JPS594244B2 - 工作機械 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内向きの刃具を具備したリング状の刃具ドラ
ムを備え、この刃具ドラムを回転することによりクラン
クシャフトのピン及びジャーナルの外径等を加工する工
作機械に関するものである。

従来この種の工作機械としては、米国特許第３８８００
２５号（前者）及び米国特許第４２７６７９４号（後者
）に記載されたものがあるが、上記前者のものは、刃具
ドラムはＸ 、Ｙ方向に移動する複合スライドに支持さ
れて遊星運動するようになっているが、加工中Ｘ、Ｙ軸
の完全同期を必要とするため駆動系が複雑となり、また
本体が大きくなるという欠点がある。

後者のものは、２個の偏心環を用いてワーク中心と刃具
ドラム中心間の偏心量をアジャストするようにしている
が、その偏心量をあまり大きくすることができず、これ
を大きくしようとすると本体が大きいものになってしま
うという欠点がある。

本発明は上記のことにかんがみなされたもので、ワーク
中心と刃具ドラム中心間の偏心量が大きくとれてワーク
の切削径が種々相違するワークに対応でき、しかも機械
全体をコンパクトにまとめることができるようにした工
作機械を提供しようとするものである。

以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図中１はベッド、２，３はこのベッド１の長手方向両端
部に互いに対向して固設した主軸頭であり、この両生軸
頭２，３に、先端にチャック４゜５を設けたスピンドル
ノーズ６．７が設けてあり、これらによってクランクシ
ャフト８０両端部が、回転しないように把持されるよう
になっている。

なお上記両生軸頭２，３の一方には割出し装置９が備え
てあり、これにより、両生軸頭２，３に把持されるクラ
ンクシャフトを所定角度、例えば６０°、１２００回動
してチャック４，５による固定姿勢を割出すことができ
るようになっている。

１０．１１は上記スピンドルノーズ６．７をまたいでベ
ッド１上に取付けたスライドユニットであり、この両ス
ライドユニット１０，１１はベッド１の長手方向にスラ
イド自在にした基台１２゜１３上に、これのスライド方
向と直角方向にスライド自在に係合載置しである。

１４．１５は上記基台１２，１３をスライド駆動するモ
ータ、１６゜１７は各スライド可能ツ）１０，１１を基
台１２゜１３の移動方向と直角方向にスライド駆動する
モータである。

上記両スライドユニット１０，１１は同一構成となって
おり、以下その構成をその一方のスライドユニット１０
について説明する。

スライドユニット１０にはディスク体１８が軸心を主軸
頭の軸心と同一方向にして回転可能に担持されている。

そしてこのディスク体１８には回転軸心と直角方向に長
方形状の長孔１９が設けである。

この長孔１９には偏心スライド２０がスライド可能に係
合しである。

偏心スライド２０には刃具ドラム２１が回転自在に支承
されている。

この刃具ドラム２１０回転軸心は上記主軸頭２，３と平
行になっており、また、偏心スライド２０と共に移動し
たときに、これの軸心の軌跡がディスク体１８０回転軸
心を通るようになっている。

２２はスライドユニット１１に設けた駆動ユニットであ
り、これにより上記ディスク体１８及び偏心スライド２
０が駆動されるようになっている。

すなわち、ディスク体１８には固定歯車２３が固着して
あり、またディスク体１８には外歯と内歯とを外周、内
周に設けた歯車体２４が回転自在に支承されている。

この歯車体２４の外歯と上記固定歯車２３との歯数が同
一にとられている。

２５は偏心スライド２０のスライド方向に設けたねじ棒
であり、このねじ棒２５はディスク体１８に回転自在に
、かつ軸方向に係合して支持してあり、これのねじ部が
偏心スライド２０に螺合しである。

そしてこのねじ棒２５のディスク体１８側の先端に小歯
車２６が固着してあり、この小歯車２６が上記歯車体２
４の内歯に噛合しである。

２７は駆動ユニット２２に設けた差動装置であり、この
差動装置２７は回転自在に支承され、かつ外側に大歯車
２８を固着したケース２９と、このケース２９の両側で
、かつ回転軸心に設けた回転軸３０．３１と、各回転軸
３０，３１０先端でケース２９に設けた同歯数のサイド
歯車３２゜３３と、上記両サイド歯車３２．３３に噛合
してケース２９内に対向して支承された小歯車３４゜３
５とからなっており、上記両回転軸３０，３１の他端に
第１．第２歯車３０ａ 、３１ａが固着しである。

そして第２歯車３１ａにディスク体回転用モータ３６に
連結した歯車列が、また第１歯車３０ａにスライド動作
用モータ３７に連結した歯車列がそれぞれ噛合しである
。

３８はスライド動作用の歯車列に連結したエンコーダで
ある。

上記差動装置２７０犬歯車２８と、第２歯車３１ａの歯
数は同一になっており、大歯車２８は歯車体２４の外歯
に噛合し、第２歯車３１ａは固定歯車２３に噛合してい
る。

３９はスライドユニット１１に設けた刃具ドラム用モー
タで、このモータの駆動軸と刃具ドラム２１とがベルト
４０にて連結されている。

上記構成における作用を第５図を参照して説明する。

チャック４，５はチャック中心とクランクシャフト８の
ジャーナル中心とを一致させ、かつジャーナル中心とピ
ン中心とを結ぶ直線が偏心スライド２０の移動方向と一
致させた状態で回転方向に固定してクランクシャフト８
を把持する。

