JP2003266202A - クランクシャフトの旋削加工装置及びその旋削加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 チャックの構造が簡易で、ワークの回転バラ
ンスの影響を受けず、精度良くクランクシャフトのピン
ジャーナル部の旋削加工ができるようにする。 【解決手段】 クランクシャフト(1)の少なくとも一端
側を支持する支持手段(21)と、メインジャーナル(3)の
Ｃ軸回りにピンジャーナル(2)をＮＣ制御により回転駆
動するＣ軸回転駆動装置(20)と、Ｃ軸に対し直角方向の
Ｘ軸方向にＮＣ制御により直線駆動される刃具駆動ユニ
ット(30a)と、該刃具駆動ユニットに設けられ、Ｃ軸に
平行なα軸回りにＮＣ制御により揺動自在に駆動される
揺動型刃物台(32a)と、Ｃ軸回転に同期させて揺動型刃
物台(32a)の工具(31a)の刃先位置(31)をＸ軸とα軸との
ＮＣ制御によりクランク運動をさせ、ピンジャーナル
(2)の旋削加工を制御する制御ユニットとを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クランクシャフト
のピンジャーナル部の旋削加工を行なう旋削加工装置お
よび旋削加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、クランクシャフトの偏芯部である
ピンジャーナルの切削加工においては、該ピンジャーナ
ルを、そのメインジャーナル軸の中心回りに回転させ、
刃具により旋削加工を行う、いわゆる旋削加工と、クラ
ンクシャフトミラーによるミーリング加工とが一般に採
用されている。

【０００３】この前者の旋削加工を行う旋削機械として
は、例えば特許番号第２５８９９７１号公報に記載され
たクランクシャフトの旋削機械が知られており、本発明
の従来技術として提示した図８を参照して同公報に示さ
れた従来技術を説明する。図８は、同公報に記載された
クランクシャフト旋削機械のチャック装置の説明図（同
公報の図４）にクランクシャフトの取付け状態を追加掲
載した図である。

【０００４】上記旋削機械の両端部には、図８に示すよ
うな、クランクシャフト１００の支持、ピンジャーナル
１０２の回転駆動、及びピンジャーナル１０２の回転角
度位相決めを行うチャック１４２を有している。そし
て、このチャックの主な作用を説明すると、クランクシ
ャフト１００の両端のメインジャーナル部を、左右のチ
ャック１４２にそれぞれ設けられたチャックセンタ１７
５と、３つ爪１５９により支持し、加工対象のピンジャ
ーナル１０２の軸中心Ａと旋削機械の主軸１０３の中心
Ｂとを一致させて、主軸１０３後方の図示しない回転駆
動装置によりピンジャーナル１０２の軸を中心に回転さ
せ、そして一方、ピンジャーナル１０２の軸方向および
軸径方向に移動自在とした図示しない刃物台に設けた刃
具（図示せず）によりピンジャーナル１０２の旋削加工
を行う。

【０００５】本図示のクランクシャフト１００は４気筒
の例であるが、この場合、ピンジャーナル１０２ａを加
工後、これと１８０度位相の異なるピンジャーナル１０
２ｂを加工するために、ピンジャーナル１０２ｂの軸中
心Ｄを主軸１０３の中心Ｂに一致させる段取り換え（い
わゆるピンジャーナル回転角度位相割り出し）が必要で
ある。このピンジャーナル回転角度位相割り出しは、３
つ爪１５９によりクランクシャフト１００をチャッキン
グしたまま、割り出しシリンダ１４７によりカップリン
グ１４４を解除または締結し、チャック駆動軸１０５後
方の図示しない回転駆動装置により、チャック駆動軸１
０５、二重リンク継ぎ手１４１を介して、チャック１４
２と共にクランクシャフト１００を、クランクシャフト
１００の軸中心Ｃを中心に１８０度旋回させ、回転角度
位相割り出すことにより行われる。

【０００６】次に、クランクシャフト加工では、１／２
ストローク（ピンジャーナル１０２の軸中心Ａとクラン
クシャフト１００の軸中心Ｃとの間の距離）のみが異な
るクランクシャフトを同一の加工機にランダムに流す場
合が多々あり、このために１／２ストローク段取り換え
を、迅速に行うことが要求されるが、この１／２ストロ
ーク段取り換えは、ピンジャーナル１０２の軸中心Ａと
クランクシャフト１００の軸中心Ｃとを含む面上で、主
軸１０３に対し、図示しない油圧シリンダによりチャッ
ク１４２に固着されたスライド１１９を所定の１／２ス
トローク分移動させることで行う、構成となっている。

【０００７】ところが、この１／２ストローク変換によ
り、チャック１４２とクランクシャフト１００とは、主
軸１０３の中心Ｂから離接することになり、主軸１０３
の中心Ｂを中心とした回転アンバランス量が増減し、一
定しないこととなる。このアンバランス量を解消するた
め、本機ではバランスウエイト１３１を設け、これを図
示しない駆動装置により、上記スライド１１９の１／２
ストローク変換に対応した移動量に連動させて、上記ス
ライド１１９の移動の反対方向に移動させる構造として
いる。

【０００８】また、後者の、クランクシャフトミラーに
よるミーリング加工の従来例としては、特開平８−２５
１０３号公報、特開平１１−９０７１７号公報などに記
載の幾多の事例があり、これらは何れも、クランクシャ
フトをそのメインジャーナル軸を中心に低速回転させ、
加工部位であるクランクシャフトのピンジャーナルの軸
に直角な面内で、回転させたフライスカッタの刃先を所
定の軌跡で移動させるミーリング加工により、クランク
シャフトの偏芯部（例えばピンジャーナル）を所定の形
状に加工する方式である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記前
者の、特許番号第２５８９９７１号公報に記載されたク
ランクシャフトの旋削機械の従来技術においては、以下
のような問題がある。即ち、クランクシャフト１００を
そのメインジャーナルの軸心を中心とせず、メインジャ
ーナルの軸から偏芯したピンジャーナルの軸心を中心と
して回転させるため、クランクシャフト自身のアンバラ
ンス量は勿論のこと、これを支えるチャック１４２にも
多大のアンバランス量が発生する。このアンバランス量
は、１／２ストローク変換時に変化するが、譬えアンバ
ランス量のキャンセル機構を設けたとしても、クランク
シャフトを高速（または中速）回転させる必要上、実用
上問題がない程度までにこのアンバランス量を除去する
ことは殆ど不可能である。よって、上記のクランクシャ
フトの旋削機械によるピンジャーナル加工では、上記の
回転アンバランスの影響を受け、生産性を向上させるた
めに高速（または中速）回転させた場合、回転時の有害
なワーク変位、ワークまたは機機系の振動などが発生し
て、良好な加工精度が得られない。また、クランクシャ
フトなどの長尺軸物ワークを回転させて加工する場合、
重切削を可能とするか、または、良好な仕上げ加工精度
を得るためには、ワークをその両端で支持するのに加え
て、軸方向略中央の近傍で、かつ加工部位と同一回転中
心をもつ少なくとも１個所の軸部位を補助サポート（い
わゆるレスト）することにより、切削負荷に抗するワー
クの曲げ剛性を上げることが必要不可欠である。しか
し、本従来技術では、クランクシャフトをピンジャーナ
ルの軸を中心として回転させるため、加工部位の近傍に
は回転中心を共有する軸部が無く、補助サポート（レス
ト）できない。このため、重切削は困難であり、また良
好な仕上げ加工精度は期待できない。

