JPH04226857A - 複数のクランクピン・ジャーナルを研削する装置および方法 - Google Patents

複数のクランクピン・ジャーナルを研削する装置および方法

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JPH04226857A
JPH04226857A JP3190419A JP19041991A JPH04226857A JP H04226857 A JPH04226857 A JP H04226857A JP 3190419 A JP3190419 A JP 3190419A JP 19041991 A JP19041991 A JP 19041991A JP H04226857 A JPH04226857 A JP H04226857A
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abrasive
abrasive belt
belt
crankpin
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James D Phillips
ジェームズ ディー. フィリップス
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B21/00Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B5/00Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
    • B24B5/36Single-purpose machines or devices
    • B24B5/42Single-purpose machines or devices for grinding crankshafts or crankpins

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的には研削装置に
関し、特定的には、クランク軸のクランクピン・ジャー
ナルを研摩ベルトで研削する方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】クランク軸のクランクピン・ジャーナル
を研削する方法として現在普通に行われているのは、1
度に1つのクランクピン・ジャーナルだけを研削すると
いうやり方である。この場合の研削作業は、複数のクラ
ンクピン・ジャーナルのうちの1つの長手方向の中心線
を回転軸としてクランク軸を回転させ、クランク軸の回
転中に当該クランクピン・ジャーナルの表面を研削砥石
で研削するという方法で行われる。次のジャーナルを研
削する前に、次のジャーナルの長手方向の中心線が回転
軸となるようにクランク軸の割出しをしなければならな
い。1度に1つのクランクピン・ジャーナルだけを研削
し、そのたびごとに、事前にクランク軸の割出しを行う
というやり方は、多くの時間を必要とし、面倒である。 また、クランク軸自体の中心線からずれた位置にあるジ
ャーナルの中心線を回転軸としてクランク軸を回転させ
るので、不つりあいが生ずる。そしてその不つりあいが
摩耗の原因となり、時には、クランクピン・ジャーナル
の研削状態を不十分なものにする。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、クラ
ンク軸を研削装置に1度だけ搭載して、クランク軸自体
の長手方向の中心線を回転軸としてクランク軸を回転さ
せることによって、複数のクランクピン・ジャーナルを
それぞれ別個の研摩ベルトで同時に研削し、それによっ
てクランク軸の割出しの必要性や不つりあいの発生の可
能性をなくすことができるような研削方法および研削装
置を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明による研削装置は、クランク軸がそれ自体の長
手方向の中心線を回転軸として回転している間にすべて
のクランクピン・ジャーナルを同時に研削するため、ク
ランク軸に隣接する位置に、それぞれクランクピン・ジ
ャーナルと向かい合って支えられる複数本の研摩ベルト
を備える。それぞれのクランクピン・ジャーナルがクラ
ンク軸の長手方向の中心線の回りを回る間に、それぞれ
の研摩ベルトは、その循環経路をいろいろに変えながら
