JP3265201B2 - クランクピン位相割出し装置及び位相割出し方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、クランクピン研
削盤等を具体化するのに適したクランクピン位相割出し
装置及び位相割出し方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のクランクピン位相割出し
装置としては、例えば特開平３−１９７５７号公報に示
すような構成のものが知られている。この従来装置にお
いては、主軸の先端にチャック本体が装着され、そのチ
ャック本体には位相回転軸が主軸の軸線に対して偏心し
た軸線上で回転可能に支持されている。主軸の中心には
位相割出し軸が同一軸線上で相対回転可能に支持され、
その位相割出し軸の先端が第１のカップリングを介して
位相回転軸に連結されている。

【０００３】主軸と位相割出し軸との間には第２のカッ
プリングが配設され、この第２のカップリングを介して
両軸が係脱可能に連結されている。駆動モータと主軸及
び位相割出し軸との間には差動歯車機構が介装され、駆
動モータの回転に伴い、この差動歯車機構を介して主軸
及び位相割出し軸が一体的または相対的に回転される。
また、ブレーキ機構が主軸及び位相割出し軸のいずれか
に連結可能なように配置されている。

【０００４】そして、主軸の軸線に対するワークの割出
しは、第２のカップリングを離脱させるとともに、主軸
にブレーキ機構を係合させて行われる。この状態におい
ては、主軸の回転が拘束されているため、駆動モータが
回転されると、差動歯車機構を介して、位相割出し軸が
主軸に対して相対回転される。この回転が位相回転軸に
伝達されることにより、チャック本体に支持されたワー
クは、ワークの中心に対して所定の位相に割り出しされ
る。

【０００５】一方、主軸の回転駆動時には、第２のカッ
プリングを係合させるとともに、ブレーキ機構を解除さ
せて行われる。この状態においては、主軸と位相割り出
し軸とが一体的に連結されているため、駆動モータが回
転されると、差動歯車機構を介して、主軸及び位相割出
し軸が一体回転される。これにより、チャック本体に支
持されたワークは、所定の位相割出し状態にて、主軸の
軸線を中心に回転される。そして、この回転により、チ
ャック本体に把持されたワークに対して所定の加工が行
われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
クランクピン位相割出し装置においては、駆動モータと
主軸及び位相割出し軸との間に差動歯車機構が介装さ
れ、駆動モータの回転に伴い、この差動歯車機構を介し
て、主軸及び位相割出し軸が加工または割り出しのため
に一体的または相対的に回転されるようになっている。
このため、多数の歯車を有する差動歯車機構を装備する
必要があって、装置全体の構成が複雑になるという問題
があった。また、多数の歯車があるために、歯打ち音が
原因の騒音が発生し、作業環境が悪くなる問題があっ
た。さらに、歯車の磨耗により加工精度が低下するおそ
れもあった。

【０００７】この発明は、このような従来の技術に存在
する問題点に着目してなされたものである。その目的と
するところは、構成が簡単で全体を小型にすることがで
きるとともに、ワークを所定の位相に正確に割り出すこ
とができるクランクピン位相割出し装置及び位相割出し
方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載のクランクピン位相割出し装置の
発明では、駆動モータにより回転される主軸と、その主
軸の先端に装着され、クランクシャフトのジャーナル部
を把持するためのチャックと、そのチャックに連結さ
れ、主軸の軸線に対して偏心した軸線の周りで回転可能
な位相回転軸と、その位相回転軸とチャックとを係脱可
能に連結するカップリングと、位相回転軸の先端に設け
られ、前記クランクシャフトの端面に係合する係合ピン
と、位相回転軸の回転を拘束する拘束手段とを備え、前
記クランクシャフトの位相割出し時には前記位相回転軸
を拘束し、前記カップリングの離脱状態において主軸を
回転させることにより、クランクシャフトが前記係合ピ
ンを介してジャーナル部を中心に相対的に回動されて、
次に加工するクランクピンが主軸軸線上に割出されるこ
とを特徴とするものである。

【０００９】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載のクランクピン位相割出し装置において、拘束手段は
主軸の軸心を貫通する位相割出し軸を有し、その位相割
出し軸の一端が位相回転軸に連結されるとともに、他端
において回転が拘束されるものである。

【００１０】請求項３に記載の発明では、請求項２に記
載のクランクピン位相割出し装置において、位相割出し
軸と位相回転軸との間には入力側と出力側との間の軸間
距離を変更可能なリンク継手が介在されているものであ
る。

【００１１】請求項４に記載の発明では、請求項１〜３
のいずれかに記載のクランクピン位相割出し装置におい
て、前記カップリングは、接近離間可能な２枚のカップ
リング板を備え、それらのカップリング板の対向面には
両カップリング板の接近時に互いに噛合する多数の歯を
有する噛合継手で構成したものである。

【００１２】請求項５に記載の発明では、請求項４に記
載のクランクピン位相割出し装置において、前記噛合継
手を位相回転軸とチャック本体の先端部との間に介装し
たものである。

【００１３】請求項６に記載の発明では、請求項１〜５
のいずれかに記載のクランクピン位相割出し装置におい
て、チャックは、クランクシャフトのジャーナル部を固
定位置において支持するための固定クランプ体と、支持
軸を中心に回動可能に支持された可動クランプ体と、そ
の可動クランプ体を回動させるためのクランプ体駆動手
段とを備え、クランプ体駆動手段の駆動により、可動ク
ランプ体が固定クランプ体上のジャーナル部をクランプ
する位置と、アンクランプする位置とに配置されるもの
である。

