JPH083402B2 - クランクシャフトの寸法測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、機械加工された内燃機関用クランクシャフ
トのジャーナル部の幅寸法を測定する測定装置に関す
る。

従来の技術 クランクシャフトの機械加工ラインにおいて切削加工
が施されたクランクシャフトのジャーナル部の幅寸法を
測定する装置として例えば第６図に示す構造のものがあ
る。この装置は、クランクシャフトCsの第３のジャーナ
ル部J3の中心から左右同距離の位置にある第2,第４のジ
ャーナル部J2,J4の幅寸法を同時に測定するための装置
で、第2,第４のジャーナル部J2,J4は切削工程で共通の
ターニングツールによって施削が施されているものであ
る。

第６図において、51,52はエアシリンダ58,59のはたら
きにより前進後退し、かつクランクシャフトCsの両端の
センタ穴に係合してクランクシャフトCsを支持するセン
タ、53,54は第2,第４のジャーナル部J2,J4に対応して設
けられた差動トランス式の測定ヘッド、55は測定ヘッド
53,54とクランクシャフトCsとの軸方向の位置決めを司
る位置決めブロックで、測定ヘッド53,54はエアシリン
ダ56のはたらきにより、また位置決めブロック55は他の
エアシリンダ57のはたらきによりそれぞれクランクシャ
フトCsの軸線に対しその直交方向から前進後退動作す
る。

この構造においては、図示しない搬送装置によりセン
タ51,52と同一軸線上にクランクシャフトCsが搬送され
てくると、エアシリンダ57のはたらきにより位置決めブ
ロック55が下降し、位置決めブロック55を第３のジャー
ナル部J3の幅内に押し込むことで測定ヘッド53,54とク
ランクシャフトCsとの長手方向の位置決めがなされる。
さらに、双方のセンタ51,52を前進させてクランクシャ
フトCsの両端のセンタ穴に係合させることでクランクシ
ャフトCsの径方向の位置決めがなされる。その上でエア
シリンダ56のはたらきにより測定ヘッド53,54を下降さ
せ、この測定ヘッド53,54を第2,第４のジャーナル部J2,
J4の幅内に押し込むことで各ジャーナル部J2,J4の幅寸
法が測定される。そして、測定ヘッド53,54により電気
信号として取り出された実測値と予め設定された上下限
の許容限界寸法とを比較することにより、第2,第４のジ
ャーナル部J2,J4の幅寸法が適正であるかどうか判定さ
れる。

発明が解決しようとする課題 このような従来の測定装置においては、クランクシャ
フトCsの軸方向の位置決めと径方向の位置決めとを相互
に独立したエアシリンダ57,58,59を使って行っているた
め、位置決めブロック55が第３のジャーナル部J3に正し
く嵌合しないかぎりセンタ51,52を前進動作させること
ができず、測定のためのサイクルタイムが長くなる。

また、第３のジャーナル部J3の幅寸法が異なるクラン
クシャフトの寸法を測定しようとすると、位置決めブロ
ック55を取り替えるか、あるいは別の測定ステーション
を設けないかぎり対応することができず、特に複数種類
のクランクシャフトが同一ラインを流れるいわゆる混流
加工ラインにおいては柔軟性の面で十分でない。

本発明は以上のような問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、測定サイクルタイムの短
縮化が図れ、しかも複数種類のクランクシャフトの測定
に対応することができる測定装置を提供することにあ
る。

課題を解決するための手段 本発明は、一端部にその端面よりも大径の大径軸部が
形成されたクランクシャフトの両端をセンタで支持して
一対のジャーナル部の幅寸法を測定する装置において、
クランクシャフトの長さに応じてそのクランクシャフト
を位置決めすべき位置まで前進し、前記大径軸部の端面
に当接してクランクシャフトの軸方向の位置決めを司る
基準部材と、基準部材にスライド可能に挿入・支持され
るとともに弾性体により付勢力が与えられて前記基準部
材とともに前進後退動作し、クランクシャフトの一端面
のセンタ穴と係合して径方向の位置決めを司るヘッドセ
ンタと、クランクシャフトの他端面のセンタ穴と係合し
て径方向の位置決めを司るとともに、前記大径軸部の端
面を基準部材に対して押し付けるテールセンタと、前記
クランクシャフトの軸線に対しその直交方向から一体的
に前進後退動作して一対のジャーナル部に接触し、一方
はジャーナル部の幅寸法の最大許容寸法を有し他方はジ
ャーナル部の幅寸法の最小許容寸法を有する一対の測定
子と、前記測定子の変位量に基づいて該測定子がジャー
ナル部に嵌合したか否かを検出する検出器とを備えてい
る。前記基準部材を前進後退させる駆動手段としては例
えばディジタル型の多段シリンダ等を用いる。

