(57)【要約】【課題】穴加工工具の振れ調整を容易かつ短時間で行う。【解決手段】軸線Ｏ回りに回転させられる工具本体１の先端部に軸線Ｏに沿って取付孔２が形成され、この取付孔２に挿入されて取り付けられる軸状の穴加工工具１１の振れ調整機構であって、穴加工工具１１には、環状の調整部材２１が軸線Ｏ回りに回転可能に嵌挿させられて取付孔２の開口部の周りの工具本体１の先端面１Ａに当接させられており、調整部材２１には軸線Ｏに対する半径方向に穴加工工具１１の外周面に当接可能に調整ネジ２２がねじ込まれている。【選択図】図１
2015213968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線回りに回転させられる工具本体の先端部に上記軸線に沿って取付孔が形成され、この取付孔に挿入されて取り付けられる軸状の穴加工工具の振れ調整機構であって、上記穴加工工具には、環状または筒状の調整部材が上記軸線回りに回転可能に嵌挿させられて、上記取付孔の開口部の周りの上記工具本体の先端面に当接させられており、上記調整部材には上記軸線に対する半径方向に上記穴加工工具の外周面に当接可能に調整ネジがねじ込まれていることを特徴とする穴加工工具の振れ調整機構。
【請求項２】
上記調整ネジの中心線は、上記工具本体の先端側に上記調整部材の中心軸方向の長さの１／２以上の範囲に位置していることを特徴とする請求項１に記載の穴加工工具の振れ調整機構。
【請求項３】
上記調整部材には、３または４本の上記調整ネジが周方向に等間隔にねじ込まれていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の穴加工工具の振れ調整機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸線回りに回転させられる工具本体に取り付けられるリーマ等の穴加工工具の上記軸線に対する径方向の振れを調整する穴加工工具の振れ調整機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このような振れ調整機構を備えた切削工具として、例えば特許文献１には、エンジンのシリンダーヘッドにおけるバルブ穴を仕上げ加工するとともに、このバルブ穴の開口部（バルブシート）を所定の形状に加工するものとして、軸線回りに回転させられる工具本体の先端面から上記軸線に沿って形成されたに装着孔に、上記バルブ穴を加工するリーマ等の穴加工工具が装着されるとともに、工具本体の先端外周部には、上記開口部を加工する切刃が設けられたものが開示されている。
【０００３】
ここで、この特許文献１に記載された切削工具では、工具本体の上記装着孔の後端側に穴加工工具を保持するコレットチャックが設けられるとともに、特許文献１に記載された振れ調整機構は、こうして保持された穴加工工具を、上記軸線に直交する平面上において周方向に等間隔に配置されて上記工具本体の装着孔に突出するようにねじ込まれる複数の調整ネジによって振れ調整するようにしている。
【０００４】
このような振れ調整機構では、上記装着孔に突出するようにねじ込まれた複数の調整ネジのねじ込み量を調整して、穴加工工具を振れが生じた方向とは反対側に押圧することにより、この穴加工工具の先端部に形成された穴加工切刃が工具本体の軸線上に位置するようにして穴加工工具の径方向の振れを調整し、この軸線に沿って所定の内径にバルブ穴の仕上げ加工を行うとともに、その開口部を上記切刃によってバルブ穴と正確に同軸加工することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−０４９４３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような特許文献１に記載された振れ調整機構では、特に穴加工工具の径方向の振れが、上記軸線に直交する平面上において周方向に複数の調整ネジがねじ込まれた位置の中間位置において発生していると、この中間位置を挟む２つの調整ネジをバランス良くねじ込んで穴加工工具を押圧しなければ、穴加工工具の先端部の穴加工切刃を正確に工具本体の軸線上に位置させることができない。このため、振れ調整に熟練を要するとともに多くの時間を費やす結果となる。
【０００７】
本発明は、このような背景の下になされたもので、このような穴加工工具の振れ調整を容易かつ短時間で行うことが可能な穴加工工具の振れ調整機構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】
