WO2018167944A1 - 孔あけ加工工具 - Google Patents

Abstract

エンジンのシリンダヘッドの吸気バルブまたは排気バルブのバルブガイドおよびバルブシートが圧入される孔を、ワークであるシリンダヘッドに形成する孔あけ加工工具であり、孔を形成する孔加工用刃部３１，３２，３４と、孔と同軸上で孔の軸線方向と直交する方向から見た断面形状が円弧状となる円弧面を形成する円弧面加工用刃部３３，３５とを備え、孔加工用刃部３１，３２，３４は工具本体３０と一体に構成され、円弧面加工用刃部３３，３５は工具本体３０に対して着脱可能な交換式バイト３６で構成されている。

Description

孔あけ加工工具

　本発明は、孔あけ加工工具に関する。より詳しくは、エンジンのシリンダヘッドの吸気バルブまたは排気バルブのバルブガイドおよびバルブシートが圧入される孔を、ワークであるシリンダヘッドに形成する孔あけ加工工具に関するものである。

　一般に、エンジンのシリンダヘッドの吸気バルブや排気バルブの軸を保持するバルブガイドと、バルブの弁座であるバルブシートは、シリンダヘッドに圧入される。そのため、専用の孔あけ加工工具を用いて、バルブシートが圧入される孔（バルブシート圧入孔）と、バルブガイドが圧入される孔（バルブガイド圧入孔）とを形成している。

　専用の孔あけ加工工具としては、例えば特許文献１に見られるように、バルブシートが圧入されるバルブシート圧入孔（１１）をワークに形成するバルブシート圧入孔加工用刃具（３３）と、バルブガイドが圧入されるバルブガイド圧入孔（１３）をワークに形成するバルブガイド圧入孔加工用刃具（３１）と、圧入されるバルブガイドをバルブガイド圧入孔に案内するためのバルブガイド口元ザグリ（１２）をワークに形成するバルブガイド口元ザグリ加工用刃具（３２）と、を備える孔あけ加工工具が知られている。

　この穴あけ加工工具によれば、バルブシート圧入孔（１１）と、バルブガイド口元ザグリ（３２）と、バルブガイド圧入孔（１３）とを１工程で加工することが実現可能になる。

　一方、シリンダヘッドの吸気通路や排気通路においては、望ましい吸排気状態を得るために、バルブシート圧入孔やバルブガイド圧入孔と同軸上で、孔の軸線方向と直交する方向から見た断面形状が円弧状となる円弧面の形成が要求される場合がある。
　このような円弧面は、上記特許文献１記載の穴あけ加工工具では形成不可能である。
　なお、従来、例えば特許文献２に見られるような刃先交換式工具も知られているが、このような工具によっても上記のような円弧面は形成不能である。

　上記のような円弧面は、専用の円弧面加工用刃具によって形成することが可能である。
　しかし、円弧面加工用刃具は、その刃部が円弧状であるため、刃部を再研磨して再利用することが困難である。
　つまり、バルブシート圧入孔やバルブガイド圧入孔を加工する穴あけ刃具はその刃部が直線的であるため、再研磨して再利用可能であるのに対し、円弧面加工用刃具は刃部が円弧状で再研磨困難であるため、再利用が困難であるという問題を有している。

　そのため、従来、バルブシート圧入孔やバルブガイド圧入孔の他に上記のような円弧面を形成する場合は、バルブシート圧入孔やバルブガイド圧入孔を加工する穴あけ刃具を用いた加工と、円弧面加工用刃具を用いた円弧面加工とを、別工程で行っていた。そして、孔加工用穴あけ刃具については所定回数利用したごとに再研磨して再利用し、円弧面加工用刃具については寿命となった時点で刃具全体を廃棄していた。

　しかし、このような従来技術では、バルブシート圧入孔やバルブガイド圧入孔を加工する穴あけ刃具を用いた加工と円弧面加工用刃具を用いた円弧面加工の２工程が必要であるばかりでなく、寿命となった円弧面加工用刃具を刃具全体として廃棄していたためコストアップを招いていた。

特許第５２７１８６７号公報 特許第３９５４９２５号公報

　本発明が解決しようとする課題は、バルブシート圧入孔やバルブガイド圧入孔の加工と上記円弧面の加工を１工程で行うことができ、しかもコストダウンを図ることができる孔あけ加工工具を提供することである。