、クランクピン・ジャーナルとの接触点へ個々に案内さ
れる。研摩ベルトの案内は、研摩ベルトの背面に接する
シューによって行われる。それぞれのシューは、他のシ
ューの動きとは無関係に、クランク軸の中心線に接近し
たり、それから離れたりする。クランク軸の回転中、研
摩ベルトを常にクランクピン・ジャーナルに接触させて
おくためには、クランク軸の回転中の角位置をモニター
し、研摩ベルトとクランクピン・ジャーナルとの接触点
において研摩ベルトを案内するシューをCNC制御する
のが好ましい。
【0005】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。研削装置10は基台12を有する。基台12には
、ワークを支えるためのスライド・アセンブリ14が搭
載されている。この例の場合、ワークは長尺のクランク
軸C(図2,3)である。スライド・アセンブリ14は
、基台12に固定されたスライド・ベース16を含んで
いる。スライド・ベース16上の平行棒18が、テーブ
ル20を摺動可能に支えているので、テーブル20は可
逆電動機24によって駆動されるねじ式駆動装置22(
図2)によって、平行棒18に沿って移動させられる。 テーブル20の一端には、ブラケット28によってヘッ
ドストック26が取り付けられている。テーブル20の
他端に位置する心押し台30(図3)は、テーブル20
に固定された支持物34に取り付けられている案内面3
2上を摺動可能である。案内面32は平行棒18と平行
に取り付けられているので、サーボモータ36とねじ式
駆動装置38によって、心押し台30をヘッドストック
26に接近させたり、それから離したりすることができ
る。クランク軸Cの両端部は、ヘッドストック26と心
押し台30にそれぞれ回転可能に取り付けられたコレッ
ト・チャック40および42によって保持されている。 ヘッドストック26に取り付けられたサーボモータ44
は、コレット・チャック40を駆動することによって、
クランク軸Cを、その長手方向の中心線を回転軸として
回転させる。
【0006】クランク軸Cは、その長手方向に等間隔を
置いて配置されたクランク腕46(図2)を有する長尺
の部材である。クランク腕46は、クランク軸Cの中心
線のまわりの異なる角位置で、該中心線から半径方向に
外向きに延びる。それぞれのクランク腕46は平行な側
板48を備えている。側板48は、その外端の近くに円
柱状のクランクピン・ジャーナル50を支えている。こ
れらのクランクピン・ジャーナル50は円柱状の部材で
あって、その軸心はクランク軸Cの長手方向の中心線と
平行ではあるが、そこから半径方向にずれた位置にある
【0007】基台12は水平方向延長部52を有してお
り、その上に複数台の(この例の場合、3台の)研削ユ
ニット54,56 および58が搭載されている。これ
らの研削ユニットは、クランク軸Cのクランクピン・ジ
ャーナル50の円柱状の表面を研削する目的で設けられ
ている。
【0008】それぞれの研削ユニットは、水平方向に間
隔を置いて平行に配置された2枚の側板60および62
を含んでいる。これらの側板は、クランク軸Cと直角を
なす平面上にあり、したがって、クランク軸Cを搭載す
るテーブル20を支えている平行棒18とも直角をなす
平面上にある。それぞれの研削ユニットの側板60は、
テーブル20を支えている平行棒18と直角をなす案内
面66上を移動するサドル64に固定されている。この
サドル64は、サーボモータ70によって駆動されるね
じ式駆動装置68によって、案内面66に沿って移動さ
せられる。研削ユニット54,56 および58は互い
に平行であり、平行な移動経路に沿って移動する。
【0009】それぞれの研削ユニットの側板62は、図
示のように側板60と平行な状態で、スペーサ・ブロッ
ク72を含む適当な手段によって側板60に固定される
。それぞれの研削ユニットの側板60および62の後端
部に、シャフト74がある。シャフト74は、2枚の側
板と、側板62に取り付けられたベアリング・ブロック
76(図2)とに支えられた状態で回転する。プーリ7
8が、2枚の側板の間で、シャフト74と一体となって
回転し得るようにシャフト74に取り付けられており、
つば80によってシャフト74に固定されている。それ
ぞれの研削ユニットの前端部の上方に、シャフト82が
ある。シャフト82は、2枚の側板60および62と、
