穴加工用回転工具及び自在継手用ヨークの製造方法
【課題】より加工精度の高い穴を加工対象物に形成することができる穴加工用回転工具などを提供する。
【解決手段】穴加工用回転工具１は、先端側から順次、リーマ加工用の刃部、バニシング加工用の刃部、及びシャンク部が形成されるとともに、リーマ加工用の刃部の直径がバニシング加工用の刃部よりも小径となった段付き形状に形成される。リーマ加工用の刃部は、切れ刃１３を備え、バニシング加工用の刃部は、丸ランド２１と、丸ランド２１の工具回転順方向の端部に接続する前部逃げ面２２と、丸ランド２１の工具回転逆方向の端部に接続する後部逃げ面２３とを備える。
【解決手段】穴加工用回転工具１は、先端側から順次、リーマ加工用の刃部、バニシング加工用の刃部、及びシャンク部が形成されるとともに、リーマ加工用の刃部の直径がバニシング加工用の刃部よりも小径となった段付き形状に形成される。リーマ加工用の刃部は、切れ刃１３を備え、バニシング加工用の刃部は、丸ランド２１と、丸ランド２１の工具回転順方向の端部に接続する前部逃げ面２２と、丸ランド２１の工具回転逆方向の端部に接続する後部逃げ面２３とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工対象物に形成された穴を所定の加工精度に仕上げるための穴加工用回転工具、及びこの穴加工用回転工具を用いた自在継手用ヨークの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械加工された穴に高い加工精度が要求される加工対象物として、例えば、図６に示すような自在継手１００を構成する自在継手用ヨーク１０１，１０３が挙げられる。自在継手１００は、これらヨーク１０１，１０３の他、十字軸１１０や軸受１１１などを備え、軸線がある角度で交わる軸１１２，１１３を連結し、一方の軸１１２の回転力を他方の軸１１３に伝達するものであり、例えば、自動車のステアリング装置などに設けられる。
【０００３】
前記自在継手用ヨーク１０１，１０３は、一定間隔を隔てて対向する一対の対向部１０２，１０４を備え、この対向部１０２，１０４には、前記軸受１１１が取り付けられる取付穴（貫通穴）１０２ａ，１０５が同軸且つ対向部１０２，１０４の対向方向に平行に形成されている。また、前記ヨーク１０１には前記一方の軸１１２が接続され、前記ヨーク１０３には前記他方の軸１１３が接続される。尚、前記ヨーク１０３の対向部１０４の対向面には、取付穴１０５にかかるように設けられた切り欠き１０４ａが形成されている。
【０００４】
また、前記十字軸１１０は、軸線が相互に直交するように構成され、前記軸受１１１は、十字軸１１０を構成する軸の両端部を回転自在に支持する。
【０００５】
そして、自在継手用ヨーク１０１，１０３の取付穴１０２ａ，１０５は、高い加工精度が要求されており、このような、高い加工精度が要求される穴を機械加工する工具として、従来、例えば、特開平６−３９６１７号公報に開示されたようなバニシングドリルが提案されている（図７及び図８参照）。
【０００６】
このバニシングドリル２００は、図７及び図８に示すように、ドリル２００の後端側に形成されたシャンク部２０１と、ドリル２００の軸線方向に沿うように且つシャンク部２０１に連なるように形成されるとともに、位相が異なる位置に形成された第１ランド２０２，第２ランド２０３及び第３ランド２０４と、各ランド２０２，２０３，２０４間に形成された溝２０５，２０６，２０７と、ドリル２００の先端側で位相が異なる位置に形成されたドリル刃２０８，リーマ刃２０９及びリーマ面２１０とを備える。
【０００７】
前記第１ランド２０２，第２ランド２０３及び第３ランド２０４は、ドリル２００の軸線方向の先端側が小径に形成され、更に、その直径が第２ランド２０３，第３ランド２０４及び第１ランド２０２の順により小径となっている。
【０００８】
前記ドリル刃２０８は、第１ランド２０２の外周面に、前記リーマ刃２０９は、第３ランド２０４の外周面にそれぞれつながるように形成される。前記リーマ面２１０は、ドリル２００の回転順方向の端部よりも回転逆方向の端部の方がドリル２００の径方向の外側に位置するように平面状に形成されるとともに、第２ランド２０３の外周面につながるように形成される。また、ドリル刃２０８，リーマ刃２０９及びリーマ面２１０の位置関係は、ドリル刃２０８がリーマ刃２０９よりもドリル２００の先端側に位置し、リーマ刃２０９がリーマ面２１０よりもドリル２００の先端側に位置している。
【０００９】
このように構成されたバニシングドリル２００では、このドリル２００を軸線中心に回転させながら加工対象物側に移動させると、ドリル刃２０８によって下穴が形成され、ドリル刃２０８で形成された下穴がリーマ刃２０９によって加工され、リーマ刃２０９で加工，形成された穴がリーマ面２１０によって研磨され、これにより、加工対象物に所定の穴が形成される。
【００１０】
【特許文献１】特開平６−３９６１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところが、上記従来のバニシングドリル２００においては、リーマ面２１０の、ドリル２００の回転順方向の端部と、溝２０５を構成する面２０５ａとの交差部が角になっており、この角部が切れ刃となって穴の内面が切削加工されるので、高精度な加工精度を得るには一定の限界があった。また、第２ランド２０３の、ドリル２００の回転順方向の端部と、溝２０５を構成する面２０５ａとの交差部が角になっていることによっても、上記と同様、この角部が切れ刃となって穴の内面が切削加工され、一定レベル以上の加工精度を得ることができない。
【００１２】
本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、より加工精度の高い穴を加工対象物に形成することができる穴加工用回転工具、及びこの穴加工用回転工具を用いた自在継手用ヨークの製造方法の提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するための本発明は、
先端側から順次、リーマ加工用の刃部、バニシング加工用の刃部、及びシャンク部が形成された穴加工用の回転工具であって、
前記リーマ加工用の刃部の直径が前記バニシング加工用の刃部よりも小径となった段付き形状に形成されてなり、
前記リーマ加工用の刃部は、切れ刃を備え、
前記バニシング加工用の刃部は、丸ランドと、この丸ランドの工具回転順方向の端部に接続する前部逃げ面と、前記丸ランドの工具回転逆方向の端部に接続する後部逃げ面とを備えてなることを特徴とする穴加工用回転工具に係る。
【００１４】
この穴加工用回転工具によれば、例えば、以下に説明するようにして穴加工することができる。まず、穴加工用回転工具及び下穴を予め形成した加工対象物を工作機械に取り付けた後、この穴加工用回転工具を軸線中心に回転させ、穴加工用回転工具の軸線方向に沿って所定の送り速度で加工対象物に接近する方向に移動させる。
【００１５】
そうすると、まず、リーマ加工用の刃部が加工対象物の下穴内に挿入され、このリーマ加工用の刃部（切れ刃）によって下穴がリーマ加工される。この後、バニシング加工用の刃部が、リーマ加工用の刃部により加工，形成された穴内に挿入され、このバニシング加工用の刃部によって当該穴がバニシング加工される。
【００１６】
