JP2008132561A - デフケース内面加工装置および加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】デフケース内の互いに対向する両座面の加工を精度よく行うデフケース内面加工装置および加工方法を提供する。
【解決手段】ＮＣ送りユニット７に設けた加工機の主軸１３に主軸側ドライバ１５を設け、油圧送りユニット３９に設けた油圧送りシリンダ４１に油圧シリンダ側ドライバ１７を設ける。これら各ドライバ１５，１７を、デフケース３の軸孔に挿入して内部の球面カッタを両側から挟持する。また、油圧送りユニット３９のガイド部４５に設けた連結用油圧シリンダ５１のピストンロッド５３を、ＮＣ送りユニット７の可動部１１に設けたクランプ機構５７によりクランプ固定して連結し、ＮＣ送りユニット７の動作で、主軸側ドライバ１５を、球面カッタおよび油圧シリンダ側ドライバ１７とともに一体的に進退移動させて、デフケース３内の互いに対向する球面座を押し付けて加工する。
【選択図】図１

Description

本発明は、デファレンシャル装置のデフケース内の互いに対向する内面を、デフケース内に配置した切削工具により押し付けて切削加工するデフケース内面加工装置および加工方法に関する。

自動車の動力伝達機構として使用されるデファレンシャル装置は、そのデフケース内に、差動大歯車となる一対のサイドギアおよび、差動小歯車となる一対のピニオンをそれぞれ備え、これら各歯車のデフケース内面における互いに対向する座面に対し、切削加工を行っている（下記特許文献１参照）。
特開２００４−９０１８１号公報

ところで、このようなデフケース内面に対する切削加工として、デフケース内に切削工具を配置した状態で、デフケース外部の両側から軸孔を通して一対の押し付け具を挿入し、この一対の押し付け具で切削工具を両側から挟持しつつ座面に押し付け回転させながら行う場合には、一方の押し付け具をＮＣ加工機の主軸に連結し、他方の押し付け具を油圧送りシリンダに連結することになる。

そして、ＮＣ加工機でＮＣ制御しながら、ＮＣ加工機の主軸と油圧送りシリンダによりそれぞれの押し付け具を押し引きすることで、押し付け具相互間にある切削工具によりデフケース内面の互いに対向する座面を切削加工する。

ところが、このような加工方法では、ＮＣ加工機の主軸により押しながらの一方の座面に対する加工では、ＮＣ制御により高精度な加工が可能であるものの、油圧送りシリンダによる押しながらの他方の座面に対する加工では、油圧ユニットの送り速度や押圧などの変動により加工精度や加工位置が不安定となり、改善が望まれている。

そこで、本発明は、デフケース内の互いに対向する両座面の加工を精度よく行えるようにすることを目的としている。

本発明は、内部に歯車機構を備えたデファレンシャル装置のデフケース内の互いに対向する内面を、前記デフケース内に配置した切削工具により押し付けて切削加工するデフケース内面加工装置において、前記デフケース外部の両側の軸孔から挿入して前記切削工具を両側から押し付けかつこの押し付け方向に往復移動可能な一対の押し付け具を設け、この各押し付け具のうちの一方を前記往復移動させるＮＣ駆動手段を設け、前記各押し付け具の基端側のそれぞれの支持部相互を連結固定する連結固定手段を設けたことを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、切削工具を両側から押し付ける一対の押し付け具を、連結固定手段により互いに連結した状態で、一方の押し付け具を、ＮＣ駆動手段により往復移動させるようにしたので、デフケース内の互いに対向する両座面の加工をＮＣ制御により精度よく行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

図１は、本発明の一実施形態を示すデフケース内面加工装置の正面図である。ベース１上には、ワークであるデファレンシャル装置のデフケース３を、取付具４を介して固定する治具５を設置し、治具５の図１中で右側に、ＮＣ駆動手段としてのＮＣ送りユニット７を設置してある。なお、治具５は、ベース１に対し、デフケース３の取付位置からずれた位置にある回転支持部８を中心として回転可能である。

