JP5169054B2 - クランクシャフトの加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、クランクシャフトのピン部またはジャーナル部からなる被加工部を、一対のクランプアームで挟持しつつクランクシャフトの回転に伴い加工するクランクシャフトの加工装置に関する。

例えば自動車用エンジンにおけるクランクシャフトの被加工部位である例えばピン部については、多気筒エンジンであればクランクシャフトの軸方向に沿って所定間隔をおいてピストンの数に応じて複数箇所設けられ、これらピン部相互の軸方向の間隔は、エンジンの大きさなどによって変化する。

一方、上記のクランクシャフトの被加工部位を加工する加工装置（例えば下記特許文献１参照）としては、被加工部位を挟持する上下一対のクランプアームを１つとした単アーム構造として複数の被加工部を１箇所ずつ順次加工するものや、一対のクランプアームを複数備えて複数箇所の被加工部位を同時に加工する複数アーム構造のものがある。
特開昭６２−７９９５７号公報

ところで、上記した２種の加工装置のうち、一対のクランプアームが単アーム構造の場合では、複数の被加工部を１箇所ずつ順次加工することから加工時間が長くなって生産性の低下を招くが、この問題は、複数箇所の被加工部位を同時に加工する複数アーム構造を使用することによって解消できる。

また、単アーム構造であっても、複数の単アームをピン部の軸方向間隔（ピッチ）に合わせて設定配置することによって複数箇所の被加工部位を同時に加工することは可能である。

ところが、前記した被加工部位の軸方向の間隔が異なる複数種のクランクシャフトを加工する場合には、単アーム構造では、単アーム相互のピッチを複数種のクランクシャフト毎に変更する必要があって、切替作業時間が多大となり、また、複数アーム構造では、アームピッチが固定されているため対応できない、という問題がある。

そこで、本発明は、クランクシャフトにおける複数箇所の被加工部位を同時に加工する際に、被加工部位の軸方向間隔が異なる複数種のクランクシャフトに対応してクランプアーム相互の間隔を容易に切り替えできるようにすることを目的としている。

本発明は、クランクシャフトのピン部またはジャーナル部からなる被加工部を、一対のクランプアームで挟持しつつ前記クランクシャフトの回転に伴い加工するクランクシャフトの加工装置において、前記一対のクランプアームを、前記被加工部の複数箇所を同時に加工可能となるよう前記クランクシャフトの軸方向に沿って複数設けるとともに、この複数設けた一対のクランプアームを、クランプアーム相互の間隔が可変となるよう前記クランクシャフトの軸方向に沿って相対移動可能に設け、この各クランプアームの互いに隣接するもの同士の間隔が、前記クランクシャフトの軸方向に沿って設けられる前記複数の被加工部の互いに隣接するもの同士の間隔より広くなる開放間隔位置に、前記複数のクランプアームを移動させる手段を備え、前記開放間隔位置から、前記クランプアームの互いに隣接するもの同士の間隔を、前記クランプアームを軸方向に相対移動させて狭くして、前記複数の被加工部の互いに隣接するもの同士の間隔と同等となるよう保持する間隔保持部材を設け、この間隔保持部材は、前記複数の被加工部の互いに隣接するもの同士の間隔が異なる複数種のクランクシャフトに応じて複数通りの間隔保持部を備え、前記一対のクランプアームを、クランプアーム相互の間隔が可変となるよう前記クランクシャフトの軸方向に沿って相対移動可能な移動台上に設置し、この各移動台相互間に、互いに隣接する移動台相互で前記間隔保持部が挟持される前記間隔保持部材を設け、前記開放間隔位置に複数のクランプアームを移動させる手段は、前記各移動台を、前記開放間隔位置となるよう移動させる開放手段であることを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、一対のクランプアーム相互の間隔を、クランクシャフトの被加工部位の軸方向間隔に対応させる際に、複数のクランプアームをクランクシャフトの軸方向に沿って相対移動させ、間隔保持部材の複数通りある間隔保持部のいずれか１つによりクランプアーム相互の間隔を保持するようにすればよいので、クランクシャフトにおける複数箇所の被加工部位を同時に加工する際に、被加工部位の軸方向間隔が異なる複数種のクランクシャフトに対応してクランプアーム相互の間隔を容易に切り替えることができる。
また、一対のクランプアームを、クランプアーム相互の間隔が可変となるようクランクシャフトの軸方向に沿って相対移動可能な移動台上に設置し、移動台の移動によって各クランプアーム相互の相対移動を行うことができる。
また、移動台を開放間隔位置となるよう移動させる開放手段を設けることで、開放間隔位置への移動を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

図１は、本発明の一実施形態を示すクランクシャフトの加工装置におけるアームピッチ切替機構Ａの平面図、図２は同正面図である。このアームピッチ切替機構Ａは、図３〜図５に示すクランクシャフトの加工装置に設置してあり、図３は図１に対応する平面図、図４は図２に対応する正面図、図５は図４の右側面図である。なお、図５では、アームピッチ切替機構Ａを省略している。

