| 【発明の名称】 |
クランクシャフト加工機のレスト方法及びそのレスト装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】下村 真素美
【住所又は居所】石川県小松市符津町ツ２３ コマツ工機株式会社粟津工場内
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| 【要約】 |
【課題】黒皮のまま精度良く加工でき、黒皮を剥がす前加工が不要となるクランクシャフト加工機のレスト方法及びレスト装置を提供する。
【解決手段】クランクシャフト(1)のメインジャーナル軸心に略垂直な面内で開閉自在に設けられた１対のレストアーム(12,12)と、メインジャーナル軸心に垂直方向に伸縮自在に、かつ未加工のメインジャーナル(2a)又はカウンタウエイト(3)を少なくとも３方向から囲むように、レストアーム(12,12)に設けられ、そのピストンロッド(19)先端部にクランプパッド(19b)を装着した複数の液圧クランプ手段(18a〜18e)と、液圧クランプ手段の各加圧側液室(17)からの油を絞るように前記液室(17)に連通した絞り弁(21a〜21e)と、該絞り弁と液圧発生源(20)の間に設けられ、圧力液を連通又は遮断する電磁方向切換弁(22)とを備える。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 クランクシャフト(1)の加工時に加工部近傍をレストするクランクシャフト加工機のレスト方法において、レスト装置（10）に設けられた複数の液圧クランプ手段(18a〜18e)の加圧側液室(17)の液圧力を所定圧力に制御した状態で、該複数の液圧クランプ手段(18a〜18e)のピストンロッド(19)をクランクシャフト(1)のメインジャーナル部の軸心に対して垂直方向に移動させて、ピストンロッド(19)の先端部に装着したクランプパッド(19b)を未加工のメインジャーナル(2a)又はカウンタウエイト(3)の外周面に互いに異なる少なくとも３方向から囲むように当接させてクランプする工程と、前記メインジャーナル(2a)又はカウンタウエイト(3)の外周面を前記液圧クランプ手段(18a〜18e)でクランプした後、該液圧クランプ手段(18a〜18e)のクランプ力に、それぞれの加圧側液室(17)に連通した絞り弁(21a〜21e)により切削負荷に対抗して圧油の絞り抵抗として発生する、切削負荷反力をクランプ力として付加して用いることにより、クランクシャフト(1)の安定した切削加工を行う工程とを有することを特徴とするクランクシャフト加工機のレスト方法。
【請求項２】 クランクシャフト(1)の加工時に加工部近傍をレストするクランクシャフト加工機のレスト装置(10)において、クランクシャフト(1)のメインジャーナル部の軸心に略垂直な面内で開閉自在に設けられた１対のレストアーム(12,12)と、クランクシャフト(1)のメインジャーナル部の軸心に対して垂直方向に伸縮自在に、かつ未加工のメインジャーナル(2a)又はカウンタウエイト(3)の外周面を互いに異なる少なくとも３方向から囲むように、前記１対のレストアーム(12,12)に設けられ、そのピストンロッド(19)の先端部にクランクシャフト(1)と当接するクランプパッド(19b)を装着した複数の液圧クランプ手段(18a〜18e)と、該液圧クランプ手段(18a〜18e)のそれぞれの加圧側液室(17)からの圧油を絞るように前記液室(17)に連通した絞り弁(21a〜21e)と、前記絞り弁(21a〜21e)と液圧発生源(20)との間に設けられ、液圧発生源(20)からの圧力液を連通又は遮断する電磁方向切換弁(22)とを備えたことを特徴とするクランクシャフト加工機のレスト装置。
【請求項３】 クランクシャフト(1)の加工時に加工部近傍をレストするクランクシャフト加工機のレスト装置(10)において、クランクシャフト(1)のメインジャーナル部の軸心に略垂直な面内で開閉自在に設けられた１対のレストアーム(12,12)と、クランクシャフト(1)のメインジャーナル部の軸心に対して垂直方向に伸縮自在に、かつ未加工のメインジャーナル(2a)又はカウンタウエイト(3)の外周面を互いに異なる少なくとも３方向から囲むように、前記１対のレストアーム(12,12)に設けられ、そのピストンロッド(19)の先端部にクランクシャフト(1)と当接するクランプパッド(19b)を装着した複数の液圧クランプ手段(18a〜18e)と、該液圧クランプ手段(18a〜18e)のそれぞれの加圧側液室(17)からの圧油を絞るように前記液室(17)に連通した絞り弁(21a〜21e)と、前記絞り弁(21a〜21e)と液圧発生源(20)との間に設けられ、前記絞り弁(21a〜21e)からの圧油を遮断するチェック弁(23)と、前記絞り弁(21a〜21e)と前記チェック弁(23)との間に設けられ、前記絞り弁(21a〜21e)からの圧油が所定の油圧力を超えた場合に、この圧油を逃がすリリーフ弁(26)とを備えたことを特徴とするクランクシャフト加工機のレスト装置。
