JPH09314408A

JPH09314408A - ボーリング加工装置

Info

Publication number: JPH09314408A
Application number: JP15477196A
Authority: JP
Inventors: Masanao Oyama; 正直大山; Fuminobu Eto; 文信江藤; Masaharu Takiguchi; 正治滝口
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp; Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp; Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1996-05-28
Filing date: 1996-05-28
Publication date: 1997-12-09
Anticipated expiration: 2016-05-28
Also published as: JP3013233B2

Abstract

(57)【要約】【課題】気筒穴径の異なるシリンダブロック等の部材
のボーリング加工に際して、カッターヘッドの交換を不
要とし、加工の段取り工数が大幅に低減されたボーリン
グ加工装置を提供する。【解決手段】シリンダの気筒穴等の穴加工用ボーリン
グ加工ヘッドに、穴の軸線方向に往復移動せしめられる
ドローバーと、該ドローバーに係合され、これの往復移
動に従い一定割合で前記穴の半径方向に移動せしめら
れ、先端部にカッターが固定されたスライダーとを設け
るとともに、前記ドローバーとスライダーとを、該ドロ
ーバーの軸線方向に沿う締付力により結合し一体化させ
るクランプ機構を設け、更に前記ドローバーを往復駆動
する駆動機構を設けることにより、カッターヘッドを取
り換えることなく異なる穴径の精度よい穴加工を可能と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用エンジン
等比較的量産型の大中小型エンジン用シリンダブロック
の気筒穴のボーリング加工等に好適なボーリング加工装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用エンジンは、通常、エンジン出
力仕様に対応して気筒数あるいは気筒穴径の異なるもの
を多機種揃えて、車両側のニーズに対応している。

【０００３】図４に、上記のような気筒穴径の異なる自
動車用エンジンのシリンダブロックの気筒穴のボーリン
グ加工を行うためのボーリング加工装置の１例を示す。
図４において、２１はボーリング加工装置のフレーム、
２２はワーク支台であり、該ワーク支台２２上に気筒穴
２０ａをボーリング加工されるエンジンのシリンダブロ
ック２０が取付け、固定されている。２３はベース、６
は該ベース２３上に取付けられたスピンドルヘッドであ
り、該スピンドルヘッド６上には加工ワークである前記
シリンダブロック２０に対向してボーリング加工ヘッド
１０が装備されている。

【０００４】図５及び図６に、前記ボーリング加工ヘッ
ド１０の従来の１例を示す。このボーリング加工ヘッド
１０は、気筒穴ピッチが同一で気筒穴径が異なるシリン
ダブロックの加工に使用されるもので、図５〜図６にお
いて、６はベース２３（図４参照）に取付、固定された
スピンドルヘッド、３１はカッターヘッド、２は該カッ
ターヘッド３１の先端外周に取付、固定されたカッター
である。

【０００５】前記のような、ボーリング加工ヘッド１０
を使用して気筒穴径の異なるシリンダブロック２０の気
筒穴２０ａを加工する際には、ある気筒穴径Ｂ１１の気
筒穴を加工後、取付ねじを弛めたり締めたりすることに
よって、カッターヘッド３１を簡単に取り替えられるよ
うに構成されたクイックチェンジ機構３２を弛めて、カ
ッターヘッド３１をカッター２が固定されたままの状態
でスピンドルヘッド６から取り外す。そして、次に加工
する気筒穴径のＢ１２に設定されたカッターヘッド３
１′を上記スピンドルヘッド６に取付け、前記クイック
チェンジ機構３２により、これを固定する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図５〜図６に示される
ような従来のボーリング加工装置にあっては、前記のよ
うに、シリンダブロック２０について気筒穴径の異なる
気筒穴２０ａの加工を行う際には、気筒穴径毎にこれに
対応するカッター２の外径Ｂ１１あるいはＢ１２に設定
されたカッターヘッド３１あるいは３１′を準備してお
き、ある気筒穴径Ｂ１１の加工を完了したら、クイック
チェンジ機構３２を弛めてカッター２を取付けたままの
カッターヘッド３１をスピンドルヘッド６から取り外
し、次の気筒穴径Ｂ１２のカッターヘッド３１′を前記
スピンドルヘッド６に取付けるようにしている。

