米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 加工処理操作 -> 三菱自動車工業株式会社

発明の名称 円環状部品の複合研削装置及びその複合研削方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−861
公開日 平成11年(1999)1月6日
出願番号 特願平9−153792
出願日 平成9年(1997)6月11日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】樺山 亨 (外1名)
発明者 今井 秀一 / 小山内 昭次
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】被加工部材である円環状部品を回転軸に支持して研削加工する円環状部品の複合研削装置であって、上記回転軸の軸線方向における所定の加工位置に上記円環状部品を位置決めする位置決め位置と、この位置決め位置から退避する退避位置とに移動可能に設けられた位置決め手段と、上記回転軸に設けられ、上記位置決め手段によって位置決めされた上記円環状部品の内径部を上記回転軸に固定する固定手段と、上記位置決め手段が上記退避位置に移動した状態において、上記固定手段を介して上記回転軸に固定された上記円環状部品の外周面及び端面を研削加工する砥石と、を備えていることを特徴とする円環状部品の複合研削装置。
【請求項2】請求項1記載の円環状部品の複合研削装置において、上記固定手段が、上記回転軸の端部に設けられており、上記固定手段の端面に対向して上記回転軸と同軸上に配設され、上記固定手段の端面に当接して該固定手段を支持する支持位置と、この支持位置から退避する退避位置とに移動可能である支持手段を備えていることを特徴とする円環状部品の複合研削装置。
【請求項3】請求項1または2記載の円環状部品の複合研削装置において、上記位置決め手段が、上記回転軸に略直交する基準面を有し、該回転軸と平行方向に移動可能である第1の位置決め部材と、上記基準面に対向して設けられ、上記回転軸と平行方向に移動可能であり、上記円環状部品を第1の位置決め部材とによって挾持する第2の位置決め部材と、を備えていることを特徴とする円環状部品の複合研削装置。
【請求項4】被加工部材である円環状部品の外周面及び端面を研削加工する研削方法において、上記円環状部品の内径部を回転軸に遊嵌支持し、上記円環状部品の遊嵌支持状態において、上記円環状部品を上記回転軸の軸線方向の所定の加工位置に位置決めし、位置決めされた上記円環状部品の内径部を上記回転軸に暫定的に固定し、上記円環状部品の位置決めを解除し、上記回転軸を回転するとともに、砥石により上記円環状部品の外周面及び端面を研削加工することを特徴とする円環状部品の複合研削方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、円環状部品の外周面及び端面に研削加工を施す複合研削装置及びその複合研削方法に関する。
【0002】
【従来の技術】円環状部品の外周面及び両端面には、精度を確保するために研削仕上げ加工がそれぞれ行われる場合がある。例えば、自動車のトランスミッション等に使用される平歯車部品の中には、浸炭焼入れ後の精度確保のために、歯車歯先(外周面)及び両ボス端面(両端面)への研削仕上げ加工が行われるものがある。
【0003】この研削仕上げ加工は、図7(a),(b),(c)に示すように、歯車部品100の右側ボス端面101を研削仕上する第1の工程と、歯車部品100の左側ボス端面102を研削仕上する第2の工程と、歯車部品100の外歯車歯先103を研削仕上する第3の工程との合計3工程によって行われている。第1の工程では、平面研削盤を使用して、右側ボス端面101を砥石104で研削する。第2の工程では、歯車部品100を反転した後、第1の工程と同様に平面研削盤を使用して、左側ボス端面102を砥石104で研削する。このとき、第1の工程で研削加工した右側ボス端面101を基準面として位置決めを行う。第3の工程では、円筒研削盤を使用して、歯車部品100の内周面を基準として位置決めを行い、歯車歯先103を砥石105で研削する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の研削仕上げ加工では、第1〜3の工程に対応する各加工設備が必要であるので、加工コストが高いという問題点がある。また、円環状部品(歯車部品)を第1の工程から第2の工程へ、第2の工程から第3の工程へと搬送する必要があり、作業効率が低く、円環状部品の研削仕上げ加工に要する時間の短縮が困難であるという問題点もある。さらに、円環状部品を各工程においてそれぞれ脱着しているので、加工面(両端面)の平行度の精度や、円環状部品の軸と端面との直角度の精度が低くなるおそれがある。
