JP6112139B2 - クランクシャフトの加工方法及び加工装置 - Google Patents

Description

本発明はクランクシャフトの加工方法及び加工装置に関する。

エンジンのクランクシャフトではジャーナルとクランクピンがクランクシャフト軸方向において交互に設けられている。このジャーナルとクランクピンはその幅が一般に異なるため、これに対応して幅の異なる２種類の砥石（回転砥石）を用いて順次研削加工が行なわれている。

例えば、４気筒エンジンのクランクシャフトでは、研削加工部として、５箇所のジャーナル、４箇所のクランクピン、１箇所のリアフランジ及び１箇所のスピゴットの計１１箇所がある（なお、別の研削盤で研削されるフロント側のプーリーシャフトを含めると、研削加工部は計１２箇所になる。）。従来は、５箇所のジャーナルを一方の砥石で１箇所ずつ研削加工した後、残る４箇所のクランクピン、リアフランジ及びスピゴットを他方の砥石で１箇所ずつ研削加工していくことが行なわれている。

これに対して、特許文献１には、２つの砥石でクランクシャフトの２箇所のクランクピンを同時加工することが記載されている。

特開２０００−１０７９０１号公報

クランクシャフトの傍らに２種類の砥石を配置し、一方の砥石で複数のジャーナルを順次加工した後、他方の砥石で残りのクランクピン等を順次加工する方法の場合、一方の砥石による加工が終了するまで他方の砥石は待機状態になる。そのため、クランクシャフトの研削加工に要する時間が長くなる。

これに対して、２つの砥石で２箇所のクランクピンを同時研削する方法によれば、クランクシャフトのクランクピンの加工に要する時間は短くなる。しかし、クランクシャフトの傍らにクランクピン用の砥石を２つ配置すると、ジャーナル用の砥石を配置するスペースを確保することが難しくなる。その場合、ジャーナル用の砥石を配置した別の研削盤を準備し、ジャーナルの研削加工とクランクピン等の研削加工で段替えが必要になる。そのため、トータルでみれば加工に要する時間は必ずしも短くはならない。

そこで、本発明者は、クランクシャフトの傍らにジャーナル用の砥石とクランクピン用の砥石を配置して、ジャーナルとクランクピンを同時に研削することを検討した。この同時研削の場合、段替えは不要になる。しかし、ジャーナルとクランクピンの同時研削では、クランクシャフトに加わる研削負荷が高くなるため、加工精度が低くなる。すなわち、クランクシャフトが高い研削負荷によって僅かに撓んだ状態で回転する結果、ジャーナルは真円度が低い仕上りとなる。また、クランクピンはクランクシャフトの軸心から偏心して離れているため、クランクシャフトが回転するとき、該クランクシャフトの僅かな撓みがクランクピンの軌道の大きなずれとなって現れ、その結果、クランクピンの加工精度も悪くなる。

この対策の一つとして、本発明者はクランクシャフトの両端をチャックしてクランクシャフトの撓みを抑えることを検討した。しかし、試行の結果、ジャーナルの真円度は必ずしも高くならないという結果になった。クランクシャフトの両端をチャックしても、同時研削時の高い研削負荷によってクランクシャフトが僅かに撓むことは避けられず、また、両チャックの芯ずれ量が加工精度に大きく影響したと考えられる。

また、高い研削負荷を受けるべく、一つのジャーナルにレストを入れることが考えられるが、当該ジャーナルにレスト傷が入りやすくなる。そこで、まず、レストなしでジャーナルとクランクピンの同時研削を行なった後に、そのジャーナルにレストを入れることを検討した。しかし、レストなしの当該同時研削において、特に粗研削時にジャーナルの形状が崩れ、良い結果は得られなかった。すなわち、当該ジャーナルにレストを入れた後の研削加工において、当該ジャーナルの崩れた形状が他のジャーナルに転写され、結局、求める真円度が得られないという結果になった。

本発明は、以上に鑑み、クランクシャフトの研削加工において、同時研削による加工時間の短縮と加工精度の向上（高真円度加工）を両立させることを課題とする。

本発明は、上記課題を解決するために、特定のジャーナルのみの単独研削を行なった後に、この特定のジャーナルをレストで支持して他のジャーナルとクランクピンの同時研削を行なうようにした。

すなわち、ここに開示するクランクシャフトの加工方法は、複数のジャーナル及び複数のクランクピンを有するクランクシャフトをその軸心を回転中心として回転させながら、上記ジャーナル及び上記クランクピンを含む複数の加工部を上記クランクシャフトの軸方向に並ぶ第１砥石と第２砥石によって研削加工する方法であって、
上記特定のジャーナルは上記複数のジャーナルのうちの上記クランクシャフトの中央寄りのジャーナルであり、
上記複数の加工部のうち特定のジャーナルのみの単独研削を上記第１砥石によって行なう工程と、
上記特定のジャーナルの研削加工後に、上記複数の加工部のうちの上記特定のジャーナルを除いた残りの加工部を上記第１及び第２の両砥石によって順次研削していく工程とを備え、
上記順次研削において、上記第１砥石を上記特定のジャーナル以外のジャーナルに当て、上記第２砥石をジャーナル以外の加工部に当て、この両者を同時に研削する同時研削、並びに上記両砥石のうちのいずれか一方を１つの加工部に当てて研削する単独研削を行ない、少なくとも上記同時研削時には上記特定のジャーナルをレストで支持すること、並びに、
上記順次研削において、上記両砥石の上記軸方向に並ぶ順序を保った状態で、上記第１砥石を、上記中央寄りのジャーナルの位置から途中で後戻りさせることなく上記クランクシャフトの一端側へ向かって移動させていき、該一端側から途中で後戻りさせることなく上記クランクシャフトの他端側へ向かって移動させていき、該他端側から途中で後戻りさせることなく上記中央寄りのジャーナルの位置に移動させていくようにし、これらの移動の過程で、上記第１砥石をジャーナルの位置で停止させて上記同時研削又は上記単独研削を行なうことを特徴とする。

