JP4248978B2 - 穴加工工具 - Google Patents

Description

本発明は、例えばエンジンのシリンダーヘッドにおけるバルブ穴の開口部（バルブ座）を所定の形状に加工したりするのに用いられる穴加工工具に関するものである。

このようなバルブ穴の開口部を加工する穴加工工具として、本発明の発明者等は、例えば特許文献１において、軸線回りに回転される工具本体の外周に軸線に対して傾斜した切刃を設けるとともに、工具本体の先端には上記軸線に沿って延びるリーマを設け、このリーマによってガイド穴の内径を所定の精度に加工するとともに、該リーマと同軸に回転することとなる上記切刃によって、このバルブ穴の開口部にバルブヘッドが当接するバルブシート面を該ガイド穴と同軸に形成するようにしたものを提案している。

しかして、この特許文献１記載の穴加工工具によれば、従来は上記バルブシート面を加工するのに切刃を上記傾斜に沿ってスライドさせていたため複雑なスライド機構等を要し、これに伴い工作機械にもこのスライド機構を駆動する駆動機構が必要となって専用のものでしか加工ができなかったものを、かかるスライド機構が不要となるので汎用のマシニングセンタ等でも加工が可能となり、近年のエンジンの多バルブ化にも効率的に対応することができる。
特開２００２−５９３１３号公報（第２−１０頁）

ところで、このような穴加工工具においては、加工時に上記切刃に作用する切削抵抗のうちの背分力により工具本体が切刃とは反対側に振られてしまうこととなってビビリ振動が発生し、加工精度の劣化を招くおそれが生じる。しかるに、このような背分力による工具本体の振れを抑えるには、切刃によって加工された加工面に摺接可能な外周面を有するガイドパッドを工具本体の外周にろう付け等により設けて、このガイドパッドにより工具本体を案内しながら加工を行うようにすることが考えられるが、そのような穴加工工具では、加工面にパッド外周面が摺接したところで切刃に所定の切込みが与えられるように、このパッドの位置に合わせて切刃の位置が決定されてしまうため、工具本体へのパッドのろう付け時の誤差などにより複数の穴加工工具の間で切刃位置にばらつきが生じることが避けられない。

しかして、そのような複数の穴加工工具を上述のように汎用のマシニングセンタに交換しながら装着して穴加工を行おうとすると、先の加工で装着された穴加工工具による加工面と後の加工で装着された穴加工工具による加工面とで、個々の加工面の精度は確保されるものの、両加工面の間での精度は損なわれてしまうという問題が生じる。また、このようなガイドパッドは、その外周面が加工面に摺接して工具本体を案内するうちにはこの外周面に摩耗が生じることが避けられず、この摩耗が所定量以上になると工具本体を精度良く案内することができなくなってしまうが、上述のようにパッドがろう付け等によって工具本体に固定的に設けられた穴加工工具では、こうしてパッド外周面が摩耗すると工具本体ごと廃棄せざるを得ず、極めて非経済的であるという問題も生じる。

また、複数の切刃が設置された穴加工工具において、ガイドパッドの設置場所によっては、工具本体に生じるビビリ振動を抑えることができず、加工面の精度が確保できないという問題があった。

本発明は、このような背景の下になされたもので、上述のようにマシニングセンタ等の工作機械で複数の穴加工工具を交換しながら加工を行う場合でも、個々の加工面精度は勿論、これら複数の工具により加工された加工面間の精度も確実に確保することが可能であり、なおかつ経済的な穴加工工具を提供すること、さらに、複数の切刃を有する穴加工工具においても工具本体に生じるビビリ振動を抑えて、加工面の精度を確保することを目的としている。

上記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
請求項１に記載された発明は、軸線回りに回転される工具本体の外周に切刃が設けられて、バルブ穴開口部のバルブシート面を上記切刃により円錐面状に形成するのに用いられる穴加工工具において、上記軸線に対してこの切刃と反対側の工具本体外周には、ガイド面を有するパッドが設けられており、このパッドのガイド面の切刃回転軌跡に対する位置が工具内周側、工具外周側間にて前進又は後退可能に調整手段によって調整可能とされていることを特徴とする。

このような穴加工工具においては、工具本体の外周に、切刃回転軌跡に対して前進又は後退したガイド面を有するガイドパッドが切刃の反対側に設けられているので、このガイド面が切刃による加工面に摺接したところで切刃に所定の切込みを与えることができ、切刃に作用する上記背分力をこのガイドパッドで受け止めて工具本体の振れを防止することができる。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載の穴加工工具において、上記前進又は後退量が調整可能とされたパッドは、上記軸線に対して傾斜した上記ガイド面を有して該軸線方向に進退可能かつ上記工具本体に押圧手段によって押圧されて取り付けられるとともに、上記調整手段は、上記押圧手段による押圧力に抗して上記パッドを進退可能とされていることを特徴とする。

