JP2011206885A - Boring tool and boring method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、孔あけ加工工具及び孔あけ加工方法に関し、詳しくは、エンジンのシリンダヘッドの吸気バルブ又は排気バルブのバルブシート及びバルブガイドが圧入される孔を、ワークである前記シリンダヘッドに同時に形成する孔あけ加工工具及び孔あけ加工方法に関する。 The present invention relates to a drilling tool and a drilling method, and more specifically, a hole into which a valve seat and a valve guide of an engine cylinder head are press-fitted is simultaneously formed in the cylinder head as a workpiece. The present invention relates to a drilling tool and a drilling method.
従来より、エンジンのシリンダヘッドの吸気バルブ又は排気バルブの軸を保持するバルブガイドと、吸気バルブ又は排気バルブの弁座であるバルブシートとは、シリンダヘッドに圧入される。このため、シリンダヘッドには、専用の孔あけ加工工具により、バルブシートが圧入される孔(以下、バルブシート圧入孔と称する)と、バルブガイドが圧入される孔(以下、バルブガイド圧入孔と称する)と、が形成される。 Conventionally, a valve guide that holds the shaft of an intake valve or an exhaust valve of a cylinder head of an engine and a valve seat that is a valve seat of the intake valve or the exhaust valve are press-fitted into the cylinder head. For this reason, in the cylinder head, a hole into which the valve seat is press-fitted (hereinafter referred to as a valve seat press-fitting hole) and a hole into which the valve guide is press-fitted (hereinafter referred to as a valve guide press-fitting hole) Is formed).
また、バルブシート圧入孔は、この専用の孔あけ加工工具におけるバルブシート圧入孔を形成するための刃の外径が、製品であるシリンダヘッドのバルブシート圧入孔の直径となる。ところが、専用の孔あけ加工工具により、孔あけ加工を繰り返すことによって、刃が摩耗し、専用の孔あけ加工工具における刃の外径が徐々に小さくなる。これにより、製品であるシリンダヘッドのバルブシート圧入孔の直径も徐々に小さくなり、製品の品質を維持できなくなる。よって、専用の孔あけ加工工具における刃の外径を所定の径に維持する必要がある。 Further, in the valve seat press-fitting hole, the outer diameter of the blade for forming the valve seat press-fitting hole in this dedicated drilling tool is the diameter of the valve seat press-fitting hole of the cylinder head as a product. However, by repeating the drilling with a dedicated drilling tool, the blade is worn, and the outer diameter of the blade in the dedicated drilling tool gradually decreases. As a result, the diameter of the valve seat press-fitting hole of the cylinder head, which is the product, gradually decreases, and the product quality cannot be maintained. Therefore, it is necessary to maintain the outer diameter of the blade in a dedicated drilling tool at a predetermined diameter.
そこで、特許文献1には、心棒と、この心棒先端の周囲に形成された剛性切刃と、この心棒先端の中心部分から心棒の内部にはめこまれた円錐ねじとを備える超精密加工工具が示されている。
この超精密加工工具によれば、円錐ねじを心棒先端から操作し、円錐ねじを心棒内部にねじ込むことで、剛性切刃の直径を調整し所定の径に維持できる。
Therefore,
According to this ultraprecision machining tool, the diameter of the rigid cutting blade can be adjusted and maintained at a predetermined diameter by operating the conical screw from the tip of the mandrel and screwing the conical screw into the mandrel.
ところで、バルブガイド圧入孔の直径はバルブシート圧入孔の直径より小さいが、専用の孔あけ加工工具では、バルブシート圧入孔とバルブガイド圧入孔とを同時に形成する。すなわち、専用の孔あけ加工工具は、バルブシート圧入孔をシリンダヘッドに形成するバルブシート圧入孔加工用刃具と、バルブガイド圧入孔をシリンダヘッドに形成するバルブガイド圧入孔加工用刃具と、を備える。そして、専用の孔あけ加工工具は、バルブシート圧入孔加工用刃具のシリンダヘッドに対面する先端側に、バルブガイド圧入孔加工用刃具を設けることで、バルブシート圧入孔とバルブガイド圧入孔とを同時に形成できる。 By the way, the diameter of the valve guide press-fitting hole is smaller than the diameter of the valve seat press-fitting hole. However, with a dedicated drilling tool, the valve seat press-fitting hole and the valve guide press-fitting hole are formed simultaneously. Specifically, the dedicated drilling tool includes a valve seat press-fitting hole cutting tool for forming a valve seat press-fitting hole in the cylinder head, and a valve guide press-fitting hole cutting tool for forming a valve guide press-fitting hole in the cylinder head. . The dedicated drilling tool provides a valve seat press-fitting hole and a valve guide press-fitting hole by providing a valve guide press-fitting hole cutting tool on the tip side facing the cylinder head of the valve seat press-fitting hole cutting tool. Can be formed simultaneously.
すなわち、バルブシート圧入孔加工用刃具の先端側には、バルブガイド圧入孔加工用刃具が設けられているので、特許文献1に示された超精密加工工具の円錐ねじのような先端側から刃の外径を調整する構成を設けることができない。
That is, since the valve guide press-fitting hole cutting tool is provided on the tip side of the valve seat press-fitting hole cutting tool, the blade from the tip side like the conical screw of the ultraprecision machining tool disclosed in
また、バルブシート圧入孔加工用刃具及びバルブガイド圧入孔加工用刃具は、一体となって回転されて、シリンダヘッドを切削し、バルブシート圧入孔とバルブガイド圧入孔とを同時に形成する。
しかしながら、バルブシート圧入孔加工用刃具の刃は、バルブガイド圧入孔加工用刃具の刃より外径が大きいので、回転数が同じであっても周速度が大きく切削量も多く、より早く摩耗する。よって、専用の孔あけ加工工具において、バルブシート圧入孔加工用刃具の刃の外径だけ調整が必要な場合がある。
Moreover, the valve seat press-fitting hole cutting tool and the valve guide press-fitting hole cutting tool are rotated together to cut the cylinder head, thereby simultaneously forming the valve seat press-fitting hole and the valve guide press-fitting hole.