【請求項４】 請求項２又は請求項３記載のクランクシャフト加工機のレスト装置において、前記１対のレストアーム(12,12)は揺動開閉式であることを特徴とするクランクシャフト加工機のレスト装置。
【請求項５】 請求項２又は請求項３記載のクランクシャフト加工機のレスト装置において、前記１対のレストアーム(12,12)は直動開閉式であることを特徴とするクランクシャフト加工機のレスト装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、クランクシャフトミラー等のクランクシャフト加工機で切削するワークを支持するためのレスト方法及びそのレスト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】クランクシャフトのメインジャーナルやピンジャーナルを切削加工するとき、切削抵抗でワークが動かないように加工部近傍をクランプする（通常レストと呼ばれており、以後レストと言う）必要があり、従来から、このためのレスト装置（補助クランプ装置）が多く提案されている。例えば特開平６−３２０３１９号公報に記載されたクランクシャフトミラーのレスト装置が知られており、図８及び図９を参照して同公報に示された従来技術を説明する。図８は同公報に記載されたクランクシャフトミラーのレスト装置の説明図であり、図９は従来の切削加工工程の説明図である。
【０００３】図８において、レスト装置１０Ａは、それぞれピン１４ａ，１４ｂの回りに揺動自在に設けられ、かつアームシリンダ１１により開閉自在とされた上下１対のレストアーム１２，１２を有している。また、これらの１対のレストアーム１２，１２の対向面に設けた略半円形状の切欠部には複数（通常２個）のクランプパッド１２ａを備えており、該複数のクランプパッド１２ａによりクランクシャフト１のメインジャーナル１ａを求心してクランプするようになっている。前記１対のレストアーム１２，１２のピン１４ａ，１４ｂと反対側端部には、クランクシャフト１の加工時に該レストアーム１２，１２が開放しないようにロックするロック機構１３が設けられている。
【０００４】加工の手順としては、従来は、例えば図９に示すように、左右にそれぞれメインジャーナル加工用カッタとピンジャーナル加工用カッタを備えた、クランクシャフトミラーで、４気筒エンジンのクランクシャフト１を加工する場合、第１工程でクランクシャフト１をレストしない状態で、まず第２メインジャーナルＪ２を加工し、次に第２工程では第１工程で加工した第２メインジャーナルＪ２をレスト装置１０Ａによりレストした状態で、第３メインジャーナルＪ３と第１ピンジャーナルＰ１を同時に加工する。第３工程では、第２工程で加工した第３メインジャーナルＪ３をレストした状態で、第４メインジャーナルＪ４と第２ピンジャーナルＰ２を同時に加工する。以後同様にして第４工程から第５工程まで加工を繰り返し、第５メインジャーナルＪ５、第３ピンジャーナルＰ３及び第４ピンジャーナルＰ４を順次加工するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特開平６−３２０３１９号公報に記載の従来技術においては、以下のような問題がある。即ち、従来のレスト装置１０Ａは求心タイプとなっているので、レストする基準面（ジャーナル部）が鋳物や鍛造素材の黒皮のように偏心していたり円筒状でない場合、レスト時にクランクシャフト１を曲げてクランプして加工することになる。このため、加工後クランクシャフト１をアンクランプすると前記の曲がりが元に戻って加工精度を確保できないということが生じる。この理由から、従来は前述のように、クランクシャフトミラーでの一連の加工工程において、前工程で加工した部位を基準面とし、この基準面をレストして次の部位を加工するようにしているものの、第１工程では切削部近傍をレストしない状態で加工するので加工精度を充分に高めることが困難である。また、あるいは、クランクシャフト加工機での加工工程以前に旋盤等の別機械で前加工することもあり、このため加工工程が増え、加工時間が長くかかり、製造コストが嵩むという問題もある。
