(57)【要約】      （修正有）【課題】段取り替え作業が容易となり、また、ガイドブッシュの摩耗も少なくなるバルブシート面とバルブガイド孔の加工方法を提供する。【解決手段】主軸ヘッド９に第１，２主軸をＹ軸方向に所定ピッチＰで設け、第１主軸１２に装着した回転工具１８によってバルブガイド孔３０ａの入口部分に案内孔３０ｂを加工すると同時に、バルブシート面４０ａの前後面４０ｂ，４０ｃの面取りとバルブシート面４０ａの粗加工をし、次いで、バルブシート面４０ａの仕上げ加工する刃具１９の回転中心を前記案内孔３０ｂの軸線ＣＬと一致させてバルブシート面４０ａを仕上げ加工し、その後、案内孔３０ｂに仕上げリーマ２１を案内させてバルブガイド孔３０ａを仕上げ加工する。【選択図】図３
2005305581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドのバルブシート面とバルブガイド孔の加工方法であって、バルブシート面の前後面を面取りする刃具とバルブシート面を粗加工する刃具とバルブガイド孔の入口部分に案内孔を加工する刃具とを一体に備えた回転工具により、バルブシート面の前後面を面取りし、かつバルブシート面を粗加工すると同時にバルブガイド孔の入口部分に仕上げリーマの案内孔を加工し、次いで、バルブシート面を仕上げ加工する刃具の回転中心を前記案内孔の軸線と一致させてバルブシート面を仕上げ加工した後、前記回転中心に設けたガイドブッシュに挿通された仕上げリーマを前進させて前記案内孔で案内させつつ、バルブガイド孔を仕上げリーマ加工することを特徴とするシリンダヘッドにおけるバルブシート面とバルブガイド孔の加工方法。
【請求項２】
シリンダヘッドのバルブシート面とバルブガイド孔の加工装置であって、１つの主軸ヘッドに第１主軸と第２主軸とを所定ピッチで平行に装架し、第１主軸先端には、バルブシート面の前後面を面取りする刃具とバルブシート面を粗加工する刃具とバルブガイド孔の入口部分に案内孔を加工する刃具とを一体に備えた回転工具を備え、第２主軸先端には、バルブシート面を仕上げ加工する刃具を備えると共に、その主軸中心にガイドブッシュを介して軸線方向に進退するように仕上げリーマを備え、該主軸ヘッドは、前記ピッチ方向に移動するようにコラムに備えられていることを特徴とするバルブシート面とバルブガイド孔の加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車エンジン等のシリンダヘッドに設けられるバルブシート面とバルブガイド孔の加工方法に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来一般に行なわれている上記加工方法は、特許文献１の図６，７に記載されている。即ち、主軸に設けた３つの切削刃によりバルブシート面とその前後の逃がし面を加工し、次いで、これらの切削刃と同心に設けたリーマを前進させてバルブガイド孔を加工する。リーマは、ガイドブッシュでガイドされている。
特許文献１には、更に別の加工方法が開示されている。この方法では、バルブシート面の前後の逃がし面の加工と、バルブシート面の粗加工をし、次いでバルブガイド孔をリーマ仕上げしてそのリーマをバルブガイド孔に挿通したまま、バルブシート面を仕上げ加工している。仕上げリーマはガイドブッシュでガイドされている。
特許文献２には、バルブガイド孔の中心を測定してその測定値に基づいて工具の位置を補正しながらバルブガイド孔加工、バルブシート面加工を行なう方法が開示してある。
【特許文献１】特開平６−８０２１号公報
【特許文献２】特公平９−１５５６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
こうしたバルブシート面とバルブガイド孔の加工においては、機能上、バルブシート面とバルブガイド孔の各軸芯が一致することが必要である。そのため、上記特許文献１に記載のものでは、仕上げリーマと、その仕上げリーマをガイドするガイドブッシュとの隙間を２〜５μの非常に小さな隙間としておいて、バルブシート面加工の切削刃（バイト）の回転中心（主軸中心）に対して仕上げリーマ（ガイドブッシュ）を高い精度で芯出ししている。ワーク変更でバルブガイド孔の径が変わったときには、仕上げリーマ及びガイドブッシュが交換されるが（段取り替え）、前記した高い芯出し作業が要求されて段取り替えに手間取る問題があった。また、仕上げリーマがガイドブッシュから前方に突出してバルブガイド孔をリーマ加工するとき、加工前のバルブガイド孔と仕上げリーマとの間に僅かな芯ずれがあるため（最大で０．１５μ程度）、仕上げリーマとバルブガイド孔の削り代との関係で加工中に仕上げリーマの軸心が振れるので、ガイドブッシュと仕上げリーマとのガイド隙間が非常に小さい従来の構成では、その振れによりガイドブッシュの摩耗が大きくなるという問題もあった。また、特許文献２の方法では、バルブガイド孔をいちいち測定しているので加工時間が長くなるおそれがある。
