WO1997019784A1

WO1997019784A1 - Dispositif et procede de reperage de la phase d'un maneton de vilebrequin

Info

Publication number: WO1997019784A1
Application number: PCT/JP1996/003292
Authority: WO
Inventors: Kunio Makino; Takashi Imai; Hiroyuki Uchida; Yukio Kokaji
Original assignee: Nippei Toyama Corporation
Priority date: 1995-11-30
Filing date: 1996-11-08
Publication date: 1997-06-05
Also published as: EP0807489A4; EP0807489B1; DE69626101T2; EP0807489A1; DE69626101D1; US6026549A

Description

明細書クランクビン位相割出し装置及び位相割出し方法

技術分野

この発明は、クランクシャフトのクランクピンに対して研削あるいは研磨等の加工を行うためのクランクビン研削盤において具体化されるクランクビン位相割出し装置及び位相割出し方法に間するものである.

背景技術

一般に，この種のクランクビン位相割出し装置においては、一対の主軸台にそれぞれ主軸が同一軸線上で回転可能に支持され、両主軸の対向端部にはクランクシャフトの両端ジャーナルを主軸の轴線から離隔した位置で保持するためのチヤックが取リ付けられている. 前記一対の主軸台にはそれぞれ主軸駆勡モータが連結され、この各主軸駆動モータにより主軸が回転駆動されて、クランクシャフトが主軸と同一軸線上に位置するクランクビンの周りで回転され、そのクランクビンの外周面が回転砥石によリ研削または研磨のために加工される。また、一方のチャック側には，位相割出しモータや位相割出し軸を有するクランクビン位相割出し装置が設けられ、前記位相割出しモータによる位相割出し軸の割出し [D]転にょリ、クランクシャフトがジャーナルを中心にして回転され、そのクランクシャフト上の位相の異なるクランクビンが主軸の軸線上の加工位置に選択配置されるようになつている. このようなクランクビン位相割出し装置では、位相割出し時に、主軸の停止状態で位相割出し軸のみが回転される. また、加工運転時には，位相割出し軸が主軸に対して固定関係を維持するように，位相割出し軸を主軸とともに回転させる必要がある。このため、従来の位相割出し装置としては，例えば特開平 7— 6 0 6 2 3号公報に開示されているように、主軸と位相割出し軸との間に複雑な遊星歯車機構を介在させて、その遊星歯車機構の作用によリ位相割出し軸の前記位相割出し及び加工運転の 2つの憨様を選択できるようにしている. ヒころが、この従来の位相割出し装置においては、多数の歯車からなる遊星歯車機構により、構成が複雑で装 S全体が大型になるとともに、製造コストが高くなるという問題があった。また，遊星歯車機構中の歯車が歯打ち音等を発生するために、騒咅が大きく，クランクピン加工の作業環境を悪化させるばかりでなく、歯車の摩耗によリ精度低下が生じたリ、歯車に対する給油等のメンテナンスを必要としたリする問題もあった。ところで、クランクシャフトがクランクアームの長さの異なるものに変更される場合には、前記チャックが移動調整されて、主軸の轴線とチャックの袖線との問の钜離が変更される。この距離変更を許容できるように、主軸とチャックとの間にはリンク継手、例えば図 1 1 に示すようなシュミットカップリング（商標名） 2 0 1が設けられる。このシュミットカップリング 2 0 1は、主軸と同一铀躲上においてその主軸と一体に回転する駆動カツブリンダブレート 2 0 2 と、中間カップリングプレート 2 0 3 と、チャックと同一軸線上においてそのチヤックと一体に回転する従勛カッブリンダブレート 2 0 4 とを備えている. 中間カツブリングブレート 2 0 3は —側面においてリンク 2 0 5 を介して駆動カツブリンダブレート 2 0 2に連結され、他側においてリンク 2 0 6 を介して従動カツプリングブレート 2 0 4に連結されている，そして、図 1 2に示すように，駆動カップリングプレート 2 0 2の中心ひと' その駆動力ッブリングブレート 2 0 2に中間カツプリングブレート 2 0 3 を介して連結された従動カツブリングブレート 2 0 4の中心 /9 とが、主軸とチャックとの軸間距離 δが伸縮する方向の垂線 γ上に位置している. 通常、このようなシュミットカップリング 2 0 1では，両中心 α , 3間の接近距離において不安定領域として最小規定値 δが設定されており、両中心 α，）9がこの ί直 δより短くならないように制限されている，すなわち両中心 α , 間を最小規定値 δ より短くした場合，リンク 2 0 5 , 2 0 6が死点を越え、中間カツプリングプレート 2 0 3の位置が不安定となって振動を生じることになる。これにより、シュミットカツブリング 2 0 1 の設置空間に配慮が必要となるとともに、シュミットカップリング全体に振動が伝わり、加工上にも悪影響を及ぼす。従って，図 1 2に示すような従来構成では. クランクシャフトのクランクァームの長さの変化に対応して、主軸とチャックとの軸間距離 εが伸縮された場合、その伸縮動作にシユミットカップリング 2 0 1が追従できる範囲に制約をうける, すなわち、主軸の軸線である第 1 の軸線 αとチャックの軸線の軸線である第 2 の軸線との間の距離 ε は、前記最小規定値 δに相当する値よリも小さくすることができない。このため、従動カップリングプレート 2 0 4は駆動カップリングプレート 2 0 2に対して、図 1 2に 2点鎖線で示す位置 Θ まで接近移動されるのが限界でぁリ、クランクアームの長さが前記値 δ よりも小さいクランクシャフトについては，その長さに対応できなかった。まだ、一般的にワークとしてのクランクピンの剛性が低いので、この種のクランクシャフト研削盤においては、加工時にクランクシャフトに捩じれ等が生じないように回耘させる必要がある。このため，両主軸を同期軸により作動連結し、同期軸を介して両主軸を同期回転させるように構成した同期駆動装置が従来から提案されている。しかしながら、この從来の同期駆動装置においては，同期軸を介して両主軸を正確に同期回輊させる必要から、回転連結部のバックラッシュを取除く等の面倒な調整操作が必要であるとともに、同期軸自体の捩じれが生じないようなその同期軸として大径で高刚性のものを使用する必要があった。また、装置の長期使用に伴って摩耗等によリ回お駆動系にガタ付きが発生し両主軸が正確に同期回転しなくなるおそれがあった。このような事態に対処するために、両主袖にそれぞれモータを各別に作動連結し、それらのモ一タを同期回転制御するように構成した同期駆動装置も従来から提案されている. ところが、この従来装置においては、一方のモータの制御系の変調等に起因して両乇一タ問に同期回転異常が発生するおそれがある. このように同期回転異常が生じた場合にはクランクシャフ卜にねじれが生じて、加工精度が低下する. このような問題点を解消するため、例えば実公平 7 — 2 3 9 4 5号公報に示すような構成の同期駆動装置も従来から提案されている，この従来構成においては、両主轴がー対のモータにょリ同期回転されるように構成され、両主軸問には主軸の軸線とは異なる軸線上において保安袖が連助回転可能に連結されている。そして、モータの故障等にょリ同期制御に異常が発生した場合には、一方の主軸から保安軸を介して他方の主軸に回転が伝達されて、クランクシャフトに過度の捩じれが加わるのを防止するようになつている. すなわち、この従来の同期駆動装置では、モータの制御系の変調等によリ両主軸間に同期ずれが生じる時に、一方の主軸の回耘力により保安軸を介して他方の主軸を強制的に回転させて、両主铀間の同期を機械的に確保するものである. 従って、同期ずれが生じた場合には保安軸がトルク伝達を担当することになリ、その保安轴として太く頑丈なものが要求される。このため、保安軸の重量が過大になリ，かつ保安軸がその機能を発揮しない正常時にもこの大重量の保安軸がモ —タの動力を浪費して，エネルギーロスを生じることになる。さらに、一方のモータの制御系の変調等にょリ、両主軸間に同期ずれが生じた場合には、クランクシャフトの両端に異なる値の駆動トルクが作用することになリ，この状態における保安軸による強制回転によリクランクシャフトにねじれが生じる. このねじれた状態で加工が続行された場合には，加工精度が著しく低下するおそれがあった.

