JP3612149B2 - フィレットローラ加工装置 - Google Patents
フィレットローラ加工装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3612149B2 JP3612149B2 JP21904596A JP21904596A JP3612149B2 JP 3612149 B2 JP3612149 B2 JP 3612149B2 JP 21904596 A JP21904596 A JP 21904596A JP 21904596 A JP21904596 A JP 21904596A JP 3612149 B2 JP3612149 B2 JP 3612149B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fillet
- roller
- crankshaft
- workpiece
- pin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Description
【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部およびジャーナル部のフィレット部分をローラ加工するフィレットローラ加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関等に用いられるクランクシャフトにおいては、そのピン部およびジャーナル部のフィレット部分の疲労強度を向上させるために、フィレット部分をローラ加工している。
【０００３】
前記フィレット部分をローラ加工する装置として、回転駆動される工作物を保持する複数のローラホルダを取り付けた上部および下部アームを開閉可能に設け、前記ローラホルダに支持されたフィレットローラを前記工作物の円周方向等間隔に当接させ、前記工作物のフィレット部をローラ加工するようにしたフィレットローラ加工装置が特公平４−１３０９８号で提供されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来装置は、ローラホルダが円周線上の１２０°間隔で３箇所に設けられており、このローラホルダの位置を変更することができない。そのため、ピン径、ジャーナル径の異なる工作物の加工に際しては、変更する工作物のピン径、ジャーナル径に対応したローラホルダに交換したり、それぞれの径に対応した機械装置を設備しなければならない。また、フィレットローラの間隔が等間隔でなくなると、荷重が偏り十分な硬度上昇が得られなかったり、工作物に歪が生じたりする問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、上記の課題に鑑み、ピン径あるいはジャーナル径の異なる工作物に円周線上の１２０°間隔で３箇所に設けられたフィレットローラを等間隔を維持して対応可能としたフィレットローラ加工装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の特徴とする構成は、回転駆動される工作物を保持するローラホルダを取り付けた上部および下部アームを開閉可能に設け、前記ローラホルダに支持されたフィレットローラを前記工作物の円周方向等間隔に当接させ、前記工作物のフィレット部をローラ加工するようにしたフィレットローラ加工装置において、前記ローラホルダを前記フィレットローラと前記工作物の接点と前記工作物の軸心とを結ぶ直線方向に移動可能とし、前記フィレットローラを径の異なる工作物に対し常に工作物の円周方向等間隔を維持して当接するようにしたものである。
【０００７】
また、クランクシャフトを支持して回転駆動させる駆動装置と、前記クランクシャフトの各ピン部を保持するローラホルダが取り付けられ開閉可能に設けられた上部および下部アームと、前記ローラホルダに取り付けられ前記上部および下部アームの開閉動作によりクランクシャフトのフィレット部の円周方向等間隔に当接するフィレットローラと、前記クランクシャフトの軸線と平行な支持軸に揺動可能に支持され前記上部および下部アームを枢支した揺動支持体と、前記クランクシャフトの着脱時に前記揺動支持体および前記上部および下部アームを前記クランクシャフトの各ピン部の位相に応じた姿勢に制御する姿勢制御装置と、前記ローラホルダが取り付けられ前記クランクシャフトのフィレット部と前記フィレットローラとの接点と前記クランクシャフトのピン部の中心を結ぶ直線方向に移動可能なスライダと、前記スライダの傾斜面に当接して前記スライダを移動させるくさび部材と、前記くさび部材を進退させる駆動源とから構成してなるものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は本発明装置の全体構成を示すもので、固定ベース１０上には、主軸台１１と心押台１２が間隔を有して対向設置されている。前記主軸台１１には一端にチャック１３を取り付けた主軸が回転可能に軸承され、この主軸はベルト伝動装置１４を介して主軸モータ１５に連結されている。
【０００９】
被加工物であるクランクシャフトＷは一端を前記チャック１３により把持され、他端を前記心押台１２のセンタ１６により支持されて、主軸モータ１５にて回転駆動されるようになっている。
【００１０】
以下の実施例は、４気筒クランクシャフトと３気筒クランクシャフトの２種類のクランクシャフトＷを加工する例について説明する。尚、図１中の符号１７はクランクシャフトＷの着脱時に前記主軸を一定の角度位置に割出す定位置割出し装置である。
【００１１】
図２ないし図５において、２０は前記固定ベース１０上に固定された支持フレームを示し、この支持フレーム２０には、第１の支持軸２１が加工すべきクランクシャフトＷの軸線と平行に配置され、かつ回転可能に支持されている。支持フレーム２０にはまた、前記第１の支持軸２１とクランクシャフトＷの２点間のほぼ中間部に第２の支持軸２２がそれらと平行に配置され、かつ回転可能に支持されている。
【００１２】
前記第１の支持軸２１には、クランクシャフトＷの各ピン部Ｐ１〜Ｐ４に対応する軸方向位置に、そのピン部と同数の揺動支持体２３が揺動可能に軸支されている。これら揺動支持体２３の各間には間隔調整部材２４が介在され、後述するよう各ピン部の軸方向間隔の変更に応じて揺動支持体２３の間隔を変更できるようになっている。
【００１３】
前記第２の支持軸２２には、クランクシャフトＷの各ジャーナルＪ１〜Ｊ５に対応する軸方向位置に、そのジャーナル部と同数の揺動支持体２５が揺動可能に軸支されている。これら揺動支持体２５の各間には間隔調整部材２６が介在され、後述するように各ジャーナル部の軸方向の変更に応じて揺動支持体２５の間隔を変更できるようになっている。
【００１４】
前記第１の支持軸２１に軸支された揺動支持体２３の下部には、揺動支持体２３の揺動によってクランクシャフトＷに対して水平方向に接近、離間される支持ピン３０が支持軸２１と平行に支持され、この支持ピン３０に上部および下部アーム３１，３２の中央部が重合的に枢支されている。
【００１５】
これら上部および下部アーム３１，３２の各先端部にはピン部Ｐ１を上下方向から保持するローラホルダ３４，３５ａ，３５ｂが設けられ、これらローラホルダ３４，３５ａ，３５ｂにはピン部Ｐ１のフィレット部分に臨むフィレットローラ３６，３６ａ，３６ｂおよび受けローラ（図略）が互いに円周方向に間隔をおいて対向して保持されている。このピン部Ｐ１を上下方向から保持するローラホルダ３４，３５ａ，３５ｂおよびフィレットローラ３６，３６ａ，３６ｂの構成はジャーナル部Ｊ１と同じ構成であるので後述する。
【００１６】
前記上部および下部アーム３１，３２の後端部には加圧用シリンダ３８が設けられ、このシリンダ３８の一端は上部アーム３１にピン連結され、また、ピストンロッド３９の一端は下部アーム３２にピン連結されている。この加圧用シリンダ３８によって上部および下部アーム３１，３２が開閉され、クランクシャフトＷの着脱のためにローラホルダ３４，３５ａ，３５ｂをピン部Ｐ１より離間させ、かつローラホルダ３４，３５ａ，３５ｂのフィレットローラ３６，３６ａ，３６ｂをピン部Ｐ１のフィレット部分に圧接するようになっている。
【００１７】
