JPS62255002A - 非円形筒体の加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は筒体の外周面を楕円形等のように非円形に切削
加工等の加工を行なうための非円形筒体の加工装置に関
する。

（従来の技術） 車両用エンジンに用いられているピストンは、常温の状
態では外周面が楕円形となるようにしている。このよう
な形状にピストンを切削加工するには、従来、第９図に
示すような加工装置１を用いている。この加工装置Ｉｉ
！１は、基本的には一般の旋盤を用いたものであり、主
軸！［２内に設けられた主軸３を、継手４を介してモー
タ５によって駆動するようにし、この主軸３にはマスタ
ーモデル６とワークＷとが固定されるようになっている
。

送り台８にはビン９によってこれを中心に回動自在に倣
い治具１０が取付けられており、この倣い冶具１０には
マスターモデル６に接触するコピーローラ１１と、ワー
クＷの外周面を切削するバイト１２とが取付けられてい
る。このような加工装置１によってワークＷの外周面を
切削加工するには、モータ５によって主軸３を回転させ
た状態で、コピーローラ１１をマスターモデル６に接触
させつつ送り台８を移動することによって、ワークＷの
外周面は、マスターモデル６の外周面に対応した形状に
、バイト１２によって切削加゛工される。

特開昭５０−１０４４８８号公報に示される装置もマス
ターモデルを用いるという点では同様の技術である。

第１０図は従来用いられている他の加工装置１ａを示す
図であり、この場合には前記マスターモデル６を用いる
ことなく、刃物送り台１３に取付けられたバイト１２を
油圧サーボ機構によって進退移動させるようにしたもの
である。この場合のバイト１２の移動は、油圧装置１４
から刃物送り台１３に供給される圧油をサーボバルブ１
５によって制御することにより、制御されるようになっ
ており、サーボバルブ１５はサーボ演算ユニット１６か
らの信号によって作動する。

（発明が解決しようといる問題点） しかしながら、このような従来の加工装置にあっては、
第９図に示す従来の加工装置のように、マスターモデル
６を用いてワークＷの加工形状を決定する場合には、異
なる楕円形状のワークＷを加工するには、マスターモデ
ル６を交換しなければならず、車種の変更によってピス
トンの形状を変化させるときには、段取作業が容易でな
かった。

このため、ピストン加工ラインにおいて、任意の車種の
ピストンをランダムに加工することが不可能であるとい
う問題点があった。

また、第１０図に示す従来の加工装置にあっては、演眸
ユニット１６からの信号を変えるだけでランダムな加工
は容易に行なうことができるが、構造が特殊であること
から、装置のメインテナンスないし保全性等が困ｎであ
った。

本発明は上記従来技術の問題点に鑑みてなされたもので
あり、マスターモデルを用いることなく、ワークの外周
面の形状を現出させ得るようにして、段取作業を必要と
することなく、筒体の外周面を任意の寸法に加工し得る
ようにすることを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するための本発明は、ワークを把持する
チャックが設けられ駆動モータに連結された駆動軸を支
持台に取付け、当該支持台に前記駆動軸と平行な方向及
び直角な方向に移動可能に加工ヘッドを設け、前記ワー
クの外周面を加工する加工具が設けられたツールホルダ
ーを加工ヘッドに前記直角方向に摺動可能に装着し、前
記ツールホルダーに連結されて当該ツールホルダーに軸
方向移動を伝達する往復動軸を前記加工ヘッドに回転可
能かつ軸方向に摺動可能に取付け、前記往！［１１１軸
と前記駆動軸とを同期歯車により′Ｎ結し、前記駆動軸
と同期した前記往復動軸の回転に伴って前記往＃Ｊ１′
ｔＪＪ軸を軸方向に往復動させる往復動手段を、前記加
工ヘッドに取付けてなる非円形筒体の加工装置である。

