JP2007030101A - 差動ケースの内面加工方法及び内面加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】差動ケースをチャック機構に把持したままの状態で、差動ケース内の複数箇所の内面を正確に加工することができる差動ケースの内面加工方法と、その方法の実施に適した差動ケースの内面加工装置とを提供する。
【解決手段】差動ケース１０の中心線Ｃを回転軸線として一体回転可能なチャック機構３０を用いて、差動ケース１０を把持する。チャック機構３０及び差動ケース１０の回転時に、チャック機構３０側のセンターシャフト４２及びサドル１００側のシャフト１０１によってギア収納室１１内にて挟着支持された平面カッター２０２で一対のギア用平面座１５を形成する平面座加工、並びに、右側円筒部１３から挿入したロングバイトで各円筒部１２，１３の内周面を切削加工する内周面加工を行う。その後、チャック機構３０から差動ケース１０を取り外し、別の装置で差動ケース１０の他の内外面に加工を施す。
【選択図】 図４

Description

本発明は、差動装置の一構成要素である差動ケース（いわゆるデフケース）の内面を加工するための内面加工方法及び内面加工装置に関する。

例えば、自動車の駆動力伝達系を構成する一装置として、左右の駆動輪あるいは前後の駆動車軸の回転数差を吸収して円滑な転がり走行を実現するための差動装置が知られている。差動装置の本体である差動ケースは、内部にギア収納室が区画形成された中空なケース体として構成され、そのギア収納室には複数種のギアが複雑に組み込まれる。このため、差動ケースが完成するまでには様々な内面加工が施される。より具体的には、上下一対の傘歯車状ピニオンギアを回転可能に支持するための上下一対の球面座、左右一対の傘歯車状サイドギアを回転可能に支持するための左右一対の平面座、車軸を挿通するために差動ケースの左右に開口した円筒部（円筒状支持部）の内周面などの各種内面が、差動ケースの内部に加工形成される。

一般に、差動ケースの内外面の加工に際しては複数種の旋盤やマシニングセンターが工程ごとに使い分けられている。例えば、内面加工に限ってみても、差動ケース左側の円筒部の内周面を加工するのに旋盤Ａを使用し、差動ケース右側の円筒部の内周面を加工するのに旋盤Ｂを使用し、差動ケース内の左右の平面座を加工するのにマシニングセンターＣを使用し、差動ケース内の上下の球面座を加工するのにマシニングセンターＤを使用するといった具合である。このように、工程毎にワークである差動ケースを新たな旋盤やマシニングセンターに付け替える作業（チャッキング）が頻繁に生じるため、全工程を通じた作業効率は決して高いものではなかった。また、チャッキングの回数が多くなるほど、被加工面間の相対位置精度の低下を助長する。本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものである。

尚、本件出願人の先行技術調査では、差動ケース内のピニオンギア用球面座の加工方法に関する先行技術文献としては特許文献１、２及び３が、又、差動ケース内のサイドギア用平面座の加工方法に関する先行技術文献としては特許文献４がそれぞれ発見された。但し、特許文献１〜３の技術はいずれも、球面座の正確な加工形成を目的としたものである点で本発明とは明らかに異なる。また、特許文献１〜４の技術はいずれも、ワークである差動ケースを固定的に把持し切削工具類を回転駆動させることで内面加工を行う点で本発明とは明らかに異なる。

特開２００４−９０１８１号（差動装置のデフケースの製造方法） 特開２００５−１２５４７３号（デフケースの加工方法） 特開２００５−３４９７４号（中空ワークの内面加工方法） 特開２００５−７５３４号（ワーク加工機及びワーク加工方法）

本発明の目的は、ワークである差動ケースをチャック機構に把持したままの状態で、差動ケース内の複数箇所の内面を正確に加工することができる差動ケースの内面加工方法を提供することにある。また、その方法の実施に適した差動ケースの内面加工装置を提供することにある。

請求項１の発明は、ギア収納室と、その両側に位置すると共にケースの中心線（Ｃ）に沿って延びる二つの円筒部とを有する差動ケースに対して内面加工を施す方法であって、差動ケースの中心線（Ｃ）を回転軸線として差動ケースと共に一体回転可能なチャック機構を用いて、差動ケースを把持した後、前記チャック機構及び差動ケースの回転時に、差動ケースの一方の円筒部に挿入した第１のシャフト及び差動ケースの他方の円筒部に挿入した第２のシャフトによってギア収納室内にて挟着支持された平面カッターで差動ケースのギア収納室の内壁部にギア用平面座を切削加工する平面座加工、並びに、差動ケースのいずれか一方の円筒部から挿入したロングバイトで差動ケースの円筒部の内周面を切削加工する内周面加工を行い、前記平面座加工及び内周面加工の完了後にチャック機構から差動ケースを取り外すことを特徴とする差動ケースの内面加工方法である。

