JP2018158424A - ウォーム加工装置及びウォーム加工方法 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、ワークに対して、端面加工、面取り加工、下穴ドリル加工、リーマ加工の順番に違うツールを移動させ、ワークと同軸に延びる連結孔を形成する。その後、例えば複数のワーリングチップが取り付けられたリング状のホルダをワークに挿通させながら移動する。(いわゆる、ワーリング加工)。これにより、ワークの外周面がダイスにより切削され、歯部が形成される。
本発明の一態様に係るウォーム加工装置は、回転軸が連結される連結孔を有するウォーム軸と、前記ウォーム軸の外周面に形成された螺旋状の歯部と、を有するウォームを加工するウォーム加工装置であって、第1方向に延びる棒状のワークを保持する主軸チャックユニットと、前記ワークの外周面を切削して前記歯部を形成する切削ユニットと、前記主軸チャックユニットに対して前記第1方向に対向配置され、前記ワークに前記連結孔を形成するドリルユニットと、を備え、前記切削ユニット及び前記ドリルユニットは、前記主軸チャックユニットに対して前記第1方向に相対移動する過程で、前記ワークのうち前記主軸チャックユニットから突出した突出領域に対して前記連結孔及び前記歯部を一括して形成する。
本発明の一態様に係るウォーム加工方法は、上記態様に係るウォーム加工装置を用いたウォーム加工方法であって、前記切削ユニット及び前記ドリルユニットを、前記主軸チャックユニットに対して前記第1方向に相対移動させ、前記ワークに前記連結孔及び前記歯部を一括で形成する。
この構成によれば、主軸チャックユニットと、ドリルユニット及び切削ユニットと、が第1方向に移動する過程で、複雑な動作をすることなく、歯部及び連結孔を一括で形成できる。また、ドリルユニット及び切削ユニットのそれぞれの軸線が平面視で傾いている場合に比べてウォーム加工装置の平面視での小型化を図ることができる。
この構成によれば、ドリルユニットと切削ユニットを別々に移動させる場合に比べて、動作の簡素化を図ることができる。
この構成によれば、切削ユニットが軸線回りに回転するメタルソーを有しているため、例えばワーリング加工のようにワークの周囲を取り囲んで加工を行う場合に比べて、ウォーム加工装置のレイアウト性を向上させることができる。
また、ワーリング加工のように、複数のワーリングチップで切削を行う場合に比べて交換する部品点数を削減できる。これにより、メンテナンス性を向上させることができる。
この構成によれば、切削時にメタルソーからワークに作用する荷重によってワークが傾くのを抑制できる。その結果、ワークを高精度に加工できる。
[減速機付モータ]
図1は、減速機付モータ1の概略断面図である。
図1に示す減速機付モータ1は、車両の電装品(例えば、パワーウィンドウ等)を駆動するためのものである。但し、減速機付モータ1は、車両以外の電装品を駆動するためのものであってもよい。
電動モータ2は、回転軸3に固定されたアーマチュア6が、ヨーク5内で回転可能に配置されて構成されている。
ウォーム11は、上述した回転軸3のうち、ヨーク5よりも外側に突出した部分に連結されている。具体的に、ウォーム11は、回転軸方向O1に沿って延びる筒状のウォーム軸13と、ウォーム軸13の外周面に形成された歯部14と、を有している。
図2に示すように、ウォーム軸13には、ウォーム軸13を回転軸方向O1に貫通する連結孔15が形成されている。連結孔15は、ストレート部15aと、テーパ部15bと、が連なって形成されている。ストレート部15aは、連結孔15のうち内径が一様に形成された部分である。ストレート部15aは、ウォーム軸13における回転軸方向O1の第1端面16a以外の部分に全長に亘って形成されている。すなわち、ストレート部15aは、ウォーム軸13における第2端面16bで開口している。
中央歯部14cにおける頂部は、回転軸方向O1に沿う縦断面視において、径方向の外側に凸の円弧状に形成されている。
次に、上述したウォーム11を製造するためのウォーム加工装置(以下、単に加工装置30という。)について説明する。図3は、加工装置30の一部を−X方向から見た斜視図である。以下の説明では、必要に応じてX,Y,Zの直交座標系を用いて説明する。この場合、上下方向をZ方向(第2方向)とし、Z方向に直交する水平方向をそれぞれX方向(第1方向)、及びY方向とする。また、図中の矢印方向を+方向とし、矢印方向とは反対の方向を−方向とする。この場合、+Z方向は、鉛直上方を示している。
