(57)【要約】【課題】  中空ワークの内面加工を高精度に行えるようにする。【解決手段】  デフケース１１内にカッタ１３を配置し、このカッタ１３を、デフケース１１の外部の互いに対向する側から貫通孔１１ｃ，１１ｄを通して内部に挿入する一対のカッタドライバ１５，１７によって両側から保持する。この状態で、一方のカッタドライバ１５によりカッタ１３を押圧しつつ回転させることで、デフケース１１の一方の内面１１ｂを加工し、他方のカッタドライバ１７によりカッタ１３を押圧しつつ回転させることで、デフケース１１の他方の内面１１ａを加工する。ここで両カッタドライバ１５，１７は、カッタ１３を保持する際に、カッタ１３に対し所定の圧縮応力を付与した状態とする。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空ワーク内にカッタを配置し、このカッタを、中空ワークの外部の互いに対向する側から貫通孔を通して内部に挿入する一対のカッタドライバによって両側から保持し、前記一対のカッタドライバの一方により前記カッタを押圧しつつ回転させることで、前記中空ワークの互いに対向する内面のうちの一方を加工する中空ワークの内面加工方法であって、前記カッタを保持する際に、前記両カッタドライバがカッタに対して所定の圧縮応力を付与することを特徴とする中空ワークの内面加工方法。
【請求項２】
前記一対のカッタドライバを互いに接近離反する方向に移動させるボールねじ機構を、一対のカッタドライバ毎に設けるとともに、前記各ボールねじ機構を駆動する一つの駆動手段を設け、この駆動手段の動力を一方のボールねじ機構にのみに伝達できるように動力の接続遮断を行う動力接続遮断機構を設け、前記カッタに圧縮応力を付与するときには、前記動力接続遮断機構を遮断状態とし、前記駆動手段の動作によって一方のカッタドライバを前進移動させることで、前記カッタを他方のカッタドライバに向けて押し付け、その後前記動力接続遮断機構を接続状態として、前記カッタに付与した圧縮応力を保持することを特徴とする請求項１記載の中空ワークの内面加工方法。
【請求項３】
前記駆動手段の動力を前記ボールねじ機構に伝達する動力伝達機構を設け、この動力伝達機構に前記動力接続遮断機構を設けたことを特徴とする請求項２記載の中空ワークの内面加工方法。
【請求項４】
前記カッタに圧縮応力を付与するときには、このカッタを押し付ける側と反対側の他方のカッタドライバの移動を、規制手段によって規制することを特徴とする請求項２または３記載の中空ワークの内面加工方法。
【請求項５】
中空ワーク内にカッタを配置し、このカッタを、中空ワークの外部の互いに対向する側から貫通孔を通して内部に挿入する一対のカッタドライバによって両側から保持し、前記一対のカッタドライバの一方により前記カッタを押圧しつつ回転させることで、前記中空ワークの互いに対向する内面のうちの一方を加工する中空ワークの内面加工装置であって、前記両カッタドライバは、前記カッタを保持する際にカッタに対して所定の圧縮応力を付与することを特徴とする中空ワークの内面加工装置。
【請求項６】
前記一対のカッタドライバを互いに接近離反する方向に移動させるボールねじ機構を、一対のカッタドライバ毎に設けるとともに、前記各ボールねじ機構を駆動する一つの駆動手段を設け、この駆動手段の動力を一方のボールねじ機構にのみ伝達できるように動力の接続遮断を行う動力接続遮断機構を設け、この動力接続遮断機構は、前記カッタに圧縮応力を付与するときには遮断状態とし、前記駆動手段の動作によって一方のカッタドライバを前進移動させることで、前記カッタを他方のカッタドライバに向けて押し付ける一方、前記中空ワークの内面を加工するときには接続状態とし、前記カッタに付与した圧縮応力を保持することを特徴とする請求項５記載の中空ワークの内面加工装置。
【請求項７】
前記駆動手段の動力を前記ボールねじ機構に伝達する動力伝達機構を設け、この動力伝達機構に前記動力接続遮断機構を設けたことを特徴とする請求項６記載の中空ワークの内面加工装置。
