JP4107145B2 - フィレットローリング加工装置のロールカセット交換装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィレットローリング加工（フィレットロール掛け加工）を目的としたフィレットローリング加工装置のロールカセット交換装置に関し、特に内燃機関用クランクシャフトのジャーナル部あるいはクランクピン部のフィレット部（内隅アール部）にフィレットローリング加工を施すにあたってそのロールカセットの交換を容易にしたロールカセット交換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
クランクシャフト用のフィレットローリング加工装置においては、ジャーナル部およびクランクピン部ごとに相互に独立したロール掛け機構を設けて、複数の加工部位でのロール掛けを同時に行うことを基本としている。そして、それぞれのロール掛け機構は、加工対象となるジャーナル部もしくはクランクピン部を開閉可能な一対のアームによりその径方向から挟み、クランクシャフト全体を回転させながらアームの先端に装着されているフィレットローラにより該当部位のフィレット部にローリング加工を施すことになる。
【０００３】
この場合に、フィレットローラはジャーナル部やクランクピン部に比べて小径でしかも過酷な条件下で繰り返し使用されることからその摩耗が激しく、そのためにフィレットローラの交換容易性を考慮して、特許文献１，２に記載のようにフィレットローラを内蔵した着脱可能なロールカセットが用いられており、当然のことながら各ロールカセットの厚み寸法は該当するロール掛け機構のアームの幅寸法（厚み寸法）内におさまるものであることが絶対条件とされる。
【０００４】
その一方、例えばＶ型６気筒エンジン用のクランクシャフトのように隣接するジャーナル部間に二つ以上のクランクピン部が配置されていてそのクランクピン部の総数が多い場合には、直列４気筒エンジンや直列６気筒エンジン用のクランクシャフトに比べて隣接する加工部位間の間隔が著しく小さいために、必然的に各ロール掛け機構を形成しているアーム相互間寸法やロールカセット相互間寸法も同様の制限を受けることになる。したがって、隣接するロールカセット同士の間には十数ミリ程度の隙間しかなく、人手によるロールカセットの交換作業は困難を極めている。
【０００５】
より詳しくは、例えば各クランクピン部用のロール掛け機構は、ジャーナル部の軸心からのオフセット量を有した各クランクピン部の公転運動に追従してフィレットローリング加工を施しているので、どのようなタイミングで作業を停止させたとしても、いずれかのクランクピン部のフィレットローリング加工を司っているロールカセットは他のロールカセットに比べて奥まった位置で停止することになる。そして、先に述べたように隣接するロールカセット同士の隙間がきわめて小さい故に、その奥まった位置にあるロールカセットの交換を困難なものにしている。
【０００６】
このようなことから、特許文献３に記載のように、同一のクランクシャフトについてのクランクピン部を二つのグループにグループ分けする一方で、クランクピン部総数の半分の数のロール掛け機構を設けて隣接するロール掛け機構相互間の寸法を可及的に大きく確保するとともに、そのロール掛け機構をクランクシャフトの軸心方向にシフト動作させ、実質的にシフト動作の前後二工程に分けることで全部のクランクピン部のフィレットローリング加工を施すことが行われている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００３−２５２２１号公報 （図１及び図５）
【０００８】
【特許文献２】
特開２００２−３０１６５８号公報 （図１及び図２）
【０００９】
【特許文献３】
特公平７−８００２８号公報 （第１図及び第２図）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献３に記載の従来の技術では、一つのクランクシャフトについて少なくとも二工程に分けてフィレットローリング加工を施す必要があるため、加工時間が長くなって生産性の低下が余儀なくされる。また、各ロール掛け機構を二つのグループのフィレットローリング加工に共通して使用するためには、それら二つのグループのクランクピン部の配置が共に同一でなければならず、適用できるクランクシャフトの種類が著しく制約されることとなって好ましくない。
【００１１】
また、他の方法として、個々のロール掛け機構を独立して動かせるようにして、例えば特定のロールカセットが奥まった位置て停止した場合に該当するロール掛け機構を単独で動かして、その特定のロールカセットを他のロール掛け機構のロールカセットよりも手前側に移動させるようにすることも可能であるが、各ロール掛け機構の姿勢制御機構が相当複雑になり、設備費の大幅な高騰を招く結果となって実用的でない。
