(57)【要約】【課題】加工精度低下を良好に防止し得るバルブシート切削工具を得る。【解決手段】工具ホルダ１２に傾斜Ｔ溝２０を形成し、横断面形状がＴ字形の傾斜部４２を有するスライダ４０を摺動可能に嵌合する。スライダ４０の腕部４６と傾斜Ｔ溝２０の第二案内面１４０との間にくさび部材１１２を配設し、圧縮コイルスプリング１２２によりくさび部材１１２を腕部４６の先端側に向かって付勢することにより、くさびの効果によりスライダ４０を傾斜Ｔ溝２０のライニング部材２６に押し付け、スライダ４０の傾斜Ｔ溝２０の底面２４に沿った方向の移動は許容するがそれ以外の方向への移動を阻止する。スライダ４０の底面２４に沿った方向の移動は、第三案内面１４２による脚部４８の拘束により制限する。【選択図】  図３
2004209557.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の腕部とそれら腕部に対して直角に延びる脚部とを有して横断面形状がＴ字形を成し、直線状に延びる被案内部と、その被案内部と一体的に構成され、切削刃具を保持する刃具保持部とを備えたスライダと、
前記被案内部を摺動可能に案内する案内部を有するホルダと、
そのホルダに対して前記スライダを前記被案内部の長手方向に移動させる移動装置と
を含む切削工具装置において、
前記被案内部を、
前記一対の腕部の前記脚部側の面である支持面に支持され、前記被案内部の長手方向に沿って延びるとともに、その被案内部と前記案内部との一方に対して、被案内部の長手方向に相対移動不能、その長手方向に直角でかつ前記支持面に平行な方向には移動可能であり、各腕部の先端側に向かうにつれて厚さが漸減する一対のくさび部材と、
それら一対のくさび部材を、前記一対の腕部の各先端側へ向かう向きに付勢する付勢装置と
を含むものとし、かつ、前記案内部を、
前記一対の腕部の前記支持面とは反対側の面に接触する第一案内面と、
前記一対のくさび部材の各々の前記支持面に接触する面とは反対側の面である傾斜面の各々に接触する一対の第二案内面と
を有するものとしたことを特徴とする切削工具装置。
【請求項２】
前記一対のくさび部材が、前記被案内部に対してその被案内部の長手方向に相対移動不能である請求項１に記載の切削工具装置。
【請求項３】
前記ホルダが横断面形状が矩形で直線状に延びる嵌合溝を有し、その嵌合溝に一対の補助部材が嵌合されて固定された状態で、前記嵌合溝の底面が前記第一案内面を形成し、前記一対の補助部材がそれぞれ前記一対の第二案内面の各々を形成する請求項１または２に記載の切削工具装置。
【請求項４】
前記一対の補助部材の各々が、前記脚部の両側面と前記腕部の両端面との少なくとも一方に接触する少なくとも一対の第三案内面の各々を形成する請求項３に記載の切削工具装置。
【請求項５】
概して中空軸状を成す第一軸と、
その第一軸の内側にその第一軸に対して軸方向の相対移動が可能な状態で配設された第二軸と、
前記第一軸の前端部に取り付けられ、かつ、第一軸の軸線と斜めに交差する方向に延びる案内部を備えたホルダと、
一対の腕部とそれら腕部に対して直角に延びる脚部とを有して横断面形状がＴ字形を成し、直線状に延びて、前記案内部に摺動可能に嵌合された被案内部と、その被案内部と一体的に構成され、切削刃具を保持する刃具保持部とを有するスライダと、
そのスライダと前記第二軸との間に設けられ、第二軸の第一軸に対する軸方向の相対移動をスライダの移動に変換する運動変換機構と
を含み、テーパ面の切削加工を行うテーパ面加工装置において、
前記被案内部を、
前記一対の腕部の前記脚部側の面である支持面に支持され、前記被案内部の長手方向に沿って延びるとともに、その被案内部と前記案内部との一方に対して、被案内部の長手方向に相対移動不能、その長手方向に直角でかつ前記支持面に平行な方向には移動可能であり、各腕部の先端側に向かうにつれて厚さが漸減する一対のくさび部材と、
それら一対のくさび部材を、前記一対の腕部の各先端側へ向かう向きに付勢する付勢装置と
を含むものとし、かつ、前記案内部を、
前記一対の腕部の前記支持面とは反対側の面に接触する第一案内面と、
前記一対のくさび部材の各々の前記支持面に接触する面とは反対側の面である傾斜面の各々に接触する一対の第二案内面と
を有するものとしたことを特徴とするテーパ面加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、切削工具装置に関するものであり、特に、ホルダに摺動可能に保持されたスライダに切削刃具を保持させ、スライダのホルダに対する相対移動に伴う切削刃具の移動を含む運動によって被加工物を加工する切削工具装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の切削工具装置の一例は、エンジンのバルブシートの切削加工を行うバルブシート加工装置である。