JP2002018658A

JP2002018658A - マスセンタリングマシン

Info

Publication number: JP2002018658A
Application number: JP2000204077A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Ioka; 達哉井岡; Masami Matsuo; 政巳松尾
Original assignee: NAGAHAMA SEISAKUSHO KK
Current assignee: NAGAHAMA SEISAKUSHO KK
Priority date: 2000-07-05
Filing date: 2000-07-05
Publication date: 2002-01-22
Anticipated expiration: 2020-07-05
Also published as: WO2002003044A1; JP3523573B2

Abstract

(57)【要約】【課題】測定ステーションと加工ステーションとが分離
されたマスセンタリングマシンにおいて、加工ステーシ
ョンに備えられた保持装置は、ワーク加工時にワークが
回転しないように、保持力の強い保持装置である必要が
あり、保持装置の小型化，軽量化が困難であるという課
題があった。【解決手段】加工ステーションの保持装置に、ワークＷ
に対して点接触またはワークＷの軸方向に線接触するク
ランプ爪２２４を設ける。【効果】クランプ爪２２４を上述の形状にすると、ワー
クＷが回転しようとしても、クランプ爪２２４がワーク
Ｗに食い込み、少ないクランプ力で、ワークＷが回転し
ないように確実に保持することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動車エンジン
用のクランクシャフト等の回転体に、加工基準となる芯
出し用のセンター穴を形成するマスセンタリングマシン
に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車エンジン用のクランクシャフト
は、鋳造または鍛造にて一体成形された後、まず心出し
が行われる。心出しでは、クランクシャフトの回転軸と
慣性主軸とが一致する位置にセンター穴があけられる。
そしてセンター穴があけられたクランクシャフトは、セ
ンター穴を加工基準として、その後の必要な処理が施さ
れる。

【０００３】心出しは、マスセンタリングマシンと呼ば
れる装置により行われる。マスセンタリングマシンの一
例は、特開昭６４−４３４号公報に開示されている。こ
の公報に開示のマスセンタリングマシンでは、クランク
シャフトなどのワークは、一度保持されると、保持され
た状態のまま不釣合いが測定され、測定結果に基づいて
センター穴があけられる。マスセンタリングマシンの他
の例は、特願平１０−２９７１２２号に開示されてい
る。このマスセンタリングマシンは、ワークの不釣合い
を測定する測定ステーションと、ワークに対してセンタ
ー穴をあける加工ステーションとが分離されていて、複
数のワークに対して、測定と、測定結果に基づく加工と
が並列的に行えるようになっている。

【０００４】この発明は、後者のように、測定ステーシ
ョンと加工ステーションとが分離されたマスセンタリン
グマシンの改良に関するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】マスセンタリングマシ
ンにおいては、ワークの不釣合いを測定し、ワークに対
してセンター穴をあけるために、ワークを保持する保持
装置が必須である。ワークに対してセンター穴をあける
際には、ドリル等でセンター穴をあける時に生じるトル
クによってワークが動いたり回転したりすることのない
ように、ワークをしっかりと保持しなければならない。
このため、保持力の強い保持装置が必要である。よっ
て、保持装置の小型化や、軽量化が困難であるという課
題があった。

【０００６】特に、測定ステーションと加工ステーショ
ンとが分離されたマスセンタリングマシンでは、測定ス
テーションの保持装置は保持力がさほど強力でなくても
よいが、加工ステーションの保持装置は保持力が強力で
なければならず、保持力の違いから、ワークの保持位置
が微妙にずれる等のおそれもある。一方、測定ステーシ
ョンでは、不釣合いの測定精度を上げるために、保持装
置の軽量化が図られており、保持装置は比較的小さな保
持力でワークを保持している。ところで、マスセンタリ
ングマシンが処理するワークは、上述したように鋳造ま
たは鍛造によって形成されて何ら加工のされていない状
態のものであり、ワークの表面はいわゆる黒皮で覆われ
た粗面である。このため、測定ステーションの保持装置
でワークが保持されたときには、保持力が弱いので、ワ
ーク表面にはほとんど保持跡がつかないが、加工ステー
ションの保持装置で保持されると、保持力が強いため、
ワーク表面に保持跡がつく。よって厳密に見ると、測定
ステーションにおける保持状態と、加工ステーションに
おける保持状態とが微妙に異なり、測定結果に基づいて
センター穴をあける際の精度向上が難しいという課題が
あった。

【０００７】この発明は、以上の課題を解決するために
なされたものである。この発明の目的は、加工ステーシ
ョンにおける保持装置の小型，軽量化を実現できるマス
センタリングマシンを提供することである。この発明の
他の目的は、測定ステーションにおいて、ワーク表面に
保持跡をつけることができ、保持精度の良いマスセンタ
リングマシンを提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段および発明の効果】請求項
１記載の発明は、軸を中心に回転するワークの不釣合い
を測定するための測定ステーションと、測定結果に基づ
き、ワークに対して、少なくともセンター穴をあけるた
めの加工ステーションとを有するマスセンタリングマシ
ンであって、前記加工ステーションには、ワークを保持
する保持装置が備えられ、保持装置には、ワークに対し
て点接触またはワークの軸方向に線接触するクランプ爪
が含まれていることを特徴とするマスセンタリングマシ
ンである。

【０００９】請求項２記載の発明は、軸を中心に回転す
るワークの不釣合いを測定するための測定ステーション
と、測定結果に基づき、ワークに対して、少なくともセ
ンター穴をあけるための加工ステーションとを有するマ
スセンタリングマシンであって、測定ステーションにお
いて不釣合いを測定する前のワークに対して前処理を施
すための前処理ステーションを備え、前処理ステーショ
ンには、ワークを保持するための一対の保持装置が設け
られ、各保持装置には、ワークを着座させるための一対
の着座面および一対のクランプが含まれ、一対の着座面
は、それぞれ、ワークを斜め下方から受け止めることが
でき、一対のクランプは、一対の着座面に対向して設け
られ、一対の着座面で受け止められたワークを着座面へ
押しつけるように、受け止められた部分と反対側からワ
ークを押さえるものであり、さらに、一対の着座面で受
け止められたワークに対し、着座面と接触するワーク表
面に着座跡がつくように、ワークを上方から下方へ押さ
えつけるワーク押さえを有することを特徴とするマスセ
ンタリングマシンである。

