JPS625722B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車に用いるボールジヨイント内輪
等の溝加工機における球状工作物の自動調心機能
付保持装置に関する。

近年自動車の高級化、高性能化省資源化にとも
ないFF車はもちろんのことFR車にも四輪独立懸
架装置の採用が多くなりそれに使用するボールジ
ヨイントは量産且、高品質が要求されている。と
ころがボールジヨイントの生命である内輪Ｗは例
えば第１図のような複雑な特殊形状をしており高
品質であるためには製品の溝Wa〜Wfの割り出し
精度が極めて重要であつてその精度は前加工精度
例えば外球心高の誤差、外球径の誤差、等の10種
以上の要因によつて影響されることが考えられて
おり、特に前記２つの誤差は研削段取自体で容易
に補正できないため製品精度に大きく影響する。
従来の工作物保持装置の保持機構は位置決め板に
押しつける形と自動調心する形があつてそれぞれ
は誤差の影響が少なくなるように工夫がなされて
はいるものゝ、例えば位置決め板に押しつける形
では特公開昭56−89468の如く外球心高誤差、外
球径誤差を補正しても、位置決めピンの延長線上
に外球中心がくることがまれであるため割出し精
度は良くない。また、従来の自動調心形は外球心
高、外球径が公差内であつても同一寸法でない工
作物がランダムに流れる生産現場では保持機構の
誤差補正率はせいぜい70％前後であるため100％
ないし100％に近い補正率を得られ、満足できる
精度の出せる保持装置が必要になつていた。

本発明は自動調心形であつて前加工の外球心高
誤差及び外球径誤差の影響を受けないようになさ
れた自動調心機能付保持装置であつて、本発明は
特に３等分位置の同じ高さで把持する爪を１個保
持する第１揺動杆と２個対称に保持する第２揺動
杆とを工作物の載置面に平行、且主軸々心と直角
な軸で枢支され互に反対方向に旋回するように設
け、第１揺動杆の把持点の移動量と第２揺動杆の
把持点の移動量とが等しくなるように各レバー比
を特定したことを特徴とするものである。

以下本発明を図面にもとづき説明する。Ｒ溝研
削用の砥石１を回転可能に軸承した砥石台に切り
込み送りが与えられる研削盤のテーブル上に主軸
２を回転可能に軸承した主軸台と主軸２と同心の
心押軸３を軸受４によつて回転可能に軸承したス
リーブ５を軸方向に摺動可能に支承した心押台６
が載置されている。この心押軸３の中心に穿設さ
れた貫通穴に頭部７ａを有する操作軸７が回転を
阻止されて軸方向に摺動可能に嵌装されていて心
押軸３とともに回転される。この操作軸７の後端
に開口して穿設された盲穴７ｂと心押軸３の後端
に締着された図示しない蓋体との間に圧縮ばね８
が介装されていて常時操作軸７を主軸側へ押し出
すように付勢している。又盲穴７ｂにはピストン
杆９が中心部に螺着されていて、該ピストン杆９
は心押軸３の後端の蓋体を貫通しピストン部がス
リーブ５に設けられた図示しないシリンダに嵌装
されていてシリンダに圧力流体が送られるときピ
ストン杆９を介して操作軸７を後退させる。そし
てまた操作軸７の頭部７ａには心押軸３の軸心よ
り所定量上下に離れた押し棒１０ａ，１０ｂが軸
と平行に植設されている。工作物であるボールジ
ヨイント内輪Ｗの平坦面を載置する載置面１１ａ
を有し、その両端には直角にＨ状の取付部を設け
た載置台１１は主軸側取付部１１ｂにおいて主軸
２の端面に、また心押軸側取付部１１ｃにおいて
心押軸３の端面それぞれ止ボルトによつて締着さ
れ主軸が図示しない駆動装置によつて回転された
とき心押軸３とともに回転される。そして載置面
１１ａ上にボールジヨイント内輪Ｗが載置された
とき該内輪Ｗの加工の旋回中心が主軸の旋回中心
と一致する関係に取付けられている。主軸側取付
部１１ｂはボールジヨイント内輪Ｗの左半分の
山、本例では３山を囲むように内輪Ｗの外球の直
径より僅かに大きな円弧面１１ｄが形成されると
ともに内輪Ｗの溝に嵌入する位置決めビン１７ａ
が外球中心に向つて円弧面１１ｄより突出され更
にボールジヨイント内輪Ｗを心出し把持する揺動
杆１２を取付ける空間が形成されている。この揺
動杆１２は取付部１１ｂに設けられ載置面１１ａ
と平行で且主軸２の軸心と直角な枢支軸１３に支
承されて枢支点より上部の腕１２ａ端に載置され
たボールジヨイント内輪Ｗの外球部の山面を押す
把持爪１４が固着されており、また枢支点より下
部の腕１２ｂには主軸２に穿設された盲穴２ａに
摺動可能に嵌装されたばね１５で常時突出方向に
付勢された押圧子１６によつてストツパ１７ｂに
当るまで第２図で反時計方向に開くように付勢さ
れている。そしてまたこの下部の腕１２ｂ端には
操作軸頭７ａの下側の押し棒１０ｂの軸心上で載
置面１１ａの下側に摺動可能に設けられた押圧杆
１８と接触して把持方向に押されるようになつて
いる。

一方心押軸側の取付部１１ｃは操作軸頭７ａが
臨む空間が設けられ、ボールジヨイント内輪Ｗに
対する面に該内輪Ｗの加工溝を割り出すときの位
置決め板１９が取付けられている。この割出し案
内板１９はボールジヨイント内輪Ｗの右半分の３
山を囲むよう外球の直径と等しいか僅かに大きな
円弧面を有している。心押軸側の取付部１１ｃに
はまた主軸２の軸心と直角方向即ち揺動杆１２の
枢支軸１３と平行な枢支軸２０を両端において支
持していて、この枢支軸に揺動杆２１が旋回可能
に枢支されている。この揺動杆２１は割出し案内
板１９と同形の円弧面を有しており、主軸２の軸
心に対して対称位置で外球部の山部を押す把持爪
２２，２３が揺動杆１２の把持爪１４と同じ高さ
において接触するように固着されている。そして
この揺動杆２１はばね２４によつて常時開くよう
に時計方向に付勢され、その背面が操作軸７の頭
部７ａに植設した上の押し棒１０ａに当接されて
いる。而して揺動杆１２及び２１はばね８で押し
出される操作軸７の押し棒１０ａ，１０ｂによつ
て互に内方に旋回され揺動杆１２の把持爪１４の
移動量と把持爪２２，２３の移動量とでボールジ
ヨイント内輪Ｗを調心しながら把持するものであ
るが、調心が正しく行なわれるためには左右の移
動量が同じでなければならない。

即ち第３図・第４図において揺動杆１２が旋回
されその把持爪１４が移動するとき調心方向即ち
水平方向の換算移動量Ａ、把持爪１４の作用点に
おける外球の傾斜している分の余分の移動量Ｂと
の和Ａ＋Ｂと、揺動杆２１の把持爪２２又は２３
が移動するとき調心方向即ち第３図の腕２１ａ又
は２１ｂを含む載置面１１ａに垂直面内での水平
方向の換算移動量Ｃ、把持爪２２又は２３の前記
垂直面によるボールジヨイント内輪Ｗの切断円ｒ
における作用点での外球の傾斜分の余分の移動量
Ｄとの和Ｃ＋Ｄが等しいことが条件となる。そこ
で揺動杆１２の上腕の長さ即ち枢支軸１３の中心
と把持爪１４の作用点迄の長さをＵ、下腕の長さ
即ち枢支軸１４の中心と押圧杆１８の作用点迄の
長さをＦ、載置面１１ａと揺動杆１２の枢支軸１
４の中心と把持爪１４の作用点とを結ぶ線とのな
す角をβとすれば下腕の作用点が押圧杆１８で△
ｌ動かされたときの把持爪１４の水平方向移動量 Ａ＝Ｕ／Ｆ△lsinβ −(1) そして載置面１１ａと揺動杆１２の爪１４の作用
点と工作物中心０_１とを結ぶ線と載置面１１ａと
のなす角をαとすれば把持爪の作用点で外球が傾
斜している分の余分の水平方向の移動量 Ｂ＝Ｕ／Ｆ△lcosβtanα −(2) 一方揺動杆２１の枢支軸２０の中心と把持爪２２
又は２３の作用点迄の腕の長さをＶ、揺動杆２１
の枢支軸２０の中心と押し棒１０ａの作用点迄の
長さをＮ、載置面１１ａと揺動杆２１の枢支軸２
４の中心と把持爪２２又は２３とを結ぶ線とのな
す角をγとすれば押し棒１０ａの作用点の動きを
揺動杆１２の下腕の作用点の移動量と等しく△ｌ
動かされたとき把持爪２２又は２３の水平方向の
移動量 Ｃ＝Ｖ／Ｎ△lsinγ −(3) 腕２１ａを含み載置面１１ａに対する垂直面での
外球の切断円ｒの中心０_２と把持爪２２又は２３
の作用点とを結ぶ線と載置面１１ａとのなす角を
とすれば把持爪２２又は２３の作用点での外球
の傾斜分の余分の水平方向の移動量 Ｄ＝Ｖ／Ｎ△lcosγtan −(4) 而して外球の半径をＲとし、載置面１１ａと平行
で外球中心０_１を通る平面に対する把持爪２２又
は２３の作用点の垂線の足ｎと中心０_１と結ぶ線
と中心０_１との載置面からＱの高さになる把持爪
２２又は２３の作用点を結ぶ線とのなす角はαで
あるから０_1o＝Rcosα．そこで線分０_1oと中心０
_１を通る主軸々心に直角な線とのなす角をθとす
れば０_2o＝Rcosαsinθ従つて tan＝Ｑ／Ｒｃｏｓαｓｉｎθ−(5) 故に(1)(2)(3)(4)(5)よりＡ＋Ｂ＝Ｃ＋Ｄ Ｕ／Ｆ（sinβ＋cosβtanα）＝Ｖ／Ｎ（sinγ＋Ｑ／Ｒ・ｃｏｓγ／ｃｏｓα・ｓｉｎθ） を満足するように各揺動杆を製作し取付けるもの
である。

このように構成された本発明の作用は図示しな
いシリンダに圧力流体を供給して操作軸７を後退
させると、押し棒１０ａ，１０ｂも後退しばね１
５及び２４の力によつて揺動杆１２，２１ととも
に把持爪１４，２２，２３が外方に開けられる。
載置台１１の載置面１１ａを上向けた状態に旋回
しボールジヨイント内輪Ｗを載せる。シリンダへ
の圧力流体の供給を断ち排出側に落すことによつ
て操作軸７はばね８の力により押し出される。押
し棒１０ａは揺動杆２１の背面を、押し棒１０ｂ
は押圧杆１８を介して揺動杆１２の下腕をそれぞ
れ同量押し込む。このため揺動杆１２，２１は共
にボールジヨイント内輪Ｗ側に旋回し把持爪１４
及び２２，２３は前述の通り同量移動し、内輪Ｗ
は外球を証にして自動的に調心され把持される。
この状態で載置台１１の円弧面１１ｄ及び割出し
案内板１９は内輪Ｗと無接触となる。把持完了で
主軸２を回転させて載置台１１を心押軸３ととも
に回転させ砥石１に切込送りを与え対称な２個の
溝Wa，Wdが所定の溝の深さに研削される。研削
終了で溝割り出し指令で再びシリンダに圧力油を
送り操作軸７を後退させ揺動杆１２，２１を開け
る。図示しない割出し機構によりボールジヨイン
ト内輪Ｗは割出し案内板１９に案内されて60゜旋
回され、位置決め装置により割り出され位置決め
ピン１７ａにより位置決めされるとシリンダへの
圧力油を排除しばね８で操作軸７を押し出し揺動
杆１２，２１で再び自動調心しながら把持する。
把持完了で主軸回転砥石切込が行なわれ本例のよ
うに６個の溝であれば更にもう一回60゜割り出し
位置決め研削が行なわれて１個のボールジヨイン
ト内輪の加工が完了する。

以上詳述したように本発明は３方向より加工物
を把持する爪の内１個をもつ揺動杆と２個をもつ
揺動杆とを２本の平行な軸で枢支して把持爪作用
点を同じ高さにして各揺動杆寸法及びその取付作
用角度を所定の関係に設けたので両揺動杆の移動
量が同量となり、加工物は自動的に調心され、し
かも誤差の補正率をほゞ100％になし得るので位
置決め装置の位置決めピン中心線とボールジヨイ
ント内輪Ｗの中心とは常に一致しボールジヨイン
ト内輪溝Wa〜Wfの高い割り出し精度を確保する
ことができ安定した高品質の製品を製作できるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の保持装置の水平断面図、第２
図は同じく垂直断面図、第３図はボールジヨイン
ト内輪と揺動杆との平面図で関係式算出説明図、
第４図は第３図のＡ−Ａ線位置での断面図で関係
式の算出説明図である。 ２……主軸、３……心押軸、７……操作軸、
８，１６，２２……ばね、１０ａ，１０ｂ……押
し棒、１１……載置台、１１ａ……載置面、１
２，２１……揺動杆、１３，２０……枢支軸、１
４，２２，２３……把持爪。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ボールジヨイント内輪などの球状工作物の溝
   加工機の保持装置において、回転駆動される主軸
   と、該主軸と同心に回転可能に軸承された心押軸
   と、前記主軸と心押軸に一体的に固着されるとと
   もに主軸軸心と平行な工作物載置面を有する載置
   台と、該載置台の主軸側又は心押軸側でその載置
   面と平行で主軸々心と直角な軸を中心として旋回
   可能に枢支されるとともにばね部材により常時開
   く方向に付勢され先端に１個の把持爪を有する第
   １揺動杆と、前記載置台の心押軸側又は主軸側で
   その載置面と平行で主軸々心と直角な軸を中心と
   して旋回可能に枢支されるとともにばね部材によ
   り常時開く方向に付勢され主軸々心に対して対称
   で且前記第１揺動杆の把持爪と同じ高さの２個の
   把持爪を有する第２揺動杆と、前記心押軸の中心
   で軸方向に摺動可能に軸承されるとともに前記第
   １揺動杆と第２揺動杆とにそれぞれ当接する押し
   棒を頭部に設けた操作軸と、該操作軸を前後進さ
   せる駆動部材とを含んでなり、前記第１揺動杆と
   第２揺動杆との各レバー比が Ｕ／Ｆ（sinβ＋cosβtanα）〓Ｖ／Ｎ（sinγ＋Ｑ／Ｒ・ｃｏｓγ／Ｃｏｓαｓｉｎθ） 但し Ｕ…第１揺動杆の枢支点と把持爪作用点迄の長さ Ｆ…第１揺動杆の枢支点と押圧杆の作用点迄の長
   さ β…載置面と第１揺動杆の枢支点と把持爪作用点
   を結ぶ線とのなす角 α…載置面と第１揺動杆の把持爪作用点と工作物
   外球中心とを結ぶ線とのなす角 Ｖ…第２揺動杆の枢支点と把持爪作用点迄の長さ Ｎ…第２揺動杆の枢支点と押し棒の作用点迄の長
   さ γ…載置面と第２揺動杆の枢支点と把持爪作用点
   とを結ぶ線とのなす角 Ｑ…工作物外球中心より把持爪作用点迄の高さ Ｒ…工作物外球の半径 θ…主軸々心と直角な面に対する第２揺動杆の１
   つの把持爪の作用点と外球中心とを含む垂直面
   とのなす角 の関係にあることを特徴とする球状工作物の自動
   調心機能付保持装置。