このガイドパッドは、その上記切刃回転軌跡に対する前進又は後退量が調整手段によって調整可能とされているので、複数の穴加工工具間でも、まず切刃の位置を互いに所定の位置となるように設定しておいて、この切刃位置に合わせてガイド面の前進又は後退量とを適当に設定することができ、マシニングセンタ等でこれらの穴加工工具を交換して加工を行っても高精度の加工穴を形成することが可能となる。

ここで、このように上記パッドの前進又は後退量を調整可能とするには、一つに、この前進又は後退量とが調整可能とされたパッドを、上記軸線に対して傾斜した上記ガイド面を有して該軸線方向に進退可能かつ上記工具本体に押圧手段によって押圧することにより取り付けるようにするとともに、上記調整手段は、この押圧手段による押圧力に抗して上記パッドを進退可能とすればよい。

請求項３に記載された発明は、請求項１又は請求項２に記載の穴加工工具において、上記軸線に対する傾斜の異なる複数の上記切刃が設けられていて、このうち少なくとも軸線に対する傾斜の最も小さい切刃の反対側に、上記ガイド面の前進又は後退量が調整可能とされた上記パッドが設けられていることを特徴とする。

上記工具本体に、上記軸線に対する傾斜の異なる複数の上記切刃が設けられている場合には、切刃の傾斜が小さくなるほど加工時に作用する背分力は大きくなって工具本体の振れも大きくなり、これに伴いパッドの位置とこれに案内される切刃の位置との誤差による加工精度の劣化も大きくなるので、上記複数の切刃のうち少なくとも軸線に対する傾斜の最も小さい切刃の反対側に、そのガイド面の前進又は後退量が調整可能とされたパッドが設けられるのが望ましい。勿論、複数のパッドすべてに調整手段が備えられていてもよい。

請求項４に記載された発明は、請求項１又は２に記載の穴加工工具において、上記工具本体には、上記軸線回りに複数の切刃が設けられるとともに、上記軸線に対して上記各切刃と反対側にそれぞれ上記パッドが設けられ、上記切刃のうち、一の切刃が基準切刃とされるとともに上記各パッドのガイド面と上記基準切刃との回転軌跡のクリアランスが、上記基準切刃の位置を基準として、上記軸線回りに工具回転方向と逆方向に漸次大となるように配置されていることを特徴とする。

このような穴加工工具においては、ワーク材質、切削の送り量等の切削条件などにより、上記基準切刃の回転軌跡に対するパッドのガイド面の位置を工具内周側、工具外周側間にて前進又は後退する方向に調整可能である。さらに、軸線方向の複数箇所において、パッドが工具本体を支持することになる。

請求項５に記載された発明は、請求項４に記載の穴加工工具において、上記各パッドの上記ガイド面が上記軸線に対して上記各切刃と上記軸線とのなす角度のうち、最も小さい角度をなす基準切刃により切削される切削面に摺接するように配置されていることを特徴とする。

このような穴加工工具においては、加工の際に、軸線に対して最も切削角度の小さい切刃に大きな背分力が生じる一方で、この切刃が切削した加工面にガイド面が摺接するように形成されていることから、各ガイド面は切削面から上記の背分力を効率よく相殺する応力を受けることになる。

請求項６に記載された発明は、請求項４に記載の穴加工工具において、上記各パッドの上記ガイド面が上記軸線に対して上記各切刃と上記軸線とのなす角度のうち、二番目に小さい角度をなす基準切刃により切削される切削面に摺接するように配置されていることを特徴とする。

このような、穴加工工具においては、各パッドのガイド面が軸線に対して各切刃と軸線とのなす角度のうち、二番目に小さい角度をなす切刃により切削される切削面であるバルブシート面に摺接するようにガイド面が配置され、工具本体を支持することになり、バルブシート面を切削する切刃がぶれ難くなる。

以上説明したように、本発明によれば、工具本体の軸線に対して切刃の反対側に、ガイド面を有するパッドを調整手段によってガイド面の前進又は後退量を調整可能に設けることにより、個々の穴加工工具における加工精度の向上を図ることができるのは勿論、マシニングセンタ等の工作機械においてこのような穴加工工具を交換して加工を行う場合でも、各加工間での加工精度を向上させることができ、さらにはパッドの摩耗によって工具本体ごと廃棄することもなくなって経済的な穴加工を行うことも可能となる。

また、この穴加工工具によれば複数の切刃と複数のパッドを有するものにおいて、パッドの位置を基準切刃の回転軌跡に対するクリアランスが、軸線回りに漸次大きくなるようにすることによって、工具本体に生じるビビリ振動を抑え、加工精度を向上させることができる。

