(57)【要約】【課題】セミドライ加工が可能であるバルブシート加工装置を提供する。【解決手段】バルブガイド３４が同心に配置されたバルブシート３１を有する被加工物３０の一方の側面方向Ｓ１から、バルブシート３１のバルブシート面３２およびバルブガイド３４のバルブステム穴３５を切削加工するための切削加工部１０と、被加工物３０の他方の側面方向Ｓ２から、前記バルブガイド３４のバルブステム穴３５を経由して、ミスト状の切削油剤を加工ポイントに供給するための供給手段２０とを有する。【選択図】　　　　　　図１
2004122321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブガイドが同心に配置されたバルブシートを有する被加工物を加工するためのバルブシート加工装置において、
被加工物の一方の側面方向から、バルブシートのバルブシート面およびバルブガイドのバルブステム穴を切削加工するための加工手段と、
被加工物の他方の側面方向から、前記バルブガイドのバルブステム穴を経由して、ミスト状の切削油剤を加工ポイントに供給するための供給手段と
を有することを特徴とするバルブシート加工装置。
【請求項２】
前記供給手段は、切削油剤を前記バルブガイドのバルブステム穴に導入するための中空管状のノズル部を有し、前記ノズル部は、被加工物の他方の側面から突出する前記バルブガイドの端部に接続されて前記バルブガイドのバルブステム穴に接続される第１端部と、切削油剤の供給源に接続される第２端部とを有することを特徴とする請求項１に記載のバルブシート加工装置。
【請求項３】
前記ノズル部は、前記バルブガイドのバルブステム穴の内壁に沿って、切削油剤をリング状に供給するための分散手段を有することを特徴とする請求項２に記載のバルブシート加工装置。
【請求項４】
前記分散手段は、前記ノズル部の内部に配置される円錐部材と、前記円錐部材を固定するための締結手段とを有することを特徴とする請求項３に記載のバルブシート加工装置。
【請求項５】
前記ノズル部の第１端部の内径は、前記バルブガイドの外径と略一致していることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のバルブシート加工装置。
【請求項６】
前記ノズル部は、内径が変化する段差部を有し、前記段差部から第２端部までの内径は、前記バルブガイドのバルブステム穴の径と略一致していることを特徴とする請求項５に記載のバルブシート加工装置。
【請求項７】
前記加工手段は、前記バルブガイドのバルブステム穴を切削加工するための切削工具を有し、前記第１端部から段差部までの長さは、前記バルブガイドの端部の突出長さと、前記切削工具の磨耗量とに基づいて、設定されることを特徴とする請求項６に記載のバルブシート加工装置。
【請求項８】
バルブガイドが同心に配置されたバルブシートを有する被加工物を加工するためのバルブシート加工方法において、
被加工物の一方の側面方向から、バルブシートのバルブシート面およびバルブガイドのバルブステム穴を切削加工し、
被加工物の他方の側面方向から、前記バルブガイドのバルブステム穴を経由して、ミスト状の切削油剤を加工ポイントに供給する
ことを特徴とするバルブシート加工方法。
【請求項９】
被加工物の他方の側面から突出する前記バルブガイドの端部に接続されて前記バルブガイドのバルブステム穴に接続される第１端部と、切削油剤の供給源に接続される第２端部とを有する中空管状のノズル部を使用して、切削油剤を前記バルブガイドのバルブステム穴に導入することを特徴とする請求項８に記載のバルブシート加工方法。
【請求項１０】
前記ノズル部は、前記バルブガイドのバルブステム穴の内壁に沿って、切削油剤をリング状に供給するための分散手段を有することを特徴とする請求項９に記載のバルブシート加工方法。
【請求項１１】
前記分散手段は、前記ノズル部の内部に配置される円錐部材と、前記円錐部材を固定するための締結手段とを有することを特徴とする請求項１０に記載のバルブシート加工方法。
【請求項１２】
前記ノズル部の第１端部の内径は、前記バルブガイドの外径と略一致していることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載のバルブシート加工方法。
