JP2812115B2 - 工作機械におけるワーク静止装置 - Google Patents

工作機械におけるワーク静止装置

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JP2812115B2 JP4340781A JP34078192A JP2812115B2 JP 2812115 B2 JP2812115 B2 JP 2812115B2 JP 4340781 A JP4340781 A JP 4340781A JP 34078192 A JP34078192 A JP 34078192A JP 2812115 B2 JP2812115 B2 JP 2812115B2
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哲 小野
雄一 吉田
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株式会社新潟鉄工所
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はクランクシャフト等を加
工する工作機械におけるワーク静止装置に関する。
【0002】
【従来の技術】クランクシャフトのジャーナルやピン部
分を荒加工するものとしてクランクシャフトミーリング
マシンがある。このクランクシャフトミーリングマシン
について図6および図7を参照しながら簡単に説明する
と、ベッド1の上には左ストック2と右ストック3が固
定され、それらの先端に左チャック4と右チャック5が
それぞれ取り付けられ、これらのチャック4、5によっ
てクランクシャフトWを把持し固定できるようになって
いる。
【0003】ベッド1の後部にはサドル7が左右方向へ
スライド自在に設けられ、サドル7の上部にはコラム8
が前後方向にスライド自在に設けられている。コラム8
の前部には主軸頭9、10が上下方向にスライド自在に
設けられ、主軸頭9、10にはカッタがカッタアダプタ
を介して取り付けられている。そして、カッタは主軸頭
9、10とともに回転しながら前後方向及び上下方向に
動くことにより、クランクシャフトWの例えばピンの外
周を一回円弧を描くように動き、これにより、ピンの外
周を加工するようになっている。
【0004】12、13はクランクシャフトWの長さ方
向の中間部分を静止させるための左ワークレスト(ワー
ク静止装置)及び右ワークレスト(ワーク静止装置)で
あり、これらワークレスト12、13はそれぞれのサド
ル7上に固定されていて、主軸頭9、10とともに左右
方向へ移動可能とされている。
【0005】例えば、このようなクランクシャフトミー
リングマシンを用いてV6クランクシャフトWを加工す
る場合には、まず、チャック4、5によってクランクシ
ャフトWを把持し固定し、次いで、図8中鎖線で示すよ
うに、右ワークレスト13でクランクシャフトWの3番
目のジャーナル15(ここで、クランクシャフトのジャ
ーナル及びピンの番号は右側から順に符することとす
る)を把持固定し、この状態で左主軸頭9に設けたカッ
タ9aで6番目のピン16を加工する一方、右主軸頭1
0に設けたカッタ10aで4番目のピン17を加工す
る。
【0006】次いで、左ワークレスト12で同じく3番
目のジャーナル15を把持固定し、同図中1点鎖線で示
すように左主軸頭9のカッタ9aで5番目のピン18を
加工し、同時に右ワークレスト13で2番目のジャーナ
ル19を把持固定するともに右主軸頭10のカッタ10
aで2番目のピン20を加工する。以下、このような一
連のサイクルで全ピン部分を加工する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種クラ
ンクシャフトミーリングマシンにあっては、加工対象が
比較的剛性が低いクランクシャフトWであるため、加工
にあたっては前記したように予めジャーナル部分をワー
クレスト12、13で把持固定する必要がある。
【0008】ここで、図9及び図10を参照して従来の
ワークレストについて説明すると、それぞれの一端部
を、把持対象であるワークの軸線に対して平行となる各
回転軸線を中心に回転自在に設けられることで開閉自在
とされたワークレストの左右一対のウイング21、22
が、シリンダ23およびそれに接続されるリンク板24
等を介して図中矢印で示すごとく開方向へ操作され、こ
の状態でクランクシャフトWが所定位置にセットされ
る。
【0009】その後、前記シリンダ23が逆方向へ動く
ように操作され、両ウイング21、22を閉方向へ回転
させる。このとき、ウイング21、22の略中央に設け
られたワーク把持部25、26によってクランクシャフ
トWのジャーナルを把持固定する。また、このとき、ウ
イング21、22の下端(他端)に設けられたくさび部
分27、28を、上昇するクランパー29の内側傾斜面
29aに係合されることで、ウイング21、22が開く
方向へ回転するのを規制されて、いわゆるクランプロッ
ク状態となる。