（作用） ワークを回転させるＭ＃Ｊ軸に同期して回転する往復動
軸を往復助手段によって所望のストロークで往ｌ［動さ
せるようにし、ワークの外周面を加工する加工具が設け
られたツールホルダーに対して往復動軸の回転を伝達す
ることなく往復動のみを伝達させるようにしである。し
たがって、ワークの回転に同期してツールホルダーはワ
ークの１回転に対して所定の回数だけ往復動することと
なり、ワークの外周面を楕円形等の所望の非円形に加工
することができる。また、加工ヘッドを駆動軸の軸方向
に移動させながら、駆動軸に対して直角の方向に移動さ
せると、ワークの外周面にはワークの軸方向に沿って楕
円量が変化した形状が形成される。

（実施例） 以下、図示する本発明の一実施例について説明する。第
１図は本発明の一実施例に係る非円形筒体の加工装置を
示す平面側断面図であり、第２図は第１因における■−
■線に沿う断面図である。

図示する加重値Ｗ１２０は、車両用ピストンをワークＷ
とし、これの外周面を楕円形に切削加工するために具体
化したものであり、支持台２１にはこれに固定された軸
受２２によって駆動軸２３が回転可能に取付けられてい
る。この駆動軸２３は中空となっており、中空孔２４内
には軸方向に摺動可能にチャック軸２５が装着されてお
り、このチャック軸２５によってワークＷを把持するた
めのチャック２６が作動するようになっている。

駆動軸２３の後端は、キー２７によって補助駆動軸２８
に連結されており、この補助駆動軸２８は、支持台２１
に固定された軸受２９によって回転可能に取付けられて
いる。この補助駆動軸２８も中空となっており、これの
中空孔３０内にも前記チャック軸２５が貫通している。

チャック軸２５を軸方向に駆動するために、補助駆動軸
２８の後端にはチャック軸駆動手段３１が取付けられて
いる。

補助駆動軸２８に固着されたプーリー３２と、駆動モー
タ３３の主軸に固着されたプーリー３４とには、ベルト
３５が懸架されており、駆動モータ３３によって補助駆
動軸２日を介して駆動軸２３が回転するようになってい
る。

支持台２１には第１．２図に示すように、支持テーブル
４１が固定されており、この支持テーブル４７の上には
、Ｍ２図に示すように、送りテーブル４２がガイド３６
によって、駆動軸２３の軸心と平行な方向にｍ動可能に
設置されている。この送りテーブル４２を駆動するため
に、支持テーブル４１には、第２図において仮想線で示
すように、縦送りモータ４３が取付けられ、この縦送り
モータ４３によって駆動されるボールねじ等からなる送
り軸４４が送りテーブル４２に噛合っている。

送りテーブル４２には第２図に示すように、駆動軸２３
の軸心に対して直角の方向にｍ動可能に加工ヘッド４５
が設置されている。この加工ヘッド４５には、テーブル
４２に形成されたレール部３７と摺動するガイド３８が
取付けられている。

この加工ヘッド４５を摺動するために、送りテーブル４
２には、第２図において仮想線で示すように、横送りモ
ータ４６が取付けられ、この横送りモータ４６によって
駆動されるボールねじ等からなる送り軸４７が、加工ヘ
ッド４５に噛合っている。したがって、加工ヘッド４５
は縦送りモータ４３によって送りテーブル４２が摺動す
ることにより、駆動軸２３に対して平行な方向に移動す
ると共に横送りモータ４５によつて前記駆動軸２３に対
して直角な方向にも移動することとなる。

加工ヘッド４５には、第１．２図に示すように、ワーク
Ｗの外周面を切削加工するための加工具としてのバイト
５０が設けられたツールホルダー５１が、前記駆動軸２
３に対して直角の方向にリテーナ４８を介して摺動可能
に装着されている。

加工ヘッド４５に軸方向に摺動可能にリテーナ４９を介
して装着された往復動スリーブ５２内には、ラジアルベ
アリング５３によって回転可能に往復動軸５４が取付け
られており、この往復動軸５４は同期歯車列５５によっ
て駆動軸２３と同期して回転するようになっている。