【0005】よって、本発明の目的は、作業効率を向上し、低コストで高精度の研削仕上げ加工を行える円環状部品の複合研削装置及びその複合研削方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、被加工部材である円環状部品を回転軸に支持して研削加工する円環状部品の複合研削装置であって、回転軸の軸線方向における所定の加工位置に円環状部品を位置決めする位置決め位置と、この位置決め位置から退避する退避位置とに移動可能に設けられた位置決め手段と、回転軸に設けられ、位置決め手段によって位置決めされた円環状部品の内径部を回転軸に固定する固定手段と、位置決め手段が退避位置に移動した状態において、固定手段を介して回転軸に固定された上記円環状部品の外周面及び端面を研削加工する砥石とを備えている構成である。この構成によって、位置決め手段により円環状部品の軸線方向位置が位置決めされた後、固定手段により円環状部品の内径部が回転軸に固定され、位置決め手段が退避位置に移動した状態で、固定手段を介して回転軸に固定された円環状部品の外周面及び端面が砥石によって研削加工される。
【0007】請求項2の発明は、請求項1記載の円環状部品の複合研削装置において、固定手段が上記回転軸の端部に設けられている。そして、固定手段の端面に当接して該固定手段を支持する支持位置と、この支持位置から退避する退避位置とに移動可能である支持手段を備えており、この支持手段が固定手段の端面に対向して上記回転軸と同軸上に配設されている構成であり、この構成によって退避位置で円環状部品の着脱を可能としながら、支持位置では円環状部品の支持剛性を確保できる。
【0008】請求項3の発明は、請求項1または2記載の円環状部品の複合研削装置において、位置決め手段が、回転軸に略直交する基準面を有し、該回転軸と平行方向に移動可能である第1の位置決め部材と、基準面に対向して設けられ、回転軸と平行方向に移動可能であり、円環状部品を第1の位置決め部材とによって挾持する第2の位置決め部材とを備えている構成である。この構成によって、円環状部品が第1の位置決め部材と第2の位置決め部材とによって挾持され、第1の位置決め部材の基準面により円環状部品の軸線方向位置が位置決めされる。
【0009】請求項4の発明は、被加工部材である円環状部品の外周面及び端面を研削加工する研削方法において、円環状部品の内径部を回転軸に遊嵌支持し、円環状部品の遊嵌支持状態において、円環状部品を回転軸の軸線方向の所定の加工位置に位置決めし、位置決めされた円環状部品の内径部を回転軸に暫定的に固定し、円環状部品の位置決めを解除し、回転軸を回転するとともに、砥石により円環状部品の外周面及び端面を研削加工する。
【0010】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。図1に円環状部品の複合研削装置の概略構成図を示す。同図において、符号1は、複合研削装置を示し、符号2は、自動車のトランスミッション等に使用される円環状部品として平歯車を示す。複合研削装置1は、平歯車2を位置決め支持するとともに、平歯車2を回転する部品支持装置3と、平歯車2の外周面としての歯先2a及び両端面としての両ボス端面2b,2cをそれぞれ研削仕上げ加工する円筒研削盤10とから構成されている。
【0011】平歯車2の歯先2aから所定距離離れた位置には、周知の円筒研削盤10が配置されている。円筒研削盤10は、図1中、矢印B1,B2方向に移動可能な周知の2軸NC円筒研削盤である。円筒研削盤10に装着される砥石11は、図2に示すように、円板状の金属部材11aの外周部に工業系ダイヤモンドを使用した研削材11bを固着して構成されている。研削材11bは、周知のCBN(キュービックボロンナイトライト)からなり、金属部材11aの外周面及びその両端縁を覆うように断面略コ字状に形成されている。研削材11bの厚さは、略2mmである。
【0012】部品支持装置3は、平歯車2をクランプする固定手段としてのチャック4と、平歯車2軸方向位置を所定の加工位置に位置決めする位置決め手段5と、研削仕上げ時の平歯車2の振動を防止するための支持手段としてのセンタ6と、チャック4、位置決め手段5及びセンタ6の作動を制御する制御手段7とから主に構成されている。
