JP2005007534A

JP2005007534A - ワーク加工機及びワーク加工方法

Info

Publication number: JP2005007534A
Application number: JP2003175447A
Authority: JP
Inventors: Kazumitsu Kiyozawa; 和満清澤; Nobuyuki Nakamura; 伸幸中村
Original assignee: Nippei Toyama Corp
Current assignee: Nippei Toyama Corp
Priority date: 2003-06-19
Filing date: 2003-06-19
Publication date: 2005-01-13

Abstract

【課題】ワークの内側を含めた各種加工を一対の主軸だけで行う。
【解決手段】インデックステーブルにワークをクランプして、一軸線上において接近離間可能な第１、第２主軸２０，２２とを設け、カッター交換装置がワークのデファレンシャルケース１の内側に送り込んだカッター２を軸線方向に挟持する。そして、カッター交換装置がカッター２に対する保持を解除した状態で、両主軸２０，２２がカッター２を回転させるとともに軸線方向に移動させる。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車両のデファレンシャルケースに対するボーリング加工等を行うワーク加工機、及び、ワーク加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、車両の差動装置（デファレンシャルギヤ）を収容するデファレンシャルケースには、デファレンシャルピニオンシャフトを支持するための孔や、左右アクスルを挿通させる孔が設けられている。また、デファレンシャルケースの内側には、アクスルに固定されたデファレンシャルサイドギヤを受けるための平面座と、デファレンシャルピニオンシャフトに支持されたデファレンシャルピニオンを受けるための球面座とが直交する軸線上においてそれぞれ対をなすように設けられている。
【０００３】
そして、前記平面座等を精密に加工する必要があるが、従来この加工は、鋳造後のデファレンシャルケースをライン上に流して、複数のターニングマシンやマシニングセンタを用い、一つの加工工程毎に多数の加工機をラインで構成して順次加工していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来の装置においては、１つのデファレンシャルケースを加工するために、ライン上に複数のターニングセンタやマシニングセンタ等を必要とするため、設備のためのコストが莫大になり、しかも、加工時間が長くなるものであった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ワークの内側を含めた各種加工を一対の主軸だけで行うことができるワーク加工機及びワーク加工方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、一軸線上において独立して接近離間可能に設けられ、対向して工具を挟持する一対の主軸と、その両主軸間に配置され、ワークを固定するクランプ手段と、前記工具を多数保持する工具マガジンと、その工具マガジンから一つの工具をワークの内側に送り込むアームとを備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、一対の主軸で挟持する工具の種類や、ワークと主軸との位置関係を変えることにより、一対の主軸を備えた加工機だけでワークの内側を含めた各種加工を行うことができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記クランプ手段を、前記主軸の軸線と直交する軸線を中心にインデックス動作させるインデックステーブルを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加えて、一対の主軸の軸線とワークとの位置関係を変えることにより、ワークに対し異なる複数の方向から加工を行うことができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記各主軸に装着されて工具を支持する工具支持部材を複数保持する支持部材マガジンと、その支持部材マガジンから一つの工具支持部材を各主軸に対して脱着する一対の支持部材交換手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明の作用に加えて、一対の主軸が支持可能な工具の種類を変えることができるので、異なる種類の工具を使用してワークに各種加工を行うことができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記支持部材マガジンに工具を保持し、前記支持部材交換手段がその支持部材マガジンから一つの工具を少なくとも一つの主軸に対して脱着することを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明の作用に加えて、ワークをその外側からも加工することができる。