【００１０】さらに、本従来技術においては、前述のよ
うに、１／２ストローク変換、ピンジャーナル回転角度
位相割出し、アンバランス量のキャンセルなどをすべて
同一のチャック１４２内で行う必要から、チャック１４
２の構造が非常に複雑となり、高価となる。また、チャ
ック１４２の構造が非常に複雑なことから、故障の要因
となり易く、又は寿命が短いなどの問題があり、加え
て、チャック１４２には数多くの油圧アクチュエータを
内蔵しており、これらへ給油する管路に多くの油圧回転
ジョイントを必要とし、これら油圧回転ジョイントのシ
ール部位から発生する油漏れの不具合が懸念される。

【００１１】また後者の、特開平８−２５１０３号公
報、特開平１１−９０７１７号公報などに開示されたク
ランクシャフトミラーによるピンジャーナルのミーリン
グ加工の従来技術においては、これらは何れも、加工部
位であるピンジャーナル部の軸に直角な面内で、回転さ
せたフライスカッタの刃先を加工軸部の外側の径方向か
ら軸中心に向かって、所定の軌跡で移動させて、クラン
クシャフトのピンジャーナル部をミーリング加工する方
式である。この際、加工軸部のショルダー面（ジャーナ
ル側面）はカッタの幅方向に突出したチップの刃先で面
加工されるが、カッタ自身が回転しているので、譬えカ
ッタを軸方向に移動させたとしても、ショルダー面と軸
外径面とが交わるコーナ部において、軸方向に入り込ん
だ、いわゆるアンダーカットされた溝の加工は困難であ
る。クランクシャフトは、ピンジャーナルの幅方向の両
端に研磨逃げ、またはディープロールの前加工としてＲ
溝加工を行う際、軸方向に入り込んだ、アンダーカット
された溝を必要とするケースが多々あるが、上記説明の
理由から、ミーリングカッタによる加工ではこのアンダ
ーカット溝加工ができない。よって、クランクシャフト
ミラーとは別の機械による旋削工程を追加する必要が生
じている。

【００１２】本発明は、上記の問題点に着目してなされ
たものであり、チャックの構造が簡易で、ワークの回転
バランスの影響を受けず、精度良くピンジャーナル部の
旋削加工が行えるクランクシャフトの旋削加工装置及び
その旋削加工方法を提供することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記の目
的を達成するために、第１発明は、クランクシャフトの
旋削加工装置において、クランクシャフトの少なくとも
その一端側を支持する支持手段と、前記支持手段の少な
くとも一端側からクランクシャフトをそのメインジャー
ナルの軸であるＣ軸回りにＮＣ制御により回転させ、ク
ランクシャフトのピンジャーナルを回転駆動するＣ軸回
転駆動装置と、前記Ｃ軸に対し軸直角方向の面上でＮＣ
制御によりＸ軸方向に直線駆動される少なくとも１基の
刃具駆動ユニットと、前記刃具駆動ユニットに設けら
れ、前記Ｃ軸方向に略平行なα軸回りにＮＣ制御により
揺動自在に駆動される揺動型刃物台と、前記Ｃ軸回転に
同期させて、前記揺動型刃物台上に設置した工具の刃先
位置を、前記Ｃ軸に直角方向の面上で、前記Ｘ軸と前記
α軸とのＮＣ制御によりクランク運動をさせ、前記ピン
ジャーナルの旋削加工を制御する制御ユニットとを備え
た構成としている。

【００１４】また第６発明は、クランクシャフトの旋削
加工方法において、クランクシャフトの少なくとも一端
側を支持し、少なくともその一端側からクランクシャフ
トをＣ軸回転駆動装置により、メインジャーナルのＣ軸
回りにＮＣ制御により回転させ、揺動型刃物台上に設け
た工具の刃先位置を、クランクシャフトのピンジャーナ
ルの前記Ｃ軸回りの回転に同期させて、Ｃ軸に直角なＸ
軸方向のＮＣ制御による移動と、Ｃ軸方向に略平行なα
軸回りのＮＣ制御による揺動とで、クランク運動させな
がら、前記Ｘ軸方向又は前記α軸方向にＮＣ制御による
切削送りをかけて、前記ピンジャーナルの旋削加工を行
なう方法としている。

【００１５】この第１発明又は第６発明によると、 (１)クランクシャフトをそのメインジャーナルの軸を中
心として回転させるため、クランクシャフト自身の回転
アンバランス量が無いのは勿論のこと、これを支えるチ
ャックは簡素な構造となり、このチャックでの回転時の
アンバランス量の発生は極めて少なくできる。従って、
加工時に、従来のように回転アンバランスの影響を受
け、有害な回転時のワーク変位、ワークまたは機機系の
振動などが発生して良好な加工精度が得られない、とい
った不具合は起こらない。 (２)また、長尺軸物を回転させて加工する場合、重切削
を可能とするため、又は良好な仕上げ加工精度を得るた
めには、ワークをその両端で支持するのに加えて、軸方
向中央近傍で、少なくとも１個所の同一回転中心をもつ
軸部位を補助サポート（レスト）することにより、切削
負荷に抗するワークの曲げ剛性を上げることが極めて有
効であるが、本第１発明または第６発明では、クランク
シャフトをそのメインジャーナルの軸を中心として回転
させるため、この回転中心を共有し、ワーク長手中央近
傍に位置する何れかのメインジャーナル外径部を補助サ
ポート（レスト）できる。よって、重切削が可能とな
り、また良好な仕上げ加工精度が期待できる。 (３)本発明においては、前述の従来技術のように、１／
２ストローク変換、ピンジャーナル位相割出し、アンバ
ランス量の自動キャンセルなどをチャック内で行う必要
がなく、チャックの構造が非常に簡素化され、その製作
コストは安価ですむ。また、チャックは、クランプ機能
以外の機能は必要なく、内蔵している油圧アクチュエー
タの数も少なく、構造が非常にシンプルなことから、故
障、寿命などに問題が極めて少なく、加えて、油圧アク
チュエータへ給油する管路が少なくてすむことから、油
圧回転ジョイントは少なく、そのシール部位からの油漏
れの懸念がなくなる。 (４)さらに、Ｃ軸回転に同期させた、Ｘ軸方向のＮＣ制
御の移動とα軸回りのＮＣ制御の揺動移動との制御によ
り、ピンジャーナルの位相または１／２ストロークの異
なるワークに対しても、その段取り換えは、簡易かつフ
レキシブルに対応が可能となる。

【００１６】また第２発明は、クランクシャフトの旋削
加工装置において、クランクシャフトの少なくともその
一端側を支持する支持手段と、前記支持手段の少なくと
も一端側からクランクシャフトをそのメインジャーナル
の軸であるＣ軸回りにＮＣ制御により回転させ、クラン
クシャフトのピンジャーナルを回転駆動するＣ軸回転駆
動装置と、前記Ｃ軸に対し軸直角方向の面上でＮＣ制御
によりＸ軸方向に直線移動される少なくとも１基の刃具
駆動ユニットと、前記刃具駆動ユニットに設けられ、前
記Ｃ軸方向に略直角で、かつ前記Ｘ軸方向に略直角なＹ
軸方向に、ＮＣ制御により直線駆動される直線移動型刃
物台と、前記Ｃ軸回転に同期させて、前記直線移動型刃
物台上に設置した工具の刃先位置を、前記Ｃ軸に直角方
向の面上で、前記Ｘ軸と前記Ｙ軸とのＮＣ制御によりク
ランク運動をさせ、前記ピンジャーナルの旋削加工を制
御する制御ユニットとを備えた構成としている。

