、
   メインシャフトの外周に軸線方向摺動可能に設けられた筒状体であって、側面に窓を有し、軸線方向後端側位置で前記刃具を覆うことにより刃具を前記収納位置に保持し、軸線方向先端側位置で前記窓から前記刃具を露出させることにより刃具を窓から径方向外側に突出させて前記突出位置にするガイドスリーブと、
   前記ガイドスリーブの外周面上であって、少なくとも加工すべき工作物の下孔に接する領域に設けられて工作物との摩擦を減ずる低摩擦部とを備え、
   前記低摩擦部は、前記ガイドスリーブの外周に相対回転自在に取り付けられたパイプ部材であり、
   前記メインシャフトは、主要部と、前記刃具を支持する刃具支持部と、前記主要部と前記刃具支持部とを接続する連結部とを有し、前記連結部は、前記主要部と前記刃具支持部との間に過度の引離力が加わったときに両者の接続を解くように構成されている、裏座ぐり切削工具。
3. 前記ガイドスリーブは、前進時に工作物の表面に当接するフランジ部を含み、前記フランジ部には工作物との衝突を緩和する緩衝材が設けられている、請求項１または２に記載の裏座ぐり切削工具。
4. 前記ガイドスリーブは、その先端部に、過度の引離力が加わったときに外れるキャップ部を有する、請求項１〜３のいずれかに記載の裏座ぐり切削工具。
5. メインシャフトの外周に軸線方向摺動可能に設けられた筒状体であって、前記ガイドスリーブと相対回転可能に連結されたクランプリングをさらに備え、
   前記クランプリングの内周面または前記メインシャフトの外周面の一方には、軸線方向に延びる溝部および周方向に延びる溝部が接続した略Ｌ字形状の条溝が形成され、
   前記クランプリングの内周面または前記メインシャフトの外周面の他方には、前記条溝と係合する突起が形成される、請求項１〜４のいずれかに記載の裏座ぐり切削工具。
6. 前記メインシャフトは、前記突出位置における前記刃具の回動角度を調整するアジャスタ機構を有する、請求項１〜５のいずれかに記載の裏座ぐり切削工具。

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