JPH0852642A - クランクシャフトのアンバランス修正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １台の装置で荒バランス穴と仕上げバランス
穴とを形成できるようにする。 【構成】 回転自在に支持したクランクシャフト（１）
の第１クランクピン（５）及び第２クランクピン（７）
の下方にそれぞれ位置決め部材（13）（15）を配置し、
これを荒加工位置（Ａ）と仕上加工位置（Ｂ）との間で
ジャーナル中心（Ｏ）を中心として一体的に揺動させ
る。両位置決め部材（13）（15）を揺動させながら、第
１クランクピン（５）を第１位置決め部材（13）の接触
部（35）に係合させた後、第２クランプピン（７）を第
２位置決め部材（15）の接触部（37）に係合させ、クラ
ンクシャフト（１）を４位置で位置決めする。各位置で
の位置決め後には、ジャーナル中心（Ｏ）に向けて配置
したドリル（21）でウエブ（９）（11）にバランス穴を
形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、クランクシャフトのア
ンバランス修正時に、クランクシャフトのウエブに穴明
け加工を施すためのアンバランス修正装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの構成部品であるクランクシャ
フトの製造後には、エンジン駆動時の振動発生を抑制す
るため、アンバランス修正を行なう必要がある。このア
ンバランス修正は、図６に示すように、クランクシャフ
ト（51）の第１ウエブ（52）及び第２ウエブ（53）に、
ジャーナル中心（Ｏ）に向けてそれぞれ４つのバランス
穴（55ａ）（55ｂ）（56ａ）（56ｂ）を形成することに
より行なわれる。通常では、各バランス穴（55ａ）（55
ｂ）（56ａ）（56ｂ）は、荒加工と仕上げ加工の２段階
に分けて形成される（荒加工の穴（55ａ）（56ａ）を実
線で示し、仕上加工の穴（55ｂ）（56ｂ）を破線で示
す）。

【０００３】以下、従来のアンバランスの修正手順を説
明する。

【０００４】クランクシャフト（51）は、図示しないバ
ランシング装置でアンバランス量を計測した上で、図７
に示す荒加工装置（57）に搬送される。この荒加工装置
（57）では、各ウエブ（52）（53）に２種類（水平方向
及び垂直方向バランス用）の荒バランス穴（55ａ）（56
ａ）を形成する。具体的には、先ず、図８（ａ）に示す
ように、図示しない押圧部材で第１クランクピン（59）
を下方に押圧し、このピン（59）を第１プレート（60）
で下方から支持してクランクシャフト（51）を第１の荒
加工位置に位置決めする。位置決め完了後、各ウエブ
（52）（53）の外径側に配置した複数のドリル（62）を
起動し、各ウエブ（52）（53）の自由端に第１の荒バラ
ンス穴（55ａ）（水平方向バランス用）を形成する。次
に、同図（ｂ）に示すように、第２クランクピン（63）
を下方に押圧してクランクシャフト（51）を回転させ、
第２プレート（64）で第２クランクピン（63）を支持し
てクランクシャフト（51）を第２の荒加工位置に位置決
めする。この後、ドリル（62）を起動して各ウエブ（5
2）（53）に第２の荒バランス穴（56ａ）（垂直方向バ
ランス用）を形成する。

【０００５】荒加工の終了したクランクシャフト（51）
は、バランシング装置に搬送してアンバランス量を再計
測した後、仕上加工装置（図示省略）に搬送される。こ
の仕上げ加工装置は、第１及び第２プレート（60’）
（64’）を除き、その主要部は、荒加工装置（57：図７
参照）と略同様の構成である。仕上加工用の両プレート
（60’）（64’）は、仕上げバランス穴（55ｂ）（56
ｂ）の形成位置を上記荒バランス穴（55ａ）（56ａ）と
異ならせるため、クランクピン（59）（63）と接触する
接触部分の高さを、荒加工用プレート（60）（64）のそ
れと異ならせて配置されている。

【０００６】この仕上げ加工装置では、荒加工装置と同
様の手順で各ウエブ（52）（53）に２種類の仕上げバラ
ンス穴（55ｂ）（55ｂ）を形成する。即ち、図９（ａ）
に示すように、第１プレート（60’）で第１クランクピ
ン（59）を支持してクランクシャフト（１）を第１の仕
上げ加工位置に位置決めし、ドリル（62’）で第１の仕
上げバランス穴（55ｂ）を形成する。次に第２クランク
ピン（63）を押圧してクランクシャフト（51）を回転さ
せ、第２プレート（64’）で第２の仕上加工位置に位置
決めしてドリル（62’）で第２の仕上バランス穴（56
ｂ）を形成する（図９（ｂ））。

