(57)【要約】【課題】被加工物の形状を問わず、下穴の内周面を精度良く加工することが可能な中ぐり加工工具を提供する。【解決手段】工具本体３０の回転軸線Ｐｔのまわりに１８０度の位相差を有する２つの位置に刃具保持部５０，５２を設け、刃具保持部５２を刃具保持部５０より先端側の端２８に近い位置に設けて、同じ構成の刃先位置調整装置１０８，１２８が保持する同じ形状，寸法のチップ８８，９０の刃先１０６より刃先１２２を端２８に近い位置に位置させ、刃先１２２の回転軸線Ｐｔからの距離を刃先１０６より小さく調整する。チップ８８，９０は回転軸線Ｐｔに平行な方向における切削と加工代とを分担し、各切削抵抗の方向が逆であり、下穴１８の周壁の全体としての変位，弾性変形等が抑制される。加工終了後、工具を刃先１０６から刃先１２２に向かう向きに移動させて刃先１０６，１２２を加工後の内周面から離間させ、内周面に接触させることなく抜け出させる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端から第２端に向かって延びる長手形状の部材であって、長手方向に平行な中心軸線を有し、前記第１端側に、工作機械の工具保持部により保持される被保持部を有する工具本体と、
その工具本体の前記第２端側の端部である先端部の、前記中心軸線のまわりに１８０度の位相差を有する２つの位置に設けられ、それぞれ切れ刃を有する第１刃具および第２刃具と
を含み、下穴を有する被加工物との前記中心軸線のまわりの相対回転により、前記下穴の内周面の切削加工を行う中ぐり加工工具であって、
前記第１刃具の切れ刃の前記中心軸線から最も遠い部分である第１刃先の、前記中心軸線からの距離である第１距離より、前記第２刃具の刃先である第２刃先の前記中心軸線からの距離である第２距離の方が小さくされ、かつ、前記中心軸線に平行な方向に関して、前記第２刃先の方が前記第１刃先より前記第２端に近くされた中ぐり加工工具。
【請求項２】
第１端から第２端に向かって延びる長手形状の部材であって、長手方向に平行な中心軸線を有し、前記第１端側に、工作機械の工具保持部により保持される被保持部を有する工具本体と、
その工具本体の前記第２端側の端部である先端部に設けられ、互いに同じ構成を有し、それぞれ切れ刃を有する第１刃具および第２刃具と
を含み、下穴を有する被加工物との前記中心軸線まわりの相対回転により、前記下穴の内周面の切削加工を行う中ぐり加工工具であって、
前記工具本体の前記先端部に設けられた第１刃具保持部と、
その第１刃具保持部との間に、前記中心軸線のまわりに１８０度の位相差を有し、かつ、前記第１刃具保持部より前記第２端に近い位置に設けられた第２刃具保持部と、
互いに同じ構成を有し、それぞれ前記第１刃具および前記第２刃具を保持して、それぞれ前記第１刃具保持部および前記第２刃具保持部に保持される第１刃先位置調整装置および第２刃先位置調整装置と
を含み、それら第１刃先位置調整装置および第２刃先位置調整装置が、前記第１刃具および前記第２刃具の位置を、第１刃具の切れ刃の前記中心軸線から最も遠い部分である第１刃先の、前記中心軸線からの距離である第１距離より、前記第２刃具の刃先である第２刃先の前記中心軸線からの距離である第２距離の方が小さい状態に調整可能とされた中ぐり加工工具。
【請求項３】
前記第１刃先と前記第２刃先との、前記中心軸線に平行な方向の位置の差である軸方向位置差が１ｍｍ以下である請求項２に記載の中ぐり加工工具。
【請求項４】
前記第１刃具および前記第２刃具が、それぞれ第１刃具保持部材および第２刃具保持部材のチップ取付座に着脱可能に取り付けられる第１切削チップおよび第２切削チップであり、それら第１刃具保持部材と第２刃具保持部材、第１チップ取付座と第２チップ取付座、第１切削チップと第２切削チップとが、互いに同一の形状および寸法を有する請求項２または３に記載の中ぐり加工工具。
【請求項５】
前記第１刃具保持部と前記第２刃具保持部とが、それぞれ前記工具本体に、前記中心軸線と直交する方向に延びる状態で設けられた第１保持穴および第２保持穴を含み、前記第１刃具を保持する第１刃具保持部材と前記第２刃具を保持する第２刃具保持部材とがそれぞれ前記第１保持穴および前記第２保持穴に相対回転不能かつ摺動可能に嵌合される第１軸部および第２軸部を含み、前記第１刃先位置調整装置および前記第２刃先位置調整装置が、それぞれ第１，第２軸部の前記第１，第２保持穴への嵌合深さを調節することにより前記第１，第２刃先の位置を調整するものである請求項２ないし４のいずれかに記載の中ぐり加工工具。
【請求項６】
請求項２ないし５のいずれかに記載の中ぐり加工工具を使用して、被加工物の下穴の内周面を切削加工する方法であって、
