JP2005125473A

JP2005125473A - デフケースの加工方法

Info

Publication number: JP2005125473A
Application number: JP2003366280A
Authority: JP
Inventors: Hideki Honma; 秀樹本間
Original assignee: Nakamura Tome Precision Industry Co Ltd
Current assignee: Nakamura Tome Precision Industry Co Ltd
Priority date: 2003-10-27
Filing date: 2003-10-27
Publication date: 2005-05-19

Abstract

【課題】デフケースの外周を加工する旋盤上で、従来から用いられている内面加工工具を用いたデフケースの内面の加工を同時に行うことができるようにする。
【解決手段】主軸の両側に回転工具駆動装置を備えたタレット刃物台を配置した複合旋盤を用い、上下のタレットの回転工具取付ステーションの１箇所に内面加工工具１０を挟持するアーバ２８を装着し、主軸に装着したワーク６の外周加工及び軸孔加工を行うと共に、内面加工工具１０をワークの開口５からワーク内部に挿入し、両側の刃物台をＸ軸方向に進出させて前記アーバの先端で当該工具を挟持した後、上下の刃物台の工具駆動モータを同期回転して、旋盤の主軸と直交する方向の軸回りの内面９の加工を行う。
【選択図】図３

Description

この発明は、自動車の駆動軸の回転を左右の車軸に伝達する部分などに設けられる差動歯車のケース（ディファレンシャルギアケース、略してデフケースと呼ばれている）の加工方法に関するもので、外周と内面の全加工を１台の工作機械で行う加工方法に関するものである。

差動歯車は、図５に示すように、互いに直交する回転軸線Ｐ、Ｑ上において対向する４個の傘歯車ｒ、ｒ、ｓ、ｓが噛み合った構造で、一方の軸線上の傘歯車ｒに出力軸（車軸）ｔが連結され、他方の歯車ｓは、自由回転歯車となっている。そして、この４個の歯車ｒ、ｒ、ｓ、ｓがデフケースに軸支され、当該デフケースを軸線Ｐ回りに回転させることにより、出力軸ｔを回転させる。両側の出力軸ｔ、ｔが同時回転するとき（自動車であれば直線走行しているとき）には歯車ｓは回転しておらず、両側の出力軸ｔ、ｔが作動動作するときのみ、歯車ｓが回転する。

図６及び７は、典型的な自動車のデフケースの例を示した図で、駆動側の歯車を固定するフランジ１と、４個の歯車が収容される内部空間２と、両側の出力軸を挿通する第１の軸孔３と、自由回転傘歯車ｓを軸支する第２の軸孔４と、空間２内に歯車を挿入するための大きな開口５とを備えている。ここでフランジ１の軸心と第１の軸孔３の軸心とは一致しており、第１の軸孔３と第２の軸孔４とは直交し、開口５は第１と第２の軸孔３、４と直行する方向に設けられている。

上記構造のデフケース６は、フランジ１、このフランジに歯車を固定するボルト孔７、デフケースを軸支する軸受部８、軸孔３及び４を機械加工する必要があり、更に自由回転歯車Ｓのスラスト受面９を機械加工する必要がある。このスラスト受面は、第２軸孔４の空間２側の面で、通常は軸線Ｐ、Ｑの交点を中心とする球面に加工される。

上記デフケースの機械加工において、フランジ１、軸受部８及び第１の軸孔３は、旋盤で旋削加工できる。また、ドリルやエンドミルなどの回転工具を装着可能なタレット旋盤を用いれば、ボルト孔７や第２の軸孔４もフランジ１や第１の軸孔３と同時に旋盤上で加工が可能である。しかし、スラスト受面９は、旋盤で加工をすることができないので、図４に示すような専用の工具１０を用いて、特許文献１や特許文献２に示すような専用の工作機械を用いて加工を行っていた。図４に示した工具１０は、両側の球面を加工するための総形カッタ１１を両端に備えた工具で、開口５からデフケースの内部空間２に挿入し、第２の軸孔４を通して両側から２本のアーバを空間２に差し込んで、工具１０の軸心１２を両側から挟み、両側のアーバを同期回転させて工具１０を回転することにより、スラスト受面９の加工を行う。
実開平３‐２６４１４号公報特開平５‐２４５７１０号公報

上記のように従来方法においては、デフケース６の機械加工を旋盤と専用の内面加工装置との２台の工作機械で行っていた。そのため、機械間でのワークの搬送やそれぞれの機械毎のワークの着脱に時間や手間がかかるという問題と、機械へのワークの装着時に生ずる誤差のために、軸孔３、４とスラスト受面９との間に位置ずれが生じ、差動歯車の噛み合い精度を低下させるという問題があった。

