JP2003089002A - クランク軸ピン部仕上げ加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クランク軸ピン部の仕上げ加工において発生
する継ぎ加工による円筒度および当たり精度不足を解決
するためになされたものであり、工具をアーム内幅の全
幅にわたって移動させることが可能なクランク軸ピン部
仕上げ加工機を提供する。 【解決手段】 クランク軸のピン部の周りに、ピン部と
同心に固定が可能とされた分割式のターニングリング７
と、ターニングリング７にピン部に向って移動可能に設
けられた刃物台８とを備え、ターニングリング７がクラ
ンク軸の長手方向で移動可能とされているクランク軸ピ
ン部仕上げ加工機が改良されている。ターニングリング
７に設けられた刃物台８に、クランク軸の長手方向にお
ける、この刃物台８の全長にわたって移動可能とした工
具取り付け台２０が設置され、この工具取り付け台２０
にピン部を仕上げる工具４０が取り付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、船用および陸上発
電用ディーゼルエンジン等の主要部品である大型クラン
ク軸の製造工程で使用されるクランク軸ピン部仕上げ加
工機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５〜図９で従来のクランク軸のピン部
を仕上げ加工する状況を先ず説明する。図５はクランク
軸１全体を示しており、２は軸部、３はピン部、４はア
ーム部であり、５は互いに対向しているアーム部４間の
アーム内幅である。図において、右端のピン部３が、双
方向矢印Ａの方向で移動可能とされたクランク軸ピン部
仕上げ加工機（ピンレース６）で仕上げ加工されてい
る。なお、図５においてアーム部の角度は便宜上、水平
角度で示している。

【０００３】このピン部３の仕上げ加工機であるピンレ
ース６の概略が図６、７に示されている。該ピンレース
６は、鎖線で示したように開閉が可能となっている２分
割式のターニングリング７が組み込まれており、このタ
ーニングリング７に刃物台８が設けられ、この刃物台８
に工具９が取り付けられている。刃物台８はターニング
リング７上でピン部３の径方向、すなわち、クランク軸
１の長手方向と垂直な方向にのみ移動可能とされてい
る。ピン部３の軸方向の移動は、図５に示す前記双方向
矢印Ａのように、ピンレース６自体をクランク軸１の長
手方向で移動することで行われている。

【０００４】次に、仕上げ加工の手順について説明す
る。ピンレース６に組み込まれたターニングリング７を
分割・開放して、クランク軸１のピン部３と同心に固定
したのち再び閉じる。このターニングリング７に設けら
れた刃物台８に工具９を装着し、ターニングリング７を
ピン部３の周りに回転させる（図７の矢印Ｂ）ことでピ
ン径加工を行う。ピン部３とターニングリング７との関
係を表している図７に示される、ピン部加工径の直径寸
法１０を確保するため、ターニングリング７に対して半
径方向に移動可能な刃物台８を調整して工具９の位置を
設定する。また、ピンレース６をクランク軸１の長手方
向（双方向矢印Ａ）に移動することによって、ピン部３
の工具９による加工位置を移動させる。

【０００５】ピンレース６の移動距離（範囲）はアーム
部４の内幅寸法５によって制約があり、図８で説明する
と、ターニングリング７の移動距離は、７ａの位置から
７ｂの位置までの間に制約される。ターニングリング７
とアーム部４の内面の間の隙間１１が無くなり、ターニ
ングリング７がアーム部４の内面に接するためである。
したがって、アーム部４の内面とターニングリング７と
の隙間１１が無くなると、図９のように、刃物台８の一
方に取り付けた工具９を逆側へ付け替えて残部１２を加
工する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のク
ランク軸ピン部仕上げ加工機では、工具９の軸方向移動
はターニングリング７を含めた機械全体の移動のみで行
われるため、アーム内幅部分での軸方向移動が可能な長
さは、アーム内幅５の寸法からターニングリング７の幅
（軸方向厚さ）を差し引いたものとなる。軸方向移動が
可能な長さを大きくするためにはターニングリング７の
幅を小さくすれば良いこととなるが、加工に耐えうる強
度を保持したままターニングリング７の幅を削減するに
は限界がある。また、ターニングリング７の幅と同一以
上の切れ刃長さを持つ工具９で精密な仕上げ加工を行う
ことも困難である。したがって、ターニングリング７の
幅よりも小さな工具９で加工することとなり、必然的に
一回の取り付けでは加工のできない部位（残部１２）が
発生してしまう。この部位を加工するには、前記のよう
に、工具９を付け替えなければならず、付け替えによる
加工継ぎ目が発生してピン部３の円筒度および当たり精
度を確保できず、修正加工が必要となる等の欠点があっ
た。

