JP3691957B2 - クランプ装置，固定装置およびバルブシート加工工具装置 - Google Patents
クランプ装置，固定装置およびバルブシート加工工具装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加工工具等のクランプ対象物を主軸等の保持部材に保持させるために迅速にクランプし得るクランプ装置、およびそのクランプ装置を備えたバルブシート加工工具装置、ならびに２つの部材が互いに固定される固定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のクランプ装置は、例えば、加工工具を工作機械の工具保持部に迅速に着脱するために使用されている。そのクランプ装置の一種に、互いに偏心した第１軸部と第２軸部とを備えた偏心軸部材を利用するものがある。嵌合孔と第１クランプ面とを備えた第１部材と、その第１部材の嵌合孔にその嵌合孔の中心線に平行な方向に相対移動可能に嵌合する嵌合突部と、その嵌合突部が嵌合孔に嵌合された状態で第１クランプ面と互いに逆向きとなる第２クランプ面とを備えた第２部材とに跨がって偏心軸部材を設けるのであり、具体的には、第１部材に形成した主嵌合孔に、第２部材の嵌合突部を軸方向に相対移動可能に嵌合するとともに、第１部材に主嵌合孔と直交する状態で形成した副嵌合孔に偏心軸部材の第１軸部を回転可能に嵌合する一方、嵌合突部にその嵌合突部の軸線と直交する状態で設けた係合面に第２軸部の外周面を係合させるのである。
【０００３】
偏心軸部材を回転させれば第２軸部が第１軸部の軸線を中心として旋回し、その第２軸部の外周面が係合面に係合して嵌合突部を主嵌合孔内に引き込み、第１部材の第１クランプ面と第２部材のクランプ面との間にクランプ対象物たる加工工具をクランプするのである。
【０００４】
この種のクランプ装置は、偏心軸部材を小角度回転操作するのみで第１，第２の両部材の間にクランプ対象物をクランプし、あるいはアンクランプすることができ、例えば、工具ホルダをアダプタに対して迅速に着脱することができる。
しかし、この種のクランプ装置には、偏心軸部材等の摩耗によってクランプ不能になり易く、耐久性に欠ける欠点がある。上記のように偏心軸部材の回転操作につれて、第２軸部が係合面に係合してそれを押すことにより、クランプ力が発生させられ、その状態で、第２軸部の外周面と係合面との間および第１軸部の外周面と副嵌合孔の内周面との間の摩擦力により偏心軸部材がその回転位置に維持されることによって、クランプ力が維持されるのであるため、偏心軸部材が第２軸部のデッドポイントの直前、すなわち、第２軸部の軸線が、第１軸部の軸線から係合面への垂線上に位置する直前の状態で作動させられることが望ましいのであるが、上記各摺動面、特に第２軸部の外周面と係合面との摩耗により第２軸部がデッドポイントを通過してしまうようになり易く、耐久性に欠けるのである。
【０００５】
また、従来から、エンジンのバルブシートを加工するために特殊なバルブ加工工具装置が使用されていたが、この工具装置は、軸線まわりに回転する主軸の先端面に複数のボルトにより固定されており、着脱に長時間を要するという問題があった。バルブシートは、バルブが着座するテーパシート面とバルブステムが嵌合されるステム孔との同心度、ならびに上記テーパシート面の角度や面あらさ等に対する要求が厳しく、刃具を傾斜方向に移動させて行うテーパシート面の切削加工とリーマによるステム孔の仕上加工とを同一工程で行う必要があるため、バルブ加工工具装置はホルダ本体に対して相対移動する部材が複数あり、構造が複雑である。そのため、従来は一般に、バルブ加工工具装置のホルダ本体が複数本のボルトによって主軸の先端部に固定されており、着脱に長時間を要していたのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題，課題解決手段，作用および効果】
本発明は以上の事情を背景としてなされたものであり、その課題は、偏心軸部材を含むクランプ装置の耐久性を向上させることである。
この課題は下記態様のクランプ装置によって解決される。なお、以下の説明において、本発明の各態様を、それぞれに項番号を付して請求項と同じ形式で記載する。各項に記載の特徴を組み合わせて採用することの可能性を明示するためである。
（１）嵌合孔と第１クランプ面とを備えた第１部材と、
その第１部材の嵌合孔にその嵌合孔の中心線に平行な方向に相対移動可能に嵌合する嵌合突部と、その嵌合突部が前記嵌合孔に嵌合された状態で前記第１クランプ面と互いに逆向きとなる第２クランプ面とを備えた第２部材と、
前記第１部材に前記嵌合孔と直交する状態で形成された断面形状が円形の収容孔と、
その収容孔の内周面に外周面において相対回転可能に嵌合し、その外周面に対して偏心した内周面を有する偏心リングと、
その偏心リングの内周面に相対回転可能に嵌合する第１軸部とその第１軸部に対して偏心した第２軸部とを備えた偏心軸部材と、
前記第２部材の前記嵌合突部にその嵌合突部の軸線と直交する状態で設けられ、前記第２軸部の外周面と係合する係合面と、
前記偏心リングの前記収容孔内における回転を許容する状態と防止する状態とをとり得る回転防止装置と
を含み、前記偏心軸部材の回転に伴う前記第２軸部と前記係合面との係合により生じさせられる前記第１部材と前記第２部材との前記嵌合孔の中心線に平行な方向の相対移動によって、前記第１クランプ面と前記第２クランプ面との間にクランプ対象物をクランプすることを特徴とするクランプ装置（請求項１）。
この構成のクランプ装置においては、収容孔内で偏心リングを回転させることによって、その偏心リングの内周面に嵌合された第１軸部の軸線の、嵌合孔の中心線に平行な方向の位置を変更することができる。すなわち、第２軸部の係合面に対する相対位置を変更することができるのであり、クランプ，アンクランプの繰返しによって各摺動面、特に第２軸部の外周面と係合面とが摩耗し、第２軸部がデッドポイントを通過してしまいそうになった場合には、回転防止装置による偏心リングの回転防止を解除し、偏心リングを、第１軸部を係合面に接近させる向きに回転させれば、第２軸部の外周面や係合面の摩耗量に相当する距離だけ第２軸部を係合面に接近させ、クランプ機能を回復させることができる。その後、回転防止装置を再び作用状態にすれば、偏心リングの自由な回転が防止され、クランプ機能が正常に維持される。このように、本クランプ装置は、構成が簡単で安価に製造し得るとともに、簡単な操作によってクランプ機能を回復させ、寿命を延長することができる。
（２）前記第１部材が前記嵌合孔の中心線に直角な前記第１クランプ面を備えた本体部材であり、前記第２部材が、特定位相では前記クランプ対象物と軸方向に嵌合，離脱可能であり、その特定位相から一定角度相対回転した係合位相では前記クランプ対象物と軸方向に離脱不能に係合するクランプ用係合部を備えたクランプ部材であり、そのクランプ用係合部の前記第１クランプ面とは反対向きの面が前記第２クランプ面をなす(1)項に記載のクランプ装置（請求項２）。
本クランプ装置においては、偏心軸部材，偏心リング，係合面等により、クランプ部材が本体部材に対して軸方向に移動させられるが、このクランプ部材はクランプ用係合部を備えているため、この部分にクランプ対象物を係合させておけば、クランプ部材を介してクランプ対象物が本体部材に引きつけられ、クランプされる。クランプ部材が偏心軸部材および偏心リングと共同して、クランプ対象物を装置本体にクランプするのであるが、見方を変えれば、クランプ部材がクランプ対象物を本体部材との間に挟んでクランプすると考えることもでき、その意味でクランプ部材が (1)項のクランプ装置における第２部材に相当すると言い得る。
クランプ対象物は、特定位相においてクランプ部材のクランプ用係合部と軸方向に嵌合させ、一定角度相対回転させれば軸方向に離脱不能となり、逆の操作で取り外し得るため、クランプ対象物をクランプ部材に係合させる操作も簡単であり、クランプ対象物を本体部材に対して迅速に着脱することができる。
（３）クランプ部材が断面形状が概して円形の部材であり、前記嵌合孔から突出した突出部の外周面から半径方向に突出した複数のクランプ用係合突部を備える (2)項に記載のクランプ装置。
クランプ部材は断面形状が概して円形であればよく、中実の軸状部材でも、中空の円筒状部材でもよい。また、断面形状は概して円形であればよく、クランプ部材の本体部材に対する相対回転を防止するために、両者間にキー，スプライン等の相対回転防止手段が設けられてもよい。
（４）前記第１部材が、軸線まわりに回転する主軸の先端部に着脱可能に固定されるアダプタである (1)ないし (3)項のいずれか１つに記載のクランプ装置。
本クランプ装置においては、アダプタを主軸の先端部に固定しておけば、このアダプタに対してクランプ対象物としての工具ホルダを迅速に着脱することができ、通常の工作機械の主軸への加工工具の着脱を迅速に行うことができる。
（５）嵌合孔とその嵌合孔の軸線に直角な当接面とを備えた本体部材と、
嵌合突部において前記嵌合孔にその嵌合孔の中心線に平行な方向に移動可能に嵌合されるとともに、特定位相ではクランプ対象物と軸方向に嵌合，離脱可能であり、その特定位相から一定角度相対回転した係合位相ではクランプ対象物と軸方向に離脱不能に係合するクランプ用係合部を備えたクランプ部材と、
前記本体部材に前記嵌合孔と直交する状態で形成された断面形状が円形の収容孔と、
その収容孔の内周面に外周面において相対回転可能に嵌合して収容孔に収容され、外周面に対して偏心した内周面を有する偏心リングと、
その偏心リングの内周面に相対回転可能に嵌合する第１軸部とその第１軸部に対して偏心した第２軸部とを備えた偏心軸部材と、
前記クランプ部材の前記嵌合突部に、その嵌合突部の軸線と直交する状態でかつ前記本体部材の当接面と同じ向きで設けられ、前記第２軸部の外周面と係合する係合面と、
前記偏心リングの前記収容孔内における回転を許容する状態と防止する状態とをとり得る回転防止装置と
を含み、前記偏心軸部材の回転に伴う前記第２軸部と前記係合面との係合により生じさせられる前記本体部材と前記クランプ部材との前記嵌合孔の中心線に平行な方向の相対移動によって、前記クランプ用係合部と係合した前記クランプ対象物を前記本体部材の前記当接面に押し付けることにより、前記クランプ対象物を装置本体に固定するクランプ装置。
（６）前記第２部材または前記クランプ部材が、第１係合面としての前記係合面と、その第１係合面に前記第２軸部の直径より僅かに大きい距離を隔てて対向する状態で形成された第２係合面とを備えた(1)ないし (5)項のいずれか１つに記載のクランプ装置（請求項３）。
本態様においては、偏心軸部材が正方向に回転させられるとき第２軸部の外周面が第１係合面に係合してクランプ力を発生させ、偏心軸部材が逆方向に回転させられるとき第２軸部の外周面が第２係合面に係合してアンクランプ力を発生させる。第１，第２の両係合面が形成されている第２部材またはクランプ部材を、クランプ対象物にクランク力のみならずアンクランプ力をも伝達可能にしておくことによって、クランプ対象物が第１部材（本体部材，アダプタ）から押し離される。したがって、例えば、クランプ対象物が第１部材に対してテーパ嵌合孔とテーパ嵌合突部との締まり嵌合により心出しされる場合には、アンクランプ力によって締まり嵌合が解かれ、クランプ対象物が第１部材に切削液等の液体により付着している場合には、アンクランプ力によって付着が解かれることとなって、クランプ対象物を容易に第１部材から取り外すことができる。
（７）前記第１および第２係合面が、前記第２軸部の直径より僅かに大きい幅を有して前記嵌合突部の軸線と直交する方向に長く形成された長穴の両側面である (6)項に記載のクランプ装置。
嵌合突部の外周面に断面形状が矩形の円環溝を形成し、その円環溝の両側面をそれぞれ第１係合面，第２係合面とすることも可能であるが、本態様におけるように長穴の両側面を両係合面とすることも可能であり、この場合には嵌合突部の横断面積の減少を少なく抑えることができる。
（８）前記回転防止装置が、
前記偏心リングにその偏心リングの前記外周面の中心線を中心として等角度ピッチで設けられた複数の回転防止用第１係合部と、
それら複数の回転防止用第１係合部の少なくとも１個と係合，離脱可能な回転防止用第２係合部を備え、前記第１部材またはアダプタに取り付けられる回転防止部材と
を含む (1)ないし (7)項のいずれか１つに記載のクランプ装置。
本態様においては、偏心リングを回転防止用第１係合部の角度ピッチの整数倍の角度回転させることによって、偏心軸部材の位置を変更することができる。位置の変更は離散的であるが、偏心リングの回転は強固に防止することができ、クランプ装置の信頼性を高め得る。
（９）前記回転防止用第１係合部が、前記偏心リングに形成された第１かみ合い歯部であり、前記回転防止用第２係合部が、前記第１部材またはアダプタに着脱可能に固定される回転防止部材に、その回転防止部材が第１部材等に固定された状態では前記第１かみ合い歯部とかみ合って偏心リングの回転を防止し、回転防止部材が第１部材等から取り外されれば、第１かみ合い歯部から離脱して偏心リングの回転を許容する状態で設けられた第２かみ合い歯部である (8)項に記載のクランプ装置。
偏心リングの回転が第１かみ合い歯部と第２かみ合い歯部とのかみ合いによって防止されるため、一層強固に回転を防止することができる。
（１０）前記第１かみ合い歯部と前記第２かみ合い歯部とが、前記偏心リングと前記回転防止部材との互いに対向する面に形成された (9)項記載のクランプ装置。
第１かみ合い歯部と前記第２かみ合い歯部とは互いに嵌合する凹部と突部との内周面と外周面とに形成することも可能であるが、互いに対向する面に形成すれば、比較的小さい偏心リングに比較的大きな第１かみ合い歯部を形成することができ、回転防止強度を高めることができる。
（１１）前記偏心軸部材と前記偏心リングとの軸方向の相対移動を防止する軸方向移動防止装置を含む (1)ないし(10)項に記載のクランプ装置。
偏心軸部材と偏心リングとの軸方向の相対移動はＣ形止め輪等の簡単な手段によって防止することができ、両者の軸方向の相対移動を防止しておけば、偏心軸部材と偏心リングとの一方の第１部材に対する相対移動を防止するのみで、他方の相対移動も防止することができる。
（１２）前記収容孔が大径孔部と小径孔部とを備えた段付孔であり、前記偏心リングが大径孔部に収容されて大径孔部と小径孔部との間の段付面に受けられ、前記回転防止部材が偏心リングの前記段付面からの浮き上がりを防止する浮き上がり防止部を有する (8)ないし(11)項のいずれか１つに記載のクランプ装置。
（１３）前記回転防止部材が前記大径孔部の開口を閉塞するカバー部を備えた(12)項に記載のクランプ装置。
