JP2007038388A - 溝仕上げ加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数本の溝を備えるワークを対象として溝仕上げ加工に要する時間を短縮することができる加工装置を提供することを課題とする。
【解決手段】 図（ａ）において、ホーニングツール３０を軸穴４４の入り口に臨ませる。次に、送り速度を低速に切替え且つ振動発生機構を作動させてホーニングツール３０を振動させる。（ｂ）において、溝４５、４５、４５の各々に直線砥石３３、３３、３３を正確に合わせた上で、ボス４３側の軸穴４４にホーニングツール３０を低速で挿入し、３本の直線砥石３３、３３、３３で一度に３本の溝４５、４５、４５を仕上げる。
【効果】 溝の数と同数の直線砥石を備えると共に溝に当てた直線砥石を軸方向に往復移動させようにしたので、一度に全数の溝の仕上げ加工を実施することができる。この結果、溝仕上げ時間を大幅に短縮することができ、ワークの生産性を高めることができる。
【選択図】 図５

Description

本発明は溝仕上げに好適な溝仕上げ加工装置に関する。

車両に搭載される変速機構の一種として、可動シーブを含むベルト式無段変速機構が広く採用されている。

図７はベルト式無段変速機構の原理図であり、ベルト式無段変速機構１００は、駆動側可動プーリ１０１と従動側可動プーリ１０２とベルト１０３とからなる。そして、駆動側可動プーリ１０１は固定シーブ１０４と可動シーブ１０５とからなり、従動側可動プーリ１０２も固定シーブ１０６と可動シーブ１０７とからなる。

例えば、一方の可動シーブ１０５を矢印Ａのごとく移動し、他方の可動シーブ１０７を矢印Ｂのごとく移動すると、ベルト１０３の掛かり位置が変化し、減速比を高めることができる。逆の動作で増速させることもできる。

以上の変速動作を実現する上で、可動シーブ１０５、１０７は矢印Ａ、Ｂ方向には移動可能であるが、固定シーブ１０４、１０６に対しては空転不能にする必要がある。軸方向移動可能で空転不能にする構造には、ボールスプライン溝が好適である。このボールスプライン溝は精密さが要求されるために、加工法に工夫を要する。

従来、可動シーブの溝加工に関する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００１−１５３２００公報（図８）

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図８は従来の技術の基本原理を説明する図である。
（ａ）において、ボス１１１に開けた軸穴１１２には、ブローチ加工により、６本のボール溝１１３・・・（・・・は複数を示す。以下同様）が形成されている。そして、１本のボール溝１１３に薄い円盤状の回転砥石１１４を当てて、仕上げ加工を施す。
（ｂ）において、回転砥石１１４は反時計方向に回転させながら、図左から右へ移動させることで、可動シーブ１１０のボール溝１１３を仕上げる。

回転砥石１１４で１本のボール溝１１３を仕上げる時間をＴ１とすれば、Ｎ本のボール溝１１３・・・を仕上げるにはＮ×Ｔ１の時間が必要となる。例えば、Ｎが３で、Ｔ１が２分であれば、６分の時間が必要となる。
量産工程では、この６分は長く、時間の短縮が求められる。

本発明は複数本の溝を備えるワークを対象として溝仕上げ加工に要する時間を短縮することができる加工装置を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、ボスに軸穴を開け、この軸穴に軸方向に延びる溝を複数本を設けたワークを対象として、前記複数本の溝を仕上げる溝仕上げ加工装置において、この溝仕上げ加工装置は、前記溝の数と同数の直線砥石を備えると共に、前記溝に当てた直線砥石を軸方向に往復移動させるホーニング盤であることを特徴とする。
溝仕上げ加工装置。

請求項２に係る発明では、ホーニング盤に、直線砥石を待機位置から加工位置まで送る送り機構と、直線砥石を振動させる振動発生機構と、を備えることを特徴とする。

請求項３に係る発明では、直線砥石は、鋼製のツール本体に突条部を設け、この突条部に立方晶窒化ほう素砥粒を被覆させたものであることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、溝の数と同数の直線砥石を備えると共に溝に当てた直線砥石を軸方向に往復移動させようにしたので、一度に全数の溝の仕上げ加工を実施することができる。この結果、溝仕上げ時間を大幅に短縮することができ、ワークの生産性を高めることができる。

