JP2009119548A - 軸部仕上げ加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成でありながら、軸部の表面粗さを小さくすることが可能な軸部仕上げ加工装置を提供する。
【解決手段】第１クランプ爪１２及び第２クランプ爪１４は、クランクシャフト１のピン部４を挟持する。これら第１クランプ爪１２及び第２クランプ爪１４の各々には、ピン部４を押圧する第１シュー５８及び第２シュー６０が互いに対向するように設けられており、研磨布紙５６は、これら第１シュー５８及び第２シュー６０によってピン部４の表面に押圧される。ここで、第１シュー５８及び第２シュー６０の各々は、ピン部４に臨む側の端面に設けられた第１押さえ片６２及び第２押さえ片６４を含み、第１押さえ片６２はウレタンゴム等の弾性に富む素材からなり、第２押さえ片６４は、表面にダイヤモンド砥粒が電着された鋼材等の剛性に富む素材からなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、軸部に研磨布紙を摺接させることで前記軸部の表面の仕上げ加工を行う軸部仕上げ加工装置に関する。

一般的なクランクシャフトの概略全体斜視図を図４に示す。クランクシャフト１は、ウェイト２と、該ウェイト２の略中央に位置するジャーナル部３と、ウェイト２の端部に位置するピン部４とに大別される。

この中、ピン部４には、内燃機関を構成するピストンを変位させるためのコンロッド（いずれも図示せず）が連結される。周知のように、クランクシャフト１は中央軸を中心として回転するので、この回転に伴ってコンロッドがピン部４に摺接することになる。

このため、ピン部４には、表面粗さを可及的に小さくするべく、仕上げ加工が行われる。表面粗さが過度に大きい状態であると、ジャーナル部３とコンロッドの間に潤滑油を保有することが容易でなくなるからである。

なお、ピン部４の仕上げ加工を行う軸部仕上げ加工装置としては、特許文献１に記載されたものが挙げられる。この装置では、２片のゴムによってジャーナル部３を挟持するとともに、ゴムとピン部４との間に研磨布紙を介装するようにしている。

特開昭６１−１７８１６８号公報

特許文献１記載の軸部仕上げ加工装置は、ある程度の表面粗さとすることは可能であるが、表面粗さを一層小さくすることが希求されるような場合に対応することが容易ではないという不具合が顕在化している。

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、従来技術と構成を略同じくしながらも軸部の表面粗さを一層小さくすることが可能な軸部仕上げ加工装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、軸部を有するワークの表面を仕上げ加工するための軸部仕上げ加工装置であって、
前記軸部を挟持する第１シュー及び第２シューと、
前記第１シュー及び第２シューと前記軸部との間に介装される研磨布紙と、
を備え、
前記第１シューにおける前記研磨布紙に臨む側の端面は、前記第２シューにおける前記研磨布紙に臨む側の端面に比して軟質に設定される部位を備えることを特徴とする。

このような構成においては、第２シューの端面が硬質で剛性が高いため、研磨前の軸部の表面の凹凸に倣って変形することがない。従って、軸部の表面の形状を矯正することが容易となる。換言すれば、軟質な第１シューのみを使用する場合に比して軸部の表面粗さやうねりを矯正することが容易であり、結局、平坦化が容易である。

一方、軟質な第１シューは弾性に富み、このため、例えば、軸部に湾曲部が存在する場合、その湾曲部の形状に倣って変形する。すなわち、軟質な第１シューを用いることにより、細部まで研磨を行うことができる。

なお、第２シューにおいて、研磨布紙に臨む側の端面には、ダイヤモンド砥粒が付着されていることが好ましい。このダイヤモンド砥粒が研磨布紙に噛み込むので、研磨布紙が位置ズレを起こすことが防止されるようになるからである。

また、第１シューの素材の具体例としてはゴムを挙げることができ、一方、第２シューの素材の具体例としては鋼材を挙げることができる。

さらに、第１シューにおいて、軸部の軸線方向に沿う寸法を第２シューに比して大きく設定することが好ましい。軸部に湾曲部が存在する場合、第１シューがこの湾曲部に到達すれば、該第１シューの端面が軟質であるために湾曲部に乗り上げる。従って、湾曲部に対しても精密な研磨加工を施すことができる。

本発明によれば、第１シュー及び第２シューにおける軸部に臨む側の端面の中、第２シュー側を硬質に設定するようにしている。硬質な第２シューの端面は、研磨前の軸部の表面の凹凸に倣って変形することがないので、軸部の表面粗さやうねりを矯正することが容易である。従って、軸部の表面粗さを向上させることができる。

