JP2006123056A - 自動車用クランクシャフトのバイスクランプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】一組のバイスクランプ装置を連結棒により略同時に作動させるようにした自動車用クランクシャフトの加工装置を提供する。
【解決手段】バイスクランプ装置１０は、本体１２と、ベース部材１３ａを備える。ジグ本体１２の上部１４ａにはシリンダ機構１５ａが設けられる。ジグ本体１２の下部２０ａに設けた支持手段２１ａには、ガイド軸２６ａ、２７ａの一端部に取付けた支持板２８ａを設け、ピストンロッド１８ａの一端部に取付けられる。ベース部材１３ａには、クランクシャフト２９をクランプするクランプ手段３０ａが設けられる。クランプ手段３０ａはラック部材３２ａ、ピニオン３３ａ、ラック部材３５ａを有する。クランプ爪機構４０ａは、支持板２８ａに取付けた下部爪４１ａ、ラック部材３５ａに取付けた上部爪４２ａを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車用クランクシャフトの前後面加工装置に関し、さらに詳細にはバイスクランプ装置に関する。

従来、この種のクランクシャフトの前後面加工装置は、該クランクシャフトの両端加工を行う際に、該クランクシャフトのメインジャーナル部の２箇所を一組のバイスクランプ装置でクランプしている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００1−２２５２３３号公報

特許文献１に開示されている２箇所のバイスクランプ装置は、共に独立したアクチュエータを駆動させてクランプ動作を行っているがクランプ時に双方の速度が異なるため、ワークが傾いた状態でクランプされる。このため、片方がクランプされたときロック状態になりもう一方のクランプ個所が浮いた状態になる。
さらに、クランプ部の上下のＶ字状のヤゲンは固定されているため、わずかな製作時の加工の狂いがあると、クランクシャフトのメインジャーナル部が上下のヤゲンの各２箇所に当接しない状態、すなわち片当たりの状態になることがある。

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、一組のバイスクランプ装置に拘束されない連結棹を設けて該一組のバイスクランプ装置がほぼ同時に作動するようにしたことを特徴とする自動車用クランクシャフトのバイスクランプ装置を提供する。

請求項１記載の発明においては、自動車用のクランクシャフトを水平に配置し、ＡＴＣを付属した横型３軸コラムトラバース形マシニングセンターを使用して両端面加工を行う工作機械であって、
水平方向回転駆動軸上に、前記クランクシャフト両端のメインジャーナル部をクランプする自動車用クランクシャフトのバイスクランプ装置において、
ジグ本体と、
前記ジグ本体に設けられたアクチュエータと、
前記ジグ本体に設けられ軸心方向に移動する支持手段と、
前記アクチュエータにより移動するクランプ手段と、
前記支持手段及び前記クランプ手段に設けられ前記クランクシャフトをクランプするクランプ爪機構と、
を備え、前記アクチュエータの作動により前記支持手段及び前記クランプ手段が協動して前記クランプ爪機構により前記クランクシャフトをクランプすることを特徴とする。
本発明によれば、一組のバイスクランプ装置がほぼ同時にワークを把持することが可能になりクランプミスがなくなり、ワークを確実にクランプすることができる。
請求項２記載の発明において、前記アクエータは、前記ジグ本体の上部に設けられたシリンダに摺動自在に嵌挿されるピストンと、前記ピストンに取付けられ前記シリンダに支持されたピストンロッドと、を備えることにより、アクチュエータをジグ本体に内蔵することができ、アクチュエータをコンパクトにすることができるので好適である。
請求項３記載の発明において、前記支持手段は、前記ジグ本体の下部に移動自在に内装された一組のガイド軸部材と、前記ガイド軸部材の一端部に取付けられた支持板と、を備えることにより、前記アクチェータと一体的に連結されるのでよい。
請求項４記載の発明において、前記クランプ手段は、前記ピストンロッドに対向して前記ピストンに取付けられラックを有する第１のラック部材と、前記ラック部材に噛合うピニオンと、前記第１のラック部材に並行で前記ピニオンに噛合うラックを有する第２のラック部材と、を備えることにより、前記第１のラック部材及び前記第２のラック部材を互いに異方向に移動させるのでこれらのラック部材のストロークを短くすることができる。
請求項５記載の発明において、前記クランプ爪機構は、前記支持板に取付けられた下部爪と、前記下部爪に対向して該下部爪と同軸上に位置し、前記第２のラック部材に浮動状態に取付けられた上部爪とを、備えることにより、前記下部爪及び上部爪が前記クランクシャフトのメインジャーナル部に片当たりを防止できるのでよい。
請求項６記載の発明において、前記ジグ本体は、横断面略円形状を備えることにより、直径をクランクシャフトクの全長以下にすることができ、バイスクランプ装置をより一層コンパクトにすることができるので好適である。
請求項７記載の発明において、前記第１のラック部材は、円弧運動するアームに係合することにより、一組のアクチュエータを同期して作動させることがでるのでよい。

