JPH08294809A - 角穴加工用工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ボール盤などの汎用工作機械を利用してワー
クの下穴を各穴に加工できる各穴加工用工具を提供する
こと。 【構成】 ホルダー２は、固定されたワークＷに対し相
対的に軸心方向接近離間移動自在な回転主軸７またはワ
ーク保持用回転主軸に対しその軸心方向に相対的に接近
離間移動自在な工具保持具に、前記回転主軸と同心状態
で着脱自在に保持される被保持軸部８を備え、刃体支持
用軸体３は、前記ホルダー２の被保持軸部８の軸心８ａ
に対し傾斜した軸心３ａの周りに自転可能に前記ホルダ
ー２に支承され、角穴加工用刃体４は、前記刃体支持用
軸体３から突出する角柱状刃部１７を備え、当該角柱状
刃部１７は、先端側程太くなるもので、その先端面１８
の中心１８ａが前記ホルダー２の被保持軸部の軸心８ａ
と前記刃体支持用軸体３の軸心３ａとの交点Ｐに位置す
る構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ボール盤や旋盤などを
利用して、ワークに予め設けられた円柱状下穴をレンチ
穴などの各種角穴に加工するための、角穴加工用工具に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術及びその問題点】各種ワークにレンチ穴な
どの角穴を加工する方法としては、ワークに予め設けら
れた円柱状下穴をポンチなどで角穴に圧造する方法や、
貫通した下穴を角穴加工用スロッターやブローチで角穴
に切削加工する方法が知られているが、何れも自動加工
のためには専用の工作機械が必要であり、特に貫通して
いない有底の角穴を加工する場合、従来の圧造方法は、
小ロットの製品加工方法としては活用することができな
かった。

【０００３】本発明は、上記のような従来の問題点に鑑
み、ボール盤や旋盤などの一般的な汎用工作機械を利用
して、有底の角穴であっても簡単にしかも高精度に加工
することのできる、特に小ロットの製品加工に好適な角
穴加工用工具を提供することを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の角穴加工用工具は、後述する実施例の参照符
号を付して示すと、ホルダー２と、刃体支持用軸体３
と、角穴加工用刃体４とを備え、ホルダー２は、固定さ
れたワークＷに対し相対的に軸心方向接近離間移動自在
な回転主軸７またはワーク保持用回転主軸に対しその軸
心方向に相対的に接近離間移動自在な工具保持具に、前
記回転主軸と同心状態で着脱自在に保持される被保持軸
部８を備え、刃体支持用軸体３は、前記ホルダー２の被
保持軸部８の軸心８ａに対し傾斜した軸心３ａの周りに
自転可能に前記ホルダー２に支承され、角穴加工用刃体
４は、前記刃体支持用軸体３から突出する角柱状刃部１
７を備え、当該角柱状刃部１７は、先端側程太くなるも
ので、その先端面１８の中心１８ａが前記ホルダー２の
被保持軸部の軸心８ａと前記刃体支持用軸体３の軸心３
ａとの交点Ｐに位置する構成となっている。

【０００５】前記角穴加工用刃体４は、前記刃体支持用
軸体３の先端に一体に構成することもできるが、当該刃
体支持用軸体３の先端に設けられた刃体取付け部１３に
対し着脱自在に取付けられる基部１６と、前記刃体支持
用軸体３から突出する角柱状刃部１７とを設けて、前記
刃体支持用軸体３に対し交換可能に構成するのが望まし
い。

【０００６】

【実施例】以下に本発明の好適実施例を添付図に基づい
て説明すると、図１Ａ及び図１Ｂにおいて、１は本発明
による角穴加工用工具であって、ホルダー２、刃体支持
用軸体３、及び角穴加工用刃体４から構成されている。
ホルダー２は、図１Ｃに示すように、例えばボール盤に
おける回転主軸、即ちワーククランプ５によってテーブ
ル６上に固定されたワークＷに対し相対的に軸心方向接
近離間移動自在な回転主軸７に、当該回転主軸７と同心
状態で着脱自在に保持されるテーパー状の被保持軸部８
と、この被保持軸部８に連設された軸受部９とを備えて
いる。刃体支持用軸体３は、前記ホルダー２の被保持軸
部８の軸心８ａに対し例えば２度程度傾斜した軸心３ａ
の周りに自転可能に前記ホルダー２の軸受部９に、アン
ギュラ玉軸受１０、スラスト玉軸受１１、及びシェル形
ニードル軸受１２を介して支承され、前記ホルダー２か
ら突出する先端に刃体取付け部１３を備えている。１４
はオイルシールである。

