(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械の工具主軸に取り付けられ、その工具主軸と共に回転軸線のまわりに回転させられる工具装置本体と、
その工具装置本体に回動可能に取り付けられた回動アームと、
その回動アームの自由端部に設けられた刃具保持部と、
前記回動アームを回動させる回動アーム駆動装置と
を含み、前記工具装置本体の回転と前記回動アームの回動との組合わせにより、前記刃具保持部に保持された切削刃具によって、テーパ内周面に近似したバルブシートを切削加工することを特徴とするバルブシート加工用工具装置。
【請求項２】
前記回動アームの回動軸線が前記回転軸線と直角に立体交差する請求項１に記載のバルブシート加工用工具装置。
【請求項３】
前記回動アームの前記自由端部が、前記回転軸線に対して前記回動軸線とは反対側に位置する請求項２に記載のバルブシート加工用工具装置。
【請求項４】
前記回動アーム駆動装置が、
前記工具装置本体にその工具装置本体に対して相対移動可能に設けられ、駆動装置により駆動される可動部材と、
その可動部材の運動を前記回動アームの回動に変換する運動変換装置と
を含む請求項１ないし３のいずれかに記載のバルブシート加工用工具装置。
【請求項５】
前記可動部材が、前記装置本体に前記回転軸線と平行な方向に移動可能に嵌合された軸方向移動部材であり、前記運動変換装置が、その軸方向移動部材の軸方向移動を前記回動アームの回動運動に変換するものである請求項４に記載のバルブシート加工用工具装置。
【請求項６】
前記運動変換装置が、前記軸方向移動部材と前記回動アームとの一方に、前記回動軸線と平行な姿勢で固定的に設けられた係合ピンと、前記軸方向移動部材と前記回動アームとの他方に、横断面形状の長手方向が前記回転軸線と交差する方向に延びる状態で設けられて前記係合ピンと係合する長穴とを含む請求項４または５に記載のバルブシート加工用工具装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械の工具主軸に取り付けられて、バルブシートを加工するバルブシート加工用工具装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のバルブシート加工用工具装置の代表的なものは、工具装置本体の回転軸線に対して傾斜した方向に摺動するスライダに切削刃具を保持させるものである。工具装置本体にその工具装置本体の回転軸線に対して傾斜した傾斜溝を形成し、その傾斜溝に切削刃具を保持するスライダを摺動可能に嵌合し、そのスライダをスライダ駆動装置により傾斜溝に沿って移動させつつ工具装置本体を回転軸線まわりに回転させることによって、バルブシートのシート面であるテーパ内周面を切削加工するのである。したがって、スライダが工具装置本体に対してがたつけば加工精度が悪くなるため、スライダを傾斜溝の溝面に押し付ける種々の押付装置が採用されていた。例えば、特開平１０−２２５８０７号公報に記載のバルブシート加工装置では、楔部材を含む押付装置によってスライダが傾斜溝の互いに直角な２つの溝面に押し付けられていた。このように摺動可能なスライダを設け、そのがたつきを防止すれば、装置の構成が複雑となり、製造コストが高くなることを避け得ない。また、スライダが傾斜溝の溝面に押し付けられた状態で摺動させられるため、スライダと溝面とが摩耗し易く、加工精度を回復させる作業（スライダの摺動クリアランスの調節やスライダの交換）が必要であり、面倒であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効果】
そこで本発明は、バルブシート加工用工具装置の製造コストの低減と耐久性向上との少なくとも一方を達成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、下記各態様のバルブシート加工用工具装置が得られる。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。