発明の開示

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである. その目的とするところは，構造が簡単で装置全体を小型にすることができるとともに、製造コストを低減することができ、しかも騒音を抑制できるとともに、高精度加工を維持でき，メンテナンスも楽になるクランクビン位相割出し装置及び位相割出し方法を提供することにある，上記の目的を達成するために、この発明では、第 1の軸線上に離間対向して配置され、互いに同期制御される一対の主軸駆動モータにょリそれぞれ回転される一対の主軸と、各主軸の先端に設けられたチャック本体とを設けた。各チャック本休には，前記第〗の軸線から雜隔してその第 1の軸線と平行な第 2の軸線上でクランクシャフ卜の両端ジャーナルを把持するチャック部を設け，少なくとも一方のチャック本体の前記第 2の軸線上には，クランクシャフトの端面に係合してクランクシャフトを回転させ、位相角の異なるクランクビンを前記第 iの軸線上に位相割出しするための位相変換軸を設けた. この位相変換軸と連結されるように、位相割出しモータにょリ回転される位相割出し軸を備えた。そして、前記位相変換軸が一対の主軸と同速度で同期回転される第 1モードと、位相変換軸が一対の主軸に対して相対的速度差をもって同期回転される第 2モードとが実行されるように、前記位相割出しモータ及び両主軸駆動モータの作動を制御する制御手段を設けたことを特徴とする. 従って，この発明においては、制御手段の作用により、第 1 モードあるは第 2 モードが選択されることによリ，クランクビンを加工するための加工動作と、クランクビンを選択するための割出し動作とを得ることができる. 以上のように，複雑な遊星歯車機構を用いることなく，モードの切替にょリ加工運転と、割出しとが可能になり、構成が簡単になる. 別の発明の態様は，位相変換軸と位相割出し轴との間には、それらの軸間距雜を変更可能なリンク継手が介在されている. 従って. クランクシャフトのクランクアームの長さが変化しても、リンク維手によリその変化に対応できる。また、別の発明の想様は、リンク継手を、駆動側カツブリンダブレートと，従動側カツブリンダブレートと、それらの間に位置する中間カツブリングブレートと，各カツブリングブレート間に介在されだリンクとで構成し，駆勳カップリングプレートと位相割出し軸とをギヤ速結して、駆動カップリングプレートの中心位置を位相割出し軸の中心よリ、位相割出し軸と位相変換軸との軸問距離が仲縮する方向と直交する方向へ所定量偏倚させて配置した. 従って、駆動カツプリングプレートの中心位置が上記軸間距離の伸縮方向と直交する方向へ偏倚していることにより、リンク継手の不安定領域の最小規定値に制約されることなく、そのリンク継手を介して位相割出し軸と位相変換舳との軸間距離を白在に伸縮させることができる. さらに，別の発明の態様は、両主軸駆動モータのモータ軸間には検出軸を連結配置し、その検出軸には、両モータ軸間に回転同期ずれが生じたときに、それを検出して両主軸駆動モータを停止させるための検出手段を設けた。従って、両主軸駆動モータの制御系の変調等により、それらのモータ軸の同期回転に異常が発生した場合には検出手段がそれを検出するため、両主軸駆動モタの回転を直ちに停止させることができる.