主軸チャックユニット31は、架台35に固定された主軸41と、主軸41に支持されたチャック部42と、を備えている。
可動ベース55は、X方向にスライド移動可能に架台35に支持されたメインテーブル57と、Y方向にスライド移動可能にメインテーブル57に支持されたサブテーブル58と、を有している。
ドリルベース61は、メインテーブル57に対するX方向の位置を調整可能に、メインテーブル57に支持されている。
図4に示すように、ドリル63は、先端(+X方向の端部)に向かうに従い段々と外径が縮小する多段形状に形成されている。具体的に、ドリル63は、基端部(−X方向の端部)に位置する大径部66と、テーパ部67を介して大径部66の先端に連なる小径部68と、を有している。
テーパ部67は、大径部66の先端に連なり、+X方向に向かうに従い漸次外径が縮小している。
小径部68は、テーパ部67の先端から+X方向に一様な外径で延在した後、先端が先鋭している。なお、ドリル63のうち、少なくともテーパ部67及び小径部68の外周面には、螺旋状のドリル刃(不図示)が形成されている。
図5に示すように、振れ防止部52は、メインテーブル57のうち、X方向における主軸チャックユニット31とドリルユニット51との間に位置する部分から+Z方向に立設されている。振れ防止部52において、X方向から見てチャック軸線C1(ドリル軸線C2)と重なり合う位置には、スピンドル収容部71、ドリル収容部72、ワーク収容部73及びメタルソー92の切削刃収容部(不図示)が形成されている。スピンドル収容部71、ドリル収容部72及びワーク収容部73は、−X方向から+X方向に順に連なっている。
ドリル収容部72は、スピンドル収容部71に対して+X方向に連なっている。ドリル収容部72は、スピンドル収容部71よりも小径で、かつワークWが進入可能な大きさに形成された半円形状の窪みである。ドリル収容部72内には、上述したドリル63の一部(+Y方向に位置する部分)が収容されている。
切削ベース81は、サブテーブル58から+Z方向に立設されている。なお、切削ベース81は、架台35に対する切削部83のZ方向の位置、Y方向に延びる調整軸線C3回りの切削部83の傾きを調整可能に構成されている。
図5に示すように、切削部83は、ツール保持部82に着脱可能に取り付けられている。切削部83は、ホルダ91と、ホルダ91に固定されたメタルソー92と、を備えている。
バイト101は、刃先を−Y方向に向けた状態で切断ベース100に支持されている。切断ユニット54は、サブテーブル58のY方向へのスライド動作に伴い、バイト101がチャック軸線C1から+Y方向に退避したバイト退避位置(図6参照)と、バイト101がチャック軸線C1に交わる切断位置(図12参照)と、に移動する。バイト101は、バイト退避位置から切断位置に向かう過程において、ワークWの突出領域に接触してワークWを切断する。
アームユニット112は、スライドベース120と、スライドベース120に支持された一対の把持アーム121,122と、複数の支持ローラ125と、を有している。
各支持ローラ125は、各把持アーム121,122の先端部に、X方向に互いに平行に延びる軸線回りに回転可能にそれぞれ支持されている。本実施形態において、支持ローラ125は、把持アーム121に2つ設けられ、把持アーム122に1つ設けられている。
次に、上述した加工装置30を用いて、ウォーム11を製造する方法について説明する。図6〜図12は、加工装置30の要部を+Z方向から見た概略平面図であって、ウォーム11の加工方法を説明するための工程図である。なお、以下の説明では、図6に示す状態を初期状態とする。すなわち、初期状態では、ドリルユニット51(メインテーブル57)が−X方向端部に位置し、切断ユニット54(サブテーブル58)がバイト退避位置に位置し、搬送ユニット33が受け取り位置に位置している。
本実施形態のウォーム加工方法は、ワークセット工程と、切削工程と、バリ取り工程と、ワーク保持工程と、切断工程と、搬送工程と、を主に備えている。
また、メタルソー92は、Z方向から見た平面視でドリル軸線C2と平行に延びる切削軸線C4がX方向に対して傾いた状態で、チャック部42と逆方向に回転しているため、メインテーブル57の移動に伴い、ワークWの外周面が螺旋状に切削される。これにより、ウォーム11の歯部14及び連結孔15に相当する部分がワークWに加工される。
