JPS63212015A - 工作物を矯正する方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、特許請求の範囲第１項および第１４項の上位
概念に記載された方法および装置に関する。

（従来の技術》 円形に回転運動する溝を備えた工作物、例えばクランク
シャフト、ジャーナル、段付きシャフト等の疲労強度は
、その溝範囲における材料の成形形状に基づく強度減少
によって著しく左右される。

従ってこの種の工作物を処理するに当り、いわゆる「固
定圧延」と称される方法、つまり油圧式のシリンダ・ピ
ストン・ユニットにより固定圧延口−ラを溝、特に中空
溝を形成している溝囲壁に圧着寸る方法を用いることが
既に公知となっている（ドイツ連邦共和国特許第３０３
７６８８号明細書）。

この方法によれば、外層範囲における材料強度が高めら
れる一方、溝に隣接するゾーン内に有効な残留圧縮応力
が生ぜしめられ、この応力は当該工作物を後で使用する
際に著しく高い疲労強度によって顕現される。疲労強度
を高めるために所望され材料中に生ずるこの残留圧縮応
力は、不可避的に材料の反りを生せしめるという反面を
も有しており、反りの方向と値とは主として工作物の前
歴に依存している。クランクシャフトの場合、この反り
は特に主ジャーナル及びクランクピンの方向調整ミスを
、ひいてはクランクシャフト全体の歪み乃至振れを生ぜ
しめる原因となる。何故ならば、固定圧延作業に際して
はビン軸線に対するクランクアームの垂直な位置が不可
避的に偏倚されるからである。その結果として生じた理
論的回転軸線に対するクランクシャフトの回転偏倚は、
固定圧延時にクランクアームの屈曲度が規定の許容交差
内に保たれているか否かとは無関係に、後からの矯正に
よって除去されねばならない。これと同じことは、溝を
有するジャーナル又はそれに類する工作物を製作する場
合にも当てはまり、その場合も矢張り後からの作業によ
って固定圧延による反りを除かねばならない。

この種の工作物を曲げ加工によって矯正することは望ま
しくない。何故ならば、溝の範囲における有効な残留圧
縮応力が曲げによって解除され、固定圧延時にられた高
い疲労強度が失われてしまうからである。

固定圧延工程を経たクランクシャフトを上記の欠点が回
避されるようにして矯正するために提案された公知の方
法によれば、溝を形成している囲壁の適正な各箇所がそ
れぞれ１度づつ特殊な工具によって充分な力を加えられ
るようになっている（イギリス国特許第１００４９６２
号明細書、ドイツ連邦共和国特許第２５５６９７１号明
１１１ｉａ）。

このような力が加えられる矯正法は、クランクシャフト
の固定圧延後に得られた方向偏倚値の測定によって達成
される。この場合に利用される知識は、溝の周方向にお
ける限られた円弧上で有効な力が、残留している方向変
動に作用してクランクシ１？フトの振れを減少させるの
に充分な値を有しているということである。この矯正工
程においては、曲げ加工の場合と異なって、疲労強度を
損わない専ら付加的な圧縮応力が材料内にもたらされる
。然し乍らこの方法の欠点として、油圧プレスを含む付
加的な工具を備えた矯正プロセス用の特殊な加工ステー
ジ」ンが必要とされ、１０００ＫＮにも及ぶ大きな力が
クランクシャフトに加えられねばならないことが挙げら
れる。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の課題は、従来に比して著しく僅かな力によって
実施され付加的な工具を必要としないような矯正方法と
、この方法を実施するのに適した装置とを提供すること
にある。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、上記の課題は特許請求の範囲第１項お
よび第１４項の特徴概念に記載された措置によって解決
される。

（発明の作用と効果） 本発明によれば、矯正を目的とした冷間圧延作業が互い
に連続した複数の工程で行われ、各工程で用いられる力
が従来の公知の装置を利用した方法におけるより著しく
小さい約５０ＫＮ程度にまで抑えられる。従って矯正を
行うに当り、固定圧延に用いられるのと同じ装置と工具
とを利用することが可能になり、しかもその場合、矯正
工程時に固定圧延Ｏ−ラが過負荷されるという恐れが生
ずることはない。このことにより工作物の固定圧延と矯
正とを同時に同じ加工ステージョンで行うことが可能な
らしめられ、例えば固定圧延装置に内蔵された測定装置
により回転偏倚値を検出することによって、測定中に１
作物を緊締状態におくことが出来る。

（実施例） 次に添付図面に示した実施例につき本発明の詳細な説明
する。

第１図にはクランクシャフトとして形成された工作物（
１）が示されている。このクランクシャフトは、理論的
な軸線（３）、つまりこの場合はクランクシャフトの回
転軸線上に位置する各軸線を備えた５本の主ジャーナル
（２ａ）〜（２ｅ）と、各主ジャーナル（２）Ｅに配置
された４本のクランクピン（４ａ）〜（４ｄ）と、クラ
ンクピン（４）と主ジャーナル（２）との間に配置され
たクランクアーム（５）とを有している。クランクアー
ム（５）と主ジャーナル（２）乃至クランクピン（４）
との間の移行部位では、軸線（３）を中心にして回転す
る溝（６ａ）〜（６ｄ）にそれぞれ円形の横断面形状が
与えられている。工作物（１）としては、これらの溝（
６）に相当する溝を備えたジャーナル、段付きシャフト
等を対象にすることが可能であり、一般に溝は１つの横
断面から他の横断面への移行部に配置されており、欠損
した場合には横断面移行部の範囲における過度に低い疲
労強度をもたらすので、これを強化するだめに用いられ
る。