作用 この構造によると、クランクシャフトの種類に応じて
基準部材の前進限位置を変化させ、その上でテールセン
タを前進させることにより、いずれのクランクシャフト
も大径軸部の端面を基準として軸方向の位置決めがなさ
れ、測定対象となる一対のジャーナル部の軸方向位置が
測定子の位置と一致する。同時に、弾性付勢されたヘッ
ドセンタは基準部材とともに前進動作するので、クラン
クシャフトはヘッドセンタとテールセンタによって径方
向の位置決めがなされる。

この状態で一対の測定子を前進させることにより、各
測定子が対応するジャーナル部と接触する。そして、一
対のジャーナル部は共通のターニングツールによって加
工されたことを前提としており、しかも一方の測定子は
最小許容寸法形状を、他方の測定子は最大許容寸法形状
をそれぞれ有していることから、一方の測定子が相手側
のジャーナル部の幅と嵌合し、かつ他方の測定子が相手
側のジャーナル部の幅と嵌合しないことが検出器によっ
て検出されれば双方のジャーナル部の幅寸法は許容域内
におさまっているとみなすことができる。

実施例 第１図〜第４図は本発明の一実施例を示す構成説明図
で、第５図に示すクランクシャフトCsの第１〜第５のジ
ャーナル部J1〜J5のうち、第2,第４のジャーナル部J2,J
4の幅寸法m2,m4（m2＝m4）を測定対象とする装置を示し
ている。Ｓは大径軸部としての第１のジャーナル部J1の
端部に連続して形成されたギヤシャフト部である。

そして、第５図に示されたクランクシャフトCsをＡ種
類とし、またＡ種類のクランクシャフトＣに対してギヤ
シャフト部Ｓの長さｅのみが短いもの（第３のジャーナ
ル部J3の幅寸法ｆはＡ種類のものと等しい）をＢ種類と
し、さらにＡ種類のクランクシャフトCsに対して、第３
のジャーナル部J3の中心からの距離ｇが所定量だけ小さ
く，同じく第３のジャーナル部J3の中心からの距離ｈが
所定量だけ大きく（第３のジャーナル部J3の幅寸法ｆが
Ａ種類のものより大きい）、かつギヤシャフト部Ｓの長
さｅが所定量だけ大きいものをＣ種類のクランクシャフ
トとすると、第2,第４のジャーナル部J2,J4間のピッチ
はいずれも同一であるから上記の測定装置はいずれの種
類のクランクシャフトCsであっても第2,第４のジャーナ
ル部J2,J4の幅寸法を測定できるものである。

第１図〜第４図において、１はベース２に取り付けら
れたヘッドストック、３は同じくベース２にヘッドスト
ック１と対向するように取り付けられたテールストッ
ク、４はヘッドストック１とテールストック３とを結ぶ
軸線の上方に設置された測定ユニットである。

ヘッドストック１の軸５の先端には基準部材として下
半部の一部を切除した筒状のスリーブ６が一体に連結さ
れており、さらにスリーブ６内にはコイルスプリング７
にて前方に付勢されたヘッドセンタ８がスライド可能に
挿入されている。軸５はこの軸５と平行に設けた多段シ
リンダ９に連結プレート11を介して連結されており、こ
の多段シリンダ９のはたらきにより軸５と一体のスリー
ブ６が前進後退動作する。

多段シリンダ９はストロークが異なる二つのエアシリ
ンダ12,13を同一軸線上に配置したもので、一方のエア
シリンダ12のシリンダチューブ12aが連結プレート11に
固定されているとともに、他方のエアシリンダ13のシリ
ンダチューブ13aがベース２側の連結プレート10に固定
されており、双方のエアシリンダ12,13のピストンロッ
ド12b,13b同士が中間部材41を介して相互に連結されて
いる。そして、スリーブ６は基本的には一方のエアシリ
ンダ12の伸長収縮動作によって前進後退動作するもので
あるが、そのエアシリンダ12の伸長収縮動作に併せても
う一方のエアシリンダ13を伸長動作させた場合と収縮動
作させた場合とでスリーブ６のストロークをディジタル
的に変化させることができるものである。

つまり、一方のエアシリンダ12の収縮動作時に、同時
に他方のエアシリンダ13を伸長動作させるか収縮動作さ
せるかによってスリーブ６の前進限位置を選択的に切り
換えることができるようになっている。

一方、テールストック３には先端にテールセンタ14が
取り付けられた軸15が設けられており、この軸15は連結
プレート16を介して軸15と平行なエアシリンダ17のピス
トンロッド18に連結されている。したがって、テールセ
ンタ14はエアシリンダ17のはたらきにより前進後退動作
し、第１図に示すようにヘッドセンタ８と協働してクラ
ンクシャフトCsの両端を支持することになる。