However, the blade of the valve seat press-fitting hole cutting tool has a larger outer diameter than the blade of the valve guide press-fitting hole cutting tool, so even if the rotation speed is the same, the peripheral speed is large and the cutting amount is large and wears faster. . Therefore, in a dedicated drilling tool, it may be necessary to adjust only the outer diameter of the blade of the valve seat press-fitting hole cutting tool.
本発明は、バルブシート圧入孔とバルブガイド圧入孔とを同時に形成可能とするとともに、バルブシート圧入孔を形成するための刃の外径を拡張可能とし、バルブシート圧入孔の直径を容易に管理することを目的とする。 The present invention enables the valve seat press-fitting hole and the valve guide press-fitting hole to be formed at the same time, and allows the outer diameter of the blade for forming the valve seat press-fitting hole to be expanded, thereby easily managing the diameter of the valve seat press-fitting hole. The purpose is to do.
本発明の孔あけ加工工具は、エンジンのシリンダヘッドの吸気バルブ又は排気バルブのバルブシート及びバルブガイドが圧入される孔を、ワークである前記シリンダヘッド(例えば、後述のシリンダヘッド1)に同時に形成する孔あけ加工工具(例えば、後述の孔あけ加工工具21)であって、前記バルブシートが圧入されるバルブシート圧入孔(例えば、後述のバルブシート圧入孔11)を、前記ワークに形成するバルブシート圧入孔加工用刃具(例えば、後述のバルブシート圧入孔加工用刃具33)と、前記バルブガイドが圧入されるバルブガイド圧入孔(例えば、後述のバルブガイド圧入孔13)を、前記ワークに形成するバルブガイド圧入孔加工用刃具(例えば、後述のバルブガイド圧入孔加工用刃具31)と、を備え、前記バルブシート圧入孔加工用刃具には、先端に前記バルブシート圧入孔を形成するための刃(例えば、後述のバルブシート圧入孔加工用刃33a)と、先端側から基端側に向かって細くなるテーパ孔(例えば、後述のテーパ孔331)と、基端側から前記テーパ孔に連通する挿通孔(例えば、後述の挿通孔332)と、が形成され、前記バルブガイド圧入孔加工用刃具は、基端側に前記バルブシート圧入孔加工用刃具の前記テーパ孔と係合するテーパ軸(例えば、後述のテーパ軸310)を有し、前記バルブシート圧入孔加工用刃具の前記挿通孔側から前記バルブガイド圧入孔加工用刃具の前記テーパ軸の基端と螺合するボルト(例えば、後述のボルト40)を備える。
In the drilling tool of the present invention, a hole into which a valve seat and a valve guide of an intake valve or an exhaust valve of an engine cylinder head are press-fitted is simultaneously formed in the cylinder head (for example, a
この発明によれば、バルブシートが圧入されるバルブシート圧入孔を、ワークに形成するバルブシート圧入孔加工用刃具と、バルブガイドが圧入されるバルブガイド圧入孔を、ワークに形成するバルブガイド圧入孔加工用刃具と、を備えたので、バルブシート圧入孔とバルブガイド圧入孔とを同時に形成可能となる。 According to this invention, a valve seat press-fitting hole for forming a valve seat into which a valve seat is press-fitted, and a valve guide press-fitting hole for forming a valve guide press-fitting hole into which a valve guide is press-fitted. Since the hole machining blade is provided, the valve seat press-fitting hole and the valve guide press-fitting hole can be formed simultaneously.
また、この発明によれば、バルブシート圧入孔加工用刃具に、先端にバルブシート圧入孔を形成するための刃と、先端側から基端側に向かって細くなるテーパ孔と、基端側からテーパ孔に連通する挿通孔と、を形成した。また、バルブガイド圧入孔加工用刃具に、基端側にバルブシート圧入孔加工用刃具のテーパ孔と係合するテーパ軸を有した。そして、バルブシート圧入孔加工用刃具の挿通孔側からバルブガイド圧入孔加工用刃具のテーパ軸の基端と螺合するボルトを備えた。 Further, according to the present invention, the valve seat press-fitting hole cutting tool has a blade for forming a valve seat press-fitting hole at the distal end, a tapered hole that narrows from the distal end side toward the proximal end side, and from the proximal end side And an insertion hole communicating with the tapered hole. Further, the valve guide press-fitting hole cutting tool has a taper shaft that engages with the taper hole of the valve seat press-fitting hole cutting tool on the base end side. Then, a bolt that engages with the proximal end of the taper shaft of the valve guide press-fitting hole cutting tool from the insertion hole side of the valve seat press-fitting hole cutting tool is provided.
これにより、ボルトを締め付けると、バルブガイド圧入孔加工用刃具のテーパ軸がバルブシート圧入孔加工用刃具のテーパ孔の基端側に向かって移動する。すると、バルブシート圧入孔加工用刃具の先端に形成されたバルブシート圧入孔を形成するための刃の外径が拡張する。すなわち、ボルトの締め付けトルクを管理することで、バルブシート圧入孔を形成するための刃の外径を管理することが可能となる。
よって、バルブシート圧入孔とバルブガイド圧入孔とを同時に形成可能とするとともに、バルブシート圧入孔を形成するための刃の外径を拡張可能とし、バルブシート圧入孔の直径を容易に管理できる。
As a result, when the bolt is tightened, the taper shaft of the valve guide press-fitting hole cutting tool moves toward the proximal end side of the taper hole of the valve seat press-fitting hole cutting tool. Then, the outer diameter of the blade for forming the valve seat press-fitting hole formed at the tip of the valve seat press-fitting hole processing blade is expanded. That is, by managing the tightening torque of the bolt, it is possible to manage the outer diameter of the blade for forming the valve seat press-fitting hole.
Therefore, the valve seat press-fitting hole and the valve guide press-fitting hole can be formed simultaneously, the outer diameter of the blade for forming the valve seat press-fitting hole can be expanded, and the diameter of the valve seat press-fitting hole can be easily managed.
