(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
刃物装着部に装着される基部に円筒状のボディが接合され、全体が上記ボディの中心軸回りに回転駆動されながら加工物に押付けられることによりこの加工物に穿孔を行うように構成された孔開け用刃物において、上記基部に上記ボディの基端面と当接可能でかつボディの基端部内側に嵌入可能な形状の段部が形成され、上記基部と上記ボディの基端部との双方に、このボディの基端部と上記段部とが嵌合しかつボディの基端面と段部とが軸方向に圧接した状態で互いに合致する径方向のピン挿入孔が周方向に異なる複数個所に設けられ、これらのピン挿通孔に、縮径方向に弾性変形可能なスプリングピンが縮径状態で圧入されることにより、上記ボディの基端面と上記段部とが軸方向に圧接する状態が維持されていることを特徴とする孔開け用刃物。
【請求項２】
請求項１記載の孔開け用刃物において、上記基部がアルミニウム合金製のダイカスト品からなることを特徴とする孔開け用刃物。
【請求項３】
請求項１記載の孔開け用刃物を製造するための方法であって、上記ボディの基端面と当接可能でかつボディの基端部内側に嵌入可能な形状の段部をもつ基部を製造し、この基部の段部と上記ボディの基端部とを嵌合しかつボディの基端面と段部とを軸方向に圧接させたまま、上記基部とボディの基端部とにおいて周方向に異なる複数個所に径方向のピン挿入孔を周方向に異なる複数個所に設け、これらのピン挿通孔に、縮径方向に弾性変形可能なスプリングピンを縮径状態で圧入することにより、上記ボディの基端面と上記段部とが軸方向に圧接する状態を維持することを特徴とする孔開け用刃物の製造方法。
【請求項４】
請求項３記載の孔開け用刃物の製造方法において、アルミニウム合金のダイカストにより上記基部を製造することを特徴とする孔開け用刃物の製造方法。
【請求項５】
請求項３または４記載の孔開け用刃物の製造方法において、基板上から略同心円状の複数のリブが突出した形状の基部を製造しておき、上記各リブのうち使用するボディの内径と略同等の外径をもつリブを段部形成用リブに選定してこの段部形成用リブよりも外側の部分を上記ボディの肉厚と略同等の寸法分だけ残して除去し、上記段部形成用リブと上記基板とで形成された段部に上記ボディの基端部を嵌合することを特徴とする孔開け用刃物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加工物に円形の孔を穿設するための孔開け用刃物及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記のような孔開け用刃物を用いた孔開け工具として、図１０（ａ）に示すものが知られている。この孔開け工具は、工具装着部９０を備え、その中心部分にセンタードリル９２が着脱可能に装着されるとともに、このセンタードリル９２と同軸となる位置に孔開け用刃物９１が装着されている。孔開け用刃物９１は、中央に貫通孔９５ａをもつ円板状の基部９５と、この基部９５から前方（図では右方）に延びる円筒状のボディ９４とを一体に有し、このボディ９４の先端に刃９３が形成されるとともに、上記センタードリル９２の先端にもドリル部が形成されている。そして、この基部９５の貫通孔９５ａに上記工具装着部９０が挿入された状態でこの工具装着部９０に基部９５が固定されており、この状態で上記刃９３よりも上記センタードリル９２のドリル部が前方に突出した状態となっている。
【０００３】
このような孔開け工具全体を高速で回転させながら、加工物（例えば壁９６）に押付けると、まずセンタードリル９２が先に穿孔を行って位置決めをし、さらにその周囲をボディ９４先端の刃９３が削ることにより、最終的にボディ９４とほぼ同径の孔が上記壁９６に穿設されることになる。
【０００４】
ところで、上記のように基部９５とボディ９４とが一体化された孔開け用刃物９１は、強度的な信頼性が高く、また構造が簡単であるという反面、これを製造するのに円柱状の材料を円筒状にくり抜くといった大掛かりな加工が必要であり、長い加工時間を要するとともに、材料費が非常に高くなるという不都合がある。
【０００５】
そこで従来は、図１０（ｂ）に示すように、円筒状のボディ９４と円板状の基部９５とを別部材として各々製造しておき、基部９５の周縁部にボディ９４の基端（図では左端）が嵌合可能な段部９５ｂを形成し、この段部９５ｂにボディ９４の基端を嵌合した状態で両者を溶接あるいはボルト等の締結具で連結するといった方法がとられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記ボディ９４と基部９５とを溶接でつなぐ場合、加工時間が長くなる不都合がある。また、ボディ９４の材質と基部９５の材質とは原則として同一でなければならず、基部９５の材質が著しく制限されるため、例えば、比較的高い機械的強度が要求されるボディ９４には鉄鋼材料からなるパイプ材を用い、強度があまり要求されない基部９５には軽量なアルミニウム合金製のダイカスト品を用いるといった好ましい材料選択ができない。