この方法によれば、特定のジャーナルについてはそれ単独で研削加工するから、クランクシャフトに加わる研削負荷が高くならず、真円度が高い仕上がりを得ることが容易になる。ジャーナルと他の加工部の同時研削時には、上記研削負荷が高くなるものの、上記特定のジャーナルをレストで支持するから、クランクシャフトの撓みが抑えられる。しかも、そのレストで支持される特定のジャーナルは事前の単独研削によって真円度が高くなっている。従って、同時研削で加工される他のジャーナル等も上記特定のジャーナルの真円度が言わば転写され、真円度の高い仕上がりになる。

そうして、この方法による同時研削は、ジャーナルを研削する第１砥石とクランクピンなど他の加工部を研削する第２砥石による同時研削である。従って、第１砥石を設けた研削盤と第２研削盤を設けた研削盤とを別に準備する必要はなく、すなわち、クランクシャフトの研削において段替えは不要である。よって、当該同時研削によってクランクシャフトの加工に要する時間を大幅に短縮することができる。

また、クランクシャフト中央寄りのジャーナルをレストで支持することになるため、クランクシャフトの回転が安定しやすく、加工精度の向上に有利になる。

また、上記両砥石の並ぶ順序を変えることなく、且つ第１砥石を途中で後戻りさせることなく所定の経路で移動させて上記順次研削を行なうから、両砥石の移動距離が長くならず、加工に要する時間の短縮に有利になる。

本発明の好ましい態様では、上記第１砥石は上記ジャーナルを研削する砥石であり、上記第２砥石は上記ジャーナル以外の加工部を研削する砥石であり、
上記同時研削は、上記複数の加工部のうち相隣るジャーナル及びクランクピンを挟んでその両側にあるジャーナルとジャーナル以外の他の加工部に対して行なう。

２つの砥石を相隣るジャーナルとクランクピンに当てるように構成することは、両砥石間で駆動機構部等の干渉を招き易いため難しい。これに対して、上記態様によれば、砥石同士の干渉を招くことなく、第１砥石をジャーナルに当て、第２砥石をジャーナル以外の他の加工部に当てて同時研削することができる。

この場合、第１砥石を当てるジャーナルと第２砥石を当てるジャーナル以外の他の加工部の間に、ジャーナルとクランクピンが１つずつ挟まれる態様に限らず、ジャーナルとクランクピン各々が２つ以上挟まれる態様にすることもできる。好ましいのは、第１砥石を当てるジャーナルと第２砥石を当てるジャーナル以外の他の加工部の間にジャーナルとクランクピンが１つずつ挟まれる態様であり、これにより、上述の順次研削における砥石の移動距離の短縮、ひいては加工時間の短縮に有利になる。

また，ここに開示するクランクシャフトの加工方法は、複数のジャーナル及び複数のクランクピンを有するクランクシャフトをその軸心を回転中心として回転させながら、上記ジャーナル及び上記クランクピンを含む複数の加工部を上記クランクシャフトの軸方向に並ぶ第１砥石と第２砥石によって研削加工するクランクシャフトの加工方法であって、
上記クランクシャフトは、４気筒エンジンのクランクシャフトであって、上記複数の加工部として、エンジンのフロント側からエンジンリヤ側に向かって順に並ぶ、第１ジャーナル、第１クランクピン、第２ジャーナル、第２クランクピン、第３ジャーナル、第３クランクピン、第４ジャーナル、第４クランクピン、第５ジャーナル、リヤフランジ及びスピゴットを有し、
上記第１砥石はジャーナル専用の砥石であり、上記第２砥石はジャーナル以外の他の加工部専用の砥石であって、上記第１砥石と上記第２砥石は上記第１砥石がエンジンフロント側に位置するように上記軸方向に並び、
上記第３ジャーナルのみの単独研削を上記第１砥石によって行なう工程と、
上記第３ジャーナルの研削加工後に、上記複数の加工部のうちの上記第３ジャーナルを除いた残りの加工部を上記第１及び第２の両砥石によって順次研削していく工程とを備え、
上記順次研削において、上記第１砥石を上記第３ジャーナル以外のジャーナルに当て、上記第２砥石をジャーナル以外の加工部に当て、この両者を同時に研削する同時研削、並びに上記両砥石のうちのいずれか一方を１つの加工部に当てて研削する単独研削を行ない、少なくとも上記同時研削時には上記第３ジャーナルをレストで支持するものであり、
上記順次研削においては、上記第４クランピンの単独研削、上記第１ジャーナルと第２クランクピンの同時研削、上記第１クランクピンの単独研削、上記第２ジャーナルと第３クランクピンの同時研削、上記第５ジャーナルの単独研削、上記第４ジャーナルとスピゴットの同時研削、並びに上記リヤフランジの単独研削を順に行なうことを特徴とする。

これにより、先に説明した加工方法に係る発明と同じく、当該クランクシャフトの研削加工を短時間に且つ高い真円度で仕上げることができる。

本発明の好ましい態様では、上記複数の加工部の各研削加工では、上記クランクシャフトを所定の回転数で回転させて粗研削を行なった後、該クランクシャフトの回転数を低下させて仕上げ研削を行なう。これにより、一つの砥石で粗研削と仕上げ研削を行なうことができる。

