JPH042404A - ボーリングヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はボーリングヘッドの改良に関する。

特に簡単に構造でありながら、刃物の半径方向の突出量
を広い範囲でかつ精度良（調整できるボーリングヘッド
に関する。

（従来の技術） ポーリングへノドは先端に刃物を持つ棒状の工具であっ
て、根元の方は回転駆動用スピンドルに取付けられてこ
れとともに回転する。

刃物が回転することにより、被加工物の表面に円形の穴
を穿ってゆく。この穴の直径は、ボーリングヘッドの軸
芯と刃物先端との距離によって決まる。

そこで異なる直径の穴を穿つためは、刃物の半径方向の
突出量を変える必要がある。突出量は精度良く決定され
なければならない。

このようにするため、例えばボーリングヘッドを前後２
部分に分割し、刃物を取付けた前部分を、スピンドルに
固定する後部分に対して、軸と直角な方向に移動させる
ようにした機構が用いられる。

たとえば、実開昭６０−４８９０４号（Ｓ６０．４．６
）は、ヘッドを２分割し、直径方向のあり溝によって両
者を結合したものである。あり溝に沿ってヘッド部分を
相対移動させることにより、刃物の半径突出量を変化さ
せる。あり溝に沿って刃物取付部と工作機械取付部とを
相対移動させるため、あり溝の各面にはベアリング機構
が設けられている。

また溝に平行な大きいボルトを直径方向に設け、刃物取
付部の基部に穿った雌螺穴にボルト螺合させている。ボ
ルトをねじるとことにより、刃物取付部の全体を半径方
向に移動させることができる。

特公昭６２−５３２８２号は、ヘッドが回転している間
に、刃物の半径方向の突出量が少しずつ変化してゆくよ
うにしたものである。これも刃物側と工作機械取付側と
にヘッド２分割している。両者は直径方向に凹部と凸部
とを形成しており、凹凸部を組合わせることにより結合
される。凹凸の辺は直径方向に平行であるので、両者を
直径方向に相対変位させることができる。

相対変位のため、太いボルトを直径方向に備えている刃
物側には雌螺穴が直径方向に穿たれており、これにボル
トが螺合している。ボルトの両端は工作機械取付側によ
り回転自在に支持されている。ボルトを回転すると、刃
物側が半径方向に動く。実際には半径方向の動きをカム
面により軸方向の動きに変え、これをもうひとつのカム
面によって再び半径方向の動きに変換している。これは
減速のためである。

この装置は極めて僅かな量ずつ刃物を半径方向に突出さ
せてゆくことができ高精度ものである。

１　／１０１００Ｏ程度の精度で突出量を規定すること
ができる。

（発明が解決しようとする課題） 従来の装置は、刃物の半径方向の突出量を微妙に変化さ
せるため１、刃物と一体となったヘッドの一部を、他の
一部分に対して相対移動させている。このため、ヘッド
を２分割し、凸形、凹形のあり溝構造を直径方向に形成
している。このような摺動機構の他に、これを変化させ
るための機構もある軸受機構やスプリングを多数必要と
する。

構造が極めて複雑である。複雑であるから製造コストが
高いとうい難点がある。

またヘッドを軸線に直角な面で２分割し、これらを偏芯
させて相対移動させるのであるから、偏芯のストローク
が狭い。同一直径の円形の軸を、半径方向にずらすので
あるから、これら円柱部の結合が安定である範囲は、直
径の１１５以下である。多くの場合、調整可能な範囲は
数圓程度である。

もうひとつはヘッド部を２分割するから、へンドシャン
クが強度的に弱くなってしまうという欠点がある。あり
溝の凹部凸部により結合するのであるが、溝が摩耗しあ
るいは変形したりする惧れがある。