前記第１刃先の前記中心軸線からの距離を、前記下穴の半径よりΔｒ大きい距離に調整するとともに、前記第２刃先の前記中心軸線からの距離を、前記下穴の半径よりΔｒ／２大きい距離に調整する刃先位置調整工程と、
その刃先位置が調整された中ぐり加工工具の中心軸線と前記下穴の中心軸線とを一致させた状態で、中ぐり加工工具と前記被加工物とを中心軸線のまわりに相対回転させつつ、中ぐり加工工具を前記第２端側から前記下穴内に進入させ、その下穴の内周面を切削加工する切削工程と、
その切削工程の終了後に、前記中ぐり加工工具と前記下穴とを、前記第１刃先から前記第２刃先に向かう向きに、第１刃先も第２刃先も切削加工後の穴の内周面に接触しなくなるまで相対移動させる切込解除工程と、
その切込解除工程の後に、前記中ぐり加工工具と前記被加工物とを前記中心軸線に平行な方向に相対移動させて、中ぐり加工工具を切削加工後の穴から抜け出させる戻し工程と
を含むことを特徴とする中ぐり加工方法。
【請求項７】
前記下穴としてエンジンのシリンダボアの下穴を切削加工する請求項６に記載の中ぐり加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中ぐり加工工具および中ぐり加工方法に関するものであり、特に、加工精度の向上に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
中ぐり加工工具には、下記の特許文献１および２に記載されているように、被加工物に形成された下穴の内周面を複数段階に切削加工する工具がある。特許文献１に記載の中ぐり加工工具は中ぐり加工専用の加工機に設けられ、荒仕上げ刃具，中仕上げ刃具および精仕上げ刃具を備えている。中仕上げ刃具および精仕上げ刃具はそれぞれ、回転軸線と直交する方向である半径方向に移動可能に設けられ、作動軸の前進，後退がスライド片およびピンにより刃具の半径方向の移動に変換され、刃先の旋回半径が変えられるようにされている。そして、中仕上げ刃具による下穴の加工時には、中仕上げ刃具の刃先の旋回半径は下穴を中仕上げ加工する所定の中仕上げ加工旋回半径とされ、精仕上げ刃具の刃先の旋回半径は中仕上げ加工旋回半径より小さくされて下穴の内周面に接触しないようにされ、荒仕上げ刃具による下穴の加工に続いて中仕上げ刃具により加工が行われる。中仕上げされた穴の精仕上げ刃具による加工時には、精仕上げ刃具の刃先の旋回半径は中仕上げ加工旋回半径より大きくされ、中仕上げ刃具の刃先の旋回半径は中仕上げ加工旋回半径より小さくされて穴の内周面に接触しないようにされる。中ぐり加工工具を、加工を行うことなく回転軸線に平行な方向において移動させる際には、中仕上げ刃具および精仕上げ刃具の各刃先の旋回半径はいずれも穴の内周面に接触しない大きさとされる。
【０００３】
また、特許文献２に記載の中ぐり加工工具は、荒加工用刃具および仕上げ加工用刃具を備え、マシニングセンタにおいて使用される。荒加工用刃具および仕上げ加工用刃具は、共通の保持部材に保持され、保持部材を保持する弾性変形部材が、その内部への油圧の供給によって回転軸線と直交する半径方向に移動させられることにより、荒加工用刃具および仕上げ加工用刃具の各旋回半径が変えられるようにされている。下穴は中ぐり加工工具の往復動により荒加工および仕上げ加工され、往動時には荒加工用刃具の旋回半径が荒加工を行う大きさとされ、仕上げ加工用刃具の旋回半径はそれより小さくされる。復動時は仕上げ刃具の旋回半径が仕上げ加工を行う大きさとされ、荒加工刃具の旋回半径はそれより小さくされる。また、中ぐり加工工具の移動に対して弾性変形部材の弾性変形による刃具の半径方向の移動量を漸変させることにより、テーパ穴の内周面の仕上げ加工が行われ、さらに、仕上げ刃具の摩耗時には弾性変形量が変えられ、仕上げ加工用刃具について仕上げ加工に要する旋回半径が得られるようにされる。
【特許文献１】特開２００２−３０７２１６公報
【特許文献２】特開２００３−３１１５１７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、被加工物が、例えばエンジンのシリンダブロックの、周囲に冷却水用の隙間が形成されたシリンダボアの下穴の内周面のように、変形し易い筒状部の内周面に仕上げ切削加工を施す場合、被加工部位の剛性が低いため、刃具の刃先が摩耗して切削抵抗が増大すれば、筒状部全体が撓んで逃げ、芯がずれて下穴を精度良く加工することが困難となる。特に、マシニングセンタのような汎用機では、専用機と比較して主軸の剛性が低いため、切削抵抗の増大による刃具の逃げが大きく、加工精度の維持がより困難である。