JP3278135B2 - バルブ孔の加工装置 - Google Patents

バルブ孔の加工装置

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JP3278135B2 JP29059996A JP29059996A JP3278135B2 JP 3278135 B2 JP3278135 B2 JP 3278135B2 JP 29059996 A JP29059996 A JP 29059996A JP 29059996 A JP29059996 A JP 29059996A JP 3278135 B2 JP3278135 B2 JP 3278135B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンを構成す
るシリンダヘッドのバルブ孔を加工するためのバルブ孔
の加工装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般的に、エンジンを構成するシリンダ
ヘッドには、吸気バルブおよび排気バルブを取り付ける
ための複数のバルブ孔が相互に所定の傾斜角度を有して
設けられている。このため、シリンダヘッドの加工を行
う際、加工方向の異なる複数のバルブ孔に対するリーマ
加工等の加工作業が相当に煩雑化するという不具合があ
った。
【0003】そこで、例えば、特公平2−29467号
公報に開示されているように、吸気側の第1のバルブ孔
を加工するための第1のバルブ孔加工装置と、排気側の
第2のバルブ孔を加工するための第2のバルブ孔加工装
置と、前記第1のバルブ孔加工装置と前記第2のバルブ
孔加工装置との間に配置されるワーク反転用ターンテー
ブルと、該第1のバルブ孔加工装置から該第2のバルブ
孔加工装置にワークを搬送するためのワーク搬送装置と
を備えた加工装置が知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術では、第1のバルブ孔加工装置とターンテーブ
ルと第2のバルブ孔加工装置とがワーク搬送方向に向か
って直列的に配設されている。従って、設備全体の占有
スペースが相当に広くなるという問題が指摘されてい
る。
【0005】しかも、第1のバルブ孔と第2のバルブ孔
とを加工するために、2台のバルブ孔加工装置が必要で
あり、各バルブ孔加工装置には、それぞれ2つの加工ヘ
ッドが装着されている。これにより、加工ヘッドは、全
体として4軸を有することになり、軸数が多くなって設
備の大型化および設備費の高騰が惹起されるという問題
がある。
【0006】本発明は、この種の問題を解決するもので
あり、設備全体を有効に小型化するとともに、省スペー
ス化およびコストの削減が容易に遂行可能なバルブ孔の
加工装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明は、エンジンを構成するシリンダヘッドの
バルブ孔に対して水平方向に進退自在な可動コラムに、
昇降および水平移動可能な第1および第2スピンドルユ
ニットが設けられるとともに、前記第1および第2スピ
ンドルユニットには、前記シリンダヘッドのそれぞれの
バルブ孔を加工するための第1工具と第2工具とが工具
交換ユニットを介して交換自在に装着される。
【0008】そこで、先ず、第1および第2スピンドル
ユニットに第1工具が装着された状態で、シリンダヘッ
ドが旋回ユニットを介して所定の角度に傾斜して保持さ
れる。すなわち、シリンダヘッドの一方のバルブ孔が、
第1工具の軸方向に向かって配置される。そして、第1
および第2スピンドルユニットの作用下に、第1工具を
介してシリンダヘッドの一方のバルブ孔に所定の加工が
施される。
【0009】次いで、第1および第2スピンドルユニッ
トには、工具交換ユニットを介して第1工具に代えて第
2工具が装着される。一方、旋回ユニットの旋回作用下
に、シリンダヘッドが所定の角度に傾斜して保持され、
このシリンダヘッドの他方のバルブ孔が第2工具の軸方
向に向かって配置される。その後、第1および第2スピ
ンドルユニットの作用下に、第2工具を介してシリンダ
ヘッドの他方のバルブ孔に所望の加工が施される。
【0010】従って、シリンダヘッドを一旦旋回ユニッ
トに装着した状態で、このシリンダヘッドの全てのバル
ブ孔に対して所定の加工を行うことができるとともに、
第1および第2スピンドルユニットの2軸のみで対応す
ることが可能になる。これにより、設備全体を一挙に小
型化かつ簡素化することができ、省スペース化およびコ
ストの削減が容易に図られる。
【0011】さらに、昇降テーブルの駆動源は、可動コ
ラムの一方の側面に設けられ、また、第1および第2可
動テーブルの駆動源は、前記昇降テーブルの一方の側面
に設けられる。このため、装置全体を一層小型化するこ
