JP2012135824A - クランクシャフト用軸受け部の加工方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】貫通孔100aの軸心方向とクイル10の軸心方向とが平行、且つシリンダブロック100の中心G1がターンテーブル41の回転軸心G2と、クイル10側に「寸法d1」離間する状態で、ターンテーブル41にシリンダブロック100を搭載する搭載工程(ステップS101)と、その後、貫通孔100aと同軸上となるようにクイル10を移動し、クイル10を回転駆動させ、クイル10を所定数の貫通孔100A・100B・100Cに順に挿入しながら中ぐり加工を施す第一中ぐり加工工程(ステップS102)と、その後、ターンテーブル41を「角度θ1」回転させ、貫通孔100A・100B・100Cよりクイル10を抜脱する第一退避工程(ステップ103)とを有する。
【選択図】図4
Description
即ち、前記内周面加工用工具(クイル)の外周面上には、各先端部にチップを有する複数のバイトが、前記内周面加工用工具(クイル)の軸心方向に沿って、前記貫通孔の配設ピッチと同間隔に突設される。
そして、このような構成からなる内周面加工用工具(クイル)を、前記複数の貫通孔に対して同時に挿入し、その後、前記内周面加工用工具(クイル)を、軸心を中心にして回転駆動させつつ、該軸心方向に沿って移動させることで、これら貫通孔の内周面はバイトによって同軸上に切削され、中ぐり加工が施されるのである。
ところで、このような「従来型加工装置」を用いて、同軸上に並設される複数の貫通孔に中ぐり加工を施す場合、シリンダブロックの仕様(例えば、中ぐり加工を施す貫通孔の個数や、配設ピッチなど。以下同じ。)によっては、長さ寸法の異なる内周面加工用工具(クイル)が必要となる。このようなことから、「従来型加工装置」は、シリンダブロックの仕様に見合った専用の装置となるばかりか、前記シリンダブロックが大きくなると、これに伴い内周面加工用工具(クイル)の長さ寸法も長くなる。その結果、「従来型加工装置」は、装置全体として巨大となり、設備費が嵩むこととなっていた。
即ち、前記加工装置は、例えば、水平方向に延出しつつ、軸心を中心にして回転駆動可能に設けられるクイルや、該クイルの延出端部の外周面に突設される一個のバイトや、前記クイルの延出側、且つ前記クイルの下方にて水平状に配設されるとともに、前記クイルの軸心と直交する回転軸心を有するターンテーブルなどを有して構成される。
そして、このような構成からなる加工装置によって、同軸上に並設される複数の貫通孔に中ぐり加工を施す場合は、先ず、これら貫通孔に共通する軸心方向(即ち、これら複数の貫通孔の配設方向)が、クイルの軸心方向に対して平行になるようにして、ターンテーブル上にシリンダブロックを搭載する。
次に、クイルの回転駆動を開始して、該クイルをこれら貫通孔と同軸上になる状態にまで移動させた後、前記貫通孔に対して、最もクイル側に配設されているものから順に、前記クイルの先端部(より具体的にはバイト)を挿入し、これら貫通孔の内周面を順に切削する。
その後、複数の貫通孔のうちの、予め定められた貫通孔(以下、「所定貫通孔」と記載する)内にまでクイルの先端部が到達して挿入されると、前記クイルの回転駆動は停止する。そして、内周面の切削が完了した貫通孔より、クイルの先端部は一旦退避(抜脱)される。
クイルの退避(抜脱)が完了すると、ターンテーブルは180°回転し、クイルに対するシリンダブロックの搭載姿勢が、水平方向に反転される。
その後、再びクイルの回転駆動を開始して、未だ切削されていない複数の貫通孔に対して、新たにクイル側に配設されるようになったものから順に、前記クイルの先端部(より具体的にはバイト)を挿入し、これら貫通孔の内周面を順に切削する。
そして、未だ切削されていない複数の貫通孔のうち、前記「所定貫通孔」に隣接する貫通孔内にまで、クイルの先端部が到達して挿入されることで、これら同軸上に並設される複数の貫通孔に対する中ぐり加工は完了するのである。