これにより上部および下部アーム３１，３２は、支持軸２１を中心とする揺動支持体２３の揺動作用並びに支持ピン３０を中心とする上部および下部アーム３１，３２の枢動作用により、クランクシャフトＷの軸線に直角な面内で自由に運動できるようになり、そしてローラホルダ３４，３５ａ，３５ｂによってピン部Ｐ１を保持した状態において、クランクシャフトＷを回転させると、上部および下部アーム３１，３２はピン部Ｐ１に倣って自由に運動する。尚、ピン部Ｐ２〜Ｐ４を保持する構成についても前記ピン部Ｐ１と同じである。
【００１８】
前記第２の支持軸２２に軸支された揺動支持体２５の下部には、支持ピン４０が支持軸２２と平行に支持され、この支持ピン４０に上部および下部アーム４１，４２の中央部が重合的に枢支されている。
【００１９】
これら上部および下部アーム４１，４２の各先端部には前記ジャーナル部Ｊ１のフィレット部分に臨むフィレットローラ４４ａ，４６ａ，４６ｂおよびローラ受け４４ｂ，４７ａ，４７ｂが互いに円周方向に間隔をおいて対向して保持されている。
【００２０】
その具体的な構成を図６および図７によって説明する。前記上部アーム４１の先端にはローラホルダ４４を介してフィレットローラ４４ａが保持されている。また、下部アーム４２には、前記フィレットローラ４４ａと１２０°間隔の左右位置にスライダ１００ａ，１００ｂを前記１２０°間隔軸線方向に進退移動可能に設け、このスライダ１００ａ，１００ｂの各先端にローラホルダ４５ａ，４５ｂが設けられ、この各ローラホルダ４５ａ，４５ｂにローラ受け４７ａ，４７ｂを介してフィレットローラ４６ａ，４６ｂが保持されている。
【００２１】
前記スライダ１００ａ，１００ｂの後端には傾斜面１１０ａ，１１０ｂが形成されており、この傾斜面１１０ａ，１１０ｂに前記スライダ１００ａ，１００ｂを進退移動させるためのくさび部材１０１ａ，１０１ｂが当接している。
【００２２】
また、スライダ１００ａ，１００ｂの傾斜面１１０ａ，１１０ｂに当接する前記くさび部材１０１ａ，１０１ｂの背面にはバックアッププレート１０３ａ，１０３ｂが固設されている。そして、このバックアッププレート１０３ａ，１０３ｂの後端に設けられたスプリング１０４ａ，１０４ｂにより、スライダ１００ａ，１００ｂの傾斜面１１０ａ，１１０ｂは前記くさび部材１０１ａ，１０１ｂに常時当接されている。
【００２３】
さらに、前記各くさび部材１０１ａ，１０１ｂの後端にはくさび部材進退用シリンダ１０５ａ，１０５ｂが配設されており、そのピストン１０６ａ，１０６ｂがくさび部材１０１ａ，１０１ｂに結合され、くさび部材１０１ａ，１０１ｂの先端側に設けられたストッパボルト１０２ａ，１０２ｂとくさび部材進退用シリンダ１０５ａ，１０５ｂ内に設けられたストッパボルト１０９ａ，１０９ｂとによって規制される２位置のストロークでくさび部材１０１ａ，１０１ｂが進退作動し、くさび部材１０１ａ，１０１ｂが当接するスライダ１００ａ，１００ｂの傾斜面１１０ａ，１１０ｂによってスライダ１００ａ，１００ｂを介してローラホルダ４５ａ，４５ｂを進退移動するようになっている。尚、１０７ａ，１０７ｂおよび１０８ａ，１０８ｂは油圧供給源へのポートである。
【００２４】
このローラホルダ４５ａ，４５ｂの進退移動によって、上部アーム４１の先端フィレットローラ４４ａと下部アーム４２の先端のフィレットローラ４６ａ，４６ｂは１２０°の等間隔を維持してサークルピッチを大小変更し、ジャーナルＪ１（およびピン部Ｐ１〜Ｐ４）の径の変更に対応可能とする。
【００２５】
上記の上部アーム４１の先端フィレットローラ４４ａと下部アーム４２の先端のフィレットローラ４６ａ，４６ｂ構成は前述の通り、上部および下部アーム３１，３２の各先端部ピン部Ｐ１〜Ｐ４フィレット部分に圧接するフィレットローラ構成も同様な構成である。
【００２６】
前記上部および下部アーム４１，４２の後端部には加圧用シリンダ４８が設けられ、この加圧用シリンダ４８の一端は上部アーム４１にピン連結され、また、ピストンロッド４９の一端は下部アーム４２にピン連結されている。
【００２７】
これにより、加圧用シリンダ４８によって上部および下部アーム４１，４２が開閉され、クランクシャフトＷの着脱のためにローラホルダ４４，４５ａ，４５ｂをジャーナル部Ｊ１から離間させ、かつフィレットローラ４４ａ，４６ａ，４６ｂをジャーナル部Ｊ１のフィレット部分に圧接するようになっている。尚、ジャーナル部Ｊ２〜Ｊ５を保持する構成についても前記ジャーナル部Ｊ１と同じである。
【００２８】
また、前記上部アーム４１の一端は、支持フレーム２０に固設された保持ブロック５１に上下動可能に嵌合された軸５２の下部に係合され、通常はスプリング５３によって軸５２が上昇端に保持されることにより、上部および下部アーム４１，４２の姿勢を一定に保っている。そして加工中においては軸５２の上下動によって各ジャーナル部Ｊ１〜Ｊ５の軸心の変動を吸収するようになっている。
【００２９】
次に前記各ピン部Ｐ１〜Ｐ４を保持する複数の上部および下部アーム３１，３２の姿勢を各ピン部の位相に応じて制御する姿勢制御装置６０の構成について説明する。図３および図４において、前記支持フレーム２０には前記第１の支持軸２１を挾んで両側に２つのスライドプレート６１，６２が互いに平行に配置されている。
【００３０】
これらスライドプレート６１，６２は支持フレーム２０の固設された各一対のガイドブロック６３，６４の両端を上下方向にスライド可能に案内され、第１のスライドプレート６１は支持フレーム２０に設置された昇降用シリンダ６５のピストンロッド６６に連結され、第２のスライドプレート６２は支持フレーム２０に設置された昇降用シリンダ６７のピストンロッド６８に連結されている。
【００３１】
一対のスライドプレート６１，６２の間には、前記第１の支持軸２１を跨ぐようにして複数（７つ−４気筒クランクシャフトのピン部の数＋３気筒クランクシャフトのピン部の数）の姿勢制御体６９〜７５が設けられている。
【００３２】
各姿勢制御体６９〜７５は、前記揺動支持体２３の中央部に形成された円弧部２３ａの両側に係合するほぼ垂直な係合面６９ａ，６９ｂを有し、かつ揺動支持体２３を挾んで両側に前記上部アーム３１の上面２か所の係合する一対の係合ピン７７，７８を上下方向に摺動可能に嵌挿している。各係合ピン７７，７８は同一のばね力のスプリング７９，８０により下方に付勢され、かつ姿勢制御すべき状態に応じて係合ピン７７，７８の突出量を互いに異にしている。
【００３３】
このような構成の姿勢制御体６９〜７５は各揺動支持体２３に対して２つづつ（図３において一番右の揺動支持体２３については１つだけ）、揺動支持体２３の揺動軸心方向の幅の中心に対して振り分け的に配置され、それら２つづつのうちの一方６９〜７２は前記第１のスライドプレート６１に一端を固定し、他端を第２のスライドプレート６２に滑動可能に係合し、また、他方７３〜７５は第２のスライドプレート６２に一端を固定し、他端を第１のスライドプレート６１に滑動可能に係合している。
【００３４】
これら姿勢制御体６９〜７５は、各スライドプレート６１，６２の上昇端位置においては、揺動支持体２３および上部アーム３１の運動を拘束しない位置に保持されているが、加工すべきクランクシャフトＷの種類（実施例では４気筒と３気筒のクランクシャフト）に応じて何れか一方のスライドプレート６１もしくは６２が上昇用シリンダ６５もしくは６７により一定量下降されると、各姿勢制御体６９〜７５の係合面６９ａ，６９ｂにより揺動支持体２３の揺動角度を垂直状態に保持すると共に、一対の係合ピン７７，７８により上部アーム３１を各ピン部の位相に応じた角度位置に保持するようになっている。
【００３５】
次に前記揺動支持体２３，２５の相互の間隔を変更するための間隔変更機構８１の構成について説明する。図３および図８において、前記第１の支持軸２１上に支持された複数（４つ）の揺動支持体２３の各間には、前述のように間隔調整部材２４が介在され、これら間隔調整部材２４は互いに相対回転可能に接合する２つの調整リング８３，８４によって構成されている。
【００３６】
