JPH05504729A - 孔加工用の工具 - 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】 孔加工用の工具 ［技術分野］ 本発明は、請求項１に上位概念として記載した形式の工具に関するものである。

口背景技術］ このような形式の工具では頑丈なシャンク上に２つのスリーブが設けられており 、該スリーブは前記シャンクを間隙をおいて取り囲んでおり、シャンクとスリー ブとの間の間隙内へ、スリーブの互いに向き合った側から複数本の線材が押入さ れており、該線材の端部はスリーブに支持され、円弧状に張設され、かつ切削媒 体と一緒にコーティングされている。

この場合線材は互いに密接して位置しているので、これらの線材はシャンクをめ ぐって全周を埋めており、支持部位では周方向に互いにずれることはない。

一方のスリーブはねじ山を介してシャンクに対して軸方向に相対移動可能であり 、従って線材には程度の差こそあれプレロードがかけられ、該線材はシャンクか ら程度の差こそあれ離間する方向に膨隆することができる。該工具は孔の加工の ために挿入され、該孔内で該工具によって例えば横孔から当該縦孔内へ張出した 材料部分が作業回転運動時に除去される。

この工具は、外周に沿って線材を隙間な（付設する必要があるので、比較的剛性 であり、異なった直径の孔を狭いトレランス範囲内でしか加工することができな い。線材の捩れを避けるために、更に工具は加工時に回転方向を変換して駆動さ れねばならない。

また工具は比較的大きく構成されているので、加工すべき孔の下限直径［＠を下 回ることはできない。

この直径は公知の工具では、技術上及び製作上の理由に基づいて８ｍｍである。

損傷時又は切削媒体コーティング層の摩耗後の線材の交換は、これらの線材の一 部分がなお使用可能である場合でさえも、原則として、すべての線材の交換を必 要とするので不利である。

このような工具及びその他の工具は、被加工孔を高い精密度をもってかつ極めて 狭いトレランスで後加工するために使用される。当該被加工孔に横孔が開口して いるような場合の後加工では殊更、高い精密度が要求される。この種の加工材で は、例えば後に燃料噴射ポンプのポンププランジャを例えば１０００バールにも 及ぶ極めて高い圧力に対して液密にガイドせねばならないような縦孔を製作しか つ該縦孔に開口する横孔を製作したのち、当該加工材に焼入れを施した上で前記 縦孔にはホーニング（とぎ上げ）によって精密仕上げ加工が施される。このよう な場合大抵は、前記縦孔に張出して燃料噴射ポンプ運転中のトラブルの原因とな るようなまくれが生じる。このまくれは当然除去されねばならない。この除去は 、例えばドイツ連祁共和国特許出願公開第３３３３４９９号明細書に基づいて公 知になっているような、まくれ取り工具によって行なわれる。このまくれ取りの ために外部から横孔を通してまくれ取り工具が導入され、該まくれ取り工具は横 孔と縦孔との間の移行部に斜め面取りを施すことによって前記まくれを除去する 。この場合の問題点は、横孔と縦孔との間の切削カーブが同一平面にないので、 まくれ取り工具が種々異なった円周範囲で異なった材料分を切除し、従って横孔 から縦孔への所望のシャープなエツジの移行部を保証しないという虞れがあるこ とである。このまくれ取りは、まくれの残部を縦孔内に突出させる結果になる。

該まくれ残部は、高精度仕上げ研磨されたポンププランジャを嵌合させた場合に 該ポンププランジャを縦孔内にロックさせることになる。それゆえに該まくれ残 部は後で、すでに仕上げホーニング加工の施された縦孔の表面を損なわないよう にもう一度除去されねばならない。

前記まくれ残部の除去、あるいは、全く一般的に成る孔に張出したまくれの除去 は前記公知の工具によって行なわれるか、或いは回転ブラシが使用され、該回転 ブラシの外周は縦孔の直径に正確に適合されておりかつ、研削媒体の混入された ナイロン線材から成る剛毛を有している。該回転ブラシは、縦孔の直径に正確に 適合した直径を有しており、最初の使用時に所定の長さにわたって張設され、が っ真円回転誤差を排除するように方位修正されねばならない。