また、軟質で弾性に富む第１シューによって、軸部を細部まで研磨することが可能となる。

以下、本発明に係る軸部仕上げ加工装置につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

本実施の形態に係る軸部仕上げ加工装置の長手方向に沿う全体概略一部断面側面図を図１に示す。この軸部仕上げ加工装置１０は、ワークとしてのクランクシャフト１のピン部４を挟持する第１クランプ爪１２及び第２クランプ爪１４を備える。なお、図１において、クランクシャフト１（ピン部４）は、紙面に直交する方向に延在している。

軸部仕上げ加工装置１０を構成する長尺な機体１６は、入力ポート１８が形成された第１ホルダ２０と、ボルト２２を介して第１ホルダ２０に連結された第２ホルダ２４と、第２ホルダ２４に連結されて若干幅広の第３ホルダ２６とを有する。なお、第２ホルダ２４には、出力ポート２８が形成されている。

第２ホルダ２４には空気圧シリンダ３０が収容されており、前記入力ポート１８は、この空気圧シリンダ３０に作動エアを供給するためのものである。一方、前記出力ポート２８からは、空気圧シリンダ３０から排出された作動エアが除去される。

第３ホルダ２６には、第１止軸３２及び第２止軸３４を介して第１クランプ爪１２及び第２クランプ爪１４が軸止されている。その一方で、第３ホルダ２６には、第１アーム３６及び第２アーム３８の一端部が第３止軸４０及び第４止軸４２を介して連結されている。さらに、これら第１アーム３６及び第２アーム３８の他端部は、第５止軸４４によって前記空気圧シリンダ３０のロッド４６に連結されている。

第１クランプ爪１２、第３ホルダ２６及び第２クランプ爪１４には、第１ローラ４８、第２ローラ５０、第３ローラ５２及び第４ローラ５４が設置されている。これら第１ローラ４８から第２ローラ５０、第３ローラ５２を経て第４ローラ５４にかけて、研磨布紙５６が所定の張力で巻回されている。

そして、第１クランプ爪１２及び第２クランプ爪１４のそれぞれには、ピン部４を挟持する第１シュー５８及び第２シュー６０が互いに対向するように設置されている。すなわち、研磨布紙５６は、第１シュー５８及び第２シュー６０によって支持された状態でクランクシャフト１のピン部４を押圧する。

図２に示すように、第１シュー５８及び第２シュー６０の各々は、第１押さえ片６２、第２押さえ片６４を含む。この中、第１押さえ片６２におけるクランクシャフト１のピン部４の軸線方向に沿う寸法（以下、幅方向寸法という）は、第１シュー５８に比して若干大きく設定されている。また、第１押さえ片６２は比較的軟質な素材、例えば、ウレタンゴムから構成され、一方、第２押さえ片６４は比較的剛性に富む素材、例えば、その表面にダイヤモンド砥粒が電着された鋼材から構成される。本実施の形態においては、第１押さえ片６２の厚み寸法は、第２押さえ片６４の厚み寸法と略同等に設定されている。

さらに、本実施の形態においては、図２から諒解されるように、第１シュー５８の幅方向寸法は、第２シュー６０に比して大きく設定されている。

なお、この場合、各ピン部４の端部には、湾曲したアール部６６が形成されている。

本実施の形態に係る軸部仕上げ加工装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。

第１クランプ爪１２及び第２クランプ爪１４を閉じる場合、出力ポート２８から作動エアを除去して空気圧シリンダ３０のロッド４６を後退させる。これに伴い、第１アーム３６及び第２アーム３８に引っ張られた第１クランプ爪１２及び第２クランプ爪１４が第１止軸３２及び第２止軸３４を中心に回動動作し、最終的に、第１シュー５８及び第２シュー６０がピン部４を挟持する。勿論、この際、第１押さえ片６２及び第２押さえ片６４が研磨布紙５６を介してピン部４を押圧する。

この状態で、クランクシャフト１がその長手方向に沿って複数回往復動作される。勿論、この往復動作のストロークは、第１シュー５８がウェイト２に当接する程度の範囲内である。

ここで、上記したように、第１押さえ片６２は比較的軟質、換言すれば、弾性に富む素材（例えば、ウレタンゴム）からなる。このため、第１押さえ片６２は、第１シュー５８が最大ストローク位置に変位した際、図３に示すように、第１押さえ片６２及び研磨布紙５６がアール部６６に到達して乗り上げる。従って、アール部６６に対しても研磨を施すことができる。

その一方で、第２押さえ片６４においては、その表面のダイヤモンド砥粒が研磨布紙５６に噛み込む。このため、研磨布紙５６が滑ることに伴う位置ズレが防止される。すなわち、いわゆるスリップ防止が営まれる。

