JP2002264012A - フィレットロール加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークの変形を抑制すると共に、所期のロー
ル圧力によるフィレットロール加工が得られるフィレッ
トロール加工機を提供する。 【解決手段】 クランクシャフトＷの先端を支持するテ
ールストック６の回転センタ７と、クランクシャフトＷ
の基端側ワーク保持部をチャック機構で把持して回転駆
動するヘッドストック２０と、フィレットロール治具７
５に支持されて基端近傍に形成されたジャーナルの隅Ｒ
部にフィレットロール加工を施すフィレットロール７３
と、把持ロール治具７５に支持されてジャーナルに押接
すると共にフィレットロール７３と協働してジャーナル
をクランプする把持ロール７４と、ヘッドストック２０
に設けられてフィレットロール治具７５のヘッドストッ
ク側の側面７５ａに当接するバックアップ板面５８とを
備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばクランクシ
ャフト等の棒状のワークにフィレットロール加工を施す
フィレットロール加工機に関する。

【０００２】

【従来の技術】棒状のワーク、例えば自動車に搭載され
るエンジンに用いられるクランクシャフトのクランクピ
ンやジャーナルの隅部外周には、強度確保のため丸み、
いわゆるＲがつけられている。この隅Ｒ部にフィレット
ロール加工機により冷間圧延加工を施して圧縮残留応力
を発生させて疲労強度の向上を図るフィレットロール加
工がなされている。

【０００３】フィレットロール加工機は、例えば図５に
概念図を示し、図６に要部拡大図をすように、ワーク、
例えばクランクシャフトＷを支持するヘッドストック１
０１に設けられたチャック１０２及びテールストック１
０３の回転センタ１０４と、ヘッドストック１０１及び
テールストック１０３の軸心、即ちクランクシャフトＷ
の回転軸線方向に沿って並設された複数のフィレットロ
ール装置１１０を有している。ワークとなるクランクシ
ャフトＷは、複数のジャーナルｊ、例えば第１、第２、
第３、第４ジャーナルｊ１、ｊ２、ｊ３、ｊ４と、各ジ
ャーナルの間に配設されたクランクピンｐ及びウェブｂ
が連続して形成され、各クランクピンｐ及びジャーナル
ｊの隅部外周に隅Ｒ部が形成される。

【０００４】ヘッドストック１０１に設けられるチャッ
ク１０２は、例えばクランクシャフトＷのフライホイー
ル側の端部を把持すると共に駆動装置（図示せず）によ
って回転駆動される一方、テールストック１０３は回転
センタ１０４をクランクシャフトＷの一端に形成された
センタ穴Ｗａに係合してクランクシャフトＷを回転自在
に支持する。

【０００５】フィレットロール装置１１０は、開閉用シ
リンダ機構によってクランプ及びアンクランプ動作する
一対のクランプアーム１１１、１１２を有し、一方のク
ランプアーム１１１の先端にジャーナルｊ等の隅Ｒ部に
臨むフィレットロール１１３を回転自在に保持するフィ
レットロール治具１１５が設けられ、他方のクランプア
ーム１１２に把持ロール１１４を回転自在に軸支する把
持ロール治具１１６が設けられている。

【０００６】このように構成されたフィレットロール加
工機において、開閉用シリンダ機構によってクランプア
ーム１１１、１１２をクランプ動作させてフィレットロ
ール１１３と把持ロール１１４との間でジャーナルｊを
クランプした状態でクランクシャフトＷを回転させるこ
とにより、公転及び自転するフィレットロール１１３に
より各隅Ｒ部にフィレットロール加工が施される。

【０００７】このようなフィレットロール加工機によっ
て第２ジャーナルｊ２や第３ジャーナルｊ３のように両
側に形成された隅Ｒ部に各フィレットロール掛けする場
合には、フィレットロール治具１１５に設けられた各々
のフィレットロール１１３を両隅Ｒ部に同時に押接する
ことによって、両隅Ｒ部から各々のフィレットロール１
１３に作用する反力が互いに打ち消し合い各隅Ｒ部に開
閉シリンダ機構からのクランプ力によるフィレットロー
ルのロール圧力を有効的に付与することができる。

【０００８】しかし、図６に示すように第１ジャーナル
ｊ１の隅Ｒ部Ｗ１にフィレットロール加工をする際に
は、第１ジャーナルｊ１は片側にしか隅Ｒ部Ｗ１がない
ので、開閉シリンダ機構によるクランプ力によって隅Ｒ
部Ｗ１にロール圧力を付与すると、クランクシャフトＷ
の隅Ｒ部Ｗ１からフィレットロール１１３に作用する反
力によってフィレットロール治具１１５を隅Ｒ部Ｗ１の
ないクランクシャフトＷの軸端側方向に移動させる分力
が発生する。

【０００９】この分力によってフィレットロール治具１
１５がクランクシャフトＷの隅Ｒ部Ｗ１から軸端方向に
逃げてしまうと、フィレットロール１１３によるロール
圧力が殆ど隅Ｒ部Ｗ１に付与されずフィレットロール加
工が行われない。