【００１４】請求項７に記載の発明では、請求項６に記
載のクランクピン位相割出し装置において、前記可動ク
ランプ体の支持軸は、軸駆動手段により回動される偏心
軸であって、偏心軸の偏心回動によりクランプ位置の可
動クランプ体が半クランプ状態になるものである。

【００１５】請求項８に記載の発明では、請求項６に記
載のクランクピン位相割出し装置において、固定クラン
プ体のジャーナル受面には超硬金属が埋設されている。
請求項９に記載の発明では、請求項８に記載のクランク
ピン位相割出し装置において、超硬金属はジャーナル受
面と同一面を構成しているものである。

【００１６】請求項１０に記載の発明では、請求項６に
記載のクランクピン位相割出し装置において、可動クラ
ンプ体は一対のローラによりジャーナル部をその円周方
向に離隔した位置においてクランプするものである。

【００１７】請求項１１に記載の発明では、請求項１０
に記載のクランクピン位相割出し装置において、可動ク
ランプ体の先端にアームが回動自在に支持され、その二
股状をなす先端に前記ローラが支持されているものであ
る。

【００１８】請求項１２に記載の発明では、駆動モータ
により回転される主軸と、その主軸の先端に装着され、
クランクシャフトのジャーナル部を把持するためのチャ
ックと、そのチャックに連結され、主軸の軸線に対して
偏心した軸線の周りで回転可能な位相回転軸と、その位
相回転軸とチャックとを係脱可能に連結するカップリン
グと、位相回転軸の先端に設けられ、前記クランクシャ
フトの端面に係合する係合ピンとを備え、クランクシャ
フトの割出し時には前記位相回転軸を拘束し、ひとつの
クランクピンが主軸の軸線の延長線上に位置するよう
に、前記カップリングの離脱状態においてクランクシャ
フトが前記係合ピンを介してジャーナル部を中心に相対
的に回動されるように前記主軸を回転させるものであ
る。

【００１９】さて、請求項１，１２において、主軸の軸
線に対するワークの割出しは、カップリングを離脱させ
るとともに、拘束手段を作用させて行われる。この状態
においては、位相回転軸の回転が拘束されているため、
駆動モータにより主軸が回転されると、チャック本体が
位相回転軸に対して相対回転されるとともに、主軸を中
心として回転される。これにより、チャック本体に支持
されたワークは、主軸の軸線に対して割出し前の姿勢を
保持したまま所定の位相に割出しされる。

【００２０】一方、主軸の回転駆動時には、噛合継手を
係合させるとともに、拘束手段の作用を解除させて行わ
れる。この状態においては、チャック本体と位相回転軸
とが一体的に連結されているため、駆動モータにより主
軸が回転されると、チャック本体及び位相回転軸が一体
回転される。これにより、チャック本体に支持されたワ
ークは、所定の位相割出し状態にて、主軸の軸線を中心
に回転される。

【００２１】このように、このクランクピン位相割出し
装置においては、差動歯車機構を備えていないため、構
成が簡単で全体を小型にすることができる。請求項２に
記載の位相割り出し装置においては、主軸と位相割出し
軸とが同心状に配置されるため、全体の小型化に寄与で
きる。また、位相割出し軸を拘束するための機構がワー
クをチャックする部分に対して位相割出し軸を介した反
対側に配置されるため、チャック機構と拘束機構とが分
離されることになり、構成の複雑化を避けることができ
る。

【００２２】請求項３に記載のクランクピン位相割出し
装置においては、位相割出し軸と位相回転軸との間のカ
ップリングがリンク継手により構成されているため、位
相割出し軸と位相回転軸との軸間距離、言い換えれば、
主軸と位相回転軸との間の軸間距離を容易に調節でき
る。

【００２３】請求項４に記載のクランクピン位相割出し
装置においては、位相回転軸とチャックとの間のカップ
リングが多数の歯と凹部とが噛合する噛合継手で構成さ
れているため、位相回転軸とチャックとの連結を確実に
行うことができる。

【００２４】請求項５に記載のクランクピン位相割出し
装置においては、噛合継手が位相回転軸とチャックの先
端部との間に介装されているため、加工時において、主
軸の回転がチャックに対して直接的に伝達され、高精度
加工に寄与できる。

【００２５】請求項６に記載のクランクピン位相割出し
装置においては、クランクシャフトのジャーナル部が可
動クランプ体のクランプ方向への回動により、固定クラ
ンプ体に支持された状態で、クランプされる。また、可
動クランプ体のアンクランプ方向への回動により、クラ
ンプ状態が解除される。

【００２６】請求項７に記載のクランクピン位相割出し
装置においては、偏心軸の作用により、可動クランプ体
が半クランプ状態になり、クランクシャフトを割出し回
転させることができる。

【００２７】請求項８に記載のクランクピン位相割出し
装置においては、超硬金属により、固定クランプ体のジ
ャーナル受面の磨耗を抑制できる。請求項９に記載のク
ランクピン位相割出し装置においては、超硬金属がジャ
ーナル受面上に突出することがなく、ジャーナル部が損
傷するのを防止できる。

【００２８】請求項１０に記載のクランクピン位相割出
し装置においては、クランクシャフトのジャーナル部が
円周方向の２位置でローラによりクランプされるため、
ジャーナル部に作用する分力がジャーナル部の中心を向
くことになる。このため、ジャーナル部が安定して確実
にクランプされる。

【００２９】請求項１１に記載のクランクピン位相割出
し装置においては、ジャーナル部をクランプするローラ
は、可動クランプ体の回動によりクランプの分力がジャ
ーナル部の中心を確実に指向する。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下に、この発明をクランクピン
研削盤に具体化した実施の形態を、図面に基づいて詳細
に説明する。

