JP5368932B2 - 複合加工工具および加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、ワークに対して相対的に回転してワークを加工する第１加工部および第２加工部を備える複合加工工具および該複合加工工具による加工方法に関し、より詳細には、第２加工部に先立ってワークを加工する第１加工部の第１加工具の径方向位置を変更可能な複合加工工具に関する。

ワークの内周面を加工する複合加工工具として、切削加工とバニシング加工とを行なうことが可能な複合加工工具が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２０００−３１７８２８号公報 特開平６−３９６０７号公報

複合加工工具によるワークの内周面の加工において、例えば、複合加工工具が送り方向に移動して第１加工部による加工が行われた後、第２加工部による加工が行われる場合、複合加工工具が送り方向とは反対方向（以下、「反送り方向」という。）に移動するとき、第１加工部が第２加工部により加工された部分を傷つけないようにされる。
このように、第１加工部による加工の終了後や複合加工工具による加工終了後に、第１加工部による加工が不要なときには、複合加工工具自体が中心軸線を中心に回転する工具である場合も含めて、前記内周面を加工する第１加工部の第１加工具の径方向位置が加工時よりも径方向内方に確実に位置するように、該第１加工具を径方向内方に位置させることが望ましい。

また、加工されるワークの内周面の加工精度を高めるために、周方向に配置される加工具（例えば、切削刃）の数を増加させる方法がある。しかしながら、加工具が複合加工工具の本体に取り付けられるカートリッチに設けられる場合、加工具を有するカートリッチの数を増加させるだけの周方向でのスペースを確保できず、加工具の増加が困難なこともある。特に、ワークの内周面の径が小さい場合には、複合加工工具の本体の外径も小さくなるため、加工具の増加は一層困難になる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ワークの内周面が第１加工部の第１加工具により加工された後に第２加工部の第２加工具により加工される複合加工工具において、前記第１加工具を径方向内方に位置させるリトラクト機構の機能向上を図ることを目的とする。
また、本発明は、第１加工具を有するカートリッチの小型化を図ることを目的とし、さらには、３以上のカートリッチを備える複合加工工具の小径化を図ることを目的とする。

請求項１記載の発明は、ワーク（Ｗ）に対して中心軸線（Ｌ１）を中心に相対的に回転する本体（２）と、前記本体（２）に設けられた第１加工部（６）および第２加工部（７）とを備え、前記ワーク（Ｗ）の内周面（Ｓ）が前記第１加工部（６）の第１加工具（２２）により加工された後に前記第２加工部（７）の第２加工具（６３）により加工される複合加工工具において、前記第１加工具（２２）の径方向位置を前記内周面（Ｓ）を加工する第１加工位置と、前記内周面（Ｓ）を加工しない第１非加工位置とに変更可能なリトラクト機構（８）と、前記第２加工具（６３）の径方向位置を、前記内周面（Ｓ）を加工する第２加工位置と、前記内周面（Ｓ）を加工しない第２非加工位置とに変更可能な位置可変機構（７０）と、を備え、前記第１加工部（６）は、前記第１加工具（２２）を有する１以上のカートリッチ（２０）を備え、前記リトラクト機構（８）は、前記第１加工具（２２）の径方向位置を変更する位置設定部（３１）を有すると共に前記本体（２）に対して移動可能に支持される操作部材（３０）と、前記操作部材（３０）を駆動する駆動機構（４０）と、前記カートリッチ（２０）を径方向内方に付勢して前記位置設定部（３１）に当接させる付勢部材（３５）とを備え、前記操作部材（３０）は、前記駆動機構（４０）により駆動されて前記位置設定部（３１）を通じて前記カートリッチ（２０）の位置を変更することにより、前記第１加工具（２２）の径方向位置を変更するものであり、前記複合加工工具が前記ワーク（Ｗ）に対して相対的に送り方向に移動する場合、前記リトラクト機構（８）は前記第１加工具（２２）に前記第１加工位置を占めさせる一方、前記位置可変機構（７０）は前記第２加工具（６３）に前記第２加工位置および前記第２非加工位置の一方の位置を占めさせ、前記複合加工工具が前記ワーク（Ｗ）に対して相対的に反送り方向に移動する場合、前記リトラクト機構（８）は前記第１加工具（２２）に前記第１非加工位置を占めさせる一方、前記位置可変機構（７０）は前記第２加工具（６３）に前記第２加工位置および前記第２非加工位置の他方の位置を占めさせる複合加工工具である。
これによれば、第２加工部に先立ってワークの内周面を加工する第１加工部の第１加工具を有するカートリッチは、リトラクト機構が備える付勢部材により径方向内方に付勢された状態で、第１加工具の径方向位置を変更するリトラクト機構の操作部材の位置設定部に当接する。この結果、カートリッチを径方向内方に付勢する付勢部材の付勢力により、第１加工具を位置設定部により変更される各径方向位置に確実に位置させることができ、さらに第１加工部が回転するときの遠心力などの外力がカートリッチに作用する場合にも、第１加工具が位置設定部により設定された径方向位置から径方向に移動することを防止できる。
また、リトラクト機構と位置可変機構とを備えることにより、複合加工工具の送り方向移動時において、第１加工具および第２加工具がこの順でワークの内周面を連続して加工する一方、複合加工工具の反送り方向移動時において、第１，２加工具が内周面を加工しない１ウェイ方式の加工、または、複合加工工具の送り方向移動時において、第１加工具がワークの内周面を加工する一方で第２加工具は該内周面を加工せず、複合加工工具の反送り方向移動時において、第２加工具が第１加工具により加工された内周面を加工する一方で第１加工具が該内周面を加工しない２ウェイ方式の加工が可能になり、複合加工工具の１往復でワークの内周面に２つの加工を施すことができるので、加工効率の向上およびコスト削減が可能になる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の複合加工工具において、前記カートリッチ（２０）は、前記第１加工具（２２）の径方向位置を調整可能な調整部材（２４）を有し、前記カートリッチ（２０）は、前記調整部材（２４）において前記位置設定部（３１）に当接するものである。
これによれば、カートリッチにおいて、第１加工具の径方向位置を調整可能な調整部材がリトラクト機構の操作部材の位置設定部に当接する当接部を兼ねるので、カートリッチを小型化できる。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の複合加工工具において、前記カートリッチ（２０）は、前記本体（２）に対して回動中心線（Ｌ２）を中心に回動可能に回動支持部（１２）に支持され、前記回動中心線（Ｌ２）と前記付勢部材（３５）とが、前記カートリッチ（２０）における前記位置設定部（３１）との当接部位（Ｐ）を挟んで配置されるものである。
これによれば、回動支持部により規定される回動中心線に対して、付勢部材は当接部位よりも遠方の位置でカートリッチを付勢することから、付勢部材の付勢力よりも大きな押付け力でカートリッチを操作部材の位置設定部に当接させることができるので、位置設定部により第１加工具の径方向位置を設定するリトラクト機構の機能を高めながら、付勢部材を小型化できる。

