(57)【要約】【課題】本発明は、被加工物に形成されている複数の下孔を同時に円筒度真円度ともに、精密仕上加工する同時多軸精密仕上加工機を提出する。【解決手段】複数本の回転刃物を同時に駆動し、被加工物に予め設けられた下孔を同時に仕上げ加工する同時多軸精密加工機に於いて、回転刃物取付時と、被加工物セット時等に出来る芯振れを、Ｘ軸、Ｚ軸方向で個々に調整する継手を、回転刃物と下端軸との間に設けると共に、上下動する回転刃物の刃物部に案内盤を設けた同時多軸精密仕上加工機【選択図】  図１
2005288679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の回転刃物を同時に駆動し、被加工物に予め設けられた下孔を同時に仕上げ加工する同時多軸精密加工機に於いて、回転刃物取付時と、被加工物セット時等に出る芯振れを、Ｘ軸、Ｚ軸方向で個々に調整する継手を回転刃物と下端軸との間に設けると共に、回転刃物の振れ止めを行なう案内盤を回転刃物部に設けたことを特徴とする同時多軸精密仕上加工機。
【請求項２】
回転刃物と下端軸との間に設ける継手は、被加工物の芯振れ、または／および芯の傾斜に従って、回転刃物を被加工物の下孔内に進入させることが出来るようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の同時多軸精密仕上加工機。
【請求項３】
複数個の回転刃物を挿通する芯出しガイド孔をもった案内盤をガイドポストに取付けると共に、案内盤を被加工物に押圧した状態で回転刃物を被加工物の下孔に進入させるようにしたことを特徴とする請求項１記載の同時多軸精密仕上加工機。
【請求項４】
案内盤と下端軸間に押圧付勢手段を設け、被加工物の加工時には押圧付勢手段を圧縮し、案内盤を被加工物に押し付けるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の同時多軸精密仕上加工機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は被加工物に形成されている複数の下孔を同時に円筒度、真円度ともに精密に加工することが出来る同時多軸精密仕上加工機に関するものである
【背景技術】
【０００２】  図４に示されるようなワークＷに形成されている油圧ポンプのシリンダボアでは、同一寸法の孔Ｈが同一面の円周上に等ピッチで配置され、各孔は精密加工仕上加工が要求されている。そのため、従来は各孔ごとに次のような方法で加工されていた。
（１）手仕上げによる現合作業で加工する
（２）正真棒例えばラッピングアーバーを用い測定しながら仕上げる。
（３）ホーニング専用機を用いて測定しながら仕上げる。
（４）内径研磨機を用いて特殊治具をセットし、測定しながら仕上げる。
また、これらの加工に使用される装置として、特許文献に記載のホーニングマシンが知られている。【０００３】  尚、特許文献に示されているものは回転軸が一軸の為、回転刃物も一個であったが、これを多軸とし、同時に二つの穴を精密仕上加工する多軸精密仕上加工機も特許文献２に示されている。
又、特許文献２には１個のモータ（出力軸）より２個の出力軸を作る案内が示されているが、このものにも、多軸の精密仕上加工機で必要となる。個々の刃物取付時及び被加工物セット時の誤差をどのように吸収したら、効率の良い同時多軸加工機が出来るかと言う点に付いては記載及び示唆がなかった。
【特許文献】特開平９〜３００２０４号公報
【特許文献】特開平７〜１１６９０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  上記の如き構成を有する従来の精密仕上加工機にあっては次の如き課題があった。