【０００４】
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、 (3)項が請求項３に、  (5)項が請求項４に、(6)項が請求項５に、 (7)項が請求項６にそれぞれ相当する。
【０００５】
（１）工作機械の工具主軸に取り付けられ、その工具主軸と共に回転軸線のまわりに回転させられる工具装置本体と、
その工具装置本体に回動可能に取り付けられた回動アームと、
その回動アームの自由端部に設けられた刃具保持部と、
前記回動アームを回動させる回動アーム駆動装置と
を含み、前記工具装置本体の回転と前記回動アームの回動との組合わせにより、前記刃具保持部に保持された切削刃具によって、テーパ内周面に近似したバルブシートを切削加工することを特徴とするバルブシート加工用工具装置。
【０００６】
回動アームが回動させられることにより、その回動アームに設けられた刃具保持部が回動アームの回動軸線のまわりに旋回させられる。回動アームの回動軸線は、(2)項に記載のように工具装置本体の回転軸線と直角に立体交差することが望ましいが、不可欠ではない。例えば、直角から多少ずれていたり、回転軸線と回動軸線とが実際に交差するものであってもよいのである。工具装置本体が工具主軸と共に回転軸線のまわりに回転させられつつ、上述のように刃具保持部が旋回させられることにより、刃具保持部に保持された切削刃具によってバルブシートが切削加工される。刃具保持部は、回動アームの自由端部に設けられたものであり、刃具保持部に保持された切削刃具の切刃の旋回軌跡が円弧となり、切削刃具により切削されるバルブシートがテーパ内周面に近似したものとなる。バルブシートは、シート面の角度，面粗度およびステム孔（バルブステムを案内する孔で、バルブガイド孔とも称される）との同軸度に対する加工精度の要求は高いが、バルブシートの内周面が、直径が高い精度で直線的に変化するテーパ内周面となることは要求されない。本態様によれば、バルブシートの内周面は直径が軸線方向に進むに従って曲線的に変化する（テーパが曲線的に変化する）ものとなるが、バルブシートは幅が狭く、その幅の割に切削刃具の旋回半径を大きくすることが可能であるため、十分に高い精度でテーパ内周面に近似していると言い得る面を加工することができる。その上、回動アームにより切削刃具を移動させる装置は、従来のスライドにより移動させる装置に比較して、製造コストを低減させ易く、また、摩耗を小さくすることが容易である。さらに、切削加工時に切削刃具を移動させるために回動アームが回動することによって発生する回動アーム全体としての実質的な半径方向位置変化を、従来のようにスライダが傾斜溝に沿って移動する場合のスライダ全体の実質的な半径方向位置変化と比較して小さくすることができ、加工時の動バランスの変動を低減でき、安定した加工が可能となる。
（２）前記回動アームの回動軸線が前記回転軸線と直角に立体交差する(1)項に記載のバルブシート加工用工具装置。
回動アームを工具装置本体の回転軸線と直角に立体交差する回動軸線のまわりに回動させる場合には、その回動アームの先端の刃具保持部に保持される刃具の移動軌跡が単純となり、装置の設計が容易となる。また、工具装置本体をはじめとする回動アーム周辺の部材の加工も容易になる。さらに、工具装置本体の回転軸線に沿って、ステム孔加工用のリーマが設置される場合が多く、その場合には、回動アームの回動軸線を工具装置本体の回転軸線と立体交差するものとすれば、リーマとの干渉を避けつつ回動アームを設けることが容易となる。
（３）前記回動アームの前記自由端部が、前記回転軸線に対して前記回動軸線とは反対側に位置する (2)項に記載のバルブシート加工用工具装置。