また、バルブシート圧入孔加工用刃具の基端側から形成した挿通孔において、ボルトを締め付けることができる。これにより、例えば、挿通孔においてボルトを回転装置に連結し、この回転装置でボルトの締め付けトルクを管理し締め付けることで、自動径拡張機構とすることも可能となる。 Further, the bolt can be tightened in the insertion hole formed from the base end side of the blade for press-fitting the valve seat press-fitting hole. Accordingly, for example, an automatic diameter expansion mechanism can be obtained by connecting a bolt to a rotating device at the insertion hole, and managing and tightening the tightening torque of the bolt with the rotating device.
本発明の孔あけ加工方法は、エンジンのシリンダヘッドの吸気バルブ又は排気バルブのバルブシート及びバルブガイドが圧入される孔を、ワークである前記シリンダヘッドに同時に形成する孔あけ加工方法であって、前記バルブシートが圧入されるバルブシート圧入孔を、前記ワークに形成するバルブシート圧入孔加工用刃具と、前記バルブガイドが圧入されるバルブガイド圧入孔を、前記ワークに形成するバルブガイド圧入孔加工用刃具と、を備え、前記バルブシート圧入孔加工用刃具には、先端に前記バルブシート圧入孔を形成するための刃と、先端側から基端側に向かって細くなるテーパ孔と、基端側から前記テーパ孔に連通する挿通孔と、が形成され、前記バルブガイド圧入孔加工用刃具は、基端側に前記バルブシート圧入孔加工用刃具の前記テーパ孔と係合するテーパ軸を有し、前記バルブシート圧入孔加工用刃具の前記挿通孔側から前記バルブガイド圧入孔加工用刃具の前記テーパ軸の基端と螺合するボルトを備える孔あけ加工工具において、前記ボルトを所定のトルクで締め付けることで、前記バルブガイド圧入孔加工用刃具の前記テーパ軸を前記バルブシート圧入孔加工用刃具の前記テーパ孔の基端側に向かって移動させ、前記バルブシート圧入孔加工用刃具の前記刃の外径を所定の径公差内に維持する。 The drilling method of the present invention is a drilling method for simultaneously forming a hole into which a valve seat and a valve guide of an intake valve or an exhaust valve of an engine cylinder head are press-fitted in the cylinder head as a workpiece, A valve seat press-fitting hole for forming the valve seat into which the valve seat is press-fitted, and a valve guide press-fitting hole for forming the valve guide press-fitting hole into which the valve guide is press-fitted. A blade for forming the valve seat press-fitting hole at the distal end, a tapered hole that narrows from the distal end toward the proximal end, and a proximal end An insertion hole communicating with the taper hole from the side, and the valve guide press-fitting hole cutting tool is provided on the base end side for processing the valve seat press-fitting hole. A bolt that has a taper shaft that engages with the taper hole of the tool, and that is screwed into a base end of the taper shaft of the valve guide press-fitting hole cutting tool from the insertion hole side of the valve seat press-fitting hole cutting tool; In the drilling tool provided, by tightening the bolt with a predetermined torque, the taper shaft of the valve guide press-fitting hole cutting tool is directed toward the proximal end side of the tapered hole of the valve seat press-fitting hole cutting tool. The outer diameter of the blade of the valve seat press-fitting hole cutting tool is maintained within a predetermined diameter tolerance.
この発明によれば、バルブシートが圧入されるバルブシート圧入孔を、ワークに形成するバルブシート圧入孔加工用刃具と、バルブガイドが圧入されるバルブガイド圧入孔を、ワークに形成するバルブガイド圧入孔加工用刃具と、を備えたので、バルブシート圧入孔とバルブガイド圧入孔とを同時に形成可能となる。 According to this invention, a valve seat press-fitting hole for forming a valve seat into which a valve seat is press-fitted, and a valve guide press-fitting hole for forming a valve guide press-fitting hole into which a valve guide is press-fitted. Since the hole machining blade is provided, the valve seat press-fitting hole and the valve guide press-fitting hole can be formed simultaneously.
また、この発明によれば、バルブシート圧入孔加工用刃具に、先端にバルブシート圧入孔を形成するための刃と、先端側から基端側に向かって細くなるテーパ孔と、基端側からテーパ孔に連通する挿通孔と、を形成し、バルブガイド圧入孔加工用刃具に基端側にバルブシート圧入孔加工用刃具のテーパ孔と係合するテーパ軸を有し、挿通孔側からテーパ軸の基端と螺合するボルトを備えた孔あけ加工工具において、ボルトを所定のトルクで締め付けることで、テーパ軸をテーパ孔の基端側に向かって移動させ、バルブシート圧入孔加工用刃具の刃の外径を所定の径公差内に維持できる。 Further, according to the present invention, the valve seat press-fitting hole cutting tool has a blade for forming a valve seat press-fitting hole at the distal end, a tapered hole that narrows from the distal end side toward the proximal end side, and from the proximal end side An insertion hole communicating with the taper hole, the valve guide press-fitting hole cutting tool has a taper shaft that engages with the taper hole of the valve seat press-fitting hole cutting tool on the base end side, and tapers from the insertion hole side. In a drilling tool equipped with a bolt that is screwed with the base end of the shaft, the taper shaft is moved toward the base end side of the taper hole by tightening the bolt with a predetermined torque, and a valve seat press-fitting hole cutting tool The outer diameter of the blade can be maintained within a predetermined diameter tolerance.
これにより、ボルトを所定のトルクで締め付けると、バルブガイド圧入孔加工用刃具のテーパ軸がバルブシート圧入孔加工用刃具のテーパ孔の基端側に向かって移動し、バルブシート圧入孔加工用刃具の先端に形成されたバルブシート圧入孔を形成するための刃の外径が所定の径公差となるように拡張する。すなわち、ボルトを所定のトルクで締め付けることで、バルブシート圧入孔を形成するための刃の外径を所定の径公差となるように拡張することが可能となる。
よって、バルブシート圧入孔とバルブガイド圧入孔とを同時に形成可能とするとともに、バルブシート圧入孔を形成するための刃の外径を拡張可能とし、バルブシート圧入孔の直径を容易に管理できる。
As a result, when the bolt is tightened with a predetermined torque, the taper shaft of the valve guide press-fitting hole cutting tool moves toward the proximal end side of the taper hole of the valve seat press-fitting hole cutting tool. The outer diameter of the blade for forming the valve seat press-fitting hole formed at the tip of the blade is expanded so as to have a predetermined diameter tolerance. That is, by tightening the bolt with a predetermined torque, the outer diameter of the blade for forming the valve seat press-fitting hole can be expanded to have a predetermined diameter tolerance.
