JP4318802B2

JP4318802B2 - 加工機におけるクランクシャフトの位置決め装置

Info

Publication number: JP4318802B2
Application number: JP20568099A
Authority: JP
Inventors: 和重中塚; 保雄近藤
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-07-21
Filing date: 1999-07-21
Publication date: 2009-08-26
Anticipated expiration: 2019-07-21
Also published as: JP2001030135A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関用等のクランクシャフトのクランクピンを加工するための、加工機におけるクランクシャフトの位置決め装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、研削盤などの加工機でクランクシャフトのクランプピンを加工する場合には、該クランクシャフトの端面に穿設した基準穴に、研削盤の主軸ヘッドに設けたスピンドルに突設した基準ピンを嵌入して、両者を位置決めするようにしている（実公平１−２８９６５号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記従来のものでは、スピンドルの前端面に、前方に向けて基準ピンが突設されており、ローダ等で加工位置に運ばれてくるクランクシャフトは、前記基準ピンと干渉しないようにして、その端面をスピンドルの前端面に所定の間隔をおいて対向させるように、該クランクシャフトを、その径方向に横移動させたのち、さらにその基準穴を基準ピンに嵌入すべくその長手方向に移動させる必要がある。
【０００４】
ところが、クランクシャフトは可搬重量が大きいため、これをローダにより、横方向および長手方向に移動させる作業は厄介であり、また、機種毎に、クランクシャフトの長手方向の移動距離にバラツキがあり、その結果、クランクシャフトを研削盤等の加工機に位置決めするための作業能率が良くないという問題がある。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、重いクランクシャフトをスピンドルに対向した位置に持ちきたしてから、スピンドルに向けて長手方向に移動させることなく、スピンドルに対して位置決めできるようにして前記問題を解決できるようにした、新規な加工機におけるクランクシャフトの位置決め装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本請求項１記載の発明は、主軸ヘッドに回転自在に支承される主軸と；前記主軸に、これと同心で回転自在に設けられる位相割出軸と；前記主軸の前端に設けられるチャック本体と；前記チャック本体に、前記主軸と偏心させて回転自在に設けられており、前記位相割出軸に連動、連結されるとともにクランクシャフトの端面に係脱可能に連結されるスピンドルと；を備え、チャック本体にジャーナル軸部を把持されたクランクシャフトは、前記主軸と位相割出軸との一体回転による、クランクピン回りの回転と、前記位相割出軸の主軸に対する相対回転による、ジャーナル軸部回りの回転とにより、位相の異なる複数のクランクピンを加工することができるようにした、加工機におけるクランクシャフトの位置決め装置において、
前記スピンドルの前部には、前記クランクシャフトの端面と衝合し得る基準面をもつ基準座を設けるとともに位置決めピストンを進退可能に設け、この位置決めピストンの前端に、位置決めアームを固着し、この位置決めアームは、前記基準座の切欠に前後に摺動自在に係合されてクランクシャフトに形成した基準ピン穴に嵌入し得る基準ピンを有し、前記位置決めアームの前進時には、前記基準ピンは基準面より突出し、またその後退時には、前記基準ピンは基準面より没入するようにしたことを特徴としており、かかる特徴によれば、加工機上にセットされるクランクシャフトは、これをその長手方向に移動させずに、該加工機のスピンドルに対して位置決めすることができる。
【０００７】
また、本請求項２記載の発明によれば、前記割出軸には、位置決めピストンを進退可能に設け、この位置決めピストンの前端に、前記位置めアームを着脱可能に固着したことを特徴としており、かかる特徴によれば、位置決めアームを交換するだけで、異なる機種のクランクシャフトに対応することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、添付図面に例示した本発明の実施例に基づいて以下に具体的に説明する。
