JP6266465B2 - 複合加工工具及びこの複合加工工具を用いた加工方法 - Google Patents

Description

この発明は、例えばエンジンのバルブシートに対するカッターによる切削加工と、バルブガイドに対するリーマによる内径加工とを、共通の工具で行えるようにした複合加工工具及びこれを用いた加工方法に関する。

カッターとリーマを備えた複合加工工具は公知であり、例えば、リーマを工具のヘッドに固定して取付けるとともに、カッターを工具主軸外周に設けた差動機構によりカムを介して移動させるようにして、カッターとリーマにより同時加工するようにしたものもある（従来例１；特許文献１参照）。
また、工具のヘッドにカッターをスライド可能に取付けるとともに、工具主軸内部に設けたピストン機構により、リーマを進退させ、カッターとリーマにより同時加工するようにしたものもある（従来例２；特許文献２参照）。

特許第５２８８９９４号公報 特許第４４９７８８７号公報

従来例１のように、工具のヘッドに対して予めリーマを固定すると、リーマ加工に必要な長さだけリーマを予め工具のヘッドから十分に長く突出させておく必要がある。しかし、このようにリーマを長く突出させておくと、加工中にリーマがたわむことにより、穴曲がりが生じることがある。また、カッターとリーマで同時に加工するので、加工時における刃具の支点が２ケ所になり、ビビリ易くなるため、同軸度や真円度などにおいて加工不良が生じやすくなる。このため精密な加工が難しくなる。
そのうえ、カッターが進退自在になっているため、ガタが生じて精密加工をさらに困難にしていた。また、リーマを長く突出させると折損することがあり、刃具寿命を短くしてしまうことになった。
一方、従来例２のように、リーマを進退自在にすれば、当初のカッターによる加工時はリーマを後退させておき、リーマ加工のときリーマを徐々に前進させるようにすればよいので、このような穴曲がりは生じにくくなる。しかし、リーマとカッターの同時加工のため、従来例１と同様にビビリが生じて高精度の加工が難しくなる。
また、リーマを進退させるためにピストン機構を設けると、ピストンの駆動源を複合加工工具の回転駆動源（例えば、マシニングセンタの加工機主軸動力）と別に設ける必要があるため、装置が大型化してしまう。したがって、リーマを複合加工工具と共通の駆動源により進退させることが望まれる。そのうえクーラントも上記ピストン機構と別に設けなければならず、さらに装置が大型化してしまう。
一方、複合加工工具をマシニングセンタ等の加工機の加工機主軸に取付けて使用する場合には、加工機に長さ方向や径方向における取付寸法の制限があるので、これに適合するよう、複合加工工具の全長を短くして加工機主軸へ取付可能となるようコンパクトにしなければならない。また、上記のように大型化すると加工機主軸への取付けが困難になるので、加工機主軸への取付けが可能となるようにコンパクト化することも望まれている。
本願はこのような要請の実現を目的とする。

上記課題を解決するため請求項１に記載した発明は、
加工機の加工機主軸（１２）へ着脱自在に取付けられてその動力により回転駆動される工具主軸（１１）と、この工具主軸（１１）に設けられた第１の刃具（２２）及び第２の刃具（２８）とを備えた複合加工工具であって、
前記工具主軸（１１）の先端へ着脱自在に取付けられたホルダヘッド（２０）に前記第１の刃具（２２）を一体に設け、
前記第２の刃具（２８）を前記工具主軸（１１）と一体回転可能かつその回転軸線（ＣＬ）上を進退自在に支持したものにおいて、
前記第２の刃具（２８）を保持し、前記工具主軸（１１）へ回転可能に支持され、かつ前記回転軸線（ＣＬ）上を進退可能な刃具ホルダ（５８）と、
この刃具ホルダ（５８）を進退させる送り機構（６１）と、
前記工具主軸（１１）の回転を前記送り機構（６１）へ伝達し、この送り機構（６１）を駆動させるための歯車機構からなる伝達機構（８０）を備えたことを特徴とする。

請求項２に記載した発明は上記請求項１において、
前記伝達機構（８０）は、前記送り機構（６１）を減速回転する遊星歯車機構（８４）を含むことを特徴とする。

請求項３に記載した発明は上記請求項２において、
前記送り機構（６１）は、前記刃具ホルダ（５８）の外周に形成されたネジ軸状の送りネジ（６５）と、この送りネジ（６５）に噛み合うネジが内周に形成された送りネジナット（６２）を備えることを特徴とする。

請求項４に記載した発明は上記請求項３において、
前記遊星歯車機構（８４）は、前記送りネジナット（６２）に設けられた送りネジナットギア（６３ａ）と、これと同軸にその回りを囲んで設けられた内歯ギア（９１）と、これら内歯ギア（９１）と前記送りネジナットギア（６３ａ）の間に設けられたピニオンギア（９２）とを備え、
前記内歯ギア（９１）は、リング状をなして前記工具主軸（１１）の外周へ回転可能に支承されるとともに前記工具主軸（１１）に連結されて回転し、
前記ピニオンギア（９２）は、前記内歯ギア（９１）の内周面に形成された内歯（９１ａ）及び前記送りネジナットギア（６３ａ）と噛み合って自転するとともに、前記送りネジナットギア（６３ａ）に対して公転不能に前記工具主軸（１１）へ固定されていることを特徴とする。

請求項５に記載した発明は上記請求項４において、
前記伝達機構（８０）は、前記工具主軸（１１）の回転を前記遊星歯車機構（８４）へ伝達するための主軸側伝動歯車機構（８２）を備え、
前記主軸側伝動歯車機構（８２）は、前記工具主軸（１１）の外周に設けられ、この工具主軸（１１）と一体に回転するリング状の入力ギア（８６）と、
リング状をなし、前記工具主軸（１１）の外周に設けられ、かつ前記遊星歯車機構（８４）へ接続する出力ギア（８７）と、
これら入力ギア（８６）及び出力ギア（８７）が噛み合う伝達ギア（８８）とからなるとともに、
前記出力ギア（８７）により前記遊星歯車機構（８４）の前記内歯ギア（９１）を回転させることを特徴とする。

請求項６に記載した発明は上記請求項５において、
前記主軸側伝動歯車機構が、前記出力ギア（８７）と前記入力ギア（８６）の歯数を異にする差動歯車機構であることを特徴とする。

請求項７に記載した発明は上記請求項５又は６において、
前記出力ギア（８７）と前記内歯ギア（９１）は、回転軸線方向に沿って隣り合って配置され、連結部材（９０）にて一体化されるとともに、
この連結部材（９０）は所定以上の負荷で破断するようになっていることを特徴とする。

請求項８に記載した発明は上記請求項３において、
前記送り機構（６１）はクラッチ機構（６８）を備え、このクラッチ機構（６８）がオンすると前記送りネジナット（６２）による前記刃具ホルダ（５８）の送りを可能とし、オフすると送りを停止することを特徴とする。

請求項９に記載した発明は上記請求項８において、
前記クラッチ機構（６８）は、前記工具主軸（１１）の前記伝達機構（８０）より後方となるアーバー（１４）の内部へ配設されることを特徴とする。

請求項１０に記載した発明は上記請求項４〜９のいずれか１項において、
前記工具主軸（１１）は、その内部に、前記第１の刃具（２２）及び前記第２の刃具（２８）を冷却するクーラント通路を備え、
このクーラント通路は、前記工具主軸（１１）の後端部に設けられた入り口通路（１４ｃ）を備え、この入り口通路（１４ｃ）は、回転軸線（ＣＬ）上にて前記加工機の加工機主軸（１２）に設けられているクーラント通路に接続し、
前記入り口通路（１４ｃ）から前記工具主軸（１１）の内部を通って前記第１の刃具（２２）及び前記第２の刃具（２８）へクーラントを供給する工具センタースルー形式のクーラント通路を備えるとともに、
この工具センタースルー形式のクーラント通路の一部が、前記内歯ギア（９１）と送りネジナットギア（６３ａ）の間に形成されていることを特徴とする。