図面の簡単な説明

図 1 はこの発明が実施されるクランクビン研削盤の断面図。

図 2はクランクビンの位相割出しを説明するための説明図。

図 3 は位相割出し軸の位置決め構成を示す節分拡大断面図。

図 4はリンク継手としてのシュミットカップリング（商標名）の動作を説明するための説明図.

図 5は同じくシュミットカツプリングの動作を説明するための説明囡.

図 6 はシュミットカツプリングの他の実施形態を示す説明図.

図 7は検出機樣を示す拡大正面図.

図 8は図 7のクラッチ機構を示す都分拡大縦断面図.

図 9は図 7のクラツチ機構を示す部分拡大横断面囡.

図 1 0は図 9の一部を示す拡大折面図。

図 1 1 は従来のリンク継手としてのシュミットカップリング（商標名）を示す斜視図.

図 1 2は従來のシュミットカツプリングの動作を説明するための説明図。

発明を実施するための最良の形態

以下、この発明の実施形態を，図 1〜図 1 0に基づいて詳細に説明する. 図 1 に示すように、一対の主軸台 2 1 . 2 2は図示しないテーブル上に所定間隔をおいて対向配設されている. 中空状の主軸 2 3 , 2 4は第 1 の蚰線 α上に位置するように，各主軸台 2 1 , 2 2に軸受 2 5 を介して回転能に支持されている。チャック本体 2 6 , 2 7は取付部材 2 8 , 2 9 を介して前記両主軸 2 3 , 2 4 の先端に取リ付けられ、それらの対向端部にはホルダ 3 0及びクランプアーム 3 1 からなるチャック部としての把持部 3 2 , 3 3が設けられている。そして、これらの把持部 3 2 , 3 3によリ、クランクシャフト 3 4の両端ジャーナル 3 5 ,

3 6を、第 1の轴線 aと平行な第 2の軸線) 9上において把持する。なお、前記第 2の軸線と第 1の轴線 _αとの間の距離 εは、図 2に示すように、クランクシャフト 3 4のジャーナル 3 5 , 3 6の中心とピン 4 0 ~ 4 2の中心との間の距離、すなわちクランクアームの長さ κに応じて設定されている. また，前記各チャック本体 2 6 , 2 7は取付部材 2 8 , 2 9に対して、第 2の軸線 /9 と第 1の軸線 αとの間の距離 ε を伸縮する方向、すなわち第 1 の軸線 αに対し直交する方向へ移動調節可能に取付けられている. そして、図示しないナツトランナ一等にて調整ねじ 3 9を回動させることによリ、チャック木体 2 6 . 2 7 を移動させて，両軸線 a , y9間の距離 ε を調節できる，さらに、前記両チャック本体 2 6 , 2 7間にクランクシャフト 3 4 を保持した状態において、いずれかのクランクピン 4 0〜 4 2 , 例えば両側のクランクピン

4 0が主軸 2 3， 2 4の第 1の軸線 αと同一の軸線上に配置される。サ一ボモータよりなる一対の主軸駆助モータ 5 1 , 5 2は前記各主軸 2 3 , 2 4 に対応して装設され、それらのモータ軸が各一対のギヤ 5 3 , 5 4 を介して主袖 2 3 , 2 4に作動連結されている. そして、これらの主軸駆動モータ 5 1 . 5 2の同期回転により、両主軸 2 3 , 2 4が同速度で同方向に同期回され' 把持都 3 2， 3 3間に保持されたクランクシャフト 3 4力主軸 2 3 , 2 4の第 1 の軸線 α と同一の軸線上に位置するいずれか 1 ケ所のクランクビン 4 0 ~ 4 2を中心にして回転される。従って、クランクシャフト 3 4の両端ジャーナル 3 5 , 3 6は，チャック本体 2 6， 2 7 とともにクランクビン 4 0 ~ 4 2 を中心にして公転されることになる. この公車云状態で，砥石車 2 0が回転駆動されながら第 1の軸線 α上のクランクビン 4 0 ~ 4 2のいずれかに接触されて、そのクランクピン 4 0〜 4 2の外周面が加工または研麿のために加工される。図】及び図 3示すように、位相変換軸 5 5は第 2の軸線 β と同一軸線上に位置するように、一方のチャック本体 2 6に回転可能に支持されている。割出し板 5 6 は位相変換蚰 5 5に固定され、その端面にはクランクシャフト 3 4の一端面の偏心孔 5 7に係合可能なビン 5 8が突設されるとともに、外周には複数の位置決め都としての係合満 5 9がクランクピン 4 0〜 4 2の配列位相と同一の所定位相おきに形成されている. シリンダ 6 0は前記割出し板 5 6の周面に対向するように、一方のチャック本体 2 6上に配設され、そのビストン αッドには割出し板 5 6の係合潸 5 9に係脱可能な保持部材としての係合体 6 1 が取リ付けられている. そして、この係合体 6 1が割出し板 5 6上の 1 つの係合溝 5 9に係合することによリ，割出し板 5 6 及び位相変換軸 5 5が選択された割出し角度で位置保持されて、いずれかのクランクピン 4 0〜 4 2が主軸 2 3 , 2 4の第 1 の軸線 α上に配置された状態で位置決め保持される。ブッシャ 6 2は前記割出し板 2 3及び位相変換軸 5 5内に配設され、パネ 6 3 の付勢力により外方に突出移動されて、クランクシャフト 3 4の一端面を当接支持する。シリンダ 6 はブッシャ 6 2 と反対側のチャック本体 2 7 に配設され、このシリンダ 6 4のビストンロッドにより、クランクシャフト 3 4の他端面を押圧して、クランクシャフト 3 4 を割出し板 5 6のビン 5 8に連結させる. 位相割出し軸 6 5は前記一方の主軸 2 3の中心に、図示しない軸受を介して相対回転可能に揷通支持されている. リンク継手としての例えばシユミットカップリング（商標名） 6 6が用いられ、このシュミットカップリング 6 6は位相割出し軸 6 5 と位相変換軸 5 5 との間に介装され、このシュミツトカップリング 6 6 及び一対のギヤ 6 9 , 7 0を介して、両軸 2 3 . 6 5が 1対 1の回転伝達比で作勛速結されている. 位相割出しモータ 6 7は一方の主軸台 2 1 に装設され，そのモ一タ轴がカップリング 6 8を介して位相割出し軸 6 5に直結されている. 図】，図 4及び図 5に示すように、前記シュミツ卜カップリング 6 6は、駆動カツブリングプレート 7 1 と，中間カップリングプレート 7 2 と、従助カツプリングブレート 7 3 とを備えている。駆動カップリングプレート 7 1 は、その中心が，第 1の軸線 αと、第 2の軸線 /9 とを結ぶ垂線 γに対して直交する方向へ所定距雜だけ偏倚して位置するように、取付郜材 2 6に回転自在に支持されている。また、前記従動カツプリングブレート 7 3は位相変換軸 5 5に同心的に固定されている. 中間カツブリンダブレート 7 2は一側において 3個のリンク 7 4を介して駆動カツブリングブレート 7 1 に連結され，他側において 3個のリンク 7 5 を介して従動カツブリンダブレート 7 3に通結されている. 従動カツプリングブレート 7 3はその中心 ωが第 2の軸線 /9上に位置している. 前記所定距離 κは、少なくともシュミツトカップリング 6 6のもつ不安定領域、すなわち駆動カツブリンダブレート 7 1 の中心 7? と従動カツブリンクプレ一ト 7 3の中心 ωとの接近鉅離の最小規定値 δ に相当する寸法以上に設定されている。そして，加工するクランクシャフト 3 4のクランクアームの長さが加工されるクランクシャフトの変更によリ変化した際には、位相変換軸 5 5の第 2の軸線 /9 を位相割出し舳 6 5の第 1の紬線 αに対して接近離隔する方向に、チャック本体 2 6 , 2 7 を径方向に移動させて、第 1の軸線 αと第 2の軸線 0 との距雜を調節する。このとき、図 4 ( a ) ( b ) ( c ) に示すように，各プレート 7 1， 7 2 . 7 3の対応位置関係がそれぞれ変化する。なお，図 5においては. 理解を容易にするために、模式的に描いてある.