これらの難点に鑑み、構造が簡単でありながら、半径方
向の突出量を広い範囲で精度よく調整することのできる
ボーリングヘッドを提供することが本発明の目的である
。

（課題を解決するための手段） 本発明のボーリングヘッドは、円柱形であって、軸方向
に端部を残して偏芯した偏芯縦穴が穿たれ、前記偏芯縦
穴の終端に連続して軸方向に対し４５゜をなす刃物を挿
入すべき斜入が穿たれ、中央部に拡径した第１鍔部と第
２鍔部とを有するヘッド本体と、ヘッド本体の偏芯縦穴
の中へ軸方向摺動自在であるが回転不能に差込まれ少な
くとも中間部の偏芯した方向の部分周面に部分ｍ螺が刻
設された摺動棒と、ヘッド本体の前記第１鍔部と第２鍔
部の間の円周面を囲むように設けられ内周面には前記部
分雄螺に螺合する雌螺条が刻まれている一つ割回転リン
グと、前記斜入に差込まれた刃物を固定する刃物止めね
しとよりなり、摺動棒の一端で刃物の後端を押えるよう
にし、二つ割回転リングを回すことにより摺動棒を軸方
向に移動させ、刃物の突出量を決めるようにしたこと、
を特徴としている。

（作　用） ヘッド本体の斜入に適当な刃物を巻込む。刃物の半径方
向の突出量が適当な値になるように、二ツ割回転リング
を廻しながら、刃物を移動させる。

最初は、摺動棒を偏芯縦穴の中で刃物を反対の方向へ後
退させておく。この状態で摺動棒の一端に刃物の後端を
接触させる。ニラ副回転リングを回すと、部分雄螺と、
雌螺条の螺合点で部分雄螺が前後に移動する。こうして
摺動棒を少しずつ刃物側へ前進させてゆく。摺動棒が刃
物を押すので、刃物は斜入から少しずつ突出してゆく。

半径方向の突出量は摺動棒の前進量に等しい。適当な突
出量になると、この状態で刃物を固定する。ニラ副回転
リングも固定する。

ヘッド本体の後方部を工作機械のスピンドルに取付ける
。工作機械を駆動しスピンドルを下げてゆけば、回転す
る刃物により被加工物に丸い穴が穿孔される。

工作機械に取付けた状態であっても、刃物の突出量を変
更することはできる。

（実施例） 実施例を示す図面によって本発明のポーリングへ、ドを
説明する。第１図は実施例に係るボーリングヘッドの正
面図、第２図は樅断面圀である。

第２図中の各部の断面を第３図〜第６図に示している。

ヘッド本体１は一体となった軸体であり、先端が刃物取
付部２に後端が工作機械取付部３となっている。中間に
より直径の大きい第１鍔部４と第２鍔部５が間隔を置い
て形成されている。

鍔部４．５は、刃物取付部２や工作機械取付部３に対し
一方に偏芯している。刃物取付部２と工作機械取付部３
はこの例では同芯であるが、場合によって、芯を異なら
せてもよい。

ヘッド本体１の長手方向には、先端の僅かな長さを除い
て、長い偏芯縦穴６が偏芯位置に穿たれている。偏芯縦
穴６の先端にはこれの軸芯と１３５゜の角度をなす斜入
７が穿たれている。さらに斜入７に対しほぼ直交するよ
うに、ヘッド本体１の端面から雌蚊穴８が穿孔される。

ヘッド本体ｌの刃物取付部２の円周面には、雌蚊穴９が
半径方向に穿たれている。

工作機械取付部３に近い第２鍔部５には、軸方向に＃螺
穴１０が設けられている。

ヘッド本体１の偏芯縦穴６には、円柱状の摺動棒１１が
挿通されている。摺動棒１１は、大部分で円形の断面を
持つ部材であるが、中間部に、切欠き部１２．１３で挟
まれた部分雄蚊１４を有する。

部分雄蚊１４は本発明のボーリングヘッドに於いて極め
て重要な役割を持っている。これは、二重の意味で部分
的な螺条である。ひとつは長手方向について部分的だと
いうことである。摺動棒１１は、円断面を有する偏芯縦
穴６の中を円滑にしかもガタツカずに摺動するようにし
なければならない。このため部分雄蚊１４を除く側周面
１５は精度のよい円柱面になっている必要がある。部分
雄蚊１４は、両側にこのような円柱面を有している。こ
の意味で長手方向に部分的である。

もうひとつは、円周方向に部分的だということである。

雄螺条が刻んであるが、これは偏芯方向の半面だけでよ
い。半面（中心角が１８０°）より狭く四半面（中心角
が９０°）程度であってもよい。

部分雄蚊Ｉ４の両側に切欠き部１２．１３があるのは、
この雄蝶を刻む時に、この部分が邪魔にならないためで
ある。

部分雄蚊１４の設けられている面と反対側の面には、ガ
イド用縦溝１６が長手方向に刻設されている。

摺動棒１１の先端は押え面１７となっており端面焼入し
である。これは刃物ＩＢＯ後端面に接触し、位置決めす
る面となる。摺動棒１１の反対側の頂面１９は何の役割
も持っていないが、刃物１８が最内方へ後退した時でも
、頂面１９が偏芯縦穴６の中にあるようにする。

