(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
概して軸状をなし、軸方向の先端側にリーマ部を、それより基端側に砥石部を備え、砥石部の外径がリーマ部の外径より僅かに大きい加工工具であって、
前記リーマ部が、少なくとも軸方向の成分を含む方向に延びる少なくとも１つのリーマ部溝を備え、そのリーマ部溝が前記砥石部の手前で終了させられていることを特徴とする加工工具。
【請求項２】
概して軸状をなし、軸方向の先端側にリーマ部を、それより基端側に砥石部を備え、砥石部の外径がリーマ部の外径より僅かに大きい加工工具であって、
前記リーマ部が、少なくとも軸方向の成分を含む方向に延びる少なくとも１つのリーマ部溝を備え、前記砥石部が、少なくとも軸方向の成分を含む方向に延びる少なくとも１つの砥石部溝を備え、砥石部溝の回転方向における後端縁のリーマ部側の端が、リーマ部溝の回転方向における後端縁の砥石部側の端より、回転方向の前方にオフセットさせられたことを特徴とする加工工具。
【請求項３】
概して軸状をなし、軸方向の先端側にリーマ部を、それより基端側に砥石部を備え、砥石部の外径がリーマ部の外径より僅かに大きい加工工具であって、
前記リーマ部が、少なくとも軸方向の成分を含む方向に延びる少なくとも１つのリーマ部溝を備え、前記砥石部が、少なくとも軸方向の成分を含む方向に延びる少なくとも１つの砥石部溝を備え、その砥石部溝が前記リーマ部溝と連通させられるとともにそのリーマ部溝より浅くされたことを特徴とする加工工具。
【請求項４】
前記リーマ部と前記砥石部とがそれぞれ、前記リーマ部溝と前記砥石部溝とを複数ずつ備えたことを特徴とする請求項２または３に記載の加工工具。
【請求項５】
内部にほぼ軸方向に延びるクーラント通路と、そのクーラント通路から延びて少なくとも前記砥石部溝の内面に開口する噴出孔とを備えたことを特徴とする請求項２ないし４のいずれか一つに記載の加工工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は金属製品を機械加工する加工工具に関するものであり、特に、穴の内周面を精度良く加工し得る工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、穴の内周面を特に良好に加工する必要がある場合、すなわち、寸法精度，面アラサ，真円度および真直度の少なくとも１つが特に良好である加工を行う必要がある場合には、リーマによる切削加工（リーマ加工と称する）の後、砥石による研削加工が行われていた。しかし、研削加工を行う際には、軸状の砥石を被加工穴に対して精度良く位置決めした状態で挿入することが必要であり、砥石と被加工穴との相対位置精度が悪い場合には、高精度の穴加工を行うことができない。そのため、軸状の砥石の先端部にパイロットと称されるガイド部を設け、まず、ガイド部を被加工穴に挿入して被加工穴と砥石との相対位置を合わせた状態で、砥石による研削加工を開始することが行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効果】
しかし、パイロットを被加工穴内に挿入するためには、パイロットの外周面と被加工穴の内周面との間に隙間が必要であり、この隙間分だけは砥石と被加工穴の相対位置がずれること（心ずれと称する）を避け得ず、これが穴内周面の加工状態の向上を阻む重大な原因となっていた。
【０００４】
本発明は、以上の事情を背景とし、穴内周面を従来よりさらに良好に加工し得る加工工具を得ることを課題としてなされたものであり、本発明によって、下記各態様の加工工具が得られる。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも本発明の理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴およびそれらの組合わせが以下の各項に記載のものに限定されると解釈されるべきではない。また、一つの項に複数の事項が記載されている場合、それら複数の事項を常に一緒に採用しなければならないわけではない。一部の事項のみを選択して採用することも可能なのである。
【０００５】
（１）概して軸状をなし、軸方向の先端側にリーマ部を、それより基端側に砥石部を備え、砥石部の外径がリーマ部の外径より僅かに大きい加工工具。
このように、概して軸状をなす加工工具の先端側にリーマ部を設け、それより基端側、すなわち、チャック等工具保持具に保持される端部側に砥石部を設ければ、被加工穴の内周面を加工する際、まず、リーマ部を被加工穴に挿入してリーマ加工を行い、そのまま加工工具をさらに深く被加工穴に挿入することにより、研削加工を行うことができる。リーマ部はパイロット部とは異なり、被加工穴の内周面を切削する能力を有しているため、被加工穴の内径より大きな外径を有するリーマ部を被加工穴に挿入することができる。そして、リーマ部は自身が切削加工した被加工穴内に嵌合するのであるから、リーマ部の外径と被加工穴の内径とは殆ど等しくなる。しかも、仮に、リーマ部が被加工穴に挿入される前に、両者に多少の心ずれがあっても、その心ずれが被加工穴の切削加工により減少させられる。したがって、リーマ部が被加工穴に殆ど隙間なく嵌合してパイロットの機能を果たすことにより、砥石が被加工穴に対して精度良く同心に位置決めされた状態で被加工穴に挿入され、研削加工を開始することとなり、被加工穴のきわめて良好な加工を行うことが可能となり、砥石の寿命も長くなる。鋼，鋳鉄，非鉄金属等あらゆる金属材料を加工することができ、被加工穴の内周面を、従来に比較して著しく良好に加工することができる。しかも、リーマ加工と研削加工とを連続して行うことができるため、被加工穴と加工工具との相対位置決めを１回行えばよく、また、両加工の間に被加工物や工具の着脱を行う必要がなく、加工能率が向上する効果も得られる。