請求項２の発明は、ギア収納室と、その両側に位置すると共にケースの中心線（Ｃ）に沿って延びる二つの円筒部とを有する差動ケースに対して内面加工を施す方法であって、差動ケースの中心線（Ｃ）を回転軸線として差動ケースと共に一体回転可能なチャック機構を用いて、差動ケースの一方の円筒部又はその近傍を把持するチャック工程と、前記チャック機構による差動ケースの把持状態の下、差動ケースのギア収納室内に平面カッターを搬入し、チャック機構の中心域に設けられた第１のシャフトを差動ケースの一方の円筒部に挿入すると共に当該第１のシャフトと対向する第２のシャフトを差動ケースの他方の円筒部に挿入し、これら第１及び第２のシャフトで平面カッターを挟着支持し、前記中心線（Ｃ）を回転軸線としたチャック機構及び差動ケースの回転時に、第１のシャフト、平面カッター及び第２のシャフトの三者を差動ケースの中心線（Ｃ）に沿って同期的に往復移動させることにより、差動ケースのギア収納室の内壁部に相対向する一対のギア用平面座を座ぐり加工する平面座加工工程と、前記チャック機構による差動ケースの把持状態の下、チャック機構の中心域に設けられた第１のシャフトを差動ケースの一方の円筒部から挿入すると共に、当該第１のシャフトの先端部をそれと対向するシャフト状工具としてのロングバイトの先端部に当接させ、前記中心線（Ｃ）を回転軸線としたチャック機構及び差動ケースの回転時に、第１のシャフト及びロングバイトを両者の当接状態を維持しながら差動ケースの中心線（Ｃ）に沿って同期移動させることにより、差動ケースの各円筒部の内周面を切削加工する内周面加工工程と、前記平面座加工工程及び内周面加工工程の完了後にチャック機構から差動ケースを取り外す工程とを備えることを特徴とする差動ケースの内面加工方法である。

請求項３の発明は、ワーク把持回転及びシャフト駆動機構と、それに対向配置される工具送り機構とを少なくとも備えてなる差動ケースの内面加工装置であって、前記ワーク把持回転及びシャフト駆動機構は、ワークとしての差動ケースを把持可能で且つ差動ケースの中心線（Ｃ）を回転軸線（Ｌ）として差動ケースと共に一体回転可能なチャック機構と、前記チャック機構及びそれに把持された差動ケースを強制回転させるためのワーク駆動手段と、前記チャック機構の中心においてその回転軸線（Ｌ）に沿って移動可能に設けられたセンターシャフトと、前記センターシャフトを移動させるためのシャフト駆動手段とを具備し、前記工具送り機構は、ワーク把持回転及びシャフト駆動機構のセンターシャフトに対向配置可能なシャフト状工具としての平面カッター保持シャフト及び／又はロングバイトを具備すると共に、そのシャフト状工具を差動ケースに対して接近離間させるべく前記チャック機構の回転軸線（Ｌ）に沿って進退可能に構成されていることを特徴とする差動ケースの内面加工装置である。

請求項４の発明は、請求項３に記載の差動ケースの内面加工装置において、ワークとしての差動ケースのギア収納室の内壁部にギア用平面座を座ぐり加工するための平面カッターを保持可能であると共に、前記チャック機構に把持された差動ケースのギア収納室内に平面カッターを搬入し及びギア収納室内から平面カッターを搬出するための平面カッター搬送機構を更に備えてなることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項３又は４に記載の差動ケースの内面加工装置において、前記センターシャフトは、工具送り機構の平面カッター保持シャフトと協働して差動ケースのギア収納室内で平面カッターを保持する働きをすると共に、工具送り機構のロングバイトの先端部に当接して切削時にロングバイトの姿勢を安定させる働きをすることを特徴とする。

請求項１及び２の差動ケースの内面加工方法によれば、差動ケースの中心線（Ｃ）を回転軸線として差動ケースと共に一体回転可能なチャック機構を用いて差動ケースを把持・回転中に、差動ケースの各円筒部に挿入した第１及び第２のシャフトにより狭着支持された平面カッターで平面座加工を行うと共に、差動ケースの円筒部に挿入したロングバイトで円筒部の内周面加工を行い、その後にチャック機構から差動ケースを取り外すという手順又は工程を採用した。このため、上記チャック機構による１回の把持状態（ワンチャック状態）を維持したまま差動ケース内の複数箇所の内面（平面座及び円筒部内周面）を加工することができ、差動ケースの内面加工の作業効率を従来よりも高めることができる。また、差動ケースの内面加工のためのチャッキング回数を従来よりも減らすことができるので、被加工面間の相対位置精度の低下を抑制して内面加工の正確性を高めることができる。