Therefore, the valve seat press-fitting hole and the valve guide press-fitting hole can be formed simultaneously, the outer diameter of the blade for forming the valve seat press-fitting hole can be expanded, and the diameter of the valve seat press-fitting hole can be easily managed.
また、例えば、挿通孔においてボルトを回転装置に連結し、この回転装置でボルトの締め付けトルクを管理し締め付ける。この場合、回転装置において、ボルトの締め付けトルクとバルブシート圧入孔を形成するための刃の径拡大量との関係を示すデータを記憶し、このデータに基づき、ボルトを締め付けることで、自動径拡張機構とすることも可能となる。 Further, for example, a bolt is connected to a rotating device in the insertion hole, and the tightening torque of the bolt is managed and tightened by this rotating device. In this case, in the rotating device, data indicating the relationship between the tightening torque of the bolt and the diameter expansion amount of the blade for forming the valve seat press-fitting hole is stored, and automatic diameter expansion is performed by tightening the bolt based on this data. It is also possible to use a mechanism.
本発明によれば、バルブシート圧入孔とバルブガイド圧入孔とを同時に形成可能とするとともに、バルブシート圧入孔を形成するための刃の外径を拡張可能とし、バルブシート圧入孔の直径を容易に管理することができる。 According to the present invention, the valve seat press-fitting hole and the valve guide press-fitting hole can be formed at the same time, the outer diameter of the blade for forming the valve seat press-fitting hole can be expanded, and the diameter of the valve seat press-fitting hole can be easily made. Can be managed.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
図1は、本発明の一実施形態に係る孔あけ加工工具の加工により、バルブシート圧入孔11等が形成されたシリンダヘッド1の概略外観構成を示し、シリンダブロックが取り付けられる面を上にした状態の上面図である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the embodiments, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.
FIG. 1 shows a schematic external configuration of a
シリンダヘッド1には、シリンダブロック(図示せず)が取り付けられる面において、中央部分に、吸気バルブ又は排気バルブのバルブシート(図示せず)が圧入されるバルブシート圧入孔11及び吸気バルブ又は排気バルブのステム(図示せず)を摺動可能に支持するバルブガイド(図示せず)が圧入されるバルブガイド圧入孔13が形成され、これらの周囲に、シリンダブロックを取り付けるためのボルト穴14及び冷却水を流動させる流路であるウォータジャケット15等が形成されている。
The
図2は、本発明の一実施形態に係る孔あけ加工工具の加工によりシリンダヘッド1内に形成された、バルブシート圧入孔11と、バルブガイド口元ザグリ12と、バルブガイド圧入孔13と、の概略構成を示す断面図である。
FIG. 2 shows a valve seat press-fitting
シリンダヘッド1には、本発明の一実施形態に係る孔あけ加工工具の加工により、図2中X−X’線を軸にして、シリンダヘッド1の表面から内部に向けて(図2中上から下に向けて)、バルブシート圧入孔11と、バルブガイド口元ザグリ12と、バルブガイド圧入孔13と、がその順に同芯に形成されている。
なお、シリンダヘッド1には、バルブシート圧入孔11とバルブガイド口元ザグリ12との間に、吸気又は排気ポート10が形成されている。このため、図2に示すように、バルブガイド口元ザグリ12の深さは一様でなく、吸気又は排気ポート10の形状に応じて異なっている。
The
In the
図3は、本発明の一実施形態に係る孔あけ加工工具21の概略構成を示す斜視図である。
なお、以下、孔あけ加工工具21の加工対象、すなわち、バルブシート圧入孔11(図2参照)と、バルブガイド圧入孔13(図2参照)と、が形成される対象を、ワークと称する。本実施形態では、シリンダヘッド1(図2参照)がワークとなる。なお、本実施形態では、バルブガイド口元ザグリ12(図2参照)は、孔あけ加工工具21とは別のバルブガイド口元ザグリ孔加工用刃具32(図5(a)参照)によってシリンダヘッド1に形成される。
FIG. 3 is a perspective view showing a schematic configuration of the
Hereinafter, a processing object of the
孔あけ加工工具21は、図3のA−A'線が示す軸を中心に回転可能なように、図3中左側の端から順に、バルブガイド圧入孔加工用刃具31と、バルブシート圧入孔加工用刃具33と、を同芯に備え、バルブガイド圧入孔加工用刃具31とバルブシート圧入孔加工用刃具33とを結合するボルト40(図4参照)を有する。
In order from the left end in FIG. 3, the
バルブガイド圧入孔加工用刃具31には、軸から半径方向に放射状に複数のバルブガイド圧入孔加工用刃31aが均等に形成されている。軸から各々のバルブガイド圧入孔加工用刃31aまでの半径方向の長さは、バルブガイド圧入孔13の半径とほぼ一致しており、バルブガイド圧入孔加工用刃31aの軸方向の長さはバルブガイド圧入孔13(図2参照)の深さとほぼ一致している。
したがって、このような複数のバルブガイド圧入孔加工用刃31aが形成されたバルブガイド圧入孔加工用刃具31が、ワーク内に挿入されつつ、軸を中心として回転することで、バルブガイド圧入孔13がワーク内に形成される。
なお、バルブガイド圧入孔加工用刃具31の断面構成については後述する。
A plurality of valve guide press-fitting
Accordingly, the valve guide press-fitting
The cross-sectional configuration of the valve guide press-fitting
バルブシート圧入孔加工用刃具33には、先端(図3に示す矢印F方向の端部)に軸から半径方向に放射状に複数のバルブシート圧入孔加工用刃33aが均等に形成されている。軸から各々のバルブシート圧入孔加工用刃33aまでの半径方向の長さは、バルブシート圧入孔11(図2参照)の半径とほぼ一致しており、バルブシート圧入孔加工用刃33aの軸方向の長さはバルブシート圧入孔11の深さとほぼ一致している。
したがって、このような複数のバルブシート圧入孔加工用刃33aが形成されたバルブシート圧入孔加工用刃具33が、ワーク内に挿入されつつ、軸を中心として回転することで、バルブシート圧入孔11がワーク内に形成される。
In the valve seat press-fitting