【0013】チャック4は、モータ8により回転される回転軸9の端部に設けられており、縮径状態(アンクランプ状態)で平歯車2の内径部2dが遊嵌されるとともに、拡径状態(クランプ状態)で平歯車2の内径部2dをクランプするコレット15と、軸線方向に進退変位してコレット15をクランプ状態またはアンクランプ状態とするマンドレル16と、マンドレル16を進退動作させる油圧シリンダ17とから構成されている。コレット15及びマンドレル16は、回転軸9と同軸上に配設されている。なお、平歯車2の内径部2dは、平歯車2の中心線と同軸上の孔となるように予め仕上げ加工されている。また、図中一点鎖線Aは、回転軸9の中心線を示す。
【0014】コレット15は、弾性を有する材質からなり、その先端部は、平歯車2の内径部2dのよりも僅かに小さい外径を有している。コレット15の先端部には、図示しない十字形状の所定長さのスリット15aが軸方向に沿って形成されており、その先端内部には、先端側が先細りとなる円錐状の空間が形成されている。
【0015】マンドレル16は、コレット15の内部に中心線A方向に進退可能に収容されており、油圧シリンダ17によって、コレット15の弾性に抗してコレット15の先端部を押し広げるクランプ位置(図5(b)参照)と、コレット15の先端部が自身の弾性により通常の形状に復帰するアンクランプ位置(図1参照)とに移動される。マンドレル16の先端部は、コレット15の先端内部の円錐形状に略一致する形状に形成されている、すなわち、先端部が先細りとなる略テーパー形状に形成されている。マンドレル16の先端には、後述する芯出し部30が当接する円錐状の穴16aが設けられている。
【0016】位置決め手段5は、平歯車2の左側ボス端面2bが当接する第2の位置決め部材としての一対の仮突き当て20,20と、平歯車2の右側ボス端面2cを押圧する第1の位置決め部材としての基準突き当て25とから構成されており、仮突き当て20と基準突き当て25とにより平歯車2を挾持して、平歯車2を中心線A方向(回転軸9の軸線方向)における所定の加工位置に位置決めする。
【0017】仮突き当て20,20は、チャック4の外周近傍であって、中心線Aに関して互いに対称位置にそれぞれ配置されている。仮突き当て20は、平歯車2の左側ボス端面2bが当接するアーム21と、このアーム21を中心線Aと平行方向に移動可能に支持するとともに、アーム21を、平歯車2の軸方向位置を所定の加工位置に位置決めする位置決め位置とこの位置決め位置から退避した退避位置(図5(d)参照)とに移動する油圧シリンダ22とから構成されている。アーム21の左側ボス端面2bへの当接面21aは、中心線Aに対して略直交している。仮突き当て20,20は、互いに同様の構成であるので、一方についてのみ説明し、他方の説明は省略する。
【0018】アーム21の当接面21aに対向する位置、すなわち、平歯車2に関して仮突き当て20,20の反対側には、基準突き当て25が配設されている。基準突き当て25は、中心線Aに略直交する基準面26aを有する押圧部26と、この押圧部26を中心線Aと平行方向に移動可能に支持するとともに、押圧部26を、平歯車2の軸方向位置を所定の加工位置に位置決めする位置決め位置(図5(a)参照)とこの位置決め位置から退避した退避位置とに移動する油圧シリンダ27とから構成されている。押圧部26の略中央部には、後述する芯出し部30の逃げ孔26bが設けられている。
【0019】油圧シリンダ22及び油圧シリンダ27は、部品支持装置3の図示しない基部に固定されている。油圧シリンダ27による平歯車2への押圧力は、油圧シリンダ22のそれよりも大きく設定されている。すなわち、基準突き当て25と仮突き当て20,20とにより平歯車2を挾持したときに、平歯車2は、図1中、左側に移動された後に加工位置に位置決めされる。
【0020】基準突き当て25の内側には、センタ6が配設されている。センタ6は、マンドレル16と対向する芯出し部30を有している。芯出し部30は、円柱状に形成されており、中心線Aと平行方向に移動可能に、かつ、回転自在に油圧シリンダ31に支持されている。芯出し部30のマンドレル16と対向する先端は、マンドレル16の穴16aに係合するようにテーパー状に形成されている。芯出し部30の後部には、油圧シリンダ31が設けられている。油圧シリンダ31は、マンドレル16がクランプ位置にある状態において、芯出し部30を、マンドレル16に当接する支持位置、すなわち、マンドレル16の芯出しを行うとともに、マンドレル16を支持する支持位置(図5(c)参照)と、マンドレル16から退避した退避位置とに移動する。