このバニシング加工は、バニシング加工用の刃部の直径がリーマ加工用の刃部よりも大きいことから、このバニシング加工用の刃部（前部逃げ面）が穴内面の凸部を押しつぶしながら回転することによって行われるのであるが、このとき、バニシング加工用の刃部によって穴内面の表面層が塑性変形せしめられ、これにより、穴内面の凸部がつぶされ、穴内面の凹部が埋められて、穴内面が平滑になり、また、丸ランドで更に平滑にされるため、その結果、穴の真円度が向上する。また、同時に、穴内面の表面層の塑性変形によって圧縮残留圧縮力が付与され、穴内面の表面改質が行われ、例えば、疲れ強さや耐摩耗性、硬度などの機械的性質が高められる。
【００１７】
このようにして、リーマ加工及びバニシング加工を順次施すと、穴加工用回転工具をその軸線方向に沿って所定の速度で加工対象物から離隔する方向に移動させる。これにより、当該穴加工用回転工具を用いた、加工対象物に対する一連の穴加工工程が終了する。
【００１８】
ところで、本発明に係る穴加工用回転工具では、バニシング加工用の刃部に、丸ランドの工具回転順方向の端部に接続する前部逃げ面を形成している。これは、丸ランドの工具回転順方向の端部の角を落とし、この角部が切れ刃となって穴の内面を切削加工するのを防止するためである。
【００１９】
したがって、本発明に係る穴加工用回転工具によれば、バニシング加工用の刃部によって切削加工が行われるのを防止することができるので、バニシング加工用の刃部によって、リーマ加工用の刃部で加工，形成された穴を更に高精度に仕上げることができる。
【００２０】
尚、前記前部逃げ面は、その逃げ角が１０°〜４０°の範囲内に設定されていることが好ましい。これは、逃げ角が１０°よりも小さくなると、この前部逃げ面の丸ランド接続側とは反対側の端部（角部）が切れ刃として作用して穴の内面が切削加工されるからである。また。このようにして行われる切削加工は切削抵抗が大きく、工具のびびり振動が生じ易いため、加工精度が却って低下するからである。一方、逃げ角が４０°よりも大きくなると、この前部逃げ面が穴の内面に対して起き上がった状態となるため、バニシング加工時の抵抗が大きくなり、工具のびびり振動が生じ易くなって加工精度が低下するからである。
【００２１】
また、前記前部逃げ面の逃げ角は２０°〜３０°の範囲内であれば更に好ましい。この角度範囲内であれば、上述したような不都合をより効果的に防止することができ、より顕著な効果を得ることができるからである。
【００２２】
また、前記後部逃げ面は、その逃げ角が３０°〜６０°の範囲内に設定されていることが好ましい。これは、逃げ角が３０°よりも小さくなると、後部逃げ面が穴の内面と接触する恐れがあるからであり、逃げ角が６０°よりも大きくなると、バニシング加工用の刃部が細くなって強度が低下するという問題を生じるからである。
【００２３】
また、前記丸ランドの幅は、１ｍｍ〜３ｍｍの範囲内に設定されていることが好ましい。これは、丸ランドの幅が１ｍｍよりも小さいと、強度が弱くなるという問題や、丸ランドと穴の内面とが当接している部分が少なくなるため、穴の内面の表面層を塑性変形させ難くなり、その結果、加工精度が低下するという問題を生じるからであり、丸ランドの幅が３ｍｍよりも大きいと、丸ランドと穴の内面とが当接している部分が多くなるため、バニシング加工時の抵抗が大きくなって焼き付きや工具のびびり振動を生じる原因となり、加工精度が低下するからである。
【００２４】
また、前記リーマ加工用の刃部とバニシング加工用の刃部との直径差は、１０μｍ〜２０μｍの範囲内に設定されていることが好ましい。これは、直径差が１０μｍよりも小さくなると、穴の内面の凸部分をあまりつぶすことができなくなるため、バニシング加工後も依然として穴内面に凹凸が存在している状態となり、良好な加工精度を得ることができないからである。一方、直径差が２０μｍよりも大きくなると、バニシング加工用の刃部の、穴の内面の凸部分と接触する部分が大きくなって、バニシング加工時の抵抗が大きくなり、工具のびびり振動を生じ易くなったり、穴の内面の凸部分がむしり取られて高い加工精度を得ることができないという問題や、工具が穴の一方の開口部から反対側の開口部に向けて穴内を移動する際にバニシング加工用の刃部により穴の内面の凸部分が前記反対側の開口部に向けて押されてこの開口部から外部に押し出され、この開口部分の縁部にバリが発生し、バリ取り工程が増えるという問題を生じるからである。
【００２５】
また、前記穴加工用回転工具の少なくとも前記バニシング加工用の刃部にはＴｉＮ（窒化チタン）コーティングが施されていることが好ましく、このようにすれば、耐溶着性，耐熱性及び耐摩耗性などを向上させることができる。
【００２６】
また、本発明は、
一定間隔を隔てて対向する一対の対向部を備え、この一対の対向部には、その対向方向に平行な貫通穴が同軸に形成された自在継手用ヨークを製造する方法であって、
まず、前記各対向部の、前記貫通穴の形成位置に対応した部分に下穴をそれぞれ形成し、
次に、前記請求項１乃至６記載のいずれかの穴加工用回転工具と前記自在継手用ヨークとを、この穴加工用回転工具の軸線と形成すべき貫通穴の軸線とが同軸となるように且つ一方の前記対向部と間隔を隔てるように配置した後、
前記穴加工用回転工具を軸線中心に回転させつつ、前記バニシング加工用の刃部が前記他方の対向部の下穴内を貫通するまでこの穴加工用回転工具の軸線に沿って前記一方の対向部に接近する方向に移動させて、前記一方の対向部及び他方の対向部の下穴内に前記リーマ加工用の刃部及びバニシング加工用の刃部を順次通した後、
前記穴加工用回転工具をその軸線に沿って前記自在継手用ヨークから離隔する方向に移動させてこの穴加工用回転工具を抜くようにしたことを特徴とする自在継手用ヨークの製造方法に係る。
【００２７】
この自在継手用ヨークの製造方法によれば、上記穴加工用回転工具がより加工精度の高い加工を可能にすることから、自在継手用ヨークの一対の対向部により精度の高い貫通穴を形成することができる。
【発明の効果】
【００２８】
以上のように、本発明に係る穴加工用回転工具によれば、加工対象物により加工精度の高い穴を形成することができる。また、本発明に係る自在継手用ヨークの製造方法によれば、加工精度の高い貫通穴が形成された一対の対向部を備える自在継手用ヨークを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の具体的な実施形態について、添付図面に基づき説明する。尚、図１は、本発明の一実施形態に係る穴加工用回転工具の概略構成を示した正面図であり、図２は、図１における矢示Ａ方向の底面図であり、図３は、図２におけるＢ部の詳細図である。また、図４は、本実施形態に係る、自在継手用ヨークの製造方法を説明するための説明図である。
【００３０】
まず、穴加工用回転工具について説明する。図１乃至図３に示すように、本例の穴加工用回転工具１は、先端側から順次形成されたリーマ加工用の刃部１０，バニシング加工用の刃部２０及びシャンク部３０を備え、リーマ加工用の刃部１０の直径がバニシング加工用の刃部２０よりも小径と、バニシング加工用の刃部２０の直径がシャンク部３０よりも小径となった段付き形状に形成されるとともに、リーマ加工用の刃部１０及びバニシング加工用の刃部２０がシャンク部３０側にかけて連続して形成された直刃状となっている。また、穴加工用回転工具１は、リーマ加工用の刃部１０及びバニシング加工用の刃部２０を含む全体にＴｉＮ（窒化チタン）コーティングが施されている。
【００３１】
前記リーマ加工用の刃部１０は、すくい面１１及び逃げ面１２（逃げ角の付いていないマージン部分と逃げ角の付いている部分を含む）によって構成される切れ刃１３と、切れ刃１３及び逃げ面１２を含むランド１４と、ランド１４間に形成された刃溝１５とを備えており、これら切れ刃１３，ランド１４及び刃溝１５は、位相が異なる位置に同形状でそれぞれ複数設けられている。尚、リーマ加工用の刃部１０の先端には食付部１６が形成されている。
