JP2006123056A - 自動車用クランクシャフトのバイスクランプ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】一組のバイスクランプ装置を連結棒により略同時に作動させるようにした自動車用クランクシャフトの加工装置を提供する。
【解決手段】バイスクランプ装置10は、本体12と、ベース部材13aを備える。ジグ本体12の上部14aにはシリンダ機構15aが設けられる。ジグ本体12の下部20aに設けた支持手段21aには、ガイド軸26a、27aの一端部に取付けた支持板28aを設け、ピストンロッド18aの一端部に取付けられる。ベース部材13aには、クランクシャフト29をクランプするクランプ手段30aが設けられる。クランプ手段30aはラック部材32a、ピニオン33a、ラック部材35aを有する。クランプ爪機構40aは、支持板28aに取付けた下部爪41a、ラック部材35aに取付けた上部爪42aを備える。
【選択図】図2
【解決手段】バイスクランプ装置10は、本体12と、ベース部材13aを備える。ジグ本体12の上部14aにはシリンダ機構15aが設けられる。ジグ本体12の下部20aに設けた支持手段21aには、ガイド軸26a、27aの一端部に取付けた支持板28aを設け、ピストンロッド18aの一端部に取付けられる。ベース部材13aには、クランクシャフト29をクランプするクランプ手段30aが設けられる。クランプ手段30aはラック部材32a、ピニオン33a、ラック部材35aを有する。クランプ爪機構40aは、支持板28aに取付けた下部爪41a、ラック部材35aに取付けた上部爪42aを備える。
【選択図】図2
Description
本発明は、自動車用クランクシャフトの前後面加工装置に関し、さらに詳細にはバイスクランプ装置に関する。
従来、この種のクランクシャフトの前後面加工装置は、該クランクシャフトの両端加工を行う際に、該クランクシャフトのメインジャーナル部の2箇所を一組のバイスクランプ装置でクランプしている(例えば、特許文献1参照)。
特開2001−225233号公報
特許文献1に開示されている2箇所のバイスクランプ装置は、共に独立したアクチュエータを駆動させてクランプ動作を行っているがクランプ時に双方の速度が異なるため、ワークが傾いた状態でクランプされる。このため、片方がクランプされたときロック状態になりもう一方のクランプ個所が浮いた状態になる。
さらに、クランプ部の上下のV字状のヤゲンは固定されているため、わずかな製作時の加工の狂いがあると、クランクシャフトのメインジャーナル部が上下のヤゲンの各2箇所に当接しない状態、すなわち片当たりの状態になることがある。
さらに、クランプ部の上下のV字状のヤゲンは固定されているため、わずかな製作時の加工の狂いがあると、クランクシャフトのメインジャーナル部が上下のヤゲンの各2箇所に当接しない状態、すなわち片当たりの状態になることがある。
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、一組のバイスクランプ装置に拘束されない連結棹を設けて該一組のバイスクランプ装置がほぼ同時に作動するようにしたことを特徴とする自動車用クランクシャフトのバイスクランプ装置を提供する。
請求項1記載の発明においては、自動車用のクランクシャフトを水平に配置し、ATCを付属した横型3軸コラムトラバース形マシニングセンターを使用して両端面加工を行う工作機械であって、
水平方向回転駆動軸上に、前記クランクシャフト両端のメインジャーナル部をクランプする自動車用クランクシャフトのバイスクランプ装置において、
ジグ本体と、
前記ジグ本体に設けられたアクチュエータと、
前記ジグ本体に設けられ軸心方向に移動する支持手段と、
前記アクチュエータにより移動するクランプ手段と、
前記支持手段及び前記クランプ手段に設けられ前記クランクシャフトをクランプするクランプ爪機構と、
を備え、前記アクチュエータの作動により前記支持手段及び前記クランプ手段が協動して前記クランプ爪機構により前記クランクシャフトをクランプすることを特徴とする。