とが可能になる。
【0012】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施形態に係る
バルブ孔の加工装置10の概略斜視説明図であり、図2
は前記加工装置10の平面説明図であり、図3は前記加
工装置10の側面説明図であり、図4は前記加工装置1
0の正面説明図である。
【0013】加工装置10は基台12を備え、この基台
12上に水平方向(矢印A方向)に進退自在な可動コラ
ム14が配設される。基台12の側部に第1駆動モータ
16が矢印A1方向に指向して固着され、この第1駆動
モータ16は、図示しないボールねじ手段を介して可動
コラム14に係合する。可動コラム14の前面14aに
は、鉛直方向(矢印B方向)に指向して一対のガイドレ
ール18が設けられ、このガイドレール18には、昇降
テーブル20が昇降手段22を介して昇降自在に支持さ
れる。
【0014】図3に示すように、昇降手段22は、可動
コラム14の一方の側面14bに設けられる第2駆動モ
ータ24を備え、この第2駆動モータ24から下方に延
在する回転軸24aに、ベルト・プーリ手段26を介し
てボールねじ28が係合する。このボールねじ28は、
鉛直方向に指向して可動コラム14の側面14bに回転
自在に支持される。
【0015】昇降テーブル20は、ボールねじ28が螺
合するナット部30をその一端部側に有するとともに、
この昇降テーブル20の前面20aには、水平方向(矢
印A方向に交差する矢印C方向)に延在して上下一対の
ガイドレール32が設けられる。この前面20aには、
ガイドレール32を介して第1および第2可動テーブル
34、36がそれぞれ第1および第2駆動手段38、4
0を介して個別に変位可能に支持される。
【0016】図4および図5に示すように、第1駆動手
段38は、昇降テーブル20の一方の側面20bに固着
される第3駆動モータ42を有し、この第3駆動モータ
42の回転駆動軸42aに矢印C方向に延在するボール
ねじ44が連結される。このボールねじ44の端部は、
昇降テーブル20の前面20aに回転自在に支持されて
いる。
【0017】第2駆動手段40も同様に、昇降テーブル
20の側面20bに固着される第4駆動モータ46を有
し、この第4駆動モータ46の回転駆動軸46aに矢印
C方向に延在するボールねじ48が連結される。ボール
ねじ48の端部は、昇降テーブル20の前面20aに支
持されるとともに、このボールねじ48は、ボールねじ
44よりも長尺に構成されている。
【0018】第1可動テーブル34の一方の面(裏面)
上には、図5に示すように、ガイドレール32に係合す
る一対のガイド部50が上下に設けられ、上方のガイド
部50に近接してボールねじ44に螺合するナット部5
2が固着される。第1可動テーブル34の他方の面(前
面)に第1スピンドルユニット54が設けられ、この第
1スピンドルユニット54には、後述する第1および第
2工具ホルダが着脱自在である。
【0019】第2可動テーブル36は、第1可動テーブ
ル34と同様に構成されており、その一方の面には、ガ
イドレール32に係合するガイド部56が上下に設けら
れるとともに、下方のガイド部56に近接してボールね
じ48に螺合するナット部58が固着される。第2可動
テーブル36の他方の面には、第2スピンドルユニット
60が設けられ、この第2スピンドルユニット60に
は、後述する第1および第2工具ホルダが着脱自在であ
る。
【0020】基台12上には、第1および第2スピンド
ルユニット54、60に対向して旋回ユニット62が設
けられる。図1、図2および図4に示すように、旋回ユ
ニット62は、基台12上に所定間隔離間して設けられ
る支持台64a、64bを備え、この支持台64aに
は、旋回モータ66がギヤボックス68を介して装着さ
れる。旋回モータ66は、鉛直下方向に指向しており、
この旋回モータ66の回転がギヤボックス68内のギヤ
トレイン(図示せず)を介して水平軸を有する回転軸7
0に伝達される。回転軸70は、ワーク載置台72の一
端に設けられるとともに、このワーク載置台72の他端
に回転軸74が設けられ、この回転軸70、74が支持
台64a、64bに回転自在に支持される。
【0021】ワーク載置台72には、エンジンを構成す
るシリンダヘッド80を位置決め保持するためのロック
手段76が設けられる。図6に示すように、シリンダヘ
ッド80は4気筒16バルブのエンジンを構成してお
り、各燃焼室(シリンダ)82a〜82dに対応して吸
気側バルブ孔84a〜84hと排気側バルブ孔86a〜
86hとが設けられる。
【0022】旋回ユニット62と可動コラム14との間
には、シリンダヘッド80の吸気側バルブ孔84a〜8
4hの加工(例えばリーマ加工)を行うための第1工具