（１４）前記偏心軸部材が外端面に横断面形状が非円形である工具係合穴を備え、前記回転防止部材の前記カバー部の前記工具係合穴に対応する部分に工具の挿入を許容する開口が形成された(13)項に記載のクランプ装置。
【０００７】
本発明の別の課題は、バルブシート加工装置の主軸に対する着脱を迅速に行い得るバルブシート加工工具装置を得ることであり、この課題は、バルブシート加工工具装置を下記(15)項および(16)項に記載の構成とすることによって解決される。
（１５）第１当接面とその第１当接面に直角な嵌合孔とを備えて、主軸の先端部に固定されるアダプタと、
エンジンのバルブシートを切削加工するバルブシート加工用の切削刃具を保持するとともに前記第１当接面と当接する第２当接面を備え、前記アダプタに着脱される工具ホルダと、
前記アダプタの嵌合孔にその嵌合孔の中心線に平行な方向に移動可能に嵌合する嵌合突部と、特定位相では前記工具ホルダと軸方向に嵌合，離脱可能であり、その特定位相から一定角度相対回転した係合位相では工具ホルダと軸方向に離脱不能に係合するクランプ用係合部とを備えたクランプ部材と、
前記アダプタに前記嵌合孔と直交する状態で形成された収容孔と、
その収容孔の内周面に外周面において相対回転可能に嵌合して収容孔に収容され、自身の外周面に対して偏心した内周面を有する偏心リングと、
その偏心リングの内周面に相対回転可能に嵌合する第１軸部とその第１軸部に対して偏心した第２軸部とを備えた偏心軸部材と、
前記クランプ部材の前記嵌合突部に、その嵌合突部の軸線と直交する状態で設けられ、前記第２軸部の外周面と係合する係合面と、
前記偏心リングの前記収容孔内における回転を許容する状態と防止する状態とをとり得る回転防止装置と
を含み、前記偏心軸部材の回転に伴う前記第２軸部と前記係合面との係合により生じさせられる前記アダプタと前記クランプ部材との前記嵌合孔の中心線に平行な方向の相対移動によって、前記クランプ用係合部と係合した前記工具ホルダの前記第１当接面が前記アダプタの前記第２当接面に押し付けられることにより、前記工具ホルダが前記アダプタに固定されることを特徴とするバルブシート加工工具装置（請求項４）。
本バルブシート加工工具装置においては、アダプタをバルブシート加工装置の主軸に固定しておけば、そのアダプタに対して工具ホルダを迅速に着脱することができる。アダプタにはクランプ部材が取り付けられており、このクランプ部材と工具ホルダとを特定位相において軸方向に嵌合し、一定角度相対回転させれば軸方向に離脱不能に係合する。その状態で、偏心軸部材を回転操作すれば、クランプ部材がアダプタに対して軸方向に相対移動させられ、工具ホルダの第２当接面がアダプタの第１当接面に強く当接させられて、工具ホルダがアダプタにクランプされる。工具ホルダのクランプ部材への嵌合と一定角度の回転、ならびに偏心軸部材の回転操作という簡単な操作で工具ホルダをアダプタに取り付け得るのであり、取外しも逆の簡単な操作により行い得る。
本バルブシート加工工具装置においては、アダプタの第１当接面が第１クランプ面として機能し、クランプ部材のクランプ係合部の第１当接面とは反対向きの面が第２クランプ面として機能することになる。アダプタ，クランプ部材，偏心リングおよび偏心軸部材等によって、クランプ対象物としての工具ホルダ（厳密には、工具ホルダの、クランプ係合部と係合する面と第２当接面と間の部分である被クランプ部）を上記両クランプ面間に挟んでクランプするクランプ装置が構成されているのである。
（１６）さらに、
前記工具ホルダに半径方向の成分を有する方向に相対移動可能に取り付けられ、前記バルブシートのテーパシート面を加工する刃具を保持する可動刃具保持部材と、
入力部と出力部とを備えて前記工具ホルダに保持され、出力部において前記可動刃具保持部材に作動的に係合し、前記テーパシート面の加工に必要な運動を与える駆動機構と、
前記アダプタに軸方向に相対移動可能に取り付けられ、前記クランプ部材と前記工具ホルダとが前記特定位相にある状態においては前記駆動機構の入力部と軸方向に嵌合，離脱可能であり、クランプ部材と工具ホルダとが前記係合位相とされた状態では駆動機構の入力部と軸方向に離脱不能に係合する連結部材と
を含む(15)項に記載のバルブシート加工工具装置。
可動刃具保持部材が工具ホルダにテーパシート面の一母線と平行な方向に移動可能に取り付けられる態様が一般的であるが、半径方向の成分を有する方向に相対移動可能に取り付けられればよい。例えば、工具ホルダの半径方向に移動可能に取り付けることも可能である。工具ホルダの軸方向の移動と、その工具ホルダに対する可動刃具保持部材の半径方向の移動との組合わせによって可動刃具保持部材がテーパシート面の一母線と平行な方向に移動するようにすればよいのである。本バルブシート加工工具装置においては、工具ホルダのアダプタに対する着脱操作に伴って、駆動機構の入力部の連結部材への連結，解除も行われるため、複雑な構成のバルブシート加工工具を迅速にバルブシート加工装置に対して着脱することができる。
なお、前記 (3)，(6)ないし(14)項に記載の構成は(15)および(16)項のバルブシート加工工具装置にも適用できる。
（１７）嵌合孔と第１当接面とを備えた第１部材と、
その第１部材の嵌合孔にその嵌合孔の中心線に平行な方向に相対移動可能に嵌合する嵌合突部と、その嵌合突部が前記嵌合孔に嵌合された状態で前記第１当接面と互いに逆向きとなる第２当接面とを備えた第２部材と、
前記第１部材に前記嵌合孔と直交する状態で形成された断面形状が円形の収容孔と、
その収容孔の内周面に外周面において相対回転可能に嵌合し、その外周面に対して偏心した内周面を有する偏心リングと、
その偏心リングの内周面に相対回転可能に嵌合する第１軸部とその第１軸部に対して偏心した第２軸部とを備えた偏心軸部材と、
前記第２部材の前記嵌合突部にその嵌合突部の軸線と直交する状態で設けられ、前記第２軸部の外周面と係合する係合面と、
前記偏心リングの前記収容孔内における回転を許容する状態と防止する状態とをとり得る回転防止装置と
を含み、前記偏心軸部材の回転に伴う前記第２軸部と前記係合面との係合により生じさせられる前記第１部材と前記第２部材との前記嵌合孔の中心線に平行な方向の相対移動によって、前記第１当接面と前記第２当接面とが互いに押し付けられることにより、第１部材と第２部材とが互いに固定される固定装置（請求項５）。
前記 (3)，(6)ないし(14)項に記載の構成は本項の固定装置にも適用できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態であるバルブシート加工工具装置を図面に基づいて詳細に説明する。図１において、１０はアダプタであり、図示しない工作機械の主軸に取り付けられる。アダプタ１０は、段付きの円筒状を成し、主軸の回転軸線に平行な方向（以下、単に軸方向と称する）に貫通する嵌合孔１１が形成されている。アダプタ１０は半径方向外向きのフランジ部１２を備え、その前端面１６と後端面１８とはそれぞれ軸方向に直角な平面とされている。フランジ部１２の前端面１６にはフランジ部１２よりやや小径の嵌合突部２０が形成される一方、後端面１８には取付部２４が形成されている。取付部２４は後端面１８から遠ざかるほど径の小さいテーパ外周面２６を有している。図示は省略するが、工作機械のスピンドル穴は取付部２４のテーパ外周面２６に対応するテーパ内周面を有しており、取付部２４がこのスピンドル穴に嵌合されることにより、主軸に同軸にかつ軸方向に位置決めされて取り付けられる。
【０００９】
図５に示すように、アダプタ１０にはフランジ部１２の前端面１６から後端面１８へ軸方向に貫通するボルト穴２８が等角度間隔に４箇所形成されており、これらボルト穴２８にボルトが挿通されて主軸に形成された雌ねじ穴に締め込まれることにより、アダプタ１０が主軸に固定される。フランジ部１２の前端面１６には、ボルト穴２８とは位相を異にする２箇所にピン穴２９が形成され、いずれか一方に係合ピンが圧入されて、一部が前端面１６から軸方向に突出する状態とされる。
【００１０】
アダプタ１０には、工具ホルダ３２が着脱可能に取り付けられる。工具ホルダ３２のホルダ本体３４は概して円筒状の基部３６と概して円錐状の先端部３７とを有しており、基部３６の後端面３８には、アダプタ１０に設けられた前記係合ピンが係合可能な係合凹部（図示省略）がホルダ本体３４の中心線を中心とする円弧に沿って一定の長さで形成されている。
【００１１】
ホルダ本体３４は、先端部３７のテーパ外周面に沿って先端側ほど軸心に接近する向きに傾斜した傾斜Ｔ溝４０およびその傾斜Ｔ溝４０から軸方向に平行に延びる軸方向溝４２を備えている。傾斜Ｔ溝４０は断面形状がＴ字形であり、互いに直角な複数の溝面を有している。一方、軸方向溝４２は断面形状が矩形である。傾斜Ｔ溝４０および軸方向溝４２には、Ｔ字形スライダ（以下、単にスライダと称する）４４が摺動可能に嵌合されている。スライダ４４は、断面形状が概してＴ字形を成しており、傾斜Ｔ溝４０に嵌合される傾斜部と軸方向溝４２に嵌合される軸方向部とを備えている。
【００１２】
スライダ４４には工具保持部として、軸方向の前端面４８から軸方向に延びる工具保持穴５０が形成されており、バイト５２が嵌合されている。バイト５２の刃具保持部材としてのシャンクが工具保持穴５０に嵌合されているのであり、その先端には刃具としてのスローアウェイチップが保持されている。また、バイト５２のシャンクの後端面には傾斜面が形成されている。スライダ４４の傾斜部には、軸方向と直交する方向に延びて工具保持穴５０に連通する雌ねじ穴５３が形成されており、調整ねじ５４が螺合されている。調整ねじ５４の先端には、バイト５２の傾斜面に対応したテーパ面が形成されている。調整ねじ５４が回転させられてテーパ面の位置が変えられることにより、バイト５２の軸方向位置が変化させられ、チップの切刃の位置が調整されるようになっているのである。
【００１３】
スライダ４４の傾斜部には、スライダ４４の頂面５５から底面４６へ貫通する嵌合穴５６が形成されている。嵌合穴５６には底面４６側から駆動部材５８が嵌合されている。駆動部材５８は、その本体部６０が後述するプランジャ６２の外周面の一部に形成された切欠６４にボルトおよび位置決めピンにより相対移動不能に固定される一方、本体部６０から延び出す係合部６６が傾斜Ｔ溝４０の底面に形成された長穴を貫通してスライダ４４の嵌合穴５６に嵌合されている。この長穴は、傾斜Ｔ溝４０の長手方向に延びており、その方向の係合部６６の移動を許容する。嵌合穴５６の外部への開口は、閉塞部材６８により閉塞されて切粉やクーラント等の侵入が防止されている。
【００１４】
ホルダ本体３４の後端面３８からは、軸方向に延びる有底円筒状のガイド穴７２が形成されている。ガイド穴７２にはプランジャ６２が軸方向に移動可能に嵌合されている。ガイド穴７２の内周面には軸方向に延びるキー溝７４が形成され、プランジャ６２の外周面に固定された駆動部材５８の本体部６０の一部がこのキー溝７４に嵌入させられることにより、プランジャ６２のガイド穴７２内での相対回転が防止されている。
【００１５】
プランジャ６２は概して円筒状を成し、軸方向に貫通する貫通穴７８が形成されている。貫通穴７８の軸方向の中央よりやや後端面８０に近い部分には大径穴部が形成されている。また、貫通穴７８の後端面８０側の開口部には、軸方向に延びて大径穴部に連通する複数個（本実施形態の場合４個）の嵌合溝部が等角度間隔で形成されている。これら大径穴部と嵌合溝部との形成により、貫通穴７８の後部が花弁形係合凹部８４を成している。
【００１６】
主軸側には第１可動軸９０が設けられている。第１可動軸９０は概して円筒状を成し、図示しないアクチュエータにより軸方向に移動させられる。第１可動軸９０はキー９１により主軸に対する相対回転を防止されている。第１可動軸９０の前端部には、プランジャ６２の花弁形係合凹部８４と係合可能な花弁形係合突部９２が形成されている。花弁形係合凹部８４と花弁形係合突部９２とを軸方向にほぼ相対移動不能に係合させることにより、第１可動軸９０がプランジャ６２に連結され、第１可動軸９０の前進，後退によってプランジャ６２がガイド穴７２内を軸方向に摺動させられる。したがって、第１可動軸９０が移動させられるとき、駆動部材５８の係合部６６の外周面とスライダ４４の嵌合穴５６の内周面との間に生じる斜面の効果により、スライダ４４が傾斜Ｔ溝４０に沿って主軸回転軸線に対して傾斜した方向に移動させられる。駆動部材５８が第１可動軸９０の軸方向の移動をスライダ４４の移動に変換するのである。
【００１７】
図２および図３に示すように、ホルダ本体３４において、工具保持穴５０とはそれぞれ位相を異にする２箇所には、工具保持穴１００，１０２が形成され、バイト５２同様、先端にチップを保持したバイト１０４，１０５がそれぞれ嵌合されている。バイト１０４，１０５も調整ねじ１０８，１０９によりチップの切刃の位置が調整されるようになっている。バイト５２，１０４，１０５は、それぞれエンジンのバルブシートのテーパ内周面を加工するものであり、バルブシートの軸方向において互いに隣接する３箇所にそれぞれ角度の異なるテーパ内周面を形成する。このとき、最も精度の要求される中央のテーパ内周面（シート面と称する）はバイト５２により切削される。
【００１８】
ホルダ本体３４の軸線上には、その前端面からガイド穴７２の底面へ貫通する軸方向穴１１０が形成されている。軸方向穴１１０とガイド穴７２およびプランジャ６２の貫通穴７８とは同心とされており、軸方向穴１１０はガイド穴７２および貫通穴７８と連通している。軸方向穴１１０には、ホルダ本体３４の前端部側から、スリーブ１１２が挿入されている。スリーブ１１２にはリーマ１１４が挿通される。ホルダ本体３４には、軸方向と直交する方向に延びて軸方向穴１１０に連通する雌ねじ穴が形成されており、ボルトが締め込まれ、その先端部がスリーブ１１２の周壁に形成された嵌合穴に嵌入させられることにより、スリーブ１１２のホルダ本体３４からの抜け出しおよび相対回転が防止されている。軸方向穴１１０のガイド穴７２への開口端部には、中空円筒状のキャップ１１６が嵌合されている。キャップ１１６はボルトによりガイド穴７２の底面に固定されている。
【００１９】
前記第１可動軸９０内には、第２可動軸１２０が回転不能かつ軸方向に移動可能に嵌合されている。第２可動軸１２０は円筒状を成し、軸方向に延びる工具挿入穴１２１を有している。第２可動軸１２０の後端部は図示しないリーマ移動装置に連結される。工具挿入穴１２１の軸方向の先端部は大径穴部とされており、コレットチャック１２２が配設されている。コレットチャック１２２は、コレット１２４および第１，第２コレット受け１２６，１２８を備えている。コレット１２４は、図１に示すように、大径部１３０と小径部１３２とを有し、大径部１３０側の端面から軸方向に小径部１３２側の端面近傍まで延びるスリットと、小径部１３２側の端面から軸方向に大径部１３０側の端面近傍まで延びるスリットとが、互いに位相を異にする位置に形成されたものであり、軸方向のあらゆる部分において縮径が可能である。また、大径部１３０および小径部１３２の各端部の外周面はそれぞれ、端面側ほど径が漸減するテーパ外周面１３８，１３９とされている。