この加工装置は、一般に、(a)概して中空軸状を成す第一軸と、(b)その第一軸の内側にその第一軸に対して軸方向の相対移動が可能な状態で嵌合された第二軸と、(c)前記第一軸の前端部に取り付けられ、かつ、第一軸の軸線と斜めに交差する方向に延びる案内部を備えたホルダと、(d)前記案内部に摺動可能に嵌合された被案内部と、その被案内部と一体的に構成され、切削刃具を保持する刃具保持部とを有するスライダと、(e)そのスライダと前記第二軸との間に設けられ、第二軸の第一軸に対する軸方向の相対移動をスライダの移動に変換する運動変換機構とを含むように構成される。第一軸と第二軸とは共に回転させられ、その状態で第二軸が第一軸に対して軸方向に相対移動させられることにより、切削刃具がバルブシートのテーパ面を切削加工する。バルブシート加工装置は、上記切削刃具の他に、ホルダに固定的に取り付けられて上記テーパ面の両側に位置する２つのテーパ面を切削加工する２つの切削刃具と、ホルダの回転軸線上にホルダから軸方向に突出可能に設けられたリーマとを備え、３つのテーパ面と１つのバルブステム孔とを被加工物の脱着も切削工具の脱着もなしで同軸に加工し得るように構成されることが多い。
【０００３】
上記スライダに保持された切削刃具により切削加工されるテーパ面は特に高精度に加工されることが必要であるため、スライダの被案内部とホルダの案内部とは僅かなクリアランスで摺動可能に嵌合される。しかし、スライダには、運動変換機構から与えられる駆動力と、切削刃具を介して伝達される切削抵抗とが作用し、被案内部と案内部との摺動面はそれらの力に基づく面圧の下で摺動する。しかも被案内部と案内部との間には切削液と共に微細な切り屑等の異物が侵入するため、摺動面は摩耗し易く、長期間にわたって十分な加工精度を維持することが困難である。そのため、従来から摺動面の摩耗により加工精度が低下した場合にそれを容易に回復させることができる手段が種々提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
以上は、バルブシート加工装置を例として説明したが、その他のテーパ面加工装置は勿論、切削刃具を保持するスライダとそれを摺動可能に保持するホルダとを備えた一般的な切削工具装置においても同様な問題が発生する。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２２５８０６号公報
【特許文献２】
特開平１０−２２５８０７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効果】
上記のように、スライダとホルダとを備えた切削工具装置において、摺動面が摩耗した場合に加工精度を容易に回復させ得るようにすることは既に知られているが、加工精度を回復させるには切削工具装置に対する調節作業が必要であった。調節作業が行われるまでは摩耗の進行に伴って加工精度が低下するのであり、この精度低下を回避しようとすれば、調節作業を頻繁に行う必要があって面倒であった。
本発明は、以上の事情を背景として、切削工具装置において摺動面の摩耗にかかわらず加工精度の低下が自然に（調節作業を要することなく）回避されるようにすることを課題としてなされたものであり、本発明によって、下記各態様の切削工具装置やテーパ面加工装置が得られる。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、あくまでも本発明の理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴およびそれらの組合わせが以下の各項に記載のものに限定されると解釈されるべきではない。また、一つの項に複数の事項が記載されている場合、それら複数の事項を常に一緒に採用しなければならないわけではない。一部の事項のみを選択して採用することも可能なのである。
【０００６】
なお、以下の各項において、(1)項が請求項１に相当し、(2)項が請求項２に、(4)項が請求項３に、(5)項が請求項４に、(14)項が請求項５にそれぞれ相当する。
【０００７】
（１）一対の腕部とそれら腕部に対して直角に延びる脚部とを有して横断面形状がＴ字形を成し、直線状に延びる被案内部と、その被案内部と一体的に構成され、切削刃具を保持する刃具保持部とを備えたスライダと、
前記被案内部を摺動可能に案内する案内部を有するホルダと、
そのホルダに対して前記スライダを前記被案内部の長手方向に移動させる移動装置と
を含む切削工具装置において、
前記被案内部を、
前記一対の腕部の前記脚部側の面である支持面に支持され、前記被案内部の長手方向に沿って延びるとともに、その被案内部と前記案内部との一方に対して、被案内部の長手方向に相対移動不能、その長手方向に直角でかつ前記支持面に平行な方向には移動可能であり、各腕部の先端側に向かうにつれて厚さが漸減する一対のくさび部材と、
それら一対のくさび部材を、前記一対の腕部の各先端側へ向かう向きに付勢する付勢装置と
を含むものとし、かつ、前記案内部を、
前記一対の腕部の前記支持面とは反対側の面に接触する第一案内面と、
