JP4126193B2

JP4126193B2 - Valve seat machining tool device

Info

Publication number: JP4126193B2
Application number: JP2002150274A
Authority: JP
Inventors: 三彦富岡; 伸郎水谷
Original assignee: Toyota Industries Corp; Fuji Bellows Co Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp; Fuji Bellows Co Ltd
Priority date: 2002-05-24
Filing date: 2002-05-24
Publication date: 2008-07-30
Anticipated expiration: 2022-05-24
Also published as: JP2003340618A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械の工具主軸に取り付けられて、バルブシートを加工するバルブシート加工用工具装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のバルブシート加工用工具装置の代表的なものは、工具装置本体の回転軸線に対して傾斜した方向に摺動するスライダに切削刃具を保持させるものである。工具装置本体にその工具装置本体の回転軸線に対して傾斜した傾斜溝を形成し、その傾斜溝に切削刃具を保持するスライダを摺動可能に嵌合し、そのスライダをスライダ駆動装置により傾斜溝に沿って移動させつつ工具装置本体を回転軸線まわりに回転させることによって、バルブシートのシート面であるテーパ内周面を切削加工するのである。したがって、スライダが工具装置本体に対してがたつけば加工精度が悪くなるため、スライダを傾斜溝の溝面に押し付ける種々の押付装置が採用されていた。例えば、特開平１０−２２５８０７号公報に記載のバルブシート加工装置では、楔部材を含む押付装置によってスライダが傾斜溝の互いに直角な２つの溝面に押し付けられていた。このように摺動可能なスライダを設け、そのがたつきを防止すれば、装置の構成が複雑となり、製造コストが高くなることを避け得ない。また、スライダが傾斜溝の溝面に押し付けられた状態で摺動させられるため、スライダと溝面とが摩耗し易く、加工精度を回復させる作業（スライダの摺動クリアランスの調節やスライダの交換）が必要であり、面倒であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効果】
そこで本発明は、バルブシート加工用工具装置の製造コストの低減と耐久性向上との少なくとも一方を達成することを課題としてなされたものであり、本発明によって、下記各態様のバルブシート加工用工具装置が得られる。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも本発明の理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴およびそれらの組合わせが以下の各項に記載のものに限定されると解釈されるべきではない。また、一つの項に複数の事項が記載されている場合、それら複数の事項を常に一緒に採用しなければならないわけではない。一部の事項のみを選択して採用することも可能なのである。
【０００４】
なお、以下の各項において、(1)項が請求項１に相当し、 (2)項が請求項２に、 (3)項が請求項３に、 (5)項が請求項４に、(6)項が請求項５に、 (7)項が請求項６にそれぞれ相当する。
【０００５】
（１）工作機械の工具主軸に取り付けられ、その工具主軸と共に回転軸線のまわりに回転させられる工具装置本体と、
その工具装置本体に回動可能に取り付けられた回動アームと、
その回動アームの自由端部に設けられた刃具保持部と、
前記回動アームを回動させる回動アーム駆動装置と
を含み、前記工具装置本体の回転と前記回動アームの回動との組合わせにより、前記刃具保持部に保持された切削刃具によって、テーパ内周面に近似したバルブシートを切削加工することを特徴とするバルブシート加工用工具装置。
【０００６】
回動アームが回動させられることにより、その回動アームに設けられた刃具保持部が回動アームの回動軸線のまわりに旋回させられる。回動アームの回動軸線は、(2)項に記載のように工具装置本体の回転軸線と直角に立体交差することが望ましいが、不可欠ではない。例えば、直角から多少ずれていたり、回転軸線と回動軸線とが実際に交差するものであってもよいのである。工具装置本体が工具主軸と共に回転軸線のまわりに回転させられつつ、上述のように刃具保持部が旋回させられることにより、刃具保持部に保持された切削刃具によってバルブシートが切削加工される。刃具保持部は、回動アームの自由端部に設けられたものであり、刃具保持部に保持された切削刃具の切刃の旋回軌跡が円弧となり、切削刃具により切削されるバルブシートがテーパ内周面に近似したものとなる。バルブシートは、シート面の角度，面粗度およびステム孔（バルブステムを案内する孔で、バルブガイド孔とも称される）との同軸度に対する加工精度の要求は高いが、バルブシートの内周面が、直径が高い精度で直線的に変化するテーパ内周面となることは要求されない。本態様によれば、バルブシートの内周面は直径が軸線方向に進むに従って曲線的に変化する（テーパが曲線的に変化する）ものとなるが、バルブシートは幅が狭く、その幅の割に切削刃具の旋回半径を大きくすることが可能であるため、十分に高い精度でテーパ内周面に近似していると言い得る面を加工することができる。その上、回動アームにより切削刃具を移動させる装置は、従来のスライドにより移動させる装置に比較して、製造コストを低減させ易く、また、摩耗を小さくすることが容易である。さらに、切削加工時に切削刃具を移動させるために回動アームが回動することによって発生する回動アーム全体としての実質的な半径方向位置変化を、従来のようにスライダが傾斜溝に沿って移動する場合のスライダ全体の実質的な半径方向位置変化と比較して小さくすることができ、加工時の動バランスの変動を低減でき、安定した加工が可能となる。
（２）前記回動アームの回動軸線が前記回転軸線と直角に立体交差する(1)項に記載のバルブシート加工用工具装置。
回動アームを工具装置本体の回転軸線と直角に立体交差する回動軸線のまわりに回動させる場合には、その回動アームの先端の刃具保持部に保持される刃具の移動軌跡が単純となり、装置の設計が容易となる。また、工具装置本体をはじめとする回動アーム周辺の部材の加工も容易になる。さらに、工具装置本体の回転軸線に沿って、ステム孔加工用のリーマが設置される場合が多く、その場合には、回動アームの回動軸線を工具装置本体の回転軸線と立体交差するものとすれば、リーマとの干渉を避けつつ回動アームを設けることが容易となる。
（３）前記回動アームの前記自由端部が、前記回転軸線に対して前記回動軸線とは反対側に位置する (2)項に記載のバルブシート加工用工具装置。
本項のバルブシート加工用工具装置においては、刃具保持部が、回動アームの、工具装置本体の回転軸線に対して回動アームの回動軸線とは反対側に位置する自由端部に設けられるため、刃具保持部に保持された切削刃具の切刃の旋回軌跡が、曲率半径の大きい円弧となり、切削刃具により切削されるバルブシートがテーパ内周面に高い精度で近似したものとなる。
（４）前記回動軸線が、前記バルブシートの幅方向の中央においてそのバルブシートと直交する直線と直交する (2)項または (3)項に記載のバルブシート加工用工具装置。
本項のバルブシート加工用工具装置によって形成される近似的なバルブシートの幅方向の両端が、設計上のバルブシートの両端と一致するようにすれば、近似的なバルブシートの設計上のバルブシートからの外れ量（誤差）が幅方向の中央において最大となる。
【０００７】
（５）前記回動アーム駆動装置が、
前記工具装置本体にその工具装置本体に対して相対移動可能に設けられ、駆動装置により駆動される可動部材と、
その可動部材の運動を前記回動アームの回動に変換する運動変換装置と
を含む (1)項ないし (4)項のいずれかに記載のバルブシート加工用工具装置。
回動アーム駆動装置は、回動アームに直接接続された駆動モータ等のアクチュエータにより構成することも可能であるが、本項によれば、駆動装置の設置個所の自由度が増し、工具装置本体の大形化を回避し得る。