【請求項８】
前記カッタを押し付ける側と反対側の他方のカッタドライバの移動を、前記圧縮応力を付与するときに規制する規制手段を設けたことを特徴とする請求項６または７記載の中空ワークの内面加工装置。
【請求項９】
前記動力伝達機構は、前記駆動手段に、前記一方のカッタドライバに動力を伝達する第１の回転軸を接続するとともに、この第１の回転軸に、前記他方のカッタドライバに動力を伝達する第２の回転軸を、前記動力接続遮断機構を介して接続して構成し、前記第２の回転軸から動力の伝達を受けるボールねじ機構に前記規制手段を設けたことを特徴とする請求項８記載の中空ワークの内面加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、中空ワークの内面加工方法および加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
中空ワークとして、例えば自動車におけるデファレンシャルのギア機構が収容されるデフケースは、キア機構を構成するピニオンやサイドギアの背面が摺動する内面を加工している。この摺動面を高精度に加工することで、デフケース内面とギア背面とのクリアランスを小さくし、振動・騒音が低減することになる。
【０００３】
図１１は、デフケース１の図示しないピニオンの背面が摺動する内面１ａ，１ｂを加工する内面加工装置を示す。このデフケース内面１ａ，１ｂを加工する際には、デフケース１内にカッタ３を配置し、このカッタ３を、図１１中で左右両側からデフケース１内に挿入した一対のカッタドライバ５，７によって保持し、この保持状態で、一方のカッタドライバ５（７）を他方側の内面１ｂ（１ａ）に向けてカッタ３を押圧しつつ回転させる。
【０００４】
この場合、両カッタドライバ５，７をカッタ３に対して接近離反移動させる送り機構として、例えばボールねじ機構を使用することが考えられ、このようなボールねじ機構を備えたものとして例えば下記特許文献１がある。
【特許文献１】特開平１１−７７４７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した一対のカッタドライバを用いて中空ワークの内面加工を行う装置にあっては、一方のカッタドライバをカッタに向けて押圧する際に、他方のカッタドライバをこの押圧した分だけ逃がし、両カッタドライバに個別に設けた駆動部相互の同期を取るようにしている。このため、カッタの保持が不安定となり、高精度な加工が困難になるという問題がある。
【０００６】
また、使用後のカッタのワークに対する接触位置が変化する場合や、ワークの種類（大きさ）の違いによるカッタのワークに対する接触位置が変化する場合には、両カッタドライバのカッタを保持する際の位置調整が煩雑となり、作業性の低下を招くとともに、高精度な加工が困難なものとなっている。
【０００７】
そこで、この発明は、中空ワークの内面加工を高精度に行えるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、この発明は、中空ワーク内にカッタを配置し、このカッタを、中空ワークの外部の互いに対向する側から貫通孔を通して内部に挿入する一対のカッタドライバによって両側から保持し、前記一対のカッタドライバの一方により前記カッタを押圧しつつ回転させることで、前記中空ワークの互いに対向する内面のうちの一方を加工する中空ワークの内面加工方法であって、前記カッタを保持する際に、前記両カッタドライバが前記カッタに対して所定の圧縮応力を付与する中空ワークの内面加工方法としてある。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、両カッタドライバがカッタに対して所定の圧縮応力を付与した状態で保持し、この保持状態で中空ワークの内面を加工するようにしたので、カッタの保持が安定し、高精度な加工を行うことができる。また、カッタが摩耗などによりワークに対する接触位置が変化しても、圧縮応力の付与によりカッタドライバがカッタを押し付ける方向に移動するので、ワークに対するカッタの接触位置の変化を吸収することになり、両カッタドライバの煩雑な位置調整が不要となり、作業性の低下を防止できるとともに、高精度な加工が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１１】