ＮＣ送りユニット７は、ＮＣ送りユニット用台座９上に図１中で左右方向に移動可能な可動部１１を備え、可動部１１の図１中で上部左側に、加工機の主軸１３を取り付けている。この主軸１３の先端に、一対の押し付け具のうちの一方の押し付け具となる主軸側ドライバ１５を取り付ける。

この主軸側ドライバ１５と、デフケース３を間に挟んで主軸側ドライバ１５と反対側にある後述する油圧シリンダ側ドライバ１７とで、デフケース３内に配置した切削工具としての球面カッタ１９（図２参照）を、左右両側から挟持した状態で、デフケース３内の互いに対向する内面をそれぞれ押し付けつつ切削加工する。

デフケース３内には、図示していないが、歯車機構である、車輪駆動軸に固定される一対のサイドギアおよび、サイドギアに噛合する一対のピニオンが収容され、図２に示すように、図示しないピニオン軸が挿入される軸孔２１，２３から、前記した主軸側ドライバ１５，油圧シリンダ側ドライバ１７をそれぞれ挿入する。

なお、上記した図２は、図１の正面図に対してその平面図に相当するもので、球面カッタ１９により、デフケース３内の互いに対向する内面である球面座２５，２７を加工する状態を示しており、この各球面座２５，２７は、左右一対の図示しないピニオンの球面状の背面が接触する部分である。

一方、図３は、図２と同様の平面図であるが、図２に対してデフケース３を図中で時計回りに９０度回転させた上で、デフケース３内に配置した切削工具としての平面カッタ２９により、デフケース３内の互いに対向する内面である平面座３１，３３を加工する状態を示している。

この平面座３１，３３は、前記した図示しないサイドギアの平面状の背面が接触する部分であり、このサイドギアを回転支持する前記した図示しない車輪駆動軸が挿入される軸孔３５および３７から、前記した主軸側ドライバ１５および油圧シリンダ側ドライバ１７とは別の主軸側ドライバ１５Ａおよび油圧シリンダ側ドライバ１７Ａをそれぞれ挿入する。

なお、デフケース３を図２の状態と図３の状態との間で９０度回転させるのは、前記図１に示した治具５を、回転支持部８を中心として９０度回転させることによって行う。このため、図２の球面座２５，２７を加工する位置と、図２の平面座３１，３３を加工する位置とは、図１中で紙面に直交する方向に互いにずれており、この互いにずれた位置に対応して、加工機の主軸１３と後述する油圧送りユニット３９の油圧送りシリンダ４１とを２組設けてある。

すなわち、前述した図３での平面座３１，３３を加工する際に使用する主軸側ドライバ１５Ａおよび油圧シリンダ側ドライバ１７Ａは、これらに対応して、主軸１３および油圧送りシリンダ４１に代わる図示しない主軸および油圧送りシリンダをそれぞれ備えている。

以下の説明では、図２の球面座２５，２７の加工について行うものとする。

上記した油圧シリンダ側ドライバ１７は、図１に示すように、治具５を間に挟んでＮＣ送りユニット７と反対側に設置してある油圧送りユニット３９の油圧送りシリンダ４１に連結してあり、油圧送りシリンダ４１の駆動によりデフケース３に向けて接近離反移動可能である。

油圧送りユニット３９は、ベース１上に設けてある油圧送りユニット用台座４３上部のガイドレール４７に沿って移動可能なガイド部４５を備え、このガイド部４５上に前記した油圧送りシリンダ４１を設けている。

そして、ガイド部４５上の油圧送りシリンダ４１とは図１中で紙面に直交する方向にずれた位置にシリンダ取付部４９を設け、シリンダ取付部４９上に連結用油圧シリンダ５１を設置する。すなわち、油圧送りシリンダ４１および連結用油圧シリンダ５１は、ガイド部４５とともに、これらが一体となってガイドレール４７に沿って移動可能である。上記連結用油圧シリンダ５１のピストンロッド５３は、ＮＣ送りユニット７側に向けて突出して先端に連結治具５５を設けている。

