JPS6322211A - クランク軸加工装置 - 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、クランク軸のクランク・ピンを加工するため
の装置に関する。

（従来の技術） 内燃レシプロ・エンジンに用いられるクランク軸は、エ
ンジン・クランク・ケースに回転可能に取り付けるため
の少なくとも二つの主ベアリングと、ピストン取り付は
用ロッドを回転可能に取り付けるための複数のクランク
・ピンとを有している。更に、これらのクランク・ピン
は、前記クランク軸の回転軸心にほぼ平行にしかも半径
方向に離反した軸心を有している。その結果、これらク
ランク・ピンは前記クランク軸の回転の間、周期的に円
運動する。

前記クランク軸用の主ベアリング及びクランク・ピンは
、ベアリング面を形成するために加工しなければならな
い、前記主ベアリングは、前記クランク軸の軸心回りに
回転駆動されるだけであるので、この主ベアリングの加
工は旋削、研削、等により直接的に行なわれる。

これに対し、クランク・ピンのベアリング面を形成する
ための加工作業にはもつと困難な問題が存在する。とい
うのは、前記クランク・ピンの軸心は前記クランク軸の
回転軸心から半径方向にオフセットされているからであ
る。このクランク・ピンを加工する装置は従来より種々
知られている。

そのひとつとして、クランク軸をクランク・ピンの軸心
回りに回転駆動して、従来の方法によりクランク・ピン
を加工する方法がある。しかしながら、この方法は、ク
ランク軸をそれぞれ異なつたクランク・ピン回りで回転
駆動しなければならないので好ましくない、即ち、クラ
ンク軸上において加工作業を複数回、連続して行なわな
ければならず、クランク軸全体の製造コストと製造所要
時間を増加させてしまうのである。

そこで、クランク軸のクランク・ピン全てを同時に加工
する装置が種々知られている６一般に、この用な装置は
、加工すべきクランク軸上器ク・ビンに対応する複数の
オフセットされたクランク・ピンを備えた第１マスター
軸を有している。

この第１マスター軸は、ハウジングに回転可能に取り付
けられ、一方、もう一つのこれとほぼ同等のマスター軸
がクレイドルの一端に回転可能に取り付けられている。

そしてこのクレイドルの他端は、前記第１マスター軸の
回転軸心回りで回動可能に取り付けられ、しかも第１位
置と第２位置との間を移動可能に構成されている。これ
らのマスター軸は互いにほぼ同等であるので、前記第１
マスター軸上のクランク・ピンは、それぞれ、前記第２
マスター軸上のクランク・ピンと、半径方向に同じ量オ
フセットされしかも同じ角度を持って位置している。

そして、両マスター軸上の対応するクランク・ピンには
、それぞれプレート状の回動部材が回転可能に取り付け
られている。これにより、前記両マスター軸及び前記ク
ランク軸が同期して回転駆動されると、前記回動部材は
前記クランク軸上の対応するクランク・ピンにたいして
周期的運動を繰り返す、前記クレードルがその第１位置
から第２位置へと移動すると、前記回動部材に取り付け
られた工具用のバイトが、前記クランク軸に取り付けら
れた対応するクランク・ピンと係合しこれを機械加工す
るのである。従来においては、前記工具は、クレードル
が第１位置から第２位置へと移動するとき、クランク・
ピンに対して直径方向に係合するように構成されている
。

従って、従来のクランク軸加工装置のひとつの欠点は、
全てのクランク・ピンが同時に加工されるので、加工作
業中、工具及びクランク軸が非常に大きな荷重や圧力を
受けることである。この大きな荷重は、クランク軸を加
熱させたり、時には歪みを生じさせたりするばかりでは
なく、切断具の寿命を縮める。従って、前記工具を頻繁
に取り替える必要が生じ、これにより装置の動作不能時
間が生じる。

（発明が解決すべき問題点） 本発明の目的は、上述した様な従来の装置が持つ全ての
欠点を解消する、クランク軸のクランク・ピンを加工す
るための装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明に関する装置は、複数のクランク・ピンを同時に
加工する従来の装置と同様に、ハウジング内に回転可能
に取り付けられた、加工すべきクランク軸のクランク・
ピンに対応するクランク・ピンを有するひとつのマスタ
ー軸を有している。

そして、これに対して、第２のマスター軸がクレードル
に回転可能に取り付けられ、これにより前記第１マスタ
ー軸の回転軸心回りに回動可能な状態で、前記ハウジン
グに取り付けられている。

同様に、複数の回動部材が前記二つのマスター軸上の対
応するクランク・ピンの間に回転可能に取り付けられ、
ひとつひとつのクランク・ピンが前記クランク軸上で＠
械加工される様になっている。従って、前記両マスター
軸及び前記クランク軸が同期して駆動されると、これ゛
らの回動部材は前記クランク軸クランク・ピンの周期的
運動に対応して、周期的なパターンで作動する。