図１は、この発明の第１の実施形態に係わる中空ワークの内面加工装置の全体構成を示す正面図である。中空ワークとして、ここでは、従来技術で説明したものと同様に、自動車におけるデファレンシャルのギア機構が収容されるデフケース１１を使用している。
【００１２】
このデフケース１１内には、後述する図４に拡大して示すように、カッタ１３を収容している。このカッタ１３は、互いに対向して配置した一対のカッタドライバ１５，１７の先端が、保持穴１３ａ，１３ｂに挿入されて両側から保持された状態で、図示しない前記ギア機構におけるピニオンの背面が摺動する互いに対向する内面１１ａ，１１ｂを加工する。
【００１３】
カッタドライバ１５，１７は、ピニオンを支持するピニオンシャフトが挿入される貫通孔としてのピニオンシャフト孔１１ｃ，１１ｄからデフケース１１内に挿入する。また、カッタ１３は、環状の支持溝１３ｃをツール吊り下げ機構１９の下端支持部１９ａによって吊り下げ支持した状態で、デフケース１１に設けてある粗孔１１ｅから内部に挿入する。ツール吊り下げ機構１９の下端支持部１９ａは、環状に形成してその内面に図示しないベアリングを備え、カッタ１３を回転可能に支持する。
【００１４】
上記したカッタドライバ１５，１７は、それぞれモータ２１，２２の駆動によりスピンドルヘッド２３，２４を介して回転する。各スピンドルヘッド２３，２４の下部には、ボールガイドナット２５，２７を設け、このボールガイドナット２５，２７にねじ棒２９，３１がそれぞれ螺合してボールねじ機構を構成する。すなわち、ねじ棒２９，３１の回転により、各スピンドルヘッド２３，２４がデフケース１１に対して互いに接近離反する方向に移動し、これに伴い前記したカッタドライバ１５，１７がデフケース１１に対して互いに接近離反する方向に移動する。
【００１５】
各ねじ棒２９，３１は、互いに対向する側の内端部が、ベースフレーム３３上の回転支持部３５，３７に、これと反対側の外端部付近が回転支持部３９，４１に、それぞれ回転可能に支持されている。
【００１６】
一方、上記した各ねじ棒２９，３１の下方には、ねじ棒２９，３１と平行に延びるドライブシャフト４３，４５をそれぞれ設置する。ドライブシャフト４３が第１の回転軸、ドライブシャフト４５が第２の回転軸を構成している。
【００１７】
このうち第１の回転軸となるドライブシャフト４３の外端は、駆動手段としての送り用モータ４７に連結する。この送り用モータ４７は、モータ取付ブラケット４９を介してベースフレーム３３に取り付けてある。
【００１８】
各ドライブシャフト４３，４５の互い対向する内端側は、ベースフレーム３３上の中央部に設けてある支持台５０上の回転支持部５１，５２に、これと反対の各外端側は、支持台５３，５５上の回転支持部５７，５９に、それぞれ回転可能に支持されている。
【００１９】
上記した回転支持部５７より内側の支持台５３上には、歯車などを内蔵する動力伝達部６１を設置し、送り用モータ４７の駆動力をこの動力伝達部６１を介してねじ棒２９に伝達する。一方、前記回転支持部５９より内側の支持台５５上には、歯車などを内蔵する動力伝達部６３を設置し、送り用モータ４７の駆動力をこの動力伝達部６３を介してねじ棒３１に伝達する。
【００２０】
また、ねじ棒３１の外端部には、ねじ棒３１の回転を規制するブレーキユニット６７を、ベースフレーム３３上の支持台６５に設置した状態で設けてある。すなわち、このブレーキユニット６７は、ねじ棒３１の回転を規制することで、カッタドライバ１７の移動を規制する規制手段を構成する。