請求項１１に記載した発明は、上記請求項１〜１０のいずれか１項に記載した複合加工工具（１０）を用いて、ワーク（３０）内に配置された第１の被加工部（３２）とその中心に位置する第２の被加工部（３４）とを加工する加工方法において、
前記複合加工工具（１０）の回転軸線（ＣＬ）を前記第２の被加工部（３４）の中心に合わせ、前記複合加工工具（１０）を前進させてホルダヘッド（２０）に設けられた第１の刃具（２２）により前記第１の被加工部（３２）を加工する第１工程と、
前記第１の被加工部（３２）の加工終了後、前記第１の刃具（２２）が前記第１の被加工部（３２）から離れる程度に、前記複合加工工具（１０）を若干後退させる第２工程と、
続いて前記第２の刃具（２８）を送り出しながら前記第２の被加工部（３４）を加工する第３工程とを備えたことを特徴とする。

請求項１によれば、工具主軸（１１）の回転を、歯車機構からなる伝達機構（８０）により送り機構（６１）へ伝達し、これを駆動して第２の刃具（２８）を進退させて送り出すようにしたので、第２の刃具（２８）の送り出しを、工具主軸（１１）と同じ一つの駆動源で駆動することが可能になり、装置全体をコンパクト化できる。
さらに、取付寸法に制約のある加工機に対しても取付けて使用することが可能になる。

請求項２によれば、工具主軸（１１）の回転を伝達機構（８０）の遊星歯車機構（８４）により送り機構（６１）へ減速伝達し、第２の刃具（２８）を進退させて送り出すようにしたので、伝達機構（８０）をコンパクトにできる。

請求項３によれば、送り機構（６１）を、刃具ホルダ（５８）の外周に形成されたネジ軸状の送りネジ（６５）と、この送りネジ（６５）に噛み合うネジが内周に形成された送りネジナット（６２）で構成したので、送り機構（６１）を簡単に構成できる。また、工具主軸（１１）の軸心部へ設けることができるので、装置全体をコンパクト化できる。

請求項４によれば、遊星歯車機構（８４）を、送りネジナット（６２）に設けられた送りネジナットギア（６３ａ）と、これと同軸にその回りを囲んで設けられた内歯ギア（９１）と、これら内歯ギア（９１）と送りネジナットギア（６３ａ）の間に設けられたピニオンギア（９２）とを備えたものとし、リング状の内歯ギア（９１）を工具主軸（１１）の外周へ回転可能に支承させた。また、ピニオンギア（９２）を内歯ギア（９１）の内周面に形成された内歯（９１ａ）及び送りネジナットギア（６３ａ）と噛み合って自転するとともに、送りネジナットギア（６３ａ）に対して公転不能に工具主軸（１１）へ固定した。

そこで、内歯ギア（９１）を工具主軸（１１）に連動させて回転させると、ピニオンギア（９２）を介して送りネジナットギア（６３ａ）を減速回転させ、このとき送りネジナットギア（６３ａ）は大きく減速される。したがって、この遊星歯車機構（８４）によれば、内歯ギア（９１）から送りネジナットギア（６３ａ）へ高減速比で回転を伝達でき、コンパクトな装置で高減速比を実現できる。しかも、内歯ギア（９１）をリングギアとして、同じくリングギアの出力ギア（８７）と並設して工具主軸（１１）の外周へ設けるので、伝達機構（８０）全体をさらにコンパクトにでき、装置の全長を短くできる。
また、送りネジナットギア（６３ａ）を遊星歯車機構（８４）の太陽歯車として使用するので、遊星歯車機構（８４）で直接送り機構（６１）の送りネジナット（６２）を回転駆動できる。

請求項５によれば、伝達機構（８０）を主軸側伝動歯車機構（８２）と遊星歯車機構（８４）で構成し、主軸側伝動歯車機構（８２）をリング状の入力ギア（８６）及び出力ギア（８７）とこれらと噛み合う伝達ギア（８８）で構成することによって工具主軸（１１）の外周へ設け、工具主軸（１１）の回転を主軸側伝動歯車機構（８２）の入力ギア（８６）へ入力し、さらに出力ギア（８７）から遊星歯車機構（８４）の内歯ギア（９１）へ入力したので、工具主軸（１１）の回転をコンパクトな歯車機構で遊星歯車機構（８４）へ伝達することができる。さらに遊星歯車機構（８４）で減速してその出力で送りネジナット（６２）を回転駆動できる。
したがって、工具主軸（１１）の回転を大きく減速して送り機構（６１）を駆動させることができるとともに、主軸側伝動歯車機構（８２）を工具主軸（１１）の外周へ設けること並びに主軸側伝動歯車機構（８２）と遊星歯車機構（８４）を組み合わせることにより、高減速を得られるにもかかわらず、伝達機構（８０）全体をコンパクトにでき、装置の全長を短くできる。

請求項６によれば、主軸側伝動歯車機構を、入力ギア（８６）と出力ギア（８７）の歯数が異なる差動歯車機構（８２）としたので、２つの減速機構である、差動歯車機構（８２）と遊星歯車機構（８４）とを組み合わせることになり、より高減速を実現できる。

請求項７によれば、互いにリング状をなし、回転軸線方向へ並設された出力ギア（８７）と内歯ギア（９１）を連結部材（９０）で一体化したので、構造を簡単にでき、装置を長さ方向にてコンパクト化できる。
しかも、連結部材（９０）は所定以上の負荷で破断するようになっているので、送り機構（６１）から過大な負荷がかかったとき、連結部材（９０）が破断して、伝達機構（８０）への大荷重を遮断でき、伝達機構（８０）を保護できる。

請求項８によれば、送り機構（６１）にクラッチ機構（６８）を設けたので、クラッチオンにより、送りネジナット（６２）による刃具ホルダ（５８）の送りを開始し、オフにより、刃具ホルダ（５８）の送り方向の動作を停止する。したがって、送りネジナット（６２）が常時回転しても、第２の刃具による加工が必要なときのみ、クラッチをオンにして刃具ホルダ（５８）を送り出すことができる。

請求項９によれば、クラッチ機構（６８）を工具主軸の後部であるアーバー（１４）内に設けたので、装置全体のコンパクト化を実現できる。

請求項１０によれば、クーラント通路を、工具主軸（１１）の内部に工具センタースルー形式で設け、回転軸線（ＣＬ）上にて加工機主軸（１２）から供給されるクーラントを、工具主軸（１１）の内部を通して第１の刃具（２２）及び第２の刃具（２８）へ供給できるようにしたので、クーラント通路を簡単に設けることができる。
しかも、工具センタースルー形式のクーラント通路の一部が、内歯ギア（９１）と送りネジナットギア（６３ａ）の間に形成されることにより、遊星歯車機構（８４）の構成ギア間における空間を有効利用してコンパクトに形成できる。