図３〜図５に示すクランクシャフトの加工装置は、図５に示すように上下一対のクランプアーム１（１ａ，１ｂ）の挟持部３（３ａ，３ｂ）によって図示しないクランクシャフトを上下から挟持した状態でクランクシャフトのピン部またはジャーナル部からなる被加工部を加工する。この際一対のクランプアーム１は、図５中で左右方向のほぼ中央部に位置する連結軸５を中心として、フレーム６に対し、上記した挟持部３と反対側に設けてある開閉シリンダ７の駆動により回転し、挟持部３により被加工部を挟持する。

なお、上記の被加工部に対する加工としては、ピン部の軸方向端部におけるクランクアームとの境界部位に相当する隅部を回転ローラによって転圧加工して硬化させるものや、ピン部やジャーナル部などの被加工部の表面を平滑に研磨加工する場合などがあり、いずれの加工でも構わない。

上記の図示しないクランクシャフトは、その軸方向両端が、図４に示すように駆動モータ９によって駆動回転するヘッドストック１１と従動側のテールストック１２とで固定支持された状態で、駆動モータ９の駆動によりジャーナル部の軸心を中心として回転する。

このようにしてクランクシャフトが回転する状態で、図示しないエンジンのシリンダブロックに回転支持されるジャーナル部や、図示しないピストンに一端が連結されるコネクティングロッドの他端が回転可能に連結されるピン部に対して加工する。

この際、ピン部を加工するときには、クランクシャフトのジャーナル部を中心とした回転により、ピン部がジャーナル部の周囲を回転（公転）することになるが、ピン部を加工すべく挟持している一対のクランプアーム１は、フレーム６に軸支された支持ピン１０を中心として揺動するアーム支持部材１２に吊り下げられた状態で、ピン部の回転（公転）に連れ回るようにして揺動運動を行う。

一対のクランプアーム１は、ここでは５組設けてあり、クランクシャフトの５箇所の被加工部を同時に加工可能である。このような５組の一対のクランプアーム１は、図４に示すように、ヘッドストック１１とテールストック１２との間に固定支持されるクランクシャフトの軸方向（図４中で左右方向）に向けてフレーム６とともに相対移動可能であり、一対のクランプアーム１相互の上記軸方向の間隔を後述するように変更することで、複数種（ここでは２種）のクランクシャフトにおける被加工部相互間の軸方向の間隔に対応させるべく切り替えることになる。

上記図３〜図５に示したクランクシャフトの加工装置のアームピッチ切替機構Ａを示す図１，図２では、クランプアーム１は省略してあり、このクランプアーム１を備える各フレーム６は、クランクシャフトの軸方向に相当する図１中で左右方向に沿って配置してある移動台としてのアームベース１３，１５，１７，１９，２１上に、スライド部材２２を介して取り付けてあり、アームベース１３，１５，１７，１９，２１の上記した左右方向の移動によってスライド部材２２とともに同左右方向に移動する。またフレーム６は、アームベース１３，１５，１７，１９，２１に対しスライド部材２２とともに、ヘッドストック１１とテールストック１２との間にクランプアーム１の挟持部３が位置するよう図５中で左方向に移動可能である。なお、図１では、スライド部材２２を省略している。

一方、これら５つのアームベース１３，１５，１７，１９，２１を配置する平板状のユニットベース２３上には、上記した相対移動方向に向けて延びる６本のガイドレール２５，２７，２９，３１，３３，３５を配置している。

このうち１本置きに配置してある３本のガイドレール２５，２９，３３には、それぞれ２つずつのガイドブロック３７，３９，４１を介して前記したアームベース１３，１７がガイドブロック３７，３９，４１とともに移動可能に設けられ、上記のガイドレール２５，２９，３３と互い違いに配置してある他の３本のガイドレール２７，３１，３５には、それぞれ２つずつのガイドブロック４３，４５，４７を介して前記したアームベース１５，１９がガイドブロック４３，４５，４７とともに移動可能に設けられている。

また、図１中で右側端部にある一方側の端部に位置するアームベース２１については、ユニットベース２３上に固定している。

上記したガイドレール３１と３３との間隔は、他のガイドレール相互の間隔よりも広く形成してあり、この広いガイドレール３１と３３との間に、板状部材からなる移動手段としてのアームピッチ開放用プレート４９を配置し、該アームピッチ開放用プレート４９の図１中で左側の端部上面は、他方側の端部に位置するアームベース１３の下面（裏面）に固定している。

さらに、このアームベース１３の図１中で左の側端部は、ユニットベース２３上にブラケット５１を介して設置してあるアームピッチ変更用シリンダ５３のピストンロッド５５の先端に連結されている。すなわち、アームピッチ変更用シリンダ５３の駆動により、アームベース１３とアームピッチ開放用プレート４９とが一体となって移動する。