本発明は、一組のバイスクランプ装置がほぼ同時にワークを把持することが可能になりクランプミスがなくなった。また、Ｖヤゲンにワークのメインジャーナル部が4ヶ所均等に当たるようになり確実にクランプできるようになった。
さらに、バイスクランプ装置の大きさをワークよりも小さくすることができ、加工する工具の選択自由度が増え剛性のある工具や工具の取付け具が選択できるようになり加工精度及び加工能率を向上させることができる。

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、ワーク、例えばクランクシャフトをクランプするバイスクランプ装置の正面図である。図２は図１のＩＩ−ＩＩ線の断面図、図３は図１の平面図、図４はバイスクランプ装置の概略機構図である。
図１において、バイスクランプ装置１０は、旋回可能な旋回テーブル１１に設けられたジグ本体１２と、前記ジグ本体１２の上部１４ａ及び１４ｂに一組のベース部材１３ａ、１３ｂを、備える。なお、ジグ本体１２、ベース部材１３ａ及び１３ｂは旋回テーブル１１と共に旋回可能に設けられている。さらに、ジグ本体１２の形状は、図３に示されるように円形状に形成し、旋回時に他の関連する部材との干渉を回避できるようにしている。
前記ベース部材１３ａ及び１３ｂは、図１乃至図３に示されるようにジグ本体１２の上部に略並行して設けられる。なお、ベース部材１３ａ及び１３ｂは、同一構造のため図２に示すようにベース部材１３ａに関連する構成についてのみ以下に説明し、ベース部材１３ｂに関連する構成については符号を付して詳細な説明を省略する。

図２に示すように、ジグ本体１２は、縦方向（図１において上下方向）に延伸する横断面略Ｃ字状に形成されており、上部１４ａには一組のシリンダ機構１５ａが設けられる。前記シリンダ機構（アクチュエータ）１５ａは、該上部１４ａに形成されたシリンダ１６ａと、前記シリンダ１６ａに摺動自在に嵌挿されたピストン１７ａと、前記ピストン１７ａと一体的に設けられシリンダ１６ａに内装されたピストンロッド１８ａとを、備える。前記ピストンロッド１８ａは、シリンダ１６ａに嵌挿され上部１４ａに取付けられたガイド軸受１９ａにより変位可能に支持されている。

ジグ本体１２の下部２０ａには、支持手段２１ａが設けられる。前記支持手段２１ａは、下部２０ａに形成された孔２２ａ、２３ａに嵌挿され、かつ該下部２０ａに取付けたガイド軸受２４ａ、２５ａと、前記ガイド軸受２４ａ、２５ａに支持されると共に孔２２ａ、２３ａに内装されたガイド軸（ガイド軸部材）２６ａ、２７ａと、前記ガイド軸２６ａ、２７ａの一端部に取付けられた略矩形状の支持板２８ａとを、備える。前記支持板２８ａは、ピストンロッド１８ａの一端部に取付けられる。これにより、支持手段２１ａは、シリンダ機構１５ａのピストン１７ａ及びピストンロッド１８ａの作動により縦方向に変位するようになる。

前記ベース部材１３ａには、ワーク、例えばクランクシャフト２９をクランプするクランプ手段３０ａが設けられる。前記クランプ手段３０ａは、ベース部材１３ａに摺動自在に嵌挿されると共にピストンロッド１８ａに対向してピストン１７ａに取付けられ軸方向にラック３１ａを有する軸状の第１のラック部材３２ａと、ベース部材１３ａに回動自在に設けられ前記ラック部材３２ａに噛合うピニオン３３ａと、前記ラック部材３２ａに略並行してベース部材１３に摺動自在に嵌挿される共に前記ピニオン３３ａに噛合うラック３４ａを有する軸状の第２のラック部材３５ａとを、有する。
よって、第１のラック部材３２ａ、ピニオン３３ａ及び第２のラック部材３５ａが共に噛合っているので、シリンダ機構１５ａのピストン１７ａが例えば矢印Ａ方向に変位すると、第１のラック部材３２ａは矢印Ａ方向に移動し、前記第２のラック部材３５ａは矢印Ｂ方向に移動する。ピストン１７ａが例えば矢印Ｂ方向に変位すると、第１のラック部材３２ａは矢印Ｂ方向に移動し、前記第２のラック部材３５ａは矢印Ａ方向に移動する。すなわち、第１のラック部材３２ａ及び第２のラック部材３５ａは、ピストン１７ａの作動により互いに反対方向に移動するようになっている。