【００３１】図１に示すように、ベッド１７はその上面
にスライドベース１８を有し、そのスライドベース１８
の上面には２台のサドル１９，２０が支持されている。
両サドル１９，２０のうち、一方のサドル１９は固定さ
れており、他方のサドル２０はスライドベース１８上を
左右に移動可能である。

【００３２】駆動側ヘッド２１は一方のサドル１９上に
装設され、図２に示すように、その内部には円筒状の主
軸２２が回転可能に支持されている。従動側ヘッド２３
は駆動側ヘッド２１に対向して他方のサドル２０上に装
設され、図５に示すように、その内部には円筒状の主軸
２４が主軸２２と同一軸線上において回転可能に支持さ
れている。

【００３３】図１，図２及び図５に示すように、駆動側
ヘッド２１の主軸２２の先端には第１チャック本体２５
が装着され、この第１チャック本体２５と対向するよう
に、従動側ヘッド２３の主軸２４の先端には第２チャッ
ク本体２６が装着されている。

【００３４】図１及び図１３に示すように、ワークとし
てのクランクシャフト２７は、両端にジャーナル部２７
１，２７２を有するとともに、両ジャーナル部２７１，
２７２間に複数のクランクピン２７３を有している。両
ジャーナル部２７１，２７２は同一軸線上に配置され、
各クランクピン２７３はジャーナル部２７１，２７２の
軸線の周囲に等間隔の位相をもって配置されている。そ
して、このクランクシャフト２７が、両端のジャーナル
部２７１，２７２において、前記両チャック本体２５，
２６に把持される。

【００３５】駆動側ヘッド２１と従動側ヘッド２３との
間の間隔は、サドル２０の移動によりクランクシャフト
２７の長さに対応して調節される。図２及び図３に示す
ように、第１駆動モータ３０は前記駆動側ヘッド２１に
装設され、この第１駆動モータ３０の回転により、カッ
プリング３１及び複数の歯車３２，３３，３４，３５を
介して主軸２２が回転される。エンコーダ３６は駆動モ
ータ３０に内蔵され、主軸２２の回転位置及び主軸２４
に対する主軸２２の同期を検出する。

【００３６】図２に示すように、拘束手段を構成する位
相割出し軸３９は一対の軸受２１０，２１１を介して前
記主軸２２の軸心において相対回転可能に貫通支持さ
れ、その後端部には拘束手段を構成する拘束機構４０が
装設されている。この拘束機構４０は、位相割出し軸３
９の後端部に固定された拘束円板４１と、その拘束円板
４１の複数の係合孔４１１に係脱可能な拘束ピン４２
と、その拘束ピン４２を拘束孔４１１に係脱させるため
の拘束用シリンダ４３とを備えている。そして、この拘
束用シリンダ４３により、拘束ピン４２が拘束円板４１
の係合孔４１１と係合する位置に突出されたとき、位相
割出し軸３９の回転が拘束される。

【００３７】図４に示すように、前記第１チャック本体
２５は高張力アルミニウム等の軽量金属材料により形成
され、その先端にはクランプ装置４７が装着されてい
る。図８及び図９に示すように、このクランプ装置４７
は、第１チャック本体２５上に固定配置された固定クラ
ンプ体４８と、第１チャック本体２５に支持軸としての
支軸９０を中心に回動可能に取り付けられた回動アーム
４９と、その回動アーム４９の先端に配設された可動ク
ランプ体５０と、回動アーム４９を回動させて可動クラ
ンプ体５０を回動させるためのクランプ体駆動手段とし
てのクランプ用シリンダ５１と、支軸回転装置９８とを
備えている。可動クランプ体５０は軸１０６を中心に回
動アーム４９の先端に揺動可能に支持され、二股状をな
す先端部にはローラ１０７がそれぞれ遊転可能に支持さ
れている。

【００３８】そして、クランプ用シリンダ５１により、
回動アーム４９が支軸９０を中心として図８の時計方向
に回動されたとき、固定クランプ体４８と、可動クラン
プ体５０のローラ１０７との間において、クランクシャ
フト２７のジャーナル部２７１，２７２が、クランクピ
ン２７３の回転半径κ分だけ、主軸２１の軸線に対して
偏心した位置においてクランプされる。また、クランプ
用シリンダ５１により、回動アーム４９が図８の反時計
時計方向に回動されたときには、両クランプ体４８，５
０によるクランクシャフト２７のジャーナル部２７１，
２７２のクランプが解除される。

【００３９】図１０に示すように、前記支軸９０はその
中径部９０２がチャック本体２１の支持孔２１１に軸受
を介して支持され、支軸９０の大径部９０１には前記回
動アーム４９が回転自在に支持されている。支軸９０の
大径部９０１は中径部９０２に対してα量だけ偏心して
いる。支軸９０はチャック本体２５に取付けられた前記
支軸回転装置９８のモータ１００に取付られた歯車１０
１と，支軸９０の小径部９０３に取付けられた歯車１０
２とを介して回転される。つまり、前記支軸回転装置９
８は、軸駆動装置をも構成している。そして、可動クラ
ンプ体５０がジャーナル２７１を押圧しているとき、モ
ータ１００により支軸９０が９０度回転されると、大径
部９０１の中心βが点γの位置へ移動する。この移動に
より、回動アーム４９が偏心量αだけ図の上方に移動さ
れ、クランプ体５０がジャーナル部２７１よりわずかに
離れ、図８に示す２０２の位置に移動する。なお、図面
においては、理解を容易にするために、前記αの値を大
きくして描いたが、実際には０．２ミリメートル程度
で、ごくわずかである。