これら調整リング８３，８４の一方は第１の支持軸２１に軸方向にのみ相対移動可能にキー係合され、他方は揺動支持体２３に結合されている。調整リング８３，８４の各接合面には、傾斜カム面８３ａ，８４ａを介して連設した凹凸面が形成されており、一方の調整リングの凹面および他方の調整リングの凸面の接合と、両調整リング８３，８４の凸面同士の接合とによって各揺動支持体２３を２つの異なる間隔に設定できるようになっている。そして、これら揺動支持体２３および間隔調整部材２４はスプリング８５の作用により常に接合状態に保持され、かつ揺動支持体２３の所要の揺動運動を許容している。
【００３７】
前記第２の支持軸２２上に支持された複数（５つ）の揺動支持体２５の各間に介在された間隔調整部材２６も、上記と同様な２つの調整リングにより構成され、これら揺動支持体２５および間隔調整部材２６はスプリング８９の作用により常に接合状態に保持されている。
【００３８】
前記第１および第２の支持軸２１，２２の各一端は、リンク機構９０を介して互いに連結され、後述するように第１の支持軸２１に与えられた回転運動が第２の支持軸２２に同期的に伝えられるようになっている。また、第１の支持軸２１の他端には、位置決め部材９１が連結ピン９２によって揺動可能に連結されている。
【００３９】
前記位置決め部材９１には係合突起９３が突設されおり、この係合突起９３は第１の支持軸２１を軸承する固定の軸受部材９４の端面に形成された円周上２か所の係合溝９５の１つにスプリング９６の作用によって離脱可能に係合されるようになっており、第１の支持軸２１を異なる２つの角度位置に位置決めできるようにしている。
【００４０】
また、前記位置決め部材９１には操作レバー９７が連結されており、この操作レバー９７による前記係合突起９３の係合離脱操作および第１の支持軸２１の回転操作により、両支持軸２１，２２にキー係合された各一方の調整リング８３が回転されて前記傾斜カム面８３ａ，８４ａの作用により他方の調整リング８４に対して軸方向に相対変位され、揺動支持体２３，２５の間隔を変更するようになっている。
【００４１】
次に上記した構成における動作について説明する。尚、以下の説明においては先ず４気筒クランクシャフトＷを加工する例について述べる。クランクシャフトＷの各ピン部Ｐ１〜Ｐ４およびジャーナル部Ｊ１〜Ｊ５のフィレットローラ加工が完了すると、主軸台チャック１３と心押台センタ１６との間に支持されたクランクシャフトＷが主軸定位置割出し装置１７によって一定の角度位置に割出される。
【００４２】
この状態で第１のスライドプレート６１が昇降用シリンダ６５によって一定量下降され、この第１のスライドプレート６１に連結された姿勢制御体６９〜７２が一体的に下降される。これら姿勢制御体６９〜７２の下降により、各ピン部Ｐ１〜Ｐ４に対応する揺動支持体２３が姿勢制御体６９〜７２の両係合面６９ａ，６９ｂにより一定の角度位置に保持され、かつそれら揺動支持体２３に軸支された各上部アーム３１が一対の係合ピン７７，７８により各ピン部Ｐ１〜Ｐ４の位相に対応した角度位置に保持される。
【００４３】
しかる後、加工用シリンダ３８，４８によって上部アーム３１，４１に対して下部アーム３２，４２が開放作動され、各ピン部Ｐ１〜Ｐ４を保持する下部ローラホルダ３５，３５ａ，３５ｂが上部ローラホルダ３４に対して離間され、同様にジャーナル部Ｊ１〜Ｊ５を保持する下部ローラホルダ４５ａ，４５ｂが上部ローラホルダ４４に対し離間される。
【００４４】
続いて心押台センタ１６が後退すると共に、チャック１３が開放され、加工済クランクシャフトＷを主軸台１１と心押台１２との間より搬出する。この状態においても、各ピン部Ｐ１〜Ｐ４を保持する上部および下部アーム３１，３２は前述した姿勢制御作用により、各ピン部Ｐ１〜Ｐ４の位相に応じた姿勢に維持される。
【００４５】
続いて加工すべきクランクシャフトＷが主軸台１１と心押台１２との間に搬入され、心押台センタ１６とチャック１３によって支持クランプされる。しかる状態で加圧用シリンダ３８，４８により下部アーム３２，４２が上部アーム３１，４１に対して閉止作動されてローラホルダ３４，３５ａ，３５ｂのフィレットローラ３６，３６ａ，３６ｂは各ピン部Ｐ１〜Ｐ４のフィレット部分に、また、ローラホルダ４４のフィレットローラ４４ａ，ローラホルダ４５ａ，４５ｂのフィレットローラ４６ａ，４６ｂは各ジャーナル部Ｊ１〜Ｊ５のフィレット部分にそれぞれ圧接される。
【００４６】
ここにおいて、各ピン部Ｐ１〜Ｐ４のフィレット部分に圧接するフィレットローラ３６ａ，３６ｂも各ジャーナル部Ｊ１〜Ｊ５のフィレット部分にそれぞれ圧接されるフィレットローラ４６ａ，４６ｂと同様であるが、４気筒クランクシャフトＷの各ピン部Ｐ１〜Ｐ４および各ジャーナル部Ｊ１〜Ｊ５の径に対応するよう上部アーム４１の先端フィレットローラ４４ａと下部アーム４２の先端のフィレットローラ４６ａ，４６ｂは１２０°の等間隔を維持してサークルピッチが設定される。
【００４７】
このサークルピッチの設定動作は、くさび部材進退用シリンダ１０５ａ，１０５ｂによってくさび部材１０１ａ，１０１ｂを進退移動させ、このくさび部材１０１ａ，１０１ｂが傾斜面１１０ａ，１１０ｂが形成されいるスライダ１００ａ，１００ｂおよびローラホルダ４５ａ，４５ｂをフィレットローラ４６ａ，４６ｂとピン部Ｐ１〜Ｐ４および各ジャーナル部Ｊ１〜Ｊ５の接点とピン部Ｐ１〜Ｐ４および各ジャーナル部Ｊ１〜Ｊ５の回転中心とを結ぶ直線方向に進退移動して４気筒クランクシャフトＷの各ピン部Ｐ１〜Ｐ４および各ジャーナル部Ｊ１〜Ｊ５の径に対応するよう設定される。
【００４８】
前記各ピン部Ｐ１〜Ｐ４のフィレット部分および各ジャーナル部Ｊ１〜Ｊ５のフィレット部分にそれぞれ圧接した後、昇降用シリンダ６５により前記第１のスライドプレート６１とともに姿勢制御体６９〜７２が上昇され、これによって揺動支持体２３ならびに上部および下部アーム３１，３２の拘束が解除される。
【００４９】
しかる後、主軸駆動モータ１５によりクランクシャフトＷが回転駆動され、このクランクシャフトＷの回転駆動により各ピン部Ｐ１〜Ｐ４を保持する上部および下部アーム３１，３２ならびにこれらアーム３１，３２を支持する揺動支持体２３が各ピン部Ｐ１〜Ｐ４の回転に倣って運動する。従って、各ピン部Ｐ１〜Ｐ４のフィレット部分に圧接されたフィレットローラ３６，３６ａ，３６ｂはピン部に対し公転かつ自転され、ピン部のフィレット部分をローラ加工する。また、同様にジャーナル部Ｊ１〜Ｊ５のフィレット部分に圧接されたフィレットローラ４４ａ，４６ａ，４６ｂによりジャーナル部のフィレット部分をローラ加工するのである。
【００５０】
上記した４気筒クランクシャフトＷの加工に引き続いて、３気筒クランクシャフトを加工する場合の段取替えについて説明するが、以下の説明においては、当該３気筒クランクシャフトは４気筒クランクシャフトに対して、各ピン部の位相、ピンストロークならびに軸方向ピッチおよびピン部，ジャーナル部の径がそれぞれ異なるものとする。
【００５１】
そこで、３気筒クランクシャフトピン部および各ジャーナル部の径に対応するよう上部アーム４１の先端フィレットローラ４４ａと下部アーム４２の先端のフィレットローラ４６ａ，４６ｂは１２０°の等間隔を維持してサークルピッチを前述のように、くさび部材進退用シリンダ１０５ａ，１０５ｂによってくさび部材１０１ａ，１０１ｂを進退移動させ、このくさび部材１０１ａ，１０１ｂが傾斜面１１０ａ，１１０ｂが形成されいるスライダ１００ａ，１００ｂおよびローラホルダ４５ａ，４５ｂをフィレットローラ４６ａ，４６ｂとピン部および各ジャーナル部の接点とピン部および各ジャーナル部の中心とを結ぶ直線方向に進退移動して設定する。
【００５２】
また、操作レバー９７を操作して第１および第２の支持軸２１，２２を一定角度回転させ、間隔調整部材２４，２６を操作して各揺動支持体２３，２５の間隔を加工すべき３気筒クランクシャフトの各ピン部およびジャーナル部の軸方向位置に応じて変更する。また、各ピン部を保持するアーム３１，３２の姿勢制御を第２のスライドプレート６２に固定された各姿勢制御体７３〜７５で行われるように切り替える。
【００５３】
この切り替え操作により昇降用シリンダ６５により第１のスライドプレート６１が上昇されると共に、昇降用シリンダ６７により第２のスライドプレート６２が下降され、各姿勢制御体７３〜７５によって３つのピン部を保持する各アーム３１，３２を各ピン部の位相に応じた姿勢状態に変換する。