本発明によれば、一組のバイスクランプ装置がほぼ同時にワークを把持することが可能になりクランプミスがなくなり、ワークを確実にクランプすることができる。
請求項2記載の発明において、前記アクエータは、前記ジグ本体の上部に設けられたシリンダに摺動自在に嵌挿されるピストンと、前記ピストンに取付けられ前記シリンダに支持されたピストンロッドと、を備えることにより、アクチュエータをジグ本体に内蔵することができ、アクチュエータをコンパクトにすることができるので好適である。
請求項3記載の発明において、前記支持手段は、前記ジグ本体の下部に移動自在に内装された一組のガイド軸部材と、前記ガイド軸部材の一端部に取付けられた支持板と、を備えることにより、前記アクチェータと一体的に連結されるのでよい。
請求項4記載の発明において、前記クランプ手段は、前記ピストンロッドに対向して前記ピストンに取付けられラックを有する第1のラック部材と、前記ラック部材に噛合うピニオンと、前記第1のラック部材に並行で前記ピニオンに噛合うラックを有する第2のラック部材と、を備えることにより、前記第1のラック部材及び前記第2のラック部材を互いに異方向に移動させるのでこれらのラック部材のストロークを短くすることができる。
請求項5記載の発明において、前記クランプ爪機構は、前記支持板に取付けられた下部爪と、前記下部爪に対向して該下部爪と同軸上に位置し、前記第2のラック部材に浮動状態に取付けられた上部爪とを、備えることにより、前記下部爪及び上部爪が前記クランクシャフトのメインジャーナル部に片当たりを防止できるのでよい。
請求項6記載の発明において、前記ジグ本体は、横断面略円形状を備えることにより、直径をクランクシャフトクの全長以下にすることができ、バイスクランプ装置をより一層コンパクトにすることができるので好適である。
請求項7記載の発明において、前記第1のラック部材は、円弧運動するアームに係合することにより、一組のアクチュエータを同期して作動させることがでるのでよい。
水平方向回転駆動軸上に、前記クランクシャフト両端のメインジャーナル部をクランプする自動車用クランクシャフトのバイスクランプ装置において、
ジグ本体と、
前記ジグ本体に設けられたアクチュエータと、
前記ジグ本体に設けられ軸心方向に移動する支持手段と、
前記アクチュエータにより移動するクランプ手段と、
前記支持手段及び前記クランプ手段に設けられ前記クランクシャフトをクランプするクランプ爪機構と、
を備え、前記アクチュエータの作動により前記支持手段及び前記クランプ手段が協動して前記クランプ爪機構により前記クランクシャフトをクランプすることを特徴とする。
本発明によれば、一組のバイスクランプ装置がほぼ同時にワークを把持することが可能になりクランプミスがなくなり、ワークを確実にクランプすることができる。
請求項2記載の発明において、前記アクエータは、前記ジグ本体の上部に設けられたシリンダに摺動自在に嵌挿されるピストンと、前記ピストンに取付けられ前記シリンダに支持されたピストンロッドと、を備えることにより、アクチュエータをジグ本体に内蔵することができ、アクチュエータをコンパクトにすることができるので好適である。
請求項3記載の発明において、前記支持手段は、前記ジグ本体の下部に移動自在に内装された一組のガイド軸部材と、前記ガイド軸部材の一端部に取付けられた支持板と、を備えることにより、前記アクチェータと一体的に連結されるのでよい。
請求項4記載の発明において、前記クランプ手段は、前記ピストンロッドに対向して前記ピストンに取付けられラックを有する第1のラック部材と、前記ラック部材に噛合うピニオンと、前記第1のラック部材に並行で前記ピニオンに噛合うラックを有する第2のラック部材と、を備えることにより、前記第1のラック部材及び前記第2のラック部材を互いに異方向に移動させるのでこれらのラック部材のストロークを短くすることができる。
請求項5記載の発明において、前記クランプ爪機構は、前記支持板に取付けられた下部爪と、前記下部爪に対向して該下部爪と同軸上に位置し、前記第2のラック部材に浮動状態に取付けられた上部爪とを、備えることにより、前記下部爪及び上部爪が前記クランクシャフトのメインジャーナル部に片当たりを防止できるのでよい。