請求項５に記載の発明は、空洞状をなすとともに、周壁に開口を形成したワーク内にその開口から工具を送り込み、前記開口とは別の開口から一対の主軸に工具支持部材を把持してワーク内に挿入させて、その両工具支持部材により工具を両端から挟持し、その状態で主軸の回転により工具を回転させるとともに、主軸の軸線方向への移動により工具を移動させてワークの内側を加工することを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明によれば、一対の主軸で挟持する工具の種類や、ワークと主軸との位置関係を変えることにより、一対の主軸を備えた加工機だけでワークの内側を含めた各種加工を行うことができる。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、一対の前記主軸の少なくとも一方に工具を装着し、その主軸を回転させるとともに主軸の軸線方向に移動させることにより前記ワークを外側から加工することを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載の発明によれば、請求項５に記載の発明の作用に加えて、ワークをその外側からも加工することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をワーク加工機としてのデファレンシャルケース加工機に具体化した一実施形態を図１〜図６に従って説明する。
【００１８】
本実施形態のデファレンシャルケース加工機が加工するワークとしてのデファレンシャルケース（以下、単にケースという。）１について説明する。図４，５に示すように、このケース１は、図示しない車両内の左右アクスルが挿通する一対の開口としての孔３０ａ，３０ｂと、図６に示すように、同じくデファレンシャルピニオンシャフトを支持するための一対の開口としての孔３１ａ，３１ｂとを備えている。ケース１には、孔３０ａ，３０ｂ毎に大径部３２及び平面座３３が設けられ、また、孔３１ａ，３１ｂ毎に球面座３４が設けられている。さらに、ケース１の周壁３５には、工具出入りに用いられる開口３６ａ，３６ｂが形成されている。
【００１９】
図１及び図２に示すように、デファレンシャルケース加工機１０には、機台１１の上に第１主軸台１２及び第２主軸台１３が対向して配置され、それらはそれぞれ送りモータ１９，２１によって一軸線Ｌ１において独立して接近離間する。第１、第２主軸台１２，１３は、前記軸線Ｌ１上で対向する第１主軸２０及び第２主軸２２を備え、それらはモータ４０，４１によって回転される。第１主軸２０と第２主軸２２との間には、工具としてのカッター２，３（図３〜図６に図示。）が挟持される。このカッター２，３は、その両端に切刃を有する。
【００２０】
クランプ装置１４は、図１，２に示すように、機台１１上面において第１主軸台１２と第２主軸台１３との間に設けられ、ケース１をクランプする。クランプ装置１４は、インデックステーブル１５上に設けられている。インデックステーブル１５は、主軸２０，２２の軸線Ｌ１と直交する鉛直線を中心にクランプ装置１４をインデックス動作させる。
【００２１】
工具保持装置１６は、図１，２に示すように、機台１１の中央上部に設けられている。工具保持装置１６は、ケース１の加工に用いる複数のカッター２，３を保持する工具マガジンとしてのカッターマガジン２３を備え、そのカッターマガジン２３は複数のアーム２８を備えている。カッターマガジン２３は、モータ４２によって昇降されるとともに、矢印で示すように、軸線Ｌ１に対して直交する軸線Ｌ２を中心にしてモータ４３によって回転される。各アーム２８は、図示しないばねにより、図３に実線で示すように、カッター２（又は３）をアーム２８の先端に設けられた２つの爪２９で保持する。そして、工具保持装置１６は、クランプ装置１４上方の待機位置からカッターマガジン２３を下降させ、カッターマガジン２３に支持したカッター２（又は３）をケース１内に挿入して両主軸２０，２２間に配置する。また、工具保持装置１６は、両主軸２０，２２によってカッター２（又は３）が挟持された状態で、図３に２点差線で示すようにアーム２８の爪２９を開き、カッター２（又は３）の保持を解除して上昇退避させる。
【００２２】
それぞれ支持部材交換手段を構成する第１支持部材交換装置１７及び第２支持部材交換装置１８は、工具保持装置１６の両側においてモータ４４，４５により昇降可能に配置されている。第１、第２支持部材交換装置１７，１８は、複数の第１、第２支持軸２４，２６が保持されるマガジン２５，２７を備えている。そして、モータ４４，４５により下降位置に配置された状態において、このマガジン２５，２７をモータ４６，４７により前記軸線Ｌ１と平行な軸線Ｌ３を中心に回動させることによっていずれかの第１、第２支持軸２４，２６を主軸２０，２２に対向する位置に配置する。そして、第１、第２主軸台１２，１３が待機位置からクランプ装置１４側に所定距離だけ移動することによって第１、第２支持軸２４，２６が第１、第２主軸２０，２２に装着される。複数の第１、第２支持軸２４，２６は、使用する複数のカッター２に応じて用意されている。
【００２３】
次に、以上のように構成された本実施形態の動作について説明する。
加工に先立って、図２に示すように、ケース１が、クランプ装置１４に固定される。また、工具保持装置１６のカッターマガジン２３が回動され、使用するカッター２が下端に配置される。また、第１、第２支持部材交換装置１７，１８のマガジン２５，２７が回動され、使用する第１、第２支持軸２４，２６が下端に配置される。次に、第１、第２支持部材交換装置１７，１８のマガジン２５，２７が下降され、下端に位置する第１、第２支持軸２４，２６が第１、第２主軸２０，２２に対向する位置に配置される。そして、第１、第２主軸台１２，１３が図２に２点鎖線で示す待機位置から中央側に所定距離だけ移動され、第１、第２主軸２０，２２に第１、第２支持軸２４，２６が装着される。その後、マガジン２５，２７が上方に退避される。