請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項記載の複合加工工具において、前記第１加工部（６）は、周方向に等しい間隔を置いて配置された３以上の同一の前記カートリッチ（２０）を備え、前記第１加工具（２２）と前記第２加工具（６３）とが、軸線方向に直列に配置され、前記付勢部材（３５）は、前記カートリッチ（２０）と同じ軸線方向位置での周方向幅が軸線方向幅よりも小さい板バネ（３５）であるものである。
これによれば、付勢部材は、カートリッチと同じ軸線方向位置での周方向幅が軸線方向幅よりも小さい板バネであることから、付勢部材を周方向で小型化できるので、第１加工部が３以上のカートリッチを有する場合にも、付勢部材により付勢される各カートリッチも小型化することができる。この結果、第１加工部が備える３以上のカートリッチによる第１加工具の数の増加により内周面の加工精度を向上しながら、各カートリッチの小型化による第１加工部の小径化、ひいては複合加工工具の小径化が可能になり、該複合加工工具による小径の内周面の加工が可能になる。

請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項記載の複合加工工具において、前記第１加工部（６）は、複数の前記カートリッチ（２０）と、互いに周方向に等しい間隔を置いて配置された複数の同一のガイドパッド（１６，１７）を備え、前記各ガイドパッド（１６，１７）は、周方向で隣接する前記第１加工具（２２）の、周方向での中央に配置されるものである。
これによれば、周方向に等間隔に複数のガイドパッドが配置されることから、それらガイドパッドが周方向に不均等に配置される場合に比べて、動的バランス性能が向上して、第１加工部の中心軸線の振れを抑制する効果を高めることができるので、内周面の加工精度が向上する。

請求項６記載の発明は、請求項１から５記載のいずれか１項記載の複合加工工具による加工方法において、前記複合加工工具の送り工程時に、前記第１加工具（２２）は前記リトラクト機構（８）により前記第１加工位置を占める一方、前記第２加工具（６３）は前記位置可変機構（７０）により前記第２加工位置および前記第２非加工位置の一方の位置を占め、前記複合加工工具の戻り工程時に、前記第１加工具（２２）は前記リトラクト機構（８）により前記第１非加工位置を占める一方、前記第２加工具（６３）は前記位置可変機構（７０）により前記第２加工位置および前記第２非加工位置の他方の位置を占めるものである。
これによれば、第１加工部がリトラクト機構を備え、第２加工部が位置可変機構を備えることにより、複合加工工具の送り工程において、第１加工具および第２加工具がこの順でワークの内周面を連続して加工する一方、複合加工工具の戻り工程において、第１，２加工具が内周面を加工しない１ウェイ方式の加工、または、複合加工工具の送り工程において、第１加工具がワークの内周面を加工する一方で第２加工具は該内周面を加工せず、複合加工工具の戻り工程において、第２加工具が第１加工具により加工された内周面を加工する一方で第１加工具が該内周面を加工しない２ウェイ方式の加工が可能になり、複合加工工具の１往復でワークの内周面に２つの加工を施すことができるので、加工効率の向上およびコスト削減が可能になる。

本発明によれば、ワークの内周面が第１加工部の第１加工具により加工された後に第２加工部の第２加工具により加工される複合加工工具において、第１加工具を径方向内方に位置させるリトラクト機構の機能を向上させることができる。また、本発明によれば、第１加工具を有するカートリッチの小型化が可能になり、さらには、３以上のカートリッチを備える第１加工部、ひいては複合加工工具の小径化が可能になる。
また、リトラクト機構と位置可変機構とを備えることにより、複合加工工具の送り方向移動時において、第１加工具および第２加工具がこの順でワークの内周面を連続して加工する一方、複合加工工具の反送り方向移動時において、第１，２加工具が内周面を加工しない１ウェイ方式の加工、または、複合加工工具の送り方向移動時において、第１加工具がワークの内周面を加工する一方で第２加工具は該内周面を加工せず、複合加工工具の反送り方向移動時において、第２加工具が第１加工具により加工された内周面を加工する一方で第１加工具が該内周面を加工しない２ウェイ方式の加工が可能になり、複合加工工具の１往復でワークの内周面に２つの加工を施すことができるので、加工効率の向上およびコスト削減が可能になる。

本発明の実施形態である複合加工工具の全体図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 （ａ）は、図１のＩＩＩａ矢視図であり、（ｂ）は、図１および図２のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線断面図であり、（ｃ）は、図１および図２のＩＩＩｃ−ＩＩＩｃ線断面図である。 （ａ）は、図２のスカイビング加工部の拡大図であり、（ｂ）は、図３（ａ）のＩＶｂ矢視図であり、一部が図１のＩＶｂ−ＩＶｂ線断面図である。