請求項6記載の発明において、前記ジグ本体は、横断面略円形状を備えることにより、直径をクランクシャフトクの全長以下にすることができ、バイスクランプ装置をより一層コンパクトにすることができるので好適である。
請求項7記載の発明において、前記第1のラック部材は、円弧運動するアームに係合することにより、一組のアクチュエータを同期して作動させることがでるのでよい。
本発明は、一組のバイスクランプ装置がほぼ同時にワークを把持することが可能になりクランプミスがなくなった。また、Vヤゲンにワークのメインジャーナル部が4ヶ所均等に当たるようになり確実にクランプできるようになった。
さらに、バイスクランプ装置の大きさをワークよりも小さくすることができ、加工する工具の選択自由度が増え剛性のある工具や工具の取付け具が選択できるようになり加工精度及び加工能率を向上させることができる。
さらに、バイスクランプ装置の大きさをワークよりも小さくすることができ、加工する工具の選択自由度が増え剛性のある工具や工具の取付け具が選択できるようになり加工精度及び加工能率を向上させることができる。
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、ワーク、例えばクランクシャフトをクランプするバイスクランプ装置の正面図である。図2は図1のII−II線の断面図、図3は図1の平面図、図4はバイスクランプ装置の概略機構図である。
図1において、バイスクランプ装置10は、旋回可能な旋回テーブル11に設けられたジグ本体12と、前記ジグ本体12の上部14a及び14bに一組のベース部材13a、13bを、備える。なお、ジグ本体12、ベース部材13a及び13bは旋回テーブル11と共に旋回可能に設けられている。さらに、ジグ本体12の形状は、図3に示されるように円形状に形成し、旋回時に他の関連する部材との干渉を回避できるようにしている。
前記ベース部材13a及び13bは、図1乃至図3に示されるようにジグ本体12の上部に略並行して設けられる。なお、ベース部材13a及び13bは、同一構造のため図2に示すようにベース部材13aに関連する構成についてのみ以下に説明し、ベース部材13bに関連する構成については符号を付して詳細な説明を省略する。
図1において、バイスクランプ装置10は、旋回可能な旋回テーブル11に設けられたジグ本体12と、前記ジグ本体12の上部14a及び14bに一組のベース部材13a、13bを、備える。なお、ジグ本体12、ベース部材13a及び13bは旋回テーブル11と共に旋回可能に設けられている。さらに、ジグ本体12の形状は、図3に示されるように円形状に形成し、旋回時に他の関連する部材との干渉を回避できるようにしている。
前記ベース部材13a及び13bは、図1乃至図3に示されるようにジグ本体12の上部に略並行して設けられる。なお、ベース部材13a及び13bは、同一構造のため図2に示すようにベース部材13aに関連する構成についてのみ以下に説明し、ベース部材13bに関連する構成については符号を付して詳細な説明を省略する。
図2に示すように、ジグ本体12は、縦方向(図1において上下方向)に延伸する横断面略C字状に形成されており、上部14aには一組のシリンダ機構15aが設けられる。前記シリンダ機構(アクチュエータ)15aは、該上部14aに形成されたシリンダ16aと、前記シリンダ16aに摺動自在に嵌挿されたピストン17aと、前記ピストン17aと一体的に設けられシリンダ16aに内装されたピストンロッド18aとを、備える。前記ピストンロッド18aは、シリンダ16aに嵌挿され上部14aに取付けられたガイド軸受19aにより変位可能に支持されている。
ジグ本体12の下部20aには、支持手段21aが設けられる。前記支持手段21aは、下部20aに形成された孔22a、23aに嵌挿され、かつ該下部20aに取付けたガイド軸受24a、25aと、前記ガイド軸受24a、25aに支持されると共に孔22a、23aに内装されたガイド軸(ガイド軸部材)26a、27aと、前記ガイド軸26a、27aの一端部に取付けられた略矩形状の支持板28aとを、備える。前記支持板28aは、ピストンロッド18aの一端部に取付けられる。これにより、支持手段21aは、シリンダ機構15aのピストン17a及びピストンロッド18aの作動により縦方向に変位するようになる。