（２）前記リーマ部が、少なくとも軸方向の成分を含む方向に延びる少なくとも１つのリーマ部溝を備えた(1) 項に記載の加工工具。
（３）前記リーマ部溝がリーマ部内で終了させられた(2) 項に記載の加工工具（請求項１）。
リーマ部のリーマ部溝の回転方向後ろ側の側面の縁に形成された切刃により被加工物が切削加工される。その際に生じる切屑がリーマ部溝を経て砥石部に達し、砥石部の研削面と被加工物の被研削面との間に挟まれて被研削面に疵を生じさせることがある。この現象は、新しい加工工具の使用開始当初に発生したり、１０００個程度の多数の被加工物の加工後に発生したりする。それに対し、リーマ部溝をリーマ部内、すなわち砥石部のリーマ部側の端の位置もしくはそれよりリーマ部側の位置において終了させておけば、切屑が砥石部に達し、被研削面に疵を発生させる確率を低下させることができる。この構造を「溝リーマ部内終了構造」と称することとする。被研削面への疵発生を防止する観点からは、リーマ部溝を終了させる際、リーマ部溝の終端部においてそれの横断面積を急激に減少させることが望ましいが、加工は横断面積を徐々に減少させる方が容易である。例えば、エンドミルによる切削加工によりリーマ部溝を形成することができるからである。その場合、リーマ部溝はＶ溝となり、そのＶ溝の一方の側面は終端まで平面、他方の側面は終端部が曲面（多くの場合、円筒面）となる。前者がリーマ部のすくい面側となるようにする方が、被研削面の疵発生防止効果が大きい場合が多い。
（４）前記砥石部が、少なくとも軸方向の成分を含む方向に延びる少なくとも１つの砥石部溝を備えた(2) 項または(3) 項に記載の加工工具。
砥石部は、全周にわたって連続した研削面を有するものとすることも可能であるが、少なくとも１つの砥石部溝を有するものとする方が研削を良好に行い得る場合が多い。砥石部溝を複数設け、研削面を周方向において複数に分割することがさらに望ましい。
（５）前記砥石部溝の回転方向における後端縁のリーマ部側の端が、前記リーマ部溝の回転方向における後端縁の砥石部側の端より、回転方向における前方にオフセットさせられた(4) 項に記載の加工工具（請求項２）。
前記リーマ部で発生させられた切屑が被研削面に疵を発生させる現象は、本項に記載の「後端縁オフセット構造」によっても確率を低下させることができる。リーマ部溝の回転方向後ろ側の側面に沿って砥石部に向かって移動してきた切屑が、砥石部の砥石部溝が形成されていない部分の端面によって遮られ、砥石部側へ移動しにくくなることが一因と推測されている。
（６）前記砥石部溝が前記リーマ部溝と連通させられるとともにリーマ部溝より浅くされた(4) 項または(5) 項に記載の加工工具（請求項３）。
リーマ部溝と砥石部溝との両方を、それらを互に連通させて形成する場合には、後者を前者より浅くすることが、被研削面の疵発生を防止する上で有効である。この構造を「溝深さ変化構造」と称することとするが、リーマ部溝に対して砥石部溝を段付き状に浅くすれば一層有効である。これは「溝リーマ部内終了構造」の一態様と考えることもできる。溝の深さが段付き状に浅くなるところで、リーマ部溝が終了させられたと考えることができるのである。上記「溝深さ変化構造」は単独で採用しても有効であるが、前記「後端縁オフセット構造」と併用すれば一層有効である。
（７）前記リーマ部と前記砥石部とがそれぞれ、前記リーマ部溝と前記砥石部溝とを複数ずつ備えた(4) 項ないし(6) 項のいずれか１つに記載の加工装置（請求項４）。
リーマ部としては、リーマ部溝および切刃を外周面の１箇所のみに有する１枚刃リーマと称されるものの採用も可能であるが、複数、望ましくは４箇所以上に備えたものが望ましく、等角度間隔にすることも可能であるが、不等角度間隔の方が望ましい。
（８）内部にほぼ軸方向に延びるクーラント通路と、そのクーラント通路から延びて少なくとも前記砥石部溝の内面に開口する噴出孔とを備えた(4) 項ないし(7) 項のいずれか１つに記載の加工工具（請求項５）。
噴出孔は周方向と軸方向との少なくとも一方に隔たった複数位置に設けることが望ましく、特に、少なくとも周方向について複数位置に設けることが望ましい。砥石部の各砥石溝に少なくとも１個の噴出孔を設けることが最も望ましい。この各砥石部溝に少なくとも１個の噴出孔を設ける「砥石部溝噴出孔形成構造」を前記「溝深さ変更構造」と「後端縁オフセット構造」との少なくとも一方と組み合わせて採用すれば一層有効である。そのようにすれば、砥石部溝からリーマ部溝に向かうクーラントの噴流によって切屑のリーマ部溝から砥石部溝への移動を一層良好に防止することができるのである。
なお、リーマ部の各切刃の間に（リーマ部溝の内面に開口する状態で）噴出孔を設けてもよい。リーマ部と砥石部との両方に噴出孔を設けるのがよい場合が多い。
