(57)【要約】      （修正有）【課題】荒削り加工による振動を低減させることで、荒削りと仕上削りを同じ工程に集約して行うことができ、作業効率を向上させることができるフライス削り装置を提供する。【解決手段】略円盤形状のフライスカッター１２・１３・１４と、フライスカッター１２・１３・１４が軸心方向に複数並設されたクイル１１と、フライスカッター１２・１３・１４それぞれの外周端部に複数配設された荒削り用チップ１３ｅ・１３ｆ・１４とを備えたフライス削り装置１０であって、前記荒削り用チップ１２・１３ｅ・１３ｆ・１４は、互いに他のフライスカッター１２・１３・１４に配設された荒削り用チップ１２・１３ｅ・１３ｆ・１４に対して位相が異なるように配設され、フライスカッター１３は、仕上げ削り用チップ１６ｂが配設された仕上げ削り用チップホルダー１６ａを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円盤形状のフライスカッターと、
該フライスカッターが軸心方向に複数並設されたクイルと、
該フライスカッターそれぞれの外周端部に複数配設された荒削り用チップと、を備えたフライス削り装置であって、
前記各フライスカッターに配設される荒削り用チップは、互いに他のフライスカッターに配設された荒削り用チップに対して位相が異なるように配設され、
該フライスカッターの少なくとも一つは、仕上げ削り用チップが配設された仕上げ削り用チップホルダーを備える、
ことを特徴とする、フライス削り装置。
【請求項２】
請求項１に記載のフライス削り装置であって、
前記仕上げ削り用チップは、該仕上げ削り用チップが備えられるフライスカッターに配設された荒削り用チップの一つと、同位相に配設される、
ことを特徴とする、フライス削り装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のフライス削り装置であって、
前記複数のフライスカッターのうちの一つに配設される前記各荒削り用チップは、フライスカッター送り方向の１回転あたりの削り代、及び／又は、取代方向の削り代を、均等に配分して配設される、
ことを特徴とする、フライス削り装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフライス削り装置に関し、詳しくは、箱物ワーク側面における削り加工の作業効率を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリンダブロック等、箱物ワークの側面を削り加工する際には、複数のフライスカッターで同時に削り加工を行う技術が開示されている(例えば、「特許文献１」参照)。
【特許文献１】特許２７５９８６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記削り加工では、鋳鉄・アルミ製のシリンダブロックにおいては、１番・３番・５番ジャーナル（図３参照：それぞれ図３における３１ａ、３１ｃ、３１ｅ）の側面（同じく３１α、３１β、３１β、３１γ）を荒削り加工すると共に、３番ジャーナルのスラストベアリング取付け面（同じく３１δ、３１δ）を仕上削り加工する必要がある。
【０００４】
ここで、前記荒削り加工と前記仕上削り加工は要求される加工精度が異なるため、工程を別にして作業が行われる。具体的には、前記荒削り加工は一般加工並の精度で行うために、クイルに３式のフライスカッターを取付けた１台の専用機で行い、前記仕上削り加工は精密級精度で行うため、クイルに取付けた１組のホルダーにて切削面を仕上る別の専用機で加工を行うのである。このようにそれぞれの加工が別工程となるため、作業全体で時間と手間がかかっていた。
一方、前記荒削り加工と仕上削り加工を同時にしようとしても、該荒削り加工の振動が仕上削り用ホルダーに伝わり、仕上加工の要求精度を確保することが難しかった。
【０００５】