図１ないし図４は、本発明の第１の実施形態を示すものである。

本実施形態において工具本体１は軸線Ｏを中心とした外形略多段の円柱状をなし、その後端部は当該穴加工工具を上記マシニングセンタ等の工作機械の主軸に着脱可能に取り付けるためのＨＳＫ等の取付機構を備えた取付部２とされるとともに、小径とされた先端部の外周には軸線Ｏを挟んで互いに反対側に、切刃３が形成された切刃チップ４とガイド面５が形成されたパッド６とが設けられている。また、この工具本体１内には、上記軸線Ｏに沿ってその先端側にリーマ等の工具（図示略）が取り付けられるブッシュ７が嵌挿されるとともに、後端側にはこのブッシュ７に嵌挿された上記工具を把持するドライバ８が設けられている。
上記切刃チップ４は、超硬合金等の硬質材料により形成されたもので、本実施形態では図４に鎖線で示すように長方形の１の角部が斜めに切り欠かれた偏５角形の平板状をなし、公知のクランプ手段によってカートリッジ９に着脱可能に取り付けられ、このカートリッジ９がクランプネジ１０によって工具本体１に取り付けられることにより、この斜めに切り欠かれた１の角部を工具先端外周側に向けて、工具本体１に取り付けられている。そして、上記切刃３は、この切刃チップ４の上記１の角部に形成されており、従ってその上記軸線Ｏ回りの回転軌跡が該軸線Ｏに対して工具後端側に向かうに従い外周側に向かうように傾斜して配設されることとなる。

一方、上記パッド６も、本実施形態では超硬合金等の硬質材料により形成されて断面方形の概略軸状をなしており、工具本体１先端部外周に形成された軸線Ｏに平行に延びる断面「コ」字状の取付溝１Ａにその長手方向を沿わせるように嵌挿されて着座させられている。ここで、このパッド６の長手方向略中央部には、該長手方向に延びる長円状の取付孔がこの着座状態において軸線Ｏに対する径方向に貫通するように形成されており、この取付孔にはクランプネジ１１が本実施形態における押圧手段として挿通されて上記取付溝１Ａの底面にねじ込まれていて、このクランプネジ１１の頭部によって押圧されることにより、パッド６は、工具本体１の取付溝１Ａに着脱可能に取り付けられ、かつ上記取付孔がなす長円の範囲内において軸線Ｏ方向に進退可能とされる。さらに、上記着座状態においてパッド６の工具先端外周側を向く角部は、上記切刃３が軸線Ｏに対してなす角度θと等しい角度で工具後端側に向かうに従い外周側に向けて傾斜する軸線Ｏを中心とした円錐面状に切り欠かれており、この円錐面が上記ガイド面５とされている。

そして、このパッド６の後端側において工具本体１には調整手段１２が設けられており、この調整手段１２によってパッド６はそのガイド面５の位置が調整可能とされている。ここで、本実施形態における調整手段１２は、工具本体１の上記先端部よりも一段大径とされた中央部に、上記取付溝１１の後端に開口する断面円形の孔部１３が軸線Ｏに平行に形成されて、この孔部１３には、外周にＶ字溝１４Ａが形成された円柱状の押圧ピン１４がパッド６の後端部に当接して嵌挿されるとともに、該工具本体１には上記孔部１３に直交するネジ孔１５が形成されて、このネジ孔１５に、先端が押圧ピン１４の上記Ｖ字溝１４Ａの先端側壁面に摺接可能な円錐状とされた押圧ネジ１６がねじ込まれた構成とされており、こうして先端を上記Ｖ字溝１４Ａの壁面に摺接させつつ押圧ネジ１６をねじ込むことにより、押圧ピン１４が先端側に押し出されてパッド６を先端側に押圧し、押圧手段としての上記クランプネジ１１による押圧力に抗してパッド６が先端側にせり出されて上記ガイド面５の位置が微調整可能とされている。

この場合、パッド６のガイド面５は、切刃回転軌跡に対する位置が工具内周側、工具外周側間にて前進又は後退可能に調整可能となっている。

なお、本実施形態では、上記切刃チップ４が取り付けられたカートリッジ９も、この調整手段１２と同様の構成を有する調整手段１７により、その切刃３の位置が微調整可能とされている。そして、この調整手段１７によって調整された切刃３の回転軌跡に対し、上記パッド６は、そのガイド面５の位置が、図４に示すように次述する当該穴加工工具の送り量よりも僅かに大きな所定の後退量Ｘで工具本体１の軸線Ｏ方向後端側に後退するように、上記調整手段１２によって調整させられる。

このように構成された本実施形態の穴加工工具は、上述のようにマシニングセンタ等の工作機械の主軸に取り付けられて軸線Ｏ回りに工具回転方向Ｔに回転されつつ該軸線Ｏ方向に所定の上記送り量で送り出され、この軸線Ｏ上に中心を有するガイド穴の内周を上記リーマ等の工具によって所定の内径に加工するとともに、図１に鎖線で示すようにこのバルブ穴開口部の上記バルブシート面Ｓを切刃３により円錐面状に形成するのに用いられる。しかして、上記構成の穴加工工具においては、まず上記切刃３の軸線Ｏとは反対側にパッド６が配設されて、このパッド６のガイド面５が切刃３と等しい傾斜角θで該切刃３の回転軌跡に対し後退するように配設可能とされるので、上記シート面Ｓの加工の際には、先行する切刃３によって加工されたシート面Ｓに、後続のガイド面５が切刃３とは軸線Ｏを挟んで反対側で摺接しながら加工が行われることとなり、従ってこの切刃３に作用する切削抵抗の背分力によって工具本体１が切刃３の反対側に振られても、これをパッド６のガイド面５で受け止めて工具本体１を真っ直ぐ案内するように前進させることができ、当該穴加工工具によるシート面Ｓの加工において高い加工精度を得ることができる。