第１図の工作物（１）の上方には、クランクシャフトの
任意にとられた曲率を図平面で著しく拡大して示した振
れのダイアグラムが描かれている。

このグラフの横座標軸に沿ってプロットされているのは
、第１図のクランクシャフト左端部から各主ジャーナル
（２）の中心点までの距１１！１ｔ（ｆ）であり、縦座
標軸に沿ってプロットされているのは、その中心点が理
論的な軸線（３）からｆａ偵している誇張して示した値
（旦）である。実際に生ずる偏倚（且）は一般に糧めて
小さく、プラスにせよマイナスにせよその値は数十分の
−または数百分の一ミリメートル程度に過ぎない。更に
この第１図の撮れダイアグラムは、クランクシャフトに
おける選ばれた回転角度位置にも関連している。その他
の回転角度位置についても、適宜な振れダイアグラムを
作成することが出来る。

各主ジャーナル（２）のところにおけるクランクシャフ
トをどの程度またどの方向に矯正しなければならないか
はこの振れダイアグラムから容易に読取ることが可能で
あり、それによって主ジャー犬ル（２）の全軸線を主と
して１本の軸線、つまり理論的な軸線（３）上に位置せ
しめることが出来る。第１図に示された主ジャーナル（
２ｂ）に関しては、例えば横座標軸に対して垂直にΔＳ
２の矯正値が必要とされ、この値は以下の条件式によっ
て計算され得る： ｌｓ＋−３３１ Δ５２＝３２−８１−　（）・１２ １２＋１３ クランクシャフトを順次全ての可能な方向で矯正するこ
とは極めて煩・項であるため、本発明の方法では次のよ
うな新しい矯正方式が提案されている。

先ず初めに、回転運動の各偏倚を互いに垂直な２つの成
分に分解し、一方の成分を主平面と称する平面内に、ま
た使方の成分を０１平面と称する平面内に位置せしめる
。全てのクランクピン（４）〜（４Ｇ）が第１図に示す
ように理論的な軸線（３）をも含むただ１つの平面内に
位置すると、この平面が主平面とされ、これに対して垂
直な平面が０１平面と規定される。これに対してクラン
クピン（４ａ）〜（４ｄ）が第１図の場合とは異なって
少なくとも２つの互いに異なる平面内に位置し、例えば
クランクシャフトの周方向でそれぞれ９０”ずらして配
置されている場合には、第１図によれば２つの隣接した
クランクピン（４）間に位置する各主ジャーナル（２ｂ
）、（２Ｃ）、（２ｄ）に関し主平面と規定される平面
が、軸線（３）と側平面、つまり隣接する各クランクピ
ンの軸線および理論的な軸線（３）を通る２つの平面間
の２等分線を含む平面になる。第１図に関しては、例え
ばクランクピン（４ｂ）の軸線と軸線（３）とが第１の
平面を、クランクピン（４Ｃ）の軸線と軸線（３）とが
第２の平面を、また両平面間の２等分線と軸線（３）と
が第３の平面を規定し、この実施例では第３の平面が主
ジャーナル（２Ｃ）の主平面となる。これに対しクラン
クシャフトの端部のところに位置する主ジャーナル（２
ａ）および（２ｅ）の主平面、つまりそれぞれ１つのク
ランクピン（４ａ）乃至（４ｄ）のみがＶ４接する主平
面は、軸線（３）とこれらのクランクピン（４ａ）乃至
（４ｄ）の軸線とから生ぜしめられ、これに対して垂直
な各平面はそれぞれ副型面となる。

本発明がその根底としている認識は、副型面における矯
正操作が一般にクランクシ１！フトの主平面内での変形
をももたらすのに対し、主平面における逆の矯正操作は
事実１副平面内での反作用乃至変形を生ぜしめないとい
うことである。従って本発明による矯正方式では、先ず
初めに側平面内に位置する全ての撮れ成分が除かれ、次
に主平面内に位置する全ての振れ成分が除かれるように
なっている。

この場合、実地での応用に際しては次のような過程が辿
られる。工作物の固定圧延侵に先ず個々の各主ジャーナ
ルにおける回転運動の偏倚を測定する。次いで主平面お
よび側平面内におけるこれらの偏倚の成分を検出する。

