JP2000296445A - 細長棒体研削装置及び研削方法 - Google Patents

細長棒体研削装置及び研削方法

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JP2000296445A
JP2000296445A JP11107424A JP10742499A JP2000296445A JP 2000296445 A JP2000296445 A JP 2000296445A JP 11107424 A JP11107424 A JP 11107424A JP 10742499 A JP10742499 A JP 10742499A JP 2000296445 A JP2000296445 A JP 2000296445A
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rod body
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Hiroshi Ozeki
浩 大関
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Isuzu Motors Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンのクランクシャフトのような細長棒
体を自重による撓みを除去すると共に研削抵抗を相殺低
減せしめて高精度高効率の研削加工をする細長棒体研削
装置及び研削方法を提供する。 【解決手段】 本発明の細長棒体研削装置は被研削物を
縦置きの支持機構部3で支持して自重による撓みをなく
すと共に、一対の同一の砥石6,6を被研削物の左右に
当て、これをZ軸,X軸方向に回転,移動せしめて研削
加工を行う。また、研削箇所の幅寸法よりも狭幅の砥石
6,6を互いに上下逆方向に移動せしめてZ軸方向に作
用する研削抵抗を相殺する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンのクラン
クシャフトのような細長棒体を曲げ変形をすることな
く、かつ研削抵抗を相殺せしめて研削加工を行う細長棒
体研削装置及び研削方法に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、エンジンのクランクシャフトの
ような細長棒体を研削加工する場合には図7に示すよう
に細長棒体22を水平方向(横置き)に寝かせた状態で
その両端をセンタ支持する型式の研削装置が普通であ
る。また、砥石6は図示のように細長棒体22の片側に
配置され垂直方向(Z軸)と直交する軸線方向に移動し
ながら紙面直角方向の一方側から細長棒体22に押圧力
を加えて研削を行うべく配置される。
【0003】以上のように、従来技術では細長棒体22
を横置きにして研削加工を行うため次のような色々な問
題点があった。すなわち、まず、図7に示すように細長
棒体22が自重によりδだけ撓むため、このままの状態
で研削加工すると高精度の研削ができない。また、図8
に示すように細長棒体22の端部のセンタ孔23はセン
タ24により支持されるが、前記のように撓みが生ずる
とセンタ孔23とセンタ24との接触が面接触から点接
触気味になり、両端の支持剛性が不足し高精度の研削加
工ができなくなる可能性がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上の問題点を解決す
るために、従来技術においても振れ止めを用いて撓みを
極力低減する手段が採用されていた。この振れ止めには
固定式振れ止めとNC振れ止めの2種類がある。しかし
ながら、図9に示すように、固定式振れ止め25では細
長棒体22との間に若干の隙間δ1を設ける必要があ
り、完全に撓み防止を行うことは難しい。一方、NC振
れ止めの場合は前記のような隙間δ1を与える必要はな
いが、図10に示すようにNC振れ止め26は砥石6の
押圧方向(図のY軸方向)に配設されて振れ止めを行う
ため、細長棒体22の自重による撓みを減少させる効果
は少ない。
【0005】また、図11に示すように、クランクシャ
フト2のジャーナル2aの部分を研削加工する場合に、
ジャーナル2aの幅寸法aと同一の幅寸法の砥石6aを
用いて研削加工すると、砥石6aをX軸方向に移動させ
る必要はないが大きな研削抵抗がジャーナル2aの半径