本発明は上記の課題を解決するために、荒削り加工による振動を低減させることで、荒削りと仕上削りを同じ工程に集約して行うことができ、作業効率を向上させることができるフライス削り装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００７】
即ち、請求項１においては、略円盤形状のフライスカッターと、該フライスカッターが軸心方向に複数並設されたクイルと、該フライスカッターそれぞれの外周端部に複数配設された荒削り用チップと、を備えたフライス削り装置であって、前記各フライスカッターに配設される荒削り用チップは、互いに他のフライスカッターに配設された荒削り用チップに対して位相が異なるように配設され、該フライスカッターの少なくとも一つは、仕上げ削り用チップが配設された仕上げ削り用チップホルダーを備えるものである。
【０００８】
請求項２においては、請求項１に記載のフライス削り装置であって、前記仕上げ削り用チップは、該仕上げ削り用チップが備えられるフライスカッターに配設された荒削り用チップの一つと、同位相に配設されるものである。
【０００９】
請求項３においては、請求項１又は２に記載のフライス削り装置であって、前記複数のフライスカッターのうちの一つに配設される前記各荒削り用チップは、フライスカッター送り方向の１回転あたりの削り代、及び／又は、取代方向の削り代を、均等に配分して配設されるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１１】
本発明によれば、荒削り加工による振動を低減できるので、荒削りと仕上削りを同じ工程で集約して行うことができ、作業効率を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明におけるフライス削り装置に係る軸心垂直方向の概略断面図である。
図２は同じくフライス削り装置に係る軸心方向の概略断面図である。
図３はシリンダブロック底面図である。
図４はシリンダブロックにおける３番ジャーナルの削り面を示した概略図である。
図５は荒削り用チップによる加工位置を示した図である。
図６は図３中Ｂ−Ｂ線及び図４中Ｃ−Ｃ線の３番ジャーナル拡大断面図である。
図７は同じく図３中Ｂ−Ｂ線及び図４中Ｃ−Ｃ線の３番ジャーナル拡大断面図である。
なお、本発明の技術的範囲は以下の実施例に限定されるものではなく、本明細書及び図面に記載した事項から明らかになる本発明が真に意図する技術的思想の範囲全体に、広く及ぶものである。
【００１３】
以下に、本発明に係るフライス削り装置について説明する。
【００１４】
［フライス削り装置１０］
まず、本発明に係るフライス削り装置１０の構成について、図１及び図２により説明する。本明細書では便宜上、図１における右側を右側方、左側を左側方とし、同じく上側を上方、下側を下方、紙面奥行側を前方、手前側を後方として説明する。
図１に示すフライス削り装置１０は、箱物ワークの削り加工を行うクイル１１と、該クイル１１に動力を伝達する出力軸２０と、前記クイル１１の一端を支持するベアリングホルダー２１等を備える。
【００１５】
前記出力軸２０はフライス削り装置１０における、図示しない動力部によって駆動される。前記クイル１１の右側端は該出力軸２０と連結され、同左側端はベアリング２２を介してベアリングホルダー２１に支持される。即ち、クイル１１は回動軸１１ａの軸線を左右方向に向けて、回動可能に支持されるのである。
なお、本発明に係るフライス削り装置１０の加工対象である前記箱物ワークは、本明細書ではシリンダブロック３１として説明するが、本発明はシリンダブロック側面の削り加工に限定されるものではなく、荒削りと仕上削りを同時に行うフライス削り加工全般を目的とすることが可能である。
【００１６】
前記クイル１１のサポート軸受方法として、クーラントによる静圧サポート軸受が用いられる。詳しくは図１に示すように、前記クイル１１における３番ジャーナル３１ｃの左右両側のサポート軸受として、クーラントを用いた静圧サポート軸受２３・２３が備えられるのである。