本項のバルブシート加工用工具装置においては、刃具保持部が、回動アームの、工具装置本体の回転軸線に対して回動アームの回動軸線とは反対側に位置する自由端部に設けられるため、刃具保持部に保持された切削刃具の切刃の旋回軌跡が、曲率半径の大きい円弧となり、切削刃具により切削されるバルブシートがテーパ内周面に高い精度で近似したものとなる。
（４）前記回動軸線が、前記バルブシートの幅方向の中央においてそのバルブシートと直交する直線と直交する (2)項または (3)項に記載のバルブシート加工用工具装置。
本項のバルブシート加工用工具装置によって形成される近似的なバルブシートの幅方向の両端が、設計上のバルブシートの両端と一致するようにすれば、近似的なバルブシートの設計上のバルブシートからの外れ量（誤差）が幅方向の中央において最大となる。
【０００７】
（５）前記回動アーム駆動装置が、
前記工具装置本体にその工具装置本体に対して相対移動可能に設けられ、駆動装置により駆動される可動部材と、
その可動部材の運動を前記回動アームの回動に変換する運動変換装置と
を含む (1)項ないし (4)項のいずれかに記載のバルブシート加工用工具装置。
回動アーム駆動装置は、回動アームに直接接続された駆動モータ等のアクチュエータにより構成することも可能であるが、本項によれば、駆動装置の設置個所の自由度が増し、工具装置本体の大形化を回避し得る。
（６）前記可動部材が、前記装置本体に前記回転軸線と平行な方向に移動可能に嵌合された軸方向移動部材であり、前記運動変換装置が、その軸方向移動部材の軸方向移動を前記回動アームの回動運動に変換するものである (5)項に記載のバルブシート加工用工具装置。
可動部材を軸方向移動部材とすれば、装置全体の構造を単純化することができ、加工も容易となる。
（７）前記運動変換装置が、前記軸方向移動部材と前記回動アームとの一方に、前記回動軸線と平行な姿勢で固定的に設けられた係合ピンと、前記軸方向移動部材と前記回動アームとの他方に、横断面形状の長手方向が前記回転軸線と交差する方向に延びる状態で設けられて前記係合ピンと係合する長穴とを含む (6)項に記載のバルブシート加工用工具装置。
係合ピンと長穴との係合により、軸方向移動部材の軸方向の移動が回動アームの回動運動に変換される。運動変換装置の構成をきわめて単純なものとすることができるのであり、その分、製造コストを低減させ得る。
（８）前記係合ピンに中空円筒状のローラが相対回転自在に嵌合されており、そのローラを介して係合ピンと前記長穴とが係合させられた (7)項に記載のバルブシート加工用工具装置。
本項のローラによって、係合ピンの長穴内での移動時に両者の間に発生する摩擦を低減させることができる。それにより、運動変換装置の摩耗を抑制し、耐久性を向上させることができる。
【０００８】
（９）前記工具装置本体の前記回転軸線上に、
前記バルブシートに着座するバルブのステムを保持するステム孔をリーマ加工するリーマを保持するリーマ保持装置と、
そのリーマ保持装置に保持されたリーマを案内するガイドスリーブと
が設けられており、前記回動アームの長手方向の中間部に前記ガイドスリーブの貫通を許容する貫通穴が形成された (1)項ないし (8)項のいずれかに記載のバルブシート加工用工具装置。
ステム孔とバルブシートとは、高い同軸度が求められるものであり、本態様によれば、ステム孔とバルブシートとを高い精度で同心に加工することができる。まず、バルブシートの切削加工が行われ、後に、ステム孔のリーマ加工が行われるというように、両加工が時期を異にして行われることが多いが、少なくとも一部が並行して行われてもよい。
（１０）前記工具装置本体に、前記バルブシートに隣接する少なくとも１つのテーパ内周面を切削加工する少なくとも１つの切削刃具を保持する少なくとも１つの刃具保持部が設けられた (1)項ないし (9)項のいずれかに記載のバルブシート加工用工具装置。
１つの装置でバルブシートの切削加工と共にバルブシートに隣接する少なくとも１つのテーパ内周面も切削加工できれば、加工能率が向上する。
【０００９】