しかし、前述した加工方法においては、同軸上に形成される複数の貫通孔に対して、先ず一方側よりクイルの先端部(より具体的にはバイト)を順に挿入しながら内周面を切削し、その途中で切削を終えた貫通孔より前記クイルを一旦退避(抜脱)して、再び他方側よりクイルの先端部(より具体的にはバイト)を順に挿入しながら、残りの貫通孔を切削することとしている。
そして、クイルには、該クイルの軸心方向(例えば、Z軸方向)や、該軸心方向と平面視直交する方向(例えば、X軸方向)や、これらZ軸方向およびX軸方向と互いに直交する方向(例えば、Y軸方向)などに向かって往復移動を可能とする移動手段がそれぞれ備えられており、これら移動手段によって、前記クイルはX、Y、Z軸方向に各々移動され、複数の貫通孔より退避(抜脱)される。
よって、これら各々の移動手段による位置決め精度の累積誤差などにより、完成した複数の「軸受け部」に対して、一方側に位置する貫通孔と、他方側に位置する貫通孔との同軸度を確保することが難しく、これら複数の貫通孔に対して高精度に中ぐり加工を施すことが困難であった。
即ち、本発明に係るクランクシャフト用軸受け部の加工方法によれば、エンジンのシリンダブロックにおいて、クランクシャフトを軸支する軸受け部のような、同軸上に並設される複数の貫通孔に対して、高精度な同軸度を確保しながら中ぐり加工を行うことができる。
先ず、本発明に係る、クランクシャフト用軸受け部の加工方法を具現化する加工装置1の全体的な構成について、図1および図2を用いて説明する。
なお、以下の説明に関しては便宜上、図1および図2における矢印X、Y、Zの方向を、それぞれ右方、上方、前方と規定するものとする。
そして、移動機構部3には、クイル10が保持されるとともに、これら移動機構部3や搭載機構部4は、制御装置5と電気的に接続され、該制御装置5によって、加工装置1全体の運転が制御される。
クイル10は、シリンダブロック100に配設される複数の貫通孔100a・100a・・・に対して、中ぐり加工を行うためのバイト10a(図2を参照)が保持された一種の工具である。
クイル10は丸棒状の部材からなり、水平方向、且つ前後方向に延出するようにして、基体2の上方側に配設される。
そして後述するように、クイル10は、前記テーパー部10bを介して、クイル駆動モータ35の出力軸35aと同軸上に嵌設される。
移動機構部3は、クイル10を回転駆動させるとともに、該クイル10の位置を移動させるための部位であって、基体2上面の一方側(本実施例においては、後部)に配設される。なお、基体2上面の他方側(本実施例においては、前部)には、後述する搭載機構部4が配設される。
移動ベース31は、平面視矩形状の定盤によって構成され、基体2上面の後部において、長手方向を左右方向(図2において、矢印Xに沿った方向。以下同じ。)に向けて配設される。
前記第一移動手段6は、出力軸(図示せず)を前方に向かって延出しつつ、基体2の後部に配設される第一駆動モータ61や、基体2の上面後部の左右両側において、前後方向に向かって延出しつつ、互いに平行に敷設される複数の第一案内ガイド62・62などを有して構成される。また、第一駆動モータ61の出力軸の先端部には、送りねじ(図示せず)が同軸上に連結され、該送りねじが、移動ベース31の下面に配設されるナット部(図示せず)と螺合されている。
つまり、移動ベース31は、第一移動手段6によって、基体2上面の後部を前後方向に往復移動可能な構成となっているのである。
移動フレーム32は、平面視矩形状の板部材からなる底板部32aと、正面視矩形状の板部材からなり前記底板部32a上に垂設される側板部32bとを有して構成される。また、側板部32bの中央部には、上下方向に向かって延出する切欠部32cが形成される。
そして後述するように、クイル駆動モータ35の出力軸35aは、前記切欠部32cを介して、側板部32bを貫通するとともに、前記切欠部32c内を上下方向に移動するようになっている。