【０００７】なお、荒加工装置（57）のプレート（60）
（64）と、仕上げ加工装置のプレート（60’）（64’）
は、両装置の機台にそれぞれ固定されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように従来では、
荒加工用と仕上げ用の２台の加工装置を並設しているた
め、スペース的な無駄が多く、また、多くの搬送工程を
必要とするために時間的・コスト的な無駄も多かった。
さらに、加工時の基準位置が荒加工と仕上げ加工の間で
ずれるおそれがあり、十分な加工精度を得るのは困難で
あった。

【０００９】そこで、本発明は、スペース的、時間的、
コスト的な問題を解消し、且つ精度よくアンバランス修
正を行なうことのできる加工装置の提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的の達成のため、
本発明装置は、クランクジャーナルと、ジャーナル中心
を中心とする偏心位置に対称配置した第１クランクピン
及び第２クランクピンと、クランクジャーナルから径方
向に延びて第１クランクピン及び第２クランクピンをそ
れぞれを軸方向両側から挾持する第１ウエブ及び第２ウ
エブとを有するクランクシャフトのアンバランスを修正
するための装置であって、

【００１１】クランクシャフトを回転自在に支持する支
持装置と、第１クランクピンの下方で且つ当該クランク
ピンと交差する径方向面上に配され、荒加工位置と仕上
加工位置との間をジャーナル中心を中心として揺動する
第１位置決め部材と、第２クランクピンの下方で且つ当
該クランクピンと交差する径方向面上に配され、第１位
置決め部材と一体となってジャーナル中心を中心とする
揺動運動を行なう第２位置決め部材と、第１クランクピ
ンを押圧可能に配置され、荒加工位置及び仕上加工位置
のそれぞれで第１位置決め部材と協働して第１クランク
ピンを挾持する第１押圧部材と、第２クランクピンを押
圧可能に配置され、荒加工位置及び仕上加工位置のそれ
ぞれで第２位置決め部材と協働して第２クランクピンを
挾持する第２押圧部材と、第１及び第２ウエブの自由端
側にそれぞれジャーナル中心に向けて配置された穿孔手
段とを具備している。

【００１２】

【作用】先ず、支持装置でクランクシャフトを回転自在
に支持すると共に、第１位置決め部材及び第２位置決め
部材を荒加工位置に配置する。次に、第１押圧部材で第
１クランクピンを押圧し、当該クランクピンを第１位置
決め部材に接触させると、第１クランクピンが第１位置
決め部材と第１押圧部材とで挾持され、クランクシャフ
トが第１の荒加工位置に位置決めされる。この状態で、
穿孔手段を起動し、第１ウエブ及び第２ウエブの自由端
に第１の荒バランス穴を形成する。

【００１３】次に、第２押圧部材で第２クランクピンを
押圧し、クランクシャフトを回転させて第２クランクピ
ンを第２位置決め部材に接触させる。これにより、クラ
ンクシャフトが第２の荒加工位置に位置決めされ
る。）。次いで、穿孔手段を起動し、第１及び第２ウエ
ブの自由端に第２の荒バランス穴を形成する。

【００１４】次に、両位置決め部材を仕上加工位置まで
一体的に揺動させる。次いで、荒加工の場合と同様に、
第１押圧部材で第１クランクピンを押圧し、これを第１
位置決め部材に接触させてクランクシャフトの位置決め
を行ない（第１の仕上げ加工位置）、穿孔手段を起動し
て両ウエブの自由端に第１の仕上げバランス穴を形成す
る。

【００１５】次に、第２押圧部材で第２クランクピンを
押圧してクランクシャフトを回転させ、第２クランクピ
ンを第２位置決め部材に接触させてクランクシャフトの
位置決めを行なった後（第２の仕上加工位置）、穿孔手
段で第２の仕上げバランス穴を形成する。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を４気筒用のクランクシャフト
に適用し、その場合の実施例を図１乃至図５に基づいて
説明する。