（１）複数の下孔をもった被加工物の下孔を精密加工する時には、上記下孔を一個ずつ        仕上げ加工するので段取り換えを含め、多大な時間を要するため、コスト高にな        る課題があった。（特許文献１の場合）
又、この精密仕上加工を多軸の精密加工機とした特許文献２の場合、回転刃物取        付時の誤差、及び被加工物セット時に出来てしまう誤差の吸収等についての示唆        がなかった。
（２）被加工物に設けられた複数の下孔を同時に加工するようにした場合、１個の下孔        の加工に不良が発生すると、完成間近な被加工物が不良品となりそれ迄の加工費        、材料費が無駄となり、多大な損害を発生する傾向があった。これは前（１）頃        でも記述した誤差の吸収に関する配慮がなかったことに起因するものである。【０００５】  以上の如く従来の精密仕上加工機に於いては、回転刃物の取付時の芯振れと被加工物のセット時等に出る芯振れをＸ軸とＺ軸方向で調整する手段の提案がなかった。
本発明は精密仕上加工をする複数の孔が予め所定の間隔で配置されている被加工物の複数の孔を同時に仕上加工することを可能にした同時多軸精密仕上加工機を提案したものである。
尚、上記下孔は必ずしも１個の被加工物が持つ必要はなく、被加工物１個の下孔であっても良いことは云うまでもないものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  本発明は上記目的を達成すべくなされたものである。
即ち、複数本の回転刃物を同時に駆動し、被加工物に予め設けられえた下孔を同時に仕上加工する同時多軸精密仕上加工機に於いて、回転刃物取付時と、被加工物セット時等に出る芯振れを、Ｘ軸、Ｚ軸方向で個々に調整する継手を、回転刃物と下端軸との間に設けると共に、回転刃物の振れ止めを行う案内盤を回転刃物部に設け、被加工物側に予め形成された複数の下孔を同時に精密仕上加工する時、被加工物等のセット時等に出来てしまう芯振れがあっても、回転刃物が上記下孔に沿って進入するので、個々の下孔を精度よく仕上加工することが出来るものである。【０００７】  又、回転刃物と下端軸との間に設ける継手は、被加工物の芯振れ、または／および芯の傾斜に従って、回転刃物を被加工物の下孔内に進入させることが出来るようにしたものであるから、Ｘ軸方向のバラツキは勿論、Ｚ軸方向のバラツキがあっても、不良品を多発することなく同時多軸精密仕上加工が出来るものである。
又、複数個の回転刃物を挿通する芯出しガイド孔をもった案内盤をガイドポストに取付けると共に、案内盤を被加工物に押圧した状態で回転刃物を被加工物の下孔に進入させるようにしたものであるから、上記案内盤は被加工物の下孔に回転刃物をスムーズに誘導する役目を果たすことは勿論、回転刃物の振れ等を抑制し、精密な仕上加工を行なうことが出来るものである。
更には、回転刃物と案内盤との間のわずかな寸法の違いを利用し、回転刃物はＸ軸及びＺ軸方向のバラツキにも対応できるものである。【０００８】  又、案内盤と下端軸間に押圧付勢手段、例えば圧縮コイルバネを設け、被加工物の加工時には押圧付勢手段を圧縮し、案内盤を被加工物に押し付けるようにしたものであるから被加工物は案内盤により、上面を押えらる形となることより、回転刃物駆動時の振動或いは駆動力により被加工物の芯がズレ等を防止するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００９】  本発明は、以上説明した如き構成を有するものであるから同時に多数の精密仕上加工が精度よく出来ることは勿論、継手、案内盤を組み合せて使用していることにより、被加工物側の下孔と回転刃物の間に、Ｘ軸Ｚ軸方向の芯振れがあっても、回転刃物は下孔に沿って加工を行なうので、下孔径を拡大する等と云うことがない被加工物の仕上加工が出来るものである。
