説明

リーマ及びリーマ加工方法

【課題】バリの発生を効果的に抑制することが可能なリーマ及びリーマ加工方法を提供する。
【解決手段】第1切刃6によって、下穴8の全取代T0の40%以上を切削しつつ、残りの取代T2、すなわち、下穴8の全取代T0の60%以下の取代T2を第2切刃7によって切削する。取代が小さい程バリの抑制効果が高いことは周知であることから、バリの発生を効果的に抑制することができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、リーマ及びリーマ加工方法の改良に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、自動車の自動変速機のバルブボディは、アルミ合金製のブロックに、バルブを嵌装させるスプール穴が形成される。このスプール穴は、嵌装されるバルブの円滑な移動を確保する必要があることから、加工精度が極めて厳格に管理される。したがって、スプール穴は、リーマによって仕上加工がなされるが、前述したようにブロックがアルミ合金製であることから、リーマが下穴を貫通した時に、スプール穴の開口周縁部にバリが発生し易い。そして、このバリが、組み立て時にスプール穴に入り込んでしまうと、スプール穴とバルブとが齧り、バルブが動作不良を起こすおそれがある。しかも、スプール穴とバルブとが齧ると、摺動面にスクラッチが発生し、修正が極めて困難であるため、バルブボディ及びバルブが廃棄されることもある。
【0003】
そこで、特許文献1には、第1切刃が下穴を貫通した時に穴の開口周縁部に生じたバリを、第1切刃の後方で且つ第1切刃よりも外側に位置する第2切刃によって取り除くリーマの開示がある。ところで、この分野の当業者においては、リーマ加工時の取代(切削代)が小さい程、バリが発生し難いことが周知である。しかしながら、特許文献1のリーマは、図3の記載にあるように、第1切刃の半径方向高さに対して第2切刃の半径方向高さが明らかに大きい。すなわち、特許文献1のリーマでは、第2切刃によって取り除かれる取代が大きいことから、依然として、第2切刃による切削によって下穴の開口周縁部にバリが発生するおそれがある。
【0004】
このように、特許文献1は、リーマ加工における切削条件(例えば、全取代に対する第2切刃の半径方向高さの比率、リーマの1回転当りの切削送り量等)の開示が皆無であるため、当業者によって容易に実施できる程度に開示されたものではない。したがって、バリの発生を効果的に抑制することが可能なリーマ及びリーマ加工方法が求められていた。
【特許文献1】特開平8−39350号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、バリの発生を効果的に抑制することが可能なリーマ及びリーマ加工方法を提供することを課題としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明のリーマは、先端部に設けられる第1切刃と、該第1切刃に対して軸方向後方で且つ半径方向外側に設けられる第2切刃と、を有するリーマであって、前記第2切刃は、半径方向高さが、下穴の取代の半径方向高さの60%以下に設定されることを特徴とする。
【0007】
上記課題を解決するために、本発明のリーマ加工方法は、先端部に設けられる第1切刃と、該第1切刃に対して軸方向後方で且つ半径方向外側に設けられる第2切刃と、を有するリーマを使用して下穴をリーマ加工する方法であって、前記第1切刃によって、前記下穴の取代における半径方向高さの40%以上を切削しつつ、残りの取代を、前記第2切刃によって切削することを特徴とする。
【0008】
(発明の態様)
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明(以下、請求可能発明と称する)の態様を例示し、例示された各態様について説明する。ここでは、各態様を、特許請求の範囲と同様に、項に区分すると共に各項に番号を付し、必要に応じて他の項の記載を引用する形式で記載する。これは、請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載、実施形態の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得る。
なお、以下の各項において、(1)〜(6)項の各々が、請求項1〜6の各々に相当する。
【0009】
(1)先端部に設けられる第1切刃と、該第1切刃に対して軸方向後方で且つ半径方向外側に設けられる第2切刃と、を有するリーマであって、第2切刃は、半径方向高さが、下穴の取代の半径方向高さの60%以下に設定される。