【００３２】
前記バニシング加工用の刃部２０は、前記リーマ加工用の刃部１０のランド１４及び刃溝１５がシャンク部３０側に延設されて形成されるもので、加工対象物の穴内面に摺接する丸ランド２１を備える。丸ランド２１の、工具１の回転順方向の端部には前部逃げ面２２が接続し、丸ランド２１の、工具１の回転逆方向の端部には前記刃溝１５の回転順方向側の側面１５ａが延設されて接続しており、この側面１５ａによって丸ランド２１の後部逃げ面２３が形成されている。尚、これら丸ランド２１，前部逃げ面２２及び後部逃げ面２３は、位相が異なる位置に同形状でそれぞれ複数設けられている。
【００３３】
前記前部逃げ面２２の逃げ角αは、１０°〜４０°の範囲内（更に好ましくは２０°〜３０°）に設定され、前記側面１５ａの、丸ランド２１の径方向と直交し且つ丸ランド２１に接する面に対する傾斜角度（後部逃げ面２３の逃げ角）βは、３０°〜６０°の範囲内に設定され、前記丸ランド２１の幅γは、１ｍｍ〜３ｍｍの範囲内に設定される。また、前記リーマ加工用の刃部１０とバニシング加工用の刃部２０との直径差δは、１０μｍ〜２０μｍの範囲内に設定される。
【００３４】
次に、この穴加工用回転工具１を用いた自在継手用ヨークの製造方法について説明する。尚、以下の説明では、図６に示した自在継手用ヨーク１０３を一例に挙げて説明するが、自在継手用ヨーク１０３は、これに限定されるものではない。
【００３５】
まず、各対向部１０４の、取付穴１０５の形成位置に対応した部分に下穴１０５ａをそれぞれ形成した後、自在継手用ヨーク１０３及び穴加工用回転工具１を、穴加工用回転工具１の軸線と形成すべき取付穴１０５の軸線とが同軸となるように且つ一方の対向部１０４と間隔を隔てるように工作機械に取り付け（図４（ａ）参照）、この後、この穴加工用回転工具１を軸線中心に回転させ、穴加工用回転工具１の軸線方向に沿って所定の送り速度で自在継手用ヨーク１０３に接近する方向に移動させる。
【００３６】
そして、リーマ加工用の刃部１０が一方の対向部１０４の下穴１０５ａ内に挿入されると、このリーマ加工用の刃部１０（切れ刃１３）により下穴１０５ａがリーマ加工される（図４（ｂ）参照）。尚、リーマ加工された下穴１０５ａは符号１０５ｂで示している。
【００３７】
次に、バニシング加工用の刃部２０が、リーマ加工用の刃部１０により加工，形成された穴１０５ｂ内に挿入され、このバニシング加工用の刃部２０により当該穴１０５ｂがバニシング加工されるとともに、リーマ加工用の刃部１０が他方の対向部１０４の下穴１０５ａ内に挿入され、下穴１０５ａがリーマ加工される（図４（ｃ）参照）。
【００３８】
この後、バニシング加工用の刃部２０が、リーマ加工用の刃部１０により加工，形成された穴１０５ｂ内に挿入され、穴１０５ｂがバニシング加工される（図４（ｄ）参照）。
【００３９】
上記バニシング加工は、バニシング加工用の刃部２０の直径がリーマ加工用の刃部１０よりも大きいことから、このバニシング加工用の刃部２０（前部逃げ面２２）が穴１０５ｂの内面の凸部を押しつぶしながら回転することによって行われるのであるが、このとき、バニシング加工用の刃部２０によって穴１０５ｂの内面の表面層が塑性変形せしめられ、これにより、穴１０５ｂの内面の凸部がつぶされ、穴１０５ｂの内面の凹部が埋められて、穴１０５ｂの内面が平滑になり、また、丸ランド２１で更に平滑にされるため、その結果、穴１０５ｂ（取付穴１０５）の真円度が向上する。また、同時に、穴１０５ｂの内面の表面層の塑性変形によって圧縮残留圧縮力が付与され、穴１０５ｂ（取付穴１０５）の内面の表面改質が行われ、例えば、疲れ強さや耐摩耗性、硬度などの機械的性質が高められる。
【００４０】
このようにして、穴加工用回転工具１を軸線中心に回転させつつ、バニシング加工用の刃部２０が他方の対向部１０４の下穴１０５ａ内を貫通するまでこの穴加工用回転工具１を移動させて、一方の対向部１０４及び他方の対向部１０４の下穴１０５ａ内にリーマ加工用の刃部１０及びバニシング加工用の刃部２０を順次通す（各対向部１０４の下穴１０５ａにリーマ加工及びバニシング加工を順次施す）と、穴加工用回転工具１をその軸線方向に沿って所定の速度で自在継手用ヨーク１０３から離隔する方向に移動させ、各対向部１０４の取付穴１０５から抜く。これにより、当該穴加工用回転工具１を用いた、各対向部１０４に取付穴１０５を形成して自在継手用ヨーク１０３を製造する一連の工程が終了する。
【００４１】
ところで、本例の穴加工用回転工具１では、上述のように、バニシング加工用の刃部２０に、逃げ角αが１０°〜４０°の範囲内に設定された前部逃げ面２２、逃げ角βが３０°〜６０°の範囲内に設定された後部逃げ面２３を形成するとともに、丸ランド２１の幅γを１ｍｍ〜３ｍｍの範囲内に設定している。
【００４２】
前部逃げ面２２を形成している、即ち、丸ランド２１の工具回転順方向の端部の角を落としているのは、この角部が切れ刃となって穴１０５ｂの内面が切削加工されるのを防止するためである。
【００４３】
また、前部逃げ面２２の逃げ角αを１０°〜４０°の範囲内に設定しているのは、逃げ角αが１０°よりも小さくなると、前部逃げ面２２の丸ランド２１側とは反対側の端部（角部）２２ａが切れ刃として作用して穴１０５ｂの内面が切削加工されるからである。また、このようにして行われる切削加工は切削抵抗が大きく、工具１のびびり振動が生じ易いため、加工精度が却って低下するからである。一方、逃げ角αが４０°よりも大きくなると、この前部逃げ面２２が穴１０５ｂの内面に対して起き上がった状態となるため、バニシング加工時の抵抗が大きくなり、工具１のびびり振動が生じ易くなって加工精度が低下するからである。
【００４４】
尚、前記前部逃げ面２２の逃げ角αは、このような不都合をより効果的に防止する観点から２０°〜３０°の範囲内であれば更に好ましい。
【００４５】
また、前記後部逃げ面２３の逃げ角βを３０°〜６０°の範囲内に設定しているのは、逃げ角βが３０°よりも小さくなると、後部逃げ面２３が穴１０５ｂの内面と接触する恐れがあるからである。また、本例のように、刃溝１５の側面１５ａによって後部逃げ面２３を形成したような場合にはこの刃溝１５が小さくなるので、切粉が逃げ難くなって刃溝１５内に溜まり易くなり、切粉が丸ランド２１や前部逃げ面２２と穴１０５ｂの内面との間に噛み込むことがあるからである。一方、逃げ角βが６０°よりも大きくなると、バニシング加工用の刃部２０が細くなって強度が低下するという問題を生じるからである。
【００４６】
また、前記丸ランド２１の幅γを、１ｍｍ〜３ｍｍの範囲内に設定しているのは、丸ランド２１の幅γが１ｍｍよりも小さいと、強度が弱くなるという問題や、丸ランド２１と穴１０５ｂの内面とが当接している部分が少なくなるため、穴１０５ｂの内面の表面層を塑性変形させ難くなり、その結果、加工精度が低下するという問題を生じるからである。一方、丸ランド２１の幅γが３ｍｍよりも大きいと、丸ランド２１と穴１０５ｂの内面とが当接している部分が多くなるため、バニシング加工時の抵抗が大きくなって焼き付きや工具１のびびり振動を生じる原因となり、加工精度が低下するからである。
【００４７】
したがって、バニシング加工用の刃部２０を上記のように構成すれば、上述のような問題が生じるのを効果的に防止し、例えば、バニシング加工用の刃部２０によって切削加工が行われるのを防止することや、前部逃げ面２２が穴１０５ｂの内面に対して寝た状態にも、起き上がった状態にもならず、バニシング加工時の抵抗を抑えて工具１のびびり振動が生じるのを防止することができる。これにより、バニシング加工用の刃部２０によって、リーマ加工用の刃部１０で加工，形成された穴１０５ｂを更に高精度に仕上げることができる。