【０００９】
添付図面において、図１は、研削盤の主軸ヘッド部の概略側面図、図２は、図１の一部拡大断面図、図３は、図２の３矢視の仮想線囲い部分で、図４の３−３線に沿う断面図、図４は、図３の４−４線に沿う断面図、図５は、図３の５−５線に沿う断面図、図６は、図３の６−６線に沿う断面図、図７は、クランクシャフトをスピンドルから離脱した状態を示す、図３と同じ断面図である。
【００１０】
図１〜３において、研削盤Ｇの主軸ヘッド１には、主軸２が回転自在に支承され、従来公知の駆動装置により回転駆動される。主軸２内には、その中心軸線Ｌａと同心上に位相割出軸３が貫通して回転自在に支持されている。主軸２は、減速機構を介して駆動装置Ｄに連結されている。
【００１１】
主軸２の前端面には、チャック本体４が、主軸２に対して径方向に移動調整できるように取り付けられており、このチャック本体４の前端面に、ワークであるクランクシャフトＳｃのジャーナル軸部Ｊａを、後述するスピンドル６の中心軸線上で、クランプするチャック５が設けられる。
【００１２】
前記チャック本体４には、前記主軸２の中心軸線Ｌａに対して偏心量ｅ（クランクシャフトＳｃにジャーナル軸線に対するクランクピンの軸線の偏心量と同じ）だけ偏心した中心軸線Ｌｂ上において、スピンドル６が回転自在に支承されている。図６に明瞭に示すように、このスピンドル６の中間部には、割出板７が固着されており、この割出板７の外周部には、クランクシャフトＳｃのクランクピンＣｐの位相角度と対応する複数の割出溝８が一体に形成されている。
【００１３】
なお、この実施例では、１２個の割出溝８が等間隔に形成されており、クランクピンの位相角度の異なる複数種のクランクシャフトに共通に対応できるようになっている。
【００１４】
前記チャック本体４には、その放射方向に割出シリンダ９が形成され、この割出シリンダ９には、先端に位置決めピン１１を設けたピストン１０が進退自在に嵌合されており、このピストン１０の進退制御により、位置決めピン１１を、前記複数の割出溝８に選択的に係脱させることができる。
【００１５】
前記スピンドル６の内端は、シュミットカップリング等の自在継手１３を介して前記位相割出軸３に連結され、主軸２と位相割出軸３の同位相回転によれば、この自在継手１３を介して前記スピンドル６を、主軸２の中心軸線Ｌａ回りに偏心回転させることができる。
【００１６】
前記位相割出軸３の後端は、従来公知のハーモニックデファレンシャルユニット１４を介して位相割出モータ１５に連結されており、この位相割出モータ１５を駆動すれば、前記ハーモニックデファレンシャルユニット１４の作用により、位相割出軸３を主軸２に対して相対回転させることができる。
【００１７】
図３に示すように、前記スピンドル６の前端には、ピストンシリンダ１６が固着され、さらに、その前端面には、前記チャック本体４の前面より前方に突出する基準座１７が固着されている。前記ピストンシリンダ１６には、スピンドル６の中心軸線と同心上にシリンダボア１９が形成され、このシリンダボア１９に位置決めピストン２０が前後に進退自在に嵌合されている。ピストンシリンダ１６には、油圧回路に連通する油路３０，３１が形成され、これらの油路３０，３１はシリンダボア１９の、位置決めピストン２０の前後に開口しており、これらに作動油を給排制御して、位置決めピストン２０を進退させることができる。位置決めピストン２０の前端には、位置決めアーム２１がボルト２２により着脱自在に固着されている。この位置決めアーム２１には、第１のアーム２１ｆと第２のアーム２１ｓが、所定の夾角を以て放射方向に延びており、第１のアーム２１ｆの先端部には、前方に向けて突設される第１の基準ピン２３ｆが止めネジ２４により固着され、また、第２のアーム２１ｓの先端部には、第２の基準ピン２３ｓが前方に向けて一体に突設されている。一方の前記基準座１７は、盤状の基板１７ｂから断面扇形状をなす一対の基準座部分１７ｓが略１８０°の位相差をおいて前方に一体に延びており、それらの基準座部分１７ｓに、クランクシャフトＳｃの端面が衝合される基準面１７ｆが形成されている。また、一方の基準座部分１７ｓには、前記第１アーム２１ｆが前後に摺動可能に係合される切欠２５が形成されている。
【００１８】
この実施例において、ワークである、クランクシャフトＳｃのクランクピンＣｐを研削加工するにあたり、図３，５に示すように、そのクランクシャフトＳｃの端面には、一つの基準ピン穴２７が形成され、さらに、そこにはクラッチ板等を取り付けるための複数のネジ穴２８（この実施例では６つ）が予め形成されており、前記位置決めアーム２１が前進すると、第１の基準ピン２３ｆが基準ピン穴２７に嵌入され、また、第２の基準ピン２３ｓが複数のネジ孔２８の一つに嵌入される。また、前記クランクシャフトＳｃの端面に近接するジャーナル軸部Ｊａが、前記チャック５により把持される。
