(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部に切削刃を有する工具本体と、この工具本体の先端部の周面に設けられた凹溝と、この凹溝内に収容されて上記工具本体の径方向に弾性変位可能とされたカートリッジと、クランプネジでこのカートリッジに着脱可能に取り付けられて上記カートリッジの弾性変位により上記工具本体の周面から出没自在とされた略三角形平板状のバリ取りチップとを備えた穴明け工具において、上記カートリッジには、上記バリ取りチップがなす三角形の三辺に相当する三側面のうちの二側面に面接触する二つの保持壁が設けられ、上記バリ取りチップは、これら二つの保持壁に上記二側面をそれぞれ面接触させ、かつ、残りの一側面は開放された状態で上記カートリッジに取り付けられていて、さらに、上記工具本体の周面には、上記凹溝に連通するスリットが形成されており、このスリットを通して作業用工具を挿入することにより、上記クランプネジの締め・緩めによる上記バリ取りチップの着脱が行えるようになされていることを特徴とする穴明け工具。
【請求項２】
上記バリ取りチップは、当該バリ取りチップがなす上記三角形の一つの頂部を上記工具本体の径方向外周側に向けるとともに、この頂部の反対側に位置する側面と、上記工具本体の後端側に位置する側面とを、上記カートリッジの上記保持壁にそれぞれ面接触させた状態で取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の穴明け工具。
【請求項３】
上記凹溝が、上記工具本体の先端に開口するように形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の穴明け工具。
【請求項４】
上記凹溝が、上記工具本体の先端には開口しないように形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の穴明け工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば鋼板、銅板、アルミ板等の金属板に対する穴明けの際に、その表裏に発生するバリを、穴明けと同時に除去することのできるバリ取り機能を備えた穴明け工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鋼板等の金属板をドリル等の穴明け工具で穴明けした場合、この金属板の表裏にバリが発生することがあり、このバリは、ボルトやリベット等で金属板を締め付ける際に、適正な締め付け力が得られない等の不具合の原因となるため、従来はグラインダ等の研削工具を用いたりして、バリ除去のための後加工を行っていたが、このようなバリ取り作業には多くの労力と時間を要することになる。そこで、このような問題を解決するために、金属板等の被加工物に穴明けを行うと同時にその表裏面のバリを取り除くバリ取り機能を備えた穴明け工具が、例えば特許第２６４１６９４号公報あるいは特開平８−１５５７１６号公報に提案されている。
【０００３】
これらの公報に記載された穴明け工具は、先端部に切削刃を有する工具本体と、工具本体の先端部の周面に軸方向に沿って設けられた凹溝と、この凹溝内に収容されて該凹溝内にて工具本体の径方向に弾性変形可能とされたカートリッジと、カートリッジに取り付けられカートリッジの弾性変形により工具本体の周面から出没自在とされた三角形平板状のバリ取りチップとを備えたものである。従ってこのような穴明け工具で穴明け加工をすると、穿孔開始から若干遅れて被加工物の表面のバリをバリ取りチップが除去し、次いで穿孔の進行に従ってバリ取りチップが穴の内周壁に倣いながら凹溝の中に後退し、さらに穴の貫通後は再びカートリッジの弾性変形によりバリ取りチップが外側に変位し、工具本体が後退する際に被加工物の裏面のバリを除去するので、穴明けと同時に金属板等の被加工物の表裏のバリを取ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなバリ取り機能を備えた穴明け工具では、バリ取りチップが出没自在とされているため、バリ取り加工時の切刃の当たりが不安定となり、これによって切れ味の微妙な劣化が生じてバリ取り機能の低下を招くことから、バリ取りチップは頻繁に交換されることが多い。