　上記課題を解決するために本発明の孔あけ加工工具は、
　エンジンのシリンダヘッドの吸気バルブまたは排気バルブのバルブガイドおよびバルブシートが圧入される孔を、ワークである前記シリンダヘッドに形成する孔あけ加工工具であって、
　前記孔を形成する孔加工用刃部と、
　前記孔と同軸上で孔の軸線方向と直交する方向から見た断面形状が円弧状となる円弧面を形成する円弧面加工用刃部と、
　を備え、
　前記孔加工用刃部は前記工具本体と一体に構成され、
　前記円弧面加工用刃部は工具本体に対して着脱可能な交換式バイトで構成されていることを特徴とする。

　この孔あけ加工工具は、孔を形成する孔加工用刃部と、孔と同軸上で孔の軸線方向と直交する方向から見た断面形状が円弧状となる円弧面を形成する円弧面加工用刃部とを備えているので、孔の加工と上記円弧面の加工を１工程で行うことができる。
　そして、円弧面加工用刃部は工具本体に対して着脱可能な交換式バイトで構成されているので、寿命となったときには、円弧面加工用刃部のみを交換することができ、工具本体および孔加工用刃部は再利用可能となる。
　したがって、コストダウンを図ることが可能となる。
　すなわち、この発明の孔あけ加工工具によれば、バルブシート圧入孔やバルブガイド圧入孔の加工と上記円弧面の加工を１工程で行うことができ、しかもコストダウンを図ることができる。

　また、上記課題を解決するために本発明の孔あけ加工工具は、
　エンジンのシリンダヘッドの吸気バルブまたは排気バルブのバルブガイドおよびバルブシートが圧入される孔を、ワークである前記シリンダヘッドに形成する孔あけ加工工具であって、
　前記バルブガイドが圧入されるバルブガイド圧入孔を形成するバルブガイド圧入孔加工用刃部と、
　前記バルブガイドを前記バルブガイド圧入孔に案内するためのバルブガイド口元ザグリを形成する口元ザグリ加工用刃部と、
　前記バルブシートが圧入されるバルブシート圧入孔を形成するバルブシート圧入孔加工用刃部と、
　前記バルブシート圧入孔とバルブガイド口元ザグリとの間において、前記孔と同軸上で孔の軸線方向と直交する方向から見た断面形状が円弧状となる円弧面を形成する円弧面加工用刃部と、
　を備え、
　前記孔加工用刃部は前記工具本体と一体に構成され、
　前記円弧面加工用刃部は工具本体に対して着脱可能な交換式バイトで構成されていることを特徴とする。

　この孔あけ加工工具は、バルブガイド圧入孔加工用刃部と、口元ザグリ加工用刃部と、バルブシート圧入孔加工用刃部と、バルブシート圧入孔とバルブガイド口元ザグリとの間において、前記孔と同軸上で孔の軸線方向と直交する方向から見た断面形状が円弧状となる円弧面を形成する円弧面加工用刃部孔を形成する孔加工用刃部とを備えているので、バルブガイド圧入孔と、バルブガイド口元ザグリと、バルブシート圧入孔と、バルブシート圧入孔とバルブガイド口元ザグリとの間の上記円弧面の加工を１工程で行うことができる。
　そして、円弧面加工用刃部は工具本体に対して着脱可能な交換式バイトで構成されているので、寿命となったときには、円弧面加工用刃部のみを交換することができ、工具本体および上記の孔加工用刃部は再利用可能となる。
　したがって、コストダウンを図ることが可能となる。
　すなわち、この発明の孔あけ加工工具によれば、バルブガイド圧入孔、バルブガイド口元ザグリの加工、バルブシート圧入孔と、上記円弧面の加工を１工程で行うことができ、しかもコストダウンを図ることができる。

　この孔あけ加工工具においては、
　前記バルブシート圧入孔の燃焼室側端部に、前記孔と同軸上で孔の軸線方向と直交する方向から見た断面形状が円弧状となる第２円弧面を形成する第２円弧面加工用刃部をさらに備え、
　前記円弧面加工用刃部および第２円弧面加工用刃部は、工具本体に対して着脱可能で、前記両刃部を有する交換式バイトで構成することができる。
　このように構成すると、バルブシート圧入孔の燃焼室側端部の上記第２円弧面も１工程で同時に形成することが可能となる。
　そして、前記円弧面加工用刃部および第２円弧面加工用刃部は、これら両刃部を有する交換式バイトで構成されているので、寿命となったときには、前記円弧面加工用刃部および第２円弧面加工用刃部のみを交換することができ、工具本体および上記の孔加工用刃部は再利用可能となる。
　したがって、コストダウンを図ることが可能となる。