【００４０】図９に示すように、前記固定クランプ体４
８のジャーナル受面１０８は円弧状をなし、そのジャー
ナル受面１０８には硬化処理が施されるとともに、その
ジャーナル受面１０８には超硬金属よりなる複数のチッ
プ１０９が埋設されている。そして、チップ１０９は受
面１０８と同一面を構成している。

【００４１】図４に示すように、移動体１０５は第１チ
ャック本体２５内に配置され、主軸２２の軸線に対して
径方向において移動可能である。位相回転軸５３は一対
のベアリング５４を介して移動体１０５に回転可能に支
持され、移動体１０５の移動により前記主軸２２の軸線
に対して径方向に接近離間可能である。クランプ装置４
７にクランプされるクランクシャフト２７のジャーナル
部２７１と同一軸線上に前記位相回転軸５３が位置する
ように、リンク継手としてのシュミットカップリング
（商標名）５５は位相回転軸５３と位相割出し軸３９と
の間に介装されている。このシュミットカップリング５
５を介して位相回転軸５３と位相割出し軸３９とが連結
され、位相回転軸５３が位相割出し軸３９とともに同方
向へ同角度だけ回転する。

【００４２】図１１に示すように、前記シュミットカッ
プリング５５は、一対のエンドディスク５６，５７と、
両エンドディスク５６，５７間に配設された中間ディス
ク５８と、両エンドディスク５６，５７と中間ディスク
５８とを連結する各一対のリンク５９とから構成されて
いる。そして、拘束機構４０により位相割出し軸３９の
回転が拘束されたとき、シュミットカップリング５５を
介して位相回転軸５３の回転も拘束され、この状態で主
軸２２の回転に伴って、第１チャック本体２５が位相回
転軸５３に対して相対回転される。

【００４３】図４に示すように、係脱用シリンダ６１は
そのハウジングが前記位相回転軸５３を取り巻くように
第１チャック本体２５内に配設され、その内部にはピス
トン６０が移動可能に収容されている。連結ピン６２は
位相回転軸５３の外周から同軸５３の軸線と平行をなす
ように突設され、その先端にはピストン６０上の係合孔
６１１に摺動可能に係合する係合部が形成されている。

【００４４】図４及び図１２に示すように、噛合継手と
してのカーヴィックカップリング（商標名）６３は前記
位相回転軸５３と第１チャック本体２５の先端部との間
に位置するように、第１チャック本体２５とピストン６
０との間に介装されている。このカーヴィックカップリ
ング６３は、第１チャック本体２５に固定されたカップ
リング板６４と、ピストン６０に固定されたカップリン
グ板６５とを備え、それらのカップリング板６４，６５
の対向面には互いに噛合可能な多数の歯６４１，６５１
が形成されている。これらの歯６４１，６５１は、断面
台形をなしている。また、各歯６４１，６５１間には断
面三角形の凹部が形成され、各歯６４１，６５１と雌雄
の関係で対応している。

【００４５】そして、ピストン６０が第１チャック本体
２５の先端側に移動されたときには、両カップリング板
６４，６５の歯６４１，６５１が密着的に噛合されて、
第１チャック本体２５と位相回転軸５３とが、ピストン
６０，係合孔６１１と連結ピン６２との係合及びカーヴ
ィックカップリング６３を介して一体的に連結される。
一方、ピストン６０が第１チャック本体２５の後方端側
に移動されたときには、両カップリング板６４，６５の
歯６４１，６５１が離脱されて、第１チャック本体２５
と位相回転軸５３との連結が解除される。

【００４６】図４に示すように、連結体６６は前記位相
回転軸５３の先端に一体回転可能に連接され、その先端
には座６７１を有する係合ピン６７が突設されている。
そして、この係合ピン６７がクランクシャフト２７のジ
ャーナル部２７１の端面に形成された係合孔６８に係合
することにより、クランクシャフト２７が位相回転軸５
３に対し一体回転可能に連結される。

【００４７】規制体６９は前記位相回転軸５３の先端凹
所内に図４の左右方向に移動可能に配設され、ばね７０
により図示右方の突出方向に付勢されている。そして、
第１チャック本体２５上のクランプ装置４７にクランク
シャフト２７のジャーナル部２７１がクランプされると
き、ジャーナル部２７１の端面がこの規制体６９のばね
７０を介して係合ピン６７と当接して、軸線方向の所定
位置に規制される。

【００４８】図５及び図６に示すように、前記従動側ヘ
ッド２３の駆動機構は前記駆動側ヘッド２１と同じ構成
をなしている。従って、従動側ヘッド２３は前記第１駆
動モータ３０及びエンコーダ３６にそれぞれ対応する第
２駆動モータ７３及びエンコーダ７４、主軸２２に対応
する前述した主軸２４等、駆動側ヘッド２１の位相割出
軸３９，拘束機構４０を除いた各種の部材に対応する部
材を有している。そして、第２駆動モータ７３が第１駆
動モータ３０と同期回転されて、主軸２４が主軸２２と
同一方向へ同一速度で回転される。

【００４９】図７及び図８に示すように、前記第２チャ
ック本体２６は高張力アルミニウム等の軽量金属材料に
より形成され、その先端にはクランプ装置７７が装着さ
れている。このクランプ装置７７は、前記第１チャック
本体２５のクランプ装置４７と同様に構成され、固定ク
ランプ体７８と、回動アーム７９と、可動クランプ体８
０と、クランプ用シリンダ８１と、支軸回転装置９９と
を備えている。

