JPH11277387A - 工作機械のクランクシャフト駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、クランクシャフトのカウンタウエイ
ト部の形状にかかわらず確実に駆動することができ、小
形化できる工作機械のクランクシャフト駆動装置を提供
することを目的としている。 【構成】ベッドもしくはテーブル１上に左右に離間して
２つの主軸台２が固定され、主軸台２に回転自在に支持
された面板６の周辺部に支持ピン１０が固定され、支持
ピン１０に先端にクランクピン部に係合するケレー９を
一体的に形成した略Ｌ字形の駆動金具８が傾動自在に枢
着され、駆動金具解放用シリンダ２０により駆動金具８
を傾動することによりその先端のケレー９を半径方向か
らクランクピン部に係脱できるように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、研削盤等の工作機械で
クランクシャフトを加工するために、クランクシャフト
を工作機械に支持し、クランクシャフトを回転駆動する
ための工作機械のクランクシャフト駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジン等に用いられるクランクシャフ
トは、軸受されるジャ−ナル部、クランク腕、クランク
ピンにより構成されており、その形状は複雑であるため
に研削盤等の工作機械において加工する時には、その支
持、駆動には困難をともなう。そのため、従来、クラン
クシャフトの両端部をセンターにより支持し、主軸に設
けられたパイロットバーに面板を摺動自在に設け、面板
に植設されたピンをクランクシャフトのクランク腕の外
側に設けられたカウンタウエイト部に係合させ回転駆動
するようにしている。その場合には、面板は主軸に対し
て軸方向にパイロットバーに沿って進退自在とし、常時
スプリングにより前進方向に付勢し、ピンがクランク軸
のカウンタウエイト部に係合するようにしておき、その
係合を外す場合には別途平行に設けられているピストン
ロッド先端の係合片を面板に引っ掛けて面板を引っ込め
ることにより行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来例においては、クランクシャフトのクランク腕の端部
に設けられているカウンタウエイト部はそれぞれ大き
さ、形状が異なっており、ピンが係合する部分が安定せ
ず、また、カウンタウエイト部がないものは駆動できな
い場合が生じる。また、ピンをクランクシャフトのカウ
ンタウエイト部に係合、離脱するために面板をパイロッ
トバーにより進退自在とすることにより主軸端面よりパ
イロットバー、面板が相当距離前進することにより操作
の邪魔になり、さらに、主軸と平行に設けられたシリン
ダのピストンロッドに固定された係合片を面板に係合さ
せることにより係合ピンを引っ込めているので、ピスト
ンロッドからかなり離れた点に作用点がありピストンロ
ッドに偶力が働き、ピストンロッドの動きが悪くなる等
の問題がある。

【０００４】本発明は、上記の問題点に鑑みてなされた
ものであり、クランクシャフトのカウンタウエイト部の
形状にかかわらず確実に駆動することができ、装置を小
形化できる工作機械のクランクシャフト駆動装置を提供
することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の工作機械のクランクシャフト駆動装置は、
ベッドもしくはテーブル上に左右に離間して固定された
２つの主軸台と、前記両主軸台に支持されるとともに、
互いに対向する対向端面に設けられクランクシャフトの
ジャーナル両端面に開口するセンタ穴に嵌合して支持す
るセンタと、このセンタの軸線周りに前記主軸台に回転
可能に軸受けされた主軸と、この主軸の対向端面に前記
クランクシャフトのクランクピンに係脱するよう半径方
向に移動可能に取り付けられた駆動金具と、この駆動金
具を半径方向に移動する移動手段を備えたことを特徴と
している。また、前記駆動金具を略Ｌ字形とし、その中
央部を前記主軸の端面に枢着し、その枢着点を中心に揺
動する構成とすることができる。さらに、駆動金具がク
ランクピンに係合したときに、回転時に駆動金具が遠心
力で解放されることを防止するロック機構を付加するこ
とができる。

【０００６】

【発明の実施の態様】本発明は、ベッドもしくはテーブ
ル上に左右に離間して固定された２つの主軸台と、前記
両主軸台に支持されるとともに、互いに対向する対向端
面に設けられ、クランクシャフトのジャーナル両端面に
開口するセンタ穴に嵌合して支持するセンタと、このセ
ンタの軸線周りに前記主軸台に回転可能に軸受けされた
主軸と、この主軸の対向端面に前記クランクシャフトの
クランクピン部に係脱するよう半径方向に移動可能に取
り付けられた駆動金具と、この駆動金具を半径方向に移
動する移動手段を備えた工作機械のクランクシャフト駆
動装置であり、駆動金具が軸線方向に移動する従来例の
ものに比較して、駆動金具を半径方向に移動させること
によりクランクシャフトのクランクピン部に係合させ、
確実に駆動できるようにしている。半径方向に移動する
手段としては主軸の対向端面（面板）上に駆動金具をア
リ溝嵌合等により半径方向に摺動自在とすることができ
る。また、前記駆動金具をＬ字形とし、その中央部を前
記主軸の面板に枢着し、その枢着点を中心に傾動する構
成とすることにより駆動金具のクランクピン部への係合
部を半径方向に移動することができる。