しかしながら、本発明の装置においては従来の装置と異
なり、それぞれの回動部材にはブローチが固定されてお
り、前記クレードルが第１位置から第２位置へと回動す
ると、このブローチが対応するクランク・ピンに対して
接線方向に移動し、これらのブローチがターン・ブロー
チによりクランク・ピンをｉ械加工する様に構成されて
いる。

（作用及び効果） 上述の説明で明かな様に、本発明の装置においては、ク
ランク軸のクランク・ピンをターン・ブローチ作業によ
り機−加工する。そして、それぞれのブローチ切断刃が
クランク・ピンから取り除く切断量は比較的僅かなもの
であるので、このクランク軸クランク・ピンに加わる圧
力を最小限にとどめることができ、加工作業中における
クランク軸の加熱および加熱による歪みを最小限にし、
前記ブローチの寿命を延ばすことができるのである。

（実施例） 先ず第８図において、略図的に示したクランク軸１０は
、使用時に、その軸芯１２回りで回転する。互いに間隔
を置いて配設された複数の主ジャーナル１４は、前記ク
ランク軸１０の軸芯１２と同軸であるから、従来の方法
で機械加工される。

又、複数のクランク・ピン１６は、それぞれ前記クラン
ク軸軸芯１２に対して平行で、しかも半径方向にオフセ
ットされた軸芯を有している。そして、本発明による装
置は、これらクランク・ピン１６を次に詳述する方法で
機械加工しベアリング面を形成する。

第１図及び第２図において、本発明に関する装置は、前
面２２及び後面３０、底面２８、側面２４を備えたハウ
ジング２０を有する。このハウジング２０には、第１マ
スター軸２６が従来の手段により回転可能に取り付けら
れ、更にこの軸２６は前記ハウジング２０の前記底面２
８に近接し、かつこの底面２８から上方にそして前記後
面３０からは内方に離反して配設されている。第８図に
おいて、前記マスター軸２６はその軸芯３２回りで回転
駆動されるが、このマスター軸２６は前記軸芯３２から
半径方向にオフセットされた複数のクランク・ピン３４
を有する。更に、これらのクランク・ピン３４は、それ
ぞれ前記クランク軸ｌＯの対応するクランク・ピン１６
の角度及び半径方向オフセット量に応じた呈で前記軸芯
３２からその角度においてそして半径方向にオフセット
された軸芯を有している。

第２図、第３図及び第５図において、クレードル４０は
二つの互いに離反した側方アーム４２を有し、これらの
アーム４２は前記マスター軸２６の軸芯３２回りの一端
部４４において回動可能に取り付けられている。そして
、これらのアーム４２の他の端部５０に近くにおいて、
両アーム４２間にクロス・バー４８を延設し、前記クレ
ードル４０全体が前記マスター軸−２６の軸芯３２を中
心にして回動する様に構成されている。

第３図及び第５図に示す様に、前記クレードル４０の側
方アーム４２の上端部５０近くには、前記第１マスター
軸２６とほぼ同一の第２マスター軸５２が回転可能に取
り付けられている。更に、この第２マスター軸５２の軸
芯は、前記クレードル４０の回動位置にかかわりなく、
常に前記第１マスター軸２６の軸芯３２に対して平行か
つ離反している。

第１図及び第２図において、前記ハウジング２０には一
対のクランク軸チャック５６が回転可能に取り付けられ
、しかもこれらチャック５６は互いに同軸に、かつ前記
両マスター軸２６．５２の両軸芯に対して平行に配設さ
れている。更に、これらチャック５６は、互いに離反し
、機械加工すべき前記クランク軸１０の両端部を保持す
る様に構成されている。このクランク軸１０を、前記チ
ャック５６に取り付けたり、このチャック５６．から取
り外すには、従来の取り付は及び取り外し手段５８（第
２図参照）を用いれば−よい。そして、前記クランク軸
１０がこれらチャック５６に取り付けられると、前記ク
ランク軸１０は、そのクランク・ピン１６が、前記両マ
スター軸２６．５２上の対応するクランク・ピンと同じ
角度を持つ様に取り付けられる。

第４図及び第５図において、本発明に関する装置は、更
に複数のほぼ平坦な回動部材６０を有し、これら回動部
材６０はそれぞれ前記クランク軸１０上の対応するクラ
ンク・ピン１６と、従って前記両マスター軸２６．５２
上の対応するクランク・ピン３４と連動する。前記回動
部材６０は、それぞれその下端部６２近くで従来式のベ
アリング６１を介して前記マスター軸２６上の対応する
クランク・ピン３４に回転可能に取り付けられている。

