JP4205880B2 - リング体の複合加工機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の変速機に使用される遊星歯車装置の内歯ギヤ、クラッチギヤ等のリング体を仕上げ成型及び端面加工するリング体の複合加工機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
遊星歯車装置の内歯ギヤを形成する際、従来は鍛造装置（成型機）によりリング主体部及び内歯を成型した後、これを切削加工機に取り付け、該切削加工機によりその端面及び外周を切削するようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来は、成型機と切削加工機とが別個になっていたので、成型機で成型された内歯ギヤを切削加工機側のコレットチャックでクランプする際に、内歯ギヤの幅が小さいと該クランプ時に倒れが発生し、歯面に対する端面及び外径に狂いが発生し、高精度の内歯ギヤを得ることができなかった。本発明は、成型機と切削加工機とを機台に対面させて設けることにより、上記不具合を解消した新規なリング体の複合加工機を得ることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために以下の如く構成したものである。即ち、請求項１に係る発明は、機台に切削加工機と成型機とを対向させて設け、切削加工機は、成型機側に突出する主軸の端部に固定したマンドレルと、該マンドレルに保持されたリング体の少なくとも軸方向端面を切削する工具と、前記主軸の基部側に摺動可能に設けた筒状の押出し筒と、該押出し筒を前記リング体方向に移動させる押出しシリンダとを有し、成型機は、前記リング体の外周に嵌合可能な締めリングと、該締めリングの外周に切削加工機に向かって拡開するテーパー面を介して嵌合する作動リングと、該作動リングをテーパー面の拡開方向に移動させて締めリングを内径方向に弾性変形させるサイジングパンチと、前記リング体を切削加工機方向に押圧移動させる押込みパンチとを有してなる構成にしたものである。
また、請求項２に係る発明は、前記マンドレルはその外周に成型用ギヤ歯を有し、前記リング体はその内周に粗加工された内歯を有する構成にしたものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基いて説明する。図１は本発明の実施例の全体を示す部分断面側面図、図２は本発明による成型機の初期作動状態を示す要部断面図、図３は本発明による成型機の終期作動状態を示す要部断面図、図４は本発明による切削加工機のリング体外端面の切削状態を示す要部断面図、図５は本発明による切削加工機のリング体移動状態を示す要部断面図、図６は本発明による切削加工機のリング体内端面の切削状態を示す要部断面図、図７は本発明による切削加工機のリング体押出し状態を示す要部断面図、図８は内歯ギヤの斜視図である。
【０００６】
図１において、１は機台であり、該機台１に切削加工機２と成型機１５とを左右に対向させて取り付ける。上記切削加工機２は主軸ケース３に主軸４を右方に突出させて回転自在に取り付け、該主軸４の右端部に円柱状のマンドレル５を同軸に固定する。このマンドレル５は粗加工された加工用の内歯ギヤ（リング体）２５（図８）を嵌合保持するもので、その外周の左半部に仕上げ用の成型歯（成型用ギヤ歯）５ａを一体に有する。なお、本例による内歯ギヤ２５の内歯２５ａ、マンドレル５の成型歯５ａはヘリカル歯となっている。７、８は上記マンドレル５に嵌合させた内歯ギヤ２５の左右の端面及び外周を切削加工するバイト（工具）、９は上記主軸４の左端部に取り付けたプーリーであり、ベルト１０を介して主軸モーター（図示省略）に連結される。
【０００７】
上記主軸４の外周に円筒状の押出し筒１２を左右摺動可能に嵌合させ、該押出し筒１２の左端部を主軸ケース３の右部に取り付けた押出しシリンダ１３に連結する。上記押出し筒１２はマンドレル５に嵌合した内歯ギヤ２５を右方に押圧移動させるもので、押出しシリンダ１３を介して上記内歯ギヤ２５を右方に向けて二段回に移動させるようになっている。
【０００８】
前述した成型機１５は、そのダイケース１６を機台１に左右移動可能に載置し、該ダイケース１６に上記マンドレル５及び内歯ギヤ２５が嵌合する嵌合孔１７をこれらと同軸に形成する。上記嵌合孔１７の左右中心部に、締めリング１８を嵌合させ、該締めリング１８の外周に作動リング１９をテーパー嵌合させる。上記締めリング１８の内径は内歯ギヤ２５の外周に遊嵌する内径とし、上記テーパー嵌合する締めリング１８と作動リング１９とのテーパー面２０は切削加工機２に向かって拡開するテーパー面とする。
【０００９】