測定ユニット４は、ほぼ鉛直なベースプレート19にス
ライドベース20を昇降可能に支持させるとともに、スラ
イドベース20にはクランクシャフトCsの第2,第４のジャ
ーナル部J2,J4に対応する一対の測定子21,22を配したも
ので、スライドベース20はエアシリンダ23のはたらきに
よりレール24およびリニアガイド25に案内されて昇降動
作する。26,27はスライドベースの上昇限および下降限
位置を規制するストッパである。

一対の測定子21,22はガイドロッド28,29の先端に一体
に固定されており、各ガイドロッド28,29はスライドベ
ース20と一体のホルダ30に上下動可能に支持される一
方、コイルスプリング31により下向きの付勢力が与えら
れている。各測定子21,22の先端は断面矩形状に形成さ
れており、一方の測定子22の幅寸法は第2,第４のジャー
ナル部J2,J4の幅m2,m4の最小許容寸法に設定され、他方
の測定子21の幅寸法は第2,第４のジャーナル部J2,J4の
幅m2,m4の最大許容寸法に設定されている。そして、ス
ライドベース20上には各ガイドロッド28,29に対応して
検出器としての近接スイッチ32,33が設けられており、
後述するように第2,第４のジャーナル部J2,J4に測定子2
1,22を押し当てた時のガイドロッド28,29の変位量から
測定子21,22がジャーナル部J2,J4の幅内に嵌合したか否
かを近接スイッチ32,33で検出するようになっている。3
4はガイドロッド29に一体に固定された近接体である。

また、一方の近接スイッチ32は第１図の状態でOFF、
他方の近接スイッチ33は第１図の状態でONとなるように
それぞれ設定されている。

次に上記のように構成された測定装置の作用について
説明する。

第１図に示すように前工程で施削加工が施されたクラ
ンクシャフトCsがリフト＆キャリー方式の搬送装置35に
より測定ユニット４の直下まで搬送されてくると、リフ
ター36が上昇してそのクランクシャフトCsを双方のセン
タ8,14と同一軸線上の位置まで上昇させる。そして、ク
ランクシャフトCsが所定の高さ位置まで上昇すると多段
シリンダ９が作動してスリーブ６がヘッドセンタ８とと
もに前進し、スリーブ６がクランクシャフトCsの大径軸
部である第１のジャーナル部J1の端面に当接して先ず軸
方向の位置決めがなされる。同時にヘッドセンタ８がク
ランクシャフトCsの端面のセンタ穴37に係合することで
径方向の位置決めがなされる。

この時、前工程からは前述したA,B,Cの三種類のクラ
ンクシャフトCsがランダムに送られてくるので、多段シ
リンダ９は予め与えられる種別情報に基づいて作動して
各クランクシャフトCsの種類に応じた位置までスリーブ
６を前進させる。つまり、A,B二種類のクランクシャフ
トCsとＣ種類のクランクシャフトCsとでは前述したよう
に第５図のg,hの寸法が異なるために、クランクシャフ
トCsの軸方向の位置決め基準となるスリーブ６の前進限
位置を変える必要がある。

そこで、A,B二種類のクランクシャフトCsの場合には
エアシリンダ12のみを収縮動作させる一方、Ｃ種類のク
ランクシャフトCsの場合には双方のエアシリンダ12,13
をともに収縮動作させる。その結果、前述したg,h寸法
の違いにかかわらず測定対象となる第2,第４のジャーナ
ル部J2,J4の位置を測定子21,22の位置に一致させること
ができる。

また、A,B,C三種類のクランクシャフトCsは第５図の
ギヤシャフト部Ｓのｅ寸法がそれぞれに異なるが、この
ギヤシャフト部Ｓの長さｅの差はヘッドセンタ８の変位
によって吸収される。

上記のようにスリーブ６が所定位置まで前進すると、
それに続いてテールストック３側のエアシリンダ17が作
動してテールセンタ14が前進し、テールセンタ14はクラ
ンクシャフトCsのフランジ部Ｆ側の端面のセンタ穴38に
係合する。その結果、クランクシャフトCsはスリーブ６
によって軸方向の位置決めがなされた状態で、その両端
がセンタ8,14で支持されることによって径方向の位置決
めがなされる。なお、この場合にもクランクシャフトCs
の種類に応じた第５図のｈ寸法の違いはテールストック
３側のエアシリンダ17のストロークによって吸収され
る。

こうして、クランクシャフトCsの軸方向および径方向
の位置決めがなされると、測定ユニット４のエアシリン
ダ23が作動してスライドベース20がクランクシャフトCs
に対して下降する。スライドベース20が下降すると一方
の測定子22が第２のジャーナル部J2に、他方の測定子21
が第４のジャーナル部J4にそれぞれ押し付けられる。そ
して、一方の測定子22の先端は第2,第４のジャーナル部
J2,J4の幅寸法m2,m4の最小許容寸法と同じ寸法に形成さ
れていることから、その測定子22の先端が第２のジャー
ナル部J2の幅内に正しく嵌合すればガイドロッド29は何
ら変位せず、逆に測定子22が第２のジャーナル部J2の幅
内に入らなければガイドロッド29が相対的に上動する。
その結果、ガイドロード29と一体の近接体34が近接スイ
ッチ33から離間することで近接スイッチ33がOFFとな
る。