この同期歯車列５５は補助駆動軸２８に固着された平１
１！５６を有し、この平歯１ｔ［５８の回転はアイドル
歯車５７を介して平歯車５８に伝達される。この平歯！
［５８は継手５９の連結軸６０に固着されており、この
連結軸６０と、加工ヘッド４５に回転可能に取付けられ
た連結軸６１は、それぞれユニバーサルジヨイント６２
．６３によって継手軸本体６４に連結されている。この
継手軸本体６４は、ユニバーサルジヨイント６２に取付
けられたスリーブ６５と、これの中空孔内にスリーブ６
５と一体に回転すると共に、軸方向に摺動可能に嵌合さ
れかつユニバーサルジヨイント６３に取付けられた摺動
軸６６とからなり、加工ヘッド４５が駆動軸２３と平行
な方向及び直角な方向に移動しても確実に駆動モータ３
３の回転が連結軸６１に伝達されるようになっている。

連結軸６１には重両！ｉ！６７が固着されており、この
傘歯車６７は、加工ヘッド４５に回転自在に取付けられ
た補助軸６８に固着された傘歯車６９に噛合っており、
更に、この補助軸６８に固着された平歯車７０は、往復
動軸５４に固着された平歯車７１に噛合っている。往復
動軸５４とツールホルダー５１との間には、スラストベ
アリング７２が装着されており、往復ｓ＠５４の回転は
ツールホルダー５１には伝達されないようになっている
。また、ツールホルダー５１には、コイルばね７３によ
って往復動軸５４に向かう弾発力が付与されている。

加工ヘッド４５には、前記駆動軸２３と同期した往復動
軸５４の回転に伴って往復動軸５４をリテーナ４９内で
軸方向に移動させるための往復動手段８０　＄５２けら
れている。この往復動手段８０は、第２〜６図に示すよ
うに、往復動軸５４の後端に［ｉ！ｉｔ着された連結部
材８１を介して第６図に示す回転体８２が、往復動軸５
４に固着されており、この回転体８２にはホルダー８３
がねじ結合されている。

ホルダー８３は第４．６図に示すように、本体部がコの
字形状となっており、このホルダー８３にはナツト８４
．８５によってピボット軸受８６．８７が第４．５図に
示すように取付けられている。

尚、ナツト８４．８５はそれぞれねじ部材８８によって
ホルダー８３に固定されるようになっている。前記往復
動手段８０はそれぞれのピボット軸受８６．８７に支持
される尖端部８９．７０を有する受は金具９１を有して
おり、この受は金具９１には第５図に示すように止めリ
ング９２．９３によってスリーブ９４が止め付けられて
いる。このスリーブ９４内には、回転リング９５の外周
に突設されたロンド９６が回動可能に嵌合されている。

加工ヘッド４５には駆動体１００が回動可能に取付けら
れ、この駆動体１００にねじ結合されたボルト１０１に
より、スラストベアリング１０２．１０３を介して、第
６図に示すように回転リング９５が駆動体１００に装着
されている。スラストベアリング１０２，１０３は、そ
れぞれ回転リング９５の表裏両面に形成された段部１０
４．１゜５に嵌合されており、回転リング９５は第３図
に示すように、ポルト１０１の中心軸ｏ１を中心に回転
可能となっている。また、回転リング９５は駆動体１０
０が回動することによって、第３図に示すように、その
径方向中心軸０２を中心に回動してその姿勢が変更され
るようになっている。

この回転リング９５が軸０２を中心に回動することによ
って、往復動軸５４の往復動ストロークが調整される。

このストロークを調整するために、駆動体１００には、
第２図に示すように、レバー１０６が取付けられ、この
レバー１０６に固定された係合部１０７が、軸方向に移
動可能なｍ！Ｉ軸１０８に係合している。この調整軸１
０８の軸方向移動は、第１図に示すように、加工ヘッド
４５に取付けられた調整モータ１１０の主軸１１１にナ
ツト部１１２を取付け、このナツト部１１２を調整モー
タ１１０で回転することによって、これにねじ結合され
たボールねＵ等からなる調整軸１０８を軸方向に移動す
ることによってなされている。尚、ナツト１１２はベア
リング１１３を介して軸受１１４に支持されており、こ
の軸受１１４は加工ヘッド４５に取付けられている。

