JP2002059314A

JP2002059314A - 加工工具

Info

Publication number: JP2002059314A
Application number: JP2000325902A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Kojima; 伸夫小島; Akio Fukui; 章雄福井; Akinori Iwa; 昭範岩; Norihisa Ono; 則久大野
Original assignee: Toyota Industries Corp; Fuji Bellows Co Ltd; Fuji Seiko Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp; Fuji Bellows Co Ltd
Priority date: 2000-06-06
Filing date: 2000-10-25
Publication date: 2002-02-26
Anticipated expiration: 2020-10-25
Also published as: JP4394269B2

Abstract

(57)【要約】【課題】穴の仕上げ加工において、加工能率の向上，
品質の向上および工具寿命の延長を実現し得る加工工具
を提供する。【解決手段】棒状の加工工具１０の先端部にリーマ部
３０を設け、リーマ部より基端部側に砥石部２０を設け
る。砥石部は、短冊状の砥石２２を、ボデー１６の外周
面に、等角度間隔にかつ軸方向に平行に固着したもので
ある。砥石は、本体外周面に砥粒を電着した電着砥石で
ある。一工程で仕上げ加工と研削加工とを実施すること
ができ、加工能率が向上する。また、砥石部をリーマ部
により案内することによって、砥石部と被加工穴との同
心度を向上させ得、加工精度および工具寿命の延長を図
り得る。さらに、リーマ部の溝３４を砥石部の溝２４よ
り深くするとともに、砥石２２の回転方向における前端
縁をチップ３２の切刃より回転方向において前方へずら
すことにより、リーマ部の切屑の砥石部への侵入を防止
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は金属製品を機械加工
する加工工具に関するものであり、特に、穴の内周面を
精度良く加工し得る工具に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、穴の内周面を特に良好に加工する
必要がある場合、すなわち、寸法精度，面アラサ，真円
度および真直度の少なくとも１つが特に良好である加工
を行う必要がある場合には、リーマによる切削加工（リ
ーマ加工と称する）の後、砥石による研削加工が行われ
ていた。しかし、研削加工を行う際には、軸状の砥石を
被加工穴に対して精度良く位置決めした状態で挿入する
ことが必要であり、砥石と被加工穴との相対位置精度が
悪い場合には、高精度の穴加工を行うことができない。
そのため、軸状の砥石の先端部にパイロットと称される
ガイド部を設け、まず、ガイド部を被加工穴に挿入して
被加工穴と砥石との相対位置を合わせた状態で、砥石に
よる研削加工を開始することが行われていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効
果】しかし、パイロットを被加工穴内に挿入するために
は、パイロットの外周面と被加工穴の内周面との間に隙
間が必要であり、この隙間分だけは砥石と被加工穴の相
対位置がずれること（心ずれと称する）を避け得ず、こ
れが穴内周面の加工状態の向上を阻む重大な原因となっ
ていた。

【０００４】本発明は、以上の事情を背景とし、穴内周
面を従来よりさらに良好に加工し得る加工工具を得るこ
とを課題としてなされたものであり、本発明によって、
下記各態様の加工工具が得られる。各態様は請求項と同
様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他
の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくま
でも本発明の理解を容易にするためであり、本明細書に
記載の技術的特徴およびそれらの組合わせが以下の各項
に記載のものに限定されると解釈されるべきではない。
また、一つの項に複数の事項が記載されている場合、そ
れら複数の事項を常に一緒に採用しなければならないわ
けではない。一部の事項のみを選択して採用することも
可能なのである。