この発明は、上記のような段取り替え作業が容易となり、また、ガイドブッシュの摩耗も少なくなるバルブシート面とバルブガイド孔の加工方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明のシリンダヘッドにおけるバルブシート面とバルブガイド孔の加工方法は、シリンダヘッドのバルブシート面とバルブガイド孔の加工方法であって、バルブシート面の前後面を面取りする刃具とバルブシート面を粗加工する刃具とバルブガイド孔の入口部分に案内孔を加工する刃具とを一体に備えた回転工具により、バルブシート面の前後面を面取りし、かつバルブシート面を粗加工すると同時にバルブガイド孔の入口部分に仕上げリーマの案内孔を加工し、次いで、バルブシート面を仕上げ加工する刃具の回転中心を前記案内孔の軸線と一致させてバルブシート面を仕上げ加工した後、前記回転中心に設けたガイドブッシュに挿通された仕上げリーマを前進させて前記案内孔で案内させつつ、バルブガイド孔を仕上げリーマ加工することを特徴とする。
また、この方法を実施する装置は、シリンダヘッドのバルブシート面とバルブガイド孔の加工装置であって、１つの主軸ヘッドに第１主軸と第２主軸とを所定ピッチで平行に装架し、第１主軸先端には、バルブシート面の前後面を面取りする刃具とバルブシート面を粗加工する刃具とバルブガイド孔の入口部分に案内孔を加工する刃具とを一体に備えた回転工具を備え、第２主軸先端には、バルブシート面を仕上げ加工する刃具を備えると共に、その主軸中心にガイドブッシュを介して軸線方向に進退するように仕上げリーマを備え、該主軸ヘッドは、前記ピッチ方向に移動するようにコラムに備えられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本願方法によれば、回転工具でバルブガイド孔入口に案内孔を形成し、同時に、バルブシート面の前後面の面取りとバルブシート面の粗加工をし、次いでバルブシート面の仕上げ用刃具の回転軸線を案内孔に一致させてバルブシート面を仕上げ加工し、その後、案内孔に仕上げリーマを案内させてバルブガイド孔を仕上げ加工するため、従来のように仕上げリーマ（ガイドブッシュ）とバルブシート面の仕上げ工具とを精度高く芯出ししなくても、仕上げリーマで仕上げられたバルブガイド孔とバルブシート面の同芯度を高くできる。そして、そのように仕上げリーマとバルブシート面の仕上げ刃具とを精度高く芯出ししなくてもよいので、加工径が変更されたときの仕上げリーマの段取り替え作業が容易となる。さらに、仕上げリーマとバルブシート面の仕上げ刃具とを精度高く芯出ししなくてもよいから仕上げリーマと、その仕上げリーマをガイドするガイドブッシュとの隙間を大きく出来るので、仕上げリーマ加工時に仕上げリーマの振れがあってもガイドブッシュとリーマ間に隙間が生じている結果、ガイドブッシュの摩耗も少なくなる。
【実施例】
【０００６】
図１は、自動車等のシリンダヘッドＷのバルブガイド孔３０ａとバルブシート面４０ａとを同芯に加工する加工装置１である。前記バルブガイド孔３０ａは吸気バルブまたは排気バルブを支持するバルブガイド３０に形成され、バルブシート面４０ａは前記吸気バルブまたは排気バルブが密着して吸気ポートまたは排気ポートと燃焼室とを閉塞するバルブシート４０に形成されるものである。加工機械１について説明する。ベッド２上に前後（Ｚ軸）移動ベース３がＺ軸モータ４と送りネジ機構５によりＺ軸方向に移動するようになっている。前後移動ベース３の上には、移動コラム６がＸ軸モータ７と送りネジ機構８により左右（Ｘ軸）方向（紙面と直交する方向）に移動するようになっている。移動コラム６の前面には、主軸ヘッド９が上下（Ｙ軸）方向に昇降案内され、Ｙ軸モータ１０と送りネジ機構１１により昇降するようになっている。主軸ヘッド９には第１，第２主軸１２，１３がＹ軸方向に所定ピッチＰで設けてあり、夫々図示しない主軸モータにより回転するようになっている。前記ピッチＰは、第１主軸１２が加工を行っているときには、第２主軸１３がシリンダヘッドＷに干渉しないように設定されている。第１主軸１２先端には、バルブシート面４０ａの前後面４０ｂ，４０ｃを面取りする刃具１４，１５とバルブシート面４０ａを粗加工する刃具１６とバルブガイド孔３０ａの入口部分に案内孔３０ｂを加工する刃具１７とを一体に備えた回転工具１８が装着されている。第２主軸１３先端には、バルブシート面４０ａを仕上げ加工する刃具１９を備えると共に、その主軸１３中心にガイドブッシュ２０を介して軸線方向に進退するように仕上げリーマ２１が備えられている。ガイドブッシュ２０は、従来より大きな隙間（５０μ）を持って仕上げリーマ２１を案内している。