【００２０】
第１コレット受け１２６は円筒状を成し、コレット１２４の小径部１３２が嵌合されるストレート穴１４０と、テーパ外周面１３９に対応する傾斜のテーパ内周面を備えたテーパ穴１４２とを有する。また、第２コレット受け１２８も同様に円筒状を成し、リーマ１１４のシャンクが嵌合される嵌合孔１４４が形成されるとともに、嵌合孔１４４の前端側には、テーパ外周面１３８に対応する傾斜のテーパ内周面を備えたテーパ穴１４６が形成されている。第１，第２コレット受け１２６，１２８は、工具挿入穴１２１の前記大径穴部内に嵌合されている。コレット１２４は小径部１３２において第１コレット受け１２６に嵌合され、大径部１３０は第２コレット受け１２８のテーパ穴１４６に嵌合されている。
コレットチャック１２２の操作リングは外周面に歯が形成されたギヤ付きナット１５０とされており、ギヤ付きナット１５０の後端部が第２可動軸１２０の内周面に形成された雄ねじ部に螺合され、ギヤ部を備えた先端部が第２可動軸１２０から突出している。ギヤ付きナット１５０はスラストベアリングを介して第１コレット受け１２６と軽快に相対回転可能に当接させられている。
【００２１】
また、ホルダ本体３４には軸方向穴１１０と平行に延びる段付きの嵌合穴１６０が形成されている。嵌合穴１６０は、一端部がガイド穴７２の底面に開口する一方、他端部がホルダ本体３４の先端部に形成された切欠１６２に開口する貫通穴とされている。嵌合穴１６０には、ギヤ部材１６４が回転可能かつ軸方向に移動可能に嵌合されている。ギヤ部材１６４は、ギヤ付きナット１５０と噛み合うギヤ部１６６と軸部１６８とから成っており、軸部１６８が嵌合穴１６０に嵌合されて、その端部が嵌合穴１６０からホルダ本体３４の前端側へ突出させられている。
【００２２】
ギヤ部材１６４の軸部１６８の外周面と嵌合穴１６０の内周面との間にはブッシュ１７０が嵌装されており、ねじ部材１７２により固定されている。また、ブッシュ１７０の前端面と軸部１６８に固定されたスプリングリテーナとの間には弾性部材たる圧縮コイルスプリング１７４が配設されている。したがって、常には、スプリング１７４によりギヤ部１６６がブッシュ１７０を介してホルダ本体３４に当接させられ、ギヤ部材１６４の軸部１６８がホルダ本体３４の切欠１６２内に突出させられている。
【００２３】
また、ギヤ部材１６４の軸部１６８の前端面には、軸方向に延びる工具係合用の六角穴が形成されている。この六角穴に六角レンチ等の回転操作工具を係合させ、スプリング１７４の付勢力に抗してギヤ部材１６４をガイド穴７２側へ移動させることにより、プランジャ６２の貫通穴７８内においてギヤ部１６６が第２可動軸１２０のギヤ付きナット１５０と噛み合わせられる。そして、両者の噛合状態においてギヤ部材１６４が回転させられることにより、ギヤ付きナット１５０が回転させられ、コレット１２４の縮径，拡径が行われる。
【００２４】
リーマ移動装置により第２可動軸１２０が前進させられた状態でスリーブ１１２の前端部からリーマ１１４が挿入され、そのシャンクがキャップ１１６を経て工具挿入穴１２１に嵌入させられた後、ギヤ部材１６４の操作によりギヤ付きナット１５０が第２可動軸１２０の前記雄ねじ部に締め込まれる方向に回転させられ、ギヤ付きナット１５０および第１コレット受け１２６が軸方向へ後退させられるとともに、第１コレット受け１２６によってコレット１２４が第２コレット受け１２８のテーパ穴１４６内へ押し込まれて、コレット１２４が弾性的に縮径させられる。それにより、コレット１２４の内周面にリーマ１１４のシャンクが把持され、リーマ１１４の工具挿入穴１２１からの離脱が防止される。リーマ１１４が第２可動軸１２０に固定された状態で第２可動軸１２０が後退させられれば、リーマ１１４がスリーブ１１２に案内されつつ軸方向に移動し、ホルダ本体３４内に収容される。それに対して、切削加工時には、第２可動軸１２０が前進させられることにより、リーマ１１４の前端部がスリーブ１１２から突出する加工位置へ移動させられる。
【００２５】
図１に二点鎖線で示すように、バルブシートの中央部には、バルブステムを軸方向に摺動可能に保持するバルブガイド１７６が設けられている。本実施形態においては、リーマ１１４によりバルブガイド１７６のガイド孔１７８の内周面の仕上げ加工が行われる。キャップ１１６の内周面にはシール部材が嵌装され、リーマ１１４がホルダ本体３４内に引き込まれる際、リーマ１１４に付着した切粉がガイド穴７２やプランジャ６２内に侵入しないようにされている。
【００２６】
図４に最も明瞭に示されているように、アダプタ１０のフランジ部１２には、直径方向に隔たった２箇所において、嵌合孔１１と直交する状態で収容孔２００，２０２が形成され、嵌合孔１１に連通している。収容孔２００，２０２は円形断面の段付孔であり、外周側が大径孔部２０４、嵌合孔１１側が小径孔部２０６とされている。また、収容孔２００，２０２の外周側には、大径孔部２０４の直径より幅が大きく、かつ軸方向と直交する方向に延びる矩形溝２０７が形成されている。
【００２７】
収容孔２００，２０２内には偏心リング２０８，２１０が相対回転可能に嵌合されている。図６および図７に示すように、偏心リング２０８，２１０は段付きの中空円筒状を成し、その肩面２１２が収容孔２００，２０２の大径孔部２０４と小径孔部２０６との間の段付面２１４に当接することにより偏心リング２０８，２１０の嵌入限度が規定されている。偏心リング２０８，２１０の内周面２１６は外周面２１８に対して偏心しており、偏心リング２０８の内周面２１６には偏心ピン２２０が相対回転可能に嵌合されている。また、偏心リング２１０の内周面２１６にはピン２２２が嵌合されている。
【００２８】
偏心ピン２２０は図８および図９に示すように、概して円柱状を成し、偏心リング２０８の内周面２１６と嵌合する第１軸部２２６と、第１軸部２２６より小径で、かつ、第１軸部２２６の外周面２２７に対して偏心した外周面２２８を有する第２軸部２３０とを備えている。第１軸部２２６の底面２３１が偏心リング２０８の内周面２１６に形成された段付面２３３に当接することにより、偏心ピン２２０の嵌入限度が規定されている。偏心ピン２２０が偏心リング２０８に嵌合された状態で、第２軸部２３０はアダプタ１０の収容孔２００を通過して嵌合孔１１に向かって半径方向内向きに突出している。第１軸部２２６の頂面２３４には、工具係合用の六角穴２３５が形成されており、この六角穴２３５に回転操作工具を係合させて偏心ピン２２０を回転させることができる。偏心ピン２２０が第１軸部２２６の軸線まわりに回転させられることにより、第２軸部２３０は第１軸部２２６の軸線を中心に旋回させられる。また、頂面２３４には、六角穴２３５に隣接してＶ溝２３６が形成されている。Ｖ溝２３６は、第２軸部２３０の外周面２２８が第１軸部２２６の外周面２２７に最も接近した位置に対応する位置において、第１軸部２２６の半径方向に延びており、第２軸部２３０の第１軸部２２６に対する偏心方向を示している。
【００２９】
偏心リング２０８，２１０は、カバー部材２４０により収容孔２００，２０２内での回転および収容孔２００，２０２の段付面２１４からの浮き上がりを防止されるようになっている。偏心リング２０８，２１０のカバー部材２４０と対向する面には、複数のかみ合い歯部２４４が形成されている。かみ合い歯部２４４は、偏心リング２０８，２１０の外周面２１８の中心線を中心として等角度ピッチで形成されている（図７参照）。また、かみ合い歯部２４４の側面である係合面２４６は、溝部２４８の底面に対して直角に形成されている。かみ合い歯部２４４において、偏心リング２０８，２１０の内周面２１６が外周面２１８に最も接近した位置の溝部２４８の底面には、偏心方向を視認できるように塗料が塗布されている（図７にクロスハッチングで図示）。
【００３０】
図１０ないし図１２に示すように、カバー部材２４０は、矩形板であるカバー部２５０を備え、中央部を貫通する円形断面の貫通穴２５２が形成されている。カバー部２５０の表面２５３には、長手方向の両端部ほど裏面２５４側に向かう向きに傾斜させられた傾斜面２５６が形成され、傾斜面２５６には裏面２５４へ貫通するボルト穴２５７が４箇所に形成されている。また、カバー部２５０の裏面２５４側には偏心リング２０８，２１０のかみ合い歯部２４４とかみ合いによる係合が可能な複数のかみ合い歯部２５８が形成されている。かみ合い歯部２５８は、貫通穴２５２の中心線を中心としてかみ合い歯部２４４と等角度ピッチで形成されている（図１２参照）。かみ合い歯部２５８の側面である係合面２６０も、溝部２６２の底面に対して直角に形成されている。カバー部２５０の表面２５３の幅方向の両側には、貫通穴２５２の直径方向に隔たってデッドポイントを示す０マーク２６３とクランプ方向を示す矢印２６４とが設けられている。また、貫通穴２５２は、偏心ピン２２０の第１軸部２２６およびピン２２２の外径よりも僅かに大きい直径を有しており、その内周面には嵌合溝２６５が形成され、止め輪２６６が嵌合されている。
【００３１】
アダプタ１０の収容孔２００内に偏心リング２０８および偏心ピン２２０が嵌合された状態で、カバー部２５０の矢印２６４側がアダプタ１０の前端面１６側に、０マーク２６３側がアダプタ１０の後端面１８側に位置するように矩形溝２０７にカバー部材２４０のカバー部２５０が嵌合され、かみ合い歯部２４４とかみ合い歯部２５８とがかみ合った状態で、カバー部２５０がボルトによりアダプタ１０に固定される。したがって、偏心リング２０８の開口が閉塞されるとともに、偏心リング２０８が収容孔２００内で回転不能となるのである。なお、収容孔２０２内に偏心リング２１０およびピン２２２が収容されてカバー部材２４０が取り付けられる場合においても同様であるため、説明を省略する。
【００３２】
カバー部材２４０の貫通穴２５２の内周面には、偏心ピン２２０の第１軸部２２６およびピン２２２の各頂部が緩く嵌合しており、止め輪２６６とワッシャ２６８とによって、偏心ピン２２０およびピン２２２の抜出しが防止されている。換言すれば、偏心ピン２２０およびピン２２２は、段付面２１４とワッシャ２６８とによって両側から挟まれることにより、自身の軸線に平行な方向の移動を防止されているのである。なお、止め輪２６６およびワッシャ２６８はそれぞれリング状であり、図１３に示すように、偏心ピン２２０およびピン２２２の頂面２３４，２３９はカバー部２５０に形成された開口２６９から視認可能である。
【００３３】
なお、カバー部材２４０をアダプタ１０から取り外すことにより、偏心リング２０８，２１０の回転防止は解除される。したがって、収容孔２００内に偏心リング２０８および偏心ピン２２０が嵌合された状態で、偏心リング２０８をかみ合い歯部２４４の角度ピッチの整数倍の角度回転させることにより、偏心ピン２２０の嵌合孔１１の中心線に平行な方向の位置を変更することができる。
【００３４】
図４および図５に示すように、アダプタ１０の嵌合孔１１には、クランプ部材２７０が嵌合されている。クランプ部材２７０は概して円筒状を成し、軸方向に貫通する貫通穴２７２を有している。クランプ部材２７０は、アダプタ１０内に嵌合される嵌合突部２７４を備えている。嵌合突部２７４の外周面には、図５に示すように、軸方向に長い係合凹部２７６が形成され、アダプタ１０のボルト穴に半径方向から締め込まれたボルト２７７の先端が嵌入することにより、クランプ部材２７０はアダプタ１０に対して一定距離軸方向に移動可能かつ回転不能とされている。嵌合突部２７４にはまた、嵌合穴２７６とは位相を異にする位置において、直径方向に隔たった２箇所に係合凹部２７８，２８０が形成されている。係合凹部２７８，２８０は、本実施形態では軸線と直交する方向に長い長穴とされており、半径方向に貫通して貫通穴２７２に連通している。係合凹部２７８，２８０の、クランプ部材２７０の軸線と直交する方向に形成された両側面２８２，２８４間の距離は、偏心ピン２２０の第２軸部２３０の外周面２２８の直径より僅かに大きくされており、第２軸部２３０が係合凹部２７８に嵌入させられている。したがって、係合凹部２７８は、第２軸部２３０の、軸線と直交する方向の相対移動は許容するが、軸方向の実質的な相対移動は許容しない。
【００３５】
クランプ部材２７０の先端部には、半径方向外向きに突出する複数個（本実施形態の場合４個）の係合突部２８８を備えた花弁形係合突部２９０が形成されている。一方、ホルダ本体３４のガイド穴７２の後端面３８に近い部分には大径穴部２９２が形成され、後端面３８側の開口部には、軸方向に延びて大径穴部２９２に連通する複数個の嵌合溝部が等角度間隔で形成されることにより、ホルダ本体３４のガイド穴７２の後部がクランプ部材２７０の花弁形係合突部２９０に係合可能な花弁形係合凹部２９４を成している。
【００３６】
花弁形係合突部２９０と花弁形係合凹部２９４とが軸方向に離脱不能に係合している係合位相において、図１３に示すように、偏心ピン２２０を矢印２６４の方向（正方向と称する）に、Ｖ溝２３６がデッドポイント２６３の直前の位置、つまり第２軸部２３０の軸線が第１軸部２２６の軸線から側面２８２への垂線上に位置する直前の位置まで回転させれば、第２軸部２３０の外周面２２８が係合凹部２７８の側面２８２に係合してクランプ部材２７０をアダプタ１０に対して後退させ、クランプ力を発生させる。そして、第２軸部２３０の外周面２２８と側面２８２との間および第１軸部２２６の外周面２２７と偏心リング２０８の内周面２１６との間の摩擦力により、偏心ピン２２０が上記位置に維持されることによってクランプ力が維持される。また、花弁形係合突部２９０と花弁形係合凹部２９４とが軸方向に嵌合，離脱可能な特定位相において、偏心ピン２２０を逆方向に回転させれば、第２軸部２３０の外周面２２８が係合凹部２７８の側面２８４に係合し、クランプ部材２７０がアダプタ１０に対して前進させられることによりアンクランプ力が発生させられる。
【００３７】
クランプ部材２７０の内周面には、図４に二点鎖線で示すように、軸方向に延びるキー溝２９６が形成されており、第１可動軸９０の外周面に固定されたキー２９８がこのキー溝２９６に嵌合されることにより、第１可動軸９０がクランプ部材２７０に対して軸方向に摺動可能かつ回転不能となっている。
なお、クランプ部材２７０の花弁形係合突部２９０および第１可動軸９０の花弁形係合突部９２と、ホルダ本体３４の花弁形係合凹部２９４およびプランジャ６２の花弁形係合凹部８４とは、各突部および凹部の位相が一致した状態で相対回転不能とされている。
【００３８】