【００１２】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、ロールカセットの交換を従来と同様に手作業にて行うことを前提として、ロールカセットにわずかな改良を加えつつ専用の脱着工具とボルト締め工具を併用するだけで、そのロールカセットの交換をきわめて容易に行えるようにしたロールカセット交換装置を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、加工対象となるクランクシャフトのジャーナル部およびクランクピン部をそれぞれに独立した開閉可能な一対のアームによりその径方向から挟み、クランクシャフトを回転させながら各アームの先端に装着されているフィレットローラによりジャーナル部およびクランクピン部のフィレット部に一斉にフィレットローリング加工を施すにあたり、フィレットローラを内蔵したロールカセットを手持ち式の脱着工具であるエクステンションハンドルと同じく手持ち式のボルト締め工具とを併用してアームの先端に対し脱着するための装置であることを前提としている。
その上で、上記アームの先端にフィレットローリング加工時の加圧方向とほぼ平行な第１の着座面とこれとほぼ直角な第２の着座面とをもって切欠形成され、これら第１，第２の着座面に着座するようにロールカセットが装着されることになるカセット受容凹部と、上記アームの先端に付設され、ロールカセットを第２の着座面側に押し付けることでそのロールカセットをクランプするボルト締め方式のクランプブロックと、上記ロールカセットに形成され、その脱着に際して手持ち式の脱着工具であるエクステンションハンドルがワンタッチで係合もしくは離脱可能な把持係合部と、上記エクステンションハンドルに設けられ、把持係合部に対する係合状態ではそのロールカセットを安定的に支持してその状態を自己保持するセルフロック手段と、上記クランプブロックに設けられ、ロールカセットの脱着に際してそのクランプブロックを退避位置に自己保持する退避位置自己保持手段と、同じく上記クランプブロックに設けられ、当該クランプブロックのボルト締め操作のための手持ち式のボルト締め工具が係合可能な係合部と、を備えていることを特徴とする。
【００１４】
ここで、作業者の手が入らないような奥まった位置にあるロールカセットの交換を容易にするために、上記エクステンションハンドルとしては奥まった位置にあるロールカセットの届くだけの長さを有するものとし、請求項２に記載のように、そのエクステンションハンドルの先端にロールカセット側の把持係合部と係合離脱可能な面板部が設けられているものとする。
【００１５】
望ましくは、請求項３に記載のように、横向き脱着式のロールカセットの先端に把持ブロックが装着されていて、把持ブロックの上部ではエクステンションハンドル側の面板が凹凸係合する一方、把持ブロックの下部ではその把持ブロックに形成された係合溝と面板側のトグル式の係止爪とが凹凸係合するようになっていて、上記把持ブロック側の係合溝と面板側の係止爪とでセルフロック手段が形成されているものとする。
【００１６】
より望ましくは、請求項４に記載のように、上記クランプブロックには係止突起部が形成されている一方、上記アームの先端には係止突起部が係止可能な段状部が形成されていて、これらの係止突起部と段状部とで退避位置自己保持手段が形成されているものとする。
【００１７】
したがって、少なくとも請求項１に記載の発明では、脱着対象となるロールカセットを脱着工具であるエクステンションハンドルを用いて堅固に把持した上で、ボルト締め工具にてクランクブロックのクランプ，アンクランプ操作を行うことで、例えば奥まった位置にあるロールカセットであっても直接手で触れることなくその脱着を容易に且つ確実に行うことができるようになる。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、手持ち式の脱着工具であるエクステンションハンドルとボルト締め工具とを併用し、特にロールカセット側に設けた把持係合部とエクステンションハンドルとの係合をもってそのロールカセットを脱着してロールカセットの交換作業を行うようにしたので、従来のように生産性の低下や設備の複雑化を招くことなくそのロールカセットの交換作業を行え、特に隣接するロールカセット同士の隙間が小さく且つまた脱着対象となる特定のロールカセットが奥まった位置にあったとしても、そのロールカセットの交換作業を確実に且つスムーズに行える。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１以下の図面は本発明の好ましい実施の形態を示す図で、Ｖ型６気筒エンジン用のクランクシャフトにフィレットローリング加工を施す場合の例を示している。
【００２０】
