(57)【要約】  加工工具（１０）は、開口（１２ａ）を有するバルブシート素材（１２）の内周に切削加工を施して、第１逃し面（１４）と、バルブシート面（１６）と、第２逃し面（１８）とを形成する。加工工具（１０）は、軸線（ａ）まわりに回転駆動される工具本体（４０）と、工具本体（４０）とともに回転する複数のバイト（４２、４４、４６）と、工具本体（４０）に対して、軸線（ａ）に沿って進退可能に取り付けられるカートリッジ（４８）と、カートリッジ（４８）の基端面（７０ｄ）に当接して、カートリッジ（４８）を進退させるカム（５０）とを備える。複数のバイト（４２、４４、４６）の少なくとも１つは、カートリッジ（４８）に取り付けられる。
2020017644.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口（１２ａ）を有するワークの内周に切削加工を施して、複数の加工面（１４、１６、１８）を形成する加工工具（１０）であって、
軸線（ａ）まわりに回転駆動される工具本体（４０）と、
前記工具本体とともに回転する複数のバイト（４２、４４、４６）と、
前記工具本体に対して、前記軸線に沿って進退可能に取り付けられるカートリッジ（４８）と、
前記カートリッジの基端面（７０ｄ）に当接して、前記カートリッジを進退させるカム（５０）と、
を備え、
前記複数のバイトの少なくとも１つは、前記カートリッジに取り付けられる、加工工具。
【請求項２】
請求項１記載の加工工具において、
前記カムは、円弧の外周に沿った円弧状面（５０ｃ）と、前記円弧の一部を切り欠いた切り欠き面（５０ａ）とを有し、前記円弧の中心を回転中心として回転することで前記円弧状面と前記切り欠き面とを選択的に前記カートリッジの前記基端面に当接させることが可能であり、
前記円弧状面が前記基端面に当接するとき、前記カートリッジが進出し、
前記切り欠き面が前記基端面に当接するとき、前記カートリッジが後退する、加工工具。
【請求項３】
請求項２記載の加工工具において、
前記カートリッジを後退方向に弾発付勢するカム付勢部材（５２）をさらに備え、
前記円弧状面が前記基端面に当接することで、前記カム付勢部材の弾発力に抗して前記カートリッジを進出させ、
前記切り欠き面が前記基端面に当接することで、前記カム付勢部材の弾発付勢下に前記カートリッジを後退させる、加工工具。
【請求項４】
請求項２又は３記載の加工工具において、
前記工具本体の内部を前記軸線に沿って進退することで前記カムを回転させるロッド（５４）と、
前記工具本体の内部に設けられ流体を供給可能なシリンダ室（９８）と、
をさらに備え、
前記ロッドは、前記シリンダ室を前記軸線に沿って移動可能なピストン（５４ａ）を有し、
前記シリンダ室の前記流体の圧力により前記ピストンが変位することで、前記ロッドが進退する、加工工具。
【請求項５】
請求項４記載の加工工具において、
前記ロッドは、進退方向先端の進出位置と、進退方向基端の後退位置との間を進退し、
前記ピストンは、ピストン付勢部材（５６）により、前記シリンダ室の先端側に向かって弾発付勢され、
前記シリンダ室は、前記ロッドに設けられた供給路（１１８）と連通し、
前記シリンダ室に前記流体が供給される前は、前記ピストン付勢部材による弾発付勢下に前記ロッドが前記進出位置まで進出し、
前記供給路を介して前記シリンダ室に前記流体が供給されることで、前記シリンダ室の前記流体の圧力が増大すると、前記ピストン付勢部材の弾発力に抗して前記ロッドが後退する、加工工具。
【請求項６】
請求項５記載の加工工具において、
前記ロッドには、
前記ロッドが前記進出位置から連通位置まで後退すると前記シリンダ室に連通し、且つ前記ロッドが前記連通位置より先端側にあるとき前記シリンダ室と遮断される連絡路（１１４）と、
前記連絡路と連通し且つ該連絡路から先端側に延在する先端側流路（１１２）と、が設けられ、
前記供給路を介して前記シリンダ室に前記流体が供給され、前記ロッドが前記連通位置まで後退することで、前記シリンダ室と前記連絡路とが連通すると、前記先端側流路に前記流体が供給される、加工工具。
【請求項７】
請求項６記載の加工工具において、
前記ロッドでは、前記ピストンよりも先端側に前記連絡路が設けられ、前記連絡路よりも先端側に、前記ロッドの外周面から膨出する膨出部（５４ｂ）が設けられ、
前記カムは、前記膨出部を挿入可能な凹部（５０ｂ）が設けられ、
前記膨出部を前記凹部の内面に当接させつつ、前記ロッドを前記進出位置に進出させることで、前記円弧状面が前記カートリッジの前記基端面に当接するように前記カムが回転し、前記膨出部を前記凹部の内面に当接させつつ、前記ロッドを前記後退位置に後退させることで、前記切り欠き面が前記カートリッジの前記基端面に当接するように前記カムが回転する、加工工具。
【請求項８】
請求項６又は７記載の加工工具において、
前記ロッドが前記進出位置から後退して前記カムの前記切り欠き面が前記カートリッジの前記基端面に当接するまでの距離は、
前記ロッドが前記進出位置から後退して前記連通位置に達するまでの距離より小さい、加工工具。
【請求項９】
請求項４〜８の何れか１項に記載の加工工具において、
前記流体は、前記ワークの加工点に供給されるクーラントである、加工工具。
【請求項１０】
請求項４〜９の何れか１項に記載の加工工具において、
前記シリンダ室に供給される前記流体の流量及び圧力の少なくとも何れか一方を検出する流体センサ（５９）をさらに備える、加工工具。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れか１項に記載の加工工具において、
前記カートリッジは、前記工具本体に前記軸線に沿って形成された溝（７２）の内部に摺動可能に配設され、
前記溝は、前記工具本体とともに回転する前記カートリッジの回転方向の後方の端面（７８）に当接する第１内壁面（７２ａ）と、前記カートリッジの前記軸線側の端面（８０）に当接する第２内壁面（７２ｂ）とを有し、
前記工具本体には、前記カートリッジの回転方向の前方から前記第１内壁面及び前記第２内壁面の両方に対して傾斜する方向に前記カートリッジを押圧する押圧部材（８２）が設けられる、加工工具。
【請求項１２】
請求項１〜１１の何れか１項に記載の加工工具において、
前記複数の加工面は、シリンダヘッド（２２）のバルブシート面（１６）と、該バルブシート面の軸方向の両端側にそれぞれ設けられた第１逃し面（１４）及び第２逃し面（１８）とであり、
前記複数のバイトとして、前記第１逃し面を形成する第１バイト（４２）と、前記第２逃し面を形成する第２バイト（４４）と、前記バルブシート面を形成する第３バイト（４６）とを備え、
前記第１バイト及び前記第２バイトは、前記工具本体の先端部に直接取り付けられ、
前記第３バイトは、前記カートリッジの先端部に取り付けられる、加工工具。
【請求項１３】
請求項１〜１１の何れか１項に記載の加工工具において、
前記複数の加工面は、シリンダヘッドのバルブシート面と、該バルブシート面の軸方向の両端側にそれぞれ設けられた第１逃し面及び第２逃し面とであり、
前記複数のバイトとして、前記第１逃し面を形成する第１バイトと、前記第２逃し面を形成する第２バイトと、前記バルブシート面を形成する第３バイトとを備え、
前記第１バイト及び前記第２バイトは、前記カートリッジの先端部に取り付けられ、
前記第３バイトは、前記工具本体の先端部に直接取り付けられる、加工工具。
【請求項１４】
請求項１〜１３の何れか１項に記載の加工工具において、