そして、上記穴加工工具においては、このガイド面５が形成されたパッド６が、上記調整手段１２によってそのガイド面５の切刃３回転軌跡に対する上記後退量Ｘが調整可能とされているので、上述のようにまず上記調整手段１７によって切刃３の位置を設定した上で、これに対して所定の後退量Ｘとなるようにパッド６のガイド面５の位置を設定することが可能となる。従って、上記マシニングセンタ等の工作機械において、このような穴加工工具を複数種交換して１つのバルブシート面Ｓを加工する場合や、あるいは多数のバルブシート面Ｓを連続して加工する途中で穴加工工具を交換する場合でも、これらの穴加工工具間でまず切刃３の位置を工作機械の主軸に対して互いに所定の位置となるように設定しておき、これに対してそれぞれパッド６のガイド面５の位置を適正な位置に調整して設定することができるので、このように複数の穴加工工具を交換した前後で加工面精度に誤差が生じたりするのを防ぐことができ、上述のように個々の穴加工工具で高い加工精度が得られることとも相俟って、一連の穴加工作業を通しての加工精度の向上を図ることが可能となる。

また、本実施形態の調整機構１２は、上述のように押圧手段としてのクランプネジ１１で押圧されたパッド６をその押圧力に抗して上記押圧ネジ１６および押圧ピン１４により前進させ、ガイド面５をせり出させてその後退量Ｘを調整するものであるので、シート面Ｓとの摺接によってこのガイド面５が摩耗したときには、さらにガイド面５をせり出させて再び所定の後退量Ｘに調整することが可能であるとともに、この摩耗が大きくなって当該パッド６が使用不可能となったときには、クランプネジ１１を取り外すことでパッド６を摩耗のないものに交換することができ、従って工具本体１や切刃チップ４はそのままで加工を行うことができ、経済的である。加えて、本実施形態ではこのパッド６が超硬合金等の硬質材料により形成されているが、これを材種の異なるものに変更したりする場合や、あるいは加工するバルブシート面Ｓの形状の変更に合わせてパッド６をガイド面５の形状の異なるものに変更したりする場合でも、本実施形態によれば工具本体１等はそのままでパッド６を交換するだけで済み、やはり経済的である。

次に、図５ないし図９は本発明の第２の実施形態を示すものであり、図１ないし図４に示した第１の実施形態と共通する要素には同一の符号を付して説明を省略する。すなわち、この第２の実施形態においては、工具本体１の先端部に、上記軸線Ｏに対して異なる傾斜角α〜γを有する複数（本実施形態では３つ）の切刃３…（３Ａ〜３Ｃ）が周方向に形成され、かつ軸線Ｏ方向には僅かにずらされて、互いの回転軌跡が図９に示すように折れ線状をなして連続するように、切刃チップ４Ａ〜４Ｃに形成されて配設されており、各切刃３…の軸線Ｏを挟んで反対側には、それぞれの切刃３Ａ〜３Ｃとそれぞれ等しい傾斜角α〜γで、かつ互いに等しい後退量Ｘで各切刃３Ａ〜３Ｃの回転軌跡に対し後退するガイド面５Ａ〜５Ｃを有するパッド６Ａ〜６Ｃが設けられている。ここで、上記切刃３Ａ〜３Ｃは、図９に示すように軸線Ｏ方向先端側に位置する切刃３Ａ，３Ｂ，３Ｃの順に該軸線Ｏに対する傾斜角α，β，γが大きくなるようにされており、従ってパッド６Ａ〜６Ｃのガイド面５Ａ〜５Ｃも同様にされる。なお、図９に示すように切刃チップ４Ｂは第１の実施形態と同様に偏５角形平板状であるのに対し、切刃チップ４Ａ，４Ｃは略正三角形平板状とされている。

また、本実施形態における調整手段２０においては、上記取付溝１Ａの後端側に軸線Ｏに垂直な壁面１Ｂが形成されるとともに、パッド６の後端面は工具本体１の内周側に向かうに従い後端側に向かう傾斜面とされ、この壁面１Ｂとパッド６の後端面との間に、この後端面と等しい傾斜で密着する側面とこれとは反対側に上記壁面１Ｂと密着する軸線Ｏに垂直な側面とを備えたクサビ部材２１が挿入されて、このクサビ部材２１が、該クサビ部材２１に螺合するネジ部と工具本体１にねじ込まれるネジ部とが両端に形成された押圧ネジ２２によって工具内周側に押し込まれることにより、押圧手段としてのクランプネジ１１による押圧力に抗してパッド６が前進させられてそのガイド面５がせり出され、後退量Ｘの微調整がなされるように構成されている。なお、この実施形態でも、切刃チップ４に対し、上記調整手段２０と同様の、あるいは第１の実施形態の調整手段１２と同様の構成を有する調整手段を設けるようにしてもよい。