【０００５】（１）概して軸状をなし、軸方向の先端側
にリーマ部を、それより基端側に砥石部を備え、砥石部
の外径がリーマ部の外径より僅かに大きい加工工具。こ
のように、概して軸状をなす加工工具の先端側にリーマ
部を設け、それより基端側、すなわち、チャック等工具
保持具に保持される端部側に砥石部を設ければ、被加工
穴の内周面を加工する際、まず、リーマ部を被加工穴に
挿入してリーマ加工を行い、そのまま加工工具をさらに
深く被加工穴に挿入することにより、研削加工を行うこ
とができる。リーマ部はパイロット部とは異なり、被加
工穴の内周面を切削する能力を有しているため、被加工
穴の内径より大きな外径を有するリーマ部を被加工穴に
挿入することができる。そして、リーマ部は自身が切削
加工した被加工穴内に嵌合するのであるから、リーマ部
の外径と被加工穴の内径とは殆ど等しくなる。しかも、
仮に、リーマ部が被加工穴に挿入される前に、両者に多
少の心ずれがあっても、その心ずれが被加工穴の切削加
工により減少させられる。したがって、リーマ部が被加
工穴に殆ど隙間なく嵌合してパイロットの機能を果たす
ことにより、砥石が被加工穴に対して精度良く同心に位
置決めされた状態で被加工穴に挿入され、研削加工を開
始することとなり、被加工穴のきわめて良好な加工を行
うことが可能となり、砥石の寿命も長くなる。鋼，鋳
鉄，非鉄金属等あらゆる金属材料を加工することがで
き、被加工穴の内周面を、従来に比較して著しく良好に
加工することができる。しかも、リーマ加工と研削加工
とを連続して行うことができるため、被加工穴と加工工
具との相対位置決めを１回行えばよく、また、両加工の
間に被加工物や工具の着脱を行う必要がなく、加工能率
が向上する効果も得られる。（２）前記リーマ部が、少なくとも軸方向の成分を含む
方向に延びる少なくとも１つのリーマ部溝を備えた(1)
項に記載の加工工具。（３）前記リーマ部溝がリーマ部内で終了させられた
(2) 項に記載の加工工具（請求項１）。リーマ部のリー
マ部溝の回転方向後ろ側の側面の縁に形成された切刃に
より被加工物が切削加工される。その際に生じる切屑が
リーマ部溝を経て砥石部に達し、砥石部の研削面と被加
工物の被研削面との間に挟まれて被研削面に疵を生じさ
せることがある。この現象は、新しい加工工具の使用開
始当初に発生したり、１０００個程度の多数の被加工物
の加工後に発生したりする。それに対し、リーマ部溝を
リーマ部内、すなわち砥石部のリーマ部側の端の位置も
しくはそれよりリーマ部側の位置において終了させてお
けば、切屑が砥石部に達し、被研削面に疵を発生させる
確率を低下させることができる。この構造を「溝リーマ
部内終了構造」と称することとする。被研削面への疵発
生を防止する観点からは、リーマ部溝を終了させる際、
リーマ部溝の終端部においてそれの横断面積を急激に減
少させることが望ましいが、加工は横断面積を徐々に減
少させる方が容易である。例えば、エンドミルによる切
削加工によりリーマ部溝を形成することができるからで
ある。その場合、リーマ部溝はＶ溝となり、そのＶ溝の
一方の側面は終端まで平面、他方の側面は終端部が曲面
（多くの場合、円筒面）となる。前者がリーマ部のすく
い面側となるようにする方が、被研削面の疵発生防止効
果が大きい場合が多い。（４）前記砥石部が、少なくとも軸方向の成分を含む方
向に延びる少なくとも１つの砥石部溝を備えた(2) 項ま
たは(3) 項に記載の加工工具。砥石部は、全周にわたっ
て連続した研削面を有するものとすることも可能である
が、少なくとも１つの砥石部溝を有するものとする方が
研削を良好に行い得る場合が多い。砥石部溝を複数設
け、研削面を周方向において複数に分割することがさら
に望ましい。（５）前記砥石部溝の回転方向における後端縁のリーマ
部側の端が、前記リーマ部溝の回転方向における後端縁
の砥石部側の端より、回転方向における前方にオフセッ
トさせられた(4) 項に記載の加工工具（請求項２）。前
記リーマ部で発生させられた切屑が被研削面に疵を発生
させる現象は、本項に記載の「後端縁オフセット構造」
によっても確率を低下させることができる。リーマ部溝
の回転方向後ろ側の側面に沿って砥石部に向かって移動
してきた切屑が、砥石部の砥石部溝が形成されていない
部分の端面によって遮られ、砥石部側へ移動しにくくな
ることが一因と推測されている。（６）前記砥石部溝が前記リーマ部溝と連通させられる
とともにリーマ部溝より浅くされた(4) 項または(5) 項
に記載の加工工具（請求項３）。リーマ部溝と砥石部溝
との両方を、それらを互に連通させて形成する場合に
は、後者を前者より浅くすることが、被研削面の疵発生
を防止する上で有効である。この構造を「溝深さ変化構
造」と称することとするが、リーマ部溝に対して砥石部
溝を段付き状に浅くすれば一層有効である。これは「溝
リーマ部内終了構造」の一態様と考えることもできる。
溝の深さが段付き状に浅くなるところで、リーマ部溝が
終了させられたと考えることができるのである。上記
「溝深さ変化構造」は単独で採用しても有効であるが、
前記「後端縁オフセット構造」と併用すれば一層有効で
ある。（７）前記リーマ部と前記砥石部とがそれぞれ、前記リ
ーマ部溝と前記砥石部溝とを複数ずつ備えた(4) 項ない
し(6) 項のいずれか１つに記載の加工装置（請求項
４）。リーマ部としては、リーマ部溝および切刃を外周
面の１箇所のみに有する１枚刃リーマと称されるものの
採用も可能であるが、複数、望ましくは４箇所以上に備
えたものが望ましく、等角度間隔にすることも可能であ
るが、不等角度間隔の方が望ましい。（８）内部にほぼ軸方向に延びるクーラント通路と、そ
のクーラント通路から延びて少なくとも前記砥石部溝の
内面に開口する噴出孔とを備えた(4) 項ないし(7) 項の
いずれか１つに記載の加工工具（請求項５）。噴出孔は
周方向と軸方向との少なくとも一方に隔たった複数位置
に設けることが望ましく、特に、少なくとも周方向につ
いて複数位置に設けることが望ましい。砥石部の各砥石
溝に少なくとも１個の噴出孔を設けることが最も望まし
い。この各砥石部溝に少なくとも１個の噴出孔を設ける
「砥石部溝噴出孔形成構造」を前記「溝深さ変更構造」
と「後端縁オフセット構造」との少なくとも一方と組み
合わせて採用すれば一層有効である。そのようにすれ
ば、砥石部溝からリーマ部溝に向かうクーラントの噴流
によって切屑のリーマ部溝から砥石部溝への移動を一層
良好に防止することができるのである。なお、リーマ部
の各切刃の間に（リーマ部溝の内面に開口する状態で）
噴出孔を設けてもよい。リーマ部と砥石部との両方に噴
出孔を設けるのがよい場合が多い。（９）前記砥石部の軸状部の外周面の、周方向に隔たっ
た１つ以上の位置にそれぞれ砥石片が前記外周面より半
径方向外向きに突出した状態で固定された(1) 項ないし
(8) 項のいずれか１つに記載の加工工具。金属製工具本
体の軸状部の外周面自体、あるいは外周面に形成した凹
部の底面に、短冊状の砥石片を固定することにより砥石
部ランドを形成するのである。砥石片は、加工径の調整
等のために、位置調整可能に工具本体に取り付けられて
もよいが、少なくとも加工時には工具本体に対して相対
移動不能に固定される。砥石片は全体が砥石で構成され
たものでも、金属片の少なくとも一面に砥石層が固着さ
れたものでもよい。砥石層は電着により形成されたもの
でもよい。砥石片の軸状部外周面への固定は、例えば、
軸状部の外周面自体への固着（ろう付け，半田付け，接
着等）、あるいは外周面に形成した凹部への嵌合とその
凹部の内面への固着とにより行うことができる。（１０）前記砥石片が軸方向に平行に延びた(9) 項に記
載の加工工具。（１１）前記砥石片が軸方向と周方向との成分を有する
方向に延びてねじれた(9) 項または(10)項に記載の加工
工具。（１２）前記砥石片が周方向に互いに隔たって複数個設
けられた(9) 項ないし(11)項のいずれか１つに記載の加
工工具。砥石片は、等角度間隔に設けれても、不等角度
間隔に設けられてもよい。（１３）前記砥石片が４個以上設けられた(9) 項ないし
(12)項のいずれか１つに記載の加工工具。砥石片は直径
方向に隔たった位置に２個設けることも可能であるが、
３個以上設けることが望ましく、４個以上設けること
が、さらに望ましい。（１４）前記砥石部の軸状部にランドが一体に形成さ
れ、そのランドの外周面に砥粒が電着させられて電着砥
石が形成された(1) 項ないし(8) 項のいずれか１つに記
載の加工工具。電着砥石は、スティール，超硬製の本体
部の表面に、電着によりダイヤモンドやＣＢＮ砥粒が固
着されたものである。電着砥石が複数である場合は、例
えば、軸状部に軸方向に延びる溝を複数本形成し、外周
部分に砥粒を電着して複数個の電着砥石を構成すること
ができる。その際、溝をマスキングして溝に砥粒が電着
されることを防止してもよいし、溝と外周面との両方に
砥粒が電着されてもよい。本項に記載の加工工具に、前
述の(10)項ないし(13)項に記載の特徴を適用することが
できる。その場合には、「砥石片」を「電着砥石」と読
み替えるものとする。（１５）前記リーマ部の切刃が、前記リーマ部溝の回転
方向後ろ側の側壁の回転方向前端部に切削チップがろう
付けされることにより形成された (1)項ないし(14)項の
いずれか１つに記載の加工工具。切削チップは、例え
ば、超硬合金，セラミック，サーメットまたはＣＢＮ，
ダイヤモンド等の超高圧焼結体等により形成される。（１６）前記リーマ部全体が超硬材料から成り、軸状の
工具本体の先端に固定された (1)項ないし(14)項のいず
れか１つに記載の加工工具。（１７）前記リーマ部全体が前記工具本体にろう付けに
より固着された(16)項に記載の加工工具。（１８）前記リーマ部全体が前記工具本体に着脱可能に
固定された(16)項に記載の加工工具。（１９）リーマ部より先端側にドリル部を備えた (1)項
ないし(18)項のいずれか１つに記載の加工工具。ドリル
部，リーマ部および砥石部を一体に備えた加工工具によ
れば、砥石部の被加工穴に対する相対位置決め精度のみ
ならず、リーマ部の被加工穴に対する相対位置決め精度
も向上させることができ、また、加工能率を一層向上さ
せることができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１ないし図４に、本発明の一実
施形態である加工工具１０を示す。この加工工具１０
は、予め形成された下穴に対して、１工程で切削加工と
研削加工とを含む仕上げ加工を実施する。

