JPH07115244B2 - リング体の切削装置 - Google Patents

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、ワーク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
厚を薄くしたり、段や曲面を形成することによって徐々
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、ワークと
してのリング体を支持するチャッキング機構部と、前記
リング体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の半径方向
に移動自在に設けられた工具とからなり、該工具は前記
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〕

ワークはチャッキング機構部によって内輪体と外輪体の
前面において支持、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、ワークは内周面および外周面が工具によって順次、
切削されていく。

この時、工具は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、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はワークとしての鋼鉄製のリング体２を切削するため
の切削装置部、３はリング体２を切削装置部１に対して
位置決めして支持、固定するためのチャッキング機構部
である。

前記切削装置部１は、半径方向に略対向して移動自在に
なる数組の工具4.5を有し、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６と外輪体
７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とから形成される。

前記内輪体６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8,8上を前後方向に移
動自在になる移動ベース９上に設けられた駆動源として
のモータM₁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10と、該駆動歯車10に回転自在に前記移
動ベース９上に支持された受動歯車11と、該受動歯車11
の中心孔にキー12により取付けられる筒状部13aと、該
筒状部13a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13bとから形成される。

14は前記内輪体６の外歯車体13bからの回転を受動して
前記外輪体７に回転を伝達するための動力伝達部品とし
て遊星歯車であり、この遊星歯車14は前記移動ベース９
に立設された支持板15に前記内輪体６の外歯車体13b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16を用いて数個、装設されて前記内輪体６の外
歯車体13bに噛合しながら周囲を回転自在になる。

17は遊星歯車14を軸受支持部品16に回転自在に取付ける
ために、ボルト18を用いて軸受支持部品16の前面に取付
けられる取付支板である。19は前記工具５を半径方向に
移動自在にするための移動手段であり、この移動手段19
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20により連結されて前記筒状部
13a内に数個のベアリング21,21を介して回転自在に挿入
され、先端に傘歯車部22a有する連結シャフト22と、該
傘歯車部22aに噛合するように略交叉して配置された傘
歯車部23aを先端（上端）に設け、前記外歯車体13bの前
面に設けられた取付収容部24内に数個のベアリング25を
介して回転自在に収容され、内周には螺子部23bが設け
られた略筒状の中継歯車23と、先端に前記工具５が取付
けられ、下半部には該中継歯車23の前記螺子部23bに螺
合する螺子部26aが形成された昇降ロッド26とから形成
される。

27は昇降ロッド26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。

28は前記工具４を前記工具５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７の前面に設け
られた移動手段であり、この移動手段28は例えば油圧の
シリンダ29と、前記工具４を先端に取付けた該シリンダ
29のシリンダ・ロッド30とから形成される。

また前記移動ベース９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、該モータM₃の
モータ・シャフトm₃にカップリング31を介して回転自在
であり、外周に螺子部32aを有した連結シャフト32と、
該連結シャフト32の前記螺子部32aに螺合する螺子部33a
を内周に設け、前記移動ベース９に固着されたナット材
33とから形成される。

また前記チャッキング機構部３は、前記内輪体６と外輪
体７の前面においてワークとしての前記リング体２の下
面を支持するように、リング体２の下面の周方向に配置
された支持部品34と、前記リング体２の前後面に挟持す
るように、第１図において内輪体６と外輪体７とに工具
4,5を有する切削装置部１が前後方向に移動自在となる
水平面Ｈに対して約10゜程の設置角度αをもって立設さ
れたチャック本体3Aの前面に略対向して配置された前部
押さえ部品35と、後部押さえ部品36とから形成される。

このうち前部押さえ部品35は、リング体２の前面および
内周面を数個所支持するような数段の段部37aを有し、
しかもリング体２の径の大小に応じて半径方向に移動自
在にチャック本体3Aの前面に同心円的に適宜角度をもっ
て設けられた数個のチャック爪37と、該チャック爪37を
半径方向に移動自在となす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に装着された駆動用の
傘歯車38と、該傘歯車38に噛合して回転自在な受動用の
傘歯車39aを下端に設け、外周には螺子部39bを設けて適
宜等角度に配置された回転ロッド39と、前記螺子部39b
に螺合する螺子部40aを内周に設け前記チャック爪37を
前面に設けた筒状の螺子筒40と、前記チャック爪37の外
側に突設した突起37bを摺動自在に挿入するための案内
用の凹溝41aを有する支持板41とから形成される。

