JP4385499B2

JP4385499B2 - ピンミラーカッタの取付機構

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Publication number: JP4385499B2
Application number: JP2000180434A
Authority: JP
Inventors: 修辻村; 正治滝口; 康晴今井
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2000-06-15
Filing date: 2000-06-15
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2020-06-15
Also published as: JP2001353610A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、往復動式内燃機関のクランクシャフトを加工するピンミラーカッタに係わり、特に、ピンミラーカッタのカッタ本体を加工機に設けられたカッタ取付部に着脱するためのピンミラーカッタの取付機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、往復動式内燃機関のクランクシャフトを加工する工具として、例えば、図１０に示すようなピンミラーカッタが知られている。
この図に示すピンミラーカッタ１は、円環状をなすカッタ本体２の内周部に、複数のチップ３がそれぞれの切刃４をカッタ本体２の内周面から突出させた状態でボルト５によって着脱可能となるように取り付けられてなる。
【０００３】
このピンミラーカッタ１は、図１１に示すように、加工機６に設けられたカッタ取付部７にその軸線を主軸（図示せず）と一致させて取り付けられる。
加工機６に設けられたチャック９，１０には、ピンミラーカッタ１の内空部を貫通して被削材であるクランクシャフト（図示せず）が架け渡される。
【０００４】
カッタ取付部７に取り付けられたピンミラーカッタ１は、主軸によって自身の軸線回りに一定方向（図１０の矢印Ａ方向）に自転すると共に、固定保持されたクランクシャフトに対して、公転しながら軸方向に適宜移動させられる。
これにより、クランクシャフトは、ピンミラーカッタ１の切刃４によって所定形状に加工される。
【０００５】
ところで、ピンミラーカッタ１を用いたクランクシャフトの加工方法では、ピンミラーカッタ１の軸線と、加工機６の主軸の回転軸線との同軸度が加工精度に大きく影響を及ぼす。
【０００６】
このため、ピンミラーカッタ１では、図１２に示すように、カッタ取付部７の内周部に主軸と同軸をなす環状段部１１を形成すると共に、ピンミラーカッタ１のカッタ本体２の外周部に環状のフランジ１２を形成してこれらを互いに嵌合させ、更に、段部１１の径方向中心側を向く壁面１１ａに４つの凹嵌部１３（図１０）を形成し、壁面１１ａから突出するキー部材１４（図１０では１つを省略）を嵌合させて配設している。
【０００７】
これらキー部材１４は、略直方体形状とされ、図１０のピンミラーカッタ１の平面視において、カッタ取付部７側にその周方向に沿って９０゜間隔となるように十字の方向に配設されている。
また、キー部材１４は、それぞれの幅方向中心線ｍが径方向中心Ｐ（軸線）で交差するように、正確に位置決めされた状態で各凹嵌部１３に嵌合され、ボルト１５により固定されている。
【０００８】
カッタ本体２の外周部には、キー部材１４と同一幅の断面長方形の切欠をなすキー溝１７（図１０及び図１３参照）がキー部材１４と同一配置で形成されており、これらキー部材１４に対してキー溝１７を嵌合させることにより、カッタ取付部７の段部１１に対するカッタ本体２の径方向の移動を拘束して同軸度を高めるようにしている。
【０００９】
そして、カッタ本体２をカッタ取付部７に装着するにあたっては、カッタ本体１のフランジ１２をカッタ取付部７の段部１１に嵌合すると共に、４つのキー溝１７をキー部材１４にそれぞれ嵌合させることで、カッタ本体２の軸線が、取付部７の軸線に一致するように装着される。
【００１０】