前記工具本体の先端にバルブガイド穴加工用のリーマ（５８）が固定される、加工工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの開口の内周に切削加工を施して、複数の加工面を形成する加工工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許第３０２０１７９号公報には、開口の内周に切削加工を施して、軸方向に対する傾斜角度が互いに異なる複数の加工面を形成する加工工具が開示されている。この加工工具では、軸線まわりに回転駆動する工具本体の先端部に複数のバイトが設けられている。これらのバイトを工具本体とともに回転させながら、ワークの被加工部に同時に接触させて切削を行うことで、複数の加工面を同時に形成する。
【発明の概要】
【０００３】
上記の切削加工では、複数の加工面ごとに切削する取り代が異なるため、複数のバイトを被加工部に同時に接触させる加工工具では、取り代が大きい加工面を形成するバイトが他のバイトよりも摩耗し易くなることがある。特に、他の加工面よりも高精度に形成されることが求められる加工面を加工するバイトが摩耗し易くなると、該バイトの研磨や交換を頻繁に行わなければ、要求される精度の加工面が得られなくなる。このため、高精度に加工を行うことと、効率的に加工を行うことの両立が困難となる。また、複数のバイトを被加工部に同時に接触させるためには、複数のバイトのそれぞれの位置関係を高精度に調整する必要があり、研磨後や交換後のバイトの再装着作業が煩雑になりやすい。これによっても効率的な加工が妨げられる懸念がある。
【０００４】
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、高精度且つ効率的な切削加工を容易に行うことが可能な加工工具を提供する。
【０００５】
本発明の一態様は、開口を有するワークの内周に切削加工を施して、複数の加工面を形成する加工工具であって、軸線まわりに回転駆動される工具本体と、前記工具本体とともに回転する複数のバイトと、前記工具本体に対して、前記軸線に沿って進退可能に取り付けられるカートリッジと、前記カートリッジの基端面に当接して、前記カートリッジを進退させるカムと、を備え、前記複数のバイトの少なくとも１つは、前記カートリッジに取り付けられる。
【０００６】
本発明では、カートリッジに取り付けられたバイトを軸線に沿って進退させることができる。これによって、工具本体に直接取り付けられたバイトと異なるタイミングで、カートリッジに取り付けられたバイトを被加工部に接触させて、複数の加工面を異なるタイミングで加工することができる。
【０００７】
このため、例えば、他の加工面よりも高精度に形成することが求められる加工面（対象加工面）を他の加工面よりも後に加工することができる。これによって、対象加工面を加工する際の取り代を低減させて、対象加工面を加工するバイトの摩耗を効果的に抑制できる。その結果、バイトの研磨や交換の頻度を上げることなく、対象加工面を高精度に加工することが可能になる。
【０００８】
また、上記の通り、複数の加工面を異なるタイミングで加工する際、カートリッジを進退させればよいため、ツールチェンジャー等を用いた工具交換を行う必要がなく、これによっても、切削加工を効率的に行うことが可能になる。
【０００９】
以上から、本発明の加工工具によれば、高精度且つ効率的な切削加工を容易に行うことが可能になる。
【００１０】
さらにまた、この加工工具では、カートリッジが軸線に沿って進退可能に設けられているため、例えば、カートリッジが軸線に対して傾斜する方向に進退可能に設けられるような場合に比して、軸線に直交する方向の外形寸法を小さくできる。従って、例えば、一度に複数の開口の内周に切削加工を施すべく、加工工具を並列させて多軸化等を図ることも容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る加工工具の先端面の概略説明図である。
【図２】ロッドを進出位置まで進出させた状態の、図１のＩＩ−ＩＩ線矢視要部断面図である。
【図３】図２のロッドを後退位置まで後退させた状態の要部断面図である。
【図４】図４Ａ〜図４Ｃは、ロッドが進出位置から後退してカムの切り欠き面がカートリッジに当接するまでの距離Ｌａと、ロッドが進出位置から後退して連通位置に達するまでの距離Ｌｂとの関係を説明する説明図である。
【図５】切削加工を施す前のバルブシート素材及びシリンダヘッド本体の概略部分断面図である。
【図６】図５のバルブシート素材に切削加工を施した後のシリンダヘッドの概略部分断面図である。
【図７】図５のバルブシート素材に第１バイト及び第２バイトを用いて逃し面を加工する様子を説明する概略説明図である。
【図８】図７のバルブシート素材に第３バイトを用いてバルブシート面を加工する様子を説明する概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明に係る加工工具について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の図において、同一又は同様の機能及び効果を奏する構成要素に対しては同一の参照符号を付し、繰り返しの説明を省略する場合がある。
【００１３】
以下では、図１、図２、図３、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃに示す本実施形態に係る加工工具１０を適用して、図５に示すバルブシート素材１２をワークとし、当該バルブシート素材１２の開口１２ａの内周に切削加工を施すことで、図６に示す第１逃し面１４と、バルブシート面１６と、第２逃し面１８とを複数の加工面として形成する例について説明する。第１逃し面１４、バルブシート面１６、第２逃し面１８は、開口１２ａの軸方向に対する傾斜角度が互いに異なる傾斜面である。図５に示すように、バルブシート素材１２は、シリンダヘッド本体２０に圧入又は接合されており、上記のようにして切削加工が施されることで、図６に示すシリンダヘッド２２のバルブシート２４を構成する。
【００１４】
しかしながら、加工工具１０を適用して切削加工を施すことが可能な対象は、バルブシート素材１２に限定されるものではない。また、加工工具１０により形成可能な複数の加工面は、上記の第１逃し面１４、バルブシート面１６、第２逃し面１８に限定されるものではない。加工工具１０は、ワークの開口の内周に切削加工を施して、複数の加工面を形成する場合に好適に適用することができる。その一例としては、ワークの開口の内周に対して、ラフボーリング加工による加工面及びファインボーリング加工による加工面をそれぞれ形成する場合や、ボーリング加工による加工面及び面取り加工による加工面をそれぞれ形成する場合等が挙げられる。
【００１５】
先ず、図６を参照しつつ、シリンダヘッド２２について簡単に説明する。シリンダヘッド２２は、例えば、鋼材等の鉄系材料の焼結体からなる円環状のバルブシート２４と、例えば、純アルミニウムや、アルミニウム合金等のアルミニウム系材料からなるシリンダヘッド本体２０とを備える。なお、バルブシート２４は、さらに、銅系材料等の高電気伝導率材料を含んでいてもよい。
【００１６】
シリンダヘッド本体２０には、一端側が不図示の燃焼室に向かってそれぞれ開口するポート２６が形成されている。本実施形態では、ポート２６の一端側（矢印Ｘ１側）の開口周縁部に、円環状のバルブシート２４が挿入されることで、該開口周縁部にバルブシート２４が嵌合されている。