上記締めリング１８は、図２に示すように、その左端（前端）面を嵌合孔１７の内周に形成した小径の段部１７ａに当接させ、該段部１７ａにより嵌合孔１７内で左方に移動するのを防止する。また、上記作動リング１９は、上記締めリング１８に対して右方に若干偏倚させ、その右端部を締めリング１８の右端部から右方に突出させる。
【００１０】
上記締めリング１８、及び作動リング１９の右方に位置する嵌合孔１７に押込みパンチ２１、及びサイジングパンチ２２を嵌合させる。即ち、上記押込みパンチ２１はその左端部の押し片２１ａを円筒状にするとともに、該押し片２１ａの内径は前述したマンドレル５の右部が遊嵌する内径に、その外径は上記締めリング１８の内周に遊嵌する外径とする。また、上記サイジングパンチ２２は円筒状とし、上記押込みパンチ２１の外周に左右摺動可能に嵌合させ、その左端部の外径は上記作動リング１９の外径と等しいかこれよりも若干小径にする。
【００１１】
上記押込みパンチ２１、及びサイジングパンチ２２を左方に押圧移動させる 第１シリンダ２３、及び第２シリンダ２４を設ける。即ち、図１に示すように、第１シリンダ２３は、そのケース２３ａを機台１の右部に取り付け、そのロッド２３ｂをダイケース１６の右部に取り付けた第２シリンダ２４のケース２４ａに連結し、該ロッド２３ｂの伸長運動によってダイケース１６及び第２シリンダ２４を左方に押圧移動させ、該ダイケース１６内に取り付けた締めリング１８、作動リング１９、押込みパンチ２１、及びサイジングパンチ２２等を一括して左方、つまり切削加工機２方向に移動させる。
【００１２】
上記第２シリンダ２４は、そのケース２４ａを上記ダイケース１６の右部に一体的に取り付け、そのロッド２４ｂを上記嵌合孔１７の後部（右部）側に嵌合させるとともに、その左端外周部を上記サイジングパンチ２２の右端面に当接させる。また、上記ロッド２４ｂの左端内周部を前述した押込みパンチ２１の右面に所定の間隙を保持して対面させる。
【００１３】
次に上記実施例の作動態様について説明する。まず、第１シリンダ２３を短縮作動させてダイケース１６を切削加工機２に対して右方に退避させる。この状態でマンドレル５に粗加工された内歯ギヤ２５を右方から嵌合させるとともに、その内歯２５ａの左端部を上記マンドレル５の成型歯５ａの右端部に軽く噛合させる。次いで上記第１シリンダ２３を伸長作動させてダイケース１６を切削加工機２方向に移動させる。さすれば、図２の下半部で示すように、上記ダイケース１６内に取り付けた締めリング１８、作動リング１９、押込みパンチ２１、及びサイジングパンチ２２等が一括して左方、つまり切削加工機２方向に移動され、サイジングパンチ２２よりも左方に突出した押込みパンチ２１の押し片２１ａが上記内歯ギヤ２５を左方に押圧し、該内歯ギヤ２５を上記成型歯５ａの所定位置に移動させる。この時、主軸４は停止又は（低速）回転させる。
【００１４】
次いで第２シリンダ２４を伸長作動させ、そのロッド２４ｂを左方に移動させると、ロッド２４ｂの左端外周部がサイジングパンチ２２を左方に押圧移動し、図３に示すように、テーパー面２０を介して締めリング１８を内径方向（軸心方向）に弾性変形させ、また、上記サイジングパンチ２２が所定量左方に移動した時点で上記ロッド２４ｂの左端内周部が押込みパンチ２１を左方に移動させ、その押し片２１ａを介して上記内歯ギヤ２５を成型位置に位置決めする。これにより、上記締めリング１８を介して上記内歯ギヤ２５が内径方向に変形され、内歯ギヤ２５の内歯２５ａがマンドレル５の成型歯５ａに圧接され、成型歯５ａの歯形が転写、即ち、仕上げ成型されることになる。
【００１５】
上記内歯ギヤ２５の内歯２５ａが仕上げ成型された後、第１、第２シリンダ２３，２４が短縮作動して成型機１５が右方に移動、つまり切削加工機２から退避（図１の状態）される。次いで、切削加工機２の主軸モータを起動させて主軸４を回転させ、マンドレル５を介して内歯ギヤ２５を回転させる。この状態で図４に示すように、左部のバイト７を上記内歯ギヤ２５の左端面側に移動させ、該左端面（製品の外端面をなす）、及び必要によりその外周面を切削する。
【００１６】
上記内歯ギヤ２５の左端面を切削した後、左部のバイト７を退避、次いで主軸４の回転を停止又は（低速）回転させる。次いで図５に示すように、押出しシリンダ１３を一次伸長作動させて押出し筒１２を右方に向けて中途移動させ、上記内歯ギヤ２５をマンドレル５の右部位置、即ち、内歯ギヤ２５の内歯２５ａの左端部がマンドレル５の成型歯５ａの右端部に噛合する位置まで移動させた後、上記押出しシリンダ１３を短縮作動させて押出し筒１２を初期位置（左方）に復帰させる。
【００１７】