制御手段を構成する制御装置 7 6は、前記位相割出しモータ 6 7及び両主軸駆動モータ 5 1 . 5 2の作動を制御するための 2つのモードを実行する. すなわち, 加工運転時には、制御装置 7 6の作用によリ加工のための第 1モードが実行され、

- 】 0 - 位相割出しモータ 6 7 と両主軸駆動モータ 5 し 5 2 とが同速度で同期回転制御されて、位相割出し軸 6 5及びシュミツ卜カップリング 6 6 を介して位相変換軸 5 5が主軸 2 3 , 2 4：と一体的に同方向へ回転される。また、クランクシャフト 3 4のビン 4 0 ~ 4 2の位相割出し時には、制御装置 7 6の作用によリ位相割出しのための第 2モードが実行される，そして、両主軸駆動モータ 5 1 ， 5 2の停止状態あるいは回転状態において、位相割出しモータ 6 7が両主軸駆動モータ 5 1 、 5 2に対し、相対的速度差をもたせて同期回転制御される。これによリ、位相割出し軸 6 5及びシユミットカツプリング 6 6を介して位相変襖軸 5 5が、主軸 2 3 , 2 4に対して位相割出しのために相対回転される. 図 1 及び図 7に示すように. 検出铀 8 1 は前記両主軸台 2 し 2 2間に回転可能に支持され、その両端部がギヤ 8 2 , 8 3 を介して、主軸駆動モータ 5 1 . 5 2のモータ軸に作動速結されている. この検出軸 8 I は前記第 1 の铀線 α及び第 2の袖線とは異なる位置で、それらの軸線 α , /3 と平行な軸線上に配置されている，また，この検出軸 8 1 は一方の主軸台 2 1の近傍において 2つの郎分 8 6 , 8 7に分割して形成され、その分割部分にはクラッチ 8 8が介装されている. 図 7及び図 8に示すように、前記クラッチ 8 8は検出軸 8 1の分割部分に対向して配置された一対のクラッチ板 9 5 , 9 6を備えている。第 1 クラッチ板 9 5 は，検出軸 8 】の一方の都分 8 6に固定されたクラッチ板支持体 9 7 に対し、軸方向へ移動自在に嵌合支持されている。これに対して、第 2クラッチ板 9 6は、検出軸 8 1の他方の部分 8 7に嵌合固定されている。また，前記第 1 クラッチ板 9 5にはボール 8 9を収容保持する複数の収容孔 9 0が形成され、第 2クラッチ板 9 6 にはボール 8 9が摺動自在に係合される複数の係合凹部 9 8が形成されている。さらに、第 1 クラッチ板 9 5の外周縁には検出フランジ 9 1がー体に突出形成されている. 複数個のコイルばね 9 9は前記クラッチ板支持体 9 7 に固定したリング部材 9 2 と第 1 クラッチ板 9 5 との間に介装され、第 1 クラッチ板 9 5 を第 2クラッチ板 9 6側に向かって移動付勢している. そして通常は図 9に示すように、このコィルばね 9 9の付勢力にょリ、第 1 クラッチ板 9 5の収容孔 9 0内のボール 8 9が、第 2クラッチ板 9 6の凹部 9 8 aに係合して，両クラッチ板 9 5， 9 6が速結状態に保持されている. 近接スィッチよリなる検出手段としての検出器 9 3は，前記第 1 クラッチ板 9 5の検出フランジ 9 1 と対向するように、ブラケット 9 4を介して一方の主軸台 2 1 に取リ付けられている。そして、通常はコイルばね 9 9の付勢力により、ボール 8 9を介して両クラッチ扳 9 5 , 9 6が連結された状態で、両主軸駆動モ一タ 5 1 , 5 2の同期回転にょリ，検出軸 8 1 の両側都分 8 6 , 8 7がー体的に回転される.