（６）前記可動部材が、前記装置本体に前記回転軸線と平行な方向に移動可能に嵌合された軸方向移動部材であり、前記運動変換装置が、その軸方向移動部材の軸方向移動を前記回動アームの回動運動に変換するものである (5)項に記載のバルブシート加工用工具装置。
可動部材を軸方向移動部材とすれば、装置全体の構造を単純化することができ、加工も容易となる。
（７）前記運動変換装置が、前記軸方向移動部材と前記回動アームとの一方に、前記回動軸線と平行な姿勢で固定的に設けられた係合ピンと、前記軸方向移動部材と前記回動アームとの他方に、横断面形状の長手方向が前記回転軸線と交差する方向に延びる状態で設けられて前記係合ピンと係合する長穴とを含む (6)項に記載のバルブシート加工用工具装置。
係合ピンと長穴との係合により、軸方向移動部材の軸方向の移動が回動アームの回動運動に変換される。運動変換装置の構成をきわめて単純なものとすることができるのであり、その分、製造コストを低減させ得る。
（８）前記係合ピンに中空円筒状のローラが相対回転自在に嵌合されており、そのローラを介して係合ピンと前記長穴とが係合させられた (7)項に記載のバルブシート加工用工具装置。
本項のローラによって、係合ピンの長穴内での移動時に両者の間に発生する摩擦を低減させることができる。それにより、運動変換装置の摩耗を抑制し、耐久性を向上させることができる。
【０００８】
（９）前記工具装置本体の前記回転軸線上に、
前記バルブシートに着座するバルブのステムを保持するステム孔をリーマ加工するリーマを保持するリーマ保持装置と、
そのリーマ保持装置に保持されたリーマを案内するガイドスリーブと
が設けられており、前記回動アームの長手方向の中間部に前記ガイドスリーブの貫通を許容する貫通穴が形成された (1)項ないし (8)項のいずれかに記載のバルブシート加工用工具装置。
ステム孔とバルブシートとは、高い同軸度が求められるものであり、本態様によれば、ステム孔とバルブシートとを高い精度で同心に加工することができる。まず、バルブシートの切削加工が行われ、後に、ステム孔のリーマ加工が行われるというように、両加工が時期を異にして行われることが多いが、少なくとも一部が並行して行われてもよい。
（１０）前記工具装置本体に、前記バルブシートに隣接する少なくとも１つのテーパ内周面を切削加工する少なくとも１つの切削刃具を保持する少なくとも１つの刃具保持部が設けられた (1)項ないし (9)項のいずれかに記載のバルブシート加工用工具装置。
１つの装置でバルブシートの切削加工と共にバルブシートに隣接する少なくとも１つのテーパ内周面も切削加工できれば、加工能率が向上する。
【０００９】
（１１）前記回動アームがヒンジピンにより前記工具装置本体に回動可能に取り付けられており、そのヒンジピンと前記回動アームおよび前記工具装置本体の一方との間に転がり軸受が配設され、回動アームおよび工具装置本体の他方に前記ヒンジピンが固定された (1)項ないし (10)項のいずれかに記載のバルブシート加工用工具装置。
回動アームはヒンジピンを支点として回動させられるため、ヒンジピンと回動アームおよび工具装置本体の一方との間に転がり軸受を配設すれば、回動アームおよび工具装置本体の一方とヒンジピンとの間の摩耗を低減させ、耐久性を向上させることができる。
（１２）前記転がり軸受がネガティブクリアランス型である (11)項に記載のバルブシート加工用工具装置。
転がり軸受がネガティブクリアランス型とされれば、回動アームおよび工具装置本体の一方とヒンジピンとの間のがたつきが防止されて切削刃具の移動軌跡が精度よく一定に保たれ、かつ、摩耗も良好に回避される。加工精度が高く、耐久性に優れたバルブシート加工用工具装置が得られるのである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態であるバルブシート加工用工具装置について図面に基づいて詳細に説明する。
図１に本実施形態のバルブシート加工用工具装置を示す。バルブシート加工用工具装置は、被加工物たるエンジンのバルブステムを摺動可能に保持するステム孔２とバルブシート４とを同心に精度良く加工するための装置である。図１および図２において、１０はバルブシート加工用工具装置の工具装置本体である。工具装置本体１０は、概して段付きの円筒状をなしている。工具装置本体１０の後端部側（図１において右方）が中径の嵌合部１２、前端部側（図１において左方）が小径の工具保持部１４とされるとともに、軸方向の中央部には他の部分より大径のフランジ部１６が形成されている。フランジ部１６の嵌合部１２側の端面１８は、工具装置本体１０の中心軸線の方向である軸方向と直交する面とされている。工具装置本体１０は、嵌合部１２が工作機械の工具主軸２０に形成された嵌合穴２２に、フランジ部１６の端面１８が工具主軸２０の端面２４に当接するまで精度良く嵌合されることにより、工具主軸２０に同軸にかつ軸方向に位置決めされて取り付けられる。工具装置本体１０は、回転伝達装置によって工具主軸２０の回転が伝達されるようになっており、工具装置本体１０の中心軸線である回転軸線Ｌのまわりに回転させられる。回転伝達装置は、例えば、工具主軸２０と工具装置本体１０との一方に設けられたドライブピンと、他方に設けられ、ドライブピンが係合可能な係合穴とを含むものとすることができる。
【００１１】
工具装置本体１０には、後端面３０から軸方向に延びるガイド穴３２が形成されている。ガイド穴３２には可動部材たる円筒状の軸方向移動部材３４が軸方向に移動可能かつ回転不能に嵌合されている。軸方向移動部材３４の外周面とガイド穴３２の内周面との一方に設けられたキーと、他方に設けられたキー溝との嵌合により、軸方向移動部材３４のガイド穴３２内での回転が防止されている。軸方向移動部材３４の外周面には複数の潤滑溝４０が形成されており、潤滑溝４０に潤滑剤としてのグリースが供給されることにより、軸方向移動部材３４が滑らかに摺動するようにされている。軸方向移動部材３４および後述する第一可動軸，第二可動軸等の構成については、特開平１１−３４７８１２号公報に記載されているものと同様の構成を採用可能であるため、以下に簡単に説明する。軸方向移動部材３４は、工作機械の工具主軸２０側に設けられた第一可動軸５０と連結されており、図示しないアクチュエータによる第一可動軸５０の前進，後退によって軸方向移動部材３４がガイド穴３２内を軸方向に摺動させられる。第一可動軸５０は、工具主軸２０に軸方向に移動可能かつ回転不能に設けられている。軸方向移動部材３４と第一可動軸５０とは、例えば、第一可動軸５０の前端部に一体的に設けられた花弁形係合突部５２と、軸方向移動部材３４の軸方向穴５４の後端部側に設けられた花弁形係合凹部５６との係合により連結される。
【００１２】
軸方向移動部材３４に形成された軸方向穴５４内には、工具主軸２０側に設けられた第二可動軸６６が進入させられるようになっている。第二可動軸６６は、第一可動軸５０に形成された中心軸線を通る貫通穴６８内に同軸状態で、軸方向に移動可能かつ回転不能に保持されている。第二可動軸６６の前端部には、リーマ保持装置たるコレットチャック７０が保持されており、コレットチャック７０の操作リングとして機能するギヤ付きネジ７２が回転させられることによりコレットチャック７０のコレット７４が縮径させられて、加工具としてのリーマ８０の加工部とは反対側の基端部がコレットチャック７０に把持されるようになっている。ギヤ付きネジ７２は、工具装置本体１０に設けられたギヤ部材８２の操作によって回転させられ、コレット７４の縮径，拡径が行われる。第二可動軸６６は、第一可動軸５０とは別のアクチュエータによって独立して前進，後退させられる。第一可動軸５０と第二回動軸６６とをそれぞれ駆動するアクチュエータは、例えば、流体圧アクチュエータの一種である液圧シリンダを含むものとすることができる。
【００１３】
工具装置本体１０の中心軸線上には、軸方向に貫通する貫通穴１００が形成されている。貫通穴１００には、工具装置本体１０の前端部側からガイドスリーブ１０２が挿入されている。ガイドスリーブ１０２は、位置決めボルト１０４等適宜の固定装置によって工具装置本体１０からの抜け出しおよび相対回転が防止されている。ガイドスリーブ１０２によってリーマ８０の移動が案内される。リーマ８０は、工具装置本体１０に軸方向に往復移動可能に保持されており、また、工具装置本体１０とともに回転軸線Ｌまわりに回転させられることにより、バルブステムを摺動可能に保持するバルブガイド１１０（図１に二点鎖線で図示）のステム孔２の内周面の仕上げ加工が行われる。
【００１４】
