JPH10291158A - クランク軸加工機の定寸装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 検出手段に余分な負荷が加わらず、且つ測定
接触位置が変わらない、小型簡易構造の定寸装置の提供 【解決手段】 クランク軸加工機の定寸装置は、クラン
ク軸ＳのクランクピンＰに対向した位置で前進後退する
ように設けられた支持台４、該支持台において、クラン
ク軸の軸線に垂直に平面上で二次元変位可能に設けられ
た検出部２０，２１及び公転するクランクピンと同期し
た同径の公転を検出部にさせるべくクランク軸の軸線と
平行な回転軸線回りにクランク軸と同期して回転する回
転体１８に偏心して設けられ、検出部に係合された偏心
部１９から構成され、検出手段がクランクピンに係合し
た後、クランクピンの公転に同期して、回転体の偏心部
の公転が行われ、検出手段とクランクピンとの係合が保
たれて、加工中のクランクピンの径を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、クランク軸のク
ランクピンのように偏心して公転する加工部分を加工す
る加工機、例えばクランク軸研削盤の定寸装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】旋盤や研削盤のような工作機械の定寸装
置は、加工中の工作物の加工箇所の外周面に接触子を直
接又は間接に接触させて工作物の外径を測定し、その測
定値が所定値に達したとき定寸信号を発生するものであ
る。

【０００３】従来の技術における普通の工作機械の定寸
装置は、通常の丸削りや円筒研削においては、加工箇所
の中心を回転中心にして工作物を回転しながら、所定位
置に設置された定寸装置の接触子を工作物の外周面に接
触させて、加工の進行に伴って直径が減少する工作物の
外周面に追随させて、工作物の直径を逐次測定するので
ある。又、上記の固定軸線回りに回転する加工面に対す
る定寸装置とは異なり、クランク軸のクランクピンのよ
うに偏心回転する部分の加工における従来の技術におけ
る定寸装置には、例えば特開昭６１−１９５６７号公報
に記載されたものがある。

【０００４】その定寸装置においては、図３に示すよう
に、クランク軸の回転軸線と平行な回転軸線回りに揺動
可能に保持要素２０に設けられた油圧シリンダ２１のピ
ストン棒２２の先端に測定ヘッド２３と測定エッジ２４
が取り付けられ、測定エッジ２４５は、油圧シリンダ２
１のばね力によるピストン棒２２の突出でクランクピン
２５の外周面に係合して、研削加工中のクランクピン２
５の径を測定検出するのであるが、クランクピン２５の
偏心回転に応じて、クランクピン２５から測定エッジ２
４を介して油圧シリンダ２１の揺動が与えられるように
なっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術における普
通の工作機械の定寸装置は、クランク軸のクランクピン
を研削する研削盤のように、研削されるのが偏心回転す
る部分である場合には、適用し難い。又、特開昭６１−
１９５６７号公報に記載されたもののような定寸装置
は、次のような問題がある。

【０００６】（１）定寸装置自体がクランクピンの偏心
運動に基づく軸心の移動力によって揺動変位するので、
定寸装置の測定エッジに対して余分な力が働くことにも
なり、正確な測定ができない。 （２）クランクピン外周面に対する定寸装置自体の揺動
により測定エッジの接触位置が変わるため正確な測定が
できない。

【０００７】（３）測定エッジ及びその前進後退用の油
圧シリンダを備えた定寸装置がクランクピンの偏心運動
に応じた揺動に必要な支持構造と共にクランクピンの近
傍に設けられ、測定スペースの邪魔になり、小さな径の
測定ができない。この発明は、そのような問題を解決し
たクランク軸研削盤のような加工機の定寸装置を提供す
ることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明のクランク軸加
工機の定寸装置は、クランク軸のクランクピンに対向し
た位置で前進後退するように設けられた支持台、該支持
台においてクランク軸の軸線に垂直に平面上で二次元変
位可能に設けられた検出部及び公転するクランクピンと
同期した同径の公転を前記検出部にさせる回転駆動手段
から構成され、回転駆動手段としては、例えば、クラン
ク軸の軸線と平行な回転軸線回りにクランク軸と同期し
て回転する回転体に偏心して設けられ、且つ前記検出部
に係合された偏心部がある。

【０００９】上記のクランク軸加工機において、工作主
軸に支持されたクランク軸は、加工すべきクランクピン
が加工工具に対向するように位置決めされる。そして、
定寸装置の支持台がクランク軸のクランクピンに向って
前進する。即ち、検出手段は、前進させられて加工すべ
きクランクピンに係合する。

