JPH0735691Y2 - クランクシャフト加工用保持装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、クランクシャフト加工用保持装置に関するも
のである。

［従来の技術］ クランクピンに各種加工を施すために、クランクシャフ
トを上記クランクピンの軸線まわりに回転自在に保持で
きるようにしたクランクシャフト加工用保持装置は従来
より知られている（例えば、実開昭62−147401号公報参
照）。

このような従来のクランクシャフト加工用保持装置は、
例えば第３図に示すように、クランクシャフト101を両
端部で支持し、このクランクシャフト101を適当な位相
に固定した後、フローティングカム（図示せず）によっ
て夫々ほぼ均等な把持力を加えられるようになった第１
〜第３クランプ爪102,103,104を備えたフローティング
チャックユニット105でジャーナル部106をチャッキング
（把持）するようになっている。なお、このようにチャ
ッキングされたクランクシャフト101は、加工が施され
るクランクピン107の軸線まわりに回転手段（図示せ
ず）によって自在に回転させられるようになっている。

上記クランクシャフト101の位相の固定は、チャッキン
グに先立って係止部材108と押さえ部材109とクランクア
ーム111をはさむこによって行なわれる。ここにおい
て、押さえ部材109による位相固定操作を第１〜第３ク
ランプ爪102〜104の前進・後退と連動させるために、第
１クランプ爪102と押さえ部材109とは連結部112によっ
て連結され一体化されている。そして、第１クランプ爪
102がクランクシャフト101に向かって前進してジャーナ
ル部106に接近すると、第１クランプ爪102がジャーナル
部106に当接する前に押さえ部材109の当接部113がクラ
ンクアーム111に当接し、係止部材108と押さえ部材109
（当接部113）との間にクランクアーム111をはさむこと
によってクランクシャフト101を所定の位相に固定する
ようになっている。当接部113がクランクアーム111に当
接した後、さらに第１クランプ爪102が前進したときに
は、当接部113がスプリング114の付勢力に抗してハウジ
ング115内に押し込まれ、クランクアーム111がスプリン
グ114の付勢力に応じた適度な押圧力で係止部材108と押
さえ部材1089（当接部113）との間にはさまれるように
なっている。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、第３図に示すようなクランクシャフト加
工用保持装置では、第１〜第３クランプ爪102〜104がク
ランクシャフト101をチャッキングしているときに、押
さえ部材109がクランクアーム111を押圧しているので、
その反作用としてクランクアーム111から押さえ部材109
に作用する反力が連結部112を介して第１クランプ爪102
に伝達され、第１クランプ爪102の把持力が第2,第３ク
ランプ爪103,104の把持力と等しくなくなり、均等な把
持力でクランクシャフト101を保持できなくなる。この
ため、クランクシャフト101のチャッキング位置のずれ
（いわゆるチャック芯ずれ）が発生し、加工が施される
クランクピン107の軸線まわりにクランクシャフト101を
回転させたときに回転ぶれが起こり、クランクピン107
の加工精度が低下するといった問題がある。

本考案は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであっ
て、チャッキング時の各クランプ爪の把持力を均等化し
て、クランクシャフトを適正なチャッキング位置に保持
することができ、クランクピンの加工精度の向上を図る
ことができる、簡素でコンパクトな構成のクランクシャ
フト加工用保持装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本考案は上記の目的を達するため、クランクシャフトの
端部に形成されたセンター穴と係合してクランクシャフ
トをそのジャーナル部の軸線まわりに回転可能に支持す
るセンター支持部材と、該センター支持部材によって支
持されたクランクシャフトを係止部材と押さえ部材とで
はさむことによって所定の位相に固定する位相固定手段
と、該位相固定手段によって位相が固定されたクランク
シャフトを複数のクランプ爪によってチャッキングする
フローティングチャックユニットと、チャッキングされ
たクランクシャフトを加工が施されるクランクピンの軸
線まわりに回転させる回転手段とが設けられたクランク
シャフト加工用保持装置において、押さえ部材を一定方
向に付勢するスプリングと、所定の１つのクランプ爪が
クランクシャフトから後退するときにはスプリングの付
勢力に抗して押さえ部材をスプリングの付勢方向と逆方
向に変位させるように上記クランプ爪と押さえ部材とを
係合させる一方、上記クランプ爪がクランクシャフトに
向かって前進するときにおいて上記クランプ爪がクラン
クシャフトに接近したときには上記クランプ爪と押さえ
部材との係合を解除する係合アームと、押さえ部材がス
プリングによってその付勢方向に変位させられるときに
は押さえ部材をクランクシャフトに接近する方向に変位
させてクランクシャフトの位相を固定する一方、押さえ
部材がスプリングの付勢方向と逆方向に変位させられる
ときには押さえ部材をクランクシャフトから離反する方
向に変位させてクランクシャフトの位相の固定を解除す
る移動方向変換部材とが設けられたことを特徴とするク
ランクシャフト加工用保持装置を提供する。