ところが、上記穴明け工具のうち、前者の特許第２６４１６９４号公報に記載された穴明け工具では、三角形平板状の上記バリ取りチップの固定を、このバリ取りチップがなす三角形の頂部のうち工具本体の外周面に出没する一つの頂部の周辺を開放した状態で、該バリ取りチップの三つの側面（上記三角形の三つの辺に連なる側面）をカートリッジの三つの保持壁で拘束することにより行っている。このため、この前者の公報に記載の穴明け工具では、バリ取りチップを交換する場合、カートリッジを取り外すなどして、バリ取りチップを工具本体の外周面から完全に引き出さなければ、チップを取り外したり取り付けたりすることができず、簡単にチップ交換できないという問題があった。また、こうしてカートリッジに三つの保持壁が形成されることから、カートリッジが大きくなることも避けられない。
【０００５】
一方、後者の特開平８−１５５７１６号公報の穴明け工具では、バリ取りチップの二つの側面をカートリッジ側の保持部で拘束してバリ取りチップを固定しているので、チップ交換は容易ではある。しかしながら、この後者の公報記載の穴明け工具では、カートリッジの上記保持部のうち、バリ取りチップの工具本体後端側に位置する側面を保持する部分が、カートリッジを形成する帯状体の先端縁で構成されているため、この部分ではバリ取りチップの側面が単に線接触されて支持されるだけとなり、バリ取りチップの取付安定性が損なわれるおそれがある。特に、このバリ取りチップの工具本体後端側に位置する側面を保持する部分は、穴明け工具によって削孔する際に該バリ取りチップに作用する負荷を受け止める部分となるため、そのような部分が線接触でしかバリ取りチップを保持できないと、確実にバリを除去することができなくなるおそれが生じる。
【０００６】
本発明は、このような事情を鑑みてなされたもので、バリ取りチップの交換が容易にでき、しかもバリ取りチップを安定して保持することのできる、バリ取り機能を備えた穴明け工具を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して、このような課題を解決するために本発明は、先端部に切削刃を有する工具本体と、この工具本体の先端部の周面に設けられた凹溝と、この凹溝内に収容されて上記工具本体の径方向に弾性変位可能とされたカートリッジと、クランプネジでこのカートリッジに着脱可能に取り付けられて上記カートリッジの弾性変位により上記工具本体の周面から出没自在とされた略三角形平板状のバリ取りチップとを備えた穴明け工具において、上記カートリッジに、上記バリ取りチップがなす三角形の三辺に相当する三側面のうちの二側面に面接触する二つの保持壁を設け、上記バリ取りチップを、これら二つの保持壁に上記二側面をそれぞれ面接触させ、かつ、残りの一側面は開放された状態で上記カートリッジに取り付け、さらに、上記工具本体の周面に、上記凹溝に連通するスリットを形成し、このスリットを通して作業用工具を挿入することにより、上記クランプネジの締め・緩めによる上記バリ取りチップの着脱を行うようになされていることを特徴とする。
【０００８】
従って、このように構成された穴明け工具では、バリ取りチップが、その上記残りの一側面が開放された状態でカートリッジに取り付けられるので、バリ取りチップを工具本体の外周面から完全に引き出さずとも、この一の側面側に抜き出すことによってカートリッジから取り外して交換することが可能である。また、バリ取りチップを二つの保持壁で保持するので、カートリッジのコンパクト化を図ることができる。その一方で、これらカートリッジの二つの保持壁とバリ取りチップの二つの側面とがそれぞれ面接触しているので、安定かつ確実にバリ取りチップをカートリッジに固定することができる。
【０００９】