【００２４】
次に、工具保持装置１６のカッターマガジン２３が下降され、図４に示すように、下端に支持したカッター２がケース１の周壁３５に形成された開口３６ａ，３６ｂを通じて内側に送り込まれる。一方、第１、第２主軸台１２，１３が中央寄りの所定位置まで移動され、工具保持装置１６によってケース１内に配置されているカッター２が、第１、第２支持軸２４，２６の間に挟持される。
【００２５】
次に、図３に２点鎖線で示すように、アーム２８の爪２９によるカッター２の把持が解放され、カッターマガジン２３が退避位置まで上昇される。その後、両モータ４０，４１により主軸２０，２２が回転され、支持軸２４，２６を介してカッター２が回転される。そして、図５に示すように、主軸２０，２２が所定の間隔を維持した状態で一体に右方及び左方に所定距離だけ移動される。これにより、カッター２両端の切刃によって、ケース１の大径部３２及び平面座３３が加工される。
【００２６】
次に、ケース１に対し、両孔３１ａ，３１ｂの軸線方向の加工を行うために、前記の手順と逆の手順でカッター２及び支持軸２４，２６がそれぞれマガジン２３，２５，２７に戻される。続いて、インデックステーブル１５によりケース１が９０°回動され、その位置に固定される。そして、別のカッター３が、前記と同様の手順でケース１の内側に送り込まれ、両支持軸２４，２６で挟持された後、両主軸２０，２２の移動によって、図６に示すように、ケース１が９０°回動された位置にある球面座３４が加工される。
【００２７】
次に、以上詳述した本実施形態が有する効果を列記する。
（１）一軸線上において接近離間可能な第１、第２主軸２０，２２が、カッター２，３を軸線方向に挟持する。そして、両主軸２０，２２がカッター２，３を回転させるとともに軸線方向に移動させる。従って、ケース１の内側で同一の軸線上の対向する位置に設けられた大径部３２及び平面座３３、又は、球面座３４の加工を一対の主軸２０，２２だけで行うことができる。
【００２８】
（２）クランプ装置１４を支持するインデックステーブル１５がインデックス動作を行う。従って、複数の位置の大径部３２、平面座３３及び球面座３４に対する加工を、ケース１をクランプ装置１４に固定したままで行うことができる。
【００２９】
（３）複数のカッター２，３を保持する工具保持装置１６が、加工に使用する各種のカッター２，３をケース１の内側に供給する。従って、同一のケース１に対して、各種加工を行うことができる。
【００３０】
（４）複数の第１、第２支持軸２４，２６を備えた第１、第２支持部材交換装置１７，１８が、加工に使用する第１、第２支持軸２４，２６を第１、第２主軸２０，２２に対して脱着する。従って、複数のカッター２を使用してケース１に各種加工を行うことができる。
【００３１】
次に、上記一実施形態以外の実施形態を列記する。
・前記実施形態で、両主軸２０，２２がカッター２を挟持した状態で、クランプ装置１４が軸線方向に移動することで、カッター２がケース１を加工する構成であってもよい。
【００３２】
・工具は、カッター２に限らず、その他例えば、バイト、砥石等であってもよい。
・実施形態では、主軸２０，２２に装着した第１、第２支持軸２４，２６の間にカッター２，３を保持したが、第１、第２支持部材交換装置１７，１８がマガジン２５，２７に保持した工具を主軸２０及び２２の少なくとも一方に直接装着し、この工具でケース１をその外側から加工してもよい。この場合には、ケース１に対しその内側及び外側から各種加工を行うことができる。
【００３３】
・ワークはデファレンシャルケース１に限らない。
以下、前記各実施形態から把握される技術的思想をその効果とともに列記する。
【００３４】
（１）請求項５又は請求項６に記載のワーク加工方法において前記ワークはデファレンシャルケースであることを特徴とするワーク加工方法。このような構成によれば、デファレンシャルケースの内側に対する各種加工を行うことができる。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１〜請求項６に記載の発明によれば、ワークの内側を含めた各種加工を一対の主軸だけで行うことができ、加工時間を短くできるとともに設備コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のデファレンシャルケース加工機を示す正面図。
【図２】同じくデファレンシャルケース加工機を示す正面図。
【図３】クランプアームを示す正面図。
【図４】デファレンシャルケース及びカッターを示す正面図。
【図５】デファレンシャルケース及びカッターを示す正面図。
【図６】デファレンシャルケース及びカッターを示す正面図。
【符号の説明】
１…ワークとしてのデファレンシャルケース、１０…ワーク加工機としてのデファレンシャルケース加工機、１４…クランプ手段としてのデフクランプ装置、１５…インデックステーブル、１６…工具保持装置、１７…支持部材交換手段としての第１支持部材交換装置、１８…同じく第２支持部材交換装置、２０…第１主軸、２２…第２主軸、２３…工具マガジンとしてのカッターマガジン、２４…工具支持部材としての第１支持軸、２５，２７…支持部材マガジンとしてのマガジン、２６…同じく第２支持軸、２８…アーム、３０ａ，３０ｂ…別の開口としての孔、３１ａ，３１ｂ…同じく孔、３５…周壁、３６ａ，３６ｂ…開口、ＣＴ…工具としてのカッター、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３…軸線。