【０００７】角穴加工用刃体４は、前記刃体支持用軸体
３の刃体取付け部１３に対し着脱自在に嵌合してロック
ねじ１５により固定される基部１６と、前記刃体支持用
軸体３から突出する角柱状刃部１７とを備え、当該角柱
状刃部１７は、先端側程太くなるもので、前記刃体支持
用軸体３の軸心３ａに対し直角で平坦な先端面１８の中
心１８ａが前記ホルダー２の被保持軸部８の軸心８ａと
前記刃体支持用軸体３の軸心３ａとの交点Ｐに位置する
ように構成されている。図示の角穴加工用刃体４は、レ
ンチ穴としての六角穴加工用のものであり、従ってその
角柱状刃部１７は正六角柱状であり、その刃体支持用軸
体３の軸心３ａに対する側面の傾斜角度は、前記ホルダ
ー２の被保持軸部８の軸心８ａに対する刃体支持用軸体
３の軸心３ａの傾斜角度（この実施例では２度）に等し
いかまたは若干大きい。

【０００８】以上のように構成された角穴加工用工具１
は、例えば図１Ｃに示すようにホルダー２の被保持軸部
８をボール盤の回転主軸７に同心状に取付け、ワークク
ランプ５でテーブル６上に固定されるワークＷには、角
穴に加工するための下穴Ｈを設けておく。この下穴Ｈ
は、図２Ａに示すように、角穴加工用刃体４における角
柱状刃部１７の先端面１８の六角形に内接する円と略同
一直径の円柱状穴であって、必要に応じてその開口部周
縁には面取りが施される。この面取り部Ｈａは、前記角
柱状刃部１７の六角形先端面１８の周縁が当該面取り部
Ｈａの斜面に当接し得る程度の大きさである。

【０００９】上記下穴Ｈがボール盤の回転主軸７と同心
状に位置するように、換言すれば角穴加工用工具１のホ
ルダー２における被保持軸部８の軸心８ａと同心状に位
置するように、ワークＷをワーククランプ５でテーブル
６上に固定したならば、回転主軸７を降下させて、角穴
加工用工具１の角穴加工用刃体４における角柱状刃部１
７の先端をワークＷの表面に圧接させる。正確には、角
穴加工用刃体４は刃体支持用軸体３と一体にホルダー２
における被保持軸部８の軸心８ａに対し前記のように傾
斜しているので、図２Ａに示すように、前記角柱状刃部
１７の先端面１８における六角形周縁の一か所（角部）
が、下穴Ｈの面取り部Ｈａにおける斜面に圧接すること
になる。

【００１０】上記のように角柱状刃部１７とワークＷと
を回転主軸７（ホルダー２における被保持軸部８）の軸
心方向に所要圧力で圧接させたならば、回転主軸７を駆
動して角穴加工用工具１をホルダー２の被保持軸部８の
軸心８ａの周りに回動させる。このとき、ワークＷが存
在せずに角柱状刃部１７が無負荷の状態であれば、刃体
支持用軸体３及び角穴加工用刃体４がホルダー２と一体
に前記軸心８ａの周りに回転するだけであるが、前記の
ように角柱状刃部１７の先端面１８における六角形周縁
の一か所（角部）が、下穴Ｈの面取り部Ｈａにおける斜
面に圧接していて、当該角柱状刃部１７の回転が阻止さ
れているので、角穴加工用刃体４及び刃体支持用軸体３
に対してホルダー２のみが前記軸心８ａの周りに回転す
ることになり、この結果、角穴加工用刃体４及び刃体支
持用軸体３は自転せずにホルダー２の前記軸心８ａの周
りに公転するだけとなる。

【００１１】即ち、角柱状刃部１７は、その先端面１８
の中心１８ａがホルダー２の被保持軸部８の軸心８ａと
刃体支持用軸体３の軸心３ａとの交点Ｐに位置する状態
で、刃体支持用軸体３の軸心３ａの周りには自転せず
に、前記交点Ｐを首振り中心としてホルダー２の被保持
軸部軸心８ａの周りで回転首振り運動することになる。
従って、前記軸心８ａに対し傾斜している角柱状刃部先
端面１８の周縁とワークＷとの圧接位置が、周方向の相
対摺接移動を伴うことなしに周方向に転がり移動するこ
とになる。従って、係る状況において、ワークＷの下穴
Ｈに角柱状刃部１７を圧入する方向（矢印Ｆ）に、回転
主軸７に強制送りをかけると、角柱状刃部先端面１８の
六角形周縁の内、前記送り方向Ｆに関して最先行位置と
なる周縁部分が下穴Ｈの深さ方向へ螺旋状に進行するこ
とになる。

