JPH0463602A - リング体の切削装置 - 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〕 本発明は例えば自動車のタイヤリム、ころがり軸受の外
輪、高圧塔槽、歯車、フランジ等、径の大きさに比べて
肉厚が薄いとか、断面積が小さく形成されたワークの切
削に適するリング体の切削装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、自動車のタイヤリム、ころがり軸受の外輪、高圧
塔槽、内歯または外歯の歯車、フランジ等のリング体の
製造につき、環状の鋼鉄からなる母材（ワーク）をレー
ス加工等の切削方法によって製作することがあった。

この場合、ワ＝りをチャックを用いて支持、固定してか
ら工具をワークに対して回転することにより切削して肉
厚を薄＜シたり、段や曲面を形成することによって除々
に前記リング体を切削していた。

〔発明が解決しようとする課題］ しかしながら上記従来の切削装置においては、ワークと
しての鋼材が径の大きさに比べて肉厚が薄いとか、また
は断面積が小さい等の場合に、ワークの剛性が低くなる
ので、チャックの保持力によってワークが加工中に変形
されるから、精度の高い加工が行えないことがあった。

このため、従来、工具によるワークへの切込量や工具の
送り量を極力、控え目にしなければならないという製作
面からの要請があり、切削作業が非能率的であった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、リング状
のワークの外周面の前方および後方を選択的に支持する
第１、第２のチャッキング機構部と、前記ワークに対し
て相反する方向に回転自在に設けられた内輪体および外
輪体と、該内輪体と外輪体とに半径方向に移動自在に設
けられるとともに前記ワークの内外周面および側面を切
削する工具とからなり、該工具を前記ワークに対して逆
方向の回転トルクを付与することにより相互に相殺され
て切削トルクの合力を減少するという手段を採用した。

〔作　用〕

ワークは外周面の前方および後方を第１のチャッキング
機構部によって支持、固定されることにより略中心位置
が位置決めされる。

而して半径方向に移動自在な工具を有する内輪体と外輪
体とがワークに対して相反する方向に回転することによ
り、ワークは内周面が切削される。

その後、第２のチャンキング機構部によってワークの外
周は支持、固定されることにより、今度は外周面の反対
側から工具によって順次、切削されていく。

この時、内輪体と外輪体とが相反する方向に回転するこ
とによって逆方向の回転トルクが付与されるため、ワー
クの外周側と内周側を切削するための工具は相互に相殺
されて切削トルクの合力は減少される。

〔実施例〕

以下、図面に従って本発明の一実施例を説明する。

１．１′はワークとしての鋼鉄製でリング状のリング体
２を切削するための切削装置部であり、この切削装置部
１．１′はリング体２の外周面の前方および後方を切削
過程の進行に伴って選択的に支持する第１、第２のチャ
ッキング機構部３゜４の前後面に対向して設置される。

前記切削装置部１，１′には、半径方向に略対向して移
動自在になってワークの内周面を切削するための工具５
Ａ、５’Ａ；５Ｂ、５’Ｂと、ワークの外周面を切削す
るための工具６と、さらにワークの前後の側面を切削す
るための工具７，７′の数組を設け、且つ前記リング体
２に対して相反する方向（時計方向と反時計方向）に回
転自在になり、さらに前記リング体２に対して第１図に
おいて前後方向（軸長方向）に進退自在になる内輪体８
と外輪体９と、ワークとしてのリング体２を支持、固定
するための前記チャッキング機構部３゜４とから形成さ
れる。

前記内輪体８を回転自在にする手段としては、水平な床
面に対して設置された案内レール１０゜１０上を前後方
向に移動自在になる移動ベース１１上に設けられた駆動
源としてのモータＭ、と、該モータＭ１のモータ・シャ
フトｍ１に装着された駆動歯車１２と、該駆動歯車１２
に回転自在に前記移動ベースｌｌ上に支持された受動歯
車１３と、該受動歯車１３の中心孔にキー１４により取
付けられる筒状部１５ａと、該筒状部１５ａの前面に形
成されて例えば反時計方向に回転自在になる外歯車体１
５ｂとから形成される。