この場合、支持板２８ａは、ピストンロッド１８ａと一体になっているので、該支持板２８ａがラック部材３２ａと協動するようになる。さらに、支持板２８ａは軸受２４ａ、２５ａに嵌挿されたガイド軸２６ａ、２７ａをガイドにして矢印ＡまたはＢ方向に移動する。
前記第１のラック部材３２ａには、その略中央部に横断面円形状の開口部３６ａが形成され、該開口部３６ａに軸方向に交差してアーム３７ａの一端部が嵌挿され、該アーム３７ａの他端部が連結棒３８に取付けられている。よって、アーム３７ａ、３７ｂは互いに連結棒３８により一体的に連結されている（図４参照）。

参照符号４０ａはクランプ爪機構を示しており、該クランプ爪機構４０ａは、支持板２８ａに取付けられた横断面Ｖ字状の下部爪４１ａと、前記下部爪４１ａに対向して該下部爪４１ａと同軸上と配置された横断面Ｖ字状の上部爪４２ａと、第２のラック部材３５ａの一端部にピン４３ａを介して取付けられ前記上部爪４２ａを揺動自在に支持する横断面Ｈ字状の連結部材４４ａとを、備える。
この場合、下部爪４１ａは支持板２８ａに固定されており、上部爪４２ａはピン４３ａにより揺動自在に支持されている。すなわち、前記上部爪４２ａはピン４３ａにより浮動自在に支持されている。これにより下部爪４１ａはクランクシャフト２９のメインジャーナル部３９ａ及び３９ｂに当接するので、上部爪４２ａの製作時のわずかな狂いによる片当たりを防止することができ、メインジャーナル部３９ａ及び３９ｂは下部爪４１ａ及び上部爪４２ａに略均等に当接するようになる。

前記クランプ爪機構４０ａは、前記シリンダ機構１５ａの作動により下部爪４１ａ、上部爪４２ａのそれぞれが第１のラック部材３２ａ、第２のラック部材３５ａと一体的に移動するので、下部爪４１ａ、上部爪４２ａはシリンダ機構１５ａの作動により、ラック部材３２ａ、ピニオン３３ａ及びラック部材３５ａにより矢印ＡまたはＢ方向に移動する。すなわち、下部爪４１ａ、上部爪４２ａはシリンダ機構１５ａの作動により互いに近接または離間するように移動するようになる。

本発明の実施の形態に係るバイスクランプ装置１０は基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作及び作用効果について説明する。
先ず、ワークであるクランクシャフト２９をバイスクランプ装置１０にクランプする場合について説明する。
クランクシャフト２９をバイスクランプ装置１０にクランプするときは、工作機械等の加工装置（図示しない）に図示しない手段（ローダーまたは人手など）によりバイスクランプ装置１０内への搬入が行われる。バイスクランプ装置１０内に搬入されたクランクシャフト２９は図示しない仮置き装置中に置かれ、図１のシリンダ機構１５ａ、１５ｂの作動により、ピストン１７ａ及び１７ｂを、例えば矢印Ａ方向に移動させると、第１のラック部材３２ａ及び３２ｂ、ピニオン３３ａ及び３３ｂ、第２のラック部材３５ａ及び３５ｂがアーム３７ａ及び３７ｂ、連結棒３８によりクランプ爪機構４０ａ及び４０ｂが互いに近接する方向に移動する。これにより、下部爪４１ａ及び４１ｂ、上部爪４２ａ及び４２ｂが互いに近接してクランクシャフト２９のメインジャーナル部３９ａ、３９ｂをクランプする。

クランクシャフト２９をバイスクランプ装置１０よりアンクランプする場合は、シリンダ機構１５ａ、１５ｂの作動により、ピストン１７ａ及び１７ｂを、例えば矢印Ｂ方向に移動させると、第１のラック部材３２ａ及び３２ｂ、ピニオン３３ａ及び３３ｂ、第２のラック部材３５ａ及び３５ｂがアーム３７ａ及び３７ｂ、連結棒３８によりクランプ爪機構４０ａ及び４０ｂが互いに離間する方向に移動する。これにより、下部爪４１ａ及び４１ｂ、上部爪４２ａ及び４２ｂが互いに離隔してクランクシャフト２９のメインジャーナル部３９ａ、３９ｂがクランプ状態から解放される。