クランクシャフト８のチャック４，５に対する搬入出時
は刃具ドラム２１の中心Ｃｃと、ディスク体１８の中心
ＣＤとチャック中心と一致した状態にしてあり（第５図
Ａ）スライドユニット１０，１１はそれぞれベッド１０
両端部に位置し、スピンドルノーズ６．７をまたいでい
る。

以下一方のスライドユニット１１における加工動作を説
明する。

ピンＰ１を加工するときには、モータ１５の駆動により
刃具ドラム２１の刃具２１ａをピンＰ１の加工部に合致
させるべくスライドユニット１１をクランクシャフト８
の長手方向に移動し、かつ割出し位置決めを行なう。

次に他のモータ１７を駆動してスライドユニット１１を
クランクシャフト８の軸心と直角方向に１／２ストロー
ク、すなわちＤだけ移動してディスク体１８の中心ＣＢ
とピンＰ１の中心ＣＰ１と一致させ（第５図Ｂ）、その
後モータ３９を駆動して刃具ドラム２１を回転させる。

この状態でスライド動作用モータ３７を駆動して偏心ス
ライド２０をＤ＋１だけ移動し、刃具ドラム２１の刃具
２１ａをピンＰ１の外周に接近させ、ピン外径の加工状
態にする。

すなわち、上記スライド動作用モータ３７が回転すると
、歯車列を介して第１歯車３０ａが回転する。

このときディスク体回転用モータ３６が停止しており、
第２歯車３１ａが回転規制されているので、第２歯車３
１ａに固着した方のサイド歯車３３が回転せず、従って
上記第１歯車３０ａの回転により差動装置２７のケース
２９がこれと一体状に回転し、これと共に大歯車２８が
回転する。

かくするとこの大歯車２８に噛合する歯車体２４が回転
され、これの内歯に噛合する小歯車２６が回転し、ねじ
棒２５が回転され、これに螺合する偏心スライド２０が
移動させられる。

このときの移動量はスライド動作用モータ３′７に出力
される信号の大きさによって決定され、エンコーダ３８
により検出制御される。

このようにして偏心スライド２０は、これに担持した刃
具ドラム２１の刃具２１ａがピンＰ１の外周に接する加
工開始状態に移動される。

刃具２１ａがピンＰ１ に接した後、スライド動作用モ
ータ３７を停止させてその状態を維持させておき、次に
ディスク体回転用モータ３６を駆動させてディスク体１
８を回転させる。

すなわち、スライド動作用モータ３７を停止させた状態
でディスク体回転用モータ３６を駆動させると、差動装
置２７の第１歯車３０ａが停止されていることにより、
第２歯車３１ａと差動装置２７のケース２９とこれと一
体の大歯車２８が回転する。

かくすると、第２歯車３１ａにてディスク体１８が回転
され、また大歯車２８にて歯車体２４が回転される。

ところがこのとき、第２歯車３１ａとディスク体１８の
固定歯車２３の歯車比と大歯車２８と歯車体２４との歯
車比が同一であることにより、ディスク体１８と歯車体
２４とは同一回転され、歯車体２８とディスク体２４と
の間に相対的な回転は発生せず、ディスク体１８に対し
て偏心スライド２０は移動しない。

上記のようにディスク体１８が回転すると、刃具ドラム
２１の中心Ｃｃは第５図Ｂから第５図Ｅに示すようにピ
ンＰ１の中心ＣＰ１を中心にして遊星運動し、これの運
動によりピンＰ１の外周が刃具２１ａにて切削される。

ピンＰ１ の加工完了後は偏心スライド２０、スライド
ユニット１０を移動させて他のピンを切削するべく上記
操作を繰り返えす。

以上のように一方のスライドユニット１１により所望の
加工を行なうが、これと全く同じ動作で他方のスライド
ユニット１０にて他の所望の加工を行なうことができる
。

また上記実施例ではピンだけの加工例を説明したが、ジ
ャーナル加工も当然同じ加工動で可能である。

そして２個のスライドユニット１０．１１により、ピン
とピンあるいはピンとジャーナルの加工を並行して行な
うことができる。

また刃具ドラム２１に刃具２１ａを複数列タンデムに設
ける１ ことにより複数個所の加工を同時に加工するこ
ともできる。

さらに上記実施例ではピン外周面の加工例を説明したが
、このほかにカウンタウェブの側面加工も可能である。

この場合にはスライドユニットを１ クランクシャフト
８と直角方向に移動する。

またピンが６個所にあるクランクシャフトの場合、ピン
位置が１２σづつ位相がずれているが、この場合は主軸
頭に設けた割出し装置９にて各位相にあるピンを所定位
置に割出し位置決めを行なノ う。