本実施形態においては、アダプタ１０が第１部材、クランプ部材２７０が第２部材、偏心ピン２２０が偏心軸部材，カバー部材２４０が回転防止部材をそれぞれ構成し、偏心リング２０８，２１０のかみ合い歯部２４４が回転防止用第１係合部，カバー部材２４０のかみ合い歯部２５８が回転防止用第２係合部，これら回転防止用第１係合部と回転防止用第２係合部とが回転防止装置をそれぞれ構成している。また、クランプ部材２７０の花弁形係合突部２９０がクランプ用係合部を構成し、クランプ部材２７０の係合凹部２７８，２８０の両側面２８２，２８４がそれぞれ第１係合面，第２係合面を構成している。これら第１部材，第２部材，偏心軸部材，回転防止部材，回転防止装置，第１係合面としての係合面および、収容孔２００，２０２，偏心リング２０８，２１０が本発明におけるクランプ装置を構成している。また、アダプタ１０の前端面１６が第１当接面、工具ホルダ３２の後端面３８が第２当接面をそれぞれ構成し、スライダ４４が可動刃具保持部材、プランジャ６２が駆動機構、駆動部材５８が駆動機構の出力部、花弁形係合凹部８４が駆動機構の入力部、第１可動軸９０が連結部材をそれぞれ構成している。さらに、カバー部材２４０のカバー部２５０が浮き上がり防止部を構成し、止め輪２６６，ワッシャ２６８，頂面２３４，段付面２３３および底面２３１等が軸方向移動防止装置を構成している。
【００３９】
以上のように構成されたバルブシート加工工具装置における工具ホルダ３２のアダプタ１０への取付けを説明する。
まず、チップを保持したバイト５２をスライダ４４の工具保持穴５０に取り付け、調整ねじ５４を回転させてチップの切刃の軸方向の刃先位置調整を行う。また、同じくチップを保持したバイト１０４，１０５をそれぞれホルダ本体３４の工具保持穴１００，１０２に取り付け、それぞれにおいて、調整ねじ１０８，１０９を回転させてチップの切刃の軸方向の刃先位置を調整する。
【００４０】
次に、第１可動軸９０をアクチュエータにより前進端位置へ前進させた状態で、その第１可動軸９０の花弁形係合突部９２とプランジャ６２の花弁形係合凹部８４、およびクランプ部材２７０の花弁形係合突部２９０とホルダ本体３４の花弁形係合凹部２９４とがそれぞれ軸方向に嵌合，離脱可能である特定位相において、花弁形係合突部９２，２９０と花弁形係合凹部８４，２９４とをそれぞれ軸方向に嵌合させるとともに、ホルダ本体３４の前記係合凹部にアダプタ１０に突設された前記係合ピンを嵌入させる。ホルダ本体３４の後端面３８がアダプタ１０の前端面１６に密着した状態で、ホルダ本体３４とアダプタ１０とを、係合ピンが係合凹部の位置決め端部に当接するまで一定角度回転させれば、花弁形係合突部９２，２９０と花弁形係合凹部８４，２９４とが係合位相となって、プランジャ６２と第１可動軸９０、ホルダ本体３４とクランプ部材２７０とがそれぞれ連結される。
【００４１】
続いて、偏心ピン２２０の六角穴２３５に外部より工具を係合してＶ溝２３６がデッドポイント２６３の直前に来るまで正方向に回転させれば、第２軸部２３０が側面２８２に係合してクランプ部材２７０の嵌合突部２７４がアダプタ１０の嵌合孔１１内に引き込まれ、工具ホルダ３２の後端面３８がアダプタ１０の前端面１６に強く当接させられ、工具ホルダ３２がアダプタ１０にクランプされる。工具ホルダ３２がアダプタ１０を介して主軸に強固に取り付けられるのである。本実施形態においては、Ｖ溝２３６がデッドポイント２６３の直前に位置することを外部から視認することによりクランプ状態を確認できる。通常は、第１可動軸９０が後退端位置へ後退させられており、スライダ４４が後退端位置に保たれる。
【００４２】
第２可動軸１２０をリーマ移動装置により前進端位置に前進させ、プランジャ６２の貫通穴７８内に進入させる。一方、スリーブ１１２の前端部からリーマ１１４を挿入し、それのシャンクをキャップ１１６を経て貫通穴７８内へ進入させ、コレットチャック１２２に嵌入させる。この状態で、ギヤ部材１６４の六角穴に工具を係合させて、スプリング１７４の付勢力に抗してギヤ部材１６４を貫通穴７８側へ移動させ、ギヤ部１６６をコレットチャック１２２のギヤ付きナット１５０と噛み合わせる。そして、ギヤ部材１６４を回転させてギヤ付きナット１５０をコレット１２４を縮径させる方向に回転させることにより、リーマ１１４のシャンクをコレットチャック１２２に把持させる。その後、リーマ移動装置を逆方向に作動させて第２可動軸１２０を後退させ、リーマ１１４を工具ホルダ３２内に収容する。
【００４３】
以上で準備が完了し、バルブシートの各テーパ内周面の切削が行われる。すなわち、主軸および切削工具が回転させられつつ送り装置により軸方向に前進させられ、バイト１０４のチップによりシート面にガイド孔１７８側において隣接するテーパ内周面の切削が行われ、バイト１０５のチップによりシート面にガイド孔１７８とは反対側において隣接するテーパ内周面の切削が行われる。続いて、第１可動軸９０が前進させられてバイト５２のチップによるシート面の切削が行われるとともに、第２可動軸１２０が前進させられてリーマ１１４によるバルブガイド１７６のガイド孔１７８の内周面切削が行われる。このように、シート面の切削加工とバルブガイド１７６のガイド孔１７８の仕上げ加工とが主軸を移動させることなく連続的にまたは並行して行われるため、シート面とガイド孔１７８との同心度が確保される。また、上記のように第１可動軸９０およびプランジャ６２の前進によりシート面が切削される際、スライダ４４が傾斜Ｔ溝４０に沿って、すなわち傾斜Ｔ溝４０の傾斜角度と同じ角度で精度よくシート面を切削する。
【００４４】
工具ホルダ３２を主軸から取り外す際には、まず、ギヤ部材１６４の操作によってコレットチャック１２２を緩め、リーマ１１４を取り外す。リーマ１１４の取外しは必ずしも不可欠ではないが、通常は行われる。次に、偏心ピン２２０をクランプ時とは逆方向に回転させれば、第２軸部２３０が係合凹部２７８の側面２８４に係合してクランプ部材２７０を前進させ、工具ホルダ３２がアダプタ１０から突き離される。その状態において、工具ホルダ３２とアダプタ１０とを取付時とは逆向きに回転させて、花弁形係合突部９２，２９０と花弁形係合凹部８４，２９４とを特定位相とすれば、アダプタ１０，クランプ部材２７０，コレットチャック１２２等を主軸側に残して、工具ホルダ３２を軸方向に取り外すことができる。
【００４５】
以上のようにしてクランプ，アンクランプが繰り返されることにより、偏心ピン２２０の第２軸部２３０の外周面２２８とクランプ部材２７０の係合凹部２７８の側面２８２、および偏心ピン２２０の第１軸部２２６の外周面２２７と偏心リング２０８の内周面２１６の各摺動面が摩耗する。特に、第２軸部２３０の外周面２２８と側面２８２とは、高い面圧下で摺動するため摩耗し易い。摩耗によりＶ溝２３６が、つまり第２軸部２３０がデッドポイントを通過してしまいそうになった場合、図１４に示すように、カバー部材２４０をアダプタ１０から取り外して、偏心リング２０８を相対回転可能にする。そして、偏心リング２０８を第１軸部２２６が係合凹部２７８の側面２８２に接近する向き（図１４においてプラス方向）に回転させれば、第２軸部２３０の外周面２２８や係合凹部２７８の側面２８２の摩耗量に相当する距離だけ第２軸部２３０を側面２８２に接近させることができ、クランプ機能を回復させることができる。その後、カバー部材２４０を再びアダプタ１０に固定すれば、偏心リング２０８の自由な回転が阻止され、クランプ機能が正常に維持される。
【００４６】
本実施形態においては、偏心ピン２２０およびクランプ部材２７０の係合凹部２７８の側面２８２，２８４を含むクランプ装置を簡単な構成で安価に製造することができる。また、第２軸部２３０と側面２８２，２８４との軸方向の相対位置を偏心リング２０８の回転により調整することができるため、簡単な構成でクランプ装置の耐久性を向上させることができる。
【００４７】
また、工具ホルダ３２とクランプ部材２７０との嵌合と一定角度の相対回転、ならびに偏心ピン２２０の回転操作という簡単な操作で工具ホルダ３２をアダプタ１０に取り付けることができるのであり、取外しも逆の簡単な操作により行うことができる。また、ホルダ本体３４のアダプタ１０に対する着脱動作に伴って、プランジャ６２と第１可動軸９０との連結，解除も行われるため、バルブシート加工工具を迅速にバルブシート加工装置に対して着脱できる。
【００４８】
以上の説明においては、偏心リング２０８に偏心ピン２２０が、偏心リング２１０にピン２２２がそれぞれ嵌合されるものとしたが、偏心リング２０８にピン２２２、偏心リング２１０に偏心ピン２２０をそれぞれ嵌合して使用することも可能である。また、直径方向に隔たった２つの部分がほぼ軸対称に構成されているため、回転時の動バランスがよい。しかし、両偏心リング２０８，２１０に偏心ピン２２０をそれぞれ嵌合させてもよい。偏心ピン２２０の第１軸部２２６を偏心リング２０８，２１０に嵌合させ、第２軸部２３０をクランプ部材２７０の係合凹部２７８，２８０にそれぞれ嵌入させれば、直径方向に隔たった２箇所で第２軸部２３０と側面２８２あるいは側面２８４とが係合し、クランプ部材２７０の相対移動をより円滑に行うことができる。ただし、この場合には、工具ホルダ３２の着脱時には、２本の偏心ピン２２０を少しずつ交互に回転させることが望ましい。
【００４９】
偏心リング２０８，２１０のかみ合い歯部２４４とカバー部材２４０のかみ合い歯部２５８との各係合面は、溝部の底面に向かうにつれて互いに接近する向きに傾斜する傾斜面とすることも可能である。このようにすれば、かみ合い歯部２５８とかみ合い歯部２４４とが傾斜面に案内されて容易にかみ合う上、両かみ合い歯部２５８，２４４をしまり嵌合させて、偏心リング２０８，２１０の回転を完全に防止し、偏心ピン２２０によるクランプ状態をより安定に維持することが可能となる。
【００５０】
また、本発明を、図１５および図１６に要部のみを示すように、アダプタ３００と工具ホルダ３０２とがクランプ部材を介さずに直接クランプ，アンクランプされる形態のバルブシート加工工具装置に適用することも可能である。この場合には、図１５に示すように、前記クランプ部材２７０の嵌合突部２７４に対応する工具ホルダ３０２の嵌合突部３０３の外周面に、前記係合凹部２７８に対応する周方向溝３０４とその周方向溝の一端部と嵌合突部３０２の端面３０６との間で軸方向に延びる軸方向溝３０８を形成し、工具ホルダ３００の着脱時に、偏心ピン２２０の第２軸部２３０の軸方向の通過を許容することが必要である。
本実施例においては、アダプタ３００が第１部材、工具ホルダ３０２が第２部材としてそれぞれ機能し、工具ホルダ３０２のアダプタ３００に対する取付け（固定）および取外しが迅速に行われ得るとともに、耐久性のよい固定装置が得られる。
その他、特許請求の範囲を逸脱することなく、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本発明を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クランプ装置を備え、自身も本発明の一実施形態であるバルブシート加工工具装置を示す正面断面図である。
【図２】図１の左側面図である。
【図３】上記バルブシート加工工具装置の工具ホルダを示す正面断面図である。
【図４】上記バルブシート加工工具装置のクランプ装置を示す正面（一部断面）図である。
【図５】図４の左側面図である。
【図６】上記バルブシート加工工具装置の偏心リングを示す正面断面図である。
【図７】図６の平面図である。
【図８】上記バルブシート加工工具装置の偏心ピンを示す正面図である。
【図９】図８の平面図である。
【図１０】上記バルブシート加工工具装置のカバー部材を示す正面断面図である。
【図１１】図１０の平面図である。
【図１２】図１０の底面図である。
【図１３】図４の一部を示す平面図である。
【図１４】図１３においてカバー部材が取り外された状態を示す平面図である。
【図１５】 本発明の別の実施形態である固定装置の一部を示す正面断面図である。
【図１６】図１５に示した工具ホルダの一部を示す平面図である。
【符号の説明】
１０：アダプタ １１：嵌合孔 １６：前端面 ３２：工具ホルダ ３４：ホルダ本体 ３８：後側端面 ２００，２０２：収容孔 ２０８，２１０：偏心リング ２１６：内周面 ２１８：外周面 ２２０：偏心ピン２２６：第１軸部 ２３０：第２軸部 ２４０：カバー部材 ２４４：かみ合い歯部 ２５８：かみ合い歯部 ２７０：クランプ部材 ２７４：嵌合突部 ２７８，２８０：係合凹部 ２８２，２８４：側面 ２９０：花弁形係合突部 ３００：アダプタ ３０２：工具ホルダ ３０３：嵌合突部 ３０４：周方向溝 ３０８：軸方向溝
【発明の属する技術分野】
本発明は、加工工具等のクランプ対象物を主軸等の保持部材に保持させるために迅速にクランプし得るクランプ装置、およびそのクランプ装置を備えたバルブシート加工工具装置、ならびに２つの部材が互いに固定される固定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のクランプ装置は、例えば、加工工具を工作機械の工具保持部に迅速に着脱するために使用されている。そのクランプ装置の一種に、互いに偏心した第１軸部と第２軸部とを備えた偏心軸部材を利用するものがある。嵌合孔と第１クランプ面とを備えた第１部材と、その第１部材の嵌合孔にその嵌合孔の中心線に平行な方向に相対移動可能に嵌合する嵌合突部と、その嵌合突部が嵌合孔に嵌合された状態で第１クランプ面と互いに逆向きとなる第２クランプ面とを備えた第２部材とに跨がって偏心軸部材を設けるのであり、具体的には、第１部材に形成した主嵌合孔に、第２部材の嵌合突部を軸方向に相対移動可能に嵌合するとともに、第１部材に主嵌合孔と直交する状態で形成した副嵌合孔に偏心軸部材の第１軸部を回転可能に嵌合する一方、嵌合突部にその嵌合突部の軸線と直交する状態で設けた係合面に第２軸部の外周面を係合させるのである。
【０００３】
偏心軸部材を回転させれば第２軸部が第１軸部の軸線を中心として旋回し、その第２軸部の外周面が係合面に係合して嵌合突部を主嵌合孔内に引き込み、第１部材の第１クランプ面と第２部材のクランプ面との間にクランプ対象物たる加工工具をクランプするのである。
【０００４】
この種のクランプ装置は、偏心軸部材を小角度回転操作するのみで第１，第２の両部材の間にクランプ対象物をクランプし、あるいはアンクランプすることができ、例えば、工具ホルダをアダプタに対して迅速に着脱することができる。
しかし、この種のクランプ装置には、偏心軸部材等の摩耗によってクランプ不能になり易く、耐久性に欠ける欠点がある。上記のように偏心軸部材の回転操作につれて、第２軸部が係合面に係合してそれを押すことにより、クランプ力が発生させられ、その状態で、第２軸部の外周面と係合面との間および第１軸部の外周面と副嵌合孔の内周面との間の摩擦力により偏心軸部材がその回転位置に維持されることによって、クランプ力が維持されるのであるため、偏心軸部材が第２軸部のデッドポイントの直前、すなわち、第２軸部の軸線が、第１軸部の軸線から係合面への垂線上に位置する直前の状態で作動させられることが望ましいのであるが、上記各摺動面、特に第２軸部の外周面と係合面との摩耗により第２軸部がデッドポイントを通過してしまうようになり易く、耐久性に欠けるのである。