【００１７】そして第７発明は、クランクシャフトの旋
削加工方法において、クランクシャフトの少なくとも一
端側を支持し、少なくともその一端側からクランクシャ
フトをＣ軸回転駆動装置により、メインジャーナルのＣ
軸回りにＮＣ制御により回転させ、直線移動型刃物台上
に設けた工具の刃先位置を、クランクシャフトのピンジ
ャーナルの前記Ｃ軸回りの回転に同期させて、Ｃ軸に直
角なＸ軸方向のＮＣ制御による移動と、Ｃ軸方向に略直
角で、かつＸ軸方向に略直角なＹ軸のＮＣ制御による移
動とで、クランク運動させながら、前記Ｘ軸方向又は前
記Ｙ軸方向にＮＣ制御による切削送りをかけて、前記ピ
ンジャーナルの旋削加工を行なう方法としている。

【００１８】第２発明又は第７発明によると、前述し
た、第１発明又は第６発明による(1)〜(3)の効果に加え
て、Ｃ軸回転に同期させたＸ軸方向のＮＣ制御の移動と
Ｙ軸方向のＮＣ制御の移動との制御により、ピンジャー
ナルの位相又は１／２ストロークの異なるワークに対し
ても、その段取り換えは、簡易かつフレキシブルに対応
が可能となる。

【００１９】また第３発明は、前記制御ユニットは、前
記Ｃ軸回転に同期させて、Ｘ軸及び／又はα軸のＮＣ制
御値を補正し、ピンジャーナル(2)の真円度の加工誤差
を修正することを特徴とする、第１発明記載のクランク
シャフトの旋削加工装置としている。

【００２０】そして第８発明は、前記Ｃ軸回りの回転に
同期させて、前記Ｘ軸及び／又は前記α軸のＮＣ制御値
を補正することにより、前記ピンジャーナル(2)の真円
度の加工誤差を修正することを特徴とする、第６発明記
載のクランクシャフトの旋削加工方法としている。

【００２１】ピンジャーナル部の真円度は、クランクシ
ャフトのアンバランス、ピンジャーナルの位相違いによ
る剛性の違いなどの影響により、若干の加工誤差が生じ
るのは止むを得ないが、上記第３発明又は第８発明によ
ると、Ｃ軸回転に同期させて、Ｘ軸及び／又はα軸のＮ
Ｃ制御値を補正するだけで、その加工誤差をワーク毎に
容易に修正することができ、しかも加工精度を格段に向
上できる。

【００２２】また第４発明は、前記制御ユニットは、前
記Ｃ軸回転に同期させて、Ｘ軸及び／又はＹ軸のＮＣ制
御値を補正し、ピンジャーナルの真円度の加工誤差を修
正することを特徴とする、第２発明記載のクランクシャ
フトの旋削加工装置としている。

【００２３】そして第９発明は、前記Ｃ軸回りの回転に
同期させて、前記Ｘ軸及び／又は前記Ｙ軸のＮＣ制御値
を補正することにより、前記ピンジャーナルの真円度の
加工誤差を修正することを特徴とする、第７発明記載の
クランクシャフトの旋削加工方法としている。

【００２４】第４発明又は第９発明によると、クランク
シャフトのアンバランス、ピンジャーナルの位相違いに
よる剛性の違いなどの影響により生じるピンジャーナル
部の真円度の加工誤差を、Ｃ軸回転に同期させてＸ軸及
び／又はＹ軸のＮＣ制御値を補正するだけで、ワーク毎
に容易に修正することができ、しかも加工精度を格段に
向上できる。

【００２５】そして第５発明は、前記刃具駆動ユニット
は、前記Ｃ軸に対し平行なＺ軸の方向に、ＮＣ制御によ
り駆動されることを特徴とする、第１発明又は第２発明
に記載のクランクシャフトの旋削加工装置としている。

【００２６】第５発明によると、刃具駆動ユニットが、
前記Ｃ軸に対し平行なＺ軸の方向にＮＣ制御により駆動
制御されるので、工具の刃先位置は，クランクシャフト
のＣ軸方向に任意の位置で移動または位置決めができ、
複数のピンジャーナルを有するクランクシャフトにおい
て、同位相は勿論のこと位相の異なるピンジャーナルに
関しても、その各々のピンジャーナルの加工が可能とな
る。また、種々のピンジャーナル位相を持つクランクシ
ャフトに対応可能となり、その加工のフレキシビリティ
が増す。さらに、Ｚ軸を備えたことから、工具の刃先位
置は，クランクシャフトのＣ軸方向に任意の位置に移動
又は位置決めができると共に、Ｘ軸移動を備えているこ
とから、Ｃ軸に同期してＺ軸及びＸ軸で円弧補間制御を
行なうことにより、ピンジャーナル幅方向の両端部に、
Ｒ溝加工、特にＣ軸方向に入り込んだ、即ちアンダーカ
ットされたＲ溝の加工が容易にできる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明の
実施形態を説明する。先ず、図１，図２，図６および図
７により第１実施形態を説明する。ここに、図１は本発
明の、第１実施形態に係るクランクシャフト旋削加工機
の斜視図であり、図２は第１実施形態の刃具の駆動方式
説明図であり、図６は本願発明に係るクランクシャフト
のアンダーカットＲ溝形状加工の説明図であり、そし
て、図７は本願発明に係るクランクシャフトＲ溝の任意
形状加工の説明図である。

【００２８】図１により、本発明に係る第１実施形態の
クランクシャフト旋削加工機の概略を説明する。ベッド
６０上の前面の左右両端部には、加工すべきクランクシ
ャフト１（以下、ワークと呼ぶ）の両端部を支持し、Ｃ
軸回転駆動モータ２３，２３により回転駆動される２基
のＣ軸回転駆動装置２０，２０が設けられており、これ
ら両Ｃ軸回転駆動装置２０，２０の互いに対向する面に
は、ワーク１の両端部を支持するための、チャック三つ
爪２１ｂ，２１ｂ及びチャック２１ａ，２１ａを有する
支持手段２１，２１がそれぞれ設けられている。２基の
Ｃ軸回転駆動装置２０，２０は両支持手段２１，２１間
の間隔をワーク１の長さに合わせるため、ベッド６０上
に図示の左右方向に設けたレール２５に沿って移動自在
に設けられている。

【００２９】また、両支持手段２１，２１の間には補助
サポータ２４を設けており、この補助サポータ２４に
は、前記レール２５上に移動自在に、かつワーク１の中
央部近傍のメインジャーナル３の位置に位置決め自在に
設けられた補助サポータ本体２４ａと、この補助サポー
タ本体２４ａの上部に具備され、図示しない求心クラン
プにより、前記ワーク１の中央部近傍のメインジャーナ
ル３を補助サポートする補助サポータ爪２４ｂとを備え
ている。そして、両支持手段２１，２１及びワーク１の
後方には、左右２基の刃具駆動ユニット３０ａ，３０ａ
が設置されており、これら２基の刃具駆動ユニット３０
ａ，３０ａは、ワーク１の軸方向（Ｃ軸方向）のＺ軸と
軸直角方向（図示の前後方向）のＸ軸とにそれぞれ移動
自在なＺ軸スライド４２，４２とＸ軸スライド４１，４
１とを有するサドル４０，４０上にそれぞれ載置されて
いる。また、２基の刃具駆動ユニット３０ａ，３０ａの
Ｚ軸方向に対向する面側には、それぞれ工具３１ａ，３
１ａを着脱可能に装着した揺動型刃物台３２ａ，３２ａ
が揺動自在に設けられている。そして、この揺動型刃物
台３２ａ，３２ａは、歯車箱３７，３７内の(図示しな
い)減速歯車を介して、α軸揺動モータ３３ａ，３３ａ
により、Ｃ軸方向に平行に設けられた刃具駆動主軸３
３，３３の軸心であるα軸の回りに揺動自在及び回転位
置決め自在にＮＣ駆動される構成としている。

