WO2007119334A1

WO2007119334A1 - ツールヘッド、工作機械及び該工作機械を用いたシリンダブロックのボアの中ぐり加工方法

Info

Publication number: WO2007119334A1
Application number: PCT/JP2007/054860
Authority: WO
Inventors: Hideki Sadaoka; Hiromi Oshima; Shinji Nogami; Minoru Suzuki; Makoto Ouchi; Masanori Kikuchi
Original assignee: Honda Motor Co., Ltd.
Priority date: 2006-03-13
Filing date: 2007-03-12
Publication date: 2007-10-25
Also published as: GB2450445A; DE112007000560B4; GB0818163D0; US8287214B2; US20090129879A1; CN103128554B; GB2450445B; CN103128554A; DE112007000560T5

Abstract

　複合工作機械（１０）の主軸駆動部（１１）は、主軸（３２）を駆動する。主軸（３２）の先端には、中ぐり加工用のバイト（１００）と、研削用の粗用加工砥石（１０２）及び仕上げ用加工砥石（１０４）とを備えるツールヘッド（３０）が設けられている。主軸駆動部（１１）は、主軸（３２）が挿通可能とされ、且つ、回転自在に支承した第１支持ユニット（３４）及び第２支持ユニット（３６）と、第１支持ユニット（３４）及び第２支持ユニット（３６）を主軸（３２）の軸方向に移動させるリニアモータ（５８）及びコラムスライド機構（３８）と、主軸（３２）を回転させる主軸モータ（４４）とを有する。

Description

明細書

ツールヘッド、工作機械及び該工作機械を用いたシリンダブロックのボアの中ぐり加工方法

技術分野

[0001] 本発明は、研削加工工具を備えるツールヘッド、中ぐり加工刃具及び研削加工ェ具を備える工作機械及び該工作機械を用いたシリンダブロックのボアの中ぐり加工方法に関する。

背景技術

[0002] エンジン部品を構成するシリンダブロックのボアの加工には、所定の径となるように切削を行う中ぐり加工 (ファインボーリングカ卩ェ等）と、その後に行う研削加工 (ホー- ングカ卩ェ等）がある。このような中ぐり加工と研削加工を 1つの工作機械の 1つの主軸で連続的に行うことができると、シリンダブロックの加工機械間の移動、再チヤツキングによる芯ずれがなぐ効率的で高精度な力卩ェを行うことができる。このような力卩ェを実現するため、特公昭 60— 52883号公報（日本国）に記載された工作機械では、主軸に中ぐり加工刃具と研削加工工具を外方向に択一的に突出させる機構を設けている。

[0003] 特許第 3270683号公報（日本国）に記載された工作機械では、中ぐり加工時と研削加工時で主軸駆動方法を変更するためのオシレーシヨン機構を省略ィヒするために主軸を支持する第 1の支持ユニットと第 2の支持ユニットとを設けている。中ぐり加工時には、第 1の支持ユニットと第 2の支持ユニットとを圧接して剛性を増し、研削加工時には第 2の支持ユニットを第 1の支持ユニットから離して、軽量ィ匕することによって往復動作を容易にしている。

[0004] 前記の特公昭 60— 52883号公報（日本国）の工作機械では、支持ユニットに対して略同じ重量のバランスウェイトをワイヤで接続して支持ユニットの重量を補償することが行われている力装置が大型且つ重量増になる。

[0005] なお、ホーユング加工方法に関連して、本出願人は、特許第 3735487号公報（日本国）において、工具の外周部分に砥石を装着して構成されたツールヘッドを円柱状に形成された孔部内において回転及び進退させるホーユング加工方法に関する発明を提案している。この発明では、前記孔部の一端部と他端部における前記ツールヘッドのオーバラン寸法とが異なる場合に、前記一端部と他端部における前記ッールヘッドのオーバラン寸法の差に応じて前記ツールヘッドの進退駆動スケジユールに前記一端部と他端部における前記ツールヘッドのオーバラン寸法の差を補うスケジュールを挿入する。このようなオーバラン寸法を補うスケジュールにより、ホーニンダカ卩工機械は、砲石がオーバランして、砲石が研削していない単位時間当たりの量が多い、ワークの孔部の一端部と他端部の部分、すなわち、砲石がオーバランして、砲石が研削する単位時間当たりの量が少ない前記一端部と他端部の部分を研削する。このホー-ング加工方法では、ツールヘッドの位置決め精度が高いことが望ましい。

[0006] ところで、前記の特許第 3270683号公報（日本国）に記載された工作機械では、ホ一ユング加工時、第 2の支持ユニットを第 1の支持ユニットから離して往復運動させる。これは移動体の慣性質量を少なくして、一定の駆動力で早く移動体を加速させて、往復動作時に移動体を可及的に所望の高速度に到達させるためである。

[0007] し力しながら、このような機構では、移動体は軽量になる力第 1の支持ユニットのみでは剛性が小さ!/、ことから橈みが発生しやすく、単位時間あたりの少な!/、往復回数（ Hz)で共振点に達し、移動体の往復動作を高速で行うことが困難である。従って、ホ一ユングカ卩ェ時にぉ、て、移動体が軽量になって移動体を素早く加速させることができるものの、共振を考慮すると、主軸を比較的低速度で往復動作させることになり、この結果加工時間が長くなる。ここで、移動体とは、主軸と、主軸を軸支する機構と、主軸を回転駆動する機構等を、う。

[0008] さらに、ホーユング加工時には前記第 1の支持ユニットと第 2の支持ユニットを、分離するために複雑な構造を必要とし、可動部が重くなり、主軸を高速回転させることが困難である。従って、主軸は中ぐり加工時に比較的低速で回転させることになり、カロェ時間が長い。

[0009] また、このようなボーリング力卩ェゃホー-ングカ卩ェに用いられる工作機械によれば、例えば、ワークであるシリンダブロックのボアに対して真円に近、状態まで加工を行うことができる。

[0010] ところが、自動車エンジンを構成するシリンダブロックのボア等を単品で真円状態までカ卩ェしたとしても、その後の生産工程において、シリンダヘッドやクランクケース等が組み付けられることによりボアが変形してしまう。ボアが変形すると、エンジンの使用時におけるボアとピストンとの摺動抵抗が増加する要因になり、エンジンが所望の出力を発揮できな、可能性がある。

[0011] 特公昭 51— 25523号公報（日本国）には、シリンダブロックのボアよりも大径の孔を有し、且つシリンダヘッドと剛性が近似したダミーヘッドをシリンダブロックに装着し、該シリンダブロックをシリンダヘッドを締め付けた使用状態と同じ条件下とした後、前記大径の孔力ボア力卩ェを行うことが記載されて、る。上記のようなダミーヘッドについては、例えば、特開 2000— 52228号公報（日本国）に示すように、ボアをより高精度に加工するための様々な提案がなされている。

[0012] 特公昭 61— 57121号公報（日本国）には、前記ダミーヘッドの替わりに、シリンダブロックのシリンダ周辺部を押圧器により押圧した状態で、ボア加工を行うことが記載されている。

[0013] し力しながら、上記従来の技術では、生産時、各シリンダブロックのボア加工の都度、ダミーヘッド等の取り付け、取り外しをする必要がある。このため、生産性が大幅に低下してしまう。さらに、上記のような、いわゆるダミー部品では、製品での完全な組み付け状態を再現することが困難であるという問題もある。

[0014] 従って、シリンダブロックのボア加工については、製品での組み付け状態により近い状態を再現可能であり、且つ生産性の高い加工方法が希求されている。このようなカロェ方法を実現するためには、より高精度にボア加工を行うことができる工作機械が求められる。

[0015] 本出願人は、特許第 3270683号公報（日本国）において、ボーリング加工やホーニング加工を複合的に実施可能な複合工作機械を提案している。該複合工作機械によれば、ホー-ングカ卩ェ時に使われるオシレーシヨン機構を省略して、加工ラインの省スペース化、設備の簡略化及び加工品の製造コストの低廉化を実現することが可能である。そして、加工負荷の大きなボーリングカ卩ェ時に、より大きな軸剛性を有した状態で加工を行うことができ、ボア加工を高精度に行うことも可能となる。

[0016] 上記のような工作機械では、中ぐり加工刃具のボア径方向への拡張力や位置コントロールが油圧等により行われている。このため、前記拡張力や拡張位置のコントロール (微調整）が難しぐより高精度にボア加工を行うには限界があった。

[0017] 一方、このような工作機械に関連して、特公昭 60— 52883号公報（日本国）には、ホー-ング工作機械の主軸に装着されワークに臨みホー-ングカ卩ェを行うホーニング工具ヘッド (ツールヘッド）において、粗用加工砥石と仕上げ用加工砥石とを備える構成が記載されている。

[0018] 図 33は、このようなツールヘッド 500の側面図である。ツールヘッド 500には、粗用加工砥石 502と仕上げ用加工砥石 504とが、等間隔で放射状に形成された孔部 50 5に交互に嵌挿されている。

[0019] 図 34に示すように、ツールヘッド 500は、粗用加工砥石 502と仕上げ用加工砥石 5 04とを夫々 3個ずつ有し、粗用加工砥石 502及び仕上げ用加工砥石 504は、夫々粗用加工砥石台 506及び仕上げ用加工砥石台 508に固着されている。これら粗用加工砥石 502及び仕上げ用加工砥石 504は、ツールヘッド 500の軸方向の同位置において、孔部 505に案内されつつ直径方向（図 34の矢印 B方向）に移動（直径方向に拡張又は収縮）自在とされている。

[0020] さらに、ツールヘッド 500には、粗用加工砥石台 506及び仕上げ用加工砥石台 50 8を拡張又は収縮するための粗加工用テーパコーン (コーン軸） 510及び仕上げカロェ用テーパコーン (コーン軸） 512が個別に摺動自在に挿入されている。

[0021] 図 34及び図 35に示すように、粗加工用テーパコーン 510のテーパ部 510a、 510b のテーパ面には、粗用加工砲石台 506が摺動自在に当接している。同様に、図 34 及び図 36に示すように、仕上げ力卩ェ用テーパコーン 512のテーパ部 512a、 512bのテーパ面には、仕上げ用加工砲石台 508が摺動自在に当接している。

[0022] 粗加工用テーパコーン 510の先端部は三股状に分割されており、該三股状の粗加ェ用テーパコーン 510の各間隙 514には、仕上げ力卩ェ用テーパコーン 512のテーパ部 512a、 512bが挟入されている。

[0023] 次に、ツールヘッド 500を用いてホー-ングカ卩ェを行う際に、粗用加工砲石 502及び仕上げ用加工砲石 504を直径方向に拡張又は収縮させる動作について説明する

[0024] 先ず、粗用加工砲石 502を拡張させる際は、 ft¾卩ェ用テーパコーン 510を図 37A の矢印 A1方向に引き上げると、テーパ部 510a、 510bが粗用加工砥石台 506の内側傾斜面 506a、 506bを押圧する。このため、矢印 B方向（直径方向外側）に向かつて、各粗用加工砥石 502が放射状に拡張する。前記拡張した状態から、粗用加工砥石 502を収縮させる際は、卩ェ用テーパコーン 510を矢印 A2方向に押し下げると、各粗用加工砲石 502が矢印 Bの反対方向（直径方向内側）に向力つて収縮される

[0025] 同様に、仕上げ用加工砲石 504を拡張させる際は、仕上げ力卩ェ用テーパコーン 51 2を図 37Aの矢印 A1方向に引き上げると、テーパ部 512a、 512bが仕上げ用加工砥石台 508の内側傾斜面 508a、 508bを押圧する。このため、矢印 B方向（直径方向外側）に向かって、各仕上げ用加工砥石 504が放射状に拡張する。前記拡張した状態から、仕上げ用加工砲石 504を収縮させる際は、仕上げ力卩ェ用テーパコーン 5 12を矢印 A2方向に押し下げると、各仕上げ用加工砲石 504が矢印 Bの反対方向（直径方向内側）に向力つて収縮される。

[0026] ところで、ホーユング加工においては、単純に粗用加工砥石 502及び仕上げ用加ェ砲石 504を単純に拡張又は非拡張としてワークの内径をカ卩ェする場合と、ワークの内径を図示しないエアマイクロ内径測定装置により測定し、加工経過時間や内径の変化量に応じて、粗加工用テーパコーン 510及び仕上げ力卩ェ用テーパコーン 51 2の引き上げ力を調節することで、粗用加工砥石 502及び仕上げ用加工砥石 504の拡張力を変化させながら加工を行う場合とがある。後者の場合には、非常に高精度な加工が可能となる。

[0027] ところが、特に後者の場合において、ェ用テーパコーン 510や仕上げ加工用テーパコーン 512の引き上げ力を増大させたとしても、実際の粗用加工砲石 502や仕上げ用加工砲石 504の拡張力の変化が鈍い、又は変化しない、すなわち、迅速に粗用加工砲石 502や仕上げ用加工砲石 504が拡張しないという問題が発生することが確認された。 [0028] このような問題の一つの要因として、卩ェ用テーパコーン 510を図 38の矢印 A1 方向に引き上げて粗用加工砲石 502を矢印 B方向に放射状に拡張する際に生じる、ワークからの加工反力 F1 (矢印 Bとは反対方向の力）の存在が挙げられる。図 38及び図 39に示すように、加工反力 F1により、粗加工用テーパコーン 510の間隙 514が直径方向内側に向力つて圧迫されると、該¾¾卩ェ用テーパコーン 510に橈みが生じるため、仕上げ力卩ェ用テーパコーン 512との間に摩擦力 F2が発生する（図 37A、図 37B参照)。