また該回転ブラシは不利なことには比較的短い耐用寿命しか有していない。それ というのは摩耗に基づく直径減少が著しく狭い範囲内でしが許されないがらであ る。またブラシ材料が縦孔周壁に溶着することがある。この溶着物を除くために 縦孔を後で掃除することが必要であり、この掃除それ自体は経費の増大を意味し ている。回転ブラシが切削油を併用して稼動される場合、前記のような付着物は 避けられるとは云え、剛毛の剛性が比較的低いため剛毛の効率は圧着力の低下に つれて減少することになる。更に各孔径毎に、適合したブラシが使用されねばな らないので、その加工のために設けられた加工機械において種々異なった直径の 加工材を加工するには問題がある。

［発明の開示］ 前記背景技術に対比して有利なことには、請求項１に記載した構成手段を有する 本発明の工具を用いれば、種々異なった直径を有する孔を簡単がっ正確に加工す ることが可能であり、直径のバリエーションが比較的大きい場合でもほぼ一定の 加工成績を得ることが可能になる。孔径が８ｍｍよりも小さい場特表千５−５０ ４７２９　（３） 合でも本発明の工具は効果的に使用することができる。従って加工機械に一度チ ャックされた工具によって、種々異なった直径の孔をもった加工材を加工するこ とが可能になる。工具は高い耐用寿命を有し、切削媒体と一緒にコーティングの 施されたばね線材は簡便かつ迅速に交換することができる。工具を装備するため に必要なコーティング層を有するばね線材の本数は比較的僅かである。従って工 具の摩耗部品のためのストックは簡単かつ低摩であるばがりでなく、修復時間も 僅がである。ばね線材はスリット内に確実に保持され、がっ、ばね線材のプレロ ード又は膨隆度は種々異なった孔径に適合するように簡便かつ正確に調整するこ とができる。ばね線材のコーティング層は、ホーンのホーニングバーの材料にｍ 似した又は等しい材料がら成っているので、最終まくれ取りの前に得られた縦孔 の高い加工品買は維持される。ばね線材が孔の表面に所期のように正確に接触し ているために、加工時間はブラシによる加工に対比して僅かである。工具は切削 油を使用しても乾式によっても使用することができ０弾性的なばね線材のフレキ シビリティに基づいて、円錐形孔、縦断面で見て楕円形の孔あるいは段付き孔も 加工することができる。

本発明の有利な実施態様は従属請求項に記載されておりかつ以下に詳説する通り である。請求項４に記載した構成手段によれば、孔周壁に対するばね線材のほぼ 一定の圧着力が得られるので有利である。

それというのは、押圧ばねに対するストッパが摺動可能であり、かつ、該押圧ば ねが、孔周壁に対する半径方向の力成分を実質的に決定するからである。

また該圧漕力は押圧ばねの選択によるばね定数を介して個々に変化させることが できる。

請求項５に記載の構成手段によって、ばね線材の支持されるビンを調整する場合 、ねじボルトを介して回転運動は前記ビンに伝達され、従ってばね線材の両端部 がスリット内でロックされることはなく、更に１動自在である。請求肥６記載の 構成手段は。

スリットの範囲へのビンの侵入によって該スリットを閉鎖することがな（、従っ てばね線材の両端部を容易に導入することを特徴する 請求項ｌＯに記載の構成手段によれば、スリットは、工具の導入・導出時のばね 線材の運動によって可能な限り摩耗されないようになっているので、ばね線材の 長期間にわたる申し分のないガイドが保証される。これによって又、被加工孔の 入口エツジが工具の導入操作時に比較的強い切除作用を受けることも無くなる。

孔に適合したばね線材の最終形状に達するまで、コーティングの施されていない ばね線材部分が孔の開口に沿って滑動する。最終状態に達して始めてコーティン グの施されたばね線材部分が孔周壁に接触することになる。

［図面の簡単な説明］ 図１は本発明による工具の縦断面図である。

図２は加工すべき孔の内部に欅大した状態の工具を示す図である。

［発明を実施するための最良の形態コ 次に図面に基づいて本発明にょるｌ実施例を詳説する。

図１において縦断面図で示した孔加工用工具はシャンクｌを有し、該シャンクは 本実施例では分割式シャンクとして構成されており、一定の外径を有する加工材 寄りの前方のシャンク部分２を有し、該シャンク部分は第２のシャンク部分３の 端面に嵌め込まれている。シャンク部分３は取付は用シャンク４を有し、該取付 は用シャンクを介してシャンク部分３は駆動エレメントのチャック（図示せず） に装着される。取付は用シャンク４は減径された中間片部５へ移行し、該中間片 部の端面内に、すでに述べたようにシャンク部分２が嵌め込まれている。