【０００７】加工工具１０は、段付円柱状の本体１２を
有する。本体１２は、一方の端部である後端部が比較的
大径のシャンク１４とされ、シャンク１４から比較的小
径のボデー１６が同軸に延び出している。本体１２の中
心部には、クーラント穴１８が軸方向に形成されてい
る。加工工具１０は、シャンク１４において図示しない
ホルダに保持されるようになっており、そのホルダを介
して図示しない主軸に取り付けられるようになってい
る。主軸は、図示しない主軸台に回転可能に保持されて
おり、主軸台は図示しない送り装置により主軸の軸方向
に移動させられる。これらホルダおよび主軸などの構成
は、一般に知られたものであり、本発明の理解に不可欠
でもないので図示および説明を省略する。

【０００８】ボデー１６は比較的長い円柱状をなし、そ
れの先端部近傍に研削加工部としての砥石部２０が設け
られている。砥石部２０は６個の砥石２２を有し、それ
ら砥石２２は軸方向に沿って短冊状に形成され、ボデー
１６の外周面に等角度間隔に設けられている。砥石２２
は、ボデー１６の外周面に砥粒が電着されることにより
形成された電着砥石である。砥粒は、例えば、ダイアモ
ンドまたはＣＢＮ（立方晶型窒化ホウ素）等であり、ニ
ッケル等を用いて電解メッキ法によって固着されてい
る。

【０００９】互いに隣接する砥石２２の間に軸方向に延
びる溝２４がそれぞれ形成されている。それら溝２４は
砥石２２より長く、砥石２２の長手方向の両端より突出
して形成されている。各砥石２２が砥石部２０のランド
（砥石部ランド）を形成しており、それらランドの回転
方向における前方に各溝２４がランドに沿って延びる砥
石部溝として形成されていると考えることができる。前
述のクーラント穴１８は、シャンク１４の後端面から砥
石部２０の途中まで延びる深穴である。そのクーラント
穴１８と溝２４とを連通させる連通路２６が形成されて
いる（図２参照）。連通路２６は、各溝２４について２
本ずつ軸方向に互いに隔たって形成され、溝底に開口し
ている。溝側開口であるクーラント噴出口２８は一方が
砥石部２０より後方に、他方が砥石部２０の後半部に形
成されている。クーラント穴１８は後述するリーマ部３
０の溝とも連通させられており、その連通路２６の溝側
開口であるクーラント噴出口２８がリーマ部３０の後半
部に形成されている。クーラント液は、クーラント穴１
８と連通路２６とを通って、クーラント噴出口２８から
噴出させられる。このことにより、研削加工中に砥石部
２０とリーマ部３０とにクーラント液が良好に供給され
る。