【００１７】
バルブシート２４の内周には、互いに面方向が異なる第１逃し面１４と、バルブシート面１６と、第２逃し面１８とが、軸方向の一端側（矢印Ｘ１側）から他端側（矢印Ｘ２側）に向かってこの順に配設されている。第１逃し面１４、バルブシート面１６、第２逃し面１８のそれぞれは、燃焼室側（矢印Ｘ１側）に向かって開口を拡径する方向に傾斜する。バルブシート２４の軸方向に対する各面の傾斜角度の一例としては、第１逃し面１４が６０°であり、バルブシート面１６が４５°であり、第２逃し面１８が３０°であることが挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。
【００１８】
バルブシート２４の内周面のうち、バルブシート面１６に対して、不図示のバルブが着座又は離間することにより、ポート２６が開閉可能となっている。このため、シリンダヘッド２２の高品質化を図るべく、バルブとバルブシート面１６とを隙間なく接触させるためには、バルブシート２４の内周面のうち、特に、バルブシート面１６の真円度や面粗度等が高精度に加工されている必要がある。
【００１９】
次に、図５を参照しつつ、切削加工が施されてバルブシート２４となる前のバルブシート素材１２、換言すると、第１逃し面１４と、バルブシート面１６と、第２逃し面１８とが形成されていないバルブシート素材１２について説明する。バルブシート素材１２は、シリンダヘッド本体２０に圧入された円環状である。バルブシート素材１２の内周には、例えば、軸方向の一端側（矢印Ｘ１側）に配置される直交端面２８と、軸方向の他端側に配置される軸方向面３０と、直交端面２８と軸方向面３０との間に配置されるテーパ状面３２とを有する。直交端面２８は、軸方向に直交する。軸方向面３０は、ポート２６の内周面と面一に形成される。テーパ状面３２は、軸方向の一端側（矢印Ｘ１側）に向かって開口を拡径する方向に傾斜するテーパ状である。
【００２０】
次に、図１〜図４Ｃを参照しつつ、加工工具１０について説明する。加工工具１０は、図５に示すバルブシート素材１２の開口１２ａの内周に切削加工を施して、図６に示す第１逃し面１４と、バルブシート面１６と、第２逃し面１８とを形成する。なお、本実施形態では、加工工具１０は、バルブシート素材１２の切削加工に加えて、バルブガイド孔（不図示）のリーマ加工を施すことも可能な複合加工工具である。バルブガイド孔は、シリンダヘッド本体２０に設けられ、上記のバルブの軸部（不図示）を挿通可能となっている。
【００２１】
具体的には、加工工具１０は、工具本体４０と、第１バイト４２と、第２バイト４４（図１参照）と、第３バイト４６と、カートリッジ４８と、図２〜図４Ｃに示す、カム５０と、カム付勢部材５２と、ロッド５４と、ピストン付勢部材５６と、リーマ５８と、図２及び図３に示す流体センサ５９と、を主に備える。
【００２２】
図２及び図３に示すように、工具本体４０は、第１部材４０ａと、第２部材４０ｂと、第３部材４０ｃとを一体化して構成される。第１部材４０ａと、第２部材４０ｂと、第３部材４０ｃとは、工具本体４０の先端側（矢印Ｙ１側）から基端側（矢印Ｙ２側）に向かって、この順に連結されている。第１部材４０ａは、先端側の径が基端側に比して小さくなる段付きの略円筒状である。また、第１部材４０ａの基端側には、大径部４０ａＬが設けられる。この大径部４０ａＬの外周側を介したボルト止め等によって、第１部材４０ａの基端側と第２部材４０ｂの先端側とが固定されている。
【００２３】
第２部材４０ｂの基端側には、先端側よりも小径の小径部４０ｂＳが設けられる。この小径部４０ｂＳに第３部材４０ｃの先端側が外嵌されることで、第２部材４０ｂの基端側と第３部材４０ｃの先端側とが固定されている。第３部材４０ｃの基端側が、不図示の工作機械が備える回転駆動機構の回転主軸に固定されることで、工具本体４０は、軸線ａまわりに回転駆動される。また、工具本体４０は、工作機械が備える工具本体駆動機構により、軸線ａに沿って進退駆動される。
【００２４】
第１バイト４２は、第１逃し面１４（図６参照）を加工するための刃先４２ａを有し、シャンク４２ｂを介して工具本体４０の第１部材４０ａに着脱自在に取り付けられている。具体的には、図１に示すように、第１部材４０ａに軸線ａに沿って設けられた収容溝６０の内壁６０ａと、該収容溝６０内の内壁６０ａよりも工具本体４０の回転方向（以下、単に回転方向ともいう）の前方に設けられた締め付け部材６２との間にシャンク４２ｂが挟持されることで、第１バイト４２が工具本体４０に直接固定される。
【００２５】
締め付け部材６２は、工具本体４０の径方向に延在するように設けられたねじ孔とねじ６４とを螺合させることにより、回転方向の前方から収容溝６０の内壁６０ａに向かってシャンク４２ｂを押圧して、締め付け力を加えることができる。また、締め付け部材６２では、ねじ孔とねじ６４との螺合を緩めることにより、シャンク４２ｂに対する締め付けを緩めることができ、これによって、収容溝６０の内壁６０ａと締め付け部材６２との間でシャンク４２ｂを出し入れ可能になっている。
【００２６】
第２バイト４４は、第２逃し面１８（図６参照）を加工するための刃先４４ａ（図７参照）を有し、シャンク４４ｂを介して工具本体４０の第１部材４０ａに着脱自在に取り付けられている。第２バイト４４も第１バイト４２と同様にして、締め付け部材６２を介して工具本体４０に直接固定される。
【００２７】
第３バイト４６は、バルブシート面１６（図６参照）を加工するための刃先４６ａを有し、シャンク４６ｂを介してカートリッジ４８に着脱自在に取り付けられている。具体的には、カートリッジ４８に軸線ａに沿って設けられた収容溝６６の内壁６６ａと、該内壁６６ａよりも回転方向の前方に設けられた締め付け部材６２との間にシャンク４６ｂが挟持されることで、第３バイト４６がカートリッジ４８に固定される。
【００２８】
カートリッジ４８は、工具本体４０の第１部材４０ａに対して、軸線ａに沿って進退可能に取り付けられ、工具本体４０とともに回転駆動される。なお、以下では、工具本体４０の先端に向かう側（矢印Ｙ１側）を進出方向とし、工具本体４０の基端に向かう側（矢印Ｙ２側）を後退方向とする。
【００２９】
図２及び図３に示すように、カートリッジ４８は、カートリッジ本体６８と、プッシュロッド７０とが一体化されて構成されている。カートリッジ本体６８は、工具本体４０の第１部材４０ａに軸線ａに沿って形成された溝７２の内部に摺動可能に配設される。また、カートリッジ本体６８は、ボディ７４と、該ボディ７４の軸線ａ側（工具本体４０の径方向の中心側）の部分から先端側（矢印Ｙ１側）に向かって延在する延在部７６とを有する。延在部７６の軸方向全体と、ボディ７４の先端側の一部に、第３バイト４６のシャンク４６ｂを収容する収容溝６６が設けられている。
【００３０】
図１に示すように、ボディ７４は、軸線ａの先端側から見て、略矩形状であり、回転方向の前方側、且つ工具本体４０の径方向の外側の角部が切り欠かれて受圧面７４ａが設けられている。ボディ７４及び延在部７６では、回転方向の後方の端面７８が互いに面一に形成され、且つ軸線ａ側の端面８０が互いに面一に形成されている。これらの端面７８、８０は互いに直交する。受圧面７４ａは、端面７８、８０の両方に対して傾斜する。この際、受圧面７４ａは、例えば、端面７８、８０のそれぞれに対して、略４５°傾斜して設けられることが好ましい。
【００３１】