加工対象となるＶ型６気筒エンジン用のクランクシャフトＳは、先の特公平７−８００２８号公報に記載のものと同様に、図２，３および図５にも示すように同一軸線上に位置する四つのジャーナル部Ｊ，Ｊ…とそのジャーナル部Ｊ，Ｊ…から所定量だけ偏心（オフセット）した六つのクランクピン部Ｐ，Ｐ…を備えていて、隣接するジャーナル部Ｊ，Ｊ同士の間に回転位相が異なるクランクピン部Ｐ，Ｐがそれぞれ二つずつ配置されていることになる。そして、加工部位となる軸状部としてのジャーナル部Ｊ，Ｊ…およびクランクピン部Ｐ，Ｐ…ともに図４に示すようにその両端にフィレット部（内隅アール部）Ｆが形成されていて、このフィレットＦに対して後述するフィレットローラ７にてフィレットローリング加工が施されることになる。
【００２１】
図５のほか図６〜８において、加工対象となるクランクシャフトＳはチャック４１やセンタ４２で水平姿勢にて両持ち支持された状態でジャーナル部Ｊ，Ｊ…の軸心を回転中心として回転駆動される。そして、上記クランクシャフトＳのジャーナル部Ｊ，Ｊ…とクランクピン部Ｐ，Ｐ…とにそれぞれ対応するように、四つのジャーナル部ロール掛け機構１Ａ〜１Ｄと六つのクランクピン部ロール掛け機構２Ａ〜２ＦとがクランクシャフトＳの長手方向に沿って横一列に配置されている。すなわち、図７，８に示すように各ジャーナル部Ｊ，Ｊ…に個別に対応する四つのジャーナル部ロール掛け機構１Ａ〜１Ｄが適宜の間隔で配置されていて、それらの隣接するジャーナル部ロール掛け機構１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ同士の間に図９，１１のように長さの異なるクランクピン部ロール掛け機構２Ａ〜２Ｆがそれぞれ二つずつ配置されている。
【００２２】
ジャーナル部ロール掛け機構１Ａ〜１Ｄは、上下一対のアーム３，４同士をアーム３側のヒンジブラケット５とヒンジピン６とをもって互いに開閉可能に連結したＸ字状もしくはピンチャ形状のもので、上側のアーム３の先端には図９に示したものと同様に左右一対のフィレットローラ７を内蔵するロールカセット８が、下側のアーム４の先端には前後一対のレストローラ９を備えたワークレストとしてのレストカセット１０がそれぞれ装着されている。さらに、上下のアーム３，４の後端部間には直動型アクチュエータとして加圧シリンダ（油圧シリンダ）１１が架橋的に連結されている。より具体的には、上側のアーム３には加圧シリンダ１１のピストンロッドが、下側のアーム４には加圧シリンダ１１のシリンダチューブがそれぞれ連結されていて、上下のアーム３，４同士は加圧シリンダ１１の伸縮動作に応じて開閉して上記ロールカセット８とワークレスト１０にて該当するジャーナル部Ｊ，Ｊ…を加圧挟持し、且つその加圧シリンダ１１の加圧力をもってフィレットローリング加工時の加圧力が付与されるようになっている。ここで、上記のフィレットローラ７を備えたロールカセット８やレストローラ９を備えたレストカセット１０は、例えば特開平１−１８３３６４号公報および特公平７−２９２６４号公報等で公知である。
【００２３】
なお、図６はジャーナル部ロール掛け機構１Ａ〜１Ｄが該当するジャーナル部Ｊ，Ｊ…を加圧挟持し且つ二種類のクランクピン部ロール掛け機構２Ａ〜２Ｆが該当するクランクピン部Ｐ，Ｐ…を加圧挟持していない状態を示している。
【００２４】
そして、上側のベースフレーム１２にはヒンジブラケット１３を介してヒンジピン１４を揺動中心とする支持アーム１５が揺動可能に装着されていて、その支持アーム１５に上側のアーム３がヒンジピン１６を介して揺動可能に支持されている。すなわち、それぞれのジャーナル部ロール掛け機構１Ａ〜１Ｄは互いに独立した支持アーム１５を介して上側のベースフレーム１２に吊り下げ支持されている。ただし、各支持アーム１５の揺動中心であるヒンジピン１４は互いに同一軸線上に設定されているとともに、その支持アーム１５に対する各ジャーナル部ロール掛け機構１Ａ〜１Ｄの揺動中心であるヒンジピン１６もまた互いに同一軸線上に設定されている。
【００２５】
一方、長短二種類のクランクピン部ロール掛け機構２Ａ〜２Ｆは、図９，１０にも示すように先のジャーナル部ロール掛け機構１Ａ〜１Ｄと同様に上下のアーム１７，１８同士もしくはアーム１９，２０同士をヒンジピン２１または２２を介して開閉可能に連結したもので、上側のアーム１７，１９の先端には図１１に示すように左右一対のフィレットローラ７を内蔵するロールカセット８が、下側のアーム１８，２０の先端には前後一対のレストローラ９を備えたワークレストとして機能するレストカセット１０がそれぞれ装着されている。さらに、上下のアーム１７，１８同士および１９，２０同士の後端部間には直動型アクチュエータである加圧シリンダ（油圧シリンダ）３１または３２が架橋的に連結されていて、上下のアーム１７，１８同士および１９，２０は加圧シリンダ３１または３２の伸縮動作に応じて開閉して上記ロールカセット８とレストカセット１０にて該当するクランクピン部Ｐ，Ｐ…を加圧挟持し、且つその加圧シリンダ３１または３２の加圧力をもってフィレットローリング加工時の加圧力が付与されるようになっている。
【００２６】
なお、図９，１０は、図６，８での錯綜化を避けるために同図からジャーナル部ロール掛け機構１Ａ〜１Ｄを取り外した状態を示している。