これらアームピッチ開放用プレート４９およびアームピッチ変更用シリンダ５３により開放手段を構成しており、この開放手段は、後述する開放間隔位置に、前記複数のクランプアーム１を移動させる手段を構成する。

一方、上記のアームベース１３以外のアームベース１５，１７，１９，２１のアームピッチ開放用プレート４９に対応する位置の下面には、図６に拡大して示すように、規制部材としてのアームストッパ５７，５９，６１，６３を固定している。

これら各アームストッパ５７，５９，６１，６３に対応してアームピッチ開放用プレート４９には、前記相対移動方向に向けて延びる規制部材移動領域部としての長孔４９ａ，４９ｂ，４９ｃ，４９ｄを形成し、この各長孔４９ａ，４９ｂ，４９ｃ，４９ｄに各アームストッパ５７，５９，６１，６３がそれぞれ相対移動可能に挿入してある。なお、これら各長孔４９ａ，４９ｂ，４９ｃ，４９ｄは、相互間が連続して一つの開口となっている。

上記したアームピッチ変更用シリンダ５３の駆動によるピストンロッド５５の進退移動により、アームベース１３およびアームピッチ開放用プレート４９が一体となって移動し、この際、図１に示すように、ピストンロッド５５が後退限位置となった状態で、各アームストッパ５７，５９，６１，６３が各長孔４９ａ，４９ｂ，４９ｃ，４９ｄの図１，図６中で右側端部の規制端部４９ａ１，４９ｂ１，４９ｃ１，４９ｄ１に当接している。

このように、各アームストッパ５７，５９，６１，６３が、各長孔４９ａ，４９ｂ，４９ｃ，４９ｄの規制端部４９ａ１，４９ｂ１，４９ｃ１，４９ｄ１に当接した図１の状態を開放間隔位置とする。この開放間隔位置では、各５つのアームベース１３，１５，１７，１９，２１の互いに隣接するもの同士の間隔（実際には一対のクランプアーム１の互いに隣接するもの同士の間隔）は、クランクシャフトにおける同時に加工される５箇所の被加工部位の互いに隣接するもの同士の軸方向の間隔より広くなっている。

また、ユニットベース２３上における、ガイドレール２７と２９との間および、ガイドレール３５のガイドレール３３と反対側の端部付近には、それぞれ取付具６５，６７および取付具６９，７１を介して切替支持軸としてのスペーサ切替用シャフト７３および７５を、アームベース１３，１５，１７，１９，２１よりも図２中で下方位置として、上記した相対移動方向に延長して配置している。

そして、これら各スペーサ切替用シャフト７３および７５には、図７および図８に拡大して示すように、間隔保持部材としてのアームピッチ位置決めスペーサ７７および７９を、アームベース１３，１５，１７，１９，２１相互間で、かつアームベース１３，１５，１７，１９，２１よりも図２中で下方に位置するようそれぞれ４つずつ取り付けている。

アームピッチ位置決めスペーサ７７（７９）は、図９に斜視図として示すように、全体が扁平のブロック形状を呈し、スペーサ切替用シャフト７３（７５）が軸方向に相対移動可能に挿入される貫通孔７７ａ（７９ａ）を備えている。この貫通孔７７ａ（７９ａ）とスペーサ切替用シャフト７３（７５）との間は、特に図示していないがキーあるいはスプライン構造を用いることによってこれら両者の相対回転を規制している。

アームピッチ位置決めスペーサ７７（７９）は、上記した貫通孔７７ａ（７９ａ）に対しスペーサ切替用シャフト７３（７５）と直交する方向の両側に、間隔保持部としての被挟持部７７ｂ（７９ｂ），７７ｃ（７９ｃ）をそれぞれ設けている。

このうち一方の被挟持部７７ｂ（７９ｂ）は、貫通孔７７ａ（７９ａ）を形成した部位に対しスペーサ切替用シャフト７３（７５）の軸方向の厚さｔ１を同一としている。また、他方の被挟持部７７ｃ（７９ｃ）の同方向の厚さｔ２は、上記の厚さｔ１の約１／３〜１／４程度と薄くしてある。

また、各スペーサ切替用シャフト７３，７５近傍の各アームベース１３，１５，１７，１９，２１の下面（裏面）には、アームピッチ位置決めスペーサ７７，７９の被挟持部７７ｂ，７９ｂまたは被挟持部７７ｃ，７９ｃを、スペーサ切替用シャフト７３，７５の軸方向両側から、互いに隣接するアームベース間にて挟持する挟持ブロック８１，８３を固定している。

すなわち、図１の状態での開放間隔位置から、各アームベース１３，１５，１７，１９，２１相互の間隔を狭めることで、薄い厚さｔ２の被挟持部７７ｃ，７９ｃを挟持ブロック８１，８３により両側からそれぞれ挟持する（後述する図１２，図１３参照）。

一方、図１の状態に対しスペーサ切替用シャフト７３，７５をアームピッチ位置決めスペーサ７７，７９とともに１８０度回転させて被挟持部７７ｂ，７９ｂと被挟持部７７ｃ，７９ｃとの位置を入れ替えることで、図１の開放間隔位置から、各アームベース１３，１５，１７，１９，２１相互の間隔を狭めることで、厚い厚さｔ１の被挟持部７７ｂ，７９ｂを挟持ブロック８１，８３により両側からそれぞれ挟持する（後述する図２０参照）。

また、アームピッチ開放用プレート４９およびアームピッチ変更用シリンダ５３を設けた部分の正面断面図である図１０に示すように、図１に示す開放間隔位置で、中央に位置する３つのアームベース１５，１７，１９の図１，図１０中で左側への移動を規制して各アームベース１３，１５，１７，１９，２１相互の間隔を保持するための移動台規制手段としての規制ブロック８５を、ユニットベース２３上に設けている。すなわちこの規制ブロック８５は、図１では省略しているが、各アームベース１５，１７，１９の下面に固定してある各アームストッパ５７，５９，６１に対し規制端部４９ａ１，４９ｂ１，４９ｃ１と反対側に位置している。

なお、図１０における各アームストッパ５７，５９，６１，６３および規制ブロック８５は、図１０での紙面に直交する方向の位置が同一となるよう図示しているが、図１でのアームストッパ５７，５９，６１，６３相互の位置関係で分かるように、実際には図１０中で紙面に直交する方向に順次ずれている。

図２に示すように、ユニットベース２３の下面（裏面）には支持脚８７を設けてあり、この支持脚８７の下端は、本加工装置のベッド８９上に図２中で左右方向に延びるガイドレール９１に沿って移動可能に連結している。

また、ユニットベース２３の下面のほぼ中央位置にはナット部材９０を下方に向けて突出するよう設け、このナット部材９０にガイドレール９１と同方向に延びるねじ棒９３を螺合させ、ねじ棒９３の基端部をベッド８９上に設けてある回転駆動用モータ９５に接続する。すなわち、ねじ棒９３とナット部材９０に設けてあるナット部とで構成されるボールねじ機構によって、ユニットベース２３はその上部に設置してある各アームベース１３，１５，１７，１９，２１とともに、図１，図２の位置から右方向に移動可能である。

ここでユニットベース２３やアームベース１３，１５，１７，１９，２１を含む、上記のボールねじ機構によって移動する部分全体を、以後切替ユニットＢとする。

上記した切替ユニットＢの移動方向前方、すなわち図２中で右側端部のベッド８９上には、スペーサ切替用シャフト７３，７５を回転させるスペーサ切替用アクチュエータ９９，１０１を、支持ブラケット１０３を介して設置している。このスペーサ切替用アクチュエータ９９，１０１の先端にはシャフト保持部１０５，１０７を設けている。

シャフト保持部１０５（１０７）は、図１のＣ矢視図である図１１に示すように、スペーサ切替用シャフト７３（７５）の先端が挿入されるシャフト挿入穴１０５ａ（１０７ａ）と、シャフト挿入穴１０５ａ（１０７ａ）周囲の互いに対向する位置にあって半径方向に延びる係合溝１０５ｂ（１０７ｂ）とを備えている。一方、スペーサ切替用シャフト７３（７５）の先端外周には、上記した係合溝１０５ｂ（１０７ｂ）に入り込む、係合ピン１０９（１１１）を半径方向外側に向けて突出して設けている。

すなわち、前述したようにユニットベース２３を図１，図２の位置から前進させることで、これとともに前進するスペーサ切替用シャフト７３（７５）の先端がシャフト挿入穴１０５ａ（１０７ａ）に挿入されるとともに、係合ピン１０９（１１１）が係合溝１０５ｂ（１０７ｂ）に入り込んで係合し、これによりスペーサ切替用シャフト７３（７５）とシャフト保持部１０５（１０７）とが連結される。

この連結状態でスペーサ切替用アクチュエータ９９（１０１）を駆動することで、スペーサ切替用シャフト７３（７５）に取り付けてあるアームピッチ位置決めスペーサ７７（７９）が前述したように１８０度回転して切り替わる。

図１２は、２種のクランクシャフトのうち複数の被加工部相互間の間隔が狭いクランクシャフト（以後、第１のワークと呼ぶ）に対して加工を行う状態を示す、前記図１に対応する平面図、図１３は同図２に対応する正面図である。この図１２，図１３では、図１，図２の開放間隔位置に対し、各アームベース１３，１５，１７，１９，２１相互の間隔を狭めることで、図９に示したアームピッチ位置決めスペーサ７７（７９）における薄い厚さｔ２の被挟持部７７ｃ（７９ｃ）を、各アームベース１３，１５，１７，１９，２１の互いに隣接するもの同士の間において挟持ブロック８１（８３）により両側からそれぞれ挟持している。