［考案の作用・効果］ 本考案によれば、クランプ爪がクランクシャフトに対し
て最も後退位置（アンチャック状態）にあるときには、
所定の１つのクランプ爪（以下、これを第１クランプ爪
という）が係合アームを介して押さえ部材をスプリング
の付勢力が作用する方向と逆方向に付勢して変位させて
おり、このため押さえ部材は移動方向変換部材によって
クランクシャフトから離反させられている。このとき、
第１クランプ爪と押さえ部材とは係合アームを介して力
学的に係合しており、スプリングの付勢力が、押さえ部
材と係合アームとを介してクランプ爪に伝達され、第１
クランプ爪を前進方向に押圧している。

クランクシャフトをチャッキングするために、この状態
から第１クランプ爪がクランクシャフトに向かって前進
したときには、その前進距離に相当する分だけ押さえ部
材がスプリングの付勢力によってその付勢方向に変位さ
せられ、このため押さえ部材は移動方向変換部材によっ
てクランクシャフトに接近させられる。なおこのとき、
スプリングは押さえ部材と係合アームとを介して第１ク
ランプ爪を前進方向に押圧している。そして、第１クラ
ンプ爪が所定の位置まで前進すると、押さえ部材がクラ
ンクシャフトに当接し、クランクシャフトが係止部材と
押さえ部材とによってはさまれ位相が固定される。

この状態からさらに第１クランプ爪が前進すると、押さ
え部材はクランクシャフトに当接して停止しているので
係合アームも停止し、このため第１クランプ爪だけが前
進することになるので、第１クランプ爪と係合アーム
（押さえ部材）とは力学的に遮断され、スプリングの付
勢力は第１クランプ爪に作用しなくなる。

そして、第１クランプ爪は他のクランプ爪とともにさら
に前進し、これらはクランクシャフトに当接してこれを
チャッキングするが、このとき押さえ部材と第１クラン
プ爪とは力学的に切り離されているので、クランクシャ
フトから押さえ部材に加えられる反力あるいはスプリン
グの付勢力が第１クランプ爪に作用しない。このため、
各クランプ爪は夫々等しい把持力でクランクシャフトを
把持するので、チャック芯ずれが発生ない。したがっ
て、加工が施されるクランクピンの軸線まわりにクラン
クシャフトを回転ぶれを生じさせることなく回転させる
ことができ、クランクピンの加工精度の向上を図ること
ができる。

なお、クランクシャフトのチャッキングを解除するため
にクランプ爪がクランクシャフトから後退するときに
は、第１クランプ爪が所定の位置より後退すると、第１
クランプ爪が係合アームを介して押さえ部材をスプリン
グの付勢力が作用する方向と逆の方向に変位させ、この
ため押さえ部材が移動方向変換部材によってクランクシ
ャフトから離反する方向に変位させられ、チャッキング
が解除される。

また、移動方向変換部材は、例えばスプリングの付勢方
向に対して押さえ部材と適当な角度で摺接する傾斜板の
ような簡素な構造で足りる。したがって、位相固定手段
を、第１クランプ爪と押さえ部材との間に小さな係合ア
ームを介設するとともに、おさえ部材のまわりにスプリ
ングと傾斜板を設けるといった簡素な構成にすることが
できるので、位相固定手段をフローティングチャックユ
ニット内にまとめるなどして、クランクシャフト加工用
保持装置のコンパクト化を図ることができる。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を具体的に説明する。