このように構成された第２の実施形態の穴加工工具によれば、工具本体１先端部に複数の切刃３Ａ〜３Ｃが上述のように異なる傾斜角α〜βで回転軌跡が折れ線状に連続するように配設されているので、上記リーマによってガイド穴の内周を加工すると同時に、これと同軸にバルブ穴の開口部に多段状の円錐面を形成することができ、すなわち軸線Ｏ方向中央の切刃３Ｂによってバルブヘッドが当接する上記バルブシート面Ｓを形成するとともに、図９に示すようにその内外周にバルブヘッドに対して逃げとなる面Ｒ，Ｒを形成することが可能となる。そして、この第２の実施形態においても、各切刃３Ａ〜３Ｃの軸線Ｏを挟んで反対側にはパッド６Ａ〜６Ｃのガイド面５Ａ〜５Ｃが後退量Ｘで配設され、これらのガイド面５Ａ〜５Ｃの切刃３Ａ〜３Ｃの回転軌跡に対する後退量Ｘが調整手段２０によって調整可能とされているので、第１の実施形態と同様に個々の穴加工工具における加工精度や穴加工工具を交換したときの工具間の加工精度の向上を図ることができ、またパッド６Ａ〜６Ｃが交換可能であるので経済的でもある。さらに、本実施形態の調整手段２０は、上述のように押圧ネジ２２をねじ込んでクサビ部材２１を工具内周側に押し込むことによりパッド６Ａ〜６Ｃを前進させるものであるので、第１の実施形態の調整手段１２の押圧ピン１４のように軸線Ｏ方向に進退する部材を要することがなく、このためパッド６Ａ〜６Ｃの後端側にかかる部材を進退させる上記孔部１３のような部分を形成するスペースがない場合でも、確実にパッド６を進退させてそのガイド面５の位置を調整することができるという利点も得られる。

ところで、上述のように軸線Ｏに対する傾斜角α〜γの異なる複数の切刃３Ａ〜３Ｃが工具本体１に設けられている場合、これら切刃３Ａ〜３Ｃに作用する背分力は傾斜角α〜γが小さくなるほど大きくなり、従って本実施形態では切刃３Ｃ，３Ｂ，３Ａの順に大きくなって、これに伴い工具本体１の振れも大きくなる。そして、これにより、この工具本体１の振れを抑える上記パッド６Ａ〜６Ｃのガイド面５Ａ〜５Ｃの位置とその反対側の切刃３Ａ〜３Ｃの位置との誤差による加工精度の劣化も、傾斜角αの小さいガイド面５Ａほど大きくなるので、全てのパッド６Ａ〜６Ｃに調整手段２０を設けるスペースが工具本体１にない場合などには、上記複数の切刃３Ａ〜３Ｃのうち少なくとも軸線Ｏに対して最も小さい傾斜角αの切刃３Ａの反対側のパッド６Ａに優先して調整手段２０を設けて、そのガイド面５Ａの後退量Ｘを調整可能とするのが望ましく、これ以降はスペースに応じて傾斜角β，γが大きくなる順に調整手段２０を備えるのが望ましい。勿論、スペースに余裕がある場合は、本実施形態のように全てのパッド６Ａ〜６Ｃに調整手段２０を備えるのが望ましい。

次に、図１０ないし図１２は、本発明の第３の実施形態を示すものであり、これらの図において、図１ないし図４に示した第１の実施形態、図５ないし図９に示した第２の実施形態と共通する要素には、同一符号を付し、その説明を省略する。
ここで、図１０は、本実施形態に係る工具本体の正面図であり、図１１は、切刃３Ａを基準切刃としたときの各パッドのガイド面の位置を示した展開図である。また、図１２は、工具本体を定位置で回転させたときの基準切刃と各パッドとの軌跡を示した図である。

この第３の実施形態は、図９に示された第２の実施形態と同様に、工具本体１の先端部に、軸線Ｏに対して異なる傾斜角（切削角度）α〜γを有する複数（本実施形態では３つ）の切刃３…（３Ａ〜３Ｃ）が周方向に形成され、かつ軸線Ｏ方向には僅かに位置をずらされて、互いの回転軌跡が折れ線状をなして連続するように、切刃チップ４Ａ〜４Ｃに形成され配設されている。

この第３の実施形態では、軸線Ｏを中心として各切刃チップ４…(４Ａ〜４Ｃ)の反対側にそれぞれパッド６…（６Ａ〜６Ｃ）が複数工具外周に設置されている。また、この第３の実施形態では、切刃３…（３Ａ〜３Ｃ）のうち切刃３Ａを基準切刃としている。