[0029] すなわち、卩ェ用テーパコーン 510に生じる橈みに起因して発生する、仕上げ加工用テーパコーン 512と卩ェ用テーパコーン 510との間の摩擦力 F2により、粗加工用テーパコーン 510や仕上げ力卩ェ用テーパコーン 512の引き上げ力と、粗用加工砥石 502や仕上げ用加工砥石 504の拡張力との間に差異 (伝達ロス）力 S生じること力上記問題の大きな要因である。

発明の開示

[0030] 本発明は、中ぐり加工時には主軸を高速回転させることができ、ホー-ングカ卩ェ時には主軸を高速で往復動作をさせることのできる工作機械を提供することを目的とする。

[0031] また、本発明は、例えば、シリンダブロックのボア加工時に、より高精度な加工を行うことを可能とする工作機械を提供することを目的とする。

[0032] さらに、本発明は、製品での組み付け状態により近い状態を再現可能であり、且つ生産性を向上させることを可能とするシリンダブロックのボアの中ぐり加工方法を提供することを目的とする。

[0033] さらにまた、本発明は、少なくとも粗用加工砥石と仕上げ用加工砥石の 2種類のホ一ユング砥石を持つようなツールヘッドにおいて、各コーン軸の引き上げ力に対応して各砲石の拡張力を調節することを可能とするツールヘッド及び該ツールヘッドを備える工作機械を提供することを目的とする。

[0034] 本発明の一実施形態に係る工作機械は、中ぐり加工刃具及び研削加工工具を有するツールヘッドと、前記ツールヘッドを回転させる回転駆動手段と、前記回転駆動手段と前記ツールヘッドとを接続して回転駆動力を伝達する主軸と、前記主軸を、挿通可能とされ且つ回転自在に支承した支持部と、前記支持部を前記主軸の軸方向に移動させる移動手段とを備え、前記ツールヘッドを、回転させながらワークに向かつて進行させて前記中ぐり加工刃具による加工を行う中ぐり加工時、及び前記ツールヘッドを回転させながら往復動作させて前記研削加工工具による加工を行う研削加ェ時の双方の場合に、前記主軸は同径のまま前記回転駆動手段によって回転されることを特徴とする。

[0035] このように、中ぐり加工時と研削加工時において、主軸を同径のまま回転させることにより、第 2支持ユニットは第 1支持ユニットから離れて往復動作させることなぐホーユングカ卩ェ時に主軸を高速で往復動作をさせることができる。さらに、中ぐり加工時においても、主軸を同径のまま回転させることから、第 1支持ユニットと第 2支持ユニットとを接続するための複雑な機構等が不要であって、主軸の高速回転が可能となる。これにより、ホーニンダカ卩工及び中ぐり加工とも加工時間を短縮することができる。また、中ぐり加工時と研削加工時において、主軸の機構を変える必要がないことから、簡素な構造とすることができ、耐久性に富み且つ低廉であるとともに、機構の変更動作にともなう時間が不要で、結局、全体としてワークに対する加工時間がさらに短縮される。

[0036] この場合、前記移動手段はリニアモータであってもよ!、。また、前記移動手段は、前記研削加工時に前記支持部を移動させる第 1移動手段と、前記中ぐり加工時に前記支持部を移動させる第 2移動手段とを備え、少なくとも、前記第 1移動手段はリニアモータであってもよい。リニアモータは回転部分がなぐ動力の伝達方向の変換を行うことなぐ支持部を直接的に直線移動させることができ、簡便且つ効率的である。従つて、支持部の質量が比較的大きい場合であっても、迅速且つ確実に動作させることができる。

[0037] さらに、前記主軸は軸方向に延在するバーを有し、前記ツールヘッドは前記バーによって軸方向に進退動作され、その場合、前記中ぐり加工刃具及び前記研削加工ェ具を直径方向に進退させるコーン軸を備えて、てもよ、。

[0038] 前記リニアモータは、前記主軸を中心に対向するように複数設けられて、てもよ、。

[0039] 前記主軸は支承機構を介して第 1枠体により外装され、前記第 1移動手段は前記第 1枠体を駆動するようにしてもよい。また、前記第 1移動手段を支持し、前記第 1移動手段及び前記第 1枠体を囲む第 2枠体を設け、前記第 2移動手段は前記第 2枠体を駆動するようにしてもよい。

[0040] また、本発明の別の一実施形態に係る工作機械によれば、ボーリング用バイトゃホ一ニング用砲石を拡張する拡張手段が、例えば、サーボモータ、ピニオンギア及びリングギア等力も構成される振動遮断機能を備えた動力変換手段を有するため、ボーリング用バイトやホーニング砲石の直径方向の拡張動作時における拡張力や拡張位置の制御を容易且つ高精度に行うことができる。

[0041] さらに、本発明の別の一実施形態に係るシリンダブロックのボアのボーリング力卩ェによれば、修正 NCデータを作成し、生産時、該修正 NCデータを有効に利用することができる。このため、ダミーヘッド等を装着することなく所望の真円度を有するシリンダブロックを製造することが可能となり、シリンダブロックの生産性が大幅に向上する。

[0042] さらにまた、本発明の一実施形態に係るツールへヘッドによれば、移動部材により第 1のコーン軸を引き上げて第 1の工具台を直径方向に拡張させる際に生じる加工反力に起因する第 1のコーン軸の橈みを抑制できる。このため、第 1のコーン軸と第 2 のコーン軸との間に生じる摩擦力を大幅に低減することができ、移動部材からの第 1 の工具台及び第 2の工具台への拡張力の伝達ロスを大幅に抑制することができる。

[0043] この場合、前記第 1のコーン軸に蓋部材が取り付けられることにより前記長孔が形成されていると、例えば、該蓋部材を外した状態で第 2のコーン軸を容易に挿入でき、次いで蓋部材を取り付ければよいため、本発明に係るホーユング工具ヘッドの組立てや分解が容易となる。

図面の簡単な説明

[0044] [図 1]図 1は、第 1の実施形態に係る工作機械の概略斜視図である。

[図 2]図 2は、図 1に示す工作機械の主軸駆動部の一部断面側面図である。

[図 3]図 3は、図 2に示す主軸駆動部の第 1支持ユニットの断面正面図である。

[図 4]図 4は、図 2に示す主軸駆動部の一部断面平面図である。

[図 5]図 5は、図 1に示す工作機械のツールヘッドの断面平面図である。

[図 6]図 6は、図 2に示す主軸駆動部の変形例に係る主軸駆動部の断面側面図である。

[図 7]図 7は、図 6に示す変形例に係る主軸駆動部の一部断面平面図である。

[図 8]図 8は、第 2の実施形態に係る複合工作機械の一部断面概略説明図である。

[図 9]図 9は、図 8に示す工作機械に取り付けられるツールヘッドの斜視図である。

[図 10]図 10は、図 9に示す前記ツールヘッドの内部構造を説明するための斜視図である。

[図 11]図 11は、図 10に示すツールヘッドにおける粗加工用テーパコーンの一部省略斜視図である。

[図 12]図 12は、図 10に示すツール前記カ卩ェヘッドにおける仕上げカ卩ェ用テーパコーンの一部省略斜視図である。

[図 13]図 13は、図 10の線 ΧΙΠ— ΧΙΠに沿う断面図である。

[図 14]図 14は、図 10の線 XIV— XIVに沿う断面図である。

[図 15]図 15は、図 10に示すツールヘッドにおけるバイトを拡張させた状態を説明するための断面説明図である。

[図 16]図 16は、図 10に示すツールヘッドにおける粗用加工砲石を拡張させた状態を説明するための断面説明図である。

[図 17]図 17は、図 10に示すツールヘッドにおける仕上げ用加工砲石を拡張させた状態を説明するための断面説明図である。

[図 18]図 18は、図 1に示す工作機械における第 1ギアセット及び第 2ギアセット周辺を拡大した一部断面概略説明図である。

[図 19]図 19は、図 18の線 XIX— XIXに沿う断面図である。

[図 20]図 20は、図 11に示す第 1ギアセットにおける各ギアの嚙合状態を説明するための一部省略断面斜視図である。

[図 21]図 21は、図 8に示す工作機械によるボーリングカ卩ェ方法及びホー-ングカロェ方法の手順を説明するためのフローチャートである。

[図 22]図 22Aは、シリンダブロックにダミーヘッドを装着した状態を説明するための一部省略断面図であり、図 22Bは、ダミーヘッドを装着した状態でシリンダブロックをカロェした後の状態を説明するための一部省略断面図であり、図 22Cは、シリンダブロックに製品シリンダヘッドを装着した状態を説明するための一部省略断面図であり、図

22Dは、ダミーヘッドを装着せずにボーリングカ卩ェした後のシリンダブロックの状態を説明するための一部省略断面図であり、図 22Eは、ダミーヘッドを装着せずにボーリング加工をした後のシリンダブロックに製品シリンダヘッドを装着した状態を説明するための一部省略説明図である。

[図 23]図 23は、本発明の第 3の実施形態に係るツールヘッドを搭載する工作機械の一部断面概略説明図である。

[図 24]図 24は、図 23に示すツールヘッドの斜視図である。

[図 25]図 25は、図 23に示すツールヘッドに内装される拡張収縮手段を説明するための斜視図である。

[図 26]図 26は、図 23に示すツールヘッドにおいて、粗加工用テーパコーンに粗用加ェ砲石台を配置した状態を説明するための斜視図である。

[図 27]図 27は、図 23に示すツールヘッドにおいて、仕上げ力卩ェ用テーパコーンに仕上げ用加工砲石台を配置した状態を説明するための斜視図である。

[図 28]図 28は、図 25に示す粗加工用テーパコーンの一部省略斜視図である。

[図 29]図 29は、図 25に示す粗加工用テーパコーンの一部省略平面図である。

[図 30]図 30は、図 25の線 XXX— XXXにおける概略断面図である。

[図 31]図 31は、従来の構成におけるツールヘッドを用いてホー-ングカ卩ェを実施した際の粗用加工砥石の拡張圧のばらつきを示すグラフである。

[図 32]図 32は、第 3の実施形態におけるツールヘッドを用いてホー-ングカ卩ェを実施した際の粗用加工砥石の拡張圧のばらつきを示すグラフである。

[図 33]図 33は、従来の構成におけるツールヘッドの側面図である。

[図 34]図 34は、従来の構成におけるツールヘッドに内装される拡縮手段を説明するための斜視図である。

[図 35]図 35は、従来の構成におけるツールヘッドにおいて、粗加工用テーパコーンに粗用加工砲石台を配置した状態を説明するための斜視図である。

[図 36]図 36は、従来の構成におけるツールヘッドにおいて、仕上げカ卩ェ用テーパコーンに仕上げ用加工砲石台を配置した状態を説明するための斜視図である。 [図 37]図 37Aは、従来の構成における粗用加工砥石及び仕上げ用加工砥石を共に拡張させた状態を説明するための図 34の線 XXXVII— XXXVIIにおける一部省略概略断面図であり、図 37Bは、仕上げ用加工砲石を拡張させた状態を説明するための図 34の線 XXXVII— XXXVIIにおける一部省略概略断面図である。

[図 38]図 38は、図 34の線 XXXVIII— XXXVIIIにおける一部省略概略断面図である。

[図 39]図 39は、従来の構成における粗加工用テーパコーンの一部省略平面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0045] 以下、本発明に係る工作機械について実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

[0046] 図 1に示すように、本発明の第 1の実施形態に係る複合工作機械（工作機械） 10は、自動車用内燃機関の例えばシリンダをワーク W1とする加工ライン中に配備されるものであり、具体的には、ワーク W1に対して実際の中ぐり加工及びホー-ングカ卩ェ (研肖 IJ加工)を行う主軸駆動部 11と、工作機械の前面に備えられるワーク投入部から主軸駆動部 11の下部までの間を往復移動し、且つ投入されたワークが載置 ·固定されるパレット 12を搬送するワーク搬送機構 14と、これら主軸駆動部 11やワーク搬送機構 14を電気的制御する監視制御盤 16とを具備した一つのシステムとして上記加エライン中に配備される。主軸駆動部 11は、水平基台 18の上部に鉛直方向に立ち上がるコラム 20の上記ワーク搬送機構 14側、すなわち工作機械の前面の表面 20aに取り付けられている。

[0047] 図 2〜図 4に示すように、主軸駆動部 11は、先端にツールヘッド (加工ヘッド） 30を備える主軸 (スピンドル軸） 32と、該主軸 32を回転自在に支承する第 1支持ユニット（支持部） 34と、該第 1支持ユニット 34を上下方向にスライド可能に支持する第 2支持ユニット (支持部） 36と、該第 2支持ユニット 36をコラム 20に対して上下方向にスライド可能に支持するコラムスライド機構 38とを有する。主軸 32の軸心部には上下に連結されたバー 33が設けられて!/、る。

[0048] 第 1支持ユニット 34は、縦長で角筒状の第 1枠体 40と、該第 1枠体 40内の上部に設けられて主軸 32を回転させるァクチユエータ 42と、主軸 32とァクチユエータ 42との間に設けられた主軸モータ 44と、第 1枠体 40に対して主軸 32を回転自在に軸支する複数のベアリング (支承機構) 46とを有する。主軸 32のツールヘッド 30は、第 1枠体 40よりも下方に突出して設けられている。ァクチユエータ 42はバー 33に接続されており、該バー 33を介してツールヘッド 30を操作する。すなわち、主軸 32内を揷通するバー 33は、ァクチユエータ 42により上下動する。