【００１０】この対策として、テールストック１０３に
バックアップ装置１２０を設け、フィレットロール治具
１１５の軸端側の側面１１５ａにバックアッププレート
１２１を押し付けることによってフィレットロール治具
１１５の逃げを防止するフィレットロール加工機があ
る。

【００１１】更に、特開平５−２０８３６４号公報に開
示されるように、バックアッププレート１２１をフロー
ティング可能に保持することにより、フィレットロール
加工中の隅Ｒ部の振れによるフィレットロール治具１１
５の揺れ等の動きに追従してバックアッププレート１２
１を動かすことによって安定したロール圧力を付与する
バックアップ装置が提案されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記図５及び図６に示
すフィレットロール加工機や特開平５−２０８３６４号
公報に示されるバックアップ装置によると、フィレット
ロール治具１１５の軸端側の側面１１５ａにバックアッ
ププレート１２１を押し付けてフィレットロール治具１
１５の軸端方向への逃げを防止することによって、第１
ジャーナルｊ１のように片側にのみ隅Ｒ部Ｗ１がある場
合でもフィレットロール加工を施すことができる。

【００１３】しかし、第１ジャーナルｊ１の隅Ｒ部Ｗ１
からフィレットロール治具１１５に隅Ｒ部Ｗ１のないク
ランクシャフトＷの軸端側方向に向かって発生する分力
をバックアッププレート１２１で受け止めることから、
その分力がバックアッププレート１２１の反力となり、
クランクシャフトＷを軸方向に押し戻す力としてクラン
クシャフトＷに作用する。

【００１４】この反力は、第１ジャーナルｊ１用のフィ
レットロール治具１１５からクランクシャフトＷを介し
て第２ジャーナルｊ２及び第３ジャーナルｊ３用の各フ
ィレットロール装置１１０やヘッドストック１０１に伝
達される。このバックアッププレート１２１からの反力
によってクランクシャフトＷが軸方向に移動してセンタ
穴Ｗａがテールストック１０３の回転センタ１０４から
僅かでも離れると加工設定条件から外れ、所期のフィレ
ットロール加工が達成されなくなる。このため反力は第
２ジャーナルｊ２、第３ジャーナルｊ３用のフィレット
ロール装置１１０或いはヘッドストック１０１によって
受け止めてクランクシャフトＷの軸方向の移動を阻止す
る必要がある。

【００１５】第２ジャーナルｊ２、第３ジャーナルｊ３
用のフィレットロール装置１１０によって反力を受ける
と、そのフィレットロール１１３、把持ロール１１４に
不要に荷重が作用し、かつクランプアーム１１１、１１
２に反り等の変形が発生して円滑な機械的作動やフィレ
ットロール１１３のロール加工圧力に影響を与えること
が懸念される。

【００１６】この結果、フィレットロール装置１１０の
クランプアーム１１１、１１２やヘッドストック１０１
等の機械装置系に過度の負荷が作用するばかりか、フィ
レットロール加工の基本であるクランクシャフトＷの各
隅Ｒ部に対するフィレットロール１１３の角度、いわゆ
るロール角度が変化してフィレットロール１１３による
適切なロール圧力の付与が困難になることが懸念され
る。特にフィレットロール装置１１０を複数並設する場
合には他のフィレットロール装置１１０のクランプアー
ム１１１、１１２に反りが発生したりフィレットロール
によるロール圧力の付与にも影響を及ぼすおそれがあ
る。

【００１７】一方、ヘッドストック１０１によって反力
を受け止めるために、ヘッドストック１０１からテール
ストック１０３方向に上記反力に相当、或いはそれ以上
の推力をクランクシャフトＷに付与して、クランクシャ
フトＷのセンタ穴Ｗａを回転センタ１０４に押接する
と、クランクシャフトＷのように形状が複雑で強度的に
比較的弱い軸方向の荷重が作用し、特にウエブｂに曲が
りが発生したり、軸心の振れの発生を誘発することが懸
念される。

【００１８】従って、かかる点に鑑みなされた本発明の
目的は、ワークの変形を抑制すると共に、所期のロール
加工圧力によるフィレットロール加工が得られるフィレ
ットロール加工機を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する請求
項１に記載のフィレットロール加工機の発明は、棒状の
ワークの先端を回転センタで支持するテールストック
と、上記ワークの基端近傍に形成されたワーク把持部を
チャック機構で把持して上記ワークを回転駆動するヘッ
ドストックと、フィレットロール治具に支持されて上記
ワークの上記基端近傍に形成されたジャーナルの先端側
に形成された隅Ｒ部にフィレットロール加工を施すフィ
レットロールと、把持ロール治具に支持されて上記ジャ
ーナルに押接すると共に上記フィレットロールと協働し
て上記ワークのジャーナルをクランプする把持ロール
と、上記ヘッドストックに設けられて上記フィレットロ
ール治具のヘッドストック側の側面に当接するバックア
ップ面板と、を備えたことを特徴とする。

