JPH0524216U - 穴加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加工中のクイル１７の振動を防止し、クイル
１７が長くても、真円度が高い穴加工を長期間にわたっ
て行える穴加工機を提供する。 【構成】 送り装置の進退部材にカップリングを介して
クイル１７を回転自在に連結する。前記送り装置の前上
方に天蓋１９を設け、天蓋１９から下方に突出する支持
部材２３，２４，２５ａ，２５ｂに固定したセラミック
スリーブ２６，２７，２８ａ，２８ｂにクイル１７を抜
き差し自在に軸支する。クイル１７を、電動機３０によ
り動力伝達部材３２を介して回転させつつ、進退部材１
４により前進させ、クイル１７の外周面に突出した刃具
によって被加工物３５に穴加工を行う。 【作用】 加工中に、クイル１７の軸方向の複数個所
を、剛性が大きく硬いセラミックスリーブによって支え
ているので、クイルが振動しにくい。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、エンジンのシリンダブロックに形成したカムシャフト支持用のカ ム穴などを加工するための穴加工機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来の穴加工機を図７について説明する。図７において、１は主軸２を回転自 在に軸支した軸頭であり、この軸頭１に設けた電動機３から主軸２に駆動力が伝 達されるように構成されている。前記軸頭１は支持台４上に支持され、この支持 台４は図略の送り装置によって主軸２の軸方向に進退されるように構成されてい る。前記主軸２の先端部にはクイル５の基端部が連結され、クイル５にはこれの 外周面から突出する複数の刃具（バイト）６が所要間隔で装着されている。

【０００３】 前述のように構成された従来の穴加工機で、被加工物であるシリンダブロック のカム穴をボーリング加工するには、軸頭１の後退状態で支持台４前方にシリン ダブロックを搬入し、軸頭１を前進させてクイル５をシリンダブロックに形成さ れた複数のカム穴に挿通する。この状態で、電動機３を駆動し主軸２を介してク イル５を回転させると共に、送り装置によって軸頭１，主軸２およびクイル５を 一体に前進させることにより、クイル５に装着した刃具６で複数のカム穴壁を同 時にボーリング加工する。この加工の完了後は、軸頭１を後退させてクイル５を カム穴から引き抜き、シリンダブロックを次工程へ搬出する。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

前述した従来の穴加工機では、軸頭１およびクイル５のアンバランスによって 振動が発生し、この振動によって軸頭１が、図７に矢印（ａ）で示すように、ク イル５の軸方向と直交する左右方向に大きく振動するとともに、矢印（ｂ）で示 すように、上下方向に小さく振動する場合がある。このため、クイル５に装着し た刃具６の先端が楕円運動を行い、ボーリング加工したカム穴の真円度が充分に 得られず、偏平な楕円穴になるという問題点があり、とくにクイル５の長さが長 い場合に前述した問題点が著しい。

【０００５】 また、クイルを回転自在に支持する部材としては、ベアリングやメタルが用い られるが、ベアリングは剛性が小さく大きなスペースが必要であり、メタルは摩 耗が早く、精度が短期間の使用で低下するという問題点があった。 この考案は、前述した問題点を解決して、加工中のクイルの振動を防止し、ク イルの長さが長いものでも真円度が高い穴加工が行えると共に、クイルを支持す る部材の改良によって、長期間にわたり高い精度を維持できるようにした穴加工 機を安価に提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

この考案の穴加工機は、送り装置に設けた進退部材に、外周面から突出する刃 具が装着されたクイルの基端部をカップリングを介して軸方向と交差する方向へ の移動および回転を自在に連結し、前記送り装置の前側上方に配設した天蓋から 前後方向に相互間隔を設けた複数の支持部材を下方に突出させ、これらの支持部 材に固定したセラミックスリーブに前記クイルを回転および抜き差し自在に軸支 し、前記天蓋に、電動機によって回転される動力伝達部材を回転自在に保持させ 、この動力伝達部材に前記クイルを軸方向移動可能に係合させ、クイルに前記動 力伝達部材から回転力を伝達させるようにしたものである。