[0049] 第 2支持ユニット 36は、縦長で角筒状の第 2枠体 50と、該第 2枠体 50に固定された背板 52と、第 1支持ユニット 34を支持する枠内スライド機構 54と、第 1支持ユニット 3 4の上端部に接続された 2本のバランスシリンダ 56と、第 1支持ユニット 34を上下方向にスライド駆動する左右一対のリニアモータ 58と、背板 52から裏面方向に突出してコラムスライド機構 38に係合するナット体 60と、第 1支持ユニット 34を固定するブレーキ機構 61とを有する。

[0050] 第 2枠体 50は、第 1枠体 40の四方を囲み、該第 1枠体 40よりもやや長く設定されている。背板 52は、第 2枠体 50よりも上方に突出しており、この突出した部分がブラケット 63を介して 2本のバランスシリンダ 56を固定している。枠内スライド機構 54は、背板 52の表面側に上下方向に沿って設けられた 2本の第 1レール 62と、該第 1レール 62 に対してすべり対偶で取り付けられた複数のスライダ部材 64とを有する。スライダ部材 64は第 1レール 62に係合しながら第 1枠体 40の背面に固定されており、第 1支持ユニット 34をスライド可能に支持して、る。

[0051] 一対のリニアモータ 58は、第 2枠体 50に固定された薄いステータ 58bと、このステータ 58bに対向して第 1枠体 40の外側面に設けられたマグネット 58aとからなる。所定のコントローラによりステータ 58bの磁界を移動させることによりマグネット 58aが追従して移動し、第 1支持ユニット 34が第 1レール 62に沿いながら第 2支持ユニット 36 に対して上下方向にスライドすることになる。

[0052] また、双方のリニアモータ 58は主軸 32を中心に対向して配設されているので、ステータ 58bの磁界の移動による双方のステータ 58bとマグネット 58aとの間の吸引力、反発力が相殺されて第 1支持ユニット 34をスムーズに移動することができる。

[0053] ところで、ボールねじ式の直動駆動手段では回転伝達を行うことから、ボールねじの雄ねじと雌ねじ (ナット）、ボールねじの雄ねじを軸支するベアリング、動力源とボールねじの雄ねじとを接続するカップリング等の機構が存在する。ボールねじ式の直動駆動手段では、これらの機構部分で捻れやバックラッシュが生じ、目標とする位置と実際の位置に誤差が生じやすい。

[0054] これに対して、複合工作機械 10のリニアモータ 58では、このような機構部分がないことから、ボールねじ式の直動駆動手段と比較して目標とする位置と実際の位置に誤差が少ない。さらに、リニアモータ 58には図示しないリニアエンコーダ (スケールと移動体に付すヘッドからなる）を有し、該リニアエンコーダの分解能にもよる力 ±0. 5 〜1. 0 m程度の位置決め精度を可能としている。これは、ボールねじ式の直動駆動手段に比べて 1Z10程度の誤差である。

[0055] 従って、複合工作機械 10は、ツールヘッドの位置決め精度が重要であるホーニング加工方法 (例えば、前記の特許第 3735487号公報（日本国）に記載された方法）に対して好適に用いられる。

[0056] また、リニアモータ 58は、ボールねじ式の直動駆動手段と比べて移動体を精度を保ったまま高速に移動させることができる。詳しくは、ボールねじ式の直動駆動手段においても、高速に移動させることは可能である力この方式で高速化することはボールねじのリードピッチを大きくすることであり、このようにすれば高速ィ匕することはできるが、分解能及び位置決め精度が低下する。

[0057] リニアモータ 58の位置決め精度はリニアエンコーダの分解能によって決められることから、高速ィ匕することで位置決め精度が低下することはなぐホーユング力卩ェに好適である。

[0058] バランスシリンダ 56は、下向きのロッド 56aが第 1支持ユニット 34の上端部に接続されており、圧縮空気の作用によって第 1支持ユニット 34の自重の一部又は全部を補償（キャンセル）している。従って、第 1支持ユニット 34の見かけ上の重量は略 0となつており、リニアモータ 58は小さい力で第 1支持ユニット 34を移動させ、又は保持することができる。

[0059] また、ノランスシリンダ 56は小型であっても圧縮空気により十分な力を発生させることができ、従来のバランスウェイト式による重量補償装置と比較して、主軸駆動部 11 を軽量且つコンパクトに構成することができる。

[0060] また、従来のバランスウェイト式による重量補償装置は、移動体の慣性質量が第 1 支持ユニット 34を移動体とした場合、第 1支持ユニット 34の質量とバランスウェイトの質量が合わさったものになることから、移動体に力を加えて加速させるのに多大な力を必要とする。

[0061] し力しながら、複合工作機械 10におけるバランスシリンダ 56を用いる方式では、移動体の慣性質量は、第 1支持ユニット 34だけとなるので、従来のノランスウェイト式による重量補償装置と比較して、移動体に力を加えて速く加速させることができる。

[0062] さらに複合工作機械 10では、加速度に応じて重量補償量をリアルタイムに変化させるとよい。具体的には、補償量を増減したり、上方向に移動体を加速するときには、能動的に一方のシリンダ室内圧を上げて上向きの加速を補い、また下方向に移動体を加速するときには、他方のシリンダ室の内圧を上げて下向きの加速を補うとよい。

[0063] ブレーキ機構 61は、第 1支持ユニット 34の裏面に上下方向に沿って設けられたブレーキ板 66と、該ブレーキ板 66を挟持して固定するブレーキパッド 68とを有する。ブレーキパッド 68は、背板 52の表面に設けられており、所定のコントローラの作用下に開閉動作をしてブレーキ板 66を挟持する。ブレーキ機構 61によれば、リニアモータ 5 8に通電をすることなぐ第 2支持ユニット 36の第 2枠体 50に固定された背板 52に設けられた第 1レール 62上を、スライダ部材 64を介してスライド可能に支持された第 1 支持ユニット 34を、背板 52に確実に固定しておくことができる。

[0064] コラムスライド機構 38は、コラム 20の上部に設置され、且つ、モータ軸 70aが下方を向くように位置決めされたスライド用駆動モータ 70と、モータ軸 70aに軸継手 72にて連結されたボールねじ 74と、図示しない軸受け部材と、コラム 20の表面 20a側に上下方向に沿って設けられた 2本の第 2レール 76と、該第 2レール 76に対してすべり対偶で取り付けられた複数のスライダ部材 78とを有する。スライダ部材 78は第 2レール 76に摺動自在に係合しながら背板 52の背面に固定されており、第 2支持ユニット 36 をスライド可能に支持して、る。

[0065] ナット体 60はボールねじ 74に螺合しており、スライド用駆動モータ 70が回転することにより移動し、第 2支持ユニット 36が第 2レール 76に沿いながらコラム 20に対して上下方向にスライドすることになる。

[0066] ツールヘッド 30は、その先端部に中ぐり加工用工具であるバイト（中ぐり加工刃具、ボーリング用バイト） 100を備え、胴体部にホーユング加工用工具である粗用加工砲石 (研削加工工具、荒用砥石、粗用ホーユング砥石） 102及び仕上げ用加工砥石（研削加工工具、仕上げ用ホーユング砲石） 104とを有する。

[0067] 図 5に示すように、ツールヘッド 30の粗用加工砥石 102及び仕上げ用加工砥石 10 4は、それぞれ 3個ずつ設けられている。粗用加工砥石 102は 120° の等間隔に配置されており、それぞれ砥石台（砥石シユー） 106に固定されている。仕上げ用加工砥石 104は 120° の等間隔に配置されており、それぞれ砲石台（砥石シユー） 108に固定されている。隣接する粗用加工砥石 102と仕上げ用加工砥石 104との間隔は 6 0° に設定されている。

[0068] 砲石台 106及び砲石台 108は、それぞれ案内孔（孔部） 110によって案内されて直径方向へ摺動自在となっている。ツールヘッド 30の中空部には、砲石台 106及び 10 8を直径方向に進退させるコーン軸 (拡張用コーン軸） 112及び 114が設けられて、る。図示を省略する力コーン軸 112は砥石台 106をカム駆動することのできる傾斜面を有しており、該コーン軸 112が軸方向に昇降することにより、各荒粗用加工砲石 102を直径方向に進退させることができる。同様に、コーン軸 114は砥石台 108を力ム駆動することのできる傾斜面を有しており、該コーン軸 114が軸方向に昇降することにより各仕上げ用加工砲石 104を直径方向に進退させることができる。コーン軸 11 2及び 114は、ァクチユエータ 42によってバー 33を介して進退操作される。

[0069] なお、前述のバイト 100は、図示しない刃物台に固定されており、前記砲石台 106 、 108と同様、それぞれの図示しない案内孔によって案内され、直径方向へ拡張又は収縮自在となっている。前記砲石台 106、 108と同様、コーン軸 112又は 114によつてカム駆動作用によって直径方向に進退させることができる。

[0070] また、ツールヘッド 30は、圧縮空気を噴出しながら圧力又は流量に基づいて穴 H の内径を計測するエアノズル 120を有する。

[0071] 次に、このように構成される複合工作機械 10によって、ワーク W1の穴 Hの加工を行う動作について説明する（図 1参照)。 [0072] 先ず、ワーク搬送機構 14の作用下に、ワーク W1の穴（シリンダのボア部等) Hがッールヘッド 30の直下となるように該ワーク W1を搬送及び固定する。また、ブレーキ機構 61のブレーキパッド 68でブレーキ板 66を挟持することによって、第 1支持ユニット 34を第 2支持ユニット 36に対して固定しておく。粗用加工砲石 102及び仕上げ用加ェ砥石 104は案内孔 110の中に縮退させておく。

[0073] 次に、主軸モータ 44によって主軸 32及びツールヘッド 30を回転させるとともに、スライド用駆動モータ 70によってボールねじ 74を回転させ、第 2支持ユニット 36及び第 1支持ユニット 34を所定速度で下方に向力つて移動させ、ワーク W1の穴 Hが所定の径となるようにバイト 100により中ぐり加工を行う。このとき、主軸 32は、十分な剛性を有する径に設定されており、しかも分離機構、接続機構が存在しない簡便な中空形状であることから高速回転をさせることができ、穴 Hの中ぐり加工を迅速に行うことができる（図 2参照)。

[0074] また、中ぐり加工時には、第 1支持ユニット 34はブレーキ機構 61によって固定されて！、ることから、リニアモータ 58には通電の必要がな!ヽ（図 3参照）。

[0075] ワーク W1の穴 Hの中ぐり加工を所定深さまで行った後、スライド用駆動モータ 70を逆転させて、第 1支持ユニット 34及び第 2支持ユニット 36を適度に上昇させ、主軸モータ 44を停止させる。

[0076] 次に、コーン軸 112の作用下に粗用加工砲石 102を直径方向に適量突出させるとともに、ブレーキ機構 61のブレーキパッド 68を開くことによりブレーキ板 66を開放して第 1支持ユニット 34を昇降可能な状態にする。

[0077] 次!、で、粗ホー-ング加工（荒ホー-ングカ卩ェ）を行う。すなわち、主軸モータ 44の回転を再開するとともに、リニアモータ 58の作用下に第 1支持ユニット 34を適量だけ往復動作させる（図 4参照)。このとき、スライド用駆動モータ 70が停止していることから第 2支持ユニット 36はコラム 20に対して固定されており、第 1支持ユニット 34がコラム 20及び第 2支持ユニット 36に対して往復動作する。これにより、粗用加工砲石 102 力 Sワーク _Wlの穴 Hの内面に対して回転及び昇降動作を行いながら接触して粗ホーユングが行われる。

[0078] また、第 1支持ユニット 34はバランスシリンダ 56によって自重が補償されていること力もリニアモータ 58に過度な負荷力 Sかかることがなぐ小電力で第 1支持ユニット 34 の昇降を行うことができる。さらに、第 1支持ユニット 34の上昇時と下降時に負荷の大きさがバランスした線形系となり、制御特性が向上する。

[0079] 第 1支持ユニット 34及び主軸 32は十分な剛性があることから橈みがなぐ高速に昇降させることができ、ワーク W1に対する加工時間を短縮することができる。さらに、リユアモータ 58は回転部分がなぐ動力の方向変換を行うことなぐ第 1支持ユニット 3 4を直接的に直線移動させることができ、簡便且つ効率的であって、第 1支持ユニット 34の質量が比較的大き、場合であっても、確実に動作させることができる。

[0080] 粗ホーユング加工が終了した後、主軸モータ 44及びリニアモータ 58を停止させ、次いで、粗用加工砥石 102をその直径が収縮するように移動させるともに仕上げ用加工砲石 104を直径が大となるように突出させる。つまり、コーン軸 112の作用下に粗用加工砲石 102を案内孔 110の中に縮退させるとともに、コーン軸 114の作用下に仕上げ用加工砲石 104を直径方向に適量突出させる。

[0081] 次いで、仕上げホー-ングカ卩ェを行う。すなわち、粗ホー-ングカ卩ェ時と同様に、主軸モータ 44の回転を再開するとともに、リニアモータ 58の作用下に第 1支持ュ-ット 34を適量だけ往復動作させる。これにより、仕上げ用加工砲石 104がワーク W1の穴 Hの内面に対して回転及び昇降が合成した経路で接触して仕上げホーユングが行われる。仕上げホーユングカ卩ェ時においても、粗ホーユングカ卩ェ時と同様に、簡便且つ効率的で、加工時間を短縮することのできるという効果が得られる。