【００２７】
上側のベースフレーム１２に対向する下側のベースフレーム２３にはヒンジブラケット２４とヒンジピン２５を介して真直な支持アーム２６と略くの字状に屈曲した支持アーム２７とがクランクピン部ロール掛け機構２Ａ〜２Ｆの数だけ交互に配置されていて、それらの支持アーム２６，２７は共通のヒンジピン２５を回転中心として揺動可能となっている。
【００２８】
そして、真直な揺動アーム２６に対し短い方のクランクピン部ロール掛け機構２Ａ，２Ｃ，２Ｅの下側のアーム１８がヒンジピン２８を介して揺動可能に支持されているとともに、略くの字状の揺動アーム２７に対し長い方のクランクピン部ロール掛け機構２Ｂ，２Ｄ，２Ｆの下側のアーム２０がヒンジピン２９を介して揺動可能に支持されている。すなわち、長短二種類のそれぞれのクランクピン部ロール掛け機構２Ａ〜２Ｆは互いに独立した支持アーム２６または２７を介して下側のベースフレーム２３に上向きで支持されている。ただし、各支持アーム２６または２７の揺動中心であるヒンジピン２５は先に述べたように互いに共通のものとして設定されているものの、その支持アーム２６または２７に対する長短二種類の各クランクピン部ロール掛け機構２Ａ〜２Ｆの揺動中心であるヒンジピン２８，２９同士の位置は所定量α（図１１参照）だけ互いにオフセットさせてある。
【００２９】
ここで、図１１は上記の長短二種類のクランクピン部ロール掛け機構２Ａ，２Ｃ，２Ｅと２Ｂ，２Ｄ，２Ｆが共通のクランクピン部Ｐを加圧挟持したと仮定した場合の状態を示しており、同図から明らかなように一方のクランクピン部ロール掛け機構２Ａ，２Ｃ，２Ｅにおけるアーム１７，１８同士の回転中心であるヒンジピン２１の位置に対して、他方のクランクピン部ロール掛け機構２Ｂ，２Ｄ，２Ｆにおけるアーム１９，２０同士の回転中心であるヒンジピン２２の位置を所定量βだけ加工部位とは反対側すなわち反加工部位寄りにオフセットさせてある。同様に、真直な支持アーム２６に対する一方のクランクピン部ロール掛け機構２Ａ，２Ｃ，２Ｅの回転中心であるヒンジピン２１の位置に対して、略くの字状の支持アーム２７に対する他方のクランクピン部ロール掛け機構２Ｂ，２Ｄ，２Ｆの回転中心であるヒンジピン２９の位置を先に述べたように所定量αだけ加工部位とは反対側すなわち反加工部位よりにオフセットさせてある。
【００３０】
そして、一方のクランクピン部ロール掛け機構２Ａ，２Ｃ，２Ｅが加圧挟持したクランクピン部Ｐの軸心から上下のアーム１７，１８同士の回転中心であるヒンジピン２１の位置までの距離をＬ１、そのヒンジピン２１の位置から上下のアーム１７，１８と加圧シリンダ３１との連結位置までの距離（これをアーム長という）をＬ２とした場合に、両者の比（レバー比）Ｌ１：Ｌ２は例えば３：７に設定されている。また、もう一方のクランクピン部ロール掛け機構２Ｂ，２Ｄ，２Ｆが加圧挟持したクランクピンＰの軸心から上下のアーム１９，２０同士の回転中心であるヒンジピン２２の位置までの距離をＬ１１とし、そのヒンジピン２２の位置から上下のアーム１９，２０と加圧シリンダ３２との連結位置までの距離（これをアーム長という）をＬ１２とした場合に、両者の比（レバー比）Ｌ１１：Ｌ１２は同様に３：７に設定されている。これにより、一方のクランクピン部ロール掛け機構２Ａ，２Ｃ，２Ｅともう一方のクランクピン部ロール掛け機構２Ｂ，２Ｄ，２Ｆのアーム長Ｌ２，Ｌ１２が互いに異なっていたとしても、双方の加圧シリンダ３１，３２として同一能力（同一圧力および同一ストローク）のものを使用することにより、加工部位には同一の加圧挟持力を付与することができるように設定されている。
【００３１】
なお、以上の内容は、本出願人が先に提案している特願２００２−３７６５５４号に記載されている。
【００３２】
このように構成されたフィレットローリング加工装置によれば、図６，９に示すように各ジャーナル部ロール掛け機構１Ａ〜１Ｄおよび各クランクピン部ロール掛け機構２Ａ〜２Ｆの加圧シリンダ１１，３１，３２を伸長動作させて、上下のアーム３，４や１７，１８，１９，２０の先端のフレットローラ７およびレストローラ９（図１１参照）にて該当するジャーナル部Ｊ，Ｊ…およびクランクピン部Ｐ，Ｐ…をそれぞれ加圧挟持する。
【００３３】
この時、各ジャーナル部Ｊ，Ｊ…は互いに同一軸線上に位置しているので、それらの各ジャーナル部Ｊ，Ｊ…を加圧挟持したジャーナル部ロール掛け機構１Ａ〜１Ｄはほぼ横一列に揃うかたちとなるものの、各クランクピン部Ｐ，Ｐ…は図３に示すようにその回転位相が６０°ずつずれているので、それらの各クランクピン部Ｐ，Ｐ…を加圧挟持したクランクピン部ロール掛け機構２Ａ〜２Ｆ同士は図９に示すようにクランクピン部Ｐ，Ｐ…同士の位相角に応じて少しずつ姿勢のずれを生じることになる。
【００３４】