ここで、上記バリ取りチップは、当該バリ取りチップがなす上記三角形の一つの頂部を上記工具本体の径方向外周側に向けるとともに、この頂部の反対側に位置する側面と、上記工具本体の後端側に位置する側面とを、上記カートリッジの上記保持壁にそれぞれ面接触させた状態で取り付けられるのが望ましく、これにより、特に削孔時にバリ取りチップに作用する負荷を確実に受け止めて、より安定的にバリ取りチップを保持することが可能となる。また、上記凹溝を上記工具本体の先端に開口するように形成した場合には、特に上述のようにバリ取りチップの上記頂部の反対側に位置する側面と工具本体後端側に位置する側面とをカートリッジの保持壁に面接触させてバリ取りチップを取り付けた際に、バリ取りチップの着脱を一層容易に行うことが可能となる一方、これとは逆に上記凹溝を工具本体の先端には開口しないように形成した場合には、工具本体先端部における剛性の向上を図ることができるとともに、切削刃により生成された切屑がこの凹溝に侵入したりするのを防ぐことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１ないし図４は本発明の第１の実施形態を示すものである。本実施形態において工具本体１は、その先端部が略円柱状をなし、この先端部の外周面１Ａには、工具本体１の先端面１Ｂから後端側に向けて工具回転方向Ｔの後方側に捩れる一対の切屑排出溝２，２が形成されるとともに、これらの切屑排出溝２，２の工具回転方向Ｔ側を向く壁面の先端部には、それぞれ切刃チップが接合されて切削刃３，３が設けられている。そして、工具本体１の周方向において上記切屑排出溝２，２の間に画成される一対のランドのうちの一方の外周面１Ａには、工具本体１の先端面１Ｂに開口して該工具本体１の軸線Ｏ方向に沿って延びる凹溝４が形成されており、この凹溝４内にはカートリッジ５が収容されて、このカートリッジ５の先端部にバリ取りチップ６が着脱可能に装着されている。
【００１１】
ここで、図４に示すように上記カートリッジ５は、凹溝４の底部に固定されるベース７と、凹溝４の外周側に収容される可動アーム８とを備えており、この可動アーム８の後端部はベース７の後端部にピン９を介して回動自在に連結されるとともに、該可動アーム８とベース７との間には弾性部材としてバネ（コイルスプリング）１０が介装されており、これにより可動アーム８は工具本体１の径方向外周側に向けて付勢されている。従って、カートリッジ５の全体を凹溝４に収容した状態で、この可動アーム８の先端部は、その後端部の上記ピン９を中心として、凹溝４内にて工具本体１の径方向に弾性変位可能とされている。
【００１２】
そして、この可動アーム８の先端部には、先端側に向けて６０°の挟角でＶ字状に開口する一対の保持壁１１Ａ，１１Ｂと、これらの保持壁１１Ａ，１１Ｂに対して直交し、カートリッジ５を工具本体１に装着した状態で工具回転方向Ｔ側を向くチップ取付面１１Ｃとから成るチップ保持部１１が形成されている。なお、上記保持壁１１Ａ，１１Ｂのうち一方の保持壁１１Ａは、カートリッジ５を凹溝４に取り付けた状態で略工具本体１の外周側を向くように、また他方の保持壁１１Ｂは先端側に向かうに従い外周側に向かうように配置される。また、上記チップ取付面１１Ｃには、図示されないネジ穴が形成されている。
【００１３】
一方、上記バリ取りチップ６は、本実施形態では超硬合金等の硬質材料から略正三角形平板状に形成されたポジティブスローアウェイチップであって、略正三角形をなす上下面６Ａ，６Ｂと、これら上下面６Ａ，６Ｂの三つの辺に連なる三つの側面６ａ，６ｂ，６ｃとを備えており、互いに隣り合う側面６ａ，６ｂ，６ｃ同士が交差する三つの頂部６ｄ，６ｅ，６ｆには面取りが施されている。さらに、上記上面６Ａと三つの側面６ａ，６ｂ，６ｃとの交差稜線部には、それぞれバリ取り刃１２ａ，１２ｂ，１２ｃが形成されている。
【００１４】
このように構成されたバリ取りチップ６は、上記上面６Ａをすくい面として工具回転方向Ｔ側に向けるとともに、下面６Ｂを上記チップ取付面１１Ｃに密着させ、また三つの側面６ａ〜６ｃのうち工具本体１の内周側を向く側面６ａを上記保持壁１１Ａに、工具本体１の後端側を向く側面６ｂを保持壁１１Ｂにそれぞれ面接触させて、カートリッジ５の上記チップ保持部１１に着座させられ、さらに上記上面６Ａ側から挿通されたクランプネジ１３を、チップ取付面１１Ｃの上記ネジ穴にねじ込むことにより、カートリッジ５に固定される。そして、この状態でバリ取りチップ６は、上記切削刃３，３よりも工具本体１の軸線Ｏ方向後端側に位置して、その三つの頂部６ｄ〜６ｆのうちの一つ（本実施形態においては頂部６ｅ）が工具本体１の外周面１Ａに突出させられるとともに、この頂部６ｅを挟む切刃１２ｂ，１２ｃが軸線Ｏに対して傾斜して配置され、さらにカートリッジ５の可動アーム８が工具本体１の径方向に弾性変位可能とされるのに伴い上記頂部６ｅが工具本体１の外周面１Ａから出没自在とされている。
