JP2636568B2 - シリンダブロックの切削加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シリンダヘッドと一体
に形成されたいわゆるモノブロックタイプのシリンダヘ
ッドについて、その吸排気系のバルブシート面とステム
ガイドに切削加工を施す装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】シリンダブロックのバルブシート面とス
テムガイドにその両者の同芯精度を保ちながら切削加工
を施すものとして例えば特開平１−１１５５０９号公報
に開示されているものがある。

【０００３】この従来の切削加工装置は、図５に示すよ
うに先端にカッター５１を備えた加工ツール５２を加工
ヘッド５３に回転可能に支持させるとともに、この加工
ヘッド５３を図示外のワーク支持台に固定されたシリン
ダブロックＷのシリンダボア部Ｂ側からシリンダブロッ
クＷ内に挿入して加工ツール５２をバルブシート５４に
対向させ、他方、シリンダブロックＷのシリンダヘッド
カバー取付面Ｈ側からは駆動軸ユニット５５に支持され
た駆動軸５６をステムガイド５７に挿入して、ステムガ
イド５７の先端を加工ツール５２側の例えば六角孔状の
嵌合孔５８に嵌合させるようにしている。

【０００４】そして、駆動軸５６を回転させることによ
り加工ツール５２が回転駆動され、この状態でシリンダ
ブロックＷに図５の矢印Ａ方向の切削送りを与えること
でバルブシート５４のバルブシート面にカッター５１に
よる切削加工が施される。

【０００５】一方、バルブシート面の切削加工に続いて
ステムガイド５７のガイド面（内周面）を加工するにあ
たっては、図５の駆動軸ユニット５５を退避させ、代わ
って図６に示すようにリーマユニット５９に支持された
リーマ６０をステムガイド５７に挿入するとともに、リ
ーマ６０の先端部を加工ツール５２のガイド穴６１に挿
入し、リーマ６０を回転駆動しながらリーマユニット５
９に矢印Ｂ方向の切削送りを与えることでリーマ６０の
刃部６２によりステムガイド５７のガイド面にリーマ加
工が施される。

【０００６】なお、前記駆動軸ユニット５５およびリー
マユニット５９は共通の可動台（図示省略）に搭載され
ているとともに、可動台は図５の矢印Ａ方向にスライド
する支持台に搭載されており、したがって駆動軸ユニッ
ト５５とリーマユニット５９の切り換えは可動台を矢印
Ａ方向と直交方向にスライドさせることにより行う。

【０００７】このように、加工ツール５２によるバルブ
シート面の加工に続いて、加工ツール５２のガイド孔６
１でリーマ６０を案内しながらステムガイド５７のリー
マ加工を行うことで、バルブシート面とステムガイド５
７との同芯精度が確保される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の切削加工装置においては、加工ヘッド５３
が搭載された支持台や、駆動軸ユニット５５およびリー
マユニット５９が搭載された可動台ならびに可動台が搭
載された支持台はもちろんのこと、シリンダブロックＷ
が固定されているワーク支持台までもスライドできるよ
うにそれぞれにスライド自由度を持たせなければならな
いために全体として４軸のスライド自由度が必要とな
り、それによって装置全体が複雑かつ大型のものとなっ
て好ましくない。

【０００９】しかも、加工ヘッド５３のスライド方向と
加工ツール５２の軸心とが一致せず、加工ツール５２の
軸心が加工ヘッド５３のスライド方向に対して所定角度
傾斜しているため、加工ヘッド５３の位置決め精度と、
駆動軸ユニット５５およびリーマユニット５９が搭載さ
れている可動台の位置決め精度を厳格に管理しないかぎ
り、加工ツール５２の軸心と駆動軸５６もしくはリーマ
６０の軸心とを一致させることができず、バルブシート
面とステムガイド５７のガイド面との同芯精度の向上に
限界がある。

【００１０】また、バルブシート面の加工に続いてステ
ムガイド５７を加工するためには、駆動軸ユニット５５
を一旦退避させた上でリーマユニット５９を前進させて
リーマ６０を加工ツール５２に挿入しなければならない
ため、実質的に駆動軸ユニット５５とリーマユニット５
９の切り換えに要する時間がロスタイムとなり、特に量
産を目的とした加工ラインではサイクルタイムの短縮化
が図れない。

【００１１】本発明は以上のような課題に着目してなさ
れたもので、加工装置に必要とされるスライド自由度を
減らして装置全体の簡素化と小型化を図ると同時に、バ
ルブシート面とステムガイドとの同芯精度の向上を図
り、併せてリーマをバルブシート加工用のカッターと同
方向から挿入することによって従来のような駆動軸ユニ
ットとリーマユニットの切り換えを不要にした構造を提
供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、シリンダヘッ
ドと一体に形成されたシリンダブロックの吸排気系のバ
ルブシート面とステムガイドに切削加工を施す装置にお
いて、位置決め固定されたシリンダブロックのシリンダ
ボア部側からシリンダブロック内に挿入されるとともに
先端にカッターを有し、回転運動と軸心方向の切削送り
が与えられることでバルブシート面に切削加工を施すカ
ッタースピンドルと、前記カッタースピンドルの中心部
に設けられた筒状のリーマガイドと、前記リーマガイド
に挿入支持されて、回転可能でかつ軸心方向にスライド
可能にリーマと、前記カッタースピンドルと同一軸線上
に対向配置され、シリンダブロックのシリンダヘッドカ
バー取付面側からシリンダブロック内に挿入されるとと
もに先端には前記リーマの先端をチャッキングするチャ
ックを有し、チャックがリーマをチャッキングした状態
で前記カッタースピンドルから離間する方向の切削送り
と回転運動が与えられることでリーマを引っ張りながら
前記ステムガイドのガイド面にリーマ加工を施すチャッ
クスピンドルとから構成されている。