【００１０】請求項３記載の発明は、請求項２記載のマ
スセンタリングマシンにおいて、前記前処理ステーショ
ンは、前記測定ステーションに組み込まれていることを
特徴とするマスセンタリングマシンである。請求項１の
構成によれば、加工ステーションの保持装置には、ワー
クに対して点接触またはワークの軸方向に線接触するク
ランプ爪が含まれている。ワークは、センター穴をあけ
るための加工時に、軸方向の推力と回転トルクが加わ
る。クランプ爪は、ワークを軸方向に見たときに、ワー
クに点接触している。よってワークに軸方向の推力と回
転トルクが加わると、点接触したクランプ爪がワーク表
面に食い込むように作用して、軸方向の推力と回転トル
クに抗してワークが回転しようとするのを妨げ、ワーク
をしっかりと保持する。

【００１１】クランプ爪が、上述のようにワークに対し
て点接触またはワークの軸方向に線接触するから、クラ
ンプ爪に与えるクランプ力は小さなものでよい。従っ
て、クランプ力を与える油圧ユニット、エアユニット、
ソレノイドユニット等の小型，軽量化が可能であり、保
持装置全体の小型化および軽量化を図ることができる。
請求項２の構成では、前処理ステーションにおいて、ワ
ーク押さえによりワークを着座面に押しつけ、ワーク表
面に着座跡をつける。よって、ワークが繰り返して保持
される際に、着座跡が受け止められるから、着座の再現
性が向上する。

【００１２】しかも前処理ステーションでワーク表面に
着座跡がつくから、測定ステーションおよび加工ステー
ションで、等しい保持状態でワークを保持することがで
きる。よって、マスセンタリング精度が向上する。請求
項３の構成では、前処理ステーションにより行っていた
処理を、測定ステーションにおいて行うことができ、よ
り構成が簡易で、しかも着座の再現性、ひいては測定の
繰り返し精度ならびにマスセンタリング精度が向上す
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下には、この発明の一実施形態
に係るマスセンタリングマシンについて具体的に説明を
する。まず、マスセンタリングマシン全体の構成および
動作について説明をする。この例のマスセンタリングマ
シンは回転体としてのクランクシャフトＣｓの心出しを
行うためのものであって、図１に見るように、クランク
シャフトＣｓの、回転軸と慣性主軸とのずれの状態を測
定する測定ステーション１と、当該測定ステーション１
による測定結果から求めたクランクシャフトＣｓの慣性
中心、またはその近傍の所定の位置に、加工基準となる
心出し用のセンター穴を形成する加工ステーション２
と、この両ステーション１、２間に配置されて、クラン
クシャフトＣｓの被加工部分のうち、この例では両軸端
部Ｃｓ１、Ｃｓ２の外径を測定する外径測定ステーショ
ン３と、クランクシャフトＣｓを、その姿勢をほぼ一定
に維持しつつ、未加工のクランクシャフトＣｓの供給部
４から各ステーション１〜３を経由して加工済みのクラ
ンクシャフトＣｓの取出し部５まで搬送する搬送手段６
と、そして上記各部の動作を制御する制御手段７とを備
えている。

【００１４】上記各部のうち測定ステーション１は、図
２および図３に示すように基台１１と、この基台１１上
に複数のばね１２…によって支持された振動枠１３と、
この振動枠１３上に配置された、クランクシャフトＣｓ
の両軸端部Ｃｓ１、Ｃｓ２をそれぞれ把持して、当該ク
ランクシャフトＣｓを、一定の把持角度で固定した状態
で同期回転する一対の回転体把持円盤１４、１４と、こ
の一対の回転体把持円盤１４、１４の同期回転によって
発生する振動枠１３の振動を測定するための振動検出器
１５とを備えている。

【００１５】なおこれらの図において符号１６ａは、上
記一対の回転体把持円盤１４、１４を同期回転させるた
めのモータであって、このモータ１６ａの回転が、ベル
ト１６ｂ、振動枠１３内に配置されたシャフト１６ｃ、
およびベルト１６ｄ、１６ｄを介して回転体把持円盤１
４、１４に伝えられて、当該両回転体把持円盤１４、１
４が同期回転される。なおモータ１６ａは、図では基台
１１に取付けられているが、振動枠１３上に取付けても
よい。モータ１６ａを振動枠１３上に取付けると、基台
１１と振動枠１３とに跨るベルト１６ｂを省略できるの
で、測定の精度が更に向上する。

【００１６】上記回転体把持円盤１４、１４はそれぞ
れ、振動枠１３上を、把持するクランクシャフトＣｓの
回転軸ＣｓＸと平行方向に摺動自在とされた一対の駆動
ヘッド１７、１７上に、回転自在に支持されている。そ
して、振動枠１３と駆動ヘッド１７との間に取付けられ
たネジ１７ａを回転させて、両駆動ヘッド１７、１７の
間隔を調整することで、一対の回転体把持円盤１４、１
４の間隔が、測定するクランクシャフトＣｓのサイズに
あわせて調整可能とされている。

【００１７】また、それぞれの回転体把持円盤１４の、
互いに対向する面には、軸端部Ｃｓ１側を示す図３に見
るように、当該回転体把持円盤１４が停止位置（図３の
位置）にあるときに、軸端部Ｃｓ１を下方から支持する
一対のワーク受１４ａ、１４ａと、この両ワーク受１４
ａ、１４ａに対して、軸端部Ｃｓ１を挟んでその上方に
配置されて、図中実線および一点鎖線で示すように互い
に回動開閉自在とされ、実線で示す閉状態においてワー
ク受１４ａ、１４ａとの間で軸端部Ｃｓ１を把持して固
定するための、一対のクランプアーム１４ｂ、１４ｂと
が設けられている。そして上記両ワーク受１４ａ、１４
ａの、軸端部Ｃｓ１に対する２面の当接面がともに、当
該軸端部Ｃｓ１を把持してクランクシャフトＣｓを固定
する際の、位置の基準となる基準面に設定されている。
軸端部Ｃｓ２側についても同様である。