なお、このとき、４つのアームベース１５，１７，１９，２１の下面に固定してある各アームストッパ５７，５９，６１，６３は、長孔４９ａ，４９ｂ，４９ｃ，４９ｄにおける規制端部４９ａ１，４９ｂ１，４９ｃ１，４９ｄ１と反対側の端部付近に位置している。

次に、上記図１２，図１３の第１のワークに対する加工可能な状態から、被加工部相互間の間隔が広いクランクシャフト（以後、第２のワークと呼ぶ）に対して加工を行う状態への切替動作について説明する。

図１２，図１３の状態から、回転駆動用モータ９５を駆動して切替ユニットＢを前進移動させ、図１４に示すように、スペーサ切替用シャフト７３，７５の先端をシャフト保持部１０５，１０７の図１１に示すシャフト挿入穴１０５ａ，１０７ａに挿入するとともに、先端外周の係合ピン１０９，１１１を係合溝１０５ｂ，１０７ｂに入り込ませて係合する。

その後、上記図１４の状態から、アームピッチ変更用シリンダ５３を駆動して、そのピストンロッド５５を後退限位置まで後退移動させることで、図１５に示す状態とする。この図１５の状態の切替ユニットＢにおける各アームベース１３，１５，１７，１９，２１相互の間隔は、図１の状態と同様な開放間隔位置である。

このとき、図１４の状態から、ピストンロッド５５の後退移動に伴ってアームベース１３およびアームピッチ開放用プレート４９も一体となって移動するが、他の相対移動可能なアームベース１５，１７，１９については、アームストッパ５７，５９，６１が長孔４９ａ，４９ｂ，４９ｃ内を相対移動する間は移動することはない。

そして、上記のアームベース１３およびアームピッチ開放用プレート４９が一体移動する過程で、まずアームベース１３に隣接するアームベース１５のアームストッパ５７が、図１６のように長孔４９ａの規制端部４９ａ１に当接し、該当接後は、アームベース１５も一緒に移動することになる。

上記図１６の状態からさらにピストンロッド５５が後退移動して、アームベース１３，１５およびアームピッチ開放用プレート４９が一体となって同方向に移動すると、今度は、特に図示しないが、アームベース１５に隣接するアームベース１７のアームストッパ５９が長孔４９ｂの規制端部４９ｂ１に当接し、その後はアームベース１７も一緒になって移動する。

以後、同様にしてアームベース１９のアームストッパ６１が長孔４９ｃの規制端部４９ｃ１に当接してアームベース１９も一緒に移動し、最後はアームベース２１のアームストッパ６３が長孔４９ｄの規制端部４９ｄ１に当接し、図１５の状態、すなわち前記した開放間隔位置となる。このとき、アームベース１３のスペーサ切替用シャフト７３近傍における後退移動側の側縁に設けてある被検出部１１３が、ユニットベース２３上に設けてある後退限位置センサ１１５に接触することで、アームピッチ変更用シリンダ５３が停止する。

上記図１５の開放間隔位置では、前記図１０に示したように、中央３つのアームベース１５，１７，１９の下面に固定してある各アームストッパ５７，５９，６１が、ユニットベース２３上に固定してある規制ブロック８５に近接した状態（接触していなくてもよい）となり、各アームベース１５，１７，１９の図１５の状態から図中で左方向への移動を規制し、各アームベース１３，１５，１７，１９，２１相互の間隔を保持するようにしている。

上記図１５の状態から、スペーサ切替用アクチュエータ９９，１０１を駆動してスペーサ切替用シャフト７３，７５を１８０°回転させることで、図１７に示すようにアームピッチ位置決めスペーサ７７，７９も１８０°回転した状態、つまりアームピッチ位置決めスペーサ７７，７９の被挟持部７７ｂ，７９ｂと被挟持部７７ｃ，７９ｃとの位置が入れ替わった状態となる。この回転動作は、各アームベース１３，１５，１７，１９，２１相互の間隔が、上記した規制ブロック８５によって保持されているので容易にできる。

そして、図１７の状態から、アームピッチ変更用シリンダ５３を駆動して、そのピストンロッド５５を前進させることで、図１８，図１９に示すように、アームピッチ位置決めスペーサ７７，７９の被挟持部７７ｂ，７９ｂを、各アームベース１３，１５，１７，１９，２１の互いに隣接するもの同士の間において挟持ブロック８１，８３がそれぞれ両側から挟持した状態となる。

上記図１５の状態から図１８，図１９の状態へ移行する際には、まず、ピストンロッド５５の前進移動に伴ってアームベース１３およびアームピッチ開放用プレート４９も一体となって移動することで、アームベース１３の下面に固定してある挟持ブロック８１，８３と、アームベース１５の下面に固定してある挟持ブロック８１，８３とにより、アームピッチ位置決めスペーサ７７，７９の被挟持部７７ｂ，７９ｂを挟持し、その後は、アームベース１５も一緒になって移動する。