前記一対のくさび部材の各々の前記支持面に接触する面とは反対側の面である傾斜面の各々に接触する一対の第二案内面と
を有するものとしたことを特徴とする切削工具装置。
【０００８】
本項の切削工具装置においては、一対のくさび部材がスライダの一対の腕部の支持面に支持されているとともに、対応する腕部の先端側に向かうにつれて厚さが漸減させられており、支持面に接触する側とは反対側の面が傾斜面とされている。それに応じて、ホルダの案内部の各第二案内面も傾斜面とされていて、腕部の支持面と案内部の第二案内面との隙間は腕部の先端側に向かうにつれて漸減している。そして、各くさび部材が付勢装置によりそれぞれ対応する腕部の先端側に向かう向きに付勢されているため、くさび部材が支持面と第二案内面との間の漸減する隙間に押し込まれることとなり、くさび効果により、スライダの一対の腕部がホルダの第一案内面に押し付けられる。くさび部材および腕部の厚さ方向に関しては、ホルダとスライダとの間に隙間がない状態となるのであり、スライダの被案内部がホルダの案内部内に嵌合クリアランスなく嵌合されていることになる。
一対の腕部は互いに対称に形成されることが望ましいが、不可欠ではない。スライダに加えられる力の非対称性等、何らかの理由によって非対称に形成されてもよいのである。また、くさび部材の傾斜面が平面とされ、腕部の厚さが先端側に向かうに従って直線的に漸減するようにされることが望ましいが、不可欠ではなく、例えば、潤滑油脂の保持性向上等の目的で僅かに凸または凹の面とされてもよい。
【０００９】
一対の腕部は付勢装置の付勢力に基づいて第一案内面に押し付けられるのであるから、付勢装置の付勢力とくさび部材の傾斜面の傾斜角度とを適切に設定すれば、スライダのホルダに対する摺動抵抗が過度に大きくなることを回避することができる。くさび部材がスライダの被案内部に対してその被案内部の長手方向に相対移動不能である場合は、スライダがホルダに対して相対移動するとき、くさび部材がスライダとともに長手方向に移動し、スライダとホルダの第１案内面との摺動面と、くさび部材の傾斜面とホルダの第２案内面との摺動面とに摩擦が生じる。一方、くさび部材がホルダの案内部に対して被案内部の長手方向に相対移動不能である場合は、スライダとホルダの第１案内面との摺動面と、スライダの支持面とくさび部材との摺動面とに摩擦が生じる。そして、スライダおよびくさび部材とホルダとの摺動面、あるいはスライダとホルダおよびくさび部材との摺動面が摩耗すれば、その分だけくさび部材が支持面と第二案内面との隙間に深く押し込まれることとなるのみで、スライダとホルダとの間に嵌合クリアランスが生じることはない。そのため、切削刃具のびびりが良好に防止され、びびりに起因する加工精度の低下が回避される。また、摺動面の摩耗に伴ってスライダのホルダに対する相対位置に微小な変化が生じ、切削刃具の切刃の位置に微小な変化が生じることとなるが、この変化には、スライダのホルダに対するがたつきや、切削刃具のびびりに基づく加工精度の低下のように、不確定要素がなく、スライダをホルダに対して移動させる移動装置の制御により打ち消すことが容易である。なお、一対のくさび部材の一方が、スライドの被案内部に対してその被案内部の長手方向に移動可能で、他方が移動不能であってもよい。
つまり、本発明によれば、ホルダとスライダとの間の摺動面の摩耗に基づくがたつきの発生が自然に回避され、加工精度の低下が回避されるとともに、摺動面の摩耗に起因して切削刃具の刃先の位置に微小な変化が生じても、くさび部材の交換や、くさび部材，ホルダ，スライダ等の再加工を行わなくとも、切削刃具のスライダに対する位置調節や、ホルダと被加工物とを相対移動させる相対移動装置の制御データの変更により、容易に対処することができるため、高い加工精度を長期間にわたって維持することができるのである。
【００１０】
（２）前記一対のくさび部材が、前記被案内部に対してその被案内部の長手方向に相対移動不能である (1)項に記載の切削工具装置。
くさび部材をスライダの被案内部に対して、その被案内部の長手方向に相対移動不能にすれば、くさび部材の付勢やホルダへの組み付けが容易になる等の利点がある。
摺動面の摩耗に関しては、(1)項に関する説明を参照。
【００１１】
（３）前記案内部が、前記脚部の両側面と前記両腕部の端面との少なくとも一方に接触する第三案内面を有するものである (1)項または (2)項に記載の切削工具装置。
第三案内面により脚部の両側面あるいは両腕部の端面が案内されるようにすれば、スライダのホルダに対する第一案内面に平行な方向の相対移動も良好に防止することができる。第三案内面と脚部両側面あるいは両腕部の端面との摩耗は、くさび部材および腕部の厚さ方向の摩耗に比較して小さいことが多いため、第三案内面に直角な方向についてはくさび部材を設ける必要がないことが多いが、必要があれば、くさび部材と付勢装置とを設けて、摩耗に基づくがたつきの発生を回避することも可能である。