溝７２の内部において、カートリッジ本体６８の端面７８には、溝７２の第１内壁面７２ａが当接し、端面８０には、溝７２の第２内壁面７２ｂが当接する。第１内壁面７２ａは端面７８に沿って延在し、第２内壁面７２ｂは端面８０に沿って延在するため、第１内壁面７２ａ及び第２内壁面７２ｂは互いに直交する。
【００３２】
受圧面７４ａには、工具本体４０の第１部材４０ａにボルト止め等によって取り付けられた板ばね８２（押圧部材）が、回転方向の前方から当接する。この板ばね８２によって、カートリッジ本体６８の回転方向の前方から、溝７２の第１内壁面７２ａ及び第２内壁面７２ｂの両方に対して傾斜する方向にカートリッジ本体６８が押圧される。
【００３３】
図２及び図３に示すように、ボディ７４の基端側には、軸線ａに沿って嵌合穴８４が設けられ、該嵌合穴８４にプッシュロッド７０の先端側の小径部７０ａが嵌合している。プッシュロッド７０の小径部７０ａの基端側には、小径部７０ａより大径の軸部７０ｂが設けられ、該軸部７０ｂの基端側にはフランジ部７０ｃが設けられている。工具本体４０は、その大径部４０ａＬの溝７２に臨む部分に、軸線ａに沿って貫通孔８６が設けられている。この貫通孔８６に、プッシュロッド７０の軸部７０ｂが進退可能に挿通されることで、該プッシュロッド７０の先端側を除く大部分が、工具本体４０（第１部材４０ａ及び第２部材４０ｂ）の内部に形成されるプッシュロッド室８８に挿入されている。
【００３４】
貫通孔８６の内径は、プッシュロッド７０の軸部７０ｂの外径よりも僅かに大きく、プッシュロッド室８８の内径よりも小さい。このため、プッシュロッド室８８と貫通孔８６との間には、段差面９０が形成される。
【００３５】
プッシュロッド７０のフランジ部７０ｃは、プッシュロッド室８８の内径より僅かに小径であり、プッシュロッド室８８内を摺動可能となっている。このフランジ部７０ｃと段差面９０との間に、例えば、ばね等の弾性体からなるカム付勢部材５２が設けられている。カム付勢部材５２は、フランジ部７０ｃと段差面９０とを離間させる方向、換言すると、カートリッジ４８を後退させる方向に弾発付勢する。
【００３６】
工具本体４０（第２部材４０ｂ、第３部材４０ｃ）には、プッシュロッド室８８の基端側に連通してカム室９２が設けられ、該カム室９２の軸線ａ側（工具本体４０の径方向の中心側）に連通してロッド室９４が設けられ、カム室９２よりも基端側（矢印Ｙ２側）でロッド室９４に連通するようにシリンダ室９８が設けられ、シリンダ室９８の基端側に連通して収容室１００が設けられている。
【００３７】
カム室９２には、プッシュロッド７０の基端面７０ｄに当接するカム５０が設けられている。ロッド室９４には、ロッド５４が軸線ａに沿って進退可能に設けられている。シリンダ室９８には、ロッド５４に設けられたピストン５４ａが軸線ａに沿って進退可能に設けられている。収容室１００には、シリンダ室９８の先端側に向かってピストン５４ａを弾発付勢するべく、ばね等の弾性体からなるピストン付勢部材５６が設けられる。
【００３８】
カム５０は、プッシュロッド７０の基端面７０ｄに当接して、カートリッジ４８を進退させる。具体的には、カム５０は、略円形状であり、円弧の一部が切り欠かれた切り欠き面５０ａと、円の中心側に向かって陥没する凹部５０ｂと、切り欠き面５０ａと凹部５０ｂとの間に設けられた円弧状面５０ｃとを有する。凹部５０ｂには、ロッド５４の先端側の外周面から円環状に膨出する膨出部５４ｂが挿入可能となっている。
【００３９】
カム５０は、膨出部５４ｂを凹部５０ｂに進入させつつ、ロッド５４を進退させることで、円（円弧）の中心を回転中心として回転駆動される。具体的には、上記の回転中心を通るカム５０の回転軸は軸線ａに対し交差、好ましくは直交している。また、膨出部５４ｂを凹部５０ｂの内面に当接させつつロッド５４を進出させることで、図２に示すように、円弧状面５０ｃがカートリッジ４８（プッシュロッド７０）の基端面７０ｄに当接するようにカム５０が回転する。
【００４０】
一方、膨出部５４ｂを凹部５０ｂの内面に当接させつつロッド５４を後退させることで、図３に示すように、切り欠き面５０ａがカートリッジ４８の基端面７０ｄに当接するようにカム５０が回転する。これらによって、円弧状面５０ｃと切り欠き面５０ａとを選択的にカートリッジ４８の基端面７０ｄに当接させることが可能である。
【００４１】
図４Ａ〜図４Ｃに示すように、円弧状面５０ｃの半径ｒは、円の中心から切り欠き面５０ａまでの垂線の長さＬよりも長い。このため、図４Ａに示すように、円弧状面５０ｃを基端面７０ｄに当接させることで、切り欠き面５０ａを基端面７０ｄに当接させた場合に比して、半径ｒと垂線の長さＬとの差分だけ、カム付勢部材５２の弾発力に抗してカートリッジ４８を進出させることができる。このようにして、カートリッジ４８を進出させた状態では、図２に示すように、例えば、第３バイト４６の刃先４６ａが、第１バイト４２及び第２バイト４４の刃先４２ａ、４４ａよりも先端側に配置される。これによって、バルブシート素材１２の内周に第３バイト４６のみを接触させて切削加工を行うことが可能となっている。
【００４２】
一方、図４Ｂ及び図４Ｃに示すように、切り欠き面５０ａを基端面７０ｄに当接させることで、円弧状面５０ｃを基端面７０ｄに当接させた場合に比して、半径ｒと垂線の長さＬとの差分だけ、カム付勢部材５２の弾発付勢下にカートリッジ４８を後退させることができる。このようにして、カートリッジ４８を後退させた状態では、図３に示すように、例えば、第１バイト４２及び第２バイト４４の刃先４２ａ、４４ａが、第３バイト４６の刃先４６ａよりも先端側に配置される。これによって、バルブシート素材１２の内周に第１バイト４２及び第２バイト４４のみを接触させて切削加工を行うことが可能となっている。
【００４３】
図２及び図３に示すように、工具本体４０の第２部材４０ｂには、カム室９２とシリンダ室９８との間を径方向に延在する第１仕切部１０２が設けられる。第１仕切部１０２のロッド室９４に臨む内周面１０２ａは、ロッド５４の延在方向の中程に設けられた第１摺動部５４ｃの外周面と摺動可能となっている。また、工具本体４０の第３部材４０ｃには、ロッド室９４の基端側（矢印Ｙ２側）と収容室１００との間を軸線ａに沿って延在する第２仕切部１０４が設けられる。第２仕切部１０４のロッド室９４に臨む内周面１０４ａは、ロッド５４の基端側に設けられた第２摺動部５４ｄの外周面と摺動可能となっている。
【００４４】
つまり、ロッド５４は、第１摺動部５４ｃ及び第２摺動部５４ｄの外周面と第１仕切部１０２及び第２仕切部１０４の内周面１０２ａ、１０４ａとをそれぞれ摺動させつつ、図２及び図４Ａに示す進退方向先端の進出位置と、図３及び図４Ｃに示す進退方向基端の後退位置との間を進退可能となっている。
【００４５】
具体的には、ロッド５４は、その先端側に設けられた膨出部５４ｂから基端側に所定の距離を離間した部位に第１摺動部５４ｃが設けられ、第１摺動部５４ｃの基端に第１摺動部５４ｃより大径のストッパ部５４ｅが設けられ、ストッパ部５４ｅの基端にストッパ部５４ｅより大径のピストン５４ａが設けられ、ピストン５４ａの基端に第１摺動部５４ｃより小径の第２摺動部５４ｄが設けられている。
【００４６】
第１摺動部５４ｃの先端側の外周面に形成された円環状のシール溝に、第１仕切部１０２の内周面１０２ａと第１摺動部５４ｃの外周面との間をシールするシール部材１０６が設けられている。第２摺動部５４ｄの基端側の外周面に形成された円環状のシール溝に、第２仕切部１０４の内周面１０４ａと第２摺動部５４ｄの外周面との間をシールするシール部材１０８が設けられている。ピストン５４ａの外周面に形成された円環状のシール溝に、シリンダ室９８のピストン５４ａよりも先端側と基端側とをシールするシール部材１１０が設けられている。