本発明の実施の形態に係るバイスクランプ装置１０は、一組のシリンダ機構１５ａ及び１５ｂを連結棒３８により一体を作動可能なようにし、かつ一組クランプ手段３０ａ及び３０ｂが略同時に作動してクランクシャフト２９のメインジャーナル部３９ａ及び３９ｂを同時にクランプするようにしたので、該メインジャーナル部３９ａ及び３９ｂに均一のクランプ力を付勢することができる。
本実施の形態に係るバイスクランプ装置１０において、ワークはクランクシャフト２９のクランプについて説明したが、ワークがクランクシャフト形状以外のクランプの場合にも勿論適用できる。

本発明の実施に形態に係るバイスクランプ装置の概略を示す正面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線の断面図である。 図１の平面図である。 図１のバイスクランプ装置の機構概略を示す斜視図である。

符号の説明

１０ バイスクランプ装置
１１ 旋回テーブル
１２ ジグ本体
１３ａ、１３ｂ ベース部材
１５、１５ｂ シリンダ機構
２１ａ、２１ｂ 支持手段
２８ａ、２８ｂ 支持板
３０ａ、３０ｂ クランプ手段
３１ａ、３１ｂ、３４ａ、３４ｂ ラック
３２ａ、３２ｂ、３５ａ、３５ｂ ラック部材
３７ アーム
３９ａ、３９ｂ メインジャーナル部
４０ａ、４０ｂ クランプ爪機構
４１ａ、４１ｂ 下部爪
４２ａ、４２ｂ 上部爪
４４ａ、４４ｂ 連結部材

Claims (7)

1. 自動車用のクランクシャフトを水平に配置し、ＡＴＣを付属した横型３軸コラムトラバース形マシニングセンターを使用して両端面加工を行う工作機械であって、
   水平方向回転駆動軸上に、前記クランクシャフト両端のメインジャーナル部をクランプする自動車用クランクシャフトのバイスクランプ装置において、
   ジグ本体と、
   前記ジグ本体に設けられたアクチュエータと、
   前記ジグ本体に設けられ軸心方向に移動する支持手段と、
   前記アクチュエータにより移動するクランプ手段と、
   前記支持手段及び前記クランプ手段に設けられ前記クランクシャフトをクランプするクランプ爪機構と、
   を備え、前記アクチュエータの作動により前記支持手段及び前記クランプ手段が協動して前記クランプ爪機構により前記クランクシャフトをクランプすることを特徴とするバイスクランプ装置。
2. 請求項１記載のバイスクランプ装置において、
   前記アクチュエータは、前記ジグ本体の上部に設けられたシリンダに摺動自在に嵌挿されたピストンと、
   前記ピストンに取付けられ前記シリンダに支持されたピストンロッドと、
   を備えること特徴とするバイスクランプ装置。
3. 請求項１または２記載のバイスクランプ装置において、
   前記支持手段は、前記ジグ本体の下部に移動自在に内装された一組のガイド軸部材と、
   前記ガイド軸部材の一端部に取付けられた支持板と、
   を備えることを特徴とするバイスクランプ装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１に記載のバイスクランプ装置において、
   前記クランプ手段は、前記ピストンロッドに対向して前記ピストンに取付けられラックを有する第１のラック部材と、
   前記ラック部材に噛合うピニオンと、
   前記第１のラック部材に並行で前記ピニオンに噛合うラックを有する第２のラック部材と、
   を備えることを特徴とするバイスクランプ装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１に記載のバイスクランプ装置において、
   前記クランプ爪機構は、前記支持板に取付けられた下部爪と、
   前記下部爪に対向して該下部爪と同軸上に位置し、前記第２のラック部材に取付けられ前記第２のラック部材に浮動状態に取付けられた上部爪と、
   を備えることを特徴とするバイスクランプ装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１に記載のバイスクランプ装置において、
   前記ジグ本体は、横断面略円形状を備えることを特徴とするバイスクランプ装置。
7. 請求項４記載のバイスクランプ装置において、
   前記第１のラック部材は、円弧運動するアームに係合することを特徴とするバイスクランプ装置。
   

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