本項に記載のリーマによれば、第2切刃の半径方向高さが、下穴の全取代の半径方向高さT0(以下、全取代T0という)の60%以下に設定される。すなわち、第1切刃によって切削される取代の半径方向高さT1(以下、取代T1という)は、全取代T0の40%以上、すなわち、第2切刃によって切削される残りの取代の半径方向高さT2(以下、取代T2という)は、全取代T0(T0=T1+T2)の60%以下である。言い換えると、第2切刃によって切削される最終的な取代T2を、全取代T0の60%以下にすることができる(0.6*T0≧T2)。前述したように、取代が小さい程バリを抑制することができることは周知であるから、本項に記載のリーマによれば、バリの発生を効果的に抑制することができる。
【0010】
(2)第2切刃は、食付き角が45°に設定され、第1切刃は、食付き角が60°から80°の間に設定される(1)のリーマ。
本項に記載のリーマによれば、食付き角が比較的大きい第1切刃によって、心振れを効果的に抑制しながら取代T1で切削が行われ、残りの取代T2が、食付き角が45°のバリの抑制効果が高い第2切刃によって切削される。したがって、第1切刃が下穴を貫通して穴の開口周縁部にバリが発生した場合であっても、このバリを、第2切刃によって確実に取り除くことができる。
【0011】
(3)第2切刃は、第1切刃の軸方向後端部に連続して形成される(1)又は(2)のリーマ。
従来技術のリーマにおいては、第2切刃は、第1切刃に連続しておらず、第1切刃の軸方向後端部から軸方向後方へ間隔をあけて設けられていたので、第1切刃が下穴を貫通してから第2切刃が下穴の開口部に到達するまでの間の工具送りが無駄であり、工数が増加する原因になっていたが、本項に記載のリーマによれば、第1切刃が下穴を貫通すると同時に第2切刃が下穴の開口部に到達するので、工具送りの無駄がなく、生産性を向上させることができる。
本項の態様において、第1切刃と第2切刃とは、チップ式リーマの同一チップ上に配設することができる。
【0012】
(4)先端部に設けられる第1切刃と、該第1切刃に対して軸方向後方で且つ半径方向外側に設けられる第2切刃と、を有するリーマを使用して下穴をリーマ加工する方法であって、第1切刃によって、下穴の取代における半径方向高さの40%以上を切削しつつ、残りの取代を、第2切刃によって切削するリーマ加工方法。
本項のリーマ加工方法によれば、第1切刃によって全取代T0の40%以上の取代T1で下穴を切削しつつ、第2切刃によって残りの取代T2を切削する。言い換えると、第1切刃によって下穴を取代T1で切削しつつ、全取代T0の60%以下の残りの取代T2を第2切刃によって切削する。したがって、本項のリーマ加工方法によれば、第2切刃によって切削される取代T2を、全取代T0の60%以下にすることができる。前述したように、取代が小さい程バリの発生が抑制されることは周知であることから、バリの発生を効果的に抑制することができる。
【0013】
(5)食付き角が60°から80°の間の第1切刃によって、下穴を切削しつつ、食付き角が45°の第2切刃によって、残りの取代を切削する(1)のリーマ加工方法。
本項に記載のリーマ加工方法によれば、食付き角が比較的大きい第1切刃によって、心振れを効果的に抑制しながら取代T1で切削を行い、残りの取代T2を、バリの抑制効果が高い食付き角が45°の第2切刃によって切削する。したがって、第1切刃が下穴を貫通した時に穴の開口周縁部にバリが発生した場合であっても、このバリを第2切刃によって確実に取り除くことができる。
【0014】
(6)リーマの1回転当りの軸方向送り量を、第2切刃の軸方向長さの半分以下に設定する(4)又は(5)のリーマ加工方法。
本項に記載のリーマ加工方法によれば、第1切刃が下穴を貫通した時点の残りの取代T2を、リーマを少なくとも2回転させて切削することができる。したがって、第1切刃が下穴を貫通した時に当該下穴の開口周縁部に発生したバリを、第2切刃の少なくとも2回転によって確実に取り除くことができる。
【0015】
(7)第1切刃の軸方向後端部に連続する第2切刃によって、第1切刃の残りの取代を切削する(4)〜(6)のいずれかのリーマ加工方法。
従来技術のリーマは、第2切刃が第1切刃に連続していない。このため、従来技術のリーマ加工では、第1切刃による切削後、残りの取代T2が、第1切刃の軸方向後端部から軸方向後方へ間隔をあけて設けられていた第2切刃によって切削されていた。したがって、従来技術のリーマ加工では、第1切刃が下穴を貫通してから第2切刃が下穴の開口部に到達するまでの間の工具送りが無駄であり、工数が増加する原因になっていたが、本項のリーマ加工方法によれば、第1切刃が下穴を貫通すると同時に第2切刃が下穴の開口部に到達するので、工具送りの無駄がなく、生産性を向上させることができる。
【発明の効果】
【0016】