またディスク体１８と偏心スライド２０を同時に動かせ
ばだ円等円形以外の形状の外周面を加工することができ
る。

上記実施例における駆動ユニット２２では、モ、 −夕
を２個用いた例を示したが、第６図に示すようにディス
ク体回転用の歯車列４１とスライド動作用の歯車列４２
とをそれぞれの途中にブレーキ付クラッチ４３．４４を
介装して１個のモータ４５に接続する構成としてもよい
。

ただしこの場）合は円形以外の加工は不可能となる。

なお図中４６．４７は検出器である。

第７図は本発明に係る装置におけるモータをＮＣ装置４
８による制御装置４９にて制御する場合を示す。

１ さらに上記実施例における駆動ユニット２２では
差動装置２７を用いた例を示したが、ディスク体１８と
偏心スライド２０を駆動する手段はそれぞれ別個に独立
して設けてもよい。

なお上記実施例の説明に用いた図面においては、ン 説
明の都合上、刃具ドラム２１、刃具２１ａの大きさに対
してクランクシャフト８を大きく示したが、実際には第
８図、第９図に示すような関係にある。

すなわち刃具ドラム２１に円板４８が固着され、この円
板４８の内径面に刃具２１ａが固着しである。

そして刃先から刃具ドラム２１の内径面までの寸法をし
、クランクシャフト８の最大半径方向深さをり。

とじたときにＬ＞Ｌｏどなるようになっている。

なお第１０図は刃具を２連装した状態を示す。

本発明は以上のようになり、ワークを回転方向に固定し
て支持するワーク担持装置と、ワーク担持装置の軸方向
及び軸直角方向に移動可能にしたスライドユニット１０
．１１と、スライトユニツＮ０，１１に、上記ワーク担
持装置の軸心と平行でかつ同一高さの回転軸心を中心に
回転自在に支承され、かつ上記回転軸心と直角方向に長
孔１９を有するディスク体１８と、ディスク体１８の長
孔１９に係合し、かつディスク体１８の回転軸心に対し
て直角方向に移動自在にした偏心スライド２０と、偏心
スライド２０に回転自在に貫通支承され、かつその回転
軸心と上記ワーク担持装置の軸心と平行でかつ偏心スラ
イド２０の移動に従って変化する軸心位置の軌跡が上記
ワーク担持装置の軸心と交差するようにして設け、さら
にワークが貫通する内径を有する内面に刃具２１ａを固
着した刃具ドラム２１と、ディスク体１８を回転駆動す
るディスク体駆動手段と、偏心スライド２０を移動する
偏心スライド駆動手段と、刃具ドラム２１を回転駆動す
る刃具ドラム駆動手段とから、工作機械を構成したから
、ワーク中心と刃具ドラム中心間の偏心量が大きくとれ
てワークの切削径が種々相違するワークに対応でき、し
かも機械全体をコンパクトにまとめることができる。

また本発明によれば加工開始時の位置設定をスライドユ
ニット１０，１１、ディスク体１８．偏心スライド体２
０を順次動かすことによりなされ、また加工時には刃具
ドラム２１とディスク体１８を単純に回転することによ
りなされて、他の部材と共動して作動する部分がないこ
とにより、機械的構成が簡単であり、従ってこれを自動
化するための制御装置をも簡単にすることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は正面図、
第２図はスライドユニット部を示す正面図、第３図はス
ライドユニット部の要部を示す断面部、第４図は駆動ユ
ニットの一例を示す歯車列図、第５図Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、
Ｅは作動説明図、第６図は駆動ユニットの他動を示す歯
車列図、第７図は本発明に係る装置を自動制御する場合
の説明図、第８図、第９図はワークに対する刃具ドラム
□ と刃具の大きさの関係を示す正面図と断面図、第１
０図は刃具を２連にした場合を示す断面図である。 ８はクランクシャフト、１０．１１はスライドユニット
、１８はディスク体、１９は長孔、２０１ は偏心スラ
イド、２１は刃具ドラム、２１ａは刃具。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ワークを回転方向に固定して支持するワーク担持装
   置と、ワーク相持装置の軸方向及び軸直角方向に移動可
   能にしたスライドユニット１０゜１１と、スライドユニ
   ット１０．１１に、上記ワーク担持装置の軸心と平行で
   かつ同一高さの回転軸心を中心に回転自在に支承され、
   かつ上記回転軸心と直角方向に長孔１９を有するディス
   ク体１８と、ディスク体１８の長孔１９に係合し、かつ
   ディスク体１８の回転軸心に対して直角方向に移動自在
   にした偏心スライド２０と、偏心スライド２０に回転自
   在に貫通支承され、かつその回転軸心を上記ワーク担持
   装置の軸心と平行でかつ偏心スライド２０の移動に従っ
   て変化する軸心位置の軌跡が上記ワーク担持装置の軸心
   と交差するようにして設け、さらにワークが貫通する内
   径を有する内面に刃具２１ａを固着した刃具ドラム２１
   と、ディスク体１８を回転駆動するディスク体駆動手段
   と、偏心スライド２０を移動する偏心スライド駆動手段
   と、刃具ドラム２１を回転駆動する刃具ドラム駆動手段
   とからなることを特徴とする工作機械。