【0021】図3に示すように、油圧シリンダ17,22,27,31は、電磁弁を介して制御手段7にそれぞれ接続されており、この制御手段7によってその作動をそれぞれ制御される。モータ8も、制御手段7に接続されており、この制御手段7によってその作動を制御される。制御手段7は、円筒研削盤10とも接続されており、円筒研削盤10と情報交換を行っている。制御手段7は、各種センサからの情報により油圧シリンダ17,22,27,31の各電磁弁及びモータ8の作動を制御する。
【0022】ここで、部品支持装置3の初期状態について説明する。部品支持装置3の初期状態は、図1に示すように、コレット15がアンクランプ状態であり、マンドレル16がアンクランプ位置に、仮突き当て20,20が位置決め位置に、基準突き当て25が退避位置に、センタ6が退避位置にそれぞれある状態をいう。この初期状態において、平歯車2を部品支持装置3に対して着脱する。
【0023】次に、上述の複合研削装置1の動作について、図4,5,6を参照して説明する。まず、複合研削装置1による工程手順を図4に示す。同図において、ステップS1〜S5までが部品支持装置3により平歯車2を位置決め支持する工程を、ステップS6が円筒研削盤10により平歯車2を研削する研削工程をそれぞれ示す。
【0024】ステップ1において、平歯車2を部品支持装置3に装着する。すなわち、図1に示すように、部品支持装置3が初期状態である場合には、基準突き当て25及びセンタ6が退避位置にそれぞれ位置しているので、作業者が、これらとコレット15との間から平歯車2の内径部2dをコレット15の外周に挿入する。このとき、コレット15はアンクランプ状態であるので、平歯車2がコレット15に遊嵌支持された状態となり、平歯車2の左側ボス端面2bがアーム21の当接面21aに当接するまで、平歯車2をコレット15に挿入する。平歯車2の装着完了後、ステップS2に進む。
【0025】作業者が平歯車2をコレット15に挿入する際に、基準突き当て25及びセンタ6が退避位置にそれぞれ位置しており、また、平歯車2をコレット15に遊嵌するだけで良いので、平歯車2のコレット15への装着を容易に行うことができ、作業性を向上できる。
【0026】ステップS2において、平歯車2の位置決め制御のための図示しないスタートスイッチを押すことにより、制御手段7による平歯車2の位置決めが自動的に行われる。制御手段7が電磁弁を制御することによって、油圧シリンダ27に圧油が供給され、図5(a)に示すように、基準突き当て25が位置決め位置に移動される。平歯車2は、コレット15に遊嵌支持されているので、基準突き当て25が加工位置に移動することによって、基準突き当て25の基準面26aが平歯車2の右側ボス端面2cを押圧し、平歯車2が図中左側へ移動される。このとき、仮突き当て20,20の油圧シリンダ22の油圧よりも大きい油圧力により平歯車2が押圧されるので、平歯車2及び仮突き当て20,20は、共に図中左側へ移動する。よって、平歯車2は、軸線方向における加工位置に位置決めされると同時に中心線Aに対して略直角に位置決めされ、中心線Aに対する直角精度が確保される。基準突き当て25が、位置決め位置まで移動した後、ステップS3に進む。
【0027】ステップS3では、平歯車2が位置決めされた状態において、平歯車2がチャック4によりクランプされる。すなわち、制御手段7が電磁弁を制御することによって、油圧シリンダ17に圧油が供給され、図5(b)に示すように、マンドレル16がクランプ位置に移動される。マンドレル16がクランプ位置に移動すると、マンドレル16のテーパー部がコレット15の先端部を押し広げ、コレット15が平歯車2の内径部2dをクランプする。平歯車2をクランプした後、ステップS4に進む。平歯車2は、仮突き当て20,20及び基準突き当て25によって位置決めされている状態でクランプされるので、平歯車2の位置決め精度は高精度に維持される。
【0028】ステップS4では、マンドレル16の先端部をセンタ6の芯出し部30で支持する。すなわち、制御手段7が電磁弁を制御することによって、油圧シリンダ31に圧油が供給され、図5(c)に示すように、芯出し部30がマンドレル16の穴16aに係合され、マンドレル16の先端部を支持する。マンドレル16の先端部を支持することによって、平歯車2の支持剛性を向上できる。