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、被加工物の構造を問わず、下穴の内周面を精度良く加工することが可能な中ぐり加工工具の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題は、下穴を有する被加工物との相対回転により、下穴の内周面の切削加工を行う中ぐり加工工具を、(a)第１端から第２端に向かって延びる長手形状の部材であって、長手方向に平行な中心軸線を有し、前記第１端側に、工作機械の工具保持部により保持される被保持部を有する工具本体と、(b)その工具本体の前記第２端側の端部である先端部の、前記中心軸線のまわりに１８０度の位相差を有する２つの位置に設けられ、それぞれ切れ刃を有する第１刃具および第２刃具とを含むものとするとともに、第１刃具の切れ刃の前記中心軸線から最も遠い部分である第１刃先の、中心軸線からの距離である第１距離より、第２刃具の刃先である第２刃先の中心軸線からの距離である第２距離の方を小さくし、かつ、中心軸線に平行な方向に関して、第２刃先の方を第１刃先より第２端に近くすることにより解決される。
上記工作機械の工具保持部は、回転駆動される主軸であることが多いが、回転駆動されない工具保持部に保持させることも可能である。被加工物が回転させ易いものである場合には、被加工物を回転させてもよいのである。
【発明の効果】
【０００６】
互いに相対回転する中ぐり加工工具と下穴との中心軸線に平行な方向の相対移動により、まず、第２刃具によって下穴の内周面が切削加工され、その内周面が続いて第１刃具によって切削加工される。第２刃先と第１刃先とは、中心軸線に平行な方向における位置が異ならされているため、それぞれが下穴の内周面を中心軸線に平行な方向において分担して切削を行うことが保証される。そのため、第１，第２刃具の各加工により切削抵抗が生じるとともに、中心軸線のまわりに１８０度の位相差を有する２つの位置に設けられた第１刃具および第２刃具の各切削抵抗は方向が逆であり、被加工物が全体として撓んで内周面の中心線がずれることが抑制され、あるいは防止される。また、第１刃先と第２刃先とのそれぞれ中心軸線からの距離が異ならされているため、第１，第２刃具は下穴に予定されている加工代を確実に分担し、その分、刃具毎の切削抵抗が小さくなり、被加工物の弾性変形が抑制される。第１，第２刃具の加工代が互いに同じにされれば、弾性変形量が特に小さくて済み、加工精度が向上する。また、中ぐり加工工具が主軸に取り付けられ、回転させられて加工を行う場合、主軸の剛性が比較的低くても、その撓みが少なくて済み、刃具の下穴の内周面からの逃げが低減されて加工精度の低下が抑制される。
【発明の態様】
【０００７】
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」という場合がある。請求可能発明は、少なくとも、請求の範囲に記載された発明である「本発明」ないし「本願発明」を含むが、本願発明の下位概念発明や、本願発明の上位概念あるいは別概念の発明を含むこともある。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。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，実施例の記載，従来技術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のである。
【０００８】
なお、以下の各項において、（１）項が請求項１に相当し、（４）項が請求項２に、（５）項が請求項３に、（６）項が請求項４に、（７）項が請求項５に、（１０）項が請求項６に、（１１）項が請求項７に、それぞれ相当する。
【０００９】
（１）第１端から第２端に向かって延びる長手形状の部材であって、長手方向に平行な中心軸線を有し、前記第１端側に、工作機械の工具保持部により保持される被保持部を有する工具本体と、
その工具本体の前記第２端側の端部である先端部の、前記中心軸線のまわりに１８０度の位相差を有する２つの位置に設けられ、それぞれ切れ刃を有する第１刃具および第２刃具と
を含み、下穴を有する被加工物との前記中心軸線のまわりの相対回転により、前記下穴の内周面の切削加工を行う中ぐり加工工具であって、
前記第１刃具の切れ刃の前記中心軸線から最も遠い部分である第１刃先の、前記中心軸線からの距離である第１距離より、前記第２刃具の刃先である第２刃先の前記中心軸線からの距離である第２距離の方が小さくされ、かつ、前記中心軸線に平行な方向に関して、前記第２刃先の方が前記第１刃先より前記第２端に近くされた中ぐり加工工具。
（２）前記第１刃先と前記第２刃先との、前記中心軸線に平行な方向の位置の差である軸方向位置差が１ｍｍ以下である(1)項に記載の中ぐり加工工具。