【００２１】
上記したドライブシャフト４３，動力伝達部６１および、ドライブシャフト４５，動力伝達部６３により、動力伝達機構を構成する。
【００２２】
また、各ドライブシャフト４３，４５相互間の前記支持台５０上には、これら各ドライブシャフト４３，４５相互間の接続および遮断を行う動力接続切断機構としてのクラッチユニット６９を設置する。
【００２３】
さらに、前記ベースフレーム３３上の前記各回転支持部３５，３９を設置してあるブロック７１と、各回転支持部３７，４１を設置してあるブロック７３との間には、中空ワークであるデフケース１１を図１中で紙面に直交する方向に搬送する搬送装置７５を配置してある。
【００２４】
また、この搬送装置７５の両側方に位置するベースフレーム３３上には、二点鎖線で示す一対の支持ポスト７７，７９を設置し、各支持ポスト７７，７９の上端相互に架け渡した支持部材８１に、カッタ１３を支持する前記ツール吊り下げ機構１９を設けてある。このツール釣り下げ機構１９は、支持部材８１上の駆動部８２によって上下動するとともに、支持部材８１に対し、カッタドライバイ１５，１７の移動方向に沿って移動可能である。
【００２５】
次に、上記した第１の実施形態に係わる中空ワークの内面加工装置の動作手順を図２〜図９を用いて説明する。
【００２６】
（１）図２は、各カッタドライブ１５，１７が、デフケース１１を中心として、所定距離Ｌを隔てて左右対称位置にある原位置待機状態を示す。この状態で、デフケース１１の図２に示す加工位置に対する搬入・搬出と、カッタ１３のデフケース１１に対する挿入（下降）・戻し（上昇）動作が可能である。
【００２７】
なお、上記図２でのデフケース１１は、例えば搬送装置７５から上方に延びる支持アームなどによって支持されているものとする。
【００２８】
（２）図２の状態で、クラッチユニット６９を接続状態として両ドライブシャフト４３，４５相互を接続するとともに、ブレーキユニット６７を開放状態としてねじ棒３１の回転規制を解除しておく。
【００２９】
この状態で、図３に示すように、ツール吊り下げ機構１９を下降させてカッタ１３をデフケース１１内に挿入する。このときのカッタ１３は、デフケース１１内の中立（中心）位置にある。その後、送り用モータ４７を駆動すると、クラッチユニット６９により互いに連結しているドライブシャフト４３，４５が一体となって回転し、この回転に伴って動力伝達部６１，６３を介して各ねじ棒２９，３１が互いに同方向に回転する。
【００３０】
両ねじ棒２９，３１の同方向の回転により、カッタドライバ１７がデフケース１１に接近するよう両カッタドライバ１５，１７が一体となって所定距離Ｌを保持したまま移動する。この移動により、カッタドライバ１７がデフケース１１内に挿入され、その先端がカッタ１３の保持孔１３ｂに入り込む。
【００３１】
（３）図３の状態で、クラッチユニット６９を遮断状態として両ドライブシャフト４３，４５相互の接続を遮断するとともに、ブレーキユニット６７によりねじ棒３１の回転を規制しておく。この状態で送り用モータ４７を前記とは逆方向に駆動してねじ棒２９を逆方向に回転させ、これによりカッタドライバ１５を、図４に示すように、デフケース１１に向けて接近移動させ、デフケース１１内に挿入してその先端をカッタ１３の保持孔１３ａに入り込ませる。
【００３２】
さらに、この状態から、送り用モータ４７の駆動により、カッタドライバ１５を前進させ、カッタ１３をカッタドライバ１７に向けて押し付ける。このときカッタドライバ１７は、ブレーキユニット６７により移動が規制されているので、両カッタドライバ１５，１７相互間で、カッタ１３に対して所定の圧縮応力（４９００Ｎ）を付与することになる。その後、この圧縮応力をカッタ１３に付与したまま送り用モータ４７の駆動を停止する。
【００３３】
（４）次に、図４の状態で、クラッチユニット６９を接続状態とするとともに、ブレーキユニット６７を解除してカッタドライバイ１７の移動規制を解除する。このときカッタ１３には、前記した圧縮応力が付与されたままである。