その値が所定の交差範囲を逸脱している場合には、先ず
個々の各主ジャーナルについてその矯正値ΔＳｎを算定
して側平面内における矯正を行わねばならない。ところ
で側平面内におけるクランクシャフトの矯正に際しては
、全ての又は複数の主ジャーナルが同時にもしくは相次
いで処理される。この場合の矯正操作は有利には互いに
連続した複数の工程で行われ、各工程後にはまだ残存し
ている偏倚が測定され、後続工程は修正された矯正パラ
メータによって実施される。ここで修正された矯正パラ
メータと称するのは、特に次のような値、即ち、まだ残
存している矯正値ΔＳｎを生ぜしめるために必要とされ
、クランクシャフトの前歴に依存し、更に先行工程で主
ジャーナルに対しどのような力が及ぼされたかによって
左右される力の値を意味する。先行の矯正操作で用いら
れた矯正パラメータが考１されないとすると、矯正値と
矯正力との間の変動する関連性に基づいて、適正な矯正
が殆んど不可能になる。達成可能な矯正値と作用させる
矯正力との関係は経験的に検出することが出来る。

その都度得られた値は集成してデータバンク内にメモリ
ーしておくことが可能であり、統計的な処理に当りその
都度用いられる力に関する数値表として利用される。従
ってこの矯正力をＢｌ算するためにはデータ処理装置を
用いると有利であり、そのメモリー内には所定の全タイ
プの工作物に該当するデータが集められる。

側平面内にある全ての回転運動偏倚成分が、残存偏倚を
所望の交差範囲内におくように除かれた場合には、主平
面内にある矯正値Δ３ｈを適宜な方式で計算しｎつ経験
的に検出し、またはデータバンクから呼出したその都度
の矯正力の値を規定することにより、工作物が主平面内
で矯正される。

主平面におけるこの矯正操作も、矢張り有利には互いに
連続する複数の工程で行われ、最終的には全ての主ジャ
ーナルにおける残留偏倚が規定の交差範囲内に抑えられ
る。

更に本発明が出発点とした認識は、冷間圧延による矯正
を、従って例えば主ジャーナル（２）の溝内に差込まれ
る加圧ローラを用いた矯正を行う場合、溝を形成（制限
）している囲壁の選ばれた周区分上に加圧ローラで充分
な圧力を加えればよいということである。そのためには
、クランクシャフトが連続運動又は振子運動式に回動せ
しめられるか、或いはそれぞれの加圧ローラがクランク
シャフト乃至その理論的軸線を中心にした連続的な又は
往復動的な運動により周方向案内される。

この作業に当っては、加圧ローラによりクランクシャフ
ト上に加えられる力を、加圧ローラに対するクランクシ
ャフトのその都度の回転角度位置に応じて次のように変
化させるａ即ち、矯正作用が所望の方向でのみ、つまり
予め選ばれた区分上への加圧ローラの乗上げに際して得
られる一方、他の全ての方向では矯正作用を得るために
充分な加圧ローラの力が生ぜしめられないように変化さ
せるだけでよい。

特に実地において冷開圧延によるこの矯正法を実施する
ためには、クランクシャフトを固定圧延する自体公知の
装置（ドイツ連邦共和国特許第３０３７６８８号明細書
）が好適である。但しその場合には、該装置に成る程度
の修正を加える必要がある。本発明の目的を達成するの
に適したこの種の装置の１つを、以下第２図〜第６図に
即して説明するが、この場合の工作物（１）は単に２つ
のクランクピン（４ａ）、（４ｂ）と３つの主シャージ
ル（２ａ〉、（２ｂ）、（２Ｃ）とを備えた１本のクラ
ンクシャフトである。

第２図〜第４図に示されているように、この装置はフレ
ーム（７）内に回動可能に支承され互いに上下に配置さ
れた２本のマスターシャフト（８ａ）、（８ｂ）を有し
ており、これらのマスターシャフトは加工しようとする
工作物（１）と同じ寸法および形状を有し、図示の実施
例では適宜な数の主ジャーナル（１０ａ）、（１０ｂ）
とクランクピン（１１ａ）、（１１ｂ＞とクランクアー
ム（１２ａ）、（１２ｂ）とを有している。これら２本
のマスターシャフト（８ａ）、（８ｂ）はフレーム（７
）に取付けられたモータ（１３）によって同期的に駆動
可能であり、モータのドライブシャフト上にはｆＩＪ車
（１４）が固定されている。

この歯車（１４）はマスターシャフト（８ａ）に固定さ
れた別の歯車（１５）と結合されており、この歯１（１
５）は更に別の歯＊（１６）を介してマスターシャフト
（８ｂ）上に固定された歯車（１７）と結合されている
ので、モータ（１３）が接続されると両マスターシャフ
トは同方向で駆動される。

各主ジャーナル（１０）とクランクピン（１１）とは、
工作物（１）を掴む挟子状の保持部における下位のジョ
ー（１８）乃至（１９）内に回動可能に支承されている
。各ジョー（１８）、（１９）は第２図に示した旋回ビ
ン（２０）により保持部の上位ジ！−（２１）乃至（２
２）に旋回可能に結合されている。上位および下位の各
ジョー（２１）、（２２）、（１８）、（１９）は、そ
れぞれその前端部に圧延工具を担持している。圧延工具
には下位のジョー（１８）、（１９）内に回動可能に支
承され互いに平行に配置された円筒形の支持ローラ（２
３）と、上位のジョー（２１）、（２２）内に支承され
た成形ローラ（２４）と２つの加圧又は固定圧延ローラ
（２５）とから自体公知の形式で組合わされたものとが
設けられている（第３図および第４図参照）。この場合
、加圧ローラ（２５）の回転軸線と工作物（１）の軸線
（３）乃至この軸線（３）と平行な成形ローラ（２４）
の回転軸線とは、通常的３５°の角度で交差している。