【００２０】請求項１の発明によると、フィレットロー
ル加工の際、フィレットロールからフィレットロール治
具に作用する分力は、フィレットロール治具の側面から
バックアップ面板を介してヘッドストックによって受け
止められ、その分力がヘッドストックからの反力となり
バックアップ面板、フィレットロール治具、フィレット
ロールを介してワークに作用し、その反力はワーク把持
部を把持するチャック機構によって受け止められる。従
って、フィレットロールから発生する分力をワークの基
端部の極一部、即ちワークの隅Ｒ部及びワーク把持部の
間でループさせることによってワークの軸方向の移動を
有効的に阻止することが可能になり、ヘッドストック及
びテールストックによるワークの軸方向に付与する推力
を軽減することができ、ワークの曲がりや軸心の振れの
発生を有効的に抑制することができ、所期のロール圧力
によるフィレットロール加工が得られる。

【００２１】請求項２に記載の発明は、請求項１のフィ
レットロール加工機において、上記チャック機構は、す
り割りによって複数に分割され外周がヘッドストック側
からテールストック側に移行するに従って小径になるテ
ーパ状に形成され内周で上記ワークのワーク把持部をチ
ャックするオステーパを有するコレットと、内周が上記
オステーパの外周に嵌合可能でヘッドストック側からテ
ールストック側に移行するに従って小径になるメステー
パを有するコレットホルダとを備え、該コレットホルダ
のヘッドストック側への移動でメステーパの内周により
上記オステーパの外周に圧接してオステーパが縮径し、
かつテールストック側への移動でオステーパの拡径を許
容するコレットチャックであることを特徴とする。

【００２２】請求項２の発明によると、反力によりワー
クの基端部がチャック機構から抜け出ようとすると、ワ
ークに形成されたワーク把持部をチャックしているオス
テーパがワーク把持部との圧接力によって若干移動し、
オステーパの外周がコレットホルダのメステーパの内周
により更に圧接され、オステーパの内周によってワーク
把持部を更に強く締め付け、ワークの抜け出しを確実に
防止する。

【００２３】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２のフィレットロール加工機において、上記ヘッドスト
ックは、上記チャック機構と同心上に配置されてチャッ
ク機構を囲み収容する筒状のチャックボディを有し、該
チャックボディの先端面に上記バックアップ面板が回動
自在に支持されたことを特徴とする。

【００２４】請求項３の発明によると、バックアップ面
板をチャックボディに先端面に回動自在に支持すること
から、バックアップ面板とフィレットロール治具の側面
との圧接を保持した状態でフィレットロール治具等に影
響を与えることなくチャックボディを円滑に回転するこ
とが可能になり、安定したロール圧力をワークの隅Ｒ部
に付与することができる。

【００２５】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
のフィレットロール加工機において、上記チャックボデ
ィの先端にワークに形成したワーク長手基準に当接して
ヘッドストックとワークの長手方向の相対位置決めをす
る基準板を備えたことを特徴とする。

【００２６】請求項４の発明によると、チャックボディ
の先端にワーク長手基準に当接してワークの長手方向の
相対位置決めをする基準板を設けることから、ワークの
隅Ｒ部とフィレットロール治具に支持されたフィレット
ロールとの相対位置決めが容易になり、ロール角が容易
に設定され、所期のフィレットロール加工が行える。

【００２７】請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の
いずれか１つのフィレットロール加工機において、上記
ワークがクランクシャフトであることを特徴とする。

【００２８】請求項５の発明は、ワークを特定するもの
であって、特に形状が複雑で軸方向の強度が比較的弱い
クランクシャフトのジャーナルの隅Ｒ部のフィレットロ
ール加工に際して変形等を有効的に回避することがで
き、所期のロール圧力によるフィレットロール加工を施
すことができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明によるフィレットロ
ール加工機の実施の形態を棒状のワークがクランクシャ
フトの場合を例に図１乃至図４に基づいて説明する。

【００３０】図１は、本実施の形態によるフィレット加
工機の全体側面図である。図中符号１はベッドであり、
ベッド１上に固設したベース案内用レール２上に移動自
在にベース３が載置されている。ベース３は予め設定さ
れた数値指令に従いベース用モータ４によって駆動機構
（図示せず）を介して案内レール２上を往復移動する。

【００３１】ベース３上には架台５が立設され、その架
台５上に回転センタ７が設けられたテールストック６が
その軸心方向に移動自在に配設されている。テールスト
ック６は架台５とテールストック６との間に架設された
テールストック油圧シリンダ８の伸縮によって軸心方向
に沿って移動する。

【００３２】更に、ベース３上に案内レール９が固設さ
れ、案内レール９上にスライダ１０がテールストック６
と接離する方向に移動可能に設けられている。スライダ
１０は、スライダ１０とベース３との間に架設されたヘ
ッドストック油圧シリンダ１１の伸縮によって案内レー
ル９に案内されて移動し、かつベース３に設けられたス
トッパ１２と当接することによってテールストック６側
への移動端が規制される。