【００１０】クランク軸の回転、即ちクランクピンの公
転に同期して、回転体の回転、即ち偏心部の公転が行わ
れ、検出手段とクランクピンとの係合が保たれる。その
ような状態での加工が進み、クランクピンの減小する径
を検出してクランクピンの径が所定値に達すると、検出
手段からの検出信号により加工が停止され、支持台が原
位置に後退し、検出手段は後退させられてクランクピン
から離れる。

【００１１】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態におけるク
ランク軸加工機としてクランク軸研削盤を例示し、その
定寸装置を図面に従って説明する。なお、以下の説明に
おける上下左右は図１における方向である。図１に示す
ように、クランク軸研削盤において、ベッド１上には、
テーブル２が図１の紙面に垂直方向に送り移動されるよ
うに設けられ、テーブル２上に設けられた工作主軸台の
工作主軸にジャーナル部Ｊが支持された図１の紙面に垂
直方向のクランク軸Ｓは、軸線Ｏ1 回りに回転駆動され
るようになっている。

【００１２】他方、クランク軸Ｓに対向する砥石車３の
砥石軸は軸線Ｏ1 と平行に砥石台４に設けられ、砥石台
４はベッド１上を数値制御装置１６の制御によって、テ
ーブル２に対して前進後退（図１の左右方向）するよう
に設けられている。研削すべきクランクピンＰが砥石車
３の砥石面に対向するようにテーブル２が送り位置決め
され、クランク軸Ｓがジャーナル部の軸線Ｏ1 回りに回
転駆動されると、クランクピンＰは軸線Ｏ1 回りに公転
する。

【００１３】そして、砥石台４を前進させて砥石車３の
砥石面をクランクピンＰの外周面に当接させて研削を行
うのであるが、その際、公転するクランクピンＰの外周
面に接した砥石車３の砥石面がクランクピンＰの外周面
の公転における左右方向の変位に応じて左右方向に変位
するように、砥石台４は数値制御装置１６に制御されて
前進後退されるのである。

【００１４】上記のようなクランク軸研削盤に設けられ
た定寸装置は、次のように構成されている。ベッド１上
には、支持台１０がテーブル２を間にして砥石台４と対
向して回転軸線Ｏ1 に垂直に移動自在に設けられ、進退
用アクチュエータに結合されている。例えば油圧シリン
ダ１１のピストン棒１１ａ，１１ａの先端に結合された
支持台１０は、油圧シリンダ１１の作動により前進後退
し、クランク軸Ｓに対し接近・離隔するようになってい
る。

【００１５】支持台１０には、支持台１０の前進後退方
向（図１の左右方向）に２本平行な水平案内棒１２，１
２が架設され、水平案内棒１２，１２には水平滑動ブロ
ック１３が滑動自在に取り付けられている。そして水平
滑動ブロック１３には更に２本平行な竪案内棒１４，１
４が立設され、竪案内棒１４，１４には上下滑動ブロッ
ク１５が滑動自在に取り付けられている。

【００１６】更に、支持台１０には、水平案内棒１２・
竪案内棒１４がなす平面と平行な取付壁部１０ａが水平
案内棒１２・竪案内棒１４に隣接して（図１の紙面奥
側）形成され、取付壁部１０ａの外側面（水平案内棒１
２・竪案内棒１４と反対側面）には、数値制御装置１６
で工作主軸におけるクランク軸Ｓの回転と同期回転する
ように制御されるサーボモータ１７が取り付けられ、サ
ーボモータ１７の出力軸１７ａは、取付壁部１０ａの内
側面（水平案内棒１２・竪案内棒１４と同側面）に突出
し、先端には水平案内棒１２・竪案内棒１４に隣接して
回転円盤１８が取り付けられている。

【００１７】即ち、回転円盤１８は水平案内棒１２・竪
案内棒１４がなす平面と平行である。そして回転円盤１
８には、半径方向に伸びる長孔１８ａが形成され、この
長孔１８ａに偏心位置調節可能にボルトにより固定され
た偏心ピン１９がボルトにより固定されている。偏心ピ
ン１９は、上下滑動ブロック１５に回転自在に結合され
ている。

【００１８】従って、サーボモータ１７が回転円盤１８
を回転駆動すると、上下滑動ブロック１５は、その自体
の竪案内棒１４における上下滑動及び水平滑動ブロック
１３の平案内棒１２における左右滑動を伴って、そのま
まの姿勢で偏心ピン１９と同じ円運動を行うようになっ
ている。その円運動は、クランク軸Ｓのジャーナル部の
軸線Ｏ1 回りの回転におけるクランクピンＰの軸線Ｏ1
回りの円運動と同径である。

【００１９】上下滑動ブロック１５には、公転するクラ
ンクピンＰの外周面を砥石車３による研削箇所を間にし
て上下から挟んで接触され得る接触子２０及び接触子２
０の変位を検知し、検出信号を出力するセンサ２１が設
けられ、接触子２０は砥石車３と対向した位置にある。
センサ２１は、数値制御装置１６に検出信号を入力する
ように接続されている。