【０００７】
一方、円筒物９４と基部９５とをボルトで締結する場合には、連結強度の信頼性が低く、しかも構造が複雑になる欠点がある。また、大きなボルト頭部が外部に突出するため、外観を損なうという不都合もある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑み、安価で簡単に製造でき、しかも強度的信頼性の高い孔開け用刃物及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段として、本発明は、刃物装着部に装着される基部に円筒状のボディが接合され、全体が上記ボディの中心軸回りに回転駆動されながら加工物に押付けられることによりこの加工物に穿孔を行うように構成された孔開け用刃物において、上記基部に上記ボディの基端面と当接可能でかつボディの基端部内側に嵌入可能な形状の段部が形成され、上記基部と上記ボディの基端部との双方に、このボディの基端部と上記段部とが嵌合しかつボディの基端面と段部とが軸方向に圧接した状態で互いに合致する径方向のピン挿入孔が周方向に異なる複数個所に設けられ、これらのピン挿通孔に、縮径方向に弾性変形可能なスプリングピンが縮径状態で圧入されることにより、上記ボディの基端面と上記段部とが軸方向に圧接する状態が維持されているものである。
【００１０】
また本発明は、上記孔開け用刃物を製造するための方法であって、上記ボディの基端面と当接可能でかつボディの基端部内側に嵌入可能な形状の段部をもつ基部を製造し、この基部の段部と上記ボディの基端部とを嵌合しかつボディの基端面と段部とを軸方向に圧接させたまま、上記基部とボディの基端部とにおいて周方向に異なる複数個所に径方向のピン挿入孔を設け、これらのピン挿通孔に、縮径方向に弾性変形可能なスプリングピンを縮径状態で圧入することにより、上記ボディの基端面と上記段部とが軸方向に圧接する状態を維持するものである。
【００１１】
上記構成によれば、基部の段部とボディ基端面とを圧接させながら基部とボディ基端部とにピン挿通孔を設ける作業と、このピン挿通孔にスプリングピンを圧入する作業とを行うだけで、基部とボディとを容易に連結できる。しかも、上記スプリングピンの圧入により、基部の段部とボディ基端面との軸方向の圧接状態が維持されるため、基部に対するボディのがたつきがなく、両者の連結部分についても高い強度的信頼性が得られる。
【００１２】
また、溶接による連結と異なり、基部の材質はボディの材質に拘束を受けずに自由に設定できるため、この基部としてアルミニウム合金製のダイカスト品を用いることにより、刃物全体の低廉化及び軽量化が果たせ、また、量産性を高めることもできる。
【００１３】
上記ボディは、単種のものを用いてもよいし、互いに径の異なる複数種のボディを予め用意し、目標穿孔径に応じて適当なボディを選択して使用するようにしてもよい。後者の場合、各ボディの径に応じた段部をもつ複数種の基部を製造するようにしてもよいが、基板上から略同心円状の複数のリブが突出した形状の基部を製造しておき、上記各リブのうち使用するボディの内径と略同等の外径をもつリブを段部形成用リブに選定してこの段部形成用リブよりも外側の部分を上記ボディの肉厚と略同等の寸法分だけ残して除去し、上記段部形成用リブと上記基板とで形成された段部に上記ボディの基端部を嵌合する方法を行えば、ボディの径にかかわらず共通の基部が使用でき、この基部を単一の金型のみで成形しながら最終的な形状をコンパクトにするといったことも可能になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる孔開け用刃物の製造方法を図１〜図９に基づいて説明する。なお、この実施の形態では、予め設定された複数種の目標穿孔径に対応して複数種の円筒状ボディ２０（後記図４）が用意され、これらのボディ２０のうちの１つが選択されて使用される場合について説明する。
【００１５】
１）基部の成形
