(57)【要約】【課題】中ぐり工具の剛性を補い加工精度向上を可能とする。【解決手段】軸状を成し、この軸方向に複数の切刃３７が設けられた中ぐり工具３０を備え、前記中ぐり工具３０を軸中心に回転し各々の切刃３７で複数の下穴１１を同時加工する中ぐり加工装置１において、前記中ぐり工具３０には、前記切刃３７と切刃３７の間に、前記軸の外周を囲むベアリングユニット４０を備え、前記ベアリングユニット４０の外周に１又は複数の点で当接し前記軸の径方向に力を加えて支持するクランプユニット５０を備える構成とした。【選択図】図１
2014104523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸状を成し、この軸方向に複数の刃が設けられた中ぐり工具を備え、前記中ぐり工具を軸中心に回転し各々の刃で複数の穴部を同時加工する中ぐり加工装置において、
前記中ぐり工具には、前記刃と刃の間に、前記軸の外周を囲むベアリング部を備え、
前記ベアリング部の外周に１又は複数の点で当接し前記軸の径方向に力を加えて支持するクランプ機構を備えたことを特徴とする中ぐり加工装置。
【請求項２】
前記穴部の内周面には周方向において材質が変わる箇所を含み、当該箇所に向かって前記クランプ機構により前記中ぐり工具に前記力を加えて支持することを特徴とする請求項１に記載の中ぐり加工装置。
【請求項３】
硬度が低い材質から高い材質に変わる箇所に向かって前記クランプ機構により前記ベアリング部に前記力を加えて支持することを特徴とする請求項２に記載の中ぐり加工装置。
【請求項４】
前記クランプ機構を、前記軸の径方向に加える力を調整自在に構成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の中ぐり加工装置。
【請求項５】
前記ベアリング部は、前記中ぐり工具の軸を受ける軸受と、当該軸受の外周を囲み前記クランプ機構によって加えられる力による変形を防止するハウジングと、を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の中ぐり加工装置。
【請求項６】
前記クランプ機構は、前記ベアリング部の外周を支える支持部材を有し、前記支持部材が、前記ベアリング部の外周に１点又は複数点で当接する支持面を有し、当該支持面の当接箇所に滑り軸受を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の中ぐり加工装置。
【請求項７】
軸状の中ぐり工具の軸方向に複数の刃を設け、前記中ぐり工具を軸中心に回転し各々の刃で複数の穴部を同時加工する中ぐり加工方法において、
前記中ぐり工具には、前記刃と刃の間に、前記軸の外周を囲むベアリング部を備え、
前記ベアリング部の外周の１点以上で前記軸の径方向に力を加えて支持することを特徴とする中ぐり加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物を中ぐり加工する中ぐり加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジンの構造部品であるシリンダブロックには、クランクシャフトのクランクジャーナルを通すクランクシャフト穴が形成されている。このクランクシャフト穴の形成には、中ぐり加工（中ぐりボーリング加工とも呼ばれる）が用いられている。多気筒のエンジンのシリンダブロックでは、複数のクランクシャフト穴が同軸上に離間して設けられており、中ぐり加工では、これらのクランクシャフト穴が同時に加工されている。
中ぐり加工の中ぐり工具は、一般に、軸状に形成され、その軸方向に互いに離間した位置に切刃を取り付けて構成されており、シリンダブロックを中ぐり加工する際は、この中ぐり工具を、クランクシャフト穴の複数の下穴を貫通させた状態で軸中心に回転駆動し、それぞれの切刃で複数の下穴の内周面を切削加工している。
【０００３】
ところで、中ぐり工具の軸方向において湾曲やブレが発生すると、クランクシャフト穴の加工精度が低下してしまう。