前記チャック本体3Aを水平面Ｈに対して約10゜程の設置
角度αをもって立設したのは、リング体２がチャッキン
グ機構部３による支持、固定時にリング体２が傾倒する
場合には切削装置部１側に傾倒するようにして人がいる
周方向に転動するのを防止して安全性を確保するため
と、内外の前記工具4,5のリング体２に対する切削によ
って発生される切削屑の排除を容易になして切削時にお
ける切削時により影響を少なくして加工精度を向上する
ことと、切削屑の発生による移動ベース９のチャッキン
グ機構部３に対する移動時における精度を保つために垂
直方向の下方に上方よりも広い排除用の空間部Ｋを設け
るようにした。また前記後部押さえ部品36は、前記チャ
ック爪37と協同して前記リング体２の前後面を挾持する
ように、前記チャック本体3Aの前面に回転自在に軸42a
を用いて基端が軸止された略Ｌ字状の数個の押さえアー
ム42と、駆動源としてのシリンダ43と、ラック部44aを
有するシリンダ43のシリンダ・ロッド44と、前記ラック
部44aに噛合するように前記軸42aに同軸に取付けられた
受動用の小歯車45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、リング
体２を切削、加工する場合を以下説明する。

先ず、内輪体６および外輪体７の前面、下方に配置され
た支持部品34の上にワークとしてのリング体２の下面を
支持する。

しかもリング体２の径にあわせて駆動源としてのモータ
M₄を駆動させることによって傘歯車38を回転し、その回
転力を傘歯車39aに伝達させ、回転ロッド39を回転させ
る。そしてこの回転ロッド39の螺子部39bに噛合してい
る螺子部40aを内周に有する螺子筒40が移動することに
よってリング体２の径に合わせてその前面および内周面
にチャック爪37の数段の段部37aの何れかを当接し、リ
ング体２を半径方向の数個所において支持する。

次いで、駆動源としてのシリンダ43を駆動してシリンダ
・ロッド44を伸ばすと、このラック部44aに噛合してい
る小歯車45は第１図において時計方向に回転されるの
で、略Ｌ字状の押さえアーム42は回転駆動されることに
よってリング体２の後面に当接し、前記チャック爪37と
協同してリング体２を前後から挟持する。

こうしてワークとしてのリング体２は、前後から挾持さ
れるとともに支持部品34によって下面を支持され、切削
装置部１に対して中心出しが行われ、位置決めがなされ
る。

その後シリンダ43が駆動してシリンダ・ロッド44が縮
み、ラック部44aに噛合している小歯車45が半時計方向
に回転するので、押さえアーム42は旧位に復し、リング
体２の挾持を解放するが、リング体２は切削、加工が済
むまで数個のチャック爪37と支持部品34によって支持さ
れることになる。

すなわちリング体２は支持部品34によって下面が支持さ
れるとともに適宜角度によって配置されたチャック爪37
によって内周から支持されるから、拡大する方向にチャ
ック爪37の支持力が作用することによって後述の如く、
工具4,5にの切削、加工に対しても変形や寸法ずまりが
なく加工精度の高い支持、固定ができる。

而してモータM₁が回転、駆動すると、その回転力は駆動
歯車10を介して受動歯車11に受動され、内輪体６は例え
ば半時計方向に回転する。

しかもこの内輪体６の外歯車体13bに噛合している数個
の遊星歯車14を介して外輪体７は内輪体６とは相反して
時計方向に回転する。

その後、モータM₂が回転することによって連結シャフト
22が回転するため、この連結シャフト22の先端に設けた
傘歯車部22aに噛合する傘歯車部23aを有した中継歯車23
が回転するので、この中継歯車23の内周に設けた螺子部
23bに噛合する螺子部26aをその外周に有する昇降ロッド
26はチャッキング機構部３によりセットされたリング体
２の径に合わせて半径方向に移動され、工具５によって
リング体２の内周を切削する。

また駆動源としてのシリンダ29が駆動することによって
シリンダ・ロッド29aが前進するため、その先端に取付
けられた工具４によってリング体２の外周は切削され
る。