１６は前記内輪体８の外歯車体１５ｂからの回転を受動
して前記外輪体９に回転を伝達するための動力伝達部品
としての遊星歯車であり、この遊星歯車１６は前記移動
ベース１１に立設された支持板１７に前記内輪体８の外
歯車体１５ｂに噛合自在になるように適宜角度をもって
配置された軸受支持部品１８を用いて数個、装設されて
前記内輪体８の外歯車体１５ｂに噛合しながら周囲を回
転自在になる。

１９は遊星歯車１６を軸受支持部品１日に回転自在に取
付けるために、ボルト２０を用いて軸受支持部品１８の
前面に取付けられる取付支板である。

２１．２１’は前記切削装置部１，１′の内輪体８，８
にワークの内周面を切削工程に伴って前方および後方か
ら夫々切削するように適宜等角度をもって複数個設けら
れた数個の前記工具５Ａ。

５’Ａを半径方向に移動自在にするための工具ユニット
であり、この工具ユニット２１，２１’は駆動源として
のシリンダ２２，２３と、該シリンダ２２，２３のシリ
ンダ・ロッド２２ａ　、２３ａに略中央の頂角部２４ａ
　、２５ａが揺動自在に軸２６によって枢着された揺動
腕２４，２５と、該揺動腕２４．２５の前方腕部２４ｂ
、２５ｂ！こ装着された押ローラ２７．２７に引張ばね
２８を介して偏倚され、且つ先端には前記工具５Ａ、５
’Ａが取付けられた工具取付杆２９，３０とから形成さ
れる。この工具取付杆２９．３０の後端部は夫々内輪体
８，８の前面に突設した取付部３１に軸３２を用いて枢
着している。

３３は同じくワークの内周面を切削するために前記工具
５Ｂ、５’Ｂを半径方向に移動自在になるような工具ユ
ニットであり、この工具ユニット３３は、駆動源として
のモータＭ２と、該モータＭ２のモータ・シャフトｍ２
にカップリング３４により連結されて前記筒状部１５ａ
内に数個のベアリング３５，３５を介して回転自在に挿
入され、先端に傘歯車部３６ａ有する連結シャフト３６
と、該傘歯車部３６ａに噛合するように略交叉して配置
された傘歯車部３７ａを先端（上端）に設け、前記外歯
車体１５ｂの前面に設けられた取付収容部３８内に数個
のヘアリング３９を介して回転自在に収容され、内周に
は螺子部３７ｂが設けられた略筒状の中継歯車３７と、
先端に前記工具５Ｂ。

５Ｂ’が取付けられ、下半部には該中継歯車３７の前記
螺子部３７ｂに螺合する螺子部４０ａが形成された昇降
ロッド４０とから形成される。

４１は昇降ロッド４０を昇降自在に前記内輪体６の前面
に支持するための支持板である。

４２は前記工具６を前記工具５’Ａに略一致して対向す
る半径方向に移動自在にするために前記外輪体９の前面
に設けられた工具ユニットであり、この工具ユニット４
２は前記工具ユニット２１’と同様に駆動源としての例
えば油圧のシリンダ４３と、該シリンダ４３のシリンダ
・ロッド４３ａに略中央の頂角部４４ａが揺動自在に軸
４４ｂによって軸着された揺動腕４４と、該揺動腕４４
の前方腕部４４ｃ側に引張ばね４５により附勢されて先
端には前記工具６が着脱自在に取付けられる工具取付杆
４６とから形成される。この工具取付杆４６の後端部は
軸４７を用いて工具取付杆４６が引張ばね４５の附勢力
に抗して起伏自在になるように前記外輪体９の前面に突
設した取付部４８に軸支されている。