次に、図示する本発明の加工装置によって、ピストンを
ワークＷとして、これの外周面を楕円形状に切削加工す
る場合について説明する。

第１図に示すようにワークＷを駆動軸２３の先端のチャ
ック２６にチャック駆動手段３１を作動させて把持させ
た状態の下で、駆動モータ３３を駆動させてワークＷを
回転させる。この状態の下で横送りモータ４６を駆動し
て加工ヘッド４５を第１図に示す位置にまで横方向、つ
まり駆動軸２３に対して直角の方向に移動させた後、縦
送りモータ４４によって加工ヘッド４５を第１図におい
て左の方に前進させる。

駆動モータ３３を駆動させた状態で加工ヘッド４５を前
進させると、継手５９の摺動軸６６がスリーブ６５内で
摺動しつつ駆動モータ３３の回転が往復動軸５４に伝達
され往復動軸５４は回転しつつ、往復動スリーブ５２と
共にリテーナ４９内で軸方向に往復動する。この往復動
のストロークは、調整モータ１１０を駆動して、駆動体
１００の回動角度、つまり回転リング９５の軸０２を中
心として回転リング９５の回動角度を調整することによ
ってなされる。回転リング９５を軸０２を中心として所
定の角度に回動することによって、往復動軸５４は駆動
モータ３３により回転しつつ、回転リング９５の角度に
応じたストロークで軸方向に往復動することとなる。こ
のｔｔ復動軸５４が回転しつつ往復動すると、スラスト
ベアリング７２によって往復動のみがツールホルダー５
１に伝達され、このツールホルダー５１の往復動によっ
てバイト５０がワークＷの回転に同期して往復動する。

駆動軸２３の１回転に対して往復動軸５４が２回転する
ように、歯車列５５ないし歯車７０と歯車７１の回転比
を調整することによって、第７図（△）に誇張して示す
ようにワークＷの外周面は楕円形に切削加工される。ま
た、縦送りモータ４３の駆動によって加工ヘッド４５を
駆動軸２３に平行な方向に送るに従って、横送りモータ
４６を駆動して加工ヘッド４５を駆動軸２３に向けて前
進させると、ワークＷには、第７図（Ａ）において誇張
して示すように、ワークＷの外周面にはその長手方向に
向かうに従って、径が変化した楕円形状が切削加工され
る。

また、歯車列５５ないし歯車７０及び７１の端数比を変
化させることによって、第７図（Ｂ）に誇張して示すよ
うに、ワークＷの外周面を前記楕円形状以外の種々の非
円形の形状に加工することが可能となる。第７図（［３
）に示す場合は、駆動＠１１２３に対して往復動軸５４
の回転を４倍に５２定した場合であり、ワークＷが１回
転する間に、バイト５ｏは４回往復動することになる。

第８図（Ａ）（Ｂ）は本発明の他の実施例に係る往復助
手段８０を示す図であり、第８図（△）は前記実施例に
おける第３図に相当する断面図であり、第８図（Ｂ）は
同図（Ａ）の■−■線に相当する断面図である。

往復動軸５４の後端には、図示するようにリテーナ１２
０が固定され、このリテーナ１２０には往復動軸５４の
中心軸に対して直角方向の収容孔１２１が形成されてい
る。収容孔１２１内にはベアリング１２２．１２３を介
して棒状の摺動体１２４がその中心軸回りに回動可能に
取付けられている。そして、このＷ！動体１２４は更に
往復動軸５４が回転することによって、その回転中心軸
を中心に往復動軸５４と共に旋回するようになっている
。

前記実施例における駆動体１０ｏに相当する駆動体１２
５は、本体部１２６と、これに対してボルト１２７によ
り固定されたキャップ部１２８とからなり、これらの間
にはカム溝１２９が形成されている。このカム溝１２９
に前記摺動体１２４の一端が係合するようになっており
、この一端にはカム溝１２９との摺動が円滑となるよう
に、摺動子１３０が取付けられている。この摺動子１３
０は両端にカムｆｉ１２９と接゛触する円弧面が形成さ
れ、スペーサ１３１を貫通ずると共に、このスペーサ１
３１と摺動子１３０を貫通するビン１３２によって摺動
子１３０は摺動体１２４の一端に取付けられている。