そこで近年では、中ぐり工具の両端を支持することで、中ぐり工具の剛性を向上させて湾曲やブレを抑え、加工精度を向上させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、中ぐり工具の軸の途中に筒状のベアリングを回転自在に嵌合し、このベアリングの全周を支承部材にぴったりと嵌合させて支承することで、回転駆動時のブレを抑える技術も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２５５２２９号公報
【特許文献２】特開昭６２−１９２８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術では、中ぐり工具の両端を支持するだけなので、長尺の中ぐり工具が両端の間で弓状にたわむことは避けられない。
特に、近年では、クランクシャフトを細くして軽量化が図られており、これに伴いクランクシャフト穴の径小化が進んでいる。これに伴い、中ぐり工具を細くして小径のクランクシャフト穴を中ぐり加工する必要があるものの、そうすると、中ぐり工具の両端を支持しただけでは支持剛性が不十分になる。また、特許文献１の技術は、中ぐり工具の周面に流体の流路を形成し、これを支持する支持治具との間に流体軸受を構成しているが、中ぐり工具が細い場合、流体の流路を形成すること自体が困難である。
【０００６】
一方、特許文献２の技術によれば、中ぐり工具の両端の間にベアリングを設け、このベアリングを支承部材に嵌合させるため、両端の間での弓状のたわみは防止される。
しかしながら、例えばクランクシャフト穴の内周面に硬さが異なる材質が混在する場合、材質の混在状態に応じた方向に中ぐり工具を特に強く押し当てる必要があるものの、特許文献２の構成では、このような調整が困難である。
また、中ぐり工具に当初から軸方向において複数箇所に湾曲が生じている場合、特許文献２の技術では、軸の全周を径方向に均等な力で抑えているため、複数箇所の湾曲の各々を、その湾曲に応じた方向に押圧しながら直線状に矯正することは困難である。
さらに、特許文献２の技術では、軸の全周を支持する必要があるため、当該軸を支承する支承部材の製作精度が求められる。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、中ぐり工具の剛性を補い加工精度向上を可能とする中ぐり加工装置、及び中ぐり加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、軸状を成し、この軸方向に複数の刃が設けられた中ぐり工具を備え、前記中ぐり工具を軸中心に回転し各々の刃で複数の穴部を同時加工する中ぐり加工装置において、前記中ぐり工具には、前記刃と刃の間に、前記軸の外周を囲むベアリング部を備え、前記ベアリング部の外周に１又は複数の点で当接し前記軸の径方向に力を加えて支持するクランプ機構を備えたことを特徴とする。
【０００９】
この中ぐり加工装置によれば、中ぐり工具がベアリング部で支持されることで剛性が補われ軸方向におけるひずみが防止される。
これに加え、ベアリング部は、その外周の全周が支持されるのではなく、１点又は複数点でクランプ機構に当接し、中ぐり工具の軸の径方向に力が加えられた状態で支持される。これにより、中ぐり工具の軸方向における湾曲や穴部の内周面の状態に合わせた方向に特定の力を加えた状態で中ぐり工具を支持できるので、穴部の加工精度を向上させることができる。
【００１０】
また本発明は、上記中ぐり加工装置において、前記穴部の内周面には周方向において材質が変わる箇所を含み、当該箇所に向かって前記クランプ機構により前記ベアリング部に前記力を加えて支持することを特徴とする。
この中ぐり加工装置によれば、穴部の内周面の周方向において材質が変わる箇所を刃が移動する際に生じる衝撃負荷によって当該刃が逃げるのを防止できる。
【００１１】
また本発明は、上記中ぐり加工装置において、硬度が低い材質から高い材質に変わる箇所に向かって前記クランプ機構により前記中ぐり工具に前記力を加えて支持することを特徴とする。
この中ぐり加工装置によれば、硬度が低い材質から高い材質に変わる箇所、すなわち衝撃負荷が特に大きい箇所での刃の逃げを確実に防止できる。
【００１２】