第１図と第２図とに示すように、クランクシャフト加工
用保持装置HSは、クランクシャフト１の長手方向の端面
に軸線方向に穿設されたセンター穴２内に、先端部がテ
ーパ状に形成されたセンター支持部材３を浅く差し込む
ことによってクランクシャフト１をジャーナル部４の軸
線まわりに回転可能に支持し、係止部材５と押さえ部材
６とでクランクアーム７をはさんでこれを所定の位相に
固定（位相決め）した後、フローティングチャックユニ
ットＦに油圧をかけ、第１〜第３クランプ爪8,9,10でジ
ャーナル部４を把持してクランクシャフト１をチャッキ
ングし、さらに回転手段11によってクランクシャフト１
を加工が施されるクランクピン12の軸線まわりに回転さ
せ、このクランクピン12に切削・研摩等の所定の加工を
施すような基本構成となっている。

上記フローティングチャックユニットＦのチャックボデ
ィ15の中央部には、これと一体的のシリンダ状のパイロ
ットブッシング16が設けられ、このパイロットブッシン
グ16内に画成される円柱状空間部にはセンター支持部材
３が嵌入され、このセンター支持部材３はパイロットブ
ッシング16の内周面に摺接しつつその軸線方向に往復移
動できるようになっている。なお、センター支持部材３
は、パイロットブッシング16内の円柱状空間部の、クラ
ンクシャフト１が配置された方向と反対側（以下、この
方向を反クランクシャフト側という）の端部を閉じる蓋
部材26に一方の端部が固定された圧縮ばね27によって常
時クランクシャフト側に付勢されており、これによって
センター支持部材３がクランクシャフト１のセンター穴
２に適度な押圧力で係合するようになっている。

また、パイロットブッシング16の外周面には略円筒状の
ドロースリーブ17が嵌合され、このドロースリーブ17は
パイロットブッシング16の外周面に摺接しつつその軸線
方向に往復移動できるようになっている。そして、この
ドロースリーブ17の外周部には、フローティングカム19
がスリーブナット18を用いてドロースリーブ17の半径方
向に若干遊動できるようにして装着されている。このフ
ローティングカム19の第１〜第３クランプ爪８〜10と対
応する部分では、クランクシャフト側にゆくほど半径方
向の厚みが大きくなるような傾斜面19aが形成されてい
る。

そして、ファルクラムピン21によってそのまわりに回動
自在に支持されるクランクレバー22が設けられ、このク
ランクレバー22の第１凸部22aはフローティングカム19
の傾斜面19aに摺接するようになっている。また、クラ
ンクレバー22の第２凸部22bは、対応するクランプ爪８
（9,10）に取り付けられたマスタジョー23と、ジャーナ
ル部４の半径方向に係合するようになっている。

さらに、ドロースリーブ17の内周面と蓋部材26とによっ
て画成される空間部24内には、図示していない油圧手段
によってドロースクリュ25を介して油圧が導入され、ま
たは油圧がリリースされるようになっている。

ここにおいて、空間部24内に油圧が導入されたときに
は、ドロースリーブ17がフローティングカム19を伴って
反クランクシャフト側に移動し、フローティングカム19
の傾斜面19aによってクランクレバー22が矢印Ａ方向に
回転させられ、これに伴って第２凸部22bがマスタジョ
ー23とともに第１〜第３クランプ爪8,9,10をジャーナル
部４の軸心方向に変位させ、ジャーナル部４を把持して
クランクシャフト１をチャッキングするようになってい
る。

一方、空間部24内の油圧がリリースされたときには、ド
ロースリーブ17（フローティングカム19）は軸線方向に
自由に移動できるフリーな状態となるが、図示していな
いばね部材によって第１〜第３クランプ爪8,9,10がもと
の位置に戻され、クランクシャフト１のチャッキングが
解除されるようになっているので、これに伴ってマスタ
ージョー23がクランクレバー22を矢印Ａと反対向きに回
転させ、これによって第１凸部22aが傾斜面19aをクラン
クシャフト側に押圧し、フローティングカム19（ドロー
スリーブ17）がクランクシャフト側の位置に戻されるよ
うになっている。したがって、第１凸部22aと傾斜面19a
とは常時摺接状態が保たれる。