請求項１１によれば、複合加工工具（１０）の回転軸線（ＣＬ）上にて、複合加工工具（１０）を第１加工開始位置に置き、さらにここから前進させてホルダヘッド（２０）に設けられた第１の刃具（２２）により第１の被加工部（３２）を加工する第１工程と、
その後複合加工工具（１０）を若干後退させて第１の被加工部（３２）から第１の刃具（２２）を離した第２加工開始位置にする第２工程と、
続いて、複合加工工具（１０）を第２加工開始位置にしたまま、第２の刃具（２８）を送り出しながら第２の被加工部（３４）を加工する第３工程とを備えたので、第１の刃具（２２）と第２の刃具（２８）による加工をそれぞれ別工程とすることができ、各工程の加工時における刃具の支点を１ケ所にするので、ビビリを少なくすることができ、真円度及び同軸度を高くして高精度の加工が可能になる。しかも、複合加工工具（１０）を同軸上で進退させるだけであり、第２工程の後退量は微少で済むため、効率よく加工することができる。また、第３工程において、第２の刃具（２８）を加工深度に応じて送り出すので、第２の刃具（２８）の曲がりによる穴曲がりを防ぐことができ、かつ第２の刃具（２８）の折損を抑制して長寿命化させることができる。

実施形態に係る複合加工工具の正面図 上記複合加工工具の側面図 図２の３−３線断面図 図２の４−４線断面図 図２の５−５線断面図 クラッチ機構の分解斜視図 スライダの平面図 伝達機構を回転軸線方向前方から示す図

以下、エンジンのシリンダヘッドにおけるバルブシートとバルブガイドに対する加工工具であって、バルブシートを加工するカッターと、バルブガイドを加工するリーマを備えた複合加工工具の一例を説明する。以下、前方とは、加工工具の前進方向をいうものとする。

図１及び図２において、この複合加工工具１０は、マシニングセンタ等からなる加工機の加工機主軸ユニット１２へ着脱自在に取付けられ、加工機主軸ユニット１２のスピンドル１２ａにより一体回転されるものであり、ＣＬはスピンドル１２ａ及び複合加工工具１０の各回転軸線である。
複合加工工具１０は回転軸線ＣＬ上にてスピンドル１２ａへ同軸で取付けられ、スピンドル１２ａで駆動される工具主軸１１を備える。工具主軸１１は、同軸で前後に二分され、主軸後部であるアーバー１４と主軸前部１６（後述する図３参照）とを備える。アーバー１４は、スピンドル１２ａへ連結されるテーパー部１４ａを有する。主軸前部１６は、刃具を支持する部分である。
さらに、アーバー１４及び主軸前部１６の結合部外側を覆って設けられるケース１８と、主軸前部１６の前面へ取付けられるホルダヘッド２０を備える。

ホルダヘッド２０の外周部には、カッター２２が周方向へ等間隔で一体に形成されている。ホルダヘッド２０はボルト２４で軸方向前方から複合加工工具１０の主軸前部１６へ取付けられている（図２及び図４参照）。
ホルダヘッド２０の軸心部には、リーマ２８が一体回転自在かつ軸方向へ進退自在に保持されている。

ケース１８の外周部には、位置決めピン１８ａが外方へ突出し、その一部が後方へ延出して、加工機主軸ユニット１２の前端部から前方へ突出する保持部１２ｂと係合することにより、複合加工工具１０が加工機主軸ユニット１２に対して、相対回転不能に位置決めされている。
また、ケース１８には、位置決めピン１８ａとずれた位置にギアカバー１８ｂが突出形成され、ここに後述する差動機構の伝達ギアが収容されている。

複合加工工具１０は、加工機主軸ユニット１２のスピンドル１２ａと一体に回転し、カッター２２によりワーク（シリンダヘッド）３０のシート面３２（第１の被加工部）を切削して仕上げ加工し、さらにリーマ２８を前進させながらバルブガイド３４（第２の被加工部）の内径仕上げ加工を行うようになっている。シート面３２はエンジンのバルブ（図示省略）が着座する部分であり、バルブガイド３４と同軸でその周囲へ広がって形成されている。バルブガイド３４は、バルブのステム（軸部）を摺動案内する円筒孔であり、複合加工工具１０側から見てシート面３２よりも前方の深い位置に形成されている。

以下、図３〜図８により、複合加工工具１０の内部構造を説明する。アーバー１４と主軸前部１６は同軸で前後に配置され、ボルト４０で相互に連結され（図５）、一体回転するようになっている。アーバー１４と主軸前部１６は工具主軸１１をなしている。すなわち、工具主軸１１は、前後に分割され、かつ一体回転可能に連結されている。工具主軸１１の外周にケース１８がベアリング１９で回転可能に支持され、ケース１８の軸方向両端は、工具主軸１１との間をオイルシール１８ｃにてシールされている。

主軸前部１６の前端部にホルダヘッド２０が取付けられている。
ホルダヘッド２０の後方となる主軸前部１６の前部外周にはキャップ４２が配置されている。キャップ４２は、軸方向前方からボルト４４で主軸前部１６へ取付けられている。また、キャップ４２の前端部がホルダヘッド２０の後端部外周にボルト２６及びナット４６で径方向から取付けられている（図３）。
ボルト２６はホルダヘッド２０から径方向外方へ突出し、キャップ４２の前端部を径方向外方へ貫通している。

ホルダヘッド２０の軸心部には、軸方向へ貫通する軸穴５０が設けられ、この中をリーマ２８が貫通し、ベアリング５２、５４にて、軸方向へ進退自在に保持されている。
リーマ２８は、先端の刃部２８ａと、その後方へ長く直線状に延出する丸棒状のシャンク２８ｂを備える。シャンク２８ｂはホルダヘッド２０から主軸前部１６の軸穴５６内へ入っている。シャンク２８ｂの側面には、回転軸線ＣＬと平行で先端が刃部２８ａへ達するガイド溝２８ｃが形成されている。ガイド溝２８ｃは回転軸線ＣＬに沿ってリーマ２８の進退移動を可能にするとともに、ホルダヘッド２０に設けられた凸部（図示省略）と係合してリーマ２８をホルダヘッド２０と一体回転可能にしている。

主軸前部１６の軸穴５６は主軸前部１６の軸心部を貫通して形成され、ホルダヘッド２０の軸穴５０よりも大径である。図３及び図４はリーマ２８が最も後退した状態を示し、この状態ではリーマ２８の刃部２８ａを除くほとんど大部分が軸穴５６内へ長く収容されている。リーマ２８の後端部は軸穴５６の後端部近傍に位置して、リーマホルダ５８の前端部へ接続している。

図３及び図４において、リーマホルダ５８は、回転軸線ＣＬと同軸で軸穴５６より若干長く形成され、その前端部は軸穴５６の後端部内にあり、他の大部分はアーバー１４の軸心部に形成された軸穴６０内へ収容されている。リーマホルダ５８は送り機構６１により回転軸線ＣＬ上を前後方向へ進退するようになっている。
軸穴６０は、軸穴５６と同軸でかつこれよりも若干大径であり、前方へ向かって開放された袋穴である。この軸穴６０には、リーマの送り機構６１やクラッチ機構６８が収容されている。

アーバー１４の後端部に設けられたプルスタット１４ｂには入り口通路１４ｃが設けられている。入り口通路１４ｃはクーラントの入り口通路であって回転軸線ＣＬ上に位置し、ここからカッター２２やリーマ２８の刃先部を冷却するクーラントが供給される。
クーラントはスピンドル１２ａの軸心部からスピンドルセンタースルー形式でプルスタット１４ｂの軸穴である入り口通路１４ｃへ供給され、ここからさらに工具主軸部１１内部に設けられた通路を通って、工具センタースルー形式でホルダヘッド２０側へ供給されるようになっている。