以下、本発明の実施形態を図１〜図４を参照して説明する。
図１を参照すると、本発明が適用された複合加工工具１は、工作機械（図示されず）に装着されて中心軸線Ｌ１を中心に回転駆動される軸状の本体２と、いずれも本体２に設けられる第１加工部としての切削加工部であるスカイビング加工部６および第２加工部としてのバニシング加工部７と、リトラクト機構８とを備える。

図１，図２を参照すると、本体２と一体に運動可能な両加工部６，７は本体２に対して軸線方向に直列に配置されて、スカイビング加工部６は、バニシング加工部７に対して複合加工工具１の送り方向側に配置される。
そして、スカイビング加工部６によりワークＷが加工された後に、バニシング加工部７により該ワークＷが加工される。この実施形態では、複合加工工具１の送り方向への移動時には、スカイビング加工部６によりスカイビング加工が行なわれ、次いで複合加工工具１の反送り方向への移動時にバニシング加工部７によりバニシング加工が行なわれる。

なお、この明細書および特許請求の範囲において、軸線方向は中心軸線Ｌ１に平行な方向であるとし、径方向および周方向は、それぞれ、中心軸線Ｌ１を中心とする径方向および周方向であるとする。

複合加工工具１は、円筒状のワークＷに対して相対的に中心軸線Ｌ１に平行な送り方向に送られて、スカイビング加工部６の第１加工具としての切削刃２２およびバニシング加工部７の第２加工具としてのバニシングローラ６３が、ワークＷの内周面Ｓ（例えば、中空部または孔が形成されたワークＷの内周面Ｓ）を加工する。そして、リトラクト機構８は、切削刃２２の径方向位置を変更可能である。
ワークＷは、例えば貫通孔が設けられた円筒状部材であり、例えば、油圧または空気圧用アクチュエータのシリンダ、ショックアブソーバのシリンダである。

ワークＷに対して中心軸線Ｌ１を中心に相対的に回転する本体２は、前記工作機械に接続されるシャンク３と、シャンク３に対して送り方向側に配置されてバニシング加工部７がシャンク３と共に一体に回転するように取り付けられる第２取付部５と、第２取付部５に対して送り方向側に配置されてスカイビング加工部６がシャンク３と共に一体に回転するように取り付けられる第１取付部４とを有する。本体２は、シャンク３、第１，第２取付部４，５が一体成形された単一の部材であるが、別の例として、シャンク３、第１，第２取付部４，５の少なくとも一部が別個の部材から構成されて、それらシャンク３、第１，第２取付部４，５が一体に結合された部材であってもよい。

スカイビング加工部６は、第１取付部４に隙間嵌めされた後に止めネジ（図示されず）により固定された円筒状のボディ１０と、ボディ１０に着脱可能に取り付けられて固定された１以上の、この実施形態では複数である所定数としての３つの同一のカートリッチ２０と、内周面Ｓに摺接してボディ１０の振れを抑制する複数としての６つのガイドパッド１６，１７とを備える。そして、全てのカートリッチ２０は、周方向に等しい間隔を置いて配置され、軸線方向で同じ位置に配置される。

図１〜図４を参照すると、ボディ１０には、各カートリッチ２０を収容する前記所定数の凹部１１と、各カートリッチ２０を回動中心線Ｌ２を中心に回動可能に支持する回動支持部としての支持軸１２とが設けられる。

凹部１１により形成される収容空間１１ａ（図３（ｂ），図３（ｃ），図４参照）には、カートリッチ２０が、切削刃２２がボディ１０の最大外周面１０ａよりも径方向内方に位置しない範囲で収容される。中心軸線Ｌ１に平行な回動中心線Ｌ２を規定する支持軸１２は収容空間１１ａを貫通して、軸線方向でのカートリッチ２０の基体２１の移動を規制する凹部１１の１対の規制部１１ｂ，１１ｃ内に挿通された状態で、固定手段としてのネジ１３によりボディ１０に固定される。

各カートリッチ２０は、軸線方向に平行に貫通する支持軸１２に回動可能に支持される基体２１と、基体２１に固定されて内面を切削する切削刃２２と、切削刃２２の径方向位置を調整する調整機構２３とを有する。

調整機構２３は、図３（ｃ），図４によく示されるように、基体２１の径方向内方側に配置されてリトラクトピン３０に当接する調整部材２４と、径方向でリトラクトピン３０に対向するように基体２１に設けられて調整部材２４が軸線方向に摺動可能に嵌合する案内部としての案内溝２５と、基体２１に対する軸線方向での調整部材２４の位置を調整する調整具としての調整ネジ２６と、調整後の調整部材２４を基体２１に対して固定する固定具としてのネジ２７とを有する。

案内溝２５は、軸線方向での位置に応じて径方向での位置が変わる傾斜面からなる案内面２５ａを有し、調整部材２４は、該案内面２５ａに面接触する接触面２４ａを有する。そして、調整ネジ２６により調整部材２４の軸線方向位置を変更することにより、接触面２４ａが案内面２５ａに接触した状態で調整部材２４が案内面２４ａに沿って案内されて、基体２１および切削刃２２の径方向位置が変更される。したがって、調整機構２３により、スカイビング加工による内周面Ｓの径が変更可能である。

同一のガイドパッド１６，１７は、軸線方向で各カートリッチ２０に対して送り方向側に配置される前記所定数である３つのガイドパッド１６から構成される第１ガイド群Ｇ１と、各カートリッチ２０に対して反送り方向側に配置される前記所定数である３つのガイドパッド１７から構成される第２ガイド群Ｇ２とを構成するように、軸線方向に間隔を置いて配置される。各ガイドパッド１６，１７は、固定具としてのネジ１８（図４（ａ）参照）によりボディ１０に固定される。