（９）前記砥石部の軸状部の外周面の、周方向に隔たった１つ以上の位置にそれぞれ砥石片が前記外周面より半径方向外向きに突出した状態で固定された(1) 項ないし(8) 項のいずれか１つに記載の加工工具。
金属製工具本体の軸状部の外周面自体、あるいは外周面に形成した凹部の底面に、短冊状の砥石片を固定することにより砥石部ランドを形成するのである。砥石片は、加工径の調整等のために、位置調整可能に工具本体に取り付けられてもよいが、少なくとも加工時には工具本体に対して相対移動不能に固定される。砥石片は全体が砥石で構成されたものでも、金属片の少なくとも一面に砥石層が固着されたものでもよい。砥石層は電着により形成されたものでもよい。砥石片の軸状部外周面への固定は、例えば、軸状部の外周面自体への固着（ろう付け，半田付け，接着等）、あるいは外周面に形成した凹部への嵌合とその凹部の内面への固着とにより行うことができる。
（１０）前記砥石片が軸方向に平行に延びた(9) 項に記載の加工工具。
（１１）前記砥石片が軸方向と周方向との成分を有する方向に延びてねじれた(9) 項または(10)項に記載の加工工具。
（１２）前記砥石片が周方向に互いに隔たって複数個設けられた(9) 項ないし(11)項のいずれか１つに記載の加工工具。
砥石片は、等角度間隔に設けれても、不等角度間隔に設けられてもよい。
（１３）前記砥石片が４個以上設けられた(9) 項ないし(12)項のいずれか１つに記載の加工工具。
砥石片は直径方向に隔たった位置に２個設けることも可能であるが、３個以上設けることが望ましく、４個以上設けることが、さらに望ましい。
（１４）前記砥石部の軸状部にランドが一体に形成され、そのランドの外周面に砥粒が電着させられて電着砥石が形成された(1) 項ないし(8) 項のいずれか１つに記載の加工工具。
電着砥石は、スティール，超硬製の本体部の表面に、電着によりダイヤモンドやＣＢＮ砥粒が固着されたものである。電着砥石が複数である場合は、例えば、軸状部に軸方向に延びる溝を複数本形成し、外周部分に砥粒を電着して複数個の電着砥石を構成することができる。その際、溝をマスキングして溝に砥粒が電着されることを防止してもよいし、溝と外周面との両方に砥粒が電着されてもよい。
本項に記載の加工工具に、前述の(10)項ないし(13)項に記載の特徴を適用することができる。その場合には、「砥石片」を「電着砥石」と読み替えるものとする。
（１５）前記リーマ部の切刃が、前記リーマ部溝の回転方向後ろ側の側壁の回転方向前端部に切削チップがろう付けされることにより形成された (1)項ないし(14)項のいずれか１つに記載の加工工具。
切削チップは、例えば、超硬合金，セラミック，サーメットまたはＣＢＮ，ダイヤモンド等の超高圧焼結体等により形成される。
（１６）前記リーマ部全体が超硬材料から成り、軸状の工具本体の先端に固定された (1)項ないし(14)項のいずれか１つに記載の加工工具。
（１７）前記リーマ部全体が前記工具本体にろう付けにより固着された(16)項に記載の加工工具。
（１８）前記リーマ部全体が前記工具本体に着脱可能に固定された(16)項に記載の加工工具。
（１９）リーマ部より先端側にドリル部を備えた (1)項ないし(18)項のいずれか１つに記載の加工工具。
ドリル部，リーマ部および砥石部を一体に備えた加工工具によれば、砥石部の被加工穴に対する相対位置決め精度のみならず、リーマ部の被加工穴に対する相対位置決め精度も向上させることができ、また、加工能率を一層向上させることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１ないし図４に、本発明の一実施形態である加工工具１０を示す。この加工工具１０は、予め形成された下穴に対して、１工程で切削加工と研削加工とを含む仕上げ加工を実施する。
【０００７】
加工工具１０は、段付円柱状の本体１２を有する。本体１２は、一方の端部である後端部が比較的大径のシャンク１４とされ、シャンク１４から比較的小径のボデー１６が同軸に延び出している。本体１２の中心部には、クーラント穴１８が軸方向に形成されている。加工工具１０は、シャンク１４において図示しないホルダに保持されるようになっており、そのホルダを介して図示しない主軸に取り付けられるようになっている。主軸は、図示しない主軸台に回転可能に保持されており、主軸台は図示しない送り装置により主軸の軸方向に移動させられる。これらホルダおよび主軸などの構成は、一般に知られたものであり、本発明の理解に不可欠でもないので図示および説明を省略する。
【０００８】
ボデー１６は比較的長い円柱状をなし、それの先端部近傍に研削加工部としての砥石部２０が設けられている。砥石部２０は６個の砥石２２を有し、それら砥石２２は軸方向に沿って短冊状に形成され、ボデー１６の外周面に等角度間隔に設けられている。砥石２２は、ボデー１６の外周面に砥粒が電着されることにより形成された電着砥石である。砥粒は、例えば、ダイアモンドまたはＣＢＮ（立方晶型窒化ホウ素）等であり、ニッケル等を用いて電解メッキ法によって固着されている。
【０００９】