特に請求項２によれば、チャック機構に把持された差動ケースをチャック機構と共に一体回転させる一方で、チャック機構の中心域に設けられた第１のシャフト及びそれに対向する第２のシャフトで平面カッターを狭着支持し、平面座加工時には、第１のシャフト、平面カッター及び第２のシャフトを差動ケースの中心線（Ｃ）に沿って同期的に往復移動させることとした。即ち、平面座加工時に必要になるところの、ワークである差動ケースと切削工具である平面カッターとの間の相対回転については、差動ケースを把持するチャック機構に分担させる一方で、平面カッターを狭着支持する第１及び第２のシャフトには、平面カッターを直線的に往復動させる切削送り機能を分担させている。それ故、チャック機構の回転駆動機構と第１及び第２のシャフトの駆動機構とをそれぞれ別のものとすることができ、それぞれの機械構造をシンプルにすることが可能になる。

更に請求項２によれば、内周面加工工程において、差動ケースの一方の円筒部に挿入した第１のシャフトと、シャフト状工具としてのロングバイトとの当接状態を維持しながら、両者を差動ケースの中心線（Ｃ）に沿って同期移動させて差動ケースの各円筒部の内周面を切削加工することとした。つまり、ロングバイトが第１のシャフトの当接を受けこれと一体化することで両持ち支持状態となり、その状態で切削抵抗を受け止めることができるようにした。このため、円筒部内周面の切削加工時におけるロングバイトの姿勢が安定してロングバイトの振動や位置ブレが極力回避され、円筒部内周面の切削加工精度が高められる。また、第１のシャフトと一体化したロングバイトにより二つの円筒部の内周面加工を同一工程で完了することができるため、両円筒部の同軸性を確実に確保することができる。

請求項３〜５の差動ケースの内面加工装置によれば、上記差動ケースの内面加工方法を円滑且つ確実に実施することができる。即ち、ワークである差動ケースをチャック機構に把持したままの状態で、差動ケース内の複数箇所の内面（平面座及び円筒部内周面）を優れた加工精度で正確に加工することができる。特にこの内面加工装置では、ワーク把持回転及びシャフト駆動機構を構成するチャック機構及びワーク駆動手段が差動ケースを把持及び回転させる機能を分担し、ワーク把持回転及びシャフト駆動機構を構成するセンターシャフト及びシャフト駆動手段、並びに、センターシャフトに対向するシャフト状工具を具備した工具送り機構が、平面カッター及び／又はロングバイトを直線的に切削送りする機能を分担している。このように、差動ケースの把持回転機能を担う部分と工具の切削送りを担う部分とが機械的に分離されているため、それぞれの機能を担う部分の機械構造の複雑化を避けて、比較的シンプルに構成することが可能となる。

本発明の一実施形態を図面を参照しつつ以下に説明する。図１は内面加工の対象物（ワーク）である差動ケース１０を示し、図２〜図６は本実施形態で使用する内面加工装置の構造及び作用の概要を示す。

［差動ケースの内面加工装置］
図３〜図６に示すように、差動ケースの内面加工装置は、ワーク把持回転及びシャフト駆動機構２０、工具送り機構としての第１のサドル１００、並びに、平面カッター搬送機構としての第２のサドル２００から構成されている。

ワーク把持回転及びシャフト駆動機構２０は、ワークとしての差動ケース１０を把持すると共にその差動ケース１０の中心線Ｃを回転軸線Ｌとして差動ケース１０を強制回転させるためのチャック機構３０と、そのチャック機構３０の中心域に設けられると共にチャック機構３０の回転軸線Ｌ（即ち前記中心線Ｃ）に沿って移動可能な第１のシャフトとしてのセンターシャフト４２とを備えた特殊な装置である。このワーク把持回転及びシャフト駆動機構２０の詳細については、後ほど図２を参照して説明する。