入り口通路１４ｃは、アーバー１４のテーパー部１４ａ内において、そのテーパー形状に沿って斜めに形成された斜め通路１４ｄへ接続する。斜め通路１４ｄはアーバー１４前部の軸穴６０外方を平行に通る横通路１４ｅへ接続し、さらにこの横通路１４ｅは、アーバー１４の前端部で送りネジナット６２の外周に形成された横通路１４ｆへ接続する。

横通路１４ｆは、主軸前部１６及びキャップ４２を連続して通る横通路１６ａ、４２ａへ接続する。横通路４２ａはさらに、内側の主軸前部１６の小径部に形成された横通路１６ｂへ接続する。横通路１６ｂはホルダヘッド２０に形成された軸穴５０へ向かう斜め通路５０ａへ接続している。斜め通路５０ａは軸穴５０の一部を若干拡径してシャンク２８ｂの周囲に形成された間隙５０ｂへ接続する。この間隙５０ｂには、ホルダヘッド２０を径方向へ貫通する吐出孔５０ｃの一端とガイド溝２８ｃが臨んでいる。

したがって、斜め通路５０ａから間隙５０ｂへ入ったクーラントは、吐出孔５０ｃからカッター２２の周囲へ吐出するとともに、ガイド溝２８ｃを通って、リーマ２８の刃部２８ａから前端方向へ吐出する。このようにすると、工具主軸１１内にクーラント通路を設けることができる。しかも、このような工具主軸１１内のクーラント通路は、後述するように、リング状のギアを有する差動機構８２及び遊星歯車機構８４を備えたことにより可能になった。

なお、クーラント通路は図示のもの以外も可能であり、例えば、クーラントをスピンドル１２ａから供給せず、加工機主軸ユニット１２の外部から位置決めピン１８ａへ供給し、さらにこの位置決めピン１８ａから工具主軸１１内部へクーラントを供給する公知の構造を採用することもできる。
また、工具主軸１１内に通路を設けず、複合加工工具１０と別体のクーラント装置を設け、その吐出口をホルダヘッド２０の周囲に配置し、カッター２２及びリーマ２８の近傍へクーラントを外部から供給する公知の構造を採用することもできる。

図３の拡大部に示すように、リーマ２８のシャンク２８ｂにおける後端部は、リーマホルダ５８の前端部に形成された大径部５８ａに差し込まれる。大径部５８ａは軸穴５６内へ摺動可能に収容され、その内部にカラー５８ｂが収容され、カラー５８ｂ内にリーマ２８のシャンク２８ｂにおける後端部が嵌合される。
カラー５８ｂは、側面の外フランジをカラー第１スプリング５８ｃにて前方へ付勢され、
さらに、底面中央部をカラー第２スプリング５８ｅにて前方へ付勢されている。

カラー第２スプリング５８ｅはリーマホルダ５８の軸心部に形成された袋状の軸穴５８ｄ内へ収容されている。カラー第１スプリング５８ｃ及びカラー第２スプリング５８ｅは、リーマ２８の後端部を大径部５８ａ（カラーキャップ５９）へ押しつけて、軸方向のガタを防いでいる。

また、大径部５８ａは、前方からカラーキャップ５９にて閉じられる。カラーキャップ５９はボルト５９ａにて、リーマホルダ５８の前端面へ固定される。カラーキャップ５９によりリーマ２８のシャンク２８ｂにおける後端部が回り止め及び抜け止めされた状態で連結される。

この連結構造は、カラーキャップ５９の回り止め孔とリーマ２８のシャンク２８ｂにおける後端部に形成された異形断面部により構成される。カラーキャップ５９の中心部には、例えば、Ｄ字状の孔からなる非円形の回り止め孔が設けられている。一方、リーマ２８のシャンク２８ｂにおける後端部は回り止め孔を通過可能なＤ字状の異形断面をなすように側面を切り欠かれ、さらにこの切り欠き面の一部から連続して係合溝が周方向に略１／４周長程度の長さで形成されている。

そこで、リーマ２８のシャンク２８ｂにおける後端部をカラーキャップ５９の回り止め孔に貫通させてから、リーマ２８を略１／４回転させることにより、係合溝が回り止め孔に係合して回り止め及び抜け止めされた状態となり、リーマ２８はリーマホルダ５８へ迅速かつ簡単に連結されて固定される。リーマホルダ５８はリーマ２８が連結一体化されると、リーマ２８と一体に回転する。

次に、送り機構６１について説明する。図４の拡大部に示すように、送り機構６１は加工機主軸ユニット１２におけるスピンドル１２ａの回転を伝達機構８０及びクラッチ機構６８を介して減速して回転する送りネジナット６２と、リーマホルダ５８の大径部５８ａに続く軸部６４の外周に形成された送りネジ６５により構成される。軸部６４はネジ軸状をなし、送りネジナット６２を貫通している。送りネジナット６２の内周面には送りネジ６５と噛み合うネジ６３ｂが形成されている。

送りネジナット６２の回転により、リーマホルダ５８が軸方向へ進退自在になっている。
但し、クラッチ機構６８において、クラッチオフのときは、送りネジ６５に常時噛み合う送りネジナット６２の回転にもかかわらず、リーマホルダ５８は送り出されない。クラッチオンのときのみ、リーマホルダ５８が送り出される。

図４の拡大部に示すように、送りネジナット６２は大径部６２ａと小径部６２ｂが連続一体に形成された筒状部材であり、大径部６２ａの外周には、送りネジナットギア６３ａが形成される。小径部６２ｂはリーマホルダ５８の軸部６４に外嵌し、内周部のネジ６３ｂは軸部６４に形成された送りネジ６５と噛み合っている。

なお、本実施形態の送りネジ６５は右ネジとして形成されている。ここで、回転軸前方に向かって右回転を正転、左回転を逆転とすると、送りネジ６５は送りネジナット６２の逆転により前進する。送りネジ６５のピッチは４ｍｍになっている。但し、ネジの方向及びピッチは任意に設定できる。

次に、クラッチ機構を説明する。図６はクラッチ機構６８の分解斜視図であり、リーマホルダ５８が内側を摺動する略円筒状のスライダ７０と、その前後に設けられる第１クラッチスプリング７２、第２クラッチスプリング７４及びリーマホルダ５８の後端に設けられ、スライダ７０の軸方向に設けられたスリット７０ｃ内を軸方向へ移動するラチェットピン６６とを備える。ラチェットピン６６がスリット７０ｃ内へ入っているときクラッチオンとなり、送りネジナット６２によるリーマ２８の送り出しが開始される。ラチェットピン６６がスリット７０ｃから出るとクラッチオフとなり、リーマ２８の送り出しが停止される。

リーマホルダ５８は予めその後端部へラチェットピン６６をボルト６７により固定してあり、このラチェットピン６６をスリット７０ｃへ入れて、リーマホルダ５８の軸部６４をスライダ７０に貫通させて通し、さらに、第１クラッチスプリング７２をスライダ７０の前部側へ外嵌し、第２クラッチスプリング７４をスライダ７０の後部側へ外嵌している。
なお、スリット７０ｃはスライダ７０の全長に亘って形成され、その長さは、リーマ２８の最大送り量、すなわちリーマホルダ５８の軸部６４の長さとほぼ同じである。

ラチェットピン６６は、リーマホルダ５８の後端部へ取付けられる本体部６６ａから径方向外方へ一体に突出形成されている。ラチェットピン６６の幅はスリット７０ｃへ入って回転を規制されながら長さ方向へ摺動できる程度である。ラチェットピン６６の径方向突出高さは、リーマホルダ５８へ取付けた状態で、リーマホルダ５８の軸心からスライダ７０の大径部７０ｂの内周面へ達する程度である。