Therefore, the valve seat press-fitting
また、バルブシート圧入孔加工用刃33aの外径は、バルブシート圧入孔11の直径がバルブガイド圧入孔13の直径より大きいことから、バルブガイド圧入孔加工用刃31aの外径より大きい。
したがって、バルブシート圧入孔加工用刃33aとバルブガイド圧入孔加工用刃31aとは、同じ回転数で孔あけ加工に用いられるが、バルブシート圧入孔加工用刃33aの方が周速度が大きく切削量も多く、より早く摩耗する。
なお、バルブシート圧入孔加工用刃具33の断面構成については後述する。
Further, the outer diameter of the valve seat press-fitting
Therefore, the valve seat press-fitting
The sectional configuration of the valve seat press-fitting
次に、孔あけ加工工具21の断面構成について説明する。
図4は、本発明の一実施形態に係る孔あけ加工工具21の図3に示すBB’方向の概略断面構成を示す図である。
バルブガイド圧入孔加工用刃具31は、図4のA−A'線が示す軸を中心に延びる棒状体であり、基端側(図4に示す矢印T方向)に形成されたテーパ軸310と、このテーパ軸310から先端側(図4に示す矢印F方向)に形成されたバルブガイド圧入孔加工用刃31aが形成された刃部311と、を備える。
Next, the cross-sectional configuration of the
FIG. 4 is a diagram showing a schematic cross-sectional configuration in the BB ′ direction shown in FIG. 3 of the
The valve guide press-fitting
テーパ軸310は、ドリルのシャンクの形状として規格化されたモールステーパの規格に沿うテーパ寸法で形成され、先端側(図4に示す矢印F方向)から基端側(図4に示す矢印T方向)に向けて細くなるように形成されている。また、テーパ軸310の基端には、ボルト40の首部40bと螺合するネジ穴310aが形成されている。
The
バルブシート圧入孔加工用刃具33は、図4のA−A'線が示す軸を中心に延び、先端側(図4に示す矢印F方向)にバルブシート圧入孔加工用刃33aが形成された本体330において、軸を中心として、先端側(図4に示す矢印F方向)から基端側(図4に示す矢印T方向)に向かって細くなるテーパ孔331と、基端側からテーパ孔331に向かって延びる挿通孔332と、テーパ孔331と挿通孔332とを連通する連通孔333と、が形成されている。
The valve seat press-fitting
テーパ孔331は、ドリルのシャンクの形状として規格化されたモールステーパの規格に沿うテーパ寸法で形成され、バルブガイド圧入孔加工用刃具31のテーパ軸310と係合する。バルブガイド圧入孔加工用刃具31は、テーパ軸310がテーパ孔331と係合することで、バルブシート圧入孔加工用刃具33に固定される。
The
挿通孔332は、ボルト40の頭部40aの外径より大きい径で形成されている。連通孔333は、ボルト40の頭部40aの外径より小さい径で形成されるとともに、ボルト40の首部40bの外径より大きい径で形成され、軸方向の長さが首部40bの長さより短く形成されている。
すなわち、ボルト40は、頭部40aが挿通孔332の底部332aに係止され、首部40bが連通孔333を貫通し、テーパ孔331に突出するとともに、この突出した首部40bの一部がバルブガイド圧入孔加工用刃具31のネジ穴310aと螺合する。
The
That is, the
次に、孔あけ加工工具21により、シリンダヘッド1に、孔あけ加工する手順について説明する。
図5は、シリンダヘッド1に、バルブシート圧入孔11と、バルブガイド口元ザグリ12と、バルブガイド圧入孔13と、を形成する手順を説明する図である。図5(a)は、バルブガイド口元ザグリ孔加工用刃具32を用いて、バルブガイド口元ザグリ12を形成する手順を説明する図である。図5(b)は、本発明の一実施形態に係る孔あけ加工工具21を用いて、バルブシート圧入孔11及びバルブガイド圧入孔13を形成する手順を説明する図である。
Next, a procedure for drilling the
FIG. 5 is a diagram illustrating a procedure for forming the valve seat press-fitting
まず、バルブガイド口元ザグリ孔加工用刃具32を、所定の工作機械(図示無し)により回転されるスピンドル軸に取り付ける。この場合、バルブガイド口元ザグリ孔加工用刃具32の軸(図5(a)中A−A’線の軸)は、スピンドル軸に一致させる。
次に、図5(a)に示すように、バルブガイド口元ザグリ孔加工用刃具32を、スピンドル軸により回転させ、バルブガイド口元ザグリ孔加工用刃具32を、シリンダヘッド1内に挿入する。すると、シリンダヘッド1内にバルブガイド口元ザグリ12が形成される。その後、バルブガイド口元ザグリ孔加工用刃具32をシリンダヘッド1内から引き抜く。
First, the valve guide opening counterbore
Next, as shown in FIG. 5A, the valve guide opening counterbore
次に、孔あけ加工工具21を、所定の加工装置(図示無し)により回転されるスピンドル軸に取り付ける。この場合、孔あけ加工工具21の軸(図5(b)中A−A’線の軸)は、スピンドル軸に一致させる。
次に、図5(b)に示すように、孔あけ加工工具21を、スピンドル軸により回転させ、孔あけ加工工具21のバルブガイド圧入孔加工用刃具31及びバルブシート圧入孔加工用刃具33を、シリンダヘッド1内に挿入する。すると、バルブシート圧入孔11及びバルブガイド圧入孔13とが形成される。その後、孔あけ加工工具21をシリンダヘッド1内から引き抜く。
Next, the
Next, as shown in FIG. 5B, the
シリンダヘッド1の孔あけ加工を上記の手順で繰り返し行うと、バルブガイド圧入孔加工用刃具31のバルブガイド圧入孔加工用刃31aより外径の大きいバルブシート圧入孔加工用刃具33のバルブシート圧入孔加工用刃33aが先に摩耗するので、バルブシート圧入孔加工用刃33aの外径を拡張させる。
When the drilling of the
次に、孔あけ加工工具21において、バルブシート圧入孔加工用刃33aの外径を拡張させる手順について説明する。
図6は、本発明の一実施形態に係る孔あけ加工工具21のボルト40近傍の部分断面図である。
まず、ボルト40を所定のトルクで締め付ける。すると、バルブガイド圧入孔加工用刃具31のテーパ軸310がバルブシート圧入孔加工用刃具33のテーパ孔331の基端側(図6に示す矢印T方向)に向かって移動し、バルブシート圧入孔加工用刃具33の先端に形成されたバルブシート圧入孔加工用刃33aの外径が所定の径公差に維持できるように拡張する。
Next, a procedure for expanding the outer diameter of the valve seat press-fitting hole-forming
FIG. 6 is a partial cross-sectional view of the vicinity of the
First, the
ここで、所定のトルクは、バルブシート圧入孔加工用刃具33の肉厚の値(mm)と、バルブシート圧入孔加工用刃33aの外径の径拡大量の値(mm)から算出される締付トルクの値(N・m)である。
図7は、バルブシート圧入孔加工用刃具の肉厚毎の径拡大量と締付トルクとの関係を示すグラフである。
Here, the predetermined torque is calculated from the thickness value (mm) of the valve seat press-fitting
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the amount of diameter expansion and the tightening torque for each thickness of the valve seat press-fitting hole cutting tool.