【００１９】
なお、図示しないが、クランクシャフトＳｃの他端部は、研削盤上の、従来公知の支持手段により支持される。
【００２０】
次に、この実施例の作用について説明する。
【００２１】
以下の説明において、最初に加工するクランクピンＣｐに添字（１）を、次に、加工するクランクピンＣｐに添字（２）をそれぞれ付して説明する。
【００２２】
先ず、研削盤Ｇの主軸２の中心軸線Ｌａと、スピンドル６の中心軸線Ｌｂとの偏心量ｅを、研削盤加工すべきクランクシャフトＳｃのジャーナル軸部Ｊａの中心軸線とそのクランクピンＣｐの中心軸線との偏心量と同じに設定する。
【００２３】
図７に示すように、位置決めピストン２０を後退制御して、位置決めアーム２１を基準座１７の基準面１７ｆよりも内方に後退させておく。これにより、基準座１７の基準面１７ｆには、突出物がない。
【００２４】
スピンドル６は、その割出板７の割出溝８と、位置決めピン１１との係合により所期の加工位置に待機させておくことにより、最初に加工するクランクピンＣｐ（１）の中心軸線を、主軸２の中心軸線Ｌａと一致させる。
【００２５】
研削加工すべきクランクシャフトＳｃは、ストック位置から適宜のローダにより、研削盤Ｇ上の加工位置に持ちきたして、そのジャーナル軸部Ｊａの中心軸線を、スピンドル６の中心軸線Ｌｂに一致させて、該クランクシャフトＳｃの端面を、基準座１７の基準面に衝合させてその軸方向の位置決めを行なう。
【００２６】
次に、位置決めピストン２０を前進制御して位置決めアーム２１を前進させ、その第１基準ピン２３ｆを、基準ピン穴２７に嵌入させると共に第２基準ピン２３ｓを複数のネジ穴２８の一つに嵌入させ、クランクシャフトＳｃの、スピンドル６に対する位置決めを行なったのち、チャック４を作動すれば、スピンドル６とクランクシャフトＳｃとは一体化され、これにより、主軸２への、クランクシャフトＳｃの取付が完了する。
【００２７】
次に、駆動装置Ｄにより、主軸２を回転させると、クランクシャフトＳｃは、その主軸２の中心軸線Ｌａ、すなわちクランクシャフトＳｃのクランクピンＣｐ（１）の中心軸回りに回転される。ここで、研削盤Ｇに装備されている砥石Ｗｇを回転させて、これをクランクピンＣｐ（１）の被加工面に接触させ、該面を研削加工することができる。
【００２８】
なお、この研削工程では、位相割出モータ１５は停止しており、従来公知のハーモニックデファレンシャルユニット１４の作用により、主軸２と割出軸３とは同位相で一体回転される。
【００２９】
次に、位相の異なる他のクランクピンＣｐ（２）を研削加工するときには、ピストン１０を後退制御して、位置決めピン１１を割出溝８から離脱させ、またチャック５の把持を解除してから前記主軸２の回転を継続したまま位相割出モータ１５を運転させると、前記ハーモニックデファレンシャルユニット１４の作用により、位相割出軸３は、主軸２に対して位相を異ならせて相対回転し、前記自在継手１３を介してスピンドル６が、両クランクピンの位相角（この実施例では１８０°）に応じて所定角度回転し、他のクランクピンＣｐ−２の中心軸線が、主軸２の中心軸線Ｌａと一致した時点で、位置決めピン１１を前進制御させ、これを割出板７の一つの割出溝８に嵌合し、これにより、チャック本体４に対するスピンドル６の位置決めが行なわれる。
【００３０】
その後、前述の要領にて、砥石Ｗｇにより他のクランクピンＣｐ（２）の研削加工を行なう。
【００３１】
以上の動作を繰り返すことにより、クランクシャフトＳｃのすべてのクランクピンＣｐの研削加工が終了したら、主軸２の回転を停止したのち、位置決めピストン２０を後退させれば、位置決めアーム２１は、基準座１７の基準面１７ｆより内方に没入して第１および第２基準ピン２３ｆ，２３ｓは、基準ピン穴２７、ネジ穴２８から抜け出す。
【００３２】
而して、この位置決めアーム２１の後退作動により、ワークである、クランクシャフトＳｃは、ローダによりその長手方向に移動させることなく、その横方向に移動させるだけで、その研削盤から取り出すことができ、その取出作業が容易になる。
【００３３】
また、前記位置決めアーム２１は、位置決めピストン２０にボルト２２を以て着脱自在に取り付けられていることにより、この位置決めアーム２１を交換することにより、機種の異なるクランクシャフトの加工に対応することができる。
【００３４】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はその実施例に限定されることなく、本発明の範囲内で種々の実施例が可能である。