【０００７】本発明は、上記のようなクランク軸ピン部
の仕上げ加工において発生する継ぎ加工による円筒度お
よび当たり精度不足を解決するためになされたものであ
り、工具をアーム内幅の全幅にわたって移動させること
が可能なクランク軸ピン部仕上げ加工機を提供すること
を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明の構成においては、工具を刃物台に移動可能に取り
付けることにより工具がピン部の被加工領域の全長に亘
って移動できるようにしたものであり、工具の付け替え
なしにピン部全体の加工を可能としている。

【０００９】即ち、請求項１記載のクランク軸ピン部仕
上げ加工機の発明は、クランク軸のピン部の周りに固定
が可能とされた分割式のターニングリングと、該ターニ
ングリングにピン部に向って移動可能に設けられた刃物
台とを備えたクランク軸ピン部仕上げ加工機において、
前記刃物台に、クランク軸の長手方向において移動可能
としたピン部仕上げ工具が取り付けられていることを特
徴とする。

【００１０】請求項２記載のクランク軸ピン部仕上げ加
工機の発明は、請求項１記載の発明において、前記ピン
部仕上げ工具は、クランク軸の長手方向においてピン部
の被加工領域全長にわたって移動可能に前記刃物台に取
り付けられていることを特徴とする。

【００１１】請求項３記載のクランク軸ピン部仕上げ加
工機の発明は、請求項１記載の発明において、前記ター
ニングリングがクランク軸の長手方向に移動可能とされ
ており、該ターニングリングの長手方向移動と、刃物台
に対するピン部仕上げ工具の前記移動により、該ピン部
仕上げ工具がピン部の被加工領域全長にわたって移動可
能とされていることを特徴とする。

【００１２】請求項４記載のクランク軸ピン部仕上げ加
工機の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明に
おいて、前記ピン部仕上げ工具は、刃物台にクランク軸
の長手方向に沿って移動可能に取り付けられた工具取り
付け台に固定されていることを特徴とする。

【００１３】請求項５記載のクランク軸ピン部仕上げ加
工機の発明は、請求項４記載の発明において、前記工具
取り付け台は、内面に雌ネジが形成された半円筒状の被
駆動部を備え、この被駆動部と、刃物台にクランク軸の
長手方向に沿って設置された駆動雄ネジが噛み合ってお
り、半円筒状の被駆動部が駆動雄ネジの端部の軸受部を
跨ぐことが可能とされていることを特徴とする。

【００１４】請求項６クランク軸ピン部仕上げ加工機の
発明は、請求項５記載の発明において、駆動雄ネジは、
一部に歯が加工されており、この歯に、刃物台に内蔵し
た駆動系の歯車が噛み合っており、刃物台に内蔵した駆
動系によって工具取り付け台を移動できるようにしたこ
とを特徴とする。

【００１５】

【作用】すなわち本発明のクランク軸ピン部仕上げ加工
機においても、始めに、ターニングリングを分割・開放
して、クランク軸のピン部と同心に固定したのち再び閉
じる。このターニングリングは刃物台と工具を具備して
おり、ターニングリングをピン部の周りに回転させるこ
とでピン径加工を行う。ピン部加工径の直径寸法を確保
するため、刃物台は半径方向に移動可能である。さら
に、このままクランク軸ピン部仕上げ加工機（ピンレー
ス）をクランク軸の長手方向に移動することによって、
ピン部軸方向の加工を行う。ピンレースの移動距離自体
にはクランク軸のアーム内幅寸法による制約があるが、
工具が刃物台に対しクランク軸の長手方向に移動可能で
あるため工具の移動のみまたは工具の移動とピンレース
の移動とを組み合わせることにより、加工範囲はアーム
内幅寸法に達し、工具を逆側へ取り付け替えすることな
く連続加工が可能となる。

【００１６】なお、本発明の加工機は、船用、陸上発電
用ディーゼルエンジンに用いられる大型クランク軸の加
工に好適であるが、本発明としては、これら用途に使用
されるクランク軸の加工に限定されるものではなく、そ
の他用途のクランク軸においても適用可能である。ま
た、本発明のターニングリングは、通常は、ピン部の回
りにピン部と同心に固定されるものであるが、必要に応
じてピン部に対し偏心して固定することも可能である。
また、工具の移動手段は、請求項５、６に記載した構成
が好適であるが、これに限定されるものではなく、要
は、工具のクランク軸長手方向への移動が達成されるも
のであればよい。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
〜図４を参照して説明する。

【００１８】図１に示されているように、クランク軸ピ
ン部仕上げ加工機に備えられた二分割式のターニングリ
ング７の一方の半体に刃物台８が設けられている。この
刃物台８は、矢印Ｃのように、ピン部３に向って移動可
能とされている。そして、この刃物台８の前部に工具取
り付け台２０が設けられ、ピン部３を仕上げ加工する工
具４０が、工具取り付け台２０の前端側に取り付けられ
ている。