まず、図１（ａ）（ｂ）に示すような形状をもつ基部１０を製造する。この基部１０は、円板状の基板１１を有し、その上にリブ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが突設されている。リブ１２Ａは、基板１１の中央部において平面視略リング状に形成され、その外側に略同心円状に複数本（図例では７本）のリブ１２Ｂが間欠的に配されており、最も外側のリブ１２Ｂは基板１１の外周面よりもわずかに内側の位置に形成されている。すなわち、リブ１２Ａと最も内側のリブ１２Ｂとの間、及びリブ１２Ｂ同士の間には、それぞれ周方向の溝１３が形成され、最も外側のリブ１２Ｂと基板１１の周縁部とで段部１４が形成されている。リブ１２Ｃは、複数のリブ１２Ｂを径方向に横切る形で形成され、周方向に異なる複数の個所（図例では４か所）に設けられている。
【００１６】
また、この基部１０の中心部には、図略の工具装着部における雄ねじ部に螺合されるねじ孔１５が形成され、このねじ孔１５の周囲には複数の屑取り用の貫通孔１６が形成されている。
【００１７】
ここで、各リブ１２Ｂの外径は、予め用意されている上記各ボディ２０の内径と略同等の径に設定されている。
【００１８】
この基部１０は、例えばダイカスト法によって簡単に一体成形することが可能であり、またその材質としてアルミニウム合金を選択することにより、軽量な基部１０を得ることができる。
【００１９】
２）基部の不要部分の削除
前記図１に示した７本のリブ１２Ｂのうち、選択したボディ２０の内径と略同等の外径をもつリブ（この例では径方向内側から数えて４本目のリブ）１２Ｂを段部形成用リブとして選定し、このリブ１２Ｂの径方向外側にボディ２０の肉厚と同等の削りしろを残してそれ以外の部分を全て旋盤等で除去するとともに、上記削りしろに存在するリブ１２Ｃの部分も除去する。これにより、図２（ａ）（ｂ）に示すように、上記段部形成用リブとして選択されたリブ１２Ｂと基板１１の周縁部とによって新たな段部１４が形成された状態になる。
【００２０】
３）ボディの嵌合とピン挿通孔の穿設
上記のように新しく形成された段部１４に、図４及び図５に示すような所定径のボディ２０の基端部（図４では下端部）を嵌合する。このボディ２０は、その先端部（図４では上端部）に複数の刃部２４が固定されたものであり、各刃部２４は焼結合金や工具鋼等により形成されている。
【００２１】
上記嵌合状態のまま、基部１０及びボディ２０を軸方向に圧縮する。この圧縮は、例えば図４に示すように、テーブル３０上に基部１０を上向き（リブ１２Ａ〜１２Ｃが上方に突出する向き）に載置し、上方からボディ２０及び基部１０をエアピストン３２等で加圧することにより、行うことができる。この加圧時の圧力ｐは、ボディ２０に過度の強度的負担をかけず、しかもボディ２０の基端面（図４では下端面）を確実に段部１４（詳しくは基板１１の周縁部）に圧接させることができる圧力に設定する。
【００２２】
この圧接状態のまま、基部１０の各リブ１２Ｃとこれらリブ１２Ｃに対応する個所のボディ２０の基端部とに、これらを径方向に貫通するピン挿通孔１７，２６をドリル等で穿設する。
【００２３】
４）スプリングピンの圧入
上記加圧状態を保持したまま、もしくは加圧を解除した状態で、ピン挿通孔１７，２６の双方にわたってスプリングピン４０を圧入する。
【００２４】
このスプリングピン４０は、例えば薄板を円筒状に巻いて熱処理を施すことにより製造できるもので、図７及び図８に示すように、両端同士の間に隙間４２が存在するＣ字状の断面を有しており、この隙間４２の分だけ縮径方向に弾性変形可能となっている。このスプリングピン４０の先端部（図７（ａ）では右端部）には、圧入を容易にすべくテーパー面４４が形成され、尾端部（同図（ａ）では左端部）にはリベット状のつば部４６が形成されている。このスプリングピン４０は、例えばＪＩＳ Ｂ ２８０８に規定されるものをベースにしたものが好適である。
【００２５】
このスプリングピン４０を縮径状態で上記ピン挿通孔１７，２６に外側から（すなわちピン挿通孔２６側から）挿入し、これらピン挿通孔１７，２６に貫通させれば、同スプリングピン４０の拡径方向への弾発力によってスプリングピン４０の外周面とピン挿通孔１７，２６の内周面とが圧接し、このスプリングピン４０によって基部１０とボディ２０とが連結固定されることになる。また、スプリングピン４０の尾端部にはつば部４６が形成されているので、振動等でスプリングピン４０が内側に入り込んでしまうことが防がれる。
【００２６】
このような製造方法によれば、安価でかつ簡素な構造の孔開け用刃物を容易に製造できる。しかも、スプリングピン４０が共通して挿入されるピン挿通孔１７，２６は、ボディ２０の基端面と段部１４とが軸方向に圧接した状態で互いに合致するように位置決めされているので、これらピン挿通孔１７，２６にスプリングピン４０が圧入されることにより、上記ボディ２０の基端面と段部１４との軸方向の圧接状態が確保されることになり、基部１０に対するボディ２０のがたつきを確実に防ぎ、強度的にも高い信頼性を得ることができる。また、溶接による連結と異なり、基部１０の材質はボディ２０の材質にかかわらず自由に選定できるので、この基部１０をアルミニウム合金のダイカストで製造することにより、製品をより安価にかつ軽量にでき、しかも量産性を高めることができる。