【0010】この状態で、前記したようにクランクシャ
フトWのピンに対し所定の加工が施される。なお、前記
左右のウイング21、22を支持する軸は図示しないギ
ヤを介して連結されており、その内の一方が回転される
と他側も同期して逆方向へ回転されるようになってい
る。
【0011】しかしながら、従来のワーク静止装置(ワ
ークレスト)にあっては、ウイング21、22の略中央
に取り付けられた4箇所のジョー30、30でクランク
シャフトWのジャーナルを把持し、ウイング下部のクラ
ンパー29でロックする構造になっているが、クランパ
ー29のストロークが短いため、クランクシャフトWの
ジャーナル径が変わると、クランパー29によるロック
が行なえなくなる。
【0012】これを避ける手段の一つに、図10に示す
ようにワークが変わってジャーナル径が変わる場合に、
ジョー30の取り付け面に挿入されているスペーサ31
を段取り替えする方法があるが、スペーサ31の段取り
替え作業は面倒であり、ワーク寸法が変わるたびに頻繁
に行なわなければならず現実的ではなく、特に多種類の
ワークを加工する際の自動化の妨げになる問題があっ
た。なお、図10では中心線を間に挟んで左右にジャー
ナル径が異なる場合の例をそれぞれ表している。
【0013】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、ワーク寸法が変わる場合でも、スペーサ等の段取り
替えなしで、ワークを有効に把持できる工作機械におけ
るワーク静止装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】係る目的を達成するため
に、請求項1記載の発明では、それぞれの一端部を、把
持対象であるワークの軸線に対して平行となる各回転軸
線を中心に回転自在に設けられることで開閉自在とさ
れ、閉じられたときにそれぞれの略中央に設けられたワ
ーク把持部で前記ワークを把持固定する左右一対のウイ
ングと、該左右のウイングが前記ワークを把持した状態
で閉じられたときにそれらウイングの他端に設けられた
くさび部分に嵌合してウイングが開く方向へ回転するの
を規制するクランパーとを備える工作機械におけるワー
ク静止装置において、前記各ウイングの回転中心を、そ
れぞれ互いに接近・離間する方向へ同距離ずつ移動させ
るウイング回転中心移動機構が設けられていることを特
徴とする。
【0015】請求項2記載の発明では、前記ウイング回
転中心移動機構は、前記各ウイングをそれらの回転中心
で支持する一対のウイング支持軸の外周にそれぞれ偏心
ブッシュが介装され、該偏心ブッシュが軸受けにより支
持された構成とした。
【0016】また、請求項3記載の発明では、前記ウイ
ング回転中心移動機構に、ワークの径に応じて前記偏心
ブッシュを強制的に回転させて、前記ウイングの回転中
心を前記ワークの径に応じた位置に移動させる偏心ブッ
シュ回転手段を備える構成とした。
【0017】
【作用】本発明にかかる工作機械におけるワーク静止装
置によれば、ワーク径に応じて左右のウイングの回転中
心距離を変えられ、例えば、ワーク径が大になると回転
中心距離を大きく設定し、またワーク径が小さいと逆に
回転中心距離を小さく設定することが可能である。した
がって、ワーク径が多少変わってもそれらウイングによ
り把持固定した状態において、左右のウイングの下端の
くさび部分の離間距離はそれほど変化せず、共通のクラ
ンパーで十分係合できる。このように、ワーク径に応じ
て左右のウイングの回転中心距離を変えるだけの操作で
足り、ウイングの把持部に挿入されているスペーサを段
取り替えするといった面倒な作業は不要になる。
【0018】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1ないし図5を
参照して説明する。なお、説明の便宜上従来例で説明し
た同一構成要素には同一符号を付してその説明を簡略化
する。
【0019】図1において、左右のウイング21、22
はそれぞれの左右のシリンダ45、45によってそれぞ
れの一端部を回転操作される。すなわち、ウイング21
(22)の上端には突出部43が設けられ、該突出部4
3に形成された孔にはピン44を介して、シリンダ45
から延びるピストンロッド45aの先端が回転自在に連
結されている。そして、シリンダ45が伸長するとき左
右のウイング21、22は支持軸46、47を中心にそ
れぞれ開方向へ回転され、またシリンダ45が短縮する
とき左右のウイング21、22は閉方向へ回転する。な
お、シリンダ45の底部側はウイング基板51に取り付
けられたブラケット48にピン結合されている。左右の
ウイング21、22をそれらの回転中心で支持する一対
のウイング支持軸46、47は、ウイング回転中心移動
機構50によってそれぞれ互いに接近・離間する方向
(水平方向)へ同距離ずつ移動されるようになってい
る。
【0020】ウイング回転中心移動機構50は、図2に
示すように、ウイング基板51に形成された孔51a、
51a内にブッシュ52、52が嵌合され、該ブッシュ