【００１８】なお、上記のようにクランプアーム１４
ｂ、１４ｂを回動開閉させる機構は、図示していない
が、例えば回転体把持円盤１４内に組込んでもよいし、
あるいは駆動ヘッド１７内や振動枠１３上に組込んで、
カムなどの伝達機構を介してクランプアーム１４ｂ、１
４ｂを回動開閉させるようにしてもよい。なお、クラン
プアーム１４ｂ，１４ｂによる押さえ力は、比較的小さ
な力でよいから、ばねにより押さえ力を発生させてもよ
い。

【００１９】また、一対の回転体把持円盤１４、１４間
の、クランクシャフトＣｓの上方には、図２中に黒矢印
で示すように上下動可能で、かつ図４(a) に白矢印で示
す方向に左右同期して移動して、第１クランクピンＣｓ
３を左右から挟むことで、クランクシャフトＣｓの、回
転体把持円盤１４、１４に対する把持角度を一定値に規
定するための、具体的には図４(b) に示すように第１ク
ランクピンＣｓ３が、軸端部Ｃｓ１（および軸端部Ｃｓ
２）の直上に位置するように規定するための、一対のク
ランプ部材１９、１９が配置されている。

【００２０】さらに一方の駆動ヘッド１７内には、クラ
ンクシャフトＣｓを軸線の方向に位置決めし、かつ固定
するためのプッシュロッド機構１８が配置されている。
このプッシュロッド機構１８は、駆動ヘッド１７に対し
て、クランクシャフトＣｓの軸線方向に摺動自在に配置
された円筒状のスリーブ１８ａと、このスリーブ１８ａ
内を挿通され、かつスリーブ１８ａに対して、その前後
に設けられた１８ｂ、１８ｂを介して回転自在に保持さ
れることで、回転体把持円盤１４と同軸上に配置された
プッシュロッド１８ｃと、そして図示していないが、上
記スリーブ１８ａを、駆動ヘッド１７に対してクランク
シャフトＣｓの軸線方向に移動させる移動手段とを備え
ている。

【００２１】そして上記の各部を、制御手段７からの制
御信号に基づいて以下のように動作させることで、クラ
ンクシャフトＣｓが、一定の把持角度で一対の回転体把
持円盤１４、１４に把持、固定されたのち、一対の回転
体把持円盤１４、１４が同期回転されて、上記クランク
シャフトＣｓの、回転軸ＣｓＸと慣性主軸とのずれの状
態が測定される。即ちまず、両回転体把持円盤１４、１
４の、それぞれのクランプアーム１４ｂ、１４ｂを、図
３中に一点鎖線で示すように互いに開いた状態で、ここ
では図示していない搬送手段６を動作させてやると、供
給部４から、当該搬送手段６によって未加工のクランク
シャフトＣｓが搬送されて、その軸端部Ｃｓ１、Ｃｓ２
が、両回転体把持円盤１４、１４の、それぞれのワーク
受１４ａ…上に載置される。

【００２２】次に、クランクシャフトＣｓの上方から一
対のクランプ部材１９、１９を下降させ、次いで当該ク
ランプ部材１９、１９を、図４(a) に白矢印で示すよう
に左右同期して移動させて、第１クランクピンＣｓ３を
左右から挟んでやると、図４(b) に黒矢印で示したよう
にクランクシャフトＣｓが、基準面である各ワーク受１
４ａ…の当接面に当接した両軸端部Ｃｓ１、Ｃｓ２の外
周面に沿って回転して、同図に示したように、第１クラ
ンクピンＣｓ３が軸端部Ｃｓ１（および軸端部Ｃｓ２）
の直上に位置するように、その把持角度が規定される。

【００２３】次にこの状態を維持しつつ、前記プッシュ
ロッド機構１８のスリーブ１８ａをクランクシャフトＣ
ｓの方向へ前進させて、プッシュロッド１８ｃの先端を
一方の軸端部Ｃｓ１の端面に圧接してやると、反対側の
軸端部Ｃｓ２の端面が、他方の回転体把持円盤１４に設
けた基準面１４ｃに当接して、クランクシャフトＣｓ
が、その軸線の方向に位置決めされ、かつ同方向に固定
される。なおこの際、プッシュロッド１８ｃは、前記の
ようにスリーブ１８ａに対して回転自在に保持されてい
るため、クランクシャフトＣｓの、後述する測定のため
の回転を妨げることはない。

【００２４】また、上記プッシュロッド機構１８の動作
とほぼ同時に、両回転体把持円盤１４、１４上のそれぞ
れの、一対のクランプアーム１４ｂ、１４ｂを、図３中
に実線で示すように閉じて、それぞれ２組のワーク受１
４ａとクランプアーム１４ｂとで、２方向から軸端部Ｃ
ｓ１、Ｃｓ２を把持してやると、上記クランクシャフト
Ｃｓが、一対の回転体把持円盤１４、１４に対して、そ
の軸線と直交する方向に固定される。

【００２５】そこで次に、クランプ部材１９、１９を開
いて上方へ退避させたのち、モータ１６ａを駆動して、
一対の回転体把持円盤１４、１４を高速で同期回転させ
ながら、振動検出器１５を用いて、振動枠１３に発生す
る振動を測定してやると、その測定データから、従来と
同様にクランクシャフトＣｓの、回転軸ＣｓＸと慣性主
軸とのずれの状態が求められる。具体的には、振動検出
器１５を用いて測定された振動波形を、クランクシャフ
トＣｓの回転角度と照らし合わせることで、慣性主軸
の、回転軸ＣｓＸに対するずれの方向と距離とが割出さ
れる。