５０はワークとしてのリング体２の前後方向の側面を切
削するように前記工具７，７′を半径方向に移動自在に
するために、前記内輪体８，８の前面に複数個移動自在
に設けた側面切削用の工具ユニットであり、この工具ユ
ニン）５０．５０は例えば駆動源としてのシリンダ５１
と、左右の側面にレール溝部５２ａを有するように前記
内輪体８の前面に設けたレール材５２と、該レール材５
２の前記レール溝部５２ａ　、５２ａに摺動自在に嵌合
される抱持翼板５３ａ　、５３ａを左右に設は前記シリ
ンダ５１によって駆動されるとともに先端には前記工具
７，７′が取付けられたキャリア５３とから形成される
。

また前記移動ベース１１を前後に移動自在になすための
手段としては、駆動源としてのモータＭ３と、８亥モ一
タＭ３のモータ・シャフトｍ３にカップリングＣを介し
て回転自在であり、外周に螺子部５４ａを有した連結シ
ャフト５４と、該連結シャフト５４の前記螺子部５４ａ
に螺合する螺子部５５ａを内周に設け、前記移動ベース
１１に固着されたナツト材５５とから形成される。

また前記チャッキング機構部３，４は、前記内輪体８と
外輪体９の前方外周においてワークとしての前記リング
体２の前方外周面または後方外周面を、工具６による切
削工程の進展にともなって支持位置を変えて選択的に数
個所において支持するように、求心方向に図示しないフ
レームによって取付けられた駆動源としてのモータＭ４
と、該モータＭ４のモータ・シャフトｍ４の外周に形成
された螺子部５６と、該螺子部５６に螺合される雌螺子
部５７ａを内周に設け、左右の外側には加工すべきワー
クとしてのリング体２をその大小の径の相違に伴なって
支持するような数段の段部５７ｂを有するチャック爪５
７とから形成される。

本発明の一実施例は上述のような構成からなり、ワーク
としてのリング体２を切削、加工する場合を以下説明す
る。

先ず、第１図に示すように対向、配置された切削装置部
１，１′の略中間部の外周方向に数個が配置された第１
のチャッキング機構部３のモータＭ４が駆動されると、
モータ・シャフトｍ４の外周に設けた螺子部５６に雌ね
し部５７ａが螺合されたチャック爪５７は中心に向かっ
て半径方向に移動してワークとしてのリング体２の外周
面の前方を数個所において支持する。

こうしてワークとしてのリング体２は、第１のチャッキ
ング機構部３によってその外周面の前方の数個所が支持
され、左右の切削装置部ｌ、１′に対して中心出しが行
われ、加工時の位置決めがなされる。

而してモータＭ＋が回転、駆動すると、その回転力は駆
動歯車１２を介して受動歯車１３に受動され、切削装置
部１，１′内輪体８は例えば半時計方向に回転する。し
かもこの内輪体８の外歯車体１５ｂに噛合している数個
の遊星歯車１６を介して外輪体９は内輪体８とは相反し
て時計方向に回転する。

その後、１つの方法としては切削、装置部ｌ、１′の何
れかのモータＭ２が回転することによって連結シャフト
３６が回転するため、この連結シャフト３６の先端に設
けた傘歯車部３６ａに噛合する傘歯車部３７ａを有した
中継歯車３７が回転することにより、この中継歯車３７
の内周に設けた螺子部３７ｂに噛合する螺子部４０ａを
その外周に有する昇鋒ロッド４０は第１のチャッキング
機構部３により外周、前方が支持されたリング体２の大
小の径の相違に合わせて半径方向に移動される。

しかもにモータＭ、の連結シャフト５４の回転により螺
子部５４ａに螺合される移動ベース１１が前方に移動す
ることにより、工具５Ｂまたは工具５’Ｂによってリン
グ体２の内周を前方から後方へまたは後方から前方に向
かって切削する。

またワークの内周面を切削するための他の方法としては
、切削装置部ｌ、１′の何れかの工具ユニット２１．２
１’のシリンダ２２．２３が駆動することによりシリン
ダ・ロッド２２ａ　、２３ａが伸長すると、夫々のシリ
ンダ・ロッド２２ａ。