また、第２押さえ片６４が剛性に富む素材（例えば、鋼材）であるため、この第２押さえ片６４に密着した研磨布紙５６は、ピン部４の表面に存在する凹凸に倣って変形することがない。従って、ピン部４の表面は、高い凸部から順次研磨される。

このことから諒解されるように、本実施の形態によれば、ピン部４の表面の表面粗さやうねりを矯正して平坦化することが容易であり、結局、ピン部４の表面の形状を短時間で矯正することが可能となる。

以上の研磨加工が終了した後、入力ポート１８から作動エアを導入して空気圧シリンダ３０のロッド４６を前進させ、第５止軸４４を中心として第１アーム３６及び第２アーム３８を回動動作させる。これに追従して第１クランプ爪１２及び第２クランプ爪１４が第１止軸３２及び第２止軸３４を中心に回動動作し、第１シュー５８及び第２シュー６０がピン部４から離間する。すなわち、第１クランプ爪１２及び第２クランプ爪１４が開く。

そして、ピン部４がある程度回転されるとともに研磨布紙５６が第１ローラ４８〜第４ローラ５４に沿って所定量送り出された後、出力ポート２８から作動エアが除去され、第１クランプ爪１２及び第２クランプ爪１４が再び閉じ、第１押さえ片６２及び第２押さえ片６４がピン部４を押圧する。この状態で、ピン部４の別の部位に対して上記の作業が実施される。

以上のように、第２押さえ片６４として剛性に富む素材を採用することにより、ピン部４の表面の形状を矯正することができると同時に、表面粗さを向上させることができる。しかも、第１押さえ片６２が弾性に富む素材であるので、ピン部４とウェイト２の境界であるアール部６６に対しても精密な研磨を施すことができる。

すなわち、上記のようにして仕上げ加工を行った場合、従来技術に比して表面粗さが格段に向上する。結局、本実施の形態によれば、前記特許文献１に記載された軸部仕上げ加工装置と略同様の構成でありながら、表面粗さを小さくすることが可能となる。

なお、上記した実施の形態においては、第１押さえ片６２の材質としてウレタンゴムを例示するとともに、第２押さえ片６４の材質として鋼材を例示して説明しているが、両押さえ片の材質は、これらに特に限定されるものではない。すなわち、第１押さえ片６２の素材はその他のゴム等弾性に富むものであればよく、第２押さえ片６４の素材はその他の金属材等剛性に富むものであればよい。また、第１押さえ片６２と第２押さえ片６４の厚み寸法を、例えば、軟質な第１押さえ片６２の方を大きくする等、互いに相違させるようにしてもよいことは勿論である。

さらに、軸部仕上げ加工装置１０の加工対象（ワーク）は、クランクシャフト１のピン部４に限定されるものではなく、軸部材ないしは所定の部材の軸部であってもよい。

勿論、ジャーナル部３に対しても、ピン部４と同様にして研磨を施すことができる。

本実施の形態に係る軸部仕上げ加工装置の長手方向に沿う全体概略一部断面側面図である。 図１の軸部仕上げ加工装置の正面要部拡大図である。 図１の軸部仕上げ加工装置を構成する第１押さえ片がクランクシャフトのアール部に到達した状態を示す正面要部拡大図である。 一般的なクランクシャフトの概略全体斜視図である。

符号の説明

１…クランクシャフト ３…ジャーナル部
４…ピン部 １０…軸部仕上げ加工装置
１２、１４…クランプ爪 ３０…空気圧シリンダ
３６、３８…アーム ５６…研磨布紙
５８、６０…シュー ６２、６４…押さえ片
６６…アール部

Claims (4)

1. 軸部を有するワークの表面を仕上げ加工するための軸部仕上げ加工装置であって、
   前記軸部を挟持する第１シュー及び第２シューと、
   前記第１シュー及び第２シューと前記軸部との間に介装される研磨布紙と、
   を備え、
   前記第１シューにおける前記研磨布紙に臨む側の端面は、前記第２シューにおける前記研磨布紙に臨む側の端面に比して軟質に設定される部位を備えることを特徴とする軸部仕上げ加工装置。
2. 請求項１記載の軸部仕上げ加工装置において、前記第２シューの前記研磨布紙に臨む側の端面にダイヤモンド砥粒が付着されていることを特徴とする軸部仕上げ加工装置。
3. 請求項１又は２記載の軸部仕上げ加工装置において、前記第１シューがゴムからなり、且つ前記第２シューが鋼材からなることを特徴とする軸部仕上げ加工装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の軸部仕上げ加工装置において、前記軸部の軸線方向に沿う前記第１シューの寸法が、前記第２シューに比して大きいことを特徴とする軸部仕上げ加工装置。

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