JPS6140503B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、クランクピンの径を測定する方法
に関する。

クランクシヤフトのクランクピンの研削を行な
う場合、その径を所定の値に仕上げるため時々径
の測定をうようにしている。この測定においては
真円度を求めるため、あらゆる方向から径を測定
する必要があり、従つて、測定方法が簡単でない
と、能率的に研削作業を行なえなくなる。

本発明はかかる事情に鑑み、上記クランクピン
のあらゆる方向からの径寸法を簡易かつ精度よく
測定することができるクランクピンの径測定方法
を提供しようとするものである。

そのためこの発明によれば、先端にクランクピ
ンを嵌入支持するための断面Ｖ字形の溝を備え、
クランクシヤフトの回転に基づく上記クランクピ
ンの移動に伴つて上記溝の中心線に沿つた方向お
よび該方向に直交する方向に運動するワークレス
トを使用している。

そして上記溝の中心線に平行しかつ上記クラン
クシヤフトの中心Ｏを通る基準線と、該中心Ｏと
上記クランクピンの中心Ａとを結ぶ線分OAとの
なす角θ、上記基準線上における上記溝の底部と
上記中心Ｏ間の距離ｄおよび上記溝の中心線上に
おける該溝の底部と上記クランクピンの周面との
間の距離ｅとをそれぞれ検出し、下式に基づいて
上記クランクピンの半径ｒを測定するようにして
いる。

ｒ＝Ｃ・cosθ−（ｄ＋ｅ） ただし、Ｃは上記線分OAの長さ 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。

第１図において、クランクピン１ａは連結部材
（図示せず）を介してクランクシヤフト１に連結
されている。クランクシヤフト１は一方の端を軸
受（図示せず）等によつて支持され、また他端に
はモータ（図示せず）が連結されている。研削の
際にはこのモータによりクランクシヤフト１がそ
の軸Ｏを中心として低速で回転し、更にこの回転
にともなつてクランクピン１ａがクランクシヤフ
ト１の中心軸Ｏを中心にラインで示す軌跡を描
いて低速で回転されるようになつている。クラン
クシヤフト１の近傍にはクランクシヤフト１の中
心Ｏとクランクピン１ａの中心Ａとの距離Ｃより
も十分大きな半径をもつ砥石等の研削工具１０
（一部図示）が配されており、研削時にはこの工
具１０がクランクシヤフト１の中心Ｏに向かつて
（矢印Ｘ方向に）移動してきてクランクピン１ａ
の外周面１a′に押し当り、高速で回転して該クラ
ンクピン１ａの研削を行なう。この研削工具１０
は前記クランクピン１ａの軌跡で示した回転運
動にともなつて矢印Ｎ，で示す方向に往復移動
し、常にクランクピン１ａを接触押圧する状態に
保たれる。

従つて、クランクピン１ａがクランクシヤフト
１の中心軸を中心に１回転する毎にその外周面１
a′もひととおり研削工具１０と接触することにな
り、クランクピン１ａは均一に研削される。

クランクピン１ａの前記研削工具が接触する側
の反対側にはＶ字型の溝３ａをもつワークレスト
３が配されている。このワークレスト３はクラン
クシヤフト１の撓みを修正するためのものであ
る。すなわち、クランクシヤフト１には、研削時
に前記研削工具１０からクランクピン１ａに加え
られる押圧力によつて撓みが生じてしまい、その
状態で研削を行なうと仕上がりの精度が悪くなつ
てしまう。そこで、上記のようにワークレスト３
を配してその溝３ａでクランクピン１ａを挾み、
該クランクピン１ａに対して研削工具１０の押圧
力と反対方向（矢印Ｍで示す）に押圧力を加えて
クランクシヤフト１の撓みを修正するのである。
このワークレスト３は摺動支持部材６およびロツ
ド７を介してアクチユエータ８に接続されてお
り、該アクチユエータ８によつて上記クランクピ
ン１ａに対する押圧力が与えられるようになつて
いる。このアクチユエータ８はクランクピン１ａ
の横軸方向の動きにともなつて伸縮する。また、
ワークレスト３は摺動支持部材６に縦軸方向に摺
動自在に取り付けられている。従つて、はじめに
ワークレスト３をクランクピン１ａを挾んだ状態
に設定した後、アクチユエータ８をクランクピン
１ａの横軸方向の動きに追従するように伸縮させ
ると、ワークレスト３はクランクピン１ａの縦軸
方向の動き（縦軸成分）に追従して摺動支持部材
６に沿つて摺動し、該クランクピン１ａに対して
常に押圧力を加えている状態に保たれる。