【請求項１３】
前記ノズル部は、内径が変化する段差部を有し、前記段差部から第２端部までの内径は、前記バルブガイドのバルブステム穴の径と略一致していることを特徴とする請求項１２に記載のバルブシート加工方法。
【請求項１４】
前記第１端部から段差部までの長さは、前記バルブガイドの端部の突出長さと、前記バルブガイドのバルブステム穴を切削加工するための切削工具の磨耗量とに基づいて、設定されることを特徴とする請求項１３に記載のバルブシート加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バルブシート加工装置および加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンのシリンダヘッド等に設けられるバルブシートのバルブシート面と、バルブガイド内のバルブステム穴とを、切削加工するためのバルブシート加工装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
切削加工においては、例えば、水溶性の切削油剤を供給することにより、切削性を向上させ、また、発熱による悪影響を防止している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−３２８９１５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、バルブシート加工の要求精度が厳しいため、使用される切削油剤は、高濃度かつ比較的大量であり、さまざまな問題を生じる。例えば、切削油剤が工作機械の摺動部に浸透し、摺動部に存在する潤滑油を除去してしまう。また、飛散した切削油剤によって工作機械の周囲が汚されたり、作業者が飛散した切削油剤を浴びたりする不都合が発生する。
【０００６】
一方、切削油剤と圧縮空気の混合ミストを使用するＭＱＬ（微少量潤滑システム：Ｍｉｎｉｍｕｍ　Ｑｕａｎｔｉｔｙ　Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ）などのセミドライ加工においては、切削油剤は、極微量となるため、廃油処理に伴う環境問題や作業環境の悪化を抑制することができる。
【０００７】
しかし、従来のバルブシート加工装置においては、切削油剤は、工具本体部の内部を通過して供給されるため、セミドライ加工の適用は、問題を生じる。例えば、切削油剤の供給ラインの穴径を一定とすることが難しく、切削油剤のミスト状態を保持し、加工ポイントに良好に供給することは困難である。
【０００８】
また、切削工具の刃先の近傍に専用の外部供給ノズルを設ける場合、上記問題は生じないが、バルブステム穴の加工には、適用できない。つまり、バルブステム穴を加工する場合、切削工具によってバルブステム穴が塞がれるため、加工ポイントが存在するバルブステム穴の内部に、切削油剤を供給することができないためである。
【０００９】
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、セミドライ加工が可能であるバルブシート加工装置および加工方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、バルブガイドが同心に配置されたバルブシートを有する被加工物を加工するためのバルブシート加工装置である。当該バルブシート加工装置は、被加工物の一方の側面方向から、バルブシートのバルブシート面およびバルブガイドのバルブステム穴を切削加工するための加工手段と、被加工物の他方の側面方向から、前記バルブガイドのバルブステム穴を経由して、ミスト状の切削油剤を加工ポイントに供給するための供給手段とを有する。
【００１１】
上記目的を達成するための請求項８に記載の発明は、バルブガイドが同心に配置されたバルブシートを有する被加工物を加工するためのバルブシート加工方法である。当該バルブシート加工方法においては、被加工物の一方の側面方向から、バルブシートのバルブシート面およびバルブガイドのバルブステム穴が切削加工され、被加工物の他方の側面方向から、前記バルブガイドのバルブステム穴を経由して、ミスト状の切削油剤が加工ポイントに供給される。