【０００５】
また、従来から、エンジンのバルブシートを加工するために特殊なバルブ加工工具装置が使用されていたが、この工具装置は、軸線まわりに回転する主軸の先端面に複数のボルトにより固定されており、着脱に長時間を要するという問題があった。バルブシートは、バルブが着座するテーパシート面とバルブステムが嵌合されるステム孔との同心度、ならびに上記テーパシート面の角度や面あらさ等に対する要求が厳しく、刃具を傾斜方向に移動させて行うテーパシート面の切削加工とリーマによるステム孔の仕上加工とを同一工程で行う必要があるため、バルブ加工工具装置はホルダ本体に対して相対移動する部材が複数あり、構造が複雑である。そのため、従来は一般に、バルブ加工工具装置のホルダ本体が複数本のボルトによって主軸の先端部に固定されており、着脱に長時間を要していたのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題，課題解決手段，作用および効果】
本発明は以上の事情を背景としてなされたものであり、その課題は、偏心軸部材を含むクランプ装置の耐久性を向上させることである。
この課題は下記態様のクランプ装置によって解決される。なお、以下の説明において、本発明の各態様を、それぞれに項番号を付して請求項と同じ形式で記載する。各項に記載の特徴を組み合わせて採用することの可能性を明示するためである。
（１）嵌合孔と第１クランプ面とを備えた第１部材と、
その第１部材の嵌合孔にその嵌合孔の中心線に平行な方向に相対移動可能に嵌合する嵌合突部と、その嵌合突部が前記嵌合孔に嵌合された状態で前記第１クランプ面と互いに逆向きとなる第２クランプ面とを備えた第２部材と、
前記第１部材に前記嵌合孔と直交する状態で形成された断面形状が円形の収容孔と、
その収容孔の内周面に外周面において相対回転可能に嵌合し、その外周面に対して偏心した内周面を有する偏心リングと、
その偏心リングの内周面に相対回転可能に嵌合する第１軸部とその第１軸部に対して偏心した第２軸部とを備えた偏心軸部材と、
前記第２部材の前記嵌合突部にその嵌合突部の軸線と直交する状態で設けられ、前記第２軸部の外周面と係合する係合面と、
前記偏心リングの前記収容孔内における回転を許容する状態と防止する状態とをとり得る回転防止装置と
を含み、前記偏心軸部材の回転に伴う前記第２軸部と前記係合面との係合により生じさせられる前記第１部材と前記第２部材との前記嵌合孔の中心線に平行な方向の相対移動によって、前記第１クランプ面と前記第２クランプ面との間にクランプ対象物をクランプすることを特徴とするクランプ装置（請求項１）。
この構成のクランプ装置においては、収容孔内で偏心リングを回転させることによって、その偏心リングの内周面に嵌合された第１軸部の軸線の、嵌合孔の中心線に平行な方向の位置を変更することができる。すなわち、第２軸部の係合面に対する相対位置を変更することができるのであり、クランプ，アンクランプの繰返しによって各摺動面、特に第２軸部の外周面と係合面とが摩耗し、第２軸部がデッドポイントを通過してしまいそうになった場合には、回転防止装置による偏心リングの回転防止を解除し、偏心リングを、第１軸部を係合面に接近させる向きに回転させれば、第２軸部の外周面や係合面の摩耗量に相当する距離だけ第２軸部を係合面に接近させ、クランプ機能を回復させることができる。その後、回転防止装置を再び作用状態にすれば、偏心リングの自由な回転が防止され、クランプ機能が正常に維持される。このように、本クランプ装置は、構成が簡単で安価に製造し得るとともに、簡単な操作によってクランプ機能を回復させ、寿命を延長することができる。
（２）前記第１部材が前記嵌合孔の中心線に直角な前記第１クランプ面を備えた本体部材であり、前記第２部材が、特定位相では前記クランプ対象物と軸方向に嵌合，離脱可能であり、その特定位相から一定角度相対回転した係合位相では前記クランプ対象物と軸方向に離脱不能に係合するクランプ用係合部を備えたクランプ部材であり、そのクランプ用係合部の前記第１クランプ面とは反対向きの面が前記第２クランプ面をなす(1)項に記載のクランプ装置（請求項２）。
本クランプ装置においては、偏心軸部材，偏心リング，係合面等により、クランプ部材が本体部材に対して軸方向に移動させられるが、このクランプ部材はクランプ用係合部を備えているため、この部分にクランプ対象物を係合させておけば、クランプ部材を介してクランプ対象物が本体部材に引きつけられ、クランプされる。クランプ部材が偏心軸部材および偏心リングと共同して、クランプ対象物を装置本体にクランプするのであるが、見方を変えれば、クランプ部材がクランプ対象物を本体部材との間に挟んでクランプすると考えることもでき、その意味でクランプ部材が (1)項のクランプ装置における第２部材に相当すると言い得る。
クランプ対象物は、特定位相においてクランプ部材のクランプ用係合部と軸方向に嵌合させ、一定角度相対回転させれば軸方向に離脱不能となり、逆の操作で取り外し得るため、クランプ対象物をクランプ部材に係合させる操作も簡単であり、クランプ対象物を本体部材に対して迅速に着脱することができる。
（３）クランプ部材が断面形状が概して円形の部材であり、前記嵌合孔から突出した突出部の外周面から半径方向に突出した複数のクランプ用係合突部を備える (2)項に記載のクランプ装置。
クランプ部材は断面形状が概して円形であればよく、中実の軸状部材でも、中空の円筒状部材でもよい。また、断面形状は概して円形であればよく、クランプ部材の本体部材に対する相対回転を防止するために、両者間にキー，スプライン等の相対回転防止手段が設けられてもよい。
（４）前記第１部材が、軸線まわりに回転する主軸の先端部に着脱可能に固定されるアダプタである (1)ないし (3)項のいずれか１つに記載のクランプ装置。
本クランプ装置においては、アダプタを主軸の先端部に固定しておけば、このアダプタに対してクランプ対象物としての工具ホルダを迅速に着脱することができ、通常の工作機械の主軸への加工工具の着脱を迅速に行うことができる。
（５）嵌合孔とその嵌合孔の軸線に直角な当接面とを備えた本体部材と、
嵌合突部において前記嵌合孔にその嵌合孔の中心線に平行な方向に移動可能に嵌合されるとともに、特定位相ではクランプ対象物と軸方向に嵌合，離脱可能であり、その特定位相から一定角度相対回転した係合位相ではクランプ対象物と軸方向に離脱不能に係合するクランプ用係合部を備えたクランプ部材と、
前記本体部材に前記嵌合孔と直交する状態で形成された断面形状が円形の収容孔と、
その収容孔の内周面に外周面において相対回転可能に嵌合して収容孔に収容され、外周面に対して偏心した内周面を有する偏心リングと、
その偏心リングの内周面に相対回転可能に嵌合する第１軸部とその第１軸部に対して偏心した第２軸部とを備えた偏心軸部材と、
前記クランプ部材の前記嵌合突部に、その嵌合突部の軸線と直交する状態でかつ前記本体部材の当接面と同じ向きで設けられ、前記第２軸部の外周面と係合する係合面と、
前記偏心リングの前記収容孔内における回転を許容する状態と防止する状態とをとり得る回転防止装置と
を含み、前記偏心軸部材の回転に伴う前記第２軸部と前記係合面との係合により生じさせられる前記本体部材と前記クランプ部材との前記嵌合孔の中心線に平行な方向の相対移動によって、前記クランプ用係合部と係合した前記クランプ対象物を前記本体部材の前記当接面に押し付けることにより、前記クランプ対象物を装置本体に固定するクランプ装置。
（６）前記第２部材または前記クランプ部材が、第１係合面としての前記係合面と、その第１係合面に前記第２軸部の直径より僅かに大きい距離を隔てて対向する状態で形成された第２係合面とを備えた(1)ないし (5)項のいずれか１つに記載のクランプ装置（請求項３）。
本態様においては、偏心軸部材が正方向に回転させられるとき第２軸部の外周面が第１係合面に係合してクランプ力を発生させ、偏心軸部材が逆方向に回転させられるとき第２軸部の外周面が第２係合面に係合してアンクランプ力を発生させる。第１，第２の両係合面が形成されている第２部材またはクランプ部材を、クランプ対象物にクランク力のみならずアンクランプ力をも伝達可能にしておくことによって、クランプ対象物が第１部材（本体部材，アダプタ）から押し離される。したがって、例えば、クランプ対象物が第１部材に対してテーパ嵌合孔とテーパ嵌合突部との締まり嵌合により心出しされる場合には、アンクランプ力によって締まり嵌合が解かれ、クランプ対象物が第１部材に切削液等の液体により付着している場合には、アンクランプ力によって付着が解かれることとなって、クランプ対象物を容易に第１部材から取り外すことができる。
（７）前記第１および第２係合面が、前記第２軸部の直径より僅かに大きい幅を有して前記嵌合突部の軸線と直交する方向に長く形成された長穴の両側面である (6)項に記載のクランプ装置。
嵌合突部の外周面に断面形状が矩形の円環溝を形成し、その円環溝の両側面をそれぞれ第１係合面，第２係合面とすることも可能であるが、本態様におけるように長穴の両側面を両係合面とすることも可能であり、この場合には嵌合突部の横断面積の減少を少なく抑えることができる。
（８）前記回転防止装置が、
前記偏心リングにその偏心リングの前記外周面の中心線を中心として等角度ピッチで設けられた複数の回転防止用第１係合部と、
それら複数の回転防止用第１係合部の少なくとも１個と係合，離脱可能な回転防止用第２係合部を備え、前記第１部材またはアダプタに取り付けられる回転防止部材と
を含む (1)ないし (7)項のいずれか１つに記載のクランプ装置。
本態様においては、偏心リングを回転防止用第１係合部の角度ピッチの整数倍の角度回転させることによって、偏心軸部材の位置を変更することができる。位置の変更は離散的であるが、偏心リングの回転は強固に防止することができ、クランプ装置の信頼性を高め得る。
（９）前記回転防止用第１係合部が、前記偏心リングに形成された第１かみ合い歯部であり、前記回転防止用第２係合部が、前記第１部材またはアダプタに着脱可能に固定される回転防止部材に、その回転防止部材が第１部材等に固定された状態では前記第１かみ合い歯部とかみ合って偏心リングの回転を防止し、回転防止部材が第１部材等から取り外されれば、第１かみ合い歯部から離脱して偏心リングの回転を許容する状態で設けられた第２かみ合い歯部である (8)項に記載のクランプ装置。
偏心リングの回転が第１かみ合い歯部と第２かみ合い歯部とのかみ合いによって防止されるため、一層強固に回転を防止することができる。
（１０）前記第１かみ合い歯部と前記第２かみ合い歯部とが、前記偏心リングと前記回転防止部材との互いに対向する面に形成された (9)項記載のクランプ装置。
第１かみ合い歯部と前記第２かみ合い歯部とは互いに嵌合する凹部と突部との内周面と外周面とに形成することも可能であるが、互いに対向する面に形成すれば、比較的小さい偏心リングに比較的大きな第１かみ合い歯部を形成することができ、回転防止強度を高めることができる。
（１１）前記偏心軸部材と前記偏心リングとの軸方向の相対移動を防止する軸方向移動防止装置を含む (1)ないし(10)項に記載のクランプ装置。
偏心軸部材と偏心リングとの軸方向の相対移動はＣ形止め輪等の簡単な手段によって防止することができ、両者の軸方向の相対移動を防止しておけば、偏心軸部材と偏心リングとの一方の第１部材に対する相対移動を防止するのみで、他方の相対移動も防止することができる。
（１２）前記収容孔が大径孔部と小径孔部とを備えた段付孔であり、前記偏心リングが大径孔部に収容されて大径孔部と小径孔部との間の段付面に受けられ、前記回転防止部材が偏心リングの前記段付面からの浮き上がりを防止する浮き上がり防止部を有する (8)ないし(11)項のいずれか１つに記載のクランプ装置。
（１３）前記回転防止部材が前記大径孔部の開口を閉塞するカバー部を備えた(12)項に記載のクランプ装置。
（１４）前記偏心軸部材が外端面に横断面形状が非円形である工具係合穴を備え、前記回転防止部材の前記カバー部の前記工具係合穴に対応する部分に工具の挿入を許容する開口が形成された(13)項に記載のクランプ装置。
【０００７】
本発明の別の課題は、バルブシート加工装置の主軸に対する着脱を迅速に行い得るバルブシート加工工具装置を得ることであり、この課題は、バルブシート加工工具装置を下記(15)項および(16)項に記載の構成とすることによって解決される。
（１５）第１当接面とその第１当接面に直角な嵌合孔とを備えて、主軸の先端部に固定されるアダプタと、
エンジンのバルブシートを切削加工するバルブシート加工用の切削刃具を保持するとともに前記第１当接面と当接する第２当接面を備え、前記アダプタに着脱される工具ホルダと、
前記アダプタの嵌合孔にその嵌合孔の中心線に平行な方向に移動可能に嵌合する嵌合突部と、特定位相では前記工具ホルダと軸方向に嵌合，離脱可能であり、その特定位相から一定角度相対回転した係合位相では工具ホルダと軸方向に離脱不能に係合するクランプ用係合部とを備えたクランプ部材と、
前記アダプタに前記嵌合孔と直交する状態で形成された収容孔と、
その収容孔の内周面に外周面において相対回転可能に嵌合して収容孔に収容され、自身の外周面に対して偏心した内周面を有する偏心リングと、
その偏心リングの内周面に相対回転可能に嵌合する第１軸部とその第１軸部に対して偏心した第２軸部とを備えた偏心軸部材と、
前記クランプ部材の前記嵌合突部に、その嵌合突部の軸線と直交する状態で設けられ、前記第２軸部の外周面と係合する係合面と、
前記偏心リングの前記収容孔内における回転を許容する状態と防止する状態とをとり得る回転防止装置と
を含み、前記偏心軸部材の回転に伴う前記第２軸部と前記係合面との係合により生じさせられる前記アダプタと前記クランプ部材との前記嵌合孔の中心線に平行な方向の相対移動によって、前記クランプ用係合部と係合した前記工具ホルダの前記第１当接面が前記アダプタの前記第２当接面に押し付けられることにより、前記工具ホルダが前記アダプタに固定されることを特徴とするバルブシート加工工具装置（請求項４）。
本バルブシート加工工具装置においては、アダプタをバルブシート加工装置の主軸に固定しておけば、そのアダプタに対して工具ホルダを迅速に着脱することができる。アダプタにはクランプ部材が取り付けられており、このクランプ部材と工具ホルダとを特定位相において軸方向に嵌合し、一定角度相対回転させれば軸方向に離脱不能に係合する。その状態で、偏心軸部材を回転操作すれば、クランプ部材がアダプタに対して軸方向に相対移動させられ、工具ホルダの第２当接面がアダプタの第１当接面に強く当接させられて、工具ホルダがアダプタにクランプされる。工具ホルダのクランプ部材への嵌合と一定角度の回転、ならびに偏心軸部材の回転操作という簡単な操作で工具ホルダをアダプタに取り付け得るのであり、取外しも逆の簡単な操作により行い得る。