【００５４】
さらに、３気筒クランクシャフトの加工においては、前記４気筒クランクシャフトの右端のピン部Ｐ４およびジャーナル部Ｊ５を保持する２組のアーム３１，３２および４１，４２が不要となるため、これらアームをクランクシャフトの着脱あるいは心押台センタ１６の進退の障害にならない角度状態に図略の適宜な固定装置により固定する。
【００５５】
上記した段取替え操作によりローラホルダ３４，３５ａ，３５ｂ，４４，４５ａ，４５ｂを交換することなく３気筒クランクシャフトの４気筒クランクシャフトとは異なる径のピン部およびジャーナル部も前記と同様にフィレットローラ加工を可能とする。
【００５６】
尚、上記実施例では４気筒クランクシャフトおよび３気筒クランクシャフトの３種類のクランクシャフトで説明したが、この２種類のみならず、３種類以上のクランクシャフトの加工に適用することができる。
【００５７】
また、上部アーム３１，４１のローラホルダ３４，４４にはフィレットローラのピン部あるいはジャーナル部の径の変更に対する移動機構はないが、上部アーム３１，４１は支持ピン３０，４０を中心とした円弧運動により工作物に接近し、ピン径あるいはジャーナル径の違いは、この円弧運動の半径に比べて非常に小さいため、問題とならないが、上部アーム３１，４１のローラホルダにも下部アーム４２のローラホルダ４５ａまたは４５ｂと同様の移動機構を設けてもよい。
【００５８】
さらに、上記実施例ではローラホルダ３５ａ，３５ｂ，４５ａ，４５ｂをスライダ１００ａ，１００ｂを介して進退移動させるためのくさび部材１０１ａ，１０１ｂの進退作動装置としてくさび部材進退用シリンダ１０５ａ，１０５ｂを用いているが、スライダ１００ａ，１００ｂの進退移動をサーボモータにより無段階に位置決めすることができ、この場合は多種類のピン径あるいはジャーナル径に対応できる。
【００５９】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によると、従来のマスタクランクシャフトを廃止したマスタレス、工作物（クランクシャフト）の着脱のためのアームの姿勢制御、および位相やストロークの異なる工作物への対応を可能とした上に、ピン径あるいはジャーナル径の異なる工作物（クランクシャフト）に対しても、工作物のフィレット部の円周方向等間隔を維持してフィレットローラを当接することができるので、工作物の歪みがなく均一な硬度上昇を得ることができる。また、ピン径あるいはジャーナル径の異なる工作物に対して、それぞれの径に応じたローラホルダに段取り替えしたり、あるいはそれぞれの径に応じた複数の機械設備を備えたりする必要がなく、多種工作物のフィレットローラ加工を能率的に行うことができ、かつ設備投資を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の全体構成を示す平面図
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図
【図３】図２のＢ−Ｂ線に沿って切断した断面図
【図４】図２のＣ−Ｃ線に沿って切断した断面図
【図５】図１のＤ−Ｄ線に沿って切断した断面図
【図６】アーム先端のフィレットローラ部の構成を示す断面図
【図７】図３のＥ−Ｅ線に沿って切断した断面図
【図８】図５のＦ−Ｆ線に沿って切断した断面図
【符号の説明】
１１ 主軸台
１２ 心押台
１５ 主軸駆動モータ
２０ 支持フレーム
２１ 支持軸
２３ 揺動支持体
２４ 隔壁調整部材
３１ 上部アーム
３２ 下部アーム
３８ 加圧用シリンダ
４２ 下部アーム
４４ ローラホルダ
４４ａ フィレットローラ
４５ａ ローラホルダ
４５ｂ ローラホルダ
４６ａ フィレットローラ
４６ｂ フィレットローラ
６０ 姿勢制御装置
６１ スライドプレート
６２ スライドプレート
６５ 昇降用シリンダ
６７ 昇降用シリンダ
６９〜７０ 姿勢制御体
６９ａ 係合面
６９ｂ 係合面
７７ 係合ピン
７８ 係合ピン
８１ 間隔変更機構
８３ 調整リング
８４ 調整リング
１００ａ スライダ
１００ｂ スライダ
１０１ａ くさび部材
１０１ｂ くさび部材
１０３ａ バックアッププレート
１０３ｂ バックアッププレート
１０４ａ スプリング
１０４ｂ スプリング
１０５ａ くさび部材進退用シリンダ
１０５ｂ くさび部材進退用シリンダ
１０６ａ ピストン
１０６ｂ ピストン
１１０ａ 傾斜面
１１０ｂ 傾斜面
Ｗ クランクシャフト
Ｐ１〜Ｐ４ ピン部
Ｊ１〜Ｊ５ ジャーナル部
【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部およびジャーナル部のフィレット部分をローラ加工するフィレットローラ加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関等に用いられるクランクシャフトにおいては、そのピン部およびジャーナル部のフィレット部分の疲労強度を向上させるために、フィレット部分をローラ加工している。
【０００３】
前記フィレット部分をローラ加工する装置として、回転駆動される工作物を保持する複数のローラホルダを取り付けた上部および下部アームを開閉可能に設け、前記ローラホルダに支持されたフィレットローラを前記工作物の円周方向等間隔に当接させ、前記工作物のフィレット部をローラ加工するようにしたフィレットローラ加工装置が特公平４−１３０９８号で提供されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来装置は、ローラホルダが円周線上の１２０°間隔で３箇所に設けられており、このローラホルダの位置を変更することができない。そのため、ピン径、ジャーナル径の異なる工作物の加工に際しては、変更する工作物のピン径、ジャーナル径に対応したローラホルダに交換したり、それぞれの径に対応した機械装置を設備しなければならない。また、フィレットローラの間隔が等間隔でなくなると、荷重が偏り十分な硬度上昇が得られなかったり、工作物に歪が生じたりする問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、上記の課題に鑑み、ピン径あるいはジャーナル径の異なる工作物に円周線上の１２０°間隔で３箇所に設けられたフィレットローラを等間隔を維持して対応可能としたフィレットローラ加工装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の特徴とする構成は、回転駆動される工作物を保持するローラホルダを取り付けた上部および下部アームを開閉可能に設け、前記ローラホルダに支持されたフィレットローラを前記工作物の円周方向等間隔に当接させ、前記工作物のフィレット部をローラ加工するようにしたフィレットローラ加工装置において、前記ローラホルダを前記フィレットローラと前記工作物の接点と前記工作物の軸心とを結ぶ直線方向に移動可能とし、前記フィレットローラを径の異なる工作物に対し常に工作物の円周方向等間隔を維持して当接するようにしたものである。
【０００７】
また、クランクシャフトを支持して回転駆動させる駆動装置と、前記クランクシャフトの各ピン部を保持するローラホルダが取り付けられ開閉可能に設けられた上部および下部アームと、前記ローラホルダに取り付けられ前記上部および下部アームの開閉動作によりクランクシャフトのフィレット部の円周方向等間隔に当接するフィレットローラと、前記クランクシャフトの軸線と平行な支持軸に揺動可能に支持され前記上部および下部アームを枢支した揺動支持体と、前記クランクシャフトの着脱時に前記揺動支持体および前記上部および下部アームを前記クランクシャフトの各ピン部の位相に応じた姿勢に制御する姿勢制御装置と、前記ローラホルダが取り付けられ前記クランクシャフトのフィレット部と前記フィレットローラとの接点と前記クランクシャフトのピン部の中心を結ぶ直線方向に移動可能なスライダと、前記スライダの傾斜面に当接して前記スライダを移動させるくさび部材と、前記くさび部材を進退させる駆動源とから構成してなるものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は本発明装置の全体構成を示すもので、固定ベース１０上には、主軸台１１と心押台１２が間隔を有して対向設置されている。前記主軸台１１には一端にチャック１３を取り付けた主軸が回転可能に軸承され、この主軸はベルト伝動装置１４を介して主軸モータ１５に連結されている。
