JP2001129712A - 穴加工用工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転軸の先端部に切刃が設けられると共に、
切刃よりも後方における回転軸の外周部にその軸方向に
伸びたガイドパットが周方向に所要間隔を介して複数設
けられた穴加工用工具において、ガイドパットと穴の壁
面との間に切削用媒体が安定して導かれて、精度のよい
穴加工が安定して行えるようにする。 【解決手段】 回転軸21の先端部に切刃24が設けられる
と共に、この切刃よりも後方における回転軸の外周部に
軸方向に伸びた所要幅Ｔのガイドパット25が周方向に所
要間隔を介して複数設けられた穴加工用工具において、
上記のガイドパット間に逃げ面26を形成すると共に、各
ガイドパットの中央部にそれぞれガイドパットに沿った
溝27を設け、各溝内に切削用媒体を導く案内孔29を所要
間隔を介して複数設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、穴あけ加工を行
ったり、先に設けられた穴をさらに加工して、穴の精度
を高めるたりするのに使用される穴加工用工具に係り、
特に、回転軸の先端部に切刃が設けられると共に、この
切刃よりも後方における回転軸の外周部に軸方向に伸び
た所要幅のガイドパットが周方向に所要間隔を介して複
数設けられた穴加工用工具において、ガイドパットと穴
の壁面との間に切削用媒体が適切に供給されて、安定し
て精度のよい穴加工が行えるようにした点に特徴を有す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、穴加工用工具としては、穴あけ加
工を行うドリル、穴あけと共に穴の壁面を仕上げるバニ
シングドリル、先に設けられた穴をさらに加工して穴の
精度を高めるリーマやボーリングカッター等が使用され
ている。

【０００３】ここで、このような穴加工用工具において
は、一般に回転軸の先端部における切刃よりも後方にお
ける回転軸の外周部に軸方向に伸びた所要幅のガイドパ
ットを設け、このガイドパットを穴の壁面に接触させ
て、真っすぐな穴加工を行うようにしていた。

【０００４】しかし、このように回転軸の外周部にガイ
ドパットを形成した場合、切削された切り屑がこのガイ
ドパットと穴の壁面との間に入り込み、この切り屑がガ
イドパットや穴の壁面に焼き付いて、穴の精度が悪くな
るという問題があった。

【０００５】このため、図１（Ａ），（Ｂ）に示すよう
なバニシングドリルの場合には、回転軸１の先端部に設
けられた切刃２の近傍や、切り屑を排出させる排出溝３
の部分に油等の切削用媒体を導く案内孔４を設け、回転
軸１の中心部に設けられた流路５を通して切削用媒体を
各案内孔４から噴出させ、この切削用媒体によって切刃
２に切り屑が焼き付くのを防止すると共に、この切削用
媒体の一部をガイドパット６と穴の壁面との間に導い
て、切り屑がガイドパット６や穴の壁面に焼き付くのを
防止するようにしていた。

【０００６】また、図２（Ａ），（Ｂ）に示すようなボ
ーリングカッターの場合には、回転軸１の先端部に設け
られたスローアウェイチップ７の切刃２よりも後方にお
いて、穴１０の壁面１１と接触する所要幅のガイドパッ
ト６を周方向に所要間隔を介して複数設けると共に、こ
のように設けられたガイドパット５間において切削用媒
体を案内する案内孔４を回転軸１の軸方向に所要間隔を
介して複数設け、回転軸１の中心部における流路５を通
して各案内孔４から切削用媒体を噴出させ、この切削用
媒体をガイドパット６と穴１０の壁面１１との間に導い
て、切り屑がガイドパット６や穴１０の壁面１１に焼き
付くのを防止するようにしていた。