工具装置本体１０の工具保持部１４には、図２に示すように、互いに周方向に異なる位相で複数個（本実施形態の場合３個）の刃具保持部１２０，１２１，１２２が設けられ、それぞれに加工具の一種である切削刃具としてのバイト１２４，１２５，１２６が保持されている。バイト１２４，１２５，１２６は、シャンクと刃具とが一体に構成されたものとしてもよいし、刃具保持部材としてのシャンクと、刃具としてのスローアウェイチップとが別体に構成されたものとしてもよい。３つのバイト１２４，１２５，１２６の各切刃の半径方向における刃先位置がそれぞれ互いにずれるように調整されて工具装置本体１０の各刃具保持部１２０，１２１，１２２に固定されており、バルブシート４のシート面１２８と軸方向（幅方向）の両側に隣接する２つのテーパ内周面１３０，１３１（図７参照）と、テーパ内周面１３１と軸方向のシート面１２８とは反対側において隣接するテーパ内周面１３２とが切削加工されるようになっている。これらシート面１２８および３つのテーパ内周面１３０，１３１，１３２は、工具装置本体１０の軸線に対する傾斜角度がそれぞれ異ならされており、テーパ内周面１３０からテーパ内周面１３２に向かうほど上記傾斜角度が小さくされている。
【００１５】
工具装置本体１０の工具保持部１４にはまた、回動アーム１５０が工具装置本体１０の回転軸線Ｌと直角に立体交差する回動軸線のまわりに回動可能に取り付けられている。回動アーム１５０は、ヒンジピン１５２により工具装置本体１０に回動可能に取り付けられている。ヒンジピン１５２は、工具装置本体１０に回転軸線Ｌと直角に立体交差して形成された円形断面の嵌合穴１５４に圧入されることにより、工具装置本体１０と一体的なものとして機能する。嵌合穴１５４の上記回動軸線に平行な方向に隔たった両側には、嵌合穴１５４より大径の穴が形成され、この穴を経てヒンジピン１５２を嵌合穴１５４に圧入することができる。回動アーム１５０は、図２および図３に示すように、概して段付きの平板状を成し、回動アーム１５０の基端部１６０に形成された支持穴１６２においてヒンジピン１５２に回動可能に支持されている。支持穴１６２とヒンジピン１５２との間には、ネガティブクリアランス型の転がり軸受１６６が配設され、回動アーム１５０のがたつきが防止されるとともに、滑らかに回動可能とされている。回動アーム１５０は、工具装置本体１０に形成された段付きの矩形断面を成す案内溝１６８に案内されて回動軸線のまわりに回動させられる。
【００１６】
回動アーム１５０の基端部１６０とは反対側の自由端部１７０は、回動アーム１５０の回動軸線に平行な方向である幅方向の寸法が基端部１６０より大きくされ、刃具保持部たる刃具保持孔１７４が形成されている。刃具保持孔１７４は、工具装置本体１０の回転軸線Ｌに対して回動アーム１５０の回動軸線（ヒンジピン１５２の中心軸線）とは反対側に位置するように設けられている。したがって、回動アーム１５０の長手方向の中間部には、ガイドスリーブ１０２の貫通を許容する貫通穴１８０が形成されている。刃具保持孔１７４には、加工具の一種である切削刃具としてのバイト１８２の後端部であるシャンクが保持されている。刃具保持孔１７４に連通する雌ねじ穴１８６には調整ねじ１８８が螺合されている。調整ねじ１８８の先端部は先端側ほど直径が漸減させられたテーパ外周面を備えるテーパ部１９０とされ、そのテーパ部１９０が刃具保持孔１７４内に突出させられてバイト１８２のシャンクの後端面に形成された傾斜面１９２に係合させられている。調整ねじ１８８が回転させられて刃具保持孔１７４内への突出量が調節されることにより、テーパ部１９０のテーパ外周面と傾斜面１９２との斜面の効果によってバイト１８２の軸方向位置が調節され、バイト１８２の先端部に設けられた刃部の切刃１９４の軸方向の刃先位置が調節されるようになっている。刃部の刃先位置調整が行われた後、クランプねじ１９６が締めこまれることにより、バイト１８２が工具装置本体１０に固定される。バイト１８２は、刃具保持部材としてのシャンクと、刃具としてのスローアウェイチップとが別体に構成されたものとしてもよい。
【００１７】
軸方向移動部材３４の軸方向の移動が運動変換装置２００によって回動アーム１５０の回動に変換させられることにより、回動アーム１５０が回動軸線まわりに回動させられる。運動変換装置２００は、図３および図４に示すように、係合ピン２０２と、係合ピン２０２と係合させられる長穴２０４とを備えている。係合ピン２０２は、軸方向移動部材３４に回動可能に保持された保持部材２１０の自由端部に、回動アーム１５０の回動軸線と平行な姿勢で固定的に保持されている。長穴２０４は、回動アーム１５０の自由端部１７０に、回動軸線に平行な方向に貫通して設けられるとともに、横断面形状の長手方向が回転軸線Ｌと交差する方向に延びる状態で設けられている。保持部材２１０は、長手方向の中間部２１２が円柱状を成し、その中間部２１２から長手方向（軸方向）に延び出す両端部である基端部２１４と自由端部２１６とは、円柱の直径方向に隔たった２部分が平面取りされた形状を成している。保持部材２１０の基端部２１４は連結軸２２０により軸方向移動部材３４に相対回動可能に連結されている。保持部材２１０の中間部２１２は、工具装置本体１０に形成された円形断面のガイド孔２２１（図１参照）に移動可能に嵌合され、保持部材２１０の軸方向の移動が案内されるとともに、保持部材２１０の連結軸２２０のまわりの回動が防止されている。保持部材２１０の自由端部２１６には、前記係合ピン２０２が移動不能かつ回転不能に保持されている。回動アーム１５０の自由端部１７０において、バイト１８２が突出させられた側とは反対側の部分は、保持部材２１０の自由端部２１６が嵌入可能な溝２２４が形成されることにより溝２２４の両側に一対の係合部２２６が形成されている。それら係合部２２６には、前記長穴２０４がそれぞれ形成されている。係合ピン２０２と一対の長穴２０４との間には、中空円筒状の一対のローラ２３４がそれぞれ相対回転自在に嵌合され、それらローラ２３４を介して係合ピン２０２の両端部が長穴２０４の長手方向には移動可能かつ長手方向と直交する幅方向には実質的に移動不能に係合させられている。
【００１８】
軸方向移動部材３４が軸方向に移動させられれば、それと共に係合ピン２０２を保持する保持部材２１０が軸方向に移動させられ、係合ピン２０２（厳密にはローラ２３４の外周面）と長穴２０４の側面との係合によって回動アーム１５０がヒンジピン１５２の中心軸線である回動軸線まわりに回動させられる。この点から、保持部材２１０を軸方向移動部材と考えることも可能である。回動アーム１５０の回動は、係合ピン２０２の長穴２０４に沿った相対移動によって許容される。図７に理解を容易にするために概念的に示すように、回動アーム１５０の回動軸線Ｒが、バルブシート４のシート面１２８を構成する円弧の両端を結ぶ弦の長さである幅方向の寸法（Ｗ）の中央においてバルブシート４のシート面１２８と直交する直線Ｐと直交するように、各部材の寸法および配置が設定されている。
【００１９】
以上のように構成されたバルブシート加工用工具装置によるバルブシート４およびステム孔２の加工について説明する。バイト１２４，１２５，１２６を、切刃の軸方向の刃先位置を調整して刃具保持部１２０，１２１，１２２に取り付ける。また、回動アーム１５０を案内溝１６８に嵌合させた後に、ヒンジピン１５２を嵌合穴１５４に圧入し、ヒンジピン１５２が転がり軸受１６６を介して支持穴１６２に挿通させられることにより、回動アーム１５０を工具装置本体１０に回動可能に取り付ける。さらに、駆動装置を作動させることにより、第二可動軸６６を前進端位置まで移動させる。そして、リーマ８０をガイドスリーブ１０２に挿入し、それをコレットチャック７０のリーマ嵌合穴に嵌入させる。この状態で、ギヤ部材８２に工具を係合させてギヤ付きネジ７２に螺合させ、コレットチャック７０のコレット７４を縮径させる方向に回転させることにより、リーマ８０の後端部をコレットチャック７０に把持させる。その後、駆動装置を逆方向に作動させてリーマ８０を工具装置本体１０内に収容する。
【００２０】
以上で準備が完了し、工具主軸２０および工具装置本体１０を回転軸線Ｌのまわりに回転させることによって、バルブシート４の切削が行われる。バイト１２４，１２５，１２６の回転によって各テーパ内周面１３０，１３１，１３２が切削される。また、回動アーム１５０に保持されたバイト１８２が回転軸線Ｌまわりに回転させられるとともに、第一可動軸５０が後退端位置にある状態（図５参照）から前進端位置にある状態（図６参照）まで前進させられることにより、回動アーム１５０が回動軸線のまわりにテーパ内周面１３０側からテーパ内周面１３２側へ回動させられ、シート面１２８が切削される。切削加工されるシート面１２８は、幅が狭く、その幅の割に回動アーム１５０に保持されたバイト１８２の切刃の旋回軌跡が曲率半径の大きい円弧であるため、テーパ内周面に高い精度で近似したシート面１２８が形成される。さらに、第二可動軸６６が前進させられてリーマ８０にバルブガイド１１０のステム孔２の内周面を切削させる。バルブシート４のテーパ内周面１３０，１３１，１３２およびシート面１２８の加工とステム孔２の加工とは、同時に並行して行ってもよいし、交互に実施してもよい。このようにバルブシート４のテーパ内周面１３０，１３１，１３２およびシート面１２８とステム孔２の加工とが並行または連続して（リーマ８０，バイト１２４〜１２６，１８２や被加工物の着脱を伴うことなく）行われるため、バルブシート４とステム孔２との同軸度が確保される。