各ジャーナル部ロール掛け機構１Ａ〜１Ｄおよび各クランクピン部ロール掛け機構２Ａ〜２Ｆが該当するジャーナル部Ｊ，Ｊ…やクランクピン部Ｐ，Ｐ…をそれぞれ加圧挟持したならば、クランクシャフトＳを回転駆動させる。クランクシャフトＳが回転すると、各ジャーナル部Ｊ，Ｊ…とそれに接触しているフィレットローラ７とが同期回転してジャーナル部Ｊ，Ｊ…の長手方向両端のフィレット部Ｆ（図４参照）にローリング加工が施される。
【００３５】
これと同時に、各クランクピン部Ｐ，Ｐ…はジャーナル部Ｊ，Ｊ…の周りを公転することから、各クランクピン部ロール掛け機構２Ａ〜２Ｆは図９に示すように該当するクランクピン部Ｐを加圧挟持したままで、そのクランクピン部Ｐの公転運動に追従するべくヒンジピン２８，２９もしくは２５を回転中心として揺動する。すなわち、先に述べたように合計６箇所のクランクピン部Ｐ，Ｐ…は互いにその回転位相がずれていることから、各クランクピン部ロール掛け機構２Ａ〜２Ｆは図９に示すように該当するクランクピン部Ｐを加圧挟持した時点で少しづつずれを生じ、そのずれを持った状態のままでクランクピン部Ｐの公転運動に追従してヒンジピン２６，２７もしくは２５を回転中心として揺動運動する。その過程において、各クランクピン部Ｐ，Ｐ…とフィレットローラ７とが同期回転して、クランクピン部Ｐ，Ｐ…の長手方向両端のフィレット部Ｆにローリング加工が施される。
【００３６】
図１２は上記各クランクピン部ロール掛け機構２Ａ〜２Ｆによるクランクピン部Ｐ，Ｐ…でのフィレットローリング加工中の状態を模式的に示しており、左右一対のフィレットローラ７は例えば加圧力Ｆ１として例えば８００ｋｇｆ程度の荷重をフィレット部Ｆに与えながらクランクピン部Ｐ，Ｐ…とともに同期回転し、同時に一対のレストローラ９は荷重Ｆ１の半分である４００ｋｇｆ程度の荷重Ｆ２をそれぞれ負担しながらクランプピン部とともに同期回転し、これをもってフィレット部Ｆにローリング加工が施されることになる。なお、この加工形態はジャーナル部ロール掛け機構１Ａ〜１Ｄについても基本的に同様である。
【００３７】
このように上記のフィレットローリング加工装置によれば、一つのクランクシャフトＳが有している４箇所のジャーナル部Ｊ，Ｊ…と６箇所のクランクピン部Ｐ，Ｐ…の全てについて一工程にて同時にフィレットローリング加工を施すことができる。しかも、アーム長が小さいクランクピン部ロール掛け機構２Ａ，２Ｃ，２Ｅとアーム長が大きいクランクピン部ロール掛け機構２Ｂ，２Ｄ，２Ｆとは、ベースフレーム２３に対する支持アーム２６，２７の揺動中心であるヒンジピン２５を共通のものとして設定する一方で、アーム長が大きいクランクピン部ロール掛け機構２Ｂ，２Ｄ，２Ｆについては、アーム１９，２０同士を連結しているヒンジピン２２の位置および下側のアーム２０と支持アーム２７とを連結しているヒンジピン２９の位置をアーム長が小さいクランクピン部ロール掛け機構２Ａ，２Ｃ，２Ｅの同等位置に対して反加工部位寄りにオフセットさせてあることから、アーム長が大きいクランクピン部ロール掛け機構２Ｂ，２Ｄ，２Ｆの揺動範囲をアーム長が小さいクランクピン部ロール掛け機構２Ａ，２Ｃ，２Ｅの揺動範囲と同等範囲内におさめることができ、装置全体の大型化を招かないで済むことになる。
【００３８】
図１および図１３はジャーナル部ロール掛け機構１Ａ〜１Ｄおよびクランクピン部ロール掛け機構２Ａ〜２Ｆにおけるロールカセット８のほかワークレストとして機能するレストカセット１０の詳細を示している。
【００３９】
例えばクランクピン部ロール掛け機構２Ｃを例にとって説明すると、上側のアーム１７の先端にはほぼ直角な二面４３，４４をもって切り欠かれたカセット受容凹部４５が形成されており、このカセット受容凹部４５に左右一対のフィレットローラ７を内蔵した略矩形状で且つ偏平箱形状のロールカセット８が横方向から着脱可能に装着されている。ここにいう直角な二面とは、フィレットローリング加工時の加圧方向とほぼ平行な第１の着座面４３とこれとほぼ直角な第２の着座面４４をいう。また、ロールカセット８に内蔵された一対のフィレットローラ７は、図５から明らかなようにクランクシャフトＳの軸直角方向から見た場合に略ハの字状の配置となっている。
【００４０】
第１，２の着座面４３，４４にはそれぞれにキー４６または４７が打ち込まれている一方、ロールカセット８のケース４８にはキー４６，４７に対応するキー溝がそれぞれ形成されていて、また、アーム１７側には位置決めブロック４９が装着されているとともに、ケース４８にはそれに対応する略矩形状の切欠溝５０が形成されている。これにより、各キー４６，４７とキー溝とを合致させながら位置決めブロック４９と切欠溝５０とを係合させることで、アーム１７に対するロールカセット８の位置決めがなされるようになっている。そして、アーム１７の先端面には六角穴付きボルト５１をもってクランプブロック５２が装着されていて、上記のように第１，２の着座面４３，４４にケース４８が密着するように押し付けた状態でクランプブロック５２をケース４８に当てて六角穴付きボルト５１を締め込むことによりロールカセット８が堅固にクランプされている。
【００４１】