互いに隣接する砥石２２の間に軸方向に延びる溝２４がそれぞれ形成されている。それら溝２４は砥石２２より長く、砥石２２の長手方向の両端より突出して形成されている。各砥石２２が砥石部２０のランド（砥石部ランド）を形成しており、それらランドの回転方向における前方に各溝２４がランドに沿って延びる砥石部溝として形成されていると考えることができる。前述のクーラント穴１８は、シャンク１４の後端面から砥石部２０の途中まで延びる深穴である。そのクーラント穴１８と溝２４とを連通させる連通路２６が形成されている（図２参照）。連通路２６は、各溝２４について２本ずつ軸方向に互いに隔たって形成され、溝底に開口している。溝側開口であるクーラント噴出口２８は一方が砥石部２０より後方に、他方が砥石部２０の後半部に形成されている。クーラント穴１８は後述するリーマ部３０の溝とも連通させられており、その連通路２６の溝側開口であるクーラント噴出口２８がリーマ部３０の後半部に形成されている。クーラント液は、クーラント穴１８と連通路２６とを通って、クーラント噴出口２８から噴出させられる。このことにより、研削加工中に砥石部２０とリーマ部３０とにクーラント液が良好に供給される。
【００１０】
ボデー１６の先端部に切削加工部としてのリーマ部３０が設けられている。リーマ部３０は、前述の砥石部２０に先行して下穴の切削加工を実施する。リーマ部３０は、６枚の短冊状のチップ３２を有し、それらチップ３２は、ボデー１６の外周にろう付によって固着されている。具体的には、図３に示すように、ボデー１６の外周面に軸方向に平行に延びる６本の溝３４が等角度間隔に形成され、その溝３４の回転方向における後ろ側の側壁の、回転方向における前端部にチップ３２が固着されている。これら側壁およびチップ３２がリーマ部３０のランド（リーマ部ランド）を構成し、溝３４が、それらランドの回転方向における前方において各ランドに沿って延びるリーマ部溝を構成していると考えることができる。各溝３４は、前述の砥石部２０における溝２４に比較して深く形成されている。溝３４は、砥石部２０に近い後半部において切り上げられ、深さが漸減させられて、砥石部２０の直前において終了させられている。チップ３２を含むリーマ部３０の直径は、砥石部２０の直径よりわずかに小さくされている。溝３４は、チップ３２より長く形成されれば良く、チップ３２と砥石２２との間であればどこで切り上げられていてもよい。また、溝３４の後半部は図１や図４に示されているように緩やかに切り上げられても、それより急激に切り上げられても良い。例えば、切上げ部の曲率半径が溝３４の深さの２倍以上あるいは３倍以上とされてもよく、１．５倍以下とされてもよいのである。加工上は前者が望ましく、切屑の砥石部２０と被研削面との間への侵入回避上は後者が望ましい。
【００１１】
さらに詳細に説明する。図４に示すように、本加工工具１０は、リーマ部３０のチップ３２と砥石部２０の砥石２２との位相が異ならされている。（なお、図１においては、図示の容易化のためにチップ３２と砥石２２との一部をそれぞれ省略するとともに、リーマ部３０と砥石部２０との位相のずれを無視して示されている。）具体的には、各チップ３２の切刃より、それに対応する砥石２２の回転方向における前端のほうが回転方向に関して前方に位置しているのである。本実施形態においては、そのずれの大きさが砥石２２の幅の約２分の１とされている。なお、チップ３２と砥石２２との相対位相は、チップ３２の切刃の位相が、砥石２２の存在する位相であって、砥石２２の回転方向前端部近傍と後端部近傍とを除く部分にあれば良いが、チップ３２の切刃と砥石２２の回転方向前端とのずれの大きさが砥石２２の幅の４分の１以上、約４分の３以下の範囲内であることが望ましい。
【００１２】
このように、本加工工具１０においては、砥石部２０の砥石２２がリーマ部３０のチップ３２に対して回転方向前方にずらして設けられているので、リーマ部３０において発生した切屑が砥石部２０に侵入することを良好に回避することができる。リーマ部３０において発生させられた切屑は、チップ３２の溝３４側の面に沿って砥石部２０側へ移動することが多いが、この移動が、溝３４の後端部の切り上げ部と、砥石２２の軸方向前端面とによって妨げられ、砥石部２０への侵入が良好に防止されるのである。なお、図４に示すようにリーマ部３０の溝３４と砥石部２０の溝２４とが重複する部分が存在するが、砥石部２０の溝２４のほうがリーマ部３０の溝３４に比較して浅く形成されており、溝３４と溝２４との境界部が段付状とされているので、この部分においても切屑の砥石部２０側への移動が妨げられる。
【００１３】
また、溝２４の内面にクーラント噴出口２８が形成され、ここからクーラントが溝２４内へ噴出させられる。しかも、連通路２６が、半径方向外周側へ進むに従って砥石部２０側からリーマ部３０側へ向かう向きに傾斜させられているため、溝２４内にはリーマ部３０側へ向かうクーラントの流れが生じ、この流れによっても切屑の砥石部２０側への移動が妨げられる。その上、前述のように、砥石部２０の溝２４がリーマ部３０の溝３４より浅く形成され、溝２４の断面積が溝３４の断面積より小さくされているため、溝２４内を流れたクーラントは溝３４へ噴出する状態となり、切屑の砥石部２０側への移動が一層効果的に妨げられる。
【００１４】
クーラント噴射穴２８は溝３４の内面にも、上記溝２４のクーラント噴射穴２８と同様な状態で形成されているため、このクーラント噴射穴２８から噴射されるクーラントも、チップ３２の先端部において発生させられる切屑を加工工具１０の先端側へ押し流す役割を果たし、それによっても切屑の砥石部２０側への移動が妨げられる。
