JP2518304B2 - タ―ニングブロ―チ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、クランクシャフト等を製造する際に使用
されるターニングブローチに関するものである。

「従来の技術」 近年、クランクシャフトのカウンタ幅削り、ピン・ジ
ャーナル径幅削り、ピン・ジャーナル径荒加工、および
ピン・ジャーナル径仕上げ加工等を一連の動作の中で行
うターニングブローチが開発されつつある。

このターニングブローチは、ブローチ本体に切刃をブ
ローチ本体の送り方向に互いに離間させ、かつブローチ
本体の先端側から基端側に向かうにしたがって漸次ブロ
ーチ本体の送り方向と直交する向きに突出させてなるも
のである。そして、このようなターニングブローチで
は、被削材を高速回転させ、その回転中心と直交する方
向にブローチ本体を移動させることにより上記のような
加工を行うようになっている。

「発明が解決しようとする問題点」 ところで、クランクシャフトのピン・ジャーナル径仕
上げ加工においては、この仕上げ加工の後工程において
第16図に示すピン・ジャーナル部Ｐの外周の研削仕上を
行う関係上、ピン・ジャーナル部に研削代を残して、ピ
ン・ジャーナル部がその全長に渡り同径かあるいは端部
から中央部に向かうにしたがって漸次太径となるように
その外周面を仕上げる必要制があり、このような仕上加
工を容易に行うことができるブローチの開発が望まれて
いた。

「発明の目的」 この発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ピ
ン・ジャーナル部がその全長に渡り同径かあるいは端部
から中央部に向かうにしたがって漸次太径となるように
その外周面を容易に仕上げ加工することができるターニ
ングブローチを提供することを目的としている。

「問題点を解決するための手段」 この発明のターニングブローチは長尺のブローチ本体
の基端部に切刃を有する仕上げ加工用のスローアウエイ
チツプを設けてなり、上記切刃がブローチ本体の側面側
から中央部に向かうにしたがって漸次ブローチ本体の底
面側に向けて傾斜するＶ字形をなし、かつ上記切刃の逃
げ面がブローチ本体の基端側に向かうにしたがって漸次
ブローチ本体の底面側に向けて傾斜していること特徴と
している。

「実施例」 以下この発明のターニングブローチの一実施例を第１
図ないし第15図を参照して説明する。

これらの図において符号１はブローチ本体を示す。こ
のブローチ本体１は第１図中左右方向に長尺なものであ
り、その先端部、中間部、および基端部にはそれぞれク
ランクシャフトのカウンタ幅削り、ピン・ジャーナル径
幅削りとピン・ジャーナル径荒加工、およびピン・ジャ
ーナル径仕上げ加工をするためのスローアウエイチツプ
が装着されている。

上記ピン・ジャーナル径仕上げ加工を行う仕上げ加工
用のスローアウエイチツプ（以下チツプという）２は以
下のようにしてブローチ本体１の基端部に装着されてい
る。

すなわち、ブローチ本体１の基端部の上面には第２図
および第３図に示すように、チップ２を第３図中上下方
向に移動自在に調整するための調整カートリッジ３が設
けられている。この調整カートリッジ３は上面がブロー
チ本体１の基端部に向かうにしたがって漸次ブローチ本
体１の上面に接近するように傾斜する調整キー４と、こ
の調整キー４の傾斜した上面に摺動自在に設けられたカ
ートリッジ本体５とから構成されている。上記調整キー
４はその図中左端面に調整ねじ６がねじ込まれており、
この調整ねじ６を軸回りに回転させることにより図中左
右方向に移動するように構成されている。そして、上記
カートリッジ本体５は調整キー４の左右方向への移動に
より上下方向に移動せしめられ、ボルト７により調整キ
ー４と共にブローチ本体１に固定されるようになってい
る。

上記カートリッジ本体５の先端部上面にはチップ取次
座（以下取付座という）８がその取付底面8aをブローチ
本体１の先端側に向かうにしたがって漸次第３図中の上
方に傾斜させて形成されている。そして、この取付座８
には、上記チツプ２がその底面を取付底面8aに密接され
ると共に、チツプ２の側面を取付底面8aに交差する取付
側面8bに密接させ、取付ねじ９をカートリッジ本体５に
締め込むことにより装着されている。