【００１０】ボデー１６の先端部に切削加工部としての
リーマ部３０が設けられている。リーマ部３０は、前述
の砥石部２０に先行して下穴の切削加工を実施する。リ
ーマ部３０は、６枚の短冊状のチップ３２を有し、それ
らチップ３２は、ボデー１６の外周にろう付によって固
着されている。具体的には、図３に示すように、ボデー
１６の外周面に軸方向に平行に延びる６本の溝３４が等
角度間隔に形成され、その溝３４の回転方向における後
ろ側の側壁の、回転方向における前端部にチップ３２が
固着されている。これら側壁およびチップ３２がリーマ
部３０のランド（リーマ部ランド）を構成し、溝３４
が、それらランドの回転方向における前方において各ラ
ンドに沿って延びるリーマ部溝を構成していると考える
ことができる。各溝３４は、前述の砥石部２０における
溝２４に比較して深く形成されている。溝３４は、砥石
部２０に近い後半部において切り上げられ、深さが漸減
させられて、砥石部２０の直前において終了させられて
いる。チップ３２を含むリーマ部３０の直径は、砥石部
２０の直径よりわずかに小さくされている。溝３４は、
チップ３２より長く形成されれば良く、チップ３２と砥
石２２との間であればどこで切り上げられていてもよ
い。また、溝３４の後半部は図１や図４に示されている
ように緩やかに切り上げられても、それより急激に切り
上げられても良い。例えば、切上げ部の曲率半径が溝３
４の深さの２倍以上あるいは３倍以上とされてもよく、
１．５倍以下とされてもよいのである。加工上は前者が
望ましく、切屑の砥石部２０と被研削面との間への侵入
回避上は後者が望ましい。

【００１１】さらに詳細に説明する。図４に示すよう
に、本加工工具１０は、リーマ部３０のチップ３２と砥
石部２０の砥石２２との位相が異ならされている。（な
お、図１においては、図示の容易化のためにチップ３２
と砥石２２との一部をそれぞれ省略するとともに、リー
マ部３０と砥石部２０との位相のずれを無視して示され
ている。）具体的には、各チップ３２の切刃より、それ
に対応する砥石２２の回転方向における前端のほうが回
転方向に関して前方に位置しているのである。本実施形
態においては、そのずれの大きさが砥石２２の幅の約２
分の１とされている。なお、チップ３２と砥石２２との
相対位相は、チップ３２の切刃の位相が、砥石２２の存
在する位相であって、砥石２２の回転方向前端部近傍と
後端部近傍とを除く部分にあれば良いが、チップ３２の
切刃と砥石２２の回転方向前端とのずれの大きさが砥石
２２の幅の４分の１以上、約４分の３以下の範囲内であ
ることが望ましい。

【００１２】このように、本加工工具１０においては、
砥石部２０の砥石２２がリーマ部３０のチップ３２に対
して回転方向前方にずらして設けられているので、リー
マ部３０において発生した切屑が砥石部２０に侵入する
ことを良好に回避することができる。リーマ部３０にお
いて発生させられた切屑は、チップ３２の溝３４側の面
に沿って砥石部２０側へ移動することが多いが、この移
動が、溝３４の後端部の切り上げ部と、砥石２２の軸方
向前端面とによって妨げられ、砥石部２０への侵入が良
好に防止されるのである。なお、図４に示すようにリー
マ部３０の溝３４と砥石部２０の溝２４とが重複する部
分が存在するが、砥石部２０の溝２４のほうがリーマ部
３０の溝３４に比較して浅く形成されており、溝３４と
溝２４との境界部が段付状とされているので、この部分
においても切屑の砥石部２０側への移動が妨げられる。

【００１３】また、溝２４の内面にクーラント噴出口２
８が形成され、ここからクーラントが溝２４内へ噴出さ
せられる。しかも、連通路２６が、半径方向外周側へ進
むに従って砥石部２０側からリーマ部３０側へ向かう向
きに傾斜させられているため、溝２４内にはリーマ部３
０側へ向かうクーラントの流れが生じ、この流れによっ
ても切屑の砥石部２０側への移動が妨げられる。その
上、前述のように、砥石部２０の溝２４がリーマ部３０
の溝３４より浅く形成され、溝２４の断面積が溝３４の
断面積より小さくされているため、溝２４内を流れたク
ーラントは溝３４へ噴出する状態となり、切屑の砥石部
２０側への移動が一層効果的に妨げられる。

【００１４】クーラント噴射穴２８は溝３４の内面に
も、上記溝２４のクーラント噴射穴２８と同様な状態で
形成されているため、このクーラント噴射穴２８から噴
射されるクーラントも、チップ３２の先端部において発
生させられる切屑を加工工具１０の先端側へ押し流す役
割を果たし、それによっても切屑の砥石部２０側への移
動が妨げられる。

【００１５】本加工工具１０によれば、リーマ部３０に
より砥石部２０を案内するので、例えばパイロット部に
より砥石部を案内する場合とは異なり、リーマ部３０自
身が加工した被加工穴に嵌合するのであるから、案内部
としてのリーマ部３０の外径と被加工穴の内径とがほぼ
等しくなり、かつ、砥石部２０と被加工穴との同心度が
高くなる。

【００１６】本加工工具１０を用いて貫通穴の内周面の
仕上げ加工を実施した場合と、従来の仕上げ加工用のリ
ーマを用いて同じ仕上加工を実施した場合とを比較する
実験を行った。この実験においては、従来のリーマとし
て１枚刃リーマを用いた。１枚刃リーマは、本出願人に
よる特願平１０−３５０３２０号に詳細に記載されても
のとほぼ同じものであるので簡単に説明する。

【００１７】図５および図６に、従来の１枚刃リーマ５
０を示す。このリーマ５０は、段付円筒状に形成され、
先端側のボデー５２とボデー５２より小径のシャンク５
４とを備えている。それらボデー５２およびシャンク５
４の中心に軸方向に延びるクーラント穴５５が形成され
ている。図６に示すように、ボデー５２の外周に軸方向
に延びる主溝５６および副溝５８が互いに隣接して形成
され、それら主溝５６および副溝５８に開口してクーラ
ント穴５５に連通する連通路６０，６２が形成されてい
る。主溝５６の側面６４に表面にＣＢＮ砥粒が固着され
たチップ６６がろう付けにより固着されている。さら
に、ボデー５２の外周に，チップ６６とほぼ反対の位相
において軸方向に延びる切欠６８が形成され、その切欠
６８に開口してクーラント穴５５に連通する連通路７０
が形成されている。ボデー５２の主溝５６，副溝５８お
よび切欠６８以外の部分がリーマ５０を案内する案内部
とされている。