【００３０】以上本発明に係る第１実施形態のクランク
シャフト旋削加工機は、左右に、それぞれの揺動型刃物
台３２ａを具備した２頭の刃具駆動ユニット３０ａ，３
０ａを設けた構成としたが、これを左右の何れか1頭の
刃具駆動ユニットを備えた構成としてもなんら差し支え
ない。また、ワーク１の支持手段２１は、ワーク１の両
端を支持する両端支持、かつ両端で駆動する両端駆動と
したが、これをワーク１の一端側支持および片側駆動と
して他端側をテールストックによるセンタ支持とする方
式も考えられる。また、短いワーク１の場合、一端側片
持支持および片側駆動のみの方式も考えられる。

【００３１】さらに本機には、上記揺動型刃物台３２ａ
上に設置した工具３１ａの刃先位置を、Ｃ軸回転駆動装
置２０に設けられ、かつＮＣ制御で駆動されたＣ軸回転
駆動モータ２３による、ワーク１のＣ軸回転に同期制御
し、Ｃ軸（クランクシャフト軸）に直角方向の面上で、
Ｘ軸駆動モータ４１ａとα軸駆動モータ３３ａとにより
それぞれ駆動されるＸ軸とα軸とのＮＣ制御によりクラ
ンク運動させて、前記ピンジャーナル部の旋削加工を行
なうための（図示しない）制御ユニットを備えている。

【００３２】そして、この制御ユニットには、左右の回
転駆動モータ２３，２３によるワーク１の回転の際に、
ワーク１にトルク変動によるねじり変位が生じないよ
う、それぞれの回転駆動モータ２３、２３を同期回転さ
せるため、回転同期制御機能を備えている。

【００３３】次に、図２，図６，図７により第１実施形
態の構成によるクランクシャフト旋削加工機の作動を説
明する。 (１)先ず、ワーク１を加工前に、クランクシャフト旋削
加工機の制御ユニットに、例えばワーク１の全長、ピン
ジャーナル２の、長手方向位置（Ｚ軸位置）、１／２ス
トローク(図２におけるＥ寸法)、半径（図２におけるｒ
寸法）、位相（図２におけるθ角度）、及び揺動型刃物
台３２ａの回転中心（α軸中心）から工具刃先位置３１
までの距離(図２におけるＲ寸法)などのワーク１の諸元
値を入力設定する。また、クランクシャフト旋削加工機
の他の事前設定として、２基のＣ軸回転駆動装置２０，
２０をレール２５の上を移動させることにより、左右の
支持手段２１，２１間の間隔をワーク１の長さに合わせ
ておく。さらに、支持手段２１，２１の位置設定に加え
て、これら両支持手段２１，２１の間に設けた補助サポ
ータ２４をレール２５上を移動させて、ワーク１の中央
部近傍で所定のメインジャーナル３の位置に移動し、補
助サポータ爪２４ｂのクランプ準備をしておく。

【００３４】(２)次に、加工対象ワーク１を、クランク
シャフト旋削加工機の両側の支持手段２１，２１間に搬
入し、それぞれのチャック三つ爪２１ｂ，２１ｂで、ワ
ーク１の両端のメインジャーナル部を把持すると共に、
ピンジャーナル２のＣ軸の回転角度位相（θ角度）を、
Ｃ軸回転駆動装置２０で所定の位相原点に位置決めす
る。そして、補助サポータ２４の補助サポータ爪２４ｂ
でワーク１の中央部近傍のメインジャーナル３を把持す
ることにより補助サポートし、切削負荷に抗するワーク
の曲げ剛性を上げる。

【００３５】ピンジャーナル旋削加工における従来の技
術では、クランクシャフトをピンジャーナルの軸を中心
として回転させるため、その加工部位の近傍には回転中
心を共有する軸部が無く、補助サポート（レスト）でき
なかったが、本発明では、ワーク１をメインジャーナル
３の軸を中心として回転（Ｃ軸回転）させるため、ワー
ク１の中央部近傍のメインジャーナル３を把持して補助
サポート（レスト）できる。よって、重切削が可能とな
り、また良好な仕上げ加工精度が得られる。

【００３６】（３）続いて、ワーク１の旋削工程に入る
が、まず、本機の作動メカニズムを図２により説明す
る。図２において、ワーク１は、Ｃ軸回転駆動モータ２
３によりそのメインジャーナル３の中心Ｏ1（Ｃ軸）回
りに回転され、加工対象であるワーク１のピンジャーナ
ル２はその中心Ｏ2がＣ軸から偏芯量Ｅだけ隔たった状
態で、Ｃ軸を中心に回転される。一方、工具３１ａの工
具刃先位置３１（加工時のピンジャーナル２との当接位
置）は、α軸揺動モータ３３ａにより、工具３１ａを装
着した揺動型刃物台３２ａを、Ｃ軸方向に略平行な刃具
駆動主軸３３の軸心のα軸回りに、歯車箱３７内の減速
歯車を介し、ＮＣ制御により揺動されたα軸揺動と、工
具３１ａを載置され、かつＸ軸駆動モータ４１ａにより
ＮＣ制御で駆動されたＸ軸スライドのＸ軸移動とのＮＣ
同時制御を行うことにより、Ｃ軸回転によるピンジャー
ナル２のクランク回転と同期してクランク運動される。
このとき、ワーク１のピンジャーナル２の１／２ストロ
ーク；Ｅ、ピンジャーナル２の半径；ｒ、ピンジャーナ
ル２のＣ軸回りの回転角；θ、揺動型刃物台３２ａの回
転中心（α軸中心）から工具刃先位置３１までの距離；
Ｒ、揺動型刃物台３２ａのα軸回りの回転角；α、ワー
ク１のメインジャーナル３の中心Ｏ1と揺動型刃物台３
２ａの回転中心（α軸中心）との間のＸ軸方向距離；
Ｘ、とした場合、工具刃先位置３１は α＝ｓｉｎ^−１（（Ｅｓｉｎθ）／（ｒ+Ｒ）） （1）式 Ｘ＝Ｅｃｏｓθ＋√（（ｒ＋Ｒ）²−Ｅ²ｓｉｎ²θ） （2）式 の関係式で表せる。

【００３７】そして、円筒加工（ピンジャーナル２の外
径加工）を、その径方向の切削送りにより旋削加工する
場合、Ｃ軸回りに回転させたワーク１の回転角θに対応
して、この加工時に工具刃先位置３１を、（1）式に基
づいたα揺動と（2）式に基づいたＸ移動とでクランク
運動をさせながら、最初はｒをｒ+Δｒ（Δｒはｒの微
少値であり、切削送り値である）とし、その後Ｃ軸の微
少分割回転角度Δθ毎に、順次このｒ+ΔｒにおけるΔ
ｒを除々に小さくすることにより、荒仕上げから仕上げ
加工になるような切削送りをかけ、最終的にΔｒ＝０即
ち、ｒ＝ｒとなり、ピンジャーナル２の直径が所定の２
ｒに仕上がった時点で加工を完了させる。

【００３８】また、円筒加工を、その外径部の接線方向
の切削送りにより旋削加工する、ターンブローチ加工の
場合、Ｃ軸回りに回転させたワーク１の回転角θに対応
して、この加工時に工具刃先位置３１を、（1）式に基
づいたα揺動と（2）式に基づいたＸ移動とでクランク
運動をさせながら、最初はαをα+Δα（Δαはαの微
少値であり、切削送り値である）とし、その後Ｃ軸の微
少分割回転角度Δθ毎に、順次このα+ΔαにおけるΔ
αを除々に小さくすることにより、荒仕上げから仕上げ
加工になるような切削送りをかけ、最終的に、Δα＝０
即ち、α＝αとなり、ピンジャーナル２の直径が所定の
２ｒに仕上がった時点で加工を完了させればよい。