上記チツプ２は六角形板状のものであり、第２図ない
し第７図に示すように、ブローチ本体１の先端側を向く
Ｖ字形に付き合わされた側面がすくい面10a,10aとされ
ている。また、チツプ２の上面はブローチ本体１の幅方
向において、側面側から中央部に向かうにしたがって漸
次底面側に向かうような断面Ｖ字状に形成されており、
この断面Ｖ字状に形成された上面が逃げ面10b,10bとさ
れている。そしてこれらすくい面10a,10aと逃け面10b,1
0bとの稜線部に、ブローチ本体１の側面側から中央部に
向かうにしたがって漸次ブローチ本体１の底面側に向け
て傾斜し、かつブローチ本体１の幅方向中央部から側面
側に向かうにしたがって漸次ブローチ本体１の基端側に
向けて傾斜するＶ字形をなす切刃12,12が形成されてい
る。

また、上記逃げ面10b,10bはブローチ本体１の基端側
に向かうにしたがって漸次ブローチ本体１の底面側に向
けて傾斜している。

そして、このようなチツプ２ではピン・ジャーナル径
の仕上げ加工を行う際に、切刃12,12の交点部をピン・
ジャーナル部の中央部に突っ込むようにして行うが、こ
の切刃12,12によりピン・ジャーナル部が切削されて形
成された壁面と上記基準面14とのなす角をδ゜、切刃２
と基準面14に直交する面とのなす角（リード角）をα
゜、逃げ面10bとチツプ２の底面とのなす角をβ゜、逃
げ面10bと基準面14とのなす角（逃げ角）をγ゜とする
と、これらの関係は tanδ゜＝（tanβ゜−tanγ゜tanα゜）cosγ゜ で表わされる。

また、ブローチ本体１の先端部にはクランクシャフト
のカウンタ幅の切削をするための多数のスローアウエイ
チツプ（以下チツプという）20が以下のようにして装着
されている。

すなわち、第８図および第９図に示すように、ブロー
チ本体１の先端部上面には、ブローチ本体１の上面およ
び側面に開口する多数のチツプ取付座（以下取付座とい
う）21が、互いにブローチ本体の長手方向に所定間隔だ
け離間して、かつ取付座21の取付底面21aをブローチ本
体１の先端側から基端側に向かうしたがって漸次第９図
中上方に位置させるようにして形成されている。この取
付底面21aはブローチ本体１の上面中央部から側面側に
向かうにしたがって漸次ブローチ本体１の底面側に向け
て傾斜しており、この傾斜面（取付底面21a）の前方
（図中左方）には、切屑排出溝22がブローチ本体１の上
面から側面を図中下方に延びるようにして形成されてい
る。

そして、上記チツプ20は、その底面を取付底面21aに
密接させると共に、チップ20の側面を取付底面21aに交
差する取付側面21bに密接させ、取付ねじ24をブローチ
本体１に締め込むことにより取付座21に装着されてい
る。

上記チツプ20は四角形板状のものであり、ブローチ本
体１の先端側を向く面がすくい面20aとされており、こ
のすくい面20aとこれに交差する逃げ面20bとの稜線部に
切刃27が形成されている。

これら切刃27はブローチ本体１の先端側から基端側に
向かうにしたがって漸次第９図中上方に所定量だけ突出
しており、各切刃27は第10図はに示すように、ブローチ
本体１の送り方向に平行な基準面14に対して60゜傾斜し
ている。（すなわちコーナ角が60゜） また、第11図および第12図に示すように、最右方に位
置するチツプ20の右方には、クランクシャフトのピン・
ジャーナル径幅を切削するためのスローアウエイチツプ
（以下チツプという）30が以下のようにして接着されて
いる。

すなわち、上記最右方に位置するチツプ20の右方に
は、ブローチ本体１の上面および側面に開口する複数の
チツプ取付座（以下取付座という）31が、互いにブロー
チ本体１の長手方向に所定間隔だけ離間して、かつ取付
座31の取付底面31aをブローチ本体１の先端側から基端
側に向かうにしたがって漸次第12図中上方に位置させる
ようにして形成されている。この取付底面31aはブロー
チ本体１の上面中央部から側面側に向かうにしたがって
漸次ブローチ本体１の底面側に向けて傾斜しており、こ
の傾斜面（取付底面31a）の前方（図中左方）には、切
屑排出溝34がブローチ本体１の上面から側面を図中下方
に延びるようにして形成されている。

