JPH066250B2 - 回転工具の支持装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は回転工具の支持装置に関し、一層詳細には、駆
動部の主軸に回転工具を連結すると共に、前記回転工具
の軸線が主軸の軸線に対して偏位した状態で確実に位置
決め固定し、且つ装置自体を可及的に小型化することを
可能にした回転工具の支持装置に関する。

一般に、内燃機関において、シリンダヘッドに変位自在
に装着されて燃焼ガスの吸気を行うインレットバルブと
排気をするためのアウトレットバルブとはバルブシート
に対し正確に着座されなければならない。例えば、前記
インレットバルブ並びにアウトレットバルブとバルブシ
ートとの間の当たり面に隙間が形成されて圧力洩れが生
起すると、内燃機関内での圧縮並びに膨張行程において
ガスの漏洩が惹起し、燃焼効率が低下して十分な駆動力
が得られない虞れを生ずる。従って、バルブがバルブシ
ートに正確に係合するように前記バルブシート自体の加
工を高精度に行うと共に、前記バルブを嵌合して案内す
るバルブガイドと前記バルブシートとを同軸的に精度よ
く加工する必要がある。

従来、前記バルブシートとバルブガイドとを加工する際
には、前記バルブガイドを直接シリンダヘッドに装着し
た状態で前記バルブガイドとバルブシート面とを一体的
に加工しているが、この場合、前記シリンダヘッドを治
具台上に載置する作業が極めて煩雑なものとなってい
る。すなわち、夫々のシリンダヘッドは所定の誤差範囲
内に成形されているが、前記シリンダヘッドに比較的長
軸なバルブガイドを装着するため、前記バルブガイドの
軸線と切削用工具の軸線とを一致させることは実質的に
相当困難なものとなっている。結局、シリンダヘッドの
位置決め作業に多大な時間を要し、この結果、作業効率
が著しく低下して大量生産等の要請には到底対応するこ
とが出来ないという欠点が生ずる。

そこで、本出願人は前記の欠点に鑑み、バルブシートと
バルブガイドとの加工を容易に行うことを目的とした種
々の装置を提案し、例えば、「回転体の支持装置」とし
て昭和56年４月７日付で特許出願を行った（特公昭59−
11402号）。

前記装置は次のような構成を採用している。すなわち、
工具ホルダにバルブガイド加工用のリーマとバルブシー
ト加工用のカッターを装着し、前記工具ホルダを駆動部
の主軸に自在継手を介して連結している。さらに、この
工具ホルダはサポート筒内に嵌合保持されると共に、前
記サポート筒には半径方向に進退自在な３個以上のサポ
ートピンを配設している。一方、サポート筒は駆動部本
体からワーク側に突出したガイドバーに吊持されるサポ
ートプレートの中央部に嵌合装着されている。

このような構成において、主軸を回転させながら駆動部
本体をワーク、すなわち、シリンダヘッドに近接変位さ
せると、回転工具に設けられるリーマがシリンダヘッド
に装着されているバルブガイドを加工する。その際、前
記回転工具は自在継手を介して主軸に連結されているた
め、バルブガイドの軸線に沿ってその回転中心線を前記
主軸の軸線に対し偏位することが出来る。そして、リー
マによりバルブガイドを加工して後、カッターがバルブ
シート面に近接する際に、サポート筒内に設けられたサ
ポートピンを半径方向内方に変位させて回転工具を位置
決め固定する。次いで、前記カッターによりバルブシー
トを加工すれば、前記バルブシートの加工はバルブガイ
ドと同軸的に正確に行われることになる。従って、シリ
ンダヘッドの位置決めを些程厳密に行う必要がなく、効
率的な加工作業を達成することが出来る等の利点が得ら
れている。