第１のサドル１００は、前記ワーク把持回転及びシャフト駆動機構２０に対して対向配置される工具送り機構である。第１のサドル１００はタレット旋盤と同様のタレットヘッド（図示略）を備え、そのタレットヘッドに複数種の工具を装備している。第１のサドル１００のタレットヘッドには、第２のシャフトとしての平面カッター保持シャフト１０１（図３参照）及びロングバイト１０２（図５参照）を含む少なくとも二種類のシャフト状工具、並びに、通常型バイトその他の一般工具（図示略）が装備される。タレットヘッドに装備された工具の中からシャフト状工具（平面カッター保持シャフト１０１又はロングバイト１０２）が選択されると、その選択されたシャフト状工具はワーク把持回転及びシャフト駆動機構２０のセンターシャフト４２に対向する位置に配置される。内面加工装置の作動時には少なくとも第１のサドル１００は、選択されたシャフト状工具１０１又は１０２をチャック機構３０に把持された差動ケース１０に対し接近離間させる工具送り機構として機能する。

なお、図５及び図６に示すように、ロングバイト１０２は、シャフト形状のバイトホルダー１０３と、その先端付近に装着された内面旋削用の切削刃１０４とからなる。バイトホルダー１０３の先端は平らな端面となっている。

第２のサドル２００は、前記ワーク把持回転及びシャフト駆動機構２０のチャック機構３０に把持された差動ケース１０の側方（図３では下方）に配置されると共に、平面カッター２０２を把持するためのアーム２０１を備えており、そのアーム２０１に把持された平面カッター２０２を差動ケース１０内に搬入し又は差動ケース１０内から搬出する平面カッター搬送機構として機能する。なお、平面カッター２０２はその左右両側に切削刃を備え、その左右両側がそれぞれに正面フライスとして機能するものである。

なお、ワーク把持回転及びシャフト駆動機構２０、第１のサドル１００及び第２のサドル２００は図示しない制御装置に電気的に接続されており、その制御装置に予め組み込まれた制御プログラムに基づいて数値制御される。即ち、本実施形態の内面加工装置は、差動ケース１０の内面加工用に特化された一種のＮＣ旋盤である。

［ワーク把持回転及びシャフト駆動機構２０］
図２に示すように、ワーク把持回転及びシャフト駆動機構２０は、その中心に設けられたスピンドルケース２１、スピンドルケース２１の前方（図２の右方）に設けられたチャック機構としての三つ爪チャック３０、並びに、スピンドルケース２１の後方（図２の左方）に設けられた第１駆動シリンダ２２及び第２駆動シリンダ２３を少なくとも具備している。

スピンドルケース２１の前端には、スピンドル２４、面板２５及び三つ爪チャック３０が一体回転可能に支持されている。また、スピンドルケース２１の中心域には、長尺円筒状のドローバー２６がスピンドルケース２１を水平貫通すると共に、回転可能且つ前後方向に摺動可能に設けられている。ドローバー２６の後端部はアダプター２７を介して第２駆動シリンダ２３に作動連結され、ドローバー２６の先端部はジョイント２８を介して三つ爪チャック３０に作動連結されている。

三つ爪チャック３０は、その回転軸線Ｌを等角度間隔で取り囲むように３つの親爪３１（一つのみ図示）を具備し、各親爪３１にはそれぞれ子爪３２が装着されている。三つ爪チャック３０が備える３組の親爪３１及び子爪３２は、三つ爪チャック３０の内部機構及びジョイント２８を介してドローバー２６と作動連結関係にある。それ故、第２駆動シリンダ２３の作用によるドローバー２６の前後摺動に基づいて３組の親爪３１及び子爪３２が同期して開閉動作し、これにより三つ爪チャック３０によってワークが把持又は解放される。

また、三つ爪チャック３０には、基準金３３が設けられると共に、前記３組の親爪３１及び子爪３２と対向するように３つのスイング式クランプアーム３４（一つのみ図示）が設けられている。各クランプアーム３４は、ワーク着脱時にワークに干渉しない待機位置と、クランプ位置（図２に示す位置）との間を切替え配置可能となっている。クランプ位置に配置されたクランプアーム３４は、その先端のクランプ爪３５でワークの一部を基準金３３に押し付けることで、ワークのスラスト方向位置決めを行うと共に切削加工時におけるワーク浮きを防止する。

ドローバー２６につながる第２駆動シリンダ２３は回り止め２９によって回転不能に保持されている。その一方で、ドローバー２６、スピンドル２４、面板２５及び三つ爪チャック３０はワーク駆動手段としてのビルトインモータ（図示略）に作動連結されており、このビルトインモータによって一体的に強制回転される。