【発明を実地するための最良の形態】
【実地例】
【００１０】  以下、図に基づいて本発明の実施形態を説明する。図１は本発明に係る同時多軸精密仕上加工機の一実施形態を示す部分断面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線断面図であり、図３は図１のＢ−Ｂ線断面図である。図４は本発明により加工される被加工物を示す図であり、孔Ｈは仕上がり寸法から加工代を差し引いた寸法に前加工されている。図５は本発明を備えた継手の一実施形態を示す断面図であり、図６は本発明を備えた案内盤の芯出しガイド孔と被加工物の下孔のＸ軸方向位置ズレを示す説明図であり、図７は本発明を備えた案内盤の芯出しガイド孔と被加工物と下孔のＺ軸方向位置ズレを示す説明図である。
【００１１】  図１に示す同時多軸精密仕上加工機は、複数本の回転刃物（例えばダイヤモンドリーマ）を同時に回転させ、被加工物側の下孔内面や円筒内面等の表面を高精度に仕上げる仕上加工機である。以下図に於いて、１は回転刃物を回転させる為のモータ（尚このモータＩは加工機の負荷トルクが大となる為、サーボモータ等を使用すればその適用範囲は格段に広がる）２は上記モータの出力軸に噛合された減速機、３は回転駆動軸箱を示す。４は上記回転駆動軸箱３内に収納されたセンタギャで先の減速機２に連結されている。５は軸付ワークギャで先のセンタギャ４の外周歯に噛合わさっている。図は軸付ワークギャ５を９個設けたものであるが、２個以上の軸付ワークギャ５であっても良い。
上記９個のワークギャ５を同一円周上に等ピッチで図２に示す如く並べる場合には割出盤等を用いて、等間隔にその円周を分割する必要があることは云うまでもない。
６は上記軸付ワークギャ５に連結された下端軸、この下端軸６は内側に受部６ａを有している。又この下端軸６は回転駆動軸箱３に、軸受７、オイルシール８等を介して取付けられている。換言するとこの９個の下端軸６はセンタギャ４の回転に伴って同時に９個回転するものである。
【００１２】  ９は中軸であって、下端部軸６の受部６ａに取付けられている。この中軸９の取付部９ａには継手１１が図に示す如く取付けられている。この継手１１は下端軸６と回転刃物１２例えばダイヤモンドリーマ間に介在されている。該回転刃物１２は被加工物の下孔内の表面研削或いは研磨を行なう。即ち、回転刃物部には、回転刃物１２の芯と下孔の芯がＸ軸、Ｚ軸で微小な位置ズレを起こしていても、下孔を優先して、被加工物の下孔に沿って進入さするものである。
従って下孔径を拡大して研削或いは研磨してしまう等と云うことはないものである。
尚、継手１１の詳細は図５で後述する。
１２は回転刃物、この回転刃物１２には通常ダイヤモンドリーマ、ＣＢＮリーマ等が用いられるが、これらに限定されるものではなく、精密な研削刃、研磨工具であれば良い。
茲では、ダイヤモンドリーマ（回転刃物１２）で説明する。ここで云うダイヤモンドリーマとは、研削或いは研磨刃部にダイヤモンド粉が電着にて取付けられ面粗度０，３級以上、円筒度、真円度ともに２μ級以上と云った精密加工を狙った刃物である。
１３、（１４）はガイドポストである。このガイドポスト１３は回転駆動軸箱３等に設けられた穴（図示せず）に嵌入され、後述する案内盤の基準面を確保しながら回転駆動軸箱３等の穴部を往復する。
１７は案内盤、この案内盤１７には上記回転刃物１２が挿通する芯出しガイド孔１７ａ〜１７Ｉが９個設けられている他、この案内盤にはガイドポスト１３，１４ａ一端が固定されている。