【００１３】

【作用】この構造によると、シリンダブロックのシリン
ダボア部側からカッタースピンドルを挿入して切削送り
を与えることで、カッタースピンドルの先端のカッター
によりバルブシート面の切削加工が施される。

【００１４】この時、カッタースピンドルにリーマガイ
ドを介して支持されているリーマはステムガイドに挿入
されてカッタースピンドルとともに回転することになる
が、リーマはステムガイドに対して空転するだけで加工
は行われない。

【００１５】バルブシート面の加工完了を待ってカッタ
ーをバルブシート面から離す一方、シリンダブロックの
シリンダヘッドカバー取付面側からチャックスピンドル
を挿入してチャックスピンドルのチャックでリーマの先
端部をチャッキングする。そして、チャックスピンドル
でリーマを回転駆動させながらチャックスピンドルに切
削送りを与えてリーマを引っ張ることでステムガイドに
リーマ加工が施される。

【００１６】

【実施例】図１および図２は本発明の一実施例を示す図
で、加工対象となるモノブロックタイプのシリンダブロ
ックＷは図示外のワークベースに位置決め固定されてお
り、シリンダブロックＷをはさんでその両側に互いに同
一軸線上に位置するスピンドルヘッド１，２が対向配置
されている。

【００１７】一方のスピンドルヘッド１にはカッタース
ピンドル３が回転可能に支持されており、カッタースピ
ンドル３は図示外のスピンドルモータにより回転駆動さ
れるとともに、スピンドルヘッド１自体は図示外のフィ
ードユニットにより送りが与えられることでカッタース
ピンドル３の軸心方向にスライドするようになってい
る。

【００１８】カッタースピンドル３の先端にはバルブシ
ート４のバルブシート面５を加工するためのカッター６
が装着されているほか、カッタースピンドル３の中心に
は筒状のリーマガイド７が挿入されて固定されていて、
このリーマガイド７にはステムガイド１９を加工するた
めのリーマ８が挿入されて支持されている。

【００１９】リーマ８は周知のようにシャンク部９およ
び刃部１０とを備えており、シャンク部９の端部にはチ
ャッキング溝部１１が形成されているほか、刃部１０の
端部にはロック溝１２が形成されている。そして、ロッ
ク溝１２にコイルスプリング１３で付勢されたスチール
ボール１４が係合することでリーマ８の長手方向の位置
が規制されているものの、コイルスプリング１３の付勢
力に打ち勝つだけの外力を加えればリーマ８を回転させ
ることができると同時に、リーマガイド７に沿ってリー
マ８をスライドさせることができる構成となっている。

【００２０】他方、もう一方のスピンドルヘッド２には
チャックスピンドル１５が回転可能に支持されており、
チャックスピンドル１５は図示外のスピンドルモータに
より回転駆動されるとともに、スピンドルヘッド２自体
は図示外のフィードユニットにより送りが与えられるこ
とでチャックスピンドル１５の軸心方向にスライドする
ようになっている。

【００２１】チャックスピンドル１５の先端にはスリー
ブ１７とコレット１８とからなるコレットチャックタイ
プのチャック１６が設けられており、チャックスピンド
ル１５に内挿されたコレット１８を前進後退させること
でそのコレット１８でリーマ８のチャッキング溝１１を
把持することができる。

【００２２】このように構成された切削加工装置におい
ては、図３に示すようにチャックスピンドル１５を有す
るスピンドルヘッド２を後退限位置に待機させた状態で
カッタースピンドル３を有するスピンドルヘッド１のみ
を前進させ、カッタースピンドル３をシリンダブロック
Ｗのシリンダボア部Ｂ側から挿入してカッター６をバル
ブシート４と対向させる。そして、カッタースピンドル
３を回転駆動させながらスピンドルヘッド３に矢印ａ方
向の切削送りを与えることでバルブシート面５に切削加
工が施される。

【００２３】この時、図３に示すようにリーマガイド７
に支持されているリーマ８はそのシャンク部９がステム
ガイド１９に挿入されて回転駆動されることになるが、
リーマ８はステムガイド１９に対しては空転するだけで
加工は行われない。

【００２４】バルブシート面５の加工が終了したなら
ば、カッタースピンドル３を支持しているスピンドルヘ
ッド１をわずかなストロークだけ後退させて図１に示す
ようにカッター６をバルブシート面５から離間させ、必
要に応じてカッタースピンドル３の回転を停止させる。