更に、カッタ本体２のフランジ１２と段部１１には、略半月状凹部１８ａ及び１８ｂ（全体で円形凹部１８を構成する）がそれぞれ形成され、この円形凹部１８に略半月状の切欠を有するクランパ１９が回動可能に取り付けられている。
このクランパ１９を、フランジ１２の凹部１８ａ上に回動させることで、カッタ本体２はカッタ取付部７に堅固に固定され、ピンミラーカッタ１の加工機６への取付が完了する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ピンミラーカッタ１の取付機構が上述のような構造であると、カッタ本体２の着脱・交換作業が長期にわたって繰り返し行われた場合に、キー部材１４及びキー溝１７が摩耗したり熱変形し、両者の間にガタつきを生じてしまうことがある。
かかる場合には、カッタ本体２とカッタ取付部７の同軸度が低下して被加工物を高精度に加工できなくなるばかりか、カッタ取付部７からカッタ本体２へのトルク伝達力の低下も招く。
【００１２】
この対策として、特開平８−２５７８１９号公報には、キー溝を断面略台形状の凹溝にすると共に、このキー溝に嵌合する断面略台形状の嵌合部をキー部材に形成してなるピンミラーカッタの取付機構が開示されている。
しかしながら、この取付機構においても、高精度の加工がより一層厳しく要求された場合には、キー部材とキー溝との密着度を更に高めための何らかの対策を講じる必要が生じる。
【００１３】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、キー部材とキー溝との密着度を高めることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は、以下の構成を採用した。請求項１の発明は、円環状をなしその内周部または外周部に切刃の配列されたカッタ本体が、加工機の回転駆動するカッタ取付部に着脱可能に装着されて、キー部材とキー溝とによって一体回転するよう連結されたピンミラーカッタの取付機構において、前記キー部材を前記カッタ本体または前記カッタ取付部の周面から突出させ、前記キー部材に、前記キー部材が突出する方向と直交する方向に延在し、前記キー部材の両側面に開口した切欠を形成し、前記キー部材の突出部に前記カッタ本体が押し当てられて前記キー部材の突出部と前記キー溝とが嵌合したときに、前記キー部材の突出部は前記カッタ本体の回転軸に沿って撓むことを特徴としている。
【００１５】
この構成では、キー部材とキー溝とがキー嵌合した後も、カッタ回転軸に沿ってキー部材が撓み得るから、撓みを生じたキー部材の弾性復元力によってキー部材がキー溝に押圧され、両者の密着度が高められる。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１記載のピンミラーカッタの取付機構において、
少なくともカッタ回転方向後方を向く前記キー部材の側面及びこれに対向する前記キー溝の壁面に、傾斜部を形成したことを特徴としている。
【００１７】
この構成では、キー部材とキー溝とが傾斜部を介して嵌合するから、キー溝及びキー部材の寸法誤差，摩耗，熱変形によるガタつきの発生が有効に回避され、キー部材とキー溝との密着度が高められる。
【００１８】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２記載のピンミラーカッタの取付機構において、
カッタ回転方向前方を向く前記キー部材の側面及びこれに対向する前記キー溝の壁面を、カッタ回転方向に直交するように形成したことを特徴としている。
【００１９】
この構成では、カッタ取付部側の回転（切削）トルクをカッタ本体に伝達する部分が、カッタ回転方向に対して直角をなすキー部材の側面と、これに対向するキー溝の壁面との面接触によって構成されるから、トルク伝達力が高められる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図９を用いて、本発明の実施の形態について説明する。
なお、これらの図において、上述した従来技術と同様の部分又は部材については、同一の符号を用いてその説明を省略する。
【００２３】
［第一の実施の形態］