そして、クランクシャフト１をチャッキングする際、第
１〜第３クランプ爪８〜10が夫々ジャーナル部４に接近
するが、最初にジャーナル部４に当接したクランプ爪８
（9,10）は、ジャーナル部４から反力を受け、この反力
はクランクレバー22を介してフローティングカム19に伝
達される。ところが前記したとおり、フローティングカ
ム19はドロースリーブ17の半径方向に若干遊動できるの
で、フローティングカム19は最初にジャーナル部４に当
接したクランプ爪８（9,10）と対応する位置から離反す
る方向、すなわち他のクランプ爪9,10に対応する位置に
接近するように変位するので、各クランプ爪８〜10から
ジャーナル部４に加えられる把持力が均等化される。こ
れによって、チャック芯ずれの発生が防止される。

以下、クランクシャフト１のチャッキングに先立ってク
ランクシャフト１を所定の位相に固定するための位相固
定手段Ｋについて説明する。

位相固定手段Ｋには、第１クランプ爪８の下側において
これに近接して押さえ部材６が配置されるとともに、水
平方向にクランクアーム７をはさむような位置に係止部
材５が配置されている。

押さえ部材６には、クランクシャフト１に対向する鉛直
方向の広がり面をもつ当接部6bと、該当接部6bの上端部
に形成される係合端6aと、当接部6bの下端部に形成され
る接続部6cと、接続部6cの、ジャーナル部４の半径方向
外側（以下、単に外側という）の端部から上向きに延び
外側に斜面6dが形成された傾斜部6eとが設けられてい
る。

当接部6bのすぐ外側でかつ接続部6cの上方となる位置に
は固定ピン32が設けられている。そして、当接部6bと傾
斜部6eとの間に形成される空間部31内には、一方の端部
が固定ピン32に固定され他方の他方が接続部6cに固定さ
れる圧縮スプリング33が設けられ、押さえ部材６はこの
圧縮スプリング33によって常時下向きに付勢されてい
る。

また、軸部34によって回動自在に支持される係合アーム
35が設けられ、この係合アーム35には第1,第２係合凸部
35a,35bが形成され、第１係合凸部35aは押さえ部材６の
係合端6aの下面に当接し、一方第２係合凸部35bは第１
クランプ爪８の下面に形成された爪側係合部8aの後面
（ジャーナル部４の半径方向にみて外側面）に当接する
ようになっている（ただし、チャッキング時には当接し
ない）。

また、傾斜部6eの外側には斜面6dと摺接する斜面36aが
形成された傾斜部材36が設けられている。そして、斜面
6dを傾斜部材36の斜面36aに摺接させつつ押さえ部材６
が上向きに変位したときには、押さえ部材６がクランク
アーム７から離反する方向に変位し、一方押さえ部材６
が下向きに変位したときには押さえ部材６がクランクア
ーム７に接近する方向に変位するようになっている。

以下、位相固定手段Ｋの作用について説明する。

クランクシャフト１がチャッキングされていないときに
は、第１クランプ爪８がクランクシャフト１から最も後
退した位置にある。このとき、第１クランプ爪８の爪側
係合部8aが係合アーム35の第２係合凸部35bを後退方向
Ｐに強く付勢している。一方、圧縮スプリング33によっ
て下向きに付勢されている押さえ部材６は係合端6aを介
して第１係合凸部35aを下向きに付勢し、係合アーム35
を反時計回りに回転させようとするが、第２係合凸部35
bが爪側係合部8aによって反時計回りの回転を規制され
ているので停止している。

ここで、クランクシャフト１をチャッキングするため
に、この状態から第１クランプ爪８がクランクシャフト
１に向かって前進方向Ｑに移動すると、この移動した距
離分だけ第２係合突部35b（係合アーム35）が反時計回
りに回転できるようになるので、これに対応する分だ
け、押さえ部材６が圧縮スプリング33の付勢力によって
下向きに変位させられ、これに伴って押さえ部材６が傾
斜部材36によってクランクアーム７側に変位させられ
る。そして、第１クランプ爪８が所定の位置まで前進し
たときに、押さえ部材６は当接部6bをクランクアーム７
の側面7aに当接させ、クランクアーム７を若干時計回り
に回転させ、係止部材５との間にクランクアーム７をは
さんでこれを固定する。このようにしてクランクシャフ
ト１が適当な位相に固定される。