方向に作用しクランクシャフト2が加工中に曲がり易く
なり高精度加工ができなくなる。更に、ジャーナル2a
の幅寸法が変った場合にはその都度その幅寸法に見合っ
た砥石6aと交換する必要があり面倒である。そこで図
11に示すように、ジャーナル2aの幅寸法aよりも狭
幅の幅寸法tの砥石6を用いて研削加工する方法があ
る。この場合は、ジャーナル2aの寸法に対して柔軟性
があり前記の問題点は解消されるが、砥石6をX軸方向
に移動させるため、両センタ側に押圧力を与へ、センタ
の食い付きによる寸法変化が発生し、高精度加工が難し
くなる可能性がある。
【0006】一方、横置きされたクランクシャフトのジ
ャーナルを超仕上げする場合における高精度加工を保持
するための公知技術の1つとして特開平5−92358
号公報が挙げられる。この「クランクシャフト研削装
置」は、クランクシャフトの軸線方向と平行に耐圧バー
を配置し、この耐圧バーをオッシレーションブロックを
介して主軸台側に支持せしめたものである。この機構を
用いることにより、クランクシャフトの支持剛性を向上
させると共に超仕上げ時のオッシレーションに対する変
形を防止することができるが、装置構造が複雑であると
共に前記した各種の問題点を確実に防止し得る効果を上
げることは難しい。
【0007】本発明は、以上の事情に鑑みて発明された
ものであり、自重による撓みがなく、研削抵抗を相殺で
きて加工中における変形が防止でき、高精度加工が効果
的に行われる細長棒体研削装置及び研削方法を提供する
ことを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の目的を
達成するために、被研削物の細長棒体をその軸線方向を
垂直(Z軸方向)にして両端を支持する支持機構部と、
前記細長棒体の両側に配置され前記Z軸と直交するXY
軸面上において回転する同一の一対の砥石及び該砥石を
回転駆動する駆動部とを有する砥石駆動部と、該砥石駆
動部を前記細長棒体に近接又は離隔する方向(X軸方
向)に移動すると共に前記Z軸方向に移動する移動機構
部とを設ける細長棒体研削装置を構成するものである。
更に具体的に、前記支持機構部は、前記細長棒体の上下
をセンタ支持するセンタを有すると共に下方側に前記細
長棒体の下端を保持する保持部を有することを特徴とす
る。また、前記細長棒体がクランクシャフトであり、前
記砥石は、前記クランクシャフトの研削箇所であるジャ
ーナルの幅寸法より狭幅のものからなることを特徴とす
る。
【0009】また、被研削物の細長棒体をその軸線方向
を垂直(Z軸方向)にして両端を支持する支持機構部
と、前記細長棒体の両側に配置され前記Z軸と直交する
XY軸面上において回転する同一の一対の砥石及び該砥
石を回転駆動する駆動部とを有する砥石駆動部と、該砥
石駆動部を前記細長棒体に近接又は離隔する方向(X軸
方向)に移動すると共に前記Z軸方向に移動する移動機
構部とを設ける研削装置により前記細長棒体の1つであ
るクランクシャフトのジャーナルを研削加工する研削方
法であって、前記ジャーナルの幅寸法より狭幅の一対の
前記砥石をジャーナルの幅寸法の中心に配置し該ジャー
ナルを挟んで配置した後、それぞれの砥石をクランクシ
ャフトの回転方向と同一の方向に回転をせしめると共に
Z軸に沿って互いに逆方向に移動させながら所定の研削
代に見合うX軸方向の研削を行う細長棒体研削方法を特
徴とするものである。
【0010】本発明では、細長棒体はその軸線方向をZ
軸方向に向けて縦置きに配置される。そのため、自重に
よる撓みは解消される。また、細長棒体を一対の同一の
砥石で挟み込んで両側から同時に加工し、かつ研削抵抗
を相殺させるように回転,移動させるため、加工中にお
ける細長棒体の変形がなく、両センタへの悪影響も生じ
ない。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の細長棒体研削装置
及び研削方法の実施の形態を図面を参照して詳述する。
図1に示すように、細長棒体研削装置1は、大別して被
研削物の細長棒体,例えば、クランクシャフト2(図
2)の両端を支持する支持機構部3と、砥石6を回転駆
動する砥石駆動部4と、砥石駆動部4をZ軸方向及びX
軸方向に移動する移動機構部5等とからなる。なお、砥
石駆動部4と移動機構部5は同一構造の一対のものから
なる。