【００１９】工具取り付け台２０は、刃物台８に対して
移動可能となっており、移動可能とした構造が図２、３
に示されている。すなわち、工具取り付け台２０の後端
面に、クランク軸長手方向に沿って内面に雌ネジが形成
された半円筒状（工具４０側）の被駆動部２１が設けら
れ、この被駆動部２１が、刃物台８の前部に、クランク
軸の長手方向に沿う方向で設置された駆動雄ネジ２２と
噛み合っている。該駆動雄ネジ２２を回転することによ
って工具取り付け台２０が、図３に矢印Ｄ１、Ｄ２で示
すように、クランク軸の長手方向に移動できるようにし
てある。

【００２０】前記駆動雄ネジ２２は、両端の軸部２３が
刃物台８側から半円板状となって突出している軸受フラ
ンジ２４の軸受孔２５に嵌挿されて回転自在となってい
る。また図２に表れているように、前記半円筒状の被駆
動部２１の内径は、半円板状の軸受フランジ２４の外径
より大きくされており、被駆動部２１は、軸部２３と軸
受フランジ２４で構成される駆動雄ネジ２２の軸受フラ
ンジ２４を越えて移動することが可能とされている。し
たがって、工具取り付け台２０が駆動雄ネジ２２の回転
で矢印Ｄ１、Ｄ２の方向に移動する時、刃物台８の全
長、すなわち、クランク軸の長手方向における全長にわ
たって移動することが可能となっている。

【００２１】図３には、前記駆動雄ネジ２２の駆動系が
示されている。この駆動系は、刃物台８に内蔵されたモ
ーター２６を動力源としている。モーター２６の回転力
は、減速機２７を通して歯車２８、２９、・・・３２へ
と伝達されるようにしてあると共に、最終段の歯車３２
が、前記駆動雄ネジ２２の一部（一端）に加工された歯
車の歯３３と噛み合っており、結局、モーター２６の制
御で駆動雄ネジ２２を回転できるようにされている。

【００２２】刃物台８には、また、スリップリング式給
電装置３４が内蔵されており、これに合わせてターニン
グリング７側にはスライド式給電装置３５を設置するこ
とで、刃物台８を前後（ピン部３の半径方向）に移動し
ても、機械本体よりモーター２６へ安定した電気を供給
できるようにしてある。供給される電気は直流で、電圧
調整による変速と、極性切り替えによるモーター２６の
正転、逆転が可能であり、加工中、外部より制御が可能
な構成となっている。

【００２３】図３には、更に、刃物台８の前後方向の移
動の機構も示されている。この機構は、刃物台８の前後
方向の側縁に形成した半円筒状の被駆動雌ネジ５０に、
ターニングリング７側に設けた駆動雄ネジ５１を噛み合
わせて構成されている。駆動雄ネジ５１は、ウオーム歯
車５２と一体の歯車５３とも噛み合っている。ウオーム
歯車５２にはターニングリング７を貫通するように設置
した調整杆５４の中間部に形成されたネジ部５５が噛み
合っている。調整杆５４の端部に取り付けられた調整摘
み５６を介して調整杆５４を回転することで駆動雄ネジ
５１を回転させて、刃物台８を前後方向（双方向矢印
Ｃ）に移動できるようになっている。

【００２４】上記のように構成されたこの実施形態のク
ランク軸ピン部仕上げ加工機も、図５〜図９を参照して
説明した従来の方法と同様にしてクランク軸のピン部３
の仕上げ加工を行うことができる。すなわち、ターニン
グリング７を分割・開放してピン部３と同心に固定した
後、再び閉じてピン部３の周りで回転可能の状態とし、
次いで、ターニングリング７を回転させてピン部３の表
面を工具４０で仕上げ加工することができる。

【００２５】ピン部３の仕上げの直径寸法は、刃物台８
の前後方向の移動機構の調整で確保することができる。
また、ピン部３の全長にわたる加工は、このクランク軸
ピン部仕上げ加工機のクランク軸１の長手方向の移動
と、工具取り付け台２０の刃物台８に対する移動を組み
合わせて確保することができる。この様子が図４に示さ
れている。図に表れているように、実線で示されている
ターニングリング７を鎖線で示されている７ｃ、７ｄの
ように、クランク軸１の長手方向で移動する間に、工具
取り付け台２０を移動させて、工具４０が刃物台８の一
端（図の左端）から他端（図の右端）へと移動させるよ
うにする。