（４）前記ホルダが横断面形状が矩形で直線状に延びる嵌合溝を有し、その嵌合溝に一対の補助部材が嵌合されて固定された状態で、前記嵌合溝の底面が前記第一案内面を形成し、前記一対の補助部材がそれぞれ前記一対の第二案内面の各々を形成する (1)項ないし (3)項のいずれかに記載の切削工具装置。
ホルダに横断面形状が矩形の嵌合溝を形成することは容易であり、その嵌合溝に一対の補助部材を嵌合して固定することにより案内部を形成すれば、比較的単純な形状の補助部材により案内部を形成することができ、ホルダの製造が容易となってコストダウンを図り得る。
（５）前記一対の補助部材の各々が、前記脚部の両側面と前記腕部の端面との少なくとも一方に接触する少なくとも一対の第三案内面の各々を形成する (4)項に記載の切削工具装置。
（６）前記嵌合溝の底面がライニング部材により覆われており、そのライニング部材が前記第一案内面を形成する (4)項または (5)項に記載の切削工具装置。
嵌合溝の底面をライニング部材で覆っておけば、スライダとの摺動により摩耗するのはライニング部材であり、ライニング部材は小形で形状も単純なものとすることができるため、交換したり再加工したりして切削工具装置の加工精度を容易に回復させることができる。あるいは、逆に、ライニング部材を特に対摩耗性の優れた材料で製造することも可能であり、材料が高価であっても小形であるためにコストの上昇を抑制することができ、また、形状が単純であるために加工が困難な材料の採用も可能となる。
【００１２】
（７）前記脚部の長手方向の一部に第一係合部が設けられる一方、前記くさび部材にその第一係合部と係合する第二係合部が設けられ、それら第一係合部と第二係合部との係合により、くさび部材の、前記被案内部に対する、その被案内部の長手方向の相対移動が防止された (1)項ないし (6)項のいずれかに記載の切削工具装置。
第一係合部と第二係合部とを、被案内部の長手方向には相対移動不能、その長手方向に直角かつ支持面に平行な方向には相対移動可能に係合させれば、くさび部材の、被案内部に対する、被案内部の長手方向の相対移動を防止することができる。
（８）前第一係合部が前記脚部の両側面にそれぞれ形成された係合凹部であり、前記第二係合部が前記くさび部材に形成された係合突部である (7)項に記載の切削工具装置。
第一係合部を係合突部、第二係合部を係合凹部とすることも可能であるが、逆にする方が製造が容易である場合が多い。
【００１３】
（９）前記脚部の両側面にそれぞれ収容凹部が形成され、それら収容凹部内に前記付勢装置を構成する弾性部材が収容されるとともに、それら弾性部材の一部分が前記くさび部材に接触させられた (1)項ないし (8)項のいずれかに記載の切削工具装置。
スライダの脚部の両側面に収容凹部を形成し、その収容凹部に弾性部材を収容させれば、脚部とくさび部材との間に容易に付勢装置を設けることができる。
（１０）前記収容凹部が、前記脚部の両側面の各々に、その脚部の長手方向に互いに隔たって複数ずつ形成され、各収容凹部の各々に前記弾性部材が収容された(9)項に記載の切削工具装置。
脚部の両側面の、被案内部の長手方向のほぼ中央部に１つずつの収容凹部を形成し、それに弾性部材を収容させることによっても目的を達し得るが、被案内部の長手方向に隔たった複数個所にそれぞれ収容凹部を形成し、それらに弾性部材を収容させれば、比較的弾性力の小さい弾性部材を用いて十分な付勢力をくさび部材に加えることができる。
（１１）前記収容凹部が前記脚部の両側面にそれぞれ直角に形成された横断面形状が円形の穴であり、前記弾性部材がそれら穴に収容された圧縮コイルスプリングである (9)項または (10)項に記載の切削工具装置。
横断面形状が円形の穴に圧縮コイルスプリングを収容させれば、特に安価な付勢装置を得ることができる。
【００１４】
（１２）前記くさび部材の前記傾斜面の対摩耗性が、前記案内部の前記第二案内面の対摩耗性より低くされた (1)項ないし(11)項のいずれかに記載の切削工具装置。
本項に係る切削工具装置においては、第二案内面よりくさび部材の傾斜面が多く摩耗すること（主として傾斜面が摩耗するようにされることが望ましい）となるため、摩耗量が大きくなったときにはくさび部材を新しいものと交換すればよい。特に、予めくさび部材を準備（第二案内面が比較的多く摩耗する場合には、厚さが複数種類に異なるものを準備することが望ましい）しておけば、必要に応じて直ちにくさび部材を交換し、切削工具装置を迅速に使用開始当初の状態に戻すことができる。また、予め厚さが複数種類に異なるくさび部材を準備しておく場合に、くさび部材は比較的単純な形状とすることができ、安価に製造することができるため、安価に目的を達し得る。
（１３）前記ライニング部材により形成される前記第一案内面の対摩耗性が、前記被案内部の対応する面の対摩耗性より低くされた (1)項ないし(12)項のいずれかに記載の切削工具装置。
本項のライニング部材に関しても、上記くさび部材の説明がそのまま当てはまる。
【００１５】
（１４）概して中空軸状を成す第一軸と、