ドローバー２６の内部には、やや長い円筒状シャフトブッシュ４１を介して、センターシャフト４２及びアダプターシャフト４３が前後方向（回転軸線Ｌに沿った方向）に摺動可能に支持されている。センターシャフト４２とアダプターシャフト４３とは前後に直列連結されて事実上１本のシャフト連結体を構成している。アダプターシャフト４３の後端部はナックル４４を介してシャフト駆動手段としての第１駆動シリンダ２２に連結されており、この第１駆動シリンダ２２の作用によってシャフト連結体（４２，４３）が前後方向に強制スライドされる。シャフトブッシュ４１の先端部は、三つ爪チャック３０の中心域に設けられたベアリングケース４５内のベアリング４６によって支持されている。このため、ドローバー２６、スピンドル２４、面板２５及び三つ爪チャック３０が前記ビルトインモータによって一体回転するときも、それに追従してシャフトブッシュ４１が連れ回りすることはなく、センターシャフト４２及びアダプターシャフト４３がドローバー２６等の回転の影響を受けることもない。

なお、ワークとしての差動ケース１０が三つ爪チャック３０に把持されたとき、差動ケースの中心線Ｃ、三つ爪チャック３０の回転軸線Ｌ及びセンターシャフト４２の中心軸線は、いずれも一致する。

［差動ケースに対する内外面加工の全過程の概要］
図１に示すように、差動ケース１０は、その内部に複数のピニオンギア及びサイドギアを組み込むためのギア収納室１１を区画するケース体として構成されている。差動ケース１０は、ギア収納室１１の両側に位置する左側円筒部１２及び右側円筒部１３を有している。これら二つの円筒部１２，１３は、車輌のアクスル軸を通すためのトンネル部分を提供するものであり、差動ケース１０の中心線Ｃに沿って延びている。また、差動ケース１０の外周部には、中心線Ｃを取り囲むようにフランジ部１４が設けられている。このフランジ部１４は、エンジンの駆動力を当該差動ケース１０に伝達するための傘歯状リングギアをボルト等の締結具を用いて固定するための取り付け部であり、当該フランジ部１４には取付穴（図示略）が設定されている。更に、ギア収納室１１の左右内壁部にはそれぞれ、各サイドギアの平らな背面を着座させるための平面座（平面状座面）１５が設定されると共に、ギア収納室１１の上下内壁部にはそれぞれ、各ピニオンギアの球面状背面を着座させるための球面座（球面状座面）１６が設定されている。ギア収納室１１の上下内壁部にはまた、二つのピニオンギアを同軸装着するピニオンギアシャフトを挿通するための上下一対のピニオン穴１７が設定されている。なお、差動ケース１０には、図１の紙面に対し直交する方向に沿った両側（つまり紙面の表側及び裏側）において比較的大きな側面開口が設けられており、二つの側面開口のいずれかを介して、平面カッター２０２をギア収納室１１内に搬入し又はギア収納室１１内から搬出することが可能となっている。

そして、鋳造により得られた中間製品としての差動ケース１０に対して、例えば以下に記すような四つの加工段階からなるところの、ケースの内面及び外面に対する各種加工を施すことにより、最終製品としての差動ケース１０が完成する。即ち、第１の加工段階では、差動ケース１０を横型ＮＣ旋盤に装着し、そのＮＣ旋盤によって左側円筒部１２の内周部及び外周部の荒削り加工やフランジ部１４の端面に対する旋削加工等を行う。第２の加工段階では、上記横型ＮＣ旋盤から取り外した差動ケース１０を本実施形態の内面加工装置に装着し、ギア収納室１１の内壁部に対するサイドギア用平面座１５の加工及び左右両円筒部１２，１３の内周面の仕上げ加工等を行う。この第２の加工段階での一連の加工手順については後ほど詳述する。第３の加工段階では、本実施形態の内面加工装置から取り外した差動ケース１０を上記第１の加工段階で用いたＮＣ旋盤とは異なる別の横型ＮＣ旋盤に装着し、そのＮＣ旋盤によって円筒部（１２，１３）その他の部位の外側表面の仕上げ加工やフランジ部１４に対する取付穴（図１では図示略）の穿孔を行う。第４の加工段階では、上記第３の加工段階で用いたＮＣ旋盤から取り外した差動ケース１０を横型マシニングセンターに装着し、そのマシニングセンターによってピニオンギヤ用球面座１６の仕上げ加工やピニオン穴１７の内径仕上げ加工を行う。このように第１〜第４の加工段階を経て最終製品としての差動ケース１０が得られる。

［本実施形態の内面加工装置を用いた内面加工方法］
上記第２の加工段階における、本実施形態の内面加工装置を用いた一連の内面加工手順について、図３〜図６を参照しつつ更に詳細に説明する。