ヘッド本体１の第１鍔部４と、第２鍔部５の中間は、鍔
部より直径の小さな円周面２０となっている。鍔部４．
５が、ヘッド本体ｌの他の部分に対して偏芯しており、
ヘッド本体ｌの軸芯に対して、偏芯縦穴６が反対方向に
偏芯している。このため円周面２０は、その一部に於い
て、偏芯縦穴６と連通するようになる。この部分開口２
１は、偏芯縦穴６の偏芯方向に生じた弯曲矩形状の窓と
なる。

偏芯縦穴６に前述の摺動棒１１を装入した状態であれば
、円周面２０の一部に部分開口２１があって、ここから
部分雄蚊１４の一部が露出している。

第１鍔部４、第２鍔部５によって挾まれる円周面２０に
は、ニラ副回転リング２２を回転可能にとりつける。ニ
ラ副回転リング２２は、２つの半円環２３を組合せたも
のである。半円環２３の内周面には雌螺条２４が切っで
ある。この雌螺条２４は、摺動棒１１の部分雄蚊１４と
螺合する。螺合するといっても全周ではなく、一部にお
いて外接、内接するだけである。

この雌螺条２４は、部分雄ｇ、１４に螺合する部分以外
ではヘット本体ｌの円周面２０に外接している。

半円環２３（第５図）は、２つのリング止めねし２５に
よって連結されひとつの完全な円環になる。回転リング
２２の内径は、鍔部４．５の外径よりも小さいのでニラ
割りにして鍔部の中間に取付ける。

二ッ割回転リング２２の外周面は軸方向に部分されてい
る。一方には目盛２６（第１図）が刻んである。回転リ
ング２２の回転角がこの目盛２６によって正確に分る。

ニラ割回転リング２２のもう一方の部分にはローレット
２７が刻んである。ニラ副回転リング２２は自由に回転
できるが、これを固定するために、第２鍔部５の雌蚊穴
１０に螺入したリング固定ねし２８を締める（第２図）
。

リング固定ねし２８を緩め、ニラ副回転リングを回すと
、雌螺条２４と部分雄蚊１４とが螺合しているため、摺
動Ｉｌｌが軸方向に進退する。

摺動棒１１は回転してはならない。このため、ヘット本
体ｌの半径方向に穿った雌蚊穴９に螺入したガイドねじ
２９の先端を、摺動棒１１の縦溝１６の中に差込んでお
く。第２図と第４図に示すような関係になるから、ガイ
ドねじ２９によって縦溝１６が回転しないようになる。

しかし摺動棒１１の長手方向の直線運動は妨げられない
。

ヘット本体１の刃物取付部２の先端の斜穴７には、刃物
１８が挿入される。刃物１８は４５°の斜角をなす斜穴
７の中で斜方向に動きうる。ヘッド側方に穿たれた雌蚊
穴３０に螺合する刃物止めねし３１によって刃物１８を
固定されることができる。

ヘッド本体１の底面には、斜めに斜雌螺穴８が穿っであ
るが、これに刃物止めねし３２が螺入しである。

以上の構成においてその作用を説明する。

刃物１８の突出量（半径方向）を調整するためには、刃
物止めねし３１．３２を緩める（第２図、第４図）。リ
ング固定ねじ２８を緩める。そして−ツ割回転リング２
２を回転する。すると、回転リング２２の雌蚊穴１０と
、ヘッド本体１の部分雄蚊１４との螺合によって摺動棒
１１が前進あるいは後退する。前進した場合は、摺動棒
１１の押え面１７が、刃物１８の後端面を押すことにな
る。

すると刃物１日は外方へ移動する。再び刃物止めねし３
１．３２を締める。またリング固定ねじ２８を締める。

摺動棒１１を後退させたときには、刃物１８を内側へ押
し込まなくてはならない。この場合は、押し込み力の差
異などにより突出量に誤差の出る惧れがあるが、実際に
は連続して刃物を後退させるという必要は少ないのであ
まり差支えない。