図7において、縦軸は径拡大量を示し、横軸は締付トルクを示している。また、グラフ線において、三角は肉厚t1を示し、菱形は肉厚t2を示し、四角は肉厚t3を示し、丸は肉厚t4を示しており、t1、t2、t3、t4の順に肉厚の値が大きくなる。
図7に示すように、締付トルクが大きくなるほど、径拡大量も大きくなる。すなわち、所定のトルクは、バルブシート圧入孔加工用刃33a(図6参照)の摩耗量が大きくなることで、径拡大量が大きくなるほど大きくなる。
なお、バルブシート圧入孔加工用刃33aの摩耗量は、孔あけ加工回数より算出することができる。すなわち、所定回数孔あけ加工を行ったときのバルブシート圧入孔加工用刃33aの摩耗量を予め計測しておき、この計測値と、実際の孔あけ加工回数と所定回数との比率とを乗算することで、実際の孔あけ加工回数時の摩耗量が算出できる。そして、この算出した摩耗量を径拡大量とし、図7に示すグラフに基づき、所定のトルクを算出できる。
In FIG. 7, the vertical axis represents the diameter expansion amount, and the horizontal axis represents the tightening torque. In the graph line, the triangle indicates the thickness t1, the rhombus indicates the thickness t2, the square indicates the thickness t3, and the circle indicates the thickness t4. The thicknesses are t1, t2, t3, t4 in this order. The thickness value increases.
As shown in FIG. 7, the larger the tightening torque, the larger the diameter expansion amount. That is, the predetermined torque increases as the diameter expansion amount increases as the wear amount of the valve seat press-fitting
The amount of wear of the valve seat press-fitting
また、所定の径公差とは、バルブシート圧入孔加工用刃33aの外径の上限である上限ツール公差から安全量を減算した値を標準ツール公差とし、この標準ツール公差から、肉厚に応じた補正値を減算した値である。なお、所定の径公差は、上限値と下限値が決められた範囲で設定される。
The predetermined diameter tolerance is defined as the standard tool tolerance obtained by subtracting the safety amount from the upper limit tool tolerance which is the upper limit of the outer diameter of the valve seat press-fitting
次に、本実施形態の孔あけ加工工具21の第1変形例である孔あけ加工工具21Aについて説明する。
図8は、本発明の一実施形態の第1変形例である孔あけ加工工具21Aの概略断面構成を示す図である。
孔あけ加工工具21Aは、バルブガイド圧入孔加工用刃具31Aのテーパ軸310Aにボルト軸310bが形成され、このボルト軸310bと螺合するナット45を備える点が、孔あけ加工工具21と異なる。
Next, a
FIG. 8 is a diagram showing a schematic cross-sectional configuration of a
The
ボルト軸310bは、テーパ軸310Aの基端(図8に示す矢印T方向)から延びて、バルブシート圧入孔加工用刃具33の連通孔333を貫通する。
The
ナット45は、バルブシート圧入孔加工用刃具33の挿通孔332の底部332aに係止され、バルブガイド圧入孔加工用刃具31Aのボルト軸310bと螺合する。
ナット45は、連通孔333の内径より大きい外径で形成されたナット本体45aと、ナット本体45aの先端側(図8に示す矢印F方向)に形成されボルト軸310bと螺合するナットネジ穴45bと、ナット本体45aの基端側(図8に示す矢印T方向)において形成された締め付け用穴45cと、を備える。
締め付け用穴45cは、例えば、その内形が六角形状に形成されている。締め付け用穴45cは、例えば、六角形状に形成された回転軸(図示無し)と係合する。
The
The
For example, the inner shape of the
次に、孔あけ加工工具21Aにおいて、バルブシート圧入孔加工用刃33aの外径を拡張させる手順について説明する。
まず、挿通孔332の基端側(図8に示す矢印T方向)から回転軸(図示無し)を挿入し、ナット45の締め付け用穴45cに係合させる。そして、ナット45を所定のトルクで締め付ける。すると、バルブガイド圧入孔加工用刃具31Aのテーパ軸310Aがバルブシート圧入孔加工用刃具33のテーパ孔331の基端側(図8に示す矢印T方向)に向かって移動し、バルブシート圧入孔加工用刃具33の先端に形成されたバルブシート圧入孔加工用刃33aの外径が所定の径公差に維持できるように拡張する。
Next, a procedure for expanding the outer diameter of the valve seat press-fitting
First, a rotating shaft (not shown) is inserted from the base end side (in the direction of arrow T shown in FIG. 8) of the
次に、本実施形態の孔あけ加工工具21の第2変形例である孔あけ加工工具21Bを適用した自動径拡張機構100について説明する。
図9は、本発明の一実施形態の第2変形例である孔あけ加工工具21Bを適用した自動径拡張機構100の模式図である。
自動径拡張機構100は、孔あけ加工工具21Bと、孔あけ加工工具21Bが接続された加工装置50と、を備える。
Next, an automatic
FIG. 9 is a schematic diagram of an automatic
The automatic