【００３５】
たとえば前記実施例では、研削盤に本発明を実施した場合について説明したが、切削盤等の、他の加工機に本発明を実施してもよいことは勿論である。また、前記実施例では、位置決めアームに、第２の基準ピンを設け、これをクランクシャフトに予め形成したネジ孔に嵌入させるようにしているが、この第２の基準ピンを省略してもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように本請求項１記載の発明によれば、加工機におけるクランクシャフトの位置決め装置において、スピンドルの前部には、前記クランクシャフトの端面と衝合し得る基準面をもつ基準座を設けるとともに位置決めピストンを進退可能に設け、この位置決めピストンの前端に、位置決めアームを固着し、この位置決めアームは、前記基準座の切欠に前後に摺動自在に係合されてクランクシャフトに形成した基準ピン穴に嵌入し得る基準ピンを有し、前記位置決めアームの前進時には、前記基準ピンは基準面より突出し、またその後退時には、前記基準ピンは基準面より没入するようにしたので、加工機上にセットされるクランクシャフトは、これをその長手方向に移動させずに、該加工機のスピンドルに対して位置決めすることができ、ローダによるクランクシャフトの加工機への移動作業の簡素化、迅速化が可能になる。
【００３７】
また、本請求項２記載の発明によれば、前記請求項１記載のものにおいて、スピンドルには、位置決めピストンを進退可能に設け、この位置決めピストンの前端に前記位置めアームを着脱可能に固着したので、位置決めアームを交換するだけで、異なる機種のクランクシャフトに簡単、容易に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】研削盤の主軸ヘッド部の概略側面図
【図２】図１の一部拡大断面図
【図３】図２の３矢視の仮想線囲い部分の断面図
【図４】図３の４−４線に沿う断面図
【図５】図３の５−５線に沿う断面図
【図６】図３の６−６線に沿う断面図
【図７】クランクシャフトをスピンドルから離脱した状態を示す、図３と同じ断面図
【符号の説明】
１・・・・・・・・・主軸ヘッド
２・・・・・・・・・主軸
３・・・・・・・・・位相割出軸
４・・・・・・・・・チャック本体
６・・・・・・・・・スピンドル
１７・・・・・・・・基準座
１７ｆ・・・・・・・基準面
２０・・・・・・・・位置決めピストン
２１・・・・・・・・位置決めアーム
２３ｆ・・・・・・・基準ピン（第１の基準ピン）
２５・・・・・・・・切欠
２７・・・・・・・・基準ピン穴
Ｓｃ・・・・・・・・クランクシャフト
Ｊａ・・・・・・・・ジャーナル軸部
Ｃｐ・・・・・・・・クランクピン

Claims

主軸ヘッド（１）に回転自在に支承される主軸（２）と；
前記主軸（２）に、これと同心で回転自在に設けられる位相割出軸（３）と；
前記主軸（２）の前端に設けられるチャック本体（４）と；
前記チャック本体（４）に、前記主軸（２）と偏心させて回転自在に設けられており、前記位相割出軸（３）に連動、連結されるとともにクランクシャフト（Ｓｃ）の端面に係脱可能に連結されるスピンドル（６）と；
を備え、チャック本体（４）にジャーナル軸部（Ｊａ）を把持されたクランクシャフト（Ｓｃ）は、前記主軸（２）と位相割出軸（３）との一体回転による、クランクピン（Ｃｐ）回りの回転と、前記位相割出軸（３）の主軸（２）に対する相対回転による、ジャーナル軸部（Ｊａ）回りの回転とにより、位相の異なる複数のクランクピン（Ｃｐ）を加工することができるようにした、加工機におけるクランクシャフトの位置決め装置において、
前記スピンドル（６）の前部には、前記クランクシャフト（Ｓｃ）の端面と衝合し得る基準面（１７ｆ）をもつ基準座（１７）を設けるとともに位置決めピストン（２０）を進退可能に設け、この位置決めピストン（２０）の前端に、位置決めアーム（２１）を固着し、この位置決めアーム（２１）は、前記基準座（１７）の切欠（２５）に前後に摺動自在に係合されてクランクシャフト（Ｓｃ）に形成した基準ピン穴（２７）に嵌入し得る基準ピン（２３ｆ）を有し、前記位置決めアーム（２１）の前進時には、前記基準ピン（２３ｆ）は基準面（１７ｆ）より突出し、またその後退時には、前記基準ピン（２３ｆ）は基準面（１７ｆ）より没入するようにしたことを特徴とする、加工機におけるクランクシャフトの位置決め装置。
前記スピンドル（６）には、位置決めピストン（２０）を進退可能に設け、この位置決めピストン（２０）の前端に、前記位置めアーム（２１）を着脱可能に固着したことを特徴とする、前記請求項１記載の加工機におけるクランクシャフトの位置決め装置。