更にこれらの加圧ローラ（２５）は周溝（２６）内に支
承されており、周Ｔ？！　（２６）は円形の横断面形状
を？し、且つ成形ローラ（２４）の端面側端部に形成さ
れている。成形ローラ（２４）がフレーム（７）内に固
定されたシャフト（２７）上に回動可能に支承されてい
るのに対し、固定圧延ローラ（２５）はケージ内で浮動
可能に成形ローラ（２４）に支承されている。

挟子状の各保持部にはそれぞれ１つの制御装置が配属さ
れているが、第３図では単に主ジャーナル（２Ｃ）の保
持部における制御装置のみが示されているに過ぎない。

この場合、各パーツ（２３）〜（２５）から成る主ジャ
ーナル（２Ｃ）の保持部用の圧延工具は、図を簡略にす
るため第４図にのみ示されており、第３図からは見てと
ることが出来ない。各制御装置は、それぞれ所属の下位
ジョー（１８）の後端に固定された液圧式又は空気圧式
のシリンダ（２８）を有しており、シリンダ（２８）内
には上位のジョー（２１）に枢支されたピストンロッド
（３０）を有するピストン（２９）が滑動自在に支承さ
れているので、上位のジョー（２１）はピストンロッド
（３０）の自行乃至各行工程により旋回ビン（２０）を
中心にして旋回可能である。ピストン（２９）の両サイ
ドに位置するシリンダ（２８）の内室は、導管（３１）
、（３２）と方向制御弁（３３）とを介して選択的に、
タンク（３４）に通じる導管（３５）又は別の導管（３
６）に接続可能である。導管（３６）は調整部材（３７
）、例えば別の方向制御弁の出口に通じており、この調
整部＠　（３７）は同時に圧力制御弁として構成するこ
とも可能であり、第２の遮断された出口を有している。

調整部材（３７）の一方の入口に接続された導管（３８
）は、制限弁（３９）を介して一方の出口に接続されて
いるか、或いは別の制限弁（４０）を介して別の方向制
御弁（４１）の他の出口に接続されており、その一方の
出口は遮断され、他方の入口は液圧乃至空気圧媒体、例
えばオイル用のモータ（４２）によって駆動されるポン
プ（４３）の出口に接続されている。更にこのポンプ（
４３）の出口は、導管（４５）を介してタンク（３４）
に接続された制限弁（４４）に接続されている。またポ
ンプ（４３）の出口は、更に制限弁（４６）を介して調
整部材（３７）の他方の入口に接続されている。

電磁弁３３．４１が例えば通常の切換磁石３３ａ、４１
ａを備えており、調整部材３７にはやはり切換磁石から
構成することのできる制御部材３７ａが付属している。

切換磁石３３ａ、４１ａと制御部材３７ａは排出制御部
４７と結ばれており、制御部材３７ａは更に出力増幅器
４８ｃの出力端子と結んである。更に各方向制御弁３３
．４１が２位置ａ　ｓ　ｂを占めることができ、８位置
は押ばね３３ｂ、４１ｂにより実現される基本位置であ
り、５位置は付属の切換磁石３３ａ、４１ａが排出制御
部４７を介し適宜に励磁されることにより実現される。

調整部材３７もやはりａとｂとの２位置を占め、５位置
は排出制御部４７または付属の出力増幅器４８ｃから制
御部材３７ａに制御信号が供給されることにより実現さ
れ、８位置は押ばね３７ｂにより実現される基本位置で
ある。更に制御部材３７は付属の出力増幅器４８ｃの方
からアナログ信号により、制御部材が再位置ａ、ｂ間の
いずれか任意の中間位置をしめ、この位置においてその
単一の開いた出力部の圧力値が両入力部の圧力に依存し
、そして矢印で示唆した通路が圧媒の通過にどの程ｒ！
１関与するかにも依存するよう、制御することができる
。図示した方向制御弁に代え、管路３６内の圧力を電気
信号等で制御されて最小値と最大値との間で無段調整で
きるものであるなら別の素子でも調整部材４７用に使用
することができる。被加工工作物１の振れまたは反りを
測定するため制御装置はフレーム７に固着した測定部材
４９を有する（第３図）。測定部材４９は例えば、押ば
ね５１により主ジャーナル２ｃに押圧されるタペット５
０を有する市販の位置検出器からなる。タペット５０の
その都度の位置に依存して測定部材４９の出力端子に電
気信号が現れ、これが主ジャーナル２Ｃに付属した測定
増幅Ｚ　５２　Ｃに供給される。主ジャーナルの内回転
からのずれを測定するのには選択的に純誘電無接触式位
置検出器も使用することができる。更に、上側ジョー２
１が付属の加圧ローラ２５または工作物１に加える力を
監視するため動力計５３を設けておくことができ、これ
は例えば抵抗線ひずみ計をジョー２１に接続して構成さ
れ、出力端子から発生した電気信号がやはり測定増幅器
５２Ｇに供給される。