この発明は、デフケースの外周を加工する旋盤上で、図４に示すような工具１０を用いた内面の加工を同時に行うことができるようにすることで、上述した問題点を解決することを課題としている。

上記課題を解決した本願請求項１の発明に係るデフケースの加工方法は、主軸の軸線を挟む両側に回転工具駆動装置を備えたタレット刃物台２２Ｕ、２２Ｌを配置した複合旋盤を用い、上下のタレット２３Ｕ、２３Ｌの回転工具取付ステーションの１箇所に内面加工工具１０を挟持するアーバ２８を装着し、主軸１４Ｌ、１４Ｒに装着したワーク６の外周加工及び軸孔加工を行うと共に、上下のタレットのアーバ２８を割り出した状態で当該アーバをワーク６を挟んで対向させ、両端に総形カッタ１１を備えた上記内面加工工具１０をワークの開口５からワーク内部に挿入し、両側の刃物台２２Ｕ、２２ＬをＸ軸方向に進出させて前記アーバの先端で当該工具を挟持した後、上下の刃物台の工具駆動モータ２４を同期回転させて内面加工工具１０を回転して、旋盤の主軸と直交する方向の軸回りの内面９の加工を行うというものである。

上記加工方法によれば、従来と同様な方法によるデフケースの内面加工が旋盤上で可能となるため、デフケースの外周及び互いに直交する軸孔３、４並びに主軸と直交する方向の軸孔内面に設けられた球面状のスラスト受面９の加工が可能になる。従って、デフケースの外周及び内面の全加工を１台の旋盤上で行うことが可能になり、機械間でのワークの搬送や着脱回数が低減されて、生産性の向上を図ることができると共に、２台の機械間でのワークの掴み換えによって、軸孔４とスラスト受面９との間に誤差が生ずるのを回避することができ、差動歯車の噛み合い精度を向上させて、耐久性の向上や騒音の低減を図ることができる。

以下、図１ないし３を参照して、この発明の最適な実施形態を説明する。図１は、主軸軸線１５の上下にタレット刃物台を備えた２主軸対向旋盤をベッド面の正面から見た図、図２は、内面加工工具の挿抜装置１６を装着した図１の旋盤をその右主軸台ないし右チャックを省略して示した右側面図、図３は、デフケースの内面加工状態を示す正面図である。

図１及び２において、１７Ｌは左主軸に装着された左チャック、１７Ｒは右主軸に装着された右チャック、１８Ｌは左主軸を軸支している定位置の左主軸台、１８Ｒは右主軸を軸支して主軸方向（Ｚ軸方向）に移動可能に設けられた右主軸台、１９Ｕ、１９Ｌは主軸軸線１５と平行に設けられた上下のＺ軸ガイド、２０Ｕ及び２０Ｌは各Ｚ軸ガイドに沿って摺動する上下のＺスライド台、２１Ｕ及び２１Ｌは各Ｚスライド台に設けられたＸ軸ガイド、２２Ｕ及び２２Ｌは各Ｘ軸ガイドに沿って移動可能に装着された上下の刃物台、２３Ｕ及び２３Ｌは各刃物台に装着された上下のタレット、２４は各タレットに装着した回転工具を駆動するモータ、図２に示されている１６は、内面加工工具１０（図４参照）の挿抜装置である。

内面加工工具の挿抜装置１６は、シリンダ２５で進退するロッド２６の先端に内面加工工具１０をＸ軸方向にして把持するグリッパ２７を設けたもので、ロッド２６を進出したときに、当該グリッパの把持中心が左チャック１７Ｌで把持されたデフケースの内部空間２の中心（図５における軸線Ｐ、Ｑの交点）に位置するように取り付けられている。この挿抜装置１６は、ワークの装脱や刃物台の動作に支障が生じない位置に設ける必要があり、図２には、シリンダ２５でグリッパ２７を直線的に進退させる構造を例示しているが、設置スペースに応じてアームやリンクの揺動動作でグリッパ２７を進退させる構造等を適宜採用することができる。

次に、上記２主軸対向旋盤を用いたこの発明の方法によるデフケースの加工について説明する。加工に際し、挿抜装置のグリッパ２７に内面加工工具１０を装着し、上下のタレット２３Ｕ、２３Ｌには、それぞれの回転工具取付ステーションの１箇所にストレートホルダを介して内面加工工具１０を挟持するためのアーバ２８を装着する。アーバ先端には、工具１０の軸心１２の奥部にある平溝に嵌合する平板部があり、この嵌合によってアーバ２８の回転が工具１０に伝達される。