【０００９】
被加工物であるクランクシャフトＷは一端を前記チャック１３により把持され、他端を前記心押台１２のセンタ１６により支持されて、主軸モータ１５にて回転駆動されるようになっている。
【００１０】
以下の実施例は、４気筒クランクシャフトと３気筒クランクシャフトの２種類のクランクシャフトＷを加工する例について説明する。尚、図１中の符号１７はクランクシャフトＷの着脱時に前記主軸を一定の角度位置に割出す定位置割出し装置である。
【００１１】
図２ないし図５において、２０は前記固定ベース１０上に固定された支持フレームを示し、この支持フレーム２０には、第１の支持軸２１が加工すべきクランクシャフトＷの軸線と平行に配置され、かつ回転可能に支持されている。支持フレーム２０にはまた、前記第１の支持軸２１とクランクシャフトＷの２点間のほぼ中間部に第２の支持軸２２がそれらと平行に配置され、かつ回転可能に支持されている。
【００１２】
前記第１の支持軸２１には、クランクシャフトＷの各ピン部Ｐ１〜Ｐ４に対応する軸方向位置に、そのピン部と同数の揺動支持体２３が揺動可能に軸支されている。これら揺動支持体２３の各間には間隔調整部材２４が介在され、後述するよう各ピン部の軸方向間隔の変更に応じて揺動支持体２３の間隔を変更できるようになっている。
【００１３】
前記第２の支持軸２２には、クランクシャフトＷの各ジャーナルＪ１〜Ｊ５に対応する軸方向位置に、そのジャーナル部と同数の揺動支持体２５が揺動可能に軸支されている。これら揺動支持体２５の各間には間隔調整部材２６が介在され、後述するように各ジャーナル部の軸方向の変更に応じて揺動支持体２５の間隔を変更できるようになっている。
【００１４】
前記第１の支持軸２１に軸支された揺動支持体２３の下部には、揺動支持体２３の揺動によってクランクシャフトＷに対して水平方向に接近、離間される支持ピン３０が支持軸２１と平行に支持され、この支持ピン３０に上部および下部アーム３１，３２の中央部が重合的に枢支されている。
【００１５】
これら上部および下部アーム３１，３２の各先端部にはピン部Ｐ１を上下方向から保持するローラホルダ３４，３５ａ，３５ｂが設けられ、これらローラホルダ３４，３５ａ，３５ｂにはピン部Ｐ１のフィレット部分に臨むフィレットローラ３６，３６ａ，３６ｂおよび受けローラ（図略）が互いに円周方向に間隔をおいて対向して保持されている。このピン部Ｐ１を上下方向から保持するローラホルダ３４，３５ａ，３５ｂおよびフィレットローラ３６，３６ａ，３６ｂの構成はジャーナル部Ｊ１と同じ構成であるので後述する。
【００１６】
前記上部および下部アーム３１，３２の後端部には加圧用シリンダ３８が設けられ、このシリンダ３８の一端は上部アーム３１にピン連結され、また、ピストンロッド３９の一端は下部アーム３２にピン連結されている。この加圧用シリンダ３８によって上部および下部アーム３１，３２が開閉され、クランクシャフトＷの着脱のためにローラホルダ３４，３５ａ，３５ｂをピン部Ｐ１より離間させ、かつローラホルダ３４，３５ａ，３５ｂのフィレットローラ３６，３６ａ，３６ｂをピン部Ｐ１のフィレット部分に圧接するようになっている。
【００１７】
これにより上部および下部アーム３１，３２は、支持軸２１を中心とする揺動支持体２３の揺動作用並びに支持ピン３０を中心とする上部および下部アーム３１，３２の枢動作用により、クランクシャフトＷの軸線に直角な面内で自由に運動できるようになり、そしてローラホルダ３４，３５ａ，３５ｂによってピン部Ｐ１を保持した状態において、クランクシャフトＷを回転させると、上部および下部アーム３１，３２はピン部Ｐ１に倣って自由に運動する。尚、ピン部Ｐ２〜Ｐ４を保持する構成についても前記ピン部Ｐ１と同じである。
【００１８】
前記第２の支持軸２２に軸支された揺動支持体２５の下部には、支持ピン４０が支持軸２２と平行に支持され、この支持ピン４０に上部および下部アーム４１，４２の中央部が重合的に枢支されている。
【００１９】
これら上部および下部アーム４１，４２の各先端部には前記ジャーナル部Ｊ１のフィレット部分に臨むフィレットローラ４４ａ，４６ａ，４６ｂおよびローラ受け４４ｂ，４７ａ，４７ｂが互いに円周方向に間隔をおいて対向して保持されている。
【００２０】
その具体的な構成を図６および図７によって説明する。前記上部アーム４１の先端にはローラホルダ４４を介してフィレットローラ４４ａが保持されている。また、下部アーム４２には、前記フィレットローラ４４ａと１２０°間隔の左右位置にスライダ１００ａ，１００ｂを前記１２０°間隔軸線方向に進退移動可能に設け、このスライダ１００ａ，１００ｂの各先端にローラホルダ４５ａ，４５ｂが設けられ、この各ローラホルダ４５ａ，４５ｂにローラ受け４７ａ，４７ｂを介してフィレットローラ４６ａ，４６ｂが保持されている。
【００２１】
前記スライダ１００ａ，１００ｂの後端には傾斜面１１０ａ，１１０ｂが形成されており、この傾斜面１１０ａ，１１０ｂに前記スライダ１００ａ，１００ｂを進退移動させるためのくさび部材１０１ａ，１０１ｂが当接している。
【００２２】
また、スライダ１００ａ，１００ｂの傾斜面１１０ａ，１１０ｂに当接する前記くさび部材１０１ａ，１０１ｂの背面にはバックアッププレート１０３ａ，１０３ｂが固設されている。そして、このバックアッププレート１０３ａ，１０３ｂの後端に設けられたスプリング１０４ａ，１０４ｂにより、スライダ１００ａ，１００ｂの傾斜面１１０ａ，１１０ｂは前記くさび部材１０１ａ，１０１ｂに常時当接されている。
【００２３】
さらに、前記各くさび部材１０１ａ，１０１ｂの後端にはくさび部材進退用シリンダ１０５ａ，１０５ｂが配設されており、そのピストン１０６ａ，１０６ｂがくさび部材１０１ａ，１０１ｂに結合され、くさび部材１０１ａ，１０１ｂの先端側に設けられたストッパボルト１０２ａ，１０２ｂとくさび部材進退用シリンダ１０５ａ，１０５ｂ内に設けられたストッパボルト１０９ａ，１０９ｂとによって規制される２位置のストロークでくさび部材１０１ａ，１０１ｂが進退作動し、くさび部材１０１ａ，１０１ｂが当接するスライダ１００ａ，１００ｂの傾斜面１１０ａ，１１０ｂによってスライダ１００ａ，１００ｂを介してローラホルダ４５ａ，４５ｂを進退移動するようになっている。尚、１０７ａ，１０７ｂおよび１０８ａ，１０８ｂは油圧供給源へのポートである。
【００２４】
このローラホルダ４５ａ，４５ｂの進退移動によって、上部アーム４１の先端フィレットローラ４４ａと下部アーム４２の先端のフィレットローラ４６ａ，４６ｂは１２０°の等間隔を維持してサークルピッチを大小変更し、ジャーナルＪ１（およびピン部Ｐ１〜Ｐ４）の径の変更に対応可能とする。
【００２５】
上記の上部アーム４１の先端フィレットローラ４４ａと下部アーム４２の先端のフィレットローラ４６ａ，４６ｂ構成は前述の通り、上部および下部アーム３１，３２の各先端部ピン部Ｐ１〜Ｐ４フィレット部分に圧接するフィレットローラ構成も同様な構成である。
【００２６】
前記上部および下部アーム４１，４２の後端部には加圧用シリンダ４８が設けられ、この加圧用シリンダ４８の一端は上部アーム４１にピン連結され、また、ピストンロッド４９の一端は下部アーム４２にピン連結されている。
【００２７】
これにより、加圧用シリンダ４８によって上部および下部アーム４１，４２が開閉され、クランクシャフトＷの着脱のためにローラホルダ４４，４５ａ，４５ｂをジャーナル部Ｊ１から離間させ、かつフィレットローラ４４ａ，４６ａ，４６ｂをジャーナル部Ｊ１のフィレット部分に圧接するようになっている。尚、ジャーナル部Ｊ２〜Ｊ５を保持する構成についても前記ジャーナル部Ｊ１と同じである。
【００２８】
また、前記上部アーム４１の一端は、支持フレーム２０に固設された保持ブロック５１に上下動可能に嵌合された軸５２の下部に係合され、通常はスプリング５３によって軸５２が上昇端に保持されることにより、上部および下部アーム４１，４２の姿勢を一定に保っている。そして加工中においては軸５２の上下動によって各ジャーナル部Ｊ１〜Ｊ５の軸心の変動を吸収するようになっている。