【００１２】
【発明の効果】
上記のように構成した本発明は以下の効果を奏する。
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、ミスト状の切削油剤を加工ポイントに供給するための供給手段と、バルブシート面およびバルブステム穴を切削加工するための加工手段とは、被加工物を介し、反対側に配置される。供給手段は、加工手段と異なる場所（外部）に設けられており、加工手段による制限を受けない。したがって、切削油剤の供給ラインを、専用とし、その穴径を一定とすることが容易であり、切削油剤のミスト状態を保持し、加工ポイントに良好に供給できる。
【００１４】
また、切削油剤は、加工手段が配置される側の反対側のバルブステム穴の端部を経由して、加工ポイントに供給される。したがって、加工手段が配置される側のバルブステム穴の端部が、加工手段によって塞がれている場合であっても、切削油剤の供給に問題は生じない。
【００１５】
つまり、セミドライ加工が可能であるバルブシート加工装置を提供することが可能であり、切削油剤に係る環境問題や作業環境の悪化を抑制できる。
【００１６】
請求項８に記載の発明によれば、ミスト状の切削油剤の加工ポイントに対する供給と、バルブシート面およびバルブステム穴の切削加工とは、被加工物を介し、反対側で実行される。切削油剤の供給は、切削加工と異なる場所で実行されており、切削加工による制限を受けない。したがって、切削油剤の供給ラインを専用として、その穴径を一定とすることが容易であり、切削油剤のミスト状態を保持し、加工ポイントに良好に供給できる。
【００１７】
また、切削油剤は、切削加工が施される側の反対側のバルブステム穴の端部を経由して、加工ポイントに供給される。したがって、切削加工が施される側のバルブステム穴の端部が、切削加工のために塞がれている場合であっても、切削油剤の供給に問題は生じない。
【００１８】
つまり、セミドライ加工が可能であるバルブシート加工方法を提供することが可能であり、切削油剤に係る環境問題や作業環境の悪化を抑制できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態に係るバルブシート加工装置を説明するための側面図である。
【００２１】
本発明の実施の形態に係る被加工物は、例えば、圧入されたバルブシート３１およびバルブガイド３４を有するエンジンのシリンダヘッド３０である。
【００２２】
バルブシート３１は、バルブが閉じたときにバルブの放熱とシリンダー内の気密を保つために使用され、バルブ当り面と密着するバルブシート面３２を有する。バルブシート３１の角度は、バルブ当り面と同じである。
【００２３】
バルブガイド３４は、バルブステムを軸方向に摺動可能に保持するためのバルブステム穴３５を有し、バルブシート３１と同心に設けられる。
【００２４】
また、バルブガイド３４は、燃焼室が形成される側（被加工物の一方の側面）Ｓ１から延長するポート３３の内壁から突出する第１端部３６と、カムシャフトが配置されるシリンダヘッド３０の上面側（被加工物の他方の側面）Ｓ２から突出する第２端部３７とを有する。
【００２５】
本発明の実施の形態に係るバルブシート加工装置は、切削加工部（加工手段）１０と切削油剤供給部（切削油剤供給手段）とを有する。
【００２６】
切削加工部１０は、切削工具１２，１３が取り付けられた工具本体１１を備えており、バルブシート面３２およびバルブステム穴３５を、側面Ｓ１の方向から切削加工するために使用される。
【００２７】
切削工具１２は、例えば、バイトであり、スライダに保持されている。スライダは、バルブシート加工装置の主軸に固定される工具本体１１の中心線に対して傾斜した溝に摺動可能に嵌合されている。
【００２８】
したがって、工具本体１１が主軸と共に回転させられ、スライダが溝内を摺動することで、スライダに保持された切削工具１２によって、バルブシート面３２が仕上げ加工される。
【００２９】
切削工具１３は、例えば、リーマであり、工具本体１１の中央に設けられる。したがって、切削工具１３を工具本体１１から突出させて回転させることで、バルブガイド３４のバルブステム穴３５の内周面が仕上げ加工される。
