JP5846164B2

JP5846164B2 - ボーリング加工工具、およびそれを用いたボーリング加工方法

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Publication number: JP5846164B2
Application number: JP2013141973A
Authority: JP
Inventors: 崇寺西
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-07-05
Filing date: 2013-07-05
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2033-07-05
Also published as: JP2015013348A; CN105358276A; WO2015001838A1; US20160368063A1

Description

本発明は、ワークに形成された複数の貫通孔を加工するボーリング加工工具、およびそれを用いたボーリング加工方法に関する。

従来、ワークに形成された穴の内周面を切削することにより、当該穴の内径を調整するボーリング加工工具が広く知られている（例えば、特許文献１参照）。

一般的に、従来のボーリング加工工具は、一端部が工作機械に取り付けられて軸心回りに回転駆動される略円柱状の軸部材と、当該軸部材に固定され、ワークの穴の内周面を切削する切削刃と、前記軸部材に固定され、前記切削刃によって切削されたワークの穴の内周面上を摺動するガイドとを具備する。
このようなボーリング加工工具においては、ガイドが切削刃によって切削されたワークの穴の内周面上を摺動することにより、軸部材の振動を抑制しているため、ワークの穴の内周面を精度良く切削することが可能となっている。

しかしながら、上記のようなボーリング加工工具を用いて、同軸上に複数の貫通孔が形成されたワーク（例えば、シリンダヘッド、およびシリンダブロック）にボーリング加工を施す場合には、ワークの貫通孔の内周面を精度良く切削することが困難である。

以下では、図１２を参照して、従来のボーリング加工工具１００を用いて、ワークＷにボーリング加工を施す際に生じる問題について詳細に説明する。

図１２に示すように、ボーリング加工工具１００は、軸部材１０１と、切削刃１０２と、ガイド１０３とを具備する。
軸部材１０１は、略円柱状に形成され、工作機械に取り付けるための取付部１０１ａが一端部（図１２における左端部）に形成されている。
切削刃１０２は、軸部材１０１の外周面から径方向外側に突出するように、軸部材１０１の他端部（図１２における右端部）に固定されている。
ガイド１０３は、軸部材１０１の外周面から径方向外側に突出するように、軸部材１０１の他端から取付部１０１ａ近傍にかけて軸方向へ連続的に設けられている。ガイド１０３は、軸部材１０１の周方向において、切削刃１０２と対向するように配置されている。

ワークＷは、カムシャフトおよびクランクシャフト等の回転軸を支持するための四つの支持部Ｗｓ１・Ｗｓ２・Ｗｓ３・Ｗｓ４を有する。
支持部Ｗｓ１・Ｗｓ２・Ｗｓ３・Ｗｓ４には、それぞれ四つの貫通孔Ｗｈ１・Ｗｈ２・Ｗｈ３・Ｗｈ４が同軸上に形成されている。

ボーリング加工工具１００は、貫通孔Ｗｈ１、貫通孔Ｗｈ２、貫通孔Ｗｈ３、貫通孔Ｗｈ４の順で、各貫通孔の内周面を切削刃１０２によって切削する。
ボーリング加工工具１００の軸部材１０１は、ワークＷの最も奥に位置する貫通孔Ｗｈ４にも切削刃１０２およびガイド１０３が到達するように、一つの貫通孔のみを有するワークにボーリング加工を施すためのボーリング加工工具の軸部材よりも、軸方向の寸法を大きくする必要がある。軸部材１０１は、その一端部（取付部１０１ａ）のみが工作機械によって支持された片持ち梁の状態であるため、軸部材１０１における取付部１０１ａから切削刃１０２が固定された部分までの距離が大きくなると、切削刃１０２が固定された部分が軸方向に直交する方向に振動し（図１２における黒塗り矢印参照）、切削刃１０２によって切削される各貫通孔の内径が狙いの値よりも大きくなるおそれがある。

特開２００６−３０５６４１号公報

本発明は、ワークに形成された複数の貫通孔の内周面を精度良く切削可能な技術を提供することを課題とする。

本発明に係るボーリング加工工具は、同軸上に形成された互いに離間する複数の貫通孔を有するワークを加工対象とし、当該複数の貫通孔に進入して順にボーリング加工を施すボーリング加工工具であって、一端部が工作機械に取り付けられ、当該工作機械によって軸心回りに回転駆動される軸部材と、前記軸部材の外周面から突出するように前記軸部材に固定され、前記ワークの貫通孔が所定の内径となるように、当該貫通孔の内周面を切削する第一切削刃と、前記軸部材の外周面から突出するように前記軸部材に固定され、前記第一切削刃によって切削された貫通孔の内周面上を摺動する第一ガイドと、前記軸部材の外周面から突出するように前記軸部材に固定され、前記第一切削刃によって切削された貫通孔の内径が所定の内径となるように、当該貫通孔の内周面を切削する第二切削刃と、前記軸部材の外周面から突出するように前記軸部材に固定され、前記第二切削刃によって切削された貫通孔の内周面上を摺動する第二ガイドと、を具備し、前記第二切削刃は、前記第一切削刃と所定の間隔を空けて、前記第一切削刃よりも前記軸部材の一端部側に配置され、前記第一ガイドは、前記第二切削刃によって前記貫通孔の内周面が切削される際、前記第一切削刃によって切削された、少なくとも一つの貫通孔の内周面を摺動するように配置され、前記第二ガイドは、前記第二切削刃によって前記貫通孔の内周面が切削される際、前記第二切削刃によって切削された、少なくとも一つの貫通孔の内周面を摺動するように、前記第一ガイドよりも前記軸部材の一端部側に配置される。