【００２９】
次に前記各ピン部Ｐ１〜Ｐ４を保持する複数の上部および下部アーム３１，３２の姿勢を各ピン部の位相に応じて制御する姿勢制御装置６０の構成について説明する。図３および図４において、前記支持フレーム２０には前記第１の支持軸２１を挾んで両側に２つのスライドプレート６１，６２が互いに平行に配置されている。
【００３０】
これらスライドプレート６１，６２は支持フレーム２０の固設された各一対のガイドブロック６３，６４の両端を上下方向にスライド可能に案内され、第１のスライドプレート６１は支持フレーム２０に設置された昇降用シリンダ６５のピストンロッド６６に連結され、第２のスライドプレート６２は支持フレーム２０に設置された昇降用シリンダ６７のピストンロッド６８に連結されている。
【００３１】
一対のスライドプレート６１，６２の間には、前記第１の支持軸２１を跨ぐようにして複数（７つ−４気筒クランクシャフトのピン部の数＋３気筒クランクシャフトのピン部の数）の姿勢制御体６９〜７５が設けられている。
【００３２】
各姿勢制御体６９〜７５は、前記揺動支持体２３の中央部に形成された円弧部２３ａの両側に係合するほぼ垂直な係合面６９ａ，６９ｂを有し、かつ揺動支持体２３を挾んで両側に前記上部アーム３１の上面２か所の係合する一対の係合ピン７７，７８を上下方向に摺動可能に嵌挿している。各係合ピン７７，７８は同一のばね力のスプリング７９，８０により下方に付勢され、かつ姿勢制御すべき状態に応じて係合ピン７７，７８の突出量を互いに異にしている。
【００３３】
このような構成の姿勢制御体６９〜７５は各揺動支持体２３に対して２つづつ（図３において一番右の揺動支持体２３については１つだけ）、揺動支持体２３の揺動軸心方向の幅の中心に対して振り分け的に配置され、それら２つづつのうちの一方６９〜７２は前記第１のスライドプレート６１に一端を固定し、他端を第２のスライドプレート６２に滑動可能に係合し、また、他方７３〜７５は第２のスライドプレート６２に一端を固定し、他端を第１のスライドプレート６１に滑動可能に係合している。
【００３４】
これら姿勢制御体６９〜７５は、各スライドプレート６１，６２の上昇端位置においては、揺動支持体２３および上部アーム３１の運動を拘束しない位置に保持されているが、加工すべきクランクシャフトＷの種類（実施例では４気筒と３気筒のクランクシャフト）に応じて何れか一方のスライドプレート６１もしくは６２が上昇用シリンダ６５もしくは６７により一定量下降されると、各姿勢制御体６９〜７５の係合面６９ａ，６９ｂにより揺動支持体２３の揺動角度を垂直状態に保持すると共に、一対の係合ピン７７，７８により上部アーム３１を各ピン部の位相に応じた角度位置に保持するようになっている。
【００３５】
次に前記揺動支持体２３，２５の相互の間隔を変更するための間隔変更機構８１の構成について説明する。図３および図８において、前記第１の支持軸２１上に支持された複数（４つ）の揺動支持体２３の各間には、前述のように間隔調整部材２４が介在され、これら間隔調整部材２４は互いに相対回転可能に接合する２つの調整リング８３，８４によって構成されている。
【００３６】
これら調整リング８３，８４の一方は第１の支持軸２１に軸方向にのみ相対移動可能にキー係合され、他方は揺動支持体２３に結合されている。調整リング８３，８４の各接合面には、傾斜カム面８３ａ，８４ａを介して連設した凹凸面が形成されており、一方の調整リングの凹面および他方の調整リングの凸面の接合と、両調整リング８３，８４の凸面同士の接合とによって各揺動支持体２３を２つの異なる間隔に設定できるようになっている。そして、これら揺動支持体２３および間隔調整部材２４はスプリング８５の作用により常に接合状態に保持され、かつ揺動支持体２３の所要の揺動運動を許容している。
【００３７】
前記第２の支持軸２２上に支持された複数（５つ）の揺動支持体２５の各間に介在された間隔調整部材２６も、上記と同様な２つの調整リングにより構成され、これら揺動支持体２５および間隔調整部材２６はスプリング８９の作用により常に接合状態に保持されている。
【００３８】
前記第１および第２の支持軸２１，２２の各一端は、リンク機構９０を介して互いに連結され、後述するように第１の支持軸２１に与えられた回転運動が第２の支持軸２２に同期的に伝えられるようになっている。また、第１の支持軸２１の他端には、位置決め部材９１が連結ピン９２によって揺動可能に連結されている。
【００３９】
前記位置決め部材９１には係合突起９３が突設されおり、この係合突起９３は第１の支持軸２１を軸承する固定の軸受部材９４の端面に形成された円周上２か所の係合溝９５の１つにスプリング９６の作用によって離脱可能に係合されるようになっており、第１の支持軸２１を異なる２つの角度位置に位置決めできるようにしている。
【００４０】
また、前記位置決め部材９１には操作レバー９７が連結されており、この操作レバー９７による前記係合突起９３の係合離脱操作および第１の支持軸２１の回転操作により、両支持軸２１，２２にキー係合された各一方の調整リング８３が回転されて前記傾斜カム面８３ａ，８４ａの作用により他方の調整リング８４に対して軸方向に相対変位され、揺動支持体２３，２５の間隔を変更するようになっている。
【００４１】
次に上記した構成における動作について説明する。尚、以下の説明においては先ず４気筒クランクシャフトＷを加工する例について述べる。クランクシャフトＷの各ピン部Ｐ１〜Ｐ４およびジャーナル部Ｊ１〜Ｊ５のフィレットローラ加工が完了すると、主軸台チャック１３と心押台センタ１６との間に支持されたクランクシャフトＷが主軸定位置割出し装置１７によって一定の角度位置に割出される。
【００４２】
この状態で第１のスライドプレート６１が昇降用シリンダ６５によって一定量下降され、この第１のスライドプレート６１に連結された姿勢制御体６９〜７２が一体的に下降される。これら姿勢制御体６９〜７２の下降により、各ピン部Ｐ１〜Ｐ４に対応する揺動支持体２３が姿勢制御体６９〜７２の両係合面６９ａ，６９ｂにより一定の角度位置に保持され、かつそれら揺動支持体２３に軸支された各上部アーム３１が一対の係合ピン７７，７８により各ピン部Ｐ１〜Ｐ４の位相に対応した角度位置に保持される。
【００４３】
しかる後、加工用シリンダ３８，４８によって上部アーム３１，４１に対して下部アーム３２，４２が開放作動され、各ピン部Ｐ１〜Ｐ４を保持する下部ローラホルダ３５，３５ａ，３５ｂが上部ローラホルダ３４に対して離間され、同様にジャーナル部Ｊ１〜Ｊ５を保持する下部ローラホルダ４５ａ，４５ｂが上部ローラホルダ４４に対し離間される。
【００４４】
続いて心押台センタ１６が後退すると共に、チャック１３が開放され、加工済クランクシャフトＷを主軸台１１と心押台１２との間より搬出する。この状態においても、各ピン部Ｐ１〜Ｐ４を保持する上部および下部アーム３１，３２は前述した姿勢制御作用により、各ピン部Ｐ１〜Ｐ４の位相に応じた姿勢に維持される。
【００４５】
続いて加工すべきクランクシャフトＷが主軸台１１と心押台１２との間に搬入され、心押台センタ１６とチャック１３によって支持クランプされる。しかる状態で加圧用シリンダ３８，４８により下部アーム３２，４２が上部アーム３１，４１に対して閉止作動されてローラホルダ３４，３５ａ，３５ｂのフィレットローラ３６，３６ａ，３６ｂは各ピン部Ｐ１〜Ｐ４のフィレット部分に、また、ローラホルダ４４のフィレットローラ４４ａ，ローラホルダ４５ａ，４５ｂのフィレットローラ４６ａ，４６ｂは各ジャーナル部Ｊ１〜Ｊ５のフィレット部分にそれぞれ圧接される。
【００４６】
ここにおいて、各ピン部Ｐ１〜Ｐ４のフィレット部分に圧接するフィレットローラ３６ａ，３６ｂも各ジャーナル部Ｊ１〜Ｊ５のフィレット部分にそれぞれ圧接されるフィレットローラ４６ａ，４６ｂと同様であるが、４気筒クランクシャフトＷの各ピン部Ｐ１〜Ｐ４および各ジャーナル部Ｊ１〜Ｊ５の径に対応するよう上部アーム４１の先端フィレットローラ４４ａと下部アーム４２の先端のフィレットローラ４６ａ，４６ｂは１２０°の等間隔を維持してサークルピッチが設定される。
【００４７】