【００３９】以上説明したように、本発明の第１実施形
態の旋削加工機によれば、ピンジャーナル２の外径加工
は上記の関係式（1）および（2）を用いて、制御ユニッ
トにより、Ｃ軸回りの回転角θにおける、α軸回りの回
転角α、及びメインジャーナル３の中心Ｏ1と揺動型刃
物台３２ａの回転中心（α軸中心）との間のＸ軸方向距
離Ｘをそれぞれ演算し、この得られた演算値により、Ｃ
軸、α軸、Ｘ軸の各制御軸を制御して工具刃先位置３１
を所定の軌跡にクランク運動させ、ピンジャーナル２の
外径を目的とする形状に、精度良く旋削加工できる。

【００４０】本発明のピンジャーナルの外径加工は、メ
インジャーナル３の軸心Ｃ軸を中心とした回転のため、
回転アンバランスが殆ど無く、その影響による、有害な
回転時のワーク変位や、ワークまたは機機系の振動など
が発生して良好な加工精度が得られない、といった不具
合は起こらないものの、切削すべきピンジャーナルの外
径部が、Ｃ軸に対し偏芯（１／２ストローク分）してお
り、かつその軸方向で両端の支持位置から離れている関
係上、そのＣ軸の回転位相位置によってはクランクシャ
フト自体のねじり剛性及び曲げ剛性が異なり、このため
加工精度、特にその真円度において、仕上げ加工に要求
される精度を満足できない程度の誤差が生じるのは否め
ない。そこで工具補正の必要が生じるが、本願発明にお
いては、ピンジャーナル部の真円度の加工誤差を、Ｃ軸
回転に同期制御させてＸ軸及び／又はα軸の数値補正で
修正を行なう、制御ユニットを備えている。従って、そ
の加工誤差を、Ｃ軸回転に同期制御させてＸ軸及び／又
はα軸の数値を補正するだけで、譬え形状の異なるまた
は材質の異なるワークであっても、それらのワーク毎に
容易に修正を行なうことができ、高い加工精度が確保で
きる。しかも、前もってこれら補正値をデータ化してお
けば、必要に応じて、ワーク毎に自動的に補正を行なう
ことができ、そのワークの加工ラインにおいて、ワーク
のランダム流しの際も、加工精度は保証され、その生産
性を向上できる。

【００４１】なお、本願発明においては、図６および図
７に示すように、Ｃ軸に同期回転しながら、Ｘ軸および
Ｚ軸で円弧補間を行なえば、ピンジャ−ナルの幅方向の
両端部に、Ｒ形状の溝加工等が加工できる。図６によ
り、Ｃ軸の長手方向に入り込んだ、即ちアンダーカット
されたアンダーカットＲ溝の加工例を説明する。ワーク
１をＣ軸回転させて、工具３１ａ，３１ｂ上の工具刃先
位置３１をピンジャ−ナルスラスト２ｂ面のＺ軸寸法位
置に位置決めし、次にこれをＸ軸移動させてピンジャ−
ナルスラスト２ｂ面を加工し、続いてＸ軸およびＺ軸で
円弧補間を行ってアンダーカットＲ溝２ｃを加工し、続
いてＸ軸を工具刃先位置３１がピンジャ−ナル外径２ａ
のＸ軸寸法位置になるよう位置決めし、Ｚ軸移動により
ピンジャ−ナル外径２ａの一部を加工する。これで、図
６において左半分側を加工したことになるが、残りの右
側半分は、工具３１ａ，３１ｂを、上記左半分側の加工
に使用した工具３１ａ，３１ｂと長手方向に勝手違い
（工具刃先３１の位置が右側端となる）のものと、工具
の交換をして、上記と同様の加工方法により、加工済み
個所と反対側のピンジャ−ナルスラスト２ｂ面、アンダ
ーカットＲ溝２ｃとピンジャ−ナル外径２ａを順に加工
すればよい。

【００４２】なお、本発明者に係るクランクシャフトＲ
溝の（アンダーカットを有しない）任意形状の加工にお
いても、図７に示したように、上記アンダーカットＲ溝
２ｃの加工と同様な加工方法で容易に加工可能である。

【００４３】高精度を要する旋削仕上げ加工において
は、その加工精度を維持するため、工具刃先が磨耗した
刃具を適時、スピーディに交換することが必須である
が、本願発明の揺動型刃物台３２ａには、複数の仕上げ
用の工具３１ａを複数設けており、加工時必要に応じ
て、この揺動型刃物台３２ａをα軸回りに回転位置決め
させ、これらの工具３１ａを適時、迅速に交換してい
る。即ち、この揺動型刃物台３２ａは工具の交換を主目
的とした所謂ターレット刃物台の役目も果たしている。

【００４４】次に、図３，図４，図５，図６及び図７に
より第２実施形態を説明する。ここに、図３は第２実施
形態に係るクランクシャフト旋削加工機の正面図であ
り、図４はその側面図で、図３のＰ−Ｐ矢視図であり、
図５は第２実施形態の刃具の駆動方式説明図である。ま
た、図６は本発明に係るクランクシャフトのアンダーカ
ットＲ溝形状加工の説明図であり、そして、図７は本願
発明に係るクランクシャフトＲ溝の任意形状加工の説明
図である。

【００４５】図３により、本発明に係る第２実施形態の
クランクシャフト旋削加工機の概略を説明する。ベッド
６０上の前面の左側端部には、加工すべきクランクシャ
フト１（以後、ワークと言う）の一端部を支持し、かつ
回転駆動モータ２３により回転駆動されるＣ軸回転駆動
装置２０が設けられており、このＣ軸回転駆動装置２０
には、ワーク１の左側端部を支持するためのチャック三
つ爪２１ｂ及びチャック２１ａを有する支持手段２１が
設置されている。そして、ワーク１の右側端部は、その
センタ穴をテールストック５０のセンタ５１により支持
されている。このテールストック５０は、センタ５１
と、このセンタ５１を支え、Ｃ軸長手方向に移動自在に
設けたクイル５２と、クイル５２を挿通したクイルガイ
ド５３と、センタ５１をＣ軸長手方向に移動させるクイ
ル駆動手段５４とを備えている。また、上記Ｃ軸回転駆
動装置２０及びテールストック５０は支持手段２１とセ
ンタ５１との間隔をワーク１の長さに合わせるため、レ
ール２５上に移動自在に設けられている。そして、支持
手段２１、テールストック５０及びワーク１の後方には
刃具駆動ユニット３０ｂが設置されており、この刃具駆
動ユニット３０ｂは、ワーク１の軸方向（Ｃ軸方向）の
Ｚ軸と軸直角方向のＸ軸とにそれぞれ移動自在なＺ軸ス
ライド４２とＸ軸スライド４１とを有するサドル４０上
に載置されている。また、刃具駆動ユニット３０ｂのＺ
軸方向の一面側には、工具３１ｂをＣ軸方向に略直角
で、かつＸ軸方向に略直角な、Ｙ軸方向に（直線方向
に）複数配置し、かつこれらを着脱可能に装着した直線
移動型刃物台３２ｂが設けられている。そして、この直
線移動型刃物台３２ｂは、Ｙ軸スライド４３に載置さ
れ、Ｃ軸方向に直角かつＸ軸方向に略直角な、Ｙ軸方向
へ、Ｙ軸駆動モータによりＮＣ駆動される構成となって
いる。