【０００７】しかし、上記のようなバニシングドリルや
ボーリングカッターにおいて各案内孔から油等の切削用
媒体を噴出させた場合、切削された切り屑等によって噴
出された切削用媒体が邪魔され、この切削用媒体がガイ
ドパットと穴の壁面との間に上手く供給されず、依然と
して、ガイドパットや穴の壁面に切り屑が焼き付き、精
度のよい穴加工が行えないという問題があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、穴あけ加
工や穴の仕上げ加工等を行う穴加工用工具における上記
のような問題を解決することを課題とするものであり、
回転軸の先端部に切刃が設けられると共に、この切刃よ
りも後方における回転軸の外周部にその軸方向に伸びた
ガイドパットが周方向に所要間隔を介して複数設けられ
た穴加工用工具において、ガイドパットと穴の壁面との
間に切削用媒体が安定して導かれるようにし、ガイドパ
ットや穴の壁面に切り屑が焼き付くのを防止し、精度の
よい穴加工が安定して行えるようにすることを課題とす
るものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の穴加工用工具
においては、上記のような課題を解決するため、回転軸
２１の先端部に切刃２４が設けられると共に、この切刃
２４よりも後方における回転軸２１の外周部に軸方向に
伸びた所要幅のガイドパット２５が周方向に所要間隔を
介して複数設けられた穴加工用工具において、上記のガ
イドパット２５間に逃げ面２６を形成すると共に、各ガ
イドパット２５の中央部にそれぞれガイドパット２５に
沿った溝２７を設け、この各溝２７内に切削用媒体を導
く案内孔２９を所要間隔を介して複数設けるようにした
のである。

【００１０】そして、この発明における穴加工用工具を
用いて穴加工を行った場合、上記の案内孔２９を通して
切削用媒体が各ガイドパット２５の中央部に設けられた
各溝２７内に供給され、このように各溝２７内に供給さ
れた切削用媒体が各ガイドパット２５と穴の壁面との間
に適切に導かれるようになり、ガイドパット２５や穴の
壁面に切り屑が焼き付くのが防止され、精度のよい穴加
工が安定して行えるようになると共に、切削された切り
屑がガイドパット２５間における逃げ面２６を通して排
出されるようになり、切り屑がガイドパット２５と穴の
壁面との間に詰まるのも抑制されるようになる。

【００１１】また、請求項２に示すように、各溝２７に
設ける案内孔２９の位置を少なくとも隣接する溝２７内
において異ならせると、複数の穴を一度に加工する場合
において、穴と穴との間に空間部分が存在しても、上記
の案内孔２９から各溝２７内に供給された切削用媒体が
各溝２７内を流れて、ガイドパット２５と各穴の壁面と
の間に十分に供給されるようになり、ガイドパット２５
と各穴の壁面との間における切り屑の焼き付きが防止さ
れて、複数の穴に対して精度のよい加工が行えるように
なる。

【００１２】また、請求項３に示すように、上記のガイ
ドパット２５の幅Ｔに対する上記の溝２７の幅ｙの比率
を２０〜５０％の範囲にしたり、請求項４に示すよう
に、ガイドパット２５の幅Ｔから上記の溝２７の幅ｙを
引いたガイドパット２５の実質幅（Ｔ−ｙ）を２〜８ｍ
ｍの範囲にしたり、請求項５に示すように、上記の回転
軸２１の円周長Ｌ＝Ｄ・π（Ｄは回転軸の直径であ
る。）に対する各ガイドパット２５の幅Ｔの合計の長さ
ＮＴ（Ｎはガイドパットの個数）の比率を３０〜５０％
の範囲にすると、ガイドパット２５により穴加工用工具
の進行方向が適切に規制されて真っすぐな穴加工が行え
ると共に、案内孔２９から各溝２７内に供給された切削
用媒体がガイドパット２５と穴の壁面との間に適切に供
給されるようになり、より精度のよい穴加工が行えるよ
うになる。

【００１３】また、回転軸２１の外周部に設けるガイド
パット２５の個数Ｎが４以上の場合において、上記の請
求項３〜５の各条件を満たすようにするためには、請求
項６に示すように、この個数Ｎと回転軸２１の円周長Ｌ
とが０．３Ｌ／１６≦Ｎ≦０．５Ｌ／２．５の条件を満
たすようにすることが必要になる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態に係
る穴加工用工具を添付図面に基づいて具体的に説明す
る。

【００１５】この実施形態においては、穴加工用工具が
ボーリングカッターの場合の例を示しているが、この発
明の穴加工用工具は、ボーリングカッターに限定され
ず、ドリル、バニシングドリル、リーマ等の穴加工を行
う工具であればどのようなものであってもよい。

【００１６】ここで、この実施形態におけるボーリング
カッターにおいては、図３に示すように、回転軸２１の
先端部にスローアウェイチップ２２をボルト２３によっ
て取り付け、このスローアウェイチップ２２に設けられ
た切刃２４によって先に設けられた穴を切削するように
している。