【００１７】図１及び図２に示すように、クランクシャ
フト（１）は、クランクジャーナル（３）と、ジャーナ
ル中心（Ｏ）を中心とする対称位置に軸方向にずらして
偏心配置した第１クランクピン（５）及び第２クランク
ピン（７）（それぞれ２本ずつ配置される）と、径方向
に延びてクランクピン（５）（７）とクランクジャーナ
ル（３）を連結するウエブ（９）（11）とで構成され
る。

【００１８】第１クランクピン（５）は、クランクシャ
フト（１）の中央部に同軸配置され、一方、第２クラン
クピン（７）は、第１クランクピン（５）を軸方向両側
から挟むようにして同軸配置されている。

【００１９】なお、以下の説明では、第１クランクピン
（５）を軸方向両側から挾持するウエブ（９）を「第１
ウエブ」と称し、第２クランクピン（７）を軸方向両側
から挾持するウエブ（11）を「第２ウエブ」と称するこ
ととする。

【００２０】本発明装置は、第１及び第２クランクピン
（５）（７）の下方に配置した一対の位置決め部材（1
3）（15）と、両クランクピン（５）（７）の上方に配
置した一対の押圧部材（17）（19）と、各ウエブ（９）
（11）に穴明け加工を施すドリル（21）（他の穿孔手段
でもよい）とを主要な構成要素とするものである。

【００２１】位置決め部材（13）（15）は、径方向面上
に配置したプレート状をなし、隣接する第１クランクピ
ン（５）と第２クランクピン（７）の下方にそれぞれ配
設されている。

【００２２】両位置決め部材（13）（15）の下端部は、
連結部材（25）（25）を介して揺動アーム（27）に連結
される。揺動アーム（27）の両端部には支持アーム（2
9）（29）が枢着されており、この支持アーム（29）（2
9）の上端部は、機枠（31）に回転自在に支持した水平
支持軸（33）（33）に枢着されている。水平支持軸（3
3）（33）は、その軸心をジャーナル中心（Ｏ）に合致
させて配置され、このため、両位置決め部材（13）（1
5）は、図１に示すように、ジャーナル中心（Ｏ）を中
心として実線位置Ａ（荒加工位置）と二点鎖線位置Ｂ
（仕上加工位置）との間で一体的に揺動可能である。

【００２３】図３に示すように、第１クランクピン
（５）の下方に配置した位置決め部材（13）（以下、第
１位置決め部材という）の上端部は、矩形板の一角部を
斜めに切除した形状をなし、その上端面には、略半円型
に切り欠いた第１接触部（35）が形成されている。この
第１接触部（35）は、第１位置決め部材（13）が荒加工
位置（Ａ）と仕上加工位置（Ｂ）に達した際に、それぞ
れ第１クランクピン（５）と係合できる位置に形成され
ている。

【００２４】第２クランクピン（７）の下方に配置した
位置決め部材（15）（以下、第２位置決め部材という）
は、第１位置決め部材（13）をそのまま裏返した形状を
なし、第１位置決め部材（13）と同様にその上端一角部
は、斜めに切除されている。また、その上端面には、半
円型の第２接触部（37）が形成されており、この第２接
触部（37）は、第１接触部（35）と同様に、第２位置決
め部材（15）が荒加工位置（Ａ）と仕上加工位置（Ｂ）
に達した際に、それぞれ第２クランクピン（７）と係合
できる位置に形成されている。

【００２５】図１及び図２に示すように、押圧部材（1
7）（19）は、ジャーナル中心（Ｏ）と平行に離隔配置
された一対の回動軸Ｐを中心として揺動可能に構成され
る。両押圧部材（17）（19）は、図示しないエアシリン
ダに駆動され、それぞれ独立して径方向面内で揺動可能
である。このうち、一方の押圧部材（17）（第１押圧部
材）は、第１クランクピン（５）を下方に押圧して当該
ピン（５）を第１位置決め部材（13）の第１接触部（3
5）に係合させ、他方の押圧部材（19）（第２押圧部
材）は、第２クランクピン（７）を下方に押圧して当該
ピン（７）を第２位置決め部材（15）の第２接触部（3
7）に係合させる。

【００２６】第１及び第２クランクピン（５）（７）
は、両押圧部材（17）（19）の押え板（37）（37）と接
触して押圧されるが、この押圧時に、両クランクピン
（５）（７）に傷がつかないよう押え板（37）（37）
は、クランクピン（５）（７）よりも軟質の材料、例え
ば砲金等で形成されている。