ここで、図１および図１３から明らかなように、クランプブロック５２には係止突起部５３と後述するように係合部として機能する浅皿状の六角補助穴５４が形成されている一方、アーム１７のうち第２の着座面４４よりも上方位置に段状部５５が形成されている。これにより、後述するようにクランプブロック５２のクランプ状態を解除してアンクランプ状態としたときには、上記係止突起部５３をアーム１７側の段状部５５に係合させることでそのクランプブロック５２を図１に実線で示す退避位置に自己保持することができる構造となっている。すなわち、アンクランプ状態としたクランプブロック５２を退避位置に自己保持させることで、ロールカセット８の脱着に際してそのクランプブロック５２が障害とならず、したがって上記の係止突起部５３と段状部５５はクランプブロック５２を退避位置に自己保持するための退避位置自己保持手段を形成している。
【００４２】
なお、以上のようなロールカセット８の取付構造は、クランクピン部ロール掛け機構２Ｃ以外の各クランクピン部ロール掛け機構２Ａ，２Ｂや２Ｄ〜２Ｆおよびジャーナル部ロール掛け機構１Ａ〜１Ｄについても同様である。また、下側のアーム１８におけるレストカセット１０についても基本的に同様な構造となっている。
【００４３】
上記ロールカセット８のケース４８内には、図示しないベアリングを介して大径のバックアップローラが回転自在に装着されていて、左右一対のフィレットローラ７は前後一対のケージ５６，５７にて定位置に保持されながら上記のバックアップローラにて回転自在にバックアップされている。なお、このロールカセット８の基本構造は例えば特開２００３−２５２２１号公報に詳しい。
【００４４】
ロールカセット８のケース４８の先端面には、図１，１３のほか図１４に拡大して示すように、後述する脱着工具を用いての脱着容易性を考慮して把持係合部として機能する把持ブロック５８がボルト７２にて固定されている。そして、把持ブロック５８の上面には係止突起部５９が形成されているとともに、把持ブロック５８の下面には円弧状の係合溝６０が形成されている。
【００４５】
他方、図１３に示すように、上記ロールカセット８の脱着作業に備えて、手持ち式のボルト締め工具として軸部が六角形のＴ形レンチ６１と同じく手持ち式の脱着工具としての所定長さのエクステンションハンドル６２が用意されている。エクステンションハンドル６２は、図１５に拡大して示すようにグリップ部（握り部）６４を備えた略くの字状に屈曲したハンドル本体６３の先端に面板６５を一体的に連結，固定したもので、図１４にも示すように面板６５の上部にはフック部６６が形成されているとともに、面板６５の下部のフランジ部６７にはトグル式の係止爪６８がピン６９にて回転可能に装着されている。
【００４６】
係止爪６８の先端は先に述べた把持ブロック５８側の係合溝６０に合致するように円弧状のものとして形成されているとともに、係止爪６８自体は図１５に示すようにその端部がストッパ面７０（図１４参照）に当接する位置を限度として圧縮コイルスプリング７１にて同図のように反時計回り方向に付勢されている。上記の係合溝６０とトグル状の係止爪６８は、後述するようにロールカセット８側の把持ブロック５８に対するエクステンションハンドル６２の係合，離脱をワンタッチで行って、その係合時にはエクステンションハンドル６２単独にてロールカセット８を安定的に支持するためのもので、これらの係合溝６０とトグル状の係止爪６８をもって係合時におけるセルフロック手段が形成されている。
【００４７】
このような構造において、ジャーナル部ロール掛け機構１Ａ〜１Ｄおよびクランクピン部ロール掛け機構２Ａ〜２Ｆのうち例えば先に述べたクランクピン部ロール掛け機構２Ｃについてロールカセット８の交換が必要になった場合に、図１６の（Ａ），（Ｂ）に示すように交換したいクランクピン部ロール掛け機構２Ｃのロールカセット８が他のものに比べて奥まった位置となり、隣接するロール掛け機構同士の間隔が小さい故に、作業者が手を入れての交換作業が行えないことがある。
【００４８】
このような場合には、先に述べたＴ形レンチ６１およびエクステンションハンドル６２を用いてそのロールカセット８の交換作業を行うものとする。
【００４９】
より詳しくは、作業者は交換すべきロールカセット８と正対するような位置に立ち、図１３に示すように右手にＴ形レンチ６１を、左手にエクステンションハンドル６２をそれぞれに持ち、クランプブロック５２を締結している六角穴付きボルト５１にＴ形レンチ６１を係合させるとともに、取り外すべきロールカセット８に対してエクステンションハンドル６２を係合させる。すなわち、図１４，１５に示すように、ロールカセット８に付帯している把持ブロック５８の上側の係止突起部５９に対して面板６５側のフック部６６を係止させて実質的に両者を凹凸係合させた上で、その係止部を支点としてエクステンションハンドル６２を下側に回動させながらその面板６５を把持ブロック５８に密着させる。これにより、図１４に示すように圧縮コイルスプリング７１にて弾性付勢されている係止爪６８が時計回り方向に回転しながら把持ブロック５８側の係合溝６０と係合，合致することになる。これをもって、取り外すべきロールカセット８に対してエクステンションハンドル６２が連結されたことになる。つまり、取り外すべきロールカセット８はいわゆる片持ち状態でエクステンションハンドル６２にて支持されたことになる。