（１１）前記回動アームがヒンジピンにより前記工具装置本体に回動可能に取り付けられており、そのヒンジピンと前記回動アームおよび前記工具装置本体の一方との間に転がり軸受が配設され、回動アームおよび工具装置本体の他方に前記ヒンジピンが固定された (1)項ないし (10)項のいずれかに記載のバルブシート加工用工具装置。
回動アームはヒンジピンを支点として回動させられるため、ヒンジピンと回動アームおよび工具装置本体の一方との間に転がり軸受を配設すれば、回動アームおよび工具装置本体の一方とヒンジピンとの間の摩耗を低減させ、耐久性を向上させることができる。
（１２）前記転がり軸受がネガティブクリアランス型である (11)項に記載のバルブシート加工用工具装置。
転がり軸受がネガティブクリアランス型とされれば、回動アームおよび工具装置本体の一方とヒンジピンとの間のがたつきが防止されて切削刃具の移動軌跡が精度よく一定に保たれ、かつ、摩耗も良好に回避される。加工精度が高く、耐久性に優れたバルブシート加工用工具装置が得られるのである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態であるバルブシート加工用工具装置について図面に基づいて詳細に説明する。
図１に本実施形態のバルブシート加工用工具装置を示す。バルブシート加工用工具装置は、被加工物たるエンジンのバルブステムを摺動可能に保持するステム孔２とバルブシート４とを同心に精度良く加工するための装置である。図１および図２において、１０はバルブシート加工用工具装置の工具装置本体である。工具装置本体１０は、概して段付きの円筒状をなしている。工具装置本体１０の後端部側（図１において右方）が中径の嵌合部１２、前端部側（図１において左方）が小径の工具保持部１４とされるとともに、軸方向の中央部には他の部分より大径のフランジ部１６が形成されている。フランジ部１６の嵌合部１２側の端面１８は、工具装置本体１０の中心軸線の方向である軸方向と直交する面とされている。工具装置本体１０は、嵌合部１２が工作機械の工具主軸２０に形成された嵌合穴２２に、フランジ部１６の端面１８が工具主軸２０の端面２４に当接するまで精度良く嵌合されることにより、工具主軸２０に同軸にかつ軸方向に位置決めされて取り付けられる。工具装置本体１０は、回転伝達装置によって工具主軸２０の回転が伝達されるようになっており、工具装置本体１０の中心軸線である回転軸線Ｌのまわりに回転させられる。回転伝達装置は、例えば、工具主軸２０と工具装置本体１０との一方に設けられたドライブピンと、他方に設けられ、ドライブピンが係合可能な係合穴とを含むものとすることができる。
【００１１】
工具装置本体１０には、後端面３０から軸方向に延びるガイド穴３２が形成されている。ガイド穴３２には可動部材たる円筒状の軸方向移動部材３４が軸方向に移動可能かつ回転不能に嵌合されている。軸方向移動部材３４の外周面とガイド穴３２の内周面との一方に設けられたキーと、他方に設けられたキー溝との嵌合により、軸方向移動部材３４のガイド穴３２内での回転が防止されている。軸方向移動部材３４の外周面には複数の潤滑溝４０が形成されており、潤滑溝４０に潤滑剤としてのグリースが供給されることにより、軸方向移動部材３４が滑らかに摺動するようにされている。軸方向移動部材３４および後述する第一可動軸，第二可動軸等の構成については、特開平１１−３４７８１２号公報に記載されているものと同様の構成を採用可能であるため、以下に簡単に説明する。軸方向移動部材３４は、工作機械の工具主軸２０側に設けられた第一可動軸５０と連結されており、図示しないアクチュエータによる第一可動軸５０の前進，後退によって軸方向移動部材３４がガイド穴３２内を軸方向に摺動させられる。第一可動軸５０は、工具主軸２０に軸方向に移動可能かつ回転不能に設けられている。軸方向移動部材３４と第一可動軸５０とは、例えば、第一可動軸５０の前端部に一体的に設けられた花弁形係合突部５２と、軸方向移動部材３４の軸方向穴５４の後端部側に設けられた花弁形係合凹部５６との係合により連結される。