各ガイド群Ｇ１，Ｇ２に属する全てのガイドパッド１６，１７は、互いに周方向に等しい間隔を置いて配置され、かつ周方向で隣接する切削刃２２の、周方向での中央に配置される。したがって、各ガイド群Ｇ１，Ｇ２において、各ガイドパッド１６，１７は、周方向で同じ位置にある。
第１ガイド群Ｇ１の各ガイドパッド１６は、各切削刃２２と同じ軸線方向位置（すなわち、軸線方向において各切削刃２２と重なる位置）に、かつ軸線方向で切削刃２２の軸線方向長さよりも長い範囲に渡って延びている。

合成樹脂から形成されている各ガイドパッド１６，１７は、内周面Ｓ（図２参照）に摺接する円柱面の一部である摺接面１６ａ，１７ａを有し、ボディ１０の振れ、したがって切削刃２２の振れを抑制して、加工精度を向上させる。このため、摺接面１６ａ，１７ａは、切削刃２２に対して、後記する拡径位置の切削刃２２の最大径方向位置と同じか、または該最大径方向位置よりも僅かに径方向外方に位置する。

図１，図２，図３（ｂ），図３（ｃ），図４を参照すると、リトラクト機構８は、ボディ１０に対して、したがってボディ１０が固定された本体２に対して移動可能に支持された操作部材としてのリトラクトピン３０と、リトラクトピン３０を駆動する駆動機構４０と、カートリッチ２０の当接部としての調整部材２４をリトラクトピン３０に当接するように付勢する第１付勢部材としてのバネ部材である板バネ３５と、リトラクトピン３０が第１位置を占めるように付勢する第２付勢部材としての戻しバネ３７とを備える。

リトラクトピン３０は、切削刃２２の径方向位置を設定する位置設定部３１を構成する拡径位置設定部としての大径部３２および該大径部３２よりも小径の縮径位置設定部としての小径部３３と、ボディ１０とリトラクトピン３０との間に配置される圧縮コイルバネからなる戻しバネ３７が当接するバネ受け部３８と、リトラクトピン３０の反送り方向での位置を規制するストッパ３３ａとを有する。小径部３３は、大径部３２に対して反送り方向側に位置する。ストッパ３３ａは、小径部３３の一部である径方向での段部により構成される。リトラクトピン３０は、バネ受け部３８を固定する固定部材としてのボルト３９を有する。該ボルト３９は、リトラクトピン３０における軸線方向での端部を構成すると共に、第２駆動ロッド４２と軸線方向で当接する当接部３０ａを構成する。なお、当接部３０ａは、別の例として、リトラクトピン３０に一体成形された部分により構成されてもよい。

図１，図２を参照すると、駆動機構４０は、本体２においてシャンク３および第１，第２取付部４，５に渡って配置された駆動ロッドを構成する第１，第２駆動ロッド４１，４２と、第１駆動ロッド４１に結合されて両駆動ロッド４１，４２を駆動する駆動体としてのピストン４３と、シャンク３内で軸線方向に移動可能なピストン４３に駆動力を作用させる駆動力発生部とを備える。該駆動力発生部は、ピストン４３を第１方向としての送り方向に駆動する第１駆動力発生部としての圧力室４４と、ピストン４３を第２方向としての反送り方向に駆動する第２駆動力発生部としての付勢部材である戻しバネ４５とから構成される。

シャンク３内に設けられる圧力室４４は、シリンダを構成するシャンク３と、ピストン４３と、作動流体供給源からの作動流体としての高圧の空気が流通する流体通路４６ａを形成するソケット４６とから形成される。シャンク３に接続されるソケット４６は、圧力室４４の端壁を兼ねる。そして、前記作動流体供給源からの空気は、該空気の給排を制御する制御弁（図示されず）により、流体通路４６ａを通じて圧力室４４に対して供給および排出される。

第１，第２駆動ロッド４１，４２、戻しバネ４５は、本体２内にシャンク３および第１，第２取付部４，５に渡って設けられて中心軸線Ｌ１と同軸の第１中空部５１内に配置され、リトラクトピン３０、戻しバネ３７および第２駆動ロッド４２の端部４２ａ（図４（ａ）も参照）は、ボディ１０に設けられて中空部５１と連通すると共に中心軸線Ｌ１と同軸の第２中空部５２内に配置される。中空部５２はボディ１０の端部に着脱可能に取り付けられるカバー５５により閉塞される。

第１駆動ロッド４１の送り方向への移動は、第１駆動ロッド４１に設けられたストッパとしての大径部４１ａがシャンク３に当接することにより規制され、第１駆動ロッド４１の反送り方向への移動は、ピストン４３がソケット４６と当接することにより規制される。第２駆動ロッド４２は、軸線方向での両端部４２ａ，４２ｂで、リトラクトピン３０および第１駆動ロッド４１にそれぞれ当接する。

第１駆動ロッド４１との当接時に第１駆動ロッド４１と共に送り方向に移動してリトラクトピン３０の軸線方向位置を規定する第２駆動ロッド４２が設けられることにより、軸線方向での長さが異なる複数の第２駆動ロッド４２を交換することで、第１駆動ロッド４１に対する軸線方向でのリトラクトピン３０の移動量を変更できる。この結果、複数種類のリトラクトピン３０に対しても、さらには異なる種類の複合加工工具１に対しても、第１駆動ロッド４１を共通の部材として使用することが可能になるので、コストの削減ができる。