加工装置50は、孔あけ加工工具21Bを回転駆動する加工用モータ51と、孔あけ加工工具21Bのバルブシート圧入孔加工用刃33aの径を拡張するための径拡張用モータ52と、孔あけ加工工具21Bのウォーム41bと連結し、径拡張用モータ52から得た回転力をボルト40A加えるモータ軸53と、モータ軸53の回転トルクを検出する検出部54と、加工用モータ51、径拡張用モータ52及び検出部54に接続され、これらを制御する制御装置55と、を備える。
The
制御装置55は、孔あけ加工工具21Bによる孔あけ加工が行われた回数に応じたバルブシート圧入孔加工用刃具33Aのバルブシート圧入孔加工用刃33aの摩耗量に関するデータを記憶している。また、制御装置55は、バルブシート圧入孔加工用刃33aの摩耗量に応じたモータ軸53の回転トルク値に関するデータを記憶している。なお、制御装置55は、バルブシート圧入孔加工用刃33aの摩耗量に応じたモータ軸53の回転数を記憶しておくこともできる。この場合、検出部54は、モータ軸53の回転数を検出する。
The
図10は、本発明の一実施形態の第2変形例である孔あけ加工工具21Bの概略構成の説明図である。図11は、本発明の一実施形態の第2変形例である孔あけ加工工具21Bの図10に示すBB’方向の概略断面構成を示す図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram of a schematic configuration of a
孔あけ加工工具21Bは、ボルト40Aの頭部にウォームホイール41aが形成され、このウォームホイール41aと係合するウォーム41bが収容されたウォーム穴334が形成されている点が、孔あけ加工工具21と異なる。
In the
ボルト40Aのウォームホイール41aとウォーム41bとは、ウォームギアを構成する。また、加工装置50のモータ軸53は、ウォーム41bの頭部と連結する。これにより、モータ軸53が回転軸(図11に示すC−C'線)を中心に回転することで、ボルト40Aが孔あけ加工工具21Bの回転軸(図11に示すA−A'線)を中心に回転する。
The
ウォーム穴334は、孔あけ加工工具21Bのバルブシート圧入孔加工用刃具33Aの本体330Aにおいて、孔あけ加工工具21Bの回転軸(図11に示すA−A'線)と直交する方向に延びるモータ軸53の回転軸(図11に示すC−C'線)を中心として、形成されている。また、ウォーム穴334には、略中心にウォーム41bが配置されている。なお、孔あけ加工工具21Bは、ウォーム穴334にウォーム41bが配置された状態で回転バランスが取られている。
モータ軸53の回転軸(図11に示すC−C'線)は、孔あけ加工工具21Bの回転軸(図11に示すA−A'線)から、ウォームホイール41aの内径の半径に、ウォーム41bの外形の半径を加えた距離だけ離れている。
The
The rotating shaft (CC ′ line shown in FIG. 11) of the
これにより、自動径拡張機構100は、以下のように動作する。
制御装置55は、加工用モータ51を制御し、孔あけ加工工具21Bによる孔あけ加工が行われた回数が所定回数に達したと判断したときに、孔あけ加工工具21Bのウォーム穴334の中心を、モータ軸53の回転軸(図11に示すC−C'線)に合わせる。
次に、制御装置55は、この所定回数に応じたバルブシート圧入孔加工用刃33aの摩耗量を算出する。また、制御装置55は、この算出した摩耗量に応じたモータ軸53の回転トルク値を予め算出し記憶する。
Thereby, the automatic
The
Next, the
次に、制御装置55は、モータ軸53の先端をウォーム41bの頭部に近接させ連結させる。そして、制御装置55は、径拡張用モータ52によりモータ軸53を回転させて、ボルト40Aを締付ける。そして、制御装置55は、検出部54が検出したモータ軸53の回転トルクが、予め算出し記憶した回転トルク値となったと判断したときに、径拡張用モータ52の回転駆動を停止させる。すると、バルブガイド圧入孔加工用刃具31のテーパ軸310がバルブシート圧入孔加工用刃具33Aのテーパ孔331の基端側(図11に示す矢印T方向)に向かって移動し、バルブシート圧入孔加工用刃具33Aの先端に形成されたバルブシート圧入孔加工用刃33aの外径が所定の径公差に維持できるように拡張する。
Next, the
本実施形態によれば、以下のような作用効果がある。
バルブシートが圧入されるバルブシート圧入孔11を、ワークに形成するバルブシート圧入孔加工用刃具33と、バルブガイドが圧入されるバルブガイド圧入孔13を、ワークに形成するバルブガイド圧入孔加工用刃具31と、を備えたので、バルブシート圧入孔11とバルブガイド圧入孔13とを同時に形成可能となる。
According to this embodiment, there are the following effects.
For cutting a valve guide press-fitting hole for forming a valve seat press-fitting
また、ボルト40を所定のトルクで締め付けると、バルブガイド圧入孔加工用刃具31のテーパ軸310がバルブシート圧入孔加工用刃具33のテーパ孔331の基端側に向かって移動し、バルブシート圧入孔加工用刃具33の先端に形成されたバルブシート圧入孔加工用刃33aの外径が所定の径公差となるように拡張する。すなわち、ボルト40の締め付けトルクを管理することで、バルブシート圧入孔加工用刃33aの外径を管理することが可能となる。より具体的には、ボルト40を所定のトルクで締め付けることで、バルブシート圧入孔加工用刃33aの外径を所定の径公差となるように拡張することが可能となる。
よって、バルブシート圧入孔とバルブガイド圧入孔とを同時に形成可能とするとともに、バルブシート圧入孔を形成するための刃の外径を拡張可能とし、バルブシート圧入孔の直径を容易に管理できる。
Further, when the
Therefore, the valve seat press-fitting hole and the valve guide press-fitting hole can be formed simultaneously, the outer diameter of the blade for forming the valve seat press-fitting hole can be expanded, and the diameter of the valve seat press-fitting hole can be easily managed.