本発明に係るボーリング加工工具において、前記軸部材は、所定の外径を有し、前記軸部材の他端から軸方向における中途部にかけて形成される小径部と、前記小径部よりも大きい外径を有し、前記小径部よりも前記軸部材の一端部側において、前記小径部と同心的かつ一体的に形成される大径部と、を有し、前記小径部には、前記第一切削刃および前記第一ガイドが固定され、前記大径部には、前記第二切削刃および前記第二ガイドが固定されることが好ましい。

本発明に係るボーリング加工工具において、前記第一切削刃は、前記第二切削刃によって前記貫通孔の内周面が切削される際、前記第二切削刃によって切削されている貫通孔に隣接する貫通孔の内周面を切削可能な位置に配置されることが好ましい。

本発明に係るボーリング加工方法は、上記のボーリング加工工具を用いて、前記ワークにおける複数の貫通孔にボーリング加工を施すボーリング加工方法であって、一端部に取り付けられる前記工作機械によって軸心回りに回転駆動され、軸方向の寸法が前記軸部材よりも小さい短軸部材と、前記短軸部材の外周面から突出するように前記短軸部材に固定され、前記ワークの貫通孔が、前記第一切削刃の加工径以上かつ前記第二切削刃の加工径よりも小さい内径となるように、当該貫通孔の内周面を切削する切削刃と、当該切削刃によって切削された貫通孔の内周面上を摺動するガイドと、を具備する基準孔形成工具を用意する工程と、前記ワークにおける複数の貫通孔のうちの一端に位置する貫通孔の内周面を、前記基準孔形成工具の切削刃によって切削することによって、当該貫通孔を基準孔とする工程と、前記基準孔に前記ボーリング加工工具の軸部材を挿通させ、前記基準孔の内周面を前記第二切削刃によって切削する工程と、前記基準孔に隣接する貫通孔の内周面を前記第一切削刃によって切削する工程と、を含む。

本発明によれば、ワークに形成された複数の貫通孔の内周面を精度良く切削できる。

（ａ）は、本発明に係るボーリング加工工具の側面図を示す図であり、（ｂ）は、同じく切断端面図。第一切削刃および第二切削刃、ならびに第一ガイドおよび第二ガイドの回転軌跡の外径を示す図。本発明に係るボーリング加工工具を用いたボーリング加工工程を示す図。基準孔形成工程を示す図。第一切削工程を示す図。第一切削刃および第二切削刃によって、ワークにおける隣接する貫通孔が同時に切削される様子を示す図。第二切削工程を示す図。第三切削工程を示す図。第四切削工程を示す図。ワークにおける隣接する支持部の間隔が小さい場合を示す図。ワークにおける隣接する支持部の間隔が大きい場合を示す図。従来のボーリング加工工具を用いて、ワークにボーリング加工を施す様子を示す図。

以下では、図１および図２を参照して、本発明に係るボーリング加工工具の一実施形態であるボーリング加工工具１について説明する。
ボーリング加工工具１は、ワークＷにボーリング加工を施すための工具である。
ワークＷは、同軸上に複数の貫通孔が形成された、シリンダヘッドおよびシリンダブロック等の部材である。本実施形態において、ワークＷは、内燃機関の一部を成すシリンダヘッドである。ワークＷは、カムシャフトを支持するための四つの支持部Ｗｓ１・Ｗｓ２・Ｗｓ３・Ｗｓ４を有し、支持部Ｗｓ１・Ｗｓ２・Ｗｓ３・Ｗｓ４には、それぞれ四つの貫通孔Ｗｈ１・Ｗｈ２・Ｗｈ３・Ｗｈ４が同軸上に形成されている（図１２参照）。
支持部Ｗｓ１・Ｗｓ２・Ｗｓ３・Ｗｓ４は、同一の厚み（図１２における左右寸法）を有する壁状に形成され、互いに同一の間隔を空けて配置されている。
貫通孔Ｗｈ１・Ｗｈ２・Ｗｈ３・Ｗｈ４は、それぞれ支持部Ｗｓ１・Ｗｓ２・Ｗｓ３・Ｗｓ４を厚み方向に貫通するように形成されている。貫通孔Ｗｈ１・Ｗｈ２・Ｗｈ３・Ｗｈ４は、支持部Ｗｓ１・Ｗｓ２・Ｗｓ３・Ｗｓ４の厚み方向から見て円状に形成され、同軸上に配置されている。貫通孔Ｗｈ１・Ｗｈ２・Ｗｈ３・Ｗｈ４は、同一の内径に設定されている。
なお、以下において、説明の便宜上、図１（ａ）における左右方向をボーリング加工工具１の左右方向と定義する。