アームベース１５が動き出すまでの間は、アームベース１５のアームストッパ５７が長孔４９ａ内を相対移動する。このとき、他のアームストッパ５９，６１，６３は、アームベース１５の移動後においても、対応する長孔４９ｂ，４９ｃ，４９ｄ内をそれぞれ相対移動する。

さらに、ピストンロッド５５を前進移動させることで、今度はアームベース１５がアームベース１７に接近し、アームベース１５の挟持ブロック８１，８３と、アームベース１７の挟持ブロック８１，８３とにより、アームピッチ位置決めスペーサ７７，７９の被挟持部７７ｂ，７９ｂを挟持する。

以後同様にして、アームベース１７とアームベース１９との間および、アームベース１９とアームベース２１との間のそれぞれのアームピッチ位置決めスペーサ７７，７９の被挟持部７７ｂ，７９ｂが、対応する挟持ブロック８１，８３によってそれぞれ挟持され、図１８，図１９に示す状態となる。このとき、アームベース１３のスペーサ切替用シャフト７５近傍における後退移動側の側縁に設けてある被検出部１１７が、ユニットベース２３上に設けてある前進位置センサ１１９，１２１の双方に接触することで、アームピッチ変更用シリンダ５３が停止する。

上記した図１８，図１９の状態では、各アームベース１３，１５，１７，１９，２１相互の間隔が、第２のワーク加工時でのこれら各アームベース１３，１５，１７，１９，２１上に設置してあるクランプアーム１相互の間隔に対応したものとなる。すなわち、図１８，図１９の状態の切替ユニットＢは、被加工部相互間の間隔が広いクランクシャフトに対する加工に対応している。

そして、図１８，図１９の状態の切替ユニットＢを回転駆動用モータ９５の駆動により、図２０に示すように後退移動させて、スペーサ切替用シャフト７３，７５の先端をシャフト保持部１０５，１０７の図１１に示すシャフト挿入穴１０５ａ，１０７ａから引き抜き、切替ユニットＢを前記図１２と同じ位置に戻す。

上記とは逆に、図２０の第２のワークに対する加工可能な状態から、第１のワークに対して加工を行う図１２，図１３に示す状態への切替動作についても、上記と同様な作業を行えばよい。この切替動作における図１２の状態では、前記した被検出部１１７とは別の被検出部１２３が、前進位置センサ１１９に接触することで、アームピッチ変更用シリンダ５３が停止する。

なお、上記図２０の状態もしくは前記図１２の状態でクランクシャフトを加工する際には、各クランプアーム１を、対応する各アームベース１３，１５，１７，１９，２１に対し、フレーム６とともに図５中で左方向に向けて前進移動させ、加工装置のヘッドストック１１とテールストック１２とで保持しているクランクシャフトの被加工部をクランプ可能な状態とする。

このように、本実施形態によるアームピッチ切替機構Ａによれば、一対のクランプアーム１相互の間隔を、クランクシャフトの被加工部位の軸方向間隔に対応させる際に、一対のクランプアーム１をそれぞれ設置してあるアームベース１３，１５，１７，１９，２１における各挟持ブロック８１，８３のアームピッチ位置決めスペーサ７７，７９に対する挟持位置を、互いに厚さの異なる被挟持部７７ｂ，７９ｂと挟持部７７ｃ，７９ｃとの間で変更するだけでよいので、クランクシャフトにおける複数箇所の被加工部位を同時に加工する際に、被加工部位の軸方向間隔が異なる複数種（ここでは２種）のクランクシャフトに対応してアームピッチ（互いに隣接するクランプアーム１相互の間隔）を容易に切り替えることができる。

また、一対のクランプアーム１を、クランプアーム１相互の間隔が可変となるようクランクシャフトの軸方向に沿って相対移動可能な移動台であるアームベース１３，１５，１７，１９，２１上に設置し、アームベース１３，１５，１７，１９，２１の移動によって各クランプアーム１相互の相対移動を行うことができる。

また、アームピッチ位置決めスペーサ７７，７９をアームベース１３，１５，１７，１９，２１の相対移動方向を中心軸として回転可能に設け、このアームピッチ位置決めスペーサ７７，７９の外周部の上記回転方向に沿って、一方の被挟持部７７ｂ，７９ｂと他方の被挟持部７７ｃ，７９ｃとの２種を設定したので、アームピッチ位置決めスペーサ７７，７９の設置スペースが小さくて済み、アームピッチ切替機構Ａ全体として小型化を達成できる。

また、移動台である各アームベース１３，１５，１７，１９，２１を開放間隔位置となるよう移動させる開放手段を、アームピッチ開放用プレート４９およびアームピッチ変更用シリンダ５３として設けることで、開放間隔位置への移動を行うことができる。

また、移動台であるアームベース１３，１５，１７，１９，２１を上記した開放手段により開放間隔位置としたときに、互いに隣接する移動台相互の接近移動を規制する規制ブロック８５を設けたので、開放間隔位置を維持してアームピッチ位置決めスペーサ７７，７９の回転動作を容易に行うことができ、アームピッチ切替操作を確実に行うことができる。