先ず図３に示すように、ワーク把持回転及びシャフト駆動機構２０の三つ爪チャック３０によって差動ケース１０の左側円筒部１２を把持する。即ち、差動ケース１０の左側円筒部１２を三つ爪チャック３０の中心域に配置した状態で、第２駆動シリンダ２３によって３組の親爪３１及び子爪３２を互いに接近する方向に閉動作させる。すると、三つ爪チャック３０の回転軸線Ｌに差動ケース１０の中心線Ｃが一致した状態で、差動ケース１０の左側円筒部１２が三つ爪チャック３０によって把持される。また、差動ケース１０のフランジ部１４を基準金３３（図２参照）に当接させた状態でクランプアーム３４をクランプ位置に切り替え、クランプアーム３４のクランプ爪３５でフランジ部１４を基準金３３に対し押し付けることにより、差動ケース１０のスラスト位置決めを行う。

次に、差動ケース１０の前記二つの側面開口のうちの一方が第２のサドル２００と向き合うように三つ爪チャック３０及び差動ケース１０の位置（回転位相）を調節した後、第２のサドル２００を図３の待機位置から差動ケース１０の方にスライドさせ、アーム２０１に保持された平面カッター２０２を差動ケース１０のギア収納室１１内に搬入する。続いて、第１駆動シリンダ２２を作動させてセンターシャフト４２を差動ケース１０の左側円筒部１２に挿入する。また、工具として平面カッター保持シャフト１０１が選択された第１のサドル１００を図３の待機位置から三つ爪チャック３０に接近する方向にスライドさせ、その保持シャフト１０１を差動ケース１０の右側円筒部１３に挿入する。そして図４に示すように、三つ爪チャック３０側のセンターシャフト４２と第１サドル１００側の保持シャフト１０１とで平面カッター２０２をその左右から狭着する。こうして、三つ爪チャック３０の回転軸線Ｌに平面カッター２０２の中心軸を一致させつつ、二本のシャフト４２，１０１で平面カッター２０２を狭着支持し、平面カッター２０２がギア収納室１１内で浮いた状態にする。

この状態で、前記ビルトインモータにより三つ爪チャック３０及び差動ケース１０を強制回転させる。そして、この強制回転中にセンターシャフト４２及び平面カッター保持シャフト１０１を同方向に同速度で同期スライドさせる。即ち、両シャフト４２，１０１のスライド方向、スライド速度及びスライド量（変位量）を数値制御することにより、センターシャフト４２、平面カッター２０２及び平面カッター保持シャフト１０１の三者を差動ケース１０の中心線Ｃに沿って同期的に左及び右にスライド（即ち往復移動）させる。こうして差動ケース１０のギア収納室１１の左右の内壁部には平面カッター２０２による座ぐり加工（フライス削り）が施され、その結果、ギア収納室１１の当該部位には相対向する一対のギア用平面座１５が形成される。

一対のギア用平面座１５の加工が完了したら、両平面座１５の中間位置に平面カッター２０２を戻すと共に、三つ爪チャック３０及び差動ケース１０の回転も一旦停止する。その後、平面カッター２０２を第２のサドル２００のアーム２０１によって把持し、第２のサドル２００と一緒に図３の待機位置に戻す。また、センターシャフト４２及び平面カッター保持シャフト１０１を、図３の待機位置に戻す。

続いて、三つ爪チャック３０による差動ケース１０の把持状態を保ったまま、両円筒部１２，１３の内周面の仕上げ加工を行う。その際には先ず、第１のサドル１００側のタレットヘッドに装備された工具の中からシャフト状工具の一つであるロングバイト１０２を選択すると共に、そのロングバイト１０２を前記センターシャフト４２に対し対向配置させる（図５参照）。そして図５に示すように、センターシャフト４２が差動ケース１０の左側円筒部１２、ギア収納室１１及び右側円筒部１３を貫通する位置までセンターシャフト４２を右方向に前進させた後、センターシャフト４２の先端部をロングバイト１０２の先端部に当接させる。

この状態で、前記ビルトインモータにより三つ爪チャック３０及び差動ケース１０を強制回転させる。そしてこの強制回転中に、センターシャフト４２及びロングバイト１０２を左方向（三つ爪チャック３０に接近する方向）に同速度で同期スライドさせる。即ち、センターシャフト４２及びロングバイト１０２のスライド方向、スライド速度及びスライド量（変位量）を数値制御することにより、センターシャフト４２とロングバイト１０２との当接状態を維持しつつこれらを一体として差動ケースの中心線Ｃに沿い同期的に左スライドさせる（図６参照）。このように、ロングバイト１０２を右側円筒部１３から差動ケース１０内に進入させ、左側円筒部１２の左端に到達させることにより、差動ケースの各円筒部１２，１３の内周部にはロングバイト１０２の切削刃１０４による旋削が施され、両円筒部１２，１３の各内周面が仕上げ加工される。