【００４６】さらに本機には、前述の第１実施形態の旋
削加工機と同様に、上記直線移動型刃物台３２ｂ上に設
置した工具３１ｂの刃先位置３１を、Ｃ軸回転駆動装置
２０に設けられ、かつＮＣ制御で駆動されるＣ軸回転駆
動モータ２３によるワーク１のＣ軸回転に同期制御さ
せ、Ｃ軸（クランクシャフト軸）に直角方向の面上で、
Ｘ軸駆動モータ４１ａとＹ軸駆動モータ４３ａとにより
それぞれ駆動されるＸ軸とＹ軸とのＮＣ制御によりクラ
ンク運動させ、前記ピンジャーナル部の旋削加工を行な
うための（図示しない）制御ユニットを備えている。

【００４７】上記本発明に係る第２実施形態のクランク
シャフト旋削加工機は、１頭の刃具駆動ユニット３０ｂ
に直線移動型刃物台３２ｂを具備した構成としていた
が、これに換えて、それぞれの直線移動型刃物台を具備
した左右に２頭の刃具駆動ユニットを設けても何ら差し
支えない。また、ワーク１の支持手段２１は、これをワ
ーク１の片端支持及び片側駆動とし、他端側をテールス
トック５０によるセンタ支持としたが、これを、ワーク
の両端を支持する両端支持、かつ両端駆動とする方式も
考えられる。さらに、短いワーク１の場合、一端側片持
支持及び片側駆動のみの方式も考えられる。

【００４８】そして、第２実施形態の実施例において
は、補助サポータを採用しなかったが、本実施形態にお
いても、ワーク１をメインジャーナルの軸を中心として
回転（Ｃ軸回転）させているため、ワーク１の中央部近
傍のメインジャーナル３を把持して補助サポート（レス
ト）できる。よって、第１実施形態と同様に、補助サポ
ータを採用してもよい。こうすることにより、重切削が
可能となり、また、より良好な仕上げ加工精度が得られ
るのは勿論である。

【００４９】次に、図３，図４，図５，図６および図７
により第２実施形態の構成によるクランクシャフト旋削
加工機の作動を説明する。 (1)先ず、ワーク１を加工前に、クランクシャフト旋削
加工機の制御ユニットに、ワーク１の諸元、例えば、ワ
ーク１の全長、ピンジャーナル２の、長手位置（Ｚ軸位
置）、１／２ストローク(図２におけるＥ寸法)、半径
（図２におけるｒ寸法）、および位相（図２におけるθ
角度）などの値を入力設定する。また、クランクシャフ
ト旋削加工機の他の事前設定として、回転駆動装置２０
とテールストック５０とをレール２５上を移動させるこ
とにより、支持手段２１とセンタ５１との間の間隔をワ
ーク１の長さに合わせておく。

【００５０】（２）次に、加工対象ワーク１を、クラン
クシャフト旋削加工機の支持手段２１とセンタ５１の間
に搬入して、チャック三つ爪２１ｂで、ワーク１の一端
側のメインジャーナル部を把持すると共に、ワーク１他
端側のセンタ穴をセンタ５１で支持し、ピンジャーナル
２のＣ軸の回転角度位相（θ角度）をＣ軸回転駆動装置
２０で所定の位相原点に位置決めする。

【００５１】（３）続いて、ワーク１の旋削工程に入る
が、まず、本機の作動メカニズムを図５により説明す
る。図５において、ワーク１は、回転駆動モータ２３に
よりそのメインジャーナル３の中心Ｏ1（Ｃ軸）回りに
回転され、加工対象であるワーク１のピンジャーナル２
はその中心Ｏ2がＣ軸から偏芯量Ｅだけ隔たった状態
で、Ｃ軸を中心に回転される。一方、工具３１ｂの工具
刃先位置３１（加工時のピンジャーナル２との当接位
置）は、Ｙ軸駆動モータ４３ａにより、工具３１ｂを装
着した直線移動型刃物台３２ｂを、Ｃ軸方向に略直角か
つＸ軸方向に略直角な方向にＮＣ制御で移動自在なＹ軸
移動と、工具３１ｂを載置され、かつＸ軸駆動モータ４
１ａによりＮＣ制御で駆動されたＸ軸スライド４１のＸ
軸移動とのＮＣ同時制御により、Ｃ軸回転によるピンジ
ャーナルのクランク回転とＮＣ同期制御させることによ
り、クランク運動される。このとき、ワーク１のピンジ
ャーナル２の１／２ストローク；Ｅ、ピンジャーナル２
の半径；ｒ、ピンジャーナル２のＣ軸回りの回転角；
θ、工具刃先位置３１のＹ軸方向距離；Ｙ、工具刃先位
置３１のＸ軸方向距離；Ｘ、とした場合、工具刃先位置
３１は Ｙ＝Ｅｓｉｎθ （3）式 Ｘ＝Ｅｃｏｓθ＋ｒ （4）式 の関係式で表せる。

【００５２】そして、円筒加工（ピンジャーナル２の外
径加工）を、その径方向の切削送りにより旋削加工する
場合、Ｃ軸回りに回転させたワーク１の回転角θに対応
して、この加工時に工具刃先位置３１を、（1）式に基
づいたＹ移動と（2）式に基づいたＸ移動とでクランク
運動をさせながら、最初はＸをＸ+ΔＸ（ΔＸはＸの微
少値であり、切削送り値である）とし、その後Ｃ軸の微
少分割回転角度Δθ毎に、順次このＸ+ΔＸにおけるΔ
Ｘを除々に小さくすることにより、荒仕上げから仕上げ
加工になるような切削送りをかけ、最終的にΔＸ＝０即
ち、Ｘ＝Ｘとなり、ピンジャーナル２の直径が所定の２
ｒに仕上がった時点で加工を完了させる。

【００５３】また、円筒加工を、その外径部の接線方向
の切削送りにより旋削加工する、ターンブローチ加工の
場合、Ｃ軸回りに回転させたワーク１の回転角θに対応
して、この加工時に工具刃先位置３１を、（3）式に基
づいたＹ移動と、（4）式に基づいたＸ移動とでクラン
ク運動をさせながら、最初はＹをＹ+ΔＹ（ΔＹはＹの
微少値であり、切削送り値である）とし、その後Ｃ軸の
微少分割回転角度Δθ毎に、順次このＹ+ΔＹにおける
ΔＹを除々に小さくすることにより、荒仕上げから仕上
げ加工になるような切削送りをかけ、最終的にΔＹ＝０
即ち、Ｙ＝Ｙとなり、ピンジャーナル２の直径が所定の
２ｒに仕上がった時点で加工を完了させればよい。

【００５４】以上説明したように、本発明の第２実施形
態の旋削加工機によれば、ピンジャーナル２の外径加工
は上記の関係式（3）および（4）を用いて、制御ユニッ
トにより、Ｃ軸回りの回転角θにおける、工具刃先位置
３１のＹ軸方向距離Ｙと、工具刃先位置３１のＸ軸方向
距離Ｘとを演算し、この得られた演算値により、Ｃ軸、
Ｙ軸、Ｘ軸の各制御軸を制御して工具刃先位置３１を所
定の軌跡にクランク運動させ、ピンジャーナル２の外径
を目的とする形状に、精度良く旋削加工できる。