また、ここに開示するクランクシャフトの加工装置は、複数のジャーナル及び複数のクランクピンを有するクランクシャフトの上記ジャーナル及びクランクピンを含む複数の加工部を研削加工する装置であって、
上記クランクシャフトの両端をチャックし該クランクシャフトをその軸心を回転中心として回転させる回転駆動手段と、
上記複数の加工部のうちの上記ジャーナルを研削する第１砥石と、
上記クランクシャフトの軸方向において上記第１砥石と並ぶように配置され、上記複数の加工部のうちの上記ジャーナル以外の加工部を研削する第２砥石と、
上記第１砥石を上記クランクシャフトの軸方向及び該軸方向に直交する方向に移動させる第１砥石駆動手段と、
上記第２砥石を上記クランクシャフトの軸方向及び該軸方向に直交する方向に移動させる第２砥石駆動手段と、
上記第１砥石及び第２砥石の上記軸方向の移動に干渉しないように配置され、上記クランクシャフトの特定のジャーナルを支持するレストと、
上記レストを上記特定のジャーナルを支持する支持位置と該支持位置から退いた位置とに移動させるレスト駆動手段と、
上記第１砥石による上記特定のジャーナルのみの単独研削後、該特定のジャーナルが上記レストによって支持され、上記複数の加工部のうちの特定のジャーナルを除いた残りの加工部が上記第１及び第２の両砥石によって順次研削されるように、上記回転駆動手段、上記両砥石駆動手段及び上記レスト駆動手段の作動を制御する制御装置とを備え、
上記制御装置が、上記順次研削において、上記第１砥石を上記特定のジャーナル以外のジャーナルに当て、上記第２砥石をジャーナル以外の加工部に当て、この両者を同時に研削する同時研削と、上記両砥石のうちのいずれか一方を１つの加工部に当てて研削する単独研削とが行なわれるように、且つ上記両砥石が上記軸方向に並ぶ順序を保った状態で、上記第１砥石が上記中央寄りのジャーナルの位置から途中で後戻りさせることなく上記クランクシャフトの一端側へ向かって移動していき、該一端側から途中で後戻りすることなく上記クランクシャフトの他端側へ向かって移動していき、該他端側から途中で後戻りすることなく上記中央寄りのジャーナルの位置に移動していき、これらの移動の過程で、上記第１砥石がジャーナルの位置で停止して上記同時研削又は上記単独研削が行なわれるように、上記各駆動手段の作動を制御することを特徴とする。

また、ここに開示するクランクシャフトの加工装置は、複数のジャーナル及び複数のクランクピンを有するクランクシャフトの上記ジャーナル及びクランクピンを含む複数の加工部を研削加工するクランクシャフトの加工装置であって、
上記クランクシャフトは、４気筒エンジンのクランクシャフトであって、上記複数の加工部として、エンジンのフロント側からエンジンリヤ側に向かって順に並ぶ、第１ジャーナル、第１クランクピン、第２ジャーナル、第２クランクピン、第３ジャーナル、第３クランクピン、第４ジャーナル、第４クランクピン、第５ジャーナル、リヤフランジ及びスピゴットを有し、
上記クランクシャフトの両端をチャックし該クランクシャフトをその軸心を回転中心として回転させる回転駆動手段と、
上記複数の加工部のうちの上記ジャーナルを研削する第１砥石と、
上記クランクシャフトの軸方向において上記第１砥石と並ぶように且つ上記第１砥石がエンジンフロント側に位置するように配置され、上記複数の加工部のうちの上記ジャーナル以外の加工部を研削する第２砥石と、
上記第１砥石を上記クランクシャフトの軸方向及び該軸方向に直交する方向に移動させる第１砥石駆動手段と、
上記第２砥石を上記クランクシャフトの軸方向及び該軸方向に直交する方向に移動させる第２砥石駆動手段と、
上記第１砥石及び第２砥石の上記軸方向の移動に干渉しないように配置され、上記クランクシャフトの第３ジャーナルを支持するレストと、
上記レストを上記第３ジャーナルを支持する支持位置と該支持位置から退いた位置とに移動させるレスト駆動手段と、
上記第１砥石による上記第３ジャーナルのみの単独研削後、該第３ジャーナルが上記レストによって支持され、上記複数の加工部のうちの第３ジャーナルを除いた残りの加工部が上記第１及び第２の両砥石によって順次研削されるように、上記回転駆動手段、上記両砥石駆動手段及び上記レスト駆動手段の作動を制御する制御装置とを備え、
上記制御装置が、上記順次研削において、上記第１砥石を上記第３ジャーナル以外のジャーナルに当て、上記第２砥石をジャーナル以外の加工部に当て、この両者を同時に研削する同時研削と、上記両砥石のうちのいずれか一方を１つの加工部に当てて研削する単独研削とが行なわれるように、且つ上記第４クランピンの単独研削、上記第１ジャーナルと第２クランクピンの同時研削、上記第１クランクピンの単独研削、上記第２ジャーナルと第３クランクピンの同時研削、上記第５ジャーナルの単独研削、上記第４ジャーナルとスピゴットの同時研削、並びに上記リヤフランジの単独研削が順に行なわれるように、上記各駆動手段の作動を制御することを特徴とする。

本発明によれば、特定のジャーナルの単独研削を行なった後に、該ジャーナルをレストで支持した状態で他のジャーナルとその他の加工部の同時研削を行なうようにしたから、同時研削による加工時間の短縮と加工精度の向上を両立させることができる。また、上記両砥石の並ぶ順序を変えることなく、且つ第１砥石を途中で後戻りさせることなく所定の経路で移動させて上記順次研削を行なうから、両砥石の移動距離が長くならず、加工に要する時間の短縮に有利になる。