ところで、ワークレスト３の溝３ａは、その中
心線_１が、上記摺動支持部材６の長手方向軸線
に直交している。そして、この溝３ａは前述のよ
うにＶ字型をなしているため、クランクピン１ａ
がこの溝３ａに挾み込まれる深さはその径の大き
さによつて変化する。すなわち径が小さい場合は
溝３ａに深く入り込み、また大きい場合は浅く入
り込む。そこで、この実施例においてはこの溝３
ａの底面３a′からクランクピン１ａの外周面１
a′までの距離（図中ｅで示す）を検出し、その検
出値にもとづいてクランクピン１ａの径を求める
ようにしている。

第１図においてワークレスト３の溝３ａの底面
３a′内部に設けられている差動トランス４、およ
び該差動トランス４内にワークレスト３の押圧方
向（矢印Ｍ）と平行に摺動可能に設けられている
スタイラス５は、上記溝３ａの中心線_１上に位
置されており、上記底面３a′から外周面１a′まで
の距離ｅを検出するために使用される。このスタ
イラス５にはバネ等（図示せず）によつて、クラ
ンクピン１ａの中心Ａ方向に向かつて伸びようと
する力が加わつている。またこのスタイラス５に
は鉄片５ａが固設されている。従つてクランクピ
ン１ａの径の大きさに応じてスタイラス５は伸縮
し、これによつて鉄片５ａが差動トランス４内を
移動するため、該差動トランス４からはこの変位
に応じた検出信号が得られる。

この実施例においては、クランクピン１ａの真
円度を以下のようにして測定している。すなわ
ち、研削工具１０をクランクピン１ａから離して
クランクピン１ａをクランクシヤフト１の中心Ｏ
を中心に低速で回転させる。またこのときアクチ
ユエータ８を同期動作させてワークレスト３もこ
のピン１ａの回転に追従させる。このようにする
ことによつて、クランクピン１ａが１回転すると
スタイラス５もその外周面１a′とひととおり接触
することになり、従つて差動トランス４の出力信
号の変化を見れば、該クランクピン１ａの真円度
を調べることができる。

また、この実施例においてはクランクピン１ａ
の外周面１a′においてスタイラス５が接触してい
る点における該クランクピン１ａの半径（図中ｒ
で示す）を以下のようにして求めるようにしてい
る。

第１図においてクランクピン１ａの半径ｒは、
クランクシヤフト１の中心Ｏを座標中心とし、こ
の座標中心を通り上記溝３ａの中心線_１に平行
する線分をＸ軸とする座標系を設定した場合、ク
ランクピン１ａの中心ＡのＸ軸座標位置ｆから、
前記スタイラス５によつて求まる距離ｅ、つま
り、上記溝３ａの中心線_１上における該溝３ａ
の底面３a′とクランクピン１ａの周面１a′との間
の距離ｅと、中心Ｏを座標中心とした場合の上記
溝３ａの底面３a′のＸ軸座標位置ｄを引くことに
よつて求められる。すなわち半径ｒは下記(1)式に
より求めることができる。

ｒ＝ｆ−（ｅ＋ｄ） …(1) ここで、上記クランクシヤフト１の中心Ｏとク
ランクピン１ａの中心Ａとの距離Ｃは予めわかつ
ているものであるので、クランクピン１ａの中心
ＡのＸ軸座標ｆは下記(2)式のようにクランクシヤ
フト１の回転角度（図中θで示す）より求められ
る。

ｆ＝Ｃ・cosθ 従つて前記(1)式は下記(3)式のように書換えられ
る。

ｒ＝Ｃ・cosθ−（ｅ＋ｄ） …(3) ところで、第１図は示さなかつたが、クランク
シヤフト１には回転角度検出器が取り付けられて
おり、上記回転角度θの検出を行なうようになつ
ている。また、摺動支持部材６にはロツド１６を
介して位置検出器１７が取付けられており、上記
位置ｄの検出を行なうようになつている。