【００１５】
本加工工具１０によれば、リーマ部３０により砥石部２０を案内するので、例えばパイロット部により砥石部を案内する場合とは異なり、リーマ部３０自身が加工した被加工穴に嵌合するのであるから、案内部としてのリーマ部３０の外径と被加工穴の内径とがほぼ等しくなり、かつ、砥石部２０と被加工穴との同心度が高くなる。
【００１６】
本加工工具１０を用いて貫通穴の内周面の仕上げ加工を実施した場合と、従来の仕上げ加工用のリーマを用いて同じ仕上加工を実施した場合とを比較する実験を行った。この実験においては、従来のリーマとして１枚刃リーマを用いた。１枚刃リーマは、本出願人による特願平１０−３５０３２０号に詳細に記載されてものとほぼ同じものであるので簡単に説明する。
【００１７】
図５および図６に、従来の１枚刃リーマ５０を示す。このリーマ５０は、段付円筒状に形成され、先端側のボデー５２とボデー５２より小径のシャンク５４とを備えている。それらボデー５２およびシャンク５４の中心に軸方向に延びるクーラント穴５５が形成されている。図６に示すように、ボデー５２の外周に軸方向に延びる主溝５６および副溝５８が互いに隣接して形成され、それら主溝５６および副溝５８に開口してクーラント穴５５に連通する連通路６０，６２が形成されている。主溝５６の側面６４に表面にＣＢＮ砥粒が固着されたチップ６６がろう付けにより固着されている。さらに、ボデー５２の外周に，チップ６６とほぼ反対の位相において軸方向に延びる切欠６８が形成され、その切欠６８に開口してクーラント穴５５に連通する連通路７０が形成されている。ボデー５２の主溝５６，副溝５８および切欠６８以外の部分がリーマ５０を案内する案内部とされている。
【００１８】
図７ないし図１０に、本加工工具１０と従来の一枚刃リーマ５０とを用いて多数の被加工穴を加工した場合の加工径，表面アラサ，真円度および真直度の推移を示す。各図において、黒く塗りつぶされた丸が本加工工具１０による加工の結果を示し、白抜きの丸が、従来の一枚刃リーマ５０による加工の結果を示す。グラフにおける値は、被加工物としての鋳物ブロックに１個につき複数個の被加工穴を加工して各被加工穴を測定した結果を示し、バーの長さは１個の鋳物ブロックにおける被加工穴のばらつきを示す。なお、加工径は、垂直方向に延びる貫通穴について、両側の開口端近傍において前後方向における径と左右方向における径とを測定し、真円度は、両側の開口端近傍における真円度を測定し、真直度は、互いに直交しかつ交線が被加工穴の中心線と一致する２面と、被加工穴の内周面との交線のそれぞれの真直度を測定した結果に基づいた値である。
【００１９】
比較実験の結果から明らかなように、１枚刃リーマ５０による加工では、切刃の磨耗により２５台目で平均で７μｍ径が小さくなるように変化し、さらに、１台の被加工物について、加工径のばらつきが約８μｍとなる。
それに対して、本実施形態における加工工具１０によれば、径の変化がほとんどなく、１台の被加工物に対する加工穴のばらつきもあまり大きくならない。さらに、真円度については１枚刃リーマ５０とほとんど差はないが、表面アラサおよび真直度については、本加工工具１０の方が高い水準で安定していると言える。
【００２０】
さらに、従来の加工工具においては、前述のようにリーマ部において発生した切屑が砥石部に侵入し砥石部の研削面と被加工物の被研削面との間に挟まれて被研削面に疵が生じることがあり、その現象が新しい加工工具の使用開始当初に発生したり、１０００個程度の多数の被加工物の加工後に発生したりして被加工物の品質が安定しなかった。これに対して、本加工工具１０によれば、上記現象が発生する確率が低下し、少なくとも一定数（たとえば１０００個程度）の被加工物は安定して加工することができるようになった。
【００２１】
以上の説明から明らかなように、本加工工具１０は、従来の仕上げ加工用リーマ５０に比較して、穴加工の品質を向上させ、コストを低減させることができる。さらに、切削加工と研削加工とを１工程で実施することができるので、加工能率を向上させることができる。
【００２２】
本加工工具１０においては、クーラント穴１８が有底穴とされ、ボデー１６の先端から流出することが回避されているが、クーラント穴１８をボデー１６を貫通して形成すると共に、連通路２６より先端側において閉塞部材により閉塞してクーラント液の漏れを防ぐようにしてもよい。そのほうが加工工具１０の加工が容易となる場合が多い。
さらに、本実施形態においては、砥石２２およびチップ３２が６枚ずつ設けられていたが、それらの数は５枚以下でもよく、特にボデーが小径である場合は、４枚ずつ設けられることが望ましい。
【００２３】
上記実施形態においては砥石２２が電着砥石であるので、それの砥粒が剥離してしまっても、再び砥粒を電着することにより砥石として再利用することができる。ただし、砥石２２は電着砥石以外のものであっても良く、砥石部２０が複数個の砥石片７２を有するように構成されてもよい。具体的には、例えば、図１１ないし図１３に示すように、ボデー１６の外周面に軸方向に延びる６本の溝７４が等角度間隔に形成され、その溝７４に砥石片７２が固着されて砥石部２０が構成されるのである。砥石片７２はＣＢＮまたはダイヤモンド砥粒が結合剤により固められて成り、その砥石片７２の砥粒が固着された部分が溝７４から突出して、それら砥石片７２を含む砥石部２０の直径が、リーマ部３０の直径よりわずかに大きくされている。なお、図１１においては、理解を容易にするために、砥石片７２の一部が省略して示されている。
