(57)【要約】      （修正有）【課題】  工具本体に生じるビビリ振動を確実に抑制する工具本体を提供する。【解決手段】  軸線Ｏ回りに回転される工具本体１０の後端側部分が工作機械への取付部１１とされ、工具本体１０の先端面１０Ａから軸線Ｏ方向の後端側へ向かって穿設された装着孔１２にリーマ２０が装着される切削工具において、工具本体１０の内部における装着孔１２と取付部１１との間に、軸線Ｏに直交する断面で装着孔１２の後端側部分よりも大きい断面積を有する空洞部１３を形成する。工具本体１０の先端部外周に、軸線Ｏに対して傾斜する切刃３１を設ける。空洞部１３が、切削油剤の供給通路の一部をなすようにする。【選択図】      図１
2006007396.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線回りに回転される工具本体の後端側部分が工作機械への取付部とされ、前記工具本体の先端面から前記軸線方向の後端側へ向かって穿設された装着孔に穴加工工具が装着される切削工具であって、
前記工具本体の内部における前記装着孔と前記取付部との間に、前記軸線に直交する断面で前記装着孔の後端側部分よりも大きい断面積を有する空洞部が形成されていることを特徴とする切削工具。
【請求項２】
請求項１に記載の切削工具であって、
前記工具本体の先端部外周に、前記軸線に対して傾斜する切刃が設けられていることを特徴とする切削工具。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の切削工具であって、
前記空洞部が、切削油剤の供給通路の一部をなしていることを特徴とする切削工具。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の切削工具に用いられる工具本体であって、
前記工具本体の内部における前記装着孔と前記取付部との間に、前記軸線に直交する断面で前記装着孔の後端側部分よりも大きい断面積を有する空洞部が形成されていることを特徴とする工具本体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークに形成された下穴を加工するための切削工具、例えばエンジンのシリンダーヘッドにおけるバルブ穴を所定の内径に加工するとともにこのバルブ穴の開口部を所定の形状に加工するための切削工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の切削工具として例えば特許文献１に開示されているようなものが知られており、その一例を図２に示す。
図２に示す切削工具は、軸線Ｏ回りに回転される工具本体１の後端側部分が工作機械への取付部２とされ、この工具本体１の先端面１Ａから軸線Ｏ方向の後端側へ向かって穿設された装着孔３に、長尺の略円柱状をなすリーマ（穴加工工具）４が軸線Ｏと同軸に装着され、さらに、工具本体１の先端外周部に、軸線Ｏに対して傾斜する切刃５が設けられたものである。
【０００３】
また、装着孔３の後端側部分は、リーマ４の切刃の位置調整を行うための調整ボルト６Ａがねじ込まれた調整ボルト収容孔６とされており、この調整ボルト収容孔６の後端側には、調整ボルト収容孔６の内径と略同一の内径を有し、切削油剤の供給通路の一部をなす供給孔７が穿設されている。
さらに、供給孔７の後端側には、リング部材８で工具本体１に直接固定されたパイプ９が取付部２の内部空間に突出するように設けられており、このパイプ９を介して工作機械側から供給孔７に切削油剤が供給される。
【０００４】
そして、工具本体１が、軸線Ｏ回りに回転されつつ軸線Ｏ方向の先端側へ向かって送られると、上記工具本体１の装着孔３に装着されたリーマ４が、例えばエンジンのシリンダーヘッドにおけるバルブ穴（ワークに形成された下穴）を所定の内径に加工するとともに、上記工具本体１の先端部外周に設けられた切刃５が、このバルブ穴の開口部にバルブヘッドが当接するバルブシート面を加工するようになっている。
【特許文献１】特開２００２−５９３１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このような切削工具においては、その工具本体１にどうしてもアンバランス状態が生じているものであり、なおかつ、工具本体１の重量が非常に大きいものであるため、ワークの加工に際して工具本体１を軸線Ｏ回りに高速回転させると、この工具本体１にビビリ振動が生じて、加工精度の低下を招いてしまうという問題があった。