【００１２】
軸方向移動部材３４に形成された軸方向穴５４内には、工具主軸２０側に設けられた第二可動軸６６が進入させられるようになっている。第二可動軸６６は、第一可動軸５０に形成された中心軸線を通る貫通穴６８内に同軸状態で、軸方向に移動可能かつ回転不能に保持されている。第二可動軸６６の前端部には、リーマ保持装置たるコレットチャック７０が保持されており、コレットチャック７０の操作リングとして機能するギヤ付きネジ７２が回転させられることによりコレットチャック７０のコレット７４が縮径させられて、加工具としてのリーマ８０の加工部とは反対側の基端部がコレットチャック７０に把持されるようになっている。ギヤ付きネジ７２は、工具装置本体１０に設けられたギヤ部材８２の操作によって回転させられ、コレット７４の縮径，拡径が行われる。第二可動軸６６は、第一可動軸５０とは別のアクチュエータによって独立して前進，後退させられる。第一可動軸５０と第二回動軸６６とをそれぞれ駆動するアクチュエータは、例えば、流体圧アクチュエータの一種である液圧シリンダを含むものとすることができる。
【００１３】
工具装置本体１０の中心軸線上には、軸方向に貫通する貫通穴１００が形成されている。貫通穴１００には、工具装置本体１０の前端部側からガイドスリーブ１０２が挿入されている。ガイドスリーブ１０２は、位置決めボルト１０４等適宜の固定装置によって工具装置本体１０からの抜け出しおよび相対回転が防止されている。ガイドスリーブ１０２によってリーマ８０の移動が案内される。リーマ８０は、工具装置本体１０に軸方向に往復移動可能に保持されており、また、工具装置本体１０とともに回転軸線Ｌまわりに回転させられることにより、バルブステムを摺動可能に保持するバルブガイド１１０（図１に二点鎖線で図示）のステム孔２の内周面の仕上げ加工が行われる。
【００１４】
工具装置本体１０の工具保持部１４には、図２に示すように、互いに周方向に異なる位相で複数個（本実施形態の場合３個）の刃具保持部１２０，１２１，１２２が設けられ、それぞれに加工具の一種である切削刃具としてのバイト１２４，１２５，１２６が保持されている。バイト１２４，１２５，１２６は、シャンクと刃具とが一体に構成されたものとしてもよいし、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としてもよい。３つのバイト１２４，１２５，１２６の各切刃の半径方向における刃先位置がそれぞれ互いにずれるように調整されて工具装置本体１０の各刃具保持部１２０，１２１，１２２に固定されており、バルブシート４のシート面１２８と軸方向（幅方向）の両側に隣接する２つのテーパ内周面１３０，１３１（図７参照）と、テーパ内周面１３１と軸方向のシート面１２８とは反対側において隣接するテーパ内周面１３２とが切削加工されるようになっている。これらシート面１２８および３つのテーパ内周面１３０，１３１，１３２は、工具装置本体１０の軸線に対する傾斜角度がそれぞれ異ならされており、テーパ内周面１３０からテーパ内周面１３２に向かうほど上記傾斜角度が小さくされている。
【００１５】
工具装置本体１０の工具保持部１４にはまた、回動アーム１５０が工具装置本体１０の回転軸線Ｌと直角に立体交差する回動軸線のまわりに回動可能に取り付けられている。回動アーム１５０は、ヒンジピン１５２により工具装置本体１０に回動可能に取り付けられている。ヒンジピン１５２は、工具装置本体１０に回転軸線Ｌと直角に立体交差して形成された円形断面の嵌合穴１５４に圧入されることにより、工具装置本体１０と一体的なものとして機能する。嵌合穴１５４の上記回動軸線に平行な方向に隔たった両側には、嵌合穴１５４より大径の穴が形成され、この穴を経てヒンジピン１５２を嵌合穴１５４に圧入することができる。回動アーム１５０は、図２および図３に示すように、概して段付きの平板状を成し、回動アーム１５０の基端部１６０に形成された支持穴１６２においてヒンジピン１５２に回動可能に支持されている。支持穴１６２とヒンジピン１５２との間には、ネガティブクリアランス型の転がり軸受１６６が配設され、回動アーム１５０のがたつきが防止されるとともに、滑らかに回動可能とされている。回動アーム１５０は、工具装置本体１０に形成された段付きの矩形断面を成す案内溝１６８に案内されて回動軸線のまわりに回動させられる。