【０００７】

【作用】

この考案の穴加工機は、送り装置の進退部材にカップリングを介してクイルの 基端部を軸方向と交差する方向への移動可能に連結すると共に、電動機の回転を 天蓋に保持させた動力伝達部材によってクイルに伝達するようにしたので、前記 進退部材にはクイルを回転させる電動機を設けないようにすることができ、加工 中に進退部材が振動しにくい上に、この進退部材とクイルの間の振動を遮断する ことができる。

【０００８】 また、クイルの基端部寄りの部分と先端部分との２個所など、クイルの軸方向 に互いに離れた複数個所を天蓋から下方に突出する支持部材に固定したセラミッ クスリーブに軸支させてあるので、クイルの長さが長くなっても、これを２個所 以上で確実に軸支でき、クイルに振動が発生するのを防止できると共に、電動機 によって回転される動力伝達部材を前記天蓋に保持させ、前記動力伝達部材から クイルに回転力を伝達させるようにしたので、回転部の重量を軽くすることがで き、バランスの調整が容易で、これによってもクイルに振動が発生しくにくくな る。さらに主軸がない送り装置でよいので、これを簡易な構成にすることができ る。

【０００９】 そして、前記支持部材にセラミックスリーブを固定し、これらのスリーブにク イルを回転および抜き差し自在に支持したので、スペースが小さい先端側，中間 部の支持部材にも容易に設けることができ、セラミックが通常超硬合金からなる クイルとの親和性がないことにより、かじりの心配がなく、耐耗性がよく、剛性 も大きい。したがって、ベアリングやメタルでクイルを軸支するのに比べ、クイ ルの動きが制限されて真円度がより高くなり、基準に対する平行度，位置精度が 向上すると共に、長期間にわたり高い精度の穴加工が行える。

【００１０】

【実施例】

以下、この考案の一実施例につき図１ないし図６を参照して説明する。 図１において、１１はベッドであり、このベッド１１の一側部上に送り装置１ ２が設けられている。送り装置１２はベッド１１上に固定した支持台１３に図１ 左右方向に水平往復動可能に進退部材１４が係合支持され、支持台１３に送り用 シリンダ機構１５のシリンダ１５ａが固定され、シリンダ１５ａに嵌合したピス トン１５ｂの先端部に進退部材１４が固定されている。

【００１１】 進退部材１４の支持台１３上方に位置する上面前端部には、左，右１対のカッ プリング１６を介して超硬合金からなり先端側上部を若干切欠いた左，右クイル （ボーリングバー）１７の基端部が軸方向と交差する方向に若干の移動を許容す るとともに軸回りに回転自在にして連結されている。 左，右クイル１７は互いに平行に図１左方に水平に延び、図３，図６に示すよ うに、クイル１７には所要間隔で複数の刃具（バイト）１８が着脱可能に固定さ れ、刃具１８の刃先１８ａがクイル１７の外周面から突出している。

【００１２】 前記ベッド１１の前側には基台２２が連設され、基台２２の上方には天蓋１９ が配置され、天蓋１９は複数本の支柱２０により基台２２上に振動遮断部材２１ を介して固定されている。

【００１３】 図２，図３にも示すように、天蓋１９下面の後端部，中間部，前端寄り，前端 部に支持部材２３，２４，２５ａ，２５ｂが相互間隔を設けて垂下され、支持部 材２３，２４，２５ａ，２５ｂの天蓋１９下方に位置する下端部にはセラミック スリーブ２６，２７，２８ａ，２８ｂがそれぞれ嵌合固定されている。これらの スリーブ２６，２７，２８ａ，２８ｂにはクイル１７が抜き差し自在に挿入され 、前記スリーブ２６，２７，２８ａ，２８ｂは、クイル１７が軸方向移動可能に 挿入されて、クイル１７の軸線と一致する軸線上に配置されている。

【００１４】 また、図２，図３，図５，図６に示すように、前記スリーブ２６，２７，２８ ａ，２８ｂは、支持部材２３，２４，２５ａ，２５ｂにそれぞれボルト締め固定 した左，右押え板５３，５４によって両端上部が挟着されている。さらに、後端 部，中間部のスリーブ２６，２７の内周面下部には刃逃げ溝５５が形成され、前 端寄り，前端部のスリーブ２８ａ，２８ｂの内周面上部に形成されたクーラント 溝５６には支持部材２５ａ，２５ｂに設けたクーラント液供給路５７の先端部が 開口し、これらの供給路５７はクーラント液供給装置（図示省略）に接続されて いる。