本発明の実施形態に係るクランクシャフトの平面図。 同実施形態に係るクランクシャフト加工装置の概略を示す平面図。 同装置によるクランクシャフト加工の第１工程を示す平面図。 同加工の第２工程を示す平面図。 同加工の第３工程を示す平面図。 同加工の第４工程を示す平面図。 同加工の第５工程を示す平面図。 同加工の第６工程を示す平面図。 同加工の第７工程を示す平面図。 同加工の第８工程を示す平面図。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

＜クランクシャフト（ワーク）＞
図１に示すように、回転砥石によって加工すべきエンジンのクランクシャフト１は、複数のジャーナル１Ｊ〜５Ｊと、相隣るジャーナル間に設けられクランクシャフト１の軸心に対して偏心した複数のクランクピン１Ｐ〜４Ｐを備えている。ジャーナルとクランクピンとは交互に配置されている。クランクシャフト１の一端（エンジンフロント側）にはプーリーシャフト６が設けられ、他端（エンジンリヤ側）にはリヤフランジＲＦ及びスピゴットＳＰが設けられている。本例のクランクシャフト１は４気筒エンジンのものである。ジャーナル１Ｊ〜５Ｊ、クランクピン１Ｐ〜４Ｐ、リヤフランジＲＦ及びスピゴットＳＰが回転砥石によって研削加工される。クランクシャフト１の両端面の中心にはセンタ穴７が開口している。

＜クランクシャフト加工装置＞
図２に概略構成を示すように、クランクシャフト加工装置１０は、クランクシャフト１をその軸心を回転中心として回転させる左右の主軸台１１Ｌ，１１Ｒ、左右の回転砥石１２Ｌ，１２Ｒ各々を支持する左右の砥石台１３Ｌ，１３Ｒ、並びにレスト装置１４をベッド１５上に備えている。左砥石１２Ｌはジャーナル１Ｊ〜５Ｊの研削専用砥石（第１砥石）である。右砥石１２Ｒはクランクピン１Ｐ〜４Ｐ、リヤフランジＲＦ及びスピゴットＳＰを研削するための砥石（第２砥石）である。左右の砥石１２Ｌ，１２Ｒは互いの幅が相違し、左砥石１２Ｌの砥石幅はジャーナル１Ｊ〜５Ｊの幅に対応し、右砥石１２Ｒの砥石幅はクランクピン１Ｐ〜４Ｐの幅に対応して左砥石１２Ｌの砥石幅よりも狭い。

主軸台１１Ｌ，１１Ｒ各々は、ベッド１５上において主軸台モータ１６Ｌ，１６Ｒによって同軸上でクランクシャフト軸方向に進退可能に設けられている。主軸台１１Ｌ，１１Ｒ各々には、クランクシャフト１の両端をチャックする左右のチャック手段１７Ｌ，１７Ｒと、クランクシャフト１を左右から互いに同期して回転させる左右の回転用モータ１８Ｌ，１８Ｒが設けられている。チャック手段１７Ｌ，１７Ｒは、クランクシャフト１の両端面のセンタ穴７にそれぞれ差し込み該クランクシャフト１をセンタ支持する心押しセンタ（図示省略）を備える。チャック手段１７Ｌ，１７Ｒは、クランクシャフト１をセンタ支持した状態で、プーリーシャフト６及びリヤフランジＲＦ各々を外周側からチャックする。

チャック手段１７Ｌ，１７Ｒと回転用モータ１８Ｌ，１８Ｒが、クランクシャフト１の両端をチャックし該クランクシャフト１をその軸心を回転中心として回転させる回転駆動手段を構成している。

砥石台１３Ｌ，１３Ｒ各々は、クランクシャフト１の側方に配置されていて、Ｚ軸送り機構２１Ｌ，２１Ｒ及びＸ軸送り機構２２Ｌ，２２Ｒによってベッド１５上に移動自在に支持されている。すなわち、砥石台１３Ｌ，１３Ｒ各々は、Ｚ軸送り機構２１Ｌ，２１Ｒのモータ２３Ｌ，２３Ｒの作動によって左右方向（クランクシャフト１の軸方向）に移動し、Ｘ軸送り機構２２Ｌ，２２Ｒのモータ２４Ｌ，２４Ｒの作動によってクランクシャフト１に向かってその側方から進退する（クランクシャフト１の軸方向に直交する方向に移動する。）。砥石台１３Ｌ，１３Ｒ各々には砥石１２Ｌ，１２Ｒをクランクシャフト１の回転方向とは逆方向に回転駆動するモータが設けられている。

Ｚ軸及びＸ軸の送り機構２１Ｌ，２２Ｌ及びモータ２３Ｌ，２４Ｌが、左砥石１２Ｌをクランクシャフト１の軸方向及び該軸方向に直交する方向に移動させる第１砥石駆動手段を構成し、Ｚ軸及びＸ軸の送り機構２１Ｒ，２２Ｒ及びモータ２３Ｒ，２４Ｒが、右砥石１２Ｒをクランクシャフト１の軸方向及び該軸方向に直交する方向に移動させる第２砥石駆動手段を構成している。

なお、図２において、２５Ｌ，２５Ｒは左右の砥石１２Ｌ，１２Ｒ各々のカバーである。

ここに、左右の砥石１２Ｌ，１２Ｒを互いに最接近させたときの左右の砥石１２Ｌ，１２Ｒの距離は、相隣るジャーナルとクランクピン（例えば、第１ジャーナル１Ｊと第１クランクピン１Ｐ）の距離よりも大きい。従って、クランクシャフト加工装置１０では、相隣るジャーナルとクランクピンを挟んでその両側にあるジャーナルとクランクピンを左右の砥石１２Ｌ，１２Ｒによって同時に研削することはできるが、相隣るジャーナルとクランクピンを同時に研削することはできない。