【００５０】そして、クランプ用シリンダ８１により、
回動アーム７９がクランプ方向に回動されたとき、固定
クランプ体７８と可動クランプ体８０との間において、
クランクシャフト２７のジャーナル部２７２が、クラン
プ装置４７側のジャーナル部２７１と同一軸線上でクラ
ンプされる。また、クランプ用シリンダ８１により、回
動アーム７９が解除方向に回動されたとき、両クランプ
体７８，８０によるジャーナル部２７２のクランプが解
除される。

【００５１】支持ブロック８３は主軸２４の軸線と直交
する方向に移動可能に従動側ヘッド２３の端部に配設さ
れている。クランクシャフト２７を押圧するための押圧
用シリンダ８５は前記位相回転軸５３と同一軸線上に位
置するように、支持ブロック８３に装設され、そのピス
トンロッド８５１の先端には押圧体８６が回転自在に支
持されている。そして、第２チャック本体２６上のクラ
ンプ装置７７にクランクシャフト２７のジャーナル部２
７２がクランプされるとき、この押圧用シリンダ８５の
突出動作により、押圧体８６がジャーナル部２７２の端
面に圧接される。これにより、クランクシャフト２７が
前記第１チャック本体２５側のばね７０により突出方向
に付勢された規制体６９の係合ピン６７の先端部を押す
とともに係合されて、軸線方向の所定位置に規制される
ようになっている。

【００５２】次に、前記のように構成されたクランクピ
ン位相割出し装置の動作を説明する。さて、このクラン
クピン位相割出し装置の初期状態においては、主軸２２
及び主軸２４が定位置に停止されるとともに、位相回転
軸５３に連接した連結体６６上の係合ピン６７が初期位
相位置に割り出されている。また、ピストン６０が前進
することにより、第１チャック本体２５と位相回転軸５
３との間のカーヴィックカップリング６３が噛合状態に
あるとともに、拘束機構４０が位相割出し軸３９の拘束
を解除した状態にある。

【００５３】この状態で、図８に示すように、両チャッ
ク本体２５，２６の回動アーム４９，７９は上方に大き
く開いた位置２０１を保ち、クランクシャフト２７が図
示しない搬送機構により両チャック本体２５，２６間に
上方から搬入される。その後、クランプ用シリンダ５１
を付勢することにより、回動アーム４９は位置２０２ま
で下降して、クランクシャフト２７のジャーナル部２７
１，２７２をクランプ装置４７，７７の両クランプ体４
８，７８、５０，８０間に回動可能に仮支持する。そし
て、ジャーナル部２７１の端面の係合孔６８を係合ピン
６７に係合させると、最初に加工されるクランクピン２
７３が、主軸２２及び位相割出し軸３９の軸線上に割り
出される。

【００５４】その後、押圧用シリンダ８５により押圧体
８６が突出方向に前進移動されると、クランクシャフト
２７が規制体６９の係合ピン６７の座６７１に押し付け
られて、軸線方向の所定位置に位置規制される。そし
て、支軸回転装置９９のモータ１００を回転させて中心
βが図示下方に移動され、回動アーム４９，７９が位置
２０３に配置されて、クランクシャフト２７のジャーナ
ル部２７１，２７２が、クランプ装置４７，７７の両ク
ランプ体４８，７８、５０，８０間に回動不能にクラン
プされる。

【００５５】この状態で、駆動側ヘッド２１の第１の駆
動モータ３０及び従動側ヘッド２３の第２の駆動モータ
７３により、主軸２２及び主軸２４が同期回転される
と、両チャック本体２５，２６等が主軸２２及び主軸２
４と一体的に主軸２２，２４，位相割出し軸３９の軸線
を中心に回転される。これにより、両チャック本体２
５，２６間に支持されたクランクシャフト２７が、最初
のクランクピン２７３の軸線を中心に回転されて、図示
しない砥石車等の工具により、そのクランクピン２７３
の外周面の所定の加工が行われる。

【００５６】このとき、チャック本体２５の回転が、カ
ーヴィックカップリング６３、連結ピン６２とピストン
６０の係合孔６１１との係合を介して位相回転軸５３に
伝達され、さらにシュミットカップリング５５を介して
位相割出し軸３９に伝達され、位相割出し軸３９が追随
回転される。

【００５７】このようにして、最初のクランクピン２７
３の切削が終了すると、主軸２２及び主軸２４の回転が
停止されるとともに、支軸回転装置９８，９９のモータ
１００を逆回転させて中心βが図示上方に移動して、回
動アーム４９を位置２０２へ移動させ、クランプ装置４
７，７７によるジャーナル部２７１，２７２のクランプ
が、クランクシャフトが回動可能となるようにわずかに
緩められ、半クランプ状態になる。また、カーヴィック
カップリング６３が離脱状態に切り換えられて、第１チ
ャック本体２５と位相回転軸５３との連結が解除される
とともに、拘束機構４０が動作して、拘束ピン４２と拘
束円板４１の係合孔４１１との係合により位相割出し軸
３９及び位相回転軸５３が拘束状態に切り換えられる。
従って、この状態では、チャック本体２５が位相回転軸
５３に対して相対回転される状態になる。