[0082] この後、主軸モータ 44及びリニアモータ 58を停止させ、エアノズル 120によるヮーク W1の穴 Hの内径の計測確認等の後処理を行う。さらに、ブレーキ機構 61によって第 1支持ユニット 34を固定するとともに、スライド用駆動モータ 70の作用下に第 1支持ユニット 34及び第 2支持ユニット 36を上昇させて、主軸 32をワーク W1の穴 Hから抜いて、加工を終了する。なお、エアノズル 120によるワーク W1の穴 Hの内径の計測確認は、粗ホー-ング加工終了後、或いは粗ホー-ングカ卩ェ中であってもかまわない。また、仕上げカ卩ェ中であっても力まわない。

[0083] ところで、特許第 3270683号公報（日本国）に記載された工作機械では、ホーニンダカ卩ェ時、ボーリング力卩ェの主軸に内挿されたホーユング主軸とツールヘッドとを移動体として、往復動作をさせているので、すなわち、ボーリング力卩ェの主軸に両者が内挿されていること力もこれらをボーリングカ卩ェ主軸よりも細くしなければならないので、十分な剛性を得ることができず、一定の単位時間当たりの往復動作回数 (周波数 )で共振するおそれがあった。

[0084] 一方、本発明に係る複合工作機械 10では、中ぐり加工時とホー-ングカ卩ェ時において、主軸 32を直径を変えることなく（同径のまま）回転させている。すなわち、中ぐり加工時とホー-ングカ卩ェ時で主軸 32を機械的に同機構のまま扱うことができ、直径を変更するための補助的な機構等が不要であり、中ぐり加工時には主軸 32を高速回転させることができるとともに、ホー-ングカ卩ェ時には高速で往復動作をさせることができる。

[0085] すなわち、ホー-ング加工時には、ボーリング加工の主軸（主軸 32)の外側に該主軸 32を軸支する第 1枠体 40を設けたので、移動体としては第 1枠体 40と主軸 32のみであり、移動体の断面積がボーリング主軸 32よりも大きぐ十分な剛性を確保することができ、高速で往復動作をしても共振するおそれがな、。

[0086] 移動体としての重量が大きくなつても、重量はバランスシリンダ 56で補償され且つノ《ランスウェイト式の重量補償装置よりも、移動体の慣性質量は小さくなるので十分に高速で往復動作をさせることができ、加工時間が短縮される。

[0087] また、リニアモータ 58は、位置決め精度を保ったまま、更に高速動作をさせることができるので、ホーユング加工に好適である。特許文献 2に記載された工作機械では、ボーリング加工時、ボーリング加工の主軸とホーユング主軸を一体にして加工して！/ヽる力これは回転体の剛性を確保するためであり、ボーリング加工時の方がホーニンダカ卩ェに比べて切削抵抗が大き!/、からである。

[0088] 本発明に係る複合工作機械 10では、ボーリングカ卩ェ時には、ボーリングカ卩ェ主軸の径は従来のとおりで剛性を確保し、ホーユングの際の分離機構を持たないので、その分回転体の慣性質量は小さくなり、高速回転が可能となっており、加工時間がさらに短縮される。

[0089] また、本発明に係る複合工作機械 10によれば、中ぐり加工時とにおいて、主軸の機構を変える必要がないことから、簡素な構造であって、耐久性が向上し且つ低廉であるとともに、機構の変更動作にともなう時間が不要でワーク Wlに対する加工時間がさらに短縮される。

[0090] なお、上記の主軸駆動部 11では、主軸 32は第 1支持ユニット 34、第 2支持ユニット 36及びコラムスライド機構 38を介してコラム 20に取り付けられているが、図 6及び図 7 に示す主軸駆動部 11aのように、さらに簡素な構造としてもよい。以下、主軸駆動部 1 laの構成要素で複合工作機械 10と同じものについては同符号を付して詳細な説明を省略する。

[0091] 図 6及び図 7に示すように、主軸駆動部 11aの主軸 32は第 1支持ユニット 34を介してコラム 20に取り付けられており、複合工作機械 10における第 2支持ユニット 36及びコラムスライド機構 38が意図的に省略されている。

[0092] また、第 1レール 62はコラム 20の表面 20aに設けられており、第 1支持ユニット 34を昇降可能に支持している。コラム 20には、前記の第 2枠体 50と略同形状の第 2枠体 50aが第 1支持ユニット 34を囲むように設けられている。該第 2枠体 50aの内側両側面にはリニアモータ 58が設けられており、第 1支持ユニット 34がコラム 20に対して昇降できるように構成されている。ブレーキ機構 61のブレーキパッド 68はコラム 20に設けられており、第 1支持ユニット 34をコラム 20に対して固定できるようになつている。

[0093] 主軸駆動部 11aでは、中ぐり加工時に主軸 32を下降させる動作、及び粗ホーニングと仕上げホーユング時における主軸 32を昇降させる動作の両動作にぉ、て、リニァモータ 58が第 1支持ユニット 34を移動させることにより主軸 32を移動させる。つまり、ワーク W1の穴 Hの加工時における主軸 32の昇降動作を全てリニアモータ 58によつて行うため、第 2支持ユニット 36やコラムスライド機構 38を省略することができ、一層簡素な構造となっている。

[0094] また、主軸駆動部 11aでは、前記複合工作機械 10と同様に、簡便且つ効率的で、ワーク W1に対する加工時間を短縮することができるという効果が得られる。なお、主軸駆動部 11aを構成するリニアモータ 58では、ホー-ングカ卩ェ以外に中ぐり加工を行うことから、中ぐり加工に要する押し付け力を発生させることができるように、ホー- ングカ卩ェのみでリニアモータを使用する複合工作機械 10におけるリニアモータ 58の定格出力よりも出力の大き!、タイプを用いてもょ、。 [0095] 次に、本発明の第 2の実施形態に係る工作機械である複合工作機械 210について説明する。

[0096] 図 8に示すように、複合工作機械 210は、ワーク W2 (例えば、自動車エンジンのシリンダブロックのボア）内にツールヘッド 212を挿入し、ボーリング加工やホー-ング加工を行う工作機械である。

[0097] 複合工作機械（工作機械） 210は、ワーク W2内に挿入され、拡径又は縮径させることが可能な略円柱形状力もなるツールヘッド (加工ヘッド） 212と、第 1ギアセット 216 及び第 2ギアセット 218と、第 1ギアセット 216及び第 2ギアセット 218を回転駆動するための第 1サーボモータ 220及び第 2サーボモータ 222と、ツールヘッド 212が連結される主軸 (スピンドル軸） 224と、主軸 224を軸方向（矢印 A方向）に進退移動させるための移動機構 (移動手段） 226とを備える。第 1ギアセット 216及び第 2ギアセット 218は、第 1サーボモータ 220及び第 2サーボモータ 222からの駆動力を拡張力としてツールヘッド 212に伝達する機能を果たす。これら第 1ギアセット 216、第 2ギアセット 218、第 1サーボモータ 220、第 2サーボモータ 222及び主軸 224等は、ハウジング (支持部） 228内に収納されて、る。

[0098] 主軸 224は、ハウジング 228に対して図示しない軸受等を介して軸支され、その外表面に設けられているギア 223が回転駆動手段である主軸モータ 221の駆動軸に連結されたギア 225と嚙合されることで、回転駆動される。なお、主軸 224の回転には、例えば、ベルト'プーリ機構等を用いてもよい。

[0099] 移動機構 226は、ハウジング 228に設けられるガイド部 228a、 228bを案内するレ一ノレ 227と、レーノレ 227に並設され、ノヽウジング 228の虫累合咅 (ナット咅 228cとボール螺旋により螺合するボールねじ 229とを有する。従って、サーボモータ 231によりボールねじ 229が回転駆動されることで、主軸 224が矢印 A方向に進退駆動される。

[0100] さらに、複合工作機械 210には、ツールヘッド 212の拡張力、すなわち、第 1サーボモータ 220及び第 2サーボモータ 222の駆動や、サーボモータ 231の駆動等を制御する制御部（監視制御盤） 230が備えられる。制御部 230には、ワーク W2の加工に際しての各種 NCデータ等が記録される。

[0101] 図 9に示すように、ツールヘッド 212は、略円筒形状からなる本体部 232と、本体部 232の周面に等間隔で放射状に形成された孔部 (案内溝) 234に交互に嵌挿される粗用加工砥石 (研削加工工具、粗用ホーユング砥石） 236及び仕上げ用加工砥石 ( 研削加工工具、仕上げ用ホーニング砲石） 238とを有する。本体部 232の周面に形成された孔部 240には、バイト（中ぐり加工刃具、ボーリング用バイト、 FBバイト、ファインボーリングバイト） 242が嵌挿されている。さらに、粗用加工砥石 236と仕上げ用加工砲石 238との間の本体部 232の周面には、エアマイクロ検出手段 244が放射状に、例えば、 4個配設される。エアマイクロ検出手段 244は、ツールヘッド 212内に形成される図示しないエア通路により供給されるエアをエアノズル 244aから噴出させることにより、ワーク W2の内径を測定するものである。

[0102] さらに、ツールヘッド 212には、外周先端付近に図示しないスロアウェイチップが取り付けられたバイトホルダ 246が備えられている。バイトホルダ 246は、ボルト 246aにより交換自在とされる。このようなバイトホルダ 246は、後述する拡張用部材 (コーン軸、テーパコーン)と同様の図示しない拡張用部材に連結され、直径方向に移動 (拡張

)自在とすることちでさる。

[0103] 図 10に示すように、ツールヘッド 212は、粗用加工砥石 236と仕上げ用加工砥石 2 38とを夫々 3個ずつ有する。粗用加工砥石 236及び仕上げ用加工砥石 238は、夫々粗用加工砥石台（砥石台、粗用加工砥石シユー） 248及び仕上げ用加工砥石台（砥石台、仕上げ用加工砥石シユー） 250に固着されている。仕上げ用加工砲石台 25 0の先端側には、バイト 242が設けられている。ノイト 242は、ボルト 252力 S本体部 23 2の図示しない雌ねじに螺着され、例えば、板ばね等の弾性部材カもなるカートリッジ 254を介して、ピン 256【こ固着されて!ヽる。

[0104] これら粗用加工砥石 236及び仕上げ用加工砥石 238は、ツールヘッド 212の軸方向の同位置において、孔部 234に案内されつつ直径方向（図 10の矢印 B方向）に移動（拡張又は収縮）自在である。同様に、ノイト 242は、孔部 240に案内されつつ直径方向に移動（拡張又は収縮）自在である。

[0105] ツールヘッド 212には、粗用加工砲石台 248を直径方向に拡張するための粗加工用テーパコーン (拡張用コーン軸、コーン軸） 258が摺動自在に収納されている。粗加工用テーパコーン 258の内部には、仕上げ用加工砲石台 250を直径方向に拡張するための仕上げ力卩ェ用テーパコーン (拡張用コーン軸、コーン軸） 260が、粗加工用テーパコーン 258とは個別に摺動自在な状態で挿入されて!、る。図 10及び図 11 に示すように、卩ェ用テーパコーン 258のテーパ部 258a、 258bのテーパ面には、粗用加工砲石台 248の内側傾斜面 248a、 248bが摺動自在に当接している。同様に、図 10及び図 12に示すように、仕上げ力卩ェ用テーパコーン 260のテーパ部 260a 、 260bのテーパ面には、仕上げ用加工砥石台 250の内側傾斜面 250a、 250b力 S摺動自在に当接している。さらに、図 10及び図 12に示すように、仕上げ力卩ェ用テーパコーン 260におけるテーパ部 258aの先端側には、ピン 256 (バイト 242)を直径方向に拡張するためのバイト用テーパ部 262が設けられている。

[0106] 図 11に示すように、卩ェ用テーパコーン 258の先部は三股状に分割されている。このように三股状に分割されることで形成されるロェ用テーパコーン 258の各間隙 264には、仕上げ力卩ェ用テーパコーン 260の各テーパ部 260a、 260bが挟入されている（図 10参照)。この際、バイト用テーパ部 262を含む仕上げ加工用テーパコーン 260の先端部は、ェ用テーパコーン 258の先端部から突出した状態である。

[0107] ツールヘッド 212が主軸 224に連結された状態において、図 13及び図 14に示すように、卩ェ用テーパコーン 258と仕上げ力卩ェ用テーパコーン 260は、夫々シャフト 266、 268に連結されている。これらシャフト 266、 268は円筒形状（中空形状）であり、シャフ卜 266内咅にシャフ卜 268力同軸状に挿人されて!ヽる。

[0108] 従って、バイト 242を直径方向に拡張させる際は、シャフト 268を進動させ、仕上げ加工用テーパコーン 260を矢印 A2方向に押し込むと、バイト用テーパ部 262がピン 256を押圧する（図 15参照）。このため、本体咅 232【こ固着されて!ヽるボノレ卜 252を支点として、カートリッジ 254が弾性変形する (反る)ことで、ノイト 242が矢印 B方向（直径方向外側）に向かって、本体部 232の孔部 240に案内されつつ拡張される。