【００１５】 前記基台２２上の支持台１３と天蓋１９との間には機台２９が固定され、機台 ２９上に電動機３０が固定されている。電動機３０の軸３０ａに設けた駆動側プ ーリ３１と従動側プーリからなる動力伝達部材３２とに無端ベルト３３が掛けら れいる。動力伝達部材３２は、後端部の支持部材２３に回転自在に保持され、ク イル１７と共に回転できるようにされている。

【００１６】 また、クイル１７には、これの軸方向に沿うキー（図示省略）が刃具１８装着 部より基部側（後部側）に設けられ、キーは動力伝達部材３２の内周面に設けた キー溝（図示省略）に係合し、クイル１７が動力伝達部材３２に対し軸方向移動 自在にされている。なお図４に示すように、左，右クイル１７は、１台の電動機 ３０によって左，右動力伝達部材３２が共に回転されるように構成されている。

【００１７】 前記天蓋１９の下方には、図１，図２，図４に示すように、被加工物である自 動車用エンジンのシリンダブロック３５を搬入，搬出するための１対のトランス ファバー３６が配設され、トランスファバー３６上に位置決めピン３６ａが突出 されている。前記シリンダブロック３５を支持してトランスファバー３６の上下 に移動される昇降体３７の上端部には、後部，中間部，前部の支え金３８，３９ ，４０が設けられ、後部，前部の支え金３８，４０上に位置決めピン３８ａ，４ ０ａが突設されている。

【００１８】 前記昇降体３７は天蓋１９の下面に固定された支柱２０に昇降可能に支持され 、昇降体３７の下端部には揺動部材４２の一端部が連結され、揺動部材４２の中 間部が支柱２０間に固定された下横部材４３に枢支され、揺動部材４２の他側部 は昇降用シリンダ機構４４のピストン４４ｂの下端部に連結され、昇降用シリン ダ機構４４のシリンダ４４ａが天蓋１９上に固定されている。

【００１９】 天蓋１９の前後方向の複数個所にストッパ４５が昇降可能に支持され、ストッ パ４５は上端部が連結部材４６を介してストッパ操作用シリンダ機構４９に連結 され、ストッパ操作用シリンダ機構４９のシリンダ４９ａが天蓋１９上に固定さ れている。天蓋１９下面の複数個所に下方に突出してシリンダブロック３５を位 置決めするノックピン４７が固定されている。

【００２０】 天蓋１９に複数の押し棒４８が昇降可能に支持され、押し棒４８は、図４によ く見られるように、上部が連結部材５０を介して揺動部材５１の一端部に連結さ れ、揺動部材５１の中間部が天蓋１９に枢支され、揺動部材５１の他端部が押し 棒操作用シリンダ機構５２のピストンロッド５２ｂに連結され、押し棒操作用シ リンダ機構５２のシリンダ５２ａが天蓋１９上に固定されている。

【００２１】 前記シリンダブロック３５には、前記位置決めピン３６ａ，３８ａ，４０ａが 抜き差し可能に嵌合する位置決め穴３５ａ，３５ｂ，３５ｃが下面に開口され、 前記ノックピン４７が抜き出し可能に嵌合するノック穴３５ｄが上面に開口され ている。さらに、シリンダブロック３５上部の長手方向である前後方向の複数個 所に突起部３５ｅが設けられ、図３に示すように、突起部３５ｅを前後方向に貫 通して左，右カムシャフト支持用の左，右カム穴３５ｆがそれぞれ形成されてい る。なお、前記ピン３６ａ，３８ａ，４０ａ，４７、ストッパ４５、穴３５ａ， ３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ，３５ｆなどは、適宜左右方向の２個所に設けられてい る。