【００５８】この状態で、駆動側ヘッド２１の駆動モー
タ３０及び従動側ヘッド２３の駆動モータ７３により、
主軸２２及び主軸２４が同期回転されると、位相回転軸
５３の回転が拘束された状態で、両チャック本体２５，
２６が位相回転軸５３を中心にその位相回転軸５３に対
して相対回転されるとともに、主軸２２，２４の軸線を
中心として回転される。これにより、クランクシャフト
２７が係合ピン６７を介してジャーナル部２７１，２７
２を中心に相対的に回動されて、次に加工するクランク
ピン２７３が主軸２２の軸線上に割り出される。この割
り出しは駆動モータ３０，７３の回転角検出用エンコー
ダ３６，７４からの回転角の検出信号に基づいて行われ
る。

【００５９】その後、モータ１００を回転させて回動ア
ーム４９，７９を位置２０３まで下降させると、クラン
プ装置４７，７７により、ジャーナル部２７１，２７２
が回動不能にクランプされる。また、カーヴィックカッ
プリング６３が係合状態に切り換えられるとともに、拘
束機構４０が解放状態になって、位相割出し軸３９及び
位相回転軸５３の拘束状態が解除される。この状態で、
前記と同様に、クランクシャフト２７が割り出されたク
ランクピン２７３を中心に回転されて、そのクランクピ
ン２７３の研削加工が行われる。以下、同様にして未加
工のクランクピン２７３が主軸２２，２４の軸線上へ順
に割り出されて、研削加工が行われる。

【００６０】前記の実施形態によって期待できる効果に
ついて、以下に記載する。 （ａ） この実施形態のクランクピン位相割出し装置に
おいては、駆動モータ３０により回転される主軸２２の
先端に第１チャック本体２５を装着し、その第１チャッ
ク本体２５に位相回転軸５３を主軸２２の軸線と偏心し
た軸線の周りで回転可能に支持している。また、位相回
転軸５３と第１チャック本体２５とをカップリング６３
により係脱可能に連結し、位相回転軸５３の回転を拘束
手段としての拘束機構４０により拘束するようにしてい
る。そして、クランクピン２７３の加工時には、クラン
クシャフト２７のジャーナル部２７１，２７２を支持し
ているチャック本体２５，２６が位相回転軸５３ととも
に、割り出し位置のクランクピン２７３を中心に回転さ
れる。また、割り出し時にはカーヴィックカップリング
６３及び拘束機構４０の作用により、チャック本体２
５，２６が位相回転軸５３を中心に相対回転されるとと
もに、主軸２２，２４を中心として回転される。

【００６１】このように、差動歯車機構を備えることな
く、加工回転及び位相割出しを行うようになっているた
め、装置の構成が簡単で全体を小型にすることができ
る。また、多数の歯車よりなる差動歯車機構を有してい
ないために、歯車の歯打ち音による騒音を抑制できて、
作業環境を向上できる。さらに、多数の歯車よりなる差
動歯車機構を有していないために、歯車の磨耗による加
工精度の低下を極力回避できる。

【００６２】（ｂ） この実施形態の位相割り出し装置
においては、位相割出し軸３９が主軸２２の軸線上を貫
通して、主軸２２と位相割出し軸３９とが同心状に配置
されている。このため、位相割出し軸３９が主軸２２内
に納まり、装置全体を小型化できる。また、位相割出し
軸３９を拘束するための拘束機構４０がワークをチャッ
クするためのチャック本体２５に対して位相割出し軸３
９を介した反対側に配置されている。従って、チャック
本体２５と拘束機構４０とが分離されることになり、構
成の複雑化を避けて、簡単な構成を実現できる。

【００６３】（ｃ） この実施形態のクランクピン位相
割出し装置においては、位相割出し軸３９と位相回転軸
５３との間のカップリングがシュミットカップリング５
５により構成されている。このため、位相割出し軸３９
と位相回転軸５３との間の軸間距離、言い換えれば、主
軸２２と位相回転軸５３との間の軸間距離を容易に調節
できる。従って、クランクピンストロークの長さの異な
るクランクシャフト２７に柔軟に対応して、各種のクラ
ンクシャフト２７に対する加工が可能となる。

【００６４】（ｄ） この実施形態のクランクピン位相
割出し装置においては、位相回転軸５３とチャック本体
２５との間のカップリングが、歯６４１，６５１と凹部
とが噛合するカーヴィックカップリング６３で構成され
ている。従って、位相回転軸５３とチャック本体２５と
の間の連結を滑りを生じることなく確実に行うことがで
きる。

【００６５】（ｅ） この実施形態のクランクピン位相
割出し装置においては、カーヴィックカップリング６３
の歯６４１，６５１が断面台形状をなすとともに、凹部
が断面三角形をなしている。従って、歯６４１，６５１
と凹部との噛合状態において、歯６４１，６５１の頂点
と凹部の底部とが干渉することがなく、歯６４１，６５
１と凹部との噛合精度を向上でき、高精度加工に寄与で
きる。

【００６６】（ｆ） この実施形態のクランクピン位相
割出し装置においては、第１チャック本体２５及び第２
チャック本体２６が、高張力アルミニウム等の金属材料
により形成されている。このため、両チャック本体２
５，２６が軽量になってイナーシャを低減でき、主軸２
２，２４の回転精度を高めることができ、チャック２
５，２６の本体形状によるアンバランス量を低減でき、
回転ムラを減少することができる。

【００６７】（ｇ） この実施形態のクランクピン位相
割出し装置においては、固定クランプ体４８，７８のジ
ャーナル受面１０８に硬化処理が施されているため、そ
のジャーナル受面１０８の磨耗を抑制できる。加えて、
ジャーナル受面１０８に超硬金属よりなるチップ１０９
が埋設されているため、ジャーナル受面１０８の磨耗を
いっそう抑制できる。しかも、チップ１０９はジャーナ
ル受面１０８と同一面を構成しているため、クランクシ
ャフト２７のジャーナル部２７１の外周面が損傷した
り、チップ１０９のコーナが欠損したりするのを防止で
きる。