この実施例においてはクランクピン１ａの半径
を以上のようにして求めるようにしている。

ところで通常は研削と真円度および径の測定と
同時に行なうことはない。そこで本発明において
は、差動トランス４およびスタイラス５の部分を
第２図に示すような構造にして、研削時にはスタ
イラス５の先端をクランクピン１ａの周面１a′か
ら退避させるようにしている。

すなわち、スタイラス５のクランクピン１ａと
接触しないほうの端部には磁性体１５を設け、ま
た、ワークレスト３内には上記スタイラス５の奥
にコイル１２をうめ込む。このコイル１２には凹
部１２ａが設けられており、コイル１２が励磁さ
れると上記磁性体１５はこの凹部１２ａ内に吸引
されるようになつている。上記スタイラス５には
ストツパ５ｂが固設されており、差動トランス４
とコイル１２との間の空間内を移動し得るように
なつている。上記コイル１２とストツパ１５との
間にはバネ１１が設けられており、前記コイル１
２の吸引力とは反対方向に伸張力が働くようにな
つている。以上のような構成にて、研削時にはス
イツチ１３を投入して電源１４をコイル１２に供
給し、これを励磁して磁性体１５をコイル１２の
溝１２ａに吸引する。これによりスタイラス５は
差動トランス４内に引き込まれる。こうしてスタ
イラス５をクランクピン１ａから遠ざけて該スタ
イラス５の摩耗損傷を碧ぐ。測定時はコイル１２
を非励磁にして磁性体１５に加わつている吸引力
を解除する。従つてスタイラス５はバネ１１の力
によつて差動トランス４から押し出されてクラン
クピン１ａに接触するようになる。尚、スタイラ
ス５の突出量はストツパ５ｂによつて規制される
ようになつており、ストツパ５ｂが差動トランス
４に当接した状態においてスタイラス５の磁性体
１５の部分が差動トランス４内に入り込まないよ
うになつている。

上記実施例において、研削対象物との摩擦によ
つてワークレスト３が摩耗することがあるが、こ
の摩耗による測定誤差は下記する理由により生じ
ない。すなわち、例えば第１図に示すような状態
において、ワークレスト３のクランクピン１ａと
の接触点が摩耗したためワークレスト３が通常の
位置よりｈだけ右側に位置しているとする。この
とき位置検出器１７の検出値はｄ＋ｈとなるが、
同時にスタイラス５がｈだけ引んで該スタイラス
の変位量がｅ−ｈとなることから、これらの値を
前記(3)式に代入すればｈが消去され、その結果、
求まる半径ｒはワークレスト３に摩耗がないとき
と同じになる。従つてワークレスト３が摩耗して
も半径の測定値に誤差を生じることがない。

この発明に係るクランクピンの径測定方法によ
れば、クランクピンの任意の周面における径寸法
を容易かつ精度よく測定することができる。そし
てこの発明は、実施例に示す研削装置に適用する
径測定方法として特に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施態様を示す一部断面概
略側面図、第２図はこの発明の実施例の要部を示
す断面図である。 １…クランクシヤフト、１ａ…クランクピン、
３…ワークレスト、３ａ…溝、３a′…底面、４…
差動トランス、５…スタイラス、６…摺動支持部
材、７…ロツド、８…アクチユエータ、１２…コ
イル、１５…磁性体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 先端にクランクピンを嵌入支持するためのＶ
   字形の溝を備え、クランクシヤフトの回転に基づ
   く上記クランクピンの移動に伴つて上記溝の中心
   線_１に沿つた方向および該方向に直交する方向
   に運動するワークレストを使用し、 上記溝の中心線_１に平行しかつ上記クランク
   シヤフトの中心Ｏを通る基準線と、該中心Ｏと上
   記クランクピンの中心Ａとを結ぶ線分OAとのな
   す角θ、上記基準線上における上記溝の底部と上
   記中心Ｏ間の距離ｄおよび上記溝の中心線_１上
   における該溝の底部と上記クランクピンの周面と
   の間の距離ｅとをそれぞれ検出し、下式に基づい
   て上記クランクピンの半径ｒを測定することを特
   徴とするクランクピンの径測定方法。 ｒ＝Ｃ・cosθ−（ｄ＋ｅ） ただし、Ｃは上記線分OAの長さ