[0109] 一方、粗用加工砲石 236を拡張させる際は、シャフト 266を退動させ、口ェ用テーパコーン 258を矢印 A1方向に引き込むと、テーパ部 258a、 258bが粗用加工砥石台 248の内側傾斜面 248a、 248bを押圧する（図 16参照）。このため、矢印 B方向 (直径方向外側）に向かって、各粗用加工砲石 236が本体部 232の孔部 234に案内されつつ直径方向において放射状に拡張される。なお、前記拡張した状態から粗用加工砲石 236を収縮させる際には、シャフト 266を進動させ、ロェ用テーパコーン 258を矢印 A2方向に押し込む。そうすると、各粗用加工砲石 236が孔部 234に案内されつつ矢印 Bの反対方向（直径方向内側）に向力つて収縮される。

[0110] 同様に、仕上げ用加工砲石 238を拡張させる際は、シャフト 268を退動させ、仕上げカ卩ェ用テーパコーン 260を矢印 A1方向に引き込むと、テーパ部 260a、 260bが仕上げ用加工砲石台 250の内側傾斜面 250a、 250bを押圧する（図 17参照）。このため、矢印 B方向（径の遠心方向）に向力つて、各仕上げ用加工砲石 238が本体部 2 32の孔部 234に案内されつつ直径方向において放射状に拡張される。また、前記拡張した状態力も仕上げ用加工砲石 238を収縮させる際には、シャフト 266を進動させ、仕上げ力卩ェ用テーパコーン 260を矢印 A2方向に押し込む。そうすると、各仕上げ用加工砲石 238が孔部 234に案内されつつ矢印 Bの反対方向（直径方向内側）に向力つて収縮される。

[0111] 従って、本実施形態におけるツールヘッド 212では、粗用加工砲石台 248、仕上げ用加工砲石台 250、粗加工用テーパコーン 258及び仕上げ力卩ェ用テーパコーン 26 0力バイト 242、粗用加工砲石 236及び仕上げ用加工砲石 238を拡張 (収縮)するための拡張 (収縮)用部材として機能することになる。

[0112] 以上のように構成されるツールヘッド 212は、図 8に示すように、主軸 224に連結されており、従って、主軸 224が回転駆動されることに追従してツールヘッド 212も回転駆動される。

[0113] 一方、円筒形状（中空形状)からなる主軸 224の内部には、図 8及び図 18に示すように、矢印 A方向に移動自在且つ同軸状にシャフト 266、 268が収納されている。主軸 224の内周面とシャフト 266の外周面、及びシャフト 266の内周面とシャフト 268の外周面は、夫々スプライン嵌合により当接している（図 19参照)。このため、シャフト 2 66、 268は、主軸 224内で、個別又は同時に矢印 A方向に移動自在 (摺動自在)である一方、回転方向には主軸 224と略一体に回転する。

[0114] シャフト 266、 268は、ツールヘッド 212の粗加工用テーパコーン 258及び仕上げ加工用テーパコーン 260に連結される先端側とは反対の後端側では、夫々第 2ギアセット 218及び第 1ギアセット 216に連結されている。従って、複合工作機械 210では、第 1サーボモータ 220により第 1ギアセット 216が駆動されるとシャフト 268が進退移動する。同様に、第 2サーボモータ 222により第 2ギアセット 218が駆動されるとシャフト 266が進退移動する。

[0115] 図 18及び図 20を参照して、第 1ギアセット 216及び第 2ギアセット 218の構成について説明する。図 20は、第 1ギアセット 216における各ギアの嚙合状態を説明するための一部省略概略斜視図である。なお、第 2ギアセット 218における各ギアの嚙合状態も、図 20に示す第 1ギアセット 216のものと略同様である。

[0116] 第 1ギアセット 216は、第 1サーボモータ 220の駆動軸 220aに連結されるピ-オンギア 270と、外周の平歯車 272aがピ-オンギア 270と嚙合し、内周にボールねじの雌ねじ（ねじ部） 272bが刻設される筒状のリングギア 272と、外周の雄ねじ（ねじ部） 2 74aがリングギア 272の雌ねじ 272bと嚙合いする筒状のボールねじ 274とを有する。さらに、第 1ギアセット 216は、シャフト 268の外周に嵌合されるインナレース（内輪） 2 76aと、ボールねじ 274の内周に嵌合されるァウタレース（外輪） 276bと、転動体 276 cとで構成される軸受 276を有する。ピ-オンギア 270は、軸受 278、 280によりハウジング 228【こ軸支される。リングギ 272ίま、軸受 282、 284【こよりノヽクジング 228【こ軸支される。なお、インナレース 276aは、シャフト 268の外周と一体に形成してもよく、同様に、ァウタレース 276bは、ボールねじ 274の内周と一体に形成してもよい。

[0117] 同様に、第 2ギアセット 218は、第 2サーボモータ 222の駆動軸 222aに連結されるピ-オンギア 286と、外周の平歯車 288aがピ-オンギア 286と嚙合いし、内周にボールねじの雌ねじ（ねじ部） 288bが刻設される筒状のリングギア 288と、外周の雄ねじ（ねじ部） 290a力 Sリングギア 288の雌ねじ 288bと嚙合、する筒状のボールねじ 29 0とを有する。さらに、第 2ギアセット 218は、シャフト 266の外周に嵌合されるインナレース（内輪） 292aと、ボールねじ 290の内周に嵌合されるァウタレース（外輪） 292bと、転動体 292cとで構成される軸受 292を有する。ピ-オンギア 286は、軸受 294、 2 96によりノヽウジング 228に軸支される。リングギア 288は、軸受 298、 300によりノヽゥジング 228に軸支される。なお、インナレース 292aは、シャフト 266の外周と一体に形成してもよぐ同様に、ァウタレース 292bは、ボールねじ 290の内周と一体に形成してちよい。 [0118] 従って、第 1ギアセット 216では、制御部 230の制御下に、第 1サーボモータ 220が回転駆動されると、ピ-オンギア 270が回転駆動される。次いで、リングギア 272が回転駆動されることにより、ボールねじ 274がその回転方向に応じて、矢印 A方向に進退移動する。ここで、ボールねじ 274とシャフト 268とは軸受 276を介して連結されていることから、ボールねじ 274の進退移動に伴って、シャフト 268も進退移動することになる。

[0119] この際、ピ-オンギア 270は、第 1サーボモータ 220により回転自在且つ所望の位相に固定自在である。このため、シャフト 268も進退移動自在且つ所望の位置（矢印 A方向）で固定自在である。つまり、シャフト 268に連結される仕上げカ卩ェ用テーパコーン 260も同様に、進退移動自在且つ所望の位置で固定自在であるため、ノイト 24 2及び仕上げ用加工砲石 238は、拡張 (収縮）自在且つ所望の位置 (矢印 B方向）で固定自在に構成される。

[0120] 第 2のギアセット 18においても同様に、制御部 230の制御下に、ピ-オンギア 286 は、第 2サーボモータ 222により回転自在且つ所望の位相に固定自在である。このため、シャフト 266も進退移動自在且つ所望の位置 (矢印 A方向）で固定自在である。従って、シャフト 266に連結される卩ェ用テーパコーン 258も同様に、進退移動自在且つ所望の位置で固定自在であるため、粗用加工砲石 236は、拡張 (収縮）自在且つ所望の位置 (矢印 B方向）で固定自在に構成される。

[0121] 上記のように、複合工作機械 210において、第 1サーボモータ 220、第 2サーボモータ 222、ピ-オンギア 270、 286、リングギア 272、 288、ボールねじ 274、 90及び軸受 276、 292力ノイト 242、粗用カロ工 ί氐石 236及び仕上げ用カロ工 ί氐石 238を拡張 (収縮)するための拡張 (収縮)手段として機能する。

[0122] なお、複合工作機械 210では、図 8及び図 18に示すように、第 1サーボモータ 220 と第 2サーボモータ 222とを逆向きで、且つシャフト 266、 268を挟んで平行に配置してヽる。さら【こ、リングギア 272、 288、ボーノレねじ 274、 90及び軸受 276、 292を、同じ軸線上に配置することで、全体構成の大幅な小型化 (コンパクト化）がなされている。

[0123] 次に、基本的には、以上のように構成される複合工作機械 210により、ワークとして、自動車エンジンのシリンダブロックのボアの中ぐり加工 (ボーリング力卩ェ)及び研削加工 (ホー-ングカ卩ェ)を行う方法につき、図 21のフローチャートを参照して説明する

[0124] 先ず、図 21におけるステップ S1にお!/、て、シリンダブロック素材であるシリンダブ口ック 302a【こ、ダミーヘッド、 304をボノレ卜 304a【こより装着する。ダミーヘッド、 304ίま、製品シリンダヘッドを模した形状及び材質力もなり、シリンダブロック 302aのボア 303よりも大径な孔部 304bが形成されている（図 22A参照)。

[0125] 次に、ステップ S2において、シリンダブロック 302aが所定の位置に配置されると、制御部 230の制御下に、移動機構 226によりツールヘッド 212 (主軸 224)力ボア 3 03 (矢印 A1方向）に向けて進動される。

[0126] ステップ S3において、制御部 230の制御下に、第 1サーボモータ 220が駆動され、第 1ギアセット 216の作用によりシャフト 268が矢印 A2方向に進動する。この際、シャフト 268により仕上げ力卩ェ用テーパコーン 260が進動するため、バイト用テーパ部 26 2によりピン 256が直径方向（矢印 B方向）に押圧される。すなわち、バイト 242が拡張される。

[0127] 次いで、ステップ S4において、ノイト 242によりシリンダブロック 302aのボア 303のボーリング力卩ェを行う。この際、制御部 230の制御下に、サーボモータ 231及び第 1 サーボモータ 220が適切に駆動制御される。すなわち、ツールヘッド 212の軸方向位置と、バイト 242の直径方向位置及び拡張力が適切に制御される。このため、ボア 303は、バイト 242により所望の真円度 (形状）に確実に加工されることになる。

[0128] ステップ S5において、制御部 230の制御下に、ボーリング力卩ェが施された後のシリンダブロック 302aの軸線位置毎（矢印 A方向各位置）のシリンダ内径 (ボア径）を、図示しない光学式や機械式等の測定器により測定する。この測定データは、第 1の内径データ（D1)として、例えば、制御部 230に記録される。このような内径の測定は、エアマイクロ検出手段 244を用いて行うこともできる。

[0129] 上記のように、第 1の内径データ（D1)を測定するのは加工による熱影響を測定するためである。ボーリングカ卩ェでは、切削抵抗等による熱影響が生じるため、加工後に常温となったボア 303は、通常収縮している力もである。なお、該収縮はボア 303 の軸線位置でよって異なり、熱影響、つまり、熱膨張が大きな部分程その収縮量も大きくなつている。

[0130] 次に、ステップ S6において、上記のようにボーリング力卩ェが施され、内径が測定されたシリンダブロック 302aから、ダミーヘッド 304を取り外す。すると、図 22Bに示すように、シリンダブロック 302aのボア 303の内径が、ステップ S4及びステップ S5での状態から多少変形することになる。すなわち、他部品の組付け、換言すると製品シリンダヘッド 306の組付けによる応力で内径形状が変形してしまう。今回は、ダミーへッド 304の組付けによる応力を、製品シリンダヘッド 306の組付けによる応力とみなしている。故に、ダミーヘッド 304を取り外すと、前記応力がなくなるため、ステップ S4及びステップ S5での状態力も多少変形する。なお、ステップ S4及びステップ S5での状態は、本実施形態のツールヘッド 212や上記拡張手段等を具備した複合工作機械 2 10でボーリングされているため、略真円状態である。

[0131] そこで、ステップ S7において、ダミーヘッド 304を取り外した後のシリンダブロック 30 2aの軸線位置毎のシリンダ内径 (ボア径）を、上記ステップ S5と同様に測定する。この測定データは、第 2の内径データ（D2)として、例えば、制御部 230に記録される。ステップ S7での状態は、ステップ S4及びステップ S5での略真円状態力も前記応力が開放されて変形した状態であり、少し変形した真円ではない状態である。

[0132] ステップ S8において、上記ステップ S5で取得した第 1の内径データ（D1)を、上記ステップ S7で取得した第 2の内径データ (D2)の補正値として利用して、該第 2の内径データ（D2)を補正し、 NCデータ（DN)を作成する。このように作成された NCデータ（DN)は、ダミーヘッド 304を装着せずにシリンダブロック素材のボーリングカロェを行った後、ダミーヘッド 304を装着した場合に、シリンダ内径 (ボア径）が所望の真円度となるように作成されたデータである。

[0133] 次に、ステップ S9において、上記ステップ S8にて作成した NCデータ（DN)を複合工作機械 210の制御部 230に入力する。

[0134] そして、ステップ S10において、先ず、上記ステップ S4にてボーリング力卩ェを行ったシリンダブロック 302aとは別の、新たなシリンダブロック素材であるシリンダブロック 30 2bを所定の位置に配置する。次いで、制御部 230の制御下に、上記のように入力された NCデータ（DN)に則したボーリングカ卩ェをシリンダブロック 302bに施す。

[0135] ステップ SI 1にお!/、て、上記のようにボーリング加工が施されたシリンダブロック 30 2bに、製品シリンダヘッド 306をボルト 306aにより装着する（図 22C参照)。製品シリンダヘッド 306とは、ダミーヘッド 304と異なり、実際の製品として用いられるシリンダヘッドのことである。

[0136] そして、製品シリンダヘッド 306が装着された状態で、シリンダブロック 302bの軸線位置毎のシリンダ内径 (ボア径)を、上記ステップ S5等と同様に測定する。この測定データは、第 3の内径データ (D3)として、例えば、制御部 230に記録される。この際、内径を測定するための測定器は、製品シリンダヘッド 306に形成されている点火プラグ挿入孔 306bから挿入すれば、製品シリンダヘッド 306に特別に力卩ェ等を行う必要がないため好適である。