【００３０】
一方、切削油剤供給部は、バルブステム穴３５を経由して、側面Ｓ２の方向からミスト状の切削油剤を加工ポイントに供給するために使用されるノズル部２０を有する。したがって、バルブステム穴３５は、ノズル部２０の延長部として機能する。
【００３１】
詳述すると、ノズル部２０は、バルブガイド３４の第２端部３７に接続され、バルブステム穴３５と連通する第１端部２１と、切削油剤供給装置（切削油剤の供給源）に接続される第２端部とを有する。つまり、ノズル部２０は、切削油剤をバルブステム穴３５に導入することを、中空管状の単純な構造によって達成している。
【００３２】
なお、切削油剤供給装置は、例えば、ベンチュリ機構を備えたミスト発生器を有しており、切削油剤の超微細粒子と空気との混合物であるミスト状の切削油剤を発生させる。
【００３３】
以上のように本実施の形態においては、切削油剤供給部と切削加工部１０とは、シリンダヘッド３０を介し、反対側に配置される。切削油剤供給部は、切削加工部１０と異なる場所（外部）に設けられており、切削加工部１０による制限を受けない。したがって、切削油剤の供給ラインを、専用とし、その穴径を一定とすることが容易であり、切削油剤のミスト状態を保持し、加工ポイントに良好に供給できる。
【００３４】
また、切削油剤は、切削加工部１０が配置される側の反対側のバルブステム穴３５（バルブガイド３４の第２端部３７）を経由して、加工ポイントに供給される。したがって、切削加工部１０が配置される側のバルブステム穴３５の端部（バルブガイド３４の第１端部３６）が、切削加工部１０によって塞がれている場合であっても、切削油剤の供給に問題は生じない。
【００３５】
つまり、セミドライ加工が可能であるバルブシート加工装置を提供することが可能であり、切削油剤に係る環境問題や作業環境の悪化を抑制できる。
【００３６】
次に、図２および図３を参照し、切削油剤供給部が有するノズル部２０を詳細に説明する。なお、図２は、ノズル部２０の側面断面図、図３は、ノズル部２０の先端の平面図である。
【００３７】
ノズル部２０は、バルブステム穴３５の内壁に沿って、切削油剤をリング状に供給するための分散手段を有する。したがって、バルブステム穴３５の内壁に沿った切削工具２３による加工ポイントに対して、切削油剤を効率的に供給することができる。つまり、少量の切削油剤によって、十分な潤滑を加工ポイントに付与することができる。
【００３８】
詳述すると、分散手段は、ノズル部２０の内部に配置される円錐部材２４と、円錐部材を固定するための締結手段２５とから構成される。つまり、分散手段は、単純な構造によって具体化されている。締結手段２５は、例えば、ノズル部２０に形成されたねじ穴部２６と、六角付き止めねじ等の締結部材２７とから構成することができる。
【００３９】
円錐部材２４の底面は、バルブステム穴３５側の第１端部２１の方向に相対しており、円錐部材２４の頂点は、切削油剤供給装置側の端部２３の方向に向いている。したがって、切削油剤の流れを極力妨げることなく、効率的に切削油剤の流量を絞ることができる。円錐部材２４の底面とノズル部２０の内壁との間の隙間（面積）は、例えば、通過する切削油剤の流速を考慮して設定される。
【００４０】
また、ノズル部２０は、内径が一定ではなく、段差部２２を有し、第１端部２１から段差部２２までの内径は、段差部２２から第２端部までの内径より大きい。なお、円錐部材２４の底面は、段差部２２と位置合わされている。
【００４１】
第１端部２１から段差部２２までの内径（第１端部２１の内径）は、バルブガイド３４の第２端部３７の外径と略一致している。したがって、ノズル部２０の第１端部２１を、バルブガイド３４の第２端部３７と嵌合させることで、ノズル部２０から供給されるミストが漏出することを、容易に防ぐことができる。
【００４２】
段差部２２から第２端部までの内径は、バルブステム穴３５の径と略一致している。したがって、切削油剤のミスト状態に対して、悪影響を及ぼすことが抑制される。
【００４３】
さらに、第１端部２１から段差部２２までの長さは、バルブガイド３４の第２端部３７の突出長さと、切削工具１３の磨耗量とに基づいて、設定される。つまり、切削加工による磨耗に基づく切削工具１３の長さの経時変化を考慮している。