ラチェットピン６６の本体部６６ａは前部が側面視で略コ字状に形成され、一対の前方突出部６６ｂが形成され、リーマホルダ５８の軸端部外周を部分的に平面とした平面部５８ｆへ嵌合して回り止めをなすようになっている。これにより、ボルト６７にてリーマホルダ５８へ固定した状態で長期使用しても脱落しない程度の十分な耐久性が得られている。

スライダ７０は、小径部７０ａと大径部７０ｂからなる全体として略円筒状の部材である。小径部７０ａはその一部を長さ方向へカットして両端部側を開放させた形状をなし、この開放部分がスリット７０ｃをなす。スライダ７０の長さ方向中間部は厚肉の大径部７０ｂをなし、スリット７０ｃの上方を覆って径方向外方へ突出するストッパ部をなしている。
大径部７０ｂの内周面にも、左右のスリット７０ｃと連続する同幅の溝が軸方向へ形成されている。スリット７０ｃはラチェットピン６６を回転不能状態にしつつ、大径部７０ｂの内側を通って軸方向へ進退移動させるためのガイド溝である。

図３に示すように、第１クラッチスプリング７２は、送りネジナット６２と大径部７０ｂの前端部との間に軸穴６０の内周面に沿って配置され、スライダ７０を後方へ付勢している。第２クラッチスプリング７４は、軸穴６０の後端部と大径部７０ｂの後端部との間に軸穴６０の内周面に沿って設けられ、スライダ７０を前方へ付勢している。

スライダ７０の大径部７０ｂにおけるスリット７０ｃと反対側の部分には、径方向外方へ突出するガイドピン７６が設けられている。ガイドピン７６は、アーバー１４に形成された軸方向の長穴７８内へ入り、スライダ７０を若干量前後方向へ移動可能にするとともににアーバー１４に対して相対回転不能にしている。その結果、スライダ７０はアーバー１４と常時一体に回転する。

図３中の符号７７はスライダ７０の回り止め部材であり、ガイドピン７６でスライダ７０の大径部７０ｂ底部に固定される。７９は長穴７８を覆う蓋であり、ボルトでアーバー１４の底部に固定される。図６中の拡大部Ｄは、スライダ７０の大径部７０ｂ底部に対するガイドピン７６の取付構造を断面で示してある。大径部７０ｂの底部には、回り止め部材７７用の凹部７７ａが形成され、その中にガイドピン７６のナット穴７６ａが形成されている。回り止め部材７７を凹部７７ａへ嵌合した状態でガイドピン７６をナット穴７６ａへ締結することにより、回り止め部材７７がガイドピン７６で固定される。

したがって、アーバー１４に対して回転方向を固定されたスライダ７０に対して、そのスリット７０ｃへラチェットピン６６が入ってクラッチオンとなると、リーマホルダ５８はスライダ７０に対して回転不能になり、相対的に自由な回転を規制されるため、送りネジナット６２の回転によって、その回転がリーマホルダ５８へ軸方向の直線運動に変えて伝達され、リーマホルダ５８が軸方向へ送り出されることになる。

一方、スリット７０ｃからラチェットピン６６が出たクラッチオフの状態では、リーマホルダ５８はスライダ７０に対して相対的に自由な回転が可能となるから、送りネジナット６２が回転しても、リーマホルダ５８は一緒に空転することになり、軸方向の直線運動が伝達されないので、送り出されない。

クラッチオンの状態では、リーマホルダ５８は、図５に示す最前進位置まで送り出し可能である。この最前進位置では、ホルダヘッド２０から突出するリーマ２８の突出量が最大となる。このとき、ラチェットピン６６はスライダ７０の前側端面７０ｄから前方へ出てクラッチオフとなり、リーマホルダ５８は前進が停止される。このため、リーマホルダ５８は所定の前進位置で駆動系から切り離されるので、加工孔の深さが異なっても、送り量をシビアに管理する必要がなく、送り量の管理が容易になる。

図７はスライダ７０の平面図である。この図において、スライダ７０の長さ方向両端の端面７０ｄは、ラチェットピン６６をスリット７０ｃへ入りやすくするための、平面視で略Ｓ字状をなす導入促進面になっている。これを図右側の端面７０ｄについて説明する。端面７０ｄはスリット７０ｃにて分断され、スリット７０ｃに臨む２つの端点７０ｅ及び７０ｆをなす。これらの端点７０ｅ及び端点７０ｆは、平面視で軸方向に相対的にずれており、図示で上側の端点７０ｆが下側の端点７０ｅよりも軸方向内側（スライダ７０の長さ方向中間点側）に位置する。

端面７０ｄは下側の端点７０ｅから上側の端点７０ｆに向かって、軸方向位置が次第に軸方向内側となるように連続的に変化している。このため、両端点７０ｅ及び端点７０ｆを結ぶ端面７０ｄの平面視形状は略Ｓ字状になる（正確には、図示状態はＳ字を鏡像反転させたような形状になっている。但し、このようなものを含めて略Ｓ字状という）。
なお、図左側の端面７０ｄは、右側と対称的に形成され、下側の端点７０ｅが上側の端点７０ｆよりも軸方向内側へ位置するようになっている。

このように、端面７０ｄを平面視で略Ｓ字状をなすようにすると、ラチェットピン６６に対するスリット７０ｃへの導入促進面にすることができる。すなわち、ラチェットピン６６がスライダ７０の後方へ出たクラッチオフの状態において、ラチェットピン６６が端面７０ｄ上を相対的に移動するとき、平面視形状が略Ｓ字状をなす端面７０ｄに案内されるためスリット７０ｃ内へ導入され易くなる。

これを図によりさらに説明すると、図中に（Ａ）を付けて仮想線で示すように、ラチェットピン６６が端面７０ｄに接しているとき、アーバー１４と一体回転するスライダ７０と、減速回転する送りネジナット６２に噛み合うリーマホルダ５８との間に回転速度の相違が生じると、ラチェットピン６６は端面７０ｄ上を相対的に摺動するが、スリット７０ｃに臨むと、（Ｂ）を付けて示すように、軸方向にずれた端点７０ｅ及び端点７０ｆの段差部へ当接し、ここでスリット７０ｃへ入りこみ、（Ｃ）を付けて示すようにクラッチオンの状態になる。

このとき、スライダ７０はガイドピン７６がアーバー１４に形成された軸方向の長穴７８内を軸方向へ移動できるため、軸方向へ若干量進退移動してラチェットピン６６をスリット７０ｃへさらに入り込み易くしている。また、スライダ７０は、一時的に軸方向へ移動しても、第１クラッチスプリング７２及び第２クラッチスプリング７４により、常時中立位置へ戻される。

次に伝達機構８０について説明する。
図８は伝達機構８０を回転軸線方向前方から示す図である。伝達機構８０は差動機構８２と遊星歯車機構８４を備える。差動機構８２は工具主軸１１の回転を遊星歯車機構８４へ伝達するための主軸側伝動歯車機構であり、主軸前部１６の外周へ一体回転可能に固定された入力ギア８６と、これよりわずかに歯数が少なくアーバー１４の前端部外周へ回転可能に支承された出力ギア８７と、これらが噛み合う伝達ギア８８とからなる。これらのギアは平歯車で構成されている。伝達ギア８８は、ギアカバー１８ｂに対して中心軸ＣＬと平行の中間軸８９にて固定されている（図４）。

入力ギア８６は主軸前部１６と一体であって、その回転方向及び回転数は主軸前部１６の回転数すなわちスピンドル１２ａの回転方向及び回転数と同じである。出力ギア８７は入力ギア８６と同じ方向へ歯数差に応じて減速回転される。したがって、スピンドル１２ａが正転すると、入力ギア８６は正転し、伝達ギア８８は逆転し、出力ギア８７は減速して正転する。