【0012】細長棒体研削装置1にはベッド7とコラム
8が設けられ不動側の装置本体側を形成する。支持機構
部3はコラム8の上方側に固定される上方支持部9と、
下方側に配置される下方支持部10とからなる。上方支
持部9は、上方センタ11とこれを保持する本体12か
らなり、本体12は前記のようにコラム8に固定され
る。また、上方センタ11はその軸線方向をZ軸方向に
向けて配設される。一方、下方支持部10は上方センタ
11と相対向してその軸線方向に沿って配置される下方
センタ13と、チャック14とチャック14上に設けら
れる把持部15とからなる保持部等とからなる。なお、
下方支持部10はベッド7に支持され、チャック14及
び把持部15は図略の回転駆動手段により回転駆動され
る。また、図3に示すように、把持部15はクランクシ
ャフト2の下端部を把持すると共にその下面を支持して
クランクシャフト2の自重を支持する構造のものからな
る。
【0013】砥石駆動部4は砥石6と、砥石6を回転駆
動する機構部やモータ(図略)を設ける箱体16等とか
らなる。砥石6はその回転面をXY平面上に一致させ水
平に配置される。また、砥石6の中心位置は上方センタ
11と下方センタ13を結ぶ中心線と直交する水平線上
に配置される。
【0014】移動機構部5はX軸方向にスライドレール
17を形成し砥石駆動部4の箱体16をX軸方向に摺動
自在に支持するスライドブロック18と、箱体16をス
ライドレール17に沿って移動させるX軸モータ19等
と、スライドブロック18をZ軸方向に沿って移動すべ
くコラム8側に設けられるスライドレール20と、スラ
イドブロック18をZ軸方向に沿って駆動するためのZ
軸モータ21等とからなる。
【0015】図2は、図1に示した細長棒体研削装置1
によりクランクシャフト2のジャーナル2aを研削する
場合を示す。すなわち、クランクシャフト2は縦置きに
配置され、その上端を上方支持部9の上方センタ11に
より支持されると共に、図2,図3に示すように下端を
下方支持部10の下方センタ13とチャック14上の把
持部15により支持される。以上により、クランクシャ
フト2は垂直に細長棒体研削装置1にセンタ支持される
と共にその下端を支持する把持部15等により自重を受
けとめられて支持される。この状態でチャック14を回
転駆動することによりクランクシャフト2はZ軸に沿う
中心軸を中心として回転する。一方、一対の砥石駆動部
4,4をクランクシャフト2の両側に配置する。本例で
は研削箇所がジャーナル2aの部分であり、砥石6の幅
寸法はジャーナル2aの幅寸法よりも狭幅のものが使用
される。砥石駆動部4及び移動機構部5により砥石6を
X軸,Z軸方向に移動させて砥石6を回転駆動すること
によりジャーナル2aの研削が行われる。
【0016】図4乃至図6は前記の細長棒体研削装置1
によるクランクシャフト2のジャーナル2aの箇所の研
削方法を示すものである。まず、図4に示すように、ジ
ャーナル2aの幅寸法aよりも狭幅の幅寸法tの砥石
6,6をジャーナル2aの幅寸法の中心に左右から当て
る。次に、図5に示すように砥石6,6を回転させる。
すなわち、クランクシャフト2が、例えば、右回転する
場合、図の左側の砥石6及び右側の砥石6は共にクラン
クシャフト2と同じ方向に右回転させる。これにより、
クランクシャフト2のジャーナル2aに左側の砥石6に
よって作用する研削力Pの方向と右側の砥石6によりジ
ャーナル2aに作用する研削力Pとの方向が互いに逆に
なりジャーナル2aに作用する研削抵抗が相殺される。
【0017】次に、砥石6,6をX軸方向に移動せしめ
て所定の研削代の分だけ研削加工を進めると共に図6に
示すように、左右の砥石6,6を互いにZ軸方向に沿っ
て逆向きに移動する。すなわち、図示では左側の砥石6
は上向きに移動し、右側の砥石6は下向きに移動する。
そのため、クランクシャフト2の軸線方向に沿って作用
する研削抵抗が左右でバランスし相殺される。これによ
り、上方支持部9や下方支持部10への研削時の押圧力
がほとんど無くなる。以上の如く、本発明の細長棒体研
削装置1では縦置きのため自重による撓みがなく、かつ
研削中の研削抵抗がすべて相殺されるため研削時におけ
る曲がり、変形が生じない。以上により、高精度研削を
行うことができる。また、研削抵抗が相殺されるため重
研削が可能となり研削効率を向上することができる。
【0018】以上の実施の形態において被研削物として