また、クランクピン１Ｐ〜４Ｐはクランクシャフト１の軸心から偏心していて、その偏心距離を半径としてクランクシャフト１の軸心まわりを旋回するから、右砥石１２Ｒによるクランクピン１Ｐ〜４Ｐの研削はオービット式の研削になる。すなわち、右砥石１２Ｒをクランクピン１Ｐ〜４Ｐの旋回運動に追従するようにＸ軸方向に進退させて研削することになる。他の加工部（ジャーナル１Ｊ〜５Ｊ、リヤフランジＲＦ及びスピゴットＳＰ）はクランクシャフト１と同心であるから、砥石をＸ軸方向に前進させた状態で研削することなる。

レスト装置１４は、砥石１２Ｌ，１２Ｒのクランクシャフト軸方向の移動に干渉しないように、クランクシャフト１を挟んで砥石台１３Ｌ，１３Ｒの反対側に配置されている。レスト装置１４のレストヘッド３１にクランクシャフト１のジャーナルを支持するためのレスト３２が設けられている。レスト３２は、レスト駆動手段３３の作動によりクランクシャフト１に向かってその側方から進退する。すなわち、レスト３２は第３ジャーナル（特定のジャーナル）３Ｊを支持する支持位置と該支持位置から退いた位置とに移動する。

クランクシャフト加工装置１０は、該装置１０を構成する上述の各種モータを制御するコンピュータ数値制御装置を備え、この制御装置によるモータ制御によって次に述べる加工方法によるクランクシャフト１の研削加工が実行される。

＜クランクシャフトの加工方法＞
[第１工程]
この工程はレストなしでの第３ジャーナル３Ｊの単独研削である。

図３に示すように、クランクシャフト１の両端を左右のチャック手段１７Ｌ，１７Ｒでチャックする。左砥石１２Ｌを第３ジャーナル３Ｊの側方に、右砥石１２Ｒを第４クランクピン４Ｐの側方に、レスト３２を左砥石１２Ｌの反対側から第３ジャーナル３Ｊの側方に、それぞれ位置付ける。クランクシャフト１を粗用回転数（例えば８０ｒｐｍ）で回転させる。左砥石１２Ｌを回転させながら砥石台１３Ｌを前進させて第３ジャーナル３Ｊの粗研削を行なう。所定時間経過後、クランクシャフト１の回転数を仕上げ用回転数（例えば３０ｒｐｍ）に落とし、第３ジャーナル３Ｊの仕上げ研削を行なう。その後、砥石台１３Ｌを後退させる。なお、砥石１２Ｌの回転数は粗研削から仕上げ研削まで一定である。この点は、以下に述べる砥石１２Ｒによる研削でも同じである。

[第２工程]
この工程は第４クランクピン４Ｐの単独研削である。

図４に示すように、レスト３２を前進させて第３ジャーナル３Ｊを支持する。右砥石１２Ｒを回転させながら砥石台１３Ｒを前進させ、クランクシャフト１の回転数を第１工程と同様に変えることによって第４クランクピン４Ｐの粗研削及び仕上げ研削を行なう。この研削はオービット式の研削になる。その後、砥石台１３Ｒを後退させる。

当該実施形態では、クランクシャフト１をレスト３２で支持した状態で上記単独研削を行なうようにした。しかし、本工程では、クランクシャフト１のレスト３２による支持は必ずしも要しない。例えば、レスト３２は本工程終了後、第３工程に入る前に前進させるようにしてもよい。

[第３工程]
この工程は第１ジャーナル１Ｊ及び第２クランクピン２Ｐの同時研削である。

図５に示すように、左右の砥石１２Ｌ，１２Ｒを同時に左方向にシフトさせて、左砥石１２Ｌを第１ジャーナル１Ｊの側方に、右砥石１２Ｒを第２クランクピン２Ｐの側方にそれぞれ位置付ける。そして、両砥石１２Ｌ，１２Ｒを回転させながら砥石台１３Ｌ，１３Ｒを前進させ、クランクシャフト１をレスト３２で支持した状態で第１ジャーナル１Ｊ及び第２クランクピン２Ｐを同時に研削する（クランクシャフト１の回転数の制御による粗研削及び仕上げ研削）。第２クランクピン２Ｐの研削はオービット式の研削になる。その後、砥石台１３Ｌ，１３Ｒを後退させる。

[第４工程]
この工程は第１クランクピン１Ｐの単独研削である。

図６に示すように、左右の砥石１２Ｌ，１２Ｒを同時に左方向にシフトさせて、右砥石１２Ｒを第１クランクピン１Ｐの側方にそれぞれ位置付ける。そして、右砥石１２Ｒを回転させながら砥石台１３Ｒを前進させ、クランクシャフト１をレスト３２で支持した状態で第１クランクピン１Ｐを単独研削する（クランクシャフト１の回転数の制御による粗研削及び仕上げ研削）。この研削はオービット式の研削になる。その後、砥石台１３Ｒを後退させる。