【００１５】
なお、上記工具本体１の外周面１Ａには、上記頂部６ｅがこの外周面１Ａから突出した状態において、上記クランプネジ１３の頭部に臨む位置から、軸線Ｏに直交する断面における上記外周面１Ａの接線方向に延びるように、上記凹溝４に連通する断面円形のスリット１４が形成されており、このスリット１４を通してレンチやドライバー等の作業用工具を挿入することにより、クランプネジ１３の締め・緩めによるバリ取りチップ６の着脱が一層容易に行えるようになされている。また、工具本体１の内部には、上記軸線Ｏに沿って切削油剤の供給孔１５が形成されており、この供給孔１５は工具本体１の先端部において二つに分岐して、一方は真っ直ぐ工具本体１の先端面１Ｂに開口させられるとともに、他方は上記凹溝４の底面に開口した後、この底面に沿って工具本体１の先端面１Ｂに半円状に開口するように曲折されている。
【００１６】
このように構成された穴明け工具による穴明け加工において、上記切削刃３，３により被加工物に形成された加工穴の開口部に生じたバリは、工具本体１の送りに伴い上記切削刃３，３に続いて上記バリ取りチップ６が加工穴の開口部周縁に接することにより、このバリ取りチップ６の工具本体１先端側を向く切刃１２ｃによって削り取られる。また、工具本体１が軸線Ｏ方向先端側にさらに送り出されて、バリ取りチップ６が加工穴内に挿入されると、カートリッジ５の可動アーム８の弾性変位によって上記バリ取りチップ６は工具本体１内に没入し、さらに上記切削刃３，３が被加工物を貫通してバリ取りチップ６が加工穴から抜け出ると、上記弾性変位によってバリ取りチップ６は再び工具本体１の外周面１Ａから突出するので、この工具本体１を加工穴から抜き出す際に工具本体１を後退させることにより、バリ取りチップ６の工具本体１後端側を向く切刃１２ｂによって加工穴の貫通側開口部に生じたバリが削り取られる。
【００１７】
しかして、上記構成の穴明け工具によれば、この三角形平板状のバリ取りチップ６が、その三つの側面６ａ〜６ｃのうち二側面６ａ，６ｂを保持壁１１Ａ，１１Ｂに面接触させてカートリッジ５のチップ保持部１１に保持されており、残りの一の側面６ｃは工具本体１の先端側に開放された状態とされているので、このバリ取りチップ６を交換したり、あるいは使用に供する切刃１２ａ〜１２ｃを取り替えるためにバリ取りチップ６を回転させて取り付け直したりする際には、上記クランプネジ１３を緩めて外すだけで、チップ保持部１１から工具本体１の先端側にバリ取りチップ６を簡単に取り外すことができる。従って、このようなチップ交換等の際に、カートリッジ５を工具本体１から取り外したり、バリ取りチップ６を工具本体１の外周面１Ａから完全に引き出したりする必要がなくなり、かかるチップ交換等に要する労力や時間の削減を図ることができる。また、カートリッジ５のチップ保持部１１には二つの保持壁１１Ａ，１１Ｂが形成されているだけなので、カートリッジ５を小さくでき、従って凹溝４も短くすることができて工具本体１の剛性の向上を図ることができる。
【００１８】
そして、その一方で、バリ取りチップ６は、上述のようにその二つの側面６ａ，６ｂをチップ保持部１１の上記保持壁１１Ａ，１１Ｂに面接触させて保持されているので、バリ取りチップ６とチップ保持部５との接触面積を確保して、穴明け加工時に作用する負荷に対してバリ取りチップ６を強固に保持することが可能となり、安定した加工を促すことができる。特に、上記バリ取りチップ６が加工穴の開口部周縁のバリ取りを行う際には、工具本体１が軸線Ｏ方向先端側に送り出されることに伴い、バリ取りチップ６には軸線Ｏ方向後端側に向けて大きな負荷が作用することとなるが、本実施形態の穴明け工具では、チップ保持部１１の保持壁１１Ｂが、バリ取りチップ６の工具本体１後端側に位置する側面６ｂに面接触しているので、上記負荷を確実に受け止めることができる。しかも、チップ保持部５の保持壁１１Ａ，１１Ｂは先端側に開口するＶ字状をなしており、従ってバリ取りチップ６に軸線Ｏ方向後端側に向けて負荷が作用すると、バリ取りチップ６はこれら保持壁１１Ａ，１１Ｂの間にクサビのように押し込まれてより強固に保持されることとなるので、一層の取付安定性の確保を図ることができる。