中ぐり加工工具の使用時に、第１刃具と第２刃具との双方が確実に切削を行うようにすれば、本発明の効果が得られるが、両刃具が均等に切削を行うようにすれば、本発明の効果を一層良好に享受できる。そして、軸方向位置差を、中ぐり加工工具と被加工物との１相対回転当たりの送り量以上とすれば、第１刃具と第２刃具とが確実にそれぞれの分担分の切削を行うようにでき、両刃具に均等に切削を行わせることが容易になることは明らかである。しかし、第１刃具と第２刃具とが確実にそれぞれの分担分の切削を行うことが保証される範囲で、軸方向位置差をできる限り小さくすることが望ましい。切削加工は第１刃具と第２刃具とが共に被加工穴から抜け出るまで行われることが多いが、第２刃具が被加工穴を抜けた後は、第１刃具のみで切削が行われることとなり、切削抵抗の半径方向成分のアンバランスが生じるため、その状態での加工は可及的に少ないことが望ましいからである。そして、後に実施例の項において具体的に説明するように、軸方向位置差を１相対回転当たりの送り量より小さくしても、第１刃具と第２刃具とが確実にそれぞれの分担分の切削を行うことを保証し得る場合がある。ただし、この軸方向位置差を１相対回転当たりの送り量より小さくし得る範囲は、第１刃具および第２刃具の切れ刃の曲率半径と、第１刃具および第２刃具の切込みの大きさとによって変わり、一律には決まらない。
仕上げ切削加工に使用される中ぐり加工工具に限定すれば、仕上げ切削加工時の１相対回転当たりの送り量が１ｍｍ以上とされることはまずないため、軸方向位置差を１ｍｍ以下の範囲から選定し得、０．６ｍｍ以下、あるいは０．４ｍｍ以下の範囲から選定し得ることが多い。
（３）第１端から第２端に向かって延びる長手形状の部材であって、長手方向に平行な中心軸線を有し、前記第１端側に、工作機械の工具保持部により保持される被保持部を有する工具本体と、
その工具本体の前記第２端側の端部である先端部に設けられ、それぞれ切れ刃を有する第１刃具および第２刃具と
を含み、下穴を有する被加工物との前記中心軸線まわりの相対回転により、前記下穴の内周面の切削加工を行う中ぐり加工工具であって、
前記工具本体の前記先端部の、前記中心軸線のまわりに互いに１８０度の位相差を有する２つの部分にそれぞれ設けられた第１刃具保持部および第２刃具保持部と、
それぞれ前記第１刃具および前記第２刃具を保持して、それぞれ前記第１刃具保持部および前記第２刃具保持部に保持される第１刃先位置調整装置および第２刃先位置調整装置と
を含み、前記第１刃具の切れ刃の前記中心軸線から最も遠い部分である第１刃先よりも、前記第２刃具の切れ刃の前記中心軸線から最も遠い部分である第２刃先の方が前記第２端の近くに位置させられ、かつ、前記第１刃先位置調整装置および前記第２刃先位置調整装置が、前記第１刃先の前記中心軸線からの距離である第１距離より、前記第２刃先前記中心軸線からの距離である第２距離の方が小さい状態に調整可能とされた中ぐり加工工具。
前記(1)項に係る中ぐり加工工具は、刃具が工具本体に一体的に固着されたもののことであると狭義に解釈することもできるが、第１，第２刃先の位置調整が行われた状態の本項の中ぐり加工工具をも包含すると広義に解釈することもできる。
本項に記載の中ぐり加工工具によれば、(1)項に記載の中ぐり加工工具と同様の作用，効果が得られる上、第１，第２刃先はそれぞれ、刃先位置調整装置による位置の調整により、中心軸線からの距離が所定の大きさとなる位置に位置させられ得るため、刃先が摩耗しても、調整により再び所定の位置に位置させることができる。
（４）前記第１刃具と前記第２刃具、および前記第１刃先位置調整装置と前記第２刃先位置調整とが互いに同じものであり、前記第２工具保持部が前記第１工具保持部より前記第２端に近い位置に設けられることにより、前記第２刃先が前記第１刃先より前記第２端の近くに位置させられた(3)項に記載の中ぐり加工工具。
本項の中ぐり加工工具においては、第１刃具と前記第２刃具、および第１刃先位置調整装置と第２刃先位置調整装置とが互いに同じものとされるため、第１，第２刃具は、第１，第２刃先位置調整装置がそれぞれ保持される第１，第２刃具保持部の位置の違いにより、第２刃具が第１刃具より第２端の近くに位置させられる。第１刃先と第２刃先との中心軸線に平行な方向の位置を互いに異ならせつつ、同じ構成の刃具および刃先位置調整装置を用いることができ、中ぐり加工工具を安価に構成することができる。
（５）前記第１刃先と前記第２刃先との、前記中心軸線に平行な方向の位置の差である軸方向位置差が１ｍｍ以下である(3)項または(4)項に記載の中ぐり加工工具。
本項に記載の中ぐり加工工具は、(2)項に記載の中ぐり加工工具と同様に説明される。