内に略円筒状の偏心ギヤ53、54がそれぞれ回転自在
に嵌合され、偏心ギヤ53、54の孔に前記支持軸4
6、47が回転自在に嵌合され、該ウイング支持軸4
6、47に前記左右のウイング21、22がボルト
めて構成されている。ここで、偏心ギヤ53、54は図
3に示すように、外周中心Aと内孔中心Bとが所定距離
ずれて形成されており、当該偏心ギヤ53、54自身が
回転されることにより、ウイング支持軸46、47が水
平方向へ移動するので、各ウイング21、22の回転中
心が、水平方向においてそれぞれ互いに接近・離間する
方向へ移動されるようになっている
【0021】また、偏心ギヤ53、54は、次に示す偏
心ブッシュ回転手段57によって回転操作される。すな
わち、偏心ギヤ53の一端側外周には歯部53aが形成
され、この歯部53aは偏心ギヤ54の一端部外周に形
成された歯部54aと噛合している。歯部54aの歯幅
は歯部53aの略2倍に設定されており、歯部54aの
歯部53aと噛合されていない部分はラック58と噛合
している。ラック58は前記ウイング基板51上を長手
方向に沿って案内されていて、図4に示すようにロッド
59を介してシリンダ60のピストンロッド60aに連
結されている。そして、シリンダ60が伸縮操作される
ことにより、ロッド59及びラック58を介して前記一
方の偏心ギヤ54が回転操作され、かつこの偏心ギヤ5
4と噛合している他方の偏心ギヤ53も逆方向へ回転操
作されるようになっている。なお、この偏心ブッシュ回
転手段57には、クランクシャフトWのジャーナル径を
入力する入力部を備える制御部が付設されており、入力
されたジャーナル径に応じて自動的に前記シリンダが伸
縮操作されるようになっている。
【0022】なお、ウイング21、22の略中央に、溝
の奥部にジョー30に当接するスペーサ31、31が設
けられてワーク把持部25、26が構成されている点、
並びにウイング21、22の下端に形成されたくさび部
27、28に対して、シリンダ61の作動に伴いクラン
パー29が上昇して該くさび部27、28に嵌合する点
は、前記した従来例と同様である。
【0023】次に、上記構成の工作機械におけるワーク
レスト(ワーク静止装置)の作用について説明する。
【0024】シリンダ45が伸長する方向に駆動して左
右のウイング21、22を開方向に回転させる。この状
態で加工対象となるクランクシャフトWを正規の位置に
セットする。このとき、クランクシャフトのジャーナル
径を、偏心ブッシュ回転手段57に接続された制御部に
入力する。なお、ワークレストにセンサを予め設け、こ
のセンサでクランクシャフトのジャーナル径を測定し、
その値を偏心ブッシュ回転手段57の制御部に入力する
構成としてもよい。
【0025】上記制御部に入力されたジャーナル径に応
じて偏心ブッシュ回転機構57が作動され、例えば、ジ
ャーナル径が大きいときにはウイング支持軸46、47
間の距離が広がるように調整され、逆にジャーナル径が
小さい場合にはウイング支持軸46、47間の距離が狭
まるように調整される。
【0026】具体的に説明すると、図3の実線に示すよ
うにウイング支持軸46、47間の距離が狭まった状態
から同図中2点鎖線で示すように広げようとする場合に
は、伸張状態にあるシリンダ60が短縮操作され、ピス
トンロッド60a及び中間ロッド59を介してラック5
8を図3中右方へ移動させ、一方の偏心ギヤ54を図3
中反時計方向へ180度回転させる。このように一方の
偏心ギヤ54が回転するのに伴い、この偏心ギヤ54に
噛合されている他方の偏心ギヤ53も時計方向へ180
度回転される。ここで、ウイング支持軸46、47の回
転中心は偏心ギヤ53、54の内孔中心Bと一致し、偏
心ギヤ53、54の内孔中心Bは該偏心ギヤの外周中心
Aから所定距離ずれて形成されているので、偏心ギヤ5
3、54の回転に伴い、ウイング支持軸46、47の回
転中心は、一つのウイング支持軸46(47)について
前記偏心ギヤ53、54の内孔中心Bと外周中心Aとの
所定距離のずれの2倍分ずれ、結局、ウイング支持軸4
6、47の回転中心がそれぞれBからB’の位置へ移動
し、それらの回転中心間距離が広がる。
【0027】逆に、ウイング支持軸46、47の回転中
心間距離が広がった状態から狭めようとする場合には、
短縮状態にあるシリンダ60が伸張操作され、ピストン
ロッド60a、中間ロッド59、及びラック58を介し
て、一方の偏心ギヤ54が時計方向へまた他方の偏心ギ
ヤ53が反時計方向へそれぞれ180度回転される。こ
れにより、回転中心がBの位置に移動し、ウイング支持
軸46、47間の回転中心間距離が狭まる。
【0028】このようにウイング支持軸間の距離調整が
終わった後、シリンダ45が短縮操作されて図1中実線
で示すように左右のウイング21、22が閉じる。この
状態で、シリンダ61が伸張操作されてクランパ29が
上昇し、内側の傾斜面29a、29aがウイングのくさ
び部27、28に係合して、クランプ状態をロックす
る。