【０００８】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、軸線回りに回転させられる工具本体の先端部に上記軸線に沿って取付孔が形成され、この取付孔に挿入されて取り付けられる軸状の穴加工工具の振れ調整機構であって、上記穴加工工具には、環状または筒状の調整部材が上記軸線回りに回転可能に嵌挿させられて、上記取付孔の開口部の周りの上記工具本体の先端面に当接させられており、上記調整部材には上記軸線に対する半径方向に上記穴加工工具の外周面に当接可能に調整ネジがねじ込まれていることを特徴とする。
【０００９】
このような振れ調整機構によって穴加工工具の上記軸線に対する径方向の振れ調整を行うには、まず穴加工工具を取付孔に挿入して工具本体に取り付けた状態で径方向の振れを測定する。次に、調整部材を穴加工工具に嵌挿して取付孔の開口部の周りの工具本体先端面に当接させるとともに、穴加工工具に径方向の振れが生じた位置に調整ネジを位置させて仮締めする。そして、この状態から調整ネジをさらにねじ込んでゆくと、工具本体先端面との当接による摩擦によって調整部材が支持されたまま、穴加工工具が押圧されて僅かに撓み、穴加工工具先端の穴加工切刃が工具本体の軸線上に位置するように振れが調整される。
【００１０】
このように、上記構成の穴加工工具の振れ調整機構によれば、調整ネジがねじ込まれる調整部材が工具本体とは別体とされていて、工具本体の軸線回りに回転可能に穴加工工具に嵌挿されるので、穴加工工具に振れが生じた位置に調整ネジの位置を合わせて取り付けることができる。このため、従来のように２つの調整ネジをバランス良く調節しながらねじ込んだりせずとも、こうして振れの位置に合わせた調整ネジだけを主にねじ込むことにより、熟練を要することなく短時間で簡単に穴加工工具の振れ調整を行うことが可能となる。
【００１１】
ここで、上述のように工具本体の先端面への当接による摩擦によって調整部材を安定して支持しつつ、調整ネジのねじ込みにより確実に穴加工工具の振れを調整するには、上記調整ネジの中心線は、上記工具本体の先端側に上記調整部材の中心軸方向の長さの１／２以上の範囲に位置しているのが望ましい。このように調整ネジの中心線の位置を設定することにより、径方向の振れが生じている位置の調整ネジをねじ込むと、穴加工工具の僅かな撓みによって調整部材が工具本体先端面に強く押し付けられることになり、これによって摩擦力を増加して調整部材を安定的に支持するとともに正確な振れ調整を行うことができる。
【００１２】
また、調整部材には、上述のようにねじ込みによって穴加工工具を押圧して僅かに撓ませる調整ネジの反対側に、この調整ネジによる押圧力を受ける調整ネジと、さらに穴加工工具の振れの方向に直交する径方向への穴加工工具の撓みを制限する調整ネジとが備えられるのが望ましい。このため、上記調整部材には、３または４本の上記調整ネジが周方向に等間隔にねじ込まれているのが望ましい。
【００１３】
調整ネジが３本の場合は、１本の調整ネジが径方向の振れを調整するとともに、この調整ネジの中心線を二等分線とするように中心線が配置される残りの２本の調整ネジによって押圧力の受けと振れの方向に直交する方向への撓みを制限することができる。また、調整ネジが４本の場合は、振れを調整する調整ネジに対向する調整ネジが押圧力を受けるとともに、残りの２本の調整ネジによって振れの方向に直交する方向への撓みを制限することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明によれば、穴加工工具の振れ調整を、熟練を要することなく短時間で容易に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態の穴加工工具の振れ調整機構を備えた切削工具の先端部を示す側断面図である。
【図２】図１に示す実施形態の振れ調整機構に用いられる調整部材の一部破断正面図である。
【図３】図２におけるＺＺ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態の穴加工工具の振れ調整機構を備えた切削工具の先端部を示すものであり、図２および図３は、この実施形態の振れ調整機構に用いられる調整部材を示すものである。本実施形態の振れ調整機構を備えた切削工具は、特許文献１に記載された切削工具と同様に、穴加工工具によって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仕上げ加工するとともに、このバルブ穴の開口部を同軸に切削加工するものである。