【０００６】本発明は、上記の問題点に着目してなされたものであり、黒皮のまま精度良く加工でき、黒皮を剥がすための前加工が不要となるクランクシャフト加工機のレスト装置及びそのレスト方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記の目的を達成するために、第１発明は、クランクシャフトの加工時に加工部近傍をレストするクランクシャフト加工機のレスト方法において、レスト装置に設けられた複数の液圧クランプ手段の加圧側液室での液圧力を所定圧力に制御した状態で、該複数の液圧クランプ手段のピストンロッドをクランクシャフトのメインジャーナル部の軸心に対して垂直方向に移動させて、ピストンロッドの先端部に装着したクランプパッドを未加工のメインジャーナル又はカウンタウエイトの外周面に互いに異なる少なくとも３方向から囲むように当接させてクランプする工程と、前記メインジャーナル又はカウンタウエイトの外周面を前記液圧クランプ手段でクランプした後、該液圧クランプ手段のクランプ力に、それぞれの加圧側液室に連通した絞り弁により切削負荷に対抗して圧油の絞り抵抗として発生する、切削負荷反力をクランプ力として付加して用いることにより、クランクシャフトの安定した切削加工を行う工程とを有するクランクシャフト加工機のレスト方法としている。
【０００８】この第１発明によると、鋳物や鍛造素材の黒皮のように偏心していたり円筒状でないクランクシャフトのメインジャーナル部を基準面としてレストできる。したがって、従来、黒皮部がレストできないため、第１工程では切削部近傍をレストしない状態で加工せざるを得ず、充分な加工精度を得ることが困難であったが、第１工程においても切削部近傍をレストし満足できる加工精度が得られるようになる。また、従来はクランクシャフト加工機での加工工程以前に旋盤等の別機械でレストする部位を前加工することもあり、このため加工工程が増え、加工時間が長くかかり、製造コストが嵩んでいたが、黒皮部をレスト可能とし前加工を不要としたことからこの問題も無くなる。また、所定圧を液圧クランプ手段の加圧側液室に発生させてクランプを行う際に、クランクシャフトを複数の液圧クランプ手段により、ジャーナル軸を中心に対向して複数の半径方向から均等な所定圧でクランプするので、クランプ個所であるメインジャーナル部が黒皮状態でその面粗度や円筒度が悪い、又は偏芯している場合においても、クランクシャフトを曲げることなくクランプすることができる。そして、このクランクシャフトを曲げない状態でのクランプ後、続いて行われる切削加工時には、切削負荷が変動しても、この変動切削負荷に対応する液圧クランプ手段に連通した絞り弁により、変動切削負荷に対抗して圧油の絞り抵抗が発生し、この絞り抵抗が切削負荷反力となって、クランプ力として付加されることにより、クランクシャフトを安定して（びびりの発生なく）精度良く加工できる。さらに、油圧シリンダの伸縮によりレストクランプするので、メインジャーナルの径が変わっても、クランプパッドを交換（厚さを変更する）必要がなく、ワーク径の異なるクランクシャフトに対しても汎用的に本レストを適用できる。
【０００９】また第２発明は、クランクシャフトの加工時に加工部近傍をレストするクランクシャフト加工機のレスト装置において、クランクシャフトのメインジャーナル部の軸心に略垂直な面内で開閉自在に設けられた１対のレストアームと、クランクシャフトのメインジャーナル部の軸心に対して垂直方向に伸縮自在に、かつ未加工のメインジャーナル又はカウンタウエイトの外周面を互いに異なる少なくとも３方向から囲むように、前記１対のレストアームに設けられ、そのピストンロッドの先端部にクランクシャフトと当接するクランプパッドを装着した複数の液圧クランプ手段と、該液圧クランプ手段のそれぞれの加圧側液室からの圧油を絞るように前記液室に連通した絞り弁と、前記絞り弁と液圧発生源との間に設けられ、液圧発生源からの圧力液を連通又は、遮断する電磁方向切換弁とを備えた構成としている。
【００１０】第２発明によると、前述した第１発明による効果に加えて、電磁方向切換弁を切換えることにより、液圧クランプ手段の加圧側液室を油圧タンクへ連通させた状態（加圧側液室の油圧は０）にするので、レストア−ムを閉操作させて、複数の液圧クランプ手段のクランプパッドを、クランクシャフトのメインジャーナル又はカウンタウエイトの外周面などの所定クランプ個所に当接させ位置決め操作を行う際に、クランプ個所とピストンロッドとの干渉ストローク分、液圧クランプ手段の液室から余分な圧力液が、絞り弁および電磁方向切換弁を経由して急速に外部に排出可能となり、液圧クランプ手段のピストンロッドは迅速に収縮される。よって、クランプパッドをクランクシャフトの所定クランプ個所へ当接させる操作が極めて短時間に行える。