　この孔あけ加工工具においては、
　工具本体の軸線方向から見て、前記円弧面加工用刃部は、前記バルブシート圧入孔加工用刃部と直交する位置に取り付けられる構成とすることができる。
　このように構成すると、円弧面加工用刃部による円弧面の加工とバルブシート圧入孔加工用刃部によるバルブシート圧入孔の加工とを同時にかつ円滑に行いやすくなる。

　この孔あけ加工工具においては、
　前記交換用バイトは、工具本体の軸線方向の位置調整可能に取り付けられる構成とすることができる。
　このように構成すると、再研磨されることで寸法が変化した孔加工用刃部に合わせて円弧面加工用刃部を取り付けることが可能となる。

　この孔あけ加工工具においては、
　前記円弧面加工用刃部は、歯先をダイヤとすることができる。
　このように構成すると、円弧面加工用刃部の寿命を長くして交換頻度を抑えることができる。

　この孔あけ加工工具においては、
　前記バルブガイド圧入孔加工用刃部の歯先はＣ面取りとした構成とすることができる。
　このように構成すると、バルブガイド圧入孔加工用刃部の再研磨が容易になる。

本発明に係る孔あけ加工工具の実施の形態を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図。 （ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ工具の概略図および加工状態を示す断面図。 上記実施の形態の分解斜視図。 同じく斜視図。 工具本体を示す図で、（ａ）部分切断正面図、（ｂ）は部分省略底面図、（ｃ）は左側面図、（ｄ）はセットスクリューの正面図。 交換用バイト３６を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は左側面図、（ｄ）は右側面図。

　以下、本発明に係る孔あけ加工工具の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各図において、同一部分ないし相当する部分には、同一の符号を付してある。

　図１，図２に示すこの実施の形態の孔あけ加工工具１は、エンジンのシリンダヘッド１０の吸気バルブ（または排気バルブ）２６のバルブガイド２１およびバルブシート２４が圧入される孔１１，１４を、ワークであるシリンダヘッド１０に形成する孔あけ加工工具である。

　この孔あけ加工工具１は、前記孔１１，１４を形成する孔加工用刃部３１，３４と、前記孔１１，１４と同軸（Ａ）上で孔の軸線（Ａ）方向と直交する方向（図２の紙面と直交する方向）から見た断面形状が円弧状となる円弧面１３，１５を形成する円弧面加工用刃部３３，３５とを備えている。孔１１，１４、および円弧面１３，１５は軸Ａを中心として同心状である。

　図１，図３に示すように、孔加工用刃部３１，３４は工具本体３０と一体に構成され、円弧面加工用刃部３３，３５は工具本体３０に対して着脱可能な交換式バイト３６（図３参照）で構成されている。

　この孔あけ加工工具１は、孔１１，１４を形成する孔加工用刃部３１，３４と、孔１１，１４と同軸上で孔１１，１４の軸線方向と直交する方向から見た断面形状が円弧状となる円弧面１３，１５を形成する円弧面加工用刃部３３，３５とを備えているので、孔１１，１４の加工と円弧面１３，１５の加工を１工程で行うことができる（図２（ａ）（ｂ）参照）。

　そして、円弧面加工用刃部３３，３５は工具本体３０に対して着脱可能な交換式バイト３６で構成されているので、寿命となったときには、円弧面加工用刃部（交換式バイト３６）のみを交換することができ、工具本体３０および孔加工用刃部３１，３４は再利用可能となる。
　したがって、コストダウンを図ることが可能となる。

　すなわち、この孔あけ加工工具１によれば、バルブシート圧入孔１４やバルブガイド圧入孔１１の加工と上記円弧面１３，１５の加工を１工程で行うことができ、しかもコストダウンを図ることができる。

　なお、この実施の形態では、２つの円弧面１３，１５の加工を行う２つの円弧面加工用刃部３３，３５を備えているが、加工すべき円弧面が一つであり、したがって一つの円弧面加工用刃部を備えている場合であっても、上記の効果は得られる。

　この実施の形態の孔あけ加工工具１は、さらに詳しくは、バルブガイド２１が圧入されるバルブガイド圧入孔１１を形成するバルブガイド圧入孔加工用刃部３１と、バルブガイド２１をバルブガイド圧入孔１１に案内するためのバルブガイド口元ザグリ１２を形成する口元ザグリ加工用刃部３２と、バルブシート２４が圧入されるバルブシート圧入孔１４を形成するバルブシート圧入孔加工用刃部３４と、バルブシート圧入孔１４とバルブガイド口元ザグリ１２との間において、前記孔１１，１２，１４と同軸上で孔１１，１２，１４の軸線方向と直交する方向から見た断面形状が円弧状となる円弧面１３を形成する円弧面加工用刃部３３と、バルブシート圧入孔１４の燃焼室側（図２において右側）端部に、孔１４と同軸上で孔１４の軸線方向と直交する方向から見た断面形状が円弧状となる第２円弧面１５を形成する第２円弧面加工用刃部３５と、を備え、孔加工用刃部３１，３２，３４は工具本体３０と一体に構成され、円弧面加工用刃部３３、３５は工具本体３０に対して着脱可能な交換式バイト３６で構成されている。