【０００７】さらに、駆動金具がクランクピン部に係合
したときに、回転時に駆動金具が遠心力で解放されるこ
とを防止するためにロック機構を付加することが安全上
好ましい。本発明は旋盤、研削盤等に用いられるが、そ
の他の工作機械にも適宜適用できるものであり、全自動
で操作できるので、ＮＣ工作機械に最適である。

【０００８】

【実施例】本発明の実施例を図１〜図６により説明す
る。図１は、本発明の工作機械のクランクシャフト駆動
装置の全体を現わす正面図である。

【０００９】ベッド（図示せず）上に摺動可能に配置さ
れたテーブル１上に左右に離間して左右の主軸台２、２
´が固定されており、その中間部には工作物であるクラ
ンクシャフトＷの中間部を支持する振れ止め装置３が固
定されている。前記主軸台２、２´間の工作物Ｗに対し
て直交する方向に移動自在に砥石台４が配置され、かつ
工作物の長手方向に相対移動自在（この場合はテーブル
１が左右動する）に構成され、砥石台４には、砥石５が
回転駆動自在に支持されている。左右の両主軸台２、２
´にはその対向する端面に面板６、６´を固定した主軸
が回転自在に支持され、個別に設けられたモータ（図示
せず）により回転駆動されるようになっている。面板
６、６´には駆動金具８、８´が支持ピン１０により回
動可能に枢着され、駆動金具８、８´の下端にはその先
端をクランクシャフトＷのクランクピン部に係合させて
クランクシャフトを回転駆動するケレー９が固定され、
駆動金具８、８´は全体的には略Ｌ字形に形成されてい
る。

【００１０】左右の両主軸台２、２´は左右対称で同じ
構造を有しており、クランクシャフトＷの左端を加工す
る場合には右側の主軸台により駆動し、左側の主軸は駆
動金具８の係合を外してセンタ７のみにより支持して加
工を行い（図１の鎖線の状態）、逆に右端を加工する場
合には左側の主軸台により駆動し、右側の主軸台は駆動
金具８´の係合を外してセンタ７´のみにより支持して
加工する（図１の実線の状態）。また、クランクシャフ
トＷの中央部分を加工する場合には、左右のいずれか一
方の主軸台を使用しても、或いは左右両方の主軸を同期
回転するようにしても良い。

【００１１】左右の両主軸台２、２´は左右対称で、そ
の構造は同じであるので以下左側の主軸台２について説
明する。図２はクランクシャフト駆動装置の部分の正面
図（一部断面図）であり、図３は図２のＡーＡ矢視図で
あり、図４は図３のＢ矢視図、図５は図３のＣーＣ矢視
図であり、図６はケレーの形状を示す部分図である。

【００１２】主軸台２にはベアリングにより主軸が回転
自在に支持され、その左端に設けられている駆動モータ
（図示せず）により回転駆動されるようになっている。
主軸先端には面板６が一体に形成され、面板６の中心部
には、クランクシャフトＷのセンタ穴に係合するセンタ
７が主軸の中心部を貫通して軸方向に進退、固定自在に
設けられている。

【００１３】面板６の周辺部には支持ピン１０が固定さ
れ、該支持ピン１０には駆動金具８が傾動自在に枢着さ
れている。駆動金具８は面板６に接する略４角形の枠
と、その下端に固着され前方に伸び、図６（ａ）に示さ
れるようにその先端が曲げられてクランクシャフトＷの
クランクピン部に係合するケレー９より構成され、さら
に、枠部の上端には駆動金具８を傾動するための係止片
１３が固着されている。なお、ケレー９は図６（ｂ）に
示すようにＶ字状に形成してクランクピンを挟持するよ
うにしてもよい。Ｖ字状にケレー９を形成した場合はク
ランクシャフトＷの位相が一義的に決まり、主軸の回転
制御が行いやすくなる。駆動金具８は３つのスプリング
により常時面板６に当接する方向（図２の実線位置）に
付勢されており、３つのスプリングは図５に示されるよ
うに、先ず、面板６に立設されたポール１７と駆動金具
８の下部表面に立設されたピン１９との間に張られた引
張りスプリング１４が第１のスプリングであり、前記ポ
ール１７先端フランジと駆動金具８との間に介在された
圧縮スプリング１５が第２のスプリングであり、さらに
面板６表面に立設された第２のポール１８先端フランジ
と駆動金具８の間に介在された圧縮スプリング１６が第
３のスプリングである。この様に多数のスプリングを設
けたのは、コンパクトに纏めるため大きな（強力な）ス
プリングが使用できないため、小さな（弱い）スプリン
グを工夫して多数設けたものであり、各ポールは駆動金
具８の傾動に支障のないように余裕をもたせて駆動金具
８に明けられた孔内に配置されている。