両円筒部１２，１３の内周面の仕上げ加工が完了したら、差動ケース１０等の回転を停止させ、切削刃１０４が両円筒部１２，１３の内周面に接触しないようにロングバイト１０２を待機位置（図５参照）に引き戻し、第２の加工段階を終了する。尚、クランプアーム３４をクランプ位置から待機位置に切替え配置すると共に３組の親爪３１及び子爪３２を互いに離間する方向に開動作することで、三つ爪チャック３０から差動ケース１０が取り外される。

［実施形態の効果］
本実施形態によれば、三つ爪チャック機構３０による１回の把持状態（ワンチャック状態）で、差動ケースギア収納室１１内の一対の平面座１５の座ぐり加工と、左右両円筒部１２，１３の内周面加工とを施すことができるので、差動ケース１０の内面加工の作業効率を従来よりも高めることができる。また、差動ケース１０の内面加工のためのチャッキング回数を従来よりも減らすことができるので、被加工面間の相対位置精度の低下を抑制することができる。

本実施形態の内面加工装置では、ワーク把持回転及びシャフト駆動機構２０を構成する三つ爪チャック３０及びワーク駆動手段としてのビルトインモータが、差動ケース１０を把持及び回転させる機能を分担している。その一方で、ワーク把持回転及びシャフト駆動機構２０を構成するセンターシャフト４２及びシャフト駆動手段としての第１駆動シリンダ２２、並びに、センターシャフト４２に対向し得るシャフト状工具（１０１又は１０２）を具備した工具送り機構としての第１のサドル１００が、平面カッター２０２やロングバイト１０２を直線的に切削送りする機能を分担している。つまり、差動ケース１０の把持回転機能を担う部分と工具の切削送り機能を担う部分とが機械的に分離されている。このため、それぞれの機能を担う部分の機械構造の複雑化を避けて各部分を比較的シンプルに構成することができ、ひいては設備費の低減を図ることが可能となる。

図５及び図６に示す円筒部１２，１３の内周面加工工程では、第１のサドル１００側に片持ち支持されたロングバイト１０２が、センターシャフト４２の当接を受けこれと一体化することであたかも両持ち支持状態となる。故に、内周面切削時におけるロングバイト１０２の姿勢が安定してロングバイト１０２の振動や位置ブレが極力回避され、円筒部内周面の切削加工精度が高まる。また、センターシャフト４２と一体化したロングバイト１０２の一方向への移動で、左右両円筒部１２，１３の内周面加工を一度に完了するため、両円筒部１２，１３の同軸性を確実に確保することができる。

［変更例］上記実施形態では、差動ケース１０の一方の円筒部１２を三つ爪チャック３０で把持したが、これに代えて、差動ケース１０のフランジ部１４の周囲を三つ爪チャック３０で把持するようにしてもよい。

［変更例］上記実施形態における第２の加工段階では、平面カッター２０２による平面座１５の加工とロングバイト１０２による円筒部１２，１３の内周面加工とを行ったが、これらに加えて、三つ爪チャック３０による差動ケース１０の把持状態を維持したまま、第１のサドル１００側のタレットヘッドに装備された工具の中から通常型バイトを選択すると共に、その通常型バイトで、例えば右側円筒部１３の外周部に荒旋削加工を施してもよい。

ワークとしての差動ケースの断面図。 内面加工装置のワーク把持回転及びシャフト駆動機構の概略断面図。 平面カッターによる平面座加工の開始前を示す図。 平面カッターによる平面座加工時を示す図。 ロングバイトによる円筒部内周面加工の開始前を示す図。 ロングバイトによる円筒部内周面加工時を示す図。

符号の説明

１０…差動ケース（ワーク）、１１…ギア収納室、１２…左側の円筒部、１３…右側の円筒部、１４…フランジ部、１５…平面座、１６…球面座、２０…ワーク把持回転及びシャフト駆動機構、２２…第１駆動シリンダ（シャフト駆動手段）、２３…第２駆動シリンダ、３０…三つ爪チャック（チャック機構）、４２…センターシャフト（第１のシャフト）、４３…アダプターシャフト、１００…第１のサドル（工具送り機構）、１０１…平面カッター保持シャフト（第２のシャフト）、１０２…ロングバイト、２００…第２のサドル（平面カッター搬送機構）、２０２…平面カッター、Ｃ…差動ケースの中心線、Ｌ…回転軸線。

Claims (5)

