JPH05177529A - クランクシャフトの研削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 クランクシャフトの研削加工を簡易且つ作業
性良く行う。 【構成】 クランクシャフト１ををそのクランクジャー
ナル部１a〜１eの軸心回りに回転させる回転支持手段３
と、該クランクシャフト１の被研削部１a〜１kの外周面
に圧接せしめられる砥石部材２１,２２を揺動可能に支
持してなる研削ユニット２とを備え、上記クランクシャ
フト１を回転させることで各被研削部に研削加工を施す
とともに、特に該被研削部がクランクピン部１f〜１kで
ある場合には、上記砥石部材がクランクジャーナル部１
a〜１eの軸心回りに公転するクランクピン部１f〜１kの
変位に追従して揺動することで研削加工が良好に行なわ
れる。また、砥石部材を該砥石部材の揺動面方向に並ん
だ粗さの異なる複数の砥石で構成し、これらを順次選択
使用することで、粗加工から仕上げ加工までの一連の加
工を容易且つ作業性良く行うことが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、クランクシャフトの
研削装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】クランクシャフトのクランクジャーナル
部あるいはクランクピン部は、ともに摺動摩擦抵抗の低
減の観点から、これを可及的に鏡面に近い状態に加工す
ることが要求され、これに対処する加工方法として従来
より砥石を使用した高度の研削(研磨)加工が採用されて
いる。そして、この場合における一般的な加工方法とし
ては、例えば、クランクシャフトの加工ではなくカムシ
ャフトの加工ではあるが、特開平２ー２１８５４７号公
報に開示される如く、回転支持手段に支持され且つ回転
せしめられる被加工物の研削加工部に対して、研削ヘッ
ドに取り付けられて砥石車を当接させてこれを研削する
のが通例である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、砥石による
研削加工で鏡面加工を行う場合には、先ず前段階として
比較的粒度の粗い砥石によって粗加工を行ない、その後
に微細粒度の砥石によって仕上加工を行うのが通例であ
る。

【０００４】ところが、上掲公知例の如き従来の研削装
置においては、研削ヘッドに取り付けた砥石車によって
加工を行うものであることから、その配置スペース上、
一度に複数箇所の加工を同時に行うということは困難で
ある。また、粗加工と仕上加工とを行う場合にはそれぞ
れ専用の砥石車を装着した作業ステーションを設けてそ
れぞれのステーションにおいて順次作業を行うか、それ
とも作業ステーションは一つとしその代わりに作業途中
において砥石車を粗加工用砥石車から仕上加工用砥石車
に取り替えるかのいずれかを選択する必要があり、いず
れの場合にも作業性という点で問題がある。

【０００５】さらに、このような砥石車による研削加工
は、被加工物の軸心が回転軸心と一致する場合には可能
であるが、例えばクランクシャフトのクランクピン部の
ように回転軸心に対して偏心した被研削部に対して所要
の研削加工を施すことは技術的にみて困難である。

【０００６】そこで本願発明は、クランクシャフトのク
ランクピン部に対しても研削加工を行うことができ、し
かも単一の作業ステーションにおいて該クランクシャフ
トの各被研削部に対して同時に加工を行うことができる
ようにしたクランクシャフトの研削装置を提供せんとし
てなされたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願発明ではかかる課題
を解決するための具体的手段として、請求項１記載の発
明では、クランクシャフトを支持し且つこれをそのクラ
ンクジャーナル部の軸心回りに回転させる回転支持手段
と、該クランクシャフトの被研削部の外周面に対して抱
持状態で圧接せしめられる砥石部材を上記クランクシャ
フトの径方向外方に位置する揺動支点を中心として上記
クランクジャーナル部の軸心に直交する面に沿って揺動
可能に支持してなる研削ユニットとを備えたことを特徴
としている。

【０００８】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
クランクシャフトの研削装置において、上記研削ユニッ
トの上記砥石部材を、上記揺動面方向に所定間隔で配置
された砥粒粗さのそれぞれ異なる複数の砥石で構成した
ことを特徴としている。

【０００９】請求項３記載の発明では、請求項１または
２記載のクランクシャフトの研削装置において、上記研
削ユニットを、クランクシャフトの複数の被研削部にそ
れぞれ対応して複数組配置したことを特徴としている。