【００２６】この操作も、制御手段７によって自動的に
行われ、測定結果が、当該制御手段７内に記憶される。
次に、測定が終了したクランクシャフトＣｓは、搬送手
段６によって、次工程である、両軸端部Ｃｓ１、Ｃｓ２
の外径を測定するための外径測定ステーション３に送ら
れる。またそれと同時に、新たな未加工のクランクシャ
フトＣｓが、上記搬送手段６によって、供給部４から測
定ステーション１に搬入される。

【００２７】そして、先のクランクシャフトＣｓの、外
径測定ステーション３による外径測定と並行して、上記
と同様にして、測定ステーション１による新たなクラン
クシャフトＣｓの測定が行われる。外径測定ステーショ
ン３は、図５に示すように、クランクシャフトＣｓの軸
端部Ｃｓ１（軸端部Ｃｓ２も同様）を載置するＶブロッ
ク３１と、このＶブロック３１の２面の基準面３１ａ、
３１ａに対してそれぞれ平行に配置され、かつ図中白矢
印で示すように、当該基準面３１ａ、３１ａに対して直
交する方向に、エアシリンダ３２、３２の動作によって
平行移動可能な２枚の測定板３３、３３と、そしてこの
２枚の測定板３３、３３と、Ｖブロック３１の２面の基
準面３１ａ、３１ａとの距離を測定するための、一対の
差動トランス３４、３４とを備えている。

【００２８】また、上記Ｖブロック３１の上方には、先
の測定ステーション１と同様の、一対のクランプ部材３
５、３５が設けられている。かかるクランプ部材３５、
３５は、上記Ｖブロック３１の、２面の基準面３１ａ、
３１ａに対して、先の測定ステーション１における、ワ
ーク受１４ａ、１４ａの当接面（基準面）とクランプ部
材１９、１９との位置関係と一致するように配置されて
いる。したがってこのクランプ部材３５、３５を用い
て、前記と同様にクランクシャフトＣｓの第１クランク
ピンＣｓ３を挟んでやると、当該クランクシャフトＣｓ
が、上記基準面３１ａ、３１ａに対して、測定ステーシ
ョン１における、ワーク受１４ａ、１４ａの当接面に対
する角度と全く同じ角度で、Ｖブロック３１上に載置さ
れる。

【００２９】そしてこの載置状態で、エアシリンダ３
２、３２を動作させて、図中二点鎖線で示すように、２
枚の測定板３３、３３をクランクシャフトＣｓの軸端部
Ｃｓ１に当接させ、かつこの２枚の測定板３３、３３と
基準面３１ａ、３１ａとの距離を、前記差動トランス３
４、３４を用いて測定してやると、軸端部Ｃｓ１（およ
び軸端部Ｃｓ２）の、上記２面の基準面３１ａ、３１ａ
を測定基準とする２方向の直径が求められる。

【００３０】この操作も、制御手段７によって自動的に
行われ、測定結果が、当該制御手段７内に記憶される。
次に、測定が終了したクランクシャフトＣｓは、再び搬
送手段６によって、次工程である加工ステーション２に
送られる。またそれと同時に、次のクランクシャフトＣ
ｓが、上記搬送手段６によって、外径測定ステーション
３に搬入されるとともに、新たな未加工のクランクシャ
フトＣｓが、これも搬送手段６によって、供給部４から
測定ステーション１に搬入される。

【００３１】そして、先のクランクシャフトＣｓの、加
工ステーション２による加工と並行して、外径測定ステ
ーション３による次のクランクシャフトＣｓの外径測定
と、測定ステーション１による新たなクランクシャフト
Ｃｓの測定とが行われる。加工ステーション２は、図６
および図７に示すように基台２１上に、クランクシャフ
トＣｓの両軸端部Ｃｓ１、Ｃｓ２を把持して固定するた
めの、一対の固定手段２２、２２を備えている。両固定
手段２２、２２はそれぞれ、基台２１上に配置された一
対の加工ヘッド２０、２０上に固定されている。

【００３２】各固定手段２２は、軸端部Ｃｓ１側を示す
図７に見るように、当該軸端部Ｃｓ１を下方から支持す
る一対のワーク受２２ａ、２２ａと、この両ワーク受２
２ａ、２２ａに対して、軸端部Ｃｓ１を挟んでその上方
に、互いに回動開閉自在な状態で配置され、図に示す閉
状態においてワーク受２２ａ、２２ａとの間で軸端部Ｃ
ｓ１を把持して固定するための、一対のクランプアーム
２２ｂ、２２ｂとを備えている。そして上記両ワーク受
２２ａ、２２ａの、軸端部Ｃｓ１に対する２面の当接面
がともに、当該軸端部Ｃｓ１を把持してクランクシャフ
トＣｓを固定する際の、位置の基準となる基準面に設定
されている。軸端部Ｃｓ２側も同様である。

【００３３】また、各ワーク受２２ａはそれぞれ、サー
ボモータ２２ｂからギヤボックス２２ｃ、およびシャフ
ト２２ｄを介して伝達される駆動力によって駆動され
る、カム機構を備えた直動ガイド２２ｅによって、図７
中に黒矢印で示す方向に移動可能とされており、それに
よって、各ワーク受２２ａ…上に両軸端部Ｃｓ１、Ｃｓ
２が載置されたクランクシャフトＣｓの把持位置が、そ
の軸線と直交する方向に微調整可能とされている。

【００３４】また、軸端部Ｃｓ１側の、上記ワーク受２
２ａ、２２ａ、およびクランプアーム２２ｂ、２２ｂの
上方には、図７中に白矢印で示す方向に左右同期して回
動開閉して第１クランクピンＣｓ３を左右から挟むこと
で、クランクシャフトＣｓの把持角度を、前記測定ステ
ーション１の回転体把持円盤１４、１４と同じ角度、す
なわち第１クランクピンＣｓ３が、軸端部Ｃｓ１（およ
び軸端部Ｃｓ２）の直上に位置する角度に規定するため
の一対のクランプ部材２２ｆ、２２ｆと、クランクシャ
フトＣｓの、この場合は図６にみるように第２クランク
ピンＣｓ４のカウンタウエイトＣｓ５にその側面から当
接して、当該カウンタウエイトＣｓ５を軸端部Ｃｓ２の
方向に押圧するためのプッシュバー２２ｇとが配置され
ている。