同様に、各回動部材６０の上端部６６は、第２マスター
軸５２上のクランク・ピン６８に連動すべく、ベアリン
グ６３によって回転可能に取り付けられている。更に、
こ′の回動部材６０は、前記両マスター軸２６．５２間
の小誤差を許容するために、前記クランク・ピン６−８
と上方で回転連結する部分近くにおいて、ナックル・ジ
ヨイント７１を有している。

第１図及び第２図において、モータ７０は、前記第１マ
スター軸２６に固定された第１ギア７２を回転駆動する
。この第１ギア７２にはアイドルギア７４．７６が噛合
する。そして、これらアイドルギア７４．７６は、それ
ぞれ前記第２マスター軸５２に固定されたピニオン７８
、及び前記クランク軸チャック５６の一つに固定された
ピニオン８０を回転駆動する。

前記ハウジング２０の他の側面２４側にも、必要に応じ
て、ほぼ同様のギアｖ１構企設けることができ、前記モ
ータ７０を始動すると、前記両マスター軸２６．５２と
前記クランク軸チャック５６とが互いに同期して回転駆
動される。

再び第４図において、第１マスター軸２６のクランク・
ピン３４の周期的な円運動は、同様の周期的な円運動を
前記回動部材６０に与える。従って、もし前記クレード
ル４０が静止状態に維持されているとすれば、それぞれ
の回動部材６０の前端部９０は、この特定の回動部材６
０に連動した前記クランク軸クランク・ピン１６に対し
て一定の間隔を維持する。

第３図及び第４図において、前述した様に、前記クレー
ドル４０は、破線で示された第１位置と実線で示された
第２位置との間を回動する。前記回動部材６０を第１及
び第２位置間で回動させるには、いかなる従来手段を用
いることも可能であるが、ここでは、ギア・ラック９２
（第３図参照）が前記ハウジング２０に回転可能に取り
付けられた、モータにより駆動されるピニオン９４と噛
合し、このピニオン９４が回転することで前記クレード
ル４０がその第１位置と第２位置との間を回動する様に
なっている。尚、このピニオン９４の駆動には、サーボ
モータとエンコーダを使用することが好ましい。

第４図及び第６図に示す様に、それぞれの回動部材６０
の前端部９０にはブローチ９６が固定されている。これ
らブローチ９６はそれぞれ複数の切断刃９８を有し、こ
れらは、第一４図において強調的に示されている様に、
前記ブローチ９６の上端から下端に向けて徐々に外方へ
突出している。

従って、このブローチ９６がその第１回動位置（破線）
から第２回動位置（実線）へと移動すると、前記ブロー
チ用切断刃９８はその接線方向において前記クランク軸
クランク・ピン１６に係合し、その最下端の切断刃９８
′に向って、このクランク軸クランク・ピン１６を所望
の直径になるまで徐々に深く切り込み加工してゆく。

第６図において、本発明の一形態として、前記ブローチ
９６に取り付けられた切断刃９８が、前記クランク・ピ
ン１６の軸芯に対し、ほぼ平行に延出したものがある。

従って、これら切断刃９８が前記クランク軸クランク・
ピン１６に係合すると、このクランク・ピン１６は、タ
ーン・ブローチによってｔＲ械前加工れた様に、シェー
ビング加工される。更に、第６図に示す様に、ひとつの
ブローチ９６の切断刃９８を別の回動部材６０のブロー
チ９６′に取り付けられた切断刃９８に対してオフセッ
トすれば、前記回動部材６０の回動位置にかかわらず、
前記クランク・ピン１６に係合する切断刃９８の数ｔｆ
ｔ小眼にとどめることができて好都合である。つまり、
これら切断刃９８のオフセットをそれぞれのブローチに
より変化させると、前述のターン・ブローチ作業中に工
具に加わる圧力分最小限にとどめることができるのであ
る。

第７図は前記ブローチ９６の別形態を示している。この
ブローチ９６の切断刃９８″は前記クランク軸クランク
・ピン１６の軸芯に対して斜めに取り付けられている。

従って、この第７図に示すブローチ９６を第６図に示し
たブローチの代わりに用いた場合、前記クランク軸クラ
ンク・ピン１６はシェービング加工というよりはむしろ
スカイビング加工される。しかしながら、これらシェー
ビング加工及びスカイビング加工は共に、本発明におい
ては、前述のターン・ブローチ加工として総括されるも
のである。

次に本装置を用いた実際の作業を詳述する。先ず、クラ
ンク軸クランク・ピン１−６が、前記両マスター軸２６
．５２上の対応する、或いは、連動するクランク・ピン
３４と同じ角度の位置に置かれる様に、クランク軸１０
がクランク軸チャック５６に取り付けられる。この時、
前記クレードル４０はその最下端位置にあるので、前記
回動部材６０も又、第４図中において破線で示されたそ
の下方或いは第１位置にある。