側板62に取り付けられたベアリング・ブロック84と
に支えられた状態で回転する。プーリ86が、2個のつ
ば88の間で自由に回転し得るようにシャフト82に取
り付けられている。それぞれの研削ユニットの前端部の
下方にある同様のシャフト90は、2枚の側板60およ
び62と、ベアリング・ブロック92(図3)とに支え
られた状態で回転する。プーリ94が、2個のつば95
の間で自由に回転し得るようにシャフト90に取り付け
られている。たわみ性のあるエンドレス研摩ベルト96
が、プーリ78,86 および94にかけられている。 研摩ベルト96は外側が研摩面となっており、内側が研
摩性を持たない基材面となっている。研摩ベルト96に
は、板ばね100 の一端に取り付けられたローラ98
によって所定の張力が与えられている。板ばね100 
の他端は、2枚の側板60および62に支えられたシャ
フト102 に固定されている。研摩ベルト96は、ク
ランク軸Cに対して垂直な平面上にある。3台の研削ユ
ニット54,56 および58の研摩ベルトは、クラン
ク軸上のクランク腕の間の距離の倍数だけ(この例の場
合、2の倍数だけ)、互いに離れている。
【0010】3台の研削ユニットの研摩ベルトを駆動す
るための動力は、水平方向延長部52に取り付けられた
モータ104 から供給される。モータ104 は、水
平方向延長部52上にベアリング・ブロック108 に
よって支えられたシャフト106 を回転させる。シャ
フト106 には、一定の間隔を置いて3個のタイミン
グ・ベルト・プーリ110,112 および114 が
、シャフト106 と一体となって回転し得るように固
定されている。それぞれの研削ユニットのシャフト74
は延長部を備えており、その延長部に、タイミング・ベ
ルト・プーリ116,118および120 が取り付け
られている。それぞれの研削ユニットに、タイミング・
ベルトが1本ずつ取り付けられている。すなわち、タイ
ミング・ベルト122 がプーリ110 および116
 に、タイミング・ベルト124 がプーリ112 お
よび118 に、タイミング・ベルト126 がプーリ
114 および120 に、それぞれかけられている。 それぞれのタイミング・ベルトにはベルト締め具が付属
している。ベルト締め具はローラ128 を含んでいる
。ローラ128 は、側板60に支えられた腕130 
に取り付けられており、タイミング・ベルトと接触する
ように、ばね張力によって付勢されている。このような
構成によって、モータ104 は、3台の研削ユニット
の研摩ベルトを矢印131の方向に直線運動させるため
の動力を供給する。
【0011】それぞれの研削ユニットには、研摩ベルト
がクランク軸のクランクピンと接触する位置で研摩ベル
トを案内するシュー132 が、1個ずつ設けられてい
る。 このシューは、キー136 によって側板60に固定さ
れる取付け部分134 (図2)と、2個の遊び車86
,94 の間で研摩ベルトの裏面を圧迫する先端部分1
38 とを有する。
【0012】先端部分138 は、研摩ベルトと同一平
面上にある長尺の薄板または平羽根の形をしている。先
端部分138 の長さは、クランク軸が回転している時
にクランクピン・ジャーナルが描く円の直径よりも大き
いので、クランクピン・ジャーナルがクランク軸の中心
線の回りを公転している間、研摩ベルトは終始、先端部
分138 によって裏面を圧迫され続け、クランクピン
・ジャーナルとの接触を保つ。先端部分138 の前面
140 (図7)は平らで、研摩ベルト96が形成する
平面に対して垂直であり、クランクピン・ジャーナルの
公転中、研摩ベルトとクランクピン・ジャーナルとの接
触点においてのみならず、接触点よりも上流側および下
流側においても、研摩ベルトを案内する。先端部分13
8 は側面141 を有する。 側面141 は前面140 の両側の縁から、前面14
0 に対して垂直に延びている。両側の側面141 は
、研摩ベルト96の幅よりも狭い距離だけ、互いに離れ
ている。
【0013】それぞれの研削ユニットにおいて、先端部
分138 よりも上流側で、研摩ベルト96を、通常の
平らな状態から、断面がほぼU字形となる状態に折り曲
げて、研摩ベルトが先端部分138 と接触する部分で
は、図7に示すように研摩ベルトが先端部分138 の
前面140 に接するのみならず、研摩ベルトの両側の
縁の部分が先端部分138 の両側の側面141 に接