図１は本発明の第一の実施の形態によるピンミラーカッタの平面図（片側半分は図示を省略）、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線断面図、図４は図１のＣ−Ｃ線断面図、図５は図１のＤ方向矢視図である。
図１〜図４に示すように、カッタ本体２１は略円環状をなしており、その外周面２３は、円錐状をなしている。
【００２４】
他方、カッタ取付部２２も略円環状をなしており、その内周面２４は、前記円錐状の外周面２３と面接触可能な円錐内周面２４ａと、これに連なる円柱外周面２４ｂとを備えた構成とされている。
また、これら外周面２３及び円錐内周面２４ａは、該円錐内周面２４ａと円柱内周面２４ｂとの連結部から離間するに従い漸次拡径している。
【００２５】
カッタ本体２１の大径側外周部には、その平面視で十字方向（即ち９０゜間隔）に配置されるよう、４つのキー溝２５が小径端面２１Ｂ及び外周面２３の双方に開口する凹溝として形成されている。なお、図１には、２つのキー溝２５しか図示されていない。
キー溝２５は、カッタ回転方向Ｒを向く一方の壁面が垂直面をなすと共に他方の壁面が傾斜面をなす、不等脚台形状の横断面とされている。
【００２６】
他方、カッタ取付部２２の大径側内周部には、前記キー溝２５に相対してキー取付座２６が形成されている。
キー取付座２６は、カッタ取付部２２の大径端面２２Ａ及び内周面２４の双方に開口するように形成されており、各キー取付座２６には、キー部材３１がキーセットボルト３２によって着脱可能となるように取り付けられている。
【００２７】
キー部材３１は、キー取付座２６に着座した状態でカッタ取付部２２に直接固定される着座部３３と、当該キー部材３１がカッタ取付部２２に装着された時にその内周面２４から径方向内方に向けて突出する突出部３４とを備えて構成され、カッタ本体２１とカッタ取付部２２間の芯出し手段、及び、カッタ取付部２２からカッタ本体２１へのトルク伝達手段として機能する。
【００２８】
突出部３４の側面のうち、キー部材３１がカッタ取付部２２に装着された際にカッタ回転方向Ｒの後方を向く一方の側面３４Ｂは傾斜面（傾斜部）として形成され、カッタ回転方向Ｒの前方を向く他方の側面３４Ｃは垂直面として形成されている。
本実施の形態において、側面３４Ｂの傾斜角度は１５゜に設定されている。
また、突出部３４内には、ボールプランジャ３５が配設されている。
【００２９】
突出部３４の側面３４Ｂ，３４Ｃは、これらに対向する前記キー溝２５の壁面と嵌合する。
そして、図４及び図５に示すように、キー部材３１とキー溝２５とが嵌合した状態では、突出部３４の上面３４Ａとキー溝２５の底面２５Ａとの間に隙間Ｓ1が形成され、突出部３４の先端面３４Ｄとこれに対向するキー溝２５の壁面２５Ｄとの間に隙間Ｓ2が形成される。
【００３０】
次に、カッタ本体２１をカッタ取付部２２に取り付ける際の作業手順について説明する。
まず、クランパ１９を予めその全部がカッタ取付部２２側の凹部１８ｂに収納されるように回動させておき、キー溝２５とキー部材３１とが相対するようにカッタ本体２１を周方向に位置決めし、カッタ取付部２２の内空部に挿入する。
【００３１】
すると、カッタ取付部２２側の円錐内周面２４ａにカッタ本体２１側の外周面２３が嵌合すると共に、キー溝２５にキー部材３１の突出部３４が嵌合し、カッタ本体２１がカッタ取付部２２の内空部に支持される。
しかる後、クランパ１９をその一部がカッタ本体２１側の凹部１８ａにまたがるように回動させ、該クランパ１９の一部でカッタ本体２１の大径端面２１Ａを押圧する。
【００３２】
すると、カッタ本体２１の外周面２３とカッタ取付部２２の円錐内周面２４ａとが全周にわたって面接触することによって、芯出しが行われる。
このとき、キー部材３１（突出部３４）の先端面３４Ｄと、キー溝２５の壁面２５Ｄとの間には隙間Ｓ2があるため、カッタ取付部２２に対するカッタ本体２１の径方向移動は阻害されず、同軸度の高い芯出しが行われる。
【００３３】
また、キー部材３１の突出部３４がカッタ取付部２２の内周面２４から径方向内方に突出し、この突出部３４上にカッタ本体２１が積載されて突出部３４とキー溝２５とが嵌合すると、突出部３４はカッタ回転軸Ｏに沿って図４示下方に撓むから、その弾性復元力が上方に働く。