また本発明は、上記中ぐり加工装置において、前記クランプ機構を、前記軸の径方向に加える力を調整自在に構成したことを特徴とする。
この中ぐり加工装置によれば、中ぐり工具の軸方向の湾曲や穴部の内周面の異材の組合せ等に応じて力を調整できるため、より緻密な加工が可能となる。
【００１３】
また本発明は、上記中ぐり加工装置において、前記ベアリング部は、前記中ぐり工具の軸を受ける軸受と、当該軸受の外周を囲み前記クランプ機構によって加えられる力による変形を防止するハウジングと、を備えることを特徴とする。
この中ぐり加工装置によれば、ベアリング部の外周を１点又は複数点で局所的に押圧してもハウジングにより変形が防止される。
【００１４】
また本発明は、上記中ぐり加工装置において、前記クランプ機構は、前記ベアリング部の外周を支える支持部材を有し、前記支持部材が、前記ベアリング部の外周に１点又は複数点で当接する支持面を有し、当該支持面の当接箇所に滑り軸受を有することを特徴とする。
この中ぐり加工装置によれば、面状の支持面をベアリング部の外周に当てる方向を変えることで、軸に垂直な断面内において径方向の力が加わる向きを簡単に変えることができる。また支持面には、ベアリング部の当接箇所に滑り軸受を有することから、クランプ機構で中ぐり工具を支持した状態でも、中ぐり工具を軸方向に移動させることができる。
【００１５】
また上記目的を達成するために、本発明は、軸状の中ぐり工具の軸方向に複数の刃を設け、前記中ぐり工具を軸中心に回転し各々の刃で複数の穴部を同時加工する中ぐり加工方法において、前記中ぐり工具には、前記刃と刃の間に、前記軸の外周を囲むベアリング部を備え、前記ベアリング部の外周の１点以上で前記軸の径方向に力を加えて支持することを特徴とする。
この中ぐり加工方法によれば、上述した中ぐり加工装置と同様な効果が得られる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、中ぐり工具がベアリング部で支持されることで剛性が補われ軸方向におけるひずみが防止される。これに加え、ベアリング部は、その外周の全周が支持されるのではなく、１点又は複数点でクランプ機構に当接し、中ぐり工具の軸の径方向に力が加えられた状態で支持される。これにより、中ぐり工具の軸方向における湾曲や穴部の内周面の状態に合わせた方向に特定の力を加えた状態で中ぐり工具を支持できるので、穴部の加工精度を向上させることができる。
また本発明において、前記穴部の内周面には周方向において材質が変わる箇所を含み、当該箇所に向かって前記クランプ機構により前記中ぐり工具に前記力を加えて支持する構成とすることで、穴部の内周面の周方向において材質が変わる箇所を刃が移動する際に生じる衝撃負荷によって当該刃が逃げるのを防止できる。
また本発明において、硬度が低い材質から高い材質に変わる箇所に向かって前記クランプ機構により前記中ぐり工具に前記力を加えて支持する構成とすることで、硬度が低い材質から高い材質に変わる箇所、すなわち衝撃負荷が特に大きい箇所での刃の逃げを確実に防止できる。
また本発明において、前記クランプ機構を、前記軸の径方向に加える力を調整自在に構成することで、中ぐり工具の軸方向の湾曲や穴部の内周面の異材の組合せ等に応じて力を調整できるため、より緻密な加工が可能となる。
また本発明において、前記ベアリング部は、前記中ぐり工具の軸を受ける軸受と、当該軸受の外周を囲み前記クランプ機構によって加えられる力による変形を防止するハウジングと、を備える構成とすることで、ベアリング部の外周を１点又は複数点で局所的に押圧してもハウジングにより変形が防止される。
また本発明において、前記クランプ機構は、前記ベアリング部の外周を支える支持部材を有し、前記支持部材が、前記ベアリング部の外周に１点又は複数点で当接する支持面を有し、当該支持面の当接箇所に滑り軸受を有する構成とすることで、面状の支持面をベアリング部の外周に当てる方向を変えることで、軸に垂直な断面内において径方向の力が加わる向きを簡単に変えることができる。また支持面には、ベアリング部の当接箇所に滑り軸受を有することから、クランプ機構で中ぐり工具を支持した状態でも、中ぐり工具を軸方向に移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る中ぐり加工装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】中ぐり工具の構成を示す模式図であり、（Ａ）は側面視図、（Ｂ）は分解図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線における断面の構成を示す模式図である。