【００１２】上記作用を図３及び図４に基づいてさらに
詳述すると、例えば回転主軸７（角穴加工用工具１のホ
ルダー２）の１８０度回転あたりの送り量Ｓを０．３ｍ
ｍとした場合、角柱状刃部１７の先端面１８の六角形周
縁の内、回転主軸７の送り方向Ｆに関して最先行位置と
なる周縁部Ｎは、軸心８ａに対して直角な平面上にあ
る、強制送りがないときの移動軌跡Ｌ１に対し、Ｌ２で
示すように、６０度回転後で０．１ｍｍ、１２０度回転
後で０．２ｍｍ、１８０度回転後で０．３ｍｍだけ送り
方向Ｆに進み、１回転後は０．６ｍｍ、２回転後は１．
２ｍｍだけ送り方向に進む状態になる。

【００１３】即ち、角柱状刃部先端面１８の六角形周縁
の内、送り方向Ｆに関して最先行位置となる周縁部Ｎが
下穴Ｈの深さ方向へ、６０度あたり０．１ｍｍピッチで
螺旋状に、ワークＷに対し相対摺接移動を伴わない転が
り状態で進行することになる。この螺旋状に転がり移動
する前記周縁部Ｎが、下穴Ｈの周囲におけるワークＷと
前記周縁部Ｎとの重なり部分Ａを、前記送り方向Ｆに剪
断切削することになる。なお、前記重なり部分Ａの半径
方向の幅Ｄは、前記角柱状刃部先端面１８の剪断切削作
用を行う周縁部Ｎが下穴Ｈの軸心（軸心８ａ）の周りに
は自転しないので、角柱状刃部先端面１８の形状（六角
形）に対応して変化し、六角形周縁部の各角部において
最大になる。

【００１４】上記作用から明らかなように、ワークＷの
下穴Ｈ内に圧入されて自転せずに回転首振り運動しなが
ら下穴Ｈの深さ方向に単位回転角度あたり一定量の強制
送りがかけられる角柱状刃部１７は、図２Ａ〜図２Ｃに
示すように下穴Ｈの周囲を角柱状刃部先端面１８の輪郭
形状に剪断切削して、当該下穴Ｈの横断面形状を、角柱
状刃部先端面１８の輪郭形状（六角形）に加工して、目
的の角穴ＷＨとすることになる。このとき、下穴Ｈの周
囲から切断除去された切り屑は当該下穴Ｈの底部に堆積
するので、当該切り屑の堆積空間を確保するために、下
穴Ｈの深さを必要な角穴ＷＨの深さよりも深くしておく
必要がある。具体的には、図２に示すように下穴加工用
ドリルの先端円錐部で下穴Ｈの底部に形成される円錐状
空間Ｈｂに切り屑Ｗａを堆積させ、この堆積切り屑を、
下穴底部まで圧入される角柱状刃部１７の先端面１８で
プレスされてワークＷと一体化されるようにするのが望
ましい。

【００１５】角穴加工用刃体４における角柱状刃部１７
の側面は、当該角柱状刃部１７の回転首振り運動によ
り、下穴Ｈの内周面に対し半径方向に接近離間移動を繰
り返すので、当該角柱状刃部１７の側面が下穴Ｈの内周
面に圧接しない程度に、ホルダー２の被保持軸部８の軸
心８ａに対する刃体支持用軸体３の軸心３ａの傾斜角度
よりも若干大きい角度で傾斜させて基部１６側ほど細く
なるようにしなければならないが、角柱状刃部１７の最
小径が小さくなり過ぎて強度が不当に低下するのを避け
なければならない。

【００１６】上記実施例では、角穴加工用工具１をボー
ル盤の回転主軸７に取付けて、固定されたワークＷの下
穴Ｈを角穴に加工する例を示したが、例えば旋盤の回転
主軸にワークＷを、その下穴Ｈが回転主軸と同心状に位
置するように取付け、前記回転主軸に同心状に対向して
当該回転主軸に対しその軸心方向に接近離間移動自在な
工具保持具（テールストック）に、角穴加工用工具１の
被保持軸部８を前記回転主軸と同心状態で着脱自在に保
持させて使用することもできる。この場合、角穴加工用
工具１に対してワークＷが下穴Ｈの軸心の周りに回転駆
動され、この回転するワークＷの下穴Ｈに角穴加工用工
具１の角柱状刃部１７が圧入されることになる。

【００１７】また、上記実施例では、レンチ穴として利
用される六角穴を加工するために、角柱状刃部１７の横
断面形状を正六角形としたが、加工される穴は六角穴に
限定されない。また、角穴加工用刃体４を刃体支持用軸
体３の先端に一体に構成することもできる。さらに、ワ
ークＷに設けられる下穴Ｈの開口部周縁を面取りして、
角穴加工用工具１の角柱状刃部１７を下穴Ｈに対し芯出
しし易くしたが、この面取り部Ｈａがなくとも角穴加工
を支障なく行えることは勿論である。