するようにするため、先端部分138 よりも上流側に
、2組のアイドル・ローラ145 および147 を設
けてある。これらのアイドル・ローラ145 および1
47 は、側板60および62に回転自在に取り付けら
れている。アイドル・ローラ145 および147 は
図4〜6には示してあるが、図1には、繁雑さを避ける
ため、示していない。
【0014】図7に示すように、先端部分138 と研
摩ベルト96の折り曲げ部分とを合わせた全体の幅は、
クランクピン・ジャーナル50の幅よりもやや狭い。し
たがって、クランクピン・ジャーナルの周面を全長にわ
たって研削する必要がある場合には、研削作業中、テー
ブル20とクランク軸Cを振動させる必要があるかも知
れない。 テーブル20を振動させると、研摩ベルトの折り曲げ部
分によって、クランク腕46の側板48の内面も研削さ
れる。
【0015】図6に示すように、アイドル・ローラ14
5 は、その周面が研摩ベルト96の研摩面に対して約
45°の角をなすように、ある角をなして設置されてい
る。一方、アイドル・ローラ147 は、その周面が研
摩ベルト96の研摩面に対して約90°、または好まし
くは90°よりも僅かに大きな角をなすように、ある角
をなして設置されている。したがって、アイドル・ロー
ラ147 によって折り曲げが完成され、研摩ベルトの
両側の縁の部分が90°またはそれよりも僅かに大きな
角だけ折り曲げられるので、その部分が先端部分138
 に到達した時、研摩ベルトの両側の縁の部分が先端部
分138 の両側の側面に対して軽い締付け作用を及ぼ
す。
【0016】先端部分138 よりも下流側において研
摩ベルト96と接するアイドル・ローラとして、それぞ
れの研削ユニットの先端部分138 よりも下流側に、
2組のアイドル・ローラ148 および150 を設け
てある(これらのアイドル・ローラも図1には示してい
ない)。これらのアイドル・ローラ148 および15
0 は、側板60および62に回転自在に取り付けられ
ている。アイドル・ローラ148 は、その周面が研摩
ベルト96の研摩面に対して約90°の角をなすように
、ある角をなして設置されている。これらのアイドル・
ローラ148 は、アイドル・ローラ147 と共に、
研摩ベルト96を先端部分138 の表面に沿って折り
曲げた状態に保つ。アイドル・ローラ150 は、その
周面が研摩ベルト96の研摩面に対して約45°の角を
なすように、ある角をなして設置されており、それによ
って研摩ベルトをなかば広げるので、なかば広げられた
部分がローラ94に到達した時、研摩ベルトは通常の完
全に平らな状態に戻る。
【0017】研削ユニット54,56 および58をク
ランク軸Cに接近させたり、それから離したりするため
のサーボモータ70は、CNC数値制御装置によって制
御するのが好ましい。クランク軸を回転させるためのサ
ーボモータ44に取り付けられているフィードバック装
置45は、数値制御装置に、ねじ式駆動装置の回転に関
する情報、すなわちクランク軸の回転中の角位置に関す
る情報をフィードバックするので、数値制御装置は必要
に応じて修正を行い、クランク軸の回転中、研摩ベルト
に常にクランクピン・ジャーナルとの接触を保たせるよ
うに、研削ユニットのサーボモータ70を運転する。
【0018】本発明による研削装置を運転するには、ま
ず、3個のクランクピン・ジャーナルが3台の研削ユニ
ット54,56 および58の研摩ベルトと向かい合う
位置まで、テーブル20を可逆電動機24によって移動
させる。次に研摩ベルトをクランクピン・ジャーナルと
接触させるため、3台の研削ユニットをサーボモータ7
0によって前進させる。次にサーボモータ44によって
クランク軸Cを回転させる。フィードバック装置45が
、数値制御装置に、クランク軸Cの回転中の角位置に関
する情報をフィードバックする。クランク軸の回転中、
研摩ベルトに常にクランクピン・ジャーナルとの接触を
保たせるため、数値制御装置は3台の研削ユニットのサ
ーボモータ70を各個に駆動する。
【0019】3個のクランクピン・ジャーナルの荒削り
または仕上げ削りの終了後、研削ユニットを後退させ、
さらに別の3個のクランクピン・ジャーナルを3台の研
削ユニットの研摩ベルトと向かい合わせるため、テーブ
ル20を移動させ、上記の手順を繰り返す。
【0020】折り曲げた研摩ベルトの幅よりも、クラン