本バルブシート加工工具装置においては、アダプタの第１当接面が第１クランプ面として機能し、クランプ部材のクランプ係合部の第１当接面とは反対向きの面が第２クランプ面として機能することになる。アダプタ，クランプ部材，偏心リングおよび偏心軸部材等によって、クランプ対象物としての工具ホルダ（厳密には、工具ホルダの、クランプ係合部と係合する面と第２当接面と間の部分である被クランプ部）を上記両クランプ面間に挟んでクランプするクランプ装置が構成されているのである。
（１６）さらに、
前記工具ホルダに半径方向の成分を有する方向に相対移動可能に取り付けられ、前記バルブシートのテーパシート面を加工する刃具を保持する可動刃具保持部材と、
入力部と出力部とを備えて前記工具ホルダに保持され、出力部において前記可動刃具保持部材に作動的に係合し、前記テーパシート面の加工に必要な運動を与える駆動機構と、
前記アダプタに軸方向に相対移動可能に取り付けられ、前記クランプ部材と前記工具ホルダとが前記特定位相にある状態においては前記駆動機構の入力部と軸方向に嵌合，離脱可能であり、クランプ部材と工具ホルダとが前記係合位相とされた状態では駆動機構の入力部と軸方向に離脱不能に係合する連結部材と
を含む(15)項に記載のバルブシート加工工具装置。
可動刃具保持部材が工具ホルダにテーパシート面の一母線と平行な方向に移動可能に取り付けられる態様が一般的であるが、半径方向の成分を有する方向に相対移動可能に取り付けられればよい。例えば、工具ホルダの半径方向に移動可能に取り付けることも可能である。工具ホルダの軸方向の移動と、その工具ホルダに対する可動刃具保持部材の半径方向の移動との組合わせによって可動刃具保持部材がテーパシート面の一母線と平行な方向に移動するようにすればよいのである。本バルブシート加工工具装置においては、工具ホルダのアダプタに対する着脱操作に伴って、駆動機構の入力部の連結部材への連結，解除も行われるため、複雑な構成のバルブシート加工工具を迅速にバルブシート加工装置に対して着脱することができる。
なお、前記 (3)，(6)ないし(14)項に記載の構成は(15)および(16)項のバルブシート加工工具装置にも適用できる。
（１７）嵌合孔と第１当接面とを備えた第１部材と、
その第１部材の嵌合孔にその嵌合孔の中心線に平行な方向に相対移動可能に嵌合する嵌合突部と、その嵌合突部が前記嵌合孔に嵌合された状態で前記第１当接面と互いに逆向きとなる第２当接面とを備えた第２部材と、
前記第１部材に前記嵌合孔と直交する状態で形成された断面形状が円形の収容孔と、
その収容孔の内周面に外周面において相対回転可能に嵌合し、その外周面に対して偏心した内周面を有する偏心リングと、
その偏心リングの内周面に相対回転可能に嵌合する第１軸部とその第１軸部に対して偏心した第２軸部とを備えた偏心軸部材と、
前記第２部材の前記嵌合突部にその嵌合突部の軸線と直交する状態で設けられ、前記第２軸部の外周面と係合する係合面と、
前記偏心リングの前記収容孔内における回転を許容する状態と防止する状態とをとり得る回転防止装置と
を含み、前記偏心軸部材の回転に伴う前記第２軸部と前記係合面との係合により生じさせられる前記第１部材と前記第２部材との前記嵌合孔の中心線に平行な方向の相対移動によって、前記第１当接面と前記第２当接面とが互いに押し付けられることにより、第１部材と第２部材とが互いに固定される固定装置（請求項５）。
前記 (3)，(6)ないし(14)項に記載の構成は本項の固定装置にも適用できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態であるバルブシート加工工具装置を図面に基づいて詳細に説明する。図１において、１０はアダプタであり、図示しない工作機械の主軸に取り付けられる。アダプタ１０は、段付きの円筒状を成し、主軸の回転軸線に平行な方向（以下、単に軸方向と称する）に貫通する嵌合孔１１が形成されている。アダプタ１０は半径方向外向きのフランジ部１２を備え、その前端面１６と後端面１８とはそれぞれ軸方向に直角な平面とされている。フランジ部１２の前端面１６にはフランジ部１２よりやや小径の嵌合突部２０が形成される一方、後端面１８には取付部２４が形成されている。取付部２４は後端面１８から遠ざかるほど径の小さいテーパ外周面２６を有している。図示は省略するが、工作機械のスピンドル穴は取付部２４のテーパ外周面２６に対応するテーパ内周面を有しており、取付部２４がこのスピンドル穴に嵌合されることにより、主軸に同軸にかつ軸方向に位置決めされて取り付けられる。
【０００９】
図５に示すように、アダプタ１０にはフランジ部１２の前端面１６から後端面１８へ軸方向に貫通するボルト穴２８が等角度間隔に４箇所形成されており、これらボルト穴２８にボルトが挿通されて主軸に形成された雌ねじ穴に締め込まれることにより、アダプタ１０が主軸に固定される。フランジ部１２の前端面１６には、ボルト穴２８とは位相を異にする２箇所にピン穴２９が形成され、いずれか一方に係合ピンが圧入されて、一部が前端面１６から軸方向に突出する状態とされる。
【００１０】
アダプタ１０には、工具ホルダ３２が着脱可能に取り付けられる。工具ホルダ３２のホルダ本体３４は概して円筒状の基部３６と概して円錐状の先端部３７とを有しており、基部３６の後端面３８には、アダプタ１０に設けられた前記係合ピンが係合可能な係合凹部（図示省略）がホルダ本体３４の中心線を中心とする円弧に沿って一定の長さで形成されている。
【００１１】
ホルダ本体３４は、先端部３７のテーパ外周面に沿って先端側ほど軸心に接近する向きに傾斜した傾斜Ｔ溝４０およびその傾斜Ｔ溝４０から軸方向に平行に延びる軸方向溝４２を備えている。傾斜Ｔ溝４０は断面形状がＴ字形であり、互いに直角な複数の溝面を有している。一方、軸方向溝４２は断面形状が矩形である。傾斜Ｔ溝４０および軸方向溝４２には、Ｔ字形スライダ（以下、単にスライダと称する）４４が摺動可能に嵌合されている。スライダ４４は、断面形状が概してＴ字形を成しており、傾斜Ｔ溝４０に嵌合される傾斜部と軸方向溝４２に嵌合される軸方向部とを備えている。
【００１２】
スライダ４４には工具保持部として、軸方向の前端面４８から軸方向に延びる工具保持穴５０が形成されており、バイト５２が嵌合されている。バイト５２の刃具保持部材としてのシャンクが工具保持穴５０に嵌合されているのであり、その先端には刃具としてのスローアウェイチップが保持されている。また、バイト５２のシャンクの後端面には傾斜面が形成されている。スライダ４４の傾斜部には、軸方向と直交する方向に延びて工具保持穴５０に連通する雌ねじ穴５３が形成されており、調整ねじ５４が螺合されている。調整ねじ５４の先端には、バイト５２の傾斜面に対応したテーパ面が形成されている。調整ねじ５４が回転させられてテーパ面の位置が変えられることにより、バイト５２の軸方向位置が変化させられ、チップの切刃の位置が調整されるようになっているのである。
【００１３】
スライダ４４の傾斜部には、スライダ４４の頂面５５から底面４６へ貫通する嵌合穴５６が形成されている。嵌合穴５６には底面４６側から駆動部材５８が嵌合されている。駆動部材５８は、その本体部６０が後述するプランジャ６２の外周面の一部に形成された切欠６４にボルトおよび位置決めピンにより相対移動不能に固定される一方、本体部６０から延び出す係合部６６が傾斜Ｔ溝４０の底面に形成された長穴を貫通してスライダ４４の嵌合穴５６に嵌合されている。この長穴は、傾斜Ｔ溝４０の長手方向に延びており、その方向の係合部６６の移動を許容する。嵌合穴５６の外部への開口は、閉塞部材６８により閉塞されて切粉やクーラント等の侵入が防止されている。
【００１４】
ホルダ本体３４の後端面３８からは、軸方向に延びる有底円筒状のガイド穴７２が形成されている。ガイド穴７２にはプランジャ６２が軸方向に移動可能に嵌合されている。ガイド穴７２の内周面には軸方向に延びるキー溝７４が形成され、プランジャ６２の外周面に固定された駆動部材５８の本体部６０の一部がこのキー溝７４に嵌入させられることにより、プランジャ６２のガイド穴７２内での相対回転が防止されている。
【００１５】
プランジャ６２は概して円筒状を成し、軸方向に貫通する貫通穴７８が形成されている。貫通穴７８の軸方向の中央よりやや後端面８０に近い部分には大径穴部が形成されている。また、貫通穴７８の後端面８０側の開口部には、軸方向に延びて大径穴部に連通する複数個（本実施形態の場合４個）の嵌合溝部が等角度間隔で形成されている。これら大径穴部と嵌合溝部との形成により、貫通穴７８の後部が花弁形係合凹部８４を成している。
【００１６】
主軸側には第１可動軸９０が設けられている。第１可動軸９０は概して円筒状を成し、図示しないアクチュエータにより軸方向に移動させられる。第１可動軸９０はキー９１により主軸に対する相対回転を防止されている。第１可動軸９０の前端部には、プランジャ６２の花弁形係合凹部８４と係合可能な花弁形係合突部９２が形成されている。花弁形係合凹部８４と花弁形係合突部９２とを軸方向にほぼ相対移動不能に係合させることにより、第１可動軸９０がプランジャ６２に連結され、第１可動軸９０の前進，後退によってプランジャ６２がガイド穴７２内を軸方向に摺動させられる。したがって、第１可動軸９０が移動させられるとき、駆動部材５８の係合部６６の外周面とスライダ４４の嵌合穴５６の内周面との間に生じる斜面の効果により、スライダ４４が傾斜Ｔ溝４０に沿って主軸回転軸線に対して傾斜した方向に移動させられる。駆動部材５８が第１可動軸９０の軸方向の移動をスライダ４４の移動に変換するのである。
【００１７】
図２および図３に示すように、ホルダ本体３４において、工具保持穴５０とはそれぞれ位相を異にする２箇所には、工具保持穴１００，１０２が形成され、バイト５２同様、先端にチップを保持したバイト１０４，１０５がそれぞれ嵌合されている。バイト１０４，１０５も調整ねじ１０８，１０９によりチップの切刃の位置が調整されるようになっている。バイト５２，１０４，１０５は、それぞれエンジンのバルブシートのテーパ内周面を加工するものであり、バルブシートの軸方向において互いに隣接する３箇所にそれぞれ角度の異なるテーパ内周面を形成する。このとき、最も精度の要求される中央のテーパ内周面（シート面と称する）はバイト５２により切削される。
【００１８】
ホルダ本体３４の軸線上には、その前端面からガイド穴７２の底面へ貫通する軸方向穴１１０が形成されている。軸方向穴１１０とガイド穴７２およびプランジャ６２の貫通穴７８とは同心とされており、軸方向穴１１０はガイド穴７２および貫通穴７８と連通している。軸方向穴１１０には、ホルダ本体３４の前端部側から、スリーブ１１２が挿入されている。スリーブ１１２にはリーマ１１４が挿通される。ホルダ本体３４には、軸方向と直交する方向に延びて軸方向穴１１０に連通する雌ねじ穴が形成されており、ボルトが締め込まれ、その先端部がスリーブ１１２の周壁に形成された嵌合穴に嵌入させられることにより、スリーブ１１２のホルダ本体３４からの抜け出しおよび相対回転が防止されている。軸方向穴１１０のガイド穴７２への開口端部には、中空円筒状のキャップ１１６が嵌合されている。キャップ１１６はボルトによりガイド穴７２の底面に固定されている。
【００１９】
前記第１可動軸９０内には、第２可動軸１２０が回転不能かつ軸方向に移動可能に嵌合されている。第２可動軸１２０は円筒状を成し、軸方向に延びる工具挿入穴１２１を有している。第２可動軸１２０の後端部は図示しないリーマ移動装置に連結される。工具挿入穴１２１の軸方向の先端部は大径穴部とされており、コレットチャック１２２が配設されている。コレットチャック１２２は、コレット１２４および第１，第２コレット受け１２６，１２８を備えている。コレット１２４は、図１に示すように、大径部１３０と小径部１３２とを有し、大径部１３０側の端面から軸方向に小径部１３２側の端面近傍まで延びるスリットと、小径部１３２側の端面から軸方向に大径部１３０側の端面近傍まで延びるスリットとが、互いに位相を異にする位置に形成されたものであり、軸方向のあらゆる部分において縮径が可能である。また、大径部１３０および小径部１３２の各端部の外周面はそれぞれ、端面側ほど径が漸減するテーパ外周面１３８，１３９とされている。
【００２０】
第１コレット受け１２６は円筒状を成し、コレット１２４の小径部１３２が嵌合されるストレート穴１４０と、テーパ外周面１３９に対応する傾斜のテーパ内周面を備えたテーパ穴１４２とを有する。また、第２コレット受け１２８も同様に円筒状を成し、リーマ１１４のシャンクが嵌合される嵌合孔１４４が形成されるとともに、嵌合孔１４４の前端側には、テーパ外周面１３８に対応する傾斜のテーパ内周面を備えたテーパ穴１４６が形成されている。第１，第２コレット受け１２６，１２８は、工具挿入穴１２１の前記大径穴部内に嵌合されている。コレット１２４は小径部１３２において第１コレット受け１２６に嵌合され、大径部１３０は第２コレット受け１２８のテーパ穴１４６に嵌合されている。
コレットチャック１２２の操作リングは外周面に歯が形成されたギヤ付きナット１５０とされており、ギヤ付きナット１５０の後端部が第２可動軸１２０の内周面に形成された雄ねじ部に螺合され、ギヤ部を備えた先端部が第２可動軸１２０から突出している。ギヤ付きナット１５０はスラストベアリングを介して第１コレット受け１２６と軽快に相対回転可能に当接させられている。
【００２１】
また、ホルダ本体３４には軸方向穴１１０と平行に延びる段付きの嵌合穴１６０が形成されている。嵌合穴１６０は、一端部がガイド穴７２の底面に開口する一方、他端部がホルダ本体３４の先端部に形成された切欠１６２に開口する貫通穴とされている。嵌合穴１６０には、ギヤ部材１６４が回転可能かつ軸方向に移動可能に嵌合されている。ギヤ部材１６４は、ギヤ付きナット１５０と噛み合うギヤ部１６６と軸部１６８とから成っており、軸部１６８が嵌合穴１６０に嵌合されて、その端部が嵌合穴１６０からホルダ本体３４の前端側へ突出させられている。
【００２２】
ギヤ部材１６４の軸部１６８の外周面と嵌合穴１６０の内周面との間にはブッシュ１７０が嵌装されており、ねじ部材１７２により固定されている。また、ブッシュ１７０の前端面と軸部１６８に固定されたスプリングリテーナとの間には弾性部材たる圧縮コイルスプリング１７４が配設されている。したがって、常には、スプリング１７４によりギヤ部１６６がブッシュ１７０を介してホルダ本体３４に当接させられ、ギヤ部材１６４の軸部１６８がホルダ本体３４の切欠１６２内に突出させられている。
【００２３】