図１０に示されるように、パッド６Ｃのガイド面５Ｃ、パッド６Ａのガイド面５Ａ、パッド６Ｂのガイド面５Ｂと、基準切刃である切刃３Ａとの工具回転方向Ｔになす角度は、それぞれθＣ、θＡ，θＢであり、θＣ、θＡ，θＢ（例えば、６０°、１８０°、３００°）の順で、漸次大きくなるように形成されている。
ここで、図１１において、ｌは工具本体１が定位置で一回転したときの基準切刃である切刃３Ｂの軌跡の長さを示し、Ωはリード角を示すものである。また、Ｌは、加工時において工具本体１が１回転したときの切刃３Ａの送り量を示し、ＤＡはバルブシート面の内径を示すものである。
図１１に示されるように、パッド６Ａのガイド面５Ａは、工具本体１の外周上において、切刃３Ａから工具回転方向Ｔの逆方向に長さｌＡの位置であって、切刃３Ａから工具本体１の軸線Ｏ方向後端側に長さＸＡの位置に設置されている。
また、パッド６Ｂのガイド面５Ｂは、工具本体１の外周上において、切刃３Ａから工具回転方向Ｔの逆方向の長さｌＢの位置であって、切刃３Ａから工具本体１の軸線Ｏ方向後端側に長さＸＢの位置に設置されている。
さらに、パッド６Ｃのガイド面５Ｃは、工具本体１の外周上において、切刃３Ａから工具回転方向Ｔの逆方向に長さｌＣの位置であって、切刃３Ａから工具本体１の軸線Ｏ方向後端側に長さＸＣの位置に設置されている。
ここで、ＸＡ〜ＸＣはパッド６Ａ〜６Ｃと基準切刃である切刃３Ａとの回転軌跡のクリアランスを示すものである。
また、工具回転方向Ｔの逆方向に長さｌＡ〜ｌＣと、工具本体１の軸線Ｏ方向後端側に長さＸＡ〜ＸＣとは、互いに比例関係にある。
つまり、工具本体１の外周上において、工具本体１の先端側から螺旋状にパッド６Ｃ、パッド６Ａ、パッド６Ｂが設置されている。

したがって、図１２に示されるように、工具本体１を定位置で回転させたときの切刃チップ４Ｂと各パッド６Ａ〜６Ｃとの軌跡は、漸次軸線Ｏ方向にずれることになる。
即ち、切刃チップ４Ａの切刃３Ａとパッド６Ａのガイド面５Ａとの軌跡の軸線Ｏ方向の距離はＸＡとなり、また、切刃チップ４Ｂの切刃３Ｂとパッド６Ｂのガイド面５Ｂとの軌跡の軸線Ｏ方向の距離はＸＢとなり、さらに、切刃チップ４Ｂの切刃３Ｂとパッド６Ｃのガイド面５Ａとの軌跡の軸線Ｏ方向の距離はＸＣとなる。なお、ＸＣ、ＸＡ、ＸＣの順で、漸次大きくなるように形成されている。

また、図１２に示されるように、各パッド６Ａ〜６Ｃのガイド面５Ａ〜５Ｃと軸線Ｏとのなす角度と、切刃３Ａと軸線Ｏとのなす角度とは、共にαとなるように、ガイド面５Ａ〜５Ｃが設置されている。
このため、各パッド６Ａ〜６Ｃのガイド面５Ａ〜５Ｃは、工具本体１に送りが加えられバルブ穴を加工する際において、切刃３Ａが加工する逃げ面Ｒ１に摺接させられることになる。
したがって、本実施形態に係る穴加工工具は、各パッド６Ａ〜６Ｃのガイド面５Ａ〜５Ｃが軸線Ｏに対して切刃３Ａ〜３Ｃのうち、軸線Ｏとのなす角度の最も小さい切刃である切刃３Ａにより切削される逃げ面Ｒ１に摺接するように配置されている。

上記のように構成された工具本体１を用いて、バルブ穴の開口部に多段状の円錐面を形成する。
ここで、加工工程において各ガイド面５Ａ〜５Ｃのいずれもがバルブシート面Ｓに略接するよう位置させられて、軸線Ｏ回りを回転している。
このため、切刃３Ａ〜３Ｃにそれぞれ背分力が生じたとしても、ガイド面５Ａ〜５Ｃが工具本体１を支えることになり、工具本体１にビビリ振動が生じることを防止することができる。
さらに、上記のように構成された工具本体１を用いてバルブ穴を加工する際には、切刃チップ４Ａ〜４Ｃのうち、切刃チップ４Ａに最も大きな背分力が生じることになる。
その一方で、本実施形態においては、切刃チップ４Ａの切刃３Ａが加工するバルブシート面Ｓに摺接するように、各パッド６Ａ〜６Ｃのガイド面５Ａ〜５Ｃが設置されている。
このため、各パッド６Ａ〜６Ｃのガイド面５Ａ〜５Ｃには、切刃チップ４Ａに生じる背分力を相殺する応力が生じ易いため、工具本体１にビビリ振動が生じ難くされている。
したがって、本実施形態に係る、穴加工工具によれば、バルブ穴の加工時において、ビビリ振動が生じることを防止することができる。
また、本実施形態においては、工具本体１の軸線Ｏ方向にパッド６Ａ〜６Ｃが複数形成されていることから、工具本体１の全体を確実に安定させることができる。
なお、本実施形態でも、パッド６Ａ〜６Ｃが脱着可能であるため、ガイド面５Ａ〜５Ｃが摩耗等した場合においても交換できるので経済的である。