従って、突出部３４とキー溝２５との密着度が高まり、カッタ本体２１とカッタ取付部２２間の芯出しを精度良く行うことができる。
【００３４】
さらに、キー溝２５とキー部材３１とが傾斜面（傾斜部）を介して嵌合しているので、これらキー溝２５及びキー部材３１の寸法誤差，摩耗，熱変形によるガタつきの発生は有効に回避され、キー溝２５とキー部材３１との密着度が高められる。
【００３５】
以上説明したように、本実施の形態によるピンミラーカッタによれば、カッタ本体２１の円錐外周面２３ａとカッタ取付部２２の円錐内周面２４ａ、及び、キー部材３１における突出部３４の側面３４Ｂ，３４Ｃとこれに対応するキー溝２５の壁面とが面接触して、堅固な嵌合と芯出しが確実に行えるから、被加工物を精密に加工することが可能になる。
【００３６】
また、本実施の形態によるピンミラーカッタによれば、カッタ取付部２２側の回転（切削）トルクをカッタ本体２１に伝達する部分が、カッタ回転方向Ｒに対して直角をなすキー部材３１（突出部３４）の側面３４Ｃと、これに対向するキー溝２５の壁面との面接触によって構成されるから、トルク伝達力を高めることも可能になる。
【００３７】
［第二の実施の形態］
図６は本発明の第二の実施の形態によるピンミラーカッタを示す平面図（片側半分は図示を省略）、図７は図６のＦ−Ｆ線断面図、図８は図６のＧ方向矢視図である。
これらの図中、符号５１はキー部材を示しており、その他上述した従来技術及び第一の実施の形態と同様の部分又は部材については、同一の符号を用いてその説明を省略する。
【００３８】
本実施の形態においては、第一の実施の形態のキー部材３１に代えて、図６〜図８に示すようなキー部材５１が、カッタ取付部２２に９０゜の等間隔で形成されたキー取付溝２６に取り付けられている。
このキー部材５１は、キー部材３１と同様に、着座部５３と突出部５４とを備えた構成とされているが、着座部５３にはスリット（切欠）５５が形成され、突出部５４のカッタ回転方向Ｒを向く側面５４Ｂ，５４Ｃはいずれも傾斜面（傾斜部）として形成されている点で、キー部材３１と相違する。
【００３９】
スリット５５は、着座部５３の長手方向（図７の左右方向）と直交する方向に沿って延在し、かつ、キー取付座２６への着座面５３Ａ及び側面５３Ｂ，５３Ｃに開口した構成とされている。
また、突出部５４の側面５４Ｂ，５４Ｃは、互いに等角度だけ反対方向に傾斜して形成されており、本実施の形態では、これら側面５４Ｂ，５４Ｃの傾斜角度は共に１５゜に設定されている。
【００４０】
この突出部５４の形状に対応して、本実施の形態によるキー溝５６は、横断面等脚台形状をなすように形成されている。
そして、突出部５４の側面５４Ｂ，５４Ｃは、これらに対向するキー溝５６の壁面と嵌合する。
【００４１】
また、図７及び図８に示すように、キー部材５１とキー溝５６とが嵌合した状態では、第一の実施の形態と同様に、突出部５４とキー溝５６との間に隙間Ｓ1，Ｓ2が形成されている他、本実施の形態では更に、突出部５４の背面５４Ｅと、これに対向するカッタ取付部２２の内周面２４との間に隙間Ｓ3が形成されている。
【００４２】
以上説明した構成によれば、カッタ本体２１をカッタ取付部２２に連結する際に、キー部材５１の突出部５４上にカッタ本体２１が積載されて突出部５４とキー溝５６とが嵌合すると、突出部５４はカッタ回転軸Ｏに沿って図７示下方に撓むと共に、スリット５５の切欠幅が狭まるように、すなわち、突出部５４の背面５４がこれに対向するカッタ取付部２２の内周面２４に接近するように変形する。
【００４３】
これにより、キー部材５１の撓みがスリット５５を有しない場合よりも増大し、これに伴ってキー部材５１の弾性復元力も増大するから、キー部材５１とキー溝５６の密着度がより一層高められることになる。
よって、本実施の形態によれば、カッタ本体２１とカッタ取付部２２の堅固な嵌合と芯出しをより確実に行うことが可能になる。
【００４４】
なお、第一及び第二の実施の形態では、キー部材３１，５１とキー溝２５，５６を各４個設けたが、これに限定されることなく、精密な芯出しができれば他の適宜の数、例えば、等間隔に各３個設けるようにしてもよい。
また、キー部材３１，５１をカッタ取付部２２に設け、キー溝２５，５６をカッタ本体２１に形成したが、これとは逆に、キー溝２５，５６をカッタ取付部２２に設け、キー部材３１，５１をカッタ本体２１に形成してもよい。