【００１７】
この切削工具の工具本体１は、軸線Ｏを中心とした外形略円柱状をなしており、図示されない後端部（図１における右側部分）が工作機械の主軸に把持されて軸線Ｏ回りに回転させられつつ、該軸線Ｏ方向先端側（図１における左側）に送り出されて上記バルブ穴とその開口部の切削加工を行う。工具本体１の先端部には、上記穴加工工具が取り付けられる断面円形の取付孔２が軸線Ｏに沿って工具本体１の先端面１Ａに開口するように形成されている。この先端面１Ａは軸線Ｏに垂直な平面上に位置する円環状の平坦面に形成されている。
【００１８】
本実施形態では、工具本体１の先端部外周に、上記バルブ穴の開口部を切削加工する切刃３を備えたカートリッジ４が周方向に間隔をあけて複数（例えば３つ）取り付けられている。これらのカートリッジ４は、軸線Ｏに平行な方向に長手方向を有する角柱状に形成され、その先端部には切刃チップ３Ａが取り付けられていて、上記切刃３はこの切刃チップ３Ａに形成されている。
【００１９】
ここで、上記複数のカートリッジ４に備えられた切刃３は、工具本体１の後端側に向かうに従い外周側に向かうように軸線Ｏに対して傾斜しており、ただしその軸線Ｏに対する傾斜角は互いに異なる大きさとされるとともに、傾斜角に小さいものから大きなものの順に工具本体１の先端内周側から後端外周側に位置するようにして、軸線Ｏ回りの回転軌跡が重なり合っている。従って、上記バルブ穴の開口部には、これらの切刃３によって、内周側から外周側に向かうに従い軸線Ｏに対する傾斜が大きくなる多段のテーパ面が形成される。
【００２０】
なお、これらのカートリッジ４は、該カートリッジ４に形成された軸線Ｏ方向に延びる長孔に挿通されて工具本体１にねじ込まれるクランプネジ５により、軸線Ｏ方向に僅かに進退可能に工具本体１に取り付けられている。また、カートリッジ４の後端面には、工具本体１の外周側に向かうに従い先端側に向かうように僅かに傾斜する傾斜面４Ａが形成されている。
【００２１】
一方、カートリッジ４の後端側には同様に傾斜するクサビ面６Ａを備えたクサビ部材６が、両端部にネジ部を備えた取付ネジ７によって工具本体１に取り付けられている。従って、クサビ面６Ａと傾斜面４Ａを当接させて取付ネジ７によりクサビ部材６を工具本体１の内周側に押し込むことにより、カートリッジ４が前進させられて切刃３の軸線Ｏ方向の位置が微調整可能とされている。
【００２２】
本実施形態において上記取付孔２に取り付けられる穴加工工具はリーマであり、先端から後端側に向かうに従い順次拡径する多段円柱軸状のリーマ本体１１を備えている。このリーマ本体１１の大径の後端部はシャンク部１２とされ、このシャンク部１２が取付孔２に挿入されて、例えば図示されないクランプネジにより軸線Ｏに対する径方向に取付孔２の内壁面に押圧されて固定されることにより、リーマはその中心軸を上記軸線Ｏに沿わせるようにして工具本体１に取り付けられる。なお、こうして固定されたシャンク部１２の先端部は工具本体１の上記先端面１Ａから突出している。
【００２３】
また、リーマ本体１１の最先端の小径部はパイロット部１３とされていて、このパイロット部１３からシャンク部１２との間の中径の切刃部１４にかけてのリーマ本体１１の外周には、該リーマ本体１１の上記中心軸方向（軸線Ｏ方向）に平行に延びる切屑排出溝１５が、該中心軸に直交する断面においてリーマ本体１１をＬ字状に切り欠くように形成されている。さらに、穴加工時の工具本体１の回転方向を向くこの切屑排出溝１５の壁面には、穴加工切刃１６が形成された穴加工切刃チップ１６Ａが配設されている。
【００２４】
このように取り付けられた穴加工工具（リーマ）の振れを調整する本実施形態の振れ調整機構は、図２および図３に示すように環状または筒状の調整部材２１と、この調整部材２１にねじ込まれる調整ネジ２２とを備えている。本実施形態の調整部材２１は中心軸Ｃを中心とした円環状または円筒状をなしていて、その内径はリーマ本体１１のシャンク部１２が回転可能に嵌挿されるように、シャンク部１２の外径よりも極僅かに大きくされているとともに、外径は工具本体１の先端面１Ａがなす円環の外径と略等しく、あるいは僅かに小さくされている。