該静圧サポート軸受２３・２３をサポート軸受方法として用いることにより、後述するように荒削り加工におけるフライスカッター１２・１３・１３・１４の切削振動を低減することができ、また、油圧より構造が簡単で安価に構成することができる。
【００１７】
前記クイル１１の回動軸１１ａには、フライスカッター１２・１３・１３・１４が回動軸１１ａと相対回転不能に軸心方向に並設される。詳しくは、該クイル１１の左端（ベアリングホルダー２１側）から右側に向かって順に、フライスカッター１２・１３・１３・１４が配設されるのである。
【００１８】
前記フライスカッター１２・１３・１３・１４は図１、図２に示すように、中心部に開口部を有するドーナツ型の略円盤形状に形成される。フライスカッター１２・１４は、前記開口部に前記回動軸１１ａを挿通して、該回動軸１１ａに直接固設される。
一方フライスカッター１３・１３は、カッターホルダー１３ｅ・１３ｅにボルト１３ｆ・１３ｆ・１３ｆ・・・等の固定部材で固定される。該カッターホルダー１３ｅ・１３ｅは、中心部に開口部を有する略円筒形状の部材であり、回動軸１１ａに固設される。
即ち、該フライスカッター１３・１３は、前記フライスカッター１２・１４と比較して中心部の開口部が大きく形成され、該開口部にカッターホルダー１３ｅ・１３ｅを挿通して固定されるのである。
なお、該フライスカッター１２・１４、及びカッターホルダー１３ｅ・１３ｅの回動軸１１ａに対する固定方法は、ボルト等の固定部材を用いてもよく、若しくは溶接で固設してもよく、あるいは、クイル１１と一体成形する構成にしてもよい。
【００１９】
前記フライスカッター１２・１３・１３・１４は後述するように、シリンダブロック３１における１番ジャーナル３１ａ、３番ジャーナル３１ｃ、５番ジャーナル３１ｅの側面の削り加工を行う。
具体的には、前記フライスカッター１２は１番ジャーナル３１ａの右側面を、前記フライスカッター１３・１３は３番ジャーナル３１ｃの左右両側面を、前記フライスカッター１４は５番ジャーナル３１ｅの左側面を、それぞれ削り加工する。
即ち、前記１番ジャーナル３１ａ及び前記５番ジャーナル３１ｅは片面のみ加工されるため、前記フライスカッター１２・１４は該１番ジャーナル３１ａ及び５番ジャーナル３１ｅの内側片面のみに位置するように配設され、前記３番ジャーナル３１ｃは左右両面が加工されるため、前記フライスカッター１３・１３は該３番ジャーナル３１ｃの左右両面に位置するように配設されるのである。
【００２０】
なお、本実施例では上述のようにシリンダブロック３１の１番ジャーナル３１ａ、３番ジャーナル３１ｃ、５番ジャーナル３１ｅを削り加工するものとするが、３番ジャーナル３１ｃのみを削り加工する場合は、前記フライスカッター１２・１４を配置せずにフライスカッター１３・１３のみを用いる構成にすることも可能である。
【００２１】
また、前記フライスカッター１２・１３・１３・１４には、それぞれ削り加工する側面の外周端部に、超硬合金等で形成された複数の荒削り用チップ１２ａ〜１２ｄ・１３ａ〜１３ｄ・１３ａ〜１３ｄ・１４ａ〜１４ｄが配設される。
一例としてフライスカッター１３について説明すると、図２に示すように、本実施例では１つのフライスカッター１３に対して、４箇所に荒削り用チップ１３ａ・１３ｂ・１３ｃ・１３ｄが配設されるのである。
それぞれの荒削り用チップ１３ａ〜１３ｄは、回動軸１１ａの偏心を防ぐため、それぞれの相対角度を９０度として（隣接する荒削り用チップ１３ａ〜１３ｄの位相が９０度ずれた状態で）配設される。
なお、該荒削り用チップの配置は４箇所に限定されるものではなく、上記のように回動軸１１ａの偏心を防ぐことができれば４箇所より多く、あるいは少なく構成することもできる。なお、フライスカッター１２・１４についても略同様の構成であるため、説明は省略する。
【００２２】