次に、前記モータ７０により、前記両マスター軸２６．
５２と前記クランク軸１０とを同期をとりながら回転駆
動する。これと同時に、前記ピニオン９４（第３図参照
）も又、回転駆動され、前記クレードル４０を第４図中
において破線で示されたその第１位置から、同図中にお
いて実線で示されたその第２位置へと回動する。これに
より、前記ブローチ９６は、それぞれこれと連動するク
ランク・ピン１６に接線方向で係合し、このクランク・
ピン１６を機械加工する。尚、この実施例においては、
一つの回動部材６０のブローチ切断刃は他の回動部材６
０のブローチ切断刃に対して長手方向においてオフセッ
トされ−ているので、前記ターン・ブローチ作業中に工
具に加わる圧力が最小限にとどまる。

前記クレードル４０がその第２回動位置に到達すると、
前記クランク・ピン１６のターン・ブローチ作業は完了
し、前記クランク軸１０が取り除かれ、新しいクランク
軸１０と取り替えられて、上記の工程が繰り返される。

尚、前記サーボモータ及びエンコーダを使用することに
より、この装置を従来のプランジ・ターニングあるいは
面仕上げ具、等と共にに用いることが可能になる。

更に、本発明の記述を参照することにより、当業者がこ
の発明を、特許請求の範囲に記載のその本質から離脱す
ることなく、様々に変形することも可能であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を−示す一部切断斜視図、第
２図は前記実施例を示す側面図、第３図は第５図の線３
−３に沿った部分切り欠き側面図、第４図は第５図の線
４−４に沿った部分切り欠き側面図、第５図は前記実施
例を示す部分切り欠き正面図、第６図は第４図の矢印６
の方向から見た図、第７図は変形例を示す第６図に対応
する図、そして、第８図はクランク軸と一本のマスター
軸を示す略正面図である。 １０・・・クランク軸、　２０・・・ハウジング、　２
６．５２・・・マスター軸、３４・・・クランク・ピン
、　４０・・・クレードル、　６０・・・回動部材、　
９６．９６′　・・・ブローチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ハウジング、それぞれが互いに連動するひとつのク
   ランク・ピンを有するほぼ同一の一対のマスター軸、前
   記マスター軸の内のひとつを前記ハウジングに回転可能
   に取り付ける手段、クランク軸を前記ハウジングに回転
   可能に取り付ける手段、クレードル、前記クレードルを
   第１回動位置と第２回動位置との間で前記マスター軸の
   軸芯の回りで前記ハウジングに回動可能に取り付ける手
   段、前記両マスター軸が互いに平行に離反するように前
   記のもう一つのマスター軸を前記クレードルに回転可能
   に取り付ける手段、ほぼ平坦な複数の回動部材、前記回
   動部材の内の一つを前記両マスター軸上の対応するクラ
   ンク・ピンに回転可能に取り付ける手段、前記両マスタ
   ー軸とクランク軸とを互いに同期させて駆動する手段、
   それぞれが前記の対応するクランク軸クランク・ピンに
   近接し、しかも前記クレードルが前記第１回動位置と第
   ２回動位置との間を移動する時、その対応するクランク
   軸クランク・ピンに対して接線方向を移動する位置に設
   けられた複数のブローチ、そして前記ブローチが前記ク
   ランク軸上の前記クランク・ピンに係合しこれらを機械
   加工するように前記クレードルを前記第１回動位置と第
   ２回動位置との間で移動させる手段を有する、クランク
   軸のクランク・ピンを加工するためのクランク軸加工装
   置。 ２、前記ブローチが、前記クレードルの第１回動位置か
   ら第２回動位置への移動にともない対応するクランク軸
   クランク・ピンに順次係合する複数の互いに離反した切
   断刃を有することを特徴とする、特許請求の範囲第１項
   に記載の装置。 ３、前記ブローチのそれぞれに取り付けられた前記切断
   刃が、前記クレードルの回動軸芯に対し、他のブローチ
   に取り付けられた前記切断刃から接線方向にオフセット
   されていることを特徴とする、特許請求の範囲第２項に
   記載の装置。 ４、前記切断刃がスカイビング式切断刃であることを特
   徴とする、特許請求の範囲第２項に記載の装置。 ５、前記切断刃がシェービング式切断刃であることを特
   徴とする、特許請求の範囲第２項に記載の装置。 ６、前記クレードルの移動手段が、クレードルに固定さ
   れたギア部、前記ハウジングに回転可能に取り付けられ
   しかも前記ギア部に係合するピニオン、そして前記ピニ
   オンを回転駆動する手段とからなることを特徴とする、
   特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ７、前記ピニオンを回転駆動する手段がサーボモータ及
   びエンコーダを有することを特徴とする、特許請求の範
   囲第６項に記載の装置。