【００３５】上記のうちクランプアーム２２ｂ、２２ｂ
は、それぞれその背後に配置された、油圧シリンダ２２
ｈ、２２ｈからの駆動力によって回動開閉される。また
クランプ部材２２ｆ、２２ｆは、その上方に配置された
油圧シリンダ２２ｉの動作によって、図７において右側
のクランプ部材２２ｆが回動開閉されるとともに、図示
しないギヤ機構によって、左側のクランプ部材２２ｆが
同期して回動開閉される。さらにプッシュバー２２ｇ
は、やはりその上方に配置された油圧シリンダ２２ｊに
よって動作される。

【００３６】上記固定手段２２、２２の背後にはそれぞ
れ、両軸端部Ｃｓ１、Ｃｓ２の端面にセンター穴を形成
するとともに、当該両軸端部Ｃｓ１、Ｃｓ２に対してそ
の他の加工をするための加工スピンドル２３ａ、２３ａ
が配置されている。この加工スピンドル２３ａ、２３ａ
は、その後方に配置されたモータ２３ｂ、２３ｂによっ
て回転駆動される。また上記加工スピンドル２３ａ、２
３ａとモータ２３ｂ、２３ｂとはそれぞれ、加工ヘッド
２０上に、直動ガイド２３ｃ、２３ｃを介して、クラン
クシャフトＣｓの回転軸ＣｓＸと並行方向に前後動可能
に配置されており、サーボモータ２３ｄ、２３ｄによっ
て駆動されるボールねじ２３ｅ、２３ｅによって、上記
の方向に、両軸端部Ｃｓ１、Ｃｓ２の加工精度のオーダ
ーで精密に前後動される。

【００３７】両加工スピンドル２３ａ、２３ａのうち、
軸端部Ｃｓ１側の加工スピンドル２３ａには、この例の
場合、図８に示す組合せ刃具８が装着される。かかる組
合せ刃具８は、センター穴加工のためのドリル８１と、
軸端部Ｃｓ１の外周面を旋削して軸外径を粗削りするた
めの外径削りバイト８２と、そして軸端部Ｃｓ１の端面
を旋削して軸長を調整するための端面削りバイト８３と
を組み合わせたものである。

【００３８】一方、軸端部Ｃｓ２側の加工スピンドル２
３ａには、図示していないが、上記のうちセンター穴加
工のためのドリル８１と、軸端部Ｃｓ２の外周面を旋削
して軸外径を粗削りするための外径削りバイト８２とを
組み合わせた組合せ刃具８が装着される。そして、上記
両組合せ刃具８によって、両軸端部Ｃｓ１、Ｃｓ２の端
面がセンター穴加工され、かつその軸外径が粗削り加工
されるとともに、一方の軸端部Ｃｓ１の端面が、軸長を
調整すべく端面削り加工される。

【００３９】なお、両軸端部Ｃｓ１、Ｃｓ２の加工に、
図８に示す同じ組合せ刃具８を用いることで、上記の各
加工に加えて、軸長を調整すべく、他方の軸端部Ｃｓ２
の端面をも端面削り加工してもよい。また、両軸端部Ｃ
ｓ１、Ｃｓ２への加工としては、センター穴加工だけを
行ってもよく、その場合には両スピンドル２３ａ、２３
ａに、上記のような組み合わせ刃具ではなく、センター
穴加工用のドリルを装着すればよい。

【００４０】上記の各部を備えた加工ステーション２に
おいては、まず前記のように外径測定ステーション３で
両軸端部Ｃｓ１、Ｃｓ２の外径が測定されたクランクシ
ャフトＣｓが、搬送手段６によって運び込まれる前に、
前述した測定ステーション１による測定結果と、上記外
径測定ステーション３による測定結果をもとに、クラン
クシャフトＣｓの把持位置を、その軸線と直交する方向
に微調整すべく、各ワーク受２２ａ…の位置が、それぞ
れ所定量、移動される。

【００４１】すなわち、測定ステーション１による測定
結果に基づいて、組合せ刃具８のうちセンター穴加工の
ためのドリル８１の加工中心が、クランクシャフトＣｓ
の慣性中心と一致するか、またはその近傍の、その後の
工程での不釣合いの修正が容易な範囲内に入るように、
クランクシャフトＣｓの把持位置を、その軸線と直交す
る方向に微調整すべく、各ワーク受２２ａ…の位置が移
動される。またこの際、加工ステーション２にて形成さ
れたセンター穴を基準とする、両軸端部Ｃｓ１、Ｃｓ
２、センタージャーナル部、およびクランクピン部など
の各部の仕上げ加工などの、その後の工程を経て製品化
されるクランクシャフトＣｓの、上記各仕上げ面に、い
わゆる黒皮残りが発生するのを防止すべく、前述した外
径測定ステーション３による外径の測定結果を加味し
て、クランクシャフトＣｓの把持位置の、上記微調整を
行う範囲を制限してもよい。

【００４２】すなわちクランクシャフトＣｓは、前述し
たように鋳造あるいは鍛造にて一体形成され、加工前の
表面は寸法精度の低い粗面となっている。そこで通常
は、予め所定の加工代を加えた寸法に形成されるが、も
しもその加工代が予定の厚みより小さい場合には、上記
微調整の程度次第では、仕上げ加工をした後も、上記の
各部に、いわゆる黒皮が残ってしまうおそれがある。か
かる黒皮残りを防止するには、クランクシャフトＣｓ
の、加工前の各部の寸法を全て測定するのが最善である
が、それでは外径測定ステーション３が複雑になり、ま
た測定に時間がかかって、クランクシャフトＣｓの生産
性が低下するおそれがある。