クピン・ジャーナルの方が長い場合に、クランクピン・
ジャーナルの全長にわたって研削を行いたい時には、研
削作業中にテーブル20を振動させてもよい。
【0021】
【発明の効果】本発明による研削装置は以上のような特
徴を持っているので、堅固で耐久力があり、効率がよく
、比較的簡単に製造でき、操作が容易である。また本発
明による研削方法では、1度に2個以上のクランクピン
・ジャーナルを研削できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による研削装置の側面図である。
【図2】図1に示した研削装置の一部切欠き平面図であ
る。
【図3】一部切欠き背面図である。
【図4】図1に示した研削装置の研摩ベルトが、クラン
クピン・ジャーナルの1つに接しているところを示す部
分側面図である。
【図5】図4の矢印5の方向に見た状態を示す図である
【図6】図5の矢印6の方向に見た状態を示す図である
【図7】図5の線7−7についての部分断面図である。
【符号の説明】
10    研削装置 14    スライド・アセンブリ 16    スライド・ベース 18    平行棒 20    テーブル 26    ヘッドストック 50    クランクピン・ジャーナル54    研
削ユニット 56    研削ユニット 58    研削ユニット 96    研摩ベルト C    クランク軸

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  長尺のクランク軸の長手方向に等間隔
    を置いて配置され、前記クランク軸の長手方向の中心線
    のまわりの異なる角位置で、該中心線から半径方向に外
    向きに延びるクランク腕に設けられている複数のクラン
    クピン・ジャーナルを研削する装置において、該装置が
    、前記クランク軸を支え、かつそれを前記長手方向の中
    心線のまわりに回転させるための手段、たわみ性を有し
    、一方の面が研摩面となっており、研摩面とは反対側の
    面が基材面となっている複数本の研摩ベルト、前記クラ
    ンク軸の回転中に、前記研摩ベルトの前記研摩面が、前
    記クランクピン・ジャーナルの周面を研削するように、
    前記クランク軸に隣接する位置で、前記クランクピン・
    ジャーナルのそれぞれと向かい合って、前記クランク軸
    に対してほぼ垂直な循環経路を、前記研摩ベルトが直線
    運動するように、前記研摩ベルトを支える手段、および
    前記クランク軸の回転中に、前記クランクピン・ジャー
    ナルが前記クランク軸の前記長手方向の中心線のまわり
    のどの位置にあるかに応じて、前記研摩ベルトの循環経
    路をいろいろに変えながら、前記研摩ベルトを前記クラ
    ンクピン・ジャーナルの周面に接触させておくように、
    前記研摩ベルトのおのおのを案内するため、前記クラン
    クピン・ジャーナルとの接触点において前記研摩ベルト
    の前記基材面に接するシューと、おのおののシューを他
    のシューの動きとは無関係に前記クランク軸の中心線に
    接近させたり、それから離したりするための手段とから
    成る研摩ベルト案内手段、から成ることを特徴とする、
    複数のクランクピン・ジャーナルを研削する装置。
  2. 【請求項2】  前記研摩ベルトのおのおのが、前記ク
    ランク軸に対して垂直な平面上にあるエンドレス・ベル
    トであり、前記シューのおのおのが、前記研摩ベルトと
    同一平面上で、前記研摩ベルトの前記基材面を圧迫する
    先端部分を有することを特徴とする、請求項1記載の複
    数のクランクピン・ジャーナルを研削する装置。
  3. 【請求項3】  前記クランクピン・ジャーナルが前記
    クランク軸の中心線の回りを公転している間、前記研摩
    ベルトが終始、前記クランクピン・ジャーナルとの接触
    を保つように、前記研摩ベルトを案内するため、前記先
    端部分が前記研摩ベルトの循環経路の方へ延びているこ
    とを特徴とする、請求項2記載の複数のクランクピン・
    ジャーナルを研削する装置。
  4. 【請求項4】  前記シューのおのおのが、前記クラン
    ク軸の方へ突出してその末端がベルト圧迫面となってい
    る先端部分を有すること、該先端部分が、前記ベルト圧