請求項２に係る発明では、ホーニング盤に直線砥石を待機位置から加工位置まで送る送り機構と直線砥石を振動させる振動発生機構とを備える。直線砥石を振動させることで仕上げ加工を行う。直線砥石の移動は送り機構で実施する。
汎用のホーニング盤は、送り機構と砥石を回転させる回転機構を備える。汎用のホーニング盤に振動発生機構を付加する、又は回転機構を振動発生機構に交換するだけで、本発明を実施することができる。すなわち、請求項２によれば溝仕上げ加工装置を容易に完成することができる。

請求項３に係る発明では、直線砥石は、鋼製のツール本体に突条部を設け、この突条部に立方晶窒化ほう素砥粒を被覆させたものを採用する。
立方晶窒化ほう素砥粒はダイヤモンドに次いで硬い物質であるが、高価である。そこで、ツール本体に突条部を設け、この突条部に薄いＣＢＮ層を被せることで、直線砥石を得るようにし、直線砥石のコストダウンを図ることにした。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は本発明に係るワークの製造フロー図である。ＳＴ××はステップ番号を示す。
ＳＴ０１：ワーク（例えば、可動シーブ）の素材を鍛造機で鍛造することで、製品に近い形状の鍛造品を得る。
ＳＴ０２：鍛造品のボスにボーリングマシンで軸穴を開ける。
ＳＴ０３：開けた軸穴にブローチ盤又はエンドミルで、軸方向に延びる溝を３本形成する。ブローチ加工又はミル加工は粗加工に相当する。
ＳＴ０４：浸炭炉などの熱処理装置でワークに熱処理（浸炭処理など）を施す。
ＳＴ０５：３本の溝を本発明の溝仕上げ加工装置で仕上げる。

図２は本発明に係る溝仕上げ加工装置の側面図であり、溝仕上げ加工装置１０は、ワークを載せるワークテーブル１１及び上に延びるコラム１２を含むメインフレーム１３と、コラム１２に取付けたガイドロッド１４と、このガイドロッド１４に移動可能に取付けたスライダ１５と、このスライダ１５に内蔵した振動発生機構１６と、スライダ１５を昇降させるために設けた送り機構２０（詳細構造は後述する。）と、スライダ１５の下面に設けたコレットチャック１７と、このコレットチャック１７で脱着可能にスライダ１５に取付けるホーニングツール３０（詳細構造は後述する。）と、制御盤１８とからなる竪型ホーニング盤である。なお、溝仕上げ加工装置１０は横型ホーニング盤であってもよい。

送り機構２０は、メインコラム１３の上端から延ばすトップフレーム２１に設けた送りモータ２２と、この送りモータ２２の軸に直結すると共にトップフレーム２１から鉛直に下げたボールねじ軸２３と、このボールねじ軸２３に嵌合するとともにスライダ１５の上部に固定するボールナット２４とからなる。なお、送りモータ２２は減速機構を内蔵させた減速機付きモータであってもよい。
制御盤１８は、送りモータ２２の回転／停止、回転方向、回転速度を制御する機能を有すると共に、振動発生機構１６の作動／停止、振動数を制御する機能を有する。

なお、汎用のホーニング盤は、送り機構２０と砥石を回転させる回転機構を備える。汎用のホーニング盤に振動発生機構１６を付加する、又は回転機構を振動発生機構１６に交換するだけで、本発明を実施することができる。すなわち、溝仕上げ加工装置１０を容易に完成させることができる。

図３は本発明に係るホーニングツールの側面図であり、ホーニングツール３０は、ホーンと呼ばれる研削工具であり、鋼製、好ましくはクロムモリブデン鋼製で且つ円柱状のツール本体３１と、このツール本体３１の上端から突出させた工具軸３２と、ツール本体３１に取付けた複数本（この例では３本）の直線砥石３３・・・とからなる。

図４は図３の４矢視図であり、円柱状のツール本体３１は、後述するワークの軸穴に摺接させるガイド面３４、３４、３４と平坦面３５、３５、３５と、これらの平坦面３５、３５、３５から径外方へ膨出させたＵ断面の突条部３６、３６、３６とを有する。
なお、加工が可能であればガイド面３４、３４、３４とワークの軸穴との間に隙間を持たせることができ、この場合にはガイド面３４、３４、３４はワークの軸穴に摺接させる必要はない。

そして、これらの突条部３６、３６、３６に、立方晶窒化ほう素砥粒を電解析出させて付着させることにより、ＣＢＮ層３７、３７、３７を形成する。この製法を電着法と言う。なお、ＣＢＮは立方晶窒化ほう素の略号である。また、電着法以外に接着法、鋳造法でＣＢＮ層３７、３７、３７を突条部３６、３６、３６に被せ、固着することができる。
すなわち、直線砥石３３は鋼製の突条部３６に０．１〜０．５ｍｍ厚さのＣＢＮ層３７を被覆させた構造にする。