本発明はこの種の支持装置についてなされたものであっ
て、ケーシング内において回転工具を球面軸受を介して
保持部材で支持すると共に、前記回転工具の軸線が主軸
の軸線に対し偏位した位置で前記保持部材を圧力流体に
より膨出変形可能なロック部材を介してケーシング内に
固定することにより、前記回転工具を所定の角度位置に
正確且つ強固に位置決めすることが出来、しかも、前記
ケーシング内で回転工具を保持するため、装置全体を可
及的に小型化することが可能な回転工具の支持装置を提
供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は駆動部本体に固
着されるケーシングと、前記駆動部の主軸に係着される
と共に前記主軸の軸線に対しその回転中心を偏位可能と
する回転工具と、前記回転工具を保持し且つ球面状の外
周部を設けた軸受部材と、前記球面状外周部に対応する
球面状内周部を形成しケーシング内で半径方向に変位可
能なガイド部材と、前記ガイド部材を前記ケーシングに
押圧固定するロック部材とを含むことを特徴とする。

次に、本発明に係る回転工具の支持装置について好適な
実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説
明する。

第１図乃至第３図において、参照符号10は本発明に係る
回転工具の支持装置を示し、この場合、前記支持装置10
は駆動部本体12に装着されている。

前記駆動部本体12を構成するスピンドルヘッド14内には
スピンドル16が回転自在に支承される。スピンドル16の
先端部には段部を介して大径部18を形成し、前記大径部
18の中央部には軸線方向に孔部20を穿設する。前記孔部
20を画成する周壁部にはその軸線に沿って且つ前記孔部
20の中心から半径方向外方に等間隔離間して螺孔19ａ乃
至19ｃを形成する。そして、大径部18にチャック部材22
が係着される。前記チャック部材22の中央部には孔部24
を貫通形成し、さらに、前記孔部24を囲繞するように薄
肉な円筒状の室26を形成すると共に、この室26を図示し
ない圧力流体供給源に接続しておく。なお、この場合、
前記チャック部材22の一端に形成される大径なフランジ
部23には軸線方向に孔部25ａ乃至25ｃを穿設し、前記孔
部25ａ乃至25ｃにボルト27ａ乃至27ｃを挿入して夫々の
先端部を螺孔19ａ乃至19ｃに螺入し、このチャック部材
22を大径部18にしっかりと固着する。

一方、スピンドルヘッド14には取付部材28を固着し、前
記取付部材28には当該支持装置10を構成する円筒状のケ
ーシング30を図示しないボルトを介して装着する。前記
ケーシング30の中央部には軸線方向に指向して孔部32を
形成し、前記孔部32の端部には段部を介してこれより小
径な孔部34が連通する。また、ケーシング30の外周一端
縁部には半径方向に指向して孔部32に連通するポート36
を３個所形成し、前記ポート36から所定間隔離間して前
記孔部32に連通するポート38ａ乃至38ｄを形成してお
く。

前記ケーシング30の孔部32にロック部材40を配設し、前
記ロック部材40は斜め方向から螺入する締付ボルト41を
介してケーシング30に固着される（第２図参照）。ロッ
ク部材40は円筒状を呈しており、その外周面部にケーシ
ング30のポート38ａ乃至38ｄに対応する孔部42ａ乃至42
ｄが形成される。孔部42ａ乃至42ｄの端部はロック部材
40の軸線方向に延在する円筒状の第１の室44に連通し、
前記第１室44の端部は前記ロック部材40の半径方向に延
在する第２の室46に連通する。この場合、前記第２室46
を画成する壁面部とロック部材40の一側面部48との間に
は薄肉部50が形成される。

さらにまた、ケーシング30の孔部32にはロック部材40の
側面部48に当接して円板状のガイド部材52が配設され
る。前記ガイド部材52の直径はケーシング30の孔部32の
直径より所定長さ小さく形成されており、このガイド部
材52の中央部に半径方向外方に湾曲する球面部54を形成
すると共に、前記球面部54には周溝56が刻設される。そ
して、前記ガイド部材52の両側面部を円形状に切り欠い
て所定の幅員を有する円板部58を形成し、前記円板部58
に軸線方向に指向して孔部60を穿設する。この場合、孔
部60の直径は後述する係合ピンの直径より大きく選択さ
れる。一方、前記ガイド部材52の外周面部に３個所通路
62を形成し、前記通路62の一端は球面部54の周溝56に連
通し、夫々の通路62の他端はケーシング30のポート36に
連通する。