【００１７】また、このスローアウェイチップ２２より
も回転軸２１の後方側において、この回転軸２１の外周
部に軸方向に伸びた所要幅Ｔのガイドパット２５を周方
向に所要間隔を介して複数設けると共に、図４及び図５
に示すように、ガイドパット２５間に逃げ面２６を形成
し、また各ガイドパット２５の中央部に切削用媒体が流
れる所要幅ｙの溝２７をガイドパット２５に沿って設け
ると共に、この各溝２７に対して回転軸２１の中心部に
設けられた流路２８から切削用媒体を案内する案内孔２
９を設けている。

【００１８】ここで、この実施形態のボーリングカッタ
ーにおいては、図６に示すように、上記の案内孔２９を
上記の流路２８から各溝２７に向けて回転軸２１の先端
側に傾斜するように設けると共に、このような案内孔２
９を各溝２７において回転軸２１の軸方向に所要間隔を
介して複数設け、また各溝２７における案内孔２９の位
置を少しずつずらせるようにしている。

【００１９】そして、この実施形態におけるボーリング
カッターを用い、先に設けられた穴をさらに加工して穴
の精度を高めるにあたっては、上記の回転軸２１を回転
させ、この回転軸２１の先端部に設けられたスローアウ
ェイチップ２２の切刃２４により先に設けられた穴の壁
面を切削加工すると共に、このスローアウェイチップ２
２よりも回転軸２１の後方側に設けられた各ガイドパッ
ト２５によりこのボーリングカッターの進行方向を規制
し、また回転軸２１の中心部に設けられた流路２８に供
給された油等の切削用媒体を、上記の各案内孔２９を通
して各ガイドパット２５に設けられた各溝２７内に供給
させるようにする。

【００２０】このようにして穴加工を行うと、各ガイド
パット２５によりボーリングカッターの進行方向が規制
されて、真っすぐな穴の加工が行えるようになると共
に、各案内孔２９を通して各溝２７内に供給された油等
の切削用媒体がガイドパット２５と穴の壁面との間に十
分に導かれて、ガイドパット２５や穴の壁面が加熱する
のが防止され、切り屑がガイドパット２５や穴の壁面に
焼き付くのが抑制されて、穴の壁面の精度のよい穴加工
が行えるようになり、また切削された切り屑がガイドパ
ット２５間における逃げ面２６を通して排出されるよう
になり、切り屑がガイドパット２５と穴の壁面との間に
詰まるのも抑制されるようになる。

【００２１】次に、上記の実施形態におけるボーリング
カッターを用いて、先に設けられた穴をさらに加工して
穴の精度を高める穴加工を行うにあたり、上記のガイド
パット２５の幅Ｔに対する上記の溝２７の幅ｙの比率
や、ガイドパット２５の幅Ｔから溝２７の幅ｙを引いた
ガイドパット２５の実質幅（Ｔ−ｙ）や、回転軸２１の
円周長Ｌに対する各ガイドパット２５の幅Ｔの合計の長
さＮＴ（Ｎはガイドパットの個数）の比率の好ましい範
囲を求める実験を行った。

【００２２】ここで、この実験においては、穴加工を行
う被削物として、アルミニウム合金（ＡＤＣ１２）で構
成されたシリンダーヘッドであって、長さ４０ｍｍの穴
加工部分が５０ｍｍの間隔を介して５つ設けられ、各穴
加工部分に先に直径２０ｍｍの穴が設けられたものを用
いるようにした。

【００２３】一方、ボーリングカッターとしては、回転
軸２１の直径Ｄが約２３．５ｍｍであって、上記のガイ
ドパット２５の幅Ｔ、上記の溝２７の幅ｙ、ガイドパッ
ト２５の個数Ｎを変更させたものを用いるようにした。

【００２４】そして、このようなボーリングカッターに
よって穴加工を行うにあたっては、切削速度を１５０ｍ
ｍ／ｍｉｎ、切削送りを０．１２ｍｍ／ｒｅｖに設定す
ると共に、上記の各案内孔２９を通して各ガイドパット
２５に設けられた各溝２７内にエマルジョン系水溶性切
削油を２０ｋｇ／ｃｍ² の吐出圧で吐出させながら、回
転軸２１の先端部に設けたスローアウェイチップ２２の
切刃２４によって先に各穴加工部分に設けられた穴の壁
面を切削し、各穴加工部分に直径が２３．５ｍｍのカム
ジャーナル穴を加工し、このように穴加工されたカムジ
ャーナル穴の壁面の面粗度（Ｒａ）を求めるようにし
た。