バリの発生を効果的に抑制することが可能なリーマ及びリーマ加工方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
本発明の一実施形態を図1〜図5に基いて説明する。
図1及び図2に示されるように、本実施形態のリーマ1は、円柱形状の刃部2の外周部分に、軸方向(図1における左右方向)へ延びる1条の直溝3が設けられる。また、リーマ1は、直溝3の先端部に形成された凹形状のチップ取付部4に、切刃チップ5が取り付けられる。なお、切刃チップ5は、超硬工具鋼あるいはダイヤモンド焼結体等によって構成することができる。
【0018】
切刃チップ5は、その先端部に、食付き角λ1が60°から85°の間(本実施形態では、70°)に設定された第1切刃6が形成される。また、切刃チップ5は、第1切刃6の後端部6a(軸方向後端部)に連続する第2切刃7を有する。この第2切刃7は、食付き角λ2が45°に設定され、第1切刃6に対して軸方向後方(図1における右方向)で且つ半径方向外側(図1における下側)に位置する。第1切刃6は、その切刃高さH1(半径方向高さ)が、残りの取代T2、すなわち、第1切刃6による切削後に、第2切刃7によって取り除く取代T2が、下穴8の全取代T0の60%以下になるように設定される(0.6*T0≧T2)。なお、第2切刃7は、その切刃高さH2が、当然、第1切刃6による切削後の残りの取代T2に等しい(0.6*T0≧H2=T2)。
【0019】
次に、本実施形態の作用を説明する。ここでは、ドリルによる下穴8の加工が完了したアルミニウム合金製のバルブボディのスプール穴を、本実施形態のリーマ1によってリーマ加工する場合を説明する。
なお、切削条件は以下に示す通りである。
切刃チップ5の材質: ダイヤモンド焼結体
第1切刃6の食付き角(λ1): 70°
第2切刃7の食付き角(λ2): 45°
第2切刃7の半径方向高さ(H2): 0.15 mm (T0の60%)
スプール穴の下穴8の全取代(T0): 0.25 mm
第1切刃6によって取り除かれる取代(T1): 0.10 mm (T0の40%)
第2切刃7によって取り除かれる取代(T2): 0.15 mm (T2=H2、T0の60%)
切削送り量(f): 0.07 mm/rev (T2の半分以下)
【0020】
上記条件の基では、図3に示されるように、全取代T0(0.25 mm)の40%の取代T1 (0.1 mm)で、食付き角λ1が70°の第1切刃6によって下穴8を切削しつつ、残りの取代T2 (0.15 mm)を、第1切刃6の後端部6aに連続する食付き角λ2が45°の第2切刃7によって切削する。そして、図4に示されるように、第1切刃6が下穴8を貫通した時点では、残りの取代T2の軸方向長さL0は、第2切刃7の軸方向長さL2、すなわち、第2切刃7の食付き角λ2が45°であることから、半径方向高さH2 (0.15 mm)に等しい距離が残される(L2=H2)。
【0021】
この第1切刃6が下穴8を貫通した時点における軸方向長さがL0の残りの取代T2は、リーマ1の1回転当りの切削送り量f (0.07 mm)が第2切刃7の軸方向長さL2 (0.15 mm)の半分以下に設定されていることから、図5に示されるように、リーマ1の少なくとも2回転(本実施形態では3回転)を以って切削される。言い換えると、下穴8の開口直近の取代T2の半径方向高さを、リーマ1を1回転当りf (0.07 mm)づつ送って段階的に減少させながら、当該下穴8の開口直近の取代T2を切削する。
なお、本実施形態のリーマ1を使用して、アルミニウム合金製のバルブボディのスプール穴をリーマ加工した結果、1000個のバルブボディを加工した時点でもバリが発生していなかった。
【0022】
この実施形態では以下の効果を奏する。
本実施形態によれば、第1切刃6によって、下穴8の全取代T0の40%以上を切削しつつ、残りの取代T2、すなわち、下穴8の全取代T0の60%以下の取代T2を第2切刃7によって切削する。したがって、取代が小さい程バリの抑制効果が高いことは周知であることから、本実施形態によれば、第2切刃7の取代T2が全取代T0に対して比較的大きく設定される従来技術と比較して、バリの発生を効果的に抑制することができる。
本実施形態によれば、第1切刃6の食付き角λ1を60°から85°の間(本実施形態では70°)に設定し、第2切刃7の食付き角λ2を45°に設定した。したがって、本実施形態によれば、食付き角λ1が比較的大きい第1切刃6によって、心振れを効果的に抑制しつつ全取代T0の40%以上の取代T1で第1切削を行い、残りの取代T2、すなわち、全取代T0の60%以下の取代T2を、バリの抑制効果が高い食付き角λ2が45°の第2切刃7によって切削する。これにより、第1切刃6が下穴8を貫通して下穴8の開口周縁部にバリが発生した場合であっても、このバリを、第2切刃7によって確実に取り除くことができる。