ここで、前記ガイド部材52により流体軸受64が支持され
る。前記流体軸受64の外周部にはガイド部材52の球面部
54に対応する球面部66を形成している。この流体軸受64
の中央部には軸線方向に指向して孔部68を形成し、前記
孔部68の中間部分には所定の幅員を有する周溝70が連通
すると共に、前記周溝70は球面部66に形成される孔部72
に連通する。

ケーシング30の先端部には蓋体74を固着する。前記蓋体
74の中央部にはガイド部材52の直径より小さな直径の孔
部76を穿設し、この蓋体74の一側面部にガイド部材52の
孔部60に対応し且つこれより小径な孔部78を形成する。
そして、この孔部78には係合ピン80の一端側を嵌合し、
前記係合ピン80の他端側はガイド部材52の孔部60に遊嵌
する。このため、前記ガイド部材52は半径方向には変位
可能であるが、回転することを阻止されている。

なお、ケーシング30のポート36には管路82の一端を接続
し、前記管路82の他端は図示しない空気供給源に接続し
ておく。一方、ポート38ａ乃至38ｄには夫々管路84ａ乃
至84ｄの一端を接続し、前記管路84ａ乃至84ｄの他端は
図示しない流体供給源に接続する。

このような構成において、チヤック部材22と流体軸受64
とで回転工具92を保持する。前記回転工具92を構成する
ホルダ部94の外周部には逃げ溝96を形成してバルブシー
ト加工用のバイト98を固着する。さらに、ホルダ部94の
先端部にバルブガイド加工用のリーマ100を固着してお
く。一方、前記ホルダ部94の後端部にフランジ状の大径
部95を形成し、前記大径部95には軸線方向にボルト挿通
用孔部97ａ乃至97ｃを穿設する。大径部95の一端部側に
小径なテーパ部99が突出形成される。これによって芯出
しを好適に行うためである。そして、このホルダ部94を
ボルト101a乃至101cを介して円筒体102に装着する。

円筒体102の中央部には孔部104を穿設し、前記孔部104
から所定間隔離間して螺孔106と孔部108とを形成する。
この場合、前記円筒体102の中央部には前記テーパ部99
に対応する傾斜孔部105を形成すると共に、この傾斜孔
部105を設けた円筒体102の一側面には孔部97ａ乃至97ｃ
に対応する螺孔107ａ乃至107ｃを刻設する。そして、テ
ーパ部99を傾斜孔部105に嵌合し、ボルト101a乃至101c
を孔部97ａ乃至97ｃに挿入して夫々の先端部を螺孔107a
乃至107cに螺入し、ホルダ部94を円筒体102に装着す
る。この場合、ホルダ部94はテーパ部99を介して円筒体
102に対し同軸的に位置決めされる。一方、円筒体102の
外周一端縁部には孔部104に連通する螺孔110を形成し、
前記螺孔110にセットビス112を螺入してその先端部を前
記孔部104に嵌合する弾性を有するカップリング114に係
合する。前記カップリング114の中央部に軸線方向に指
向して孔部116を形成し、前記孔部116の端部には段部を
介して小径な孔部118を連通する。そして、カップリン
グ114の外周部に前記孔部118に連通する螺孔120を形成
してこの螺孔120にセットビス122を螺入しておく。

円筒体102にはロッド部材124を係着する。前記ロッド部
材124を構成するロッド部126は小径で比較的長軸に形成
されており、このロッド部126の一端に円筒体102の螺孔
106に螺入する大径なねじ部128を設けると共に、前記ね
じ部128の一端に孔部108に嵌合する円柱部130を形成す
る。前記円柱部130の中央部には、例えば、六角レンチ
嵌合用孔部131を穿設する。ロッド部材124の他端にはカ
ップリング114の孔部118に嵌合する円柱部132とテーパ
部134とを一体的に形成し、前記テーパ部134の端部には
ねじ部136が設けられる。

さらに、ロッド部材124に回転軸150を係着する。前記回
転軸150の中央部にはテーパ部134に対応する傾斜孔部15
2を形成し、前記傾斜孔部152の端部には螺孔154を連通
する。螺孔154にねじ部136を螺入してロッド部材124に
回転軸150を螺着すると共に、テーパ部134を介して前記
ロッド部材124の軸線を回転軸150の軸線と一致させる。
この場合、円柱部130の孔部131に六角レンチを嵌合すれ
ば、前記ロッド部材124と回転軸150との着脱作業は容易
に行うことが出来る。

