(57)【要約】【課題】加工精度を高く維持しつつコストの低減を図ることができる穴加工工具を提供する。【解決手段】軸線Ｏ回りに回転されるシャンク部１０の先端に、加工部２２を備えたリーマヘッド２０を装着してなるリーマ１であって、シャンク部１０の超硬合金からなるシャンク部本体１１の先端側に鋼材からなる連結部１２を設け、リーマヘッド２０の超硬合金からなるリーマヘッド本体２１の後端側に鋼材からなる被連結部３０を設け、連結部１２に軸線Ｏに沿って延びる雄ネジ部１３を形成し、被連結部３０に雄ネジ部１３と螺合する雌ネジ部３１を設け、これら雄ネジ部１３と雌ネジ部３１との螺合によりリーマヘッド２０をシャンク部１０に交換可能に装着する。【選択図】図１
2009241232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線回りに回転されるシャンク部の先端に、加工部を備えたリーマヘッドを装着してなる穴加工工具であって、
前記シャンク部は、超硬合金からなるシャンク部本体の先端側に鋼材からなる連結部を備え、前記リーマヘッドは、超硬合金からなるリーマヘッド本体の後端側に鋼材からなる被連結部を備え、
前記連結部と前記被連結部のいずれか一方に前記軸線に沿って延びる雄ネジ部が形成されるとともに、他方には前記雄ネジ部と螺合する雌ネジ部が設けられ、これら雄ネジ部と雌ネジ部との螺合により前記リーマヘッドが前記シャンク部に交換可能に装着されていることを特徴とする穴加工工具。
【請求項２】
前記リーマヘッドを前記シャンク部に対して軸線回りに回転させるレンチが係合するレンチ係合部が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の穴加工工具。
【請求項３】
前記レンチ係合部が、前記リーマヘッドの先端に設けられた突起部であることを特徴とする請求項２に記載の穴加工工具。
【請求項４】
前記レンチ係合部が、前記リーマヘッドの外周面に設けられた切欠面であることを特徴とする請求項２に記載の穴加工工具。
【請求項５】
前記雄ネジ部の基端部の外周面が、前記軸線を中心とした断面真円状をなす円筒面に形成され、前記雌ネジ部の開口付近の内周壁面が、前記基端部に軸嵌合可能に形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の穴加工工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被切削材に予め形成された下穴に挿入されて、下穴の内壁面を切削加工する際に用いられる穴加工工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の穴加工工具としては、例えば特許文献１に示すように、軸線回りに回転される長尺円柱状の工具本体の先端部に、工具本体先端側及び工具本体径方向外側に向けた切刃を備えた加工部が設けられた、いわゆるリーマが知られている。
【０００３】
このようなリーマは、軸線回りに回転される長尺円柱状の工具本体を有し、この工具本体の先端部分が切削を行う加工部とされている。この加工部の外周には工具本体先端側及び工具本体径方向外側に向けて開口した切屑排出溝が形成されており、この切屑排出溝の工具回転方向後方側に形成された取付座に切刃を備えたインサートがロー付けによって取り付けられている。
【０００４】
上記リーマは、通常、様々な径の加工穴に対応し得るように各種サイズのものが準備されており、加工の際には対象となる加工穴の径に応じた外径を有するリーマが選択され工作機械の主軸端に装着される。そして、このように装着されたリーマは、軸線回りに回転されながら軸線方向先端側に送りを与えられ、被切削材に予め形成された下穴に挿入されて、この下穴の内壁面をインサートの切刃によって切削して所定の内径の加工穴を形成するとともに切屑排出溝を介して切屑を排出する。
【特許文献１】特開平８−９０３３７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、上記従来のリーマにおいては、インサートの切刃が消耗した場合には再研磨することで切刃の鋭さを維持するが、複数回の再研磨によって研磨量が限界に達した場合、インサートがロー付けされているリーマにおいては該インサートのみの取り外し及び交換を行うことができないため、もはやリーマの廃棄処分をする以外に術はない。従って、工具本体は未だ使用可能であってもインサートが再研磨不可となった場合には廃棄せざるを得ず、特に工具本体が超硬合金等の高価な材料で形成されている際には経済性が著しく悪くコストの増加につながってしまうという問題があった。