この構成によれば、歯部加工及び連結孔加工の各工程を別々に行う場合に比べて、サイクルタイムを短縮させることができる。また、各工程毎にワークWまたはツールを搬送することがないので、従来のように歯部加工や連結孔加工の際に、各工程毎にワークWまたはツールを搬送する場合に比べて、切削ユニット53及びドリルユニット51を近接して配置できる。これにより、加工装置30の小型化を図ることができる。
この構成によれば、主軸チャックユニット31と、ドリルユニット51及び切削ユニット53と、がX方向に移動する過程で、複雑な動作をすることなく、歯部14及び連結孔15を一括で形成できる。また、ドリルユニット51及び切削ユニット53のそれぞれの軸線が平面視で傾いている場合に比べて加工装置30の平面視での小型化を図ることができる。
この構成によれば、ドリルユニット51と切削ユニット53を別々に移動させる場合に比べて、動作の簡素化を図ることができる。
また、ワーリング加工のように、複数のワーリングチップで切削を行う場合に比べて交換する部品点数を削減できる。これにより、メンテナンス性を向上させることができる。
例えば、上述した実施形態では、切削ユニット53がメタルソー92を有している構成について説明したが、この構成のみに限られない。切削ユニット53がワークWの外周面を切削可能なツールを有していれば構わない。
上述した実施形態では、ドリルユニット51と切削ユニット53を同期して移動させる構成について説明したが、この構成のみに限られない。歯部14及び連結孔15を一括して形成できる構成(例えば、歯部14及び連結孔15加工の終了タイミングが同じ構成)であれば、切削工程においてドリルユニット51と切削ユニット53をそれぞれ独立して動作させても構わない。
上述した実施形態では、切削ユニット53及び切断ユニット54がサブテーブル58の移動によって一体で移動する構成について説明したが、この構成のみに限らず、切削ユニット53及び切断ユニット54が独立して移動する構成であっても構わない。
上述した実施形態では、歯部14が一条形成された場合について説明したが、歯部14が多条であっても構わない。
13…ウォーム軸
14…歯部
15…連結孔
30…ウォーム加工装置
31…主軸チャックユニット
51…ドリルユニット
52…振れ防止部
53…切削ユニット
92…メタルソー
Claims (6)
- 回転軸が連結される連結孔を有するウォーム軸と、前記ウォーム軸の外周面に形成された螺旋状の歯部と、を有するウォームを加工するウォーム加工装置であって、
第1方向に延びる棒状のワークを保持する主軸チャックユニットと、
前記ワークの外周面を切削して前記歯部を形成する切削ユニットと、
前記主軸チャックユニットに対して前記第1方向に対向配置され、前記ワークに前記連結孔を形成するドリルユニットと、を備え、
前記切削ユニット及び前記ドリルユニットは、前記主軸チャックユニットに対して前記第1方向に相対移動する過程で、前記ワークのうち前記主軸チャックユニットから突出した突出領域に対して前記連結孔及び前記歯部を一括して形成することを特徴とするウォーム加工装置。 - 前記切削ユニット及び前記ドリルユニットは、前記第1方向に直交する第2方向から見た平面視において、前記第1方向に互いに平行に延びる軸線回りにそれぞれ回転可能に構成されていることを特徴とする請求項1に記載のウォーム加工装置。
- 前記切削ユニット及び前記ドリルユニットは、前記主軸チャックユニットに対して前記第1方向に同期して移動可能に構成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のウォーム加工装置。
- 前記切削ユニットは、前記第1方向に直交する第2方向から見た平面視において、前記ドリルユニットと並んで配置され、
前記切削ユニットは、前記第1方向に沿って延びる軸線回りに回転するとともに、外周縁に切削刃が形成されたメタルソーを有していることを特徴とする請求項1から請求項3の何れか1項に記載のウォーム加工装置。 - 前記ドリルユニットを間に挟んで少なくとも前記切削ユニットと反対側から前記ワークを支持する振れ防止部を備えていることを特徴とする請求項4に記載のウォーム加工装置。
- 請求項1から請求項5の何れか1項に記載のウォーム加工装置を用いたウォーム加工方法であって、
前記切削ユニット及び前記ドリルユニットを、前記主軸チャックユニットに対して前記第1方向に相対移動させ、前記ワークに前記連結孔及び前記歯部を一括で形成することを特徴とするウォーム加工方法。
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