図１（ａ）に示すように、ボーリング加工工具１は、軸部材１１と、第一切削刃１２と、第一ガイド１３と、第二切削刃１４と、第二ガイド１５とを具備する。

軸部材１１は、略円柱状に形成され、左右方向に延出している。
軸部材１１は、取付部１１ａと、小径部１１ｂと、大径部１１ｃとを有する。

取付部１１ａは、軸部材１１の左端部に形成され、マシニングセンタ等の工作機械に取り付けられる。つまり、軸部材１１は、取付部１１ａを介して前記工作機械に取り付けられ、当該工作機械によって軸心回りに回転駆動される。

小径部１１ｂは、大径部１１ｃの外径よりも小さく、かつ、ワークＷの貫通孔Ｗｈ１・Ｗｈ２・Ｗｈ３・Ｗｈ４の内径と同程度の外径を有する。小径部１１ｂは、軸部材１１の右端部側に位置する。詳細には、小径部１１ｂは、軸部材１１の右端から軸方向における中途部にかけて形成されている。

大径部１１ｃは、小径部１１ｂの外径よりも大きい外径を有する。大径部１１ｃは、軸部材１１の左端部側に位置する。詳細には、大径部１１ｃは、取付部１１ａから小径部１１ｂにかけて、取付部１１ａおよび小径部１１ｂと同心的かつ一体的に形成されている。

第一切削刃１２は、ワークＷにおける各貫通孔の内周面を切削可能に構成された部材である。第一切削刃１２は、小径部１１ｂの外周面から径方向外側に向けて突出するように、小径部１１ｂの右端部に固定されている。第一切削刃１２は、軸部材１１の回転に伴って回転し、ワークＷの各貫通孔が所定の内径となるように各貫通孔の内周面を切削する。第一切削刃１２の加工径は、第二切削刃１４の加工径よりも小さくなるように設定されている。
ここで、加工径とは、第一切削刃１２および第二切削刃１４等の、ワークＷにおける各貫通孔の内周面を切削する部材の回転軌跡の外径である。つまり、第一切削刃１２の加工径は、第一切削刃１２によって内周面が切削された貫通孔の内径に一致する。

第一ガイド１３は、第一切削刃１２によって切削された貫通孔の内周面上を摺動可能に構成された部材である。第一ガイド１３は、小径部１１ｂの外周面から径方向外側に向けて突出するように、小径部１１ｂの軸方向における両端に亘って連続的に設けられ、ろう付けによって小径部１１ｂの外周面に固定されている。
図１（ｂ）に示すように、第一ガイド１３は、小径部１１ｂの周方向において、第一切削刃１２と対向するように配置されている。つまり、第一ガイド１３および第一切削刃１２は、互いに１８０度の位相差をもって配置されている。
図２に示すように、第一ガイド１３の摺動面（図２における下端面）から軸部材１１の軸心までの距離は、第一切削刃１２の先端（図２における上端）から軸部材１１の軸心までの距離と等しくなるように設定されている。つまり、第一ガイド１３の回転軌跡の外径は、第一切削刃１２の加工径と同一である。なお、以下において、第一ガイド１３および第二ガイド１５等の、ワークＷにおける各貫通孔の内周面を摺動する部材の回転軌跡の外径を、ガイド径と記す。
第一ガイド１３は、軸部材１１の回転に伴って、第一切削刃１２によって切削された貫通孔の内周面上を摺動することにより、第一切削刃１２が貫通孔の内周面を切削する際に、軸部材１１が軸方向に直交する方向に振動することを抑制する。

第二切削刃１４は、第一切削刃１２によって切削された貫通孔の内周面を切削可能に構成された部材である。
図１（ａ）に示すように、第二切削刃１４は、大径部１１ｃの外周面から径方向外側に向けて突出するように、大径部１１ｃの右端部に固定されている。第二切削刃１４は、軸部材１１の周方向において、第一切削刃１２と同位置に配置されている。第二切削刃１４の加工径は、第一切削刃１２の加工径よりも大きくなるように設定されている。第二切削刃１４は、軸部材１１の回転に伴って回転し、第一切削刃１２によって切削された貫通孔が所定の内径となるように当該貫通孔の内周面を切削する。