【００４８】
また、リーマ加工用の刃部１０とバニシング加工用の刃部２０との直径差δを、１０μｍ〜２０μｍの範囲内に設定しているので、精度の高い加工形状を得ることができる。これは、直径差δが１０μｍよりも小さくなると、穴１０５ｂの内面の凸部分をあまりつぶすことができなくなるため、バニシング加工後も依然として穴１０５ｂ（取付穴１０５）の内面に凹凸が存在している状態となり、良好な加工精度を得ることができないからである。一方、直径差δが２０μｍよりも大きくなると、バニシング加工用の刃部２０の、穴１０５ｂの内面の凸部分と接触する部分が大きくなって、バニシング加工時の抵抗が大きくなり、工具１のびびり振動を生じ易くなったり、穴１０５ｂの内面の凸部分がむしり取られて高い加工精度を得ることができないという問題や、工具１が穴１０５ｂの一方の開口部から反対側の開口部に向けて穴１０５ｂ内を移動する際にバニシング加工用の刃部２０により穴１０５ｂの内面の凸部分が前記反対側の開口部に向けて押されてこの開口部から外部に押し出され、この開口部分の縁部にバリが発生し、バリ取り工程が増えるという問題を生じるからである。
【００４９】
また、穴加工用回転工具１は、その全体にＴｉＮコーティングを施しており、耐溶着性，耐熱性及び耐摩耗性などの点においてより優れたものとすることができる。
【００５０】
また、図６のような、対向部１０４に切り欠き１０４ａが形成された自在継手用ヨーク１０３の取付穴１０５を加工すると、切り欠き１０４ａの部分の穴加工時に断面Ｃ字状の穴を加工することとなって断続切削となるので、即ち、断面Ｃ字状の穴端部の加工開始部分で切削抵抗が大きくなって工具が逃げ易くなるので、通常のリーマ加工用工具では高精度に加工することができないという問題を生じるが、本例の穴加工用回転工具１では、バニシング加工用時にバニシング加工用の刃部２０の前部逃げ面２２によって断面Ｃ字状の穴端部の加工開始部分でも抵抗がさほど大きくならず、工具１が逃げ難くなるため、このような取付穴１０５でも精度良く仕上げることができる。また、バニシング加工用の刃部２０が取付穴１０５内を貫通することで工具１が安定し、断面Ｃ字状の穴部分についても良好な仕上げ精度となる。
【００５１】
以上詳述したように、本例の穴加工用回転工具１によれば、加工対象物により加工精度の高い穴を形成することができる。因みに、図６に示した自在継手用ヨーク１０３の取付穴１０５を通常のリーマ加工用工具及び本例の穴加工用回転工具１を用いてそれぞれ加工し、その真円度及び面粗度（Ｒａ）を測定したところ図５のようになった。この図５から、本例の穴加工用回転工具１で加工すれば、真円度及び面粗度（Ｒａ）が大幅に向上していることが明らかであり、本例の穴加工用回転工具１を用いれば、穴を高精度に加工することができると言える。
【００５２】
また、上記穴加工用回転工具１を用いて自在継手用ヨーク１０３を製造すれば、この穴加工用回転工具１がより加工精度の高い加工を可能にすることから、自在継手用ヨーク１０３の一対の対向部１０４により精度の高い取付穴１０５を形成することができる。
【００５３】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の採り得る具体的な態様は、何らこれに限定されるものではない。
【００５４】
上例では、リーマ加工用の刃部１０及びバニシング加工用の刃部２０を直刃状に形成したが、これに限られるものではなく、ねじれ刃状に形成しても良い。また、ＴｉＮコーティングは、少なくともバニシング加工用の刃部２０に施されていれば良く、必ずしも穴加工用回転工具１の全体に施す必要はない。
【００５５】
また、上例では、穴加工用回転工具１の加工対象物として前記自在継手用ヨーク１０３を一例に挙げたが、本例の穴加工用回転工具１によって加工可能な加工対象物は、何ら限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施形態に係る穴加工用回転工具の概略構成を示した正面図である。
【図２】図１における矢示Ａ方向の底面図である。
【図３】図２におけるＢ部の詳細図である。
【図４】本実施形態に係る、自在継手用ヨークの製造方法を説明するための説明図である。
【図５】本実施形態に係る穴加工用回転工具と通常のリーマ加工用工具とを用いて自在継手用ヨークの取付穴をそれぞれ加工した場合の加工精度を示した図である。
【図６】自在継手の概略構成を示した平面図である。
【図７】従来例に係るバニシングドリルの概略構成を示した正面図である。
【図８】図７における矢示Ｃ方向の底面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１ 穴加工用回転工具
１０ リーマ加工用の刃部
１１ すくい面
１２ 逃げ面
１３ 切れ刃
１４ ランド
１５ 刃溝
１６ 食付部
２０ バニシング加工用の刃部
２１ 丸ランド
２２ 前部逃げ面
２３ 後部逃げ面
３０ シャンク部
１０３ 自在継手用ヨーク
１０４ 対向部
１０５ 取付穴
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工対象物に形成された穴を所定の加工精度に仕上げるための穴加工用回転工具、及びこの穴加工用回転工具を用いた自在継手用ヨークの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械加工された穴に高い加工精度が要求される加工対象物として、例えば、図６に示すような自在継手１００を構成する自在継手用ヨーク１０１，１０３が挙げられる。自在継手１００は、これらヨーク１０１，１０３の他、十字軸１１０や軸受１１１などを備え、軸線がある角度で交わる軸１１２，１１３を連結し、一方の軸１１２の回転力を他方の軸１１３に伝達するものであり、例えば、自動車のステアリング装置などに設けられる。
【０００３】
前記自在継手用ヨーク１０１，１０３は、一定間隔を隔てて対向する一対の対向部１０２，１０４を備え、この対向部１０２，１０４には、前記軸受１１１が取り付けられる取付穴（貫通穴）１０２ａ，１０５が同軸且つ対向部１０２，１０４の対向方向に平行に形成されている。また、前記ヨーク１０１には前記一方の軸１１２が接続され、前記ヨーク１０３には前記他方の軸１１３が接続される。尚、前記ヨーク１０３の対向部１０４の対向面には、取付穴１０５にかかるように設けられた切り欠き１０４ａが形成されている。
【０００４】
また、前記十字軸１１０は、軸線が相互に直交するように構成され、前記軸受１１１は、十字軸１１０を構成する軸の両端部を回転自在に支持する。
【０００５】
そして、自在継手用ヨーク１０１，１０３の取付穴１０２ａ，１０５は、高い加工精度が要求されており、このような、高い加工精度が要求される穴を機械加工する工具として、従来、例えば、特開平６−３９６１７号公報に開示されたようなバニシングドリルが提案されている（図７及び図８参照）。
【０００６】
このバニシングドリル２００は、図７及び図８に示すように、ドリル２００の後端側に形成されたシャンク部２０１と、ドリル２００の軸線方向に沿うように且つシャンク部２０１に連なるように形成されるとともに、位相が異なる位置に形成された第１ランド２０２，第２ランド２０３及び第３ランド２０４と、各ランド２０２，２０３，２０４間に形成された溝２０５，２０６，２０７と、ドリル２００の先端側で位相が異なる位置に形成されたドリル刃２０８，リーマ刃２０９及びリーマ面２１０とを備える。