本発明に係る回転工具の支持装置は基本的には以上のよ
うに構成されるものであり、次にその作用並びに効果に
ついて説明する。

先ず、チャック部材22の室26に図示しない空気供給源か
ら圧力空気を供給すると、前記室26と孔部24との間に形
成される薄肉部分が回転軸150側に膨出変形し、この回
転軸150が前記チャック部材22に強固に固定される。一
方、管路82を介して図示しない空気供給源からガイド部
材52の通路62内に所定の圧力空気を供給すると、前記圧
力空気は流体軸受64の孔部72を介して周溝70に導出され
る。従って、円筒体102は圧力流体によりその周面部を
押圧されて流体軸受64に対し回転自在に支承される。

次いで、駆動部本体12を構成するスピンドル16を図示し
ない回転駆動源の作用下に回転すると、前記スピンドル
16の先端部に装着されたチャック部材22に保持されてい
る回転軸150が回転し、前記回転軸150に係着されるロッ
ド部材124が回転する。さらに、ロッド部材124に螺着さ
れている円筒体102が回転し、この円筒体102の先端部に
固着されるホルダ部94を介してリーマ100並びにバイト9
8が回転するに至る。

このようにして、回転工具92を回転させながら駆動部本
体12とワーク、例えば、シリンダヘッド138側に近接変
位させると、前記シリンダヘッド138に装着されている
バルブガイド140がリーマ100により加工される。その
際、前記バルブガイド140の軸線Ｖはスピンドル16の軸
線Ｓに対し偏位している場合が多い（第３図参照）。こ
のため、リーマ100によりバルブガイド140を加工する
と、このリーマ100が前記バルブガイド140の軸線Ｖに追
従してスピンドル16の軸線Ｓに対し偏位しようとする。

ここで、本実施例では、回転軸86に係着されるロッド部
材124のロッド部126を小径で比較的長く形成すると共
に、このロッド部126の先端部に大径なねじ部128と円柱
部130とを形成しているため、前記ロッド部材124はテー
パ部134を支点として撓み易い。さらに、このロッド部
材124を囲繞するようにしてカップリング114を設けてお
り、結局、回転工具92はチャック部材22に保持された状
態でその回転中心線をスピンドル16の軸線Ｓに対し偏位
させることが可能となる。従って、リーマ100がバルブ
ガイド140の軸線Ｖに沿って、例えば、図中、矢印Ａ方
向に偏位すると、回転工具92を流体軸受64を介して保持
しているガイド部材52は同様にして矢印Ａ方向に変位す
る。このため、前記流体軸受64は円筒体102を保持した
状態でその球面部66をガイド部材52の球面部54に係合さ
せて回転するように偏位する。結果的に、回転工具92は
好適にその回転中心線を偏位させることが出来る。

このようにして、リーマ100によりバルブガイド140の加
工を行って後、バイト98がバルブシート142に近接する
位置において管路84ａ乃至84ｄからロック部材40内に油
等の圧力流体を供給する。前記圧力流体はロック部材40
の孔部42ａ乃至42ｄを介して第１室44から第２室46に導
入され、前記第２室46と側面部48との間に形成される薄
肉部50が前記圧力流体に押圧されて矢印Ｂ方向に膨出変
形する（第３図参照）。従って、ガイド部材52はロック
部材40の側面部48を介して矢印Ｂ方向に押圧され、結
局、このガイド部材52は蓋体74の内面部とロック部材40
の側面部48とにより強固に押圧保持される。

回転工具92がロック部材40によりしっかりと保持される
ため、ホルダ部94に設けられるバイト98によりバルブシ
ート142を加工する際に、切削抵抗により前記回転工具9
2が偏位することがなく、前記バルブシート142は正確に
加工される。しかも、回転工具92はリーマ100を介して
バルブガイド140の軸線Ｖに同軸的に位置決めされてい
るため、バイト98で加工されるバルブシート142は前記
バルブガイド140と同軸的に精度よく加工されるに至
る。その際、バルブシート142から生ずる切削屑は逃げ
溝96を介して好適に外部に導出されることは勿論であ
る。