【００１６】
回動アーム１５０の基端部１６０とは反対側の自由端部１７０は、回動アーム１５０の回動軸線に平行な方向である幅方向の寸法が基端部１６０より大きくされ、刃具保持部たる刃具保持孔１７４が形成されている。刃具保持孔１７４は、工具装置本体１０の回転軸線Ｌに対して回動アーム１５０の回動軸線（ヒンジピン１５２の中心軸線）とは反対側に位置するように設けられている。したがって、回動アーム１５０の長手方向の中間部には、ガイドスリーブ１０２の貫通を許容する貫通穴１８０が形成されている。刃具保持孔１７４には、加工具の一種である切削刃具としてのバイト１８２の後端部であるシャンクが保持されている。刃具保持孔１７４に連通する雌ねじ穴１８６には調整ねじ１８８が螺合されている。調整ねじ１８８の先端部は先端側ほど直径が漸減させられたテーパ外周面を備えるテーパ部１９０とされ、そのテーパ部１９０が刃具保持孔１７４内に突出させられてバイト１８２のシャンクの後端面に形成された傾斜面１９２に係合させられている。調整ねじ１８８が回転させられて刃具保持孔１７４内への突出量が調節されることにより、テーパ部１９０のテーパ外周面と傾斜面１９２との斜面の効果によってバイト１８２の軸方向位置が調節され、バイト１８２の先端部に設けられた刃部の切刃１９４の軸方向の刃先位置が調節されるようになっている。刃部の刃先位置調整が行われた後、クランプねじ１９６が締めこまれることにより、バイト１８２が工具装置本体１０に固定される。バイト１８２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としてもよい。
【００１７】
軸方向移動部材３４の軸方向の移動が運動変換装置２００によって回動アーム１５０の回動に変換させられることにより、回動アーム１５０が回動軸線まわりに回動させられる。運動変換装置２００は、図３および図４に示すように、係合ピン２０２と、係合ピン２０２と係合させられる長穴２０４とを備えている。係合ピン２０２は、軸方向移動部材３４に回動可能に保持された保持部材２１０の自由端部に、回動アーム１５０の回動軸線と平行な姿勢で固定的に保持されている。長穴２０４は、回動アーム１５０の自由端部１７０に、回動軸線に平行な方向に貫通して設けられるとともに、横断面形状の長手方向が回転軸線Ｌと交差する方向に延びる状態で設けられている。保持部材２１０は、長手方向の中間部２１２が円柱状を成し、その中間部２１２から長手方向（軸方向）に延び出す両端部である基端部２１４と自由端部２１６とは、円柱の直径方向に隔たった２部分が平面取りされた形状を成している。保持部材２１０の基端部２１４は連結軸２２０により軸方向移動部材３４に相対回動可能に連結されている。保持部材２１０の中間部２１２は、工具装置本体１０に形成された円形断面のガイド孔２２１（図１参照）に移動可能に嵌合され、保持部材２１０の軸方向の移動が案内されるとともに、保持部材２１０の連結軸２２０のまわりの回動が防止されている。保持部材２１０の自由端部２１６には、前記係合ピン２０２が移動不能かつ回転不能に保持されている。回動アーム１５０の自由端部１７０において、バイト１８２が突出させられた側とは反対側の部分は、保持部材２１０の自由端部２１６が嵌入可能な溝２２４が形成されることにより溝２２４の両側に一対の係合部２２６が形成されている。それら係合部２２６には、前記長穴２０４がそれぞれ形成されている。係合ピン２０２と一対の長穴２０４との間には、中空円筒状の一対のローラ２３４がそれぞれ相対回転自在に嵌合され、それらローラ２３４を介して係合ピン２０２の両端部が長穴２０４の長手方向には移動可能かつ長手方向と直交する幅方向には実質的に移動不能に係合させられている。