【図４】被加工物の一例たるシリンダブロックの模式図である。
【図５】異材から成る下穴の中ぐり加工の説明図であり、（Ａ）、及び（Ｂ）は切刃が移動時に受ける衝撃負荷を模式的に示す図である。
【図６】本発明の変形例に係るクランプユニットの構成を示す模式図である。
【図７】本発明の他の変形例に係るクランプユニットの構成を示す模式図である。
【図８】本発明の応用例に係る中ぐり工具のクランプユニットによる支持態様の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る中ぐり加工装置１の概略構成を示す側面図である。
中ぐり加工装置１は、被加工物Ｗに一直線上に並んで形成された複数の下穴（貫通孔）１１に、軸状の中ぐり工具３０を挿通し、これを回転させて、複数の下穴１１の内周面を同時に切削して真円に加工する装置である。
この中ぐり加工装置１は、図１に示すように、装置本体を構成する立設柱状のコラム２０と、このコラム２０の側面２１に設けられて上下方向（この実施形態では鉛直方向）に延びるガイドレール２２と、このガイドレール２２に設けられ上下方向に移動自在なリニアガイド２３と、このリニアガイド２３に固定されて一体となって上下動するスピンドルヘッド２４と、を備えている。
【００１９】
スピンドルヘッド２４は、図示せぬ主軸と、この主軸に取り付けられて主軸の主軸線２７に沿うように中ぐり工具３０を自重によって垂下させた状態で上端側の端部３１を保持するチャック機構２５と、主軸線２７を中心に主軸を回転駆動し、チャック機構２５と共に中ぐり工具３０を回転させるスピンドルモータ２６と、を備えている。
またコラム２０の側面２１には、主軸の主軸線２７と同軸にテールストック（心押し台）２８が固定配置されている。テールストック２８は、主軸線２７に沿って心押し軸孔２８Ａが貫通し、この心押し軸孔２８Ａに軸受け２９が設けられ、この軸受け２９に中ぐり工具３０の端部３２が嵌挿されて保持される。
このように、主軸線２７に沿って固定配置されたチャック機構２５、及びテールストック２８によって中ぐり工具３０の上端、及び下端の端部３１，３２が保持されることから、中ぐり工具３０を主軸線２７に沿って延在させることができ、加工中の中ぐり工具３０のぶれが抑制される。
【００２０】
また、中ぐり工具３０の上端側の端部３１は、先端に向かって縮径することで外周面にテーパー面３３が形成されている。一方、この端部３１を保持するチャック機構２５には、テーパー面３３を嵌挿して保持する嵌挿部２５Ａが設けられており、この嵌挿部２５Ａがテーパー面３３に係合する形状に形成されている。この嵌挿部２５Ａに中ぐり工具３０のテーパー面３３がぴったりと合うように嵌合することで、中ぐり工具３０の軸心を主軸線２７に合わせられる。
【００２１】
コラム２０の側面２１には、スピンドルヘッド２４とテールストック２８との間に、ワーク保持機構１２が配設されており、このワーク保持機構１２に、下穴１１の各々を主軸線２７が貫通するように被加工物Ｗがセットされる。
【００２２】
図２は中ぐり工具３０の構成を示す模式図であり、図２（Ａ）は側面視図、図２（Ｂ）は分解図である。
中ぐり工具３０は、図２（Ａ）に示すように、中心軸３６に沿って直線状に延びた軸状（概略円柱状）を成し、一端側の端部３１には上記テーパー面３３が形成され、他端側の端部３２はテールストック２８の軸受け２９に嵌挿可能な径に形成されている。また端部３１においては、テーパー面３３の終端３３Ａにフランジ３４が設けられており、上述のチャック機構２５に端部３１を嵌挿した際には、嵌挿部２５Ａの縁部にフランジ３４が係合することで中ぐり工具３０の挿入が一定の挿入量で規制される。