【００２１】
本実施形態によれば、回動アーム１５０は、案内溝１６８に案内されて回動させられるものであり、従来のようにスライダを押付装置により傾斜溝に押し付けて摺動させる機構が不要となって製造コストが低減される。また、回動アーム１５０と工具装置本体１０との摩耗も小さくなる。回動アーム１５０とヒンジピン１５２、および回動アーム１５０と係合ピン２０２との間には、それぞれ摩擦力低減のために転がり軸受１６６とローラ２３４とが設けられているため、回動アーム１５０が滑らかに回動させられる。
【００２２】
回動アーム１５０の切刃の旋回半径は種々に設定可能であるが、設計上のバルブシートのシート面（直径が直線的に変化するテーパ内周面）にできる限り高い精度で近似するものとなるように設定されることが望ましい。図８に、種々の切刃の旋回半径のうちの一形態によって切削加工されたバルブシート４のシート面１２８を示す。なお、図８に示すシート面１２８は、理解を容易にするためにその湾曲が誇張して示されている。シート面１２８は、幅方向の両端（そのシート面１２８を形成する円弧の両端）ａ，ｂが、設計上のバルブシート３００の幅方向の両端と一致し、設計上のシート面３０２に高い精度で近似するものとなる。このようにすれば、シート面１２８のシート面３０２からの外れ量（誤差）が幅方向の中央において最大となる。ただし、シート面としては、幅方向の両端ａ，ｂの少なくとも一方の寸法精度が得られればよい場合が多く、特に、軸方向においてステム孔２から遠い側（テーパ内周面１３０側）の端ａの寸法精度が要求される場合が多い。したがって、上記要求精度が満たされる範囲内で切刃の旋回半径を種々に設定することができる。
【００２３】
上記実施形態においては、ヒンジピン１５２は工具装置本体１０に固定的に設けられていたが、回動アーム１５０に固定されてもよい。この形態の場合、回動アーム１５０の基端部の両側から突出する状態でヒンジピンが一体的に設けられ、ヒンジピンの両端部と工具装置本体１０の支持穴との間にそれぞれ転がり軸受が配設されることが望ましい。
【００２４】
以上、本発明のいくつかの実施形態を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、本発明は、前記〔発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効果〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるバルブシート加工用工具装置を示す正面断面図である。
【図２】上記バルブシート加工用工具装置の左側面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】前記バルブシート加工用工具装置の回動アームの刃具保持部を示す平面断面図である。
【図５】上記バルブシート加工用工具装置の一作動状態であって、軸方向移動部材が後退端位置にある状態を示す正面断面図である。
【図６】上記バルブシート加工用工具装置の別の作動状態であって、軸方向移動部材が前進端位置にある状態を示す正面断面図である。
【図７】上記バルブシート加工用工具装置により切削加工されるバルブシートと回動アームの回動軸線との相対位置関係を示す概念図である。
【図８】上記バルブシート加工用工具装置において、一形態の旋回半径で旋回させられる切削刃具の切刃によって切削加工されたバルブシートを設計上のバルブシートと共に示した図である。
【符号の説明】
２：ステム孔４：バルブシート１０：工具装置本体２０：工具主軸３４：軸方向移動部材５０：第一可動軸６６：第二可動軸７０：コレットチャック１２０，１２１，１２２：刃具保持部１２４，１２５，１２６：バイト１２８：シート面１３０，１３１，１３２：テーパ内周面１５０：回動アーム１５２：ヒンジピン１６６：転がり軸受１７４：刃具保持孔１８０：貫通穴１８２：バイト１９４：切刃２００：運動変換装置２０２：係合ピン２０４：長穴２３４：ローラ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a valve seat processing tool device that is attached to a tool spindle of a machine tool and processes a valve seat.
[0002]
[Prior art]
A typical conventional valve seat machining tool device is one in which a cutting blade is held by a slider that slides in a direction inclined with respect to the rotation axis of the tool device body. An inclined groove inclined with respect to the rotation axis of the tool apparatus main body is formed in the tool apparatus main body, and a slider holding the cutting blade is slidably fitted in the inclined groove, and the slider is inclined by the slider driving device. The taper inner peripheral surface, which is the seat surface of the valve seat, is cut by rotating the tool device main body around the rotation axis while moving along the axis. Therefore, if the slider rattles against the tool device main body, the processing accuracy deteriorates. Therefore, various pressing devices that press the slider against the groove surface of the inclined groove have been adopted. For example, in the valve seat processing apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-225807, the slider is pressed against two mutually perpendicular groove surfaces of the inclined groove by a pressing device including a wedge member. If such a slidable slider is provided to prevent rattling, it is inevitable that the configuration of the apparatus becomes complicated and the manufacturing cost increases. Also, since the slider is slid while being pressed against the groove surface of the inclined groove, the slider and the groove surface are easily worn, and the work accuracy is restored (adjustment of slider sliding clearance and slider replacement). Was necessary and cumbersome.