【００２５】そして、ガイドパット２５の幅Ｔに対する
溝２７の幅ｙの比（ｙ／Ｔ）を変化させた場合における
カムジャーナル穴の壁面の面粗度（Ｒａ）の変化を図７
に、ガイドパット２５の幅Ｔから溝２７の幅ｙを引いた
ガイドパット２５の実質幅（Ｔ−ｙ）を変化させた場合
におけるカムジャーナル穴の壁面の面粗度（Ｒａ）の変
化を図８に、回転軸２１の円周長Ｌに対する各ガイドパ
ット２５の幅Ｔの合計の長さＮＴの比（ＮＴ／Ｌ）を変
化させた場合におけるカムジャーナル穴の壁面の面粗度
（Ｒａ）の変化を図９に示した。

【００２６】この結果から明らかなように、ガイドパッ
ト２５の幅Ｔに対する溝２７の幅ｙの比率を２０〜５０
％の範囲、ガイドパット２５の幅Ｔから溝２７の幅ｙを
引いたガイドパット２５の実質幅（Ｔ−ｙ）を２〜８ｍ
ｍの範囲、回転軸２１の円周長Ｌに対する各ガイドパッ
ト２５の幅Ｔの合計の長さＮＴの比率を３０〜５０％の
範囲にした場合には、何れもカムジャーナル穴の壁面に
おける面粗度（Ｒａ）が１．０以下になっており、仕上
がりのよい穴加工が行えた。

【００２７】また、上記の条件を満たすように回転軸２
１の外周部にガイドパット２５を設ける場合、ガイドパ
ット２５の幅Ｔの合計の長さＮＴの最小は回転軸２１の
円周長Ｌの３０％（０．３Ｌ）であり、ガイドパット２
５の幅Ｔの最大はＴ＝０．５Ｔ＋８＝１６（ｍｍ）とな
り、回転軸２１の外周部に設けるガイドパット２５の最
小の個数Ｎｍｉｎは０．３Ｌ／１６になる。一方、ガイ
ドパット２５の幅Ｔの合計の長さＮＴの最大は回転軸２
１の円周長Ｌの５０％（０．５Ｌ）であり、ガイドパッ
ト２５の幅Ｔの最小はＴ＝０．２Ｔ＋２＝２．５（ｍ
ｍ）となり、回転軸２１の外周部に設けるガイドパット
２５の最大の個数Ｎｍａｘは０．５Ｌ／２．５となる。
このため、回転軸２１の外周部に設けるガイドパット２
５の個数Ｎを０．３Ｌ／１６≦Ｎ≦０．５Ｌ／２．５の
範囲にすることが必要になる。なお、この場合において
も、ガイドパット２５によりボーリングカッターの進行
方向が適切に規制されて真っすぐな穴の加工が行えるよ
うにするため、ガイドパット２５の個数Ｎを４以上にす
ることが好ましい。

【００２８】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明に係る穴
加工用工具においては、切刃よりも後方における回転軸
の外周部に軸方向に伸びた所要幅の各ガイドパットの中
央部にそれぞれガイドパットに沿った溝を設け、切削用
媒体を導く案内孔を各溝内に所要間隔を介して複数設
け、穴加工を行う場合に、各案内孔を通して切削用媒体
を各ガイドパットの中央部に設けられた各溝内に供給す
るようにしたため、各溝内に供給された切削用媒体が各
ガイドパットと穴の壁面との間に適切に導かれて、ガイ
ドパットや穴の壁面に切り屑が焼き付くのが防止され、
精度のよい穴加工が安定して行えるようになると共に、
切削された切り屑がガイドパット間における逃げ面を通
して排出されるようになり、切り屑がガイドパットと穴
の壁面との間に詰まるのも抑制されるようになった。

【００２９】また、請求項２に示すように、各溝に設け
る案内孔の位置を少なくとも隣接する溝内において異な
らせると、複数の穴を一度に加工する場合において、穴
と穴との間に空間部分が存在しても、上記の案内孔から
各溝内に供給された切削用媒体が各溝内を流れて、ガイ
ドパットと各穴の壁面との間に十分に供給されるように
なり、ガイドパットと各穴の壁面との間における切り屑
の焼き付きが防止されて、複数の穴に対して精度のよい
加工が行えるようになった。