なお、この工程では、クランクピン１Ｐの単独研削である為、第２工程と同様に、レストなしで行なうことも可能である。

[第５工程]
この工程は第２ジャーナル２Ｊ及び第３クランクピン３Ｐの同時研削である。

図７に示すように、左右の砥石１２Ｌ，１２Ｒを同時に右方向にシフトさせて、左砥石１２Ｌを第２ジャーナル２Ｊの側方に、右砥石１２Ｒを第３クランクピン３Ｐの側方にそれぞれ位置付ける。そして、両砥石１２Ｌ，１２Ｒを回転させながら砥石台１３Ｌ，１３Ｒを前進させ、クランクシャフト１をレスト３２で支持した状態で第２ジャーナル２Ｊ及び第３クランクピン３Ｐを同時に研削する（クランクシャフト１の回転数の制御による粗研削及び仕上げ研削）。第３クランクピン３Ｐの研削はオービット式の研削になる。その後、砥石台１３Ｌ，１３Ｒを後退させる。

[第６工程]
この工程は第５ジャーナル５Ｊの単独研削である。

図８に示すように、左右の砥石１２Ｌ，１２Ｒを同時に右方向にシフトさせて、左砥石１２Ｌを第５ジャーナル５Ｊの側方にそれぞれ位置付ける。そして、左砥石１２Ｌを回転させながら砥石台１３Ｌを前進させ、クランクシャフト１をレスト３２で支持した状態で第５ジャーナル５Ｊを単独研削する（クランクシャフト１の回転数の制御による粗研削及び仕上げ研削）。その後、砥石台１３Ｌを後退させる。

[第７工程]
この工程は第４ジャーナル４Ｊ及びスピゴットＳＰの同時研削である。

図９に示すように、クランクシャフト１に対する右チャック手段１７Ｒのチャックを解除して該右チャック手段１７Ｒをクランクシャフト１から右方向に離す。左右の砥石１２Ｌ，１２Ｒを同時に左方向にシフトさせて、左砥石１２Ｌを第４ジャーナル４Ｊの側方に、右砥石１２ＲをスピゴットＳＰの側方にそれぞれ位置付ける。そして、両砥石１２Ｌ，１２Ｒを回転させながら砥石台１３Ｌ，１３Ｒを前進させ、クランクシャフト１をレスト３２で支持した状態で第４ジャーナル４Ｊ及びスピゴットＳＰを同時に研削する（クランクシャフト１の回転数の制御による粗研削及び仕上げ研削）。その後、砥石台１３Ｌ，１３Ｒを後退させる。

この第７工程で左砥石１２Ｌによる研削加工は終了するので、左砥石１２Ｌは原位置である左主軸台１１Ｌの側方位置へ移動させて、次のクランクシャフト１の研削加工のために待機させる。

[第８工程]
この工程はリヤフランジＲＦの単独研削である。

図１０に示すように、クランクシャフト１に対する右チャック手段１７Ｒのチャックを解除した状態で、左右の砥石１２Ｌ，１２Ｒを同時に左方向にシフトさせて、右砥石１２ＲをリヤフランジＲＦの側方にそれぞれ位置付ける。そして、右砥石１２Ｒを回転させながら砥石台１３Ｒを前進させ、クランクシャフト１をレスト３２で支持した状態でリヤフランジＲＦを研削する（クランクシャフト１の回転数の制御による粗研削及び仕上げ研削）。その後、砥石台１３Ｒを後退させる一方、レスト３２を第３ジャーナル３Ｊからその側方に離脱させる。

以上により、右砥石１２Ｒによるクランクシャフト１の研削加工が終了するので、右砥石１２Ｒは原位置である右主軸台１１Ｒの側方位置へ移動させて、次のクランクシャフト１の研削加工のために待機させる。

上述の第３工程、第５工程及び第７工程は同時研削であるから、クランクシャフト１に高い研削負荷が加わる。しかし、クランクシャフト１の中央寄りの第３ジャーナル３Ｊがレスト３２で支持されているから、クランクシャフト１に撓みを生ずることが避けられる。そうして、第３ジャーナル３Ｊは既に単独研削によって高い真円度に仕上げ研削されているから、当該同時研削で加工されるジャーナルと他の加工部（クランクピン２Ｐ，３Ｐ又はスピゴットＳＰ）も第３ジャーナル３Ｊの真円度が言わば転写され、真円度の高い仕上がりになる。

また、第７工程及び第８工程では、右チャック手段１７Ｒによるクランクシャフト１のチャックが外されているが、レスト３２による第３ジャーナル３Ｊの支持があるため、クランクシャフト１の撓みは防止される。

上記第１〜第８工程の説明から明らかなように、上記加工方法では、左右の砥石１２Ｌ，１２Ｒを、クランクシャフト１の中央寄りから一端側へ向かって移動させていき、該一端側からクランクシャフト１の他端側へ向かって移動させていき、該他端側から元の中央寄りの位置に移動させていくという方式を採用している。これらの各移動過程においては砥石１２Ｌ，１２Ｒは途中で後戻りすることがない。つまり、砥石１２Ｌ，１２Ｒが同じ箇所を同じ方向に二度通ることはない。このことは、砥石１２Ｌ，１２Ｒの動きに無駄がないこと、つまり、移動距離が短いことを意味する。よって、クランクシャフト１の加工に要する時間が短くなる。

さらに、第３工程及び第５工程の同時研削では、２つの相隣るジャーナルとクランクピンを挟んでその両側にあるジャーナルとクランクピンに対して行なう。すなわち、当該同時研削時の左右の砥石１２Ｌ，１２Ｒの間隔は同じである。しかも、その間隔は第１工程において砥石１２Ｌ，１２Ｒを第３ジャーナル３Ｊと第４クランクピン４Ｐの側方に位置付けたときの間隔と同じである。従って、第１工程から第６工程に至るまで左右の砥石１２Ｌ，１２Ｒの間隔を途中で変える必要がない。また、第７工程で同時研削する第４ジャーナル４ＪとスピゴットＳＰの間隔は、第３工程及び第５工程で同時研削するジャーナルとクランクピンの間隔と若干相違するにすぎない。従って、第７工程では砥石１２Ｌ，１２Ｒの間隔を少し変化させるだけで済む。以上のことは、加工位置の割り出しに要する時間が短くなることを意味し、クランクシャフト１の加工に要する時間が短くなる。