【００１３】  そして、この案内盤１７と回転駆動軸箱３間には押圧付勢手段たる圧縮コイルバネ２１（２２）が設けられている。被加工物の下孔を加工すべく、回転駆動軸箱３をガイトポイント１３（１４）を利用して下側に下げると案内盤１７は被加工物上面に上記圧縮コイルバネ２１（２２）を圧縮して当接する。
この時には図１に示すガイドポスト１３（１４）と案内盤１７間のＳ間寸法が縮小するように案内盤１７は矢印Ｐ方向に動くものである。
更に云うならば被加工物を加工するときには、まず上記案内盤１７を被加工物１７上面に当接させ（Ｓ寸法を圧縮するように当接させ）、被加工物１７の動きを止めて加工するものである。
換言すると、先ず案内盤１７を降下させ、回転刃物１２を被加工物１７の下孔内に進入させるものである。この時案内盤は被加工物の上面を押圧し、被加工物１７の位置ズレを防止するものである。１８は、つば付ブッシュで案内盤１７に設けられた芯出しガイド孔１７ａ〜１７Ｉ部に図に示す如く設けられている。このつば付ブッシュ１８の役目は回転刃物１２の振れ止めを行うことは勿論であるが、回転刃物１２が回転し、案内盤１７に当り音を出したり案内盤１７を損傷するのを防止するものである。
従ってこのつば付ブッシュの材質は回転刃物１２との相性の良い金属でつくられている共にその孔径は回転刃物１２に近似しているものである。
【００１４】  更に本同時多軸精密加工機は上記回転刃物１２（ダイヤモンドリーマ）の刃物部１２ａが上記案内盤１７の板厚部に位置するよう構成されている。
１５，１６はガイドポストと案内盤１７とを接続する為のボス部である。又２３は下端軸６と案内盤１７との間に介在された押圧付勢手段たる圧縮コイルバネである。この圧縮コイルバネ２３は下端軸６と案内盤１７との間に設けられている。従って、上記回転刃物１２で被加工物を研削、研磨等する場合には、上記圧縮コイルバネ２１〜２３を圧縮し、案内盤１７を被加工物に当接した後、別手段で圧縮コイルバネ２１〜２３を更に圧縮し回転刃物１２を案内盤１７より突出状態にするものである。
このように構成された同時多軸超精密仕上加工機を使用するには、先ず、ダイヤモンドリーマ１２の下方の所定位置に、前加工されて加工代を備えた孔Ｈを有するワークＷをセットする。次いで、図示しない送り機構部を作動させて回転駆動軸箱３を下降させ、案内盤１７をワークＷの上面に当接させる。ここでは、案内盤１７に支持された各ダイヤモンドリーマ１２の軸心とワークＷの孔Ｈの軸心が一致するように、案内盤１７の位置調節が行なわれる。（尚、この時点では案内盤１７と回転駆動軸箱３との間隔Ｓ寸法は変わらない）
【００１５】  次に、回転駆動軸箱３をさらに下降させる。すると、案内盤１７が圧縮コイルバネ２１〜２３を圧縮しＳ寸法を圧縮し案内盤１７がワークを押圧する。ワークＷを押圧した状態で、次いでダイヤモンドリーマ１２のみが下降し、Ｓ寸法を更に圧縮する、そしてダイヤモンドリーマ１２が所定深さに到達する。到達した時点でこんどは送り機構部を反転して回転駆動軸箱３を上昇させ、ダイヤモンドリーマ１２が孔Ｈから抜け出て、さらに案内盤１７がワークＷから離間して加工を終了する。その結果、９個の孔Ｈに対して、円筒度、真円度をともに２μ級以上、面粗度０，３級以上の超精密仕上加工を同時にワンパスで終了することができる。
なお、前述した加工時、先に案内盤１７をワークＷに押圧することで、各ダイヤモンドリーマ１２の先端がブッシュ１８に案内されて、加工開始時にその刃先が振れることなく、孔Ｈ内に進入を開始することができる。また、案内盤１７は圧縮コイルバネ２１〜２３によりワークＷに押圧されることで、ＦＳ精度が補われる。すなわち、各ダイヤモンドリーマ１２の下降時の捩れ、振れ、傾斜等が防止されて、正確に垂直方向に移動されることになる。