穴の径をすこしずつ拡げてゆく場合は、刃先を少しずつ
突出させてゆくわけであるが、この場合は摺動棒１１で
刃物１８の後端を押してゆくので、高精度の調整ができ
る。

斜穴７が軸線に対し４５°をなしているので、摺動棒１
１の軸線方向の移動量と、刃物の半径方向の突出量とが
等しくなる。

ニラ割回転リング２２を１回転するごとに部分雄蚊１４
のねしピンチＰに等しい距離だけ摺動棒１１が進む。こ
のため刃物も半径方向にＰだけ拡径することになる。目
盛２６には１ピツチＰさらに細分化した寸法が目盛られ
ている。

このようにして、刃物１８をヘッド本体１に対して移動
させることにより、刃物の半径方向の突出量を調整する
ことができる。調整可能な範囲は広くて、直径分にして
３０ｍｍ〜９０ａｍの範囲で調整できる。

つまり半径分にして少くとも１５ｍｍの調整可能な範囲
をとることができる。この範囲は斜入７と偏芯縦穴６の
交差部分の拡がりによって決まる。刃物の後端が偏芯縦
穴６に交差しながらこれを斜めに通過してゆく時の長さ
であるので、偏芯縦穴６の内径をＥとすれば、刃物が摺
動棒１１によって押し出されてゆくことができる範囲の
長さＦはＦ　＝　Ｅ　　　　　　　　　　（１）である
。また刃物の半径方向の可動範囲ＳはＳ　＝　Ｆ　　　
　　　　　　　（２）である。結局Ｓ＝Ｅとなる。たと
えば、摺動棒の直径が１５１１Ｉｌｌ＋であれば、刃物
の径方向の可動範囲は１５ｍｍで、直径にすると３０ｍ
ｍである。

半径方向の可動範囲Ｓを拡げるとすると摺動棒、偏芯縦
穴６の直径を拡げなければならない。

従来のボーリングヘッドの場合、あらびきと仕上げが別
の工具によって行われるようになっており、仕上げ用の
ボーリングヘッドは刃物の径方向の移動量が１〜３ＩＩ
！１１程度であった。

これに比べて本発明のものは１５腸〜４５ＩＩ１１１の
移動量をとることができる。広範囲に調整することがで
きるのである。しかも、二つ割回転リング２２の回転に
より、微少な調整もできる。Ｉ／ｌｏｏ＋＋ｏｎ程度の
調整は容易である。

したがって、本発明のボーリングヘッドは、あらびき、
仕上げ用の両方に共通して使用することができる。

さらに、刃物とヘッド本体１が一体固結されているので
はなく、刃物をとりかえることにより、穴あけだけでな
く、面取りも引きつづいて行うことができる。これも作
業能率を向上させる優れた長所がある。

この例では摺動棒の回転を禁するために、ガイド用縦溝
１６とガイドねじ２９とを使っている。

回り止め機構としては、これに限らない。たとえば偏芯
縦穴６を円形の穴とせず一部に角部を持つ穴として、摺
動棒もこれに対応する形状としてもよい。たとえば四角
断面、六角断面の穴とし、摺動棒も四角柱、六角柱とす
ることもできる。摺動棒１１は部分雄蚊１４の部分だけ
が円弧状の断面であればよいのである。

このボーリングヘッドは、ヘッド本体の中を移動する摺
動棒がヘッド本体に対して一芯しているという著しい特
徴を持つ。

どうして偏芯していなければならないのか？というとこ
れには主な２つの理由がある。

（１）ひとつは、刃物のヘッド本体に対する把持を完全
にするためである。摺動棒の先端は刃物を押し出すので
あるが、刃物はこれより先のへソド本体の部分によって
把持される。摺動棒が刃物の出る方向と反対側に偏芯し
ているから刃物把持部を広くとることができる。

（２）　　もうひとつはへンド本体の剛性を保っためで
ある。もしも摺動棒の偏芯度がこれより少なくなるとす
ると、ニラ副回転リング２２の内径が小さくならざるを
得ない。すると、ヘッド本体がこの部分でより狭くなり
、この部分で折損しやすくなる。これを防ぐために、摺
動棒は、刃物と反対側へできるだけ偏芯させる。またニ
ラ副回転リングは摺動棒と反対側にできるだけ偏芯する
ようにしている。