【００４５】
第二の実施の形態では、突出部５４の側面５４Ｂ，５４Ｃと、これらに対向するキー溝５６の壁面とは、それぞれ互いに等角度である必要はなく、異なる角度でもよいことはいうまでもない。
【００４６】
さらに、第一及び第二の実施の形態では、カッタ取付部２２の内周側にカッタ本体２１を連結する、いわゆるインターナル型のピンミラーカッタについて説明したが、その逆に、カッタ取付部２２の外周側にカッタ本体２１を連結する、いわゆるエクスターナル型のピンミラーカッタにも本発明が適用可能であることはもとよりである。
【００４７】
この場合には、例えば、キー部材３１，５１をカッタ取付部の外周面から径方向外方に突出させるようにカッタ取付部の外周部に配設した構成、または、キー部材３１，５１をカッタ本体の内周面から径方向内方に突出させるようにカッタ本体の内周部に配設した構成となる。
【００４８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
（１）請求項１の発明によれば、キー部材とキー溝とがキー嵌合した後も、カッタ回転軸に沿ってキー部材が撓み得るようにし、撓みを生じたキー部材の弾性復元力によってキー部材がキー溝に押圧されるようにしたから、両者の密着度を高めることができる。
【００４９】
（２）請求項２の発明によれば、キー部材とキー溝とが傾斜部を介して嵌合するようにしたから、キー溝及びキー部材の寸法誤差，摩耗，熱変形によるガタつきの発生を有効に回避し得て、キー部材とキー溝との密着度を効果的に高めることができる。
【００５０】
（３）請求項３の発明によれば、カッタ取付部側の回転（切削）トルクをカッタ本体に伝達する部分を、カッタ回転方向に対して直角をなすキー部材の側面と、これに対向するキー溝の壁面との面接触によって構成したから、トルク伝達力を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態によるピンミラーカッタを示す、片側半分の図示を省略した平面図である。、
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ線断面図である。
【図５】図１のＤ方向矢視図である。
【図６】本発明の第二の実施の形態によるピンミラーカッタを示す、片側半分の図示を省略した平面図である。、
【図７】図６のＦ−Ｆ線断面図である。
【図８】図６のＧ方向矢視図である。
【図９】図６に示すピンミラーカッタの変形例を示す断面図である。
【図１０】従来のピンミラーカッタの要部平面図である。
【図１１】ピンミラーカッタが取り付けられた加工機の概略構成図である。
【図１２】図１０のＸ−Ｘ線断面図である。
【図１３】カッタ本体のキー溝の部分の側面図である。
【符号の説明】
６加工機
２１カッタ本体
２２カッタ取付部
３１，５１キー部材
２５，５６キー溝
３４Ｂ，５４Ｂ，５４Ｃ突出部の側面（傾斜部）
５５スリット（切欠）
Ｒカッタ回転方向

Claims

円環状をなしその内周部または外周部に切刃の配列されたカッタ本体が、加工機の回転駆動するカッタ取付部に着脱可能に装着されて、キー部材とキー溝とによって一体回転するよう連結されたピンミラーカッタの取付機構において、前記キー部材を前記カッタ本体または前記カッタ取付部の周面から突出させ、前記キー部材に、前記キー部材が突出する方向と直交する方向に延在し、前記キー部材の両側面に開口した切欠を形成し、前記キー部材の突出部に前記カッタ本体が押し当てられて前記キー部材の突出部と前記キー溝とが嵌合したときに、前記キー部材の突出部は前記カッタ本体の回転軸に沿って撓むことを特徴とするピンミラーカッタの取付機構。
少なくともカッタ回転方向後方を向く前記キー部材の側面及びこれに対向する前記キー溝の壁面に、傾斜部を形成したことを特徴とする請求項１記載のピンミラーカッタの取付機構。
カッタ回転方向前方を向く前記キー部材の側面及びこれに対向する前記キー溝の壁面を、カッタ回転方向に直交するように形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のピンミラーカッタの取付機構。