このサークルピッチの設定動作は、くさび部材進退用シリンダ１０５ａ，１０５ｂによってくさび部材１０１ａ，１０１ｂを進退移動させ、このくさび部材１０１ａ，１０１ｂが傾斜面１１０ａ，１１０ｂが形成されいるスライダ１００ａ，１００ｂおよびローラホルダ４５ａ，４５ｂをフィレットローラ４６ａ，４６ｂとピン部Ｐ１〜Ｐ４および各ジャーナル部Ｊ１〜Ｊ５の接点とピン部Ｐ１〜Ｐ４および各ジャーナル部Ｊ１〜Ｊ５の回転中心とを結ぶ直線方向に進退移動して４気筒クランクシャフトＷの各ピン部Ｐ１〜Ｐ４および各ジャーナル部Ｊ１〜Ｊ５の径に対応するよう設定される。
【００４８】
前記各ピン部Ｐ１〜Ｐ４のフィレット部分および各ジャーナル部Ｊ１〜Ｊ５のフィレット部分にそれぞれ圧接した後、昇降用シリンダ６５により前記第１のスライドプレート６１とともに姿勢制御体６９〜７２が上昇され、これによって揺動支持体２３ならびに上部および下部アーム３１，３２の拘束が解除される。
【００４９】
しかる後、主軸駆動モータ１５によりクランクシャフトＷが回転駆動され、このクランクシャフトＷの回転駆動により各ピン部Ｐ１〜Ｐ４を保持する上部および下部アーム３１，３２ならびにこれらアーム３１，３２を支持する揺動支持体２３が各ピン部Ｐ１〜Ｐ４の回転に倣って運動する。従って、各ピン部Ｐ１〜Ｐ４のフィレット部分に圧接されたフィレットローラ３６，３６ａ，３６ｂはピン部に対し公転かつ自転され、ピン部のフィレット部分をローラ加工する。また、同様にジャーナル部Ｊ１〜Ｊ５のフィレット部分に圧接されたフィレットローラ４４ａ，４６ａ，４６ｂによりジャーナル部のフィレット部分をローラ加工するのである。
【００５０】
上記した４気筒クランクシャフトＷの加工に引き続いて、３気筒クランクシャフトを加工する場合の段取替えについて説明するが、以下の説明においては、当該３気筒クランクシャフトは４気筒クランクシャフトに対して、各ピン部の位相、ピンストロークならびに軸方向ピッチおよびピン部，ジャーナル部の径がそれぞれ異なるものとする。
【００５１】
そこで、３気筒クランクシャフトピン部および各ジャーナル部の径に対応するよう上部アーム４１の先端フィレットローラ４４ａと下部アーム４２の先端のフィレットローラ４６ａ，４６ｂは１２０°の等間隔を維持してサークルピッチを前述のように、くさび部材進退用シリンダ１０５ａ，１０５ｂによってくさび部材１０１ａ，１０１ｂを進退移動させ、このくさび部材１０１ａ，１０１ｂが傾斜面１１０ａ，１１０ｂが形成されいるスライダ１００ａ，１００ｂおよびローラホルダ４５ａ，４５ｂをフィレットローラ４６ａ，４６ｂとピン部および各ジャーナル部の接点とピン部および各ジャーナル部の中心とを結ぶ直線方向に進退移動して設定する。
【００５２】
また、操作レバー９７を操作して第１および第２の支持軸２１，２２を一定角度回転させ、間隔調整部材２４，２６を操作して各揺動支持体２３，２５の間隔を加工すべき３気筒クランクシャフトの各ピン部およびジャーナル部の軸方向位置に応じて変更する。また、各ピン部を保持するアーム３１，３２の姿勢制御を第２のスライドプレート６２に固定された各姿勢制御体７３〜７５で行われるように切り替える。
【００５３】
この切り替え操作により昇降用シリンダ６５により第１のスライドプレート６１が上昇されると共に、昇降用シリンダ６７により第２のスライドプレート６２が下降され、各姿勢制御体７３〜７５によって３つのピン部を保持する各アーム３１，３２を各ピン部の位相に応じた姿勢状態に変換する。
【００５４】
さらに、３気筒クランクシャフトの加工においては、前記４気筒クランクシャフトの右端のピン部Ｐ４およびジャーナル部Ｊ５を保持する２組のアーム３１，３２および４１，４２が不要となるため、これらアームをクランクシャフトの着脱あるいは心押台センタ１６の進退の障害にならない角度状態に図略の適宜な固定装置により固定する。
【００５５】
上記した段取替え操作によりローラホルダ３４，３５ａ，３５ｂ，４４，４５ａ，４５ｂを交換することなく３気筒クランクシャフトの４気筒クランクシャフトとは異なる径のピン部およびジャーナル部も前記と同様にフィレットローラ加工を可能とする。
【００５６】
尚、上記実施例では４気筒クランクシャフトおよび３気筒クランクシャフトの３種類のクランクシャフトで説明したが、この２種類のみならず、３種類以上のクランクシャフトの加工に適用することができる。
【００５７】
また、上部アーム３１，４１のローラホルダ３４，４４にはフィレットローラのピン部あるいはジャーナル部の径の変更に対する移動機構はないが、上部アーム３１，４１は支持ピン３０，４０を中心とした円弧運動により工作物に接近し、ピン径あるいはジャーナル径の違いは、この円弧運動の半径に比べて非常に小さいため、問題とならないが、上部アーム３１，４１のローラホルダにも下部アーム４２のローラホルダ４５ａまたは４５ｂと同様の移動機構を設けてもよい。
【００５８】
さらに、上記実施例ではローラホルダ３５ａ，３５ｂ，４５ａ，４５ｂをスライダ１００ａ，１００ｂを介して進退移動させるためのくさび部材１０１ａ，１０１ｂの進退作動装置としてくさび部材進退用シリンダ１０５ａ，１０５ｂを用いているが、スライダ１００ａ，１００ｂの進退移動をサーボモータにより無段階に位置決めすることができ、この場合は多種類のピン径あるいはジャーナル径に対応できる。
【００５９】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によると、従来のマスタクランクシャフトを廃止したマスタレス、工作物（クランクシャフト）の着脱のためのアームの姿勢制御、および位相やストロークの異なる工作物への対応を可能とした上に、ピン径あるいはジャーナル径の異なる工作物（クランクシャフト）に対しても、工作物のフィレット部の円周方向等間隔を維持してフィレットローラを当接することができるので、工作物の歪みがなく均一な硬度上昇を得ることができる。また、ピン径あるいはジャーナル径の異なる工作物に対して、それぞれの径に応じたローラホルダに段取り替えしたり、あるいはそれぞれの径に応じた複数の機械設備を備えたりする必要がなく、多種工作物のフィレットローラ加工を能率的に行うことができ、かつ設備投資を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の全体構成を示す平面図
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図
【図３】図２のＢ−Ｂ線に沿って切断した断面図
【図４】図２のＣ−Ｃ線に沿って切断した断面図
【図５】図１のＤ−Ｄ線に沿って切断した断面図
【図６】アーム先端のフィレットローラ部の構成を示す断面図
【図７】図３のＥ−Ｅ線に沿って切断した断面図
【図８】図５のＦ−Ｆ線に沿って切断した断面図
【符号の説明】
１１ 主軸台
１２ 心押台
１５ 主軸駆動モータ
２０ 支持フレーム
２１ 支持軸
２３ 揺動支持体
２４ 隔壁調整部材
３１ 上部アーム
３２ 下部アーム
３８ 加圧用シリンダ
４２ 下部アーム
４４ ローラホルダ
４４ａ フィレットローラ
４５ａ ローラホルダ
４５ｂ ローラホルダ
４６ａ フィレットローラ
４６ｂ フィレットローラ
６０ 姿勢制御装置
６１ スライドプレート
６２ スライドプレート
６５ 昇降用シリンダ
６７ 昇降用シリンダ
６９〜７０ 姿勢制御体
６９ａ 係合面
６９ｂ 係合面
７７ 係合ピン
７８ 係合ピン
８１ 間隔変更機構
８３ 調整リング
８４ 調整リング
１００ａ スライダ
１００ｂ スライダ
１０１ａ くさび部材
１０１ｂ くさび部材
１０３ａ バックアッププレート
１０３ｂ バックアッププレート
１０４ａ スプリング
１０４ｂ スプリング
１０５ａ くさび部材進退用シリンダ
１０５ｂ くさび部材進退用シリンダ
１０６ａ ピストン
１０６ｂ ピストン
１１０ａ 傾斜面
１１０ｂ 傾斜面
Ｗ クランクシャフト
Ｐ１〜Ｐ４ ピン部
Ｊ１〜Ｊ５ ジャーナル部
Claims (2)