この状態からさらに第１クランプ爪８がＱ方向に前進し
たときには、押さえ部材６はクランクアーム７と当接し
ているのでこれ以上は下向きに変位できず、したがって
係合アーム35もこれ以上反時計回りに回転できなくな
る。したがって、爪側係合部8aはＱ方向に前進するが、
第２係合部35bは停止しているので、爪側係合部8aと第
２係合凸部35bとは離反し、第１クランプ爪８と押さえ
部材６とが力学的に遮断される。

この後、第１クランプ爪８がさらにＱ方向に前進してク
ランクシャフト１のジャーナル部４に当接し、これとほ
ぼ同時に第2,第３クランプ爪9,10もジャーナル部４に当
接し、第１〜第３の３つのクランプ爪８〜10でジャーナ
ル部４を把持してクランクシャフト１をチャッキングす
る。このとき、押さえ部材６と第１クランプ爪８とが力
学的に遮断されているので、クランクアーム７から押さ
え部材６に作用する反力あるいは圧縮スプリング33の付
勢力が第１クランプ爪８に作用しない。このため、フロ
ーティングチャックユニットＦが効果的に働き、第１〜
第３クランプ爪８〜10が夫々等しい把持力でクランクシ
ャフト１を把持するので、チャック芯ずれが発生ない。
したがって、加工が施されるクランクピン12の軸線まわ
りにクランクシャフト１を回転ぶれを生じさせることな
く回転させることができ、クランクピン12の加工精度の
向上を図ることができる。

なお、クランクシャフト１のチャッキングを解除するた
めに第１クランプ爪８がＰ方向に後退するときには、第
１クランプ爪８の爪側係合部8aが第２係合凸部35bをＰ
方向に押圧して係合アーム35を時計回りに回転させ、こ
れに伴って押さえ部材６が上向きに変位させられ、この
ため押さえ部材６が傾斜部材36によってクランクアーム
７から離反する方向に変位させられ、クランクシャフト
１のチャッキングが解除される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の実施例を示すクランクシャフト加工
用保持装置をクランクシャフトの軸線方向にみた正面立
面説明図である。 第２図は、第１図に示すクランクシャフト加工用保持装
置の側面断面説明図である。 第３図は、従来のクランクシャフト加工用保持装置をク
ランクシャフトの軸線方向にみた正面立面説明図であ
る。 HS……クランクシャフト加工用保持装置、Ｆ……フロー
ティングチャックユニット、Ｋ……位相固定手段、１…
…クランクシャフト、２……センター穴、３……センタ
ー支持部材、４……ジャーナル部、５……係止部材、６
……押さえ部材、７……クランクアーム、８〜10……第
１〜第３クランプ爪、11……回転手段、12……クランク
ピン、19……フローティングカム、33……圧縮スプリン
グ、35……係合アーム、36……傾斜部材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】クランクシャフトの端部に形成されたセン
   ター穴と係合してクランクシャフトをそのジャーナル部
   の軸線まわりに回転可能に支持するセンター支持部材
   と、該センター支持部材によって支持されたクランクシ
   ャフトを係止部材と押さえ部材とではさむことによって
   所定の位相に固定する位相固定手段と、該位相固定手段
   によって位相が固定されたクランクシャフトを複数のク
   ランプ爪によってチャッキングするフローティングチャ
   ックユニットと、チャッキングされたクランクシャフト
   を加工が施されるクランクピンの軸線まわりに回転させ
   る回転手段とが設けられたクランクシャフト加工用保持
   装置において、 押さえ部材を一定方向に付勢するスプリングと、所定の
   １つのクランプ爪がクランクシャフトから後退するとき
   にはスプリングの付勢力に抗して押さえ部材をスプリン
   グの付勢方向と逆方向に変位させるように上記クランプ
   爪と押さえ部材とを係合させる一方、上記クランプ爪が
   クランクシャフトに向かって前進するときにおいて上記
   クランプ爪がクランクシャフトに接近したときには上記
   クランプ爪と押さえ部材との係合を解除する係合アーム
   と、押さえ部材がスプリングによってその付勢方向に変
   位させられるときには押さえ部材をクランクシャフトに
   接近する方向に変位させてクランクシャフトの位相を固
   定する一方、押さえ部材がスプリングの付勢方向と逆方
   向に変位させられるときには押さえ部材をクランクシャ
   フトから離反する方向に変位させてクランクシャフトの
   位相の固定を解除する移動方向変換部材とが設けられた
   ことを特徴とするクランクシャフト加工用保持装置。