【００２０】上記のクランク軸研削盤の定寸装置の作用
について説明する。クランク軸研削盤において、工作主
軸に支持されたクランク軸Ｓの研削すべきクランクピン
Ｐが砥石車３の砥石面に対向するようにテーブル２が送
り位置決めされる。

【００２１】そして、定寸装置の油圧シリンダ１１の作
動によるピストン棒１１ａ，１１ａの突出で、支持台１
が前進（右行）する。即ち、接触子２０は、前進させら
れて研削すべきクランクピンＰに係合する。その際、工
作主軸の回転により回転されるクランク軸Ｓの研削すべ
きクランクピンＰの回転位相とサーボモータ１７により
回転される回転円盤１８の偏心ピン１９の回転位相と
は、一致させる。それにより接触子２０はクランクピン
Ｐの外周面を上下から挟むように係合する。

【００２２】又、その状態のクランクピンＰに回転する
砥石車３の砥石面が接触するように砥石台４は前進し、
研削が開始するのであるが、その研削開始時に工作主軸
におけるクランク軸Ｓの回転が開始され、クランク軸Ｓ
の回転、即ちクランクピンＰの公転に同期して、砥石台
４の前進後退が行われ、砥石車３の砥石面とクランクピ
ンＰの外周面との研削接触状態が保たれる。それと同様
にクランクピンＰの公転に同期して、回転円盤１８、即
ち偏心ピン１９の公転が行われ、接触子２０とクランク
ピンＰとの係合が保たれる。

【００２３】そのような状態での公転と共に自転するク
ランクピンＰに対しての研削が進み、クランクピンＰの
径が減小するのに追随する接触子２０の変位位置が所定
値に達すると、即ちクランクピンＰの径が所定値に達す
ると、センサ２１が定寸検出信号を制御装置１６に入力
し、砥石台４は前進は停止され、更に、砥石台４は原位
置に後退させられる。そして、工作主軸の回転及び回転
円盤１８の回転が停止されると共に、油圧シリンダ１１
の作動によるピストン棒１１ａ，１１ａの退縮で、支持
台１が原位置に後退（左行）する。即ち、接触子２０
は、後退させられてクランクピンＰから離れる。そし
て、上記の作用が繰り返されて、次のクランクピンＰが
研削される。上記の各部の作動は、数値制御装置１６の
制御のもとで行われる。

【００２４】

【発明の効果】この発明のクランク軸加工機の定寸装置
は、請求項１及び請求項２の構成においては、検出手段
は、クランクピン自体の偏心運動とは力の伝達なく同期
して偏心運動を行う。従って、検出手段に負荷が加わら
ないし、更に、クランクピン外周面に対する検出手段の
接触位置が変わらないので、測定検出が正確である。
又、同じく請求項２の構成においては、クランクピンの
偏心運動に応じた検出手段の偏心運動手段は簡単で小型
化が可能であり加工部分と干渉しないので、小径の加工
測定が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態におけるクランク軸加工
機の定寸装置の側面図である。

【図２】この発明の実施の形態におけるクランク軸加工
機の定寸装置の平面図である。

【図３】従来の技術におけるクランク軸加工機の定寸装
置の側面図である。

【符号の説明】

１ ベッド ２ テーブル ３ 砥石車 ４ 砥石台 １０ 支持台 １０ａ 取付壁部 １１ 油圧シリンダ １１ａ ピストン棒 １２ 水平案内棒 １３ 水平滑動ブロック １４ 竪案内棒 １５ 上下滑動ブロック １６ 数値制御装置 １７ サーボモータ １７ａ 出力軸 １８ 回転円盤 １９ 偏心ピン ２０ 接触子 ２１ センサ Ｓ クランク軸 Ｐ クランクピン Ｊ ジャーナル部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランク軸の軸線に垂直に平面上で二次
   元変位可能に設けられた検出部及び公転するクランクピ
   ンと同期した同径の公転を前記検出部にさせる回転駆動
   手段から構成されたクランク軸加工機の定寸装置。
2. 【請求項２】 クランク軸の軸線に垂直に平面上で二次
   元変位可能に設けられた検出部及びクランク軸の軸線と
   平行な回転軸線回りにクランク軸と同期して回転する回
   転体に偏心して設けられ、且つ前記検出部に係合された
   偏心部から構成されたクランク軸加工機の定寸装置。
3. 【請求項３】 検出部がクランク軸のクランクピンに対
   向した位置で前進後退するように設けられた請求項１又
   は請求項２に記載のクランク軸加工機の定寸装置。