【００１８】図７ないし図１０に、本加工工具１０と従
来の一枚刃リーマ５０とを用いて多数の被加工穴を加工
した場合の加工径，表面アラサ，真円度および真直度の
推移を示す。各図において、黒く塗りつぶされた丸が本
加工工具１０による加工の結果を示し、白抜きの丸が、
従来の一枚刃リーマ５０による加工の結果を示す。グラ
フにおける値は、被加工物としての鋳物ブロックに１個
につき複数個の被加工穴を加工して各被加工穴を測定し
た結果を示し、バーの長さは１個の鋳物ブロックにおけ
る被加工穴のばらつきを示す。なお、加工径は、垂直方
向に延びる貫通穴について、両側の開口端近傍において
前後方向における径と左右方向における径とを測定し、
真円度は、両側の開口端近傍における真円度を測定し、
真直度は、互いに直交しかつ交線が被加工穴の中心線と
一致する２面と、被加工穴の内周面との交線のそれぞれ
の真直度を測定した結果に基づいた値である。

【００１９】比較実験の結果から明らかなように、１枚
刃リーマ５０による加工では、切刃の磨耗により２５台
目で平均で７μｍ径が小さくなるように変化し、さら
に、１台の被加工物について、加工径のばらつきが約８
μｍとなる。それに対して、本実施形態における加工工
具１０によれば、径の変化がほとんどなく、１台の被加
工物に対する加工穴のばらつきもあまり大きくならな
い。さらに、真円度については１枚刃リーマ５０とほと
んど差はないが、表面アラサおよび真直度については、
本加工工具１０の方が高い水準で安定していると言え
る。

【００２０】さらに、従来の加工工具においては、前述
のようにリーマ部において発生した切屑が砥石部に侵入
し砥石部の研削面と被加工物の被研削面との間に挟まれ
て被研削面に疵が生じることがあり、その現象が新しい
加工工具の使用開始当初に発生したり、１０００個程度
の多数の被加工物の加工後に発生したりして被加工物の
品質が安定しなかった。これに対して、本加工工具１０
によれば、上記現象が発生する確率が低下し、少なくと
も一定数（たとえば１０００個程度）の被加工物は安定
して加工することができるようになった。

【００２１】以上の説明から明らかなように、本加工工
具１０は、従来の仕上げ加工用リーマ５０に比較して、
穴加工の品質を向上させ、コストを低減させることがで
きる。さらに、切削加工と研削加工とを１工程で実施す
ることができるので、加工能率を向上させることができ
る。

【００２２】本加工工具１０においては、クーラント穴
１８が有底穴とされ、ボデー１６の先端から流出するこ
とが回避されているが、クーラント穴１８をボデー１６
を貫通して形成すると共に、連通路２６より先端側にお
いて閉塞部材により閉塞してクーラント液の漏れを防ぐ
ようにしてもよい。そのほうが加工工具１０の加工が容
易となる場合が多い。さらに、本実施形態においては、
砥石２２およびチップ３２が６枚ずつ設けられていた
が、それらの数は５枚以下でもよく、特にボデーが小径
である場合は、４枚ずつ設けられることが望ましい。

【００２３】上記実施形態においては砥石２２が電着砥
石であるので、それの砥粒が剥離してしまっても、再び
砥粒を電着することにより砥石として再利用することが
できる。ただし、砥石２２は電着砥石以外のものであっ
ても良く、砥石部２０が複数個の砥石片７２を有するよ
うに構成されてもよい。具体的には、例えば、図１１な
いし図１３に示すように、ボデー１６の外周面に軸方向
に延びる６本の溝７４が等角度間隔に形成され、その溝
７４に砥石片７２が固着されて砥石部２０が構成される
のである。砥石片７２はＣＢＮまたはダイヤモンド砥粒
が結合剤により固められて成り、その砥石片７２の砥粒
が固着された部分が溝７４から突出して、それら砥石片
７２を含む砥石部２０の直径が、リーマ部３０の直径よ
りわずかに大きくされている。なお、図１１において
は、理解を容易にするために、砥石片７２の一部が省略
して示されている。

【００２４】本加工工具においても、クーラント穴１８
が形成され、そのクーラント穴１８から砥石部２０の外
周面に連通する連通路７６が形成されている。連通路７
６は、砥石部２０の溝７４以外の部分において開口し、
その開口部がクーラント噴出口７７とされている。本加
工工具においては、クーラント穴１８からリーマ部３０
に連通する連通路７８も形成されており、連通路７８が
リーマ部３０の溝３４の底において開口している。この
加工工具によれば、加工の実施中に砥石部２０とリーマ
部３０との両方にクーラント液が良好に供給される。

【００２５】さらに、図１４に示すように、リーマ部８
０を超硬合金により一体に構成し、それをボデー１６の
先端部にろう付けにより固着してもよい。あるいは、図
１５に示すように、加工工具１０全体を超硬合金により
一体に形成し、ボデー１６の外周に刃部９０を直接形成
して、リーマ部９２を構成してもよい。