デフケース６の外周及び軸孔３、４の加工は、従来と同様な方法で加工する。例えば、デフケース６の左端を左チャック１７Ｌで把持して、右端の軸受部８及び軸孔３を加工し、左チャックから右チャックにワークを持ち替えて、ワーク右側の軸受部８及び軸孔３を加工する。次に、左チャック１７Ｌと右チャック１７Ｒとでデフケースの両端を把持してフランジ１を旋削加工し、更にボルト孔７をタレット２３Ｕ、２３Ｌにアングルホルダを介して装着したドリルやリーマなどを用いて加工し、第２の軸孔４は、ストレートホルダを介してタレット２３Ｕ、２３Ｌに装着したエンドミルなどで加工してやればよい。

デフケース６の外周加工が終了した後、あるいはその途中の適宜なタイミングで、第２の軸孔４、４がＸ軸方向を向く位置で主軸１４Ｌ、１４Ｒを停止し、挿抜装置のロッド２６を進出して、内面加工工具１０を開口５からデフケース６内に挿入する。次に上下の刃物台２３Ｕ、２３ＬをＺ軸方向に移動してアーバ２８を割り出し、アーバ２８がデフケース６に挿入された内面加工工具の軸線上に位置するようにした後、両刃物台２３Ｕ、２３ＲをＸ軸方向に同期前進させて、内面加工工具１０の上下の軸心をアーバ２８の先端で挟持する。このとき、上下の刃物台２２Ｕ、２２ＬのＸ軸送りモータにトルク制限をかけて、所要の力で内面加工工具１０が挟持されるようにする。

そして、グリッパ２７を開いてロッド２６を縮退した後、上下のアーバ２８を上下の刃物台にそれぞれ設けられた工具駆動モータ２４で同期回転させて、上下の刃物台２２Ｕ、２２ＬをＸ軸方向に所定量往復動させることで、内面加工工具１０の両端のカッタ１１（図４参照）でデフケース内面のスラスト受面９の加工を行う。両側のスラスト受面９の加工が終了したら、挿抜装置のグリッパ２７を進出させて、内面加工工具１０を把持し、上下の刃物台２２Ｕ、２２ＬをＸ軸方向に後退させてアーバ２８をデフケース６から抜き取り、グリッパ２７を退避させる。

以上のように、この発明の方法によれば、デフケース６の外周及び内面の全加工を回転工具を装着可能なタレットを主軸を挟む両側に備えた２主軸対向旋盤を用いることにより、総て当該２主軸対向旋盤上で行うことができる。そして、当該２主軸対向旋盤にワークの自動搬入搬出装置を設けることにより、デフケースの素材から完成品までの加工を１台の旋盤で連続自動加工することが可能になり、デフケースの加工能率を大幅に向上させることができる。

この発明の方法に用いる２主軸対向旋盤の正面図図１の旋盤の右主軸台ないし右チャックを省略して示した右側面図デフケースの内面加工状態を示す正面図内面加工工具の模式的な斜視図差動歯車の歯車列を示す説明図デフケースの一例を示す側面図図６のデフケースの中央断面側面図

符号の説明

４第２軸孔
５開口
９スラスト受面
10 内面加工工具
11 総形カッタ
14L,14R 主軸
23U,23L タレット
24 工具駆動モータ
28 アーバ

Claims

主軸の軸線を挟む両側に回転工具駆動装置を備えたタレット刃物台(22U,22L)を配置した複合旋盤を用い、上下のタレット(23U,23L)の回転工具取付ステーションの１箇所に内面加工工具(10)を挟持するアーバ(28)を装着し、主軸(14L,14R)に装着したワーク(6)の外周加工及び軸孔加工を行うと共に、上下のタレットのアーバ(28)を割り出した状態で当該アーバをワーク(6)を挟んで対向させ、両端に総形カッタ(11)を備えた上記内面加工工具(10)をワークの開口(5)からワーク内部に挿入し、両側の刃物台(22U,22L)をＸ軸方向に進出させて前記アーバの先端で当該工具を挟持した後、上下の刃物台の工具駆動モータ(24)を同期回転させて内面加工工具(10)を回転して、旋盤の主軸と直交する方向の軸回りの内面(9)の加工を行うことを特徴とする、デフケースの加工方法。