【００３４】
この状態で、モータ２１，２２の駆動によりスピンドルヘッド２３，２４を介して両カッタドライバ１５，１７がカッタ１３とともに回転し、かつこの回転状態でカッタドライバ１５がカッタ１３を押圧するよう送り用モータ４７を駆動する。カッタドライバ１５の上記した押圧方向への加工に伴う移動により、カッタドライバ１７もカッタドライバ１５と一体となって同方向に移動し、これによりデフケース１１の内面１１ｂが加工される。
【００３５】
なお、カッタ１３の上記した加工に伴う移動に伴ってツール吊り下げ機構１９も同方向に同期して移動する。
【００３６】
（５）図６は、デフケース１１のカッタドライバ１５側の内面１１ａを加工している状態を示す。このときの動作は、図５における内面１１ｂの加工時に対し左右対称となるだけである。
【００３７】
（６）図７は、デフケース１１の各内面１１ａ，１１ｂの加工が完了した状態を示す。ここでは、図６の状態から、送り用モータ４７の駆動により、カッタ１３が前記図３に示した中立位置となるように、カッタドライバ１５を前進、カッタドライバ１７を後退するよう、両カッタドライバ１５，１７を一体移動させる。
【００３８】
その後、両カッタドライバ１５，１７の回転を停止させ、カッタ１３の回転を停止させる。
【００３９】
（７）次に、ブレーキユニット６７によるねじ棒３１の回転規制を行い、かつクラッチユニット６９を遮断状態とする。この状態で、送り用モータ４７をカッタドライバ１５が後退する方向に駆動することで、ドライブシャフト４３のみが回転し、これに連結するねじ棒２９が回転するので、図８に示すように、カッタドライバ１７が停止したままで、カッタドライバ１５が後退移動し、各カッタドライバ１５，１７相互が所定距離Ｌを隔てた前記図３と同様の状態となる。
【００４０】
（８）図８の状態で、クラッチユニット６９を接続状態とし、かつブレーキユニット６７によるねじ棒３１の回転規制を解除する。この状態で送り用モータ４７を、上記（７）とは逆方向に駆動させることにより、カッタドライバ１７がデフケース１１から離れる方向に、両カッタドライバ１５，１７が一体となって移動する。
【００４１】
この移動により、各カッタドライブ１５，１７が、前記した図２と同様に、デフケース１１を中心として、所定距離Ｌを隔てて左右対称位置にある原位置待機状態となる。その後、ツール吊り下げ機構１９を上昇させて、カッタ１３をデフケース１１内から抜き出すとともに、デフケース１１の搬出を行う。
【００４２】
上記した第１の実施形態によれば、両カッタドライバ１５，１７が、カッタ１３に対し所定の圧縮応力を付与した状態で保持するようにしたので、カッタ１３の保持が安定し、デフケース１１の内面１１ａ，１１ｂに対する加工を高精度に行うことができる。
【００４３】
また、カッタ１３の摩耗などにより内面１１ａ，１１ｂに対する接触位置が変化しても、カッタ１３に対する圧縮応力の付与により、カッタドライバ１５，１７がカッタ１３を内面１１ａ，１１ｂに対して押し付ける方向に移動させるので、上記した接触位置の変化を吸収することになる。このため、カッタドライバ１５，１７の上記カッタ１３の摩耗などに起因する煩雑な位置調整が不要となり、作業性の低下を防止できるとともに、高精度な加工が可能になる。
【００４４】
さらに、一つの送り用モータ４７で、両カッタドライバ１５，１７の送り動作を行えるので、両カッタドライバ１５，１７に対して個別の送り用モータを設ける場合に比較して設備費を低下させることができる。
【００４５】
図１０は、この発明の第２の実施形態に係わる中空ワークの内面加工装置の全体構成を示す正面図である。この実施形態は、前記した第１の実施形態おける動力伝達機構（ドライブシャフト４３，４５および動力伝達部６１，６３）を廃止し、送り用モータ４７でねじ棒２９，３１を直接駆動する構成としてある。動力伝達機構を廃止することで、第１の実施形態に比べて簡略化した構造となる。