【００２４】
本加工工具においても、クーラント穴１８が形成され、そのクーラント穴１８から砥石部２０の外周面に連通する連通路７６が形成されている。連通路７６は、砥石部２０の溝７４以外の部分において開口し、その開口部がクーラント噴出口７７とされている。本加工工具においては、クーラント穴１８からリーマ部３０に連通する連通路７８も形成されており、連通路７８がリーマ部３０の溝３４の底において開口している。この加工工具によれば、加工の実施中に砥石部２０とリーマ部３０との両方にクーラント液が良好に供給される。
【００２５】
さらに、図１４に示すように、リーマ部８０を超硬合金により一体に構成し、それをボデー１６の先端部にろう付けにより固着してもよい。あるいは、図１５に示すように、加工工具１０全体を超硬合金により一体に形成し、ボデー１６の外周に刃部９０を直接形成して、リーマ部９２を構成してもよい。
【００２６】
さらに、図１６に示すように、超硬合金により一体に構成されたリーマ部１００を、ボルトクランプにより、ボデー１６の先端部に固定して構成してもよい。この態様においては、リーマ部１００に軸方向に貫通する貫通穴１０２が形成されると共に、その貫通穴１０２の後方に有底のテーパ穴１０４が形成される。テーパ穴１０４は、後端開口ほど大径に形成され、ボデー１６の先端に形成されたテーパ部１０６に嵌合して位置決めされる。テーパ部１０６に雌ねじ穴１０８が形成され、ボルト１１０が螺合されることにより、リーマ部１００がボデー１６に固定される。本態様によれば、砥石部２０とリーマ部１００との寿命が異なる場合に、一方を交換して用いることができる。
なお、スティール製の本体を有し、超硬チップがろう付けされて構成されたリーマ部１００をボルトクランプによりボデーの先端部に固定して構成しても良い。
【００２７】
図１７ないし図１９に、本発明の別の実施形態である加工工具１５０を示す。この加工工具１５０は、図１の加工工具１０と構成がほぼ同じであるが、リーマ部３０のチップと砥石部２０の砥石とがそれぞれ軸線に対して一定角度傾斜して取り付けられている点において異なる。リーマ部１５１に左にねじれた溝１５２が形成され、それに超硬合金製のチップ１５４がろう付けによって固着されている。本加工工具１５０は、いわゆる右刃左ねじれの刃部１５６を有するリーマ部１５１と、刃部１５６と同じ向きにねじれた砥石１５８を有する砥石部１５９とを備えている。本実施形態においても、チップ１５４の後端部に対して、砥石１５８の前端部が回転方向前方に位置するように形成されている。砥石１５８のチップ１５４に対する回転方向のずれの大きさは、前述の実施形態におけるずれの大きさと同じにされている。砥石１５８も図１に記載の加工工具と同じ電着砥石である。ボデー１６を貫通してクーラント穴１８が形成され、先端部付近において閉塞部材１６０により閉塞されてクーラント液の漏れが防止されている。クーラント穴１８から砥石部１５９の溝２４に連通する連通路２６が形成されるとともに、リーマ部１５１の溝１５２に連通する連通路１６２が形成されている。本加工工具１５０においては、加工中には砥石部１５９とリーマ部１５１とにクーラント液が供給される。
なお、刃部１５６は、左刃右ねじれに形成してもよいし、左ねじれに形成してもよいし、右刃右ねじれに形成してもよい。リーマ部３０は、ボデー１６に形成された溝１５２にチップ１５４が取り付けられて構成されているが、前述の各態様の特徴と組み合わせて構成することも可能である。
【００２８】
図２０に、本発明のさらに別の実施形態である加工工具２００を示す。この加工工具２００は、砥石部２０２の直径が調節可能とされている。本加工工具２００は、被加工穴の加工を実施する前に、砥石部２０２の直径を調節することにより、砥石部２０２による取代を調節することができる。本加工工具２００のリーマ部３０の構成は、先に述べた実施形態における加工工具１０と共通しているが、それ以外の部分の構成が異なるので、異なる部分について詳細に説明する。
【００２９】
本加工工具２００は、シャンク２０４とボデー２０６とを備え、それらシャンク２０４およびボデー２０６を軸方向に貫通する中心穴２０８が形成されている。ボデー２０６のリーマ部３０より基端側に砥石部２０２が形成されている。砥石部２０２に軸方向に延びる矩形の長穴２１０が複数個形成されている。それら複数個の長穴２１０は、例えば４個であって等角度間隔に形成されている。それら長穴２１０の形状は互いに同じであるので、 一つを代表的に説明する。
【００３０】