遊星歯車機構８４は、出力ギア８７とボルト９０にて一体化された内歯ギア９１と、これと噛み合うピニオンギア９２と、ピニオンギア９２が噛み合う送りネジナットギア６３ａとで構成される。内歯ギア９１には内歯９１ａが形成され、この内歯にピニオンギア９２が噛み合っている。ピニオンギア９２は、中間軸９３にてアーバー１４へ固定される。
出力ギア８７と内歯ギア９１とをボルト９０にて連結一体化することで、差動機構８２と遊星歯車機構８４とを容易に一体化できる。なお、連結部材はボルト９０に限らず適宜使用できる。内歯ギア９１と送りネジナットギア６３ａとの間に形成される空間には工具センタースルー形式のクーラント通路の一部である横通路１４ｆが形成されている。

この遊星歯車機構８４では、内歯ギア９１が入力ギアとなり、ピニオンギア９２は自転のみ可能であり、中間軸９３がアーバー１４へ固定されるため送りネジナットギア６３ａの周囲を公転しないようになっているので、アイドルギアとして機能し、送りネジナットギア６３ａを内歯ギア９１と逆方向へ減速回転させる。
このとき、内歯ギア９１が出力ギア８７と一体に正転すると、ピニオンギア９２も正転し、送りネジナットギア６３ａは減速して逆転する。

この伝達機構８０は、スピンドル１２ａの回転を送り機構６１の送りネジナットギア６３ａへ減速して逆回転で伝達するものである。送りネジナットギア６３ａが減速して逆転すると、送りネジナット６２も一体に逆回転し、そのネジ６３ｂがリーマホルダ５８の右ネジである送りネジ６５と噛み合うことにより、リーマホルダ５８を前進させる（クラッチオンのとき）。

この伝達機構８０における総減速比は、（送りネジナットギア６３ａの回転数）／（主軸前部１６の回転数）であり、例えば、主軸前部１６（スピンドル１２ａ）の回転数が４０００回転／分のとき、送りネジナットギア６３ａの回転数を１３０回転／分程度に減速可能である。このときの減速比は１３／４００となり、高減速比が得られる。なお、減速比の値が著しく小さい（例えば、１／１０以下）ことを高減速比といい、このような高減速比となる減速を高減速ということにする。

また、差動機構８２と遊星歯車機構８４を組み合わせ、かつ差動機構８２の入力ギア８６を前方、出力ギア８７を後方へ配置し、出力ギア８７と遊星歯車機構８４の内歯ギア９１を隣り合わせに併設して一体化できたので、伝達機構８０を工具主軸１１の前半部側へ配置し、送り機構６１を前方よりに配置でき、装置全体の長さ方向寸法を短縮してコンパクト化できる。

なお、送りネジナット６２のリードが４ｍｍのため、リーマホルダ５８の送り速度（すなわちリーマ２８の送り速度）は、４ｍｍ×１３／４００＝０．１３ｍｍ／回転として、リーマ２８の送り速度を速いものにすることができる。

次に、この複合加工工具１０を用いた加工方法について説明する。
まず図１において、複合加工工具１０のアーバー１４をスピンドル１２ａへ取付け、回転軸線ＣＬをワーク３０のシート面３２に合わせ、加工機主軸ユニット１２を前進させて、ホルダヘッド２０をシート面３２近傍に位置させる。この位置をカッター加工開始位置（第１加工開始位置）とする。
続いて、複合加工工具１０をスピンドル１２ａと一体回転させ、カッター加工開始位置より加工機主軸ユニット１２をさらに前進させ、カッター２２にてシート面３２を仕上げ加工する（第１工程）。

このとき、リーマ２８を予め後退位置にしておくことで、図３に示すように、リーマホルダ５８は最も後退した位置にあり、ラチェットピン６６はスライダ７０の後端からスリット７０ｃ内へ入って、クラッチオン状態となっている。したがって、カッター２２による加工の間、リーマ２８は送り出されて前進状態にある。

なお、複合加工工具１０が回転中は、リーマ２８が複合加工工具１０と一体に回転し、リーマ２８と一体にリーマホルダ５８も回転している。このため、シート面３２の加工中にラチェットピン６６がスリット７０ｃへ入りこんでクラッチオンになっている。このとき送りネジナット６２も減速回転しているので、リーマホルダ５８の送り出しが開始され、リーマ２８が若干前方へ送り出される。しかし、バルブガイド３４はシート面より深い位置にあるので、シート面加工終了までにリーマ２８の刃部２８ａがバルブガイド３４へ到達しないようになっている。

シート面３２の加工が終了すると、加工機主軸ユニット１２を若干量（例えば、約１ｍｍ）後退させ、カッター２２をシート面３２から離す（第２工程）。このときリーマ２８の刃部２８ａはバルブガイド３４の軸線上にある。このときのホルダヘッド２０先端の位置をリーマ加工開始位置（第２加工開始位置）ということにする。なお、リーマ加工開始位置において、リーマ２８が既に送り出されているので、リーマ２８の刃部２８ａ先端がバルブガイド３４に近づいている。

このリーマ加工開始位置にて、加工機主軸ユニット１２及び複合加工工具１０の位置をそのままに固定して、リーマ２８を回転及び前進させて、バルブガイド３４に対するリーマ加工を開始する（第３工程）。このときラチェットピン６６がスリット７０ｃへ入ってクラッチがオンになり、送りネジナット６２の回転により送り出され、リーマ２８がバルブガイド３４内へ入り込んで、バルブガイド３４穴内面の仕上げ加工を行う。リーマ２８による加工は、バルブガイド３４の手前側（ホルダヘッド２０側）から前方へ向かって次第に深い部分へと移って行くが、リーマ２８は加工場所が前方へ移るにしたがって次第に前方へ送り出され、リーマ２８がホルダヘッド２０から伸び出す長さも長くなる。

しかし、ホルダヘッド２０の先端部は、バルブガイド３４の手前側端部に近接したリーマ加工開始位置にあって、その位置は不動であるから、送り出されたリーマ２８の殆ど全部がバルブガイド３４内に位置し、撓みにくくなっているので、穴曲がりを生じにくくなる。また、カッター加工とリーマ加工を時系列的に異なる独立工程として、同軸上で連続的におこなうので、刃具の支点が複数になることもなく、高い同軸度及び真円度を有する高精度の加工が可能になる。

リーマ２８による加工が終了すると、加工機主軸ユニット１２が後退し、複合加工工具１０を例えば、カッター加工開始位置まで後退させ、続いてスピンドル１２ａを逆転させることにより、複合加工工具１０を逆転させる。
これにより、送りネジナット６２が正転するため、リーマホルダ５８は後退し、やがてラチェットピン６６が長さ方向両端面７０ｄから外れてスライダ７０の後方へ出ると、クラッチオフの状態となる。この状態でスピンドル１２ａは回転を停止し、全加工が終了する。

次に、本実施形態の作用を説明する。
図１に示すように、工具主軸１１にカッター２２（第１の刃具）とリーマ２８（第２の刃具）を同軸で設け、同軸上において、まず、カッター２２によるシート面３２の加工をおこない、その後、リーマ２８によるバルブガイド３４の加工をおこなうようにした。このため、複合加工工具１０でありながら、カッター２２とリーマ２８による同時加工をおこなわないため、加工時における刃具の支点が一つとなり、同時加工のように、カッター２２の支点とリーマ２８の支点が同時に生じないので、ビビリが少なくなり、高精度の加工が可能になる。