第二ガイド１５は、第二切削刃１４によって切削された貫通孔の内周面上を摺動可能に構成された部材である。第二ガイド１５は、大径部１１ｃの外周面から径方向外側に向けて突出するように、大径部１１ｃの右端から取付部１１ａ近傍にかけて連続的に設けられ、ろう付けによって大径部１１ｃの外周面に固定されている。第二ガイド１５は、軸部材１１の周方向において、第一ガイド１３と同位置に配置されている。つまり、第二ガイド１５は、大径部１１ｃの周方向において、第二切削刃１４と対向するように配置されている。
図２に示すように、第二ガイド１５の摺動面（図２における下端面）から軸部材１１の軸心までの距離は、第二切削刃１４の先端（図２における上端）から軸部材１１の軸心までの距離と等しくなるように設定されている。つまり、第二ガイド１５のガイド径は、第二切削刃１４の加工径と同一である。
第二ガイド１５は、軸部材１１の回転に伴って、第二切削刃１４によって切削された貫通孔の内周面上を摺動することにより、第二切削刃１４が貫通孔の内周面を切削する際に、軸部材１１が軸方向に直交する方向に振動することを抑制する。

以下では、図３〜図１１を参照して、本発明に係るボーリング加工方法の一実施形態である、ボーリング加工工具１を用いたボーリング加工工程Ｓ１について説明する。
ボーリング加工工程Ｓ１は、ボーリング加工工具１を用いて、ワークＷの貫通孔Ｗｈ１・Ｗｈ２・Ｗｈ３・Ｗｈ４の内径を調整する工程である。

図３に示すように、ボーリング加工工程Ｓ１は、基準孔形成工程Ｓ１０と、第一切削工程Ｓ２０と、第二切削工程Ｓ３０と、第三切削工程Ｓ４０と、第四切削工程Ｓ５０とを含む。

基準孔形成工程Ｓ１０は、基準孔形成工具２を用いて、貫通孔Ｗｈ１の内周面を切削する工程である。

図４に示すように、基準孔形成工具２は、短軸部材２１と、切削刃２２と、ガイド２３とを具備する。
なお、以下において、説明の便宜上、図４における左右方向を基準孔形成工具２の左右方向と定義する。

短軸部材２１は、略円柱状に形成され、前記工作機械に取り付けるための取付部２１ａが左端部に形成されている。短軸部材２１の軸方向における寸法は、ボーリング加工工具１の軸部材１１のものよりも小さく設定されている。短軸部材２１における取付部２１ａ以外の部分の外径は、貫通孔Ｗｈ１の内径と同程度に設定されている。
短軸部材２１は、取付部２１ａを介して前記工作機械に取り付けられ、当該工作機械によって軸心回りに回転駆動される。

切削刃２２は、ワークＷの貫通孔Ｗｈ１の内周面を切削可能に構成された部材である。切削刃２２は、短軸部材２１の外周面から径方向外側に向けて突出するように、短軸部材２１の右端部に固定されている。切削刃２２は、短軸部材２１の回転に伴って回転し、貫通孔Ｗｈ１が所定の内径となるように貫通孔Ｗｈ１の内周面を切削する。切削刃２２の加工径は、第一切削刃１２の加工径以上、かつ、第二切削刃１４の加工径よりも小さくなるように設定されている。本実施形態において、切削刃２２の加工径は、第一切削刃１２の加工径と同程度に設定されている。

ガイド２３は、切削刃２２によって切削された貫通孔Ｗｈ１の内周面上を摺動可能に構成された部材である。ガイド２３は、短軸部材２１の外周面から径方向外側に向けて突出するように、短軸部材２１の右端から取付部２１ａ近傍にかけて連続的に設けられ、ろう付けによって短軸部材２１の外周面に固定されている。ガイド２３は、短軸部材２１の周方向において、切削刃２２と対向するように配置されている。ガイド２３のガイド径は、切削刃２２の加工径と同一である。
ガイド２３は、短軸部材２１の回転に伴って、切削刃２２によって切削された貫通孔Ｗｈ１の内周面上を摺動することにより、切削刃２２が貫通孔Ｗｈ１の内周面を切削する際に、短軸部材２１が軸方向に直交する方向に振動することを抑制する。

基準孔形成工程Ｓ１０においては、前記工作機械によって駆動された基準孔形成工具２を、その右端部からワークＷの貫通孔Ｗｈ１に挿入し、切削刃２２が貫通孔Ｗｈ１を通過するまで右方向に移動させる。
こうして、貫通孔Ｗｈ１の内径が切削刃２２の加工径と同一に調整される。
なお、基準孔形成工具２を貫通孔Ｗｈ１に挿入する際には、切削後の貫通孔Ｗｈ１の中心が適切な位置となるように、基準孔形成工具２の位置が調整される。そのため、貫通孔Ｗｈ１が適切な位置からずれている場合でも、基準孔形成工具２によって貫通孔Ｗｈ１の内周面を切削することによって、貫通孔Ｗｈ１の位置が修正されるのである。なお、短軸部材２１の軸方向における寸法は、比較的小さいため、短軸部材２１の左端部のみが前記工作機械によって支持された片持ち梁の状態であっても、短軸部材２１が軸方向に直交する方向に振動することは抑制される。
このように、基準孔形成工具２によって切削された貫通孔Ｗｈ１の中心が適切な位置となるため、後の工程（第一切削工程Ｓ２０）において、ボーリング加工工具１を貫通孔Ｗｈ１に挿入した際には、ボーリング加工工具１が適切な位置に配置されることとなる。つまり、基準孔形成工具２によって切削された貫通孔Ｗｈ１は、ボーリング加工工具１が適切な位置でワークＷにボーリング加工を施すための基準孔として機能するのである。
貫通孔Ｗｈ１を切削した後は、基準孔形成工具２を左方向に移動させ、貫通孔Ｗｈ１から引き抜く。

第一切削工程Ｓ２０は、ボーリング加工工具１を用いて、基準孔形成工具２によって切削された貫通孔Ｗｈ１を最終的な内径に調整する工程である。
図５に示すように、第一切削工程Ｓ２０においては、まず、前記工作機械を停止した状態で、ボーリング加工工具１を、その右端部からワークＷの貫通孔Ｗｈ１に挿入し、第一切削刃１２が貫通孔Ｗｈ１を通過するまで右方向に移動させる。
そして、前記工作機械によって駆動されたボーリング加工工具１を、第二切削刃１４が貫通孔Ｗｈ１を通過するまで右方向に移動させる。
こうして、貫通孔Ｗｈ１の内径が第二切削刃１４の加工径と同一に調整される。
なお、本実施形態においては、軸部材１１の小径部１１ｂの軸方向における寸法は、ワークＷにおける隣接する支持部の左右方向における一方の端面（例えば、支持部Ｗｓ１およびＷｓ２の左端面）同士の距離と同程度に設定されているものとする。
そのため、第二切削刃１４が貫通孔Ｗｈ１の内周面を切削すると同時に、第一切削刃１２が貫通孔Ｗｈ２の内周面を切削することとなる。そして、第二切削刃１４が貫通孔Ｗｈ１を通過すると同時に、第一切削刃１２が貫通孔Ｗｈ２を通過し、貫通孔Ｗｈ２の内径が第一切削刃１２の加工径と同一に調整される。

第一切削工程Ｓ２０において、ボーリング加工工具１を貫通孔Ｗｈ１に挿入した際には、第一切削刃１２によって貫通孔Ｗｈ１の内周面に傷が付くおそれがある。
しかしながら、基準孔形成工程Ｓ１０において、基準孔形成工具２における切削刃２２の加工径を、第一切削刃１２の加工径と同程度とし、貫通孔Ｗｈ１が最終的な内径（第二切削刃１４の加工径）よりも小さくなるように、基準孔形成工具２の切削刃２２によって貫通孔Ｗｈ１を切削している。つまり、基準孔形成工具２の切削刃２２によって、取り代が残るように貫通孔Ｗｈ１を切削している。
そのため、基準孔形成工具２の切削刃２２によって切削された貫通孔Ｗｈ１の内周面は、第二切削刃１４によって切削されることとなり、最終的に貫通孔Ｗｈ１の内周面に傷が残ることを防止できる。

図６に示すように、第一切削工程Ｓ２０において、第二切削刃１４が貫通孔Ｗｈ１の内周面を切削する際には、第一切削刃１２が貫通孔Ｗｈ２の内周面を切削する。
この時、小径部１１ｂおよび大径部１１ｃが、それぞれ貫通孔Ｗｈ２および貫通孔Ｗｈ１に挿入された状態となる。
そのため、第一ガイド１３が、第一切削刃１２によって切削された貫通孔Ｗｈ２の内周面と、第一切削刃１２によって切削された貫通孔Ｗｈ１の内周面とを摺動すると共に、第二ガイド１５が、第二切削刃１４によって切削された貫通孔Ｗｈ１の内周面を摺動することとなる。
このように、第二切削刃１４の右側および左側において、軸部材１１が第一ガイド１３および第二ガイド１５によって支持された状態となっている。更に、軸部材１１の左端部に位置する取付部１１ａ（図１（ａ）参照）が、前記工作機械によって支持されている。つまり、軸部材１１は、両持ち梁の状態となっている。
これにより、軸部材１１が、第二切削刃１４が取り付けられた部分（大径部１１ｃの右端部）において、軸方向に直交する方向に振動することを抑制することができる。
したがって、貫通孔Ｗｈ１の内径が狙いの値よりも大きくなることなく、貫通孔Ｗｈ１の内周面を精度良く切削することができる。

第二切削工程Ｓ３０は、ボーリング加工工具１を用いて、貫通孔Ｗｈ２を最終的な内径に調整する工程である。
図７に示すように、第二切削工程Ｓ３０においては、前記工作機械によって駆動されたボーリング加工工具１を、第二切削刃１４が貫通孔Ｗｈ２を通過し、かつ、第一切削刃１２が貫通孔Ｗｈ３を通過するまで右方向に移動させる。
こうして、貫通孔Ｗｈ２の内径が第二切削刃１４の加工径と同一に調整されると共に、貫通孔Ｗｈ３の内径が第一切削刃１２の加工径と同一に調整される。

第二切削工程Ｓ３０において、第二切削刃１４および第一切削刃１２が貫通孔Ｗｈ２および貫通孔Ｗｈ３を切削する際には、第一ガイド１３が、第一切削刃１２によって切削された貫通孔Ｗｈ３の内周面と、第一切削刃１２によって切削された貫通孔Ｗｈ２の内周面とを摺動すると共に、第二ガイド１５が、第二切削刃１４によって切削された貫通孔Ｗｈ２の内周面と、第二切削刃１４によって切削された貫通孔Ｗｈ１の内周面とを摺動することとなる。
このように、第二切削刃１４の右側および左側において、軸部材１１が第一ガイド１３および第二ガイド１５によって支持された状態となっている。更に、軸部材１１の左端部に位置する取付部１１ａ（図１（ａ）参照）が、前記工作機械によって支持されている。つまり、軸部材１１は、両持ち梁の状態となっている。
これにより、軸部材１１が、第二切削刃１４が取り付けられた部分（大径部１１ｃの右端部）において、軸方向に直交する方向に振動することを抑制することができる。
したがって、貫通孔Ｗｈ２の内径が狙いの値よりも大きくなることなく、貫通孔Ｗｈ２の内周面を精度良く切削することができる。

第三切削工程Ｓ４０は、ボーリング加工工具１を用いて、貫通孔Ｗｈ３を最終的な内径に調整する工程である。
図８に示すように、第三切削工程Ｓ４０においては、前記工作機械によって駆動されたボーリング加工工具１を、第二切削刃１４が貫通孔Ｗｈ３を通過し、かつ、第一切削刃１２が貫通孔Ｗｈ４を通過するまで右方向に移動させる。
こうして、貫通孔Ｗｈ３の内径が第二切削刃１４の加工径と同一に調整されると共に、貫通孔Ｗｈ４の内径が第一切削刃１２の加工径と同一に調整される。

第三切削工程Ｓ４０において、第二切削刃１４および第一切削刃１２が貫通孔Ｗｈ３および貫通孔Ｗｈ４を切削する際には、第一ガイド１３が、第一切削刃１２によって切削された貫通孔Ｗｈ４の内周面と、第一切削刃１２によって切削された貫通孔Ｗｈ３の内周面とを摺動すると共に、第二ガイド１５が、第二切削刃１４によって切削された貫通孔Ｗｈ３の内周面と、第二切削刃１４によって切削された貫通孔Ｗｈ２の内周面と、第二切削刃１４によって切削された貫通孔Ｗｈ１の内周面とを摺動することとなる。
このように、第二切削刃１４の右側および左側において、軸部材１１が第一ガイド１３および第二ガイド１５によって支持された状態となっている。更に、軸部材１１の左端部に位置する取付部１１ａ（図１（ａ）参照）が、前記工作機械によって支持されている。つまり、軸部材１１は、両持ち梁の状態となっている。
これにより、軸部材１１が、第二切削刃１４が取り付けられた部分（大径部１１ｃの右端部）において、軸方向に直交する方向に振動することを抑制することができる。
したがって、貫通孔Ｗｈ３の内径が狙いの値よりも大きくなることなく、貫通孔Ｗｈ３の内周面を精度良く切削することができる。

第四切削工程Ｓ５０は、ボーリング加工工具１を用いて、貫通孔Ｗｈ４を最終的な内径に調整する工程である。
図９に示すように、第四切削工程Ｓ５０においては、前記工作機械によって駆動されたボーリング加工工具１を、第二切削刃１４が貫通孔Ｗｈ４を通過するまで右方向に移動させる。
こうして、貫通孔Ｗｈ４の内径が第二切削刃１４の加工径と同一に調整される。

第四切削工程Ｓ５０において、第二切削刃１４が貫通孔Ｗｈ４を切削する際には、第一ガイド１３が、第一切削刃１２によって切削された貫通孔Ｗｈ４の内周面を摺動すると共に、第二ガイド１５が、第二切削刃１４によって切削された貫通孔Ｗｈ４の内周面と、第二切削刃１４によって切削された貫通孔Ｗｈ３の内周面と、第二切削刃１４によって切削された貫通孔Ｗｈ２の内周面と、第二切削刃１４によって切削された貫通孔Ｗｈ１の内周面とを摺動することとなる。
このように、第二切削刃１４の右側および左側において、軸部材１１が第一ガイド１３および第二ガイド１５によって支持された状態となっている。更に、軸部材１１の左端部に位置する取付部１１ａ（図１（ａ）参照）が、前記工作機械によって支持されている。つまり、軸部材１１は、両持ち梁の状態となっている。
これにより、軸部材１１が、第二切削刃１４が取り付けられた部分（大径部１１ｃの右端部）において、軸方向に直交する方向に振動することを抑制することができる。
したがって、貫通孔Ｗｈ４の内径が狙いの値よりも大きくなることなく、貫通孔Ｗｈ３の内周面を精度良く切削することができる。

以上のように、ボーリング加工工程Ｓ１においては、基準孔形成工程Ｓ１０、第一切削工程Ｓ２０、第二切削工程Ｓ３０、第三切削工程Ｓ４０、および第四切削工程Ｓ５０を順に行うことによって、ワークＷの貫通孔Ｗｈ１・Ｗｈ２・Ｗｈ３・Ｗｈ４の内径を調整する。

なお、基準孔形成工程Ｓ１０を行わずに、第一切削工程Ｓ２０において、貫通孔Ｗｈ１を第一切削刃１２によって切削することも可能である。

また、本実施形態においては、軸部材１１の小径部１１ｂの軸方向における寸法を、ワークＷにおける隣接する支持部の左右方向における一方の端面同士の距離と同程度に設定し、第二切削刃１４がワークＷの貫通孔を切削する工程と、第一切削刃１２がワークＷの貫通孔を切削する工程とを同時に行っているが、本構成に限定するものではない。

例えば、図１０に示すように、ワークＷにおける支持部Ｗｓ１と支持部Ｗｓ２との間隔が比較的小さい場合には、第二切削刃１４が貫通孔Ｗｈ１を切削する工程と、第一切削刃１２が貫通孔Ｗｈ２を切削する工程とが時間差をもって行われる。
この場合、第二切削刃１４が貫通孔Ｗｈ１を切削する際には、第一ガイド１３が、第一切削刃１２によって切削された貫通孔Ｗｈ２の内周面と、第一切削刃１２によって切削された貫通孔Ｗｈ１の内周面とを摺動すると共に、第二ガイド１５が、第二切削刃１４によって切削された貫通孔Ｗｈ１の内周面を摺動することとなる。
また、図１１に示すように、ワークＷにおける支持部Ｗｓ１と支持部Ｗｓ２との間隔が比較的長い場合には、第二切削刃１４が貫通孔Ｗｈ１を切削する工程と、第一切削刃１２が貫通孔Ｗｈ２を切削する工程とが時間差をもって行われる。
この場合、第二切削刃１４が貫通孔Ｗｈ１を切削する際には、第一ガイド１３が、第一切削刃１２によって切削された貫通孔Ｗｈ１の内周面を摺動すると共に、第二ガイド１５が、第二切削刃１４によって切削された貫通孔Ｗｈ１の内周面を摺動することとなる。
このように、ワークＷにおける隣接する支持部の間隔に関係なく、第二切削刃１４がワークＷの貫通孔を切削する際には、軸部材１１が第二切削刃１４の右側および左側にて第一ガイド１３および第二ガイド１５によって支持された状態となる。
したがって、ボーリング加工工具１によれば、種々のワークＷに対して、汎用的にボーリング加工を施すことができる。
なお、図１０および図１１においては、説明の便宜上、支持部Ｗｓ１および支持部Ｗｓ２のみを図示している。

また、本実施形態においては、第一ガイド１３を、小径部１１ｂの軸方向における全域に連続的に形成し、第二ガイド１５を大径部１１ｃの軸方向における略全域に連続的に形成しているが、本構成に限定するものではない。
第一ガイド１３は、第二切削刃１４によってワークＷの貫通孔が切削される際、第一切削刃１２によって切削された、少なくとも一つの貫通孔の内周面を摺動するように配置されていればよい。更に、第二ガイド１５は、第二切削刃１４によってワークＷの貫通孔が切削される際、第二切削刃１４によって切削された、少なくとも一つの貫通孔の内周面を摺動するように配置されていればよい。

また、本実施形態においては、軸部材１１に小径部１１ｂおよび大径部１１ｃを形成したが、軸部材１１における取付部１１ａ以外の部分を同一径としてもよい。
この場合、第一切削刃１２の加工径が第二切削刃１４の加工径よりも小さくなるように、第一切削刃１２および第二切削刃１４の位置を調整すればよい。更に、第一ガイド１３のガイド径が第一切削刃１２の加工径と同一となるように、第一ガイド１３の摺動面から軸部材１１の軸心までの距離を変更すると共に、第二ガイド１５のガイド径が第二切削刃１４の加工径と同一となるように、第二ガイド１５の摺動面から軸部材１１の軸心までの距離を変更すればよい。