【０００７】
前記第１ランド２０２，第２ランド２０３及び第３ランド２０４は、ドリル２００の軸線方向の先端側が小径に形成され、更に、その直径が第２ランド２０３，第３ランド２０４及び第１ランド２０２の順により小径となっている。
【０００８】
前記ドリル刃２０８は、第１ランド２０２の外周面に、前記リーマ刃２０９は、第３ランド２０４の外周面にそれぞれつながるように形成される。前記リーマ面２１０は、ドリル２００の回転順方向の端部よりも回転逆方向の端部の方がドリル２００の径方向の外側に位置するように平面状に形成されるとともに、第２ランド２０３の外周面につながるように形成される。また、ドリル刃２０８，リーマ刃２０９及びリーマ面２１０の位置関係は、ドリル刃２０８がリーマ刃２０９よりもドリル２００の先端側に位置し、リーマ刃２０９がリーマ面２１０よりもドリル２００の先端側に位置している。
【０００９】
このように構成されたバニシングドリル２００では、このドリル２００を軸線中心に回転させながら加工対象物側に移動させると、ドリル刃２０８によって下穴が形成され、ドリル刃２０８で形成された下穴がリーマ刃２０９によって加工され、リーマ刃２０９で加工，形成された穴がリーマ面２１０によって研磨され、これにより、加工対象物に所定の穴が形成される。
【００１０】
【特許文献１】特開平６−３９６１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところが、上記従来のバニシングドリル２００においては、リーマ面２１０の、ドリル２００の回転順方向の端部と、溝２０５を構成する面２０５ａとの交差部が角になっており、この角部が切れ刃となって穴の内面が切削加工されるので、高精度な加工精度を得るには一定の限界があった。また、第２ランド２０３の、ドリル２００の回転順方向の端部と、溝２０５を構成する面２０５ａとの交差部が角になっていることによっても、上記と同様、この角部が切れ刃となって穴の内面が切削加工され、一定レベル以上の加工精度を得ることができない。
【００１２】
本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、より加工精度の高い穴を加工対象物に形成することができる穴加工用回転工具、及びこの穴加工用回転工具を用いた自在継手用ヨークの製造方法の提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するための本発明は、
先端側から順次、リーマ加工用の刃部、バニシング加工用の刃部、及びシャンク部が形成された穴加工用の回転工具であって、
前記リーマ加工用の刃部の直径が前記バニシング加工用の刃部よりも小径となった段付き形状に形成されてなり、
前記リーマ加工用の刃部は、切れ刃を備え、
前記バニシング加工用の刃部は、丸ランドと、この丸ランドの工具回転順方向の端部に接続する前部逃げ面と、前記丸ランドの工具回転逆方向の端部に接続する後部逃げ面とを備えてなることを特徴とする穴加工用回転工具に係る。
【００１４】
この穴加工用回転工具によれば、例えば、以下に説明するようにして穴加工することができる。まず、穴加工用回転工具及び下穴を予め形成した加工対象物を工作機械に取り付けた後、この穴加工用回転工具を軸線中心に回転させ、穴加工用回転工具の軸線方向に沿って所定の送り速度で加工対象物に接近する方向に移動させる。
【００１５】
そうすると、まず、リーマ加工用の刃部が加工対象物の下穴内に挿入され、このリーマ加工用の刃部（切れ刃）によって下穴がリーマ加工される。この後、バニシング加工用の刃部が、リーマ加工用の刃部により加工，形成された穴内に挿入され、このバニシング加工用の刃部によって当該穴がバニシング加工される。
【００１６】
このバニシング加工は、バニシング加工用の刃部の直径がリーマ加工用の刃部よりも大きいことから、このバニシング加工用の刃部（前部逃げ面）が穴内面の凸部を押しつぶしながら回転することによって行われるのであるが、このとき、バニシング加工用の刃部によって穴内面の表面層が塑性変形せしめられ、これにより、穴内面の凸部がつぶされ、穴内面の凹部が埋められて、穴内面が平滑になり、また、丸ランドで更に平滑にされるため、その結果、穴の真円度が向上する。また、同時に、穴内面の表面層の塑性変形によって圧縮残留圧縮力が付与され、穴内面の表面改質が行われ、例えば、疲れ強さや耐摩耗性、硬度などの機械的性質が高められる。
【００１７】
このようにして、リーマ加工及びバニシング加工を順次施すと、穴加工用回転工具をその軸線方向に沿って所定の速度で加工対象物から離隔する方向に移動させる。これにより、当該穴加工用回転工具を用いた、加工対象物に対する一連の穴加工工程が終了する。
【００１８】
ところで、本発明に係る穴加工用回転工具では、バニシング加工用の刃部に、丸ランドの工具回転順方向の端部に接続する前部逃げ面を形成している。これは、丸ランドの工具回転順方向の端部の角を落とし、この角部が切れ刃となって穴の内面を切削加工するのを防止するためである。
【００１９】
したがって、本発明に係る穴加工用回転工具によれば、バニシング加工用の刃部によって切削加工が行われるのを防止することができるので、バニシング加工用の刃部によって、リーマ加工用の刃部で加工，形成された穴を更に高精度に仕上げることができる。
【００２０】
尚、前記前部逃げ面は、その逃げ角が１０°〜４０°の範囲内に設定されていることが好ましい。これは、逃げ角が１０°よりも小さくなると、この前部逃げ面の丸ランド接続側とは反対側の端部（角部）が切れ刃として作用して穴の内面が切削加工されるからである。また。このようにして行われる切削加工は切削抵抗が大きく、工具のびびり振動が生じ易いため、加工精度が却って低下するからである。一方、逃げ角が４０°よりも大きくなると、この前部逃げ面が穴の内面に対して起き上がった状態となるため、バニシング加工時の抵抗が大きくなり、工具のびびり振動が生じ易くなって加工精度が低下するからである。
【００２１】
また、前記前部逃げ面の逃げ角は２０°〜３０°の範囲内であれば更に好ましい。この角度範囲内であれば、上述したような不都合をより効果的に防止することができ、より顕著な効果を得ることができるからである。
【００２２】
また、前記後部逃げ面は、その逃げ角が３０°〜６０°の範囲内に設定されていることが好ましい。これは、逃げ角が３０°よりも小さくなると、後部逃げ面が穴の内面と接触する恐れがあるからであり、逃げ角が６０°よりも大きくなると、バニシング加工用の刃部が細くなって強度が低下するという問題を生じるからである。
【００２３】
また、前記丸ランドの幅は、１ｍｍ〜３ｍｍの範囲内に設定されていることが好ましい。これは、丸ランドの幅が１ｍｍよりも小さいと、強度が弱くなるという問題や、丸ランドと穴の内面とが当接している部分が少なくなるため、穴の内面の表面層を塑性変形させ難くなり、その結果、加工精度が低下するという問題を生じるからであり、丸ランドの幅が３ｍｍよりも大きいと、丸ランドと穴の内面とが当接している部分が多くなるため、バニシング加工時の抵抗が大きくなって焼き付きや工具のびびり振動を生じる原因となり、加工精度が低下するからである。
【００２４】