【００１４】駆動金具８の下部側面には下方に伸びる検
知片１１が固定され、検知片１１の対向する位置には振
れ止め装置３に固定された近接スイッチ１２が設けら
れ、駆動金具８がクランクシャフトＷに係合しているこ
とを検知するように構成されている。また、駆動金具８
の側面中央部に駆動金具８をクランクシャフトＷとの係
合位置に確実にロックしておくための係止ブロック３５
が固着されており、面板６に設けられている止め金具３
３により係止し、ロックされるように構成されている。
止め金具３３は図４に示されるように、面板６に固定さ
れた止め金支持ピン３２に枢着され常時係止ブロック３
５と係合する方向に付勢するスプリング３４が設けられ
ている。一方、止め金具３３と対向する位置の主軸台２
にはロック解除機構が設けられており、ロック解除用シ
リンダ３０のピストンロッド３１の先端で止め金具３３
の他端を押圧することにより止め金具３３を回動して係
止を解除することができる。また、ロック解除機構の隣
にはロック機構動作確認用近接スイッチ３６が設けら
れ、止め金具３３の他端の位置を検出することによりロ
ック状態であることを確認できるようにしてある。

【００１５】主軸台２の上面には駆動金具解放用シリン
ダ２０が設けられ、そのピストンロッド２１の先端には
下方に伸びる駆動レバー２２が固着されており、駆動レ
バー２２の先端は、前記駆動金具８の上部に設けられた
係止片１３の先端に設けられた調節ネジに当設するよう
に配置されている。駆動金具解放用シリンダ２０を作動
してピストンロッド２１を前進させ、駆動レバー２２に
より係止片１３を押すことにより駆動金具８をそのスプ
リング力に抗して傾動することができ、それによりケレ
ー９を半径方向に移動し、クランクピン部との係合を外
すことができる。さらに、面板６の周辺の主軸台２に
は、面板の回転位相を検知するための近接スイッチ４０
が複数個設けられている。

【００１６】次に、本発明の実施例の作動について説明
する。先ず、主軸すなわち面板６、６´を回転させて、
近接スイッチ４０により駆動金具８の係止片１３と駆動
金具開放用シリンダ２０の駆動レバー２２が係合する回
転位相になる位置で停止させる。ロック解除用シリンダ
３０を作動させ、そのピストンロッド３１の先端を止め
金具３３の後端に当接させて、止め金具３３と係止ブロ
ック３５との係合を解除し、駆動金具８のロックを解除
する。解除すると近接スイッチ３６がオフになり、その
信号を受けて、駆動金具開放用シリンダ２０を作動さ
せ、その駆動レバー２２により駆動金具８の係止片１３
を前方に押すことにより駆動金具８をスプリング１４、
１５、１６の力に抗して傾動させ、その先端のケレー９
を非係合位置へ移動させる（図２鎖線位置）。駆動金具
８のクランクピン部との係合が解放されるとその下端に
設けられている検知片１１が近接スイッチ１２から離れ
ることにより近接スイッチ１２がオフ信号を発する。こ
れまでの動作は左右両主軸台２、２´において同時の行
われる。

【００１７】駆動金具８、８´が解放された信号によ
り、加工の終わったクランクシャフトＷが図示されてい
ない搬送装置もしくは作業者によって排除され、新しい
クランクシャフトＷが左右の主軸台の間に供給され、両
側のセンタ７、７´が前進して両センタ７、７´によっ
てクランクシャフトＷ支持する。ベッド上の振止め装置
３が前進してクランクシャフトＷの中央のジャーナルを
支持する。