【０００６】
また、工具本体に加工部が一体成形されているため工具自体の振れやがたつきが少なく加工精度を高くすることができるものの、様々な径の加工穴に対応するには各種サイズの多種類のリーマを揃える必要があり、管理コストの増加につながってしまっていた。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、インサートがロー付けにより取り付けられている穴加工工具であっても、加工精度を高く維持しつつコストの低減を図ることができる穴加工工具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、この発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明に係る穴加工工具は、軸線回りに回転されるシャンク部の先端に、加工部を備えたリーマヘッドを装着してなる穴加工工具であって、前記シャンク部は、超硬合金からなるシャンク部本体の先端側に鋼材からなる連結部を備え、前記リーマヘッドは、超硬合金からなるリーマヘッド本体の後端側に鋼材からなる被連結部を備え、前記連結部と前記被連結部のいずれか一方に前記軸線に沿って延びる雄ネジ部が形成されるとともに、他方には前記雄ネジ部と螺合する雌ネジ部が設けられ、これら雄ネジ部と雌ネジ部との螺合により前記リーマヘッドが前記シャンク部に交換可能に装着されていることを特徴としている。
【０００９】
このような特徴の穴加工工具においては、シャンク部の先端側の連結部とリーマヘッドの後端側の被連結部とにおける雄ネジ部及び雌ネジ部が螺合することによってシャンク部とリーマヘッドとが固定一体化される構成のため、当該リーマヘッドをシャンク部に対して容易に着脱することができる。
また、連結部及び被連結部とが超硬合金に比べて加工性が優れた鋼材から形成されているため、雄ネジ部及び雌ネジ部を比較的容易に形成することができる。
さらに、超硬合金同士を直接的に連結するのではなく靭性の高い鋼材同士を連結することで、シャンク部とリーマヘッドとを一体性を高くして連結することができ、加工時の切削抵抗により生じる振れやがたつきを最小限に抑えることが可能となる。
【００１０】
また、本発明に係る穴加工工具においては、前記リーマヘッドを前記シャンク部に対して軸線回りに回転させるレンチが係合するレンチ係合部が設けられたことを特徴としている。
これにより、レンチでもってリーマヘッド及びシャンク部の雄ネジ部と雌ネジ部とを強固に螺合させることができるため、両者をより確実に固定一体化させることができる。
【００１１】
さらに、本発明に係る穴加工工具においては、前記レンチ係合部が、前記リーマヘッドの先端に設けられた突起部であることを特徴としている。
当該突起部にレンチを係合させることで容易にリーマヘッドをシャンク部に対して回転させて強固に螺合させることができる。
【００１２】
また、本発明に係る穴加工工具においては、前記レンチ係合部が、前記リーマヘッドの外周面に設けられた切欠面であってもよい。
これによっても当該切欠面にレンチを係合させることで容易にリーマヘッドをシャンク部に対して回転させ螺合させることができる。
【００１３】
さらに、本発明に係る穴加工工具においては、前記雄ネジ部の基端部の外周面が、前記軸線を中心とした断面真円状をなす円筒面に形成され、前記雌ネジ部の開口付近の内周壁面が、前記基端部に軸嵌合可能に形成されていることを特徴としている。
これによって雄ネジ部と雌ネジ部とが螺合した際には、当該雄ネジ部の基端部と雌ネジ部の内周壁面とがそれぞれの中心軸を合わせるように軸嵌合するため、シャンク部とリーマヘッドとを高精度に芯出しさせることが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の穴加工工具によれば、シャンク部の先端側の連結部とリーマヘッドの後端側の被連結部とが螺合することによってリーマヘッドをシャンク部に対して容易に着脱させることができる。したがって、加工穴の径に応じてリーマヘッドのみを複数揃えればよく、さらに切刃が磨耗したリーマヘッドのみを新たなものに交換してシャンク部の再利用を図ることができるため、生産コスト、管理コストの低減を図ることができる。