（６）前記第１刃具および前記第２刃具が、それぞれ第１刃具保持部材および第２刃具保持部材のチップ取付座に着脱可能に取り付けられる第１切削チップおよび第２切削チップであり、それら第１刃具保持部材と第２刃具保持部材、第１チップ取付座と第２チップ取付座、第１切削チップと第２切削チップとが、互いに同一の形状および寸法を有する(3)項または(5)項に記載の中ぐり加工工具。
前記刃先位置調整装置は、刃具保持部材に設けられて刃先位置を調整し、刃具保持部材，チップ取付座が互いに同一の形状，寸法を有するものとされることにより、第１，第２刃先位置調整装置は互いに同じものされる。
（７）前記第１刃具保持部と前記第２刃具保持部とが、それぞれ前記工具本体に、前記中心軸線と直交する方向に延びる状態で設けられた第１保持穴および第２保持穴を含み、前記第１刃具を保持する第１刃具保持部材と前記第２刃具を保持する第２刃具保持部材とがそれぞれ前記第１保持穴および前記第２保持穴に相対回転不能かつ摺動可能に嵌合される第１軸部および第２軸部を含み、前記第１刃先位置調整装置および前記第２刃先位置調整装置が、それぞれ第１，第２軸部の前記第１，第２保持穴への嵌合深さを調節することにより前記第１，第２刃先の位置を調整するものである(3)項ないし(6)項のいずれかに記載の中ぐり加工工具。
（８）前記第１保持穴および前記第２保持穴が、それぞれ前記工具本体に取り付けられた第１スリーブおよび第２スリーブに形成された(7)項に記載の中ぐり工具。
（１０）(3)項ないし(8)項のいずれかに記載の中ぐり加工工具を使用して、被加工物の下穴の内周面を切削加工する方法であって、
前記第１刃先の前記中心軸線からの距離を、前記下穴の半径よりΔｒ大きい距離に調整するとともに、前記第２刃先の前記中心軸線からの距離を、前記下穴の半径よりΔｒ／２大きい距離に調整する刃先位置調整工程と、
その刃先位置が調整された中ぐり加工工具の中心軸線と前記下穴の中心軸線とを一致させた状態で、中ぐり加工工具と前記被加工物とを中心軸線のまわりに相対回転させつつ、中ぐり加工工具を前記第２端側から前記下穴内に進入させ、その下穴の内周面を切削加工する切削工程と、
その切削工程の終了後に、前記中ぐり加工工具と前記下穴とを、前記第１刃先から前記第２刃先に向かう向きに、第１刃先も第２刃先も切削加工後の穴の内周面に接触しなくなるまで相対移動させる切込解除工程と、
その切込解除工程の後に、前記中ぐり加工工具と前記被加工物とを前記中心軸線に平行な方向に相対移動させて、中ぐり工具を切削加工後の穴から抜け出させる戻し工程と
を含むことを特徴とする中ぐり加工方法。
本項に記載の方法によれば、(3)項ないし(8)項にそれぞれ記載の中ぐり加工工具により得られる効果が得られる。特に、第１刃具と第２刃具との各加工代が同じ（Δｒ／２）であり、加工時に生じる切削抵抗が相殺されてバランスが良く、被加工部位の全体としての変位および弾性変形が特に減少し、加工が精度良く行われる。その上、第１，第２刃具は１８０度の位相差を有する２つの位置にそれぞれ設けられているが、各刃先の中心軸線からの距離が異ならされているため、その差分、中ぐり加工工具と下穴とを中心軸線と直交する方向に相対移動させて、第１，第２刃先のいずれも、加工後の穴の内周面に接触しないようにすることができる。刃具を刃先が穴の内周面に接触しない位置へ退避させるためのリトラクト機構が不要であり、容易にかつ安価に、穴の内周面を疵付けることなく、中ぐり加工工具を下穴から抜け出させることができる。
（１１）前記下穴としてエンジンのシリンダボアの下穴を切削加工する(10)項に記載の中ぐり加工方法。
シリンダボアが形成されるシリンダブロックは、鋳鉄，鋳鋼等鉄を主体とする材料から成るものでもよいが、比較的剛性の低いアルミニウム合金製（シリンダボアの内周面は鋳鉄等別の材料で形成されてもよい）である場合に本発明が特に有効である。
シリンダボアは、形状精度となる真円度および円筒度等について特に高い加工精度が要求されるが、本発明によれば、その要求を満たすことが容易となる。
【実施例】
【００１０】
以下、請求可能発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、請求可能発明は、下記実施例の他、上記〔発明の態様〕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を施した態様で実施することができる。
【００１１】