【００２５】
また、調整部材２１は、その中心軸Ｃに沿った断面が図３に示すように該中心軸Ｃ方向に長手方向を有する長方形状に形成されている。そして、この調整部材２１には、上記中心軸Ｃに対する半径方向に貫通するように調整ネジ孔２１Ａが形成されていて、この調整ネジ孔２１Ａに上記調整ネジ２２がねじ込まれている。従って、上述のように調整部材２１が工具本体１に取り付けられた穴加工工具（リーマ）のシャンク部１２に嵌挿された状態で、調整ネジ２２は上記軸線Ｏに対する半径方向にねじ込まれることになる。
【００２６】
さらに、本実施形態において調整ネジ孔２１Ａは、その中心線が、調整部材２１の中心軸Ｃに直交するとともに、上述のように調整部材２１がリーマ本体１１に嵌挿された状態で、図３に示すように工具本体１の後端側を向く端面２１Ｂから先端側を向く端面２１Ｃまでの該調整部材２１の中心軸Ｃ方向の長さＬの１／２以上、端面２１Ｂから先端側の範囲に位置するように形成されている。従って、調整ネジ２２も同様に、その中心線が調整部材２１の上記端面２１Ｂから上記長さＬの１／２以上先端側に位置することになる。
【００２７】
さらに、本実施形態では図２に示すように、調整部材２１に同径の４つの調整ネジ孔２１Ａが周方向に等間隔に、かつその中心線が調整部材２１の上記中心軸Ｃに直交する１つの平面上に位置するように形成されており、これらの調整ネジ孔２１Ａに上記調整ネジ２２がそれぞれねじ込まれている。従って、これらの調整ネジ２２も、やはり同様に４つの調整ネジ２２が周方向に等間隔に調整部材２１にねじ込まれ、それぞれの中心線が上記１つの平面上に位置することになる。
【００２８】
なお、調整ネジ２２は、頭部が形成されていない、いわゆるイモネジであり、調整部材２１の内周側に向けられる先端部は上記中心線に垂直な平坦面とされるとともに、調整部材２１の外周側に向けられる後端部には、調整ネジ２２を回転する作業用工具と係合するスリ割りやレンチ孔等の係合部が形成されている。また、４つの調整ネジ孔２１Ａにねじ込まれる４本の調整ネジ２２は、互いに等しい長さとされている。
【００２９】
ここで、工具本体１に形成された取付孔２に挿入した穴加工工具（リーマ）のシャンク部１２を、上述のようにクランプネジによって工具本体１の軸線Ｏに対する径方向に取付孔２の内壁面に押圧することにより、リーマを工具本体１に取り付ける場合には、リーマ本体１１の中心線が僅かながら軸線Ｏから偏心して径方向の振れが生じることは避けられない。このような穴加工工具の径方向の振れは、加工されるバルブ穴の仕上げ精度を損なうことになる。
【００３０】
そこで、このような穴加工工具の径方向の振れを上記構成の振れ調整機構によって調整するには、まず調整部材２１は取り付けずに上述のように穴加工工具を工具本体１に取り付けた状態で穴加工工具の振れを測定し、径方向の振れが生じている位置（軸線Ｏからの偏心量が最も大きい周方向の位置）を特定する。次いで、調整部材２１を穴加工工具の本実施形態ではリーマ本体１１のシャンク部１２に嵌挿して端面２１Ｂを工具本体１の取付孔２開口部周縁の先端面１Ａに当接させるとともに、調整部材２１を軸線Ｏ回りに回転させて上記径方向の振れが生じている位置に調整ネジ２２の１つを位置させた上で、すべての調整ネジ２２をシャンク部１２の外周に当接する程度にねじ込んで調整部材２１を仮固定する。
【００３１】
そして、このうち上記径方向の振れが生じている位置の調整ネジ２２をさらにねじ込むと、上記先端面１Ａに当接した端面２１Ｂによる摩擦力によって調整部材２１は軸線Ｏに対する径方向の位置が維持されるように支持されたまま、穴加工工具（リーマ）のリーマ本体１１の取付孔２から突出した部分が押圧され、径方向に振れが生じている位置とは軸線Ｏを挟んで反対側に僅かに撓む。従って、この振れが生じている位置の調整ネジ２２のねじ込み量を調整するだけで、リーマ本体１１先端の穴加工切刃１６の位置においてリーマ本体１１の中心線を工具本体１の軸線Ｏに一致させ、径方向の振れを調整して低減または解消することができる。
【００３２】
なお、工具本体１の取付孔２とリーマ本体１１のシャンク部１２とのクリアランスにもよるが、通常は穴加工工具の振れ（偏心量）は僅かであり、しかもリーマ本体１１の取付孔２から突出した根本部分を押圧することで先端の穴加工切刃１６の位置でリーマ本体１１は大きく撓むので、仮固定した調整ネジ２２を増し締めする程度の押圧力でも十分な振れ調整を行うことが可能となる。