【００５０】
そして、エクステンションハンドル６２にてロールカセット８を支えつつ、図１３のＴ形レンチ６１を回転操作して六角穴付きボルト５１を緩めて、クランプブロック５２によるクランプ力を解除してアンクランプ状態とする。さらに、六角穴付きボルト５１から離脱させたＴ形レンチ６１の先端を補助六角穴５４に係合させてクランプブロック５２を上方に引き上げて、図１に示すようにその係止突起部５３をアーム１７側の段状部５５に係止させる。これにより、アンクランプ状態としたクランプブロック５２をカセット受容凹部４５からロールカセット８の脱着に際して障害とならない退避位置まで退避させた上でその位置に自己保持させることができる。
【００５１】
この後、同図に示すようにロールカセット８の重量をエクステンションハンドル６２にて支えながら第２の着座面４４のキー４７に沿ってロールカセット８を静かに引き抜いて取り外す。この時、図１から明らかなようにロールカセット８には下向きに重力Ｆ３が作用していて、エクステンションハンドル６２と把持ブロック５８との結合部には反時計回り方向のモーメントが作用していることから、フック部６６と係止突起部５９との噛み合いおよび係止爪６８と係合溝６０との噛み合い状態が外れることはなく、その結果としてエクステンションハンドル６２からロールカセット８が離脱するようなことはない。
【００５２】
ロールカセット８をエクステンションハンドル６２とともにアーム１７から取り外したならば、図１７に示すようにフック部６６と係止突起部５９との係合部を支点としてエクステンションハンドル６２とロールカセット８をこじるようにして矢印Ｑ方向に相対回転させることで、両者の係合がワンタッチで解除されることになる。
【００５３】
次いで、予め用意してある新しいロールカセット８を上記と逆の手順でエクステンションハンドル６２と係合させた上で、図１に示すように第２の着座面４４のキー４７に沿わせながら第１の着座面４３に向かって押し込んで新しいロールカセット８をカセット受容凹部４５に装着する。この時、クランプブロック５２はなおも図示の退避位置にてその状態を自己保持しており、したがって新しいロールカセット８の装着に際して障害となることはない。また、先の述べたものとと同様の理由から装着途中のロールカセット８がエクステンションハンドル６２から離脱することはない。
【００５４】
新しいロールカセット８が第１の着座面４３に着座すると、それと同時に位置決めブロック４９と切欠溝５０とが係合することから、これをもってロールカセット８の一次的な位置決めがなされることになる。そして、ロールカセット８を第２の着座面４４に押し付けながら、図１３に示すようにＴ形レンチ６１の先端を使ってクランプブロック５２側の係止突起部５３と段状部５５との係合を解除して、そのクランプブロック５２を下方に移動させる。下方に移動したクランプブロック５２はロールカセット８の先端面に沿うようになることから、ロールカセット８をエクステンションハンドル６２にて支えながらＴ形レンチ６１にて六角穴付きボルト５１を締め付けて、元の状態となるようにクランプブロック５２をもってロールカセット８を堅固にクランプする。
【００５５】
そして、ロールカセット８がクランプされたならば、Ｔ形レンチ６１を離脱させるとともに、図１７と同様にしてエクステンションハンドル６２をこじるようにして装着済みのロールカセット８から離脱させ、以上をもってロールカセット８の脱着作業すなわちロールカセット８の交換作業が終了することになる。
【００５６】
このように本実施の形態によれば、隣接するロールカセット８，８同士の間隔がきわめて小さく、そのロールカセット８の脱着に際して作業者の手が入らないような場合であっても、Ｔ形レンチ６１およびエクステンションハンドル６２を併用することできわめて容易にその脱着を行うことできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す図で、脱着工具としてのエクステンションハンドルを使用したロールカセット交換時の説明図。
【図２】加工対象となるクランクシャフトの一例としてＶ型６気筒エンジン用のクランクシャフトの概略を示す斜視図。
【図３】図２のクランクシャフトにおけるジャーナル部とクランクピン部との位置関係を示す説明図。
【図４】ジャーナル部およびクランクピン部におけるフィレット部の要部拡大断面図。
【図５】本発明の実施の形態を示す図で、図２のクランクシャフトを加工対象とするフレットローリング加工装置をそのクランクシャフトの軸直角方向から見た構成説明図。
【図６】図５に示したフレットローリング加工装置を側面から見た構成説明図。
【図７】図６の平面説明図。