【００２２】 次に、この実施例による穴加工機の作動について説明する。 まず、進退部材１４が後退端に位置し、クイル１７は動力伝達部材３２に係合 してこれを貫通し、後端部の支持部材２２に設けたスリーブ２６に係合し、この スリーブ２６からクイル１７先端が若干突出した位置に停止し、電動機３０も停 止した状態にしておく。また、昇降体３７は下降して、支え金３８，３９，４０ および位置決めピン３８ａ，４０ａがトランスファバー３６の下方に位置し、複 数の押し棒４８は上昇し、ストッパ４５は下降した状態にしておく。

【００２３】 前述した状態で、トランスファバー３６の作動により、これらの位置決めピン ３６ａに位置決め穴３５ａを嵌合させて、被下降物であるシリンダブロック３５ を天蓋１９下方の所定位置に搬入する。次に、昇降用シリンダ機構４４の作動に よって、ピストン４４ｂを下降させ、揺動部材を介して昇降体３７を上昇させ、 昇降体３６に設けた支え金３８，３９，４０でシリンダブロック３５の下面を支 持し、位置決めピン３８ａ，４０ａをシリンダブロック３５の位置決め穴３５ｂ ，３５ｃに嵌合させる。昇降体３７の上昇を続けて、支え金３８，３９，４０の 上面をトランスファバー３６の上方に移動させ、これらの位置決めピン３６ａを シリンダブロック３５の位置決め穴３５ａから抜き出す。

【００２４】 シリンダブロック３５をクイル１７挿入位置まで上昇させ、シリンダブロック ３５の上面を下降している複数のストッパ４５の下面に当接させ、これらのスト ッパ４５と支え金３８，３９，４０とでシリンダブロック３５を挟持する。この 状態では、シリンダブロック３５は前後方向の複数個所に設けられた突起部３５ ｅのカム穴３５ｆの中心を結ぶ線がクイル１７の軸線に対し僅かに下方に位置し てこれらの軸線延長方向に平行になっている。なお、シリンダブロック３５のノ ック穴３５ｄが天蓋１９に設けたノックピン４７に浅く嵌まる。

【００２５】 ここで、送り用シリンダ機構１５を作動させてピストン１５ｂを前進させ、ク イル１７を水平に前進させる。なお、電動機３０の軸３０ａおよび動力伝達部材 ３２は周方向の所定位置で停止するようにしてあるので、クイル１７の刃具１８ が下方に位置している。 そして、クイル１７は、前進するとセラミックスリーブ２６，２７，２８ａ， ２８ｂを貫通し、これらを介して支持部材２３，２４，２５ａ，２５ｂに軸支さ れるとともに、シリンダブロック３５のカム穴３５ｆに差し込まれることになる 。そして、クイル１７に装着した刃具１８の刃先１８ａはシリンダブロック３５ のカム穴３５ｆを貫通して、これらの前方に近接させる。なお、クイル１７は、 前進する以前から後端部の支持部材２３に固定したスリーブ２６に嵌合させてお いてもよい。

【００２６】 クイル１７を前進端で停止させた後、昇降体３７およびストッパ４５を僅かに 上昇させて、シリンダブロック３５を、カム穴３５ｆの中心を結ぶ線がクイル１ ７の軸線と一致する位置まで、即ち天蓋１９の下面に設けた固定の当金５８にシ リンダブロック３５が当接する位置まで上昇させる。この位置では、シリンダブ ロック３５のノック穴３５ｄが天蓋１９に設けたノックピン４７に深く嵌合し、 シリンダブロック３５が天蓋１９に対し位置決めされる。

【００２７】 この状態で、電動機３０を駆動し、これの軸３０ａから駆動側プーリ３１，無 端ベルト３３を介し動力伝達部材３２を回転させるとともに、送り用シリンダ機 構１５を再び作動させて、クイル１７に前進方向の送りを与えることにより、刃 具１８によって、シリンダブロック３５のカム穴３５ｆの穴壁をボーリング加工 する。この加工時には、クーラント液供給装置を作動させ、クーラント液供給路 ５７からスリーブ２８ａ，２８ｂ内にクーラント液を供給して、これらとクイル １７との摩擦抵抗を小さくする。加工を終了し、刃具１８がカム穴３５ｆの前方 に出た後、送り用シリンダ機構１５および電動機を停止させる。