【００３３】
このように、上記構成の穴加工工具の振れ調整機構によれば、調整ネジ２２がねじ込まれる調整部材２１が工具本体１とは別体とされて軸線Ｏ回りに回転可能に穴加工工具に嵌挿されており、調整部材２１を回転させることによって穴加工工具に振れが生じた位置に調整ネジ２２の位置を合わせることができるので、この振れが生じた位置の調整ネジ２２をねじ込むだけで振れ調整を行うことができる。このため、振れ調整に熟練を要することが無くなり、誰にでも短時間で簡単に振れ調整を行うことが可能となって高精度の穴加工を行うことができる。
【００３４】
また、本実施形態の振れ調整機構においては、調整部材２１にねじ込まれる調整ネジ２２の中心線が、この調整部材２１の中心軸Ｃ方向の長さＬの１／２以上、工具本体１の先端面１Ａに当接する端面２１Ｂから該工具本体１の先端側に位置している。従って、こうして端面２１Ｂを先端面１Ａに当接させた状態で調整ネジ２２をねじ込むことにより穴加工工具（リーマ）のリーマ本体１１を撓ませると、調整ネジ２２の中心線が調整部材２１の長さＬの１／２よりも後端側に位置している場合と比べて、より強く端面２１Ｂが先端面１Ａに押し付けられることになり、これに伴い端面２１Ｂと先端面１Ａとの摩擦による調整部材２１の支持も強くなるので、調整部材２１を安定して工具本体１に支持することができて一層正確な振れ調整を行うことが可能となる。
【００３５】
なお、本実施形態では、調整部材２１に周方向に等間隔に４本の調整ネジ２２がねじ込まれているが、調整部材２１の内周部とリーマ本体１１の調整部材２１が嵌挿される部分（本実施形態ではシャンク部１２）とのクリアランスが十分に小さければ、調整部材２１に１本の調整ネジ２２だけをねじ込むようにしたり、あるいは２本の調整ネジ２２を中心軸Ｃに関して対称な位置にねじ込むようにしたりしても、振れ調整を行うことは可能である。
【００３６】
しかしながら、このような場合には、上記クリアランスが大きいと中心軸Ｃ方向視において調整ネジ２２がねじ込まれた方向に直交する径方向に穴加工工具が撓みを生じるおそれがある。その一方で、クリアランスが小さすぎると、穴加工工具に嵌挿した調整部材２１を円滑に回転させることができなくなったり、場合によっては調整部材２１と穴加工工具とが共回りしたりして、穴加工工具の振れが生じた位置に調整ネジ２２を配置させることができなくなるおそれがある。
【００３７】
これに対して、本実施形態のように複数本（４本）の調整ネジ２２を周方向に等間隔に調整部材２１にねじ込むことにより、調整部材２１の内径と穴加工工具とのクリアランスが大きくても、これらの調整ネジ２２のねじ込み量を調整することで、振れが発生した径方向に直交する方向に穴加工工具に撓むのを制限することができ、調整部材２１を円滑に回転可能としつつも高精度の穴加工を行うことができる。ただし、調整ネジ２２が５本以上であると仮固定の際のねじ込みに時間を要したり、調整部材２１の大きさによっては調整ネジ孔２１Ａを形成することができなくなったりするおそれがあるので、調整ネジ２２は本実施形態のように４本か、あるいは３本を周方向に等間隔にねじ込む用にするのが望ましい。
【００３８】
本実施形態のように調整ネジ２２が４本の場合は、互いに対向する一対の調整ネジ２２の一方で振れ調整を行うとともに、この一方の調整ネジ２２による押圧力を他方の調整ネジ２２によって受け止め、残りの他の一対の調整ネジ２２によって振れが生じた径方向に直交する方向の穴加工工具の撓みを制限することができる。また、調整ネジ２２が周方向に等間隔に３本ねじ込まれている場合には、１本の調整ネジ２２によって振れ調整を行う一方で、この１本の調整ネジ２２による押圧力の受け止めと、振れが生じた方向に直交する方向の撓みの制限とを、残りの２本の調整ネジ２２によって行うことができる。
【符号の説明】
【００３９】
１  工具本体
１Ａ  工具本体１の先端面
２  取付孔
１１  リーマ本体
１２  シャンク部
１６  穴加工切刃
２１  調整部材
２１Ａ  調整ネジ孔
２２  調整ネジ
Ｏ  工具本体１の軸線
Ｃ  調整部材２１の中心軸
Ｌ  調整部材２１の中心軸Ｃ方向の長さ
【図１】
2015213968.tif 000003
【図２】
2015213968.tif 000004
【図３】
2015213968.tif 000005