—方，両主軸駆動モータ 5 1 , 5 2のモータ軸間に所定量を越える同期ずれが生じたときには，検出軸 8 1の分割都分にねじれ力が発生する. これのねじれ力により、図 9に 2点鎖線で示すように、各ボール 8 9がコイルばね 9 9の付势カに抗して係合凹部 9 8から離脱して、第 2クラッチ板 9 6の端面に乗リ上げ，両クラッチ板 9 5， 9 6の接続が開放状態になって滑りを発生する。また、ボール 8 9が係合凹都 9 8から第 2クラッチ板 9 6の端面に乗り上げると、コイルばね 9 9の収縮にょリ第 1 クラッチ板 9 5が、図 8に示す状賠から左方向に移動されて. 図 1 0に示す状態となる，これによつて、検出フランジ 9 1 が検出器 9 3に近接して、この検出器 9 3から前記制御装置 7 6に検出信号が出力される。そして、制御装置 7 6はこの検出器 9 3からの検出信号に基づいて、両主铀駆動モータ 5 1， 5 2の回転を停止させる。次に、前記のように構成された位相割出し装置について動作を説明する。さて、この位相割出し装置において、クランクビン 4 0〜 4 2の位相割出しを行う場合には. 制御装置 7 6の作用にょリ第 2のモードが実行される. この第 2

- I 2 - のモードの実行時には、例えば両主軸駆動モータ 5 1 , 5 2が停止している状態においては、まず両把持部 3 2 , 3 3が図示しない移動手段にょリ半クランプ状態にされるとともに、割出し板 5 6の係合溝 5 9から係合体 6 1 が離脱された状態で、位相割出しモータ 6 7によリ位相割出し軸 6 5が所定角度回転される，つまり、主軸 2 3 , 2 4と位相割出し軸 6 5 との間に相対速度差が生じることになる，なお、この第 2のモードは、後述するように、両主軸駆動モータ 5 1 ， 5 2 の回転中にも実行できる. それにより、位相割出し軸 6 5、位相変換軸 5 5及び割出し板 5 6が，チヤック本体 2 6 ， 2 7に対して割出し回転される。この割出し板 5 6の割出し回転と一体にクランクシャフト 3 4が第 2の軸線を中心にして割出し回転され，そのクランクシャフト 3 4上の位相の異なるクランクビン 4 0 ~ 4 2のいずれかが. 主軸 2 3 , 2 4の第 1の軸線 α と同一軸線上の加工位置に割出し配置される。そして、割出し完了にともない、割出し板 5 6の係合溝 5 9にシリンダ 6 0の係合体 6 1 が係合して、割出し板 5 6が所定の割出し角度に位置保持される，次いで、クランクシャフト 3 4は，その両端ジャーナル 3 5 , 3 6が把持邾 3 2 , 3 3によりクランプされて、所要の割出し位置にセットされる.