1. ギア収納室と、その両側に位置すると共にケースの中心線（Ｃ）に沿って延びる二つの円筒部とを有する差動ケースに対して内面加工を施す方法であって、
   差動ケースの中心線（Ｃ）を回転軸線として差動ケースと共に一体回転可能なチャック機構を用いて、差動ケースを把持した後、
   前記チャック機構及び差動ケースの回転時に、差動ケースの一方の円筒部に挿入した第１のシャフト及び差動ケースの他方の円筒部に挿入した第２のシャフトによってギア収納室内にて挟着支持された平面カッターで差動ケースのギア収納室の内壁部にギア用平面座を切削加工する平面座加工、並びに、差動ケースのいずれか一方の円筒部から挿入したロングバイトで差動ケースの円筒部の内周面を切削加工する内周面加工を行い、
   前記平面座加工及び内周面加工の完了後にチャック機構から差動ケースを取り外すことを特徴とする差動ケースの内面加工方法。
2. ギア収納室と、その両側に位置すると共にケースの中心線（Ｃ）に沿って延びる二つの円筒部とを有する差動ケースに対して内面加工を施す方法であって、
   差動ケースの中心線（Ｃ）を回転軸線として差動ケースと共に一体回転可能なチャック機構を用いて、差動ケースの一方の円筒部又はその近傍を把持するチャック工程と、
   前記チャック機構による差動ケースの把持状態の下、差動ケースのギア収納室内に平面カッターを搬入し、チャック機構の中心域に設けられた第１のシャフトを差動ケースの一方の円筒部に挿入すると共に当該第１のシャフトと対向する第２のシャフトを差動ケースの他方の円筒部に挿入し、これら第１及び第２のシャフトで平面カッターを挟着支持し、前記中心線（Ｃ）を回転軸線としたチャック機構及び差動ケースの回転時に、第１のシャフト、平面カッター及び第２のシャフトの三者を差動ケースの中心線（Ｃ）に沿って同期的に往復移動させることにより、差動ケースのギア収納室の内壁部に相対向する一対のギア用平面座を座ぐり加工する平面座加工工程と、
   前記チャック機構による差動ケースの把持状態の下、チャック機構の中心域に設けられた第１のシャフトを差動ケースの一方の円筒部から挿入すると共に、当該第１のシャフトの先端部をそれと対向するシャフト状工具としてのロングバイトの先端部に当接させ、前記中心線（Ｃ）を回転軸線としたチャック機構及び差動ケースの回転時に、第１のシャフト及びロングバイトを両者の当接状態を維持しながら差動ケースの中心線（Ｃ）に沿って同期移動させることにより、差動ケースの各円筒部の内周面を切削加工する内周面加工工程と、
   前記平面座加工工程及び内周面加工工程の完了後にチャック機構から差動ケースを取り外す工程とを備えることを特徴とする差動ケースの内面加工方法。
3. ワーク把持回転及びシャフト駆動機構と、それに対向配置される工具送り機構とを少なくとも備えてなる差動ケースの内面加工装置であって、
   前記ワーク把持回転及びシャフト駆動機構は、ワークとしての差動ケースを把持可能で且つ差動ケースの中心線（Ｃ）を回転軸線（Ｌ）として差動ケースと共に一体回転可能なチャック機構と、前記チャック機構及びそれに把持された差動ケースを強制回転させるためのワーク駆動手段と、前記チャック機構の中心においてその回転軸線（Ｌ）に沿って移動可能に設けられたセンターシャフトと、前記センターシャフトを移動させるためのシャフト駆動手段とを具備し、
   前記工具送り機構は、ワーク把持回転及びシャフト駆動機構のセンターシャフトに対向配置可能なシャフト状工具としての平面カッター保持シャフト及び／又はロングバイトを具備すると共に、そのシャフト状工具を差動ケースに対して接近離間させるべく前記チャック機構の回転軸線（Ｌ）に沿って進退可能に構成されている
   ことを特徴とする差動ケースの内面加工装置。
4. ワークとしての差動ケースのギア収納室の内壁部にギア用平面座を座ぐり加工するための平面カッターを保持可能であると共に、前記チャック機構に把持された差動ケースのギア収納室内に平面カッターを搬入し及びギア収納室内から平面カッターを搬出するための平面カッター搬送機構を更に備えてなることを特徴とする請求項３に記載の差動ケースの内面加工装置。
5. 前記センターシャフトは、工具送り機構の平面カッター保持シャフトと協働して差動ケースのギア収納室内で平面カッターを保持する働きをすると共に、工具送り機構のロングバイトの先端部に当接して切削時にロングバイトの姿勢を安定させる働きをすることを特徴とする請求項３又は４に記載の差動ケースの内面加工装置。

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