【００６８】（ｈ） この実施形態のクランクピン位相
割出し装置においては、可動クランプ体５０，８０が一
対のローラ１０７によりジャーナル部２７１，２７２の
外周面の２カ所を押さえるため、クランプ力がジャーナ
ル部２７１，２７２の中心方向を指向する。従って、ジ
ャーナル部２７１，２７２の妄動を防止して、安定した
クランプ状態を得ることができ、高精度加工が可能にな
る。また、前記両ローラ１０７は、回動アーム４９，７
９に対して回動自在な可動クランプ体５０，８０に支持
されるため、ジャーナル部２７１，２７２の外周面を確
実に押さえることができる。そして、位相割出し時に
は、ローラ１０７はジャーナル部２７１，２７２の回転
にともなって追従回転するため、その割出しをジャーナ
ル部２７１，２７２が固定クランプ体４８，７８から外
れたりすることなく、円滑に無理なく行うことができ
る。

【００６９】なお、この発明は、次のように変更して具
体化することも可能である。 （１） 従動側ヘッド２３側の第２駆動モータ７３を省
略し、主軸２２と主軸２４との間に機械的連結手段を設
け、両軸２２，２４がその連結手段を介して一体的に回
転されるように構成すること。

【００７０】このように構成すれば、構成を簡単にする
ことができる。 （２） 前記実施形態では、第１，第２の各々の駆動モ
ータ３０，７３をそれぞれ駆動側ヘッド２１及び従動側
ヘッド２３の外部に装設したが、図１４に示すように、
それらの駆動モータ３０，７３を主軸２２及び主軸２４
のまわりに配置したビルトインタイプとすること。な
お、主軸２２側のビルトインタイプの駆動モータは図示
していない。このように構成すれば、全体を小型化でき
る。

【００７１】（３） カーヴィックカップリング６３の
噛合・離脱を他の駆動手段、例えば電磁ソレノイドによ
り行うように構成すること。 （４） カーヴィックカップリング６３における各歯６
４１，６５１間の凹部を断面台形状の形成すること。こ
の場合、各歯６４１，６５１の頂部と凹部の底部とが接
触しないように構成するのが望ましい。

【００７２】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るため、次のような効果を奏する。請求項１，１２の発
明によれば、差動歯車機構を備えることなく、加工回転
及び位相割出しを行うようになっているため、装置の構
成が簡単で全体を小型にすることができる。

【００７３】請求項２の発明によれば、位相割出し軸が
主軸の軸線上を貫通してため、装置全体を小型化でき
る。また、位相割出し軸の拘束がチャックするためのチ
ャック本体に対して位相割出し軸を介した反対側で行わ
れため、簡単な構成を実現できる。

【００７４】請求項３に記載の発明によれば、リンク継
手により、位相割出し軸と位相回転軸との間の軸間距離
を容易に調節できる。従って、各種のクランクシャフト
に対する加工が可能となる。

【００７５】請求項４に記載の発明によれば、噛合継手
を用いているため、位相回転軸とチャック本体との間の
連結を滑りを生じることなく確実に行うことができる。
請求項５に記載の発明によれば、噛合継手が位相回転軸
とチャック本体の先端部との間に介装されているため、
主軸の回転がチャックに対して直接的に伝達され、高精
度加工に寄与できる。

【００７６】請求項６に記載の発明によれば、クランク
シャフトのジャーナル部が可動クランプ体のクランプ方
向への回動により、固定クランプ体に支持された状態
で、クランプされる。また、可動クランプ体のアンクラ
ンプ方向への回動により、クランプ状態が解除される。

【００７７】請求項７に記載の発明によれば、偏心軸の
作用により、可動クランプ体が半クランプ状態になり、
クランクシャフトを割出し回転させることができる。請
求項８に記載の発明によれば、超硬金属により、固定ク
ランプ体のジャーナル受面の磨耗を抑制できる。

【００７８】請求項９に記載の発明によれば、超硬金属
がジャーナル受面上に突出することがなく、ジャーナル
部が損傷するのを防止できる。請求項１０に記載の発明
によれば、クランクシャフトのジャーナル部が円周方向
の２位置でローラによりクランプされるため、ジャーナ
ル部に作用する分力がジャーナル部の中心を向くことに
なる。このため、ジャーナル部が確実にクランプされ
る。

【００７９】請求項１１に記載の発明によれば、ローラ
によるクランプ力がクランクシャフトのジャーナル部の
中心を確実に指向し、クランプがいっそう安定的に行わ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明が具体化されるクランクピン研削盤
を示す正面図。