【０００７】このため、気筒穴径毎に、カッター２を組
み付けて外径を調整したカッターヘッド３１を準備する
必要があり、また、カッターヘッド３１単位で組み替え
て外径の調整を行わなければならず、加工の段取りに多
大な工数を要す。また、気筒穴径と同数のカッターヘッ
ドを必要とすることから加工コストが高騰する。また、
スピンドルヘッド６の先端部とこれに対向するカッター
ヘッド３１の端部との微少な隙間から切粉や塵芥等の異
物が侵入し易く、これを阻止するための結合部の清掃、
手入れ等にも相当の工数を要する。

【０００８】本発明は、前記問題点を解消し、気筒穴径
の異なるシリンダブロック等の部材のボーリング加工に
際して、カッターヘッドの交換を不要とし、加工の段取
り工数が大幅に低減されたボーリング加工装置を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明はボーリング加工
装置における前記問題点に鑑みてなされたもので、ボー
リング加工ヘッド及びその関連部材を次のように改良し
たことを要旨とするものである。

【００１０】即ち、その第１の手段は、穴加工がなされ
るワークに該穴の軸線方向に移動可能なボーリング加工
ヘッドによって穴をボーリング加工するボーリング加工
装置において、前記ボーリング加工ヘッドは、前記穴の
軸線方向に往復移動せしめられるドローバーと、該ドロ
ーバーに係合され、これの往復移動に従い一定割合で前
記穴の半径方向に、移動せしめられ、先端部にカッター
が固定されたスライダーとを備えてなり、前記ボーリン
グ加工ヘッドに前記ドローバーを往復駆動する駆動機構
が連設されたことを特徴とするボーリング加工装置にあ
る。また、上記手段に加えて、前記ドローバーとスライ
ダーとを、該ドローバーの軸線方向に沿う締付力により
結合し一体化して前記穴の加工をなさしめるクランプ機
構を設けることも、本発明の特徴とするところである。

【００１１】また、具体的には、上記ボーリング加工装
置において、前記ドローバーとスライダーとが、前記軸
線方向に対し傾斜して双方に形成されたセレーションの
噛合により係合されて構成される。

【００１２】さらに具体的には、前記スライダーは、前
記ボーリング加工ヘッドの軸心線に対称に１対設けら
れ、前記ドローバーの往復移動により互いに反対の半径
方向に移動して前記カッターの外径を変化せしめるよう
に構成される。

【００１３】上記手段によれば、ワークを固定後、ボー
リング加工ヘッドのドローバーを軸線方向に移動せしめ
ると、該ドローバーとセレーション結合された一対のス
ライダーが半径方向の互いに逆方向に移動し、該スライ
ダーの外周端に固定されているカッターも半径方向に移
動する。この際において、ドローバーの移動量を調整す
ることにより、両カッター間の距離を加工穴径に合致せ
しめる。

【００１４】従って、加工穴径に応じてドローバーの移
動量つまり、カッターが固定されたスライダーの移動量
を調整すれば、従来のもののように加工ヘッドを取り外
すことなく、内径の異なる穴の加工を行うことができ
る。

【００１５】又前記ドローバーとスライダーとの係合部
にエアを噴出させるエア噴出手段を設けた点も本発明の
好ましい手段である。

【００１６】さらに好適には、上記手段において、クラ
ンプ機構は、前記ドローバーの中心孔に往復動自在に嵌
合される棒状のクランパーをクランパー駆動機構によ
り、前記ボーリングヘッドの軸線方向に移動せしめて該
クランパー先端のヘッド部を介して、前記スライダーと
ドローバーとを圧接せしめるように構成される。

【００１７】上記手段によれば、ドローバーの往復移動
とこれに従うスライダーの半径方向の反対方向移動とに
より、スライダーの外周端部に取り付けたカッターの外
径を調整した後、クランプ機構を作動させて、その締付
力によりスライダーとドローバーとを固定する。これに
より、カッターはドローバーに強固に固定されることと
なり、重切削に充分に耐え得る剛性が保持される。