また、連結部及び被連結部が超硬合金に比べて靭性の高い鋼材から形成されているため、雄ネジ部及び雌ネジ部を比較的容易に形成することができるとともに、リーマヘッドとシャンク部とを強固に一体化させるとともに振れやガタツキが発生するのを防ぎ、加工精度を高く維持することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の穴加工工具の実施の形態であるリーマについて、図１及び図２を用いて詳細に説明する。図１は本発明の実施形態であるリーマを示す一部を破断した縦断面図であり、図２は本発明の実施の形態であるリーマの正面図である。
【００１６】
図１及び図２に示すリーマ１は軸線Ｏを中心とした長尺円柱状の形状をしており、軸線Ｏ回りに工具回転方向Ｔに回転されるシャンク部１０と、該シャンク部１０の工具先端側（図１において左側）に連結され、加工部２２を備えるリーマヘッド２０とから概略構成される。
【００１７】
シャンク部１０は、概略円柱状をなし超硬合金等の硬質材料からなるシャンク部本体１１を備えており、このシャンク部本体１１の工具後端側（図１において右側）が図示しない工作機械の主軸端に装着される。
また、シャンク部本体１１の先端面には、中央部分が工具先端側に向けてＶ字状に突出する凸状部１１ａが、そのＶ字の稜線を軸線Ｏに直交させてかつＶ字の二等分線を軸線Ｏ上に位置させるようして形成されている
さらに、シャンク部本体１１の後端面１１ｂから先端側に向かって軸線Ｏに沿って貫通するようにしてクーラント供給孔１１ｃが穿設されており、該クーラント供給孔１１ｃは先端側において凸状部１１ａのＶ字の稜線に開口している。
【００１８】
シャンク部本体１１の工具先端側、即ちシャンク部１０の先端部には、鋼材からなる連結部１２が設けられている。該連結部１２はその外周面が上記シャンク部本体１１の外周面に連なる円柱形状をなし、その後端面には、上記シャンク部本体１１の凸状部１１ａが嵌合可能な断面凹Ｖ字状のＶ字溝１２ａが、その溝底部を軸線Ｏに直交させてやはりＶ字の二等分線が軸線Ｏ上に位置されるように形成されている。
本実施形態のリーマ１においては、このＶ字溝１２ａと上記凸状部１１ａとがロー付けされることによってシャンク部本体１１と連結部１２とが強固に固定一体化されたシャンク部１０をなしている。
【００１９】
また、この連結部１２における先端面１２ｂは軸線Ｏに直交する平坦面とされているとともに、該先端面１２ｂの中央部には、軸線Ｏに沿って工具先端側に延びるとともにその外周面に雄ネジ１３ａが形成された雄ネジ部１３が設けられている。この雄ネジ部１３は連結部１２と一体形成されており、これにより当該雄ネジ部１３も鋼材から構成されている。なお、この雄ネジ部１３の根元に当たる基端部１３ｂの外周面は、軸線Ｏを中心とした断面真円状をなす円筒面に形成されている。
【００２０】
なお、連結部１２においても、Ｖ字溝１２ａから雄ネジ部１３の先端面にかけて軸線Ｏに沿って貫くようにしてクーラント供給孔１２ｃが穿設されており、連結部１２とシャンク部本体１１が固定一体化された際には、両者のクーラント供給孔１１ｃ、１２ｃが連通状態とされる。
【００２１】
リーマヘッド２０は、概略円柱状をなし超硬合金等の硬質材料からなるリーマヘッド本体２１を備えており、該リーマヘッド本体２１の外周部が被切削材の下孔に加工を施す加工部２２とされている。
【００２２】
この加工部２２の外周面には、軸線Ｏに直交する断面において、加工部２２を略Ｌ字状に切り開いた形状をなす切屑排出溝２３が加工部２２の先端から後端に渡って全域に延びるように設けられている。
この切屑排出溝２３の先端部の工具回転方向Ｔの前方側を向く壁面２３ａには、壁面から一段窪むようにして、インサート２５が取り付けられるためのインサート取付座２４が形成されている。
【００２３】
本実施形態におけるインサート２５は、略平板状なす超硬合金等の硬質材料から形成された基部２５ａを備えており、基部２５ａには当該基部２５ａと一体焼結されられたダイヤモンド焼結体からなる切刃２５ｂが、工具先端側及び工具径方向外側に突出するように設けられている。このような構成のインサート２５は、本実施形態においては、上記インサート取付座２４にロー付けによって固定されている。
【００２４】