この実施例の場合にも、第１図に示す調整モータ１１０
を作動することによって、レバー１０６を介して駆動体
１２５を回動すると、カム溝１２９が傾斜することから
、往ｖ１８軸５４の往復動ストロークを変化させること
が可能となる。尚、前記それぞれの実施例にあっては、
何れも加工具としてバイト５０を用い、ワークＷの外周
面を切削加工する場合を示すが、加工具として研削砥石
を用いれば、ワークＷの外周面を研削することが可能と
なる。

（発明の効果） 以上のように、本発明によれば、ワークを把持してこれ
を回転する駆動軸に同期させて往復動軸を駆動するよう
にし、この往復動軸の回転に伴って往復動手段によって
所望のストロークで往復動軸を往復動するようにし、こ
の往復動軸と、加工具が設けられたツールホルダーとの
間にスラストベアリングを設けて往復動軸の回転がツー
ルホルダーには伝達されず、往復動のみが伝達されるよ
うにしたので、倣い装置を用いることなく、複数の運動
を合成させて加工具を移動させることによってワークの
外径を楕円形等の所望の非円形の形状に加工することが
できる。また、往１度軸の往復動ストロークを往復動手
段によってｗ！４ｍすることにより、任意の外周形状に
ワークを加工することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る非円形筒体の加工装置
を示す平面側断面図、第２図は第１図におけるＩＩ−Ｉ
Ｉ線に沿う断面図、第３図は第２図における往復動手段
を示す拡大断面図、第４図は第３図における■−■線に
沿う断面図、第５図は第３図におけるｖ−ｖｌに沿う断
面図、第６図は往復動手段を構成する部品の分解斜視図
、第７図（Ａ）は本発明の加工装置によって加工された
ワークの一例を示す斜視図、第７図（Ｂ）は本発明の加
工装置によって加工されたワークの他の例を示す正面図
、第８図（Ａ＞は本発明の他の実施例に係る往復動手段
を示す断面図、第８図（Ｂ）は第８図（Ａ＞における■
−■線に沿う断面図、第９図及び第１０図は従来の加工
装置を示す概略平面図である。 ２０・・・加工装置、２３・・・駆動軸、２５・・・チ
ャック軸、２６・・・チャック、２９・・・軸受、３３
・・・駆動モータ、４１・・・支持テーブル、４２・・
・送りテーブル、４３・・・縦送りモータ、４５・・・
加工ヘッド、４６・・・横送りモータ、５ｏ・・・バイ
ト、５４・・・往復動軸、５５・・・同期歯車列、５９
・・・継手、７２・・・スラストベアリング、８０・・
・往復動手段、８２・・・回転体、８３・・・ホルダー
、９５・・・回転リング、１ｏＯ・・・駆動体、１０６
−ルハ＋、　１０８−Ｔ１４整軸、１１０・・・調整モ
ータ、１２０・・・リテーナ、１２４・・・摺動体、１
２５・・・駆動体、１２９・・・カム溝、１３０・・・
摺動子。 特許出願人　　　　日産自動車株式会社第８図 イｏｏ：ｘｔρイ４＼ 第４図 ＠７図 （Ａ） （Ｂ） 第８図 Ｈ■ ＠　８　図 （Ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ワークを把持するチャックが設けられ駆動モータに連結
   された駆動軸を支持台に取付け、当該支持台に前記駆動
   軸と平行な方向及び直角な方向に移動可能に加工ヘッド
   を設け、前記ワークの外周面を加工する加工具が設けら
   れたツールホルダーを加工ヘッドに前記直角方向に摺動
   可能に装着し、前記ツールホルダーに連結されて当該ツ
   ールホルダーに軸方向移動を伝達する往復動軸を前記加
   工ヘッドに回転可能かつ軸方向に摺動可能に取付け、前
   記往復動軸と前記駆動軸とを同期歯車により連結し、前
   記駆動軸と同期した前記往復動軸の回転に伴って前記往
   復動軸を軸方向に往復動させる往復動手段を前記加工ヘ
   ッドに取付けてなる非円形筒体の加工装置。