別の主ジャーナル２ａ１２ｂ用の制御装置もそれに対応
して構成してあり、適宜な測定増幅器５２ａ、５２ｂま
たは出力増幅器４８ａ、４８ｂ（第３図）を備えている
。同様に構成された更に別のｉｌｌ　ｔ１１装置をクラ
ンクピン４ａ、４ｂ用ホルダに付属して設けることがで
きる。但し、設ける必要のあるのは調整に必要な部品で
はなく固定圧延に必要な部品のみである。

マスターシャフト８ａ、８ｂのその都度の角度位置を測
定するためマスターシャフトの少なくとも一つが表示部
材５４（第１図）、例えばシャフトエンコーダと結ばれ
ている。これは通常のアブソリュートシャフトエンコー
ダから構成することができ、その出力信号は増幅器５５
に供給される。

測定増幅器５２および増幅器５５の出力信号は導線束５
６を介しデータ処理袋＠５７に、そしてそこから別の導
線束５８を介し出力増幅Ｖ！Ａ４８ａ。

４８ｂ、４８ｃに供給される。最後に、概略図示したデ
ータメモリ５９をコンピュータ５７に付属して設けるこ
とができる。

以上説明した装置の動作は次のとおりである。

第一加工行程において工作物１、つまり第１〜４図に示
したクランク軸について例えば通常の固定レベリングを
行うとする。このため、第３図に示す方向制御弁３３．
４１および調整部材３７の基本位置ａから出発して、ま
ず方向制御弁３３は、適宜なスイッチを備えるかまたは
自動制御可能な排出制御部４７により、付属の切換磁石
が適宜に励磁されて、ｂ位置に制御される。これにより
導管３１がタンク３４と結ばれ、そして導管３２は調整
部材３７および制限弁４６を介しポンプ４３に至る導管
３６と結ばれる。それゆえモータ４２を入れるとピスト
ンロンド３０がシリンダ２８に進入してかん吊状ホルダ
が開く。

次に被加工クランク軸をホルダに挿入し、その主ジャー
ナル２またはクランクピン４をそれぞれ付属の下側ジョ
ー１８または１９の支持ローラ２３に載置する。これ警
よマスターシャフト８ａ１８ｂ／ｆｉ適宜な形状にしで
あるので容易に可能である（特に第２図参照）。次に方
向ＩＩＩＩ制御弁３３を付属の切換磁石の消磁により基
本位置ａに戻し、同時に調整部材３７を排出制御部４７
によりｂ位置に移動させる。これにより導管３２がタン
ク４３と結ばれ、導管３１は制限弁３９を介しポンプ４
３と結ばれる。それゆえモータ４２を入れるとピストン
ロンド３０が進出し、かん吊状ホルダは制限弁３９によ
り設定された圧力でもって閉じられる。

モータ１３を入れるといまや両マスターシャフト８ａ、
８ｂが回転し、これにより、そのクランクピン１１ａ、
１１ｂにｖｉ着されたジョー１９．２０が循環回転運動
を起こし、この運動が被加工クランク軸のクランクピン
４ａ、４ｂに適宜に伝速される。その結果、加圧ローラ
２５がクランクピン４ａ、４ｂおよび主ジャーナル２ａ
、２ｂ、２Ｃの溝内に転勤して希望する固定圧延を惹き
起こす。加圧ローラ２５が溝壁に加える力は制限弁３９
を使って手動で、または自動でも、調整することができ
る。

固定圧延が終了するとモータ１３を切り、適宜制御によ
りかん吊状ホルダを再び聞く。いまや加工済みクランク
軸を取り出し、任意の方式で周知の如くに、固定圧延操
作後に存在する偏差、矯正寸法△Ｓｎ、Δｓｈと所要の
矯正力とを求めるため測定することができる。

工作物１の測定は上記装置を使用した場合主に工作物を
かん千秋ホルダ内で固定したまま測定部材４９で触針し
て行う。その際加圧ローラ２５が大きな力を加えること
のないよう方向制御弁３３．４１を基本位置ａにとどめ
、排出制御部４７により調整部材３７をｂ位置に制御す
る。これによりいまや導管３１は制限弁４６を介し、制
限弁３９より低い圧力に設定されたポンプ４３と結ばれ
る。

モータ１３を再投入すると被加工クランク軸が再びその
特徴的回転運動を行う。同時に測定部材４９が活性化さ
れ、その測定信号は測定増幅器５２および導線束５６を
介しデータ処理装置５７に供給され、データ処理装置に
は更に表示部材５４の出力信号が常時供給される。デー
タ処理装置５７ｔよいまや事前に入力されたプログラム
に従って、そして連続的に供給される測定部材４つおよ
び表示部材５４のデータに基づいてまず主ジャーナル２
ａ、２ｂ、２ｃのすべてについて内回転偏差の大きさお
よび方向をそれぞれ求め、引き続ぎ矯正寸法Δ３ｎ、△
３ｈと加圧ローラ２５が主ジャーナル２ａ１２ｂ、２Ｃ
に加える矯正力とを計ｎする。その際、データメモリ５
９に記憶された類似工作物種に係るすべての値および依
存性を考慮することができる。次にデータ処理装置５７
は求めた矯正力を調整部材３７の制御部材３７ａ用アナ
ログ調整信号に換算する。