立方晶窒化ほう素砥粒はダイヤモンドに次いで硬い物質であるが、一般の砥粒より高価である。そこで、ツール本体３１に突条部３６を設け、この突条部３６に薄いＣＢＮ層３７を被せることで、直線砥石３３を得るようにし、直線砥石３３のコストダウンを図るとともに、精度向上に寄与する。

以上の構成からなる溝仕上げ加工装置の作用を次に説明する。
図５は本発明に係る溝仕上げ加工装置が待機位置にあるときの作用説明図である。
（ａ）において、ワークテーブル（図２の符号１１）にワーク受け３８を固定し、このワーク受け３８にワークとしての可動シーブ４０を載せる。

可動シーブ４０は、テーパー面４１を備えたフランジ４２と、このフランジ４２の中央から延ばしたボス４３と、ボス４３も開けた軸穴４４と、この軸穴４４にブローチで刻設した溝４５・・・とからなる。
ワーク受け３８でフランジ４２の下面及び外周を支え、ワーク押さえ３８でボス４３の上端を押さえる。これで、仕上げ加工中に可動シーブ４０が上下左右に振れることはない。

そして、ボールねじ軸２３を高速で回すことで、ホーニングツール３０を軸穴４４の入り口に臨ませる。次に、送り速度を低速に切替え且つ振動発生機構（図２の符号１６）を作動させてホーニングツール３０を振動させる。

（ｂ）において、溝４５、４５、４５の各々に直線砥石３３、３３、３３を正確に合わせた上で、ボス４３側の軸穴４４にホーニングツール３０を低速で挿入する。

図６は本発明に係る溝仕上げ加工装置が加工位置にあるときの作用説明図である。
（ａ）において、ホーニングツール３０を振動させながら、送りねじ軸２３の送り作用で軸穴４４に挿入する。
（ｂ）において、３本の直線砥石３３、３３、３３で一度に３本の溝４５、４５、４５を仕上げる。

尚、請求項１では、直線砥石を軸方向に往復させだけでよく、振動発生機構を省くことができる。ただし、高速移動モードと低速（往復）モードの２モードを制御系に持たせることが望ましい。

また、請求項１、２で使用する直線砥石は、鋼製のツール本体に突条部を設け、この突条部に立方晶窒化ほう素砥粒を被覆させたものに限らない。すなわち、汎用の砥石であっても良い。そして、ホーニング加工に際しては、乾式、湿式の何れであっても良い。

さらには、本発明で対象とするワークは、ボスに軸穴を開け、この軸穴に軸方向に延びる溝を複数本を設ける部品であればよく、可動シーブに限定するものではない。

本発明の溝仕上げ加工装置は、可動シーブの溝仕上げに好適である。

本発明に係るワークの製造フロー図である。 本発明に係る溝仕上げ加工装置の側面図である。 本発明に係るホーニングツールの側面図である。 図３の４矢視図である。 本発明に係る溝仕上げ加工装置が待機位置にあるときの作用説明図である。 本発明に係る溝仕上げ加工装置が加工位置にあるときの作用説明図である。 ベルト式無段変速機構の原理図である。 従来の技術の基本原理を説明する図である。

符号の説明

１０…溝仕上げ加工装置、１６…振動発生機構、２０…送り機構、３０…ホーニングツール、３１…ツール本体、３３…直線砥石、３６…突条部、３７…ＣＢＮ層、４０…ワーク（可動シーブ）、４３…ボス、４４…軸穴、４５…溝。

Claims (3)

1. ボスに軸穴を開け、この軸穴に軸方向に延びる溝を複数本を設けたワークを対象として、前記複数本の溝を仕上げる溝仕上げ加工装置において、
   この溝仕上げ加工装置は、前記溝の数と同数の直線砥石を備えると共に、前記溝に当てた直線砥石を軸方向に往復移動させるホーニング盤であることを特徴とする溝仕上げ加工装置。
2. 前記ホーニング盤には、前記直線砥石を待機位置から加工位置まで送る送り機構と、前記直線砥石を振動させる振動発生機構と、を備えることを特徴とする請求項１記載の溝仕上げ加工装置。
3. 前記直線砥石は、鋼製のツール本体に突条部を設け、この突条部に立方晶窒化ほう素砥粒を被覆させたものであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の溝仕上げ加工装置。
   

Images