なお、本実施形態においては、各パッド６Ａ〜６Ｃの各ガイド面５Ａ〜５Ｃは、工具本体１の外周において、リード角Ωにより設定される線上より僅かにＹずらされて設置されているが、この場合に限られない。つまり、各ガイド面５Ａ〜５Ｃの位置は、この直線近傍においてワーク材質、切削の送り量などの切削条件に応じて適宜決定してよい。即ち、各ガイド面５Ａ〜５Ｃを図１２に示されるように、各ガイド面５Ａ〜５Ｃをそれぞれ、▼上に配置する場合や、それぞれ■上に配置する場合等が挙げられる。

ここで、図１３〜図１５は、本発明の第４の実施形態を示すものであり、この図において、図１乃至図１２に示された構成要素と共通する構成要素については、同一符号を付してその説明を省略する。図１３は、本実施形態に係る工具本体の正面図であり、図１４は、切刃３Ｂを基準切刃としたときの各パッドのガイド面の位置を示した展開図である。また、図１２は、工具本体を定位置で回転させたときの基準切刃と各パッドとの軌跡を示した図である。
この第４の実施形態は、図９に示された第２の実施形態と同様に、工具本体１の先端部に、軸線Ｏに対して異なる傾斜角（切削角度）α〜γを有する複数（本実施形態では３つ）の切刃３…（３Ａ〜３Ｃ）が周方向に形成され、かつ軸線Ｏ方向には僅かに位置をずらされて、互いの回転軌跡が折れ線状をなして連続するように、切刃チップ４Ａ〜４Ｃに形成され配設されている。また、この第４の実施形態では、切刃３…（３Ａ〜３Ｃ）のうち切刃３Ｂを基準切刃としている。

ここで、図１４に示されるように、パッド６Ａのガイド面５Ａ、パッド６Ｂのガイド面５Ｂ、パッド６Ｃのガイド面５Ｃと、基準切刃である切刃３Ａとの工具回転方向Ｔになす角度は、それぞれφＡ，φＢ，φＣであり、φＡ、φＢ、φＣ（例えば、６０°、１８０°、３００°）の順で、漸次大きくなるように形成されている。
図１４に示されるように、パッド６Ａのガイド面５Ａは、工具本体１の外周上において、切刃３Ａから工具回転方向Ｔの逆方向に長さｌＡの位置であって、切刃３Ａから工具本体１の軸線Ｏ方向後端側に長さＸＡの位置に設置されている。
ここで、パッド６Ｂのガイド面５Ｂは、工具本体１の外周上において、切刃３Ａから工具回転方向Ｔの逆方向の長さｌＢの位置であって、切刃３Ａから工具本体１の軸線Ｏ方向後端側に長さＸＢの位置に設置されている。
さらに、パッド６Ｃのガイド面５Ｃは、工具本体１の外周上において、切刃３Ａから工具回転方向Ｔの逆方向に長さｌＣの位置であって、切刃３Ａから工具本体１の軸線Ｏ方向後端側に長さＸＣの位置に設置されている。
ここで、ＸＡ〜ＸＣはパッド６Ａ〜６Ｃと基準切刃である切刃３Ａとの回転軌跡のクリアランスを示すものである。
また、工具回転方向Ｔの逆方向に長さｌＡ〜ｌＣと、工具本体１の軸線Ｏ方向後端側に長さＸＡ〜ＸＣとは、互いに比例関係にある。
つまり、工具本体１の外周上において、工具本体１の先端側から螺旋状にパッド６Ａ、パッド６Ｂ、パッド６Ｃが設置されている。

また、図１５に示されるように、各パッド６Ａ〜６Ｃのガイド面５Ａ〜５Ｃと軸線Ｏとのなす角度と、切刃３Ａと軸線Ｏとのなす角度とは、共にβとなるように、ガイド面５Ａ〜５Ｃが設置されている。なお、ＤＢは、逃げ面Ｒ１の内径を示すものである。
このため、各パッド６Ａ〜６Ｃのガイド面５Ａ〜５Ｃは、工具本体１に送りが加えられバルブ穴を加工する際において、切刃３Ｂが加工するバルブシート面Ｓに摺接させられることになる。

上記のように形成された穴加工工具においては、バルブ穴を加工する際には、各パッド６Ａ〜６Ｃのガイド面５Ａ〜５Ｃは、バルブシート面Ｓに摺接することから、バルブシート面Ｓを加工する切刃チップ４Ａがぶれ難くなる。
このため、良好なバルブシート面Ｓを形成することがでる。
なお、本実施形態においても、複数のパッド６Ａ〜６Ｃが工具本体１を支持することから、工具本体１にビビリ振動が生じにくいことになる。