【００１１】また第３発明は、クランクシャフトの加工時に加工部近傍をレストするクランクシャフト加工機のレスト装置において、クランクシャフトのメインジャーナル部の軸心に略垂直な面内で開閉自在に設けられた１対のレストアームと、クランクシャフトのメインジャーナル部の軸心に対して垂直方向に伸縮自在に、かつ未加工のメインジャーナル又はカウンタウエイトの外周面を互いに異なる少なくとも３方向から囲むように、前記１対のレストアームに設けられ、そのピストンロッドの先端部にクランクシャフトと当接するクランプパッドを装着した複数の液圧クランプ手段と、該液圧クランプ手段のそれぞれの加圧側液室からの圧油を絞るように前記液室に連通した絞り弁と、前記絞り弁と液圧発生源との間に設けられ、前記絞り弁からの圧油を遮断するチェック弁と、前記絞り弁と前記チェック弁との間に設けられ、前記絞り弁からの圧油が所定の油圧力を超えた場合に、この圧油を逃がすリリーフ弁とを備えたことを特徴とするクランクシャフト加工機のレスト装置の構成としている。
【００１２】第３発明によると、前述した第１発明による効果に加えて、レストア−ムを閉操作させて、複数の液圧クランプ手段のクランプパッドを、クランクシャフトのメインジャーナル又はカウンタウエイトの外周面などの所定クランプ個所に当接させ位置決め操作を行う際に、レストア−ムを閉操作させるだけで、液圧クランプ手段のピストンロッドは、液圧クランプ手段の液室から余分な圧力液が絞り弁およびリリーフ弁を経由して外部に排出されることにより、クランプ個所との干渉ストローク分、収縮される。しかも、クランプパッドをクランクシャフトの所定クランプ個所へ所定のクランプ圧力を付加したまま当接させることができるので、レスト操作完了後即座に切削加工工程へ移行可能となり加工サイクルタイムの短縮に寄与する。
【００１３】また第４発明は、第２発明又は第３発明において、前記１対のレストアームは揺動開閉式である構成としている。また第５発明は、第２発明又は第３発明において、前記１対のレストアームは直動開閉式である構成としている。
【００１４】第４発明又は第５発明によると、揺動開閉式や直動開閉式のレストアームに対して容易に適用可能であり、カッタ交換の容易性やワーク搬出入の容易性を満たした汎用性の高いレスト装置が構成できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。先ず、図１〜図３により第１実施形態を説明する。図１はクランクシャフト加工機の斜視図で、図２は本実施形態のレスト装置の要部側面図で、図３はその油圧回路図である。尚、図８（従来技術）においても同一の構成要素に同一符号を付して以下の説明を省き、以後も同様とする。
【００１６】図１により、本発明に係るレスト装置が適用されるクランクシャフトミラーを概略説明する。ベッド４１上の左右端部に、加工すべきワーク（クランクシャフト１）の両端部を支持する２基のワークヘッド４２，４２が設けられており、両ワークヘッド４２，４２の対向面にはワークをクランプするチャック４４，４４がそれぞれ設けられている。両ワークヘッド４２，４２の間に２基のカッタユニット４５ａ，４５ｂが設置されており、２基のカッタユニット４５ａ，４５ｂはベッド４１の長手方向（Ｖ軸）に移動自在なサドル４９，４９をそれぞれ有していて、これらサドル４９，４９上に、Ｖ軸と直交するＹ軸方向に移動自在にスライド４６，４６がそれぞれ設けられている。また、両スライド４６，４６の対向面には、一端側が支軸４７によりサドル４９側に支承されたスイングヘッド４８，４８がそれぞれ設けられていると共に、各スイングヘッド４８の他端側は前記スライド４６上に設置された揺動機構５０に接続されていて、この揺動機構５０によりスイングヘッド４８の他端側が支軸４７を中心に上下方向（Ｘ軸）に揺動されるようになっている。
【００１７】また、上記両スイングヘッド４８，４８内には、カッタドラムモータ５１により回転されるカッタドラム５２がそれぞれ設けられており、一方例えば左側のカッタユニット４５ａに設けられたカッタドラム５２の内周面にはメインジャーナル加工用カッタ５２ａが、また例えば右側のカッタユニット４５ｂに設けられたカッタドラム５２の内周面にはピンジャーナル加工用カッタ５２ｂ（図示せず）が取付けられている。
【００１８】また、各カッタユニット４５ａ，４５ｂのサドル４９には、互いに対向する位置にそれぞれレスト装置１０ａ，１０ｂが設置されている。両レスト装置１０ａ，１０ｂの構成は同じなので、以下ではレスト装置１０ａのみを説明する。