【００４７】
ロッド５４の内部には、先端側流路１１２と、複数の連絡路１１４と、遮断部１１６と、供給路１１８とが設けられている。先端側流路１１２は、ロッド５４の遮断部１１６よりも先端側を軸線ａに沿って延在する。各連絡路１１４は、先端側流路１１２と第１摺動部５４ｃの外周面との間をロッド５４の径方向に沿って延在する。すなわち、各連絡路１１４の延在方向の一端側（ロッド５４の径方向の外側）の開口１１４ａは、第１摺動部５４ｃの外周面に設けられる。遮断部１１６は、先端側流路１１２と供給路１１８との間に介在して、互いを連通しないように遮断する。
【００４８】
供給路１１８は、ロッド室９４の基端部に設けられた第１筒部材１２０を介して、不図示の工作機械が備えるクーラント供給機構からクーラント（流体）が供給される。また、供給路１１８は、軸線ａに沿って延在する上流部１１８ａと、上流部１１８ａから分岐し、ストッパ部５４ｅの外周面に向かって延在する複数の分岐部１１８ｂとを有する。すなわち、各分岐部１１８ｂの下流側の端部は、ストッパ部５４ｅの外周面に開口する。
【００４９】
図２及び図４Ａに示すように、ストッパ部５４ｅの先端面は、ロッド５４が進出位置まで進出したときに、シリンダ室９８の先端側の内壁面に当接する。このため、ストッパ部５４ｅの外周面は、ロッド５４の進退方向の位置に関わらずシリンダ室９８に臨む。すなわち、ロッド５４の進退方向の位置に関わらず、供給路１１８は、分岐部１１８ｂを介してシリンダ室９８におけるピストン５４ａよりも先端側に連通した状態にある。
【００５０】
図２及び図３に示すように、ピストン５４ａの基端面５４ａｅと収容室１００の基端側の内壁面１００ａとの間にピストン付勢部材５６が設けられる。このため、図２及び図４Ａに示すように、シリンダ室９８にクーラントが供給される前は、ピストン付勢部材５６の弾発付勢下にロッド５４が進出位置まで進出する。また、図４Ｂに示すように、供給路１１８を介してシリンダ室９８にクーラントが供給されることで、シリンダ室９８のクーラントの圧力が増大すると、ピストン付勢部材５６の弾発力に抗してロッド５４が後退する。さらにロッド５４が後退して、図３及び図４Ｃに示すように、ピストン５４ａの基端面５４ａｅが第２仕切部１０４の先端面１０４ｂに当接すると、ロッド５４が後退位置に達する。
【００５１】
図４Ａに示すように、ロッド５４が進出位置にあるとき、連絡路１１４の開口１１４ａが第１仕切部１０２の内周面１０２ａに臨むことで、連絡路１１４とシリンダ室９８とは連通せずに遮断された状態にある。図４Ｂに示すように、ロッド５４が進出位置から後退して、カム５０の切り欠き面５０ａがカートリッジ４８に当接すると、カートリッジ４８が後退する。このときも、連絡路１１４の開口１１４ａが第１仕切部１０２の内周面１０２ａに臨むことで、連絡路１１４とシリンダ室９８とは遮断された状態にある。
【００５２】
図４Ｃに示すように、さらにロッド５４が後退すると連絡路１１４の開口１１４ａがシリンダ室９８に臨むことで、連絡路１１４とシリンダ室９８とが連通する。このようにして連絡路１１４とシリンダ室９８とが連通し始めるロッド５４の位置を連通位置という。本実施形態では、ロッド５４の連通位置と後退位置とが同じ位置であることとするが、連通位置は、後退位置より前方にあってもよい。
【００５３】
図４Ａ〜図４Ｃに示すように、ロッド５４が進出位置から後退してカム５０の切り欠き面５０ａがカートリッジ４８に当接するまでの距離Ｌａは、ロッド５４が進出位置から後退して連通位置に達するまでの距離Ｌｂより小さくなる。
【００５４】
図３及び図４Ｃに示すように、供給路１１８を介してシリンダ室９８に流体が供給され、ロッド５４が連通位置まで後退することで、シリンダ室９８と連絡路１１４とが連通すると、シリンダ室９８内のクーラントが連絡路１１４を介して先端側流路１１２に供給される。
【００５５】
図３に示すように、先端側流路１１２の先端側には、第２筒部材１２２の基端側が内嵌されている。第２筒部材１２２の先端側は、工具本体４０の第１部材４０ａに設けられたクーラント流路１２４の基端側に摺動可能に挿入されている。これによって、先端側流路１１２は、第２筒部材１２２の内側を介して、クーラント流路１２４に連通する。
【００５６】
第１部材４０ａのクーラント流路１２４を形成する孔部１２６の先端側には、リーマ５８の基端側が内嵌される。これによって、工具本体４０には、第１部材４０ａの先端から突出するようにリーマ５８が固定される。また、クーラント流路１２４の先端側は、孔部１２６の内周面とリーマ５８の外周面との間を延在して、第１部材４０ａの先端面に開口するとともに分岐して、第１部材４０ａの外周面の第１バイト４２、第２バイト４４、第３バイト４６の近傍に開口する。これによって、加工工具１０を用いた切削加工の際に、クーラント流路１２４に供給されたクーラントを加工点に供給することが可能になっている。
【００５７】
加工工具１０では、クーラントが先端側流路１１２、第２筒部材１２２の内側、クーラント流路１２４を介して工具本体４０の外部に流出する際の流路抵抗と、ピストン付勢部材５６の弾発付勢力と、シリンダ室９８の圧力との関係を設定することにより、カートリッジ４８の進退を良好に制御することができる。
【００５８】
流体センサ５９は、クーラント供給機構からシリンダ室９８に供給されるクーラントの流量及び圧力の少なくとも何れか一方を検出可能に設けられる。流体センサ５９により検出される流体の流量又は圧力が所定値以上である場合に、カム５０の切り欠き面５０ａがカートリッジ４８に当接する位置までロッド５４が後退している、換言すると、カートリッジ４８が後退していると判断することができる。
【００５９】
以下、加工工具１０の主な動作について説明する。加工工具１０は、例えば、工具本体４０を回転駆動する回転駆動機構と、工具本体４０を進退駆動する工具本体駆動機構と、クーラント供給機構とを備える一般的な工作機械（不図示）に装着して用いることができる。
【００６０】
先ず、クーラント供給機構により第１筒部材１２０を介して供給路１１８にクーラントを供給することで、シリンダ室９８のクーラントの圧力を増大させる。これによって、図４Ｂに示すように、ロッド５４が進出位置から距離Ｌａを後退することで、カム５０の切り欠き面５０ａがカートリッジ４８に当接して、カートリッジ４８が後退する。このため、カートリッジ４８に取り付けられた第３バイト４６の刃先４６ａよりも、工具本体４０に直接取り付けられた第１バイト４２及び第２バイト４４の刃先４２ａ、４４ａが進出する。
【００６１】
シリンダ室９８のクーラントの圧力をさらに増大させることで、図３及び図４Ｃに示すように、ロッド５４は、進出位置から距離Ｌａよりも大きい距離Ｌｂを後退して、後退位置（連通位置）に達する。これによって、シリンダ室９８と連絡路１１４とが連通するため、シリンダ室９８に供給されたクーラントは、連絡路１１４を介して先端側流路１１２に供給される。先端側流路１１２に供給されたクーラントは、第２筒部材１２２の内側、クーラント流路１２４を流通してリーマ５８、第１バイト４２、第２バイト４４、第３バイト４６の近傍に流出する。
【００６２】