【００２８】 この状態で、ストッパ操作用シリンダ機構４９を作動させてストッパ４５を僅 かに下降させるとともに、昇降用シリンダ機構４４を作動させて昇降体３７を僅 かに下降させることにより、シリンダブロック３５をクイル１７のカム穴３５ｆ への差し込み位置まで下降させ、この位置で下降を停止させる。なお、この場合 に、押し棒操作用シリンダ機構５２を作動させ、ピストン５２ｂ，揺動部材５１ および連結部材５０を介して複数の押し棒４８を下降させ、これらによってシリ ンダブロック３５の上面を押し下げる操作を加えてもよい。

【００２９】 その後、送り用シリンダ機構１５を作動させて、進退部材１４およびカップリ ング１６とともにクイル１７を後退させ、シリンダブロック３５のカム穴３５ｆ およびスリーブ２８ａ，２８ｂ，２７から抜き出し、クイル１７を先端がシリン ダブロック３５の後端と干渉しない位置にして停止させる。 次に、昇降用シリンダ機構４４を作動させて昇降体３７を下降させると共に、 押し棒操作用シリンダ機構５２を作動させて押し棒４８を下降させ、これらによ ってシリンダブロック３５の上面を下方に押し、これに設けたノック穴３５ｄを ノックピン４７から抜き出し、シリンダブロック３５を下降させる。

【００３０】 シリンダブロック３５の下降により、これの位置決め穴３５ａをトランスファ バー３６の位置決めピン３６ａに嵌めて、トランスファバー３６上にシリンダブ ロック３５の下面を支持させた後、これの位置決め穴３５ｂ，３５ｃから位置決 めピン３８ａ，４０ａを抜き出し、支え金３８，３９，４０がシリンダブロック ３５から離れる下降端まで昇降体３７を下降させて、これを停止させる。そして 、トランスファバー３６によって天蓋１９の下方から下降を終了したシリンダブ ロック３５を次工程に搬出する。

【００３１】 なお、前述した作動は、左，右クイルについて同時に行い、これらのクイル１ ７の刃具１８によるボーリング加工はシリンダブロック３５の全部のカム穴３５ ｆに対して同時に行う。 前述した実施例では、クイルを動力伝達部材から抜き出さないようにしたが、 この考案は、クイル，動力伝達部材の回転を円周方向の所定位置で適宜停止でき るようにして、クイルを動力伝達部材から抜き出せるようにしてもよい。

【００３２】 そして、この考案は、天蓋下面の適所から複数のノズルを突出させ、これらの ノズルから刃具によるボーリング加工部にクーラント液を供給しつつ加工を行う ことが好ましい。 前記実施例では電動機を基台上に設けたが、この考案は、電動機を天蓋に設け ても、ビルトインモータとして動力伝達部材の外周面に配置してもよく、また、 前記実施例では電動機をクイルの基端部側に配置したが、この考案は電動機をク イルの先端部側に動力伝達部材と共に設けてもよい。

【００３３】 さらに、前記実施例では、クイルの中間部分を含む４個所を天蓋から下方に突 出させた支持部材に固定したセラミックスリーブで軸支したが、この考案は、ク イルの中間部分の支持部材を省略したり、先端寄りと先端部の支持部材を一体化 したりするなど、クイルの基端寄り部分と先端部分との２個所を支持部材に固定 したセラミックスリーブで軸支するだけでもよい。

【００３４】 この考案に用いる進退部材にクイルの基端部を連結するカップリングは、フロ ーティング式またはオルダム式のカップリングを用いることが好ましい。そして 、前記実施例ではエンジンのシリンダブロックに形成したカム穴加工用の穴加工 機について説明したが、この考案は、前記カム穴加工やシリンダブロックの加工 に限られるものではなく、外周面から突出する刃具を有するとともに長いクイル を必要とする穴加工機に広く適用でき、被加工物によってはクイルが１本のみで あってもよい。