【００１８】
軸方向移動部材３４が軸方向に移動させられれば、それと共に係合ピン２０２を保持する保持部材２１０が軸方向に移動させられ、係合ピン２０２（厳密にはローラ２３４の外周面）と長穴２０４の側面との係合によって回動アーム１５０がヒンジピン１５２の中心軸線である回動軸線まわりに回動させられる。この点から、保持部材２１０を軸方向移動部材と考えることも可能である。回動アーム１５０の回動は、係合ピン２０２の長穴２０４に沿った相対移動によって許容される。図７に理解を容易にするために概念的に示すように、回動アーム１５０の回動軸線Ｒが、バルブシート４のシート面１２８を構成する円弧の両端を結ぶ弦の長さである幅方向の寸法（Ｗ）の中央においてバルブシート４のシート面１２８と直交する直線Ｐと直交するように、各部材の寸法および配置が設定されている。
【００１９】
以上のように構成されたバルブシート加工用工具装置によるバルブシート４およびステム孔２の加工について説明する。バイト１２４，１２５，１２６を、切刃の軸方向の刃先位置を調整して刃具保持部１２０，１２１，１２２に取り付ける。また、回動アーム１５０を案内溝１６８に嵌合させた後に、ヒンジピン１５２を嵌合穴１５４に圧入し、ヒンジピン１５２が転がり軸受１６６を介して支持穴１６２に挿通させられることにより、回動アーム１５０を工具装置本体１０に回動可能に取り付ける。さらに、駆動装置を作動させることにより、第二可動軸６６を前進端位置まで移動させる。そして、リーマ８０をガイドスリーブ１０２に挿入し、それをコレットチャック７０のリーマ嵌合穴に嵌入させる。この状態で、ギヤ部材８２に工具を係合させてギヤ付きネジ７２に螺合させ、コレットチャック７０のコレット７４を縮径させる方向に回転させることにより、リーマ８０の後端部をコレットチャック７０に把持させる。その後、駆動装置を逆方向に作動させてリーマ８０を工具装置本体１０内に収容する。
【００２０】
以上で準備が完了し、工具主軸２０および工具装置本体１０を回転軸線Ｌのまわりに回転させることによって、バルブシート４の切削が行われる。バイト１２４，１２５，１２６の回転によって各テーパ内周面１３０，１３１，１３２が切削される。また、回動アーム１５０に保持されたバイト１８２が回転軸線Ｌまわりに回転させられるとともに、第一可動軸５０が後退端位置にある状態（図５参照）から前進端位置にある状態（図６参照）まで前進させられることにより、回動アーム１５０が回動軸線のまわりにテーパ内周面１３０側からテーパ内周面１３２側へ回動させられ、シート面１２８が切削される。切削加工されるシート面１２８は、幅が狭く、その幅の割に回動アーム１５０に保持されたバイト１８２の切刃の旋回軌跡が曲率半径の大きい円弧であるため、テーパ内周面に高い精度で近似したシート面１２８が形成される。さらに、第二可動軸６６が前進させられてリーマ８０にバルブガイド１１０のステム孔２の内周面を切削させる。バルブシート４のテーパ内周面１３０，１３１，１３２およびシート面１２８の加工とステム孔２の加工とは、同時に並行して行ってもよいし、交互に実施してもよい。このようにバルブシート４のテーパ内周面１３０，１３１，１３２およびシート面１２８とステム孔２の加工とが並行または連続して（リーマ８０，バイト１２４〜１２６，１８２や被加工物の着脱を伴うことなく）行われるため、バルブシート４とステム孔２との同軸度が確保される。
【００２１】
本実施形態によれば、回動アーム１５０は、案内溝１６８に案内されて回動させられるものであり、従来のようにスライダを押付装置により傾斜溝に押し付けて摺動させる機構が不要となって製造コストが低減される。また、回動アーム１５０と工具装置本体１０との摩耗も小さくなる。回動アーム１５０とヒンジピン１５２、および回動アーム１５０と係合ピン２０２との間には、それぞれ摩擦力低減のために転がり軸受１６６とローラ２３４とが設けられているため、回動アーム１５０が滑らかに回動させられる。