前記第二移動手段7は、出力軸(図示せず)を左方(あるいは右方)に向かって延出しつつ、移動ベース31の右部(あるいは左部)に配設される第二駆動モータ71(図2を参照)や、移動ベース31上面の左右両側において、左右方向に向かって延出しつつ、互いに平行に敷設される複数の第二案内ガイド72・72などを有して構成される。また、第二駆動モータ71の出力軸の先端部には、送りねじ(図示せず)が同軸上に連結され、該送りねじが、移動フレーム32の底板部32aの下面に配設されるナット部(図示せず)と螺合されている。
つまり、移動フレーム32は、第二移動手段7によって、移動ベース31の上面を左右方向に往復移動可能な構成となっているのである。
昇降ベース33は、正面視矩形状の板部材からなり、移動フレーム32の側板部32bの後面において、長手方向を左右方向に向けて配設される。
前記第三移動手段8は、出力軸(図示せず)を下方に向かって延出しつつ、側板部32bの上端部に配設される第三駆動モータ81や、側板部32b後面の左右両側において、上下方向に向かって延出しつつ、互いに平行に敷設される複数の第三案内ガイド82・82(図2を参照)などを有して構成される。また、第三駆動モータ81の出力軸の先端部には、送りねじ(図示せず)が同軸上に連結され、該送りねじが、昇降ベース33の前面に配設されるナット部(図示せず)と螺合されている。
つまり、昇降ベース33は、第三移動手段8によって、移動フレーム32の側板部32bの後面を上下方向に往復移動可能な構成となっているのである。
クイル駆動モータ35は、出力軸35aが水平方向、且つ前方に向かって延出するようにして配設される。また、クイル駆動モータ35は、貫通孔33aを介して、後方から前方に向かって、出力軸35aを昇降ベース33に貫通させた状態によって、該昇降ベース33の後面に固定保持される。
そして、出力軸35aを回転駆動させることで、クイル10は、軸心を中心にして回転駆動されるのである。
搭載機構部4は、加工装置1によって中ぐり加工を行う際に、シリンダブロック100を所定の姿勢に固定保持するための部位であって、前述したように、基体2上面の前部(平面視にて、クイル10の延出方向側)に配設される。
つまり、図2に示すように、基体2の上面において、搭載機構部4と、前述した移動機構部3とは、平面視にて互いに前後方向(クイル10の軸心方向)に並設されており、クイル10は、搭載機構部4に向かって延出するようにして配設される。
前記ターンテーブル41は搭載機構部4の基部となる部材であって、平面視円状の定盤によって構成され、基体2上面の前部に配設される。
つまり、ターンテーブル41は、クイル10の前方(クイル10の延出方向)、且つ下方側に配設される。
そして、ターンテーブル駆動モータ43が駆動、あるいは停止することで、ターンテーブル41は、軸心を中心にして水平方向に回転され、あるいは停止されるのである。
そして、制御装置5は、これら駆動モータ群の駆動・停止に関する動作を各々制御することで、加工装置1全体の運転の制御を行うように構成されているのである。
即ち、移動機構部3の構成については、クイル10を、軸心を中心にして回転駆動させるとともに、該クイル10の位置を、前後方向、左右方向、上下方向に各々移動させることが可能な構成であればよい。
また、搭載機構部4の構成については、クイル10の延出方向側において、シリンダブロック100を所定の姿勢(シリンダブロック100の複数の貫通孔100a・100a・・・の軸心と、クイル10の軸心とが、少なくとも平行になるような姿勢)に固定保持するとともに、クイル10の軸心と直交する回転軸心G2(図2を参照)を有したターンテーブル41を備える構成であればよい。
即ち、例えば軸心方向が上下方向となるようにしてクイル10を配設し、且つ該クイル10の下方において、軸心方向が前後方向(側面視にて、クイル10の軸心方向と直交する方向)となるようにしてターンテーブル41を配設し、該クイル10の直下にて、シリンダブロック100が垂直方向に回転可能に固定保持されるような構成であってもよい。