＠後に本来の圧延操作を行う。このため被加工クランク
軸をかん千秋ホルダ内にとどめ、方向制御弁３３と調整
部材３７とを基本位置ａに制御する。だが方向制御弁４
１はｂ位置に移動ざぜる。

モータ１３．４２を入れると被加工クランク軸が再び特
徴的回転運動をはじめ、同時に導管３１がまず制限弁４
６を介しポンプ４３と結ばれる。

マスターシャフト８ａ、８ｂとともに常時回転する表示
部材５４の制御下、データ処理装置がその後の経過のな
かで絶えず制御信号を伝送し、制御信号は導線束５８お
よび出力増幅器４８ａ、４８ｂ、４８Ｇを介し制御部材
３７ａに供給される。

その結果、その弁棒が惇出された矯正力に応じて多かれ
少なかれｂ位置の方向に摺動し、その結果導管３６内に
圧力が生成する。この圧力は制限弁４６の最小値と制限
弁４０の最大値との間とすることができる。更に前記圧
力は表示部材５４とデータ処理装置５７とを頼りに、ま
ずすべての主ジャーナルについて側平面で矯正操作のみ
行われるよう制御される。この矯正操作は好ましくは主
ジャーナルの幾つかまたは全部について同時または順次
に、そして上記説明に従って幾つかの連続した行程にお
いて行い、その間に、得られたデータをデータメモリ５
９に蓄積し、次に各後続の行程のため新たな矯正パラメ
ータを棹出できるよう、クランク軸を再度測定する。側
平面での矯正操作が終了し、許容できない円回転偏差が
僅かに主平面にのみ存在するようになると、同様にして
更に矯正操作を行って主平面上に存在する円回転偏差も
十分小さくする。その際、いずれかの主ジャーナルにつ
いて矯正操作を行う方向が、付属の調整部材３７が適切
な瞬間に導管３６内に十分に大きな圧力を用意する一方
、残りすべての時点では導管３６内の圧力が矯正操作を
惹き起こし得ない圧力に低下することを基準にしてのみ
予め選定することができると有利である。更に各主ジャ
ーナル２ａ、２ｂ、２ｃがそれぞれにホルダと制御装置
とを備えているので、どの主ジャーナルも主平面および
側平面が異なる場合でも、単一の作業行程で各種の矯正
操作を行うことができる。

最後に、有り得るすべての加工状況において危険な超過
圧力の発生を避けるため制限弁４４で最大系圧力が具現
される。更に、動力計５３を頼りに加圧ローラ２５に実
際に加わる力を常時監視し、またデータ処理装置５７の
算出した矯正力が工作物１または主ジャーナル２に実際
にも加わるよう必要ならシリンダ２８用制御回路を設け
ることも可能である。

データ処理装置の使用が望ましくない場合、矯正中シリ
ンダ２８に供給する圧力は第５図に概略示した機構で各
調整部ｖＪ３７を制御することによっても生成すること
ができる。前記機構は、切換磁石に代え、調整部材３７
の弁棒に結合したスリーブ６０を含み、スリーブ内でタ
ペット６１を摺動可能に案内している。スリーブ６０は
垂直に張り出したアーム６２、そしてタペット６１は垂
直に張り出し溝孔を通しスリーブ壁内に突入したアーム
６３を有する。アーム６３内で調整ねり６４が回転自在
に、但し軸方向に摺動不可能に支承してあり、そのねじ
部はアーム６２のねじ孔に通しである。それゆえ調整ね
じを回すことによりタペッ１−６１のスリーブ６０から
張り出した末端６５と弁棒との距離を変えることができ
る。

タペット６１の遊端は、弁棒に加わる押ばね３７ｂによ
り＆ｌ制御部材としてのカムディスク６７に押圧される
。カムディスクは例えばマスターシｐフｌ−８ａの遊端
に固着してあり、その回転運動を一緒に行う。カムディ
スク６７のどの円周部分が前記末端６５に作用するかに
応じて、第３図を基に説明した実施態様におけるように
加圧ローラ２５に多かれ少なかれ力が加わる。カムディ
スク６７は固定ねじ６８を使ってマスターシャフト８ａ
に固着され、マスターシャフトに対し、従って被矯正ク
ランク軸に対しても相対的に常に同一の回転角度位置を
占める。その際、所要の矯正力に応じてｆ７Ｉｌ平面で
の矯正と主平面での矯正とに必要なら異なるカムディス
ク６７を使用する。更にこのカムディスクは矯正力を作
用させる方向に応じてシャフト８ａ上で回して正確に調
整する。調整ねじ６４を回すことにより最大矯正力の大
きざをその都度変更することができる。