以上説明したように、本発明によれば、工具本体の軸線に対して切刃の反対側に、ガイド面を有するパッドを調整手段によってガイド面の前進又は後退量を調整可能に設けることにより、個々の穴加工工具における加工精度の向上を図ることができるのは勿論、マシニングセンタ等の工作機械においてこのような穴加工工具を交換して加工を行う場合でも、各加工間での加工精度を向上させることができ、さらにはパッドの摩耗によって工具本体ごと廃棄することもなくなって経済的な穴加工を行うことも可能となることから、産業上の利用可能性が高いといえる。

本発明の第１の実施形態を示す側断面図である。 図１に示す実施形態を軸線Ｏ方向先端側から見た正面図である。 図１における矢線Ｙ方向視の図である。 図１に示す実施形態のパッド６と切刃チップ４との軸線Ｏ回りの回転軌跡を示す図である。 本発明の第２の実施形態を示す側断面図である。 図５に示す実施形態を軸線Ｏ方向先端側から見た正面図である。 図５における矢線Ｙ方向視の図である。 図５に示す実施形態のパッド６（６Ｂ）と切刃チップ４（４Ｂ）との軸線Ｏ回りの回転軌跡を示す図である。 図５に示す実施形態の複数の切刃チップ４Ａ〜４Ｃの軸線Ｏ回りの回転軌跡を示す図である。 第３の実施形態に係る工具本体の正面図である。 切刃３Ａを基準切刃としたときの各パッドのガイド面の位置を示した展開図である。 工具本体を定位置で回転させたときの基準切刃と各パッドとの軌跡を示した図である。 第４の実施形態に係る工具本体の正面図である。 切刃３Ａを基準切刃としたときの各パッドのガイド面の位置を示した展開図である。 工具本体を定位置で回転させたときの基準切刃と各パッドとの軌跡を示した図である。

符号の説明

１ 工具本体
３（３Ａ〜３Ｃ） 切刃
４（４Ａ〜４Ｃ） 切刃チップ
５（５Ａ〜５Ｃ） ガイド面
６（６Ａ〜６Ｃ） パッド
１１ クランプネジ（押圧手段）
１２，２０ 調整手段
１４ 押圧ピン
１６，２２ 押圧ネジ
２１ クサビ部材
Ｏ 工具本体１の軸線
θ，α，β，γ 切刃３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃの軸線Ｏに対する傾斜角
Ｘ 切刃３の回転軌跡に対するガイド面５の後退量

Claims (6)

1. 軸線回りに回転される工具本体の外周に切刃が設けられて、バルブ穴開口部のバルブシート面を上記切刃により円錐面状に形成するのに用いられる穴加工工具において、上記軸線に対してこの切刃と反対側の工具本体外周には、ガイド面を有するパッドが設けられており、このパッドのガイド面の切刃回転軌跡に対する位置が工具内周側、工具外周側間にて前進又は後退可能に調整手段によって調整可能とされていることを特徴とする穴加工工具。
2. 請求項１に記載の穴加工工具において、
   上記前進又は後退量が調整可能とされたパッドは、上記軸線に対して傾斜した上記ガイド面を有して該軸線方向に進退可能かつ上記工具本体に押圧手段によって押圧されて取り付けられるとともに、上記調整手段は、上記押圧手段による押圧力に抗して上記パッドを進退可能とされていることを特徴とする穴加工工具。
3. 請求項１又は請求項２に記載の穴加工工具において、上記軸線に対する傾斜の異なる複数の上記切刃が設けられていて、このうち少なくとも軸線に対する傾斜の最も小さい切刃の反対側に、上記ガイド面の前進又は後退量が調整可能とされた上記パッドが設けられていることを特徴とする穴加工工具。
4. 請求項１又は２に記載の穴加工工具において、
   上記工具本体には、上記軸線回りに複数の切刃が設けられるとともに、上記軸線に対して上記各切刃と反対側にそれぞれ上記パッドが設けられ、上記切刃のうち、一の切刃が基準切刃とされるとともに上記各パッドのガイド面と上記基準切刃との回転軌跡のクリアランスが、上記基準切刃の位置を基準として、上記軸線回りに工具回転方向と逆方向に漸次大となるように配置されていることを特徴とする穴加工工具。
5. 請求項４に記載の穴加工工具において、
   上記各パッドの上記ガイド面が上記軸線に対して上記各切刃と上記軸線とのなす角度のうち、最も小さい角度をなす基準切刃により切削される切削面に摺接するように配置されていることを特徴とする穴加工工具。
6. 請求項４に記載の穴加工工具において、
   上記各パッドの上記ガイド面が上記軸線に対して上記各切刃と上記軸線とのなす角度のうち、二番目に小さい角度をなす基準切刃により切削される切削面に摺接するように配置されていることを特徴とする穴加工工具。

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