また、前記各移動台のうち一方側の端部に位置するアームベース２１に対し、他方側の端部に位置するアームベース１３を、これら両端部の移動台相互間に位置するアームベース１５，１７，１９を介して移動させて突き当てることで、アームピッチ位置決めスペーサ７７，７９の一方の被挟持部７７ｂ，７９ｂまたは他方の被挟持部７７ｃ，７９ｃを挟持させるようにしたので、アームピッチの設定作業が極めて容易にできる。

また、前記した開放手段は、前記各移動台のうち前記他方側の端部に位置する移動台に固定されて該端部の移動台と共に移動可能な移動部材であるアームピッチ開放用プレート４９を備え、このアームピッチ開放用プレート４９に、前記他方側の端部のアームベース１３以外のアームベース１５，１７，１９，２１に設けたアームストッパ５７，５９，６１，６３が移動可能となる長孔４９ａ，４９ｂ，４９ｃ，４９ｄを設け、この長孔４９ａ，４９ｂ，４９ｃ，４９ｄは、前記開放手段を開放間隔位置としたときに、各アームストッパ５７，５９，６１，６３が当接して開放方向への移動を規制する規制端部４９ａ１，４９ｂ１，４９ｃ１，４９ｄ１を備えているので、開放間隔位置の設定を容易かつ確実に行うことができる。

さらに、各アームストッパ５７，５９，６１，６３が移動可能となる規制部材移動領域部は、板状部材であるアームピッチ開放用プレート４９に設けた長孔４９ａ，４９ｂ，４９ｃ，４９ｄで構成されているので、アームストッパ５７，５９，６１，６３の移動を簡単な構成で容易に行うことができる。

また、アームピッチ位置決めスペーサ７７，７９を支持するスペーサ切替用シャフト７３，７５を、アームピッチ位置決めスペーサ７７，７９と一体的に回転可能に設け、スペーサ切替用シャフト７３，７５を、該スペーサ切替用シャフト７３，７５を回転させるスペーサ切替用アクチュエータ９９，１０１に対し、これら両者を接続した状態と接続を解除した状態との間を相対的に接近離反移動可能に設けたので、アームピッチ位置決めスペーサ７７，７９の切替作業を、簡単な構成で容易かつ確実に行うことができる。

なお、上記した実施形態では、アームピッチ位置決めスペーサ７７，７９の間隔保持部として一方の被挟持部７７ｂ，７９ｂと他方の被挟持部７７ｃ，７９ｃの２箇所としているが、これら被挟持部７７ｂ，７９ｂと被挟持部７７ｃ，７９ｃのそれぞれの厚さｔ１，ｔ２とは異なる厚さを備えた被挟持部をさらに設けることで、被挟持部を３箇所以上とし、被加工部の軸方向の間隔が３種以上の異なるクランクシャフトに対して加工可能な構成としてもよい。

また、本実施形態では、アームピッチ位置決めスペーサ７７，７９をスペーサ切替用シャフト７３，７５の回転によって同時に回転させて切り替えるようにしているが、例えばアームピッチ位置決めスペーサを、アームベース１３，１５，１７，１９，２１相互間の側方から出し入れすることで切り替えるようにしてもよく、この際挟持ブロック８１，８３によって挟持されるアームピッチ位置決めスペーサを、アームピッチ位置決めスペーサ７７，７９のように厚さの異なる被挟持部を複数備えるものとしてもよいが、厚さの異なる互いに別体のものを用いてもよい。

さらに、上記したスペーサ切替用シャフト７３，７５の回転は、スペーサ切替用アクチュエータ９９，１０１を使用せずに、手動で行ってもよい。

本発明の一実施形態を示すクランクシャフトの加工装置におけるアームピッチ切替機構の平面図である。 図１のアームピッチ切替機構の正面図である。 図１に対応する加工装置全体の平面図である。 図２に対応する加工装置全体の正面図である。 図４の右側面図である。 図１のアームピッチ開放用プレート周辺の拡大図である。 図１の一方のアームピッチ位置決めスペーサ周辺の拡大図である。 図１の他方のアームピッチ位置決めスペーサ周辺の拡大図である。 図１のアームピッチ切替機構に使用するアームピッチ位置決めスペーサの斜視図である。 図１の開放間隔位置で、各アームベースの図１中で左側への移動を規制する規制ブロックを示す正面断面図である。 図１のＣ矢視図である。 被加工部相互間の間隔が狭いクランクシャフトに対して加工を行う状態を示す、図１に対応する平面図である。 被加工部相互間の間隔が狭いクランクシャフトに対して加工を行う状態を示す、図２に対応する正面図である。 図１２の状態から切替ユニットを前進移動させた状態を示す切替動作説明図である。 図１４の状態から各アームベースを開放間隔位置とした状態を示す切替動作説明図である。 図１４の状態から端部のアームベースを後退移動させた状態を示す切替動作説明図である。 図１６の状態から他のアームベースを後退移動させて開放間隔位置とし、かつアームピッチ位置決めスペーサを１８０度回転させた状態を示す切替動作説明図である。 図１７の状態から各アームベースを互いに接近移動させて、被加工部相互間の間隔が広いクランクシャフトに対して加工を行う状態を示す切替動作説明図である。 図１８に対応する正面図である。 図１８の状態から切替ユニットを後退移動させた状態を示す切替動作説明図である。