【００１８】さらに、前記各手段に加えて、前記ボーリ
ング加工ヘッドに、前記カッター取付部に連通されるカ
ッター冷却剤の供給路が設けられたことも本発明の具体
的手段に含まれ、これにより、カッターの温度上昇が防
止でき、切粉の排出が容易になる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下図１〜図３及び図４を参照し
て本発明の実施形態につき詳細に説明する。

【００２０】図４は、本発明の実施形態に係る自動車エ
ンジンのシリンダブロック気筒穴加工用のボーリング加
工装置の全体構成図であり、図４において、２１はフレ
ーム、２２はワーク支台である。該ワーク支台２２上に
は、ワーク即ち気筒穴２０ａをボーリング加工されるエ
ンジンのシリンダブロック２０が取付け、固定されてい
る。２３はベース、６は該ベース２３上に、前記シリン
ダブロック２０（ワーク）へ進退自在に取付けられたス
ピンドルヘッドである。該スピンドルヘッド６上には、
前記シリンダブロック２０に対向してボーリング加工ヘ
ッド１０が装備されている。

【００２１】１１はサーボモータ、１２は該サーボモー
タ１に連結されるボールねじであり、該サーボモータ１
１の駆動力によりボールねじ１２が回転せしめられ、該
ボールねじ１２に後述するドローバー３が連結されて往
復移動せしめられるようになっている。１５は、後述す
るクランパー（クランプ機構）に緊締力を付与するため
の回転油圧シリンダである。

【００２２】図１〜図３に前記実施形態に係るボーリン
グ加工ヘッド１０の詳細構造を示す。図１〜図３におい
て、５はボーリング加工ヘッド１０の本体、６はスピン
ドルヘッド（図４も参照）であり、該スピンドルヘッド
６及び本体５内には、ドローバー３ａ・３ｂが往復摺動
自在に嵌合されている。該スピンドルヘッド６側のドロ
ーバー３ａの一端は、図４に示されるように、前記ボー
ルねじ１２に連結されている。そして前記ドローバー３
ａの端部に形成された溝３ｃ内に本体５側のドローバー
３ｂに形成された凸部３ｄが嵌合されて両ドローバー３
ａ・３ｂが結合される。

【００２３】１ａ・１ｂは前記本体５の端部の半径方向
に刻設された嵌合溝５ａ内に、半径方向に摺動自在に嵌
合された１対のスライダーであり、各スライダー１ａ・
１ｂの先端には穴加工用のカッター２ａ・２ｂが固定さ
れている。

【００２４】前記１対のスライダー１ａ・１ｂは、ボー
リング加工ヘッド１０の軸心線１３に略対称な形状に形
成され、図２に示すように、これらの内側に形成された
セレーション４ａ・４ｂと前記ドローバー３ｂの端部の
両面に形成されたセレーションとが噛合されている。

【００２５】前記セレーション４ａ・４ｂは、ドローバ
ー３ｂを前記軸心線１３の方向に移動せしめたとき、ス
ライダー１ａ・１ｂが互いに反対の半径方向に移動可能
とされるように、軸線方向に対して傾斜角θ＝１５°
（図１〜図２参照）程度に傾斜されたセレーションとな
っている。１２は、前記ドローバー３ｂの外周に形成さ
れた廻り止め用溝、１１は該溝１２内に嵌合される廻り
止めピンである。

【００２６】７は、前記ドローバー３ａ・３ｂ内に往復
摺動可能に嵌合されたクランパーであり、該クランパー
７の一端は、図４に示されるように、回転油圧シリンダ
１５に連結され、該回転油圧シリンダ１５によりドロー
バー３ａ・３ｂ内面を往復動せしめられるようになって
いる。また、前記クランパー７の他端には、鍔上のクラ
ンパーヘッド７ａが設けられ、該クランパー７を図１の
Ｙ矢方向に引張ることにより、該クランパーヘッド７ａ
の側面がスライダー１ａ・１ｂの端面１ｄに当接可能と
なっている。又前記１対のスライダー１ａ・１ｂとドロ
ーバー３ａ・３ｂが係合するセレーション４ａ・４ｂ位
置と対面するクランパーヘッド７ａ裏面側にはエア噴出
口４０Ａが設けられており、前記クランパー７及びクラ
ンパーヘッド７ａに穿設されたエア通路４０を介して前
記セレーション４ａ・４ｂ位置にエアを噴出可能に構成
されている。尚、前記クランパーヘッド７ａが軸方向に
移動可能な閉鎖空間１０Ｂを介して本体５に固設された
カバー１０Ａに包被されている。