【００２３】
中ぐり工具３０の外周面には、中心軸３６の方向に沿って、複数の切刃３７が離間配置されており、それぞれの切刃３７によって、上記被加工物Ｗの下穴１１の内周面が切削加工される。また、この中ぐり工具３０には、隣り合う切刃３７と切刃３７の間の各々に、中心軸３６を囲み、回転自在にベアリングユニット４０が設けられている。
具体的には、図２（Ｂ）に示すように、中ぐり工具３０は、外周面に切刃３７が設けられた円柱状のツールパーツ３８と、筒状のベアリングユニット４０とを交互に同一軸線上に圧入によって連結し、その両端に上記端部３１を構成する端部ツールパーツ３９Ａと、上記端部３２を構成する端部ツールパーツ３９Ｂとを圧入によって連結して組み立てられている。
このように、切刃３７を備えた複数のツールパーツ３８を連結して中ぐり工具３０を構成するため、加工に必要な数の切刃３７を有する中ぐり工具３０が簡単に得られる。
【００２４】
中ぐり加工装置１は、前掲図１に示すように、中ぐり工具３０のベアリングユニット４０ごとに、これを支持するクランプユニット５０を備えている。
このように中ぐり工具３０の中心軸３６の方向の複数の箇所にベアリングユニット４０を設け、各々のベアリングユニット４０をクランプユニット５０で支持するため、下穴１１の小径化に伴って中ぐり工具３０が細くなり剛性が低下した場合でも、クランプユニット５０の支持によって剛性が補われ、中ぐり工具３０の両端の間に生じる弓状のたわみが防止される。
【００２５】
次いでベアリングユニット４０、及びクランプユニット５０の構成について詳述する。
図３は図１のＡ−Ａ線における断面の構成を示す模式図である。
ベアリングユニット４０は、同図に示すように、転がり軸受４１と、ハウジング４２とを備えている。転がり軸受４１は、リング状の内輪４３及び外輪４４の間に複数の球状の転動体４６を保持して構成され、当該内輪４３に上記ツールパーツ３８の圧入部４５が圧入され、内輪４３がツールパーツ３８と回転一体に構成される。
ハウジング４２は、転がり軸受４１の外輪４４が圧入される断面真円状の筒状部材である。ハウジング４２は、その外周面の１点又は複数点で局所的に、クランプユニット５０により径方向に加圧された場合でも、この加圧による変形を防止し断面真円を維持する剛性を備えている。係る剛性は、ハウジング４２の側面の厚みを肉厚にしたり、その材質に硬質材を用いたりすることで得られている。
このような変形不能なハウジング４２で転がり軸受４１の外周面の全周を覆ってベアリングユニット４０を構成しているため、ベアリングユニット４０の全周を嵌合支持せずとも、ベアリングユニット４０の外周面の１点又は複数点を局所的に径方向に加圧してベアリングユニット４０をクランプユニット５０で支持することが可能となる。
【００２６】
なお、このハウジング４２は、その外径がツールパーツ３８の最大径（すなわち、中心軸３６から切刃３７の頂点までの距離の２倍）とほぼ同じか小さくなるように形成されており、この中ぐり工具３０を被加工物Ｗに挿入した時に、ハウジング４２が下穴１１と干渉しないようになっている。
【００２７】
この中ぐり加工装置１では、クランプユニット５０は、図３に示すように、互いに離接可能に設けられた一対の支持部材５１を備え、これら一対の支持部材５１の間でベアリングユニット４０を挟み込んで固定する。一対の支持部材５１の各々には、ベアリングユニット４０の外周面４２Ａに点で当接して支持すべく、断面Ｖ字状に形成された面状の支持面５５が設けられている。この支持面５５のＶ溝にベアリングユニット４０の外周が入り込むことで、ベアリングユニット４０の外周面４２Ａが支持面５５に２点で接触し、クランプ時には、ベアリングユニット４０の２点のそれぞれの当接箇所５９で局所的に力が加えられる。
支持面５５は、それぞれの当接箇所５９に、面状の無給油軸受材から成る滑り軸受け５６が配設されており、クランプユニット５０でクランプした中ぐり工具３０を主軸線２７の方向へ、例えば中ぐり加工の間に移動可能になっている。
【００２８】