【0029】図1及び図5は、それぞれジャーナル径の
異なる2種類のワークをそれぞれクランプした状態を示
し、向かって中心線の左側が大きいジャーナル径のワー
クWをクランプした状態、右側が小さいジャーナル径の
ワークWをクランプした状態を示す。何れにしてもウイ
ング21、22の回動中心をジャーナル径に応じて自動
的に替えられるので、当該ウイング21、22の下端の
くさび部材27、28間の距離は、ワークのジャーナル
径が大小異なってもその変化はわずかであり、共通のク
ランパー29で十分ロックできる。なお、クランプ状態
において、ウイングの把持部に挿入されているスペーサ
31を段取り替えするといった面倒な作業は不要であ
る。
【0030】なお、上記実施例では、偏心シャフト5
3、54を回転操作させるのに、間にラック58及びそ
れに噛合するギヤを介装させてシリンダ60の駆動力に
より行なっているが、これに限られることなく、それら
ラック58等を用いず直接シリンダで移動する構成にし
てもよい。また、上記実施例ではウイング支持軸46、
47の移動を2段階で行なっているが、これに限られる
ことなく3段階以上の複数段に亙って調整できる構造に
してもよい。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ワ
ーク径に応じて左右のウイングの回転中心距離を変えら
れ、例えば、ワーク径が大になると回転中心距離を大き
く設定し、またワーク径が小さいと逆に回転中心距離を
小さく設定することが可能となり、したがって、ワーク
径が変わっても、左右のウイングの下端のくさび部分の
離間距離はそれほど変化せず、共通のクランパーで十分
係合できる。したがって、クランプウイングの把持部に
挿入されているスペーサを段取り替えするといった面倒
な作業を行なう必要な無くなり、ワーク静止装置の自動
化を無理なく図かることができる等の優れた効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すワーク静止装置の正面
図である。
【図2】同ワーク静止装置で用いられる偏心ブッシュ回
転機構を説明する断面図である。
【図3】同偏心ブッシュ回転機構の正面図である。
【図4】上記図1におけるXーX線に沿う断面図で
る。
【図5】ワーク把持部の詳細図である。
【図6】クランクシャフトシーリングマシンの一例を示
す正面図である。
【図7】同クランクシャフトシーリングマシンの側面図
である。
【図8】同クランクシャフトミーリングマシンによりワ
ークを加工する状態を示す拡大図である。
【図9】ワーク静止装置の従来例を示す正面図である。
【図10】ワーク静止装置の従来例のワーク把持部の部
分拡大図である。
【符号の説明】
21 ウイング 22 ウイング 25 ワーク把持部 26 ワーク把持部 27 くさび部分 28 くさび部分 29 クランパー 50 ウイング回転中心移動機構 52 ブッシュ(軸受け) 53 偏心ギヤ(偏心ブッシュ) 54 偏心ギヤ(偏心ブッシュ) 57 偏心ブッシュ回転手段 58 ラック W ワーク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B23Q 1/00 - 1/76

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 それぞれの一端部を、把持対象であるワ
    ークの軸線に対して平行となる各回転軸線を中心に回転
    自在に設けられることで開閉自在とされ、閉じられたと
    きにそれぞれの略中央に設けられたワーク把持部で前記
    ワークを把持固定する左右一対のウイングと、該左右の
    ウイングが前記ワークを把持した状態で閉じられたとき
    にそれらウイングの他端に設けられたくさび部分に嵌合
    してウイングが開く方向へ回転するのを規制するクラン
    パーとを備える工作機械におけるワーク静止装置におい
    て、 前記各ウイングの回転中心を、それぞれ互いに接近・離
    間する方向へ同距離ずつ移動させるウイング回転中心移
    動機構が設けられていることを特徴とする工作機械にお
    けるワーク静止装置。
  2. 【請求項2】 前記ウイング回転中心移動機構は、前記
    各ウイングをそれらの回転中心で支持する一対のウイン
    グ支持軸の外周にそれぞれ偏心ブッシュが介装され、該
    偏心ブッシュが軸受けにより支持された構成であること
    を特徴とする請求項1記載の工作機械におけるワーク静
    止装置。
  3. 【請求項3】 前記ウイング回転中心移動機構には、ワ
    ークの径に応じて前記偏心ブッシュを強制的に回転させ
    て、前記ウイングの回転中心を前記ワークの径に応じた
    位置に移動させる偏心ブッシュ回転手段を備えているこ
    とを特徴とする請求項2記載の工作機械におけるワーク
    静止装置。
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