また、加工部２２の外周には、軸線Ｏを中心とした円筒面状の外周面を有して当該軸線Ｏに略平行に延びる複数（本実施形態では３つ）のガイドパッド２６が設けられている。このガイドパッド２６は、当該ガイドパッド２６が形成されている部分を残して加工部２２の外周面を複数個所面取りした上で、軸線Ｏを中心とした円筒研磨を加工部２２に施すことにより形成されるものであって、切屑排出溝２３を避けて周方向に間隔を空けて設けられている。なお、上記のように面取りされた箇所はガイドパッド２６よりも一段小径とされた面取面２７とされている。
【００２５】
リーマヘッド本体２１の後端面には、中央部分が工具後端側に向けてＶ字状に突出する凸状部２１ａが、そのＶ字の稜線を軸線Ｏに直交させてかつＶ字の二等分線を軸線Ｏ上に位置させるようして形成されている。さらに、リーマヘッド本体２１の上記凸状部２１ａから先端側に向かっての所定範囲には、軸線Ｏに沿ったクーラント供給孔２１ｃが穿設されており、該クーラント供給孔２１ｃから各面取部（本実施形態では３つ）及び切屑排出溝２３の工具回転方向後方側を向く壁面２３ｂに向けて計４つのクーラント分配孔２１ｄが穿設されている。
【００２６】
一方、リーマヘッド本体２１の先端面２１ｂの中央には、レンチ係合部として軸線Ｏに沿って工具先端側に突出する突起部２８が設けられている。当該突起部２８はリーマヘッド本体２１と一体成形された超硬合金からなり、図２に示すようにその外周面は断面六角形状に形成されている。
【００２７】
リーマヘッド本体２１の工具後端側、即ちリーマヘッド２０の後端部には、鋼材からなる被連結部３０が設けられている。該被連結部３０はその外周面がリーマヘッド本体２１の外周面に連なる円柱形状をなし、その後端面には、上記リーマヘッド本体２１の凸状部２１ａが嵌合可能な断面凹Ｖ字状のＶ字溝３０ａが、その溝底部を軸線Ｏに直交させてＶ字の二等分線が軸線Ｏ上に位置されるように形成されている。
本実施形態のリーマ１においては、このＶ字溝３０ａと上記凸状部２１ａとがロー付けされることによってリーマヘッド本体２１と被連結部３０とが強固に固定一体化されリーマヘッド２０をなしている。
【００２８】
また、この被連結部３０における後端面３０ｂは軸線Ｏに直交する平坦面とされているとともに、該後端面３０ｂの中央部には、軸線Ｏに沿って工具先端側に凹んで、その内周面に雌ネジ３１ａが形成された雌ネジ部３１が設けられている。この雌ネジ部３１は上記雄ネジ部１３と螺合可能な寸法に形成されている。
また、この雌ネジ部３１の開口部付近の内周壁面３１ｂは、上述の雄ネジ部１３の基端部１３ｂと軸嵌合可能な軸線Ｏを中心とした断面真円状に形成されている。これによって、雄ネジ部１３と雌ネジ部３１とが螺合した際には、基端部１３ｂと内周壁面３１ｂとが中心軸を合わせて軸嵌合する。
【００２９】
なお、該雌ネジ部３１の底部からＶ字溝３０ａにかけては、これらを連通するクーラント供給孔３０ｃが形成されており、被連結部３０とリーマヘッド本体２１とが固定一体化された際には、両者のクーラント供給孔２１ｃ、３０ｃが連通状態とされる。
【００３０】
このような構成からなるリーマヘッド２０をシャンク部１０に取り付けるに際しては、リーマヘッド２０における被連結部３０の雌ネジ部３１を、シャンク部１０における連結部１２の雄ネジ部１３に螺合させるとともに、シャンク部１０を固定状態に維持したまま、リーマヘッド２０の先端の突起部２８の外周面にレンチを係合させてリーマヘッド２０を軸線Ｏ回りに回転させる。これによって雄ネジ部１３が雌ネジ部３１に螺合しながら完全に入り込んで連結部１２の先端面１２ｂと被連結部３０の後端面３０ｂとが密着当接し、リーマヘッド２０とシャンク部１０とが強固に固定一体化されたリーマ１が構成される。
また、各クーラント供給孔１１ｃ、１２ｃ、３０ｃ、２１ｃとが順に連通状態とされ、切削加工の際には、シャンク部本体１１の後端面１１ｂから供給されたクーラントがクーラント分配孔２１ｄを介して面取面２７及び切屑排出溝２３に吐出される。
【００３１】
このようなリーマ１は、そのシャンク部本体１１が工作機械に装着されて軸線Ｏ回りに工具回転方向Ｔに回転され、被切削材に予め形成された下穴に加工部２２がその先端側から挿入される。そして、切刃２５ｂによる切削加工によって、所定の内径の加工穴に仕上げられるとともに、その切削の際に発生する切屑は、切屑排出溝２３によって、加工部２２の先端から後端側に送られ排出される。
【００３２】