２３ａに頂角部２４ａ　、２５ａが軸２６によって枢着
されている揺動腕２４．２５の前方腕部２４ｂ、２５ｂ
側が引張ばね２８の引張力に抗して工具取付杆２９，３
０の先端側を押付ローラ２７により半径方向に押付けて
移動させるのと、モータＭ３の回転によって連結シャフ
ト５４が回転してこの螺子部５４ａに螺合されているナ
ツト材５５を有する移動ベース１１を前進させるのとか
ら、リング体２の内周面は工具５Ａ、５’Ａの何れかに
より切削される。

さらにワークの外周面を切削する場合には、切削装置部
１の工具ユニット４２のシリンダ４３のシリンダ・ロッ
ド４３ａに頂角部４４ａが軸４４ｂによって枢着されて
いる揺動腕４４の先端側が引張ばね４５の引張力に抗し
て工具取付杆４６の先端側を押付はローラにより中心方
向に向かって半時計方向（半径方向）に移動されるのと
、モータＭ３の駆動によって移動ベース１１が前進され
るのとから、前述の如く第１のチャッキング機構部３に
て外周、前方面が支持されたリング体２は、第１図の外
周面が後方から前方に向かって切削される。

また駆動源としてのシリンダ５１が駆動することによっ
てシリンダ・ロッドが前進するため、その先端に取付け
られた工具７′によって第１のチャンキング機構部３に
よって第１図に示すように前方の外周面が支持されてい
るリング体２の後方の外側面は切削されて面取りかなさ
れる。

この時、時計方向および半時針方向の相反する方向に回
転する内輪体８と外輪体９とに略対向するように夫々取
付けられた内外周面切削用の異なる用途の工具５Ａ、５
’　Ａ；５Ｂ、５’　Ｂ；６または側面切削用の工具７
′はワークとしてのリング体２に対して相互に逆方向の
回転トルクを与えることになるため、切削トルクの合力
は相殺されて大幅に減少される。

従って前述のように、チャッキング機構部３のチャック
爪５７によるリング体２に対する保持力が弱いものであ
ったとしても、工具５Ａ、５’Ａ；５Ｂ、５’　Ｂ；６
　；７’の送り度合いを高めて切込み量を増大すること
により、効率の良い切削が行なえる。

また工具５Ａ、５’　Ａ；５Ｂ、５’　Ｂ；６　；７’
をこの実施例のように略対向して設けておけば、遠心力
が作用したとしてもワークとしてのリング体２に対して
内周および外周から、バランスの良い切削、加工が行な
える（第１図および第２図参照）。

この場合、内周および外周に位置する工具５Ａ。

５’　Ａ、５Ｂ、５’　Ｂ；６　；７’の設置組数を増
大することにより、例えば材料の特質、形状、厚み等の
相違に対応して、ワークとしてのリング体２の切削加工
をさらに効率良く、行なうことができる。

このようにリング体２の第１のチャッキング機構部３に
よる外周面の支持部分を残してその内外周および外側面
の切削、加工後は、モータＭ１の回転を停止することに
よって内輪体８および外輪体９の回転を停止する。その
後モータＭ２を逆に回転させるとともに夫々の工具ユニ
ン１−２１．２１’、４２のシリンダ２２，２３ｉ４３
を逆に駆動させて工具５Ａ、５’　Ａ；５Ｂ、５’　Ｂ
、６゜；７′をワークから離反する方向に移動する。

その後モータＭ４を逆転して、このモータ・シャフトｍ
４を逆転してその外周に形成した螺子部５６に螺合する
雌螺子部５７ａを有する第１のチャック爪５７を半径方
向に移動してワークに対するチャック爪５７の支持を開
放する。

そして今度はモータＭ４のモータ・シャフトｍ４を再び
回転、駆動することにより、螺子部５６が螺合されてい
る雌螺子部５７ａを有する第１のチャンキング機構部３
と同様構造の第２のチャッキング機構部４のチャック爪
５７を中心に向かって半径方向に移動することによって
第２のチャッキング機構部４のチャック爪５７によりワ
ークとしてのリング体２の外周、後方部を数個所におい
て支持する。そして同様にシリンダ４３のシリンダ・ロ
ッド４３ａを駆動させて揺動腕４４の先端側を引張ばね
４５の引張力に抗して第１図の半時針方向に回転するこ
とによって工具６をワークの外周に弾力的に当接してワ
ークの外周、先端側の残りの部分（第１チャッキング機
構部３のチャック爪５７による支持個所に相当する幅の
部分）を切削する。