さらに、このクランプユニット５０は、支持部材５１の各々がベアリングユニット４０をクランプ時に押圧する加圧力Ｆ１、Ｆ２を個別に調整可能に構成されている。すなわち、クランプユニット５０は、支持部材５１の移動を案内するリニアガイド５２と、支持部材５１に結合されたボールネジ５３と、ボールネジ５３を回転して支持部材５１をリニアガイド５２に沿って移動する直動アクチュエータの一例たるサーボモータ５４とをそれぞれ、支持部材５１ごとに備え、それぞれのサーボモータ５４の制御を通じて支持部材５１の各々の加圧力Ｆ１、Ｆ２が調整される。なお、加圧力Ｆ１、Ｆ２は、支持部材５１の支持面５５の２点の当接箇所５９のそれぞれで局所的にベアリングユニット４０に加えられる力の合力となる。
【００２９】
図４は、被加工物Ｗの一例たるシリンダブロック６０の模式図である。
シリンダブロック６０は、自動車のエンジンの構成部品の一つであり、シリンダとクランクケースとを一体化した構造部品である。このシリンダブロック６０には、ピストンや、コンロッド、クランクシャフト等が組み込まれ、図４に示すように、クランクシャフトのクランクジャーナルが貫通するクランクシャフト孔の下穴６１が直線状に並んで設けられている。これらの下穴６１は、中ぐり加工装置１の中ぐり加工によって、その内周面が切削加工され所定の径の真円に加工される。
【００３０】
近年では、シリンダブロック６０の母材にアルミニウム合金を使用することでエンジンの軽量化が図られている。しかしながら、一般に、アルミニウム合金は鉄合金に比べて硬度が低く、クランクシャフト穴にクランクシャフトの運動に耐え得る剛性が得られ難い。そこで図４に示すように、クランクシャフト穴の下穴６１の内周のうち、クランクシャフトの運動に伴い衝撃が加わる部位を鉄合金で構成することで、十分な剛性が得られるようになっている。
具体的には、このシリンダブロック６０では、下穴６１の半円に相当する凹部６１Ａをシリンダブロック本体６２に形成し、残りの半円に相当する凹部６１Ｂを板状の鉄合金ブロック６３に形成し、この鉄合金ブロック６３をボルト６４でシリンダブロック本体６２に締結し、両者の凹部６１Ａ、６１Ｂで円形を形成するように結合して上記下穴６１を構成する。
【００３１】
このような下穴６１にあっては、その内周面において硬度が異なることから、中ぐり加工装置１で中ぐり加工する際に、図５（Ａ）、及び図５（Ｂ）に示すように、アルミニウム合金の凹部６１Ａと鉄合金の凹部６１Ｂとの間を切刃３７が中ぐり工具３０の回転に伴って移動するときに切刃３７に対して衝撃負荷が発生する。この衝撃負荷によって切刃３７の刃先が逃げるように中ぐり工具３０にひずみが生じ、下穴６１の加工精度が低下する。特に、複数の下穴６１の各々で切刃３７に衝撃負荷が発生すると、中ぐり工具３０の中心軸３６の方向の複数箇所でひずみが発生し、これらのひずみが複合することで下穴６１の加工精度を更に悪くする。
【００３２】
本願発明者は、実験等を通じて、切刃３７に対する衝撃負荷は、図５（Ａ）、及び図５（Ｂ）に示すように、比較的柔らかいアルミニウム合金の凹部６１Ａから比較的硬い鉄合金の凹部６１Ｂに切刃３７が移動するときに大きい、との知見を得た。
例えば、シリンダブロック６０では、材質が異なる半円の２つの凹部６１Ａ及び凹部６１Ｂを結合して下穴６１が構成されていることから、下穴６１の内周面において、切刃３７が異なる材質に遷移する遷移箇所７０は２箇所であるが、これら遷移箇所７０のうち、柔らかいアルミニウム合金の凹部６１Ａから硬い鉄合金の凹部６１Ｂに移動する箇所（以下、対応必要箇所７１と言う）は１箇所となる。
【００３３】
そこで、この中ぐり加工装置１においては、シリンダブロック６０の中ぐり加工をする際、クランプユニット５０の一対の支持部材５１の各々の加圧力Ｆ１、Ｆ２の差によって上記対応必要箇所７１に向かって中ぐり工具３０を押圧し、これにより衝撃負荷に抗して切刃３７の逃げを防止可能としている。
これにより、対応必要箇所７１で切刃３７に衝撃負荷が生じたとしても、クランプユニット５０で、切刃３７の刃先が逃げることがなく、また当該逃げによる中ぐり工具３０のひずみが防止され、下穴６１が精度良く真円に加工される。
【００３４】