図１および図２に、請求可能発明の一実施例である仕上げ切削加工用の中ぐり加工工具により中ぐり加工が施される被加工物としてのエンジンのシリンダブロック１０が概略的に図示されている。シリンダブロック１０はアルミニウム合金製であり、内部に複数、本シリンダブロック１０では４つのシリンダボア１２が等間隔に１列に並んで形成されている。４つのシリンダボア１２の各内周面１４はそれぞれ、シリンダブロック１０に鋳込まれた鋳鉄１６により形成され、シリンダボア１２の下穴１８の鋳鉄製の内周面２０（図３参照）が中ぐり加工工具により切削加工される。シリンダブロック１０にはまた、４つのシリンダボア１２の外側に、それらシリンダボア１２を囲むとともに、互いにつながった状態で冷却水用溝２２が形成され、シリンダボア１２の大部分は円筒状部材により構成されている。
【００１２】
本中ぐり加工工具は工作機械たるマシニングセンタにおいて使用されるものであり、図３に示すように、互いに隔たった一方の端２６から他方の端２８に向かって延びる長手形状の工具本体３０を備えている。工具本体３０は、長手方向に平行な中心軸線たる回転軸線Ｐｔを有し、その端２６側に半径方向外向きのフランジ部３２およびフランジ部３２の端２６側の端面から延び出させられたテーパ状の突部３４が設けられている。突部３４はマシニングセンタの主軸３６内に嵌合され、図示を省略する保持部材により保持されて、主軸３６に相対回転不能かつ軸方向に相対移動不能に取り付けられる。突部３４が被保持部を構成し、主軸３６が工作機械の工具保持部を構成している。主軸３６は、回転駆動装置３８により軸線まわりに回転させられ、移動装置４０により、主軸３６の回転軸線に平行な方向およびその主軸回転軸線と直交するとともに互いに直交する２方向であって、一平面内、例えば、水平面内において互いに直交する２方向と、それら２方向と直交する方向である鉛直方向とに移動させられる。
【００１３】
工具本体３０の端２８側の端部である先端部には、図３に示すように、その回転軸線Ｐｔのまわりに１８０度の位相差を有する２つの位置にそれぞれ、刃具保持部５０，５２が設けられている。工具本体３０は、図３および図４に示すように、先端部の直径方向に隔たった部分がそれぞれ、回転軸線Ｐｔと平行に、かつ互いに平行に切り欠かれ、平面状の取付座５４，５６が形成されるとともに、取付座５４，５６にそれぞれ開口し、回転軸線Ｐｔと直交する方向に延びる状態で嵌合穴５８，６０が形成されている。
【００１４】
これら嵌合穴５８，６０はそれぞれ、横断面形状が円形を成し、直径およびその中心線に平行な方向の長さは同じであるが、図５に示すように、回転軸線Ｐｔに平行な方向に関して嵌合穴６０の方が嵌合穴５８より先端側であって、端２８に近い位置に形成され、それぞれスリーブ６２，６４が嵌合されている。スリーブ６２，６４にはそれぞれ、軸方向の一端部に半径方向外向きに延び出すフランジ部６６，６８が設けられ、嵌合穴５８，６０から工具保持体３０の外へ突出させられ、取付座５４，５６に着座させられるとともに、固定装置たる複数のボルト７０（図７参照）によって固定され、スリーブ６２，６４が工具本体３０に着脱可能に固定されている。スリーブ６２，６４によりそれぞれ、保持穴７２，７４が形成され、工具本体３０の保持穴７２，７４が設けられた部分がそれぞれ、前記刃具保持部５０，５２を構成している。本保持穴７２，７４は、横断面形状が円形を成し、中心線方向の両端が開口する貫通穴である。スリーブ６２，６４も形状，寸法が同じものであり、刃具保持部５０，５２は、回転軸線Ｐｔのまわりに１８０度の位相差を有する２つの位置に設けられるとともに、刃具保持部５２が刃具保持部５０より端２８に近い位置に設けられている。
【００１５】
刃具保持部５０，５２にはそれぞれ、図５に示すように、刃具保持部材８０，８２が保持され、刃具保持部材８０，８２の各々に設けられたチップ取付座８４，８６にそれぞれ、刃具としての切削チップ（以後、チップと略称する）８８，９０が着脱可能に取り付けられている。刃具保持部５０，５２はチップ保持部であり、刃具保持部材８０，８２はチップ保持部材である。刃具保持部材８０は、図６に示すように、横断面形状が円形を成す軸部９４を備え、保持穴７２に相対回転不能かつ軸方向に摺動可能に嵌合されている。軸部９４の保持穴７２に対する回転は、スリーブ６２の周壁に半径方向に嵌合され、保持穴７２の内周面から突出させられて係合突部を構成するピン９６が、軸部９４の外周面に軸方向に延びる状態で形成されて係合凹部を構成する係合溝９８に嵌合されることにより阻止される。ピン９６および係合溝９８が相対回転阻止装置を構成している。軸部９４に係合突部が設けられ、スリーブ６２に係合凹部が設けられてもよい。
【００１６】
軸部９４の軸方向の一端部は、図６に示すように、スリーブ６２のフランジ部６６から突出させられ、その突出端部には軸部９４より大径の雄ねじ部１００が設けられるとともに、調整ナット１０２が螺合されている。この雄ねじ部１００から突出させられた突部１０３に前記チップ取付座８４が形成され、チップ８８が着座させられ、ねじ１０１の締付けにより、着脱可能に取り付けられている。