【００３３】スライダ１０上にヘッドストック２０が設
けられている。このヘッドストック２０は、図２に縦断
面図を示し、かつ図２のＡ部拡大図を図３に、更に図３
のＢ部拡大図を図４に示すようにスライダ１０上に固定
されて軸心方向に沿って同心状の中空部２１ａが貫通す
る略筒状の主軸２１を有している。

【００３４】主軸２１内には、略円筒状のスピンドル２
２が貫通し、かつベアリング２３によって回転自在に支
持されている。主軸２１からテールストック６側に突出
するスピンドル２２の先端部は円板状に拡径形成される
一方、スピンドル２２の他方に突出する基端２２ｂには
タイミングベルト用プーリ２４が取り付けられている。
スピンドル２２はタイミングベルト用プーリ２４及びタ
イミングベルト２５を介して駆動モータ２６によって回
転駆動される。

【００３５】次にスピンドル２２の先端部２２ａ側に設
けられるチャック３０について図３及び図４によって説
明する。

【００３６】略円筒状に形成されたスピンドル２２の先
端部２２ａ側には、先端部３１ａが略円板状に拡径形成
された円筒状のジョー３１が、円筒状のガイド３３によ
ってスライド可能に嵌挿して支持され、ジョー３１の基
端部はドローバー３４を介在して主軸２１の後端に配設
された回転油圧シリンダ３５に連結されている。ジョー
３１の先端部３１ａには主軸２１と同軸上に略筒状のホ
ルダ３６が突設され、更に、先端部３１ａには主軸２１
に軸心と平行に延在して突出する回転止めピン３７が圧
入によって取り付けられている。

【００３７】ジョー３１の内周面３１ｃ及びホルダ３６
によって持ち込みセンタ４０を軸方向にスライド自在に
支持し、かつスプリング３９によって持ち込みセンタ４
０を、その先端がホルダ３６の先端から突出する方向、
即ちテールストック６側に付勢している。

【００３８】スピンドル２２の先端部２２ａの端面２２
ｃにジョー３１の先端部３１ａを主軸と同軸上に保持す
る、いわゆる軸心案内と各種の主軸に対応してチャック
３０を取り付け可能にする各種主軸対応を兼ねたアダプ
タ４１がボルト４２によって取り付けられている。

【００３９】アダプタ４１の端面に、ジョー３１の先端
部３１ａを間隙をもって覆うチャックベース４４がボル
ト４３によって取り付けられている。このチャックベー
ス４４の端面４４ａの中央にはホルダ３６が貫通するホ
ルダ貫通孔４４ｂが開口し、かつジョー３１に設けられ
た回転止めピン３７の先端が嵌合するピン挿入孔４４ｃ
が穿設されている。回転止めピン３７の先端がピン挿入
孔４４ｃに嵌入することによってジョー３１の回転が防
止される。更に端面４４ａにはスペーサ挿入孔４４ｄが
穿設されている。

【００４０】チャックベース４４の端面４４ａにコレッ
ト４５がボルト４６によって取り付けられている。コレ
ット４５は、チャックベース４４の端面４４ａに取り付
けられてホルダ３６の外周を囲むリング状の基部４５ａ
と、基部４５ａから薄肉のコレットベント部４５ｂを介
して内周がクランクシャフトＷの基端に形成されたワー
ク把持部Ｗ２を把持するオステーパ４５ｃが延設されて
いる。オステーパ４５ｃは、外周がその先端側からスピ
ンドル２２側に移行するに従って次第に大径になるテー
パ状、換言するとヘッドストック２０側からテールスト
ック６側に移行するに従って小径になる先細状のテーパ
状であって、コレットベント部４５ｂ及びオステーパ４
５ｃは、放射状のすり割りによって複数に分割されて撓
み易く形成されている。

【００４１】コレットホルダ４７がコレット４５の外周
を囲むように配置されている。コレットホルダ４７は、
内周にコレット４５の基部４５ａの外周に摺接可能に嵌
合するコレットガイド部４７ｂが形成された基部４７ａ
及び基部４７ａから延設されてコレット４５のオステー
パ４５ｃの外周にヘッドストック２０側からテールスト
ック６側に移行するに従って小径になるテーパー状の内
周が圧接及び嵌合可能なメステーパ４７ｃが一体形成さ
れている。更に、コレットホルダ４７の基部４７ａが、
チャックベース４４に穿孔されたスペーサ挿入孔４４ｄ
に摺動自在に嵌挿されたスペーサ４８を介在させて連結
ボルト４９によってジョー３１の先端部３１ａに結合さ
れている。これらコレット４５とコレットホルダ４７に
よってクランクシャフトＷの基端近傍に形成されたワー
ク把持部Ｗ２をチャックするコレットチャックを構成し
ている。