【００２２】
回動アーム１５０の切刃の旋回半径は種々に設定可能であるが、設計上のバルブシートのシート面（直径が直線的に変化するテーパ内周面）にできる限り高い精度で近似するものとなるように設定されることが望ましい。図８に、種々の切刃の旋回半径のうちの一形態によって切削加工されたバルブシート４のシート面１２８を示す。なお、図８に示すシート面１２８は、理解を容易にするためにその湾曲が誇張して示されている。シート面１２８は、幅方向の両端（そのシート面１２８を形成する円弧の両端）ａ，ｂが、設計上のバルブシート３００の幅方向の両端と一致し、設計上のシート面３０２に高い精度で近似するものとなる。このようにすれば、シート面１２８のシート面３０２からの外れ量（誤差）が幅方向の中央において最大となる。ただし、シート面としては、幅方向の両端ａ，ｂの少なくとも一方の寸法精度が得られればよい場合が多く、特に、軸方向においてステム孔２から遠い側（テーパ内周面１３０側）の端ａの寸法精度が要求される場合が多い。したがって、上記要求精度が満たされる範囲内で切刃の旋回半径を種々に設定することができる。
【００２３】
上記実施形態においては、ヒンジピン１５２は工具装置本体１０に固定的に設けられていたが、回動アーム１５０に固定されてもよい。この形態の場合、回動アーム１５０の基端部の両側から突出する状態でヒンジピンが一体的に設けられ、ヒンジピンの両端部と工具装置本体１０の支持穴との間にそれぞれ転がり軸受が配設されることが望ましい。
【００２４】
以上、本発明のいくつかの実施形態を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、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用工具装置を示す正面断面図である。
【図２】上記バルブシート加工用工具装置の左側面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】前記バルブシート加工用工具装置の回動アームの刃具保持部を示す平面断面図である。
【図５】上記バルブシート加工用工具装置の一作動状態であって、軸方向移動部材が後退端位置にある状態を示す正面断面図である。
【図６】上記バルブシート加工用工具装置の別の作動状態であって、軸方向移動部材が前進端位置にある状態を示す正面断面図である。
【図７】上記バルブシート加工用工具装置により切削加工されるバルブシートと回動アームの回動軸線との相対位置関係を示す概念図である。
【図８】上記バルブシート加工用工具装置において、一形態の旋回半径で旋回させられる切削刃具の切刃によって切削加工されたバルブシートを設計上のバルブシートと共に示した図である。
【符号の説明】
２：ステム孔    ４：バルブシート    １０：工具装置本体    ２０：工具主軸３４：軸方向移動部材    ５０：第一可動軸    ６６：第二可動軸    ７０：コレットチャック    １２０，１２１，１２２：刃具保持部    １２４，１２５，１２６：バイト    １２８：シート面    １３０，１３１，１３２：テーパ内周面    １５０：回動アーム    １５２：ヒンジピン    １６６：転がり軸受１７４：刃具保持孔    １８０：貫通穴    １８２：バイト    １９４：切刃    ２００：運動変換装置    ２０２：係合ピン    ２０４：長穴    ２３４：ローラ
【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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