【０００７】
次に、上記構成の加工機械１によるシリンダヘッドＷのバルブガイド孔３０ａとバルブシート面４０ａの加工方法について説明する。Ｘ，Ｙ軸モータ７，１０を制御して、図２（ａ）に示すように、第１主軸１２を最初に加工するバルブシート４０前方の第１待機位置Ｔ１に移動させる。図２（ｂ）に示すように、図示しない主軸モータにより第１主軸１２を回転させると共に、Ｚ軸モータ４を制御して移動ベース３を第１待機位置Ｔ１から前進させる。刃具１４，１５によりバルブシート面４０ａの前後面４０ｂ，４０ｃが面取りされ、刃具１６によりバルブシート面４０ａが粗加工されると同時に刃具１７によりバルブガイド孔３０ａの入口部分に仕上げリーマ２１の案内孔３０ｂが加工される。その後、図２（ｃ）に示すように、Ｚ軸モータ４を制御して移動ベース３を第１待機位置Ｔ１に後退させることで第１工程が終了する。
【０００８】
次に、Ｙ軸モータ１０を制御して第２主軸１３をＹ軸方向（ピッチＰ方向）に移動させ、図３（ａ）に示すように、第２主軸１３の刃具１９の回転中心を前記案内孔３０ｂの軸線ＣＬと一致させる。図３（ｂ）に示すように、図示しない主軸モータにより第２主軸１３を回転させると共に、Ｚ軸モータ４を制御して移動ベース３を第１待機位置Ｔ１から前進させる。刃具１９によりバルブシート面４０ａが仕上げ加工される。これにより、バルブシート面４０ａの軸芯が案内孔３０ｂの軸心と一致する。その後、図３（ｃ）に示すように、Ｚ軸モータ４を制御して、前記刃具１９がバルブシート面４０ａから離れるように移動ベース３を第２待機位置Ｔ２に移動させる。第２待機位置Ｔ２にて、図３（ｄ）に示すように、前記回転中心に設けたガイドブッシュ２０に挿通された仕上げリーマ２１を前進させる。リーマ２１はガイドブッシュ２０を介して前記案内孔３０ｂに案内されつつ、バルブガイド孔３０ａを仕上げリーマ加工する。これにより、バルブガイド孔３０ａは案内孔３０ｂの軸心に一致する。仕上げリーマ加工が完了すると、図３（ｅ）に示すように、Ｚ軸モータ４を制御し、移動ベース３を第１待機位置Ｔ１に後退させることで第２工程が終了する。この第１，第２工程を繰り返すことで、すべてのバルブシート面４０ａとバルブガイド孔３０ａの加工が行われる。
【０００９】
以上の加工により、バルブガイド孔３０ａとバルブシート面４０ａの軸心が正確に一致するが、第２工程の仕上げリーマ２１は、第１工程で形成された案内孔３０ｂにより案内されて案内孔３０ｂの軸心と一致して前進するので、従来のようにガイドブッシュ２０で精度よく案内されているもののように、バルブシート面４０ａを加工する刃具の回転中心と、仕上げリーマ２１中心との同芯度を高精度にセッティングしなくてもよいから、段取り替えが容易である。また、そのように仕上げリーマ２１とバルブシート面４０ａの仕上げ刃具１９とを精度高く芯出ししなくてもよいから、ガイドブッシュ２０は、仕上げリーマ２１を従来より大きな隙間で案内でき、その結果、仕上げリーマ２１が加工中に多少振れることがあっても、それによるガイドブッシュ２０の摩耗を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のバルブガイド孔とバルブシート面を加工する加工装置の側面図である。
【図２】第１主軸によってバルブガイド孔とバルブシート面の加工状態を示す図である。
【図３】第２主軸によってバルブガイド孔とバルブシート面の加工状態を示す図である。
【符号の説明】
【００１１】
１      加工装置
６      移動コラム
９      主軸ヘッド
１２    第１主軸
１３    第２主軸
１４    刃具
１５    刃具
１６    刃具
１７    刃具
１８    回転工具
１９    刃具
２０    ガイドブッシュ
２１    仕上げリーマ
３０ａ  バルブガイド孔
３０ｂ  案内孔
４０ａ  バルブシート面
４０ｂ  バルブシート面の後面
４０ｃ  バルブシート面の前面
Ｐ    ピッチ
Ｗ    シリンダヘッド
【図１】
2005305581.tif 000003
【図２】
2005305581.tif 000004
【図３】
2005305581.tif 000005