また、前記リーマ加工用の刃部とバニシング加工用の刃部との直径差は、１０μｍ〜２０μｍの範囲内に設定されていることが好ましい。これは、直径差が１０μｍよりも小さくなると、穴の内面の凸部分をあまりつぶすことができなくなるため、バニシング加工後も依然として穴内面に凹凸が存在している状態となり、良好な加工精度を得ることができないからである。一方、直径差が２０μｍよりも大きくなると、バニシング加工用の刃部の、穴の内面の凸部分と接触する部分が大きくなって、バニシング加工時の抵抗が大きくなり、工具のびびり振動を生じ易くなったり、穴の内面の凸部分がむしり取られて高い加工精度を得ることができないという問題や、工具が穴の一方の開口部から反対側の開口部に向けて穴内を移動する際にバニシング加工用の刃部により穴の内面の凸部分が前記反対側の開口部に向けて押されてこの開口部から外部に押し出され、この開口部分の縁部にバリが発生し、バリ取り工程が増えるという問題を生じるからである。
【００２５】
また、前記穴加工用回転工具の少なくとも前記バニシング加工用の刃部にはＴｉＮ（窒化チタン）コーティングが施されていることが好ましく、このようにすれば、耐溶着性，耐熱性及び耐摩耗性などを向上させることができる。
【００２６】
また、本発明は、
一定間隔を隔てて対向する一対の対向部を備え、この一対の対向部には、その対向方向に平行な貫通穴が同軸に形成された自在継手用ヨークを製造する方法であって、
まず、前記各対向部の、前記貫通穴の形成位置に対応した部分に下穴をそれぞれ形成し、
次に、前記請求項１乃至６記載のいずれかの穴加工用回転工具と前記自在継手用ヨークとを、この穴加工用回転工具の軸線と形成すべき貫通穴の軸線とが同軸となるように且つ一方の前記対向部と間隔を隔てるように配置した後、
前記穴加工用回転工具を軸線中心に回転させつつ、前記バニシング加工用の刃部が前記他方の対向部の下穴内を貫通するまでこの穴加工用回転工具の軸線に沿って前記一方の対向部に接近する方向に移動させて、前記一方の対向部及び他方の対向部の下穴内に前記リーマ加工用の刃部及びバニシング加工用の刃部を順次通した後、
前記穴加工用回転工具をその軸線に沿って前記自在継手用ヨークから離隔する方向に移動させてこの穴加工用回転工具を抜くようにしたことを特徴とする自在継手用ヨークの製造方法に係る。
【００２７】
この自在継手用ヨークの製造方法によれば、上記穴加工用回転工具がより加工精度の高い加工を可能にすることから、自在継手用ヨークの一対の対向部により精度の高い貫通穴を形成することができる。
【発明の効果】
【００２８】
以上のように、本発明に係る穴加工用回転工具によれば、加工対象物により加工精度の高い穴を形成することができる。また、本発明に係る自在継手用ヨークの製造方法によれば、加工精度の高い貫通穴が形成された一対の対向部を備える自在継手用ヨークを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の具体的な実施形態について、添付図面に基づき説明する。尚、図１は、本発明の一実施形態に係る穴加工用回転工具の概略構成を示した正面図であり、図２は、図１における矢示Ａ方向の底面図であり、図３は、図２におけるＢ部の詳細図である。また、図４は、本実施形態に係る、自在継手用ヨークの製造方法を説明するための説明図である。
【００３０】
まず、穴加工用回転工具について説明する。図１乃至図３に示すように、本例の穴加工用回転工具１は、先端側から順次形成されたリーマ加工用の刃部１０，バニシング加工用の刃部２０及びシャンク部３０を備え、リーマ加工用の刃部１０の直径がバニシング加工用の刃部２０よりも小径と、バニシング加工用の刃部２０の直径がシャンク部３０よりも小径となった段付き形状に形成されるとともに、リーマ加工用の刃部１０及びバニシング加工用の刃部２０がシャンク部３０側にかけて連続して形成された直刃状となっている。また、穴加工用回転工具１は、リーマ加工用の刃部１０及びバニシング加工用の刃部２０を含む全体にＴｉＮ（窒化チタン）コーティングが施されている。
【００３１】
前記リーマ加工用の刃部１０は、すくい面１１及び逃げ面１２（逃げ角の付いていないマージン部分と逃げ角の付いている部分を含む）によって構成される切れ刃１３と、切れ刃１３及び逃げ面１２を含むランド１４と、ランド１４間に形成された刃溝１５とを備えており、これら切れ刃１３，ランド１４及び刃溝１５は、位相が異なる位置に同形状でそれぞれ複数設けられている。尚、リーマ加工用の刃部１０の先端には食付部１６が形成されている。
【００３２】
前記バニシング加工用の刃部２０は、前記リーマ加工用の刃部１０のランド１４及び刃溝１５がシャンク部３０側に延設されて形成されるもので、加工対象物の穴内面に摺接する丸ランド２１を備える。丸ランド２１の、工具１の回転順方向の端部には前部逃げ面２２が接続し、丸ランド２１の、工具１の回転逆方向の端部には前記刃溝１５の回転順方向側の側面１５ａが延設されて接続しており、この側面１５ａによって丸ランド２１の後部逃げ面２３が形成されている。尚、これら丸ランド２１，前部逃げ面２２及び後部逃げ面２３は、位相が異なる位置に同形状でそれぞれ複数設けられている。
【００３３】
前記前部逃げ面２２の逃げ角αは、１０°〜４０°の範囲内（更に好ましくは２０°〜３０°）に設定され、前記側面１５ａの、丸ランド２１の径方向と直交し且つ丸ランド２１に接する面に対する傾斜角度（後部逃げ面２３の逃げ角）βは、３０°〜６０°の範囲内に設定され、前記丸ランド２１の幅γは、１ｍｍ〜３ｍｍの範囲内に設定される。また、前記リーマ加工用の刃部１０とバニシング加工用の刃部２０との直径差δは、１０μｍ〜２０μｍの範囲内に設定される。
【００３４】
次に、この穴加工用回転工具１を用いた自在継手用ヨークの製造方法について説明する。尚、以下の説明では、図６に示した自在継手用ヨーク１０３を一例に挙げて説明するが、自在継手用ヨーク１０３は、これに限定されるものではない。
【００３５】
まず、各対向部１０４の、取付穴１０５の形成位置に対応した部分に下穴１０５ａをそれぞれ形成した後、自在継手用ヨーク１０３及び穴加工用回転工具１を、穴加工用回転工具１の軸線と形成すべき取付穴１０５の軸線とが同軸となるように且つ一方の対向部１０４と間隔を隔てるように工作機械に取り付け（図４（ａ）参照）、この後、この穴加工用回転工具１を軸線中心に回転させ、穴加工用回転工具１の軸線方向に沿って所定の送り速度で自在継手用ヨーク１０３に接近する方向に移動させる。
【００３６】
そして、リーマ加工用の刃部１０が一方の対向部１０４の下穴１０５ａ内に挿入されると、このリーマ加工用の刃部１０（切れ刃１３）により下穴１０５ａがリーマ加工される（図４（ｂ）参照）。尚、リーマ加工された下穴１０５ａは符号１０５ｂで示している。
【００３７】
次に、バニシング加工用の刃部２０が、リーマ加工用の刃部１０により加工，形成された穴１０５ｂ内に挿入され、このバニシング加工用の刃部２０により当該穴１０５ｂがバニシング加工されるとともに、リーマ加工用の刃部１０が他方の対向部１０４の下穴１０５ａ内に挿入され、下穴１０５ａがリーマ加工される（図４（ｃ）参照）。
【００３８】
この後、バニシング加工用の刃部２０が、リーマ加工用の刃部１０により加工，形成された穴１０５ｂ内に挿入され、穴１０５ｂがバニシング加工される（図４（ｄ）参照）。
【００３９】
上記バニシング加工は、バニシング加工用の刃部２０の直径がリーマ加工用の刃部１０よりも大きいことから、このバニシング加工用の刃部２０（前部逃げ面２２）が穴１０５ｂの内面の凸部を押しつぶしながら回転することによって行われるのであるが、このとき、バニシング加工用の刃部２０によって穴１０５ｂの内面の表面層が塑性変形せしめられ、これにより、穴１０５ｂの内面の凸部がつぶされ、穴１０５ｂの内面の凹部が埋められて、穴１０５ｂの内面が平滑になり、また、丸ランド２１で更に平滑にされるため、その結果、穴１０５ｂ（取付穴１０５）の真円度が向上する。また、同時に、穴１０５ｂの内面の表面層の塑性変形によって圧縮残留圧縮力が付与され、穴１０５ｂ（取付穴１０５）の内面の表面改質が行われ、例えば、疲れ強さや耐摩耗性、硬度などの機械的性質が高められる。