一方、もう一方の測定子21の先端は第2,第４のジャー
ナル部J2,J4の幅寸法m2,m4の最大許容寸法と同じ寸法に
形成されていることから、上記と同様にその測定子21先
端が第４のジャーナル部J4の幅内に嵌合すればガイドロ
ッド28は何ら変位せず、逆に測定子21が第４のジャーナ
ル部J4の幅内に入らなければガイドロッド28が相対的に
上動する。その結果、ガイドロッド28の先端が近接スイ
ッチ32に近接することで近接スイッチ32がONとなる。

つまり、一方の測定子22は第2,第４のジャーナル部J
2,J4の幅寸法m2,m4の最小許容寸法を有し、また他方の
測定子21は第2,第４のジャーナル部J2,J4の幅寸法m2,m4
の最大許容寸法を有するものであるから、一方の測定子
22が第２のジャーナル部J2の幅内に嵌合し、かつ他方の
測定子21が第４のジャーナル部J4の幅内に入っていない
ことが近接スイッチ32,33によって検出されれば第2,第
４のジャーナル部J2,J4の実際の幅寸法m2,m4は許容寸法
内に入っているものと判定されることになる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、基準部材の動きに連動
して一方のセンタが動く構造であるので、基準部材によ
るクランクシャフトの軸方向の位置決めとセンタによる
径方向の位置決めとを実質的に同時に行うことができ
る。その結果、従来のように基準部材が特定のジャーナ
ル部と正しく嵌合するのを待ってセンタによる径方向の
位置決めを行うとを比べて、位置決めに要する時間ひい
ては測定サイクルタイムの短縮化を図ることができる。

また、基準部材はクランクシャフトの種別信号に基づ
いて各クランクシャフトの長さに応じた位置まで前進す
るので、長さの異なるクランクシャフトについても段取
り替えなしに測定することができ、複数種類のクランク
シャフトが同一ラインを流れるいわゆる混流加工ライン
にも柔軟に対応できる。加えて、測定にあたっては測定
子を実質的にすきまゲージとして用いて、ジャーナル部
の幅寸法が所定の許容寸法内におさまっているか否かだ
けを検出しているため、従来のように各ジャーナル部の
幅寸法を個々に計測する場合と比べて計測系を簡素化し
て装置製作費用を抑制できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図で正面から見た構成
説明図、第２図は測定ユニットの側面図、第３図はヘッ
ドストックの平面図、第４図はテールストックの平面
図、第５図はクランクシャフトの説明図、第６図は従来
の測定装置の一例を示す構成説明図である。 １……ヘッドストック、３……テールストック、４……
測定ユニット、６……基準部材としてのスリーブ、７…
…コイルスプリング、８……ヘッドセンタ、９……多段
シリンダ、14……テールセンタ、17……エアシリンダ、
20……スライドベース、21,22……測定子、23……エア
シリンダ、32,33……検出器としての近接スイッチ、37,
38……センタ穴、Cs……クランクシャフト、J1……大径
軸部としての第１のジャーナル部、J2……第２のジャー
ナル部、J4……第４のジャーナル部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一端部にその端面よりも大径の大径軸部が
   形成されたクランクシャフトの両端をセンタで支持して
   一対のジャーナル部の幅寸法を測定する装置において、 クランクシャフトの長さに応じてそのクランクシャフト
   を位置決めすべき位置まで前進し、前記大径軸部の端面
   に当接してクランクシャフトの軸方向の位置決めを司る
   基準部材と、 基準部材にスライド可能に挿入・支持されるとともに弾
   性体により付勢力が与えられて前記基準部材とともに前
   進後退動作し、クランクシャフトの一端面のセンタ穴と
   係合して径方向の位置決めを司るヘッドセンタと、 クランクシャフトの他端面のセンタ穴と係合して径方向
   の位置決めを司るとともに、前記大径軸部の端面を基準
   部材に対して押し付けるテールセンタと、 前記クランクシャフトの軸線に対しその直交方向から一
   体的に前進後退動作して一対のジャーナル部に接触し、
   一方はジャーナル部の幅寸法の最大許容寸法を有し他方
   はジャーナル部の幅寸法の最小許容寸法を有する一対の
   測定子と、 前記測定子の変位量に基づいて該測定子がジャーナル部
   に嵌合したか否かを検出する検出器、 とから構成されていることを特徴とするクランクシャフ
   トの寸法測定装置。