前記バルブガイド140とバルブシート142の加工を終了し
た後、スピンドル16を回転させながら駆動部本体12をシ
リンダヘッド138から離間変位させ、前記加工済みのシ
リンダヘッド138と加工前の新たなシリンダヘッド138と
を交換する。一方、支持装置10においては、管路84ａ乃
至84ｄからロック部材40内に供給していた圧力流体の供
給を停止し、薄肉部50を第２図に示す状態に戻すことに
より、ガイド部材52がケーシング30内において半径方向
に変位可能となる。そこで、前述した工程により新たな
シリンダヘッド138をこの回転工具92により加工すれば
よい。なお、リーマ100およびバイト98を他のリーマ100
およびバイト98と交換する際には、先ず、ホルダ部94を
円筒体102に固定しているボルト101a乃至101cを弛緩し
てこのホルダ部94を取り外す。次いで、新たなホルダ部
94を前記ボルト101a乃至101cを介して円筒体102に固着
すればよい。

以上のように本発明によれば、駆動部本体の主軸に回転
工具を偏位可能に連結すると共に、前記回転工具を球面
軸受を介してガイド部材で保持し、この回転工具を位置
決めする際に圧力流体の作用下に膨出変形するロック部
材の側面で前記ガイド部材を押圧するようにして固定し
ている。このため、回転工具を主軸に対し偏位した状態
で強固に位置決めすることが可能となる。従って、例え
ば、バルブガイドとバルブシートとの加工を同軸的に極
めて正確に行うことが出来、特に、大量生産によりワー
クを加工する際に容易に対応し得る利点がある。しか
も、支持装置を構成するケーシング内にロック部材を設
けて構成しており、このため、当該支持装置自体を小型
化して狭小な作業場内空間を効率的に活用することが可
能となる効果が得られる。

以上、本発明について好適な実施例を挙げて説明した
が、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに
設計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る回転工具の支持装置の一部省略分
解斜視図、 第２図は本発明支持装置の一部省略縦断面図、 第３図は本発明支持装置に装着する回転工具でワークを
加工する際の一部省略縦断面図である。 10…支持装置 12…駆動部本体 14…スピンドルヘッド 16…スピンドル 22…チャック部材 30…ケーシング 40…ロック部材 50…薄肉部 52…ガイド部材 54…球面部 64…流体軸受 66…球面部 74…蓋体 80…係合ピン 92…回転工具 94…ホルダ部 98…バイト 100…リーマ 102…円筒体 114…カップリング 124…ロッド部材 138…シリンダヘッド 140…バルブガイド 142…バルブシート 150…回転軸

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動部本体に固着されるケーシングと、前
   記駆動部の主軸に係着されると共に前記主軸の軸線に対
   しその回転中心を偏位可能とする回転工具と、前記回転
   工具を保持し且つ球面状の外周部を設けた軸受部材と、
   前記球面状外周部に対応する球面状内周部を形成しケー
   シング内で半径方向に変位可能なガイド部材と、前記ガ
   イド部材を前記ケーシングに押圧固定するロツク部材と
   を含むことを特徴とする回転工具の支持装置。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の支持装置にお
   いて、円筒状のロツク部材の内部に流体用室を形成する
   と共に、前記ロック部材の一側面と前記室を画成する壁
   面との間に薄肉部を設け、前記ロック部材をケーシング
   に内装してこのロック部材の薄肉部側にガイド部材を配
   設し、前記室内に圧力流体を導入して前記薄肉部を膨出
   変形させて前記ガイド部材をロック部材の一側面とケー
   シングとにより挟持して固定してなる回転工具の支持装
   置。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項記載の支持装置にお
   いて、回転工具は切削用工具を設けたホルダ部と前記ホ
   ルダ部に一端を係合すると共にその他端を主軸に係着す
   る棒体とを含み、前記棒体を前記主軸に係着する他端を
   支点として撓ませることにより前記切削用工具の回転中
   心を前記主軸の軸線に対して偏位可能に構成してなる回
   転工具の支持装置。