この衝撃負荷の大きさは、下穴６１を構成する異材の各々の硬度や、下穴６１の内周面において材質が切り替わる箇所の段差の有無等によって変わる。中ぐり加工では、この衝撃負荷の大きさが予め見積もられており、この衝撃負荷による切刃３７の逃げを防止可能な程度の力でベアリングユニット４０を押圧するように各支持部材５１の力Ｆ１、Ｆ２が予め設定されている。
【００３５】
中ぐり加工装置１でシリンダブロック６０を中ぐり加工する際には、先ず、ワーク保持機構１２にシリンダブロック６０をセットし、スピンドルヘッド２４を下降させ中ぐり工具３０を各下穴６１に挿通し、シリンダブロック６０の各下穴６１の間の空間６６（図４参照）にベアリングユニット４０を位置させる。このとき、中ぐり工具３０の下端側の端部３２はテールストック２８に嵌挿され、当該中ぐり工具３０の両端の端部３１、３２が両持ち支持される。
そして、中ぐり工具３０の各ベアリングユニット４０をクランプユニット５０の支持部材５１で挟み込み、上記対応必要箇所７１に向かう径方向の力を加えた状態で支持する。このとき、ベアリングユニット４０のそれぞれで、径方向の力の大きさを変えても良いことは勿論である。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態によれば、次のような効果を奏する。
すなわち、本実施形態によれば、中ぐり工具３０の軸方向の複数の箇所にベアリングユニット４０を設け、それぞれをクランプユニット５０で支持する構成としたため、中ぐり工具３０の剛性が補われ軸方向におけるひずみが防止される。また、クランプユニット５０で支持するため、流体軸受で支持する従来の技術に比べてクーラント消費量を抑えることができ環境負荷を低減できる。また中ぐり工具３０の剛性を工具単独で向上させる必要が無いため、工具のコストを減らすことができる。
これに加え、ベアリングユニット４０は、その外周の全周が支持されるのではなく、１点又は複数点（本実施形態では２点）でクランプユニット５０の支持部材５１に当接し、中ぐり工具３０の中心軸３６の径方向に力が加えられた状態で支持される。これにより、中ぐり工具３０の中心軸３６の方向における湾曲や下穴１１、６１の内周面の状態に合わせた方向に特定の力を加えた状態で中ぐり工具３０を支持できるので、これら下穴１１、６１の加工精度を向上させることができる。
【００３７】
また本実施形態によれば、内周面に材質が変わる遷移箇所７０を有する下穴６１であっても、この遷移箇所７０を切刃３７が移動する際に生じる衝撃負荷によって当該切刃３７が逃げるのを防止できる。
特に、この実施形態では、中ぐり加工装置１が、遷移箇所７０のうち、硬度が低い材質から高い材質に変わる対応必要箇所７１に向かってクランプユニット５０によりベアリングユニット４０に力を加えて支持するため、衝撃負荷が特に大きい箇所での切刃３７の逃げを確実に防止できる。
【００３８】
また本実施形態によれば、クランプユニット５０が、中ぐり工具３０の中心軸３６の径方向に加える力を調整自在に構成されているため、この中ぐり工具３０の軸方向の湾曲や下穴１１、６１の内周面の異材の組合せ等に応じて力を調整することが可能となり、より緻密な加工が可能となる。
【００３９】
また本実施形態によれば、ベアリングユニット４０は、中ぐり工具３０の中心軸３６を受ける転がり軸受４１と、この転がり軸受４１の外周を囲みクランプユニット５０によって加えられる力による変形を防止するハウジング４２と、を備える構成とした。
これにより、ベアリングユニット４０の外周を１点又は複数点で局所的に押圧してもハウジング４２によって変形が防止される。
【００４０】
また本実施形態によれば、クランプユニット５０の支持部材５１の支持面５５には、中ぐり工具３０のベアリングユニット４０が当接する当接箇所５９に滑り軸受５６を有することから、クランプユニット５０で中ぐり工具３０を支持した状態でも、この中ぐり工具３０を主軸線２７（中心軸３６）の方向に移動させることができる。
【００４１】
上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形、及び応用が可能である。
【００４２】