- 回転駆動される工作物を保持するローラホルダを取り付けた上部および下部アームを開閉可能に設け、前記ローラホルダに支持されたフィレットローラを前記工作物の円周方向等間隔に当接させ、前記工作物のフィレット部をローラ加工するようにしたフィレットローラ加工装置において、前記ローラホルダを前記フィレットローラと前記工作物の接点と前記工作物の軸心とを結ぶ直線方向に移動可能とし、前記フィレットローラを径の異なる工作物に対し常に工作物の円周方向等間隔を維持して当接するようにしたことを特徴とするフィレットローラ加工装置。
- クランクシャフトを支持して回転駆動させる駆動装置と、前記クランクシャフトの各ピン部を保持するローラホルダが取り付けられ開閉可能に設けられた上部および下部アームと、前記ローラホルダに取り付けられ前記上部および下部アームの開閉動作によりクランクシャフトのフィレット部の円周方向等間隔に当接するフィレットローラと、前記クランクシャフトの軸線と平行な支持軸に揺動可能に支持され前記上部および下部アームを枢支した揺動支持体と、前記クランクシャフトの着脱時に前記揺動支持体および前記上部および下部アームを前記クランクシャフトの各ピン部の位相に応じた姿勢に制御する姿勢制御装置と、前記ローラホルダが取り付けられ前記クランクシャフトのフィレット部と前記フィレットローラとの接点と前記クランクシャフトのピン部の中心を結ぶ直線方向に移動可能なスライダと、前記スライダの傾斜面に当接して前記スライダを移動させるくさび部材と、前記くさび部材を進退させる駆動源とから構成してなるフィレットローラ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21904596A JP3612149B2 (ja) | 1996-08-02 | 1996-08-02 | フィレットローラ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21904596A JP3612149B2 (ja) | 1996-08-02 | 1996-08-02 | フィレットローラ加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1044030A JPH1044030A (ja) | 1998-02-17 |
| JP3612149B2 true JP3612149B2 (ja) | 2005-01-19 |
Family
ID=16729403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21904596A Expired - Fee Related JP3612149B2 (ja) | 1996-08-02 | 1996-08-02 | フィレットローラ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3612149B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015168023A (ja) * | 2014-03-06 | 2015-09-28 | 日産自動車株式会社 | 加工装置および加工方法 |
-
1996
- 1996-08-02 JP JP21904596A patent/JP3612149B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1044030A (ja) | 1998-02-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5058325A (en) | Machine for the abrasive machining of cylindrical journals on components, in particular for machining journals and crank pins on crankshafts using abrasive material | |
| KR930004105B1 (ko) | 공작기계의 자동공구 교환장치 | |
| JPH0343163B2 (ja) | ||
| CN108188697A (zh) | 一种减震器底阀上料与压装装置 | |
| JP3612149B2 (ja) | フィレットローラ加工装置 | |
| US4554811A (en) | Crankpin rolling apparatus | |
| JPH0422641B2 (ja) | ||
| JPH0413098B2 (ja) | ||
| JP2000117579A (ja) | 工作機械のパレット交換装置 | |
| CN112958972A (zh) | 一种管材多角度焊接成型机 | |
| JPH11179653A (ja) | フィレットローラ加工装置 | |
| JP2588751B2 (ja) | パレット姿勢変換装置 | |
| JP2000237927A (ja) | 工作機械用のパレット交換装置 | |
| CN214685241U (zh) | 一种加工中心旋转工装 | |
| US5489089A (en) | Automatic alignmant vise | |
| JP5169054B2 (ja) | クランクシャフトの加工装置 | |
| JP3773715B2 (ja) | センタレス研削盤のローディング装置 | |
| JPH0620702B2 (ja) | パレット姿勢変換装置 | |
| JPS637906B2 (ja) | ||
| JPH0715704Y2 (ja) | 軸受キャップ組付装置 | |
| GB2144359A (en) | Crankpin rolling apparatus | |
| JPH0724161Y2 (ja) | 倣い旋削加工装置 | |
| CN117943856A (zh) | 一种刀具加工夹具装置及方法 | |
| JPH0613810Y2 (ja) | 工作物搬送装置 | |
| KR970007988A (ko) | 자동 가공물 교환기 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040518 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040525 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20040531 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20040531 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20040531 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040721 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20041019 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20041022 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081029 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091029 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091029 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101029 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111029 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111029 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121029 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131029 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |