JP7386022B2

JP7386022B2 - リーマ

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Publication number: JP7386022B2
Application number: JP2019165062A
Authority: JP
Inventors: 明紀尾藤; 由健加納
Original assignee: Aisin Kiko Co Ltd
Current assignee: Aisin Kiko Co Ltd
Priority date: 2019-09-11
Filing date: 2019-09-11
Publication date: 2023-11-24
Anticipated expiration: 2039-09-11
Also published as: JP2021041489A

Description

本開示は、複数の螺旋溝を有する棒状のリーマ本体部の先端に、螺旋溝の内側面をすくい面とする複数の刃部を備えるリーマに関する。

一般にこの種のリーマは、リーマ本体部の外側面と先端面との角部にテーパー面を備えている。そして、テーパー面の刃部が、被加工物の下孔の開口縁に押し付けられて下孔の内面がリーマ加工される（例えば、特許文献１参照）。

特開平０８－３２３５４１号公報（図４，段落［００１１］）

ところで、上述したリーマは、刃部が劣化する度に上述したテーパー面の表面を切除するメンテナンスが行われる。また、リーマは先端部を消耗しながら使用していくことが常識になっているため、リーマの先端部の構造の検討はされたことがなかった。これに対し、本開示は、リーマの先端部の構造を見直し、リーマの耐久性を向上させることが可能な技術を開発することを目的とする。

上記目的の下、リーマの劣化した刃部を精査したところ、刃部の摩耗ではなく欠損によって劣化しているものがあることが観察された。このことから、リーマ本体部の最外側面とテーパー面との角部に応力が集中していることが推測され、それを解消するためにリーマ本体部の最外側面に連続する円弧状の面取り面を形成するという見知を得て、以下の本発明を完成させるに至った。また、本発明によれば、バリの発生を抑えることができるという従来のものでは得られない効果も奏する。

即ち、本願の請求項１の発明は、複数の螺旋溝を有する棒状のリーマ本体部の先端に、前記螺旋溝の内側面をすくい面とする複数の刃部を備えるリーマにおいて、前記リーマ本体部の最外側面と先端面との角部に、曲率半径が２［ｍｍ］以上でかつ前記最外側面に連続する円弧状の面取り面を有し、前記先端面は、前記リーマ本体部の中心軸に対して２２．５度以上の角度で交差するテーパー面又は前記中心軸と直交する平坦面であり、前記円弧状の面取り面は前記複数の刃部の逃げ面を構成するリーマである。

請求項２の発明は、前記面取り面の前記曲率半径は、４～６［ｍｍ］である請求項１に記載のリーマである。

請求項３の発明は、前記リーマ本体部の前記先端面の少なくとも一部はテーパー面をなし、前記円弧状の面取り面は、前記テーパー面と前記最外側面とに連続している請求項１又は２に記載のリーマである。

本開示の第１実施形態のリーマの斜視図リーマの正面図リーマの先端部の側断面図（Ａ）Ｒ面取り面を有しないリーマの先端部の側断面図，（Ｂ）Ｒ面取り面を有するリーマの先端部の側断面図（Ａ）Ｒ面取り面を有しないリーマの切り込みの概念図，（Ｂ）Ｒ面取り面を有するリーマの切り込みの概念図，第２実施形態のリーマの先端部の側断面図

［第１実施形態］
以下、図１～図５を参照して本開示の第１実施形態のリーマ１０Ａについて説明する。図１に示すように、本実施形態のリーマ１０Ａは、棒状のリーマ本体部１２の基端側に棒状のチャック部１１を有する。そして、チャック部１１を例えばボール盤やマシニングセンター等の主軸に固定されて、リーマ１０Ａの基端側から先端側を見て時計回りとなる方向に回転駆動されて使用される。

リーマ本体部１２には、複数の螺旋溝１３が形成されている。それら螺旋溝１３は、リーマ本体部１２の基端側から先端側に向かうに従って時計回りに回転するように捻れている。

図２に示すように、リーマ本体部１２のうち隣り合う螺旋溝１３同士の間の螺旋突部１４は、リーマ１０Ａの回転方向の前側を向く第１側面１５Ａと、その反対側を向く第２側面１５Ｂと、それらに挟まれた突部先端面１４Ａとを備える。

第１側面１５Ａは、例えば、リーマ本体部１２の中心軸Ｊ１と直交する架空の中心直交線Ｓ１上に位置する。突部先端面１４Ａは、最外側面１７と先端傾斜面１６とからなる。最外側面１７は、リーマ本体部１２の中心軸周りの架空の円筒面Ｃ１の一部を構成する円弧面になっている。また、先端傾斜面１６は、リーマ本体部１２の回転とは反対方向で最外側面１７から離れるに従って円筒面Ｃ１から内側に離れるように傾斜し、第２側面１５Ｂは、先端傾斜面１６から離れるに従って先端傾斜面１６より急角度で円筒面Ｃ１から内側に離れるように傾斜している。

なお、本実施形態では、上述した円筒面Ｃ１の直径は、例えば、９～１５［ｍｍ］をなし、螺旋溝１３の数は６つになっている。これら値は別のものであってもよい。また、本実施形態では、リーマ本体部１２の最外側面１７が、架空の円筒面Ｃ１の一部を構成する円弧面になっているが、平坦面であってもよい。さらには、最外側面１７と先端傾斜面１６と第２側面１５Ｂとが滑らかに連続していてもよい。

図３に示すように、リーマ本体部１２の先端面１８は、リーマ本体部１２の中心軸Ｊ１と直交する平坦面１９と、平坦面１９を包囲するテーパー面２０とを備えている。また、テーパー面２０のテーパー角θは４５～９０度（具体的には、６０度）をなし、テーパー面２０の軸長は、例えば、０～３［ｍｍ］になっている。なお、これら値は別のものであってもよい。

リーマ本体部１２の最外側面１７とリーマ本体部１２の先端面１８の一部であるテーパー面２０との角部は、Ｒ面取り加工されて円弧状の面取り面２１（以下、「Ｒ面取り面２１」という）を備えた構造になっている。Ｒ面取り面２１は、最外側面１７とテーパー面２０とに連続し、その曲率半径Ｒは、２［ｍｍ］以上（好ましくは４～６［ｍｍ］、より好ましくは５［ｍｍ］）になっている。また、先端傾斜面１６とテーパー面２０との角部にもＲ面取り面２１が形成されて、最外側面１７側のＲ面取り面２１と連続している。

第１側面１５Ａとテーパー面２０及びＲ面取り面２１とは、所謂、ピン角状態に交差している。そして、リーマ本体部１２の先端部に、第１側面１５Ａをすくい面とし、テーパー面２０及びＲ面取り面２１を逃げ面とする複数の刃部２２が形成されている。

本実施形態のリーマ１０Ａの構造に関する説明は、以上である。次に、リーマ１０Ａの作用効果について説明する。図４（Ｂ）に示すように、本実施形態のリーマ１０Ａは、被加工物９０に形成されている下孔９１に芯だしされかつ前述の如く回転駆動された状態で軸方向に移動されて、下孔９１の開口縁に、刃部２２のうちＲ面取り面２１が逃げ面となっている部分を押し付けるようにして使用される。これにより下孔９１の内面がリーマ加工される。

ここで、本実施形態のリーマ１０Ａでは、リーマ本体部１２の最外側面１７と先端のテーパー面２０との角部に、リーマ本体部１２の最外側面１７に連続するＲ面取り面２１を備えているので不連続部分が減り、リーマ本体部１２の先端部における応力集中が緩和されて耐久性が従来より向上する。

また、図４（Ａ）と図４（Ｂ）とに比較して示すように、被加工物９０に対する刃部２２の切込量が同じ条件の下では、Ｒ面取り面２１を有さない刃部２２と被加工物９０との当接範囲Ｌ１に比べ（図４（Ａ）参照）、Ｒ面取り面２１を有する刃部２２と被加工物９０との当接範囲Ｌ２は広くなる。このことより、リーマ１０Ａは、Ｒ面取り面２１を備えたことで、上述の不連続部分の減少による応力集中の緩和以外に、刃部２２と被加工物９０との当接範囲の増加によっても応力集中が緩和されて耐久性が従来より向上する。

さらには、本実施形態のリーマ１０Ａは、Ｒ面取り面２１を備えたことで、バリの発生を抑えることができる。即ち、リーマの送り量（リーマ１０Ａが１回転する間にリーマ１０Ａが軸方向に前進する量）が一定であれば、Ｒ面取り面２１を有しない刃部２２では、図５（Ａ）に示すように、テーパー面２０のうち径方向の何れの位置でも切り取り量は一定で、切り取られる切粉の大きさＬ３も同じになる。このため、被加工物９０から切り離されなかった切粉がバリと呼べる大きさになり得る。これに対し、図５（Ｂ）に示すように、Ｒ面取り面２１を有する刃部２２では、Ｒ面取り面２１のうち径方向のリーマ本体部１２の径方向の外側に近づくに従って切り取り量が小さくなり、切り取られる切粉の大きさＬ４が小さくなる。これにより、被加工物９０から切り離されなかった切粉がバリと呼ばれない大きまで小さくなる。即ち、本実施形態のリーマ１０Ａでは、Ｒ面取り面２１を備えたことで、バリの発生を抑えることができる。

［第２実施形態］
本実施形態のリーマ１０Ｂは、図６に示されており、第１実施形態のリーマ１０Ａが備えていたテーパー面２０は有しない。即ち、本実施形態のリーマ１０Ｂでは、リーマ本体部１２の先端面１８は、リーマ本体部１２の中心軸Ｊ１と直交する平坦面になっている。そして、その先端面１８と最外側面１７とに連続するように前述のＲ面取り面２１が形成されている。本実施形態のリーマ１０Ｂの構造によっても第１実施形態のリーマ１０Ａと同様の効果を奏する。ただし、第１実施形態のリーマ１０Ａのようにテーパー面２０を備えれば、そのテーパー面２０をガイドにして被加工物９０の下孔９１へのリーマ１０Ａに挿入が容易になる。

なお、Ｒ面取り面２１は、最外側面１７に連続していれば、先端面１８とは連続していなくてもよい。また、例えば、リーマ１０Ａを芯だしするための支持シャフトが先端面１８の中央部分から延設された構造としてもよい。

１０Ａ，１０Ｂリーマ
１２リーマ本体部
１３螺旋溝
１７最外側面
１８先端面
２０テーパー面
２１面取り面
２２刃部
θ テーパー角

Claims

複数の螺旋溝を有する棒状のリーマ本体部の先端に、前記螺旋溝の内側面をすくい面とする複数の刃部を備えるリーマにおいて、
前記リーマ本体部の最外側面と先端面との角部に、曲率半径が２［ｍｍ］以上でかつ前記最外側面に連続する円弧状の面取り面を有し、
前記先端面は、前記リーマ本体部の中心軸に対して２２．５度以上の角度で交差するテーパー面又は前記中心軸と直交する平坦面であり、
前記円弧状の面取り面は前記複数の刃部の逃げ面を構成するリーマ。
前記面取り面の前記曲率半径は、４～６［ｍｍ］である請求項１に記載のリーマ。
前記リーマ本体部の前記先端面の少なくとも一部はテーパー面をなし、
前記円弧状の取り面は、前記テーパー面と前記最外側面とに連続している請求項１又は２に記載のリーマ。