　したがって、この孔あけ加工工具１によれば、図２（ｂ）に示すように、バルブガイド圧入孔１１と、バルブガイド口元ザグリ１２と、バルブシート圧入孔１４と、バルブシート圧入孔１４とバルブガイド口元ザグリ１２との間の円弧面１３と、第２円弧面１５の加工を１工程で行うことができる。

　より詳しくは、この穴あけ加工工具１は、図示しない工作機械回転されるスピンドル軸に取り付けられ、図１（ｂ）において矢印Ｒ方向へ回転駆動された状態で、先端部（３１ｃ）からワークに挿入されることで、基本的には図２（ａ）に示すように、バルブガイド圧入孔１１と、バルブガイド口元ザグリ１２と、バルブシート圧入孔１４と、バルブシート圧入孔１４とバルブガイド口元ザグリ１２との間の円弧面１３と、第２円弧面１５の加工を１工程で行うことができる。
　したがって、エンジンのシリンダヘッド１０を加工する場合は、図２（ｂ）に示すような状態となる。図２（ｂ）（ｃ）において１０ｐは吸気ポートまたは排気ポートである。

　なお、図２（ｃ）に示すようにバルブガイド圧入孔１１にはバルブガイド２１が圧入され、バルブシート圧入孔１４にはバルブシート２４が圧入されるため、いずれも高精度な加工が要求される。したがって、バルブガイド圧入孔加工用刃部３１と、バルブシート圧入孔１４を形成するバルブシート圧入孔加工用刃部３４は、いずれも仕上げ加工用の刃で構成されている。バルブガイド口元ザグリ１２はバルブ２６とは接触しないため、ザグリ加工用刃部３２は荒加工用の刃で構成されている。

　図１に示すように、工具本体３０の軸線方向から見て、円弧面加工用刃部３３，３５は、バルブシート圧入孔加工用刃部３４と直交する位置に取り付けられている。
　このように構成すると、円弧面加工用刃部３３，３５による円弧面の加工とバルブシート圧入孔加工用刃部３４によるバルブシート圧入孔１４の加工とを同時にかつ円滑に行いやすくなる。

　交換用バイト３６は、工具本体３０の軸線方向の位置調整可能に取り付けられている。
　このように構成すると、再研磨されることで寸法が変化した孔加工用刃部３１，３２，３４に合わせて円弧面加工用刃部３３，３５（交換用バイト３６）を取り付けることが可能となる。

　図３～図５に示すように、工具本体３０には、軸線Ａに関し点対称状に一対の、バイト取付部３７が設けられている。
　バイト取付部３７は、軸方向から見てバルブシート圧入孔加工用刃部３４と直交する、バイト取付面３７ｃと、このバイト取付面３７ｃに対して傾斜させた状態で設けた雌ネジ穴３７ｈと、この雌ネジ穴３７ｈとネジ結合可能なボルト３７ｂ（図３，図４参照）とを備えている。

　一方、図３，図４，図６に示すように、交換用バイト３６は、バイト取付部３７のバイト取付面３７ｃと接合する接合面３６ｃを有する板状基部３６ａと、この板状基部３６ａに設けられていて前記ボルト３７ｂが挿通される長穴３６ｈと、板状基部３６ａに一体に設けられた前記円弧面加工用刃部３３，３５とを備えている。

　板状基部３６ａの接合面３６ｃと反対側のボルト締結面３６ｄおよび前記長穴３６ｈは前記雌ネジ穴３７ｈと同方向に傾斜している。これにより、ボルト３７ｂの頭部の締付面３７ｂ１（図４参照）と前記板状基部３６ａのボルト締結面３６ｄとがフィットし、ボルト３７ｂによって交換用バイト３６が工具本体３０に適正に締結されることとなる。

　図５（ｄ）に示すネジ３７ｓは、交換用バイト３６の軸線方向の位置調整を行うためのセットスクリューである。図５（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、工具本体３０には、バイト取付部３７に向かって軸線方向に延びる雌ネジ穴３０ｈが設けられている。この雌ネジ穴３０ｈとネジ結合するセットスクリュー３７ｓの先端３７ｓ１が交換用バイト３６の一端面３６e（図４，図６）と当接することによって、交換用バイト３６の軸線方向の位置決めが可能となっている。