前記ベース部材13aには、ワーク、例えばクランクシャフト29をクランプするクランプ手段30aが設けられる。前記クランプ手段30aは、ベース部材13aに摺動自在に嵌挿されると共にピストンロッド18aに対向してピストン17aに取付けられ軸方向にラック31aを有する軸状の第1のラック部材32aと、ベース部材13aに回動自在に設けられ前記ラック部材32aに噛合うピニオン33aと、前記ラック部材32aに略並行してベース部材13に摺動自在に嵌挿される共に前記ピニオン33aに噛合うラック34aを有する軸状の第2のラック部材35aとを、有する。
よって、第1のラック部材32a、ピニオン33a及び第2のラック部材35aが共に噛合っているので、シリンダ機構15aのピストン17aが例えば矢印A方向に変位すると、第1のラック部材32aは矢印A方向に移動し、前記第2のラック部材35aは矢印B方向に移動する。ピストン17aが例えば矢印B方向に変位すると、第1のラック部材32aは矢印B方向に移動し、前記第2のラック部材35aは矢印A方向に移動する。すなわち、第1のラック部材32a及び第2のラック部材35aは、ピストン17aの作動により互いに反対方向に移動するようになっている。
よって、第1のラック部材32a、ピニオン33a及び第2のラック部材35aが共に噛合っているので、シリンダ機構15aのピストン17aが例えば矢印A方向に変位すると、第1のラック部材32aは矢印A方向に移動し、前記第2のラック部材35aは矢印B方向に移動する。ピストン17aが例えば矢印B方向に変位すると、第1のラック部材32aは矢印B方向に移動し、前記第2のラック部材35aは矢印A方向に移動する。すなわち、第1のラック部材32a及び第2のラック部材35aは、ピストン17aの作動により互いに反対方向に移動するようになっている。
この場合、支持板28aは、ピストンロッド18aと一体になっているので、該支持板28aがラック部材32aと協動するようになる。さらに、支持板28aは軸受24a、25aに嵌挿されたガイド軸26a、27aをガイドにして矢印AまたはB方向に移動する。
前記第1のラック部材32aには、その略中央部に横断面円形状の開口部36aが形成され、該開口部36aに軸方向に交差してアーム37aの一端部が嵌挿され、該アーム37aの他端部が連結棒38に取付けられている。よって、アーム37a、37bは互いに連結棒38により一体的に連結されている(図4参照)。
前記第1のラック部材32aには、その略中央部に横断面円形状の開口部36aが形成され、該開口部36aに軸方向に交差してアーム37aの一端部が嵌挿され、該アーム37aの他端部が連結棒38に取付けられている。よって、アーム37a、37bは互いに連結棒38により一体的に連結されている(図4参照)。
参照符号40aはクランプ爪機構を示しており、該クランプ爪機構40aは、支持板28aに取付けられた横断面V字状の下部爪41aと、前記下部爪41aに対向して該下部爪41aと同軸上と配置された横断面V字状の上部爪42aと、第2のラック部材35aの一端部にピン43aを介して取付けられ前記上部爪42aを揺動自在に支持する横断面H字状の連結部材44aとを、備える。
この場合、下部爪41aは支持板28aに固定されており、上部爪42aはピン43aにより揺動自在に支持されている。すなわち、前記上部爪42aはピン43aにより浮動自在に支持されている。これにより下部爪41aはクランクシャフト29のメインジャーナル部39a及び39bに当接するので、上部爪42aの製作時のわずかな狂いによる片当たりを防止することができ、メインジャーナル部39a及び39bは下部爪41a及び上部爪42aに略均等に当接するようになる。