【００１６】  また、本発明では、ダイヤモンドリーマ１２を用いたワンパスにより加工されるため、加工時間が短縮されると同時に、仕上がり制度が安定し、ロット単位で仕上げの品質が安定し、１個単位での検査が不要となる。また、ダイヤモンドリーマに代わりＣＢＮリーマを用いることも可能であり、同一の加工精度が得られる。
図示されたワークＷの孔Ｈは非貫通孔であるが、貫通孔についても同様に加工可能である。また、ワークＷの孔Ｈは９個であるが、孔の個数は２個以上任意の個数での加工が可能であり、等ピッチに配置されてなくても加工可能である。また、回転駆動軸箱３の動力伝達機構は、遊星歯車により構成することも可能である。
【００１７】次に上記した継手１１の具体的構成を図５をもって説明する。
図５に示す継手１１は可動部１１ａ、可動部１１ｂ、カバー１１ｃ、鋼球１１ｄ、コイルバネ２７、２８、ナット２９，３０、ボルト３１を、有する他、可動部１１ａ、可動部１１ｂは図にも示す如く、コイルバネ２７，２８等で接続されている。この構成をとることによりにより例え回転刃物１２（ダイヤモンドリーマ）と被加工物３２の下孔３３間に芯ズレがあっても回転刃物１２は、図６、図７の如く被加工物３２の下孔３３に沿って進入し、下孔３３の内面を精密仕上加工するものである。尚図６、図７は１ケの下孔３３の例で説明しているが、例えば９個の回転刃物１２の内、数個所が図６、図７の如きＸ軸、Ｚ軸方向の芯振れであったとしても、本同時多軸精密仕上加工機は、それぞれの回転刃物１２が継手１１を備えていることにより、同時に精密加工が出来るものである。尚、芯出しガイド孔１７ａ〜１７Ｉの中心と回転刃物１２の中心とは同一装置内であることより、容易に芯を合わせることが出来るもので、芯出しガイド孔１７ａ〜１７Ｉの芯と回転刃物１２の芯は合っているものとして扱う。
【００１８】  この状態に於いて、別工程で作られてくる被加工物３２の下孔３３と芯出しガイド孔１７ａ〜１７Ｉの芯が図６、図７に示す如くズレていたとすると、回転刃物１２は図６の場合矢印Ｑ（Ｘ軸側）に寄せられる。又、図７の如く下孔３３がＺ軸方向に曲がっていたとすると回転刃物１２は斜めになって進入するものである。
この微小の曲がりを作り出し、下端軸６の動力を回転刃物１２に伝達するのが継手１１の役目である。この継手１１は図にも示す如く回転刃物１２を取付ける可動部１１ｂと中軸９側に取付けられる可動部１１ａから成り両者が圧縮コイルバネ２７，２８により接続されている。又、接続部には鋼球１１ｄが配設されている、回転刃物１２が下孔３３（被加工物３２）沿って曲がると可動部１１ｂが可動部１１ａとの間で補正するものである。勿論、この曲がり量はひれ付ガイドブッシュ１８によりその量は規制されるもので当然ミクロン単位となる。
更に、本発明の継手１１は先にも説明した如く、可動部１１ａと可動部１１ｂが鋼球１１ｄ等を介して接続されていること及び可動部１１ａと可動部１１ｂとが隙間を確保して接続されていることより可動部１１ａと可動部１１ｂとは鋼球１１ｄの形状に合せＸ軸にＺ軸にも動けるものである。
勿論、この時先の隙間が可動部１１ｂのＸ軸、ｚ軸方向の動きを助けるものである。
【００１９】  本発明は以上説明した如く、複数本の回転刃物を同時に駆動し、被加工物に予め設けられた下孔を同時に仕上げ加工する同時多軸精密仕上加工機に於いて、回転刃物取付時と、被加工物セット時等に出る芯振れを、Ｘ軸Ｚ軸方向で個々に調整する継手を、回転刃物と下端軸との間に設けると共に、回転刃物の振れ止めを行う案内盤を回転刃物部に設け、被加工物側に予め形成された複数の下孔を同時に精密加工する時、被加工物等のセット時等に出来てしまう芯振れが若しあっても、回転刃物が上記下孔に沿って進入するので、個々の下孔を精度よく加工することが出来るものである。