第６図に概略示した主ジャーナル２のいずれかを矯正す
るのに本来必要なのは矯正力を単に一回、理論的軸線３
と平行な想定線に沿って主ジャーナル２の周面に加える
ことだけであろう。この想定線は矯正操作方向を意味す
る矢印■の延長上にある。しかしその際に支出しなけれ
ばならない矯正力はきわめて大きいであろう。だが意外
にも冷間圧延による矯正では矯正力は、第６図に太い線
で概略示唆した選択部分６９に沿って矯正力を加えるな
ら、そしてこの選択部分６９を加圧ローラ２５で数回圧
延するなら、例えば５０ｋＮとはるかに小さくても十分
であることが判明した。部分６９は主ジャーナル２の周
面に沿って想定線の両側に概ね同じだけ合計例えば１０
〜２０°の円弧にわたって延びている。主ジャーナル２
に加圧ローラ２５がめり込むのを避けるため、シリンダ
２８に加わる圧力は望ましくはその都度加圧ローラ２５
が選択部分６９に乗り上がる前に徐々に最大値にまで昌
め、次に部分６つに沿ってこの最大値に保持し、そして
部分６９から離れた後は徐々に再び小さくしていく。デ
ータ処理装ｖ１５７を使用する場合この圧力増減を適宜
なプログラムによって行うことができる。第５図のカム
ディスクを使用する場合この制御はカムディスクの周面
に概ね円形の部分７０と上シＩする部分７１と別の円形
部分７２と下降する部分７３とを設け、部分７２を主ジ
ャーナル２の周面のうちそれに沿って加圧ローラ２５が
矯正操作に必要な矯正力を加える部分に一致させること
により行う。この制御方式において被加工クランク軸の
１回転に必要な時間を低減するのが望ましい場合、加圧
ローラ２５が選択部分６９上にないとき常にモータ１３
を高速回転段に調整するだけでよい。

選択的に、加圧ローラ２５が常に予め選択した部分６９
とそれに隣接した狭い部分の上のみを走行するようマス
ターシャフト８ａ、８ｂと被矯正クランク軸とに往復振
子運動を行わせることによつでも、矯正操作を行うこと
ができる。この場合にも加圧ローラ２５に加わる圧力を
望ましくは隣接範囲で徐々に増減する。この実施態様で
もデータ処理１！！ｉ置５７かカムディスク６７のいず
れかを選択して利用することができる。モータ１３とし
てこの場合適宜な制御装置を備えた可逆モータを使用す
るのが望ましい。

冷間圧延による矯正時重要なパラメータは更に選択部分
６９の圧延回数である。圧延時、つまり加圧ローラ２５
が選択部分６９に作用すると門溝６の底方向に流れるの
が妨げられることがあり、数回圧延してはじめてこれを
補償することができるので、加圧ローラは選択部分６９
上に少なくとも５回、好ましくは少なくとも１０回導く
のが望ましい。

本発明は以上説明した実施例に限定されるものでなく、
さまざまに変形することができる。このことは例えば上
述の制御装置、調整部材、制御部材、測定部材、表示部
材についても当てはまる。