【００２７】ドリル（21）は、各ウエブ（９）（11）の
自由端（各ウエブ（９）（11）をクランクピン（５）
（７）を中心として回転させた場合に外径側に位置する
部分をいう）の外径側にそれぞれ一本づつ、合わせて８
本配置され、各ドリル（21）の軸線はジャーナル中心
（Ｏ）を通る水平面上に配置されている。各ドリル（2
1）は、図示しない静止部材に固定され、回転駆動源
（図示省略）によってそれぞれ独立して回転駆動される
共に、スライド駆動源（図示省略）によってそれぞれ独
立して水平方向にスライド駆動される。なお、ドリル
（21）の配置位置は、従来と同様である（図７参照）。

【００２８】以下、本発明装置による加工手順を図４及
び図５に基づいて説明する。

【００２９】先ず、アンバランス修正に先立ち、クラン
クシャフト（１）を図示しないバランシング装置に搬送
してアンバランス計測を行なう。バランシング装置で
は、クランクシャフト（１）を回転させ、その結果生じ
る振動を垂直方向と水平方向に配設した検出器で２方向
に分けて計測する。

【００３０】アンバランスの計測後、クランクシャフト
（１）は、加工装置に搬送される。搬送したクランクシ
ャフト（１）は、その両端部を図示しない支持装置（軸
受等）によって回転可能に支持される。

【００３１】第１位置決め部材（13）及び第２位置決め
部材（15）を荒加工位置（Ａ）に配置した状態で、第１
押圧部材（17）を下方に移動させ、第１クランクピン
（５）を押圧して第１位置決め部材（13）の第１接触部
（35）に係合させる（図４（ａ）、図５（ａ））。これ
により、クランクシャフト（１）が第１の荒加工位置に
位置決めされる。位置決め完了後、各ドリル（21）を起
動し、第１ウエブ（９）及び第２ウエブ（11）の自由端
に第１の荒バランス穴（39ａ）を形成する。この時の穴
（39ａ）の深さは、先に計測した水平方向のアンバラン
ス量を考慮してこれを消去し得る程度の深さにする。

【００３２】次に、第２押圧部材（19）を下方に移動さ
せて第２クランクピン（７）を押圧し、クランクシャフ
ト（１）を回転する。やがて第２クランクピン（７）が
第２位置決め部材（15）の第２接触部（37）に係合し
（図４（ｂ）、図５（ｂ））、これにより、クランクシ
ャフト（１）が第２の荒加工位置に位置決めされる。こ
の後、各ドリル（21）を起動し、両ウエブ（９）（11）
に第２の荒バランス穴（40ａ）を形成する。この穴（40
ａ）の深さは、先の計測した垂直方向のアンバランスを
考慮してこれを消去し得る程度の深さにする。

【００３３】このようにして荒加工が終了すると、クラ
ンクシャフト（１）は、加工装置から取り外され、バラ
ンシング装置に搬送される。このバランシング装置で
は、先のアンバランス計測と同様の手順で水平及び垂直
方向のアンバランス量を再計測する。

【００３４】アンバランス計測終了後、クランクシャフ
ト（１）を再び加工装置に搬送し、両端を支持装置で回
転自在に支持する。また、これと前後して、第１位置決
め部材（13）及び第２位置決め部材（15）を一体的に揺
動させ、これらを仕上加工位置（Ｂ）に配置する。

【００３５】次いで、第１押圧部材（17）で第１クラン
クピン（５）を下方に押圧し、当該ピン（５）を第１位
置決め部材（13）の第１接触部（35）に係合させてクラ
ンクシャフト（１）を第１の仕上げ加工位置に位置決め
する（図４（ｃ）、図５（ｃ））。この後、ドリル（2
1）を起動し、両ウエブ（９）（11）に、第１の荒バラ
ンス穴（39ａ）と隣接して第１の仕上バランス穴（39
ｂ）を形成する。この第１の仕上バランス穴（39ｂ）の
深さは、後のアンバランス計測で計測した水平方向のア
ンバランス量を消去し得る深さにする。

【００３６】次に、第２押圧部材（19）で第２クランク
ピン（７）を下方に押圧し、当該ピン（７）を第２位置
決め部材（15）の第２接触部（37）に係合させてクラン
クシャフト（１）を第２の仕上げ加工位置に位置決めす
る（図４（ｄ）、図５（ｄ））。そして、ドリル（21）
を起動し、両ウエブ（９）（11）に、第２の荒バランス
穴（40ａ）に隣接して第２の仕上バランス穴（40ｂ）を
形成する。