90a、90bを有した第1工具ホルダ92a、92b
と、前記シリンダヘッド80の排気側バルブ孔86a〜
86hの加工(例えばリーマ加工)を行うための第2工
具94a、94bを設けた第2工具ホルダ96a、96
bとを、第1および第2スピンドルユニット54、60
に対して交換自在な工具交換ユニット98が配設され
る。
【0023】図7および図8に示すように、工具交換ユ
ニット98は、取付台99上に矢印A方向に指向して固
着されるモータ100を有し、このモータ100の回転
駆動軸100aにボルト101を介して旋回アーム10
2の一端部が固着される。旋回アーム102の一端部に
円弧状ガイド溝102aが形成されるとともに、取付台
99にこのガイド溝102aに嵌合するガイドピン10
3が固定される。旋回アーム102は、ガイド溝102
aとガイドピン103との案内作用下に揺動角度範囲
が、図7中、実線の位置から二点鎖線の位置に規制され
ている。
【0024】旋回アーム102の他端側には、それぞれ
第1および第2スピンドルユニット54、60の離間間
隔に対応して第1把持手段104a、104bと第2把
持手段106a、106bとが設けられる。第1把持手
段104aは、支点108a、108bを介して開閉自
在な爪部材110a、110bを有し、この爪部材11
0a、110bの一端側で第1工具ホルダ92aを把持
する。爪部材110a、110bの他端側に係合された
図示しない駆動部材により前記爪部材110a、110
bの開閉動作が行われるとともに、その他端側には、該
爪部材110a、110bを、常時、閉方向に付勢する
ためのコイルスプリング(図示せず)が配設されてい
る。
【0025】第1把持手段104bは、第1工具ホルダ
92bを把持自在であり、第2把持手段106a、10
6bはそれぞれ第2工具ホルダ96a、96bを把持自
在である。これらの構成は第1把持手段104aと同様
であるため、その詳細な説明は省略する。
【0026】このように構成される加工装置10の動作
について、以下に説明する。
【0027】先ず、第1および第2スピンドルユニット
54、60には、予め第1工具ホルダ92a、92bが
装着されており、シリンダヘッド80は、旋回ユニット
62の旋回軸Lに沿って各燃焼室82a〜82dが配列
するようにロック手段76を介してワーク載置台72上
に位置決め保持されている。
【0028】そこで、旋回ユニット62を構成する旋回
モータ66が駆動され、ギヤボックス68内の図示しな
いギヤトレンを介して回転軸70が支持台64aに対し
て回転する。この回転軸70は、ワーク載置台72の一
端に設けられており、前記ワーク載置台72が支持台6
4a、64bに支持された状態で傾斜する。そして、ワ
ーク載置台72に保持されているシリンダヘッド80の
吸気側バルブ孔84a〜84hが水平方向(矢印A方
向)に配置される位置で、旋回モータ66の駆動が停止
される。
【0029】一方、第1および第2スピンドルユニット
54、60側では、昇降手段22を構成する第2駆動モ
ータ24が駆動され、ベルト・プーリ手段26を介して
ボールねじ28が回転する。このため、ボールねじ28
が螺合するナット部30を介して昇降テーブル20が矢
印B方向に変位し、第1および第2スピンドルユニット
54、60に装着されている第1工具90a、90b
は、シリンダヘッド80の吸気側バルブ孔84a〜84
hの高さに対応して位置決めされる。
【0030】さらに、図5に示すように、第1および第
2駆動手段38、40が駆動され、第3駆動モータ42
を介してボールねじ44が回転し、このボールねじ44
に係合するナット部52を介して第1可動テーブル34
が矢印C方向に変位する。第1可動テーブル34と一体
的に第1工具90aが矢印C方向に移動し、この第1工
具90aがシリンダヘッド80の吸気側バルブ孔84a
に対応する位置に配置される。また、第4駆動モータ4
6を介してボールねじ48が回転し、このボールねじ4
8に係合するナット部58を介して第2可動テーブル3
6が矢印C方向に移動する。そして、第2可動テーブル
36の第2スピンドルユニット60に装着された第1工
具90bが、吸気側バルブ孔84eに対応する位置に配
置される。
【0031】この状態で、第1駆動モータ16が駆動さ
れ、可動コラム14が図示しないボールねじ手段を介し
て矢印A1方向に移動されながら、第1および第2スピ
ンドルユニット54、60が駆動される。これにより、
第1工具ホルダ92a、92bと一体的に第1工具90
a、90bが回転され、シリンダヘッド80の吸気側バ
ルブ孔84a、84eに所定の加工が施される。
【0032】吸気側バルブ孔84a、84eの加工が終
了した後、第1駆動モータ16が逆方向に駆動されて可
動コラム14が矢印A2方向に移動する。一方、第1お