（発明の効果） （１）　　構造が簡単である。従来の機構は多くの場合
、ヘッド自体を２つの部分に分割し、これらを半径方向
に相対移動させることにより、刃物の径方向移動を行っ
ていた。こうするためには、凹形、凸形のあり溝を刻ん
で２つのヘッド部分を結合しなければならない。また、
相対移動のための、カム、ねし、ボルト、軸受など数多
くの部品を組合せなければならない。本発明の機構は、
ヘッド本体、ニラ副回転リング、摺動棒だけからなり、
極めて簡単な構造となっている。

（２）、半径方向の調整範囲が極めて広い。これは摺動
棒の直径分だけ刃物を半径方向へ動かすことができる。

穴の直径にすると、調整可能な範囲は少なくとも３０ｍ
であり、摺動棒を太くするとこれ以上（〜９０ｍ＋）に
することもできる。従来の機構は仕上げ用の場合１ｍ〜
３閣程度しか調整できない。

（３）ヘッド本体が一体であるので極めて堅牢である。

切削加工により一本の棒としてヘッド本体を加工する。

中間で２分割されていない。従来のものは刃物を半径方
向に動かすためヘッド本体を２分割していた。このため
連結部が弱くなって、堅牢でない。

（４）回転時の中心が変わらずバランスが極めてよい。

摺動棒は軸方向に運動するだけである。ヘッド本体の重
心を通るように回転を設定しておけば、刃物の突出物が
変化しても回転中心が重心から離れないので、常にバラ
ンスよく回る。

従来の機構のようにかなり重量のあるヘッドの部分を半
径方向に移動させると重心が回転中心からずれてくる。

するとヘッドの回転に少なからずズレが発生する。こう
いうことからも従来の機構では刃物突出量の調節範囲が
狭く限定されるのである。

（５）刃物突出量を微調整することもできる。このため
、従来はあらびき、仕上加工と２段階で穴を穿孔してい
たものが、本発明の装置では、両工程ともひとつの工具
で行うことができる。

（６）穴を穿つだけでなく、刃物だけを取り換えること
により、座グリ、面取りを引きつづき同しヘッドによっ
て行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るボーリングヘッドの側面
図、第２図は同じものの縦断側面図、第３図は第２図中
の■−■断面図、第４図は第２図中のＩＶ−ＴＶ断面図
、第５図は第２図中のｖ−■断面図、第６図は第２図中
の■−Ｖ［断面図である。 １・・・ヘッド本体、２・・・刃物取付部、３・・・工
作機械取付部、４・・・第１鍔部、５・・・第２鍔部、
６・・・偏芯縦穴、７・・・斜式、８・・・斜雌螺穴、
９・・・雌蚊穴、１０・・・雌蚊穴、１１・・・摺動棒
、１２．１３・・・切欠き部、１４・・・部分雄蚊、１
５・・・側周面、１６・・・縦溝、１７・・・押え面、
１８・・・刃物、１９・・・頂面、２０・・・円周面、
て２１・・・部分開口、２２・・・ニラ割回転リング、
２３・・・半円環、２４・・・雌螺条、２５・・・リン
グ止めねじ、 ２６・・・目盛、 ２７・・・ローレット。 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 略円柱形であって、軸方向に端部を残して偏芯した偏芯
   縦穴が穿たれ、前記偏芯縦穴の終端に連続して軸方向に
   対し４５゜をなす刃物を挿入すべき斜穴が穿たれ、中央
   部に拡径した第１鍔部と第２鍔部とを有するヘッド本体
   と、ヘッド本体の偏芯縦穴の中へ軸方向摺動自在である
   が回転不能に差込まれ少なくとも中間部の偏芯した方向
   の部分周面に部分雄螺が刻設された摺動棒と、ヘッド本
   体の前記第１鍔部と第２鍔部の間の円周面を囲むように
   設けられ内周面には前記部分雄螺に螺合する雌螺条が刻
   まれている二つ割回転リングと、前記斜穴に差込まれた
   刃物を固定する刃物止めねじとよりなり、摺動棒の一端
   で刃物の後端を押えるようにし、二つ割回転リングを回
   すことにより摺動棒を軸方向に移動させ、刃物の突出量
   を決めるようにしたことを特徴とするボーリングヘッド
   。