前記フライスカッター１２・１３・１４は、それぞれ他のフライスカッター１２・１３・１４に対して、前記荒削り用チップ１２ａ〜１２ｄ・１３ａ〜１３ｄ・１４ａ〜１４ｄの位相が互いに異なるように配設される。
例えばフライスカッター１３は図２に示すように、右側方から見て荒削り用チップ１３ａ〜１３ｄが、それぞれ荒削り用チップ１２ａ〜１２ｄと反時計周りに３０度位相をずらすように配設される。また、同様にフライスカッター１４は荒削り用チップ１４ａ〜１４ｄが、それぞれ荒削り用チップ１３ａ〜１３ｄと反時計周りに３０度位相をずらすように配設されるのである。
即ち、該荒削り用チップ１２ａ〜１２ｄ・１３ａ〜１３ｄ・１４ａ〜１４ｄが、軸心方向に側面視で３０度ごとに位相がずれるように、フライスカッター１２・１３・１４が配設されるのである。本実施例では、フライスカッター１３・１３は、対向する荒削り用チップ１３ａ〜１３ｄ・１３ａ〜１３ｄが同位相となるように配置されるため、図２においては片側（左側）のフライスカッター１３のみ図示している。
【００２３】
なお、１つのフライスカッターに対する荒削り用チップの配設個数が異なる場合は、上記荒削り用チップの位相の差は、一つのフライスカッターにおける荒削り用チップの相対角度を３等分した角度にすればよい。例えば、１つのフライスカッターに対して荒削り用チップが８箇所配設される場合は、フライスカッターにおける荒削り用チップの相対角度が４５度となるため、上記荒削り用チップの位相の差は１５度にすればよいのである。
【００２４】
さらに、前記カッターホルダー１３ｅ・１３ｅには、仕上げ削り用チップホルダー１６ａ・１６ａが配設され、該仕上げ削り用チップホルダー１６ａ・１６ａから突出して仕上げ削り用チップ１６ｂ・１６ｂが配設される。
また、該カッターホルダー１３ｅ・１３ｅにおいて、回動軸１１ａから前記仕上げ削り用チップホルダー１６ａ・１６ａに対して１８０度反対側には、面取り用チップホルダー１８ａ・１８ａが配設され、該面取り用チップホルダー１８ａ・１８ａから突出して面取り用チップ１８ｂ・１８ｂが配設される。
【００２５】
ここで図２に示すように、該仕上げ削り用チップ１６ｂ・１６ｂは、前記荒削り用チップ１３ａ・１３ａと略同位相に配設され、前記面取り用チップ１８ｂ・１８ｂは、前記荒削り用チップ１３ｃ・１３ｃと略同位相に配設される。該仕上げ削り用チップホルダー１６ａ・１６ａ及び面取り用チップホルダー１８ａ・１８ａには微調整機能が備えられ、仕上げ削り用チップ１６ｂ・１６ｂ及び面取り用チップ１８ｂ・１８ｂの微細な高さ調整が可能であり、仕上げ削りにおける高精度な幅寸法公差を得ることができるように構成される。
【００２６】
［シリンダブロック３１］
図３に本発明の加工対象であるシリンダブロック３１の底面図を示す。図３に示すように、シリンダブロック３１にはクランクルームＲ１〜Ｒ４が形成され、それぞれのクランクルームＲ１〜Ｒ４及びシリンダブロック３１の左右外部とは、左から順に１番ジャーナル３１ａ、２番ジャーナル３１ｂ、３番ジャーナル３１ｃ、４番ジャーナル３１ｄ、５番ジャーナル３１ｅで仕切られる。即ち、例えばクランクルームＲ１は、左側に１番ジャーナル３１ａ、右側に２番ジャーナル３１ｂが配設されて形成されるのである。
【００２７】
［加工方法］
次に、フライス削り装置１０によるシリンダブロック３１の加工方法について、図４〜図７を用いて説明する。図４は削り加工の一例として、シリンダブロック３１における３番ジャーナル３１ｃの削り面を示した概略図、図５は削り加工の一例として、３番ジャーナル３１ｃにおける荒削り用チップ１３ａ〜１３ｄによる加工位置を示した図、図６及び図７は図３中Ｂ−Ｂ線及び図４中Ｃ−Ｃ線の３番ジャーナル３１ｃの拡大断面図である。
【００２８】
上記のように構成したフライス削り装置１０において、出力軸２０の回動がクイル１１の回動軸１１ａに伝達されると、回動軸１１ａに固設されたフライスカッター１２・１３・１３・１４及び荒削り用チップ１２ａ〜１２ｄ・１３ａ〜１３ｄ・１３ａ〜１３ｄ・１４ａ〜１４ｄが回動する。