例えば上述した実施形態において、ベアリングユニット４０を支持するクランプ機構として、支持部材５１をサーボモータ５４で駆動し、このサーボモータ５４を制御することでベアリングユニット４０の外周面４２Ａへの加圧力Ｆ１、Ｆ２を可変する構成のクランプユニット５０を例示したが、これに限らない。すなわち、クランプ機構には、一対、或いは複数の支持部材でベアリングユニット４０を挟み込み支持できる機構であれば任意の構成を採用できる。
【００４３】
例えば、図６に示すように、一対の支持部材１５１のそれぞれを、ガイド１５３を一体に備えたシリンダ装置１５４に取り付け、各シリンダ装置１５４で支持部材１５１を直動してベアリングユニット４０を挟み込むクランプユニット１５０を構成しても良い。このクランプユニット１５０では、それぞれのシリンダ装置１５４が支持部材１５１を押す力を調整することで、各支持部材１５１の加圧力Ｆ１，Ｆ２が調整される。
また例えば、図７に示すように、１つのアクチュエータ２５４と、一対の支持部材２５１との間に、一対の支持部材２５１ごとにリンクアーム２８０を有し、これらリンクアーム２８０が固定軸２８１で連結されたリンク機構２５７を設けてクランプユニット２５０を構成しても良い。このクランプユニット２５０によれば、１つのアクチュエータ２５４の直動によって一対の支持部材２５１が離接されるので、支持部材２５１ごとにアクチュエータを備える必要がなく、装置コストが抑えられる。
【００４４】
また例えば、上述した実施形態では、中ぐり工具３０が、切刃３７と切刃３７の全ての間にベアリングユニット４０を備える構成を例示したが、中ぐり工具３０のたわみ等が防止される限りにおいては、必ずしも全ての切刃３７と切刃３７の間にベアリングユニット４０を設ける必要はない。
【００４５】
また例えば、上述した実施形態において、異材を組み合わせて構成した下穴１１、６１の中ぐり加工を例示したが、本発明の中ぐり加工装置１は、単一の材料から成る下穴１１、６１の中ぐり加工に用いても良い。この場合、中ぐり工具３０の中心軸３６が主軸の主軸線２７に合うように各ベアリングユニット４０をクランプユニット５０で保持する。
また、図８に示すように、中ぐり工具３０を中心軸３６の方向において複数の箇所で湾曲するように初期たわみを与えておき、各ベアリングユニット４０をクランプユニット５０で支持する際に、それぞれのベアリングユニット４０に径方向に加わる力Ｆの向きが中心軸３６の方向において交互に反対になるようにすることで、剛性が低い中ぐり工具３０に擬似的に高い剛性を持たせることもできる。
【００４６】
また例えば、上述した実施形態において、ベアリングユニット４０に径方向に加わる力Ｆの向きや大きさを、下穴１１、６１の切削中、或いは切削前後に可変しても良い。
【００４７】
また例えば、上述した実施形態において、クランプユニット５０が１対の支持部材５１ではなく、１つの支持部材５１がクランプユニット５０を径方向に押圧するだけで支持し、或いは３つ以上の支持部材５１でベアリングユニット４０を挟む構成としても良い。
【００４８】
また例えば、上述した実施形態において、支持部材５１の支持面５５を断面Ｖ字状とすることで、ベアリングユニット４０の外周面４２Ａに２点の当接箇所５９で当接させたが、これに限らず、支持面５５を平面状としてベアリングユニット４０の外周面４２Ａに１点の当接箇所５９で当接させても良い。
【符号の説明】
【００４９】
１  中ぐり加工装置
１１、６１  下穴（穴部）
２６  スピンドルモータ
２７  主軸線
２８  テールストック
３０  中ぐり工具
３６  中心軸（軸）
３７  切刃（刃）
３８  ツールパーツ
３９Ａ、３９Ｂ  端部ツールパーツ
４０  ベアリングユニット（ベアリング部）
４１  転がり軸受（軸受）
４２  ハウジング
５０、１５０、２５０  クランプユニット（クランプ機構）
５１、１５１、２５１  支持部材
５５  支持面
５６  滑り軸受
５９  当接箇所
７０  遷移箇所
７１  対応必要箇所
Ｗ  被加工物
【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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