【００４２】この構成により、回転油圧シリンダ３５に
よりドローバー３４を介してジョー３１をテールストッ
ク６側からヘッドストック２０側、即ち図示右方向に引
くことによってコレットホルダ４７が連動して同方向に
移動し、コレットホルダ４７の先端に形成されたメステ
ーパ４７ｃの内周がコレット４５のオステーパ４５ｃの
外周に圧接してオステーパ４５ｃを縮径してワーク把持
部Ｗ２をチャックし、かつ回転油圧シリンダ３５によっ
てドローバー３４を介してジョー３１をテールストック
６側、即ち図示左方向に押し出し移動させることによっ
てメステーパ４７ｃによる縮径が解除乃至緩和されてオ
ステーパ４５ｃが拡径してワーク把持部Ｗ２をアンチャ
ックする。なお、コレットホルダ４７には微細な切粉や
異物等を排出する通路が形成されている。

【００４３】これらコレット４５及びコレットホルダ４
７は、ボルト５３によってチャックベース４４に取り付
けられて主軸２１と同心状に延在する略筒状のチャック
ボディ５２によって囲まれて収容されている。チャック
ボディ５２の先端面５２ａにはクランクシャフトＷのワ
ーク長手基準部Ｗ３に当接してクランクシャフトＷの長
手方向の加工基準位置を決定するリング状の基準板５５
がボルト５６によって取り付けられ、かつ先端面５２ａ
にバックアップ面板取付溝５７がリング状に凹設されて
いる。

【００４４】このバック面板取付溝５７に断面略Ｌ字状
でリング状に連続する環状のバックアップ面板５８が収
納されると共に、バックアップ面板５８はバックアップ
面取付溝５７の底面との間にスラスト軸受５９を介在
し、かつ周面との間にラジアル軸受６０を介してバック
アップ面取付溝５７に沿って主軸２１の軸心を中心に回
転自在に支持されると共に、バックアップ面板取付溝５
７から突出するバックアップ面板５８の先端面５８ａが
基端近傍に形成された第１ジャーナルｊ１の先端側に形
成された隅Ｒ部Ｗ１にフィレットロール掛けするフィレ
ットロール装置７０のフィレットロール治具７５の側面
７５ａが当接するように形成されている。

【００４５】この構成により、フィレットロール治具７
５の側面７５ａをバックアップ面板５８の先端面５８ａ
に圧接することによって、フィレットロール治具７５の
側面７５ａとバックアップ面板５８の先端面５８ａが摩
擦接触する一方、バックアップ面板５８がスラスト軸受
５９及びラジアル軸受６０によってチャックボディ５２
に回転自在に支持されることから、フィレットロール治
具７５及びバックアップ面板５８の回転を回避した状態
で、スピンドル２２の回転によるチャックベース４４及
びコレット４５等を介してクランクシャフトＷを円滑に
回転させることができる。

【００４６】フィレットロール装置７０は、開閉用シリ
ンダ機構（図示せず）によってクランプ及びアンクラン
プ動作する一対のクランプアーム７１、７２を有し、一
方のクランプアーム７１の先端にクランクシャフトＷの
第ジャーナルｊ１の隅Ｒ部Ｗ１に臨むフィレットロール
７３を回転自在に保持するフィレットロール治具７５が
設けられ、他方のクランプアーム７２に把持ロール７４
を回転自在に軸支する把持ロール治具７６が設けられて
いる。開閉用シリンダ機構によってクランプアーム７
１、７２をクランプ動作させてフィレットロール７３と
把持ロール７４との間でクランクシャフトＷの第１ジャ
ーナルｊ１をクランプした状態でクランクシャフトＷを
回転させることにより、フィレットロール７３を公転及
び自転させてフィレットロール７３により隅Ｒ部Ｗ１に
フィレットロール掛け加工が施される。

【００４７】更に、ベース３上には、テールストック６
とヘッドストック２０との間にクランクシャフトＷを供
給及び搬出するためのリフタ８０が配設されている。

【００４８】次に、このように形成されたフィレットロ
ール加工機の作動について説明する。

【００４９】先端となるフライホイール側をテールスト
ック６側に、基端となる第１ジャーナルｊ１側がヘッド
ストック２０側となるように延在させてクランクシャフ
トＷをリフタ８０上に載置して準備し、リフタ８０によ
ってクランクシャフトＷをその軸心が主軸２１及び及び
テールストック６の軸心、即ち回転センタ７及び持ち込
みセンタ４０の軸心より若干下方位置まで上昇させる。

【００５０】このクランクシャフトＷを持ち上げた状態
でテールストック油圧シリンダ８の縮小によってテール
ストック６を前進させる。テールストック６の前進によ
って回転センタ７がクランクシャフトＷの先端に形成さ
れたセンタ穴を拾いクランクシャフトＷの先端を若干持
ち上げながら前端位置までテールストック６を移動させ
る。

【００５１】次に、ヘッドストック油圧シリンダ１１の
伸長によってスライダ１０上に配設されたヘッドストッ
ク２０を前進させる。ヘッドストック２０の前進によっ
て主軸２１に保持された持ち込みセンタ４０の先端４０
ａがクランクシャフトＷの基端に形成されたセンタ穴Ｗ
ａを拾いクランクシャフトＷの軸心を水平に保持する。