本実施形態によれば、第2切刃7を第1切刃6の後端部6aに連続させたので、第1切刃6が下穴8を貫通すると同時に、第2切刃7が下穴8の開口部に到達する。したがって、従来技術のような工具送りの無駄がなく、生産性を向上させることができる。
本実施形態では、リーマ1の1回転当りの切削送り量fを第2切刃7の軸方向長さL2の半分以下に設定に設定した。ここで、第2切刃7の軸方向長さL2は、第1切刃6が下穴8を貫通した時点の残りの取代T2の軸方向長さL0に等しいことから、第1切刃6が下穴8を貫通した時点の残りの取代T2は、リーマ1の少なくとも2回転によって切削される。言い換えると、本実施形態によれば、下穴8の開口直近の取代T2の半径方向高さを、リーマ1を1回転当りfづつ送って段階的に減少させながら、当該下穴8の開口直近の取代T2を切削する。したがって、第1切刃6が下穴8を貫通して下穴8の開口周縁部にバリが発生した場合であっても、このバリを、第2切刃7によって確実に取り除くことができる。
【0023】
なお、実施形態は上記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
本実施形態では、刃部2に1条の直溝3を設け、該直溝3のチップ取付部4に切刃チップ5を取り付けてリーマ1を構成したが、例えば、刃部2に軸回りの角度位相が180°の2条の直溝3を設け、各直溝3のチップ取付部4にそれぞれ切刃チップ5を取り付けてリーマ1を構成してもよい。
本実施形態では、チップ式の切刃6、7を有するリーマ1について説明したが、刃部2に形成した溝の先端部に第1切刃6及び第2切刃7を形成してリーマ1を形成してもよい。
本実施形態では、第2切刃7を第1切刃6の後端部6aに連続させたが、他の条件(切刃6及び7の各食付き角λ1及びλ2、ならびに、第2切刃7によって切削される取代T2の全取代T0に対する比率等)が同一であれば、必要に応じて、第1切刃6と第2切刃7との間に軸方向の間隔をあけてもよい。しかしながら、当然、この第1切刃6と第2切刃7との間隔は、できる限り小さいことが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本実施形態のリーマの刃部の先端部分の正面図である。
【図2】図1のリーマの平面図である。
【図3】本実施形態の説明図であって、第1切刃が下穴を貫通する前の状態を取代を断面で示した図である。
【図4】図3において、第1切刃が下穴を貫通した時点の状態を示す図である。
【図5】図4の状態から、取代が送りfで段階的に切削されることを示す図である。
【符号の説明】
【0025】
1 リーマ、5 切刃チップ、6 第1切刃、6a 後端部(第1切刃の軸方向後端部)、7 第2切刃、8 下穴

【特許請求の範囲】
【請求項1】
先端部に設けられる第1切刃と、該第1切刃に対して軸方向後方で且つ半径方向外側に設けられる第2切刃と、を有するリーマであって、
前記第2切刃は、半径方向高さが、下穴の取代の半径方向高さの60%以下に設定されることを特徴とするリーマ。
【請求項2】
前記第2切刃は、食付き角が45°に設定され、前記第1切刃は、食付き角が60°から85°の間に設定されることを特徴とする請求項1に記載のリーマ。
【請求項3】
前記第2切刃は、前記第1切刃の軸方向後端部に連続して形成されることを特徴とする請求項1又は2に記載のリーマ。
【請求項4】
先端部に設けられる第1切刃と、該第1切刃に対して軸方向後方で且つ半径方向外側に設けられる第2切刃と、を有するリーマを使用して下穴をリーマ加工する方法であって、
前記第1切刃によって、前記下穴の取代の半径方向高さの40%以上を切削しつつ、残りの取代を、前記第2切刃によって切削することを特徴とするリーマ加工方法。
【請求項5】
食付き角が60°から85°の間の前記第1切刃によって前記下穴を切削しつつ、食付き角が45°の前記第2切刃によって、残りの取代を切削することを特徴とする請求項4に記載のリーマ加工方法。
【請求項6】
前記リーマの1回転当りの軸方向送り量を、前記第2切刃の軸方向長さの半分以下に設定することを特徴とする請求項4又は5に記載のリーマ加工方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2009−214197(P2009−214197A)
【公開日】平成21年9月24日(2009.9.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−57823(P2008−57823)
【出願日】平成20年3月7日(2008.3.7)
【出願人】(000003207)トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Fターム(参考)】