次に、加工装置1によって中ぐり加工を行う際の加工方法について、図3乃至図5を用いて説明する。
なお、以下の説明に関しては便宜上、図4および図5における矢印X、Zの方向を、それぞれ右方、前方と規定するものとする。
その後、シリンダブロック100は、前記搬送装置に備えられる昇降装置によって下降し、ターンテーブル41の上面に搭載されるとともに、前述したクランプ機構(図示せず)によって搭載姿勢を固定保持され、搭載工程(ステップS101)が終了する。
即ち、図2に示すように、シリンダブロック100は、クランクシャフトの軸受け部となる複数の貫通孔100a・100a・・・の軸心方向を前後方向(クイル10の軸心方向)に向けつつ、シリンダボアとなる複数の貫通孔100b・100b・・・の軸心方向を左右方向(平面視にて、クイル10の軸心方向と直交する方向)に向けた状態によって、ターンテーブル41上に搭載される。
なお、後述するように、前記「寸法d1」は、シリンダブロック100の複数の貫通孔100a・100a・・・内に、クイル10の先端部(より具体的には、バイト10a。以下同じ。)を挿入する際において、該先端部の到達する位置が、第一中ぐり加工工程(ステップS102)と第二中ぐり加工工程(ステップS104)とで同等になるような寸法値として規定される。
即ち、ターンテーブル41上に搭載されたシリンダブロック100が、図示せぬクランプ機構によって固定保持されると、該クランプ機構は、制御装置5に電気信号を送信する。
そして、前記電気信号を受信した制御装置5は、クイル駆動モータ35に出力信号を送信し、該出力信号を受信したクイル駆動モータ35は出力軸35aの回転駆動を開始する。
つまり、クイル10の軸心を中心にした回転駆動が開始される。
そして、クイル10が、シリンダブロック100の複数の貫通孔100a・100a・・・と同軸上となる位置にまで到達すると、これら第二駆動モータ71や第三駆動モータ81は、回転駆動を停止して、各々移動フレーム32および昇降ベース33の移動を停止するとともに、停止信号を制御装置5に送信する。
つまり、移動ベース31の前方への移動に伴って、クイル10は、軸心を中心にして回転駆動しつつ、シリンダブロック100の複数の貫通孔100a・100a・・・に向かって、移動を開始する。
その後、クイル10の先端部が貫通孔100A内に同軸上に挿入されることで、該貫通孔100Aの内周面はバイト10aによって切削され、中ぐり加工が施される。
その後、クイル10の先端部が貫通孔100B内に同軸上に挿入されることで、該貫通孔100Bの内周面はバイト10aによって切削され、中ぐり加工が施される。
即ち、第一駆動モータ61より停止信号を受信した制御装置5は、クイル駆動モータ35に出力信号を送信する。そして、前記出力信号を受信したクイル駆動モータ35は、バイト10aが水平方向(本実施例においては、右方向)に突出する状態において出力軸35aの回転駆動を停止して、クイル10の回転駆動を一旦停止させるとともに、制御装置5に停止信号を送信する。
つまり、移動ベース31の後方への移動に伴って、クイル10は、中ぐり加工が施された貫通孔100A・100B・100Cより退避(抜脱)される。
また、たとえ、これら前記移動ベースや昇降ベースの位置決め精度を確保するべく、高精度な測定装置を別途設けたとしても、加工装置全体として設備費が嵩み、経済性が低かった。
また、これら移動フレーム32や昇降ベース33の位置決め精度を確保するための高精度な測定装置を別途も受ける必要もなく、加工装置1全体としての設備費が嵩むこともないのである。
前記第二中ぐり加工工程(ステップS104)は、前述した第一中ぐり加工工程(ステップS102)と略同様のステップによって実施される。
つまり、クイル10の軸心を中心にした回転駆動が、再び開始される。
つまり、移動ベース31の前方への移動に伴って、クイル10は、軸心を中心にして回転駆動しつつ、未だ中ぐり加工の施されていない複数の貫通孔100D・100Eに向かって、移動を開始する。