また、ギヤ部材１６４の軸部１６８の前端面には、軸方向に延びる工具係合用の六角穴が形成されている。この六角穴に六角レンチ等の回転操作工具を係合させ、スプリング１７４の付勢力に抗してギヤ部材１６４をガイド穴７２側へ移動させることにより、プランジャ６２の貫通穴７８内においてギヤ部１６６が第２可動軸１２０のギヤ付きナット１５０と噛み合わせられる。そして、両者の噛合状態においてギヤ部材１６４が回転させられることにより、ギヤ付きナット１５０が回転させられ、コレット１２４の縮径，拡径が行われる。
【００２４】
リーマ移動装置により第２可動軸１２０が前進させられた状態でスリーブ１１２の前端部からリーマ１１４が挿入され、そのシャンクがキャップ１１６を経て工具挿入穴１２１に嵌入させられた後、ギヤ部材１６４の操作によりギヤ付きナット１５０が第２可動軸１２０の前記雄ねじ部に締め込まれる方向に回転させられ、ギヤ付きナット１５０および第１コレット受け１２６が軸方向へ後退させられるとともに、第１コレット受け１２６によってコレット１２４が第２コレット受け１２８のテーパ穴１４６内へ押し込まれて、コレット１２４が弾性的に縮径させられる。それにより、コレット１２４の内周面にリーマ１１４のシャンクが把持され、リーマ１１４の工具挿入穴１２１からの離脱が防止される。リーマ１１４が第２可動軸１２０に固定された状態で第２可動軸１２０が後退させられれば、リーマ１１４がスリーブ１１２に案内されつつ軸方向に移動し、ホルダ本体３４内に収容される。それに対して、切削加工時には、第２可動軸１２０が前進させられることにより、リーマ１１４の前端部がスリーブ１１２から突出する加工位置へ移動させられる。
【００２５】
図１に二点鎖線で示すように、バルブシートの中央部には、バルブステムを軸方向に摺動可能に保持するバルブガイド１７６が設けられている。本実施形態においては、リーマ１１４によりバルブガイド１７６のガイド孔１７８の内周面の仕上げ加工が行われる。キャップ１１６の内周面にはシール部材が嵌装され、リーマ１１４がホルダ本体３４内に引き込まれる際、リーマ１１４に付着した切粉がガイド穴７２やプランジャ６２内に侵入しないようにされている。
【００２６】
図４に最も明瞭に示されているように、アダプタ１０のフランジ部１２には、直径方向に隔たった２箇所において、嵌合孔１１と直交する状態で収容孔２００，２０２が形成され、嵌合孔１１に連通している。収容孔２００，２０２は円形断面の段付孔であり、外周側が大径孔部２０４、嵌合孔１１側が小径孔部２０６とされている。また、収容孔２００，２０２の外周側には、大径孔部２０４の直径より幅が大きく、かつ軸方向と直交する方向に延びる矩形溝２０７が形成されている。
【００２７】
収容孔２００，２０２内には偏心リング２０８，２１０が相対回転可能に嵌合されている。図６および図７に示すように、偏心リング２０８，２１０は段付きの中空円筒状を成し、その肩面２１２が収容孔２００，２０２の大径孔部２０４と小径孔部２０６との間の段付面２１４に当接することにより偏心リング２０８，２１０の嵌入限度が規定されている。偏心リング２０８，２１０の内周面２１６は外周面２１８に対して偏心しており、偏心リング２０８の内周面２１６には偏心ピン２２０が相対回転可能に嵌合されている。また、偏心リング２１０の内周面２１６にはピン２２２が嵌合されている。
【００２８】
偏心ピン２２０は図８および図９に示すように、概して円柱状を成し、偏心リング２０８の内周面２１６と嵌合する第１軸部２２６と、第１軸部２２６より小径で、かつ、第１軸部２２６の外周面２２７に対して偏心した外周面２２８を有する第２軸部２３０とを備えている。第１軸部２２６の底面２３１が偏心リング２０８の内周面２１６に形成された段付面２３３に当接することにより、偏心ピン２２０の嵌入限度が規定されている。偏心ピン２２０が偏心リング２０８に嵌合された状態で、第２軸部２３０はアダプタ１０の収容孔２００を通過して嵌合孔１１に向かって半径方向内向きに突出している。第１軸部２２６の頂面２３４には、工具係合用の六角穴２３５が形成されており、この六角穴２３５に回転操作工具を係合させて偏心ピン２２０を回転させることができる。偏心ピン２２０が第１軸部２２６の軸線まわりに回転させられることにより、第２軸部２３０は第１軸部２２６の軸線を中心に旋回させられる。また、頂面２３４には、六角穴２３５に隣接してＶ溝２３６が形成されている。Ｖ溝２３６は、第２軸部２３０の外周面２２８が第１軸部２２６の外周面２２７に最も接近した位置に対応する位置において、第１軸部２２６の半径方向に延びており、第２軸部２３０の第１軸部２２６に対する偏心方向を示している。
【００２９】
偏心リング２０８，２１０は、カバー部材２４０により収容孔２００，２０２内での回転および収容孔２００，２０２の段付面２１４からの浮き上がりを防止されるようになっている。偏心リング２０８，２１０のカバー部材２４０と対向する面には、複数のかみ合い歯部２４４が形成されている。かみ合い歯部２４４は、偏心リング２０８，２１０の外周面２１８の中心線を中心として等角度ピッチで形成されている（図７参照）。また、かみ合い歯部２４４の側面である係合面２４６は、溝部２４８の底面に対して直角に形成されている。かみ合い歯部２４４において、偏心リング２０８，２１０の内周面２１６が外周面２１８に最も接近した位置の溝部２４８の底面には、偏心方向を視認できるように塗料が塗布されている（図７にクロスハッチングで図示）。
【００３０】
図１０ないし図１２に示すように、カバー部材２４０は、矩形板であるカバー部２５０を備え、中央部を貫通する円形断面の貫通穴２５２が形成されている。カバー部２５０の表面２５３には、長手方向の両端部ほど裏面２５４側に向かう向きに傾斜させられた傾斜面２５６が形成され、傾斜面２５６には裏面２５４へ貫通するボルト穴２５７が４箇所に形成されている。また、カバー部２５０の裏面２５４側には偏心リング２０８，２１０のかみ合い歯部２４４とかみ合いによる係合が可能な複数のかみ合い歯部２５８が形成されている。かみ合い歯部２５８は、貫通穴２５２の中心線を中心としてかみ合い歯部２４４と等角度ピッチで形成されている（図１２参照）。かみ合い歯部２５８の側面である係合面２６０も、溝部２６２の底面に対して直角に形成されている。カバー部２５０の表面２５３の幅方向の両側には、貫通穴２５２の直径方向に隔たってデッドポイントを示す０マーク２６３とクランプ方向を示す矢印２６４とが設けられている。また、貫通穴２５２は、偏心ピン２２０の第１軸部２２６およびピン２２２の外径よりも僅かに大きい直径を有しており、その内周面には嵌合溝２６５が形成され、止め輪２６６が嵌合されている。
【００３１】
アダプタ１０の収容孔２００内に偏心リング２０８および偏心ピン２２０が嵌合された状態で、カバー部２５０の矢印２６４側がアダプタ１０の前端面１６側に、０マーク２６３側がアダプタ１０の後端面１８側に位置するように矩形溝２０７にカバー部材２４０のカバー部２５０が嵌合され、かみ合い歯部２４４とかみ合い歯部２５８とがかみ合った状態で、カバー部２５０がボルトによりアダプタ１０に固定される。したがって、偏心リング２０８の開口が閉塞されるとともに、偏心リング２０８が収容孔２００内で回転不能となるのである。なお、収容孔２０２内に偏心リング２１０およびピン２２２が収容されてカバー部材２４０が取り付けられる場合においても同様であるため、説明を省略する。
【００３２】
カバー部材２４０の貫通穴２５２の内周面には、偏心ピン２２０の第１軸部２２６およびピン２２２の各頂部が緩く嵌合しており、止め輪２６６とワッシャ２６８とによって、偏心ピン２２０およびピン２２２の抜出しが防止されている。換言すれば、偏心ピン２２０およびピン２２２は、段付面２１４とワッシャ２６８とによって両側から挟まれることにより、自身の軸線に平行な方向の移動を防止されているのである。なお、止め輪２６６およびワッシャ２６８はそれぞれリング状であり、図１３に示すように、偏心ピン２２０およびピン２２２の頂面２３４，２３９はカバー部２５０に形成された開口２６９から視認可能である。
【００３３】
なお、カバー部材２４０をアダプタ１０から取り外すことにより、偏心リング２０８，２１０の回転防止は解除される。したがって、収容孔２００内に偏心リング２０８および偏心ピン２２０が嵌合された状態で、偏心リング２０８をかみ合い歯部２４４の角度ピッチの整数倍の角度回転させることにより、偏心ピン２２０の嵌合孔１１の中心線に平行な方向の位置を変更することができる。
【００３４】
図４および図５に示すように、アダプタ１０の嵌合孔１１には、クランプ部材２７０が嵌合されている。クランプ部材２７０は概して円筒状を成し、軸方向に貫通する貫通穴２７２を有している。クランプ部材２７０は、アダプタ１０内に嵌合される嵌合突部２７４を備えている。嵌合突部２７４の外周面には、図５に示すように、軸方向に長い係合凹部２７６が形成され、アダプタ１０のボルト穴に半径方向から締め込まれたボルト２７７の先端が嵌入することにより、クランプ部材２７０はアダプタ１０に対して一定距離軸方向に移動可能かつ回転不能とされている。嵌合突部２７４にはまた、嵌合穴２７６とは位相を異にする位置において、直径方向に隔たった２箇所に係合凹部２７８，２８０が形成されている。係合凹部２７８，２８０は、本実施形態では軸線と直交する方向に長い長穴とされており、半径方向に貫通して貫通穴２７２に連通している。係合凹部２７８，２８０の、クランプ部材２７０の軸線と直交する方向に形成された両側面２８２，２８４間の距離は、偏心ピン２２０の第２軸部２３０の外周面２２８の直径より僅かに大きくされており、第２軸部２３０が係合凹部２７８に嵌入させられている。したがって、係合凹部２７８は、第２軸部２３０の、軸線と直交する方向の相対移動は許容するが、軸方向の実質的な相対移動は許容しない。
【００３５】
クランプ部材２７０の先端部には、半径方向外向きに突出する複数個（本実施形態の場合４個）の係合突部２８８を備えた花弁形係合突部２９０が形成されている。一方、ホルダ本体３４のガイド穴７２の後端面３８に近い部分には大径穴部２９２が形成され、後端面３８側の開口部には、軸方向に延びて大径穴部２９２に連通する複数個の嵌合溝部が等角度間隔で形成されることにより、ホルダ本体３４のガイド穴７２の後部がクランプ部材２７０の花弁形係合突部２９０に係合可能な花弁形係合凹部２９４を成している。
【００３６】
花弁形係合突部２９０と花弁形係合凹部２９４とが軸方向に離脱不能に係合している係合位相において、図１３に示すように、偏心ピン２２０を矢印２６４の方向（正方向と称する）に、Ｖ溝２３６がデッドポイント２６３の直前の位置、つまり第２軸部２３０の軸線が第１軸部２２６の軸線から側面２８２への垂線上に位置する直前の位置まで回転させれば、第２軸部２３０の外周面２２８が係合凹部２７８の側面２８２に係合してクランプ部材２７０をアダプタ１０に対して後退させ、クランプ力を発生させる。そして、第２軸部２３０の外周面２２８と側面２８２との間および第１軸部２２６の外周面２２７と偏心リング２０８の内周面２１６との間の摩擦力により、偏心ピン２２０が上記位置に維持されることによってクランプ力が維持される。また、花弁形係合突部２９０と花弁形係合凹部２９４とが軸方向に嵌合，離脱可能な特定位相において、偏心ピン２２０を逆方向に回転させれば、第２軸部２３０の外周面２２８が係合凹部２７８の側面２８４に係合し、クランプ部材２７０がアダプタ１０に対して前進させられることによりアンクランプ力が発生させられる。
【００３７】
クランプ部材２７０の内周面には、図４に二点鎖線で示すように、軸方向に延びるキー溝２９６が形成されており、第１可動軸９０の外周面に固定されたキー２９８がこのキー溝２９６に嵌合されることにより、第１可動軸９０がクランプ部材２７０に対して軸方向に摺動可能かつ回転不能となっている。
なお、クランプ部材２７０の花弁形係合突部２９０および第１可動軸９０の花弁形係合突部９２と、ホルダ本体３４の花弁形係合凹部２９４およびプランジャ６２の花弁形係合凹部８４とは、各突部および凹部の位相が一致した状態で相対回転不能とされている。
【００３８】
本実施形態においては、アダプタ１０が第１部材、クランプ部材２７０が第２部材、偏心ピン２２０が偏心軸部材，カバー部材２４０が回転防止部材をそれぞれ構成し、偏心リング２０８，２１０のかみ合い歯部２４４が回転防止用第１係合部，カバー部材２４０のかみ合い歯部２５８が回転防止用第２係合部，これら回転防止用第１係合部と回転防止用第２係合部とが回転防止装置をそれぞれ構成している。また、クランプ部材２７０の花弁形係合突部２９０がクランプ用係合部を構成し、クランプ部材２７０の係合凹部２７８，２８０の両側面２８２，２８４がそれぞれ第１係合面，第２係合面を構成している。これら第１部材，第２部材，偏心軸部材，回転防止部材，回転防止装置，第１係合面としての係合面および、収容孔２００，２０２，偏心リング２０８，２１０が本発明におけるクランプ装置を構成している。また、アダプタ１０の前端面１６が第１当接面、工具ホルダ３２の後端面３８が第２当接面をそれぞれ構成し、スライダ４４が可動刃具保持部材、プランジャ６２が駆動機構、駆動部材５８が駆動機構の出力部、花弁形係合凹部８４が駆動機構の入力部、第１可動軸９０が連結部材をそれぞれ構成している。さらに、カバー部材２４０のカバー部２５０が浮き上がり防止部を構成し、止め輪２６６，ワッシャ２６８，頂面２３４，段付面２３３および底面２３１等が軸方向移動防止装置を構成している。
【００３９】
以上のように構成されたバルブシート加工工具装置における工具ホルダ３２のアダプタ１０への取付けを説明する。
まず、チップを保持したバイト５２をスライダ４４の工具保持穴５０に取り付け、調整ねじ５４を回転させてチップの切刃の軸方向の刃先位置調整を行う。また、同じくチップを保持したバイト１０４，１０５をそれぞれホルダ本体３４の工具保持穴１００，１０２に取り付け、それぞれにおいて、調整ねじ１０８，１０９を回転させてチップの切刃の軸方向の刃先位置を調整する。
【００４０】
次に、第１可動軸９０をアクチュエータにより前進端位置へ前進させた状態で、その第１可動軸９０の花弁形係合突部９２とプランジャ６２の花弁形係合凹部８４、およびクランプ部材２７０の花弁形係合突部２９０とホルダ本体３４の花弁形係合凹部２９４とがそれぞれ軸方向に嵌合，離脱可能である特定位相において、花弁形係合突部９２，２９０と花弁形係合凹部８４，２９４とをそれぞれ軸方向に嵌合させるとともに、ホルダ本体３４の前記係合凹部にアダプタ１０に突設された前記係合ピンを嵌入させる。ホルダ本体３４の後端面３８がアダプタ１０の前端面１６に密着した状態で、ホルダ本体３４とアダプタ１０とを、係合ピンが係合凹部の位置決め端部に当接するまで一定角度回転させれば、花弁形係合突部９２，２９０と花弁形係合凹部８４，２９４とが係合位相となって、プランジャ６２と第１可動軸９０、ホルダ本体３４とクランプ部材２７０とがそれぞれ連結される。