シャンクは第１に、シャンク部分２の軸線に共軸に該シャンク部分の加工材寄り の端面から穿孔されたｊｌｌの盲孔７を有している。更にシャンクはｊ１２の共 軸の盲孔８を有し、ＭＮ２の盲孔は、取付は用シャンクの範囲内に位置している 比較的大きな直径の段孔部分１０を有し、該段孔部分１ｏは、肩１１を形成しつ つ、より小径の段孔部分１２へ移行し、該段孔部分１２は中間片部５の全範囲内 に延在し、かつ、これに続いてシャンク部分２内へも延びている。

シャンク部分２には、該シャンク部分２の全周に均等に分配して軸平行に形成さ れた複数のスリット１５を有する第１のスリット区域１４が設けられており、前 記スリットは全長にわたって第１の盲孔７に開口している。またシャンク部分２ には、前記第１のスリット区域１４から軸方向間隔をおいて、やはり全周に分配 して設けられた複数のスリット１５を有する第２のスリット区域１６が設けられ ており、該スリット１５は軸方向で制限されておりかつ全長にわたってシャンク 部分２の内部に穿設した直径のより小さい段孔部分１２に開口している。前記ス リットの数は整数倍であり、従って常に２つのスリットが直径方向で互いに対向 するようにするのが、製作を単純化する上で有利である。第１の盲孔７は端面側 でプラグ部材又はねじ部材１８によって閉塞されており、該プラグ部材はスリッ トの始端部の直ぐ手前まで達しかつその端面にスピゴット１９を有している。プ ラグ部材１８は本実施例ではシャンク部分２と固定的に結合されている。

篤２の盲孔８内にはビン２１が導入されており、該ビンは取付は用シャンク４寄 りにヘッド２２を有特表千５−５０４７と］（４） し、該ヘッドは直径の大きい方の段孔部分１０の内部を摺動して肩１１に当接す ることができる。この当接位置ではビン２１の下端部は第２のスリット区域１６ のスリット１５の取付は用シャンク寄り始端部の直ぐ手前に位置しているので、 該スリットはビン２１によって閉鎖されることはない、またビン２１も端面にス ピゴット２４を有している。ビンのヘッド２２には焼入れ球２５が当接しており 、該焼入れ球と、段孔部分１０の雌ねじ山２６にねじ込まれたねじボルト２７と の間に押圧ばね２９が張設されている０Ｍねじボルトは、段孔部分１０の端面か ら外向きに突出した端部に、ローレット切りの施されたヘッド３１を有し、該ヘ ッドを介してねじボルトはねじ外し・ねじ込み可能でありかつ該ヘッドは取付は 用シャンクの外径を上回ることはない、ローレット切りの施されたヘッド３１と 取付は用シャンクの端面３２との間には、止めナツト３３が、ねじボルトの回動 位置又はねじ込み深さを固定するために、前記ねじボルトに螺合されている。こ こでは又、別の安全措置が講じられている。焼入れ１＄２５は、ねじボルト２７ の調節時に回転運動がビン２１に伝達されるのを防止する。この回転運動が伝達 されるようなことがあると、前記スリット内に後述のばね線材３６が締め込まれ てロックされることがある。

ビン２１のスピゴット２４とビン２１の外周との間に支持面としてリング肩３４ が形成され、該リング肩は低摩耗性の焼入れ材料から成るのが有利で・あり、か つ該リング肩には、前記スリット１５を通して導入されたばね線材３６の端部が 接触する。ビン２１のソング肩３４は前記ばね線材の一方の側では支持要素とし て役立つ。また他方の側ではばね線材３６は第１のスリット区域１４のスリット １５を通ってガイドされており、かつ、スピゴット１９とプラグ部材１８との間 に形成された殊に有利にはやはり焼入れ材料から成るリングｊｒ３７に接触する 。該リング肩はスピゴット１８と相俟って第２の支持要素を形成する。リング肩 ３４とリング肩３７との間の間隔はばね線材の長さよりも短いので、該ばね線材 はシャンク部分２から離間する方向に外向きに膨隆しかつ出発状態では円弧状の 形状を有している。