【００５２】更に主軸２１を前進させると、持ち込みセ
ンタ４０を付勢するスプリング３９が縮小して持ち込み
センタ４０がその位置に保持された状態でチャック３０
がクランクシャフトＷの基端部を覆うように前進する。
このチャック３０の前進にあたり、コレット４５の内径
とクランクシャフトＷのワーク把持部Ｗ２の外径との
差、即ちコレット４５とワーク把持部Ｗ２との隙間は若
干量であるが、回転センタ７及び持ち込みセンタ４０に
よってクランクシャフトＷが水平状態に維持されている
ため、クランクシャフトＷのワーク把持部Ｗ２はコレッ
ト４５の先端に形成されたオステーパ４５ｃ内に円滑に
挿入され、かつ基準板５５の端面にクランクシャフトＷ
のワーク長手基準Ｗ３が当接するとワーク把持部Ｗ２と
コレット４５の位置が決定される。

【００５３】テールストック油圧シリンダ８によるテー
ルストック６をその前進方向に付勢する推力に対し、ヘ
ッドストック油圧シリンダ１１によるヘッドストック２
０の推力が若干大きく設定してあり、基準板５５の端面
がワーク長手基準Ｗ３に当接した後も僅かであるが、ヘ
ッドストック２０はスライダ１０がストッパ１２に当接
するまでクランクシャフトＷを介してテールストック６
を押し戻す。これによりクランクシャフトＷの軸方向の
位置が決定される。

【００５４】次に、回転油圧シリンダ３５によってドロ
ーバー３４を引き込む。ドローバー３４の引き込みによ
り、ドローバー３４に連結されたジョー３１を介して、
ジョー３１にスペーサ４８を介在して連結ボルト４９に
よって連結されたコレットホルダ４７が連動して主軸２
１方向に移動し、コレットホルダ４７のメステーパ４７
ｃの内周によってコレット４５のオステーパ４５ｃの外
周を押圧し、オステーパ４５ｃの内径を収縮させる。こ
のオステーパ４５ｃの縮径によってクランクシャフトＷ
のワーク把持部Ｗ２をチャックし、クランクシャフトＷ
と主軸２１がコレット４５、チャックベース４４、アダ
プタ４１等を介して連結状態となり、クランクシャフト
Ｗとヘッドストック２０との間のトルク及びスラスト荷
重の伝達が可能になる。

【００５５】続いて、第１ジャーナルｊ１の先端側に形
成された隅Ｒ部Ｗ１とバックアップ面板５８の先端面５
８ａの間にクランプアーム７１及びフィレットロール治
具７５を挿入させ、かつ同時に第１ジャーナルｊ１を介
してロール治具７５と対向するように隅Ｒ部Ｗ１とバッ
クアップ面板５８の先端面５８ａとの間にクランプアー
ム７２及び把持ロール治具７６も挿入させる。このとき
フィレットロール治具７５の挿入にあたりフィレットロ
ール７３はフィレットロール治具７５に遊びをもって支
持されていることから、隅Ｒ部Ｗ１に倣いながら入り込
む。

【００５６】フィレットロール治具７５に支持されたフ
ィレットロール７３が隅Ｒ部Ｗ１に納まった状態から、
開閉用シリンダ機構によってクランプアーム７２に低圧
クランプ動作をさせると把持ロール治具７６に支持され
た把持ロール７４が第１ジャーナルｊ１の周面に当接し
てクランプアーム７１を引き寄せ、フィレットロール７
３が隅Ｒ部Ｗ１に圧接し、把持ロール７４が第１ジャー
ナルｊ１の周面に圧接して第１ジャーナルｊ１をクラン
プする。

【００５７】このクランプによりクランプ力Ｆに応じて
フィレットロール７３にロール圧力Ｆ１及び分力Ｆ２が
発生し、フィレットロール治具７５の側面７５ａがバッ
クアップ面板５８の先端面５８ａに分力Ｆ２で押し付け
られ、フィレットロール７３は所定のロール角θに保持
されると共に、フィレットロール治具７５の側面７５ａ
とバックアップ面板５８の先端面５８ａが摩擦接触す
る。なお、バックアップ面板５８はスラスト軸受５９及
びラジアル軸受６０によってチャックボディ５２に回転
自在に支持されることから、フィレットロール治具７５
及びバックアップ面板５８の回転を伴うことなくスピン
ドル２２の回転によりチャックベース４４及びコレット
４５等を介してクランクシャフトＷを円滑に回転させる
ことができる。

【００５８】続いて、駆動モータ２６によってスピンド
ル２２を回転駆動する。スピンドル２２の回転によって
チャックベース４４及びコレット４５等を介してクラン
クシャフトＷが回転駆動させると共に、開閉用シリンダ
機構によりクランプアーム７１と７２によるクランプ力
Ｆを高め、所要の加工圧力、即ちロール圧力Ｆ１による
フィレットロール７３によって隅Ｒ部Ｗ１にフィレット
ロール加工を施す。