そして、クイル１１をシリンダブロック３１に（図１・図４中の矢印Ａの方向に）近づけることにより、該荒削り用チップ１２ａ〜１２ｄ・１３ａ〜１３ｄ・１３ａ〜１３ｄ・１４ａ〜１４ｄがそれぞれ１番ジャーナル３１ａ並びに５番ジャーナル３１ｅの片側、及び３番ジャーナル３１ｃの両側の側面を削り、荒削り加工を行うのである。
【００２９】
上記荒削り加工により、１番ジャーナル３１ａの右側面、３番ジャーナル３１ｃの左右両側面、及び５番ジャーナル３１ｅの左側面には、荒削り面３１α・３１β・３１β・３１γが形成される。
図４及び図６に示すように、例えば３番ジャーナル３１ｃにおいては、回動するフライスカッター１３・１３（荒削り用チップ１３ａ〜１３ｄ・１３ａ〜１３ｄ）を近づけることで、回動軸１１ａの軸心方向側面視において半円状の荒削り面３１β・３１βを削り加工するのである。１番ジャーナル３１ａ、３番ジャーナル３１ｃの他方の面、５番ジャーナル３１ｅについても略同様に加工するため、説明は省略する。
【００３０】
前記荒削り面の加工の詳細について、図５を用いて説明する。図５に示すように、前記フライスカッター１３に配設される荒削り用チップ１３ａ〜１３ｄは、フライスカッター１３送り方向（図５中の矢印Ａ方向）の１回転あたりの削り代Ｆ、及び／又は、取代方向の削り代Ｘを、均等に配分して配設される。
ここで、フライスカッター１３送り方向とは、回動軸１１ａに対して垂直な方向であり、取代方向とは、シリンダブロック３１の各ジャーナル３１ａ・３１ｃ・３１ｅの側面に対して垂直な方向である。
即ち、荒削り用チップ１３ａ０と１回転後の荒削り用チップ１３ａとの距離が１回転あたりの削り代Ｆであるため、荒削り用チップ１３ａ〜１３ｄの送り方向の削り代は、Ｆを均等に配分したＦ／４ずつとなるのである。また、取代方向の削り代Ｘを均等に配分したＸ／４が、荒削り用チップ１３ａ〜１３ｄの取代方向の削り代となるのである。
【００３１】
本実施例では、送り方向の削り代Ｆ＝０．４４ｍｍ程度、取代方向の削り代Ｘ＝０．８ｍｍ程度として構成しているが、前記削り代Ｆ、Ｘは上記の数値に限定されるものではない。
また、１番ジャーナル３１ａ、３番ジャーナル３１ｃの他方の面、５番ジャーナル３１ｅのそれぞれにおける荒削り用チップ１２ａ〜１２ｄ・１３ａ〜１３ｄ・１４ａ〜１４ｄについても略同様に構成するため、説明は省略する。
【００３２】
一方、図４及び図６に示すように、フライスカッター１３・１３の回動によって仕上げ削り用チップ１６ｂ・１６ｂが回動すると、該仕上げ削り用チップ１６ｂ・１６ｂが３番ジャーナル３１ｃの両側の側面を削り、スラストベアリング取付け面３１δ・３１δを削り加工する。
また、図４及び図７に示すように、荒削り用チップ１３ｃ・１３ｃの回動によって面取り用チップ１８ｂ・１８ｂが回動すると、該面取り用チップ１８ｂ・１８ｂが３番ジャーナル３１ｃの両側の側面縁部を削り、面取り面３１ε・３１εを削り加工する。
【００３３】
上記仕上げ削り加工により、３番ジャーナル３１ｃの左右両側面には、スラストベアリング取付け面３１δ・３１δが形成される。具体的には図４に示すように、回動するフライスカッター１３（仕上げ削り用チップ１６ｂ）を近づけることで、回動軸１１ａの軸心方向側面視において、半円状で荒削り面３１βよりも小径のスラストベアリング取付け面３１δを仕上げ削り加工するのである。
また、回動するフライスカッター１３（面取り用チップ１８ｂ）を近づけることで、前記スラストベアリング取付け面３１δの縁部を面取り加工するのである。
【００３４】