ばね線材は少なくともスリット１５を通って導入される範囲では裸線である。ス リットの幅はばね線材の直径に適合されているので、これらのばね線材は正確に 軸方向に向けてガイドされる。更にまたスピゴット２４．１９を設けたことによ って、ばね線材の端部が交差するような事態が避けられ、むしろばね線材端部は スピゴットの直ぐ近くに所定の接点を有している。スリットの外部ではばね線材 は、ホーニングバー用の切削媒体の場合のように、殊に有利には粘結剤内に埋め 込まれたダイヤモンド粒子を有する切削媒体でコーティングされている。またホ ーニングバーで使用される別の切削媒体をコーティング層として、この場合も同 様に適用することが可能である。ばね線材上のコーティング層３８は中間範囲で だけ、ばね線材が出発状態で描く円弧の中心平面に対して対称的に延びているよ うにするのが殊に有利である。このようにすれば、シャンク部分２の端部寄りに 、コーティング層３８を有していない導入区域３９が生じる。この導入区域を準 備するためには・、ばね線材が対称的でなく、片側にコーティング層を有してい ても充分ではあるが、ばね線材を組込む際に特定の組込み位置を考慮する必要が ないようにするのが、組付けのためには一層簡便かつ確実である。

ばね線材３６の外向き膨隆度は、ねじボルト２７を、程度の差こそあれ、深くね じ込んで支持要素の相互位置を変化させることによって変化することができる。

支持要素の相互位置に相応してばね線材は、程度の差こそあれ広い範囲で膨隆す る。それと共に被加工孔の種々異なる直径に工具を適合させることが可能である ０図２では工具が使用状態で図示されている。この場合駆動エレメントの送りに よってシャンク部分２は、予め例えば仕上げホーニングによって精密加工された 状態にある縦孔４３内に導入される。

該縦孔４３には横孔４４が開口し、該横孔の縦孔４３への人口エツジは予め例え ばまくれ取り工具によフて加工されているか、または一般的に該横孔は、縦孔４ ３への入口エツジに、該縦孔内へ突出したまくれを有している。工具をシャンク 部分３と共に導入する際にばね線材の導入区域３９は縦孔４３の入口エツジ４５ に沿って該縦孔内へ滑り込み、その際図２に示した形状をとるように変形する。

この場合ばね線材のコーティング層を有する部分が、縦孔４３の母線に沿って軸 平行に孔内周壁に接触する。ばね線材３６がビン２１と一緒に押圧ばね２９の力 に抗して縦方向に移動できることによって、縦孔４３の内周壁に対するばね線材 の均等な圧着力を発生させることが保証されている。前記工具送りに続いて工具 の作業運動が行なわれるが、該作業運動は例えば一方向にだけ回転することもで きるが、またホーニング工具の作業運動に適合して実施されてもよい。

ところで工具の作業運動時に、ばね線材のコーティング層によって横孔４４から 縦孔４３への移行部のまくれが除去されるが、その際縦孔の表面品質にネガティ ブな影響を及ぼすことはない、縦孔内部でばね線材の圧着力を得るためには、図 １に示した状態で複数本のばね線材３６によって形成される最大直径が縦孔４３ の直径よりも大であることが８讐である。前記最大直径と縦孔径との差は１．８ 倍である符表平５−５０４７２９　（５） のが有利である。これによってばね線材の最適の長さが縦孔内で接触させられる 。加工材４６の縦孔４３を加工したのち、工具は再び縦孔から脱出移動する。

本発明の工具は、加工材の自動供給される多軸ホーニング盤において使用するこ とができる。この場合種々異なった直径値をもった複数の縦孔を有する加工材も 加工することができる。リング肩３４とリング肩３７との間のばね線材の締込み 長さを調整することによって一般的な孔径製作誤差以外に例えば６乃至９ｍｍの 範囲内で、より大きな直径偏差をもった孔も加工することが可能である。

前記実施態様とは異なって、シャンク部分２の端面から調整ビンを設ける場合に は、該端面側からばね線材の締込み長さを変化させることも可能である。

また図１に示した実施態様ではねじボルトを介してではなくて、別様に構成され た調節部材によって調整を実施することも可能である。この場合ホーンのために 設けられたホーニングパーの調節位置に調整を適合させるのが有利である。

本発明の前記工具によって多数の加工可能性が得られ、しかも単に円筒形の孔だ けでなく、別の形状の孔も加工することが可能である。それというのはばね線材 が表面に相応して適合するからである。耐用寿命の終期に達すると、ばね線材は 藺単に工具から取り外される。その場合肩１１にヘッド２２が接触することによ って、ビン２１によるスリット１５の遮蔽、それに伴う新たなばね線材の挿入困 難が生じるような事態が排除される。また、摩耗度の著しいばね線材だけを交換 するのが有利であり、該ばね線材は、全周にわたって規定のように分配されてい るので、個別的に藺単に交換することができる。