同時にシリンダ５１を駆動することによってシリンダ・
ロッドの先端に取付けられた工具７を半径方向に駆動す
ることによりワークとしてのリング体２１の前方側の側
面を切削して面取りを行う。

その後、切削装置部１，１′のモータＭ３を逆転するこ
とによって連結シャフト５４を逆に回転し、この連結シ
ャフト５４の螺子部５４ａに螺合している螺子部５５ａ
を有するナツト材５５を介して移動ベース１１を後退さ
せ、第２のチャッキング機構部４のチャック爪５７によ
るワークの締付けを開放した後に図示しない吊上運搬装
置を用いて切削、加工が済んだリング体２を吊上げ、所
定の場所に運搬し、所望の製品を得る。

なお上記実施例においては、工具５Ａ、５’Ａ；５Ｂｙ
５’Ｂ；７，７′が取付けられた内輪体８と、工具６が
取付けられた外輪体９とに歯車部を設けてこの歯車部に
噛合する数個の遊星歯車１６を用いて内輪体８と外輪体
９とを相反する方向に回転させるようになしたが、この
内輪体８と外輪体９とを相反する方向に回転駆動させる
手段としては、必ずしも遊星歯車１６を用いなくてもヘ
ルド等の如く他の動力伝達部品を用いてそれぞれ専用の
モータによって相反する方向に回転、駆動させるように
なしてもよい。また工具５Ａ、５’Ａ；５Ｂ、５’　Ｂ
；７；７’の取付位置および取付個数は上記実施例に限
るものではない。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明は、内輪体と外輪体とに取付けら
れた夫々の工具を相反する方向に回転することにより、
工具に逆方向の回転トルクを付与して相互に相殺させ、
切削トルクの合力を減少できるので、径の大きさに比べ
て肉厚が薄いとか、または断面積が小さい等の剛性が低
いワークをチャックによる保持力を強くして変形させる
ことなく、高精度の切削、加工が行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の切削装置の一実施例を示す断面図、 第２図は本実施例を構成する切削装置部の正面図である
。 １．１′・・・切削装置部、２・・・リング体、３・・
・第１のチャッキング機構部、４・・・第２のチャ・ン
キング機構部、５Ａ、５’　Ａ；５Ｂ、５’　Ｂ、；６
；７゜７′・・・工具、訃・・内輪体、９・・・外輪体
。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）リング状のワークの外周面の前方および後方を選
   択的に支持する第１、第２のチャッキング機構部と、前
   記ワークに対して相反する方向に回転自在に設けられた
   内輪体および外輪体と、該内輪体と外輪体とに半径方向
   に移動自在に設けられるとともに前記ワークの内外周面
   および側面を夫々切削する複数の工具とからなり、該工
   具を前記ワークに対して逆方向の回転トルクを付与する
   ことにより相互に相殺されて切削トルクの合力を減少す
   ることを特徴としたリング体の切削装置。
2. （２）前記第１、第２のチャッキング機構部の前後に前
   記内輪体と外輪体とを回転自在に対向して配置し、該内
   輪体と外輪体とにワークの内外周面および側面を夫々切
   削する前記複数の工具を半径方向へ移動自在に設けたこ
   とを特徴とする請求項第１項記載のリング体の切削装置
   。
3. （３）ワークの内外周を切削する前記工具は、駆動源と
   してのシリンダと、該シリンダのシリンダ・ロッドに略
   中央の頂角部が揺動自在に軸着されされた揺動腕と、該
   揺動腕の前方腕部側に引張ばねにより附勢される工具取
   付杆とよりなる工具ユニットの該工具取付杆に着脱自在
   に取付けられることを特徴とする請求項第１項記載のリ
   ング体の切削装置。