また特に、以上説明した装置を工作物１の固定圧延にも
測定および矯正にも利用することは、望ましいことでは
あるが、必要はない。或は、特にクランク軸の測定を装
置の外で行い、固定圧延と矯正とに２台の装置を設け、
そのうち一方を専ら固定圧延に、そして他方を専ら矯正
に利用することも可能であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図はクランク軸に関する振れ線図、第２図は工作物
、特にクランク軸を矯正する本発明装置の平面図、第３
図は第２図■−■線に沿った断面図、第４図は第１図に
示す装置の部分正面拡大図、第５図は第３図に示す細部
の変形、第６図は本発明方法をクランク軸の主ジャーナ
ルに適用した図。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　工作物、特に理論的な軸線とこの軸線を中心にして
   円形に回転運動する少なくとも１つの溝を有するクラン
   クシャフトを矯正する方法であって、この場合、軸線に
   対し横方向に可動な且つ溝内に差込み可能な工具により
   、溝を制限している囲壁の少なくとも１つの予選択可能
   な区分に圧力を加える形式のものにおいて、溝囲壁の冷
   間圧延によって矯正ぎめを行うことを特徴とする方法 ２　冷間圧延を少なくとも１つの加圧ローラ（２５）に
   よって行い、この冷間圧延を行う間に軸線（３）を中心
   にした工作物（１）と加圧ローラ（２５）との間の相対
   的な回転運動を生ぜしめ、少なくとも加圧ローラ（２５
   ）が溝囲壁の予選択された区分（６９）上を回動する際
   には、常に、矯正の工程を行わせる力を加圧ローラ（２
   ５）に作用せしめることを特徴とする前記特許請求の範
   囲第１項に記載の方法 ３　工作物（１）または加圧ローラ（２５）に往復振子
   運動を与えることを特徴とする前記特許請求の範囲第２
   項に記載の方法 ４　工作物（１）または加圧ローラ（２５）に連続的な
   周方向回転運動を与えることを特徴とする前記特許請求
   の範囲第２項に記載の方法 ５　加圧ローラ（２５）に作用する力を該ローラが予選
   択された区分に乗上げるごとに漸次その最高値にまで高
   め、この最高値を維持し、更に加圧ローラ（２５）がこ
   の区分（６９）を後にする前に最高値を次第に低下させ
   ることを特徴とする前記特許請求の範囲第３項または第
   ４項に記載の方法 ６　加圧ローラ（２５）が予選択された区分（６９）外
   に位置している時間中に回転運動の角速度を増大させる
   ことを特徴とする前記特許請求の範囲第４項または第５
   項に記載の方法 ７　予選択された区分（６９）を１０回まで加圧ローラ
   （２５）で処理することを特徴とする前記特許請求の範
   囲第１項〜第６項の少なくとも１項に記載の方法 ８　１つの溝と１つのクランクピンとを有する少なくと
   も２つの主ジャーナルを備えた振れを呈するクランクシ
   ャフトを矯正する前記特許請求の範囲第１項〜第７項の
   少なくとも１項に記載の方法において、固定圧延後に主
   ジャーナル（２）におけるクランクシャフトの回転偏倚
   を測定し、次いで主ジャーナル（２）の溝（６）の囲壁
   を冷間圧延することによりこのクランクシャフトの矯正
   を行うことを特徴とする方法 ９　クランクシャフトの冷間圧延を固定圧延によって行
   うことを特徴とする前記特許請求の範囲第８項に記載の
   方法 １０　複数の主ジャーナル及びクランクピンを有するク
   ランクシャフトを矯正する前記特許請求の範囲第１項〜
   第９項の少なくとも１項に記載の方法であって、この場
   合、各クランクピンにおける全ての軸線が理論的な軸線
   （３）をも含むただ１つの主平面内に位置している形式
   のものにおいて、クランクシャフトを先ずその副平面内
   で、次いでその主平面内でも矯正し、その際に副平面が
   主平面に対して垂直に伸びると同時に理論的な軸線（３
   ）を含むようにすることを特徴とする方法 １１　複数の主ジャーナル及びクランクピンを有するク
   ランクシャフトを矯正する前記特許請求の範囲第１項〜
   第９項の少なくとも１項に記載の方法であって、この場
   合、各クランクピンにおける軸線が全ては理論的な軸線
   （３）を含む平面内に位置しておらず、各主ジャーナル
   に１つ又は２つのクランクピンが隣接している形式のも
   のにおいて、クランクシャフトを先ずその副平面内で、
   次いでその主平面内でも矯正し、その際各主ジャーナル
   （２）のために、理論的な軸線（３）と隣接する単一の
   クランクピン（４）の軸線とを含む平面、もしくは隣接
   する各クランクピン（４）の軸線と理論的な軸線（３）
   とによって生ずる両平面間の２等分線と理論的な軸線（
   ３）とを含む平面を主平面として規定し、更にこの場合
   、各主ジャーナル（２）のためにはその副平面を主平面
   に対して垂直に延在せしめることを特徴とする方法 １２　複数の又は全ての主ジャーナル（２）における溝
   （６）の囲壁を同時に冷間圧延することによって矯正を
   行うことを特徴とする前記特許請求の範囲第８項〜第１
   １項の少なくとも１項に記載の方法 １３　矯正を連続的な工程で行い、工作物（１）を各工
   程後にその都度あらためて測定し、次の工程を先行工程
   を考慮して修正された矯正パラメータに即して行うこと
   を特徴とする前記特許請求の範囲第１項〜第１２項の少
   なくとも１項に記載の方法 １４　前記特許請求の範囲第１項〜第１３項の少なくと
   も１項に記載の方法を実施するためのクランクシャフト
   の矯正装置であって、主ジャーナル及びクランクピンの
   数に等しい数の保持部とジョーの締付力を制御するため
   の各保持部用の制御装置とを有しており、２本のマスタ
   ーシャフトによって担持される挟子状の保持部が、所属
   の主ジャーナル又はクランクピンを締付固定するための
   互いに旋回可能に結合された２つのジョーを有しており
   、この場合、少なくとも主ジャーナルに配属された保持
   部においては、一方のジョーに少なくとも１つの支持ロ
   ーラが設けられ、他方のジョーには溝内に差込むための
   少なくとも１つの加圧ローラが設けられている形式のも
   のにおいて、主ジャーナル（２）に配属された保持部の
   各制御装置が、所属の主ジャーナル（２）の範囲におけ
   る回転偏倚を検出するための測定部材（４９）と調整部
   材（３７）とを有しており、この調整部材（３７）を用
   いることによって、加圧ローラ（２５）により作用せし
   められる力がクランクシャフトにおけるその都度の回転
   角度位置に応じて主ジャーナル（２）を矯正するために
   規定された値で調整可能ならしめられていることを特徴
   とする装置 １５　クランクシャフトにおけるその都度の回転角度位
   置を示し、全ての制御装置に接続された少なくとも１つ
   の表示部材（５４）を有していることを特徴とする前記
   特許請求の範囲第１４項に記載の装置 １６　加圧ローラ（２５）によって生ぜしめられる力を
   自動的に制御するための制御部材（３７ａ）が各調整部
   材（３７）に配属されていることを特徴とする前記特許
   請求の範囲第１４項または第１５項に記載の装置 １７　制御部材（３７ａ）と測定部材（４９）と表示部
   材（５４）とが１つのデータ処理装置（５７）に接続さ
   れていることを特徴とする前記特許請求の範囲第１６項
   に記載の装置