ここで、本実施形態におけるリーマ１において、シャンク部１０の先端側の連結部１２の雄ネジ部１３ととリーマヘッド２０の後端側の被連結部３０に設けられた雌ネジ部３１とが螺合することによってシャンク部１０とリーマヘッド２０とが固定一体化された構成のため、当該リーマヘッド２０をシャンク部１０に対して容易に着脱することができる。
従って、ロー付けされたインサート２５における切刃２５ｂの研磨量が限界に達した場合にあっては、シャンク部１０からリーマヘッド２０を離脱させて新たなインサート２５をしたリーマヘッド２０をシャンク部１０に装着することによって、シャンク部１０の再利用を図ることが可能となる。特に、シャンク部１０におけるシャンク部本体１１は高価な超硬合金で構成されているため、このような再利用による経済的メリットは大きなものとなる。
また、一つのシャンク部１０に対して各種サイズの多種類のリーマヘッド２０を揃え、加工穴の径に応じてこれらリーマヘッド２０のうちから最適なものを装着するようにすることで、リーマ１自体を複数揃える場合に比べて管理コストを低減させることが可能となる。
【００３３】
また、シャンク部１０とリーマヘッド２０とが接合される連結部１２及び被連結部３０が超硬合金に比べて加工性が優れた鋼材から形成されているため、雄ネジ部１３及び雌ネジ部３１を比較的容易に形成することができる。従って、リーマ１の生産時の労力やコストを低減させることが可能となる。
さらに、超硬合金同士を直接的に連結するのではなく靭性の高い鋼材同士を連結する構成とすることで、シャンク部１０とリーマヘッド２０とを一体性高くして固定することができ、加工時の切削抵抗より生じる振れやがたつきを最小限に抑えることができる。よって、切削精度を高く維持して安定した加工を行うことが可能となる。
【００３４】
さらに、本実施形態のリーマ１においては、リーマヘッド２０の先端側にレンチが係合可能な突起部が形成されており、これによりリーマヘッド２０をシャンク部１０に対して容易に回転させることが可能なため、リーマヘッド２０の着脱を容易かつ迅速に行うことができる。
【００３５】
また、シャンク部１０の雄ネジ部１３とリーマヘッド２０の雌ネジ部３１とが螺合した際には、雄ネジ部１３の基端部１３ｂと雌ネジ部３１の内周壁面３１ｂとがそれぞれの中心軸を合わせるように軸嵌合する。これによって、シャンク部１０とリーマヘッド２０とが高精度に芯出しされるため、加工精度をの高いリーマ１を構成することが可能となる。
【００３６】
以上、本発明の実施の形態であるリーマについて説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば本実施形態においては、レンチ係合部としてリーマヘッド２０の先端に設けられた断面六角形状の突起部２８について説明したが、これに限定されることはなく、図３の変形例に示すように、当該レンチ係合部がリーマヘッド２０の被連結部３０の外周面に互いに平行かつ軸線Ｏにも平行とされた一対の切欠面３５であってもよい。この切欠面３５にレンチを係合させてリーマヘッド２０をシャンク部１０に対して相対回転させることによっても容易かつ迅速にリーマヘッド２０の着脱を行うことが可能となる。
またこの他、本実施形態においてはシャンク部１０側に雄ネジ部１３が、リーマヘッド２０側に雌ネジ部３１が設けられたものについて説明したが、これらの配置が逆、即ちシャンク部１０側の連結部１２に雌ネジ部が設けられ、リーマヘッド２０側の被連結部３０に雄ネジが設けられた構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態であるリーマを示す一部を破断した縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態であるリーマの正面図である。
【図３】変形例のリーマを示す一部を破断した縦断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１    リーマ
１０  シャンク部
１１  シャンク部本体
１２   連結部
１３  雄ネジ部
１３ｂ 基端部
２０  リーマヘッド
２１  リーマヘッド本体
２５  インサート
２８    突起部（レンチ係合部）
３０  被連結部
３１  雌ネジ部
３１ｂ 内周壁面
３５    切欠面（レンチ係合部）
【図１】
2009241232.tif 000003
【図２】
2009241232.tif 000004
【図３】
2009241232.tif 000005