その第一軸の内側にその第一軸に対して軸方向の相対移動が可能な状態で配設された第二軸と、
前記第一軸の前端部に取り付けられ、かつ、第一軸の軸線と斜めに交差する方向に延びる案内部を備えたホルダと、
一対の腕部とそれら腕部に対して直角に延びる脚部とを有して横断面形状がＴ字形を成し、直線状に延びて、前記案内部に摺動可能に嵌合された被案内部と、その被案内部と一体的に構成され、切削刃具を保持する刃具保持部とを有するスライダと、
そのスライダと前記第二軸との間に設けられ、第二軸の第一軸に対する軸方向の相対移動をスライダの移動に変換する運動変換機構と
を含み、テーパ面の切削加工を行うテーパ面加工装置において、
前記被案内部を、
前記一対の腕部の前記脚部側の面である支持面に支持され、前記被案内部の長手方向に沿って延びるとともに、その被案内部と前記案内部との一方に対して、被案内部の長手方向に相対移動不能、その長手方向に直角でかつ前記支持面に平行な方向には移動可能であり、各腕部の先端側に向かうにつれて厚さが漸減する一対のくさび部材と、
それら一対のくさび部材を、前記一対の腕部の各先端側へ向かう向きに付勢する付勢装置と
を含むものとし、かつ、前記案内部を、
前記一対の腕部の前記支持面とは反対側の面に接触する第一案内面と、
前記一対のくさび部材の各々の前記支持面に接触する面とは反対側の面である傾斜面の各々に接触する一対の第二案内面と
を有するものとしたことを特徴とするテーパ面加工装置。
本項は本発明をテーパ面加工装置に適用したものであり、テーパ面加工装置の加工精度低下を良好に抑制することができる。また、本項のテーパ面加工装置に、例えば、他のテーパ面を切削加工するための２つの切削刃具およびバルブステム孔の仕上げ加工を行うリーマを付加して、バルブシート加工装置とすることができる。
前記 (2)項ないし(13)項の各々に記載の特徴はそれぞれ本項のテーパ面加工装置にも適用可能である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態であるバルブシート加工装置を図１に示す。図において、符号８は主軸を示す。主軸８は中空の軸であって、その内側に第一可動軸１０が軸方向に摺動可能に嵌合されている。主軸８の前端に、工具ホルダ１２が着脱可能に取り付けられている。
【００１７】
工具ホルダ１２のホルダ本体１４は、概して円筒状の基部１６と、概して円錐状の先端部１８とを備える。ホルダ本体１４は、先端部１８のテーパ外周面に沿って先端側ほど軸心に接近する向きに傾斜した傾斜Ｔ溝２０およびその傾斜Ｔ溝２０から軸方向に平行に延びる軸方向溝２２を備えている。傾斜Ｔ溝２０は断面形状がＴ字形であり、軸方向溝２２は断面形状が矩形である。
【００１８】
傾斜Ｔ溝２０の底面２４に沿って板状のライニング部材２６が設けられている。傾斜Ｔ溝２０の底面２４が、軸方向溝２２に近い側の端部において段部を備え、その段部にライニング部材２６が当接することにより、ライニング部材２６のホルダ本体１４の軸線に接近する向きの移動が阻止される。ライニング部材２６にそれを厚さ方向に貫通する小ねじ穴２８が形成されるとともに、傾斜Ｔ溝２０の底面２４に雌ねじ穴３０が底面２４に直角に形成されている。小ねじ３２が小ねじ穴２８を経て雌ねじ穴３０に螺合されることにより、ライニング部材２６がホルダ本体１４に固定され、ライニング部材２６が傾斜Ｔ溝２０の底面を覆っている。傾斜Ｔ溝２０の底面を形成しているということもできる。小ねじ３２の頭部はライニング部材２６から突出しないようにされている。
【００１９】
傾斜Ｔ溝２０および軸方向溝２２には、Ｔ字形スライダ（以下、単にスライダと称する）４０が摺動可能に嵌合されている。スライダ４０は、主として傾斜Ｔ溝２０に嵌合される傾斜部４２と、主として軸方向溝２２に嵌合される軸方向部４４とを備えており、傾斜部４２の断面形状がＴ字形とされ、軸方向部４４の断面形状が矩形とされている。傾斜部４２は、図３に示すように、傾斜Ｔ溝２０の底面２４に沿って延びる一対の腕部４６と、それら腕部４６と直交し、底面２４から遠ざかる向きに突出する脚部４８とを有する。前述のライニング部材２６は傾斜Ｔ溝２０の底面２４とスライダ４０の傾斜部４２とに挟まれた状態で、配設されている。ライニング部材２６のスライダ４０側の面が傾斜Ｔ溝２０の底面であるということもできる。
【００２０】
スライダ４０には、軸方向部４４の前端面から軸方向に延びる工具保持穴５２が形成されており、軸方向部４４の、この工具保持穴５２を形成している部分が刃具保持部を構成している。工具保持穴５２に、刃具の一種であるバイト５４が嵌合されている。バイト５４は、軸方向に延びるシャンク５６の先端部に切刃が形成されたものであり、シャンク５６の大半の部分が工具保持穴５２に嵌合されている。シャンク５６の後端面には傾斜面５８が形成されている。スライダ４０の軸方向部４４には、軸方向と直交する方向に延びて工具保持穴５２に連通する雌ねじ穴６０が形成されており、調整ねじ６２が螺合されている。調整ねじ６２の先端には、シャンク５６の傾斜面５８に対応したテーパ面６４が形成されている。調整ねじ６２が回転させられてテーパ面６４の位置が変えられることにより、バイト５４の軸方向位置が変化させられ、切刃の位置が調整されるようになっているのである。調整後、バイト５４はセットスクリュ６６により固定される。