そして、上記チツプ30は、チツプ30の底面を取付底面
31aに密接させると共に、チツプ30の側面を取付底面31a
に交差する取付側面31bに密接させ、取付ねじ36をブロ
ーチ本体１に締め込むことにより取付座31に装着されて
いる。

上記チツプ30は略四角形状のものであり、ブローチ本
体１の先端側を向く面がすくい面30aとされており、こ
のすくい面30aとこれに交差する逃げ面30bとの稜線部に
切刃37aが形成されている。

これら切刃37aはブローチ本体１の先端側から基端側
に向かうにしたがって漸次第12図中上方に所定量だけ突
出しており、各切刃37aは第13図に示すように、ブロー
チ本体１の送り方向に平行な基準面14に対して30゜傾斜
している。（すなわちコーナ角が30゜） さらに、上記角切刃37aは、第11図においてブローチ
本体１の上面中央部からブローチ本体１の側面側に向か
うにしたがって漸次ブローチ本体１の基端側に向けて傾
斜している。

また、最右方に位置する取付座31の右方には、ブロー
チ本体１の上面および側面に開口する多数のチツプ取付
座（以下取付座という）40が互いにブローチ本体１の長
手方向に所定間隔だけ離間して、かつ取付底面40aをブ
ローチ本体１の先端側から基端側に向かうにしたがって
漸次第12図中上方に位置させるように形成されており、
これら取付座40には上記チツプ30がその切刃の向きを変
えて装着されている。

すなわち、各チツプ30はその切刃37bが第11図におい
てブローチ本体１の上面中央部から側面側に向うにした
がって漸次ブローチ本体１の基端側に向けて傾斜するよ
うに、かつコーナ角が−５゜になるようにして取付座40
に装着されている。

また、ブローチ本体１の中間部には、クランクシャフ
トのピン・ジャーナル径の荒加工を行うためのスローア
ウエイチツプ（以下チツプという）50が以下のようにし
て装着されている。

すなわち、ブローチ本体１の上面の幅方向中央部に
は、第11図および第12図に示すように、複数のチツプ取
付座（以下取付座という）51がブローチ本体１の長手方
向に沿って所定間隔だけ互いに離間して、かつ取付座51
の取付底面51aをブローチ本体１の先端側から基端側に
向かうにしたがって第12図中上方に位置させるようにし
て形成されており、各取付座51に左方には切屑排出溝52
が形成されている。各取付座51には六角形板状のチツプ
50が第12図に示すように、その上面をブローチ本体１の
上面に対して傾斜させ、かつ切刃55,55の交点部をブロ
ーチ本体１の上面の幅方向の中央部に位置させるように
して装着されている。

そして、ブローチ本体１のその長手方向に互いに離間
して設けられたチツプ50の切刃55,55はブローチ本体１
の先端側から基端側に向かうにしたがって漸次第12図中
上方に所定量だけ突出しいる。また、各チツプ50の右方
におけるブローチ本体１の上面両側部には第14図に示す
ように上記チツプ30がその切刃37bのコーナ角を負の値
にして装着されている。

なお、上記仕上げ加工用のチップ２の前方に位置する
チツプ56,57,58はそれぞれクランクシャフトのカウンタ
幅とピン・ジャーナル径幅とのつなぎ部、ピン・ジャー
ナル径幅とピン・ジャーナル径とのつなぎ部、およびピ
ン・ジャーナル部のヌスミ部の加工を行うためのもので
ある。

次に、上記構成のターニングブローチを用いてクラン
クシャフトを製造する方法について説明する。（第15図
参照） まず、被削材（クランクシャフトの素材）Ａを回転さ
せてつつ、この回転軸に直交する方向から被削材Ａの外
周部にブローチ本体１の最先端部に設けられたチツプ20
の切刃27を切り込む。この時、切刃27がブローチ本体１
の送り方向に平行な基準面14に対して60゜傾斜している
ので、切刃27により削り出された切屑は切屑排出溝22を
介してブローチ本体１の底面側に向けて排出される。

次いで、ターニングブローチを被削材Ａの回転軸に直
交する向きに所定の送り速度で移動させる。すると、ブ
ローチ本体１の先端部上面に設けられた多数のチツプ20
の各切刃27がブローチ本体１の送り方向に漸次上方に突
出しているので、これら切刃27が次々と被削材Ａに当た
り、これにより被削材Ａの一部が削り取られクランクシ
ャフトのカウンタ幅の切削が行なわれる。