【００２０】  又、回転刃物と下端軸との間に設ける継手は、被加工物の芯振れ、または／および芯の傾斜にしたがって、回転刃物を被加工物の下孔内に進入させることが出来るようにしたものであるから、Ｘ軸方向のバラツキは勿論、Ｚ軸方向のバラツキがあっても、不良品を多発することなく精密加工することが出来るものである。
【００２１】  又、複数個の回転刃物を挿通する芯出しガイド孔をもった案内盤を該芯出しガイド孔内に回転刃物が入るようにガイドポストに取付けると共に、押圧した状態で回転刃物を被加工物の下孔に進入させるようにしたものであるから、上記案内盤は被加工物の下孔に回転刃物を誘導する役目を果たすことは勿論、回転刃物の振れ等を抑制し、精密な加工を行なうことが出来る他、被加工物の芯合せも容易に行なえるものである。
更には、回転刃物と案内盤との間のわずかな寸法の違いを利用し、回転刃物はＺ軸方向のバラツキにも対応出来るものである。
【００２２】  又、案内盤と下端軸間に押圧付勢手段を設け、被加工物の加工時には押圧付勢手段を圧縮し、案内盤を被加工物に押し付けるようにしたものであるから、下降時の振動等で被加工物が動き、精密加工仕上げが出来なくなる等の課題を解消できるものである。
以上説明した如き構成を有するものであるから、同時に多数の精密仕上加工が精度良く出来ることは勿論、継手、案内盤を組合わせて使用していることにより、被加工物側の下孔と回転刃物の間に、Ｘ軸Ｚ軸方向の芯振れがあっても、回転刃物は下孔に沿って加工を行なうので、下孔径を拡大する等と云うことがない被加工物の仕上加工が出来るものである。
【産業上の利用可能性】
【００２３】  本発明は、複数の孔が等ピッチで形成されたワークを同時に超精密仕上加工する場合以外には、複数の孔が適間隔で配置されたワークを同時に超精密仕上加工する場合にも利用可能である。また、超精密仕上げ程の精度を必要としない仕上げ加工を複数の孔に施す場合にも利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る同時多軸精密仕上加工機の一実施形態を示す部分断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】本発明により加工される被加工物を示す図である。
【図５】本発明を備えた継手の一実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明を備えた案内盤の芯出しガイド孔と被加工物の下孔のＸ軸方向の位置ズレを示す説明図である。
【図７】本発明を備えた案内盤の芯出しガイド孔と、被加工物の下孔のＺ方向の位置ズレを示す説明図である。
【符号の説明】
【００２５】１  モータまたはサーボモータ
２  減速機
３  回転駆動軸箱
４  センタギャ
５  軸付ワークギャ
６  下端軸
６ａ  受部
７  軸受
８  オイルシール
９  中軸
９ａ  取付部
１１  継手
１１ａ  可動部
１１ｂ  可動部
１１ｃ  カバー
１１ｄ  鋼球
１２  回転刃物（ダイヤモンドリーマ）
１２ａ  刃物部
１３、１４  ガイドポスト
１５，１６  ボス部
１７  案内盤
１７ａ〜１７Ｉ  芯出しガイド孔
１８  つば付ブッシュ
２１〜２３  圧縮コイルバネ
Ｈ  孔
Ｗ  ワーク
２７、２８  コイルバネ
２９，３０  ナット
３１  ボルト
３２  被加工物
３３  下孔
【図１】
2005288679.tif 000003
【図２】
2005288679.tif 000004
【図３】
2005288679.tif 000005
【図４】
2005288679.tif 000006
【図５】
2005288679.tif 000007
【図６】
2005288679.tif 000008
【図７】
2005288679.tif 000009