図１，図３（ｂ）を参照すると、板バネ３５は、軸線方向に細長い矩形状を呈し、反送り方向側の端部である固定部３５ａにおいてボディ１０に固定手段としてのネジ３６により固定され、送り方向側の端部である押圧部３５ｂにおいて、基体２１における反送り方向側の端部である被押圧部２１ｂに当接して、その付勢力により該被押圧部２１ｂを径方向内方に常時押し付けている。被押圧部２１ｂは、基体２１に設けられた凹部であり、該凹部内に押圧部３５ｂが収容され、被押圧部２１ｂから固定部３５ａに至る部分はボディ１０に設けられた凹部１０ｃ内に収容されることにより、板バネ３５が、ボディ１０の外周面１０ａから径方向外方に突出することが防止される。

板バネ３５において、カートリッチ２０の基体２１と同じ軸線方向位置（すなわち、軸線方向において基体２１と重なる位置）にある重合部分でもある押圧部３５ｂの周方向幅は、軸線方向幅の最大値よりも小さい。そして、図３（ｃ）に示されるように、該重合部分である押圧部３５ｂおよび該押圧部３５ｂと固定部３５ａとの間の中間部分３５ｃの板バネ３５の周方向幅Ａ２は、基体２１の最大の周方向幅Ａ１の１／３以下である。

図３（ｃ）を参照すると、回動中心線Ｌ２または支持軸１２と板バネ３５とがカートリッチ２０におけるリトラクトピン３０との当接部位Ｐ（ここでは、調整部材２４における部位である。）を挟んで配置され、または、回動中心線Ｌ２または支持軸１２はカートリッチ２０の一方の周方向端部寄りに配置され、板バネ３５の押圧部はカートリッチ２０の他方の周方向端部寄りに配置される。
このため、回動中心線Ｌ２が延びている方向（この実施形態で、軸線方向でもある。）から見たとき、回動中心線Ｌ２または支持軸１２に対して、板バネ３５の押圧部３５ｂおよび基体２１の被押圧部２１ｂは、当接部位Ｐおよびカートリッチ２０の重心よりも遠方に位置する。

図１，図２を参照すると、バニシング加工部７は、キー６０により第２取付部５と一体に回転すると共に軸線方向に移動可能に第２取付部５に設けられたマンドレル６１と、第２取付部５に設けられたネジ部５ａに螺合して軸線方向でのマンドレル６１の移動を阻止するストッパとしての固定ナット６２と、複数のバニシングローラ６３と、各バニシングローラ６３をマンドレル６１の外周面６１ａ上で回転可能に保持する円筒状のフレーム６４と、ブッシュ６６を介して第２取付部５に軸線方向に移動可能に支持されると共にフレーム６４に結合されたステム６５と、ネジ部５ａに螺合して軸線方向に移動可能であると共に軸線方向でのフレーム６４の位置を調整可能な調整部材としての調整ナット６７と、調整ナット６７に対してフレーム６４およびステム６５を回転可能に支持するスラスト軸受６８とを有する。

マンドレル６１の外周面６１ａは、送り方向に大径となるテーパ面で構成され、各バニシングローラ６３の外周面６３ａは、外周面６１ａに線接触可能であると共に送り方向に小径となるテーパ面で構成される。調整ナット６７は、第２取付部５のネジ部５ａに螺合し、調整後に固定具としてのネジ６９により固定される。調整ナット６７を回動させてブッシュ６６，ステム６５およびフレーム６４の軸線方向位置を変更することにより、マンドレル６１に対するバニシングローラ６３の軸線方向位置が調整可能であると同時に、各バニシングローラ６３の径方向位置が変更可能であり、この調整ナット６７により、加工される内周面Ｓの径が調整される。

このように、バニシング加工部７は、各バニシングローラ６３の径方向位置を変更可能な位置可変機構７０を備える。そして、この位置可変機構７０は、バニシングローラ６３により加工される内周面Ｓの径を設定する設定部材でもある調整ナット６７と、一体に結合されたスラスト軸受６８、ブッシュ６６、ステム６５およびフレーム６４から構成されるスライダ７１と、第２取付部５に設けられた固定ナット６２と、バニシングローラ６３の径方向位置を定める位置決め部材としてのマンドレル６１と、ネジ６９とを有する。
スライダ７１は、バニシングローラ６３が内周面Ｓと接触する場合に生じる摩擦力により、複合加工工具１が送り方向に移動するとき、第２取付部５およびマンドレル６１に対して反送り方向にバニシングローラ６３と共に移動し、複合加工工具１が反送り方向に移動するとき、第２取付部５およびマンドレル６１に対して送り方向にバニシングローラ６３と共に移動する。

そして、反送り方向でのスライダ７１の移動は、ステム６５が固定ナット６２と軸線方向で当接することにより規定され、反送り方向でのスライダ７１およびバニシングローラ６３の最大移動位置は、ストッパとしての固定ナット６２により設定される。
また、送り方向でのスライダ７の移動は、スラスト軸受６８が調整ナット６７と軸線方向で当接することにより規定され、送り方向でのスライダ７１およびバニシングローラ６３の最大移動位置は、調整ナット６７により設定される。したがって、そして、調整ナット６７を有する位置可変機構７０によりバニシング加工による加工孔の径が変更可能である。
さらに、マンドレル６１との協働により軸線方向に移動することでバニシングローラ６３の径方向位置を変更するスライダ７１は、反送り方向にフリー移動する。ここでフリー移動とは、弾性部材（例えば、バネ）の弾性力による抵抗力を受けることなく移動することを意味する。