【００４０】
このようにして、穴加工用回転工具１を軸線中心に回転させつつ、バニシング加工用の刃部２０が他方の対向部１０４の下穴１０５ａ内を貫通するまでこの穴加工用回転工具１を移動させて、一方の対向部１０４及び他方の対向部１０４の下穴１０５ａ内にリーマ加工用の刃部１０及びバニシング加工用の刃部２０を順次通す（各対向部１０４の下穴１０５ａにリーマ加工及びバニシング加工を順次施す）と、穴加工用回転工具１をその軸線方向に沿って所定の速度で自在継手用ヨーク１０３から離隔する方向に移動させ、各対向部１０４の取付穴１０５から抜く。これにより、当該穴加工用回転工具１を用いた、各対向部１０４に取付穴１０５を形成して自在継手用ヨーク１０３を製造する一連の工程が終了する。
【００４１】
ところで、本例の穴加工用回転工具１では、上述のように、バニシング加工用の刃部２０に、逃げ角αが１０°〜４０°の範囲内に設定された前部逃げ面２２、逃げ角βが３０°〜６０°の範囲内に設定された後部逃げ面２３を形成するとともに、丸ランド２１の幅γを１ｍｍ〜３ｍｍの範囲内に設定している。
【００４２】
前部逃げ面２２を形成している、即ち、丸ランド２１の工具回転順方向の端部の角を落としているのは、この角部が切れ刃となって穴１０５ｂの内面が切削加工されるのを防止するためである。
【００４３】
また、前部逃げ面２２の逃げ角αを１０°〜４０°の範囲内に設定しているのは、逃げ角αが１０°よりも小さくなると、前部逃げ面２２の丸ランド２１側とは反対側の端部（角部）２２ａが切れ刃として作用して穴１０５ｂの内面が切削加工されるからである。また、このようにして行われる切削加工は切削抵抗が大きく、工具１のびびり振動が生じ易いため、加工精度が却って低下するからである。一方、逃げ角αが４０°よりも大きくなると、この前部逃げ面２２が穴１０５ｂの内面に対して起き上がった状態となるため、バニシング加工時の抵抗が大きくなり、工具１のびびり振動が生じ易くなって加工精度が低下するからである。
【００４４】
尚、前記前部逃げ面２２の逃げ角αは、このような不都合をより効果的に防止する観点から２０°〜３０°の範囲内であれば更に好ましい。
【００４５】
また、前記後部逃げ面２３の逃げ角βを３０°〜６０°の範囲内に設定しているのは、逃げ角βが３０°よりも小さくなると、後部逃げ面２３が穴１０５ｂの内面と接触する恐れがあるからである。また、本例のように、刃溝１５の側面１５ａによって後部逃げ面２３を形成したような場合にはこの刃溝１５が小さくなるので、切粉が逃げ難くなって刃溝１５内に溜まり易くなり、切粉が丸ランド２１や前部逃げ面２２と穴１０５ｂの内面との間に噛み込むことがあるからである。一方、逃げ角βが６０°よりも大きくなると、バニシング加工用の刃部２０が細くなって強度が低下するという問題を生じるからである。
【００４６】
また、前記丸ランド２１の幅γを、１ｍｍ〜３ｍｍの範囲内に設定しているのは、丸ランド２１の幅γが１ｍｍよりも小さいと、強度が弱くなるという問題や、丸ランド２１と穴１０５ｂの内面とが当接している部分が少なくなるため、穴１０５ｂの内面の表面層を塑性変形させ難くなり、その結果、加工精度が低下するという問題を生じるからである。一方、丸ランド２１の幅γが３ｍｍよりも大きいと、丸ランド２１と穴１０５ｂの内面とが当接している部分が多くなるため、バニシング加工時の抵抗が大きくなって焼き付きや工具１のびびり振動を生じる原因となり、加工精度が低下するからである。
【００４７】
したがって、バニシング加工用の刃部２０を上記のように構成すれば、上述のような問題が生じるのを効果的に防止し、例えば、バニシング加工用の刃部２０によって切削加工が行われるのを防止することや、前部逃げ面２２が穴１０５ｂの内面に対して寝た状態にも、起き上がった状態にもならず、バニシング加工時の抵抗を抑えて工具１のびびり振動が生じるのを防止することができる。これにより、バニシング加工用の刃部２０によって、リーマ加工用の刃部１０で加工，形成された穴１０５ｂを更に高精度に仕上げることができる。
【００４８】
また、リーマ加工用の刃部１０とバニシング加工用の刃部２０との直径差δを、１０μｍ〜２０μｍの範囲内に設定しているので、精度の高い加工形状を得ることができる。これは、直径差δが１０μｍよりも小さくなると、穴１０５ｂの内面の凸部分をあまりつぶすことができなくなるため、バニシング加工後も依然として穴１０５ｂ（取付穴１０５）の内面に凹凸が存在している状態となり、良好な加工精度を得ることができないからである。一方、直径差δが２０μｍよりも大きくなると、バニシング加工用の刃部２０の、穴１０５ｂの内面の凸部分と接触する部分が大きくなって、バニシング加工時の抵抗が大きくなり、工具１のびびり振動を生じ易くなったり、穴１０５ｂの内面の凸部分がむしり取られて高い加工精度を得ることができないという問題や、工具１が穴１０５ｂの一方の開口部から反対側の開口部に向けて穴１０５ｂ内を移動する際にバニシング加工用の刃部２０により穴１０５ｂの内面の凸部分が前記反対側の開口部に向けて押されてこの開口部から外部に押し出され、この開口部分の縁部にバリが発生し、バリ取り工程が増えるという問題を生じるからである。
【００４９】
また、穴加工用回転工具１は、その全体にＴｉＮコーティングを施しており、耐溶着性，耐熱性及び耐摩耗性などの点においてより優れたものとすることができる。
【００５０】
また、図６のような、対向部１０４に切り欠き１０４ａが形成された自在継手用ヨーク１０３の取付穴１０５を加工すると、切り欠き１０４ａの部分の穴加工時に断面Ｃ字状の穴を加工することとなって断続切削となるので、即ち、断面Ｃ字状の穴端部の加工開始部分で切削抵抗が大きくなって工具が逃げ易くなるので、通常のリーマ加工用工具では高精度に加工することができないという問題を生じるが、本例の穴加工用回転工具１では、バニシング加工用時にバニシング加工用の刃部２０の前部逃げ面２２によって断面Ｃ字状の穴端部の加工開始部分でも抵抗がさほど大きくならず、工具１が逃げ難くなるため、このような取付穴１０５でも精度良く仕上げることができる。また、バニシング加工用の刃部２０が取付穴１０５内を貫通することで工具１が安定し、断面Ｃ字状の穴部分についても良好な仕上げ精度となる。
【００５１】
以上詳述したように、本例の穴加工用回転工具１によれば、加工対象物により加工精度の高い穴を形成することができる。因みに、図６に示した自在継手用ヨーク１０３の取付穴１０５を通常のリーマ加工用工具及び本例の穴加工用回転工具１を用いてそれぞれ加工し、その真円度及び面粗度（Ｒａ）を測定したところ図５のようになった。この図５から、本例の穴加工用回転工具１で加工すれば、真円度及び面粗度（Ｒａ）が大幅に向上していることが明らかであり、本例の穴加工用回転工具１を用いれば、穴を高精度に加工することができると言える。
【００５２】
また、上記穴加工用回転工具１を用いて自在継手用ヨーク１０３を製造すれば、この穴加工用回転工具１がより加工精度の高い加工を可能にすることから、自在継手用ヨーク１０３の一対の対向部１０４により精度の高い取付穴１０５を形成することができる。
【００５３】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の採り得る具体的な態様は、何らこれに限定されるものではない。
【００５４】