【００２７】９は、前記本体５内に穿設された冷却穴で
あり、該冷却穴９は、スライダー１ａ・１ｂ内のカッタ
ー２ａ・２ｂ取付部に向けて穿設された冷却穴８に連通
され、冷却剤供給源（図示せず）から送給された冷却剤
をカッター２ａ・２ｂ取付部に供給し、これを冷却可能
とし、カッター２ａ・２ｂの温度上昇を防止している。

【００２８】前記のように構成された、ボーリング加工
装置を使用してエンジン用シリンダブロック２０の気筒
穴を加工する際において、ワーク即ちシリンダブロック
２０をワーク支台２２上に固定し、サーボモータ１１を
駆動し、ボールねじ１２を回転させ、ドローバー３ａ・
３ｂを往復動せしめる。

【００２９】気筒穴径の小さいシリンダブロック２０の
気筒穴２０ａを加工する際には、図１に示されるよう
に、ドローバー３ａ・３ｂを図の左方に移動せしめる。
これによって、該ドローバー３ｂにセレーション４ａ・
４ｂにて結合されたスライダー１ａ・１ｂはボーリング
加工ヘッド１０の中心線１３に直角方向即ち半径方向に
移動し、図２に示されるように、カッター径がＢ１の位
置で整定される。

【００３０】次いで、前記回転油圧シリンダ１５を作動
させてクランパー７を図１のＹ矢方向に引張ると、クラ
ンパーヘッド７ａの内側面がＳ１の隙間を有している位
置よりスライダー１ａ・１ｂの端面に当接し、この当接
部が前記回転油圧シリンダ１５からの引張力によって所
定の面圧で当接される。この当接面圧によって、ドロー
バー３ｂとスライダー１ａ・１ｂとは、これらの間のセ
レーション４ａ・４ｂのバックラッシュが吸収され強固
に固定される。

【００３１】かかる手順により、気筒穴２０ａの気筒穴
径に合致するようにカッター外径Ｂ１を調整すれば、カ
ッター２ａ・２ｂはクランパー７のクランプ力（引張
力）により強固にスライダー１ａ・１ｂを介してドロー
バー３ｂに固定されることとなり、重切削に充分に耐え
得る剛性が保持される。

【００３２】前記気筒穴径よりも大径の気筒穴２０ａを
有するシリンダブロック２０の穴加工を行う際には、回
転油圧シリンダ１５を前記とは逆方向に作動させてクラ
ンパー７を弛める。これにより、スライダー１ａ・１ｂ
はドローバー３ａ・３ｂに対し、半径方向に移動可能と
なり、前記サーボモータ１１及びボールねじ１２を介し
てドローバー３ａ・３ｂをその軸心線に沿って前記とは
逆方向に移動せしめる。これによりスライダー１ａ・１
ｂは半径方向外方に気筒穴の内径に適合するカッター径
Ｂ２まで移動する。この際クランパーヘッド７ａのエア
噴出口４０Ａより前記セレーション４ａ・４ｂ位置にエ
アを噴出し、切り粉等の除去を図る。

【００３３】その後、前記と同様にクランパー７を図１
のＹ矢方向に引張る。これによって、図３に示すように
ドローバー３ｂは前径小径の気筒穴２０ａ加工時に対し
Ｓ２だけ図の右方に移動し、これに従いカッター２ａ・
２ｂの外径は前記Ｂ１から２Ｃだけ拡大されてＢ２とな
り、この状態で、ドローバー３ａ・３ｂとスライダー１
ａ・１ｂ及びカッター２ａ・２ｂとが強固に固定され
る。

