JPWO2012070097A1 - シリンダブロックの固定用治具 - Google Patents

Abstract

本発明は、シリンダブロックを安定して固定でき、かつ、加工工具を含む設備全体のダウンサイズに寄与するシリンダブロックの固定用治具を提供することを課題とする。本発明のシリンダブロックの固定用治具は、シリンダブロックを固定するために用いる治具であって、前記シリンダブロックのクランクケースが下方に位置するように、前記シリンダブロックが載置されるテーブルと、前記テーブルの上面から上方に突出可能であり、前記シリンダブロックのクランクケース間を隔てるジャーナル壁をクランプするクランプ装置と、を具備する。

Description

本発明は、シリンダブロックの固定用治具に関する。

シリンダブロックに切削、穴あけ等の加工を施す際は、治具等の固定装置を用いてシリンダブロックを固定して加工する。
従来、シリンダブロックの外部からクランプして固定する方法が広く用いられている。しかしながら、治具のサイズが大きくなる点、治具と加工工具との干渉が生じ得る点で改良の余地がある。

例えば、特許文献１には、シリンダブロックに設けられるボア内に挿入されるロッドと、ロッドの先端に取り付けられ、ボアを内側から押圧保持するクランプアームとを具備するクランプ装置が開示されている。このクランプ装置では、ロッド及びクランプアームをシリンダブロックの下方から挿入し、ボアの内周面に形成される凸部にクランプアームを押し付けることによってシリンダブロックを固定する。

特許文献１におけるロッドには、シリンダブロックの下方からシリンダブロック上部に位置するボアに達するまでの長さが必要である。このように、ロッド長が長くなることによって、ロッドの剛性が低くなるとともに、先端のクランプアームにかかる応力による曲げモーメントに対して弱くなるため、クランプが不安定になってしまう。
また、クランプアームの固定方向がボア内の凸部の形成方向に限られているため、固定方向と直交する方向への外力に対して必要なクランプ力を発揮できない。

特開２００１−１１３４３３号公報

本発明は、シリンダブロックを安定して固定でき、かつ、加工工具を含む設備全体のダウンサイズに寄与するシリンダブロックの固定用治具を提供することを課題とする。

本発明のシリンダブロックの固定用治具は、シリンダブロックを固定するために用いる治具であって、前記シリンダブロックのクランクケースが下方に位置するように、前記シリンダブロックが載置されるテーブルと、前記テーブルの上面から上方に突出可能であり、前記シリンダブロックのクランクケース間を隔てるジャーナル壁をクランプするクランプ装置と、を具備する。

前記クランプ装置は、前記シリンダブロックのジャーナル壁をクランプした状態で、前記シリンダブロックをさらに下方に引き込んで前記テーブルに押圧することが好ましい。

前記クランプ装置は、前記シリンダブロックのジャーナル壁のうち、クランクシャフトの軸受けする軸受部の側部の壁面部分をクランプすることが好ましい。

本発明のシリンダブロックの固定用治具によれば、シリンダブロックを安定して固定でき、かつ、治具本体及び加工工具を含む設備全体のダウンサイズに寄与する。

シリンダブロックを示す断面図である。 シリンダブロックの固定用治具を示す図である。 クランプ装置によるクランプ動作を示す図である。 クランプ装置によってシリンダブロックをクランプしている様子を示す図である。 クランプ装置によるクランプ位置を示す図である。

以下、図面を参照して、治具１について説明する。治具１は、シリンダブロック２を加工する際に用いる固定用治具である。
説明の便宜上、以下の説明において、図面の上下方向及び左右方向を治具１及びシリンダブロック２の上下方向及び左右方向と規定する。

図１に示すように、シリンダブロック２は、クランクシャフトを収容するクランクケース３・３・・・及び隣接するクランクケース３・３間にそれぞれ配置され、クランクシャフトの軸受部を含むジャーナル壁４・４・・・を具備する。本実施形態のシリンダブロック２は、左右方向に配列される４つの気筒を有する。
ジャーナル壁４は、シリンダブロック２の下部（シリンダヘッドが取り付けられる側と反対側の部位）に位置し、半円状の軸受部５を有する。ジャーナル壁４は、クランクケース３の内壁の一部を構成するとともに、軸受部５にてクランクシャフトを軸支する。

図２に示すように、治具１は、クランプ装置１０、テーブル２０を具備する。
クランプ装置１０は、シリンダブロック２のジャーナル壁４を下方からクランプして固定する。テーブル２０は、シリンダブロック２の形状・大きさ等に応じて設置される複数の基準シート２１及び複数の基準ピン２２を有し、これらの基準部材を用いてシリンダブロック２を高精度に位置決めした状態で載置する平台である。また、テーブル２０は、上下方向に貫通する孔２３を有し、その孔２３を通じてクランプ装置１０が上下方向に移動可能であり、テーブル２０の上面から上方に向けて突出可能である。

治具１を用いてシリンダブロック２を固定する際は、クランクケース３・３・・・、つまりジャーナル壁４・４・・・が下方に位置するように、シリンダブロック２をテーブル２０上に載置する。その後、クランプ装置１０によってジャーナル壁４・４・・・をシリンダブロック２の下方からクランプして固定する。