上例では、リーマ加工用の刃部１０及びバニシング加工用の刃部２０を直刃状に形成したが、これに限られるものではなく、ねじれ刃状に形成しても良い。また、ＴｉＮコーティングは、少なくともバニシング加工用の刃部２０に施されていれば良く、必ずしも穴加工用回転工具１の全体に施す必要はない。
【００５５】
また、上例では、穴加工用回転工具１の加工対象物として前記自在継手用ヨーク１０３を一例に挙げたが、本例の穴加工用回転工具１によって加工可能な加工対象物は、何ら限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施形態に係る穴加工用回転工具の概略構成を示した正面図である。
【図２】図１における矢示Ａ方向の底面図である。
【図３】図２におけるＢ部の詳細図である。
【図４】本実施形態に係る、自在継手用ヨークの製造方法を説明するための説明図である。
【図５】本実施形態に係る穴加工用回転工具と通常のリーマ加工用工具とを用いて自在継手用ヨークの取付穴をそれぞれ加工した場合の加工精度を示した図である。
【図６】自在継手の概略構成を示した平面図である。
【図７】従来例に係るバニシングドリルの概略構成を示した正面図である。
【図８】図７における矢示Ｃ方向の底面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１ 穴加工用回転工具
１０ リーマ加工用の刃部
１１ すくい面
１２ 逃げ面
１３ 切れ刃
１４ ランド
１５ 刃溝
１６ 食付部
２０ バニシング加工用の刃部
２１ 丸ランド
２２ 前部逃げ面
２３ 後部逃げ面
３０ シャンク部
１０３ 自在継手用ヨーク
１０４ 対向部
１０５ 取付穴
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端側から順次、リーマ加工用の刃部、バニシング加工用の刃部、及びシャンク部が形成された穴加工用の回転工具であって、
前記リーマ加工用の刃部の直径が前記バニシング加工用の刃部よりも小径となった段付き形状に形成されてなり、
前記リーマ加工用の刃部は、切れ刃を備え、
前記バニシング加工用の刃部は、丸ランドと、この丸ランドの工具回転順方向の端部に接続する前部逃げ面と、前記丸ランドの工具回転逆方向の端部に接続する後部逃げ面とを備えてなることを特徴とする穴加工用回転工具。
【請求項２】
前記前部逃げ面は、その逃げ角が１０°〜４０°の範囲内に設定されてなることを特徴とする請求項１記載の穴加工用回転工具。
【請求項３】
前記後部逃げ面は、その逃げ角が３０°〜６０°の範囲内に設定されてなることを特徴とする請求項１又は２記載の穴加工用回転工具。
【請求項４】
前記丸ランドの幅は、１ｍｍ〜３ｍｍの範囲内に設定されてなることを特徴とする請求項１乃至３記載のいずれかの穴加工用回転工具。
【請求項５】
前記リーマ加工用の刃部とバニシング加工用の刃部との直径差は、１０μｍ〜２０μｍの範囲内に設定されてなることを特徴とする請求項１乃至４記載のいずれかの穴加工用回転工具。
【請求項６】
少なくとも前記バニシング加工用の刃部にはＴｉＮ（窒化チタン）コーティングが施されてなることを特徴とする請求項１乃至５記載のいずれかの穴加工用回転工具。
【請求項７】
一定間隔を隔てて対向する一対の対向部を備え、この一対の対向部には、その対向方向に平行な貫通穴が同軸に形成された自在継手用ヨークを製造する方法であって、
まず、前記各対向部の、前記貫通穴の形成位置に対応した部分に下穴をそれぞれ形成し、
次に、前記請求項１乃至６記載のいずれかの穴加工用回転工具と前記自在継手用ヨークとを、この穴加工用回転工具の軸線と形成すべき貫通穴の軸線とが同軸となるように且つ一方の前記対向部と間隔を隔てるように配置した後、
前記穴加工用回転工具を軸線中心に回転させつつ、前記バニシング加工用の刃部が前記他方の対向部の下穴内を貫通するまでこの穴加工用回転工具の軸線に沿って前記一方の対向部に接近する方向に移動させて、前記一方の対向部及び他方の対向部の下穴内に前記リーマ加工用の刃部及びバニシング加工用の刃部を順次通した後、
前記穴加工用回転工具をその軸線に沿って前記自在継手用ヨークから離隔する方向に移動させてこの穴加工用回転工具を抜くようにしたことを特徴とする自在継手用ヨークの製造方法。
【請求項１】
先端側から順次、リーマ加工用の刃部、バニシング加工用の刃部、及びシャンク部が形成された穴加工用の回転工具であって、
前記リーマ加工用の刃部の直径が前記バニシング加工用の刃部よりも小径となった段付き形状に形成されてなり、
前記リーマ加工用の刃部は、切れ刃を備え、
前記バニシング加工用の刃部は、丸ランドと、この丸ランドの工具回転順方向の端部に接続する前部逃げ面と、前記丸ランドの工具回転逆方向の端部に接続する後部逃げ面とを備えてなることを特徴とする穴加工用回転工具。
【請求項２】
前記前部逃げ面は、その逃げ角が１０°〜４０°の範囲内に設定されてなることを特徴とする請求項１記載の穴加工用回転工具。
【請求項３】
前記後部逃げ面は、その逃げ角が３０°〜６０°の範囲内に設定されてなることを特徴とする請求項１又は２記載の穴加工用回転工具。
【請求項４】
前記丸ランドの幅は、１ｍｍ〜３ｍｍの範囲内に設定されてなることを特徴とする請求項１乃至３記載のいずれかの穴加工用回転工具。
【請求項５】
前記リーマ加工用の刃部とバニシング加工用の刃部との直径差は、１０μｍ〜２０μｍの範囲内に設定されてなることを特徴とする請求項１乃至４記載のいずれかの穴加工用回転工具。
【請求項６】
少なくとも前記バニシング加工用の刃部にはＴｉＮ（窒化チタン）コーティングが施されてなることを特徴とする請求項１乃至５記載のいずれかの穴加工用回転工具。
【請求項７】
一定間隔を隔てて対向する一対の対向部を備え、この一対の対向部には、その対向方向に平行な貫通穴が同軸に形成された自在継手用ヨークを製造する方法であって、
まず、前記各対向部の、前記貫通穴の形成位置に対応した部分に下穴をそれぞれ形成し、
次に、前記請求項１乃至６記載のいずれかの穴加工用回転工具と前記自在継手用ヨークとを、この穴加工用回転工具の軸線と形成すべき貫通穴の軸線とが同軸となるように且つ一方の前記対向部と間隔を隔てるように配置した後、
前記穴加工用回転工具を軸線中心に回転させつつ、前記バニシング加工用の刃部が前記他方の対向部の下穴内を貫通するまでこの穴加工用回転工具の軸線に沿って前記一方の対向部に接近する方向に移動させて、前記一方の対向部及び他方の対向部の下穴内に前記リーマ加工用の刃部及びバニシング加工用の刃部を順次通した後、
前記穴加工用回転工具をその軸線に沿って前記自在継手用ヨークから離隔する方向に移動させてこの穴加工用回転工具を抜くようにしたことを特徴とする自在継手用ヨークの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−１１９５４２（Ｐ２００９−１１９５４２Ａ）
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２９４００４（Ｐ２００７−２９４００４）
【出願日】平成１９年１１月１３日（２００７．１１．１３）
【出願人】（０００１６７２２２）光洋機械工業株式会社 (85)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月１３日（２００７．１１．１３）
【出願人】（０００１６７２２２）光洋機械工業株式会社 (85)
【Ｆターム（参考）】
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