【図８】図６の垂直断面説明図。
【図９】図６のフレットローリング加工装置においてジャーナル部ロール掛け機構を図示省略した状態を示す構成説明図。
【図１０】図９の垂直断面説明図。
【図１１】長短二種類のクランクピン部ロール掛け機構が共通のクランクピン部を加圧挟持したと仮定した場合の構成説明図。
【図１２】クランクピン部ロール掛け機構の加工中の状態を示す模式的説明図。
【図１３】図６の要部拡大図であって、エクステンションハンドルとＴ形レンチを使用したロールカセット交換時の説明図。
【図１４】図１３の要部拡大図。
【図１５】図１３に示したエクステンションハンドル単独での拡大図。
【図１６】（Ａ）は特定のクランクピン部ロール掛け機構のロールカセットが他のものより奥まった位置にある状態を示す説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）の右側面説明図。
【図１７】ロールカセットとエクステンションハンドル相互の係合もしくは離脱時の説明図。
【符号の説明】
１Ａ〜１Ｄ…ジャーナル部ロール掛け機構
２Ａ〜２Ｆ…クランクピン部ロール掛け機構
３，４…アーム
７…フィレットローラ
８…ロールカセット
１７，１９…アーム
１８，２０…アーム
４３…第１の着座面
４４…第２の着座面
４５…カセット受容凹部
５２…クランプブロック
５３…係止突起部（退避位置自己保持手段）
５４…補助六角穴（係合部）
５５…段状部（退避位置自己保持手段）
５８…把持ブロック（把持係合部）
６０…係合溝（セルフロック手段）
６１…手持ち式のボルト締め工具としてのＴ形レンチ
６２…手持ち式の脱着工具としてのエクステンションハンドル
６５…面板（面板部）
６８…係止爪（セルフロック手段）
Ｆ…フィレット部
Ｊ…ジャーナル部
Ｐ…クランクピン部
Ｓ…クランクシャフト

Claims (4)

1. 加工対象となるクランクシャフトのジャーナル部およびクランクピン部をそれぞれに独立した開閉可能な一対のアームによりその径方向から挟み、クランクシャフトを回転させながら各アームの先端に装着されているフィレットローラによりジャーナル部およびクランクピン部のフィレット部に一斉にフィレットローリング加工を施すにあたり、
   フィレットローラを内蔵したロールカセットを手持ち式の脱着工具であるエクステンションハンドルと同じく手持ち式のボルト締め工具とを併用してアームの先端に対し脱着するための装置であって、
   上記アームの先端にフィレットローリング加工時の加圧方向とほぼ平行な第１の着座面とこれとほぼ直角な第２の着座面とをもって切欠形成され、これら第１，第２の着座面に着座するようにロールカセットが装着されることになるカセット受容凹部と、
   上記アームの先端に付設され、ロールカセットを第２の着座面側に押し付けることでそのロールカセットをクランプするボルト締め方式のクランプブロックと、
   上記ロールカセットに形成され、その脱着に際して手持ち式の脱着工具であるエクステンションハンドルがワンタッチで係合もしくは離脱可能な把持係合部と、
   上記エクステンションハンドルに設けられ、把持係合部に対する係合状態ではそのロールカセットを安定的に支持してその状態を自己保持するセルフロック手段と、
   上記クランプブロックに設けられ、ロールカセットの脱着に際してそのクランプブロックを退避位置に自己保持する退避位置自己保持手段と、
   同じく上記クランプブロックに設けられ、当該クランプブロックのボルト締め操作のための手持ち式のボルト締め工具が係合可能な係合部と、
   を備えていることを特徴とするフィレットローリング加工装置のロールカセット交換装置。
2. 上記エクステンションハンドルの先端にロールカセット側の把持係合部と係合離脱可能な面板部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のフィレットローリング加工装置のロールカセット交換装置。
3. 横向き脱着式のロールカセットの先端に把持ブロックが装着されていて、
   把持ブロックの上部ではエクステンションハンドル側の面板が凹凸係合する一方、
   把持ブロックの下部ではその把持ブロックに形成された係合溝と面板側のトグル式の係止爪とが凹凸係合するようになっていて、
   上記把持ブロック側の係合溝と面板側の係止爪とでセルフロック手段が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のフィレットローリング加工装置のロールカセット交換装置。
4. 上記クランプブロックには係止突起部が形成されている一方、上記アームの先端には係止突起部が係止可能な段状部が形成されていて、
   これらの係止突起部と段状部とで退避位置自己保持手段が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフィレットローリング加工装置のロールカセット交換装置。

Images