なお、上記したシリンダ取付部４９および連結用油圧シリンダ５１は、図１中で紙面に直交する方向に球面座加工用と平面座加工用に２個配置してある油圧送りシリンダ４１相互間に位置するものとする。

一方、前記したＮＣ送りユニット７側の可動部１１上の連結治具５５に対応する位置には、クランプ機構５７を設けてあり、このクランプ機構５７が連結治具５５をクランプ固定することで、ＮＣ送りユニット７側の可動部１１と、油圧送りユニット３９側の可動部となるガイド部４５とが、互いに連結固定されることになる。

すなわち、各押し付け具（主軸側ドライバ１５，油圧シリンダ側ドライバ１７）の基端側のそれぞれの支持部（可動部１１，ガイド部４５）相互を連結固定する連結固定手段（連結用油圧シリンダ５１，連結治具５５，クランプ機構５７）を設けており、連結用油圧シリンダ５１，連結治具５５およびクランプ機構５７により連結固定手段を構成している。

また、デフケース３内に配置する前記した平面カッタ１９は、図１では省略してあるが、図４に示すように、工具ホルダとしてのカッタホルダ５９の先端（下端）によって保持されており、図４では簡略化してあるデフケース３の図４中で上部に設けた開口孔としての工具挿入孔６１からデフケース３内に挿入する。

上記したカッタホルダ５９は、図４中で上部の基端部の水平スライド部６３が、水平ガイドレール６５に沿って水平方向（図４中で左右方向）に移動可能であり、水平ガイドレール６５は、鉛直スライド部６７の下部に設けてある。鉛直スライド部６７は、その図４中で左端部に位置する鉛直ガイドレール６９に沿って鉛直方向（図４中で上下方向）に移動可能であり、鉛直ガイドレール６９は、装置本体（ベース１）側の支持ブラケット７１に固定してある。

すなわち、カッタホルダ５９は、鉛直スライド部６７が図４中で上下方向に移動することで、保持している球面カッタ１９を、デフケース３内に対して挿入および引き抜きを行う。また、加工時に主軸側ドライバ１５が球面カッタ１９を押し引きして往復移動させるに伴って、カッタホルダ５９が水平スライド部６３とともに水平ガイドレール６５に沿って図４中で左右方向に移動する。

また、鉛直スライド部６７の図４中で右側端部の下部には、加工位置測定手段としての変位センサ７３を、取付具７５を介して取り付けている。変位センサ７３は、カッタホルダ５９の図４中で左右方向の位置、すなわち保持している球面カッタ１９による加工位置を測定する。

球面カッタ１９は、中央に環状の保持溝１９ａを備え、この保持溝１９ａにカッタホルダ５９先端の半円環部５９ａを図４中で上部から嵌入するとともに、半円環状のブッシュ７７を同下方から嵌入し、この状態でブッシュ７７を半円環部５９ａにボルト固定することで、カッタホルダ５９が球面カッタ１９を回転可能に保持することになる。

平面カッタ２９についても、図５に示すように、工具ホルダとしてのカッタホルダ７９および半円環状のブッシュ８１が、球面カッタ１９と同様の保持機構によって保持する。なお、図３，図５において、２９ａは環状の保持溝であり、２９ｂ，２９ｃは、主軸側ドライバ１５Ａおよび油圧シリンダ側ドライバ１７Ａの先端が挿入固定される凹部である。

次に、作用を説明するが、この作用の説明においても、図２の球面座２５，２７の加工について行うものとする。

図１に示すように、治具５上に設置固定したデフケース３に対し、図４に示すように、カッタホルダ５９が保持した球面カッタ１９を、工具挿入孔６１からデフケース３内に挿入する。

この時点では、図１に示す連結用油圧シリンダ５１のピストンロッド５３先端の連結治具５５は、ＮＣ送りユニット７側のクランプ機構５７によってクランプされておらず、ＮＣ送りユニット７の可動部１１と油圧送りユニット３９のガイド部４５との連結固定を解除している。