そのうえ、カッター２２をホルダヘッド２０と一体に設けたので、ガタなしで加工でき、シート面３２を高精度に仕上げることができる。
しかも、加工深さに応じてリーマ２８を送り出しながら加工するので、軸の曲がりを生じずにバルブガイド３４を内径加工でき、高い同軸度及び真円度の仕上げ加工が可能になる。

また、図３等に示すように、加工機の加工機主軸ユニット１２により回転駆動される工具主軸１１の回転を伝達機構８０の歯車機構により送り機構６１へ減速伝達し、リーマホルダ５８を進退させて所定速さで送り出すようにしたので、リーマ２８（第２の刃具）の送り出しを、工具主軸１１と同じ一つの駆動源で駆動することが可能になり、装置全体をコンパクト化でき、取付寸法に制約がある加工機に対しても取付けて使用することが可能になる。

また、伝達機構８０を差動機構８２と遊星歯車機構８４からなる歯車機構で構成したので、高減速を得られるにもかかわらず、伝達機構８０全体をコンパクトにでき、装置の全長を短くできる。
特に、遊星歯車機構８４を採用することにより、高減速でかつ工具主軸１１全体をコンパクトにできる伝達機構が可能になった。
しかも、差動機構８２をリング状の入力ギア８６及び出力ギア８７とこれらと噛み合う伝達ギア８８で構成することによって工具主軸１１の外周へ設けることができ、この、出力ギア８７を遊星歯車機構８４の内歯ギアへ連結したので、伝達機構８０をコンパクトに配置できる。

また、遊星歯車機構８４を、内歯ギア９１の内歯９１ａとピニオンギア９２及び送りネジナットギア６３ａで構成し、ピニオンギア９２を自転可能かつ工具主軸１１に対して公転不能に固定してアイドルギアとし、内歯ギア９１から送りネジナットギア６３ａへ高減速比で回転を伝達するようにしたので、コンパクトな装置で高減速比を実現できる。
しかも、内歯ギア９１をリングギアとして、同じくリングギアの出力ギア８７と並設して工具主軸１１の外周へ設けるので、伝達機構８０全体をさらにコンパクトにでき、装置の全長を短くできる。

このとき、出力ギア８７と内歯ギア９１をボルト（連結部材）９０で一体化したので、構造を簡単にでき、装置を長さ方向にてさらにコンパクト化できる。
しかも、このボルト９０を樹脂製として所定の大荷重で破断される軟式材料ボルトとしたので、送り機構６１側からボルト９０へ所定の大きな負荷がかかったとき、ボルト９０を破断して、出力ギア８７への過大な負荷を遮断できる。なお、このような過大な負荷を考慮する必要がないときはボルト９０を通常の金属製とすることができる。

また、送り機構６１にクラッチ機構６８を設けたので、クラッチオンにすると、送りネジナット６２によるリーマホルダ５８の送りを開始し、クラッチオフにすると、リーマホルダ５８の送り方向の動作を停止する。したがって、所定の送り出し量にてクラッチオフとすることにより、送り機構６１を駆動系から切り離し、送りネジナット６２が常時回転しても、リーマ２８の送り出し量を所定にすることができる。このため、加工孔の深さが異なっても、送り量をシビアに管理する必要がなく、送り量の管理が容易になる。
また、クラッチ機構６８をアーバー１４の内部に設けたので、装置全体のコンパクト化を実現できる。

さらに、図３に示すように、工具主軸１１の内部にクーラント通路（１４ｄ、１４ｅ、１４ｆ、１６ａ、４２ａ、１６ｂ、５０ａ、５０ｂ、５０ｃ）を設け、アーバー１４の後端部に設けたプルスタット１４ｂの軸穴を入り口通路１４ｃとしたので、アーバー１４を加工機の加工機主軸ユニット１２におけるスピンドル１２ａへ連結すると、スピンドル１２ａの軸心部からスピンドルセンタースルー形式で供給されるクーラントを、入り口通路１４ｃから工具主軸１１の内部を通してカッター２２及びリーマ２８の周囲へ供給できる。

このため、工具主軸１１の内部に工具センタースルー形式のクーラント通路を設けることができ、スピンドルセンタースルー形式の加工機主軸ユニット１２へ複合加工工具１０を取付けるだけで、別体のクーラント装置を設けることなく、ホルダヘッド２０側へクーラントを供給できる。しかも、クーラント通路を複合加工工具１０の外部に設けないので、加工機への取付けが可能になる。
そのうえ、リングギアを有する差動機構８２と遊星歯車機構８４を設け、工具主軸１１の内部全体を歯車機構で占めないようにすることで、工具主軸１１の内部にクーラント通路のスペースを確保でき、工具センタースルー形式のクーラント通路を簡単に設けることができるようになった。

また、本実施形態に係る加工方法によれば、複合加工工具１０の回転軸線（ＣＬ）上にて、カッター２２（第１の刃具）によるシート面３２（第１の被加工部）を加工する第１工程と、複合加工工具１０を若干後退させる第２工程と、リーマ２８（第２の刃具）を送り出しながらバルブガイド３４（第２の被加工部）を加工する第３工程を順次おこなうようにしたので、カッター２２とリーマ２８による加工をそれぞれ時系列的に異なる別工程とすることができる。このため、第１及び第３工程の加工時における刃具の支点を１ケ所にするので、ビビリを少なくすることができ、真円度及び同軸度を高くして高精度の加工が可能になる。

しかも、複合加工工具１０を同軸上で進退させるだけであり、第２工程の後退量は微少で済むため、効率よく加工することができる。また、第３工程において、リーマ加工開始位置からリーマ２８を加工深度に応じて送り出すので、リーマ２８の曲がりによる穴曲がりを防ぐことができ、かつリーマ２８の折損を抑制して長寿命化させることができる。

なお、本願発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の原理内において種々に変形や応用が可能である。例えば、リーマ加工の開始時及び終了時に必ずしもクラッチオフにする必要はなく、加工中並びにその開始及び停止を通してクラッチオンのままにしておくこともできる。

また、加工対象のワークはエンジン部品に限定されず種々のものが可能である。また、加工刃具は、カッター及びリーマに限定されず、各種加工に使用されるものを少なくとも２種類備えれば足りる。また、カッター２２等からなる第１の刃具は、ホルダヘッド２０と別体に設けられてボルト等の適宜手段でホルダヘッド２０へ着脱自在に固定されるようにしてもよい。

さらに、遊星歯車機構８４は、この機構の構成要素である、太陽歯車、遊星歯車及び内歯ギアをそれぞれ、送りネジナットギア６３ａ、ピニオンギア９２及び内歯ギア９１としてあるが、このうち太陽歯車を送りネジナットギア６３ａと別に設けてもよい。さらにピニオンギア９２を公転させ、そのキャリア出力で送りネジナット６２を駆動するようにしてもよい。また、出力ギア８７に内歯を設け、これにピニオンギア９２を噛み合わせるようにして、出力ギア８７を内歯ギア９１と兼用させてもよい。

また、伝達機構８０は、差動機構８２を省略し、遊星歯車機構８４を単独で使用するものでもよい。この場合でも、遊星歯車機構８４による、高減速でかつ工具主軸１１全体をコンパクトにできる伝達機構が可能になる。
さらに、伝達機構８０を差動機構８２のみで構成してもよい。また、差動機構８２や遊星歯車機構８４以外で、加工機主軸ユニット１２の回転を送り機構６１の駆動力として伝達する他の機構を用いてもよい。