よび第2駆動手段38、40が駆動され、第1および第
2可動テーブル34、36が矢印C方向に移動して第1
工具90a、90bが吸気側バルブ孔84b、84fに
対応して配置される。
【0033】次いで、第1駆動モータ16を介して可動
コラム14が矢印A1方向に移動することにより、第1
工具90a、90bの回転作用下に吸気側バルブ孔84
b、84fに所定の加工が行われる。同様に、第1およ
び第2可動テーブル34、36は、矢印C方向に、順
次、移動して位置決めされ、第1工具90a、90bを
介して吸気側バルブ孔84c、84gの加工と吸気側バ
ルブ孔84d、84hの加工とが順次遂行される。
【0034】吸気側バルブ孔84a〜84hの加工が全
て終了した後、旋回ユニット62を構成する旋回モータ
66が駆動され、ワーク載置台72が所定の角度だけ旋
回される。このため、シリンダヘッド80の排気側バル
ブ孔86a〜86hが、水平方向(矢印A方向)に指向
して配置される。
【0035】第1および第2スピンドルユニット54、
60では、工具交換ユニット98を介して第1工具ホル
ダ92a、92bの取り外し作業と第2工具ホルダ96
a、96bの装着作業とが行われる。すなわち、工具交
換ユニット98を構成するモータ100が駆動され、旋
回アーム102が、図7中、二点鎖線の位置から実線の
位置に旋回される。第1および第2スピンドルユニット
54、60に装着された第1工具ホルダ92a、92b
は、旋回アーム102に設けられている第1把持手段1
04a、104bに対応して配置されている。
【0036】そこで、第1駆動モータ16を介して可動
コラム14が矢印A1方向に移動することにより、この
第1および第2スピンドルユニット54、60に装着さ
れた第1工具ホルダ92a、92bが前記第1把持手段
104a、104bに把持される。次に、可動コラム1
4が、一旦矢印A2方向に移動し、第1工具ホルダ92
a、92bを第1および第2スピンドルユニット54、
60から離脱する。
【0037】さらに、第1および第2駆動手段38、4
0が駆動され、第1および第2スピンドルユニット5
4、60が旋回アーム102の第2把持手段106a、
106bに把持されている第2工具ホルダ96a、96
bに対し同軸上に配置される。この状態で、可動コラム
14が矢印A1方向に移動して第1および第2スピンド
ルユニット54、60に第2工具ホルダ96a、96b
を装着し、第2把持手段106a、106bを開放状態
に維持した状態で前記可動コラム14が矢印A2方向に
移動する。これにより、第1および第2スピンドルユニ
ット54、60には、第2工具ホルダ96a、96bが
装着される。
【0038】一方、工具交換ユニット98を構成するモ
ータ100が駆動され、旋回アーム102が水平姿勢か
ら垂直姿勢(図7中、実線の位置から二点鎖線の位置)
に配置される。
【0039】第1および第2スピンドルユニット54、
60は、先ず、シリンダヘッド80の排気側バルブ孔8
6a、86eに対応して配置される。その際、旋回軸L
に対する排気側バルブ孔86a〜86hのオフセット量
に応じて、昇降テーブル20が矢印B方向に位置調整さ
れる。そこで、吸気側バルブ孔84a〜84hの加工と
同様に、第2工具94a、94bを介して排気側バルブ
孔86a、86eと、排気側バルブ孔86b、86f
と、排気側バルブ孔86c、86gと、排気側バルブ孔
86d、86hとに、順次、所定の加工が行われる。
【0040】この場合、本実施形態では、第1および第
2スピンドルユニット54、60に装着されている第1
工具90a、90bでシリンダヘッド80の吸気側バル
ブ孔84a〜84hに所定の加工を施した後、工具交換
ユニット98を介してこの第1工具90a、90bを第
2工具94a、94bと自動的に交換する。一方、シリ
ンダヘッド80を旋回ユニット62の作用下に所定の角
度だけ傾斜させた状態で、第2工具94a、94bを介
して排気側バルブ孔86a〜86hに所定の加工を行
う。
【0041】これにより、第1および第2スピンドルユ
ニット54、60の2軸のみで、シリンダヘッド80の
全ての加工部位である吸気側バルブ孔84a〜84hお
よび排気側バルブ孔86a〜86hに所定の加工を施す
ことができる。従って、シリンダヘッド80の加工作業
が効率的に遂行されるとともに、吸気側バルブ孔84a
〜84hと排気側バルブ孔86a〜86hを個別の4軸
加工ヘッドで加工する従来の装置に比べ、加工装置10
全体の構成が一挙に小型化かつ簡素化される。
【0042】しかも、シリンダヘッド80は、旋回ユニ
ット62を構成するワーク載置台72に一旦位置決め保
持された状態で、全ての加工部位である吸気側バルブ孔
84a〜84hおよび排気側バルブ孔86a〜86hの
加工作業が遂行される。