図２，図３（ｂ），図３（ｃ），図４（ａ）を参照して、リトラクト機構８およびカートリッチ２０の動作について説明する。
駆動機構４０の圧力室４４に高圧空気が供給されず、ピストン４３が戻しバネ４５に付勢されてソケット４６と当接する図２に示される位置にあるとき、第１駆動ロッド４１は、第２駆動ロッド４２およびリトラクトピン３０を送り方向に駆動しない。このため、リトラクトピン３０は、戻しバネ３７により付勢されてストッパ３３ａにより規制された図４（ａ）に実線で示される軸線方向での第１位置を占める。リトラクトピン３０がこの第１位置にあるとき、板バネ３５により径方向内方に常時付勢されている各カートリッチ２０が、その調整部材２４にて位置設定部３１の大径部３２に当接し（図３（ｃ），図４（ａ）参照）、各カートリッチ２０、したがって各切削刃２２が、内周面Ｓをスカイビング加工する第１加工位置である拡径位置を占める（図３（ｂ），図４参照）。

そして、前記工作機械により駆動された複合加工工具１が中心軸線Ｌ１を中心に回転しながら送り方向に移動する送り工程において、この拡径位置にある切削刃２２により、内周面Ｓ（図２参照）がスカイビング加工される。また、送り工程時に、バニシング加工部７では、スカイビング加工部６により加工された内周面Ｓとバニシングローラ６３との接触により、スラスト軸受６８、ブッシュ６６、ステム６５およびフレーム６４から構成されるスライダ７１が、バニシングローラ６３と共にマンドレル６１および第２取付部５に対して反送り方向に移動する。
このため、バニシングローラ６３は、マンドレル６１に案内されながら内周面Ｓに倣って径方向内方に移動して、後記する拡径位置よりも小径であって、バニシングローラ６３が内周面Ｓを加工しない第２非加工位置である縮径位置を占める。そして、ステム６５が固定ネジ６２と当接するとき、バニシングローラ６３は回転軸線Ｌ１からの距離が最小の縮径位置を占める。
また、反送り方向へのスライダ７１の移動時は、スライダ７１が前記フリー移動することから、バニシングローラ６３は内周面Ｓとの間の小さな摩擦力で容易に移動するため、複合加工工具１の移動抵抗が小さくなる。

送り加工が終了して、切削刃２２によるスカイビング加工が終了した後、駆動機構４０の圧力室４４に高圧空気が供給されると、圧力室４４内の空気の圧力により駆動されたピストン４３が戻しバネ４５に抗して、大径部４１ａがシャンク３に当接するまで送り方向に移動する。そして、ピストン４３の送り方向への移動と同時に第１駆動ロッド４１が送り方向に移動して、第２駆動ロッド４２およびリトラクトピン３０を送り方向に駆動して、リトラクトピン３０が図４（ａ）に二点鎖線で示される軸線方向での第２位置を占める。リトラクトピン３０がこの第２位置にあるとき、板バネ３５により付勢されている各カートリッチ２０が、その調整部材２４にて位置設定部３１の小径部３３に当接し（図３（ｃ），図４（ａ）に二点鎖線で示される。）、各カートリッチ２０、したがって各切削刃２２が、前記拡径位置よりも径方向内方に位置する縮径位置（図３（ｂ）に二点鎖線で示される。）を占める。この縮径位置は、切削刃２２が内周面Ｓを加工しない第１非加工位置である。

次いで、複合加工工具１が回転しながら反送り方向に移動してワークＷから抜き出される戻り工程において、バニシングローラ６３はスカイビング加工された内周面Ｓとの接触により、スラスト軸受６８、ブッシュ６６、ステム６５およびフレーム６４がバニシングローラ６３と共にマンドレル６１および第２取付部５に対して送り方向に移動して、スラスト軸受６８が調整ナット６７に当接する。この状態で、送り工程時よりも径方向外方に移動したバニシングローラ６３は、バニシングローラ６３が内周面Ｓをバニシング加工する第２加工位置である拡径位置を占める。
そして、切削刃２２が縮径位置にある状態の戻り工程において、拡径位置にあるバニシングローラ６３により内周面Ｓ（図２参照）がバニシング加工される。
このとき、切削刃２２は縮径位置にあるため、バニシング加工が施された内周面Ｓに切削刃２２が接触すること、したがって傷を付けることが防止される。

次に、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
ワークＷの内周面Ｓがスカイビング加工部６の切削刃２２により加工された後にバニシング加工部７のバニシングローラ６３により加工される複合加工工具１において、リトラクト機構８は、切削刃２２の径方向位置を変更する位置設定部３１を有すると共に本体２に対して移動可能に支持されるリトラクトピン３０と、リトラクトピン３０を駆動する駆動機構４０と、切削刃２２を有するカートリッチ２０を径方向内方に付勢して位置設定部３１に当接させる板バネ３５とを備え、リトラクトピン３０は、駆動機構４０により駆動されて位置設定部３１を通じてカートリッチ２０の位置を変更することにより、切削刃２２の径方向位置を変更する。
この構造により、バニシング加工部７に先立ってワークＷの内周面Ｓを加工するスカイビング加工部６の切削刃２２を有するカートリッチ２０は、リトラクト機構８が備える板バネ３５により径方向内方に付勢された状態で、切削刃２２の径方向位置を変更するリトラクト機構８のリトラクトピン３０の位置設定部３１に当接する。この結果、カートリッチ２０を径方向内方に付勢する板バネ３５の付勢力により、切削刃２２を位置設定部３１により変更される各径方向位置に確実に位置させることができ、さらにスカイビング加工部６が回転するときの遠心力やクーラントの液圧などの外力がカートリッチ２０に作用する場合にも、切削刃２２が位置設定部３１により設定された径方向位置から径方向に移動することを防止できて、リトラクト機構８の機能を向上させることができる。