なお、バイトは、刃具保持部材としてのシャンクと刃具としてのスローアウェイチップとが別体に構成されたものでもよい。
【００２１】
スライダ４０の傾斜部４２には、スライダ４０の頂面から底面へ貫通する嵌合穴１００が形成されている。嵌合穴１００には、底面側から駆動部材１０２が嵌合されている。駆動部材１０２は、その本体部１０４が第一可動軸１０に相対移動不能に固定される一方、本体部１０４から斜め上方に延び出す係合部１０６がライニング部材２６を経てスライダ４０の嵌合穴１００に嵌合されている。ライニング部材２６には、長手方向に延びる長穴１０８が形成されており、係合部１０６の長穴１０８に沿った方向の移動を許容する。
【００２２】
スライダ４０の傾斜部４２において、図３に示すように、腕部４６のライニング部材２６に案内される被案内面とは反対側の支持面１１０により一対のくさび部材１１２が支持されている。くさび部材１１２は、各腕部４６の先端に向かうに連れて厚さが直線的に漸減させられており、支持面１１０に密着する面とは反対側の面が腕部４６の先端側ほど腕部４６に接近する向きに傾斜する傾斜面１１３とされている。図４に示すように、スライダ４０の傾斜部４２の先端部において脚部４８の両側面に係合凹部１１４が形成される一方、くさび部材１１２の先端部から脚部４６の側面に直交する向きに係合突部１１６が突出させられている。それら係合凹部１１４と係合突部１１６とが係合することにより、くさび部材１１２のスライダ４０に対する傾斜部４２の長手方向の移動が阻止されるとともに、その長手方向に直角でかつ腕部４６の支持面１１０に平行な方向の移動は許容される。
【００２３】
脚部４８の両側の側面の、くさび部材１１２に対向する部分に、各側面に直交する向きに延びる有底の保持穴１２０が複数（図示の例においては２個）、傾斜部４２の長手方向に互いに離れて形成されている。各保持穴１２０内には圧縮コイルスプリング１２２（以下、単にスプリングと称する）が配設され、くさび部材１１２をそれぞれ対応する腕部の先端側へ向かう向きに付勢している。このことにより、くさび部材１１２は、スライダ４０と傾斜Ｔ溝２０との隙間に押し込まれることとなり、くさびの効果によってスライダ４０がライニング部材２６に押し付けられる。それによってスライダ４０の傾斜部４２がホルダ本体１４（厳密にはライニング部材）から浮き上がることが防止された状態となり、傾斜Ｔ溝２０の底面２４に沿った方向の移動のみ許容される。
【００２４】
傾斜Ｔ溝２０は実際には複数の部材により形成されている。具体的には、ホルダ本体１４に矩形の傾斜溝１３０が形成され、それの溝底面が底面２４を構成している。その底面２４上に配設された上記ライニング部材２６の摺動面がスライダ４０を案内する第一案内面１３２を構成している。一対の補助部材１３４が傾斜溝１３０に固定され、それら補助部材１３４により傾斜Ｔ溝２０の他の面が形成されている。補助部材１３４は横断面形状が概してＬ字形を成し、くさび部材１１２およびスライダ４０を案内する案内部１３６と、案内部１３６の端部から前記一対の腕部４６の端面に沿って延びる基部１３８とを備えている。案内部１３６は、くさび部材１１２の傾斜面１１３に沿って傾斜し、くさび部材１１２を案内する第二案内面１４０と、その第二案内面１４０の一方の端部から脚部４８の側面に沿って延び出し、脚部４８を案内する第三案内面１４２とを備える。基部１３８のライニング部材２６に対向する底面はライニング部材２６（底面２４）に平行な平面に形成されている。案内部１３６と基部１３８とを底面２４に直角な方向に貫通する貫通穴１４４が複数形成されている。貫通穴１４４は傾斜Ｔ溝６９の長手方向に互いに隔たった箇所に設けられている。ライニング部材２６の、上記貫通穴１４４に対向する部位にもその貫通穴１４４より大径の貫通穴１４６が形成され、ホルダ本体１４にそれら貫通穴１４４，１４６と同心に雌ねじ穴１４８が形成されている。図２に示すように、固定部材としてのボルト１５０が補助部材１３４とライニング部材２６との貫通穴１４４，１４６を経て雌ねじ穴１４８に螺合され、補助部材１３４をライニング部材２６に押し付けて固定する。
【００２５】
本実施形態においては、補助部材１３４は、基部１３８とスライダ４０の腕部４６との間に隙間が生じるように形成されており、くさび部材１１２がスプリング１２２の付勢力により腕部４６に沿って一定量移動することを許容する。
【００２６】