【００１９】
さらに本実施形態では、上記カートリッジ５を収容する凹溝４が、工具本体１の先端面１Ｂに開口するように形成されており、このため、特に上述のようにチップ保持部５の保持壁１１Ａ，１１Ｂを工具本体１の先端側に開口するＶ字状に形成した場合には、チップ交換等の際にチップ保持部１１から取り外したバリ取りチップ６を、そのまま先端側に引き抜いて取り出すことができ、チップ交換等を一層容易とすることができる。また、このように凹溝４が先端面１Ｂに開口している場合には、本実施形態のようにこの凹溝４を切削油剤の供給孔１５の一部として利用することも可能となり、切削刃３，３への切削油剤の供給とともにバリ取りチップ６への切削油剤の供給も円滑に行うことが可能となる。
【００２０】
ただし、本実施形態では、このように凹溝４を先端面１Ｂに開口するように形成しているが、例えば図５ないし図７に示す本発明の第２の実施形態のように、凹溝２１を、先端面１Ｂに開口することなく、先端面１Ｂから工具本体１の軸線Ｏ方向後端側に距離をあけた位置から延びるように形成してもよい。ただし、この図５ないし図７に示す第２の実施形態において、上記凹溝２１以外の部分は、図１ないし図４に示した第１の実施形態と同様の構成とされており、従ってこれら共通する部分には同一の符号を配して説明を省略してある。
【００２１】
しかるに、こうして凹溝２１が工具本体１の先端面１Ｂに開口することなく形成された第２の実施形態の穴あけ工具によれば、切削刃３の工具回転方向Ｔ後方側において、工具本体１の先端面１Ｂが凹溝によって切り欠かれることがないので、工具剛性の向上を図ることができ、穴明け加工時に上記切削刃３に作用する大きな負荷に対しても、工具本体１に損傷が生じたりするような事態を未然に防止することが可能となる。また、このように先端面１Ｂに凹溝２１が開口することがないため、例えば切削刃３，３によって生成された切屑が凹溝２１に侵入することもなく、このような切屑の侵入によりカートリッジ５の動作が阻害されてバリ取りチップ６の円滑な出没に支障が生じるような事態をも、未然に防止することができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、三角形平板状のバリ取りチップの二つの側面のみをカートリッジで拘束するだけであるから、カートリッジを取り外すなどしなくても、残りの一の側面側にバリ取りチップを引き出すだけで、その交換を容易に行うことができ、バリ取りチップが頻繁に交換される場合でも交換作業に要する時間や労力の削減を図ることができるとともに、カートリッジのコンパクト化を図ることができる。また、バリ取りチップのこれら二つの側面をカートリッジの二つの保持壁にそれぞれ面接触させることでバリ取りチップの固定を行っているので、安定かつ確実にバリ取りチップをカートリッジに保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す工具本体１の先端部の側面図である。
【図２】図１に示す第１の実施形態の先端面１Ｂ側からの正面図である。
【図３】図２におけるＸ方向視の一部省略した側面図である。
【図４】図１に示す第１の実施形態のカートリッジ５の側面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態を示す工具本体１の先端部の側面図である。
【図６】図５に示す第２の実施形態の先端面１Ｂ側からの正面図である。
【図７】図６におけるＹ方向視の一部省略した側面図である。
【符号の説明】
１  工具本体
１Ｂ  工具本体１の先端面
３  切削刃
４，２１  凹溝
５  カートリッジ
６  バリ取りチップ
６ａ，６ｂ、６ｃ  バリ取りチップ６の側面
６ｄ，６ｅ，６ｆ  バリ取りチップ６の頂部
１１  チップ保持部
１１Ａ，１１Ｂ  保持壁
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ  バリ取り刃
Ｏ  工具本体１の軸線
Ｔ  工具回転方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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