上記実施形態は、４気筒エンジンのクランクシャフト１を加工する例であるが、本発明が、その他の多気筒エンジンのクランクシャフトの加工にも採用できることはもちろんである。

１ クランクシャフト
１Ｊ〜５Ｊ ジャーナル
１Ｐ〜４Ｐ クランクピン
ＲＦ リヤフランジ
ＳＰ スピゴット
１２Ｌ 左砥石（第１砥石）
１２Ｒ 右砥石（第２砥石）
１３Ｌ，１３Ｒ 砥石台
１７Ｌ，１７Ｒ チャック手段（回転駆動手段の構成要素）
１８Ｌ，１８Ｒ 回転用モータ（回転駆動手段の構成要素）
２１Ｌ，２２Ｌ Ｚ軸及びＸ軸の各送り機構(第１砥石駆動手段の構成要素)
２１Ｒ，２２Ｒ Ｚ軸及びＸ軸の各送り機構(第２砥石駆動手段の構成要素)
２３Ｌ，２４Ｌ モータ（第１砥石駆動手段の構成要素）
２３Ｒ，２４Ｒ モータ（第２砥石駆動手段の構成要素）
３２ レスト
３３ レスト駆動手段

Claims (6)

1. 複数のジャーナル及び複数のクランクピンを有するクランクシャフトをその軸心を回転中心として回転させながら、上記ジャーナル及び上記クランクピンを含む複数の加工部を上記クランクシャフトの軸方向に並ぶ第１砥石と第２砥石によって研削加工するクランクシャフトの加工方法であって、
   上記特定のジャーナルは上記複数のジャーナルのうちの上記クランクシャフトの中央寄りのジャーナルであり、
   上記複数の加工部のうち特定のジャーナルのみの単独研削を上記第１砥石によって行なう工程と、
   上記特定のジャーナルの研削加工後に、上記複数の加工部のうちの上記特定のジャーナルを除いた残りの加工部を上記第１及び第２の両砥石によって順次研削していく工程とを備え、
   上記順次研削において、上記第１砥石を上記特定のジャーナル以外のジャーナルに当て、上記第２砥石をジャーナル以外の加工部に当て、この両者を同時に研削する同時研削、並びに上記両砥石のうちのいずれか一方を１つの加工部に当てて研削する単独研削を行ない、少なくとも上記同時研削時には上記特定のジャーナルをレストで支持すること、並びに、
   上記順次研削において、上記両砥石の上記軸方向に並ぶ順序を保った状態で、上記第１砥石を、上記中央寄りのジャーナルの位置から途中で後戻りさせることなく上記クランクシャフトの一端側へ向かって移動させていき、該一端側から途中で後戻りさせることなく上記クランクシャフトの他端側へ向かって移動させていき、該他端側から途中で後戻りさせることなく上記中央寄りのジャーナルの位置に移動させていくようにし、これらの移動の過程で、上記第１砥石をジャーナルの位置で停止させて上記同時研削又は上記単独研削を行なうことを特徴とするクランクシャフトの加工方法。
2. 請求項１において、
   上記第１砥石は上記ジャーナルを研削する砥石であり、上記第２砥石は上記ジャーナル以外の加工部を研削する砥石であり、
   上記同時研削は、上記複数の加工部のうち相隣るジャーナル及びクランクピンを挟んでその両側にあるジャーナルとジャーナル以外の他の加工部に対して行なうことを特徴とするクランクシャフトの加工方法。
3. 複数のジャーナル及び複数のクランクピンを有するクランクシャフトをその軸心を回転中心として回転させながら、上記ジャーナル及び上記クランクピンを含む複数の加工部を上記クランクシャフトの軸方向に並ぶ第１砥石と第２砥石によって研削加工するクランクシャフトの加工方法であって、
   上記クランクシャフトは、４気筒エンジンのクランクシャフトであって、上記複数の加工部として、エンジンのフロント側からエンジンリヤ側に向かって順に並ぶ、第１ジャーナル、第１クランクピン、第２ジャーナル、第２クランクピン、第３ジャーナル、第３クランクピン、第４ジャーナル、第４クランクピン、第５ジャーナル、リヤフランジ及びスピゴットを有し、
   上記第１砥石はジャーナル専用の砥石であり、上記第２砥石はジャーナル以外の他の加工部専用の砥石であって、上記第１砥石と上記第２砥石は上記第１砥石がエンジンフロント側に位置するように上記軸方向に並び、
   上記第３ジャーナルのみの単独研削を上記第１砥石によって行なう工程と、
   上記第３ジャーナルの研削加工後に、上記複数の加工部のうちの上記第３ジャーナルを除いた残りの加工部を上記第１及び第２の両砥石によって順次研削していく工程とを備え、
   上記順次研削において、上記第１砥石を上記第３ジャーナル以外のジャーナルに当て、上記第２砥石をジャーナル以外の加工部に当て、この両者を同時に研削する同時研削、並びに上記両砥石のうちのいずれか一方を１つの加工部に当てて研削する単独研削を行ない、少なくとも上記同時研削時には上記第３ジャーナルをレストで支持するものであり、
   上記順次研削においては、上記第４クランピンの単独研削、上記第１ジャーナルと第２クランクピンの同時研削、上記第１クランクピンの単独研削、上記第２ジャーナルと第３クランクピンの同時研削、上記第５ジャーナルの単独研削、上記第４ジャーナルとスピゴットの同時研削、並びに上記リヤフランジの単独研削を順に行なうことを特徴とするクランクシャフトの加工方法。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
   上記複数の加工部の各研削加工では、上記クランクシャフトを所定の回転数で回転させて粗研削を行なった後、該クランクシャフトの回転数を低下させて仕上げ研削を行なうことを特徴とするクランクシャフトの加工方法。