【００４３】そこでこの例では、クランクシャフトＣｓ
のうち両軸端部Ｃｓ１、Ｃｓ２の外周面の加工代の厚み
を、その他の部分の加工代の厚みよりも小さめに設定す
るとともに、前記のように外径測定ステーション３によ
って、軸端部Ｃｓ１、Ｃｓ２の外径を代表的に測定し
て、その測定の結果、加工代が予定の厚みよりも小さい
ことが判明した場合には、微調整を行う範囲を、その少
ない分を差し引いた範囲に制限するようにしている。

【００４４】この方法によれば、両軸端部Ｃｓ１、Ｃｓ
２の外周面に黒皮が残らないように微調整を行う範囲を
制限すると、自動的に、当該軸端部Ｃｓ１、Ｃｓ２より
も加工代の厚みが大きめに設定された他の部分に、黒皮
が残らないようにすることができる。またこの発明で
は、前記微調整の際に、上記測定ステーションでの測定
結果に、その後の工程で求めた多数のクランクシャフト
Ｃｓの、最終的な不釣合い修正の際に求められた不釣合
い分布のデータをフィードバックして、両軸端部Ｃｓ
１、Ｃｓ２の端面の、センター穴を形成する位置を、慣
性中心から所定の方向に所定量、意図的にシフトさせる
ことで、多数のクランクシャフトＣｓの、不釣合い分布
の中心を任意の、とくに不釣り合いの修正に好適な位置
に移動させることもできる。

【００４５】即ち前述したように、クランクシャフトＣ
ｓの心出しにおいては、その修正可能な位置が、つまり
修正のための穴あけ加工が可能なカウンタウエイトが、
基本的に、両端に位置するクランクピン（第１クランク
ピンＣｓ１と最終のクランクピン）のカウンタウエイト
に限定される。このため、例えば図４(a)(b)に示す第１
クランクピンＣｓ３の場合は、当該第１クランクピンＣ
ｓ３のカウンタウエイトＣｓ６に穴あけ加工する位置を
持ってくるために、両軸端部Ｃｓ１、Ｃｓ２の端面の、
センター穴を形成する位置を、慣性中心からカウンタウ
エイトＣｓ６の方向にシフトさせるのが好ましい。

【００４６】これら一連の操作は、制御手段７に先に記
憶された測定結果、今回の測定結果、および最終的な不
釣合い修正機からフィードバックされた不釣合い分布の
データに基づいて、これも制御手段７によって自動的に
行われる。次に、上記のようにして、クランクシャフト
Ｃｓの把持位置を微調整すべく各ワーク受２２ａ…の位
置の移動が完了した後、クランプアーム２２ｂ、２２ｂ
を開いた状態で、ここでは図示していない搬送手段６を
動作させてやると、外径測定ステーション３で外径の測
定が完了したクランクシャフトＣｓが搬送されて、その
軸端部Ｃｓ１、Ｃｓ２が、両固定部２２、２２の、それ
ぞれのワーク受２２ａ…上に載置される。

【００４７】次に、クランプ部材２２ｆ、２２ｆを、図
７に白矢印で示すように左右同期して回動させて、第１
クランクピンＣｓ３を左右から挟んでやると、クランク
シャフトＣｓが、各ワーク受２２ａ…の当接面に当接し
た両軸端部Ｃｓ１、Ｃｓ２の外周面に沿って回転して、
その把持角度が、前記測定ステーション１の回転体把持
円盤１４、１４と同じ角度、すなわち第１クランクピン
Ｃｓ３が、軸端部Ｃｓ１（および軸端部Ｃｓ２）の直上
に位置する角度に規定される。

【００４８】次にこの状態を維持しつつ、前記プッシュ
バー２２ｇを動作させて、その先端を第２クランクピン
Ｃｓ４のカウンタウエイトＣｓ５の側面に当接させてや
ると、反対側の軸端部Ｃｓ２の端面が、他方の固定手段
２２に設けた基準２２ｋの基準面に当接して、クランク
シャフトＣｓが、その軸線の方向に位置決めされ、かつ
同方向に固定される。また、上記プッシュバー２２ｇの
動作とほぼ同時に、両固定手段２２、２２のそれぞれ
の、一対のクランプアーム２２ｆ、２２ｆを、図７中に
実線で示すように閉じて、それぞれ２組のワーク受２２
ａとクランプアーム２２ｆとで、２方向から軸端部Ｃｓ
１、Ｃｓ２を把持してやると、上記クランクシャフトＣ
ｓが、一対の固定手段２２、２２に対して、その軸線と
直交する方向に固定される。

【００４９】そこで次に、加工スピンドル２３ａ、２３
ａの組合せ刃具８を回転させながら、当該加工スピンド
ル２３ａ、２３ａをそれぞれ、両軸端部Ｃｓ１、Ｃｓ２
の、端面の方向へ前進させてやると、まず組合せ刃具８
のドリル８１によって、上記端面の、前述したように慣
性中心、またはその近傍の所定の位置に、加工基準とな
る心出し用のセンター穴が形成され、次いで外径削りバ
イト８２によって両軸端部Ｃｓ１、Ｃｓ２の外周面が旋
削されて、軸外径が粗削りされるとともに、端面削りバ
イト８３によって、上記両軸端部Ｃｓ１、Ｃｓ２の端面
が旋削されて、軸長が調整される。

【００５０】なおかかる加工は、それぞれ別の加工スピ
ンドル上に装着された刃具を用いて、それぞれの刃具に
適した条件で行ってもよい。ただし上記のように、各加
工を１つの組合せ刃具８を用いて一度に行うようにする
と、加工ステーション２の構造を簡略化できるという利
点がある。また加工ステーション２における加工は、上
記の３種には限定されず、それ以外の加工を、加工ステ
ーション２上で行うようにしてもよい。

【００５１】加工が終了したあとは、再び搬送手段６を
動作させてやると、加工済みのクランクシャフトＣｓが
取出し部５まで搬送され、そこから取出されて次工程に
回される。またそれと同時に、それぞれ上記搬送手段６
によって、次のクランクシャフトＣｓが加工ステーショ
ン２に搬入され、その次のクランクシャフトＣｓが外径
測定ステーション３に搬入されるとともに、新たな未加
工のクランクシャフトＣｓが、供給部４から測定ステー
ション１に搬入され、それぞれのステーション１〜３
で、並行してそれぞれの作業が行われる。