[0003]
[Problems to be solved by the invention, means for solving problems and effects]
Therefore, the present invention has been made to achieve at least one of reduction in manufacturing cost and improvement in durability of a valve seat processing tool device, and according to the present invention, the valve seat processing tool according to each aspect described below. A device is obtained. As with the claims, each aspect is divided into sections, each section is numbered, and is described in a form that cites the numbers of other sections as necessary. This is for the purpose of facilitating understanding of the present invention, and should not be construed as limiting the technical features described in the present specification and the combinations thereof to those described in the following sections. . In addition, when a plurality of items are described in one section, it is not always necessary to employ the plurality of items together. It is also possible to select and employ only some items.
[0004]
In the following paragraphs, (1) corresponds to claim 1, (2) corresponds to claim 2, (3) corresponds to claim 3, (5) corresponds to claim 4, (6) corresponds to claim 5 and (7) corresponds to claim 6.
[0005]
(1) A tool device main body attached to a tool spindle of a machine tool and rotated around a rotation axis together with the tool spindle;
A rotating arm rotatably attached to the tool device body;
A blade holder provided at the free end of the pivot arm;
A rotating arm driving device for rotating the rotating arm;
Cutting the valve seat approximate to the taper inner peripheral surface by a cutting blade held by the blade holding portion by a combination of rotation of the tool device main body and rotation of the rotating arm. A characteristic valve seat machining tool device.
[0006]
  When the rotating arm is rotated, the blade holder holding portion provided on the rotating arm is rotated around the rotation axis of the rotating arm. As described in the item (2), the rotation axis of the rotation arm desirably intersects the rotation axis of the tool device body at a right angle, but it is not essential. For example, it may be slightly deviated from a right angle, or the rotation axis and the rotation axis may actually intersect. While the tool device main body is rotated around the rotation axis together with the tool spindle, the blade tool holding portion is turned as described above, whereby the valve seat is cut by the cutting blade tool held by the blade tool holding portion. The blade holding part is provided at the free end of the rotating arm, and the turning trajectory of the cutting blade held by the blade holding part becomes an arc, and the valve seat cut by the cutting blade is within the taper. Approximate to the circumferential surface. Valve seats are highly demanded of processing accuracy with respect to the angle of the seat surface, surface roughness, and the degree of coaxiality with the stem hole (a valve guide hole, also referred to as a valve guide hole). It is not required that the surface be a tapered inner peripheral surface that changes linearly with high accuracy in diameter. According to this aspect, the inner peripheral surface of the valve seat changes in a curve (the taper changes in a curve) as the diameter advances in the axial direction. In addition, since the turning radius of the cutting blade can be increased, a surface that can be said to approximate the tapered inner peripheral surface can be processed with sufficiently high accuracy. In addition, the device for moving the cutting blade by the rotating arm is easier to reduce the manufacturing cost and the wear is easier than the device for moving by the conventional slide. In addition, the slider moves along the inclined groove as in the past in the substantial radial position change of the entire rotating arm generated by rotating the rotating arm to move the cutting tool during cutting. In this case, it can be made smaller than the substantial change in the radial position of the entire slider, so that fluctuations in the dynamic balance during processing can be reduced, and stable processing becomes possible.
(2) The valve seat machining tool device according to (1), wherein the rotation axis of the rotation arm intersects the rotation axis at right angles.
  When the rotating arm is rotated around a rotation axis that intersects perpendicularly to the rotation axis of the tool device body, the trajectory of the blade held by the blade holder at the tip of the rotation arm is simplified. The design of the device becomes easy. Further, the machining of the members around the rotating arm including the tool device main body is facilitated. Further, a reamer for stem hole machining is often installed along the rotation axis of the tool device main body, and in that case, the rotation axis of the rotation arm is three-dimensionally intersected with the rotation axis of the tool device main body. Then, it becomes easy to provide the rotating arm while avoiding interference with the reamer.
(3) The free end of the rotating arm is positioned on the opposite side of the rotating axis with respect to the rotating axis.Ru (2)The valve seat machining tool device according to Item.
  In the valve seat machining tool device of this section, the blade holder holding part of the rotating arm,Of the tool bodyWith respect to the axis of rotationOf the swivel armSince it is provided at the free end located on the opposite side of the rotation axis, the turning trajectory of the cutting blade of the cutting blade held by the blade holding portion becomes an arc with a large radius of curvature and is cut by the cutting blade. Is approximated to the taper inner peripheral surface with high accuracy.
(4) The valve seat machining tool device according to (2) or (3), wherein the rotation axis is orthogonal to a straight line orthogonal to the valve seat at the center in the width direction of the valve seat.
  If the both ends in the width direction of the approximate valve seat formed by the valve seat machining tool device in this section match the both ends of the designed valve seat, the approximate valve seat design valve The amount of deviation (error) from the sheet is maximized at the center in the width direction.
[0007]
(5) The rotating arm driving device is
A movable member provided in the tool device main body so as to be movable relative to the tool device main body, and driven by a driving device;
A motion conversion device for converting the motion of the movable member into the rotation of the rotating arm;
The valve seat machining tool device according to any one of (1) to (4).
Although the rotary arm drive device can be constituted by an actuator such as a drive motor directly connected to the rotary arm, according to this section, the degree of freedom of the installation location of the drive device increases, and the tool device main body Can be avoided.
(6) The movable member is an axial movement member fitted to the apparatus main body so as to be movable in a direction parallel to the rotation axis, and the motion conversion device moves the axial movement member in the axial direction. The valve seat processing tool device according to the item (5), wherein the tool device is converted into a rotational motion of the rotational arm.
If the movable member is an axially moving member, the structure of the entire apparatus can be simplified, and processing becomes easy.
(7) The motion conversion device includes an engagement pin fixedly provided in one of the axial movement member and the rotation arm in a posture parallel to the rotation axis, the axial movement member, and the The valve seat according to item (6), including an elongated hole that is provided in a state in which the longitudinal direction of the cross-sectional shape extends in a direction intersecting the rotation axis, and engages with the engagement pin, on the other side of the rotation arm. Processing tool device.
Due to the engagement between the engagement pin and the elongated hole, the axial movement of the axial movement member is converted into the rotational movement of the rotational arm. The configuration of the motion conversion device can be made very simple, and the manufacturing cost can be reduced accordingly.
(8) The valve according to (7), wherein a hollow cylindrical roller is fitted to the engagement pin so as to be relatively rotatable, and the engagement pin and the elongated hole are engaged via the roller. Sheet processing tool device.
With the roller of this section, it is possible to reduce the friction generated between the two when the engagement pin moves in the elongated hole. Thereby, abrasion of a motion converter can be suppressed and durability can be improved.
[0008]
(9) On the rotation axis of the tool device body,
A reamer holding device for holding a reamer for reaming a stem hole for holding a stem of a valve seated on the valve seat;
A guide sleeve for guiding the reamer held by the reamer holding device;
The valve seat processing device according to any one of (1) to (8), wherein a through hole that allows the guide sleeve to pass therethrough is formed in an intermediate portion in a longitudinal direction of the rotating arm. Tool device.
The stem hole and the valve seat are required to have high coaxiality, and according to this aspect, the stem hole and the valve seat can be processed concentrically with high accuracy. First of all, both processes are performed at different times, such as valve sheet cutting and then stem hole reaming, but at least some of them are performed in parallel. Also good.