さらにまた、差動機構８２は、工具主軸１１の回転を遊星歯車機構８４へ伝達するための
主軸側伝動歯車機構として機能すれば足りるため、出力ギア８７と入力ギア８６の歯数を異ならせず、同数としてもよい。このようにしても、工具主軸１１の回転を遊星歯車機構８４へコンパクトに伝達することができる。さらに、差動機構８２の入力ギア８６を直接遊星歯車機構８４の内歯ギア９１へ連結し、出力ギア８７及び伝達ギア８８を省略することもできる。

また、クーラント形式は、スピンドルセンタースルー形式の加工機主軸ユニット１２へ接続する工具センタースルー形式の他に、複合加工工具１０の中間部へ外部の
クーラント装置を接続し、複合加工工具１０の前部内側に設けたクーラント通路へクーラントを供給する形式や、複合加工工具１０の内部に通路を設けず、外部に設けた別体のクーラント装置からホルダヘッド２０の周囲へクーラントを供給する形式を採用することもできる。

１０：複合加工工具、１１：工具主軸、１２：加工機主軸ユニット、１２ａ：スピンドル、１４：アーバー（主軸後部）、１６：主軸前部、１８：ケース、２０：ホルダヘッド、２２：カッター（第１の刃具）、２８：リーマ（第２の刃具）、３０：ワーク、３２：シート面、３４：バルブガイド、５８：リーマホルダ、６１：送り機構、６２送りネジナット、６５：送りネジ、６６：ラチェットピン、６８：クラッチ機構、７０：スライダ、７０ｃ：スリット、７０ｄ：端面、８０：伝達機構、８２：差動機構、８４：遊星歯車機構、８６：入力ギア、８７：出力ギア、８８：伝達ギア、９１：内歯ギア、９２：ピニオンギア

Claims (11)

1. 加工機の加工機主軸（１２）へ着脱自在に取付けられてその動力により回転駆動される工具主軸（１１）と、この工具主軸（１１）に設けられた第１の刃具（２２）及び第２の刃具（２８）とを備えた複合加工工具であって、
   前記工具主軸（１１）の先端へ着脱自在に取付けられたホルダヘッド（２０）に前記第１の刃具（２２）を一体に設け、
   前記第２の刃具（２８）を前記工具主軸（１１）と一体回転可能かつその回転軸線（ＣＬ）上を進退自在に支持したものにおいて、
   前記第２の刃具（２８）を保持し、前記工具主軸（１１）へ回転可能に支持され、かつ前記回転軸線（ＣＬ）上を進退可能な刃具ホルダ（５８）と、
   この刃具ホルダ（５８）を進退させる送り機構（６１）と、
   前記工具主軸（１１）の回転を前記送り機構（６１）へ伝達し、この送り機構（６１）を駆動させるための歯車機構からなる伝達機構（８０）を備えたことを特徴とする複合加工工具。
2. 前記伝達機構（８０）は、前記送り機構（６１）を減速回転する遊星歯車機構（８４）を含むことを特徴とする請求項１に記載した複合加工工具。
3. 前記送り機構（６１）は、前記刃具ホルダ（５８）の外周に形成されたネジ軸状の送りネジ（６５）と、この送りネジ（６５）に噛み合うネジが内周に形成された送りネジナット（６２）を備えることを特徴とする請求項２に記載した複合加工工具。
4. 前記遊星歯車機構（８４）は、前記送りネジナット（６２）に設けられた送りネジナットギア（６３ａ）と、これと同軸にその回りを囲んで設けられた内歯ギア（９１）と、これら内歯ギア（９１）と前記送りネジナットギア（６３ａ）の間に設けられたピニオンギア（９２）とを備え、
   前記内歯ギア（９１）は、リング状をなして前記工具主軸（１１）の外周へ回転可能に支承されるとともに前記工具主軸（１１）に連結されて回転し、
   前記ピニオンギア（９２）は、前記内歯ギア（９１）の内周面に形成された内歯（９１ａ）及び前記送りネジナットギア（６３ａ）と噛み合って自転するとともに、前記送りネジナットギア（６３ａ）に対して公転不能に前記工具主軸（１１）へ固定されていることを特徴とする請求項３に記載した複合加工工具。
5. 前記伝達機構（８０）は、前記工具主軸（１１）の回転を前記遊星歯車機構（８４）へ伝達するための主軸側伝動歯車機構（８２）を備え、
   前記主軸側伝動歯車機構（８２）は、前記工具主軸（１１）の外周に設けられ、この工具主軸（１１）と一体に回転するリング状の入力ギア（８６）と、
   リング状をなし、前記工具主軸（１１）の外周に設けられ、かつ前記遊星歯車機構（８４）へ接続する出力ギア（８７）と、
   これら入力ギア（８６）及び出力ギア（８７）が噛み合う伝達ギア（８８）とからなるとともに、
   前記出力ギア（８７）により前記遊星歯車機構（８４）の前記内歯ギア（９１）を回転させることを特徴とする請求項４に記載した複合加工工具。
6. 前記主軸側伝動歯車機構は、前記出力ギア（８７）と前記入力ギア（８６）の歯数が異なる差動歯車機構であることを特徴とする請求項５に記載した複合加工工具。
7. 前記出力ギア（８７）と前記内歯ギア（９１）は、回転軸線方向へ隣り合って配置され、連結部材（９０）にて一体化されるとともに、
   この連結部材（９０）は所定以上の負荷で破断するようになっていることを特徴とする請求項５又は６に記載した複合加工工具。
8. 前記送り機構（６１）はクラッチ機構（６８）を備え、このクラッチ機構（６８）がオンすると前記送りネジナット（６２）による前記刃具ホルダ（５８）の送りを可能とし、オフすると送りを停止することを特徴とする請求項３に記載した複合加工工具。
9. 前記クラッチ機構（６８）は、前記工具主軸（１１）の前記伝達機構（８０）より後方となるアーバー（１４）の内部へ配設されることを特徴とする請求項８に記載した複合加工工具。
10. 前記工具主軸（１１）は、その内部に、前記第１の刃具（２２）及び前記第２の刃具（２８）を冷却するクーラント通路を備え、
    このクーラント通路は、前記工具主軸（１１）の後端部に設けられた入り口通路（１４ｃ）を備え、この入り口通路（１４ｃ）は、回転軸線（ＣＬ）上にて前記加工機の加工機主軸（１２）に設けられているクーラント通路に接続し、
    前記入り口通路（１４ｃ）から前記工具主軸（１１）の内部を通って前記第１の刃具（２２）及び前記第２の刃具（２８）へクーラントを供給する工具センタースルー形式のクーラント通路を備えるとともに、
    この工具センタースルー形式のクーラント通路の一部が、前記内歯ギア（９１）と送りネジナットギア（６３ａ）の間に形成されていることを特徴とする請求項４〜９のいずれか１項に記載した複合加工工具。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載した複合加工工具（１０）を用いて、ワーク（３０）内に配置された第１の被加工部（３２）とその中心に位置する第２の被加工部（３４）とを加工する加工方法において、
    前記複合加工工具（１０）の回転軸線（ＣＬ）を前記第２の被加工部（３４）の中心に合わせ、前記複合加工工具（１０）を前進させてホルダヘッド（２０）に設けられた第１の刃具（２２）により前記第１の被加工部（３２）を加工する第１工程と、
    前記第１の被加工部（３２）の加工終了後、前記第１の刃具（２２）が前記第１の被加工部（３２）から離れる程度に、前記複合加工工具（１０）を若干後退させる第２工程と、
    続いて前記第２の刃具（２８）を送り出しながら前記第２の被加工部（３４）を加工する第３工程とを備えたことを特徴とする複合加工工具を用いた加工方法。

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