【００１８】次にクランクシャフトＷの加工に移るが、
先ず、クランクシャフトＷの右端部を加工するときは、
左側の主軸台２のみについて前記と逆の順序で作動を行
い駆動金具８を係合駆動位置へ戻す。すなわち、駆動金
具解放用シリンダ２０を作動して駆動レバー２２を引っ
込めると、駆動金具８はスプリング１４、１５、１６の
力により傾動して閉鎖位置に戻り、その先端のケレー９
が半径方向に移動されてクランクピン部に係合される。
そしてロック解除用シリンダ３０を作動してそのピスト
ンロッド３１を戻すことにより止め金具３３が駆動金具
８の係止ブロック３５に係合し駆動金具８がロックさ
れ、近接スイッチ３６によりロックが確認される。ま
た、近接スイッチ１２により駆動金具８がクランクシャ
フトＷに係合する位置にあることが確認され、主軸台２
の主軸を駆動してクランクシャフトＷの右端の加工を行
う。なお、このとき、右の主軸台２´では駆動金具８´
は開放位置にあり、主軸は回転せず、センタ７´でクラ
ンクシャフトＷを支持しているのみである（図１、実線
位置）。

【００１９】左端部を加工する場合には、逆に右側の主
軸台２´の駆動金具８´を閉鎖し、左側の主軸台２の駆
動金具８を解放し、右側の主軸のみを回転駆動すること
により行うことができる（図１、鎖線位置）。また、ク
ランクシャフトＷの中央部分を加工する場合には、左右
いずれか一方の主軸を使用しても良いし、或いは左右両
方の主軸を同期回転して加工を行うこともできる。加工
が終了したら、前記と同様に両主軸台の係合を解除し、
加工済みクランクシャフトの排除と、新クランクシャフ
トの供給を行う。

【００２０】前記の実施例では、駆動金具を、面板に傾
動可能に設けることによりクランクシャフトのクランク
ピン部に半径方向から係脱するように構成しているが、
必ずしも傾動する場合に限らず、例えば、主軸と直角方
向に駆動金具を面板にアリ溝嵌合、或いは軸嵌合により
摺動自在に構成することにより、駆動金具を半径方向か
らクランクピン部に係脱することもできる。また、前記
実施例ではテーブル１上に主軸台２、２´を配置した
が、砥石台４がクランクシャフトに対して前後左右に移
動可能な研削盤においては、主軸台２、２´をベッド上
に固定してもよい。

【００２１】

【発明の効果】本発明は前記の構成により、次の効果を
奏するものである。本発明は、駆動金具の移動が半径方
向への逃がし動作であることから、移動量が少なくて
も、クランクピンへの係脱が確実に行ことができ、かつ
装置自体を小型化でき、クランクシャフトのカウンター
ウェートの形状に関係なく、クランクシャフトの駆動が
容易、確実に行えるとともに、クランクシャフトの両端
部を容易に加工することができる。また、駆動金具とケ
レーが略Ｌ字形をなすことにより、駆動金具の面板に対
する少ない移動量でクランクピンへの半径方向からの係
脱が容易、確実に行え、装置をさらに小型化できる。さ
らに、本発明では、駆動金具にロック機構を設けたの
で、回転中に駆動金具が遠心力により開放される恐れが
ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の駆動装置の全体を示す正面図
である。

【図２】本発明の実施例の駆動装置を示す正面図（部分
断面図）である。

【図３】図２のＡ−Ａ矢視図である。

【図４】図３のＢ矢視図である。

【図５】図３のＣ−Ｃ矢視図である。

【図６】本発明の実施例のケレーの形状を示す部分図で
ある。

【符号の説明】

１：ベッド ２、２´：主軸台 ３：振れ止め装置 ６、６´：面板 ７、７´：センター ８、８´：駆動金具 ９、９´：ケレー １０：支持ピン ２０：駆動金具解放用シリンダ ３０：ロック機構動作用シリンダ ３３：止め金具 ３５：係止ブロック Ｗ：クランクシャフト（工作物）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ベッドもしくはテーブル上に左右に離間し
   て固定された２つの主軸台と、前記両主軸台に支持され
   るとともに、互いに対向する対向端面にクランクシャフ
   トのジャーナル両端面に開口するセンタ穴に嵌合して支
   持するセンタと、このセンタの軸線周りに前記主軸台に
   回転可能に軸受けされた主軸と、この主軸の対向端面に
   前記クランクシャフトのクランクピンに係脱するよう半
   径方向に移動可能に取り付けられた駆動金具と、この駆
   動金具を半径方向に移動する移動手段を備えたことを特
   徴とする工作機械のクランクシャフト駆動装置。
2. 【請求項２】前記駆動金具が略Ｌ字形であり、その中央
   部が前記主軸の端面に枢着され、その枢着点を中心に揺
   動する構成とされていることを特徴とする請求項１記載
   の工作機械のクランクシャフト駆動装置。
3. 【請求項３】駆動金具がクランクピンに係合したとき
   に、回転時に駆動金具が遠心力で開くことを防止するロ
   ック機構が付加されていることを特徴とする請求項１又
   は請求項２記載の工作機械のクランクシャフト駆動装
   置。