この時、相反する方向に回転する内輪体６と外輪体７と
に略対向するように夫々取付けられた工具4,5はワーク
としてのリング体２に対して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4,5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。またこの時、工具4,
5の送り度合いは、リング体２から発生される連続した
切削屑が相互に絡みあってリング体２に対する切削に支
障がないように、切削屑が連続して切削されるのを防止
するように考慮して決定されるとともに切削装置部１の
前面の垂直方向の下方に、切削装置部１の移動ベース９
を前後方向に移動自在とする案内レール８を備えた水平
面Ｈに対して約10゜程の設置角度αをもってチャッキン
グ機構部３の本体部3Aを配置したことによって充分な排
除用の空間部Ｋが形成され、またリング体２のチャッキ
ング機構部３へのセット時にリング体２が傾倒する場合
には切削装置部１側に傾倒するようにして周方向の手前
側（人がいる側）へのリング体２の傾倒を防止して安全
性が確保されるとともに後工程において発生する切削屑
の排除が容易になる。

また工具4,5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４図参照）。

この場合、内周および外周に位置する工具4,5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。

また第５図は工具4,5の送り機構として駆動源としての
モータM₅と、工具4,5が先端に取付けられたウオーム50
と、該ウオーム50に噛合されたモータ・シャフトm₅に装
着されたウオーム・ホイール51とを用いた本発明の他の
実施例を示すものであり、この実施例においては、リン
グ体２の切削面が内周または外周の一面であったとして
も、工具4,5を相反する方向に時間差ｓをつけて回転さ
せて切込みを行うことによって同一加工面の切削におけ
る切削時の工具の回転トルクを相殺し、切削トルクの合
力を減少させることもできる。

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６および外輪体７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シリンダ29を逆に駆動
させて工具4,5を相反する方向に移動する。

その後モータM₄を逆転して傘歯車38を逆に回転し、これ
に噛合する傘歯車39aも逆転することにより、回転ロッ
ド39を逆転し、螺子筒40とともに数個のチャック爪37を
中心方向に移動させ、リング体２から数個のチャック爪
37による支持、固定を解放する。

その後、モータM₃を逆転することによって連結シャフト
32を逆に回転し、この連結シャフト32の螺子部32aに螺
合しているナット材33を介して移動ベース９を後退させ
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4,5が取付けられた内
輪体６と、外輪体７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14を用いて内輪体６と外輪体７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６と外輪体７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14を用いなくてもベルト等
のその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4,5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図は第１図のＩ−Ｉ方向矢視図、 第３図は第１図の円イ内の断面図、 第４図は使用状態を示す説明用の正面図、 第５図は同じく他の実施例における使用状態を示す説明
用の正面図である。 １……切削装置部、２……リング体、３……チャッキン
グ機構部、4,5……工具、６……内輪体、７……外輪
体。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワークとしてのリング体を支持するチャッ
   キング機構部と、前記リング体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
   と外輪体との半径方向に移動自在に設けられた工具とか
   らなり、該工具は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するリング体の切削装置。
2. 【請求項２】前記内輪体と外輪体とは外歯車と内歯車と
   で形成され、該外歯車と内歯車とは遊星歯車を介して相
   反する方向に回転自在に配置されることを特徴とする上
   記請求項第１項記載のリング体の切削装置。
3. 【請求項３】前記チャッキング機構部は、前記内輪体お
   よび外輪体の前面において周方向、下方に配置され、前
   記リング体の下面を支持する支持部品と、前記リング体
   の内周を支持するように適宜角度に設けられたチャック
   爪とからなる上記請求項第１項記載のリング体の切削装
   置。
4. 【請求項４】前記チャッキング機構部のチャック爪は、
   リング体の径の大小に応じて半径方向にモータの駆動力
   によって移動自在に設けられ、前記リング体の前面およ
   び内周面に当接自在な数段の段部を有することを特徴と
   する上記請求項第１項記載のリング体の切削装置。
5. 【請求項５】前記チャッキング機構部は、チャック爪と
   協同してリング体を前後面から鋏持するように回転自在
   に軸支された略Ｌ字状の押さえアームと、該押さえアー
   ムを動力伝達部品を介して回転、駆動させる駆動源とし
   てのシリンダとからなる上記請求項第１項記載のリング
   体の切削装置。
6. 【請求項６】前記チャッキング機構部のチャック本体を
   内輪体と外輪体とに工具を有する切削装置部が前後方向
   に移動自在に設けた水平面に対して所定の角度をもって
   配置することにより、切削装置部との間の垂直方向下方
   に切削屑の排除用の空間部を形成することを特徴とする
   上記請求項第１項記載のリング体の切削装置。