【００３７】このようにして形成した各バランス穴（39
ａ）（39ｂ）（40ａ）（40ｂ）は、図５（ｄ）に示すよ
うに、全てジャーナル中心（Ｏ）に向けて、即ち、軸心
をジャーナル中心（Ｏ）に合致させて形成される。

【００３８】このように、本発明装置によれば、２枚の
位置決め部材（13）（15）を荒加工位置Ａと仕上加工位
置Ｂとの間で一体的に揺動させているので、１台の装置
で荒加工及び仕上加工を行うことが可能となる。

【００３９】なお、図４（ａ）〜（ｄ）では、駆動側の
押圧部材のみを図示し、非駆動側の押圧部材の図示を省
略しているが、各工程においては、非駆動側の押圧部材
をクランクシャフト（１）の回転運動を阻害しないよ
う、上方に退避させるか、若しくは、押圧力を解除させ
てクランクシャフト（１）の回転運動に追従するように
しておく必要がある。

【００４０】

【発明の効果】このように、本発明装置によれば、荒加
工及び仕上加工を１台の装置で行うことができるので、
従来装置に比べて、より小さいスペースでアンバランス
修正を行なうことができ、省スペースに効果を奏する。
また、アンバランス量の計測時を除き、装置間で製品を
搬送する必要もないので、荒加工装置及び仕上加工装置
間の搬送機構を省略することができ、低コスト化及び能
率アップを図ることができる。さらに、加工時の基準位
置がずれることもなく、高精度のアンバランス修正が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の縦断面図である。

【図２】本発明装置の側面図である。

【図３】位置決め部材の上部構造を示す斜視図である。

【図４】本発明装置による加工工程を示す縦断面図であ
る。

【図５】図４の要部拡大図である。

【図６】バランス穴の形成状況を示す縦断面図である。

【図７】従来の荒加工装置の平面図である。

【図８】従来の荒加工装置における加工手順を示す縦断
面図であり、（ａ）図は図７中のＤ−Ｄ線での断面、
（ｂ）図は同じくＥ−Ｅ線での断面を示す。

【図９】従来の仕上げ加工装置における加工手順を示す
縦断面図であり、（ａ）図は図７中のＤ−Ｄ線での断
面、（ｂ）図は同じくＥ−Ｅ線での断面を示す。

【符号の説明】

１ クランクシャフト ３ クランクジャーナル ５ 第１クランクピン ７ 第２クランクピン ９ 第１ウエブ 11 第２ウエブ 13 第１位置決め部材 15 第２位置決め部材 17 第１押圧部材 19 第２押圧部材 21 穿孔手段（ドリル） Ａ 荒加工位置 Ｂ 仕上加工位置 Ｏ ジャーナル中心

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランクジャーナルと、ジャーナル中心
   を中心とする偏心位置に対称配置した第１クランクピン
   及び第２クランクピンと、クランクジャーナルから径方
   向に延びて第１クランクピン及び第２クランクピンをそ
   れぞれを軸方向両側から挾持する第１ウエブ及び第２ウ
   エブとを有するクランクシャフトのアンバランスを修正
   するための装置であって、 クランクシャフトを回転自在に支持する支持装置と、第
   １クランクピンの下方で且つ当該クランクピンと交差す
   る径方向面上に配され、荒加工位置と仕上加工位置との
   間をジャーナル中心を中心として揺動する第１位置決め
   部材と、第２クランクピンの下方で且つ当該クランクピ
   ンと交差する径方向面上に配され、第１位置決め部材と
   一体となってジャーナル中心を中心とする揺動運動を行
   なう第２位置決め部材と、第１クランクピンを押圧可能
   に配置され、荒加工位置及び仕上加工位置のそれぞれで
   第１位置決め部材と協働して第１クランクピンを挾持す
   る第１押圧部材と、第２クランクピンを押圧可能に配置
   され、荒加工位置及び仕上加工位置のそれぞれで第２位
   置決め部材と協働して第２クランクピンを挾持する第２
   押圧部材と、第１及び第２ウエブの自由端側にそれぞれ
   ジャーナル中心に向けて配置された穿孔手段とを具備す
   ることを特徴とするクランクシャフトのアンバランス修
   正装置。