【００４４】
次に、本実施の形態に係るバルブシート加工装置の動作を説明する。
【００４５】
まず、バルブシート面３２の加工用の切削工具１２とバルブステム穴３５の加工用の切削工具１３とが取り付けられた工具本体１１を備えている切削加工部１０は、バルブシート３１から離れた初期ポジションに位置している（図１参照）。
【００４６】
そして、バルブシート加工装置の主軸は、燃焼室が形成される側Ｓ１からバルブシート３１に向かって前進する。切削工具１２がバルブシート３１の近傍に接近すると、主軸の回転が開始される。
【００４７】
その後、切削工具１２が、バルブシート３１内に進入すると、切削工具１２を保持しているスライダが、工具本体１１の中心線に対して傾斜した溝内を摺動することで、切削工具１２によって、バルブシート面３２が仕上げ加工される（図４参照）。なお、バルブステム穴３５の加工用の切削工具１３は、後退端ポジションに位置している。
【００４８】
この際、カムシャフトが配置されるシリンダヘッド３０の上面側Ｓ２から、バルブステム穴３５を経由して、ミスト状の切削油剤がバルブシート面３２の加工ポイントに供給される。したがって、バルブシート面３２の加工ポイントにおける潤滑は、良好に確保される。
【００４９】
そして、バルブシート面３２の加工後、切削工具１３は、工具本体１１から突出し、回転することで、バルブステム穴３５の内周面を、燃焼室が形成される側Ｓ１から仕上げ加工する（図５参照）。この際、上記と同様に、カムシャフトが配置されるシリンダヘッド３０の上面側Ｓ２から、バルブステム穴３５を経由して、ミスト状の切削油剤が、バルブステム穴３５の内周面の加工ポイントに供給される。したがって、バルブステム穴３５の内周面の加工ポイントにおける潤滑は、良好に確保される。
【００５０】
以上のように、ミスト状の切削油剤の加工ポイントに対する供給と、バルブシート面３２およびバルブステム穴３５の切削加工とは、シリンダヘッド３０を介し、反対側で実行される。切削油剤の供給は、切削加工と異なる場所で実行されており、切削加工による制限を受けない。したがって、切削油剤の供給ラインを専用として、その穴径を一定とすることが容易であり、切削油剤のミスト状態を保持し、加工ポイントに良好に供給できる。
【００５１】
また、切削油剤は、切削加工が施される側Ｓ１の反対側Ｓ２のバルブステム穴３５の端部（バルブガイド３４の第２端部３７）を経由して、加工ポイントに供給される。したがって、切削加工が施される側Ｓ１のバルブステム穴３５の端部（バルブガイド３４の第１端部３６）が、切削加工のために塞がれている場合であっても、切削油剤の供給に問題は生じない。
【００５２】
つまり、セミドライ加工が可能であるバルブシート加工方法を提供することが可能であり、切削油剤に係る環境問題や作業環境の悪化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るバルブシート加工装置を説明するための側面図である。
【図２】図１に示される切削油剤供給部が有するノズル部の側面断面図である。
【図３】図１に示され切削油剤供給部が有するノズル部の先端の平面図である。
【図４】図１のバルブシート加工装置によるバルブシート面の加工を説明するための側面図である。
【図５】図１のバルブシート加工装置によるバルブステム穴の加工を説明するための側面図である。
【符号の説明】
１０…切削加工部、
１１…工具本体、
１２，１３…切削工具、
２０…ノズル部、
２１…第１端部、
２２…段差部、
２４…円錐部材、
２５…締結手段、
２６…ねじ穴部、
２７…締結部材、
３０…シリンダヘッド、
３１…バルブシート、
３２…バルブシート面、
３３…ポート、
３４…バルブガイド、
３５…バルブステム穴、
３６…第１端部、
３７…第２端部、
Ｓ１…燃焼室が形成される側、
Ｓ２…カムシャフトが配置されるシリンダヘッドの上面側。
【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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