【００５２】次に図９を参照して、加工ステーション２
（図７参照）の保持装置における課題について説明す
る。加工ステーション２の保持装置には、一対のワーク
受け２２ａおよび一対のクランプ部材２２ｆが含まれて
いる。クランクシャフトの両軸端部Ｃｓ１、Ｃｓ２（以
下「ワークＷ」という。）は、それぞれ、一対のワーク
受け２２ａで斜め下方から受け止められ、かつ、一対の
クランプ部材２２ｆで斜め上方から押さえられて保持さ
れる。

【００５３】この保持装置が保持しているワークＷが、
センター穴をあける等の加工時に加わるトルクにより回
転しないようにするためには、クランプ部材２２ｆに非
常に強いクランプ力が要求されていた。このため、クラ
ンプ部材２２ｆを駆動する油圧ユニットは、大型，大重
量の高圧タイプが必要であった。また、非常に強いクラ
ンプ力を受け止めるワーク受け２２ａの着座面２２２
は、摩耗しやすくまた欠損が発生しやすいという課題が
あった。

【００５４】そこで、図１０に示すように、この実施形
態では、保持装置におけるワーク受け２２ａおよび着座
面２２２は図９と同じ構成（従来と同様の構成）を採用
し、一方、クランプ部材２２ｆの、ワークＷを抑える爪
２２４を、ワークＷの軸方向に見たとき、ワークＷの表
面に点接触するクランプ爪２２４にした。より具体的に
は、保持装置には、ワークＷの両端を保持するように一
対設けられている。そして各保持装置には、一対のワー
ク受け２２ａおよび一対のクランプ部材２２ｆが含まれ
ている。ワーク受け２２ａには、ワークＷを着座させる
ための着座面２２２が形成されている。一対の着座面２
２２は、それぞれ、ワークＷを斜め下方から受け止める
ことができる。一対のクランプ部材２２ｆには、それぞ
れ、クランプ爪２２４が設けられている。クランプ爪２
２４は、ワークＷの軸方向に見て、ワークＷに点接触す
る形状にされている。

【００５５】かかる構成にすると、クランプ部材２２ｆ
のクランプ力が従来より小さくても、加工時に受けるト
ルクによりワークＷが回転することのないように、ワー
クＷを保持することができる。このため、クランプ部材
２２ｆを駆動するための油圧ユニットの小型，軽量化が
可能となる。もちろん、クランプ部材２２ｆを駆動する
のがエアユニットやソレノイドユニットの場合であって
も、それらユニットの小型，軽量化が可能である。

【００５６】クランプ爪２２４を、上述のようにワーク
Ｗの軸方向に見て、ワークＷに点接触する形状とした場
合、小さなクランプ力によっても、クランプ爪２２４が
ワークＷの表面にしっかりと食い込む。そしてワークＷ
がトルクにより回転しようとするのを阻止する。図１１
は、着座面２２２およびクランプ爪２２４の構成を説明
するための図であり、ＡはワークＷの軸方向に見た図、
ＢはワークＷの軸に直交方向に見た図である。図１１Ａ
に示すように、クランプ爪２２４は、ワークＷの軸方向
に見ると、ワークＷの表面に点接触する形状になってい
る。一方、ワークＷの軸方向に直交方向に見ると、図１
１Ｂに示すように、クランプ爪２２４は、ワークＷの軸
方向に線接触する。クランプ爪２２４をかかる形状にす
ると、ワークＷが軸を中心に回転しようとしたとき、ク
ランプ爪２２４がワークＷの表面に食い込むことにな
り、ワークＷの回転が確実に阻止される。

【００５７】図１２Ａ，Ｂ，Ｃは、いずれも、クランプ
爪２２４の変形例を示す図解図である。これら図１２
Ａ，Ｂ，Ｃは、ワークＷの軸方向に直交方向にクランプ
爪２２４を見た状態を示す。なお、図１２Ａ，Ｂ，Ｃの
いずれのクランプ爪２２４も、ワークＷの軸方向に見た
ときには、図１１Ａに示すクランプ爪２２４と同じ形状
をしている。図１２Ａに示すクランプ爪２２４は、逆三
角形状で、下端が尖っている。つまりこのクランプ爪
は、逆三角錐状に下方へ突出した爪となっている。

【００５８】図１２Ｂは、下方に膨らむように凸湾曲し
た形状のクランプ爪２２４である。図１２Ｃは、幅方向
（ワークＷの軸方向）中央部が矩形状に下方へ突出した
クランプ爪２２４である。いずれのクランプ爪２２４
も、ワークの軸方向に、ワーク表面に線接触するので、
図１１で説明したクランプ爪２２４と同様に、爪がワー
クＷ表面に食い込み、ワークＷの回転を確実に阻止す
る。

【００５９】この発明にかかるクランプ爪の形状は、以
上の実施形態に限定されるものではなく、要は、ワーク
に対して点接触またはワークの軸方向に線接触するクラ
ンプ爪であればよい。次に、測定ステーション１におけ
る保持装置について説明をする。図３を参照して説明し
たように、測定ステーション１における保持装置も、基
本的には加工ステーションにおける保持装置と同じであ
り、一対のワーク受け１４ａと、一対のクランプアーム
１４ｂとを含む構成であり、この保持装置が一対設けら
れていて、ワークの両端を保持する。

【００６０】より具体的に説明すると、図１３に示すよ
うに、各保持装置には、一対のワーク受け１４ａおよび
一対のクランプアーム１４ｂが含まれている。ワーク受
け１４ａには、ワークＷを着座させるための着座面１４
１が形成されている。一対の着座面１４１は、それぞ
れ、ワークＷを斜め下方から受け止めることができる。
一対のクランプアーム１４ｂには、それぞれ、クランプ
爪１４２が備えられている。クランプ爪１４２は着座面
１４１に対向して設けられ、着座面１４１で受け止めら
れたワークＷを着座面１４１へ押しつけるように、受け
止められた部分と反対側からワークＷを押さえつける。