この状態で、回転駆動機構により工具本体４０を回転駆動しつつ、工具本体駆動機構により工具本体４０を進退駆動して、バルブシート素材１２の開口１２ａに軸方向の一端側から他端側に向かって工具本体４０の先端側を挿入する。これによって、先ず、工具本体４０の先端に設けられたリーマ５８によるバルブガイド孔のリーマ加工が行われる。この際、加工点又はその近傍に工具本体４０の内側を介してクーラントが供給される。
【００６３】
次に、図７に示すように、第１バイト４２及び第２バイト４４のそれぞれの刃先４２ａ、４４ａをバルブシート素材１２に接触させて、図６に示す第１逃し面１４及び第２逃し面１８を形成する切削加工を行う。この際も、加工点又はその近傍に工具本体４０の内側を介してクーラントが供給される。この切削加工では、第１バイト４２及び第２バイト４４によって、バルブシート素材１２が直交端面２８側及びテーパ状面３２側から切削される。
【００６４】
図７に二点鎖線で示す取り代Ｓ１に相当する分のバルブシート素材１２が切削されるまで切削加工を行った後、工具本体駆動機構により、軸方向の一端側（矢印Ｘ１側）に向かって工具本体４０を僅かに後退させることで、バルブシート素材１２と第１バイト４２及び第２バイト４４とを離間させる。その結果、バルブシート素材１２には、第１逃し面１４と同じ傾斜角度の第１切削面１４ａと、第２逃し面１８と同じ傾斜角度の第２切削面１８ａとが形成される。
【００６５】
次に、クーラント供給機構による供給路１１８へのクーラントの供給を停止して、シリンダ室９８のクーラントの圧力を低下させることで、ロッド５４を進出位置まで進出させる。これによって、カム５０の円弧状面５０ｃがカートリッジ４８の基端面７０ｄに当接するため、カートリッジ４８が進出して、工具本体４０に直接取り付けられた第１バイト４２及び第２バイト４４の刃先４２ａ、４４ａよりも、カートリッジ４８に取り付けられた第３バイト４６の刃先４６ａが進出する。
【００６６】
この状態で、回転駆動機構により工具本体４０を回転駆動しつつ、工具本体駆動機構により工具本体４０を軸方向の他端側（矢印Ｘ２側）に向かって進出させる。これによって、図８に示すように、第３バイト４６の刃先４６ａを、取り代Ｓ１が除去された後のバルブシート素材１２に接触させて、第１切削面１４ａと第２切削面１８ａとの間にバルブシート面１６を形成する切削加工を行う。なお、工具本体４０の内部を介した加工点へのクーラントの供給を停止して切削加工を行う場合は、工具本体４０の外部から加工点にクーラントを供給することとしてもよい。
【００６７】
上記のようにして、図８に二点鎖線で示す取り代Ｓ２に相当する分のバルブシート素材１２が切削されるまで切削加工を行った後、工具本体駆動機構により軸方向の一端側に向かって工具本体４０を後退させることで、開口の内周に、第１逃し面１４と、バルブシート面１６と、第２逃し面１８とが、軸方向の一端側からこの順に形成されたバルブシート２４が得られる。
【００６８】
以上から、本実施形態に係る加工工具１０では、カートリッジ４８に取り付けられた第３バイト４６を軸線ａに沿って進退させることができる。これによって、工具本体４０に直接取り付けられた第１バイト４２及び第２バイト４４とは異なるタイミングで、第３バイト４６をバルブシート素材１２（被加工部）に接触させて、第１逃し面１４、バルブシート面１６、第２逃し面１８（以下、これらを総称して複数の加工面ともいう）を異なるタイミングで加工することができる。
【００６９】
このため、例えば、他の加工面よりも高精度に形成することが求められるバルブシート面１６を、他の第１逃し面１４及び第２逃し面１８よりも後に加工することができる。これによって、バルブシート面１６を加工する際の取り代Ｓ２を低減させて、バルブシート面１６を加工する第３バイト４６の摩耗を効果的に抑制することができる。その結果、第３バイト４６の研磨や交換の頻度を上げることなく、バルブシート面１６を高精度に加工することが可能になる。
【００７０】
また、複数の加工面を異なるタイミングで加工する際、カートリッジ４８を進退させればよいため、ツールチェンジャー等を用いた工具交換を行う必要がなく、これによっても、切削加工を効率的に行うことが可能になる。
【００７１】
従って、この加工工具１０によれば、高精度且つ効率的な切削加工を容易に行うことが可能になる。
【００７２】
さらにまた、この加工工具１０では、カートリッジ４８が軸線ａに沿って進退可能に設けられているため、例えば、カートリッジ４８が軸線ａに対して傾斜する方向に進退可能に設けられるような場合に比して、軸線ａに直交する方向の外形寸法を小さくできる。このため、例えば、一度に複数の開口の内周に切削加工を施すべく、加工工具１０を並列させて多軸化等を図ることも容易になる。
【００７３】
上記の実施形態に係る加工工具１０では、カートリッジ４８を後退方向に弾発付勢するカム付勢部材５２をさらに備え、カム５０は、円弧の外周に沿った円弧状面５０ｃと、円弧の一部を切り欠いた切り欠き面５０ａとを有し、円弧の中心を回転中心として回転することで円弧状面５０ｃと切り欠き面５０ａとを選択的にカートリッジ４８の基端面７０ｄに当接させることが可能であり、円弧状面５０ｃが基端面７０ｄに当接することで、カム付勢部材５２の弾発力に抗してカートリッジ４８を進出させ、切り欠き面５０ａが基端面７０ｄに当接することで、カム付勢部材５２の弾発付勢下に前記カートリッジ４８を後退させることとした。
【００７４】
この場合、上記の通り、円弧状面５０ｃの半径ｒと、円弧の中心から切り欠き面５０ａまでの垂線の長さＬとの差分だけ、カートリッジ４８を進退させることができる。すなわち、カートリッジ４８の基端面７０ｄに、円弧の外周に沿った円弧状面５０ｃを当接させることで、基端面７０ｄに切り欠き面５０ａを当接させた場合より、上記の差分だけカートリッジ４８を進出させることができる。
【００７５】
この際、カム５０は円弧の中心を回転中心として回転するため、円弧状面５０ｃの何れの部分に基端面７０ｄを当接させた場合であっても、カートリッジ４８の進出量を等しくすることができる。従って、カム５０の回転量の高精度な調整を必要とすることなく、カートリッジ４８を介したバイトの位置決め精度を容易に維持することができる。また、カートリッジ４８の基端面７０ｄに円弧の外周に沿った円弧状の円弧状面５０ｃを当接させた状態で、カートリッジ４８に取り付けられたバイトによる切削加工が行われるため、加工工具１０の加工反力に対する耐久性を向上させることができる。さらに、切り欠き面５０ａに基端面７０ｄを当接させるので、カートリッジ４８を後退させた状態を良好に維持することが可能になる。
【００７６】
上記の実施形態に係る加工工具１０では、工具本体４０の内部を軸線ａに沿って進退することでカム５０を回転させるロッド５４と、工具本体４０の内部に設けられ流体を供給可能なシリンダ室９８と、をさらに備え、ロッド５４は、シリンダ室９８を軸線ａに沿って移動可能なピストン５４ａを有し、シリンダ室９８の流体の圧力によりピストン５４ａが変位することで、ロッド５４が進退することとした。
【００７７】
シリンダ室９８のクーラントの圧力によりロッド５４を進退させることで、カートリッジ４８に取り付けられた第３バイト４６を進退させることができる。すなわち、汎用的な工作機械に設けられている流体供給機構を用いてシリンダ室９８に流体（クーラント）を供給することで、カートリッジ４８を進退させることができる。従って、この加工工具１０は、モータや送りねじ等からなるカートリッジ４８専用の駆動機構を備える工作機械に限定されず、流体供給機構を備える種々の工作機械に装着することが可能であり、汎用性に優れる。なお、この場合、カートリッジ４８の進退方向は、軸線ａに沿う方向に限定されるものではなく、例えば、カートリッジ４８は、工具本体４０の径方向に沿って進退してもよい。