カートリッチ２０は、切削刃２２の径方向位置を調整可能な調整部材２４を有し、カートリッチ２０は、調整部材２４において位置設定部３１に当接することにより、カートリッチ２０において、調整部材２４がリトラクトピン３０の位置設定部３１に当接する当接部を兼ねるので、切削刃の径方向位置を調整可能な調整部材とリトラクトピンの位置設定部に当接する当接部とが別々に設けられるカートリッチに比べて、動的バランス性能が向上して、カートリッチ２０を小型化できる。

カートリッチ２０は、基体２１に対して回動中心線Ｌ２を中心に回動可能に支持軸１２に支持され、回動中心線Ｌ２と板バネ３５とが、カートリッチ２０における位置設定部３１との当接部位Ｐを挟んで配置されることにより、支持軸１２により規定される回動中心線Ｌ２に対して、板バネ３５は当接部位Ｐよりも遠方の位置でカートリッチ２０を付勢することから、板バネ３５の付勢力よりも大きな押付け力でカートリッチ２０を位置設定部３１に確実に当接させることができるので、位置設定部３１により切削刃２２の径方向位置を設定するリトラクト機構８の機能を高めながら、板バネ３５を小型化できる。

スカイビング加工部６は、周方向に等間隔に配置された３つの同一のカートリッチ２０を備え、切削刃２２とバニシングローラ６３とが軸線方向に直列に配置され、板バネ３５は、カートリッチ２０と同じ軸線方向位置での周方向幅が軸線方向幅よりも小さいことにより、板バネ３５を周方向で小型化できるので、スカイビング加工部６が３つのカートリッチ２０を有する場合にも、板バネ３５に付勢される各カートリッチ２０も小型化することができる。この結果、スカイビング加工部６が備える３つのカートリッチ２０による切削刃２２の数の増加によりワークＷの内周面Ｓの加工精度（例えば、円形断面を有する内周面の真円度）を向上させながら、各カートリッチ２０の小型化によるスカイビング加工部６の小径化、ひいては複合加工工具１の小径化が可能になり、該複合加工工具１による小径の内周面Ｓの加工が可能になる。

スカイビング加工部６は、３つのカートリッチ２０と、互いに周方向に等しい間隔を置いて配置された３つの同一のガイドパッド１６を備え、各ガイドパッド１６は、周方向で隣接する切削刃２２の、周方向での中央に配置されることにより、周方向に等間隔に３つのガイドパッド１６が配置されることから、それらガイドパッド１６が周方向に不均等に配置される場合に比べて、スカイビング加工部６の中心軸線Ｌ１の振れを抑制する効果を高めることができるので、内周面Ｓの加工精度が向上する。さらに、３つのガイドパッド１６，１７から構成される第１，第２ガイド群Ｇ１，Ｇ２が、カートリッチ２０に対して、軸線方向での両側に、軸線方向での間隔をおいて設けられるので、スカイビング加工部６の中心軸線Ｌ１の振れ抑制効果を一層高めることができる。

各ガイドパッド１６，１７は合成樹脂から形成されていることにより、ガイドパッド１６，１７を軽量化できて、ガイドパッド１６，１７に作用する遠心力を小さくできるので、中心軸線Ｌ１の振れ抑制効果の向上に寄与する。そのうえ、ガイドパッド１６，１７と加工面との接触に起因する傷の発生に対する加工面の保護が容易になる。

リトラクト機構８は、切削刃２２の径方向位置を内周面Ｓを加工する第１加工位置（拡径位置）と、内周面Ｓを加工しない第１非加工位置（縮径位置）とに変更し、複合加工工具１はバニシングローラ６３の径方向位置を、内周面Ｓを加工する第２加工位置（拡径位置）と、内周面Ｓを加工しない第２非加工位置（縮径位置）とに変更可能な位置可変機構７０を備え、複合加工工具１の送り工程時に、切削刃２２はリトラクト機構８により第１加工位置を占める一方、バニシングローラ６３は位置可変機構７０により第２非加工位置を占め、複合加工工具１の戻り工程時に、切削刃２２はリトラクト機構８により非加工位置を占める一方、バニシングローラ６３は位置可変機構７０により第２加工位置を占める。
この構造により、複合加工工具１の送り工程において、切削刃２２がワークＷの内周面Ｓを加工する一方でバニシングローラ６３は該内周面Ｓを加工せず、複合加工工具１の戻り工程において、バニシングローラ６３が切削刃２２により加工された内周面Ｓを加工する一方で切削刃２２が該内周面Ｓを加工しない２ウェイ方式の加工が可能になり、複合加工工具１の１往復でワークＷの内周面Ｓに２つの加工を施すことができるので、加工効率の向上およびコスト削減が可能になる。

以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成に関して説明する。
マンドレル６１の外周面６１ａが送り方向に小径となるテーパ面で構成され、バニシングローラ６３の外周面６３ａが送り方向に大径となるテーパ面で構成されて、バニシングローラ６３が、複合加工工具１の送り工程時に、位置可変機構７０により第２加工位置を占め、複合加工工具１の戻り工程時に、位置可変機構７０により第２非加工位置を占めるように、バニシング加工部７が構成されてもよい。
この構造により、複合加工工具１の送り工程において、切削刃２２およびバニシングローラ６３がこの順で内周面Ｓを連続して加工する一方、戻り工程において、切削刃２２およびバニシングローラ６３が内周面Ｓを加工しない１ウェイ方式の加工が行われる。この結果、前記実施形態と同様に、複合加工工具１の１往復でワークＷの内周面Ｓに２つの加工を施すことができるので、加工効率の向上およびコスト削減が可能になる。