さらに、本実施形態においては、第二案内面１４０の対摩耗性がくさび部材１１２の傾斜面１１３の対摩耗性より高くされており、第二案内面１４０の摩耗量がくさび部材１１２の傾斜面１１３の摩耗量に比較して十分小さくなるようにされている。第二案内面１４０は殆ど摩耗せず、実質的にくさび部材１１２の傾斜面１１３のみが摩耗すると言い得、摩耗量が大きくなったときにはくさび部材１１２を新しいものと交換すれば済むようにされることが理想的である。本実施形態においてはまた、スライダ４０の、ライニング部材２６の第一案内面１３２に対応する面の対摩耗性が、第一案内面１３２の対摩耗性より高くされている。ライニング部材２６のみが摩耗すると言い得、摩耗時にはライニング部材２６を交換すれば、バルブシート加工装置を迅速に使用開始当初の状態に戻すことができるようにされることが理想である。これらくさび部材１１２およびライニング部材２６は、比較的小形で形状も単純であるので、従来のようにスライダを交換する場合に比較して、交換部材を容易に作成することができる。
【００２７】
ただし、上記のように、実質的にくさび部材１１２の傾斜面１１３あるいはライニング部材２６の第一案内面１３２のみが摩耗すると言い得ることは不可欠ではなく、補助部材１３４あるいはスライダ４０の対応する面も摩耗するようにされても差し支えない。例えば、くさび部材１１２やライニング部材２６が複数回交換された後、スライダ４０あるいは補助部材１３４が１回再加工され、あるいは新しいものと交換されるようにしてもよく、また、くさび部材１１２，ライニング部材２６，スライダ４０，補助部材１３４等が再加工されるようにしてもよいのである。例えば、ライニング部材２６を再加工しても、スライダ４０，くさび部材１１２および補助部材１３４が一斉に底面２４側へ移動するのみであって、スライダ４０の案内機能には変化がなく、また、くさび部材１１２の傾斜面１１３と補助部材１３４の第二案内面１４０との少なくとも一方を再加工して、くさび部材１１２の厚さが、腕部４６の支持面１１０と第二案内面１４０との間の隙間に対して不足する状態となった場合には、補助部材１３４のライニング２６との接触面を再加工すれば、その不足を解消することができる。スライダ４０の底面を再加工した場合も、補助部材１３４のライニング２６との接触面を再加工すれば、腕部４６の厚さの不足を解消することができる。
【００２８】
ホルダ本体１４において工具保持穴５２とはそれぞれ位相を異にする２箇所には、図示は省略するが別の工具保持部が形成され、先端に刃具としてのチップを保持したバイト７０，７２がそれぞれ保持されている（図５参照）。３つのバイト５４，７０，７２は、それぞれエンジンのバルブシート７４のテーパ内周面を加工するものであり、バルブシート７４の軸方向において互いに隣接する３箇所にそれぞれ角度の異なるテーパ内周面８０，８２，８４を形成する。最も精度の要求される中央のテーパ内周面（シート面と称する）８２は、スライダ４０に保持されたバイト５４により切削される。
【００２９】
それらテーパ内周面８０，８２，８４より軸方向前方に、バルブステムを案内するバルブガイドが設けられており、このバルブガイドのガイド孔の内周面がリーマ加工される。そのために、ホルダ本体１４の先端に嵌合されたスリーブ８８内に軸方向移動可能にリーマ９０が配設されている。このリーマ９０は、第一可動軸１０内に設けられた図示を省略する第二可動軸のリーマ保持装置に保持され、スリーブ８８から突出させられるのであるが、本発明と直接関係がないので図示および説明を省略する。
【００３０】
以上のように構成されたバルブシート加工装置によりバルブシートの各テーパ内周面８０，８２，８４およびガイド孔の切削加工が行なわれる。工具ホルダ１２が主軸８により回転させられつつ、図示しない送り装置により軸方向に前進させられ、シート面８２に対してガイド孔とは反対側に位置するテーパ内周面８０がバイト７０により、また、テーパ内周面８０とは反対側においてシート面８２に隣接するテーパ内周面８４がバイト７２により、それぞれ切削加工される。続いて、第一可動軸１０が前進させられてバイト５４によるシート面８２の切削が行なわれ、さらに、リーマ９０によるガイド孔内周面のリーマ加工が行われる。このように、シート面８２の切削加工とバルブガイドのガイド孔のリーマ加工とが、工具あるいは被加工物の着脱も、主軸８の軸線と交差する方向の相対移動も行われることなく、連続的にまたは並行して行なわれるため、シート面８２とガイド孔との高い同心度が確保される。また、上記のように第一可動軸１０の前進により、スライダ４０が傾斜Ｔ溝２０に沿って移動させられるので、シート面８２が傾斜Ｔ溝２０の傾斜角度と同じ角度で精度良く加工される。
【００３１】