【００７８】
上記の実施形態に係る加工工具１０では、ロッド５４は、進退方向先端の進出位置と、進退方向基端の後退位置との間を進退し、ピストン５４ａは、ピストン付勢部材５６により、シリンダ室９８の先端側に向かって弾発付勢され、シリンダ室９８は、ロッド５４に設けられた供給路１１８と連通し、シリンダ室９８に流体（クーラント）が供給される前は、ピストン付勢部材５６による弾発付勢下にロッド５４が進出位置まで進出し、供給路１１８を介してシリンダ室９８に流体が供給されることで、シリンダ室９８の流体の圧力が増大すると、ピストン付勢部材５６の弾発力に抗してロッド５４が後退することとした。
【００７９】
これによって、例えば、工具本体４０に取り付けられた第１バイト４２及び第２バイト４４を被加工部に接触させて切削加工を行う場合には、供給路１１８を介してシリンダ室９８にクーラントを供給することで、カートリッジ４８を後退させて、カートリッジ４８に取り付けられた第３バイト４６を被加工部から退避させることができる。
【００８０】
一方、第３バイト４６を被加工部に接触させて切削加工を行う場合には、供給路１１８を介したクーラントの供給を停止することで、カートリッジ４８を進出させることができる。これによって、第１バイト４２及び第２バイト４４に代えて、第３バイト４６を被加工部に接触させて切削加工を行うことができる。従って、複数の加工面を異なるタイミングで容易に加工することができる。
【００８１】
上記の実施形態に係る加工工具１０では、ロッド５４には、ロッド５４が進出位置から連通位置まで後退するとシリンダ室９８に連通し、且つロッド５４が連通位置より先端側にあるときシリンダ室９８と遮断される連絡路１１４と、連絡路１１４と連通し且つ連絡路１１４から先端側に延在する先端側流路１１２と、が設けられ、供給路１１８を介してシリンダ室９８に流体が供給され、ロッド５４が連通位置まで後退することで、シリンダ室９８と連絡路１１４とが連通すると、先端側流路１１２にクーラントが供給されることとした。
【００８２】
これによって、供給路１１８を介してシリンダ室９８にクーラントを供給し、連通位置までロッド５４を後退させた場合に、連絡路１１４を介して先端側流路１１２にクーラントを供給することができる。すなわち、カートリッジ４８を後退させた場合に、クーラント流路１２４を介して工具本体４０の外部の加工点等にクーラントを供給することが可能になる。
【００８３】
上記の実施形態に係る加工工具１０のロッド５４では、ピストン５４ａよりも先端側に連絡路１１４が設けられ、連絡路１１４よりも先端側に、ロッド５４の外周面から膨出する膨出部５４ｂが設けられ、カム５０は、膨出部５４ｂを挿入可能な凹部５０ｂが設けられ、膨出部５４ｂを凹部５０ｂの内面に当接させつつ、ロッド５４を進出位置に進出させることで、円弧状面５０ｃがカートリッジ４８の基端面７０ｄに当接するようにカム５０が回転し、膨出部５４ｂを凹部５０ｂの内面に当接させつつ、ロッド５４を後退位置に後退させることで、切り欠き面５０ａがカートリッジ４８の基端面７０ｄに当接するようにカム５０が回転することとした。
【００８４】
この場合、上記の通り、円弧状面５０ｃの何れの部分にカートリッジ４８の基端面７０ｄを当接させた場合であっても、カートリッジ４８の進出量を等しくすることができるため、ロッド５４の進退量を高精度に調整することなく、簡単な構成でカートリッジ４８を介した第３バイト４６の位置決め精度を容易に維持することができる。
【００８５】
上記の実施形態に係る加工工具１０では、ロッド５４が進出位置から後退してカム５０の切り欠き面５０ａがカートリッジ４８の基端面７０ｄに当接するまでの距離Ｌａは、ロッド５４が進出位置から後退して連通位置に達するまでの距離Ｌｂより小さいこととした。シリンダ室９８よりもクーラントの上流側に、切削加工で生じたスラッジ等の詰まりが生じると、シリンダ室９８に供給されるクーラントの流量（供給量）が低減することがある。
【００８６】
このため、例えば、図４Ａに示すように、ロッド５４が進出位置にあるときに、クーラントの供給量が低減すると、シリンダ室９８の圧力が上昇し難くなり、カートリッジ４８を後退させ難くなる懸念がある。この場合であっても、ロッド５４が後退してカム５０の切り欠き面５０ａがカートリッジ４８の基端面７０ｄに当接するまで（カートリッジ４８が後退するまで）の間に、シリンダ室９８と連絡路１１４とが連通することがない。これによって、シリンダ室９８のクーラントが連絡路１１４を介して流出することを回避できる分、シリンダ室９８の圧力を上昇し易くすることができる。その結果、カートリッジ４８を容易に後退させることが可能になる。
【００８７】
また、進出位置から後退位置までロッド５４を後退させる距離Ｌｂに対して、進出位置から切り欠き面５０ａがカートリッジ４８の基端面７０ｄに当接するまでロッド５４を後退させる距離Ｌａが短く設定されているため、これによっても、カートリッジ４８を容易に後退させることができる。
【００８８】
さらに、例えば、図４Ｃに示すように、ロッド５４が後退位置にあるときに、クーラントの供給量が低減すると、シリンダ室９８の圧力が低減し易くなり、カートリッジ４８を後退させた状態で維持し難くなる懸念がある。この場合であっても、カム５０の円弧状面５０ｃとカートリッジ４８の基端面７０ｄとが当接する位置（カートリッジ４８が進出する位置）までロッド５４が進出する前に、図４Ｂに示すように、シリンダ室９８と連絡路１１４との連通が遮断される。これによって、シリンダ室９８のクーラントが連絡路１１４を介して流出することを回避できる分、シリンダ室９８の圧力を低下し難くすることができる。その結果、カートリッジ４８を後退させた状態を良好に維持することが可能になる。
【００８９】
上記の実施形態に係る加工工具１０では、流体は、ワークの加工点に供給されるクーラントであることとした。切削加工を行う加工工具１０が装着される工作機械は、加工点にクーラントを供給するためのクーラント供給機構を備えることが一般的である。このため、クーラントの給排によりカートリッジ４８を進退可能とすることで、装着可能な工作機械の種類を増やすことができ、加工工具１０の汎用性を一層高めることができる。なお、シリンダ室９８に供給される流体は、クーラントに限定されるものではない。エア等のクーラント以外の流体がシリンダ室９８に供給されてもよい。
【００９０】
上記の実施形態に係る加工工具１０では、シリンダ室９８に供給される流体の流量及び圧力の少なくとも何れか一方を検出する流体センサ５９をさらに備えることとした。この場合、流体センサ５９により検出される流体の流量又は圧力が所定値以上である場合に、カム５０の切り欠き面５０ａがカートリッジ４８に当接する位置までロッド５４が後退していると判断すること、換言すると、カートリッジ４８が後退していると判断することができる。従って、流体センサ５９の検出結果をモニタすることで、工具本体４０（第１バイト４２及び第２バイト４４）に対する、第３バイト４６の相対位置をより確実に調整して、切削加工を高精度に行うことが可能になる。
【００９１】
上記の実施形態に係る加工工具１０では、カートリッジ４８は、工具本体４０に軸線ａに沿って形成された溝７２の内部に摺動可能に配設され、溝７２は、工具本体４０とともに回転するカートリッジ４８の回転方向の後方の端面７８に当接する第１内壁面７２ａと、カートリッジ４８の軸線ａ側の端面８０に当接する第２内壁面７２ｂとを有し、工具本体４０には、カートリッジ４８の回転方向の前方から第１内壁面７２ａ及び第２内壁面７２ｂの両方に対して傾斜する方向にカートリッジ４８を押圧する板ばね８２（押圧部材）が設けられることとした。