【００２７】
さらに、ここで示した実施の形態では、次のような効果も得られる。
【００２８】
(a) 予め複数種のボディ２０に対応して複数種のリブ１２Ｂを基部１０に形成しておき、使用するボディ２０に応じて基部１０の不要部分を削除するようにしているので、複数種のボディ２０を用いるにもかかわらず単一の金型で全ての基部１０を製造することができる。従って、ボディ２０の径に応じてその都度異なる形状の基部１０を製造する場合に比べ、基部１０の量産性をより高めることができる。
【００２９】
(b) 周方向のリブ１２Ａ，１２Ｂに加え、径方向に連続するリブ１２Ｃを形成し、このリブ１２Ｃにピン挿通孔１７を設けているので、このピン挿通孔１７とスプリングピン４０との接触面積をより多く確保でき、その分連結強度をさらに高めることができる。
【００３０】
なお、上記スプリングピン４０は、その弾発力でピン挿通孔１７，２６の内周面に強く圧接するため、工具の使用中に振動を受けても軸方向に変位することはほとんどないが、図９に示すように、基部１０とスプリングピン４０の側壁とに、このスプリングピン４０が圧入された状態で互いに合致するピン挿通孔１８，４８をそれぞれ設け、これらのピン挿通孔１８，４８にさらなるスプリングピン５０を圧入してこのスプリングピン５０がスプリングピン４０を直径方向に貫通する状態にすれば、スプリングピン４０の軸方向の変位をより確実に防止することが可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように本発明は、基部の段部にボディの基端部が嵌合しかつ基部とボディ基端面とが軸方向に圧接した状態で互いに合致するピン挿通孔にスプリングピンを圧入することにより前記軸方向の圧接状態を維持するようにしたものであるので、安価でかつ簡単な構造の孔開け用刃物を容易に製造することができ、かつ、その強度的信頼性も高く維持できる効果がある。
【００３２】
また、上記基部の材質の適用範囲も広く、この基部としてアルミニウム合金製のダイカスト品を用いることにより、刃物全体の低廉化及び軽量化、並びに量産製の向上を果たすことができる。
【００３３】
さらに、予め径の異なる複数種のボディを用意してその中から適当なボディを選択する場合、基板上から略同心円状の複数のリブが突出した形状の基部を製造しておき、上記各リブのうち使用するボディの内径と略同等の外径をもつリブを段部形成用リブに選定してこの段部形成用リブよりも外側の部分を上記ボディの肉厚と略同等の寸法分だけ残して除去し、上記段部形成用リブと上記基板とで形成された段部に上記ボディの基端部を嵌合する方法を行うことにより、製造する基部の形状を共通化し、その生産性をさらに向上させながら、最終的な基部の形状をコンパクトにまとめることができる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は成形直後の基部の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】（ａ）は外周部を除去した後の基部を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】上記基部の段部にボディの基端部を嵌合してピン挿通孔を設けた状態を示す断面平面図である。
【図４】図３のＣ−Ｃ線断面図である。
【図５】上記ピン挿通孔にスプリングピンを圧入した状態を示す断面平面図である。
【図６】図５のＤ−Ｄ線断面図である。
【図７】（ａ）は上記スプリングピンの側面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。
【図８】上記スプリングピンの斜視図である。
【図９】上記スプリングピンに他のスプリングピンを貫通させた例を示す断面図である。
【図１０】（ａ）は従来の一体型孔開け用刃物の使用状態を示す断面側面図、（ｂ）は従来の分離型孔開け用刃物を示す断面側面図である。
【符号の説明】
１０  基部
１１  基板
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ  リブ
１４  段部
１７  ピン挿通孔
２０  ボディ
２４  刃部
２６  ピン挿通孔
４０  スプリングピン
【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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