【００３０】さらに、請求項３に示すように、ガイドパ
ットの幅Ｔに対する溝の幅ｙの比率を２０〜５０％の範
囲にしたり、請求項４に示すように、ガイドパットの幅
Ｔから溝の幅ｙを引いたガイドパットの実質幅（Ｔ−
ｙ）を２〜８ｍｍの範囲にしたり、請求項５に示すよう
に、回転軸の円周長Ｌ＝Ｄ・π（Ｄは回転軸の直径であ
る。）に対する各ガイドパットの幅Ｔの合計の長さＮＴ
（Ｎはガイドパットの個数）の比率を３０〜５０％の範
囲にすると、ガイドパットによって穴加工用工具の進行
方向が適切に規制されて真っすぐな穴加工が行えると共
に、案内孔から各溝内に供給された切削用媒体がガイド
パットと穴の壁面との間に適切に供給されるようにな
り、より精度のよい穴加工が行えるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】切削用媒体を導く案内孔を設けた従来のバニシ
ングドリルの概略側面図及び概略正面図である。

【図２】切削用媒体を導く案内孔を設けた従来のボーリ
ングカッターの使用状態を示した概略説明図及びボーリ
ングカッターにおける回転軸の縦断面図である。

【図３】この発明の一実施形態の穴加工用工具に係るボ
ーリングカッターの概略側面図である。

【図４】同実施形態のボーリングカッターにおける回転
軸の縦断面図である。

【図５】同実施形態のボーリングカッターにおいて回転
軸に設けたガイドパットの部分の拡大断面図である。

【図６】同実施形態のボーリングカッターにおける回転
軸の横断面図である。

【図７】同実施形態のボーリングカッターを用いて穴加
工を行った実験において、ガイドパットの幅Ｔに対する
溝の幅ｙの比率と加工された穴の壁面の面粗度との関係
を示した図である。

【図８】同実施形態のボーリングカッターを用いて穴加
工を行った実験において、ガイドパットの幅Ｔから溝の
幅ｙを引いたガイドパットの実質幅（Ｔ−ｙ）と加工さ
れた穴の壁面の面粗度との関係を示した図である。

【図９】同実施形態のボーリングカッターを用いて穴加
工を行った実験において、回転軸の円周長Ｌに対する各
ガイドパットの幅Ｔの合計の長さＮＴの比率と加工され
た穴の壁面の面粗度との関係を示した図である。

【符号の説明】

２１ 回転軸 ２４ 切刃 ２５ ガイドパット ２６ 逃げ面 ２７ 溝 ２９ 案内孔 Ｔ ガイドパットの幅 ｙ 溝の幅 Ｄ 回転軸の直径

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸２１の先端部に切刃２４が設けら
   れると共に、この切刃２４よりも後方における回転軸２
   １の外周部に軸方向に伸びた所要幅のガイドパット２５
   が周方向に所要間隔を介して複数設けられた穴加工用工
   具において、上記のガイドパット２５間に逃げ面２６を
   形成すると共に、各ガイドパット２５の中央部にそれぞ
   れガイドパット２５に沿った溝２７を設け、この各溝２
   ７内にに切削用媒体を導く案内孔２９を所要間隔を介し
   て複数設けたことを特徴とする穴加工用工具。
2. 【請求項２】 請求項１に記載した穴加工用工具におい
   て、各溝２７に案内孔２９を設けるにあたり、案内孔２
   ９の位置を少なくとも隣接する溝２７において異ならせ
   たことを特徴とする穴加工用工具。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載した穴加工用工具
   において、上記のガイドパット２５の幅Ｔに対する上記
   の溝２７の幅ｙの比率が２０〜５０％の範囲であること
   を特徴とする穴加工用工具。
4. 【請求項４】 請求項１〜３の何れか１項に記載した穴
   加工用工具において、上記のガイドパット２５の幅Ｔか
   ら上記の溝２７の幅ｙを引いたガイドパット２５の実質
   幅（Ｔ−ｙ）が２〜８ｍｍの範囲であることを特徴とす
   る穴加工用工具。
5. 【請求項５】 請求項１〜４の何れか１項に記載した穴
   加工用工具において、上記の回転軸２１の円周長Ｌ＝Ｄ
   ・π（Ｄは回転軸の直径である。）に対する各ガイドパ
   ット２５の幅Ｔの合計の長さＮＴ（Ｎはガイドパットの
   個数）の比率が３０〜５０％の範囲であることを特徴と
   する穴加工用工具。
6. 【請求項６】 請求項１〜５の何れか１項に記載した穴
   加工用工具において、回転軸２１の外周部に設けるガイ
   ドパット２５の個数Ｎが４以上であって、この個数Ｎと
   回転軸２１の円周長Ｌとが０．３Ｌ／１６≦Ｎ≦０．５
   Ｌ／２．５の条件を満たすことを特徴とする穴加工用工
   具。