[0137] なお、第 3の内径データ (D3)を取得する際には、実際の自動車エンジンが常用される際のシリンダブロック 308のボア 310の温度まで、上記のようにボーリング力卩ェが施されたシリンダブロック 302bを加温して、シリンダ内径 (ボア径）を測定しても構わない。そうすれば、次のステップ S 12で作成されるデータ力製品シリンダヘッド 306 を装着した場合に、実際にエンジンが自動車に搭載され常用される際にシリンダブ口ックの温度が上昇して、シリンダ内径 (ボア径）が所望の真円度となるように作成されたデータとなる。上記のようなシリンダブロック 302bを加温する際には、図示しない電磁誘導加熱器を使用して、シリンダ内径 (ボア)側から加温すればよい。そうすると、簡便で、且つ迅速な加温をすることができて好適である。

[0138] 次いで、ステップ S12において、上記ステップ S 11で取得した第 3の内径データ（D 3)を、上記ステップ S8で作成した NCデータの補正値として利用して、該 NCデータを補正し、修正 NCデータ（DN を作成する。このように作成される修正 NCデータ（ DN')は、ダミーヘッド 304を装着せずにシリンダブロック素材のボーリング力卩ェを行つた後、製品シリンダヘッド 306を装着した場合に、シリンダ内径 (ボア径)が所望の真円度となるように作成されたデータである。

[0139] 本実施形態におけるボーリングカ卩ェ方法によれば、以上のようにして作成された修正 NCデータ（DN を生産工程で用い、順次シリンダブロック素材のボーリングカロェを施すことにより、ダミーヘッド 304を用いることなくシリンダ内径 (ボア径)を所望の真円度とする加工を行うことが可能となる。

[0140] すなわち、ステップ S13において、上記ステップ S 12にて作成された修正 NCデータ（DN')を複合工作機械 210の制御部 230に入力する。

[0141] 次いで、ステップ S14において、複合工作機械 210に新たなシリンダブロック素材であるシリンダブロック 308を所定の位置に配置して、制御部 230の制御下に、修正

NCデータ（DN に則したボーリング力卩ェを施す。

[0142] このように、修正 NCデータ（DN によるボーリング力卩ェを施すと、シリンダブロック

308のボア 310には、製品シリンダヘッド 306を装着した後の変形分を考慮したカロェが施されることになる（図 22D参照)。すなわち、修正 NCデータ（DN に基づきカロェされたシリンダブロック 308に製品シリンダヘッド 306を装着することにより、シリンダブロック 308のボア 310は、製品として必要な真円度を得ることができる（図 22E参照)。

[0143] 上記のように、シリンダブロック 308への修正 NCデータ（DN')に則したボーリング加工が完了すると、次に、ボア 310を所望の表面粗さとするためにホー-ングカ卩ェを実行する。

[0144] すなわち、ステップ S 15において、シリンダブロック 308〖こ対し、粗用加工砥石 236 及び仕上げ用加工砥石 238を用いるホーユング加工を実行する。具体的には、先ず、制御部 230の制御下に、第 1サーボモータ 220又は第 2サーボモータ 222により、第 1ギアセット 216又は第 2ギアセット 218の駆動を制御する。すると、シャフト 266 (粗加工用テーパコーン 258)又はシャフト 268 (仕上げ力卩ェ用テーパコーン 260)が適宜所定の位置 (矢印 A方向）に進退移動することで、粗用加工砥石 236や仕上げ用加工砲石 238に拡張力又は収縮力が生じる。この際、主軸 224は、主軸モータ 221 により回転駆動されると共に、移動機構 226により進退移動される。従って、粗用加ェ砲石 236と仕上げ用加工砲石 238とが必要に応じて選択されながらシリンダブロック 308に対してホー-ングカ卩ェが実行されることになる。

[0145] この場合、ワークであるシリンダブロック 308が本実施形態の複合工作機械 210のツールヘッド 212で力卩ェされることから、 1回のチヤッキングでシリンダブロック 308をクランプし、ボーリングした後に、引き続いて前記クランプをアンクランプすることなくホ一-ングすることができる。従って、チヤッキングの影響を少なくすることができ、精度のよいホーユングカ卩ェをすることができる。すなわち、チヤッキング回数が多いほどチャッキングの際の位置決め制度の誤差を加味するので、素材の加工取り代が多くなり、単位加工時間当たりの取り代が多くなれば、重研削となり、精度が悪くなる傾向となる。

[0146] この場合、加工精度を一層向上させるために、エアマイクロ検出手段 244により、ボァ 310の変化量を検出すると共に、制御部 230により加工経過時間等を計測しながら、第 1サーボモータ 220や第 2サーボモータ 222の駆動を制御するとよい。複合ェ作機械 210では、粗用加工砥石 236や仕上げ用加工砥石 238の拡張力（収縮力）を精度よく変化させながら加工を行うことで、一層高精度なホー-ング加工を実現できる。

[0147] 以上のように、本実施形態に係る複合工作機械 210によれば、シリンダブロックのボアのボーリングカ卩ェにおいて、修正 NCデータ（DiT)を作成することで、量産時（生産時）にダミーヘッド 304等を装着することなく所望の真円度を有するシリンダブ口ックを得ることができるため、生産性が大幅に向上する。

[0148] また、バイト 242、粗用加工砲石 236及び仕上げ用加工砲石 238の拡張動作が、第 1サーボモータ 220及び第 2サーボモータ 222により第 1ギアセット 216及び第 2ギァセット 218を介して行われるように構成されている。このため、ノイト 242、粗用加工砲石 236及び仕上げ用加工砲石 238の拡張位置や拡張力の制御が容易且つ高精度である。

[0149] さらに、バイト 242と同軸状に設けられた粗用加工砥石 236や仕上げ用加工砥石 2 38により、ボーリング力卩ェに続けてホー-ングカ卩ェを施すことができるので、加工精度を一層向上させることができる。この場合、ボーリングカ卩ェ時とホーユングカ卩ェ時において、主軸 224は同径であり、そのまま回転させている。すなわち、ボーリングカロェ時とホー-ング加工時で主軸 224を機械的に同機構のまま扱うことができ、直径を変更するための補助的な機構等が不要であり、ボーリングカ卩ェ時には主軸 224を高速回転させることができるとともに、ホーユングカ卩ェ時には高速な往復動作をさせることができる。

[0150] 修正 NCデータ（DN によりシリンダブロック 308のボア 310を所望の形状に加工する場合、上記従来技術のように、ボーリング用バイトの拡張を油圧により制御する構成では、該ボーリング用バイトの拡張力や拡張位置の微妙な制御が難しい。このため、このような構成の工作機械では、本実施形態に係るシリンダブロックのボアの中ぐり加工方法の実現が困難となる可能性がある。

[0151] しカゝしながら、本実施形態に係る複合工作機械 210では、第 1サーボモータ 220及び第 1ギアセット 216によりシャフト 268、すなわち、バイト 242の拡張制御を行うように構成されている。従って、上記従来構成の工作機械に比して一層高精度なボーリンダカ卩ェを施すことができ、修正 NCデータ（DN に基づく前記ボーリング加工方法を実現できる。

[0152] 次に、複合工作機械 210において、第 1サーボモータ 220及び第 1ギアセット 216 を備えることによるボーリングカ卩ェ時での作用効果について説明する。

[0153] 上記のように、第 1ギアセット 216では、第 1サーボモータ 220の駆動軸 220aに連結されるピ-オンギア 270と、実際にシャフト 268を移動させるボールねじ 274との間にリングギア 272が介在している。すなわち、ピ-オンギア 270とボールねじ 274とが直接ボールとねじの螺旋との嚙合をしてヽな、。

[0154] 仮に、リングギア 272を介在させず、ピ-オンギア 270とボールねじ 274とが直接ボールとねじの螺旋により嚙合している場合には、第 1サーボモータ 220が断続的に回転-停止又は正転 ·逆転する際 (例えば、起動時や停止時）に、ピニオンギア 270に伝達される回転トルクが不規則な変動状態 (不安定なギクシャクした状態)でボールねじ 274に伝達される。これにより、シャフト 268が応答性の悪い不規則な進退移動を行うことになる。換言すれば、第 1サーボモータ 220が断続的に回転'停止又は正転 ·逆転する際のピ-オンギア 270に伝達された回転トルクが、不規則な変動状態でボールねじ 274に伝達されると、その反力を受けてピ-オンギア 270が軸方向（矢印 A方向）に振動する。従って、第 1サーボモータ 220も振動してしまうことになる。

[0155] これに対して、本実施形態における第 1ギアセット 216のように、回転するピ-オンギア 270がリングギア 272を介してボールねじ 274に連結されていると、第 1サーボモータ 220が断続的に回転 ·停止又は正転 ·逆転する際のピ-オンギア 270に伝達された回転トルク変動は、先ず、リングギア 272に伝達されることになる。リングギア 272 は、軸受 282、 284にラジアル (スラスト）支承されているので、不規則な回転トルク変動の影響を受けた状態で第 1サーボモータ 220に追従して回転する。ここで、リングギア 272とボールねじ 274とはボールとねじの螺旋により嚙合している。従って、リングギア 272の回転が、前記不規則な回転トルク変動の影響を受けた状態でボールねじ 274に伝達されると、その反力を受けてリングギア 272は軸方向（矢印 A方向）に振動させられそうになる。ところ力上記のように、リングギア 272は軸受 282、 284にラジアル (スラスト）支承されて、るので、前記軸方向に振動することはな、（図 18及び図 20参照)。

[0156] また、第 1ギアセット 216によれば、仮にリングギア 272が軸方向に振動した場合としても、リングギア 272とピ-オンギア 270とは平歯車で連結されているため、ピ-ォンギア 270には前記軸方向の振動が伝わることはない。つまり、リングギア 272は、第 1ギアセット 216において、各種振動を遮断する機能を果たしている。従って、被加工面 (切削面)の凹凸形状や切削抵抗等によりバイト 242に生じる振動がシャフト 268に伝達されたとしても、その振動はリングギア 272により遮断され、第 1サーボモータ 22 0等には伝達されることはない。

[0157] ところで、上記のような第 1サーボモータ 220が断続的に回転'停止又は正転 '逆転する際の不規則な回転トルク変動は、電気的制御により解消することもできるため、複合工作機械 210における第 1サーボモータ 220の回転位相制御の精度に影響が及ぶことはない。そして、リングギア 272により、ノイト 242からの振動を遮断可能であり、且つ、第 1サーボモータ 220自体が振動することもない。従って、このような振動による影響がバイト 242の拡張動作に影響を与えるような不都合が生じることも回避することがでさる。

[0158] 上記のような第 1ギアセット 216のリングギア 272による振動遮断機能は、ホーニングカロェ時においても同様に作用することは言うまでもない。また、第 2ギアセット 218も第 1ギアセット 216と略同様な構成であり、リングギア 288を有していることから、第 2ギァセット 218を使用したホー-ングカ卩ェ (粗ホー-ングカ卩ェ）時でも、上記のような振動を遮断する作用が得られることは勿論である。すなわち、複合工作機械 210では、リングギア 272、 288が振動遮断機構として機能する。また、第 1ギアセット 216や第 2 ギアセット 218が、第 1サーボモータ 220や第 2サーボモータ 222からの回転動力をシャフト 266、 268への直線動力に変換する動力変換手段として機能する。

[0159] なお、ツールヘッド 212において、バイト 242を卩ェ用テーパコーン 258側に設けるようにしてもよい。また、例えば、バイト 242を複数設けるようにして、各々異なる形状のものにすることも可能である。

[0160] ロェ用テーパコーン 258の先部は、上記三股状に分割されるものに限らず、例えば、二股状や四股状等でもよい。このようにすれば、粗用加工砲石 236や仕上げ用加工砥石 238の配置数を容易に変更可能である。

[0161] 複合工作機械 210による加工方法の一例として、図 21のフローチャートを用いたカロェ方法について説明したが、複合工作機械 210による加工方法はこの方法に限定されるものではない。

[0162] 次に、上記各実施形態に係る複合工作機械 10、 210にも好適に適用できる本発明の実施形態に係るツールヘッド (ホーユング工具ヘッド、加工ヘッド) 410につ、て、このツールヘッド 410を搭載した本発明の第 3の実施形態に係る工作機械 (ホー- ング工作機械) 412を例示して説明する。

[0163] 図 23に示すように、工作機械 412は、ワーク W3 (例えば、自動車のエンジンにおけるシリンダブロックのシリンダボア部）内に、ツールヘッド 410を挿入して、該ワーク W3 の内周壁部 414aのホー-ングカ卩ェを行う工作機械である。

[0164] 工作機械 412は、ワーク W3内に挿入され、拡径又は縮径させることが可能な略円柱形状力もなるツールヘッド 410と、ツールヘッド 410に拡張力を与えるための第 1油圧シリンダ 416及び第 2油圧シリンダ 418と、前記拡張力を制御する制御回路 (制御手段、制御部、監視制御盤) 420と、第 1油圧シリンダ 416及び第 2油圧シリンダ 418 を収納する主軸（回転軸部) 422と、該主軸 422を昇降動作させるための昇降用油圧シリンダ (移動手段) 423とを備える。