この状態で、図２に示すように、ＮＣ送りユニット７により可動部１１を前進させることで、主軸側ドライバ１５をデフケース３内に軸孔２１から挿入するとともに、油圧送りシリンダ４１の前進駆動により、油圧シリンダ側ドライバ１７を、デフケース３内に軸孔２３から挿入する。デフケース３内に挿入した各ドライバ１５，１７は、先端を球面カッタ１９の凹部１９ｂ，１９ｃにそれぞれ挿入固定する。

油圧送りシリンダ４１の前進駆動により、油圧シリンダ側ドライバ１７を、デフケース３内に挿入するので、主軸側ドライバ１５との間で、球面カッタ１９を確実に保持することができる。

上記図２の状態では、球面カッタ１９は、球面カッタ１９を収容するデフケース３内の空間における図２中で左右方向ほぼ中心位置にあり、この中心位置から左右にそれぞれ移動することで、球面座２５，２７をそれぞれ切削加工可能となる。

次に、連結用油圧シリンダ５１を前進駆動して、そのピストンロッド５３を前進させ、先端の連結治具５５をＮＣ送りユニット７側のクランプ機構５７がクランプ固定する。クランプ固定した後は、連結用油圧シリンダ５１は、ＮＣ送りユニット７側の可動部１１を引っ張り込む方向に常時作動させておく。

これにより、主軸側ドライバ１５および油圧シリンダ側ドライバ１７が、図１中で左右両側から球面カッタ１９を挟み込むように押し付けた状態で、ＮＣ送りユニット７の可動部１１と油圧送りユニット３９のガイド部４５とが、連結用油圧シリンダ５１により互いに連結固定された状態となる。

すなわち、連結用油圧シリンダ５１により、球面カッタ１９を間に挟んで主軸側ドライバ１５と油圧シリンダ側ドライバ１７とを互いに接近する方向に押圧することで、連結状態を確保するとともに、球面カッタ１９の保持が確実となる。

以上で、球面座２５，２７に対する加工前の準備が完了し、この状態で、加工機の主軸１３を回転させることで、主軸側ドライバ１５および球面カッタ１９さらには油圧シリンダ側ドライバ１７を一体的に回転させる。

上記のような球面カッタ１９の回転中に、ＮＣ送りユニット７の駆動により、可動部１１を、連結用油圧シリンダ５１を介して連結状態の油圧送りユニット３９のガイド部４５とともに一体的に図１中で左方向へ前進移動させ、回転中の球面カッタ１９を油圧送りユニット３９側の球面座２５に押し付けることで、球面座２５を切削加工する。

逆に、ＮＣ送りユニット７の駆動により、可動部１１を、油圧送りユニット３９のガイド部４５とともに一体的に図１中で右方向へ後退移動させ、回転中の球面カッタ１９をＮＣ送りユニット７側の球面座２７に押し付けることで、球面座２７を切削加工する。

このように、デフケース３内の互いに対向する内面である球面座２５，２７を加工する際に、一方の球面座２５についてはＮＣ送りユニット７による可動部１１の前進移動により行い、他方の球面座２７についてはＮＣ送りユニット７による可動部１１の後退移動により行い、いずれの球面座２５，２７の加工についても、ＮＣ送りユニット７を使用している。

このため、デフケース３内の互いに対向する内面である球面座２５，２７の加工を、ＮＣ制御によって精度よく行うことができる。

また、加工の際には、図４に示したように、カッタホルダ５９の水平ガイドレール６５に対する移動変位を、変位センサ７３が測定し、カッタホルダ５９が保持している球面カッタ１９による左右各球面座２５，２７に対する加工端位置を測定する。

このように、左右の加工端位置を、球面カッタ１９を保持しているカッタホルダ５９の変位により測定しているので、より実測値に近い値が得られ、加工精度向上に寄与することができる。

以上は、球面座２５，２７の加工について説明したが、図３，図５に示した平面座３１，３３に対する加工についても、球面座２５，２７の加工と同様に、ＮＣ送りユニット７の可動部１１と油圧送りユニット３９のガイド部４５とを、連結用油圧シリンダ５１により一体化させた状態で、ＮＣ送りユニット７の駆動により前進・後退移動させて行うので、高精度な加工が可能となる。