【００２６】さらに、図１６に示すように、超硬合金に
より一体に構成されたリーマ部１００を、ボルトクラン
プにより、ボデー１６の先端部に固定して構成してもよ
い。この態様においては、リーマ部１００に軸方向に貫
通する貫通穴１０２が形成されると共に、その貫通穴１
０２の後方に有底のテーパ穴１０４が形成される。テー
パ穴１０４は、後端開口ほど大径に形成され、ボデー１
６の先端に形成されたテーパ部１０６に嵌合して位置決
めされる。テーパ部１０６に雌ねじ穴１０８が形成さ
れ、ボルト１１０が螺合されることにより、リーマ部１
００がボデー１６に固定される。本態様によれば、砥石
部２０とリーマ部１００との寿命が異なる場合に、一方
を交換して用いることができる。なお、スティール製の
本体を有し、超硬チップがろう付けされて構成されたリ
ーマ部１００をボルトクランプによりボデーの先端部に
固定して構成しても良い。

【００２７】図１７ないし図１９に、本発明の別の実施
形態である加工工具１５０を示す。この加工工具１５０
は、図１の加工工具１０と構成がほぼ同じであるが、リ
ーマ部３０のチップと砥石部２０の砥石とがそれぞれ軸
線に対して一定角度傾斜して取り付けられている点にお
いて異なる。リーマ部１５１に左にねじれた溝１５２が
形成され、それに超硬合金製のチップ１５４がろう付け
によって固着されている。本加工工具１５０は、いわゆ
る右刃左ねじれの刃部１５６を有するリーマ部１５１
と、刃部１５６と同じ向きにねじれた砥石１５８を有す
る砥石部１５９とを備えている。本実施形態において
も、チップ１５４の後端部に対して、砥石１５８の前端
部が回転方向前方に位置するように形成されている。砥
石１５８のチップ１５４に対する回転方向のずれの大き
さは、前述の実施形態におけるずれの大きさと同じにさ
れている。砥石１５８も図１に記載の加工工具と同じ電
着砥石である。ボデー１６を貫通してクーラント穴１８
が形成され、先端部付近において閉塞部材１６０により
閉塞されてクーラント液の漏れが防止されている。クー
ラント穴１８から砥石部１５９の溝２４に連通する連通
路２６が形成されるとともに、リーマ部１５１の溝１５
２に連通する連通路１６２が形成されている。本加工工
具１５０においては、加工中には砥石部１５９とリーマ
部１５１とにクーラント液が供給される。なお、刃部１
５６は、左刃右ねじれに形成してもよいし、左ねじれに
形成してもよいし、右刃右ねじれに形成してもよい。リ
ーマ部３０は、ボデー１６に形成された溝１５２にチッ
プ１５４が取り付けられて構成されているが、前述の各
態様の特徴と組み合わせて構成することも可能である。

【００２８】図２０に、本発明のさらに別の実施形態で
ある加工工具２００を示す。この加工工具２００は、砥
石部２０２の直径が調節可能とされている。本加工工具
２００は、被加工穴の加工を実施する前に、砥石部２０
２の直径を調節することにより、砥石部２０２による取
代を調節することができる。本加工工具２００のリーマ
部３０の構成は、先に述べた実施形態における加工工具
１０と共通しているが、それ以外の部分の構成が異なる
ので、異なる部分について詳細に説明する。

【００２９】本加工工具２００は、シャンク２０４とボ
デー２０６とを備え、それらシャンク２０４およびボデ
ー２０６を軸方向に貫通する中心穴２０８が形成されて
いる。ボデー２０６のリーマ部３０より基端側に砥石部
２０２が形成されている。砥石部２０２に軸方向に延び
る矩形の長穴２１０が複数個形成されている。それら複
数個の長穴２１０は、例えば４個であって等角度間隔に
形成されている。それら長穴２１０の形状は互いに同じ
であるので、一つを代表的に説明する。

【００３０】長穴２１０の互いに対向する側面が平行と
されている。その長穴２１０に、鋼片２１２が実質的に
隙間なく、かつ、軸線に直交する方向に摺動可能に嵌合
されている。鋼片２１２は、軸線に直角な方向の寸法で
ある高さが長穴２１０の深さより大きくされ、長穴２１
０の外周側開口と内周側開口との両方から突出してい
る。鋼片２１２の、ボデー２０６の外側に位置する外側
面２１４に軸方向に延びる溝が形成され、その溝に砥石
片２１５がすき間なくはめ込まれて接着により固定され
ている。砥石片２１５は部分的に鋼片から突出させられ
ており、砥石片２１５の外側面は、ボデー２０６よりわ
ずかに径が大きい円筒の一部をなすように形成されてい
る。鋼片２１２の軸方向の両端部付近に溝２１６が形成
され、ボデー２０６の対応位置に円環状の溝２１８が形
成されている。溝２１８は溝２１６より深くされてお
り、それら溝２１６，２１８に弾性体リング２２０，２
２２がそれぞれ嵌合され、鋼片２１２は弾性体リング２
２０，２２２の弾性力によりボデー２０６の内側に向か
って付勢されている。弾性体リング２２０，２２２は、
鋼片２１２より外側に突出しないようにされている。弾
性体リング２２０，２２２は、例えば、コイルスプリン
グからなる。

【００３１】ボデー２０６の中心穴２０８は、砥石部２
０２より前方に形成された比較的小径の小径穴２２４
と、砥石部２０２より後方に形成された比較的径が大き
い中径穴２２６とを備え、それら小径穴２２４と中径穴
２２６とが、テーパ穴２２８によってつながれている。
中心穴２０８の砥石部２０２に対応する部分にテーパ穴
２２８が形成されているのである。中径穴２２６のさら
に後方であってシャンク２０４の内側に、その中径穴２
２６より大径の大径穴２３０が形成され、それらの境界
が、軸方向に直角な肩面２３２とされている。その肩面
２３２はボデー２０６とシャンク２０４との境界よりシ
ャンク２０４側に設けられている。