[0165] ツールヘッド 410は、内部が中空の略円筒形状力なる本体部 424と、本体部 424 の周面に等間隔で放射状に形成された孔部 (案内孔) 425に交互に嵌挿される粗用加工砥石 (第 1の研削加工工具、粗用ホーユング砥石) 426及び仕上げ用加工砥石 (第 2の研削加工工具、仕上げ用ホーユング砲石) 428とを有する。また、粗用加工砥石 426と仕上げ用加工砥石 428との間の本体部 424における周面には、エアマイクロ検出手段 431が放射状に、例えば、 4個配設される。該エアマイクロ検出手段 43 1は、ツールヘッド 410内に形成される図示しないエア通路により供給されるエアを、エアノズル 431a (図 24参照）から噴出させることにより、ワーク W3の内周壁部 414a の内径を測定するものである。

[0166] 図 24に示すように、ツールヘッド 410には、外側先端に図示しないスロアウェイチップが取り付けられたバイトホルダ 439が備えられていてもよぐ該バイトホルダ 439はボルト 439aで交換自在となっている。この場合、バイトホルダ 439は、後述する仕上げ用拡縮手段と同様の図示しない拡縮手段に連結され、直径方向に移動 (拡縮）自在であってもよい。

[0167] 図 25に示すように、ツールヘッド 410は、粗用加工砥石 426と仕上げ用加工砥石 4 28とを夫々 3個ずつ有し、粗用加工砥石 426及び仕上げ用加工砥石 428は、夫々粗用加工砥石台（第 1の工具台、粗用加工砥石シユー) 432及び仕上げ用加工砥石台（第 2の工具台、仕上げ用加工砲石シユー) 434に固着されている。これら粗用加ェ砥石 426及び仕上げ用加工砥石 428は、ツールヘッド 410の軸方向同位置において、孔部 425に案内されつつ直径方向（図 25の矢印 B方向）に移動（拡縮）自在である。

[0168] さらに、ツールヘッド 410には、粗用加工砥石台 432を直径方向に拡張するためのロェ用テーパコーン (第 1のコーン軸) 436が摺動自在に収納されると共に、該粗加工用テーパコーン 436内には、仕上げ用加工砲石シユー 434を直径方向に拡張するための仕上げ力卩ェ用テーパコーン (第 2のコーン軸) 438が該粗加工用テーパコーン 436とは個別に摺動自在に挿入されている。図 25及び図 26に示すように、口ェ用テーパコーン 436のテーパ部 436a、 436bのテーパ面には、粗用加工砥石台 4 32の内側傾斜面 432a、 432bが摺動自在に当接している。同様に、図 25及び図 27 に示すように、仕上げ力卩ェ用テーパコーン 438のテーパ部 438a、 438bのテーパ面には、仕上げ用加工砲石シユー 434の内側傾斜面 434a、 434bが摺動自在に当接している。

[0169] 図 26及び図 28に示すように、卩ェ用テーパコーン 436の先部は三股状に分割されており、該三股状の粗加工用テーパコーン 436の各間隙 440には、各仕上げ加ェ用テーパコーン 438のテーパ部 438a、 438b力挟入されて!、る（図 25及び図 27 参照)。そして、粗加工用テーパコーン 436の前記三股状の先部力も後部に向けて若干オフセットするように形成される凹部 442には、前記三股状に分割されている各部を繋ぐように、すなわち、各間隙 440の開部を塞ぐように孔部 443を有するリング（蓋部材) 444が取り付けられている。リング 444は、例えば、凹部 442内側面に雌ねじを形成し、リング 444の外側面に雄ねじを形成し、これらを螺合させることにより着脱自在に固定される。また、リング 444の固定方法は前記方法に限らず、例えば、リング 444を凹部 442の底部等にボルト締めにより固定する方法や、リング 444を凹部 44 2に圧入や力しめにより固定する方法、さらには、接着剤や溶接により固定する方法等が挙げられる。

[0170] このため、ツールヘッド 410では、卩ェ用テーパコーン 436の先部が三股状に分割され、該分割により形成される各間隙 440の開部がリング 444により塞がれることになる。従って、該¾¾ェ用テーパコーン 436には、等間隔で放射状に長孔 (長孔状孔部) 446が形成されていることになり（図 28及び図 29参照）、該長孔 446から仕上げカ卩ェ用テーパコーン 438の各テーパ部 438a、 438bが、仕上げ用加工砥石シュ一 434に臨むことになる。また、リング 444の孔部 443内には、該仕上げ加工用テーパコーン 438の先端部が摺動自在に挿通して、る（図 25参照)。

[0171] 図 30に示すように、粗加工用テーパコーン 436と仕上げ力卩ェ用テーパコーン 438 は、夫々ドローバ（移動部材、シャフト） 448、 450に連結される。

[0172] 従って、粗用加工砲石 426を拡張させる際は、ドローノ 48を上方に引き込み、粗加工用テーパコーン 436を矢印 A1方向に引き上げると、テーパ部 436a、 436bが粗用加工砥石台 432の内側傾斜面 432a、 432bを押圧する。このため、矢印 B方向（直径方向外側）に向かって、各粗用加工砥石 426が本体部 424の孔部 425に案内されつつ放射状に拡張される。一方、前記拡張した状態から、粗用加工砥石 426を収縮させる際は、ドローノ 48を下方に押し出し、 ft¾卩ェ用テーパコーン 436を矢印 A2方向に押し下げると、各粗用加工砲石 426が本体部 424の孔部 425に案内されつつ矢印 Bの反対方向（直径方向内側）に向力つて収縮される。

[0173] 同様に、仕上げ用加工砲石 428を拡張させる際は、ドローノ 50を上方に引き込み、仕上げ力卩ェ用テーパコーン 438を矢印 A1方向に引き上げると、テーパ部 438a 、 438bが仕上げ用加工砥石シユー 434の内側傾斜面 434a、 434bを押圧する。このため、矢印 B方向（径の遠心方向）に向かって、各仕上げ用加工砲石 428が本体部 424の孔部 425に案内されつつ放射状に拡張される。一方、前記拡張した状態から、仕上げ用加工砲石 428を収縮させる際は、ドローノ 50を下方に押し出し、仕上げカ卩ェ用テーパコーン 438を矢印 A2方向に押し下げると、各仕上げ用加工砲石 42 8が本体部 424の孔部 425に案内されつつ矢印 Bの反対方向（直径方向内側）に向力つて収縮される。

[0174] 従って、本実施形態におけるツールヘッド 410では、粗用加工砲石台 432、仕上げ用加工砲石シユー 434、粗加工用テーパコーン 436及び仕上げカ卩ェ用テーパコーン 438が、粗用加工砥石 426及び仕上げ用加工砥石 428の拡縮手段として機能することになる。

[0175] 以上のように構成されるツールヘッド 410は、図 23に示すように、主軸 422に連結されており、従って、主軸 422が回転駆動されることに追従してツールヘッド 410も回転駆動される。

[0176] 主軸 422には、支持部材 (支持部) 452により支持される昇降用油圧シリンダ 423 のピストンロッド 423aが連結される。該ピストンロッド 423aには、変速歯車 454が嵌合され、該変速歯車 454には、回転駆動手段である主軸モータ 455の回転軸に嵌合される歯車 457が嚙合される。

[0177] 昇降用油圧シリンダ 423に作用する油圧の増減は、該昇降用油圧シリンダ 423と油源 456とを連結する油路 458a、 458bに介装される拡縮制御手段としての油圧レギユレータ（減圧バルブ) 460によって行われる。そして、油圧レギユレータ 460が制御回路 420により制御され、昇降用油圧シリンダ 423の油圧が増減されることで、昇降用油圧シリンダ 423のピストンロッド 423aの昇降動作 (矢印 A方向）が行われる。

[0178] 一方、ツールヘッド 410における卩ェ用テーパコーン 436と仕上げカ卩ェ用テーパコーン 438とは、夫々ドローバ 448、 450に連結されると共に（図 30参照）、各ドローノ 448、 450は、第 1油圧シリンダ 416のピストンロッド 416a及び第 2油圧シリンダ 418のピストンロッド 418aに夫々連結される。

[0179] 従って、第 1油圧シリンダ 416に油圧が加えられると、ピストンロッド 416aによりドローノ 48が上方に引き込まれると共に、卩ェ用テーパコーン 436が上方に引き上げられる。その結果、粗用加工砥石 426が直径方向（矢印 B方向）に拡張される。同様に、第 2油圧シリンダ 418に油圧が加えられると、ピストンロッド 418aによりドローバ 450が上方に引き込まれると共に、仕上げ力卩ェ用テーパコーン 438が上方に引き上げられる。その結果、仕上げ用加工砲石 428が直径方向（矢印 B方向）に拡張される。なお、粗用加工砥石 426及び仕上げ用加工砥石 428の拡張動作は、夫々を別個に実施しても同時に実施してもよい。

[0180] 上記のような第 1油圧シリンダ 416に作用する油圧の増減は、該第 1油圧シリンダ 4 16と油源 464とを連結する油路 466に介装される拡縮制御手段としての油圧レギュレータ (減圧バルブ) 468によって行われる。同様に、第 2油圧シリンダ 418に作用する油圧の増減は、該第 2油圧シリンダ 418と油源 470とを連結する油路 472に介装される拡縮制御手段としての油圧レギユレータ (減圧バルブ) 474によって行われる。なお、油圧レギユレータ 468、 474による油圧制御は、制御回路 420からの指示に基づいて実行される。

[0181] 従って、上記第 1油圧シリンダ 416、第 2油圧シリンダ 418の作用により、粗用加工砥石 426若しくは仕上げ用加工砥石 428、又は、粗用加工砥石 426及び仕上げ用加工砲石 428をワーク W3の内周壁部 414aに対して、適切な拡張力で当接させることがでさる。

[0182] 次に、基本的には、以上のように構成される本実施形態に係るツールヘッド 410を搭載する工作機械 412により、ワーク W3に対して研削加工 (ホー-ングカ卩ェ)を行う場合の動作について説明する。

[0183] 先ず、ワーク W3が所定の位置に配置されると、昇降用油圧シリンダ 423の作用により、ピストンロッド 423aが降下される。そして、該降下に伴って、主軸 422が降下され、ツールヘッド 410がワーク W3内に挿入される。 [0184] 次いで、ワーク W3の内周壁部 414aが所望の内径及び表面粗さとなるまで、粗用加工砲石 426及び仕上げ用加工砲石 428による加工が実行される。具体的には、上記したように、制御回路 420により油圧レギユレータ 468、 474を制御して、第 1油圧シリンダ 416と第 2油圧シリンダ 418への油圧を増減させる。そうすると、ドローバ 448 、 450により、卩ェ用テーパコーン 436及び仕上げ力卩ェ用テーパコーン 438が引き上げられ、又は下げられて、粗用加工砲石 426と仕上げ用加工砲石 428とに拡張力、又は収縮力が生じ、これら粗用加工砲石 426と仕上げ用加工砲石 428とを必要に応じて選択しながら、ワーク W3に対して力卩ェを行う。

[0185] この場合、加工精度を一層向上させるために、エアマイクロ検出手段 431により、ヮーク W3の内周壁部 414aの内径変化量を検出すると共に、制御回路 420により加工経過時間等を計測しながら、油圧レギユレータ 468、 474の制御を実施して、粗用加ェ砲石 426と仕上げ用加工砲石 428の拡張力（収縮力）を変化させながら加工を行うことによって、高精度な加工を実現する。

[0186] ところで、このように粗用加工砥石 426と仕上げ用加工砥石 428の拡張力（収縮力 )を制御しながら加工を行う際には、上記従来の構成では、図 37A及び図 37Bに示すように、粗加工用テーパコーン 510に生じる橈みに起因して発生する仕上げカロェ用テーパコーン 512と卩ェ用テーパコーン 510との間の摩擦力 F2により、ロェ用テーパコーン 510及び仕上げ力卩ェ用テーパコーン 512の引き上げ力（押し下げ力 )と、粗用加工砥石 502及び仕上げ用加工砥石 504の拡張力（収縮力）との間に差異が生じると!、う問題が生じて!/、た。

[0187] し力しながら、本実施形態に係るツールヘッド 410では、上記のように、ェ用テーパコーン 436の先部が分割されて形成される各間隙 440の開部がリング 444により塞がれ、該¾¾卩ェ用テーパコーン 436には長孔 446が形成されている（図 29参照）。そして、仕上げ、カロェ用テーノコーン 438のテーノ咅 438a、 438b力長孑し 446力ら仕上げ用加工砲石シユー 434に臨むように構成されている（図 25参照)。

[0188] このため、図 29や図 30に示すように、粗用加工砥石 426での加工による加工反力 F1が作用したとしても、リング 444により、卩ェ用テーパコーン 436の開部が塞がれているため、該¾¾卩ェ用テーパコーン 436に仕上げ力卩ェ用テーパコーン 438を押圧するような橈みが生じることを大幅に抑制できる。

[0189] すなわち、本実施形態に係るツールヘッド 410によれば、加工反力 F1に起因する摩擦力 F2を大幅に低減することができ、上記のように、粗用加工砲石 426と仕上げ用加工砥石 428の拡張力（収縮力）を制御しながら加工を行う場合であっても、ドローノ 48、 450の引き込み力をリニアに粗用加工砥石 426及び仕上げ用加工砥石 4 28の拡張力（収縮力）として作用させることができる。

[0190] 従って、本実施形態に係る工作機械 412では、ツールヘッド 410を搭載することにより、効率的で高精度なホーニング加工を実現することが可能となる。

[0191] ここで、図 31のグラフに、上記従来の構成のツールヘッド 500を用いてホー-ング加工を実施した際の粗用加工砥石 502の拡張圧のばらつきを示し、図 32のグラフに、本実施形態に係るツールヘッド 410を用いてホー-ングカ卩ェを実施した際の粗用加工砥石 426の拡張圧のばらつきを示す。