長穴２１０の互いに対向する側面が平行とされている。その長穴２１０に、鋼片２１２が実質的に隙間なく、かつ、軸線に直交する方向に摺動可能に嵌合されている。鋼片２１２は、軸線に直角な方向の寸法である高さが長穴２１０の深さより大きくされ、長穴２１０の外周側開口と内周側開口との両方から突出している。鋼片２１２の、ボデー２０６の外側に位置する外側面２１４に軸方向に延びる溝が形成され、その溝に砥石片２１５がすき間なくはめ込まれて接着により固定されている。砥石片２１５は部分的に鋼片から突出させられており、砥石片２１５の外側面は、ボデー２０６よりわずかに径が大きい円筒の一部をなすように形成されている。鋼片２１２の軸方向の両端部付近に溝２１６が形成され、ボデー２０６の対応位置に円環状の溝２１８が形成されている。溝２１８は溝２１６より深くされており、それら溝２１６，２１８に弾性体リング２２０，２２２がそれぞれ嵌合され、鋼片２１２は弾性体リング２２０，２２２の弾性力によりボデー２０６の内側に向かって付勢されている。弾性体リング２２０，２２２は、鋼片２１２より外側に突出しないようにされている。弾性体リング２２０，２２２は、例えば、コイルスプリングからなる。
【００３１】
ボデー２０６の中心穴２０８は、砥石部２０２より前方に形成された比較的小径の小径穴２２４と、砥石部２０２より後方に形成された比較的径が大きい中径穴２２６とを備え、それら小径穴２２４と中径穴２２６とが、テーパ穴２２８によってつながれている。中心穴２０８の砥石部２０２に対応する部分にテーパ穴２２８が形成されているのである。中径穴２２６のさらに後方であってシャンク２０４の内側に、その中径穴２２６より大径の大径穴２３０が形成され、それらの境界が、軸方向に直角な肩面２３２とされている。その肩面２３２はボデー２０６とシャンク２０４との境界よりシャンク２０４側に設けられている。
【００３２】
テーパ穴２２８にテーパ部材２４０が軸方向に移動可能に嵌合されている。テーパ部材２４０はテーパ外周面２４２を有するテーパ部２４４と、テーパ部２４４の後端部から延び出して、中径穴２２６とほぼ隙間なく摺動可能に嵌合する軸部２４６とを有する。テーパ部２４４の先端である最小径部は小径穴２２４より小径に形成され、テーパ部２４４の後端である最大径部は軸部２４６と同径に形成されている。軸部２４６の外周面に軸方向に沿って溝２４８が形成され、その溝２４８にボデー２０６に固定されたピン２５０が係合することによりテーパ部材２４０がボデー２０６に対して回転不能とされている。テーパ外周面２４２に鋼片２１２の内側面２５２が当接している。鋼片２１２の内側面２５２は、テーパ外周面２４２に沿って形成されている。前述のように、鋼片２１２は弾性体リング２２０，２２２によりボデー２０６の内側に向かって付勢されているので、鋼片２１２の内側面２５２は常にテーパ外周面２４２に当接している。このことにより、テーパ部材２４０の軸方向位置によって鋼片２１２のボデー２０６から突出する突出量が調節される。換言すれば、鋼片２１２は、弾性体リング２２０，２２２とテーパ部材２４０とにより、ボデー２０６の外周面から突出する突出量を一義的に定められる。
【００３３】
テーパ部材２４０の後方に、テーパ部材２４０の軸方向位置を調節する軸方向位置調節装置２７０が配設されている。軸方向位置調節装置２７０は、中径穴２２６内を軸方向に延びる回転軸２７２を有する。回転軸２７２の先端部に雄ねじ部２７４が形成され、その雄ねじ部２７４がテーパ部材２４０に形成された雌ねじ穴２７６に螺合されている。雄ねじ部２７４と雌ねじ穴２７６とが共同して、回転軸２７２の回転運動をテーパ部材２４０の軸方向移動に変換する運動変換装置２７８を構成している。
【００３４】
回転軸２７２の後端部には、フランジ部２８０が形成され、そのフランジ部２８０が肩面２３２に当接することにより回転軸２７２の軸方向前方への移動が制限される。フランジ部２８０の後端面には六角穴２８２が形成され、その六角穴２８２に図示しない六角棒スパナを係合させて回転軸２７２が回転させられる。大径穴２３０のフランジ部２８０より後方に、それよりやや大径の雌ねじ穴２８４が形成されており、その雌ねじ穴２８４に雄ねじ部材２８６が螺合されている。雄ねじ部材２８６は、それの頭部２８７がシャンク２０４の後端面に当接するまで螺合された状態で、先端面２８８がフランジ部２８０の後端面２９０にごく近接することにより、回転軸２７２の軸方向後方への移動を阻止する。雄ねじ部材２８６に軸方向に貫通する貫通穴２９２が形成され、前述の六角棒スパナが挿入可能とされている。なお、フランジ部２８０の両端面と、肩面２３２および雄ねじ部材２８６との間に、転がりスラスト軸受を配設し、それら転がりスラスト軸受に軸方向の予荷重を負荷しておけば、回転軸２７２の軸方向位置を一層精度よく規定することができる。
【００３５】
以上の構成により、回転軸２７２の回転運動が、テーパ部材２４０の軸方向移動に変換され、テーパ部材２４０の前進により鋼片２１２がボデー２０６から突出する向きに移動させられ、または、テーパ部材２４０の後退により鋼片２１２がボデー２０６に引き込まれる向きに移動させられる。シャンク２０４のフランジ部２８０に対応する位置に、シャンク２０４を直径方向に貫通する雌ねじ穴２９４が形成されている。その雌ねじ穴２９４にセットスクリュウ２９６が螺合されており、フランジ部２８０を大径穴２３０の内周面に押し付けることにより回転軸２７２の回転が防止され、鋼片２１２のボデー２０６に対する位置が固定される。
なお、鋼片２１２の突出量、即ち、砥石部２０の直径の調節は加工を実施する前に行われ、加工中は直径が固定される。砥石部２０２の直径は、リーマ部３０の直径よりわずかに大きくなるように調節される。
【００３６】