【００５９】このフィレットロール加工の際、クランプ
アーム７１、７２のクランプ力Ｆを所期のロール圧力Ｆ
１となるように高めてゆくに従って、フィレットロール
治具７５に作用する分力Ｆ２は比例して高まるが、フィ
レットロール治具７５の側面７５ａとバックアップ面板
５８の先端面５８ａとの間の摩擦抵抗と、バックアップ
面板５８とチャックボディ５２との間に介在するスラス
ト軸受５９及びラジアル軸受６０の転がり抵抗は一定で
あることから、フィレットロール治具７５の側面７５ａ
とバックアップ面板５８の間で滑りが発生することはな
い。

【００６０】フィレットロール治具７５によってバック
アップ面板５８を押圧する分力Ｆ２は、チャックボディ
５２によって受け止められ、その分力Ｆ２がチャックボ
ディ５２からの反力となりバックアップ面板５８、フィ
レットロール治具７５及びフィレットロール７３を介し
てクランクシャフトＷに、クランクシャフトＷが抜け出
す方向の力Ｆ３が作用する。クランクシャフトＷが抜け
出ようとすると、クランクシャフトＷのワーク把持部Ｗ
２をチャックしているコレット４５のオステーパ４５ｃ
がワーク把持部Ｗ２との圧接力によってクランクシャフ
トＷの抜け出し方向にコレットベント部４５ｂを僅かに
延ばしながら移動し、オステーパ４５ｃの外周がコレッ
トホルダ４７のメステーパ４７ｃの内周により更に圧接
され、オステーパ４５ｃの内周によってワーク把持部Ｗ
２を更に強く締め付け、クランクシャフトＷの抜け出し
を確実に防止する。

【００６１】クランクシャフトＷのフィレットロール加
工が終了すると、駆動モータ２６によるスピンドル２２
の回転を停止し、クランクシャフトＷの回転を停止し、
開閉用シリンダ機構によってフィレットロール７３及び
把持ロール７４によるクランクシャフトＷのクランプを
解除すると共に、回転油圧シリンダ３５によりドローバ
ー３４を押動してコレット４５及びコレットホルダ４７
によるクランクシャフトＷのチャックを解除し、テール
ストック油圧シリンダ８及びヘッドストック油圧シリン
ダ１１によりテールストック６及びヘッドストック２０
を後退させてクランクシャフトＷをリフタ８０上に載置
し、リフタ８０によってフィレットロール加工機から搬
出する。

【００６２】従って、このように構成されたフィレット
ロール加工機によると、フィレットロール加工の際、フ
ィレットロール７３から発生する分力Ｆ２をクランクシ
ャフトＷの基端部の極一部、即ちクランクシャフトＷの
隅Ｒ部Ｗ１及びワーク把持部Ｗ２の間でループさせるこ
とによってクランクシャフトＷの軸方向の移動を有効的
に阻止することが可能になり、ヘッドストック２０及び
テールストック６によるクランクシャフトＷの軸方向に
付与する推力を軽減することができ、クランクシャフト
Ｗのように形状が複雑で強度的に比較的弱いワークにお
いて曲がり軸心の振れの発生を有効的に抑制することが
でき、所期のロール圧力によるフィレットロール加工が
可能になる。

【００６３】更に、第２ジャーナルｊ２、第３ジャーナ
ルｊ３用等のフィレットロール装置を備えたフィレット
ロール加工機にあっては、それらのフィレットロール装
置に作用する不要な荷重も回避され、クランプアームの
反り等の変形が回避されて円滑な機械的作動やフィレッ
トロールのロール圧力への影響が防止できる等、クラン
クシャフトＷをはじめ各フィレットロール加工機の機構
部に上記フィレットロール７３から発生する分力Ｆ２に
起因する種々の不具合発生を回避することができる。

【００６４】また、従来のフィレットロール加工機のチ
ャックボディにバックアップ面板５８をスラスト軸受５
９やラジアル軸受６０等で回転自在に付加する比較的簡
単な構成で、しかも機構的に無理がなく容易に製作で
き、かつ耐久性に優れ長期に亘り安定したフィレットロ
ール加工が行え、必要な機能がコンパクトに構成されて
既存の各種の主軸に装着することが可能なことと相俟っ
てフィレットロール加工を施す産業分野に貢献すること
大なるものである。

【００６５】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
ることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能である。例えば、上記実施の形態では、バックアップ
面板５８をスラスト軸受５９及びラジアル軸受６０によ
ってチャックボディ５２の先端面５２ａに回転自在に支
持したが、バックアップ面板５８に作用する負荷が比較
的小さい場合には、ラジアル軸受６０に代えて、バック
アップ面板５８のラジアル方向の支えに板バネ等を用い
ることによって構成の簡素化を図ることもできる。ま
た、クランクシャフトに限定されることなくカムシャフ
ト等のワークの基端近傍にワーク把持部を有し、基端近
傍に形成されたジャーナルの先端側の隅Ｒ部にフィレッ
トロール加工を施す他の棒状のワークのフィレットロー
ル加工に適用することもできる。