(10) The tool device main body is provided with at least one cutting tool holding portion for holding at least one cutting blade for cutting at least one tapered inner peripheral surface adjacent to the valve seat. 9. The valve seat machining tool device according to any one of 9).
If one device can cut the valve seat and at least one tapered inner peripheral surface adjacent to the valve seat, the machining efficiency can be improved.
[0009]
(11) The rotating arm is rotatably attached to the tool device main body by a hinge pin, and a rolling bearing is disposed between the hinge pin and one of the rotating arm and the tool device main body. The valve seat machining tool device according to any one of (1) to (10), wherein the hinge pin is fixed to the other of the moving arm and the tool device main body.
Since the rotating arm can be rotated using the hinge pin as a fulcrum, if a rolling bearing is provided between the hinge pin and one of the rotating arm and the tool device main body, the rotation arm and one of the tool device main body and the hinge pin It is possible to reduce wear and improve durability.
(12) The valve seat machining tool device according to (11), wherein the rolling bearing is of a negative clearance type.
If the rolling bearing is of a negative clearance type, rattling between one of the rotating arm and the main body of the tool device and the hinge pin is prevented, the movement trajectory of the cutting blade is kept constant accurately, and wear is also reduced. Good avoidance. A tool device for valve seat processing with high processing accuracy and excellent durability can be obtained.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a valve seat machining tool device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a valve seat machining tool device of the present embodiment. The valve seat machining tool device is a device for concentrically and precisely machining the stem hole 2 and the valve seat 4 that slidably hold a valve stem of an engine as a workpiece. 1 and 2, reference numeral 10 denotes a tool device body of a valve seat machining tool device. The tool device body 10 is generally in the shape of a stepped cylinder. The rear end side (right side in FIG. 1) of the tool apparatus main body 10 is a medium-diameter fitting portion 12, and the front end side (left side in FIG. 1) is a small-diameter tool holding portion 14. A flange portion 16 having a larger diameter than other portions is formed at the center portion. The end surface 18 on the fitting portion 12 side of the flange portion 16 is a surface orthogonal to the axial direction that is the direction of the central axis of the tool apparatus main body 10. The tool device main body 10 is fitted with high accuracy until the end surface 18 of the flange portion 16 abuts the end surface 24 of the tool spindle 20 in the fitting hole 22 formed in the tool spindle 20 of the machine tool. Thus, the tool spindle 20 is coaxially positioned and attached in the axial direction. The rotation of the tool spindle 20 is transmitted to the tool device main body 10 by the rotation transmission device, and the tool device main body 10 is rotated around the rotation axis L that is the central axis of the tool device main body 10. The rotation transmission device may include, for example, a drive pin provided on one of the tool spindle 20 and the tool device main body 10 and an engagement hole provided on the other and engageable with the drive pin.
[0011]
A guide hole 32 extending in the axial direction from the rear end face 30 is formed in the tool apparatus body 10. A cylindrical axial moving member 34, which is a movable member, is fitted in the guide hole 32 so as to be movable in the axial direction and not rotatable. By fitting the key provided on one of the outer peripheral surface of the axially moving member 34 and the inner peripheral surface of the guide hole 32 and the key groove provided on the other side, the guide hole 32 of the axially moving member 34 is fitted. Is prevented from rotating. A plurality of lubricating grooves 40 are formed on the outer peripheral surface of the axial movement member 34, and grease as a lubricant is supplied to the lubricating grooves 40 so that the axial movement member 34 slides smoothly. Has been. About the structure of the axial direction moving member 34 and the 1st movable shaft mentioned later, a 2nd movable shaft, etc., since the structure similar to what is described in Unexamined-Japanese-Patent No. 11-347812 is employable, it is simple below. Explained. The axial movement member 34 is connected to a first movable shaft 50 provided on the tool spindle 20 side of the machine tool, and the axial movement member 34 is guided by the forward and backward movements of the first movable shaft 50 by an actuator (not shown). The inside of the hole 32 can be slid in the axial direction. The first movable shaft 50 is provided on the tool spindle 20 so as to be movable in the axial direction and non-rotatable. The axial movement member 34 and the first movable shaft 50 are, for example, a petal-shaped engagement protrusion 52 that is integrally provided at the front end of the first movable shaft 50, and an axial hole 54 of the axial movement member 34. It is connected by engagement with a petal-shaped engagement recess 56 provided on the rear end side.
[0012]
A second movable shaft 66 provided on the tool spindle 20 side is allowed to enter the axial hole 54 formed in the axial movement member 34. The second movable shaft 66 is held coaxially in a through hole 68 passing through the central axis formed in the first movable shaft 50 and movable in the axial direction and non-rotatable. A collet chuck 70 as a reamer holding device is held at the front end portion of the second movable shaft 66, and a collet 74 of the collet chuck 70 is rotated by rotating a geared screw 72 that functions as an operation ring of the collet chuck 70. The diameter is reduced, and the base end portion of the reamer 80 as a processing tool opposite to the processing portion is gripped by the collet chuck 70. The geared screw 72 is rotated by operating a gear member 82 provided in the tool apparatus main body 10, and the collet 74 is reduced in diameter and expanded. The second movable shaft 66 is moved forward and backward independently by an actuator different from the first movable shaft 50. The actuator that drives each of the first movable shaft 50 and the second rotation shaft 66 can include, for example, a hydraulic cylinder that is a kind of fluid pressure actuator.
[0013]
A through hole 100 penetrating in the axial direction is formed on the central axis of the tool apparatus body 10. A guide sleeve 102 is inserted into the through hole 100 from the front end side of the tool apparatus main body 10. The guide sleeve 102 is prevented from coming off from the tool apparatus body 10 and relative rotation by an appropriate fixing device such as a positioning bolt 104. The movement of the reamer 80 is guided by the guide sleeve 102. The reamer 80 is held by the tool apparatus main body 10 so as to be reciprocally movable in the axial direction, and is rotated around the rotation axis L together with the tool apparatus main body 10 to hold the valve stem slidably. The finishing process is performed on the inner peripheral surface of the stem hole 110 (shown by a two-dot chain line in FIG. 1).
[0014]
As shown in FIG. 2, the tool holding unit 14 of the tool apparatus body 10 is provided with a plurality of (three in the case of the present embodiment) blade holding units 120, 121, and 122 with different phases in the circumferential direction. Bits 124, 125, 126 as cutting blades, which are types of processing tools, are respectively held. The tools 124, 125, and 126 may be configured such that the shank and the cutting tool are integrally formed, or the shank as the blade holding member and the throw-away tip as the cutting tool may be configured separately. . The blade positions of the three cutting tools 124, 125, and 126 in the radial direction of the cutting blades are adjusted so as to be shifted from each other, and are fixed to the cutting tool holders 120, 121, and 122 of the tool device body 10, and the valve seat 4 Two taper inner peripheral surfaces 130 and 131 (see FIG. 7) adjacent to both sides of the sheet surface 128 in the axial direction (width direction), and adjacent to the taper inner peripheral surface 131 and the axial sheet surface 128 on the opposite side. The taper inner peripheral surface 132 is cut. The sheet surface 128 and the three tapered inner peripheral surfaces 130, 131, and 132 have different inclination angles with respect to the axis of the tool apparatus main body 10, and the inclination increases toward the tapered inner peripheral surface 132 from the tapered inner peripheral surface 130. The angle is small.