本バルブシート加工装置は、スライダ４０のホルダ本体１４による案内機能が長く良好に維持される特長を有している。スライダ４０が、ホルダ本体１４に形成された傾斜Ｔ溝２０および軸方向溝２２内を摺動すれば、摺動面が摩耗する。従来の加工装置においては、摩耗量が大きくなればスライダ４０のがたつきに起因してそれに保持された切削刃具の刃先の位置がランダムに変動し、この変動はバルブシート加工装置の制御によっては排除できないため、加工精度低下の一因となっていた。また、摩耗量が小さくても、びびりが生じ易くなり、切削された被加工面の面粗さが悪化して加工品質の要求を満たし得なくなることもあった。それに対し、本バルブシート加工装置においては、摺動面が摩耗すればその分だけくさび部材１１２が支持面１１０と第二案内面１４０との隙間に深く押し込まれ、くさびの効果によりスライダ４０がホルダ本体１４から浮き上がることが完全に防止されるため、傾斜Ｔ溝２０の底面２４に沿った方向の移動のみ許容される。そして、底面２４に沿った方向の移動は、第三案内面１４２によるスライダ４０の案内（拘束）によって制限される。この状態は、スライダ４０やホルダ本体１４の摺動面が摩耗しても維持され、テーパ内周面８２のうねりの発生が良好に回避できる。また、摩耗量が大きくなった時点においても、スライダ４０のホルダ本体１４に対する相対位置が安定するため、バイト５４の刃先位置の変化も安定し、バルブシート加工装置の制御によってそれに対処することが容易となり、加工精度の低下を防止することが容易となる。
【００３２】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、主軸８が「第一軸」を構成し、第一可動軸１０が「第二軸」を、傾斜部４２が「被案内部」を、軸方向部４４が「刃具保持部」を、スプリング１２２が「付勢装置」をそれぞれ構成している。
【００３３】
本実施形態においては、一対の腕部４６はスプリング１２２の付勢力に基づいて第一案内面１３２に押し付けられるのであるから、スプリング１２２の付勢力とくさび部材１１２の傾斜面１１３の傾斜角度とを適切に設定すれば、スライダ４０の工具ホルダ１２に対する摺動抵抗が過度に大きくなることを回避しつつ、スライダ４０のがたつきやびびりの発生を良好に防止することができる。
【００３４】
なお、第三案内面１４２と脚部４８との摺動面の摩耗は、ライニング部材２６，くさび部材１１２および腕部４６の厚さ方向の摩耗に比較して小さいことが多いため、本実施形態においては、第三案内面１４２に直角な方向についてはくさび部材が設けられていないが、必要があれば、くさび部材と付勢装置とを設けて、摩耗に基づくがたつきやびびりの発生を回避することも可能である。
【００３５】
また、図６に示すように、スライダ４０に形成したピン孔にピン１６０を圧入等により固定し、くさび部材１１２に形成した長穴１６２，Ｕ字形切欠等の係合凹部に嵌入させることによって、くさび部材１１２のスライダ４０に対する長手方向の相対移動を防止してもよい。逆に、くさび部材１１２にピンを固定して、そのピンをスライド４０の係合凹部に係合させてもよい。
【００３６】
さらに、補助部材１３４の案内部１３６にスライダ４０の脚部４８を案内させる代わりに、補助部材１３４の基部１３８にスライダ４０の腕部４６を案内させるようにしてもよい。この場合には、基部１３８の腕部４６の端面に接触する面が第三案内面を構成することとなる。
【００３７】
以上、本発明の一実施形態を詳細に説明したが、これは例示に過ぎず、本発明は、前記〔発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効果〕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、改良を施した形態で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるバルブシート加工装置を示す正面断面図である。
【図２】図１におけるＡ矢視図である。
【図３】図２におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図４】上記バルブシート加工装置の一部の分解斜視図である。
【図５】本バルブシート加工装置による切削加工作業を説明するための図である。
【図６】本発明の別の実施形態であるバルブシート加工装置のスライダおよびくさび部材を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
８：主軸      １０：第一可動軸      １２：工具ホルダ      １４：ホルダ本体      １６：基部      １８：先端部      ２０：傾斜Ｔ溝      ２２：軸方向溝      ２４：底面      ２６：ライニング部材      ４０：Ｔ字形スライダ４２：傾斜部      ４４：軸方向部      ４６：腕部      ４８：脚部  １１０：支持面      １１２：くさび部材      １１３：傾斜面        １１４：係合凹部      １１６：係合突部      １２２：圧縮コイルスプリング  １３０：傾斜溝      １３２：第一案内面      １３４：補助部材      １４０：第二案内面      １４２：第三案内面
【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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