【００４１】
続いて、偏心ピン２２０の六角穴２３５に外部より工具を係合してＶ溝２３６がデッドポイント２６３の直前に来るまで正方向に回転させれば、第２軸部２３０が側面２８２に係合してクランプ部材２７０の嵌合突部２７４がアダプタ１０の嵌合孔１１内に引き込まれ、工具ホルダ３２の後端面３８がアダプタ１０の前端面１６に強く当接させられ、工具ホルダ３２がアダプタ１０にクランプされる。工具ホルダ３２がアダプタ１０を介して主軸に強固に取り付けられるのである。本実施形態においては、Ｖ溝２３６がデッドポイント２６３の直前に位置することを外部から視認することによりクランプ状態を確認できる。通常は、第１可動軸９０が後退端位置へ後退させられており、スライダ４４が後退端位置に保たれる。
【００４２】
第２可動軸１２０をリーマ移動装置により前進端位置に前進させ、プランジャ６２の貫通穴７８内に進入させる。一方、スリーブ１１２の前端部からリーマ１１４を挿入し、それのシャンクをキャップ１１６を経て貫通穴７８内へ進入させ、コレットチャック１２２に嵌入させる。この状態で、ギヤ部材１６４の六角穴に工具を係合させて、スプリング１７４の付勢力に抗してギヤ部材１６４を貫通穴７８側へ移動させ、ギヤ部１６６をコレットチャック１２２のギヤ付きナット１５０と噛み合わせる。そして、ギヤ部材１６４を回転させてギヤ付きナット１５０をコレット１２４を縮径させる方向に回転させることにより、リーマ１１４のシャンクをコレットチャック１２２に把持させる。その後、リーマ移動装置を逆方向に作動させて第２可動軸１２０を後退させ、リーマ１１４を工具ホルダ３２内に収容する。
【００４３】
以上で準備が完了し、バルブシートの各テーパ内周面の切削が行われる。すなわち、主軸および切削工具が回転させられつつ送り装置により軸方向に前進させられ、バイト１０４のチップによりシート面にガイド孔１７８側において隣接するテーパ内周面の切削が行われ、バイト１０５のチップによりシート面にガイド孔１７８とは反対側において隣接するテーパ内周面の切削が行われる。続いて、第１可動軸９０が前進させられてバイト５２のチップによるシート面の切削が行われるとともに、第２可動軸１２０が前進させられてリーマ１１４によるバルブガイド１７６のガイド孔１７８の内周面切削が行われる。このように、シート面の切削加工とバルブガイド１７６のガイド孔１７８の仕上げ加工とが主軸を移動させることなく連続的にまたは並行して行われるため、シート面とガイド孔１７８との同心度が確保される。また、上記のように第１可動軸９０およびプランジャ６２の前進によりシート面が切削される際、スライダ４４が傾斜Ｔ溝４０に沿って、すなわち傾斜Ｔ溝４０の傾斜角度と同じ角度で精度よくシート面を切削する。
【００４４】
工具ホルダ３２を主軸から取り外す際には、まず、ギヤ部材１６４の操作によってコレットチャック１２２を緩め、リーマ１１４を取り外す。リーマ１１４の取外しは必ずしも不可欠ではないが、通常は行われる。次に、偏心ピン２２０をクランプ時とは逆方向に回転させれば、第２軸部２３０が係合凹部２７８の側面２８４に係合してクランプ部材２７０を前進させ、工具ホルダ３２がアダプタ１０から突き離される。その状態において、工具ホルダ３２とアダプタ１０とを取付時とは逆向きに回転させて、花弁形係合突部９２，２９０と花弁形係合凹部８４，２９４とを特定位相とすれば、アダプタ１０，クランプ部材２７０，コレットチャック１２２等を主軸側に残して、工具ホルダ３２を軸方向に取り外すことができる。
【００４５】
以上のようにしてクランプ，アンクランプが繰り返されることにより、偏心ピン２２０の第２軸部２３０の外周面２２８とクランプ部材２７０の係合凹部２７８の側面２８２、および偏心ピン２２０の第１軸部２２６の外周面２２７と偏心リング２０８の内周面２１６の各摺動面が摩耗する。特に、第２軸部２３０の外周面２２８と側面２８２とは、高い面圧下で摺動するため摩耗し易い。摩耗によりＶ溝２３６が、つまり第２軸部２３０がデッドポイントを通過してしまいそうになった場合、図１４に示すように、カバー部材２４０をアダプタ１０から取り外して、偏心リング２０８を相対回転可能にする。そして、偏心リング２０８を第１軸部２２６が係合凹部２７８の側面２８２に接近する向き（図１４においてプラス方向）に回転させれば、第２軸部２３０の外周面２２８や係合凹部２７８の側面２８２の摩耗量に相当する距離だけ第２軸部２３０を側面２８２に接近させることができ、クランプ機能を回復させることができる。その後、カバー部材２４０を再びアダプタ１０に固定すれば、偏心リング２０８の自由な回転が阻止され、クランプ機能が正常に維持される。
【００４６】
本実施形態においては、偏心ピン２２０およびクランプ部材２７０の係合凹部２７８の側面２８２，２８４を含むクランプ装置を簡単な構成で安価に製造することができる。また、第２軸部２３０と側面２８２，２８４との軸方向の相対位置を偏心リング２０８の回転により調整することができるため、簡単な構成でクランプ装置の耐久性を向上させることができる。
【００４７】
また、工具ホルダ３２とクランプ部材２７０との嵌合と一定角度の相対回転、ならびに偏心ピン２２０の回転操作という簡単な操作で工具ホルダ３２をアダプタ１０に取り付けることができるのであり、取外しも逆の簡単な操作により行うことができる。また、ホルダ本体３４のアダプタ１０に対する着脱動作に伴って、プランジャ６２と第１可動軸９０との連結，解除も行われるため、バルブシート加工工具を迅速にバルブシート加工装置に対して着脱できる。
【００４８】
以上の説明においては、偏心リング２０８に偏心ピン２２０が、偏心リング２１０にピン２２２がそれぞれ嵌合されるものとしたが、偏心リング２０８にピン２２２、偏心リング２１０に偏心ピン２２０をそれぞれ嵌合して使用することも可能である。また、直径方向に隔たった２つの部分がほぼ軸対称に構成されているため、回転時の動バランスがよい。しかし、両偏心リング２０８，２１０に偏心ピン２２０をそれぞれ嵌合させてもよい。偏心ピン２２０の第１軸部２２６を偏心リング２０８，２１０に嵌合させ、第２軸部２３０をクランプ部材２７０の係合凹部２７８，２８０にそれぞれ嵌入させれば、直径方向に隔たった２箇所で第２軸部２３０と側面２８２あるいは側面２８４とが係合し、クランプ部材２７０の相対移動をより円滑に行うことができる。ただし、この場合には、工具ホルダ３２の着脱時には、２本の偏心ピン２２０を少しずつ交互に回転させることが望ましい。
【００４９】
偏心リング２０８，２１０のかみ合い歯部２４４とカバー部材２４０のかみ合い歯部２５８との各係合面は、溝部の底面に向かうにつれて互いに接近する向きに傾斜する傾斜面とすることも可能である。このようにすれば、かみ合い歯部２５８とかみ合い歯部２４４とが傾斜面に案内されて容易にかみ合う上、両かみ合い歯部２５８，２４４をしまり嵌合させて、偏心リング２０８，２１０の回転を完全に防止し、偏心ピン２２０によるクランプ状態をより安定に維持することが可能となる。
【００５０】
また、本発明を、図１５および図１６に要部のみを示すように、アダプタ３００と工具ホルダ３０２とがクランプ部材を介さずに直接クランプ，アンクランプされる形態のバルブシート加工工具装置に適用することも可能である。この場合には、図１５に示すように、前記クランプ部材２７０の嵌合突部２７４に対応する工具ホルダ３０２の嵌合突部３０３の外周面に、前記係合凹部２７８に対応する周方向溝３０４とその周方向溝の一端部と嵌合突部３０２の端面３０６との間で軸方向に延びる軸方向溝３０８を形成し、工具ホルダ３００の着脱時に、偏心ピン２２０の第２軸部２３０の軸方向の通過を許容することが必要である。
本実施例においては、アダプタ３００が第１部材、工具ホルダ３０２が第２部材としてそれぞれ機能し、工具ホルダ３０２のアダプタ３００に対する取付け（固定）および取外しが迅速に行われ得るとともに、耐久性のよい固定装置が得られる。
その他、特許請求の範囲を逸脱することなく、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本発明を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クランプ装置を備え、自身も本発明の一実施形態であるバルブシート加工工具装置を示す正面断面図である。
【図２】図１の左側面図である。
【図３】上記バルブシート加工工具装置の工具ホルダを示す正面断面図である。
【図４】上記バルブシート加工工具装置のクランプ装置を示す正面（一部断面）図である。
【図５】図４の左側面図である。
【図６】上記バルブシート加工工具装置の偏心リングを示す正面断面図である。
【図７】図６の平面図である。
【図８】上記バルブシート加工工具装置の偏心ピンを示す正面図である。
【図９】図８の平面図である。
【図１０】上記バルブシート加工工具装置のカバー部材を示す正面断面図である。
【図１１】図１０の平面図である。
【図１２】図１０の底面図である。
【図１３】図４の一部を示す平面図である。
【図１４】図１３においてカバー部材が取り外された状態を示す平面図である。
【図１５】 本発明の別の実施形態である固定装置の一部を示す正面断面図である。
【図１６】図１５に示した工具ホルダの一部を示す平面図である。
【符号の説明】
１０：アダプタ １１：嵌合孔 １６：前端面 ３２：工具ホルダ ３４：ホルダ本体 ３８：後側端面 ２００，２０２：収容孔 ２０８，２１０：偏心リング ２１６：内周面 ２１８：外周面 ２２０：偏心ピン２２６：第１軸部 ２３０：第２軸部 ２４０：カバー部材 ２４４：かみ合い歯部 ２５８：かみ合い歯部 ２７０：クランプ部材 ２７４：嵌合突部 ２７８，２８０：係合凹部 ２８２，２８４：側面 ２９０：花弁形係合突部 ３００：アダプタ ３０２：工具ホルダ ３０３：嵌合突部 ３０４：周方向溝 ３０８：軸方向溝
Claims (5)
- 嵌合孔と第１クランプ面とを備えた第１部材と、
その第１部材の嵌合孔にその嵌合孔の中心線に平行な方向に相対移動可能に嵌合する嵌合突部と、その嵌合突部が前記嵌合孔に嵌合された状態で前記第１クランプ面と互いに逆向きとなる第２クランプ面とを備えた第２部材と、
前記第１部材に前記嵌合孔と直交する状態で形成された断面形状が円形の収容孔と、
その収容孔の内周面に外周面において相対回転可能に嵌合し、その外周面に対して偏心した内周面を有する偏心リングと、
その偏心リングの内周面に相対回転可能に嵌合する第１軸部とその第１軸部に対して偏心した第２軸部とを備えた偏心軸部材と、
前記第２部材の前記嵌合突部にその嵌合突部の軸線と直交する状態で設けられ、前記第２軸部の外周面と係合する係合面と、
前記偏心リングの前記収容孔内における回転を許容する状態と防止する状態とをとり得る回転防止装置と
を含み、前記偏心軸部材の回転に伴う前記第２軸部と前記係合面との係合により生じさせられる前記第１部材と前記第２部材との前記嵌合孔の中心線に平行な方向の相対移動によって、前記第１クランプ面と前記第２クランプ面との間にクランプ対象物をクランプすることを特徴とするクランプ装置。 - 前記第１部材が前記嵌合孔の中心線に直角な前記第１クランプ面を備えた本体部材であり、前記第２部材が、特定位相では前記クランプ対象物と軸方向に嵌合，離脱可能であり、その特定位相から一定角度相対回転した係合位相では前記クランプ対象物と軸方向に離脱不能に係合するクランプ用係合部を備えたクランプ部材であり、そのクランプ用係合部の前記第１クランプ面とは反対向きの面が前記第２クランプ面をなすことを特徴とする請求項１に記載のクランプ装置。
- 前記第２部材が、第１係合面としての前記係合面と、その第１係合面に前記第２軸部の直径より僅かに大きい距離を隔てて対向する状態で形成された第２係合面とを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のクランプ装置。
- 第１当接面とその第１当接面に直角な嵌合孔とを備えて、主軸の先端部に固定されるアダプタと、
エンジンのバルブシートを切削加工するバルブシート加工用の切削刃具を保持するとともに前記第１当接面と当接する第２当接面を備え、前記アダプタに着脱される工具ホルダと、
前記アダプタの嵌合孔にその嵌合孔の中心線に平行な方向に移動可能に嵌合する嵌合突部と、特定位相では前記工具ホルダと軸方向に嵌合，離脱可能であり、その特定位相から一定角度相対回転した係合位相では工具ホルダと軸方向に離脱不能に係合するクランプ用係合部とを備えたクランプ部材と、
前記アダプタに前記嵌合孔と直交する状態で形成された収容孔と、
その収容孔の内周面に外周面において相対回転可能に嵌合して収容孔に収容され、自身の外周面に対して偏心した内周面を有する偏心リングと、
その偏心リングの内周面に相対回転可能に嵌合する第１軸部とその第１軸部に対して偏心した第２軸部とを備えた偏心軸部材と、
前記クランプ部材の前記嵌合突部に、その嵌合突部の軸線と直交する状態で設けられ、前記第２軸部の外周面と係合する係合面と、
前記偏心リングの前記収容孔内における回転を許容する状態と防止する状態とをとり得る回転防止装置と
を含み、前記偏心軸部材の回転に伴う前記第２軸部と前記係合面との係合により生じさせられる前記アダプタと前記クランプ部材との前記嵌合孔の中心線に平行な方向の相対移動によって、前記クランプ用係合部と係合した前記工具ホルダの前記第１当接面が前記アダプタの前記第２当接面に押し付けられることにより、前記工具ホルダが前記アダプタに固定されることを特徴とするバルブシート加工工具装置。 - 嵌合孔と第１当接面とを備えた第１部材と、
その第１部材の嵌合孔にその嵌合孔の中心線に平行な方向に相対移動可能に嵌合する嵌合突部と、その嵌合突部が前記嵌合孔に嵌合された状態で前記第１当接面と互いに逆向きとなる第２当接面とを備えた第２部材と、
前記第１部材に前記嵌合孔と直交する状態で形成された断面形状が円形の収容孔と、
その収容孔の内周面に外周面において相対回転可能に嵌合し、その外周面に対して偏心した内周面を有する偏心リングと、
その偏心リングの内周面に相対回転可能に嵌合する第１軸部とその第１軸部に対して偏心した第２軸部とを備えた偏心軸部材と、
前記第２部材の前記嵌合突部にその嵌合突部の軸線と直交する状態で設けられ、前記第２軸部の外周面と係合する係合面と、
前記偏心リングの前記収容孔内における回転を許容する状態と防止する状態とをとり得る回転防止装置と
を含み、前記偏心軸部材の回転に伴う前記第２軸部と前記係合面との係合により生じさせられる前記第１部材と前記第２部材との前記嵌合孔の中心線に平行な方向の相対移動によって、前記第１当接面と前記第２当接面とが互いに押し付けられることにより、第１部材と第２部材とが互いに固定されることを特徴とする固定装置。
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