5. 複数のジャーナル及び複数のクランクピンを有するクランクシャフトの上記ジャーナル及びクランクピンを含む複数の加工部を研削加工するクランクシャフトの加工装置であって、
   上記クランクシャフトの両端をチャックし該クランクシャフトをその軸心を回転中心として回転させる回転駆動手段と、
   上記複数の加工部のうちの上記ジャーナルを研削する第１砥石と、
   上記クランクシャフトの軸方向において上記第１砥石と並ぶように配置され、上記複数の加工部のうちの上記ジャーナル以外の加工部を研削する第２砥石と、
   上記第１砥石を上記クランクシャフトの軸方向及び該軸方向に直交する方向に移動させる第１砥石駆動手段と、
   上記第２砥石を上記クランクシャフトの軸方向及び該軸方向に直交する方向に移動させる第２砥石駆動手段と、
   上記第１砥石及び第２砥石の上記軸方向の移動に干渉しないように配置され、上記クランクシャフトの特定のジャーナルを支持するレストと、
   上記レストを上記特定のジャーナルを支持する支持位置と該支持位置から退いた位置とに移動させるレスト駆動手段と、
   上記第１砥石による上記特定のジャーナルのみの単独研削後、該特定のジャーナルが上記レストによって支持され、上記複数の加工部のうちの特定のジャーナルを除いた残りの加工部が上記第１及び第２の両砥石によって順次研削されるように、上記回転駆動手段、上記両砥石駆動手段及び上記レスト駆動手段の作動を制御する制御装置とを備え、
   上記制御装置が、上記順次研削において、上記第１砥石を上記特定のジャーナル以外のジャーナルに当て、上記第２砥石をジャーナル以外の加工部に当て、この両者を同時に研削する同時研削と、上記両砥石のうちのいずれか一方を１つの加工部に当てて研削する単独研削とが行なわれるように、且つ上記両砥石が上記軸方向に並ぶ順序を保った状態で、上記第１砥石が上記中央寄りのジャーナルの位置から途中で後戻りさせることなく上記クランクシャフトの一端側へ向かって移動していき、該一端側から途中で後戻りすることなく上記クランクシャフトの他端側へ向かって移動していき、該他端側から途中で後戻りすることなく上記中央寄りのジャーナルの位置に移動していき、これらの移動の過程で、上記第１砥石がジャーナルの位置で停止して上記同時研削又は上記単独研削が行なわれるように、上記各駆動手段の作動を制御することを特徴とするクランクシャフト加工装置。
6. 複数のジャーナル及び複数のクランクピンを有するクランクシャフトの上記ジャーナル及びクランクピンを含む複数の加工部を研削加工するクランクシャフトの加工装置であって、
   上記クランクシャフトは、４気筒エンジンのクランクシャフトであって、上記複数の加工部として、エンジンのフロント側からエンジンリヤ側に向かって順に並ぶ、第１ジャーナル、第１クランクピン、第２ジャーナル、第２クランクピン、第３ジャーナル、第３クランクピン、第４ジャーナル、第４クランクピン、第５ジャーナル、リヤフランジ及びスピゴットを有し、
   上記クランクシャフトの両端をチャックし該クランクシャフトをその軸心を回転中心として回転させる回転駆動手段と、
   上記複数の加工部のうちの上記ジャーナルを研削する第１砥石と、
   上記クランクシャフトの軸方向において上記第１砥石と並ぶように且つ上記第１砥石がエンジンフロント側に位置するように配置され、上記複数の加工部のうちの上記ジャーナル以外の加工部を研削する第２砥石と、
   上記第１砥石を上記クランクシャフトの軸方向及び該軸方向に直交する方向に移動させる第１砥石駆動手段と、
   上記第２砥石を上記クランクシャフトの軸方向及び該軸方向に直交する方向に移動させる第２砥石駆動手段と、
   上記第１砥石及び第２砥石の上記軸方向の移動に干渉しないように配置され、上記クランクシャフトの第３ジャーナルを支持するレストと、
   上記レストを上記第３ジャーナルを支持する支持位置と該支持位置から退いた位置とに移動させるレスト駆動手段と、
   上記第１砥石による上記第３ジャーナルのみの単独研削後、該第３ジャーナルが上記レストによって支持され、上記複数の加工部のうちの第３ジャーナルを除いた残りの加工部が上記第１及び第２の両砥石によって順次研削されるように、上記回転駆動手段、上記両砥石駆動手段及び上記レスト駆動手段の作動を制御する制御装置とを備え、
   上記制御装置が、上記順次研削において、上記第１砥石を上記第３ジャーナル以外のジャーナルに当て、上記第２砥石をジャーナル以外の加工部に当て、この両者を同時に研削する同時研削と、上記両砥石のうちのいずれか一方を１つの加工部に当てて研削する単独研削とが行なわれるように、且つ上記第４クランピンの単独研削、上記第１ジャーナルと第２クランクピンの同時研削、上記第１クランクピンの単独研削、上記第２ジャーナルと第３クランクピンの同時研削、上記第５ジャーナルの単独研削、上記第４ジャーナルとスピゴットの同時研削、並びに上記リヤフランジの単独研削が順に行なわれるように、上記各駆動手段の作動を制御することを特徴とするクランクシャフト加工装置。

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