【図２】 駆動側ヘッドを拡大して示す要部縦断面図。

【図３】 駆動側ヘッドの駆動モータ部分を拡大して示
す要部横断面図。

【図４】 駆動側ヘッドのチャック部分を拡大して示す
要部縦断面図。

【図５】 従動側ヘッドを拡大して示す要部縦断面図。

【図６】 従動側ヘッドの駆動モータ部分を拡大して示
す要部縦断面図。

【図７】 従動側ヘッドのチャック部分を拡大して示す
要部縦断面図。

【図８】 駆動側及び従動側のチャック部分を示す側面
図。

【図９】 固定クランプ体の拡大斜視図。

【図１０】 チャック装置の支軸回転装置を示す拡大断
面図。

【図１１】 シュミットカップリングを示す拡大斜視
図。

【図１２】 カーヴィックカップリングを示す拡大斜視
図。

【図１３】 クランクシャフトを示す拡大正面図。

【図１４】 別の実施形態を示す断面図。

【符号の説明】

２１…駆動側ヘッド、２２…主軸、２３…従動側ヘッ
ド、２４…主軸、２５…第１チャック本体、２６…第２
チャック本体、２７…クランクシャフト、２７１，２７
２…ジャーナル部、２７３…クランクピン、３０…第１
駆動モータ、３９…位相割出し軸、４０…拘束手段とし
ての拘束機構、４１…拘束円板、４１１…係合孔、４２
…拘束ピン、４３…拘束用シリンダ、４７，７７…クラ
ンプ装置、４７，７７…固定クランプ体、５０，８０…
可動クランプ体、５１，８１…クランプ体駆動手段とし
てのクランプ用シリンダ、５３…位相回転軸、５５…リ
ンク継手としてのシュミットカップリング、６３…噛合
継手としてのカーヴィックカップリング、６４，６５…
カップリング板、６４１，６５１…歯、９８，９９…ク
ランプ体駆動手段及び軸駆動手段としての支軸回転装
置、１０１…ローラ、１０８…ジャーナル受面、１０９
…超硬金属によりなるチップ。

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動モータにより回転される主軸と、そ
   の主軸の先端に装着され、クランクシャフトのジャーナ
   ル部を把持するためのチャックと、そのチャックに連結
   され、主軸の軸線に対して偏心した軸線の周りで回転可
   能な位相回転軸と、その位相回転軸とチャックとを係脱
   可能に連結するカップリングと、位相回転軸の先端に設
   けられ、前記クランクシャフトの端面に係合する係合ピ
   ンと、位相回転軸の回転を拘束する拘束手段とを備え、
   前記クランクシャフトの位相割出し時には前記位相回転
   軸を拘束し、前記カップリングの離脱状態において主軸
   を回転させることにより、クランクシャフトが前記係合
   ピンを介してジャーナル部を中心に相対的に回動され
   て、次に加工するクランクピンが主軸軸線上に割出され
   ることを特徴とするクランクピン位相割出し装置。
2. 【請求項２】 拘束手段は主軸の軸心を貫通する位相割
   出し軸を有し、その位相割出し軸の一端が位相回転軸に
   連結されるとともに、他端において回転が拘束される請
   求項１に記載のクランクピン位相割出し装置。
3. 【請求項３】 位相割出し軸と位相回転軸との間には入
   力側と出力側との間の軸間距離を変更可能なリンク継手
   が介在されている請求項２に記載のクランクピン位相割
   出し装置。
4. 【請求項４】 前記カップリングは、接近離間可能な２
   枚のカップリング板を備え、それらのカップリング板の
   対向面には両カップリング板の接近時に互いに噛合する
   多数の歯を有する噛合継手で構成した請求項１〜３のい
   ずれかに記載のクランクピン位相割出し装置。
5. 【請求項５】 前記噛合継手を位相回転軸とチャック本
   体の先端部との間に介装した請求項４に記載のクランク
   ピン位相割出し装置。
6. 【請求項６】 チャックは、クランクシャフトのジャー
   ナル部を固定位置において支持するための固定クランプ
   体と、支持軸を中心に回動可能に支持された可動クラン
   プ体と、その可動クランプ体を回動させるためのクラン
   プ体駆動手段とを備え、クランプ体駆動手段の駆動によ
   り、可動クランプ体が固定クランプ体上のジャーナル部
   をクランプする位置と、アンクランプする位置とに配置
   される請求項１〜５のいずれかに記載のクランクピン位
   相割出し装置。
7. 【請求項７】 前記可動クランプ体の支持軸は、軸駆動
   手段により回動される偏心軸であって、偏心軸の偏心回
   動によりクランプ位置の可動クランプ体が半クランプ状
   態になる請求項６に記載のクランクピン位相割出し装
   置。
8. 【請求項８】 固定クランプ体のジャーナル受面には超
   硬金属が埋設されている請求項６に記載のクランクピン
   位相割出し装置。
9. 【請求項９】 超硬金属はジャーナル受面と同一面を構
   成している請求項８に記載のクランクピン位相割出し装
   置。
10. 【請求項１０】 可動クランプ体は一対のローラにより
    ジャーナル部をその円周方向に離隔した位置においてク
    ランプする請求項６に記載のクランクピン位相割出し装
    置。
11. 【請求項１１】 可動クランプ体の先端にアームが回動
    自在に支持され、その二股状をなす先端に前記ローラが
    支持されている請求項１０に記載のクランクピン位相割
    出し装置。
12. 【請求項１２】 駆動モータにより回転される主軸と、
    その主軸の先端に装着され、クランクシャフトのジャー
    ナル部を把持するためのチャックと、そのチャックに連
    結され、主軸の軸線に対して偏心した軸線の周りで回転
    可能な位相回転軸と、その位相回転軸とチャックとを係
    脱可能に連結するカップリングと、位相回転軸の先端に
    設けられ、前記クランクシャフトの端面に係合する係合
    ピンとを備え、クランクシャフトの割出し時には前記位
    相回転軸を拘束し、ひとつのクランクピンが主軸の軸線
    の延長線上に位置するように、前記カップリングの離脱
    状態においてクランクシャフトが前記係合ピンを介して
    ジャーナル部を中心に相対的に回動されるように前記主
    軸を回転させるクランクピン位相割出し方法。