要　約　書 ［要約コ 本発明が提案する孔加工用の工具は、種々異なった孔径とその孔径トレランスに 適合させるために、切削媒体を含めてコーティングの施された複数本のばね線材 （３６）を有し、該ばね線材の両端部は工具のシャンク（２）の金屑に分配して 設けた複数のスリット（１５）内でガイドされており、かつ、該スリットに続く 支持肩（３４，３７）間で所定の締込み長さに張設されており、しかも該締込み 長さと、これに伴って複数本のばね線材によって形成される最大直径が、被加工 孔へ導入する前の状態では可変である。これによって工具の著しく多面的な使用 可能性が得られると共に、摩耗部品の交換が簡便になり、その製作費及びストッ ク費も低置になる。

国際調査報告 Ｓ＾　４２７７３

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．孔の内部の作業位置への工具の送りストローク、工具戻しストローク並びに 少なくとも回転する工具作業連動を実施させるための駆動エレメント内に締込み 可能なシャンク（１）と、該シャンクの一方の端部で該シャンクに設けた２つの 支持要素（１８，２１）間に読め込まれていて前記シャンクから離間する方向に 円弧状に膨隆する、切削媒体でコーティングの施されたばね線材（３６）とを備 え、しかも前記支持要素の１つ（２１）が前記シャンクに対して椙対的に軸方向 に調節移動可能である形式の、孔加工用の工具において、シャンク（１，２）が 、軸方向で互いにずらされた２つの区域（１４，１６）で、全周にわたって分配 されて軸方向に方位づけられた複数のスリット（１５）並びに、前記シャンクの 両端部を起点として前記区域（１４，１６）へ向かって延在する軸方向の２つの 盲孔（７，８）を有し、前記両盲孔内に支持要素としてのストッパ（１８，２１ ）がそれぞれ嵌め込まれており、該ストッパが各盲孔内で、前記スリット区域へ の入口の手前で終っており、かつ、前記スリット（１５）を通って盲孔（７，８ ）内へ導入されるばね線材（３６）が端部で前記ストッパに接触していることを 特徴とする、孔加工用の工具。
2. ２．ストッパの１つが、外部から調節可能なピン（２１）として構成されている 、請求項１記載の工具。
3. ３．ピン（２１）が、シャンクの一方の端面側から挿入可能なボルト（２７）に よって調整可能である、請求項２記載の工具。
4. ４．ボルト（２７）とピン（２１）との間に押圧ばね（２９）が張設されており 、前記ボルトがストッパ（３２）に当接するまで押圧ばねの方向に張設可能であ る、請求項３記載の工具。
5. ５．押圧ばね（２９）が焼入れ球（２５）を介してビン（２１）及び／又はボル ト（２７）に支持されている、請求項３又は４記載の工具。
6. ６．ピン（２１）が押圧ばね（２９）の側にヘッド（２２）を有し、該ヘッドが 盲孔（８）の拡径部分（１０）内を摺動し、かつ、ばね線材（３６）へ向かう方 向での前記ピン（２１）の調整移動距離が、盲孔（８）の前記拡径部分（１０） から該盲孔の縮径部分（１２）への移行部に形成される肩（１１）に対する前記 ヘッド（２２）の当接によって制限されている、請求項５記載の工具。
7. ７．ボルト（２７）が、外側に位置するローレット切りの施されたヘッド（３１ ）を有し、かつ、前記ボルトの回動位置を確保する***材（３３）を有してい る、請求項３から６までのいずれか１項記載の工具。
8. ８．***材が止めナット（３３）である、請求項７記載の工具。
9. ９．ストッパ（２１，１８）が、ばね線材（３６）寄りの側に、スピゴット（２ ４，１９）を有し、かつ、前記場ね線材（３６）の各端部が、前記スピゴット（ ２４，１９）と前記ストッパ（２１，１８）との間に形成されたリング肩（３４ ，３７）に接触している、請求項２から７までのいずれか１項記載の工具。
10. １０．ばね線材（３６）の切削媒体を含んだコーティング層がばね線材の中間区 域においてスリット（１５）内へのばね線材の入口の直前まで設けられている、 請求項１から９までのいずれか１項記載の工具。
11. １１．担体材料内に埋め込まれたダイヤモンド粒子が切削媒体として設けられて いる、請求項１から１０までのいずれか１項記載の工具。