【0043】従って、本実施形態では、作業場内の省ス
ペース化が有効に図られるとともに、加工装置10の製
造費が大幅に削減されるという効果が得られる。
【0044】さらに、昇降テーブル20を矢印B方向に
変位させるための昇降手段22が可動コラム14の側面
14bに設けられるとともに、第1および第2可動テー
ブル34、36を変位させるための第1および第2駆動
手段38、40が前記昇降テーブル20の側面20bに
設けられている。このため、加工装置10は、特にその
上下方向に低く構成することができ、前記加工装置10
全体を一層小型化することが可能になる。
【0045】
【発明の効果】以上のように、本発明に係るバルブ孔の
加工装置では、第1および第2スピンドルユニットに、
工具交換ユニットを介して第1および第2工具を交互に
装着するとともに、シリンダヘッドを旋回ユニットに一
旦装着した状態で、このシリンダヘッドの全てのバルブ
孔に所定の加工を行うことができる。これにより、加工
装置全体を一挙に小型化かつ簡素化することが可能にな
るとともに、省スペース化およびコストの大幅な削減が
容易に遂行される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る加工装置の概略斜視説
明図である。
【図2】前記加工装置の平面説明図である。
【図3】前記加工装置の側面説明図である。
【図4】前記加工装置の正面説明図である。
【図5】前記加工装置を構成する第1および第2可動テ
ーブルの正面説明図である。
【図6】シリンダヘッドの平面説明図である。
【図7】前記加工装置を構成する工具交換ユニットの動
作説明図である。
【図8】前記工具交換ユニットの一部断面側面説明図で
ある。
【符号の説明】
10…加工装置 14…可動コラ
ム 16、24、42、46…駆動モータ 20…昇降テー
ブル 22…昇降手段 34、36…可
動テーブル 38、40…駆動手段 54、60…ス
ピンドルユニット 62…旋回ユニット 66…旋回モー
タ 80…シリンダヘッド 82a、82b
…燃焼室 84a〜84h…吸気側バルブ孔 86a〜86h
…排気側バルブ孔 90a、90b、94a、94b…工具 92a、92b、96a、96b…工具ホルダ 98…工具交換ユニット 100…モータ 102…旋回アーム 104a、104b、106a、106b…把持手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−34204(JP,A) 特開 昭62−181849(JP,A) 特開 昭62−218008(JP,A) 特公 平2−29467(JP,B2) 特公 平6−28810(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23B 41/12,39/16,47/18

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジンを構成するシリンダヘッドのバル
    ブ孔に対して水平方向に進退自在な可動コラムと、 前記可動コラムの前面に支持されて鉛直方向に進退自在
    な昇降テーブルと、 前記昇降テーブルの前面に水平方向に指向して設けられ
    たガイドレールに沿って変位自在に支持される第1可動
    テーブルと、 前記ガイドレールに沿って変位自在に支持されるととも
    に、前記第1可動テーブルに対して相対的に変位可能な
    第2可動テーブルと、 前記第1および第2可動テーブルに固設される第1およ
    び第2スピンドルユニットと、 前記第1および第2スピンドルユニットに対向して設け
    られ、前記シリンダヘッドのシリンダ配列方向に平行旋
    回軸を有し、該シリンダヘッドを任意の角度に傾斜させ
    た状態で保持自在な旋回ユニットと、 前記第1および第2スピンドルユニットに装着された第
    1工具で前記シリンダヘッドの一方のバルブ孔を加工し
    た後、該シリンダヘッドの他方のバルブ孔を加工するた
    めの第2工具を前記第1工具と自動的に交換自在な工具
    交換ユニットと、 を備えることを特徴とするバルブ孔の加工装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の加工装置において、前記昇
    降テーブルの駆動源は、前記可動コラムの一方の側面に
    設けられることを特徴とするバルブ孔の加工装置。
  3. 【請求項3】請求項1記載の加工装置において、前記第
    1および第2可動テーブルの駆動源は、前記昇降テーブ
    ルの一方の側面に設けられることを特徴とするバルブ孔
    の加工装置。
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