【００１７】
刃具保持部材８０は、図６に示すように、軸部９４の他端部がスリーブ６２から突出させられ、その他端部とスリーブ６２との間に配設された付勢装置の一種である弾性部材としてのばねである複数の皿ばね１０５により、チップ取付座８４がスリーブ６２に接近する向きであって、回転軸線Ｐｔに接近する向きに付勢されている。これら皿ばね１０５の付勢による刃具保持部材８０の移動限度は、調整ナット１０２がスリーブ６２のフランジ部６６に当接することにより規定される。調整ナット１０２は皿ばね１０５の付勢力によりフランジ部６６に押し付けられ、それにより調整ナット１０２の軸方向の移動および自由な回転が阻止され、刃具保持部材８０の軸方向における自由な移動が阻止されている。
【００１８】
調整ナット１０２が回転操作されることにより、刃具保持部材８０が皿ばね１０５の付勢力に抗して、あるいは皿ばね１０５の付勢により軸方向に移動させられ、軸部９４の保持穴７２への嵌合深さが調節され、チップ取付座８４に取り付けられたチップ８８の切れ刃１０４の回転軸線Ｐｔから最も遠い部分である刃先１０６の回転軸線Ｐｔからの距離が調整される。刃具保持部材８０は、皿ばね１０５の付勢により、チップ８８の刃先１０６の位置が調整された位置に位置する状態に保たれる。雄ねじ部１００および調整ナット１０２が刃先位置調整装置１０８を構成し、刃具保持部材８０の一部を含んで構成される刃先位置調整装置１０８は、チップ８８を保持して刃具保持部５０により保持される。本刃先位置調整装置１０８は、回転操作型ないしねじ機構型の調整装置である。また、複数の皿ばね１０５は刃先位置維持装置を構成している。調整ナット１０２には、図７に示すように、その外周面に開口し、半径方向に延びる有底の挿入穴１１０が少なくとも１つ、本工具では４つ、等角度間隔に設けられ、工具係合部たる工具係合凹部を構成している。また、調整ナット１０２の外周面には、図４に示すように、ローレット１１２が形成されている。
【００１９】
前記刃具保持部材８２，チップ取付座８６およびチップ９０はそれぞれ、図５に示すように、刃具保持部材８０，チップ取付座８４およびチップ８８と互いに同一の形状および寸法を有し、刃具保持部材８２は刃具保持部材８０と同様にして刃具保持部５２に保持されるとともに、刃具保持部材８２に設けられた雄ねじ部１２４およびその雄ねじ部１２４に螺合された調整ナット１２６により、前記刃先位置調整装置１０８と同じ刃先位置調整装置１２８が構成され、チップ９０を保持している。したがって、刃具保持部５２が刃具保持部５０より前記端２８に近い位置に設けられることにより、チップ９０の刃先１２２がチップ８８の刃先１０６より端２８の近くに位置させられる。また、刃先１０６，１２２の各回転軸線Ｐｔからの距離はそれぞれ、刃先位置調整装置１０８，１２８により別々に調整され、刃先１０６の回転軸線Ｐｔからの距離より、刃先１２２の回転軸線Ｐｔからの距離の方が小さい状態に調整可能である。その他、刃具保持部材８０について説明した構成要素と同じ作用を成す構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。なお、工具本体３０内には、図３に示すようにクーラント供給通路１３０が設けられている。クーラント供給通路１３０はチップ８８，９０の各々に向かって開口させられ、クーラントを供給する。
【００２０】
以上のように構成された中ぐり加工工具により、シリンダブロック１０に形成されたシリンダボア１２の下穴１８の内周面２０に切削加工を施す場合には、図８に概念的に示すように、チップ８８の刃先１０６の回転軸線Ｐｔからの距離が、下穴１８の半径Ｒ１よりΔｒ大きい距離に調整されるとともに、端２８側に位置するチップ９０の刃先１２２の回転軸線Ｐｔからの距離が、下穴１８の半径Ｒ１よりΔｒ／２大きい距離に調整される。チップ８８，９０の各切削代がいずれもΔｒ／２であり、互いに同じになるように調整されるのである。この調整は、マシニングセンタの外においては作業者により行われ、前記調整ナット１０２，１２６にそれぞれ設けられた挿入穴１１０にレンチを挿入し、調整ナット１０２，１２６を回転させ、刃具保持部材８０，８２をそれぞれ、軸方向に移動させることにより行われる。
【００２１】
中ぐり加工工具が主軸３６に取り付けられた状態では、マシニングセンタ内において刃先位置の調整が自動的に行われる。シリンダボア１２の切削加工された内周面１４の径が測定装置により測定され、その測定データに基づいて実際の径と設定された径との差が求められるとともに、刃先位置の調整が必要であるか否かが自動的に判定され、調整が必要であれば、マシニングセンタ内のチャック付ドライバが調整ナット１０２，１２６を保持して回転させ、刃先位置の調整が自動的に行われるのである。調整ナット１０２，１２６は、その外周面に形成されたローレット１１２によりドライバの滑りが防止され、確実に回転させられる。ローレット１１２は、滑り防止部を構成している。