この場合、下部爪41aは支持板28aに固定されており、上部爪42aはピン43aにより揺動自在に支持されている。すなわち、前記上部爪42aはピン43aにより浮動自在に支持されている。これにより下部爪41aはクランクシャフト29のメインジャーナル部39a及び39bに当接するので、上部爪42aの製作時のわずかな狂いによる片当たりを防止することができ、メインジャーナル部39a及び39bは下部爪41a及び上部爪42aに略均等に当接するようになる。
前記クランプ爪機構40aは、前記シリンダ機構15aの作動により下部爪41a、上部爪42aのそれぞれが第1のラック部材32a、第2のラック部材35aと一体的に移動するので、下部爪41a、上部爪42aはシリンダ機構15aの作動により、ラック部材32a、ピニオン33a及びラック部材35aにより矢印AまたはB方向に移動する。すなわち、下部爪41a、上部爪42aはシリンダ機構15aの作動により互いに近接または離間するように移動するようになる。
本発明の実施の形態に係るバイスクランプ装置10は基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作及び作用効果について説明する。
先ず、ワークであるクランクシャフト29をバイスクランプ装置10にクランプする場合について説明する。
クランクシャフト29をバイスクランプ装置10にクランプするときは、工作機械等の加工装置(図示しない)に図示しない手段(ローダーまたは人手など)によりバイスクランプ装置10内への搬入が行われる。バイスクランプ装置10内に搬入されたクランクシャフト29は図示しない仮置き装置中に置かれ、図1のシリンダ機構15a、15bの作動により、ピストン17a及び17bを、例えば矢印A方向に移動させると、第1のラック部材32a及び32b、ピニオン33a及び33b、第2のラック部材35a及び35bがアーム37a及び37b、連結棒38によりクランプ爪機構40a及び40bが互いに近接する方向に移動する。これにより、下部爪41a及び41b、上部爪42a及び42bが互いに近接してクランクシャフト29のメインジャーナル部39a、39bをクランプする。
先ず、ワークであるクランクシャフト29をバイスクランプ装置10にクランプする場合について説明する。
クランクシャフト29をバイスクランプ装置10にクランプするときは、工作機械等の加工装置(図示しない)に図示しない手段(ローダーまたは人手など)によりバイスクランプ装置10内への搬入が行われる。バイスクランプ装置10内に搬入されたクランクシャフト29は図示しない仮置き装置中に置かれ、図1のシリンダ機構15a、15bの作動により、ピストン17a及び17bを、例えば矢印A方向に移動させると、第1のラック部材32a及び32b、ピニオン33a及び33b、第2のラック部材35a及び35bがアーム37a及び37b、連結棒38によりクランプ爪機構40a及び40bが互いに近接する方向に移動する。これにより、下部爪41a及び41b、上部爪42a及び42bが互いに近接してクランクシャフト29のメインジャーナル部39a、39bをクランプする。
クランクシャフト29をバイスクランプ装置10よりアンクランプする場合は、シリンダ機構15a、15bの作動により、ピストン17a及び17bを、例えば矢印B方向に移動させると、第1のラック部材32a及び32b、ピニオン33a及び33b、第2のラック部材35a及び35bがアーム37a及び37b、連結棒38によりクランプ爪機構40a及び40bが互いに離間する方向に移動する。これにより、下部爪41a及び41b、上部爪42a及び42bが互いに離隔してクランクシャフト29のメインジャーナル部39a、39bがクランプ状態から解放される。
本発明の実施の形態に係るバイスクランプ装置10は、一組のシリンダ機構15a及び15bを連結棒38により一体を作動可能なようにし、かつ一組クランプ手段30a及び30bが略同時に作動してクランクシャフト29のメインジャーナル部39a及び39bを同時にクランプするようにしたので、該メインジャーナル部39a及び39bに均一のクランプ力を付勢することができる。
本実施の形態に係るバイスクランプ装置10において、ワークはクランクシャフト29のクランプについて説明したが、ワークがクランクシャフト形状以外のクランプの場合にも勿論適用できる。