[0015]
A rotation arm 150 is also attached to the tool holding portion 14 of the tool apparatus main body 10 so as to be rotatable around a rotation axis that intersects the rotation axis L of the tool apparatus main body 10 at a right angle. The rotating arm 150 is rotatably attached to the tool apparatus body 10 by a hinge pin 152. The hinge pin 152 functions as an integral part of the tool apparatus main body 10 by being press-fitted into a fitting hole 154 having a circular cross section formed at a right angle with the rotation axis L in the tool apparatus main body 10. A hole having a diameter larger than that of the fitting hole 154 is formed on both sides of the fitting hole 154 in the direction parallel to the rotation axis, and the hinge pin 152 can be press-fitted into the fitting hole 154 through this hole. . As shown in FIGS. 2 and 3, the pivot arm 150 has a generally flat plate shape with a step, and can pivot on the hinge pin 152 in a support hole 162 formed in the base end portion 160 of the pivot arm 150. It is supported. A negative clearance type rolling bearing 166 is disposed between the support hole 162 and the hinge pin 152 to prevent the rotating arm 150 from rattling and to be smoothly rotated. The rotation arm 150 is guided by a guide groove 168 having a stepped rectangular cross section formed in the tool apparatus main body 10 and is rotated about a rotation axis.
[0016]
The free end 170 on the opposite side of the base end 160 of the rotary arm 150 has a width dimension that is a direction parallel to the rotary axis of the rotary arm 150 larger than that of the base end 160, and the blade holder holding portion. A loose blade holding hole 174 is formed. The blade holding hole 174 is provided on the opposite side of the rotation axis L of the rotation arm 150 (the central axis of the hinge pin 152) with respect to the rotation axis L of the tool apparatus body 10. Therefore, a through hole 180 that allows the guide sleeve 102 to pass therethrough is formed in the middle portion of the rotating arm 150 in the longitudinal direction. The blade holding hole 174 holds a shank that is a rear end portion of a cutting tool 182 as a type of processing tool. An adjustment screw 188 is screwed into the female screw hole 186 communicating with the blade holding hole 174. The tip of the adjustment screw 188 is a tapered portion 190 having a tapered outer peripheral surface whose diameter is gradually reduced toward the tip side, and the tapered portion 190 is protruded into the blade holding hole 174 to the rear end surface of the shank of the cutting tool 182. It is engaged with the formed inclined surface 192. The adjustment screw 188 is rotated to adjust the amount of protrusion into the blade holding hole 174, whereby the axial position of the cutting tool 182 is adjusted by the effect of the inclined surface of the tapered portion 190 and the inclined surface 192. The cutting edge position in the axial direction of the cutting edge 194 of the cutting edge provided at the tip of the cutting tool 182 is adjusted. After the blade tip position adjustment of the blade part is performed, the cutting screw 196 is tightened, whereby the cutting tool 182 is fixed to the tool apparatus main body 10. The cutting tool 182 may have a shank as a blade holding member and a throw-away tip as a blade separately configured.
[0017]
The movement of the axial movement member 34 in the axial direction is converted into the rotation of the rotation arm 150 by the motion conversion device 200, whereby the rotation arm 150 is rotated about the rotation axis. As shown in FIGS. 3 and 4, the motion conversion device 200 includes an engagement pin 202 and a long hole 204 that is engaged with the engagement pin 202. The engagement pin 202 is fixedly held at a free end of a holding member 210 rotatably held by the axial movement member 34 in a posture parallel to the rotation axis of the rotation arm 150. The long hole 204 is provided in the free end 170 of the rotation arm 150 so as to penetrate in a direction parallel to the rotation axis, and in a state where the longitudinal direction of the cross-sectional shape extends in a direction intersecting the rotation axis L. It has been. In the holding member 210, the intermediate portion 212 in the longitudinal direction has a cylindrical shape, and the base end portion 214 and the free end portion 216, which are both ends extending in the longitudinal direction (axial direction) from the intermediate portion 212, have a cylindrical shape. Two portions separated in the diameter direction form a flat shape. A base end portion 214 of the holding member 210 is connected to the axially moving member 34 by a connecting shaft 220 so as to be relatively rotatable. The intermediate portion 212 of the holding member 210 is movably fitted in a guide hole 221 (see FIG. 1) having a circular cross section formed in the tool apparatus main body 10, and the movement of the holding member 210 in the axial direction is guided. The holding member 210 is prevented from rotating around the connecting shaft 220. The engagement pin 202 is held on the free end 216 of the holding member 210 so as not to move and rotate. A portion of the free end 170 of the rotating arm 150 opposite to the side from which the cutting tool 182 is protruded is formed with a groove 224 into which the free end 216 of the holding member 210 can be fitted. A pair of engaging portions 226 are formed on both sides. The long holes 204 are formed in the engaging portions 226, respectively. A pair of hollow cylindrical rollers 234 are fitted between the engagement pin 202 and the pair of elongated holes 204 so as to be relatively rotatable, and both ends of the engagement pin 202 are elongated holes through the rollers 234. It is engaged so as to be movable in the longitudinal direction of 204 and substantially immovable in the width direction perpendicular to the longitudinal direction.
[0018]
If the axially moving member 34 is moved in the axial direction, the holding member 210 that holds the engaging pin 202 is moved in the axial direction together with the engaging pin 202 (strictly, the outer peripheral surface of the roller 234) and the length. By engaging with the side surface of the hole 204, the rotation arm 150 is rotated around the rotation axis that is the central axis of the hinge pin 152. From this point, the holding member 210 can be considered as an axially moving member. The rotation of the rotation arm 150 is allowed by relative movement along the elongated hole 204 of the engagement pin 202. As conceptually shown in FIG. 7 for ease of understanding, the rotation axis R of the rotation arm 150 is a width that is the length of a string connecting both ends of an arc that forms the seat surface 128 of the valve seat 4. The dimensions and arrangement of each member are set so as to be orthogonal to a straight line P orthogonal to the seat surface 128 of the valve seat 4 at the center of the dimension (W) in the direction.
[0019]
Processing of the valve seat 4 and the stem hole 2 by the valve seat processing tool device configured as described above will be described. The cutting tools 124, 125, and 126 are attached to the blade holders 120, 121, and 122 by adjusting the position of the cutting edge in the axial direction of the cutting blade. Further, after the pivot arm 150 is fitted into the guide groove 168, the hinge pin 152 is press-fitted into the fitting hole 154, and the hinge pin 152 is inserted into the support hole 162 via the rolling bearing 166. 150 is attached to the tool apparatus main body 10 so that rotation is possible. Further, by operating the drive device, the second movable shaft 66 is moved to the forward end position. Then, the reamer 80 is inserted into the guide sleeve 102 and is inserted into the reamer fitting hole of the collet chuck 70. In this state, the tool is engaged with the gear member 82 and screwed into the geared screw 72, and the collet 74 of the collet chuck 70 is rotated in a direction to reduce the diameter, whereby the rear end portion of the reamer 80 is moved to the collet chuck 70. To grip. Thereafter, the drive device is operated in the reverse direction to accommodate the reamer 80 in the tool device main body 10.
[0020]
The preparation is completed as described above, and the valve seat 4 is cut by rotating the tool spindle 20 and the tool apparatus main body 10 around the rotation axis L. The tapered inner peripheral surfaces 130, 131, 132 are cut by the rotation of the cutting tools 124, 125, 126. Further, the cutting tool 182 held by the rotating arm 150 is rotated around the rotation axis L, and the first movable shaft 50 is in the forward end position (see FIG. 5) from the backward end position (see FIG. 5). The rotation arm 150 is rotated from the taper inner peripheral surface 130 side to the taper inner peripheral surface 132 side around the rotation axis, and the sheet surface 128 is cut. The sheet surface 128 to be machined is narrow, and the turning trajectory of the cutting edge of the cutting tool 182 held by the rotating arm 150 is a circular arc having a large radius of curvature. A sheet surface 128 approximated with accuracy is formed. Further, the second movable shaft 66 is advanced to cause the reamer 80 to cut the inner peripheral surface of the stem hole 2 of the valve guide 110. The processing of the tapered inner peripheral surfaces 130, 131, 132 and the seat surface 128 of the valve seat 4 and the processing of the stem hole 2 may be performed simultaneously in parallel or may be performed alternately. In this way, the taper inner peripheral surfaces 130, 131, 132 and the seat surface 128 of the valve seat 4 and the processing of the stem hole 2 are performed in parallel or continuously (reamer 80, tools 124 to 126, 182 and workpieces can be attached and detached). Therefore, the coaxiality between the valve seat 4 and the stem hole 2 is ensured.