【００９２】
カートリッジ４８に取り付けられた第３バイト４６を用いた切削加工の際、カートリッジ４８は、回転方向の前方から後方に向かって切削抵抗を受ける。このため、第１内壁面７２ａ及び第２内壁面７２ｂにカートリッジ４８を当接させることで、カートリッジ４８を工具本体４０に対して安定して固定した状態で切削加工を行うことが可能になり、加工精度を向上させることができる。また、板ばね８２によって上記の方向にカートリッジ４８を押圧することで、該板ばね８２の弾発力に抗してカートリッジ４８の軸線ａに沿った進退を可能にしつつ、切削加工時に遠心力を受けたカートリッジ４８が工具本体４０から離間することを効果的に抑制できる。なお、板ばね８２に代えて、上記のようにカートリッジ４８を押圧することが可能な種々の押圧部材を採用してもよい。
【００９３】
上記の実施形態に係る加工工具１０では、複数の加工面は、シリンダヘッド２２のバルブシート面１６と、バルブシート面１６の軸方向の両端側にそれぞれ設けられた第１逃し面１４及び第２逃し面１８とであり、複数のバイトとして、第１逃し面１４を形成する第１バイト４２と、第２逃し面１８を形成する第２バイト４４と、バルブシート面１６を形成する第３バイト４６とを備え、第１バイト４２及び第２バイト４４は、工具本体４０の先端部に直接取り付けられ、第３バイト４６は、カートリッジ４８の先端部に取り付けられることとした。
【００９４】
上記の通り、バルブシート面１６は、バルブとの当接面となるため、第１逃し面１４及び第２逃し面１８に比して、真円度や面粗度等が高精度に調整される必要がある。第３バイト４６によるバルブシート面１６の加工を、第１バイト４２及び第２バイト４４による第１逃し面１４及び第２逃し面１８の加工よりも後に行うことで、バルブシート面１６を加工する際の取り代Ｓ２（図８参照）を低減させることができる。これによって、第３バイト４６の摩耗を効果的に抑制できるため、第３バイト４６の研磨や交換の頻度を上げることなく、バルブシート面１６を高精度に加工することが可能になる。
【００９５】
また、バルブシート面１６に比して、切削加工の取り代Ｓ１（図７参照）が大きくなる第１逃し面１４及び第２逃し面１８を加工する第１バイト４２及び第２バイト４４を工具本体４０に直接取り付ける。これによって、第１バイト４２及び第２バイト４４を、カートリッジ４８を介するよりも強固に工具本体４０に取り付けることができるため、加工による振動等の発生を抑制して、加工精度の向上や耐久性の向上を図ることが可能になる。なお、バルブシート面１６に関しては、上記のように取り代Ｓ２を低減できるため、該バルブシート面１６を加工する第３バイト４６をカートリッジ４８に設けても、十分な加工精度を得ることができる。
【００９６】
さらに、加工工具１０では、第１バイト４２及び第２バイト４４が工具本体４０に直接取り付けられることで、第３バイト４６を進退させるためのカートリッジ４８のみを備えればよい。このため、工具本体４０に取り付けるカートリッジ４８の個数を可及的に低減して、軸線ａに直交する方向の外形寸法を効果的に小さくすることができる。
【００９７】
上記の実施形態に係る加工工具１０では、工具本体４０の先端にバルブガイド穴加工用のリーマ５８が固定されることとした。この場合、回転駆動機構及び工具本体駆動機構により工具本体４０を回転及び進退させることで、リーマ５８を回転及び進退させることができる。すなわち、リーマ専用の駆動機構を用いることなくリーマ５８を用いた加工を行うことが可能であるため、加工工具１０を装着可能な工作機械が限定されることを回避でき、加工工具１０のさらなる汎用性の向上を図ることができる。
【００９８】
本発明は、上記した実施形態に特に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【００９９】
例えば、加工工具１０では、工具本体４０の先端部に第３バイト４６が直接取り付けられていてもよい。この場合、加工工具１０は、２個のカートリッジ４８を備え、一方のカートリッジ４８に第１バイト４２が取り付けられ、他方のカートリッジ４８に第２バイト４４が取り付けられていてもよい。また、１個のカートリッジ４８に第１バイト４２及び第２バイト４４の両方が取り付けられていてもよい。
【０１００】
この場合であっても、第３バイト４６によるバルブシート面１６の加工を、第１バイト４２及び第２バイト４４による第１逃し面１４及び第２逃し面１８の加工よりも後に行うことができる。このため、バルブシート面１６を加工する際の取り代Ｓ２を低減させて、第３バイト４６の研磨や交換の頻度を上げることなく、バルブシート面１６を高精度に加工することが可能になる。また、この場合、バルブシート面１６の加工を、工具本体４０に強固に取り付けられた第３バイト４６を用いて行うことができるため、バルブシート面１６の加工精度を一層効果的に高めることができる。
【０１０１】
加工工具１０が備える複数のバイトは、第１バイト４２、第２バイト４４、第３バイト４６の３個に限定されるものではない。バイトの個数は、開口の内周に形成する加工面の個数に応じて設定されればよく、２個であってもよいし、４個以上であってもよい。
【符号の説明】
【０１０２】
１０…加工工具                            １２…バルブシート素材
１２ａ…開口                              １４…第１逃し面
１６…バルブシート面                      １８…第２逃し面
２２…シリンダヘッド                      ４０…工具本体
４２…第１バイト                          ４４…第２バイト
４６…第３バイト                          ４８…カートリッジ
５０…カム                                ５０ａ…切り欠き面
５０ｂ…凹部                              ５０ｃ…円弧状面
５２…カム付勢部材                        ５４…ロッド
５４ａ…ピストン                          ５４ｂ…膨出部
５６…ピストン付勢部材                    ５８…リーマ
５９…流体センサ                          ７０ｄ…基端面
７２…溝                                  ７２ａ…第１内壁面
７２ｂ…第２内壁面                        ７４ａ…受圧面
７８、８０…端面                          ８２…板ばね
９８…シリンダ室                          １１２…先端側流路
１１４…連絡路                            １１８…供給路
【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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【国際調査報告】
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