第二退避工程(ステップS105)は、前述した第一退避工程(ステップS103)と略同様のステップによって実施される。
つまり、移動ベース31の後方への移動に伴って、クイル10は、中ぐり加工が施された貫通孔100A・100B・100Cより退避(抜脱)される。
このような場合においては、例えば、前記貫通孔100a・100a・・・の中ぐり加工の終了後、制御装置5より再びターンテーブル駆動モータ43に出力信号を送信して、ターンテーブル41を水平方向、且つ90度回転させ、前記貫通孔100b・100b・・・をクイル10側に向ける。
その後、クイル10の回転駆動を開始して、該クイル10の先端部を前記貫通孔100b・100b・・・内に順次挿入していくことで、前記貫通孔100b・100b・・・に対する中ぐり加工が施されるのである。
従って、加工装置1の運転に関するプログラムも容易になり、該加工装置1全体としての設備費を安価に抑えることができる。
10 クイル
10a バイト
41 ターンテーブル
100 シリンダブロック
100A 貫通孔
100B 貫通孔
100C 貫通孔
101D 貫通孔
100E 貫通孔
100a 貫通孔
d1 所定寸法
G1 中心
G2 回転軸心
S101 搭載工程
S102 第一中ぐり加工工程(中ぐり加工工程)
S103 第一退避工程(抜脱工程)
θ1 所定角度
Claims (3)
- 所定方向へ延出する丸棒状のクイルと、該クイルの延出方向一端部における外周面に突設されるバイトと、前記クイルの軸心と直交する回転軸心を有するとともに、前記クイルの延出方向一側において、前記クイルの軸心と平行な平面上に配設されるターンテーブルと、を備えた加工装置によって行われる、シリンダブロックのクランクシャフト用軸受け部の加工方法であって、
前記シリンダブロックには、同軸上に並設される複数の貫通孔が予め形成されており、
これら貫通孔の軸心方向を、前記クイルの軸心方向と平行にしつつ、前記シリンダブロックの中心が、前記ターンテーブルの回転軸心に対して、前記クイル側に「所定寸法」離間した状態によって、前記ターンテーブルに前記シリンダブロックを搭載する搭載工程と、
該搭載工程の終了後、
前記複数の貫通孔と同軸上となるように、前記クイルを移動するとともに、前記クイルを軸心を中心にして回転駆動させ、
その後、最も前記クイル側に位置する貫通孔から、前記クイルの延出方向一側に向かって所定数の貫通孔に渡って、前記クイルの延出端部を順に挿入しながら、前記バイトによってこれら貫通孔の中ぐり加工を施す中ぐり加工工程と、
該中ぐり加工工程の終了後、
前記ターンテーブルを「所定角度」回転させ、
その後、中ぐり加工が終了した前記貫通孔より前記クイルを抜脱する抜脱工程と、
を有して構成される、
ことを特徴とするクランクシャフト用軸受け部の加工方法。 - 前記抜脱工程における前記「所定角度」は、
前記シリンダブロックが、
前記クイルを前記貫通孔から抜脱する際に、
最後に中ぐり加工が施された貫通孔の内周面に、前記バイトの先端部が干渉せず、且つ、
最初に中ぐり加工が施された貫通孔の内周面に、前記クイルの外周面であって前記バイトと対向する箇所が干渉しない姿勢となる、
前記ターンテーブルの回転角度である、
ことを特徴とする、請求項1に記載のクランクシャフト用軸受け部の加工方法。 - 前記搭載工程における前記「所定寸法」は、
前記中ぐり加工工程にて、未だ中ぐり加工の施されていない複数の貫通孔のうちの、最も前記クイル側に位置する貫通孔が、前記ターンテーブルによって、180度反転された結果、前記中ぐり加工工程の際に、最後に中ぐり加工が施された貫通孔と、同等の位置に移動されることとなる、前記ターンテーブルに前記シリンダブロックを搭載する際の、前記シリンダブロックの中心の前記ターンテーブルの回転軸心からの離間寸法である、
ことを特徴とする、請求項1または請求項2に記載のクランクシャフト用軸受け部の加工方法。
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