さらに、ターニングブローチを上記と同じ方向に移動
させる。すると、チツプ２の後方に設けられた複数のチ
ップ30の各切刃37aが次々の被削材Ａを削り、さらに切
刃37aの後方に位置する複数の切刃37bが次々に被削材Ａ
を削る。これにより、ジャーナル径幅の切削が行なわれ
る。

そして、さらにターニングブローチを上記と同じ方向
に移動させる。すると、複数のチップ50の各切刃55,55
が切削されたジャーナル径幅間に位置する被削材Ａの中
央部に切刃55,55の交点部を切り込むようにして被削材
Ａを次々に削ると共に、各チップ50の後方に設けられた
チップ30の切刃37bが切刃55,55により削り残された部分
を削る。これによりジャーナル径の荒加工を行う。この
時、切刃55,55により削り出される切屑は切刃55,55の交
点部を境にして２分されブローチ本体１の底面側に向け
て排出される。

次いで、さらにターニングブローチを移動させる。す
ると、ジャーナル径の荒加工が終了した被削材Ａがチッ
プ56,57,58によりこの順で加工され、これによりクラン
クシャフトのカウンタ幅とジャーナル径幅とのつなぎ
部、ジャーナル径幅とジャーナル径とのつなぎ部、およ
びシャーナル部のヌスミ部の加工が行なわれる。

そして、さらにターニングブローチを移動させる。す
ると、チツプ２の切刃12,12が荒加工されたジャーナル
部の中央部に切刃12,12の交点部を切り込むようにして
ジャーナル径の仕上げ加工を行う。そして、仕上げ加工
が施されたジャーナル部は、その全長に渡り同径かある
いは端部から中央部に向かうに従って漸次太径となるよ
うにその外周面が仕上げられている。

このようにして、カウンタ幅削り、ジャーナル径幅削
り、およびジャーナル径荒加工、およびジャーナル径仕
上げ加工を行う。

また、カウンタ幅削り、ピン径幅削り、ピン径荒加
工、およびピン径仕上げ加工を行う場合には、被削材Ａ
を偏心させて回転させることにより、上記と同様にして
行なわれる。

上記構成のターニングブローチによれば以下に述べる
ような効果が得られる。

仕上げ加工用のチツプ２をその切刃12,12がブローチ
本体１の側面側から中央部に向かうにしたがって漸次ブ
ローチ本体１の底面側に向けて傾斜するＶ字形をなすよ
うに形成すると共に、逃げ面10b,10bがブローチ本体１
の基端側に向かうにしたがって漸次ブローチ本体１の底
面側に向けて傾斜するようにして取付座８に装着したの
で、ピン・ジャーナル部をその全長に渡り同径かあるい
は端部から中央部に向かうにしたがって漸次太径に仕上
げ加工することができると共に、ブローチ本体１の基端
側に向かうにしたがって漸次ブローチ本体１の底面側に
向けて傾斜する逃げ面10b,10bの傾斜角（逃げ面10bと基
準面14とのなす角（逃げ角））γ゜を調整することによ
りピン・ジャーナル部がその全長に渡り同径かあるいは
端部から中央部に向かうにしたがって漸次所望の太径に
なるように仕上げ面を自在にコントロールすることがで
きる。

上記チツプ２を第３図中上下方向に移動自在にブロー
チ本体１に設けられた調整カートリッジ３に装着したの
で、チツプ２の切刃12,12の上下方向の位置決めを容易
に行うことができる。

ブローチ本体１の先端部に設けられた多数のチツプ20
の各切刃27がブローチ本体１の送り方向に平行な基準面
14に対して60゜傾斜しているので、切刃がブローチ本体
の送り方向に平行な基準面に対して傾斜していないブロ
ーチに比べ切屑の厚さを35％〜50％程度薄くすることが
できる。従って、各切刃27に対するブローチ本体１の基
端側に位置する切刃27の突出量を大きくすることか可能
となる。よって、同じ切削量のカウンタ幅削りに対し、
切刃27の刃数を少なくすることにより、ブローチ長を短
くすることができ、その結果切削時間を短くすることが
できる。