【００３２】テーパ穴２２８にテーパ部材２４０が軸方
向に移動可能に嵌合されている。テーパ部材２４０はテ
ーパ外周面２４２を有するテーパ部２４４と、テーパ部
２４４の後端部から延び出して、中径穴２２６とほぼ隙
間なく摺動可能に嵌合する軸部２４６とを有する。テー
パ部２４４の先端である最小径部は小径穴２２４より小
径に形成され、テーパ部２４４の後端である最大径部は
軸部２４６と同径に形成されている。軸部２４６の外周
面に軸方向に沿って溝２４８が形成され、その溝２４８
にボデー２０６に固定されたピン２５０が係合すること
によりテーパ部材２４０がボデー２０６に対して回転不
能とされている。テーパ外周面２４２に鋼片２１２の内
側面２５２が当接している。鋼片２１２の内側面２５２
は、テーパ外周面２４２に沿って形成されている。前述
のように、鋼片２１２は弾性体リング２２０，２２２に
よりボデー２０６の内側に向かって付勢されているの
で、鋼片２１２の内側面２５２は常にテーパ外周面２４
２に当接している。このことにより、テーパ部材２４０
の軸方向位置によって鋼片２１２のボデー２０６から突
出する突出量が調節される。換言すれば、鋼片２１２
は、弾性体リング２２０，２２２とテーパ部材２４０と
により、ボデー２０６の外周面から突出する突出量を一
義的に定められる。

【００３３】テーパ部材２４０の後方に、テーパ部材２
４０の軸方向位置を調節する軸方向位置調節装置２７０
が配設されている。軸方向位置調節装置２７０は、中径
穴２２６内を軸方向に延びる回転軸２７２を有する。回
転軸２７２の先端部に雄ねじ部２７４が形成され、その
雄ねじ部２７４がテーパ部材２４０に形成された雌ねじ
穴２７６に螺合されている。雄ねじ部２７４と雌ねじ穴
２７６とが共同して、回転軸２７２の回転運動をテーパ
部材２４０の軸方向移動に変換する運動変換装置２７８
を構成している。

【００３４】回転軸２７２の後端部には、フランジ部２
８０が形成され、そのフランジ部２８０が肩面２３２に
当接することにより回転軸２７２の軸方向前方への移動
が制限される。フランジ部２８０の後端面には六角穴２
８２が形成され、その六角穴２８２に図示しない六角棒
スパナを係合させて回転軸２７２が回転させられる。大
径穴２３０のフランジ部２８０より後方に、それよりや
や大径の雌ねじ穴２８４が形成されており、その雌ねじ
穴２８４に雄ねじ部材２８６が螺合されている。雄ねじ
部材２８６は、それの頭部２８７がシャンク２０４の後
端面に当接するまで螺合された状態で、先端面２８８が
フランジ部２８０の後端面２９０にごく近接することに
より、回転軸２７２の軸方向後方への移動を阻止する。
雄ねじ部材２８６に軸方向に貫通する貫通穴２９２が形
成され、前述の六角棒スパナが挿入可能とされている。
なお、フランジ部２８０の両端面と、肩面２３２および
雄ねじ部材２８６との間に、転がりスラスト軸受を配設
し、それら転がりスラスト軸受に軸方向の予荷重を負荷
しておけば、回転軸２７２の軸方向位置を一層精度よく
規定することができる。

【００３５】以上の構成により、回転軸２７２の回転運
動が、テーパ部材２４０の軸方向移動に変換され、テー
パ部材２４０の前進により鋼片２１２がボデー２０６か
ら突出する向きに移動させられ、または、テーパ部材２
４０の後退により鋼片２１２がボデー２０６に引き込ま
れる向きに移動させられる。シャンク２０４のフランジ
部２８０に対応する位置に、シャンク２０４を直径方向
に貫通する雌ねじ穴２９４が形成されている。その雌ね
じ穴２９４にセットスクリュウ２９６が螺合されてお
り、フランジ部２８０を大径穴２３０の内周面に押し付
けることにより回転軸２７２の回転が防止され、鋼片２
１２のボデー２０６に対する位置が固定される。なお、
鋼片２１２の突出量、即ち、砥石部２０の直径の調節は
加工を実施する前に行われ、加工中は直径が固定され
る。砥石部２０２の直径は、リーマ部３０の直径よりわ
ずかに大きくなるように調節される。

【００３６】本加工工具２００においては、回転軸２７
２とテーパ部材２４０とにクーラント穴１８がそれぞれ
形成され、ボデー２０６の鋼片２１２近傍に形成された
クーラント噴出口からクーラント液が噴出させられる
が、この構成は、前述の実施形態とほぼ同じであるので
説明を省略する。

【００３７】図２１および図２２に、本発明のさらに別
の実施形態である加工工具３００を示す。この加工工具
３００は、ドリル部３０２を有する。図２２に示すよう
に、超硬合金製のボデー３０４の先端部にドリル部３０
２が一体に設けられ、そのドリル部３０２に隣接してリ
ーマ部３０６が設けられている。ボデー３０４のリーマ
部３０６より後方に砥石部２０が設けられるが、砥石部
２０は、図１の加工工具１０と構成が同じであるので、
図示および説明を省略する。

【００３８】ドリル部３０２は、概して、横断面形状が
正方形である角柱状に形成され、軸方向に延びる一対の
主溝３１０と一対の副溝３１２とが形成されている。一
対の副溝３１２は、主溝３１０の各々から約９０度隔た
った位相において、主溝３１０より浅く形成されてい
る。一対の主溝３１０は軸線に対して対称に形成され、
それら主溝３１０の一側面の一部がすくい面３１４を構
成している。ドリル部３０２の先端部ににげ面３１６が
形成され、それら逃げ面３１６とすくい面３１４との交
線により第一主切刃３１８が形成されている。その第一
主切刃３１８に連続し、主溝３１０に沿って第一副切刃
３１９が形成されている。本加工工具３００のドリル部
３０２は、直刃ドリルとされているのである。第一副切
刃３１９の回転方向（図２０において反時計回り）後ろ
側に二番取り面３２０が形成されており、その二番取り
面３２０は軸方向に平行な２つの平面によって形成され
ている。