【００１０】

【作用】本願各発明ではかかる構成とすることによって
それぞれ次のような作用が得られる。

【００１１】 請求項１記載の発明では、砥石部材を
備えた研削ユニットが揺動可能に支持されていることか
ら、該砥石部材をクランクシャフトのクランクピン部、
即ちクランクシャフトの回転軸心に対して偏心した被研
削部に対して研削加工を施す場合には、該クランクピン
部に砥石部材を抱持状態で装着し回転支持手段によりク
ランクシャフトをそのクランクジャーナル部の軸心回り
に回転させると、該回転軸心回りに公転運動をするクラ
ンクピン部の動きに追従して研削ユニットの揺動ヘッド
が揺動し、所定の研削加工が行なわれるものである。ま
た、回転軸心と一致したクランクジャーナル部を加工す
る場合には、上記揺動ヘッドは揺動運動を行うことなく
一定位置に位置保持される。

【００１２】さらに、研削ユニットの揺動ヘッド１４は
クランクジャーナル部の軸心に直交する面に沿って揺動
可能とされており、該軸心方向には大きなスペースを必
要としないことから、該研削ユニットを上記軸心方向に
複数個列設することも可能となるものである。

【００１３】 請求項２記載の発明では、上記記載
の作用に加えて、研削ユニットの揺動ヘッドに設けられ
る砥石部材が、該揺動ヘッドの揺動面方向に所定間隔で
配置された砥粒粗さの異なる複数の砥石で構成されてい
るので、該各砥石の着脱を行うことなく、単に該揺動ヘ
ッド１４を適宜に揺動させることで該複数の砥石を被研
削部に対して選択的に装着して所要の加工を行うことが
でき、加工の段取り替えが容易且つ迅速ならしめられる
ものである。

【００１４】 請求項３記載の発明では、上記また
は記載の作用に加えて、クランクシャフトの各被研削
部にそれぞれ対応して配置された複数の研削ユニットに
よって同時に各被研削部に対して所要の研削加工を行う
ことができるという作用が得られるものである。

【００１５】

【発明の効果】従って、本願各発明のクランクシャフト
の研削装置によればそれぞれ次のような効果が得られ
る。

【００１６】(イ) 請求項１記載のクランクシャフトの
研削装置によれば、研削ユニットの揺動ヘッドが揺動可
能に支持されていることで、回転軸心であるクランクジ
ャーナル部に対する加工のみならず、該軸心に対して偏
心し公転運動を行うクランクピン部に対しても同様に所
要の加工を行うことができるものであって、例えば上掲
公知例の如く回転軸心と一致した部分のみにしか加工を
行えないものに比して、その適用範囲が拡大され、それ
だれ汎用性が向上するという効果が得られるものであ
る。

【００１７】(ロ) 請求項２記載のクランクシャフトの
研削装置によれば、上記(イ)記載の効果に加えて、研削
ユニットの揺動ヘッドを適宜に揺動させて複数の砥石を
選択使用することで複数段階の研削加工を同じ作業ステ
ーションにおいてしかも容易迅速に行うことができるこ
とから、作業性が一段と向上せしめられるという効果が
得られるものである。

【００１８】(ハ) 請求項３記載のクランクシャフトの
研削装置によれば、上記(イ)または(ロ)記載の効果に加
えて、クランクシャフトの軸方向に列設配置した複数の
研削ユニットによって該クランクシャフトの各被研削部
に対して同時に所要の研削加工を施すことができること
から、例えば上掲公知例のように各被研削部に対して順
次加工を行わなければならない場合に比して、作業性が
より一層向上するという効果が得られるものである。

【００１９】

【実施例】以下、添付図面に示す実施例に基づいて本願
発明のクランクシャフトの研削装置を具体的に説明する
と、図１Ａには本願各発明の実施例にかかる研削装置Ｚ
が示されている。この研削装置Ｚは、６気筒エンジン用
のクランクシャフト１の各クランクジャーナル部１a〜
１e及び各クランクピン部１f〜１kに対してそれぞれ粗
研削加工と仕上研削加工とを同時に行うものであって、
所定間隔をもって同軸上に対向配置された駆動機構４と
心押機構５とからなる回転支持手段３を有し、該駆動機
構４のセンタ６と心押機構５のセンタ７との間に上記ク
ランクシャフト１を支持し、且つこれを上記各クランク
ジャーナル部１a〜１eの軸心を回転軸として所定速度で
回転させるようになっている。