—方、加工運転時には，制御装置 7 6 により第 1のモードが実行される. この第 1のモードの実行時には、位相割出しモータ 6 7が両主軸駆動モータ 5 1 , 5 2 と同一速度で同方向に同期回転制御されて，位相割出し軸 6 5及びシュミツトカップリング 6 6 を介して位相変換軸 5 5が主軸 2 3 , 2 4及びチヤック本体 2 6、 2 7 と一体的に回おされる。それによリ、クランクシャフト 3 4力主軸 2 3 , 2 4 と同心の第 1の軸線 α上に割出されて位 Sするクランクビン 4 0〜 4 2 のいずれかを中心に回転され、そのいずれかのクランクビン 4 0〜 4 2の周面が砥石車 2 0によって加工される. このクランクピン 4 0〜 4 2の加工時においては、通常、検出軸 8 1上のクラツチ 8 8力コイルパネ 5 8の付勢力によリボール 8 9 を介して連結された状想にある. このため、両主軸駆動用モータ 5 1 , 5 2の同期回転により、主軸 2 3 , 2 4が同期回転されて、正常な加工運転が行われている場合には、検出軸 8 1の両側部分 8 6 ， 8 7がクラッチ 8 8 を介して一体的に回転されている. また、この加工運転時に、主軸駆動モータ 5 1 , 5 2の一方の制御系の変調等によリ、モータ軸の同期回転に同期ずれが発生すると、検出軸 8 1のクラッチ 8 8に捩じれ力が作用する。そして，このモータ軸間の同期ずれが所定量を越えて、検出軸 8 1のクラッチ 8 8に所定以上の捩じれ力が作用すると、検出軸 8 1 の両側部分 5 l a , 5 1 b間に速度差が発生して、両クラッチ板 9 5 , 9 6間に相対的な滑りが生じる. そして，このクラッチ板 9 5 , 9 6の滑リにより、ボール 8 9が第 2クラッチ板 9 6の凹部 9 8から乗リ上がリ、これによつて第 1 クラッチ板 9 5が図 8の状態から左方に移動されて、図 1 0に示すように、その検出フランジ 9 1 が検出器 9 3に接近する. このため、モータ軸の同期ずれの異常状態が検出器 9 3によリ検出されて、制御装置つ 6の制御にょリ主軸駆動モータ 5 1 , 5 2の回転が直ちに停止される。従って、主軸 2 3 , 2 4 に同期回転ずれが発生したままの状態で, クランクシャフト 3 4が回転され続けて、加工運転が継続されることはない。また，クランクシャフ卜 3 4がクランクアームの長さの異なるものに変更される場合には、図示しないナットランナ一等にょリ，調整ねじを介してチャック本体 2 6 , 2 7 を移動調整して. 軸線 3間の距離 ε を設定変更する。すると、この変更にともなって、シュミットカップリング 6 6が伸縮する. すなわち、図 4 ( a ) 、 ( b ) 、 ( c ) に示すように、軸線 α , 3間の距離 εの変更に対応して、従動カツブリンダブレート 7 3の中心力垂線 γ上を距離 ε の伸縮方向に移動される。従って、クランクアームの長いクランクシャフト 3 ⁴に対しても、クランクアームの短いクランクシャフト 3 4に対しても十分に追従できて、幅広いスト D—ク変化に対応することができる。すなわち、この実施形態においては，図 5に示すように、駆動カツブリングブレート 7 1 を、その中心が、軸線 α，）9間の距離 εが伸縮する方向の垂線 γ と直交する方向の一側方へ、少なくともシュミットカップリング 6 6の不安定領域である最小規定値 5のストローク分を、はじめから所定距離 κだけ偏倚させて才フセットした位置に配置している。そして，位相割出レ軸 6 5 と駆勐カツブリングブレート 7 1 との間は、互いにギヤ 3 3 , 3 4で直結させている. こうすることで、第 2の軸線 9 を第 1 の軸線 αに向かって接近させた場合，従動カップリングプレート 7 3の中心 τ;が垂線 γ上を移動することになる。このため、図 5に 2点鎖線で示すように. 従助カップリングプレート 7 3は駆動カップリングプレート 7 1 の側方を通過して，その通過後もさらに同方向への移動可能となる。このとき，従動カップリングプレート 7 3は駆動カップリングプレート 7 1 に対して、その中心間の距離を越えて接近することがないため、シュミットカップリング 2 7の動作が無理なく行われる。つまリ、リンク 7 4 , 7 5が死点を越えることがないため、中問カップリングプレート 7 2は常に安定される. 従って、クランクシャフト 3 4のクランクァ一ムの長さ力シュミットカップリング 6 6の最小規定値 δに関係なく、どんなに短いものに対しても、このシュミットカップリング 6 6 を介して位相割出し舳 6 5 と、位相変換轴 5 5 との軸間钜離を自在に伸縮させることができる。また、この実施形態では、図 5に示すように駆動カツブリングブレート 7 1 の中心 7? を、垂線 γからこの垂線ァと直交する方向へ所定距離 κオフセットするとともに，さらに位相割出し軸 6 5の位置より垂線 γ方向に所定距離え上方へオフセットした位置に配置している。この構成により、図 1 2に示す従来構成に比較して、シュミットカップリング 6 6の収縮方向への制約がなくなるとともに、伸長方向においても、さらに距離 λのオフセット分だけ伸張量を長くすることが可能となる。従って、クランクシャフトのクランクアームの長さが、従来対応できなかった大きな値 ε m a xのものから最小規定値 δ以下の小さな値 ε のものまで，各種のクランクシャフト 3 4に対して同一装置ですベからく対応できる. 以上のように、この位相割出し装置においては、位相割出しモータ 6 7 と両主軸駆動モータ 5 1 , 5 2の加工運転時及び位相割出し時における相対回転が同期回転制御のもとで行われるため、主軸 2 3， 2 4 と位相割出し軸 6 5 との間に複雑な遊星歯車機構を介在させる必要がない。従って、装置の構造が簡単で全体を小型にすることができるとともに、製造コストを低減することができる。また、遊星歯車機構が不要なため、歯車の歯打ち音等による騒音を解消できるばかリでなく、歯車摩耗にともなう交換や、給油等のメンテナンスが不要になる。また、位相変換軸 5 5に割出し板 5 6 を設けたことにより、位相変換軸 5 5の所定割出し角度の位決めおよび位置保持が、機械的な係合によリ直接的に行われ、割出し及び位置保持精度を向上できる. さらに、位相割出し軸 6 5 と位相変換軸 5 5 との間のリンク継手がシユミットカップリング 6 6であるため、両軸 6 5 , 5 5問の接近，雜隔量を大きく確保でき、クランクシャフト 3 4のクランクアームの長さ変化に容易に対応できる。特に、この実施形態のシュミットカップリング 6 6においては、図 4 ( a ) , ( b ) , C c ) に示すように、軸線 α , 3間の距離 ε の変更に対応して、従動カツブリングブレー卜 7 3の中心 ωが、垂線 γ上を距離 εの伸縮方向に移動されるようになつている。このため、前述のように、クランクアームの長いクランクシャフト 3 4に対しても（図 4 ( a ) の場合）、クランクアームの短いもの、例えばシユミットカツプリング 6 6の最小規定値 5をわずかに越えているものに対しても（図 4 ( c ) の場合） > 十分に追従できて，幅広いストローク変化に容易に対応することができる。加えて，位相割出し軸 6 5が中空状の主軸 2 3内に揷通されているため、それらの軸構成を小型化でき、装置全体の小型化が可能になる. —方、両主軸駆動モータ 5 1 , 5 2のモータ軸間に回転同期ずれを検出するために、検出手段としての検出器 9 3が設けられている。このため、両モータ軸間の同期回転に異常が発生した場合には、それを検出して両主軸駆助モータ 5 1 , 5 2の回おを直ちに停止させることができる，このため，両主軸 2 3 , 2 4の先端のチャック本体 2 6 , 2 7間に保持されたクランクシャフト 3 4にねじれが加わることはなく、クランクシャフト 3 4にねじれ力が作用した状態で加工動作が続行されて、ワークの加工精度が低下するおそれを未然に防止することができる。しかも，検出軸 8 1が主軸 2 3 , 2 4等と同方向に延びているため、全体構成を小型化できる. また、両主軸 2 3， 2 4間に同期ずれが発生したときに、クラッチ 8 8に滑リを生じさせて、主軸 2 3 . 2 4の回転が停止される. 従って、検出軸 8 1 に動力伝達機能が与えられておらず、検出軸 8 1 として細く、軽量なものを採用でき、検出軸 8 1 を小さなトルクで回転できて、エネルギロスを抑制できる. しかも，主軸 2 3 , 2 4の同期ずれのとき、クラッチ 8 8に滑りが生じるため、検出軸 8 1の両側部分 8 6 , 8 7間に過大なトルク差が生じても，検出軸 8 1の破損を防止できる. なお、この発明は、次のように変更して具体化することも可能である。