【００３５】

【考案の効果】

以上説明したように、この考案の穴加工機は、送り装置に設けた進退部材に、 外周面から突出する刃具が装着されたクイルの基端部をカップリングを介して軸 方向と交差する方向への移動および回転自在に連結し、前記送り装置の前側上方 に配設した天蓋から前後方向に相互間隔を設けた複数の支持部材を下方に突出さ せ、これらの支持部材に固定したセラミックスリーブに前記クイルを回転および 抜き差し自在に軸支し、前記天蓋に、電動機によって回転される動力伝達部材を 回転自在に保持させ、この動力伝達部材に前記クイルを軸支方向移動可能に係合 させ、クイルに前記動力伝達部材から回転力を伝達させるようにしたので、次の 効果が得られる。

【００３６】 すなわち、この考案の穴加工機は、送り装置の進退部材にカップリングを介し てクイルの基端部を軸方向と交差する方向への移動可能に連結すると共に、電動 機の回転を天蓋に保持させた動力伝達部材によってクイルに伝達するようにした ので、前記進退部材にはクイルを回転させる電動機を設けないようにすることが でき、加工中に進退部材が振動しにくい上に、この進退部材とクイルの間の振動 を遮断することができる。

【００３７】 また、クイルの基端部寄りの部分と先端部分との２個所など、クイルの軸方向 に互いに離れた複数個所を天蓋から下方に突出する支持部材に固定したセラミッ クスリーブに軸支させてあるので、クイルの長さが長くなっても、これを２個所 以上で確実に軸支でき、クイルに振動が発生するのを防止できると共に、電動機 によって回転される動力伝達部材を前記天蓋に保持させ、前記動力伝達部材から クイルに回転力を伝達させるようにしたので、回転部の重量を軽くすることがで き、バランスの調整が容易で、これによってもクイルに振動が発生しくにくくな る。したがって、この発明によれば、クイルが長いものでも真円度が高い穴加工 を行うことができる。さらに主軸がない送り装置でよいので、これを簡易な構成 にすることができるので、安価に穴加工機を提供することができる。

【００３８】 そして、前記支持部材にセラミックスリーブを固定し、これらのスリーブにク イルを回転および抜き差し自在に支持したので、スペースが小さい先端側，中間 部の支持部材にも容易に設けることができ、セラミックが通常超硬合金からなる クイルとの親和性がないことにより、かじりの心配がなく、耐耗性がよく、剛性 も大きい。したがって、ベアリングやメタルでクイルを軸支するのに比べ、クイ ルの動きが制限されて真円度がより高くなり、基準に対する平行度，位置精度が 向上すると共に、長期間にわたり高い精度の穴加工が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例による穴加工機を示す概略
側面図である。

【図２】図１の左側部分の一部を断面した作動説明用の
拡大図である。

【図３】図２の左側部分の一部を断面した作動説明用の
拡大図である。

【図４】図１の拡大横断説明図である。

【図５】図３のＡ−Ａ線矢視拡大図である。

【図６】図３のＢ−Ｂ線矢視拡大図である。

【図７】従来例の穴加工機を示す概略斜視図である。

【符号の説明】

１１ 基台 １２ 送り装置 １３ 支持台 １４ 進退部材 １５ 送り用シリンダ機構 １６ カップリング １７ クイル １８ 刃具 １９ 天蓋 ２０ 支柱 ２３，２４，２５ａ，２５ｂ 支持部材 ２６，２７，２８ａ，２８ｂ セラミックスリーブ ３０ 電動機 ３２ 動力伝達部材 ３５ シリンダブロック（被加工物） ３５ｅ 突起部 ３５ｆ カム穴

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 送り装置に設けた進退部材に、外周面か
   ら突出する刃具が装着されたクイルの基端部をカップリ
   ングを介して軸方向と交差する方向への移動および回転
   を自在に連結し、前記送り装置の前側上方に配設した天
   蓋から前後方向に相互間隔を設けた複数の支持部材を下
   方に突出させ、これらの支持部材に固定したセラミック
   スリーブに前記クイルを回転および抜き差し自在に軸支
   し、前記天蓋に、電動機によって回転される動力伝達部
   材を回転自在に保持させ、この動力伝達部材に前記クイ
   ルを軸方向移動可能に係合させ、クイルに前記動力伝達
   部材から回転力を伝達させるようにしたことを特徴とす
   る穴加工機。