【００５５】クランクシャフトのピンジャーナルの外径
加工は、切削すべきピンジャーナルの外径部が、Ｃ軸に
対し偏芯しており、かつその軸方向で両端の支持位置か
ら離れている関係上、そのＣ軸の回転位相位置によって
はクランクシャフト自体のねじり剛性及び曲げ剛性が異
なり、このため加工精度、特にその真円度において、仕
上げ加工に要求される精度を満足できない程度の誤差が
生じるのは否めない。そこで工具補正の必要が生じる
が、本願発明においては、ピンジャーナル部の真円度の
加工誤差を、Ｃ軸回転に同期制御させて、Ｘ軸及び／又
はＹ軸の数値補正で修正を行なう、制御手段を備えてい
る。従って、その加工誤差を、Ｃ軸回転に同期制御させ
てＸ軸及び／又はＹ軸の数値を補正するだけで、譬え形
状の異なるまたは材質の異なるワークであっても、それ
らのワーク毎に容易に修正を行なうことができ、高い加
工精度が確保できる。しかも、前もってこれら補正値を
データ化しておけば、必要に応じて、ワーク毎に自動的
に補正を行なうことができ、そのワークの加工ラインに
おいて、ワークのランダム流しの際も、加工精度は保証
され、その生産性を向上できるのは前述した第１実施形
態の旋削加工機の場合と同じである。

【００５６】なお、本願発明においては、図６および図
７に示すように、Ｃ軸に同期回転しながら、Ｘ軸および
Ｚ軸で円弧補間を行なえば、第１の実施形態で説明した
加工と同様に、ピンジャ−ナルの幅方向の両端部に、Ｃ
軸の長手方向に入り込んだアンダーカットＲ溝の加工の
みならず、クランクシャフトＲ溝のアンダーカットを有
しない任意形状の加工においても、Ｒ形状の溝加工が加
工できる。

【００５７】高精度を要する旋削仕上げ加工において
は、その加工精度を維持するため、工具刃先が磨耗した
刃具を適時、スピーディに交換することが必須である
が、本発明の直線移動型刃物台３２ｂには、複数の仕上
げ用の工具３１ｂを設けており、加工時には必要に応じ
て、この直線移動型刃物台３２ｂを前記交換すべき仕上
げ用の工具３１ｂのＹ軸位置で位置決めし、これらの工
具を適時、迅速に交換している。即ち、この直線移動型
刃物台３２ｂは、前記切削のための移動のみならず、工
具の交換を主目的とした役目も果たしている。

【００５８】なお、本第２実施形態の旋削加工機におい
ては、Ｙ軸スライド４３上に設けた直線移動型刃物台３
２ｂは、これに工具３１ｂをＹ軸方向に（直線方向に）
複数配置した直線型の刃物台としたが、これに限定され
ず、この刃物台は例えば、複数の工具をその円周上に配
置し、回転インデックス割出しにより工具交換可能とし
た、所謂ターレット刃物台としてもよい。

【００５９】本発明は、上記実施形態の旋削加工機械の
構成により次の特有の効果が得られる。 (１)本願発明によると、クランクシャフトをそのメイン
ジャーナルの軸（Ｃ軸）を中心として回転させるため、
クランクシャフト自身の回転アンバランス量が無いのは
勿論のこと、これを支えるチャックは簡素な構造とな
り、このチャックにも回転時のアンバランス量の発生は
極めて少なくできる。従って、加工時に、従来のように
回転アンバランスの影響を受け、有害な回転時のワーク
変位、ワークまたは機機系の振動などが発生して良好な
加工精度が得られない、といった不具合は起こらない。

【００６０】(２)また、長尺軸物を回転させて加工する
場合、重切削を可能とするか、または良好な仕上げ加工
精度を得るためには、ワークをその両端で支持するのに
加えて、軸方向中央近傍で、少なくとも１個所の同一回
転中心をもつ軸部位を、補助サポート（レスト）するこ
とにより、切削負荷に抗するワークの曲げ剛性を上げる
ことが極めて有効であるが、本発明では、クランクシャ
フトをそのメインジャーナルの軸を中心として回転させ
るため、この回転中心を共有し、かつワーク長手中央近
傍に位置する何れかのメインジャーナル外径部を補助サ
ポートできる。よって、重切削が可能となり、また良好
な仕上げ加工精度が期待できる。

【００６１】(３)本発明においては、前述の従来技術の
ように、１／２ストローク変換、ピンジャーナル位相割
出し、アンバランス量の自動キャンセルなどをチャック
内で行う必要がなく、このためチャックの構造が非常に
簡素化され、その製作コストは安価ですむ。また、チャ
ックは、クランプ機能以外の機能は必要なく、内蔵して
いる油圧アクチュエータの数も少なく、構造が非常にシ
ンプルなことから、故障、寿命などに問題が極めて少な
く、加えて、油圧アクチュエータへ給油する管路が少な
くてすむことから、油圧回転ジョイントは少なく、その
シール部位からの油漏れの懸念がなくなる。

【００６２】(４)さらに、Ｃ軸回転に同期させた、Ｘ軸
方向のＮＣ制御の移動とα軸回りのＮＣ制御の揺動移
動、またはＣ軸回転に同期させた、Ｘ軸方向のＮＣ制御
の移動とＹ軸方向のＮＣ制御の移動との制御により、ピ
ンジャーナルの位相または１／２ストロークの異なるワ
ークに対しても、その段取り換えは、簡易かつフレキシ
ブルに対応が可能となる。

【００６３】(５)本発明によると、ピンジャーナル部の
真円度は、クランクシャフトのアンバランス、ピンジャ
ーナルの位相違いによる剛性の違いなどの影響により加
工誤差が生じるが、その加工誤差を、Ｃ軸回転に同期制
御させて、Ｘ軸及び／又はα軸の数値を補正する、ある
いはＣ軸回転に同期制御させて、Ｘ軸及び／又はＹ軸の
数値を補正するだけで、ワーク毎に容易に修正を行なう
ことができ、しかも加工精度は格段に向上する

【００６４】(６)本発明によると、刃具駆動ユニット
は、前記Ｃ軸に対し平行な、ＮＣ制御によるＺ軸を備え
たことから、工具の刃先位置は，クランクシャフトのＣ
軸方向に任意の位置で移動または位置決めができ、複数
のピンジャーナルを有するクランクシャフトにおいて、
同位相は勿論のこと位相の異なるピンジャーナルに関し
ても、その各々のピンジャーナルの加工が可能となる。
また、種々のピンジャーナル位相を持つクランクシャフ
トにも対応可能となり、その加工のフレキシビリティが
増す。

【００６５】(7)そして、本発明においては、Ｚ軸を備
えたことから、工具の刃先位置は，クランクシャフトの
Ｃ軸方向に任意の位置で移動または位置決めができ、か
つＸ軸移動を備えていることから、Ｃ軸に同期してＺ軸
とＸ軸とで円弧補間制御を行なうことにより、従来のク
ランクシャフトミラーでは加工できない、クランクシャ
フトの偏芯部のショルダー面（側面）と軸外径面とが交
わるコーナ部において、研磨逃げ、またはディープロー
ルの前加工として必要とされる任意な形状のＲ溝加工、
特に軸方向に入り込んだ（アンダーカットされた）Ｒ溝
の加工が容易に可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係るクランクシャフト旋削加工
機の斜視図である。