【００２５】この状態で、チャックスピンドル１５を支
持しているスピンドルヘッド２を前進させ、チャックス
ピンドル１５をシリンンダヘッドＷのシリンダヘッドカ
バー取付面Ｈ側から挿入した上で、チャック１６でリー
マ８のチャッキング溝１１をチャッキングする。そし
て、チャックスピンドル１５を回転駆動させながらスピ
ンドルヘッド２に矢印ｂ方向の送りを与えることで、図
４に示すようにリーマ８の刃部１０がステムガイド１９
内に引き込まれてその内周面のガイド面２０にリーマ加
工が施される。

【００２６】この時、図４に示すようにリーマ８がチャ
ックスピンドル１５で引っ張られることでロック溝１２
とスチールボール１４との係合が外れ、リーマ８はリー
マガイド７に案内されながら回転しつつスライドする。

【００２７】上記のリーマ加工が終了したならば、リー
マ８が回転したままの状態でスピンドルヘッド２の動き
によりリーマ８を押し戻してリーマ８のロック溝１２と
スチールボール１４とを係合させる。そして、チャック
１６をアンチャッキング動作させてリーマ８を解放した
上で、双方のスピンドルヘッド１，２をそれぞれに後退
させることでバルブシート面およびステムガイド加工の
１サイクルが完了する。

【００２８】ここで、上記実施例ではカッタースピンド
ル３およびチャックスピンドル１５を支持する手段とし
てスピンドルヘッド１，２を採用した場合の例を示して
いるが、カッタースピンドル３およびチャックスピンド
ル１５をクイルスピンドルに支持させるようにしても同
様の作用効果が得られる。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、カッター
スピンドルの軸心と送り方向とが一致しているので、カ
ッタースピンドルに切削送りを与えながらカッタースピ
ンドルの先端のカッターでバルブシート面を加工するこ
とができるとともに、カッタースピンドルに予めリーマ
を支持させておくことができる。したがって、バルブシ
ート面とステムガイドとの加工にあたってシリンダブロ
ックは固定したままでよく、加工に必要なスライド自由
度はカッタースピンドルの送り方向とチャックスピンド
ルの送り方向の２軸だけとなることから、加工装置全体
の簡素化と小型化が図れる。

【００３０】また、上記のようにカッタースピンドルに
予めリーマを支持させておくことによって、バルブシー
ト面の加工が終了したのちチャックスピンドルのチャッ
クがリーマをチャッキングすれば直ちにリーマ加工に移
行することができ、従来のようにバルブシート面加工用
の駆動軸ユニットとリーマ加工用のリーマユニットとを
切り換える必要がないのでサイクルタイムの短縮化が図
れる。

【００３１】その上、カッタースピンドルとチャックス
ピンドルとが同一軸線上に対向配置されており、この関
係は例えば加工対象となるシリンダブロックの脱着時等
の非加工時においても何ら変化しない。その結果、従来
構造のものと比べてカッタースピンドルおよびチャック
スピンドルの位置決め精度を容易に確保することがで
き、上記のようなスライド自由度の減少に伴う位置決め
累積誤差の減少とも相俟って、加工されたバルブシート
面とステムガイドとの同芯精度が一段と向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す図で図２の要部拡大
図。

【図２】本発明の一実施例を示す切削加工装置の要部の
構成説明図。

【図３】バルブシート面の加工状態を示す作動説明図。

【図４】ステムガイドの加工状態を示す作動説明図。

【図５】従来の切削加工装置の一例を示す図で、バルブ
シート面の加工状態を示す断面図。

【図６】従来の切削加工装置の一例を示す図で、ステム
ガイドの加工状態を示す断面図。

【符号の説明】

３…カッタースピンドル ４…バルブシート ５…バルブシート面 ６…カッター ７…リーマガイド ８…リーマ １５…チャックスピンドル １６…チャック １９…ステムガイド ２０…ガイド面 Ｂ…シリンダボア部 Ｗ…シリンダブロック

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダヘッドと一体に形成されたシリ
   ンダブロックの吸排気系のバルブシート面とステムガイ
   ドに切削加工を施す装置において、 位置決め固定されたシリンダブロックのシリンダボア部
   側からシリンダブロック内に挿入されるとともに先端に
   カッターを有し、回転運動と軸心方向の切削送りが与え
   られることでバルブシート面に切削加工を施すカッター
   スピンドルと、 前記カッタースピンドルの中心部に設けられた筒状のリ
   ーマガイドと、 前記リーマガイドに挿入支持されて、回転可能でかつ軸
   心方向にスライド可能なリーマと、 前記カッタースピンドルと同一軸線上に対向配置され、
   シリンダブロックのシリンダヘッドカバー取付面側から
   シリンダブロック内に挿入されるとともに先端には前記
   リーマの先端をチャッキングするチャックを有し、チャ
   ックがリーマをチャッキングした状態で前記カッタース
   ピンドルから離間する方向の切削送りと回転運動が与え
   られることでリーマを引っ張りながら前記ステムガイド
   のガイド面にリーマ加工を施すチャックスピンドル、 とを備えていることを特徴とするシリンダブロックの切
   削加工装置。