[0192] 図 31及び図 32を比較することにより、本実施形態に係るツールヘッド 410を用いることで、上記従来の構成に比べて、粗用加工砲石 426の拡張圧のばらつきが大幅に抑制されると共に、平均拡張圧も低下することが明らかとなった (度数グラフの数値の幅は共通である）。すなわち、ツールヘッド 410では、拡張に必要とする拡張圧が下がって、粗用加工砥石 426がスムーズに動作することができるようになり、拡張圧のばらつきが大幅に抑制されて、精度よい拡張又は収縮動作をすることができるようになつた o

[0193] 以上のように、本実施形態に係るツールヘッド 410及び該ツールヘッド 410を備える工作機械 412によれば、卩ェ用テーパコーン 436の先部に蓋部材としてのリング 444を設けることにより長孔 446を形成し、 ft¾卩ェ用テーパコーン 436を引き上げて粗用加工砥石 426を拡張する際、加工反力 F1による該糊卩ェ用テーパコーン 43 6の橈みを抑制するように構成している。このため、卩ェ用テーパコーン 436を引き上げることによる粗用加工砲石 426への拡張力の伝達ロスを大幅に抑制することができる。さらに、卩ェ用テーパコーン 436の加工反力 F1による内径向きの橈みを抑制することにより、仕上げ力卩ェ用テーパコーン 438と糊卩ェ用テーパコーン 436との摺動面における摩擦力 F1を低減することができ、このため、仕上げ用加工砲石 42 8の拡張力も適切に制御することができる。

[0194] ツールヘッド 410では、仕上げ力卩ェ用テーパコーン 438のテーパ部 438a、 438bを、リング 444により糊卩ェ用テーパコーン 436に形成される長孔 446に臨む構成としているため、組立てや分解が容易となる。

[0195] 蓋部材としてのリング 444の孔部 443は必ずしも設ける必要はなぐこの場合には、仕上げ力卩ェ用テーパコーン 438の先部を卩ェ用テーパコーン 436の内部で摺動させるように構成すればょ、。

[0196] 糊口ェ用テーパコーン 436の先部は、上記三股状に分割されるものに限らず、例えば、二股状や四股状等でもよい。このようにすれば、粗用加工砲石 426や仕上げ用加工砥石 428の配置数を容易に変更可能である。

[0197] ツールヘッド 410が搭載される工作機械 412の構成は上記実施形態に記載の構成に限定されるものではない。例えば、第 1油圧シリンダ 416、第 2油圧シリンダ 418及び昇降用油圧シリンダ 423の替わりに、電動機構を適用してもよい。該電動機構を適用する場合には、例えば、拡張収縮制御手段としての油圧レギユレータ 460、 468、 474の替わりに、トルク制御可能なモータと、該モータの回転運動を移動部材であるドローバに直線運動として伝達するボールねじ機構と、前記モータのトルクを制御するトルク制御手段等を備えればょ、。

[0198] ツールヘッド 410は、工作機械 10、 210にも搭載可能であることは言うまでもない。

すなわち、図 1に示すように、工作機械 10は、ツールヘッド 410を搭載した工作機械 10aとしてもよい。また、図 8に示すように、工作機械 210は、ツールヘッド 410のリング 444を備えるツールヘッド 232aを搭載した工作機械 210aとしてもよい。

[0199] 粗用加工砥石及び仕上げ用加工砥石としては、例えば、メタルボンドダイヤモンド砥石やビトリフアイドボンド砥石等が用いられる。通常、粗用加工砥石の方が仕上げ用加工砲石よりも目の粗いものが用いられる力これらは同一種類や同一のものとしてもよい。

[0200] 本発明に係る複合工作機械は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなぐ種々の構成を採り得ることはもちろんである。

Claims

請求の範囲

[1] 中ぐりカロ工刃具（100、 242)及び研肖 IJカロ工工具（102、 104、 236、 238、 426、 42

8)を有するツールヘッド（30、 212)と、

前記ツールヘッド（30、 212)を回転させる回転駆動手段 (44、 221)と、前記回転駆動手段 (44、 221)と前記ツールヘッド（30、 212)とを接続して回転駆動力を伝達する主軸（32、 224)と、

前記主軸（32、 224)を、挿通可能とされ且つ回転自在に支承した支持部（34、 36

、 228)と、

前記支持部（34、 36、 228)を前記主軸（32、 224)の軸方向に移動させる移動手段（58、 226)と、

を備え、

前記ツールヘッド（30、 212)を、回転させながらワークに向力つて進行させて前記中ぐり加工刃具（100、 242)による加工を行う中ぐり加工時、及び前記ツールヘッド（ 30、 212)を回転させながら往復動作させて前記研削加工工具（102、 104、 236、 2 38、 426、 428)による加工を行う研削加工時の双方の場合に、前記主軸（32、 224 )は同径のまま前記回転駆動手段 (44、 221)によって回転されること

を特徴とする工作機械。

[2] 請求項 1記載の工作機械において、

前記移動手段はリニアモータ（58)であることを特徴とする工作機械。

[3] 請求項 1記載の工作機械において、

前記移動手段は、前記研削加工時に前記支持部を移動させる第 1移動手段（58) と、

前記中ぐり加工時に前記支持部を移動させる第 2移動手段（70)と、

を備え、

少なくとも、前記第 1移動手段はリニアモータ（58)であることを特徴とする工作機械

[4] 回転駆動手段（221)により回転される中空形状の主軸（224)と、

前記主軸（224)を内部に軸支する支持部（228)と、前記主軸（224)の内部に収納され、軸方向に進退自在に前記主軸（224)とスプライン嵌合したシャフト（266、 268)と、

前記主軸（224)の先端に連結され、遠心方向に拡張又は収縮自在に支承された中ぐり加工刃具（242)及び前記研削加工工具（236、 238)を配設したツールヘッド (212)とを備え、

前記ツールヘッド（212)には、前記シャフト（266、 268)が進退移動することにより前記中ぐり加工刃具（242)及び前記研削加工工具（236、 238)を、所定の位置に且つ所定の拡張力で拡張する拡張手段 (216、 218)が設けられ、前記中ぐり加工刃具（242)と前記研削加工工具（236、 238)を拡張させることにより、中ぐり加工及び研削加工を行う工作機械であって、

前記拡張手段（216、 218)は、前記支持部（228)に固定されたサーボモータ（22 0、 222)と、

前記サーボモータ（220、 222)により回転又は所望の位相に固定されるピ-オンギァ（270、 286)と、

外周の歯力 S前記ピニ才ンギア（270、 286)〖こ噴合し、内周にねじ咅 (272b、 288b) が形成され、前記支持部（228)に軸支された筒状のリングギア（272、 288)と、外周に形成されたねじ部（272b、 288b)が、前記リングギア（272、 288)のねじ部（ 272b, 288b)に嚙合することで、前記シャフト（266、 268)の軸線方向に移動自在な筒状のボールねじ（274、 290)と、

前記シャフト（266、 268)の外周に嵌合されるインナレース（276a、 292a)及び前記ボールねじ（274、 290)の内周に嵌合されるァウタレース（276b、 292b)により構成される軸受（276、 292)とを有して、前記シャフト（266、 268)を進退移動可能に構成されて!ゝることを特徴とする工作機械。

請求項 1記載の工作機械において、

前記主軸（224)は中空形状とされ、

前記中ぐり加工刃具（242)及び前記研削加工工具（236、 238)は前記ツールへッド（212)の遠心方向に拡張又は収縮自在に支承され、

前記主軸（224)の内部に収納され且つ軸方向に進退自在に前記主軸（224)とスプライン嵌合したシャフト（266、 268)と、

前記シャフト（266、 268)を進退移動させることにより前記中ぐり加工刃具（242)及び前記研削加工工具（236、 238)を、所定の位置に且つ所定の拡張力で拡張させる拡張手段（216、 218)と、

を備え、

外周の歯力 S前記ピニ才ンギア（270、 286)〖こ噴合し、内周にねじ咅（272b、 288b) が形成され、前記支持部（228)に軸支された筒状のリングギア（272、 288)と、外周に形成されたねじ部（274a、 290a)力前記リングギア（272、 288)のねじ部（ 272b, 288b)に嚙合することで、前記シャフト（266、 268)の軸線方向に移動自在な筒状のボールねじ（274、 290)と、

[6] 請求項 5記載の工作機械において、

前記拡張手段（216、 218)と前記シャフト（266、 268)とが複数備えられ、各拡張手段（216、 218)に対応するシャフト（266、 268)のうち、少なくとも 1つ（26 6)は中空形状であり且つその内部を残りのシャフト（268)が揷通しており、

少なくとも各拡張手段（216、 218)における夫々の前記リングギア（272、 288)及び前記ボールねじ（274、 290)及び軸受（276、 292)は、同じ軸線上に配置されて V、ることを特徴とする工作機械。

[7] 請求項 1記載の複合工作機械において、

前記主軸（224)は中空形状とされ、

を備え、

前記拡張手段（216、 218)は、振動遮断機構 (272、 288)を備え、回転動力を直線動力に変換する動力変換手段（216、 218)を有し、前記シャフト（266、 268)を進退移動可能に構成されていることを特徴とする複合工作機械。

請求項 5記載の工作機械を用いたシリンダブロックのボアの中ぐり加工方法であつて、

前記ツールヘッド（212)を挿入可能な開口を有し、製品シリンダヘッドを模したダミ一ヘッド（304)を中ぐり加工前のシリンダブロック素材（302a)に装着して中ぐり加工を施し、前記ボア（303)の軸線位置毎の内径を測定し、第 1の内径データを取得する第 1の工程と、

前記第 1の工程の後、前記シリンダブロック力も前記ダミーヘッド（304)を取り外し、前記ボア（303)の軸線位置毎の内径を測定し、第 2の内径データを取得する第 2の工程と、

前記第 2の工程の後、前記第 1の内径データを前記第 2の内径データの補正値として利用することで、前記ダミーヘッド（304)を装着せずにシリンダブロック素材（302a )の中ぐり加工を行った後、前記ダミーヘッド（304)を装着した場合に、前記ボア（30 3)が所望の真円度となるような NCデータを作成する第 3の工程と、

前記第 3の工程の後、前記 NCデータを前記複合工作機械に入力して、前記 NC データに則した中ぐり加工をシリンダブロック素材（302b)に施し、該中ぐり加工後のシリンダブロックに製品シリンダヘッド（306)を装着してボア（303)の軸線位置毎の内径を測定し、第 3の内径データを取得する第 4の工程と、

前記第 4の工程の後、前記第 3の内径データを補正値として利用することで前記 N Cデータを補正し、前記ダミーヘッド（304)を装着せずにシリンダブロック素材の中ぐり加工を行った後、製品シリンダヘッド (306)が装着された際には前記ボア（303)が所望の真円度となるような修正 NCデータを作成する第 5の工程と、

を有することを特徴とするシリンダブロックのボアの中ぐり加工方法。

[9] 請求項 7記載の工作機械を用いたシリンダブロックのボアの中ぐり加工方法であつて、

[10] 請求項 8記載のシリンダブロックのボアの中ぐり加工方法にぉヽて、

前記第 4の工程での内径の測定時には、前記製品シリンダヘッド（306)に設けられた点火プラグ挿入孔（306b)カゝら測定器を挿入することを特徴とするシリンダブロックのボアの中ぐり加工方法。

[11] 請求項 9記載のシリンダブロックのボアの中ぐり加工方法において、

[12] 複数の研削加工工具 (426、 428)と、該各研削加工工具 (426、 428)を支承する本体部 (424)と、該本体部 (424)に内装され、前記各研削加工工具 (426、 428)を該本体部 (424)の軸方向と交差する直径方向に拡張又は収縮自在な拡張収縮手段を備えるツールヘッド (410)であって、

前記拡張収縮手段は、外側に第 1の研削加工工具 (426)が装着される第 1の工具台（432)と、

前記第 1の工具台 (432)の内側面に当接し、前記第 1の工具台 (432)を押圧する第 1のコーン軸（436)と、

前記第 1の研削加工工具 (426)と同時、又は、個別に拡張又は収縮自在であり、外側に第 2の研削加工工具 (428)が装着される第 2の工具台 (434)と、

前記第 2の工具台 (434)の内側面に当接し、前記第 2の工具台 (434)を押圧すると共に、前記第 1のコーン軸 (436)の内側に挿入され、前記第 1のコーン軸 (436)と摺動可能な第 2のコーン軸 (438)と、

前記第 1のコーン軸 (436)と前記第 2のコーン軸 (438)とを同時又は個別に軸方向に移動させる移動部材 (448、 450)と、

を備え、

前記第 1のコーン軸 (436)は長孔 (446)を有すると共に、

前記第 2のコーン軸 (438)における前記第 2の工具台（434)の内側面に当接する部分を前記長孔 (446)から臨ませた状態で前記第 2の工具台 (434)の内側面に当接させて!/、ることを特徴とするツールヘッド。

[13] 請求項 12記載のツールヘッドにおいて、

前記第 1のコーン軸 (436)に蓋部材 (444)が取り付けられることにより前記長孔 (4 46)が形成されてヽることを特徴とするツールヘッド。

請求項 12記載のツールヘッドと、

前記移動部材 (448、 450)の移動を制御する制御手段 (420)と、を備えることを特徴とする工作機械。