上記切刃27が上記基準面14に対して傾斜しているの
で、カウンタ幅の切削を行う際に、チツプ20が被削材Ａ
により囲まれても、切屑を切屑排出溝22を介してブロー
チ本体１の底面側に向けて排出することができる。従っ
て、切屑を効果的に排出することができ、切屑排出性が
格段に向上する。

上記チップ20の後方に設けられたチップ30の切刃37a
を上記基準面14に対して30゜傾けて、切刃37aの後方に
位置し、マイナスのコーナ角を有する切刃37bに切削を
移行するようにしてので、被削材Ａに無理な力が加わる
ことがなく、よってピン・ジャーナル径幅の切削をスム
ーズに行うことができる。

チップ50の切刃55,55の交点部をブローチ本体１の幅
方向における中央部に位置させると共に、切刃55,55を
上記基準面14に対して傾けて、ピン・ジャーナル径の荒
加工を行う際に、ピン・ジャーナル幅間に位置する被削
材Ａの中央部に切り込むようにしたので、チツプ50が被
削材Ａにより囲まれても切刃55,55により削り出される
切屑を切刃55,55の交点部を境に２分してブローチ本体
１の底面側に向けて排出することができる。従って、切
屑を効果的に排出することができ、切屑排出性が格段に
向上する。

ブローチ本体１に設けられた各チツプはブローチ本体
１より着脱自在であるので、各チツプがブローチ本体に
一体的に設けられたブローチのように切刃が折損しても
ブローチ本体が不良品となることがない。したがってク
ランクシャフトの製造コストの軽減を図ることができ
る。

クランクシャフトのカウンタ幅削り、ピン径・ジャー
ナル径幅削り、ピン・ジャーナル径荒加工、およびピン
・ジャーナル径仕上げ加工等の複数の作業を、ブローチ
本体１の移動だけの一工程で行うことができるので、加
工を容易かつ短時間で行うことができる。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明のターニングブローチ
によれば、仕上げ加工用のスローアウエイチツプをその
切刃がブローチ本体の側面側から中央部に向かうにした
がって漸次ブローチ本体の底面側に向けて傾斜するＶ字
形をなすように形成すると共に、逃げ面がブローチ本体
の基端側に向うにしたがって漸次ブローチ本体の底面側
に向けて傾斜するようにしたので、ピン・ジャーナル部
をその全長に渡り同径かあるいは端部から中央部に向か
うにしたがって漸次太径に仕上げ加工することができる
と共に、ブローチ本体の基端側に向かうにしたがって漸
次ブローチ本体の底面側に向けて傾斜する逃げ面の傾斜
角を調整することによりピン・ジャーナル部がその全長
に渡り同径かあるいは端部から中央部に向かうしたがっ
て漸次所望の太径になるように仕上げ面を自在にコント
ロールすることができる。

さらに、上記各チップはブローチ本体より着脱自在で
あるので、各チツプがブローチ本体に一体的に設けられ
たブローチのように切刃が折損してもブローチ本体が不
良品となることがない。したがってクランクシャフトの
製造コストの軽減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第15図はこの発明のターニングブローチの
一実施例を示すものであり、第１図はターニングブロー
チの概略側面図、第２図はターニングブローチの基端部
の平面図、第３図は同側面図、第４図はスローアウエイ
チツプの平面図、第５図は第４図におけるＶ矢視図、第
６図は第４図におけるVI矢視図、第７図は第６図におけ
るVII矢視図、第８図はターニングブローチの先端部の
平面図、第９図は同側面図、第10図は第８図におけるＸ
−Ｘ線視断面図、第11図はターニングブローチの中間部
の平面図、第12図は同側面図、第13図は第11図における
X III−X III線視断面図、第14図は第11図におけるX IV
−X IV線視断面図、第15図はターニングブローチにより
被削材を切削している状態を示す概略側面図、第16図は
クランクシャフトの要部を示す側面図である。 １……ブローチ本体、 ２……スローアウエイチツプ、 10b……逃げ面、12……切刃。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】長尺のブローチ本体の基端部に切刃を有す
   る仕上げ加工用のスローアウエイチツプを設けてなり、
   上記切刃が上記ブローチ本体の側面側から中央部に向か
   うにしたがって漸次上記ブローチ本体の底面側に向けて
   傾斜するＶ字形をなし、かつ上記切刃の逃げ面が上記ブ
   ローチ本体の基端側に向かうにしたがって漸次ブローチ
   本体の底面側に向けて傾斜していること特徴とするター
   ニングブローチ。