【００６６】

【発明の効果】以上説明した本発明のフィレットロール
加工機によると、棒状のワークの基端近傍に形成された
ワーク保持部をヘッドストックのチャック機構で把持
し、フィレットロール治具に設けられたフィレットロー
ルによってワークの基端近傍に形成されたジャーナルの
先端側に形成された隅Ｒ部にフィレットロール加工を施
す際に、フィレットロール治具のテールストック側の側
面にヘッドストックに設けられたバックアップ面板を当
接することによってフィレットロールからフィレットロ
ール治具に作用する分力が、フィレットロール治具の側
面からバックアップ面板を介してヘッドストックによっ
て受け止められ、その分力によるヘッドストックからの
反力がワーク把持部を把持するチャック機構によって受
け止められて、フィレットロールから発生する分力をワ
ークの基端部の極一部、即ちワークの隅Ｒ部及びワーク
把持部の間でループさせることによってワークの軸方向
の移動を有効的に阻止することが可能になり、ヘッドス
トック及びテールストックによるワークの軸方向に付与
する推力を軽減することができ、ワークの曲がり軸心の
振れの発生を有効的に抑制することができ、所期のロー
ル圧力によるフィレットロール加工が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるフィレットロール加工機の実施の
形態を概要を示す全体側面図である。

【図２】ヘッドストックの縦断面図である。

【図３】図２のＡ部拡大図である。

【図４】図３のＢ部拡大図である。

【図５】従来のフィレットロール加工機の概要を示す概
念図である。

【図６】図５の要部拡大図である。

【符号の説明】

６ テールストック ７ 回転センタ ２０ ヘッドストック ２１ 主軸 ２２ スピンドル ２２ａ 先端部 ２２ｂ 基端 ２２ｃ 端面 ２６ 駆動モータ ３０ チャック ３１ ジョー ３６ ホルダ ３９ スプリング ４０ 持ち込みセンタ ４４ チャックベース ４４ａ 端面 ４５ コレット（コレットチャック） ４５ａ 基部 ４５ｂ コレットベント部 ４５ｃ オステーパ ４６ ボルト ４７ コレットホルダ（コレットチャック） ４７ａ 基部 ４７ｂ コレットガイド部 ４７ｃ メステーパ ５２ チャックボディ ５２ａ 先端面 ５５ 基準板 ５７ バックアップ面板取付溝 ５８ バックアップ面板 ５９ スラスト軸受 ６０ ラジアル軸受 ７０ フィレットロール装置 ７１、７２ クランプアーム ７３ フィレットロール ７４ 把持ロール ７５ フィレットロール治具 ７５ａ 側面 ７６ 把持ロール治具 Ｗ クランクシャフト（棒状のワーク） Ｗ１ 隅Ｒ部 Ｗ２ ワーク把持部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 棒状のワークの先端を回転センタで支持
   するテールストックと、 上記ワークの基端近傍に形成されたワーク把持部をチャ
   ック機構で把持して上記ワークを回転駆動するヘッドス
   トックと、 フィレットロール治具に支持されて上記ワークの基端近
   傍に形成されたジャーナルの上記先端側に形成された隅
   Ｒ部にフィレットロール加工を施すフィレットロール
   と、 把持ロール治具に支持されて上記ジャーナルに押接する
   と共に上記フィレットロールと協働して上記ワークのジ
   ャーナルをクランプする把持ロールと、 上記ヘッドストックに設けられて上記フィレットロール
   治具のヘッドストック側の側面に当接するバックアップ
   面板と、 を備えたことを特徴とするフィレットロール加工機。
2. 【請求項２】 上記チャック機構は、 すり割りによって複数に分割され外周がヘッドストック
   側からテールストック側に移行するに従って小径になる
   テーパ状に形成され内周で上記ワークのワーク把持部を
   チャックするオステーパを有するコレットと、 内周が上記オステーパの外周に嵌合可能でヘッドストッ
   ク側からテールストック側に移行するに従って小径にな
   るメステーパを有するコレットホルダとを備え、 該コレットホルダのヘッドストック側への移動でメステ
   ーパの内周により上記オステーパの外周に圧接してオス
   テーパが縮径し、かつテールストック側への移動でオス
   テーパの拡径を許容するコレットチャックであることを
   特徴とする請求項１に記載のフィレットロール加工機。
3. 【請求項３】 上記ヘッドストックは、 上記チャック機構と同心上に配置されてチャック機構を
   囲み収容する筒状のチャックボディを有し、 該チャックボディの先端面に上記バックアップ面板が回
   動自在に支持されたことを特徴とする請求項１または２
   に記載のフィレットロール加工機。
4. 【請求項４】 上記チャックボディの先端にワークに形
   成したワーク長手基準に当接してヘッドストックとワー
   クの長手方向の相対位置決めをする基準板を備えたこと
   を特徴とする請求項３に記載のフィレットロール加工
   機。
5. 【請求項５】 上記ワークがクランクシャフトであるこ
   とを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のフ
   ィレットロール加工機。