位相割出し軸 6 5、位相割出しモータ 6 7などの位相割出し機構を両主軸 2 3 ,

2 4のそれぞれに対応して一対設けること. このように構成すれば、全長の大きなクランクシャフトの位相割出しに適する。駆動カツプリングブレート 7 1 と位相割出し軸 6 5 との連結をギヤ連結に代えて、歯付ベルトを用いて行うこと，このように構成すれば、変位钜離 / を大きくとることができ、設計の自在性が向上する. CT/JP96/03292 図 6 に示すように、リンク継手としてのシュミツ卜カップリング 6 6 を図 5の構成に代えて、駆動カップリングプレート 7 1の中心 ηの垂線 γ方向への所定鉅離 λのオフセットを省略した構成にすること。この場合も、駆動カップリングブレート 7 1 の中心を垂線 γからこの垂線 γ と直交する方向へ所定距雜 Λオフセットしていることにより，シュミツトカップリング 6 6の収縮方向への制約がなくなリ、クランクアームの長さがどんなに短いものに対しても対応できる。両主軸駆動モータ 5 1 、 5 2 をビルトインモータとすること. このように構成した場合、両主軸 2 3 、 2 4それぞれに対し、例えばベルト連結させたタイミンダブーリの軸間に両検出軸 8 1 を設けること。位置決め部及び保持部材として、割出し板 5 6とチャック本体 2 6 、 2 7間に歯付きカップリング. いわゆるカーヴイツクカ 'ソブリングを用いること. このようにすることにより、多種のピン位相に対し割出し位置決めが可能となる. 第 1 モード下において、位相割出しモータ 6 7は駆動されず、割出し板 5 6の係合溝 5 9 とチャック本体 2 6 、 2 7の係合体 6 1 とも結合状態とさせ，位相変換軸 5 5 を主軸 2 3 , 2 4の回転とともにチャック本体 2 6 、 2 7 と一体に回転させること. 第 2のモード下において、主軸駆動モータ 5 1 ， 5 2の回転時に，それとは異なる回 E速度で位相割出しモータ 6 7を同期回転させることにより、位相割出し軸 6 5 を主軸 2 3 , 2 4に対して相対速度差をもって回転させ、位相割出しを行うように構成すること. この場合、制御装置 7 6によリ，主軸駆動モータ 5 1 , 5 2のみの回転速度を変更するように構成しても，位相割出しモータ 6 7のみの回転速度を変更するように構成しても，あるいは、主軸駆動モータ 5 1 , 5 2及び位相割出しモータ 6 7の両方の回転速度を変更するように構成しても目的を達成できる。そして、このようにすれば、加工に連続して、各モータ 5 1 、 5 2 、 S 7を停止させることなく位相割出しを行うことができる。このため. 加工の効率化を図ることができる

産業上の利用可能性

以上詳述したように、この発明によれば、複雑な遊星歯車機構が不要になリ，装置の構造が簡単で全体を小型にすることができて、製造コストを低減することができ，騒音を抑制でき、メンテナンスも容易になるとともに，各種のクランクシャフトに対して高精度加工が可能になり、しかも、主軸の回転中においても位相割出しを行うことができ、加工効率が向上される。

請求項 3， 4及び 1 3に記載の発明によれば、位相変換軸の位置決めを機械的な係合にょリ直接的に行うことができ、これによリクランクピンを所要の割出し位置に正確に位置決めして，高精度加工に寄与できる。また、この発明によれば，両主軸駆動モータの制御系の変調等によリ、それらのモータ軸の同期回転に異常が発生した場合、両主軸駆動モータの回転を直ちに停止させることができる。

Claims

請求の範囲

1 . 第 1 の軸線上に離間対向して配置され、互いに同期制御される一対の主軸駆動モータにょリそれぞれ回転される一対の主軸と、

各主軸の先端に設けられたチャック本体と、

各チャック本体に設けられ、前記第 1 の軸線から離隔してその第 1 の軸線と平行な第 2の軸線上でクランクシャフトの両端ジャーナルを把持するチャック部と、少なくとも一方のチヤック本体の前記第 2の軸線上に回転自在に設けられ、クランクシャフトの端面に係合してクランクシャフトを回転させ、位相角の異なるクランクビンを前記第 1 の軸線上に位相割出しするための位相変換袖と.

この位相変換軸と連結されて主軸と同心的に配設され、位相割出しモータによリ回転される位相割出し軸と

を備え.

前記位相変換軸が一対の主軸と同速度で同期回転される第 1のモードと、位相変換軸が一対の主軸に対して相対的速度差ももって同期回転される第 2のモードとが実行されるように、前記位相割出しモータ及び両主軸駆動モータを制御する制御手段を設けたクランクピン位相割出し装置.