また、軸部材１１の軸方向における第一切削刃１２および第二切削刃１４の位置を変更可能に構成してもよい。
これにより、ワークＷにおける隣接する支持部の間隔が変わった場合においても、第一切削刃１２および第二切削刃１４によって、ワークＷにおける隣接する支持部に形成された貫通孔を同時に切削することができる。
したがって、第二切削刃１４が貫通孔を切削する際、第一切削刃１２が切削した貫通孔の内周面を第一ガイド１３が摺動することとなるため、ワークＷの貫通孔を精度良く切削することができる。

また、本実施形態においては、ボーリング加工工具１の加工対象として、四つの貫通孔Ｗｈ１・Ｗｈ２・Ｗｈ３・Ｗｈ４を有するワークＷを採用したが、少なくとも二つの貫通孔が設けられていればよい。

１ボーリング加工工具
２基準孔形成工具
１１軸部材
１１ａ取付部
１１ｂ小径部
１１ｃ大径部
１２第一切削刃
１３第一ガイド
１４第二切削刃
１５第二ガイド
２１短軸部材
２２切削刃
２３ガイド
Ｗワーク
Ｗｓ１、Ｗｓ２、Ｗｓ３、Ｗｓ４支持部
Ｗｈ１、Ｗｈ２、Ｗｈ３、Ｗｈ４貫通孔

Claims

同軸上に形成された互いに離間する複数の貫通孔を有するワークを加工対象とし、当該複数の貫通孔に進入して順にボーリング加工を施すボーリング加工工具であって、
一端部が工作機械に取り付けられ、当該工作機械によって軸心回りに回転駆動される軸部材と、
前記軸部材の外周面から突出するように前記軸部材に固定され、前記ワークの貫通孔が所定の内径となるように、当該貫通孔の内周面を切削する第一切削刃と、
前記軸部材の外周面から突出するように前記軸部材に固定され、前記第一切削刃によって切削された貫通孔の内周面上を摺動する第一ガイドと、
前記軸部材の外周面から突出するように前記軸部材に固定され、前記第一切削刃によって切削された貫通孔の内径が所定の内径となるように、当該貫通孔の内周面を切削する第二切削刃と、
前記軸部材の外周面から突出するように前記軸部材に固定され、前記第二切削刃によって切削された貫通孔の内周面上を摺動する第二ガイドと、を具備し、
前記第二切削刃は、前記第一切削刃と所定の間隔を空けて、前記第一切削刃よりも前記軸部材の一端部側に配置され、
前記第一ガイドは、前記第二切削刃によって前記貫通孔の内周面が切削される際、前記第一切削刃によって切削された、少なくとも一つの貫通孔の内周面を摺動するように配置され、
前記第二ガイドは、前記第二切削刃によって前記貫通孔の内周面が切削される際、前記第二切削刃によって切削された、少なくとも一つの貫通孔の内周面を摺動するように、前記第一ガイドよりも前記軸部材の一端部側に配置される、
ことを特徴とするボーリング加工工具。
前記軸部材は、
所定の外径を有し、前記軸部材の他端から軸方向における中途部にかけて形成される小径部と、
前記小径部よりも大きい外径を有し、前記小径部よりも前記軸部材の一端部側において、前記小径部と同心的かつ一体的に形成される大径部と、を有し、
前記小径部には、前記第一切削刃および前記第一ガイドが固定され、
前記大径部には、前記第二切削刃および前記第二ガイドが固定される、
ことを特徴とする請求項１に記載のボーリング加工工具。
前記第一切削刃は、前記第二切削刃によって前記貫通孔の内周面が切削される際、前記第二切削刃によって切削されている貫通孔に隣接する貫通孔の内周面を切削可能な位置に配置される、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のボーリング加工工具。
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のボーリング加工工具を用いて、前記ワークにおける複数の貫通孔にボーリング加工を施すボーリング加工方法であって、
一端部に取り付けられる前記工作機械によって軸心回りに回転駆動され、軸方向の寸法が前記軸部材よりも小さい短軸部材と、前記短軸部材の外周面から突出するように前記短軸部材に固定され、前記ワークの貫通孔が、前記第一切削刃の加工径以上かつ前記第二切削刃の加工径よりも小さい内径となるように、当該貫通孔の内周面を切削する切削刃と、当該切削刃によって切削された貫通孔の内周面上を摺動するガイドと、を具備する基準孔形成工具を用意する工程と、
前記ワークにおける複数の貫通孔のうちの一端に位置する貫通孔の内周面を、前記基準孔形成工具の切削刃によって切削することによって、当該貫通孔を基準孔とする工程と、
前記基準孔に前記ボーリング加工工具の軸部材を挿通させ、前記基準孔の内周面を前記第二切削刃によって切削する工程と、
前記基準孔に隣接する貫通孔の内周面を前記第一切削刃によって切削する工程と、を含む、
ことを特徴とするボーリング加工方法。