符号の説明

１ クランプアーム
１３ アームベース（他方側の端部に位置する移動台）
１５，１７，１９ アームベース（両端部の移動台相互間に位置する移動台）
２１ アームベース（一方側の端部に位置する移動台）
４９ アームピッチ開放用プレート（板状部材，移動部材，開放手段）
４９ａ，４９ｂ，４９ｃ，４９ｄ 長孔（規制部材移動領域部）
４９ａ１，４９ｂ１，４９ｃ１，４９ｄ１ 規制端部
５３ アームピッチ変更用シリンダ（開放手段）
７３，７５ スペーサ切替用シャフト（切替支持軸）
７７，７９ アームピッチ位置決めスペーサ（間隔保持部材）
７７ｂ，７７ｃ，７９ｂ，７９ｃ 被挟持部（間隔保持部）
８５ 規制ブロック（移動台規制手段）
９９，１０１ スペーサ切替用アクチュエータ（回転駆動部）

Claims (7)

1. クランクシャフトのピン部またはジャーナル部からなる被加工部を、一対のクランプアームで挟持しつつ前記クランクシャフトの回転に伴い加工するクランクシャフトの加工装置において、前記一対のクランプアームを、前記被加工部の複数箇所を同時に加工可能となるよう前記クランクシャフトの軸方向に沿って複数設けるとともに、この複数設けた一対のクランプアームを、クランプアーム相互の間隔が可変となるよう前記クランクシャフトの軸方向に沿って相対移動可能に設け、この各クランプアームの互いに隣接するもの同士の間隔が、前記クランクシャフトの軸方向に沿って設けられる前記複数の被加工部の互いに隣接するもの同士の間隔より広くなる開放間隔位置に、前記複数のクランプアームを移動させる手段を備え、前記開放間隔位置から、前記クランプアームの互いに隣接するもの同士の間隔を、前記クランプアームを軸方向に相対移動させて狭くして、前記複数の被加工部の互いに隣接するもの同士の間隔と同等となるよう保持する間隔保持部材を設け、この間隔保持部材は、前記複数の被加工部の互いに隣接するもの同士の間隔が異なる複数種のクランクシャフトに応じて複数通りの間隔保持部を備え、
   前記一対のクランプアームを、クランプアーム相互の間隔が可変となるよう前記クランクシャフトの軸方向に沿って相対移動可能な移動台上に設置し、この各移動台相互間に、互いに隣接する移動台相互で前記間隔保持部が挟持される前記間隔保持部材を設け、
   前記開放間隔位置に複数のクランプアームを移動させる手段は、前記各移動台を、前記開放間隔位置となるよう移動させる開放手段であることを特徴とするクランクシャフトの加工装置。
2. 前記間隔保持部材を前記移動台の移動方向を中心軸として回転可能に設け、前記間隔保持部材の外周部に、前記間隔保持部を前記回転方向に沿って複数設けたことを特徴とする請求項１に記載のクランクシャフトの加工装置。
3. 前記移動台を前記開放手段により前記開放間隔位置としたときに、互いに隣接する前記移動台相互の接近移動を規制する移動台規制手段を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のクランクシャフトの加工装置。
4. 前記各移動台のうち一方側の端部に位置する移動台に対し、他方側の端部に位置する移動台を移動させて突き当てることで、前記間隔保持部材の間隔保持部を挟持させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のクランクシャフトの加工装置。
5. 前記開放手段は、前記各移動台のうち前記他方側の端部に位置する移動台に固定されて該端部の移動台と共に移動可能な移動部材を備え、この移動部材に、前記他方側の端部の移動台以外の移動台に設けた規制部材が移動可能となる規制部材移動領域部を設け、この各規制部材移動領域部は、前記開放手段を前記開放間隔位置としたときに、前記各規制部材が当接して前記移動部材の開放方向への移動を規制する規制端部を備えていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のクランクシャフトの加工装置。
6. 前記移動部材を板状部材で構成し、前記規制部材移動領域部は前記板状部材に設けられ、前記規制部材が移動可能に挿入される長孔で構成されていることを特徴とする請求項５に記載のクランクシャフトの加工装置。
7. 前記間隔保持部材を支持する切替支持軸を、間隔保持部材と一体的に回転可能に設け、前記切替支持軸を、該切替支持軸を回転させる回転駆動部に対し、これら両者を接続した状態と接続を解除した状態との間を相対的に接近離反移動可能に設けたことを特徴とする請求項２ないし６のいずれか１項に記載のクランクシャフトの加工装置。

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