なお、図２に示す切削工具では、切刃５によって加工された加工面に摺接可能なガイドパット５Ａを、切刃５に対して軸線Ｏを挟んで略反対側に位置するように設けることにより、このガイドパット５Ａで工具本体１を案内して上記ビビリ振動を抑制することもあるが、その場合には、ガイドパット５Ａを切刃５に対してどれだけ後退させるかなどの微細な調整作業が必要となってしまうため、上記ビビリ振動を抑制するための効果的な解決手段とはなり得ない。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、工具本体に生じるビビリ振動を効果的に抑制することができる切削工具及びこれに用いられる工具本体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明による切削工具は、軸線回りに回転される工具本体の後端側部分が工作機械への取付部とされ、前記工具本体の先端面から前記軸線方向の後端側へ向かって穿設された装着孔に穴加工工具が装着される切削工具であって、前記工具本体の内部における前記装着孔と前記取付部との間に、前記軸線に直交する断面で前記装着孔の後端側部分よりも大きい断面積を有する空洞部が形成されていることを特徴とするものであり、本発明による工具本体は、本発明の切削工具に用いられる工具本体であって、前記工具本体の内部における前記装着孔と前記取付部との間に、前記軸線に直交する断面で前記装着孔の後端側部分よりも大きい断面積を有する空洞部が形成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、工具本体の内部に上記空洞部が形成されている分だけ、この工具本体の重量を小さくすることができるため、もともとアンバランス状態が生じている工具本体を高速回転させた場合であっても、工具本体に作用する遠心力を小さくして、結果的に工具本体に生じるビビリ振動を効果的に抑制することができる。また、このような空洞部を形成することにより、工具本体の重心を後端側へ移動させて、上記ビビリ振動をより生じ難くすることもできる。
さらに、工具本体の内部に上記空洞部が形成されているため、この工具本体の外部を切り欠いてその軽量化を図った場合と比べ、工具本体の剛性を不用意に低下させてしまうようなこともない。  
【０００８】
また、前記工具本体の先端部外周に、前記軸線に対して傾斜する切刃が設けられていて、本発明による切削工具が、例えばエンジンのシリンダーヘッドにおけるバルブ穴を上記穴加工工具によって所定の内径に加工するとともに、このバルブ穴の開口部を上記切刃によって所定の形状（バルブヘッドが当接するバルブシート面）に加工するようなものである場合には、従来のようなガイドパットを用いなくても、工具本体に生じるビビリ振動を効果的に抑制することができる。
【０００９】
また、本発明においては、前記空洞部が切削油剤の供給通路の一部をなしていることが好ましく、このような構成とすると、空洞部と切削油剤の供給通路との干渉の問題を生じさせることなく、工具本体の剛性を損ねない範囲で空洞部の体積を極力大きくすることができ、この工具本体のさらなる軽量化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を添付した図面を参照しながら説明する。
本実施形態による切削工具の工具本体１０は、図１に示すように、軸線Ｏ回りに回転される軸線Ｏを中心とした略多段円柱状をなすものであって、その後端側部分が工作機械への取付部１１とされている。
この工具本体１０は、取付部１１を工作機械の内部に挿入させるとともに、取付部１１の先端から径方向外周側へ屹立する取付基準面１１Ａを工作機械の端面に対向配置させて当接させるようにして、工作機械に取り付けられる。
【００１１】
また、工具本体１０の先端に位置し、軸線Ｏ方向の先端側を向いて軸線Ｏに略直交するように延在する先端面１０Ａには、軸線Ｏ方向の後端側へ向かって延びる軸線Ｏを中心とした装着孔１２が穿設されている。
この装着孔１２の後端側部分は、装着孔１２の先端側部分よりも内径が一段大きくなるとともに内周面に雌ねじ部が形成された調整ボルト収容孔１２Ａとされている。
【００１２】
一方、このような取付孔１２に装着される穴加工工具としてのリーマ２０は、装着孔１２に装着された状態で、軸線Ｏ回りに回転される軸線Ｏを中心とした長尺の略円柱状をなすものであり、その先端側部分が刃部２１とされているとともに、後端側部分がシャンク部２２とされている。