また、左右各平面座３１，３３に対する加工端位置の測定についても、図４に示した球面座２５，２７の加工と同様に、平面カッタ２９を保持しているカッタホルダ７９の水平ガイドレールに対する移動変位を、変位センサが測定するので、より実測値に近い値が得られ、加工精度向上に寄与することができる。

本発明の一実施形態を示すデフケース内面加工装置の正面図である。 図１のデフケース内面加工装置によりデフケース内の球面座を加工する状態を示す平面図である。 図１のデフケース内面加工装置によりデフケース内の平面座を加工する状態を示す平面図である。 図１のデフケース内面加工装置におけるカッタホルダ周辺の正面図である。 カッタホルダに保持された平面カッタにより平面座を加工している状態を示す正面図である。

符号の説明

３ デフケース
７ ＮＣ送りユニット（ＮＣ駆動手段）
１１ ＮＣ送りユニットの可動部（支持部）
１５，１５Ａ 主軸側ドライバ（押し付け具）
１７，１７Ａ 油圧シリンダ側ドライバ（押し付け具）
１９ 球面カッタ（切削工具）
２１，２３ 軸孔
２９ 平面カッタ（切削工具）
２５，２７ 球面座（デフケース内の互いに対向する内面）
３１，３３ 平面座（デフケース内の互いに対向する内面）
３５，３７ 軸孔
４５ 油圧送りユニットのガイド部（支持部）
５１ 連結用油圧シリンダ（油圧シリンダ，連結固定手段）
５５ 連結治具（連結固定手段）
５７ クランプ機構（連結固定手段）
５９，７９ カッタホルダ（工具ホルダ）
６１ 工具挿入孔（開口孔）
７３ 変位センサ（加工位置測定手段）

Claims (5)

1. 内部に歯車機構を備えたデファレンシャル装置のデフケース内の互いに対向する内面を、前記デフケース内に配置した切削工具により押し付けて切削加工するデフケース内面加工装置において、前記デフケース外部の両側の軸孔から挿入して前記切削工具を両側から押し付けかつこの押し付け方向に往復移動可能な一対の押し付け具を設け、この各押し付け具のうちの一方を前記往復移動させるＮＣ駆動手段を設け、前記各押し付け具の基端側のそれぞれの支持部相互を連結固定する連結固定手段を設けたことを特徴とするデフケース内面加工装置。
2. 前記切削工具を、前記デフケースの開口孔から挿入した工具ホルダで保持し、この工具ホルダを前記押し付け具の往復移動方向と同方向に移動可能に設け、前記工具ホルダの往復移動位置を測定して、前記デフケース内面の加工位置を測定する加工位置測定手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のデフケース内面加工装置。
3. 前記連結固定手段は油圧シリンダを備え、この油圧シリンダにより、前記切削工具を間に挟んで前記各押し付け具を互いに接近する方向に押圧することを特徴とする請求項１または２に記載のデフケース内面加工装置。
4. 前記各押し付け具のうちの他方を、この他方の押し付け具の前記支持部に対して往復移動させる油圧送りシリンダを設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のデフケース内面加工装置。
5. 内部に歯車機構を備えたデファレンシャル装置のデフケース内の互いに対向する内面を、前記デフケース内に配置した切削工具により押し付けて切削加工するデフケース内面加工方法において、前記デフケース外部の両側から軸孔に挿入して前記切削工具を両側から押し付けかつこの押し付け方向に往復移動可能な一対の押し付け具を設け、この各押し付け具の基端側のそれぞれの支持部相互を連結固定手段により連結固定し、前記各押し付け具のうちの一方に設けたＮＣ駆動手段により、該一方の押し付け具を前記切削工具とともに前記他方の押し付け具と一体的に前進移動させることで、前記切削工具をデフケース内面の一方に押し付けて加工し、前記ＮＣ駆動手段により、前記一方の押し付け具を前記切削工具とともに前記他方の押し付け具と一体的に後退移動させることで、前記切削工具をデフケース内面の他方に押し付けて加工することを特徴とするデフケース内面加工方法。

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