エンジンのクランクシャフトについて説明したが、それ
に限定するものではなく、任意の細長棒体の高精度研削
に対して本発明の細長棒体研削装置及び研削方法は広く
適用される。
【0019】
【発明の効果】本発明の細長棒体研削装置及び研削方法
によれば、細長棒体が縦置きされ自重による撓みがほと
んどなくなると共に研削時におけるZ軸方向,Y軸方向
の研削抵抗が相殺され、加工中における曲げや変形がほ
とんど無くなる。これにより、高精度研削ができると共
に、研削効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の細長棒体研削装置の全体概要構造を示
す斜視図。
【図2】エンジンクランクシャフトのジャーナルの研削
加工に適用される本発明の細長棒体研削装置の一部を示
す正面図。
【図3】本発明の細長棒体研削装置の下方支持部を示す
部分断面図。
【図4】本発明の細長棒体研削装置によるクランクシャ
フトのジャーナルの研削方法を説明するための模式図。
【図5】図4の上面図。
【図6】砥石の移動状態を示す模式図。
【図7】従来の横置きによる細長棒体の研削加工におけ
る問題点を示す模式図。
【図8】従来の横置きの研削加工におけるセンタまわり
の問題点を説明するための部分断面図。
【図9】従来の横置きの研削加工に使用される固定式振
れ止めを示す模式図。
【図10】従来の横置きの研削加工に使用されるNC振
れ止めを示す模式図。
【図11】クランクシャフトのジャーナルの従来の横置
き研削加工におけるジャーナルと砥石との係合状態とそ
の問題点を説明するための模式図。
【符号の説明】
1 細長棒体研削装置 2 クランクシャフト 2a ジャーナル 3 支持機構部 4 砥石駆動部 5 移動機構部 6 砥石 7 ベッド 8 コラム 9 上方支持部 10 下方支持部 11 上方センタ 12 本体 13 下方センタ 14 チャック 15 把持部 16 箱体 17 スライドレール 18 スライドブロック 19 X軸モータ 20 スライドレール 21 Z軸モータ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被研削物の細長棒体をその軸線方向を垂
    直(Z軸方向)にして両端を支持する支持機構部と、前
    記細長棒体の両側に配置され前記Z軸と直交するXY軸
    面上において回転する同一の一対の砥石及び該砥石を回
    転駆動する駆動部とを有する砥石駆動部と、該砥石駆動
    部を前記細長棒体に近接又は離隔する方向(X軸方向)
    に移動すると共に前記Z軸方向に移動する移動機構部と
    を設けることを特徴とする細長棒体研削装置。
  2. 【請求項2】 前記支持機構部は、前記細長棒体の上下
    をセンタ支持するセンタを有すると共に下方側に前記細
    長棒体の下端を保持する保持部を有することを特徴とす
    る請求項1に記載の細長棒体研削装置。
  3. 【請求項3】 前記細長棒体がクランクシャフトであ
    り、前記砥石は、前記クランクシャフトの研削箇所であ
    るジャーナルの幅寸法より狭幅のものからなる請求項1
    に記載の細長棒体研削装置。
  4. 【請求項4】 被研削物の細長棒体をその軸線方向を垂
    直(Z軸方向)にして両端を支持する支持機構部と、前
    記細長棒体の両側に配置され前記Z軸と直交するXY軸
    面上において回転する同一の一対の砥石及び該砥石を回
    転駆動する駆動部とを有する砥石駆動部と、該砥石駆動
    部を前記細長棒体に近接又は離隔する方向(X軸方向)
    に移動すると共に前記Z軸方向に移動する移動機構部と
    を設ける研削装置により前記細長棒体の1つであるクラ
    ンクシャフトのジャーナルを研削加工する研削方法であ
    って、前記ジャーナルの幅寸法より狭幅の一対の前記砥
    石をジャーナルの幅寸法の中心に配置し該ジャーナルを
    挟んで配置した後、それぞれの砥石をクランクシャフト
    の回転方向と同一の方向に回転をせしめると共にZ軸に
    沿って互いに逆方向に移動させながら所定の研削代に見
    合うX軸方向の研削を行うことを特徴とする細長棒体研
    削方法。
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