なお、図示はしないが、刃部２１の外周には、軸線Ｏに沿って延びる１条の切屑排出溝が形成されていて、この切屑排出溝における工具本体１０の回転方向Ｔ前方側を向く壁面の先端外周に切刃が設けられている。
【００１３】
このような構成とされたリーマ２０は、そのシャンク部２２が、工具本体１０の先端面１０Ａに穿設された装着孔１２に対して、シャンク部２２における後端側一部分が調整ボルト収容孔１２Ａ内へ突出させられるようにして挿入されている。
リーマ２０のシャンク部２２の後端面２２Ａは、調整ボルト収容孔１２Ａ内にねじ込まれている調整ボルト２３の先端に当接させられており、この調整ボルト２３のねじ込み位置を調整することにより、リーマ２０の刃部２１に設けられた切刃の位置調整が可能となっている。
【００１４】
装着孔１２にシャンク部２２が挿入されたリーマ２０は、そのシャンク部２２の外周面が切り欠かれてなる平坦面２２Ｂが、クランプネジ２４によって径方向から押圧されている。これにより、リーマ２０は、その刃部２１を工具本体１０の先端面１０Ａから軸線Ｏ方向の先端側へ向かって軸線Ｏに沿って突出させるようにして、装着孔１３に対して軸線Ｏと同軸に固定されて装着される。
また、リーマ２０のシャンク部２２の外周面は、工具本体１０の先端部において例えば周方向で略等間隔に設けられた複数の調整ネジ２５によって径方向から押圧されており、これら調整ネジ２５のねじ込み位置を調整することにより、リーマ２０の刃部２１に設けられた切刃の振れ精度調整が可能となっている。
【００１５】
そして、本実施形態では、工具本体１０の内部において、装着孔１２と取付部１１との間、具体的には、装着孔１２の後端（調整ボルト収容孔１２の後端）と取付部１１の先端に位置する取付基準面１１Ａから所定間隔だけ軸線Ｏ方向の先端側へ離間した位置との間に、空洞部１３が形成されている。
空洞部１３は、軸線Ｏを中心とした略円柱孔状をなすものであり、軸線Ｏに直交する断面での断面積が、装着孔１２の後端側部分である調整ボルト収容孔１２Ａの断面積よりも大きくなるように設定されている。つまり、調整ボルト収容孔１２Ａの後端側には、この調整ボルト収容孔１２Ａの内径よりも一段大きい内径（例えば２倍以上の内径）を有する空洞部１３が形成されているのである。
【００１６】
また、空洞部１３の後端側には、軸線Ｏ方向の後端側へ向けて取付部１１の内部空間に突出するパイプ１４が設けられており、このパイプ１４を介して工作機械側から空洞部１３に切削油剤が供給される。
空洞部１３に一旦貯留された切削油剤は、リーマ２０の刃部２１に設けられた切刃による切削部位と後述する切刃３１による切削部位とに対して供給される。つまり、空洞部１３が、切削油剤の供給通路の一部をなしているのである。
【００１７】
ここで、空洞部１３に切削油剤を供給するためのパイプ１４は、この空洞部１３が従来よりも大きく形成されているために、工具本体１０に対して直接固定されているのではなく、ブロック１５を介して工具本体１０に固定されている。
ブロック１５は、略円柱状をなすものであり、工具本体１０への固定状態において、ブロック１５の先端面に開口する軸線Ｏを中心とした雌ねじ部１５Ａと、この雌ねじ部１５Ａの後端側に連なるとともにブロック１５の後端面に開口する軸線Ｏを中心とした挿通部１５Ｂとを有している。また、雌ねじ部１５Ａの内径は、挿通孔１５Ｂの内径よりも一段大きくなっているため、雌ねじ部１５Ａと挿通部１５Ｂとの接続部分には段差部１５Ｃが形成されている。  
【００１８】
パイプ１４は、その軸線Ｏ方向の先端に形成された鍔部１４Ａがブロック１５の段差部１５Ｃに引っかかるようにして、ブロック１５の挿通部１５Ｂに挿通させられる。
この状態で、外周面に雌ねじ部が形成されたリング部材１６をブロック１５の雌ねじ部１５Ａにねじ込み、パイプ１４の鍔部１４Ａをリング部材１６で押圧することにより、パイプ１４がブロック１５に対して固定される。
【００１９】
そして、パイプ１４が固定されたブロック１５は、空洞部１３の後端側に位置してブロック１５に対応する略円柱孔状に形成されたブロック収容孔１７内に挿入される。
次いで、ブロック１５は、その外周面が切り欠かれてなる切り欠き部１５Ｄが、固定ネジ１８によって径方向内周側へ向かうにしたがい軸線Ｏ方向の先端側へ向かう斜め方向から押圧されることにより、ブロック収容孔１７内で固定される。
【００２０】
このようにして、空洞部１３の後端側に、軸線Ｏ方向の後端側へ向けて取付部１１の内部空間に突出するパイプ１４が設けられ、工作機械側からの切削油剤は、パイプ１４の内部、リング部材１６をねじ込む際に利用する六角穴１６Ａを順次通過して、空洞部１３に供給される。