また、本実施形態の第2変形例を適用すれば、加工装置50により、ウォーム41bを介してボルト40Aを回転させて、ボルト40Aの締め付けトルクを管理し締め付ける。この場合、加工装置50の制御装置55において、ボルト40Aの締め付けトルクとバルブシート圧入孔加工用刃33aの径拡大量との関係を示すデータを記憶し、このデータに基づき、ボルト40Aを締め付け、バルブシート圧入孔加工用刃33aの外径が所定の径公差に自動的維持できる自動径拡張機構100とすることも可能となる。
Moreover, if the 2nd modification of this embodiment is applied, the
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, etc. within a scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
1 シリンダヘッド
11 バルブシート圧入孔
13 バルブガイド圧入孔
21 孔あけ加工工具
31 バルブガイド圧入孔加工用刃具
310 テーパ軸
33 バルブシート圧入孔加工用刃具
33a バルブシート圧入孔加工用刃
331 テーパ孔
332 挿通孔
40 ボルト
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記バルブシートが圧入されるバルブシート圧入孔を、前記ワークに形成するバルブシート圧入孔加工用刃具と、
前記バルブガイドが圧入されるバルブガイド圧入孔を、前記ワークに形成するバルブガイド圧入孔加工用刃具と、を備え、
前記バルブシート圧入孔加工用刃具には、先端に前記バルブシート圧入孔を形成するための刃と、先端側から基端側に向かって細くなるテーパ孔と、基端側から前記テーパ孔に連通する挿通孔と、が形成され、
前記バルブガイド圧入孔加工用刃具は、基端側に前記バルブシート圧入孔加工用刃具の前記テーパ孔と係合するテーパ軸を有し、
前記バルブシート圧入孔加工用刃具の前記挿通孔側から前記バルブガイド圧入孔加工用刃具の前記テーパ軸の基端と螺合するボルトを備える孔あけ加工工具。 A drilling tool that simultaneously forms a hole into which a valve seat and a valve guide of an intake valve or an exhaust valve of a cylinder head of an engine are press-fitted in the cylinder head as a workpiece,
A valve seat press-fitting hole forming tool for forming a valve seat press-fitting hole into which the valve seat is press-fitted, and
A valve guide press-fitting hole into which the valve guide is press-fitted, and a valve guide press-fitting hole machining blade for forming the workpiece,
The valve seat press-fitting hole cutting tool has a blade for forming the valve seat press-fitting hole at the distal end, a tapered hole that narrows from the distal end side toward the proximal end side, and communicates with the tapered hole from the proximal end side An insertion hole to be formed,
The valve guide press-fitting hole cutting tool has a taper shaft that engages the taper hole of the valve seat press-fitting hole cutting tool on the base end side,
A drilling tool comprising a bolt that is screwed to a base end of the taper shaft of the valve guide press-fitting hole cutting tool from the insertion hole side of the valve seat press-fitting hole cutting tool.
前記バルブシートが圧入されるバルブシート圧入孔を、前記ワークに形成するバルブシート圧入孔加工用刃具と、
前記バルブガイドが圧入されるバルブガイド圧入孔を、前記ワークに形成するバルブガイド圧入孔加工用刃具と、を備え、
前記バルブシート圧入孔加工用刃具には、先端に前記バルブシート圧入孔を形成するための刃と、先端側から基端側に向かって細くなるテーパ孔と、基端側から前記テーパ孔に連通する挿通孔と、が形成され、
前記バルブガイド圧入孔加工用刃具は、基端側に前記バルブシート圧入孔加工用刃具の前記テーパ孔と係合するテーパ軸を有し、
前記バルブシート圧入孔加工用刃具の前記挿通孔側から前記バルブガイド圧入孔加工用刃具の前記テーパ軸の基端と螺合するボルトを備える孔あけ加工工具において、
前記ボルトを所定のトルクで締め付けることで、前記バルブガイド圧入孔加工用刃具の前記テーパ軸を前記バルブシート圧入孔加工用刃具の前記テーパ孔の基端側に向かって移動させ、前記バルブシート圧入孔加工用刃具の前記刃の外径を所定の径公差内に維持する孔あけ加工方法。 A drilling method for simultaneously forming a hole into which a valve seat and a valve guide of an intake valve or an exhaust valve of a cylinder head of an engine are press-fitted in the cylinder head as a workpiece,
A valve seat press-fitting hole forming tool for forming a valve seat press-fitting hole into which the valve seat is press-fitted, and
A valve guide press-fitting hole into which the valve guide is press-fitted, and a valve guide press-fitting hole machining blade for forming the workpiece,
The valve seat press-fitting hole cutting tool has a blade for forming the valve seat press-fitting hole at the distal end, a tapered hole that narrows from the distal end side toward the proximal end side, and communicates with the tapered hole from the proximal end side An insertion hole to be formed,
The valve guide press-fitting hole cutting tool has a taper shaft that engages the taper hole of the valve seat press-fitting hole cutting tool on the base end side,
In a drilling tool comprising a bolt that is screwed with a base end of the taper shaft of the valve guide press-fitting hole cutting tool from the insertion hole side of the valve seat press-fitting hole cutting tool,
By tightening the bolt with a predetermined torque, the taper shaft of the valve guide press-fitting hole cutting tool is moved toward the proximal end side of the taper hole of the valve seat press-fitting hole cutting tool, and the valve seat press-fitting is performed. A drilling method for maintaining an outer diameter of the blade of a drilling tool within a predetermined diameter tolerance.
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