以上のように、略円盤形状のフライスカッター１２・１３・１３・１４と、該フライスカッター１２・１３・１３・１４が軸心方向に複数並設されたクイル１１と、該フライスカッター１２・１３・１３・１４それぞれの外周端部に複数配設された荒削り用チップ１２ａ〜１２ｄ・１３ａ〜１３ｄ・１３ａ〜１３ｄ・１４ａ〜１４ｄと、を備えたフライス削り装置１０であって、前期各フライスカッター１２・１３・１４に配設された荒削り用チップ１２ａ〜１２ｄ・１３ａ〜１３ｄ・１４ａ〜１４ｄは、それぞれ他のフライスカッター１２・１３・１４に配設された荒削り用チップ１２ａ〜１２ｄ・１３ａ〜１３ｄ・１４ａ〜１４ｄに対して互いに位相が異なるように配設され、該フライスカッター１３・１３は、仕上げ削り用チップ１６ｂ・１６ｂが配設された仕上げ削り用チップホルダー１６ａ・１６ａを備える。
【００３５】
上記のように構成することにより、該フライスカッター１２・１３・１４は３０度ごとにそれぞれの荒削り用チップ１２ａ〜１２ｄ・１３ａ〜１３ｄ・１４ａ〜１４ｄによって、各ジャーナル３１ａ・３１ｃ・３１ｅの側面を切削することになる。
即ち、該フライスカッター１２・１３・１４の位相を同じにして配置した場合は、クイル１１には９０度回転するごとに切削負担が集中してかかるのに対し、本実施例では、クイル１１への切削負担は３０度ごとに分散させることにより、フライス削り装置１０の振動を低減させることができる。即ち、それぞれの荒削り用チップ１２ａ〜１２ｄ・１３ａ〜１３ｄ・１３ａ〜１３ｄ・１４ａ〜１４ｄに加わる切削付加を均等にすることができ、荒削り加工における振動を小さくすることができるのである。
【００３６】
さらに、上記の如く前記仕上げ削り用チップ１６ｂ・１６ｂが、前記荒削り用チップ１３ａ・１３ａと同位相に配設されることにより、前記仕上げ削り用チップ１６ｂ・１６ｂによる仕上げ削り加工において、フライスカッター１３による切削振動が過振されることがなく、仕上削りの加工精度を精密に保つことが可能となるのである。
【００３７】
さらに、上記の如く前記前記荒削り用チップ１２ａ〜１２ｄ・１３ａ〜１３ｄ・１３ａ〜１３ｄ・１４ａ〜１４ｄは、フライスカッター１２・１３・１３・１４送り方向の１回転あたりの削り代Ｆ、及び／又は、取代方向の削り代Ｘを、均等に配分して配設されることにより、該荒削り用チップ１２ａ〜１２ｄ・１３ａ〜１３ｄ・１３ａ〜１３ｄ・１４ａ〜１４ｄによる切削負担を均等に分散し、荒削り加工による振動を抑制することが可能となるのである。
【００３８】
このように、フライスカッター１２・１３・１３・１４の荒削り加工による振動を低減できるので、前記仕上げ削り用チップ１６ｂ・１６ｂによる仕上加工の要求精度を確保することができ、該荒削りと仕上削りとを同じ工程で行うことができ、作業効率を向上させることが可能となるのである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明におけるフライス削り装置に係る軸心垂直方向の概略断面図。
【図２】同じくフライス削り装置に係る軸心方向の概略断面図。
【図３】シリンダブロック底面図。
【図４】シリンダブロックにおける３番ジャーナルの削り面を示した概略図。
【図５】荒削り用チップによる加工位置を示した図。
【図６】図３中Ｂ−Ｂ線及び図４中Ｃ−Ｃ線の３番ジャーナル拡大断面図。
【図７】同じく図３中Ｂ−Ｂ線及び図４中Ｃ−Ｃ線の３番ジャーナル拡大断面図。
【符号の説明】
【００４０】
１０    フライス削り装置
１１    クイル
１１ａ  回動軸
１２    フライスカッター
１３    フライスカッター
１４    フライスカッター
１６ｂ  仕上げ削り用チップ
１８ｂ  面取り用チップ
２３    静圧サポート軸受
３１    シリンダブロック
３１ａ  １番ジャーナル
３１ｃ  ３番ジャーナル
３１ｅ  ５番ジャーナル
【図１】
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【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】
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