【００２２】
刃先位置が調整された中ぐり加工工具は、主軸３６の移動により、回転軸線Ｐｔと下穴１８の中心軸線Ｐｗとが一致させられる。その状態で主軸３６の回転により中ぐり加工工具が下穴１８に対して回転させられつつ、端２８側から下穴１８内に進入させられ、下穴１８の内周面２０を切削加工する。この際、まず、回転軸線Ｐｔに平行な方向において先の位置に位置し、回転軸線Ｐｔからの距離が短いチップ９０の刃先１２２が内周面２０に切り込んで切削し、それに続いてチップ８８が、チップ９０により切削された内周面２０を更に切削して仕上げ加工する。
【００２３】
中ぐり加工工具の１回転あたりの送り量をＦ、図９に示すように、チップ８８，９０の切れ刃１０４，１２０の各曲率半径をＲ２、刃先１２２と刃先１０６との回転軸線Ｐｔに平行な方向における位置の差である軸方向位置差をＤとすれば、本中ぐり加工工具では軸方向位置差Ｄは送り量Ｆより小さくされ、０．４ｍｍ以下の範囲から選定され、チップ８８，９０により丸付き数字の順序で行われる切削において、図９に斜線を施して示されるチップ９０が切削すべき部分をチップ８８が先に切削してしまうことのない大きさに選定されている。そのため、チップ８８，９０により、仕上げ切削加工が下穴１８の直径方向に隔たった２箇所に分けて行われるとともに、チップ８８，９０はそれぞれ切削を同量ずつ分担して行うことができ、シリンダブロック１０がアルミニウム合金製であり、シリンダボア１２の周囲には冷却水用溝２２が形成されて剛性が低いが、下穴１８の円筒状の周壁の全体としての変位，弾性変形，チップ８８，９０の逃げが良好に抑制され、仕上げ切削加工が精度良く行われる。
【００２４】
図３に示すように、チップ８８，９０が共に内周面２０から、内周面２０より直径の大きい逃げ部へ抜け出し、予め設定された位置へ到達して加工が終了すれば、中ぐり加工工具は前進および回転を停止させられ、主軸３６の移動により半径方向に移動させられる。図８に示すように、チップ９０の刃先１０６と加工後のシリンダボア１２の内周面１４との間にはΔｒ／２の隙間があり、中ぐり加工工具は、チップ８８の刃先１０６からチップ９０の刃先１２２に向かう向きに、刃先１０６も刃先１２２も仕上げ切削加工後の内周面１４に接触しなくなるまで、例えばΔｒ／４移動させられ、チップ８８，９０のシリンダブロック１０への切込みが解除される。解除後、中ぐり加工工具がシリンダブロック１０に対して回転軸線Ｐｔに平行な方向に移動させられ、切削加工後のシリンダボア１２から抜け出させられる。そして、中ぐり加工工具は次に仕上げ切削加工を行う下穴１８へ移動させられ、同様にして切削を行う。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】請求可能発明の実施例である中ぐり加工工具により加工が施されるエンジンのシリンダブロックを概略的に示す平面図である。
【図２】上記シリンダブロックを概略的に示す側面断面図である。
【図３】上記中ぐり加工工具を示す正面図（一部断面）である。
【図４】上記中ぐり加工工具を示す左側面図である。
【図５】上記中ぐり加工工具の工具保持部が設けられた部分を示す正面図（一部断面）である。
【図６】上記工具保持部により保持された工具保持部材を示す正面断面図である。
【図７】上記工具保持部により保持された工具保持部材を示す平面図である。
【図８】上記中ぐり加工工具の２つのチップの刃先位置の調整および軸方向位置差を説明する図である。
【図９】上記２つのチップによるシリンダボアの下穴の切削加工を説明する図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０：シリンダブロック    １２：シリンダボア    １８：下穴  ２０：内周面    ２６，２８：端    ３０：工具本体    ３４：突部    ５０，５２：刃具保持部    ６２，６４：スリーブ    ７２，７４：保持穴    ８０，８２：刃具保持部材    ８４，８６：チップ取付座    ８８，９０：チップ    ９４：軸部    １０４：切れ刃    １０６：刃先    １０８：刃先位置調整装置    １２０：切れ刃    １２２：刃先    １２８：刃先位置調整装置
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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