【図２】第１実施形態の刃具の駆動方式説明図である。

【図３】第２実施形態に係るクランクシャフト旋削加工
機の正面図である。

【図４】図３のＰ−Ｐ矢視図である。

【図５】第２実施形態の刃具の駆動方式説明図である。

【図６】本発明に係るアンダーカットＲ溝形状加工の説
明図である。

【図７】本発明に係るクランクシャフトＲ溝の任意形状
加工の説明図である。

【図８】従来技術に係るクランクシャフト旋削機械のチ
ャック装置の説明図である。

【符号の説明】

１…クランクシャフト（ワーク）、２…ピンジャーナ
ル、２ａ…ピンジャーナル外径、２b…ピンジャーナル
スラスト、２ｃ…アンダーカットＲ溝、２ｄ…Ｒ溝、３
…メインジャーナル、２０…Ｃ軸回転駆動装置、２１…
支持手段、２１ａ…チャック、２１ｂ…チャック三つ
爪、２３…Ｃ軸回転駆動モータ、２４…補助サポータ、
２５…レール、２４ａ…補助サポータ本体、２４ｂ…補
助サポータ爪、３０ａ，３０ｂ…刃具駆動ユニット、３
１…工具刃先位置、３1ａ，３1ｂ…工具、３２ａ…揺動
型刃物台、３２ｂ…直線移動型刃物台、３３…刃具駆動
主軸、３７…歯車箱、３３ａ…α軸駆動モータ、４０…
サドル、４１…Ｘ軸スライド、４１ａ…Ｘ軸駆動モー
タ、４２…Ｚ軸スライド、４２ａ…Ｚ軸駆動モータ、４
３…Ｙ軸スライド、４３ａ…Ｙ軸駆動モータ、５０…テ
ールストック、５１…センタ、５２…クイル、５３…ク
イルガイド、５４…クイル駆動手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北川 洋 石川県小松市符津町ツ23 コマツ工機株式 会社粟津工場内 Ｆターム(参考） 3C022 CC02 CC06 3C045 AA10 CA12 EA04 5H269 AB02 BB03 CC07

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランクシャフトの旋削加工装置におい
   て、 クランクシャフト(1)の少なくともその一端側を支持す
   る支持手段(21)と、 前記支持手段(21)の少なくとも一端側からクランクシャ
   フト(1)をそのメインジャーナル(3)の軸であるＣ軸回り
   にＮＣ制御により回転させ、クランクシャフト(1)のピ
   ンジャーナル(2)を回転駆動するＣ軸回転駆動装置(20)
   と、 前記Ｃ軸に対し軸直角方向の面上でＮＣ制御によりＸ軸
   方向に直線駆動される少なくとも１基の刃具駆動ユニッ
   ト(30a)と、 前記刃具駆動ユニット(30a)に設けられ、前記Ｃ軸方向
   に略平行なα軸回りにＮＣ制御により揺動自在に駆動さ
   れる揺動型刃物台(32a)と、 前記Ｃ軸回転に同期させて、前記揺動型刃物台(32a)上
   に設置した工具(31a)の刃先位置(31)を、前記Ｃ軸に直
   角方向の面上で、前記Ｘ軸と前記α軸とのＮＣ制御によ
   りクランク運動をさせ、前記ピンジャーナル(2)の旋削
   加工を制御する制御ユニットとを備えたことを特徴とす
   るクランクシャフトの旋削加工装置。
2. 【請求項２】 クランクシャフトの旋削加工装置におい
   て、 クランクシャフト(1)の少なくともその一端側を支持す
   る支持手段(21)と、 前記支持手段(21)の少なくとも一端側からクランクシャ
   フト(1)をそのメインジャーナル(3)の軸であるＣ軸回り
   にＮＣ制御により回転させ、クランクシャフト(1)のピ
   ンジャーナル(2)を回転駆動するＣ軸回転駆動装置(20)
   と、 前記Ｃ軸に対し軸直角方向の面上でＮＣ制御によりＸ軸
   方向に直線移動される少なくとも１基の刃具駆動ユニッ
   ト(30b)と、 前記刃具駆動ユニット(30b)に設けられ、前記Ｃ軸方向
   に略直角で、かつ前記Ｘ軸方向に略直角なＹ軸方向に、
   ＮＣ制御により直線駆動される直線移動型刃物台(32b)
   と、 前記Ｃ軸回転に同期させて、前記直線移動型刃物台 (32
   b)上に設置した工具(31b)の刃先位置(31)を、前記Ｃ軸
   に直角方向の面上で、前記Ｘ軸と前記Ｙ軸とのＮＣ制御
   によりクランク運動をさせ、前記ピンジャーナル(2)の
   旋削加工を制御する制御ユニットとを備えたことを特徴
   とするクランクシャフトの旋削加工装置。
3. 【請求項３】 前記制御ユニットは、前記Ｃ軸回転に同
   期させて、Ｘ軸及び／又はα軸のＮＣ制御値を補正し、
   ピンジャーナル(2)の真円度の加工誤差を修正すること
   を特徴とする請求項１記載のクランクシャフトの旋削加
   工装置。
4. 【請求項４】 前記制御ユニットは、前記Ｃ軸回転に同
   期させて、Ｘ軸及び／又はＹ軸のＮＣ制御値を補正し、
   ピンジャーナル(2)の真円度の加工誤差を修正すること
   を特徴とする請求項２記載のクランクシャフトの旋削加
   工装置。
5. 【請求項５】 前記刃具駆動ユニット(30a),(30b)は、
   前記Ｃ軸に対し平行なＺ軸の方向に、ＮＣ制御により駆
   動されることを特徴とする請求項１又は２に記載のクラ
   ンクシャフトの旋削加工装置。
6. 【請求項６】 クランクシャフトの旋削加工方法におい
   て、クランクシャフト(1)の少なくとも一端側を支持
   し、少なくともその一端側からクランクシャフト(1)を
   Ｃ軸回転駆動装置(20)により、メインジャーナル(3)の
   Ｃ軸回りにＮＣ制御により回転させ、揺動型刃物台(32
   a)上に設けた工具(31a)の刃先位置(31)を、クランクシ
   ャフト(1)のピンジャーナル(2)の前記Ｃ軸回りの回転に
   同期させて、Ｃ軸に直角なＸ軸方向のＮＣ制御による移
   動と、Ｃ軸方向に略平行なα軸回りのＮＣ制御による揺
   動とで、クランク運動させながら、前記Ｘ軸方向又は前
   記α軸方向にＮＣ制御による切削送りをかけて、前記ピ
   ンジャーナル(2)の旋削加工を行なうことを特徴とする
   クランクシャフトの加工方法。
7. 【請求項７】 クランクシャフトの旋削加工方法におい
   て、クランクシャフト(1)の少なくとも一端側を支持
   し、少なくともその一端側からクランクシャフト(1)を
   Ｃ軸回転駆動装置(20)により、メインジャーナル(3)の
   Ｃ軸回りにＮＣ制御により回転させ、直線移動型刃物台
   (32b)上に設けた工具(31a)の刃先位置(31)を、クランク
   シャフト(1)のピンジャーナル(2)の前記Ｃ軸回りの回転
   に同期させて、Ｃ軸に直角なＸ軸方向のＮＣ制御による
   移動と、Ｃ軸方向に略直角で、かつＸ軸方向に略直角な
   Ｙ軸のＮＣ制御による移動とで、クランク運動させなが
   ら、前記Ｘ軸方向又は前記Ｙ軸方向にＮＣ制御による切
   削送りをかけて、前記ピンジャーナル(2)の旋削加工を
   行なうことを特徴とするクランクシャフトの加工方法。
8. 【請求項８】 前記Ｃ軸回りの回転に同期させて、前記
   Ｘ軸及び／又は前記α軸のＮＣ制御値を補正することに
   より、前記ピンジャーナル(2)の真円度の加工誤差を修
   正することを特徴とする請求項６記載のクランクシャフ
   トの旋削加工方法。
9. 【請求項９】 前記Ｃ軸回りの回転に同期させて、前記
   Ｘ軸及び／又は前記Ｙ軸のＮＣ制御値を補正することに
   より、前記ピンジャーナル(2)の真円度の加工誤差を修
   正することを特徴とする請求項７記載のクランクシャフ
   トの旋削加工方法。