【００６１】ところで、クランプ爪１４２が発生するク
ランプ力は、加工ステーション２におけるクランプ爪２
２３のクランプ力に比べて小さなものでよい。そこで、
この実施形態では、ワークＷが着座面１４１によって受
け止められ、クランプ爪１４２によって押さえつけられ
た状態で、さらに、ワーク押さえ１５０によって、ワー
クＷを上方から下方へ押さえつけ、着座面１４１と接触
するワークＷ表面の黒皮で覆われた粗面に着座跡がつく
ようにした。

【００６２】ワークＷに着座跡をつけるようにワークＷ
を押さえつけたワーク押さえ１５０は、その後、上方に
引き上げられる。よってワーク押さえ１５０は、ワーク
の不釣合い測定時には機能しない。以上の実施形態で
は、ワーク押さえ１５０が、測定ステーション１の保持
装置に組み込まれている例を説明した。しかしながら、
測定ステーション１でワークの不釣合いが測定される前
に、ワークに対して前処理を施すための前処理ステーシ
ョンを設けてもよい。そしてこの前処理ステーションに
は、図１３で説明したのとほぼ同様の構成であるが、図
１３の保持装置の場合よりも大きな着座跡をワーク表面
に付けることができる着座面（１４１）を備えた保持装
置を配置し、ワークＷを保持して、ワーク押さえ（１
５）によって強く押し付けることにより、ワーク表面に
大きな着座跡がつくようにしてもよい。大きな着座跡が
つけられたワークは、その後測定ステーション１、加工
ステーション２へと順次送られる。

【００６３】たとえば、測定ステーションにおける保持
装置の着座面１４１がワークＷの表面に対して凸湾曲し
たＲ面（たとえば、ワークＷの軸方向（図１３の紙面に
垂直な方向）に湾曲した曲面）である場合には、前処理
ステーションにおける保持装置の着座面（１４１）を平
坦面とすれば、前処理ステーションにおいて大きな着座
跡をつけることができる。また、前処理ステーションの
保持装置における着座面（１４１）を、ワークＷの表面
にほぼ沿った凹湾曲面とすれば、さらに大きな着座跡を
ワークＷの表面につけることができる。

【００６４】この発明は、以上説明した実施形態に限定
されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々
の変更が可能である。たとえば、上記の実施形態では、
測定ステーション１におけるクランプ爪１４２は、焼き
入れ平面爪を図示したが、クランプ爪１４２を平面爪と
せず、加工ステーション２に設けられたクランプ爪２２
４と同様に、ワークＷに対して点接触またはワークＷの
軸方向に線接触するクランプ爪としてもよい。かかる形
状のクランプ爪とすることにより、より小さなクランプ
力で、測定に必要なクランプ力を発生することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態にかかるマスセンタリン
グマシンを示すブロック図である。

【図２】上記マスセンタリングマシンの測定ステーショ
ンを示す部分切欠き正面図である。

【図３】上記測定ステーションの、図２中III −III 線
断面図である。

【図４】同図(a)(b)は、上記測定ステーションにおい
て、回転体としてのクランクシャフトの把持角度を一定
にするための、クランプ部材の動作を示す断面図であ
る。

【図５】上記マスセンタリングマシンの外径測定ステー
ションを示す断面図である。

【図６】上記マスセンタリングマシンの加工ステーショ
ンを示す正面図である。

【図７】上記加工ステーションの断面図である。

【図８】上記加工ステーションの加工スピンドルに装着
される組合せ刃具の斜視図である。

【図９】加工ステーション２の保持装置における課題を
説明するための図である。

【図１０】加工ステーションにおけるこの発明の一実施
形態にかかる保持装置の構成を示す図である。

【図１１】加工ステーションにおける保持装置の着座面
およびクランプ爪の構成を説明するための図である。

【図１２】加工ステーションにおける保持装置のクラン
プ爪の変形例を示す図解図である。

【図１３】測定ステーションにおけるこの発明の一実施
形態にかかる保持装置の構成を示す図である。

【符号の説明】

１測定ステーション２加工ステーション７制御手段Ｃｓ回転体（クランクシャフト) ２２２着座面２２４クランプ爪１４２クランプ爪１５０ワーク押さえ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸を中心に回転するワークの不釣合いを測
定するための測定ステーションと、測定結果に基づき、ワークに対して、少なくともセンタ
ー穴をあけるための加工ステーションとを有するマスセ
ンタリングマシンであって、前記加工ステーションには、ワークを保持する保持装置
が備えられ、保持装置には、ワークに対して点接触またはワークの軸
方向に線接触するクランプ爪が含まれていることを特徴
とするマスセンタリングマシン。
【請求項２】軸を中心に回転するワークの不釣合いを測
定するための測定ステーションと、測定結果に基づき、ワークに対して、少なくともセンタ
ー穴をあけるための加工ステーションとを有するマスセ
ンタリングマシンであって、測定ステーションにおいて不釣合いを測定する前のワー
クに対して前処理を施すための前処理ステーションを備
え、前処理ステーションには、ワークを保持するための一対
の保持装置が設けられ、各保持装置には、ワークを着座させるための一対の着座
面および一対のクランプが含まれ、一対の着座面は、それぞれ、ワークを斜め下方から受け
止めることができ、一対のクランプは、一対の着座面に対向して設けられ、
一対の着座面で受け止められたワークを着座面へ押しつ
けるように、受け止められた部分と反対側からワークを
押さえるものであり、さらに、一対の着座面で受け止められたワークに対し、
着座面と接触するワーク表面に着座跡がつくように、ワ
ークを上方から下方へ押さえつけるワーク押さえを有す
ることを特徴とするマスセンタリングマシン。
【請求項３】請求項２記載のマスセンタリングマシンに
おいて、前記前処理ステーションは、前記測定ステーシ
ョンに組み込まれていることを特徴とするマスセンタリ
ングマシン。