【００２０】上記回転支持手段３の上方位置に横設され
たユニット支持台９には、後述する研削ユニット２が、
上記クランクシャフト１の各クランクジャーナル部１a
〜１e及びクランクピン部１f〜１kにそれぞれ対応する
ように所定間隔で複数組(この実施例では１１組)配置さ
れている。以下、この研削ユニット２の構造並びにその
作用効果を図１Ｂ及び図２を参照して説明する。

【００２１】上記研削ユニット２は、図１Ｂに示すよう
に、上記ユニット支持台９に取り付けられたエアシリン
ダ１１と、該エアシリンダ１１のシリンダチューブ１２
から下方に突出し且つ上下方向(矢印ＡーＢ方向)に進退
変位するピストンロッド１３の下端部１３aに取り付け
られた後述の揺動ヘッド１４とを有している。尚、この
エアシリンダ１１は、エアダンパーとして機能するもの
であって、後述するようにクランクシャフト１の回転に
伴うクランクピン部１fの公転による上下方向変位を吸
収し得るようになっている。

【００２２】上記揺動ヘッド１４は、その下面側の両側
部分に左右一対の円弧面１６a,１６aを形成した基台部
材１６を備えている。この基台部材１６の各円弧面１６
a,１６aは、この研削ユニット２が対応するクランクシ
ャフト１の被研削部(この図１Ｂに示す研削ユニット２
にあってはクランクピン部１f)の半径より所定寸法だけ
大きい曲率半径を有している。そして、この各円弧面１
６a,１６aには、上記クランクピン部１fの外周面に合致
する曲率をもつ湾曲板状の粗加工用砥石２１と仕上加工
用砥石２２がそれぞれ固定されている。また、この基台
部材１６の左右両端部１６b,１６bには、ガイドピン１
９を介してそれぞれレバー２５,２５が該基台部材１６
の幅方向(矢印ＥーＦ方向)に揺動可能に支持されてい
る。この各レバー２５,２５は、それぞれ上記基台部材
１６の上面１６c側に配置したシリンダ１８,１８により
駆動されるとともに、その下端寄りの湾曲部分には湾曲
方向に所定間隔をもってローラー２６,２６が取り付け
られている。そして、該レバー２５がシリンダ１８によ
って矢印Ｅ方向に回動された状態(同図に実線図示する
状態)においては、該各ローラー２６,２６とこれに対向
する上記粗加工用砥石２１あるいは仕上加工用砥石２２
との間に上記クランクピン部１fが所定の押圧力で抱持
され該クランクピン部１fの外周面が該粗加工用砥石２
１あるいは仕上加工用砥石２２に圧接せしめられる一
方、該レバー２５が同図に鎖線図示(符号２５′)するよ
うに外方に拡開した状態においては上記クランクピン部
１fに対する抱持状態を解除し得るようになっている。

【００２３】さらに、この基台部材１６の上面１６cの
しかも幅方向中央には、所定長さの揺動杆１５が立設配
置されている。そして、この揺動杆１５の上端部は揺動
支点ピン１７を介して上記エアシリンダ１１のピストン
ロッド１３の下端部１３aに対し、上記基台部材１６の
幅方向(即ち、上記一対の砥石２１,２２の列設方向)に
平行な方向(矢印ＣーＤ方向)に揺動可能に連結されてい
る。

【００２４】このように構成された各研削ユニット２,
２,・・の各揺動ヘッド１４,１４,・・をそれぞれクラ
ンクシャフト１の各被研削部１a〜１kに装着してそれぞ
れ粗研削加工と仕上研削加工とを行う。先ず、クランク
ピン部の加工を、クランクピン部１fの加工を例にとっ
て図１Ｂを参照して説明すると、先ず最初に同図に実線
図示するように、クランクピン部１fを粗加工用砥石２
１側に抱持する。この状態でクランクシャフト１が回転
支持手段３により所定速度で回転されると、上記クラン
クピン部１fは回転軌跡Ｌで示すようにクランクジャー
ナル部の軸心(クランクシャフト１の軸心)Ｑの回りで公
転運動を行う。このようにクランクピン部１fが公転を
行うことにより該クランクピン部１fの外周面と上記粗
加工用砥石２１との間に周方向における相対回転が生
じ、該クランクピン部１fの外周面は粗加工用砥石２１
によって適度に研削加工されるものである。

【００２５】この場合、該クランクピン部１fの公転に
より該クランクピン部１fの軸心の上下方向及び左右方
向における位置が連続的に変化するが、このような軸心
の変化は、上記揺動ヘッド１４が上記揺動支点ピン１７
を中心として左右方向(矢印ＣーＤ方向)へ揺動すること
と、上記エアシリンダ１１が上下方向に伸縮することで
吸収され、これにより上記粗加工用砥石２１はクランク
ピン部１fの公転に伴う変位に追従することができ、連
続的な研削加工が達成されるものである。