図２に示すように、クランプ装置１０は、センターロッド１１、リンクアーム１２・１２、クランプアーム１３・１３、クランプヘッド１４・１４、アーム支持部１５を具備する。

センターロッド１１は、クランプ装置１０の軸方向（上下方向）に延びる部材である。センターロッド１１は、エアシリンダ、油圧シリンダ等のアクチュエータによって上下方向に移動可能であり、上端の側方からリンクアーム１２・１２を介して、クランプアーム１３・１３に連結される。センターロッド１１を上下方向に移動することによって、リンクアーム１２・１２を介してクランプアーム１３・１３を操作する。

リンクアーム１２・１２は、センターロッド１１とクランプアーム１３・１３を連結する部材であり、センターロッド１１の移動をクランプアーム１３・１３に伝達する。リンクアーム１２・１２の一端は、センターロッド１１の上端にセンターピン１６によって回動可能に支持され、側方に延出される各他端は、側方に位置する各クランプアーム１３の上下中央部にリンクピン１７によって回動可能に支持される。
センターピン１６は、センターロッド１１の上端に設けられている。リンクピン１７・１７は、センターピン１６よりも上方に位置するように設けられる。これにより、リンクアーム１２・１２は、センターロッド１１の上端から斜め上方に向けて延出するように支持されている。言い換えれば、初期状態（クランプしていない状態）において、リンクアーム１２・１２のなす角度が１８０°より小さい角度となるように設定されている。

クランプアーム１３・１３は、上下方向に延びる部材であり、その先端部でシリンダブロック２をクランプして固定する部材である。クランプアーム１３の先端には、クランプヘッド１４が設けられ、その基端は支持ピン１８を介してアーム支持部１５の側部に支持されている。クランプアーム１３は、支持ピン１８によってアーム支持部１５の両側部を中心として左右方向に回動可能である。なお、上述のようにクランプアーム１３の上下中央部は、リンクピン１７を介してリンクアーム１２に接続される。

クランプヘッド１４は、シリンダブロック２と当接して押圧力を付与する部位である。クランプヘッド１４は、クランプアーム１３の先端から内側方に向けて突出するように設けられる。つまり、クランプヘッド１４・１４は、各クランプアーム１３・１３の互いに対向する面に設けられている。
クランプヘッド１４は、ジャーナル壁４のうち、クランクシャフトを軸受けする軸受部５を避けるように設けられており、クランプヘッド１４・１４による押圧を受けた場合でもシリンダブロック２の製品精度を悪化することがない。

アーム支持部１５は、クランプ装置１０の基端（下部）に設けられ、側方に延出して設けられている。アーム支持部１５の側部には、支持ピン１８・１８が設けられており、支持ピン１８・１８を介してクランプアーム１３・１３を回転可能に支持する。

以下、図３を参照して、クランプ装置１０によるクランプ動作について説明する。
まず、アクチュエータを作動させて、センターロッド１１を下方に移動することによって、センターピン１６を介してリンクアーム１２・１２の一端（基端）を下方に引き込む。これにより、リンクアーム１２・１２にセンターピン１６を中心として内側（図３に示す矢印方向）に回転する力が加わり、この回転力によってリンクピン１７・１７が内側に移動する。このリンクピン１７・１７の移動に伴って、クランプアーム１３・１３が支持ピン１８・１８を中心として内側に向けて回転する。

このようにして、クランプアーム１３・１３間の距離が小さくなり、クランプアーム１３・１３間にクランプ力が発生する。
これとは逆に、クランプアーム１３・１３によるクランプ力を開放する場合は、センターロッド１１を上方に移動することによって、リンクアーム１２・１２を外側に回動させて、クランプアーム１３・１３間の距離を大きくする。
すなわち、クランプ装置１０は、センターロッド１１、リンクアーム１２・１２、及びクランプアーム１３・１３によってリンク機構を構成するとともに、センターロッド１１の駆動により、クランプアーム１３・１３の移動（変位）を制御している。

図４に示すように、クランプ装置１０は、シリンダブロック２を下方からクランプする。より詳細には、クランプアーム１３・１３をシリンダブロック２のクランクケース３・３内に進入させ、センターロッド１１を駆動することにより、クランプアーム１３・１３によってジャーナル壁４を側方から挟み込むようにクランプする。クランプアーム１３・１３によってクランプした状態で、センターロッド１１をさらに下方に引き込むことにより、クランプヘッド１４・１４からジャーナル壁４に下方に向かう力を加えて、シリンダブロック２を下方に押し付けるようにして固定する。
このとき、シリンダブロック２は、テーブル２０に配置される基準シート２１・２１上に載置されており、クランプ装置１０は、テーブル２０の孔から上方に突出した状態でシリンダブロック２を下方からクランプするとともに、シリンダブロック２をクランプした状態で下方に引き込みテーブル２０に押し付けるようにして固定する。