【0029】続いて、ステップS5では、研削工程による砥石11との干渉とを避けるために位置決め手段5(仮突き当て20,20及び基準突き当て25)を加工位置から退避させる。すなわち、制御手段7が電磁弁を制御することによって、油圧シリンダ22,27内の圧油が排出され、図5(d)に示すように、仮突き当て20,20及び基準突き当て25が退避位置にそれぞれ移動される。仮突き当て20,20及び基準突き当て25の移動後、モータ8を回転し、平歯車2を回転させる。
【0030】ステップS6では、仮突き当て20,20及び基準突き当て25が退避位置にそれぞれ移動したことを確認し、制御手段7から円筒研削盤10に研削準備完了の信号を出力する。円筒研削盤10は、図6に示すように、まず、砥石11が平歯車2の歯先2aに当接するように、砥石11を矢印B1方向に移動して(図中実線で示す位置)、平歯車2の歯先2aを研削する。次に、砥石11の側面が歯車2の左側ボス端面2bに当接するように、砥石11を矢印B2方向及び矢印B1方向にそれぞれ移動して(図中、符号11Lの位置)、平歯車2の左側ボス端面2bを研削する。最後に、砥石11の側面が歯車2の右側ボス端面2cに当接するように、砥石11を矢印B2方向及び矢印B1方向にそれぞれ移動して(図中、符号11Rで示す位置)、平歯車2の右側ボス端面2cを研削する。
【0031】研削終了後、モータ8の回転を停止し、マンドレル16をアンクランプ位置に移動させて、コレット15をアンクランプ状態として平歯車2をコレット15から取り外す。作業者がコレット15から平歯車2を取り外す際も、基準突き当て25及びセンタ6が退避位置にそれぞれ位置しているので、平歯車2のコレット15からの取外しを容易に行うことができ、作業性を向上できる。
【0032】したがって、平歯車2を一度、加工位置に位置決めすれば、平歯車2の歯先2a及び両側ボス端面2b,2cを順次研削加工することができ、作業効率を向上することができる。また、平歯車2の歯先2a及び両側ボス端面2b,2cの研削加工を行う毎に位置決めする必要がなくなるので、両側ボス端面2b,2cの平行度の精度や、平歯車2の中心線と歯先2aとの直角度の精度を向上でき、各研削加工面の精度が向上する。さらに、平歯車2の歯先2a及び両側ボス端面2b,2cの研削加工を行うにあたって、平歯車2を位置決め支持する装置が部品支持装置3のみで済むので、装置を小型化できるとともに、加工設備にかかる費用を抑えることができ、加工コストも低減することができる。
【0033】上述の実施例では、支持手段としてのセンタ6によってマンドレル16を支持していたが、コレット15及びマンドレル16による平歯車2の支持剛性が十分に高い場合にはセンタ6を省略することもできる。また、上述の実施例では、本発明の複合研削装置を、トランスミッションの平歯車の研削仕上げ加工のために使用したが、ヘリカルギヤ等の円環状部品の研削仕上げ加工にも適用できることは勿論である。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項1の発明によれば、円環状部品を一度加工位置に位置決めして固定すれば、円環状部品の外周面及び端面を研削加工することができ、作業効率を向上することができる。また、円環状部品の外周面及び端面の研削加工を行う毎に位置決めする必要がなくなるので、各加工面の間の精度や、回転軸と円環状部品の外周面との直角精度を向上でき、各研削加工面の精度を向上できる。さらに、円環状部品の外周面及び端面の研削加工を行うにあたって、円環状部品の位置決め支持を一つの装置で行えるので、装置を小型化できるとともに、加工設備にかかる費用を抑えることができ、加工コストも低減することができる。
【0035】請求項2の発明によれば、支持手段によってマンドレルが支持されるので、円環状部品の支持剛性が向上し、研削加工時の振動等を防止することができ、高精度な研削加工を行うことができる。
【0036】請求項3の発明によれば、加工位置における円環状部品の回転軸に対する直角精度を向上でき、加工精度も向上できる。
【0037】請求項4の発明によれば、円環状部品の研削加工を行うにあたって、円環状部品を加工位置に一度位置決めして固定すれば、円環状部品の外周面及び端面が研削加工されるので、作業効率を向上することができる。また、円環状部品を回転軸に装着する際に、円環状部品を回転軸に遊嵌するだけで良いので、円環状部品の回転軸への装着を容易に行うことができ、作業効率を向上することができる。




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013