本加工工具２００においては、回転軸２７２とテーパ部材２４０とにクーラント穴１８がそれぞれ形成され、ボデー２０６の鋼片２１２近傍に形成されたクーラント噴出口からクーラント液が噴出させられるが、この構成は、前述の実施形態とほぼ同じであるので説明を省略する。
【００３７】
図２１および図２２に、本発明のさらに別の実施形態である加工工具３００を示す。この加工工具３００は、ドリル部３０２を有する。図２２に示すように、超硬合金製のボデー３０４の先端部にドリル部３０２が一体に設けられ、そのドリル部３０２に隣接してリーマ部３０６が設けられている。ボデー３０４のリーマ部３０６より後方に砥石部２０が設けられるが、砥石部２０は、図１の加工工具１０と構成が同じであるので、図示および説明を省略する。
【００３８】
ドリル部３０２は、概して、横断面形状が正方形である角柱状に形成され、軸方向に延びる一対の主溝３１０と一対の副溝３１２とが形成されている。一対の副溝３１２は、主溝３１０の各々から約９０度隔たった位相において、主溝３１０より浅く形成されている。一対の主溝３１０は軸線に対して対称に形成され、それら主溝３１０の一側面の一部がすくい面３１４を構成している。ドリル部３０２の先端部ににげ面３１６が形成され、それら逃げ面３１６とすくい面３１４との交線により第一主切刃３１８が形成されている。その第一主切刃３１８に連続し、主溝３１０に沿って第一副切刃３１９が形成されている。本加工工具３００のドリル部３０２は、直刃ドリルとされているのである。第一副切刃３１９の回転方向（図２０において反時計回り）後ろ側に二番取り面３２０が形成されており、その二番取り面３２０は軸方向に平行な２つの平面によって形成されている。
【００３９】
ドリル部３０２の基端部側に、ドリル部３０２に隣接してリーマ部３０６が形成されている。リーマ部３０６もボデー３０４に一体的に形成されている。前述の一対の主溝３１０および一対の副溝３１２がリーマ部３０６まで連続して形成され、それら溝３１０，３１２に沿って第一刃部３３０および第二刃部３３１が形成されている。本加工工具３００のリーマ部３０６は、４つの刃部３３０，３３１を有するのである。リーマ部３０６の直径はドリル部３０２の直径よりわずかに大きく形成されている。リーマ部３０６の先端であって直径が連続的に拡大する部分において、主溝３１０に沿って第一主切刃３３２が形成され、それに連続して第一副切刃３３４が形成されている。さらに、リーマ部３０６の先端部には、副溝３１２に沿って第二主切刃３３６が形成され、それに連続して第二副切刃３３８が形成されている。各刃部３３０，３３１は、先端部に形成された主切刃３３２，３３６と、外周に沿って延びる副切刃３３４，３３８とを有するのである。リーマ部３０６の基端部側に砥石部２０が形成されている。この砥石部２０は、先に述べた加工工具１０とほぼ同じであるので図示および説明を省略する。
【００４０】
本加工工具３００によれば、リーマ部３０６の先端側にドリル部３０２が形成されているので、砥石部２０だけでなくリーマ部３０６も良好に案内されることとなり、加工精度をさらに向上させることが容易となる。また、下穴加工，リーマ加工および研削加工を一工程で行い得るため、加工能率も一層向上させ得る。
【００４１】
以上、本発明のいくつかの実施形態を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、本発明は、前記〔発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効果〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である加工工具を示す正面図である。
【図２】図１におけるII−II断面図である。
【図３】上記加工工具の側面図である。
【図４】上記加工工具の要部を示す斜視図である。
【図５】従来の仕上げ加工用リーマを示す正面図である。
【図６】上記リーマの側面図である。
【図７】上記加工工具とリーマとの比較実験の結果である加工径の推移を示すグラフである。
【図８】上記比較実験の表面アラサの推移を示すグラフである。
【図９】上記比較実験の真円度の推移を示すグラフである。
【図１０】上記比較実験の真直度を示すグラフである。
【図１１】上記加工工具の別の態様を示す正面図である。
【図１２】上記加工工具の側面断面図である。
【図１３】上記加工工具の側面図である。
【図１４】上記加工工具のさらに別の態様を示す正面図である。
【図１５】上記加工工具のさらに別の態様を示す正面断面図である。
【図１６】上記加工工具のさらに別の態様を示す正面断面図である。
【図１７】本発明の別の実施形態である加工工具を示す正面図である。
【図１８】上記加工工具の側面断面図である。
【図１９】上記加工工具の側面図である。
【図２０】本発明のさらに別の実施形態である加工工具を示す正面断面図である。
【図２１】本発明のさらに別の実施形態である加工工具を示す側面図である。
【図２２】上記加工工具の正面図である。
【符号の説明】
１０，１５０，２００，３００：加工工具
１８，５５：クーラント穴
２０，２０２：砥石部
３０，８０，９０，１００，３０６：リーマ部
３０２：ドリル部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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