【００２１】
また、工具本体１０の先端部外周には、切刃３１の形成されたスローアウェイチップ３０を保持しているカートリッジ３２が周方向で複数（例えば３つ）取り付けられている。  これにより、工具本体１０の先端部外周には、軸線Ｏ方向の後端側へ向かうにしたがい径方向外周側へ向かうように傾斜する切刃３１が周方向で複数設けられていることになる。
【００２２】
ここで、本実施形態において、複数のカートリッジ３２…のそれぞれは、その後端部分が調整ネジ３３によって軸線Ｏ方向の先端側へ向かうにしたがい径方向内周側へ向かう斜め方向から押圧されており、この調整ボルト３３のねじ込み位置を調整することにより、カートリッジ３２が保持するスローアウェイチップ３０の切刃３１の位置調整が可能となっている。
このように、調整ボルト３３を工具本体１１に対して上記斜め方向にねじ込むようにしていると、工具本体１０の外周側から調整ボルト３３を六角レンチなどの締付工具によって直接ねじ込むことができるため、調整ボルト３３を軸線Ｏ方向に沿ってねじ込むようにしている場合と比較して、六角レンチなどの締付工具を挿入するための大きなスペースを工具本体１０に形成する必要がなくなり、この工具本体１０の剛性を低下させることがない。
【００２３】
上記のような構成とされた切削工具は、軸線Ｏ回りに回転されつつ軸線Ｏ方向の先端側へ向かって送られることにより、リーマ２０によって、例えばエンジンのシリンダーヘッドにおけるバルブ穴（ワークに形成された下穴）を所定の内径に加工するとともに、工具本体１０の先端部外周に設けられた複数の切刃３１…によって、このバルブ穴の開口部にバルブヘッドが当接するバルブシート面を多段面状に加工するようになっている。
【００２４】
以上説明したような本実施形態によれば、工具本体１０の内部に空洞部１３が形成されている分だけ、この工具本体１０を軽量化することができるため、もともとアンバランス状態が生じている工具本体１０を高速回転させた場合であっても、工具本体１０に作用する遠心力を小さくして、結果的に工具本体１０に生じるビビリ振動を効果的に抑制することができる。
【００２５】
また、このような空洞部１３を工具本体１０の内部に形成したことにより、工具本体１０の重心を軸線Ｏ方向の後端側へ移動させて、上記ビビリ振動をより生じ難くすることもできる。
さらに、工具本体１０の内部に上記空洞部１３が形成されているため、この工具本体１０の外部を切り欠いてその軽量化を図った場合と比べ、工具本体１０の剛性を不用意に低下させてしまうようなこともない。
【００２６】
加えて、本実施形態においては、空洞部１３が切削油剤の供給通路の一部をなしていることから、空洞部１３と切削油剤の供給通路との干渉の問題を生じさせることなく、工具本体１０の剛性を損ねない範囲で空洞部１３の体積を極力大きくすることができ、この工具本体１０のさらなる軽量化を図ることができる。
【００２７】
したがって、本実施形態の切削工具のように、エンジンのシリンダーヘッドにおけるバルブ穴を所定の内径に加工するとともに、このバルブ穴の開口部にバルブヘッドが当接するバルブシート面を加工するためのものである場合、煩雑な調整作業を要するガイドパットを用いなくても、工具本体１０のビビリ振動を効果的に抑制することができる。
なお、工具本体１０のさらなる軽量化のため、工具本体１０を、一般に用いられている鋼で構成するのではなく、例えばチタンやアルミなどの軽量金属で構成するようにしてもよい。
【００２８】
また、本実施形態では、工具本体１０の装着孔１２に装着する穴加工工具としてリーマ２０を選択しているが、これに限定されることなく、他の穴加工工具を工具本体１０の装着孔１２に装着してもよいし、さらに、工具本体１０の先端部外周には、切刃３１が必ず設けられている必要もない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態の切削工具を示す断面側面図である。
【図２】従来の切削工具を示す断面側面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  工具本体
１０Ａ  先端面
１１  取付部
１２  装着孔
１３  空洞部
１４  パイプ
１５  ブロック
１６  リング部材
２０  リーマ（穴加工工具）
２１  刃部
３０  スローアウェイチップ
３１  切刃
３２  カートリッジ
Ｏ  軸線
Ｔ  回転方向
【図１】
2006007396.tif 000003
【図２】
2006007396.tif 000004