本実施の形態に係るバイスクランプ装置10において、ワークはクランクシャフト29のクランプについて説明したが、ワークがクランクシャフト形状以外のクランプの場合にも勿論適用できる。
10 バイスクランプ装置
11 旋回テーブル
12 ジグ本体
13a、13b ベース部材
15、15b シリンダ機構
21a、21b 支持手段
28a、28b 支持板
30a、30b クランプ手段
31a、31b、34a、34b ラック
32a、32b、35a、35b ラック部材
37 アーム
39a、39b メインジャーナル部
40a、40b クランプ爪機構
41a、41b 下部爪
42a、42b 上部爪
44a、44b 連結部材
11 旋回テーブル
12 ジグ本体
13a、13b ベース部材
15、15b シリンダ機構
21a、21b 支持手段
28a、28b 支持板
30a、30b クランプ手段
31a、31b、34a、34b ラック
32a、32b、35a、35b ラック部材
37 アーム
39a、39b メインジャーナル部
40a、40b クランプ爪機構
41a、41b 下部爪
42a、42b 上部爪
44a、44b 連結部材
Claims (7)
- 自動車用のクランクシャフトを水平に配置し、ATCを付属した横型3軸コラムトラバース形マシニングセンターを使用して両端面加工を行う工作機械であって、
水平方向回転駆動軸上に、前記クランクシャフト両端のメインジャーナル部をクランプする自動車用クランクシャフトのバイスクランプ装置において、
ジグ本体と、
前記ジグ本体に設けられたアクチュエータと、
前記ジグ本体に設けられ軸心方向に移動する支持手段と、
前記アクチュエータにより移動するクランプ手段と、
前記支持手段及び前記クランプ手段に設けられ前記クランクシャフトをクランプするクランプ爪機構と、
を備え、前記アクチュエータの作動により前記支持手段及び前記クランプ手段が協動して前記クランプ爪機構により前記クランクシャフトをクランプすることを特徴とするバイスクランプ装置。 - 請求項1記載のバイスクランプ装置において、
前記アクチュエータは、前記ジグ本体の上部に設けられたシリンダに摺動自在に嵌挿されたピストンと、
前記ピストンに取付けられ前記シリンダに支持されたピストンロッドと、
を備えること特徴とするバイスクランプ装置。 - 請求項1または2記載のバイスクランプ装置において、
前記支持手段は、前記ジグ本体の下部に移動自在に内装された一組のガイド軸部材と、
前記ガイド軸部材の一端部に取付けられた支持板と、
を備えることを特徴とするバイスクランプ装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1に記載のバイスクランプ装置において、
前記クランプ手段は、前記ピストンロッドに対向して前記ピストンに取付けられラックを有する第1のラック部材と、
前記ラック部材に噛合うピニオンと、
前記第1のラック部材に並行で前記ピニオンに噛合うラックを有する第2のラック部材と、
を備えることを特徴とするバイスクランプ装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1に記載のバイスクランプ装置において、
前記クランプ爪機構は、前記支持板に取付けられた下部爪と、
前記下部爪に対向して該下部爪と同軸上に位置し、前記第2のラック部材に取付けられ前記第2のラック部材に浮動状態に取付けられた上部爪と、
を備えることを特徴とするバイスクランプ装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1に記載のバイスクランプ装置において、
前記ジグ本体は、横断面略円形状を備えることを特徴とするバイスクランプ装置。 - 請求項4記載のバイスクランプ装置において、
前記第1のラック部材は、円弧運動するアームに係合することを特徴とするバイスクランプ装置。
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