[0021]
According to the present embodiment, the rotating arm 150 is rotated by being guided by the guide groove 168, and a mechanism for sliding the slider by pressing it against the inclined groove by the pressing device as in the prior art becomes unnecessary. Manufacturing costs are reduced. Further, wear between the rotating arm 150 and the tool apparatus main body 10 is also reduced. A rolling bearing 166 and a roller 234 are provided between the rotating arm 150 and the hinge pin 152 and between the rotating arm 150 and the engaging pin 202 to reduce the frictional force, respectively. It can be rotated smoothly.
[0022]
The turning radius of the cutting edge of the rotary arm 150 can be variously set, but it can be approximated with the highest possible accuracy to the designed valve seat surface (the taper inner peripheral surface whose diameter changes linearly). It is desirable to set so that FIG. 8 shows the seat surface 128 of the valve seat 4 cut according to one of the turning radii of various cutting edges. Note that the curvature of the sheet surface 128 shown in FIG. 8 is exaggerated for easy understanding. The seat surface 128 has both ends in the width direction (both ends of the arc forming the seat surface 128) a and b coincide with both ends in the width direction of the designed valve seat 300, and the design seat surface 302 has high accuracy. Is approximated by In this way, the amount of deviation (error) of the sheet surface 128 from the sheet surface 302 is maximized at the center in the width direction. However, as the sheet surface, it is only necessary to obtain the dimensional accuracy of at least one of the both ends a and b in the width direction, and in particular, the end on the side far from the stem hole 2 in the axial direction (the tapered inner peripheral surface 130 side) In many cases, the dimensional accuracy of a is required. Therefore, the turning radius of the cutting blade can be variously set within a range where the required accuracy is satisfied.
[0023]
In the above-described embodiment, the hinge pin 152 is fixedly provided on the tool apparatus main body 10, but may be fixed on the rotating arm 150. In the case of this configuration, hinge pins are integrally provided so as to protrude from both sides of the base end portion of the rotation arm 150, and rolling bearings are disposed between both ends of the hinge pins and the support holes of the tool device main body 10, respectively. It is desirable that
[0024]
As mentioned above, although some embodiment of this invention was described in detail, these are only illustrations and this invention was described in the above-mentioned section of [the subject which invention intends to solve, a problem-solving means, and an effect]. The present invention can be implemented in various forms including various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front sectional view showing a valve seat machining tool device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a left side view of the valve seat machining tool device.
3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
FIG. 4 is a plan sectional view showing a blade holding part of a rotating arm of the valve seat machining tool device.
FIG. 5 is a front sectional view showing an operating state of the valve seat machining tool device, and showing a state in which an axially moving member is at a retracted end position;
FIG. 6 is a front cross-sectional view showing another operating state of the valve seat machining tool device, wherein the axially moving member is in the forward end position.
FIG. 7 is a conceptual diagram showing a relative positional relationship between a valve seat cut by the valve seat machining tool device and a rotation axis of a rotation arm.
FIG. 8 is a view showing a valve seat cut by a cutting blade of a cutting tool that is turned at a turning radius in one form in the valve seat processing tool device together with a designed valve seat.
[Explanation of symbols]
2: Stem hole 4: Valve seat 10: Tool body 20: Tool spindle 34: Axial moving member 50: First movable shaft 66: Second movable shaft 70: Collet chuck 120, 121, 122: Blade holder 124 125, 126: Bite 128: Seat surface 130, 131, 132: Tapered inner peripheral surface 150: Rotating arm 152: Hinge pin 166: Rolling bearing 174: Cutting tool holding hole 180: Through hole 182: Bit 194: Cutting blade 200: Motion Conversion device 202: engagement pin 204: long hole 234: roller

Claims

工作機械の工具主軸に取り付けられ、その工具主軸と共に回転軸線のまわりに回転させられる工具装置本体と、
その工具装置本体に回動可能に取り付けられた回動アームと、
その回動アームの自由端部に設けられた刃具保持部と、
前記回動アームを回動させる回動アーム駆動装置と
を含み、前記工具装置本体の回転と前記回動アームの回動との組合わせにより、前記刃具保持部に保持された切削刃具によって、テーパ内周面に近似したバルブシートを切削加工することを特徴とするバルブシート加工用工具装置。A tool device body mounted on a tool spindle of a machine tool and rotated around a rotation axis together with the tool spindle;
A rotating arm rotatably attached to the tool device body;
A blade holder provided at the free end of the rotating arm;
A rotation arm driving device that rotates the rotation arm, and is tapered by a cutting blade held by the blade holding portion by a combination of rotation of the tool device body and rotation of the rotation arm. A valve seat machining tool device that cuts a valve seat that approximates an inner peripheral surface.

前記回動アームの回動軸線が前記回転軸線と直角に立体交差する請求項１に記載のバルブシート加工用工具装置。2. The valve seat machining tool device according to claim 1, wherein the rotation axis of the rotation arm three-dimensionally intersects the rotation axis at a right angle.

前記回動アームの前記自由端部が、前記回転軸線に対して前記回動軸線とは反対側に位置する請求項２に記載のバルブシート加工用工具装置。 3. The valve seat processing tool device according to claim 2, wherein the free end portion of the rotating arm is located on a side opposite to the rotating axis with respect to the rotating axis.

前記回動アーム駆動装置が、
前記工具装置本体にその工具装置本体に対して相対移動可能に設けられ、駆動装置により駆動される可動部材と、
その可動部材の運動を前記回動アームの回動に変換する運動変換装置と
を含む請求項１ないし３のいずれかに記載のバルブシート加工用工具装置。The rotating arm driving device is
A movable member provided in the tool device main body so as to be relatively movable with respect to the tool device main body, and driven by a driving device;
The valve seat machining tool device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a motion conversion device that converts the motion of the movable member into the rotation of the rotating arm.

前記可動部材が、前記装置本体に前記回転軸線と平行な方向に移動可能に嵌合された軸方向移動部材であり、前記運動変換装置が、その軸方向移動部材の軸方向移動を前記回動アームの回動運動に変換するものである請求項４に記載のバルブシート加工用工具装置。The movable member is an axial movement member fitted to the apparatus main body so as to be movable in a direction parallel to the rotation axis, and the motion conversion device rotates the axial movement of the axial movement member. The valve seat machining tool device according to claim 4, wherein the tool device is converted into a rotational movement of an arm.

前記運動変換装置が、前記軸方向移動部材と前記回動アームとの一方に、前記回動軸線と平行な姿勢で固定的に設けられた係合ピンと、前記軸方向移動部材と前記回動アームとの他方に、横断面形状の長手方向が前記回転軸線と交差する方向に延びる状態で設けられて前記係合ピンと係合する長穴とを含む請求項４または５に記載のバルブシート加工用工具装置。The motion conversion device includes an engagement pin fixedly provided on one of the axial movement member and the rotation arm in a posture parallel to the rotation axis, the axial movement member, and the rotation arm. 6. The valve seat processing according to claim 4, further comprising: a long hole that is provided in a state in which a longitudinal direction of a cross-sectional shape extends in a direction intersecting the rotation axis and engages with the engagement pin. Tool device.