この状態で主軸４を回転させ、図６に示すように、右部のバイト８を上記内歯ギヤ２５の右端面側に移動させて該右端面（製品の内端面をなす）、及び必要によりその外周面を切削する。該右端面を切削した後、上記バイト８を退避、次いで主軸４の回転を停止又は（低速）回転させた後、図７に示すように、押出しシリンダ１３を全伸長作動させて押出し筒１２を右方に向けて移動させ、上記内歯ギヤ２５をマンドレル５の右端部位置、即ち、内歯ギヤ２５の内歯２５ａがマンドレル５の成型歯５ａから離脱する位置まで移動させる。
【００１８】
これにより、上記内歯ギヤ２５の内歯２５ａの仕上げ成型、及び左右端面の切削加工を終了する。なお、前述した成型機１５及び切削加工機２は、予めプログラム入力した制御装置からの指令により駆動制御するようになっている。なお、本発明によるリング体は、リング主体の外周に外歯を有する外歯リングギヤとしてもよい。この場合、前述した締めリング１８はその内周に成型歯を設けるようにする。
【００１９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな如く、本願の請求項１に係る発明は、切削加工機と成型機とを機台に対向させて設け、成型機により切削加工機のマンドレルに取り付けたリング体を半径方向に加圧して該リング体の内周面又は外周面を所定形状に仕上げ、この仕上げられたリング体の軸方向端面を上記マンドレル上で切削加工機の工具により切削できるようにしたので、成型されたリング体を取り外すことなくその端面、及び必要によりその外周面を切削することができ、リング体の端面及び外周面の加工が迅速にできるとともに、幅の小さいリング体の端面及び外周面を内歯ギヤを証として高精度に加工することができる。
さらに、成型機に設けた押込みパンチによりリング体をマンドレル上の成型位置に移動させ、切削加工機の主軸に設けた押出し筒により上記リング体をマンドレル上で端面加工位置、及び離脱位置に移動させるようにしたので、構造が簡素になるとともに、リング体をマンドレル上で高精度に位置決めすることができる。
また、請求項２に係る発明は、マンドレルの外周に成型用ギヤ歯を設け、この成型用ギヤ歯によりリング体の内周に形成した粗内歯を仕上げ成型するようにしたので、内歯ギヤを高精度に成型及び切削加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の全体を示す部分断面側面図である。
【図２】本発明による成型機の初期作動状態を示す要部断面図である。
【図３】本発明による成型機の終期作動状態を示す要部断面図である。
【図４】本発明による切削加工機のリング体外端面の切削状態を示す要部断面図である。
【図５】本発明による切削加工機のリング体移動状態を示す要部断面図である。
【図６】本発明による切削加工機のリング体内端面の切削状態を示す要部断面図である。
【図７】本発明による切削加工機のリング体押出し状態を示す要部断面図である。
【図８】内歯ギヤの斜視図である。
【符号の説明】
１ 機台
２ 切削加工機
３ 主軸ケース
４ 主軸
５ マンドレル
５ａ 成型歯（成型用ギヤ歯）
７，８ バイト（工具）
９ プーリー
１０ ベルト
１２ 押出し筒
１３ 押出しシリンダ
１５ 成型機
１６ ダイケース
１７ 嵌合孔
１８ 締めリング
１９ 作動リング
２０ テーパー面
２１ 押込みパンチ
２１ａ 押し片
２２ サイジングパンチ
２３ 第１シリンダ
２３ａ ケース
２３ｂ ロッド
２４ 第２シリンダ
２４ａ ケース
２４ｂ ロッド
２５ 内歯ギヤ
２５ａ 内歯

Claims (2)

1. 機台（１）に切削加工機（２）と成型機（１５）とを対向させて設け、切削加工機（２）は、成型機（１５）側に突出する主軸（４）の端部に固定したマンドレル（５）と、該マンドレル（５）に保持されたリング体（２５）の少なくとも軸方向端面を切削する工具（７，８）と、前記主軸（４）の基部側に摺動可能に設けた筒状の押出し筒（１２）と、該押出し筒（１２）を前記リング体（２５）方向に移動させる押出しシリンダ（１３）とを有し、成型機（１５）は、前記リング体（２５）の外周に嵌合可能な締めリング（１８）と、該締めリング（１８）の外周に切削加工機（２）に向かって拡開するテーパー面（２０）を介して嵌合する作動リング（１９）と、該作動リング（１９）をテーパー面（２０）の拡開方向に移動させて締めリング（１８）を内径方向に弾性変形させるサイジングパンチ（２２）と、前記リング体（２５）を切削加工機（２）方向に押圧移動させる押込みパンチ（２１）とを有してなることを特徴とするリング体の複合加工機。
2. マンドレル（５）はその外周に成型用ギヤ歯（５ａ）を有し、リング体（２５）はその内周に粗加工された内歯（２５ａ）を有してなる請求項１記載のリング体の複合加工機。

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