【００４６】
ねじ棒２９，３１相互は、連結軸８３で連結し、この連結軸８３は、両端付近をベースフレーム３３上の支持台８５，８７に設置した回転支持部８９，９１に回転可能に支持させる。連結軸８３とねじ棒２９とは連結部９３にて連結固定し、連結軸８３とねじ棒３１とは、支持台８７上に設置してあるクラッチユニット６９によって連結する。また、ねじ棒３１の外端部にはブレーキユニット６７を設置する。
【００４７】
上記した第２の実施形態においても、クラッチユニット６９によって、ねじ棒２９，３１相互を接続、遮断し、接続状態で送り用モータ４７を駆動することで、両カッタドライバ１５，１７相互が一体となって移動し、遮断状態で送り用モータ４７を駆動することで、カッタドライバ１５のみが移動する。また、ブレーキユニット６７を作動させることで、ねじ棒３１の回転すなわちカッタドライバ１７の移動を規制する。
【００４８】
このような動作を利用することで、前記した図２〜図９に示した第１の実施形態と同様の加工作業を行うことができる。
【００４９】
なお、図１０の構成において、ねじ棒２９をクラッチユニット６９まで延長することで、連結軸８３を廃止することもできる。
【００５０】
また、上記した各実施形態では、デフケース１１内におけるピニオンの背面が摺動する内面１１ａ，１１ｂを加工する例を示したが、サイドギアの背面が摺動する内面についても、同様にして加工することができる。この場合には、カッタを対応するものに変更するとともに、カッタドライバはサイドギアを支持する車軸が挿入される貫通孔からデフケース１１内に挿入する。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】この発明の第１の実施形態に係わる中空ワークの内面加工装置の全体構成を示す正面図である。
【図２】図１の内面加工装置の動作説明図で、原位置待機状態を示す。
【図３】図１の内面加工装置の動作説明図で、一つのカッタドライバをワーク内に挿入した状態を示す。
【図４】図１の内面加工装置の動作説明図で、両方のカッタドライバをワーク内に挿入した状態を示す。
【図５】図１の内面加工装置の動作説明図で、ワークにおける一方の内面を加工している状態を示す。
【図６】図１の内面加工装置の動作説明図で、ワークにおける他方の内面を加工している状態を示す。
【図７】図１の内面加工装置の動作説明図で、加工後にカッタを中立位置に移動させた状態を示す。
【図８】図１の内面加工装置の動作説明図で、一つのカッタドライバをワーク内から引き出した状態を示す。
【図９】図１の内面加工装置の動作説明図で、両のカッタドライバをワーク内から引き出し、原位置待機状態に戻した状態を示す。
【図１０】この発明の第２の実施形態に係わる中空ワークの内面加工装置の全体構成を示す正面図である。
【図１１】デフケースの内面を加工する従来装置の断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１１  中空ワーク
１１ｃ，１１ｄ  中空ワークの貫通孔
１３  カッタ
１５，１７  カッタドライバ
２５，２７  ボールガイドナット（ボールねじ機構）
２９，３１  ねじ棒（ボールねじ機構）
４３  ドライブシャフト（第１の回転軸，動力伝達機構）
４５  ドライブシャフト（第２の回転軸，動力伝達機構）
４７  送り用モータ（駆動手段）
６１，６３  動力伝達部（動力伝達機構）
６７  ブレーキユニット（規制手段）
６９  クラッチユニット（動力接続遮断機構）
【図１】
2005034974.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005034974.tif 000009
【図８】
2005034974.tif 000010
【図９】
2005034974.tif 000011
【図１０】
2005034974.tif 000012
【図１１】
2005034974.tif 000013