【００１８】

【発明の作用及び効果】以上のように本発明の角穴加工
用工具は、固定されたワークに対し相対的に軸心方向接
近離間移動自在な回転主軸またはワーク保持用回転主軸
に対しその軸心方向に相対的に接近離間移動自在な工具
保持具に、ホルダーを介して取付け、回転主軸で工具ま
たはワークを回転駆動させるとともに、当該工具とワー
クとを相対的に接近移動させて、工具の角穴加工用刃体
における角柱状刃部を前記ワークに前もって設けてある
下穴に相対的に圧入させることにより、ワークに対し相
対的に自転できない角柱状刃部を、その先端面の中心を
回転首振り運動の中心にして回転首振り公転運動させ
て、当該角柱状刃部先端面の周縁部でワークの下穴周面
を下穴深さ方向に剪断切削させ、以て、当該下穴の横断
面形状を前記角柱状刃部の先端面の多角形状に加工する
ことができる。

【００１９】このように本発明の角穴加工用工具によれ
ば、固定されたワークに対し相対的に軸心方向接近離間
移動自在な回転主軸またはワーク保持用回転主軸に対し
その軸心方向に相対的に接近離間移動自在な工具保持具
に取付けて使用するものであるから、ボール盤や旋盤な
どの一般的な汎用工作機械をそのまま角穴加工装置とし
て活用することができ、しかもワークには下穴を設けて
おくだけで良く、小ロットの製品の角穴加工を経済的且
つ能率良く行うことができる。

【００２０】なお、請求項２に記載の構成によれば、角
柱状刃部の摩損や破損時、あるいは異なる多角形状の角
穴加工時に、角柱状刃部を有する角穴加工用刃体のみを
交換できるので、工具全体を交換しなければならない場
合と比較して経済的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 Ａ図は工具全体を示す一部縦断正面図であ
り、Ｂ図は同工具の底面図であり、Ｃ図は同工具の使用
方法の一例を示す一部縦断正面図である。

【図２】 Ａ図は加工開始時のワーク下穴と工具の角柱
状刃部とを示す一部縦断正面図とワーク下穴を示す平面
図であり、Ｂ図は加工途中でのワーク下穴と工具の角柱
状刃部とを示す一部縦断正面図と横断平面図であり、Ｃ
図は加工終了時のワーク下穴と工具の角柱状刃部とを示
す一部縦断正面図と加工された各穴を示す平面図であ
る。

【図３】 角柱状刃部の作用を説明する正面図である。

【図４】 角柱状刃部の作用を説明する平面図である。

【符号の説明】

１ 各穴加工用工具 ２ ホルダー ３ 刃体支持用軸体 ３ａ 刃体支持用軸体の軸芯 ４ 角穴加工用刃体 ７ ボール盤の回転主軸 ８ 被保持軸部 ８ａ 被保持軸部の軸芯（回転主軸７の軸芯） ９ 軸受部 １３ 刃体取付け部 １６ 角穴加工用刃体の基部 １７ 角穴加工用刃体の角柱状刃部 １８ 角柱状刃部の先端面 １８ａ 角柱状刃部先端面の中心 Ｗ ワーク Ｗａ 切り屑 Ｈ 下穴 Ｈａ 下穴の面取り部 Ｈｂ 下穴底部の円錐状空間

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ホルダー(2) と、刃体支持用軸体(3) と、
   角穴加工用刃体(4) とを備え、 ホルダー(2) は、固定されたワーク(W) に対し相対的に
   軸心方向接近離間移動自在な回転主軸(7) またはワーク
   保持用回転主軸に対しその軸心方向に相対的に接近離間
   移動自在な工具保持具に、前記回転主軸と同心状態で着
   脱自在に保持される被保持軸部(8) を備え、 刃体支持用軸体(3) は、前記ホルダー(2) の被保持軸部
   (8) の軸心(8a)に対し傾斜した軸心(3a)の周りに自転可
   能に前記ホルダー(2) に支承され、 角穴加工用刃体(4) は、前記刃体支持用軸体(3) から突
   出する角柱状刃部(17)を備え、当該角柱状刃部(17)は、
   先端側程太くなるもので、その先端面(18)の中心(18a)
   が前記ホルダー(2) の被保持軸部の軸心(8a)と前記刃体
   支持用軸体(3)の軸心(3a)との交点(P) に位置する角穴
   加工用工具。
2. 【請求項２】角穴加工用刃体(4) は、前記刃体支持用軸
   体(3) の先端に設けられた刃体取付け部(13)に対し着脱
   自在に取付けられる基部(16)と、前記刃体支持用軸体
   (3) から突出する角柱状刃部(17)とを備えている請求項
   1 に記載の角穴加工用工具。