Claims

一軸線上において独立して接近離間可能に設けられ、対向して工具を挟持する一対の主軸と、
その両主軸間に配置され、ワークを固定するクランプ手段と、
前記工具を多数保持する工具マガジンと、その工具マガジンから一つの工具をワークの内側に送り込むアームとを備えたことを特徴とするワーク加工機。
前記クランプ手段を、前記主軸の軸線と直交する軸線を中心にインデックス動作させるインデックステーブルを備えたことを特徴とする請求項１に記載のワーク加工機。
前記各主軸に装着されて工具を支持する工具支持部材を複数保持する支持部材マガジンと、その支持部材マガジンから一つの工具支持部材を各主軸に対して脱着する一対の支持部材交換手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のワーク加工機。
前記支持部材マガジンに工具を保持し、前記支持部材交換手段がその支持部材マガジンから一つの工具を少なくとも一つの主軸に対して脱着することを特徴とする請求項３に記載のワーク加工機。
空洞状をなすとともに、周壁に開口を形成したワーク内にその開口から工具を送り込み、前記開口とは別の開口から一対の主軸に工具支持部材を把持してワーク内に挿入させて、その両工具支持部材により工具を両端から挟持し、その状態で主軸の回転により工具を回転させるとともに、主軸の軸線方向への移動により工具を移動させてワークの内側を加工することを特徴とするワーク加工方法。
一対の前記主軸の少なくとも一方に工具を装着し、その主軸を回転させるとともに主軸の軸線方向に移動させることにより前記ワークを外側から加工することを特徴とする請求項５に記載のワーク加工方法。