2 . 少なくとも一方の主軸が中空状をなし、位相割出し紬がその主軸内に配置されている請求項 1 に記載のクランクピン位相割出し装置。

3 . 位相変換軸には割出し角度に対応した複数の位置決め部を設け、チャック本体には位相変換軸の位置决め部に係脱可能に係合して位相変換軸を所定の割出し角度に位置保持する保持部材を設けた請求項 1 に記載のクランクビン位相割出し装置。

4 . 第 1モードにおいて、位相割出しモータの停止状態で、位相変換軸を、前記保持部材を介して主軸の回転とともにチャック本体と—体に回転させる請求項 3に記載のクランクピン位相割出し装置。

5 . 第 1 の軸線上に離間対向して配置され、互いに同期制御される一対の主軸駆動モータによリそれぞれ回耘される一対の主軸と、

各主軸の先端に設けられたチャック本体と，

各チャック本体に設けられ、前記第 1 の軸線から離隔してその第 1の轴躲と平行な第 2の軸線上でクランクシャフトの両端ジャーナルを把持するチヤック部と，少なくとも一方のチャック本体の前記第 2の軸線上に回転自在に設けられ. クランクシャフトの端面に係合してクランクシャフトを回転させ、位相角の異なるクランクビンを前記第 1の軸線上に位相割出しするための位相変換軸と、

この位相変換袖と連結されて主軸と同心的に配設され，位相割出しモータによリ回転される位相割出し蚰と

を備え、

前記位相変換軸が一対の主軸と同速度で同期回転される第 1のモードと、位相変換軸が一対の主軸に対して相対的速度差をもって同期回転される第 2のモードとが実行されるように. 前記位相割出しモータ及び両主軸駆動モータを制御する制御手段を設け、

前記位相変換軸と位相割出し軸との間には，それらの铀間距離を変更可能なリンク継手が介在されているクランクピン位相割出し装置.

6 . 少なくとも一方の主軸が中空状をなし - 位相割出し軸がその主軸内に配置されている請求項 5に記載のクランクピン位相割出し装置。

7 . 位相変換軸には割出し角度に対応した複数の位 S決め都を設け、チャック本体には位相変換軸の位置決め部に係脱可能に係合して位相変換軸を所定の割出し角度に位置保持する保持部材を設けた請求項 5に記載のクランクピン位相割出し装置。

8 . 第 1モードにおいて、位相割出しモータの停止状態で、位相変換轴を、前記保持都材を介して主軸の回転とともにチヤック本体と一体に回転させる請求項 7 に記載のクランクビン位相割出し装置。

9 . リンク継手は、駆動側カップリングブレートと、従動側カツブリングブレ —トと、それらの間に位置する中間カップリングプレートと、各カツブリングブレート間に介在されたリンクとで構成し、駆動カツプリングブレ一トと位相割出し铀とをギヤ連結して駆動カップリングプレートの中心位置を位相割出し軸の中心よリ、位相割出し軸と位相変換軸との軸間距離が伸縮する方向と直交する方向へ所定量偏倚させて配置した請求項 5に記載のクランクビン位相割出し装置。

1 0 . チャック本体は第 1の軸線と第 2の軸線との間の距離が伸縮する方向に主軸に対し位置調節可能に設けられている請求項 9に記載のクランクピン位相割出し装 S.

1 1 . 両主軸駆動モータのモータ軸間には検出軸を連結配置し、その検出軸には、両モータ軸問に回紜同期ずれが生じたときに、それを検出して両主軸駆動モータを停止させるための検出手段を設けた請求項 1 に記載のクランクビン位相割出し装置。

1 2 . 検出軸は、主軸の軸線及びチャック本体の軸線と平行な別の軸線上に配置されている請求項 1 1 に記載のクランクピン位相割出し装匱。

1 3 . 前記枚出軸を 2つの部分に分割して構成し、その分割部分の間には両主軸間に同期ずれが生じたときに滑リを発生するクラツチを介装し、検出手段はクラッチの滑りを検出してモータを停止させるようにした請求項 1 2に記載のクランクピン位相割出し装置.

1 4 . 第 1 の軸線上に離間対向して配置され、互いに同期制御される—対の主軸駆動モータによリそれぞれ回転される一対の主軸と、

各主軸の先端に設けられたチャック本体と、各チャック本体に設けられ，前記第 1 の軸線から離隔してその第 1 の軸線と平行な第 2の軸線上でクランクシャフトの両端ジャーナルを把持するチャック部と、少なくとも一方のチヤック本体の前記第 2の軸線上に回転自在に設けられ、クランクシャフトの端面に係合してクランクシャフトを回転させ、位相角の異なるクランクビンを加工に応じて前記第 1の軸線上に位相割出しするための位相変換軸と，

を備えたクランクビン位相割出し装置において、

前記位相割出しモータ及び両主軸駆動モータの作動を制御手段によって制御し、加工運転時には第〗モードの実行にょリ、前記位相変換軸を一対の主軸と同速度で同期回転させ、位相割出し時には第 2モードの実行により，位相変換軸を一対の主軸に対して相対的速度差をもって同期回転させるクランクビン位相割出し方法.

1 5 . 第 i モードにおいて、位相割出しモータと両主軸駆動モータとを同期回転駆動させる請求項 1 4に記載のクランクビン位相割出し方法.

1 6 . 位相変換軸を保持部材によリ所定の割出し角度にチャック本体に対して位置保持し、第 1 モードにおいて、位相割出しモータの停止状態で、位相変換軸を主軸の回転とともに保持部材を介してチャック本体と一体に回転させる請求項 1 4に記載のクランクビン位相割出し方法.

1 7 . 第 2モードにおいて、両主軸駆動モータの停止状態で位相割出しモータを回転させる請求項 1 4に記載のクランクピン位相割出し方法.

1 8 . 第 2モードにおいて、両主軸駆動モータの回転中において、両主軸駆動モータ及び位相割り出しモータの少なくとも一方の回転速度を変更させて両者間に相対速度差をもたせた請求項 1 4に記載のクランクビン位相割出し方法。