　円弧面加工用刃部３３，３５は、歯先がダイヤとなっている。
　このように構成すると、円弧面加工用刃部３３，３５の寿命を長くして交換頻度を抑えることができる。

　図１に示すように、バルブガイド圧入孔加工用刃部３１の歯先３１ｃはＣ面取りとなっている。
　このように構成すると、バルブガイド圧入孔加工用刃部３１の再研磨が容易になる。

　以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において適宜変形実施可能である。

　１：孔あけ加工工具、１１：バルブガイド圧入孔、１２：バルブガイド口元ザグリ、１３：円弧面、１４：バルブシート圧入孔、１５：円弧面（第２円弧面）、１０：シリンダヘッド、２６：吸気バルブまたは排気バルブ、２１：バルブガイド、２４：バルブシート、３１，３２，３４：孔加工用刃部、３３，３５：円弧面加工用刃部、３６：交換式バイト。

Claims (7)

1. 　エンジンのシリンダヘッド（１０）の吸気バルブまたは排気バルブのバルブガイド（２１）およびバルブシート（２４）が圧入される孔（１１，１４）を、ワークである前記シリンダヘッド（１０）に形成する孔あけ加工工具であって、
   　前記孔（１１，１４）を形成する孔加工用刃部（３１，３４）と、
   　前記孔（１１，１４）と同軸上で孔の軸線方向と直交する方向から見た断面形状が円弧状となる円弧面（１３，１５）を形成する円弧面加工用刃部（３３，３５）と、
   　を備え、
   　前記孔加工用刃部（３１，３４）は工具本体（３０）と一体に構成され、
   　前記円弧面加工用刃部（３３，３５）は前記工具本体（３０）に対して着脱可能な交換式バイト（３６）で構成されていることを特徴とする孔あけ加工工具。
2. 　エンジンのシリンダヘッド（１０）の吸気バルブまたは排気バルブのバルブガイド（２１）およびバルブシート（２４）が圧入される孔を、ワークである前記シリンダヘッド（１０）に形成する孔あけ加工工具であって、
   　前記バルブガイド（２１）が圧入されるバルブガイド圧入孔（１１）を形成するバルブガイド圧入孔加工用刃部（３１）と、
   　前記バルブガイド（２１）を前記バルブガイド圧入孔（１１）に案内するためのバルブガイド口元ザグリ（１２）を形成する口元ザグリ加工用刃部（３２）と、
   　前記バルブシート（２４）が圧入されるバルブシート圧入孔（１４）を形成するバルブシート圧入孔加工用刃部（３４）と、
   　前記バルブシート圧入孔（１４）とバルブガイド口元ザグリ（１２）との間において、前記孔と同軸上で孔の軸線方向と直交する方向から見た断面形状が円弧状となる円弧面（１３）を形成する円弧面加工用刃部（３３）と、
   　を備え、
   　前記孔加工用刃部（３１，３２，３４）は工具本体（３０）と一体に構成され、
   　前記円弧面加工用刃部（３３）は前記工具本体（３０）に対して着脱可能な交換式バイト（３６）で構成されていることを特徴とする孔あけ加工工具。
3. 　請求項２において、
   　前記バルブシート圧入孔（１４）の燃焼室側端部に、前記孔（１４）と同軸上で孔（１４）の軸線方向と直交する方向から見た断面形状が円弧状となる第２円弧面（１５）を形成する第２円弧面加工用刃部（３５）をさらに備え、
   　前記円弧面加工用刃部（３３）および第２円弧面加工用刃部（３５）は、工具本体（３０）に対して着脱可能で、前記両刃部（３３，３５）を有する交換式バイト（３６）で構成されていることを特徴とする孔あけ加工工具。
4. 　請求項２または３において、
   　工具本体（３０）の軸線方向から見て、前記円弧面加工用刃部（３３，３５）は、前記バルブシート圧入孔加工用刃部（３４）と直交する位置に取り付けられることを特徴とする孔あけ加工工具。
5. 　請求項１～４のうちいずれか一項において、
   　前記交換用バイト（３６）は、工具本体（３０）の軸線方向の位置調整可能に取り付けられることを特徴とする孔あけ加工工具。
6. 　請求項１～５のうちいずれか一項において、
   　前記円弧面加工用刃部（３３，３５）は、歯先をダイヤとしたことを特徴とする孔あけ加工工具。
7. 　請求項１～６のうちいずれか一項において、
   　前記バルブガイド圧入孔加工用刃部（３１）の歯先（３１ｃ）はＣ面取りとしたことを特徴とする孔あけ加工工具。

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