【００３４】従って、気筒穴径の異なるシリンダブロッ
ク２０の加工に際しても、従来のもののようにカッター
ヘッドを交換することなく穴加工が可能となる。また、
クランパー７により、カッター２ａ・２ｂが所定のカッ
ター径で以ってドローバーに強固に固定されるので、重
切削にも充分対応できる。なお、上記実施例ではシリン
ダブロックの気筒穴加工への適用例を示したが、本発明
は他の穴加工にも適用可能である。また、上記実施例で
はスライダーを半径方向に移動させる構成として傾斜し
たセレーションを用いたが、傾斜したキーなどの他の構
成を使用することも当然可能である。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、ワークの加工穴径に応
じて、ドローバーの移動量つまり、該ドローバーに連動
されるスライダーの半径方向移動量を調整することによ
り、スライダーの外周端に固定されたカッターの外径を
変化せしめ、該穴径に合致せしめることができるので、
従来のもののように、加工ヘッドを取り換えることなく
異なる穴径の穴加工が可能となる。これにより、穴加工
の段取り工数が低減され、加工能率が向上し、加工コス
トが低減される。

【００３６】また、クランプ機構により、クランプ機構
を作動させてカッター及びスライダーをドローバーに強
固に固定することができ、重切剤に充分に耐え得る剛性
を保持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るボーリング加工ヘッド
の軸心線に沿う断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図３】前記実施形態におけるカッター外径拡大時の一
部断面図である。

【図４】エンジンのシリンダブロック気筒穴加工用ボー
リング加工装置の全体外観図である。

【図５】従来のボーリング加工ヘッドの一部外観図であ
る。

【図６】上記従来例における加工ヘッドの外観図であ
る。

【符号の説明】

１ａ・１ｂスライダー２ａ・２ｂカッター３ａ・３ｂドローバー４ａ・４ｂセレーション５本体６スピンドルヘッド７クランパー７ａクランパーヘッド８、９冷却穴１０ボーリング加工ヘッド１１サーボモータ１２ボールねじ１５回転油圧シリンダ２０シリンダブロック（ワーク）２２ワーク支台

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者滝口正治岐阜県安八郡神戸町横井字中新田1528番地三菱マテリアル株式会社岐阜製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】穴加工がなされるワークに、該穴の軸線
方向に移動可能なボーリング加工ヘッドによって穴をボ
ーリング加工するボーリング加工装置において、前記ボーリング加工ヘッドは、前記穴の軸線方向に往復
移動せしめられるドローバーと、該ドローバーに係合さ
れ、これの往復移動に従い一定割合で前記穴の半径方向
に移動せしめられ、先端部にカッターが固定されたスラ
イダーと、前記ドローバーとスライダーとを、該ドロー
バーの軸線方向に沿う締付力により結合し一体化させる
クランプ機構を備えてなり、前記ボーリング加工ヘッド
に前記ドローバーを往復駆動する駆動機構が連設された
ことを特徴とするボーリング加工装置。
【請求項２】前記ドローバーとスライダーとが、前記
軸線方向に対し傾斜して形成されたセレーションの噛合
により係合されてなる請求項１記載のボーリング加工装
置。
【請求項３】前記ドローバーとスライダーとの係合部
にエアを噴出させるエア噴出手段を設けた請求項１また
は２記載のボーリング加工装置。
【請求項４】前記スライダーは、前記ボーリング加工
ヘッドの軸心線に対称に１対設けられ、前記ドローバー
の往復移動により互いに反対の半径方向に移動して、前
記カッターの外径を変化せしめるように構成された請求
項１ないし３の何れかに記載のボーリング加工装置。
【請求項５】前記クランプ機構は、前記ドローバーの
中心孔に往復動自在に嵌合される棒状のクランパーをク
ランパー駆動機構により前記ボーリングヘッドの軸線方
向に移動せしめて該クランパー先端のヘッド部を介して
前記スライダーとドローバーとを圧接せしめるように構
成された請求項１記載のボーリング加工装置。
【請求項６】前記ボーリング加工ヘッドに、前記カッ
ター取付部に連通されるカッター冷却剤の供給路が設け
られてなる請求項１ないし４の何れかに記載のボーリン
グ加工装置。