本体２がワークＷに対して中心軸線Ｌ１を中心に相対的に回転する形態の別の例として、本体２が非回転であり、ワークＷが回転する形態、本体２およびワークＷが共に回転する形態であってもよい。
複合加工工具１がワークＷに対して相対的に送り方向（または反送り方向）に移動する形態の別の例として、複合加工工具１が軸線方向に移動することなく、ワークＷが軸線方向に移動する形態、複合加工工具１およびワークＷが共に軸線方向に移動する形態であってもよい。
位置設定部３１は、外径が異なる３以上の部分から構成されてもよく、また外径が連続的に変化する部分、例えばテーパ面を有する部分から構成されてもよい。このような位置設定部３１によれば、最も径方向内方の縮径位置に対して複数の拡径位置を設定できる。
スカイビング加工部６が備えるカートリッチ２０の数である前記所定数は、２または４以上の数であってもよい。
カートリッチ２０を径方向内方に向けて付勢するバネ部材は、板バネ３５以外に、コイルバネまたは皿バネであってもよい。
回動中心線Ｌ２は、中心軸線Ｌ１と交差する平面に含まれる直線であって、かつ中心軸線Ｌ１に平行でない直線であってもよい。
第１，第２駆動ロッド４１，４２を駆動する前記駆動体は、第１駆動ロッド４１を押圧して送り方向に移動させるプッシュロッドであってもよく、また該駆動体に駆動力を作用させる前記駆動力発生部は、流体圧力を使用した機構以外に、電磁気力を使用した機構（例えばソレノイド）、またはマニュアル式の機構であってもよい。
第１加工部および第２加工部が、軸線方向において互いに重なる位置に配置されてもよい。
第１加工部は、スカイビング加工部６以外の切削加工部であってもよく、また研削加工部であってもよい。第２加工部は、バニシング加工部７以外に、切削加工部または研削加工部であってもよい。

１ 複合加工工具、
２ 本体
６ スカイビング加工部
７ バニシング加工部
８ リトラクト機構
１６，１７ ガイドパッド、
２０ カートリッチ、
２２ 切削刃
２４ 調整部材
３０ リトラクトピン
３１ 位置設定部
３５ 板バネ
４０ 駆動機構
６３ バニシングローラ
７０ 位置可変機構
Ｗ ワーク
Ｌ１ 中心軸線
Ｌ２ 回動中心線

Claims (6)

1. ワークに対して中心軸線を中心に相対的に回転する本体と、前記本体に設けられた第１加工部および第２加工部とを備え、前記ワークの内周面が前記第１加工部の第１加工具により加工された後に前記第２加工部の第２加工具により加工される複合加工工具において、
   前記第１加工具の径方向位置を前記内周面を加工する第１加工位置と、前記内周面を加工しない第１非加工位置とに変更可能なリトラクト機構と、
   前記第２加工具の径方向位置を、前記内周面を加工する第２加工位置と、前記内周面を加工しない第２非加工位置とに変更可能な位置可変機構と、を備え、
   前記第１加工部は、前記第１加工具を有する１以上のカートリッチを備え、
   前記リトラクト機構は、前記第１加工具の径方向位置を変更する位置設定部を有すると共に前記本体に対して移動可能に支持される操作部材と、前記操作部材を駆動する駆動機構と、前記カートリッチを径方向内方に付勢して前記位置設定部に当接させる付勢部材とを備え、
   前記操作部材は、前記駆動機構により駆動されて前記位置設定部を通じて前記カートリッチの位置を変更することにより、前記第１加工具の径方向位置を変更するものであり、
   前記複合加工工具が前記ワークに対して相対的に送り方向に移動する場合、前記リトラクト機構は前記第１加工具に前記第１加工位置を占めさせる一方、前記位置可変機構は前記第２加工具に前記第２加工位置および前記第２非加工位置の一方の位置を占めさせ、
   前記複合加工工具が前記ワークに対して相対的に反送り方向に移動する場合、前記リトラクト機構は前記第１加工具に前記第１非加工位置を占めさせる一方、前記位置可変機構は前記第２加工具に前記第２加工位置および前記第２非加工位置の他方の位置を占めさせることを特徴とする複合加工工具。
2. 請求項１記載の複合加工工具において、
   前記カートリッチは、前記第１加工具の径方向位置を調整可能な調整部材を有し、
   前記カートリッチは、前記調整部材において前記位置設定部に当接することを特徴とする複合加工工具。
3. 請求項１または２記載の複合加工工具において、
   前記カートリッチは、前記本体に対して回動中心線を中心に回動可能に回動支持部に支持され、
   前記回動中心線と前記付勢部材とが、前記カートリッチにおける前記位置設定部との当接部位を挟んで配置されることを特徴とする複合加工工具。
4. 請求項１から３のいずれか１項記載の複合加工工具において、
   前記第１加工部は、周方向に等しい間隔を置いて配置された３以上の同一の前記カートリッチを備え、
   前記第１加工具と前記第２加工具とが、軸線方向に直列に配置され、
   前記付勢部材は、前記カートリッチと同じ軸線方向位置での周方向幅が軸線方向幅よりも小さい板バネであることを特徴とする複合加工工具。
5. 請求項１から４のいずれか１項記載の複合加工工具において、
   前記第１加工部は、複数の前記カートリッチと、互いに周方向に等しい間隔を置いて配置された複数の同一のガイドパッドを備え、
   前記各ガイドパッドは、周方向で隣接する前記第１加工具の、周方向での中央に配置されることを特徴とする複合加工工具。
6. 請求項１から５のいずれか１項記載の複合加工工具による加工方法において、
   前記複合加工工具の送り工程時に、前記第１加工具は前記リトラクト機構により前記第１加工位置を占める一方、前記第２加工具は前記位置可変機構により前記第２加工位置および前記第２非加工位置の一方の位置を占め、
   前記複合加工工具の戻り工程時に、前記第１加工具は前記リトラクト機構により前記第１非加工位置を占める一方、前記第２加工具は前記位置可変機構により前記第２加工位置および前記第２非加工位置の他方の位置を占めることを特徴とする加工方法。

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