【００２６】粗研削加工が完了すると、一旦クランクシ
ャフト１の回転を停止させ、粗加工用砥石２１側のレバ
ー２５を拡開してクランクピン部１fの抱持を解除可能
とするとともに、仕上加工用砥石２２側のレバー２５を
拡開させて該仕上加工用砥石２２側へのクランクピン部
１fの抱持を可能ならしめる。ここで、上記クランクシ
ャフト１を加工時の回転方向(矢印Ｒ方向)とは逆方向に
少し回転させるとともに上記揺動ヘッド１４を適宜に揺
動変位させて、上記粗加工用砥石２１側からクランクピ
ン部１fを離脱させてこれを仕上加工用砥石２２側に進
入させる。然る後、上記レバー２５を閉じてクランクピ
ン部１fを仕上加工用砥石２２側に抱持する。これで、
砥石の切換作業が完了する。

【００２７】砥石の切換作業の完了後、再びクランクシ
ャフト１を加工方向へ所定速度で回転させ、クランクピ
ン部１fに対して仕上加工用砥石２２による仕上研削加
工を行う。仕上研削加工が終了すると、クランクシャフ
ト１の回転を停止させ、仕上加工用砥石２２側からクラ
ンクピン部１fを離脱させる。

【００２８】このように、クランクピン部１fの研削加
工に際しては、研削ユニット２が揺動することで各砥石
２１,２２による研削加工と、該砥石２１,２２間の切換
作動とが可能ならしめられるものである。

【００２９】一方、クランクジャーナル部１a〜１eにお
ける研削加工であるが、この場合には該クランクジャー
ナル部１a〜１eが公転しないことから、研削加工中にお
いては揺動ヘッド１４は揺動せず、図２において実線図
示(符号１４)あるいは鎖線図示(符号１４′)するよう
に、粗加工用砥石２１側あるいは仕上加工用砥石２２側
に傾動した姿勢を維持する。

【００３０】このような各クランクジャーナル部１a〜
１e及びクランクピン部１f〜１kにおける研削加工が同
時に行なわれることで、例えば上掲公知例の如く各被研
削部をひとつづつ順次加工する場合に比して、加工時間
の短縮化、延いては作業能率の向上が図れるものであ
る。

【００３１】また、各研削ユニット２の揺動ヘッド１４
を揺動可能とすることで、回転軸心上にある各クランク
ジャーナル部１a〜１eのみならず、公転運動を行う各ク
ランクピン部１f〜１kに対しても所要の加工を行うこと
ができるものであって、その適用範囲が格段に高められ
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】本願発明の実施例にかかるクランクシャフト
の研削装置の正面図である。

【図１Ｂ】図１ＡのI-I拡大矢視図である。

【図２】図１ＡのII-II拡大矢視図である。

【符号の説明】

１はクランクシャフト、２は研削ユニット、３は回転支
持手段、４は駆動機構、５は心押機構、６及び７はセン
タ、９はユニット支持台、１１はエアシリンダ１２はシ
リンダチューブ、１３はピストンロッド、１４は揺動ヘ
ッド、１５は揺動杆、１６は基台部材、１７は揺動支点
ピン、１８はシリンダ、１９はガイドピン、２１は粗加
工用砥石、２２は仕上加工用砥石、２５はレバー、２６
はローラーである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランクシャフトを支持し且つこれをそ
   のクランクジャーナル部の軸心回りに回転させる回転支
   持手段と、該クランクシャフトの被研削部の外周面に対
   して抱持状態で圧接せしめられる砥石部材を上記クラン
   クシャフトの径方向外方に位置する揺動支点を中心とし
   て上記クランクジャーナル部の軸心に直交する面に沿っ
   て揺動可能に支持してなる研削ユニットとを備えたこと
   を特徴とするクランクシャフトの研削装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、上記研削ユニットの
   上記砥石部材が、上記揺動面方向に所定間隔で配置され
   た砥粒粗さのそれぞれ異なる複数の砥石で構成されてい
   ることを特徴とするクランクシャフトの研削装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、上記研削ユ
   ニットが、クランクシャフトの複数の被研削部にそれぞ
   れ対応して複数組配置されていることを特徴とするクラ
   ンクシャフトの研削装置。