【００３９】ドリル部３０２の基端部側に、ドリル部３
０２に隣接してリーマ部３０６が形成されている。リー
マ部３０６もボデー３０４に一体的に形成されている。
前述の一対の主溝３１０および一対の副溝３１２がリー
マ部３０６まで連続して形成され、それら溝３１０，３
１２に沿って第一刃部３３０および第二刃部３３１が形
成されている。本加工工具３００のリーマ部３０６は、
４つの刃部３３０，３３１を有するのである。リーマ部
３０６の直径はドリル部３０２の直径よりわずかに大き
く形成されている。リーマ部３０６の先端であって直径
が連続的に拡大する部分において、主溝３１０に沿って
第一主切刃３３２が形成され、それに連続して第一副切
刃３３４が形成されている。さらに、リーマ部３０６の
先端部には、副溝３１２に沿って第二主切刃３３６が形
成され、それに連続して第二副切刃３３８が形成されて
いる。各刃部３３０，３３１は、先端部に形成された主
切刃３３２，３３６と、外周に沿って延びる副切刃３３
４，３３８とを有するのである。リーマ部３０６の基端
部側に砥石部２０が形成されている。この砥石部２０
は、先に述べた加工工具１０とほぼ同じであるので図示
および説明を省略する。

【００４０】本加工工具３００によれば、リーマ部３０
６の先端側にドリル部３０２が形成されているので、砥
石部２０だけでなくリーマ部３０６も良好に案内される
こととなり、加工精度をさらに向上させることが容易と
なる。また、下穴加工，リーマ加工および研削加工を一
工程で行い得るため、加工能率も一層向上させ得る。

【００４１】以上、本発明のいくつかの実施形態を詳細
に説明したが、これらは例示に過ぎず、本発明は、前記
〔発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効
果〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識
に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である加工工具を示す正面
図である。

【図２】図１におけるII−II断面図である。

【図３】上記加工工具の側面図である。

【図４】上記加工工具の要部を示す斜視図である。

【図５】従来の仕上げ加工用リーマを示す正面図であ
る。

【図６】上記リーマの側面図である。

【図７】上記加工工具とリーマとの比較実験の結果であ
る加工径の推移を示すグラフである。

【図８】上記比較実験の表面アラサの推移を示すグラフ
である。

【図９】上記比較実験の真円度の推移を示すグラフであ
る。

【図１０】上記比較実験の真直度を示すグラフである。

【図１１】上記加工工具の別の態様を示す正面図であ
る。

【図１２】上記加工工具の側面断面図である。

【図１３】上記加工工具の側面図である。

【図１４】上記加工工具のさらに別の態様を示す正面図
である。

【図１５】上記加工工具のさらに別の態様を示す正面断
面図である。

【図１６】上記加工工具のさらに別の態様を示す正面断
面図である。

【図１７】本発明の別の実施形態である加工工具を示す
正面図である。

【図１８】上記加工工具の側面断面図である。

【図１９】上記加工工具の側面図である。

【図２０】本発明のさらに別の実施形態である加工工具
を示す正面断面図である。

【図２１】本発明のさらに別の実施形態である加工工具
を示す側面図である。

【図２２】上記加工工具の正面図である。

【符号の説明】

１０，１５０，２００，３００：加工工具１８，５５：クーラント穴２０，２０２：砥石部３０，８０，９０，１００，３０６：リーマ部３０２：ドリル部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者福井章雄愛知県豊田市吉原町平子26番地富士精工株式会社内 (72)発明者岩昭範愛知県碧南市浜町３番地株式会社豊田自動織機製作所内 (72)発明者大野則久愛知県碧南市浜町３番地株式会社豊田自動織機製作所内Ｆターム(参考） 3C050 EB06 EB07 EB08 EB09 3C063 AA10 AB03 AB08 BB02 BG04 CC12 EE21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】概して軸状をなし、軸方向の先端側にリ
ーマ部を、それより基端側に砥石部を備え、砥石部の外
径がリーマ部の外径より僅かに大きい加工工具であっ
て、前記リーマ部が、少なくとも軸方向の成分を含む方向に
延びる少なくとも１つのリーマ部溝を備え、そのリーマ
部溝が前記砥石部の手前で終了させられていることを特
徴とする加工工具。
【請求項２】概して軸状をなし、軸方向の先端側にリ
ーマ部を、それより基端側に砥石部を備え、砥石部の外
径がリーマ部の外径より僅かに大きい加工工具であっ
て、前記リーマ部が、少なくとも軸方向の成分を含む方向に
延びる少なくとも１つのリーマ部溝を備え、前記砥石部
が、少なくとも軸方向の成分を含む方向に延びる少なく
とも１つの砥石部溝を備え、砥石部溝の回転方向におけ
る後端縁のリーマ部側の端が、リーマ部溝の回転方向に
おける後端縁の砥石部側の端より、回転方向の前方にオ
フセットさせられたことを特徴とする加工工具。
【請求項３】概して軸状をなし、軸方向の先端側にリ
ーマ部を、それより基端側に砥石部を備え、砥石部の外
径がリーマ部の外径より僅かに大きい加工工具であっ
て、前記リーマ部が、少なくとも軸方向の成分を含む方向に
延びる少なくとも１つのリーマ部溝を備え、前記砥石部
が、少なくとも軸方向の成分を含む方向に延びる少なく
とも１つの砥石部溝を備え、その砥石部溝が前記リーマ
部溝と連通させられるとともにそのリーマ部溝より浅く
されたことを特徴とする加工工具。
【請求項４】前記リーマ部と前記砥石部とがそれぞ
れ、前記リーマ部溝と前記砥石部溝とを複数ずつ備えた
ことを特徴とする請求項２または３に記載の加工工具。
【請求項５】内部にほぼ軸方向に延びるクーラント通
路と、そのクーラント通路から延びて少なくとも前記砥
石部溝の内面に開口する噴出孔とを備えたことを特徴と
する請求項２ないし４のいずれか一つに記載の加工工
具。