【００２６】工具取り付け台２０は、半円筒状に形成さ
れた被駆動部２１が駆動雄ネジ２２の軸受フランジ２４
を越える位置まで移動が可能なので、工具４０は刃物台
８の全長にわたって移動させることができる。したがっ
て、ターニングリング７が対向するアーム部４のアーム
内幅５を移動する間に、工具４０はピン部３の全長の範
囲を加工することが可能である。この結果、工具４０を
加工の途中で付け替えすることなくピン部３の全長を仕
上げ加工することができ、加工できない部分の発生を無
くすることができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば従
来の装置に更に加工範囲の拡大が可能となるような工具
の移動機構を追加したので、工具の付け替えなしにピン
部全体の連続加工を行うことができ、円筒度および当た
り精度の確保が可能となった。また、工具の付け替え、
精度修正加工などが不要となり、加工時間の短縮による
コスト低減の効果も得られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態のクランク軸ピン部仕上げ
加工機のターニングリングの部分を拡大した説明図であ
る。

【図２】 同じく実施形態の、刃物台と工具取り付け台
の部分を拡大して示す平面図である。

【図３】 刃物台に設けた工具取り付け台を移動させる
機構の構成図である。

【図４】 本発明の実施形態のクランク軸ピン部仕上げ
加工機でピン部を加工している状態を示す説明図であ
る。

【図５】 クランク軸と従来のクランク軸ピン部仕上げ
加工機の関係を示す平面図である。

【図６】 同じく、クランク軸と従来のクランク軸ピン
部仕上げ加工機の関係を示す側面図である。

【図７】 従来のクランク軸ピン部仕上げ加工機のター
ニングリングの部分を拡大した説明図である。

【図８】 従来のクランク軸ピン部仕上げ加工機でピン
部を加工している状態を示す説明図である。

【図９】 図８の加工の後、工具を付け替えて残部を加
工している状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１ クランク軸 ２ 軸部 ３ ピン部 ４ アーム部 ５ アーム内幅 ６ クランク軸ピン部仕上げ加工機（ピンレー
ス） ７ ターニングリング ８ 刃物台 ９ 工具 １０ 直径寸法 １１ 隙間 １２ 残部 ２０ 工具取り付け台 ２１ 被駆動部 ２２ 駆動雄ネジ ２３ 軸部 ２４ 軸受フランジ ２５ 軸受孔 ２６ モーター ２７ 減速機 ２８ 歯車 ２９ 歯車 ３０ 歯車 ３１ 歯車 ３２ 歯車 ３３ 歯 ３４ スリップリング式給電装置 ３５ スライド式給電装置 ４０ 工具 ５０ 被駆動雌ネジ ５１ 駆動雄ネジ ５２ ウオーム歯車 ５３ 歯車 ５４ 調整杆 ５５ ネジ部 ５６ 調整摘み

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊東 好勝 北海道室蘭市茶津町39番地５ 株式会社日 鋼機械センター内 Ｆターム(参考） 3C045 BA31 BA40 CA12 DA16 DA30

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランク軸のピン部の周りに固定が可能
   とされた分割式のターニングリングと、該ターニングリ
   ングにピン部に向って移動可能に設けられた刃物台とを
   備えたクランク軸ピン部仕上げ加工機において、 前記刃物台に、クランク軸の長手方向において移動可能
   としたピン部仕上げ工具が取り付けられていることを特
   徴とするクランク軸ピン部仕上げ加工機。
2. 【請求項２】 前記ピン部仕上げ工具は、クランク軸の
   長手方向においてピン部の被加工領域全長にわたって移
   動可能に前記刃物台に取り付けられていることを特徴と
   する請求項１記載のクランク軸ピン部仕上げ加工機。
3. 【請求項３】 前記ターニングリングがクランク軸の長
   手方向に移動可能とされており、該ターニングリングの
   長手方向移動と、刃物台に対するピン部仕上げ工具の前
   記移動により、該ピン部仕上げ工具がピン部の被加工領
   域全長にわたって移動可能とされていることを特徴とす
   る請求項１記載のクランク軸ピン部仕上げ加工機。
4. 【請求項４】 前記ピン部仕上げ工具は、刃物台にクラ
   ンク軸の長手方向に沿って移動可能に取り付けられた工
   具取り付け台に固定されていることを特徴とする請求項
   １〜３のいずれかに記載のクランク軸ピン部仕上げ加工
   機。
5. 【請求項５】 前記工具取り付け台は、内面に雌ネジが
   形成された半円筒状の被駆動部を備え、この被駆動部
   と、刃物台にクランク軸の長手方向に沿って設置された
   駆動雄ネジが噛み合っており、半円筒状の被駆動部が駆
   動雄ネジの端部の軸受部を跨ぐことが可能とされている
   ことを特徴とする請求項４記載のクランク軸ピン部仕上
   げ加工機。
6. 【請求項６】 駆動雄ネジは、一部に歯が加工されて
   おり、この歯に、刃物台に内蔵した駆動系の歯車が噛み
   合っており、刃物台に内蔵した駆動系によって工具取り
   付け台を移動できるようにしたことを特徴とする請求項
   ５記載のクランク軸ピン部仕上げ加工機。