    迫面の両側の縁から前記クランク軸に対してほぼ垂直な
    平面に沿って延びる側面を有し、それらの側面によって
    も前記研摩ベルトと接すること、おのおのの先端部分の
    ベルト圧迫面の、一方の側の縁から他方の側の縁までの
    幅が、前記研摩ベルトの幅よりも狭いこと、ならびに、
    前記研摩ベルトが前記シューの先端部分のベルト圧迫面
    および両側面を覆うように、断面がほぼU字形となる状
    態に前記研摩ベルトを折り曲げるための折り曲げ手段が
    設けられていることを特徴とする、請求項1記載の複数
    のクランクピン・ジャーナルを研削する装置。
  5. 【請求項5】  前記研摩ベルトのおのおのが、前記ク
    ランク軸に対して垂直な平面上にあるエンドレス・ベル
    トであり、前記研摩ベルトのおのおのに接する前記シュ
    ーの先端部分が、平羽根形の形状を有して前記研摩ベル
    トと同一平面上にあることを特徴とする、請求項4記載
    の複数のクランクピン・ジャーナルを研削する装置。
  6. 【請求項6】  前記クランクピン・ジャーナルが前記
    クランク軸の中心線の回りを公転している間、前記研摩
    ベルトが終始前記クランクピン・ジャーナルとの接触を
    保つように、前記研摩ベルトを案内するため、また、接
    触点よりも上流側および下流側においても前記研摩ベル
    トを案内するため、前記先端部分の前記ベルト圧迫面が
    前記研摩ベルトの循環経路の方へ突出していることを特
    徴とする、請求項5記載の複数のクランクピン・ジャー
    ナルを研削する装置。
  7. 【請求項7】  前記折り曲げ手段が、前記研摩ベルト
    の両側の縁の部分に接するように協働する複数組のロー
    ラから成ることを特徴とする、請求項6記載の複数のク
    ランクピン・ジャーナルを研削する装置。
  8. 【請求項8】  前記研摩ベルトが前記クランクピン・
    ジャーナルと接触する点よりも上流側において、前記複
    数組のローラが前記研摩ベルトに接することを特徴とす
    る、請求項7記載の複数のクランクピン・ジャーナルを
    研削する装置。
  9. 【請求項9】  前記研摩ベルトが前記クランクピン・
    ジャーナルと接触する点よりも下流側にベルト広げ手段
    が設けられていることを特徴とする、請求項8記載の複
    数のクランクピン・ジャーナルを研削する装置。
  10. 【請求項10】  前記ベルト広げ手段が互いに協働す
    る複数組のローラから成ることを特徴とする、請求項9
    記載の複数のクランクピン・ジャーナルを研削する装置
  11. 【請求項11】  長尺のクランク軸の長手方向に等間
    隔を置いて配置され、前記クランク軸の長手方向の中心
    線のまわりの異なる角位置で、該中心線から半径方向に
    外向きに延びるクランク腕に設けられている複数のクラ
    ンクピン・ジャーナルを研削する方法において、前記ク
    ランク軸を支え、かつそれを前記長手方向の中心線のま
    わりに回転させること、たわみ性を有し、一方の面が研
    摩面となっており、研摩面とは反対側の面が基材面とな
    っている複数本の研摩ベルトを備えること、前記クラン
    ク軸の回転中に、前記研摩ベルトの前記研摩面が、前記
    クランクピン・ジャーナルの周面を研削するように、前
    記クランク軸に隣接する位置で、前記クランクピン・ジ
    ャーナルのそれぞれと向かい合って、前記クランク軸に
    対してほぼ垂直な循環経路を、前記研摩ベルトが直線運
    動するように、前記研摩ベルトを支えること、および前
    記クランク軸の回転中に、前記クランクピン・ジャーナ
    ルが前記クランク軸の前記長手方向の中心線のまわりの
    どの位置にあるかに応じて、前記研摩ベルトの循環経路
    をいろいろに変えながら、前記研摩ベルトを前記クラン
    クピン・ジャーナルの周囲に接触させておくように、前
    記研摩ベルトのおのおのを、他の研摩ベルトとは無関係
    に案内することを特徴とする、複数のクランクピン・ジ
    ャーナルを研削する方法。
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