このように、シリンダブロック２をクランプする際、クランプ装置１０によって下方からクランプするため、シリンダブロック２を安定的に固定することが可能である。特に、シリンダブロック２に押圧力を付与する部材であるクランプアーム１３・１３の長さを短くすることができ、その剛性を向上できる。従って、シリンダブロック２をクランプした際の安定性を向上できる。
言い換えれば、クランプアーム１３・１３によるクランプ力の作用点（クランプヘッド１４・１４）と、クランプアーム１３・１３を支持する支点（支持ピン１８・１８）との距離を小さくすることができる。このため、クランプ機構の工具長を短くすることができるとともに、大きなクランプ力でシリンダブロック２をクランプできるため、安定的にクランプできる。
また、クランプ装置１０は、シリンダブロック２を下方に引き込むことによって強固に固定するため、シリンダブロック２を加工する際の任意の加工方向に対して十分な固定強度を確保できる。

また、クランプ装置１０は、治具１の外郭よりも内側に配置され、シリンダブロック２をテーブル２０上に載置した状態でシリンダブロック２を下方からクランプする。このため、クランプ機構を治具１の外側に配置する必要がなく、治具１全体をダウンサイズできる。さらに、シリンダブロック２の外側方にクランプ装置１０が位置しない構成を採用できるので、シリンダブロック２に用いる加工工具とクランプ装置１０との干渉を考慮する必要がない。

図５に示すように、クランプヘッド１４・１４は、ジャーナル壁４において、半円状の軸受部５を避けて壁部と当接して押圧することが好ましい。このように、シリンダブロック２をクランプする際に、製品精度に影響の出ない部位であるジャーナル壁４の壁面部分を押圧することによって、固定対象であるシリンダブロック２の精度悪化を防止している。
本実施形態のクランプヘッド１４・１４は、半円状の軸受部５の両側方に当接し、押圧する。この場合、クランプヘッド１４・１４は、シリンダブロック２の最下方に位置するジャーナル壁４の下部をクランプすることになるため、クランプアーム１３・１３の長さを最小限に留めることができ、クランプの安定性を向上できるという効果を奏する。

なお、シリンダブロック２の形状、大きさ等に応じて、複数のクランプ装置１０を用いることも可能であり、必要な固定強度に応じて配置すれば良い。

本発明は、シリンダブロックを固定する治具に適用可能であり、特に、シリンダブロックの任意の部位を加工する際に用いられる固定用治具に適する。

１ 治具（シリンダブロックの固定用治具）
２ シリンダブロック
３ クランクケース
４ ジャーナル壁
５ 軸受部
１０ クランプ装置
２０ テーブル

【０００２】
発明の概要
発明が解決しようとする課題
［０００６］
本発明は、シリンダブロックを安定して固定でき、かつ、加工工具を含む設備全体のダウンサイズに寄与するシリンダブロックの固定用治具を提供することを課題とする。
課題を解決するための手段
［０００７］
本発明のシリンダブロックの固定用治具は、シリンダブロックを固定するために用いる治具であって、前記シリンダブロックのクランクケースが下方に位置するように、前記シリンダブロックが載置されるテーブルと、前記テーブルの上面から上方に突出可能であり、前記シリンダブロックのクランクケース間を隔てるジャーナル壁をクランプするクランプ装置と、を具備し、前記クランプ装置は、二つのクランプアームを有し、これらのクランプアームを隣接するクランクケースにそれぞれ挿入し、当該クランプアームによってこれらのクランクケースを隔てるジャーナル壁をクランプする。
［０００８］
前記クランプ装置は、前記シリンダブロックのジャーナル壁をクランプした状態で、前記シリンダブロックをさらに下方に引き込んで前記テーブルに押圧することが好ましい。
［０００９］
前記クランプ装置は、前記シリンダブロックのジャーナル壁のうち、クランクシャフトの軸受けする軸受部の側部の壁面部分をクランプすることが好ましい。
発明の効果
［００１０］
本発明のシリンダブロックの固定用治具によれば、シリンダブロックを安定して固定でき、かつ、治具本体及び加工工具を含む設備全体のダウンサイズに寄与する。
図面の簡単な説明
［００１１］
［図１］シリンダブロックを示す断面図である。
［図２］シリンダブロックの固定用治具を示す図である。
［図３］クランプ装置によるクランプ動作を示す図である。
［図４］クランプ装置によってシリンダブロックをクランプしている様子を示す

Claims (3)

1. シリンダブロックを固定するために用いる治具であって、
   前記シリンダブロックのクランクケースが下方に位置するように、前記シリンダブロックが載置されるテーブルと、
   前記テーブルの上面から上方に突出可能であり、前記シリンダブロックのクランクケース間を隔てるジャーナル壁をクランプするクランプ装置と、を具備するシリンダブロックの固定用治具。
2. 前記クランプ装置は、前記シリンダブロックのジャーナル壁をクランプした状態で、前記シリンダブロックをさらに下方に引き込んで前記テーブルに押圧する請求項１に記載のシリンダブロックの固定用治具。
3. 前記クランプ装置は、前記シリンダブロックのジャーナル壁のうち、クランクシャフトの軸受けする軸受部の側部の壁面部分をクランプする請求項１又は２に記載のシリンダブロックの固定用治具。

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