【００１９】図２に示すように、レスト装置１０ａは、ピン１４ａ，１４ｂの回りに揺動自在に設けられた上下１対のレストアーム１２，１２を備えており、この揺動面はクランクシャフト１のメインジャーナル２ａの軸心に略垂直面内に設けられている。上下１対のレストアーム１２，１２の互いに対向する面に設けた略半円形状の切欠部１２ｂ，１２ｂと、レストアーム１２，１２の外面との間には、４個の貫通孔１６がそれぞれ形成されており、該貫通孔１６の前記外面近傍端部には貫通孔１６よりも大径の液室（本例では油室）１７がそれぞれ形成されている。それぞれの貫通孔１６内には、ピストンロッド１９がその先端部を切欠部１２ｂ，１２ｂから突出させて嵌挿されており、ピストンロッド１９のピストン１９ａは油室１７に嵌挿されている。ピストンロッド１９の先端部には、クランプパッド１９ｂが装着されている。また、各油室１７の前記外面端部には油給排口部１７ａが取付けられており、外部から油給排口部１７ａを経由して圧油が給排されるようになっている。また、ピストン１９ａと油給排口部１７ａの間には、ピストンロッド１９側へピストン１９ａを付勢させるためにスプリング１９ｃが設けられている。これらにより、油圧シリンダ１８ａ〜１８ｄからなる液圧クランプ手段が構成されている。各油圧シリンダ１８ａ〜１８ｄの軸心は、前記切欠部１２ｂ，１２ｂ内でクランプされるクランクシャフト１のメインジャーナル２ａの軸心に略垂直となるように設けられている。
【００２０】また、上下１対のレストアーム１２，１２の揺動中心となるピン１４ａ，１４ｂには互いに噛合うギア１５，１５がそれぞれ装着されており、１対のレストアーム１２，１２の一方（図示では下側）の端部に設けた突出部に取付けたアームシリンダ１１の伸縮により前記ギア１５，１５を介して両レストアーム１２，１２が開閉するようになっている。
【００２１】図３に示すように、前記４個の油圧シリンダ１８ａ〜１８ｄは、それぞれ絞り弁２１ａ〜２１ｄを経由して共通の管路２６に接続されており、管路２６は電磁方向切換弁２２、チェック弁２３、減圧弁２４及び油圧源２０を順に接続している。また、管路２６は、電磁方向切換弁２２を経由してタンク２５に接続されている。電磁方向切換弁２２の操作ソレノイド部は図示しない制御器に接続されており、該制御器からの開閉指令により開閉するようになっている。
【００２２】減圧弁２４の設定圧は、クランクシャフト１の切削加工時の反力に打ち勝つ圧力に設定され、例えば１〜７ＭPa程度である。
【００２３】本実施形態の構成によるクランクシャフト加工機の作動を説明する。
（１）先ず、ワーク（クランクシャフト１）の両端部をクランクシャフト加工機の両側のチャック４４，４４で把持してワークを位置決めすると、１対のレストアーム１２，１２を開状態のまま、本レスト装置１０は長手方向（Ｖ軸）に移動され、クランプすべきメインジャーナル２ａの所定位置に割り出されて停止する。
（２）次に、電磁方向切換弁２２をａ位置（図３参照）に切り換えて油圧を遮断すると共に、油圧シリンダ１８ａ〜１８ｄの各油室１７を油圧タンク２５へ連通させ、各ピストンロッド１９をスプリング１９ｃの弾性力により伸張させておいた状態で、アームシリンダ１１によりレスト装置１０の１対のレストアーム１２，１２を閉じた後、ロック機構１３により１対のレストアーム１２，１２を閉状態でロックする。このとき、油圧シリンダ１８ａ〜１８ｄのそれぞれのクランプパッド１９ｂがワーク（ここでは、クランクシャフト１の黒皮を被ったままのメインジャーナル２ａ）に当たった後、クランプ完了までのピストンロッド１９の収縮ストローク分の圧油が、各油室１７から押し出され、この余分な圧油は電磁方向切換弁２２を経由してタンク２５へ排出される。
【００２４】（３）次に、電磁方向切換弁２２をｂ位置（図３参照）に切換え、油圧シリンダ１８ａ〜１８ｄの各油室１７内の圧油を減圧弁２４で設定した所定圧に加圧する。このクランプの際には、複数の液圧クランプ手段１８ａ〜１８ｄにより、ジャーナル軸を中心に対向して複数の半径方向から均等な所定圧でクランプしている。よって、クランプ個所であるメインジャーナル部が黒皮状態でその面粗度や円筒度が悪い、又は偏芯している場合においても、クランクシャフト１は曲がることなくクランプされる。
【００２５】（４）また次に、このクランクシャフト１を曲げることなく複数の液圧クランプ手段１８ａ〜１８ｄによりクランプされた状態で、メインジャーナル加工用カッタ５２ａ又はピンジャーナル加工用カッタ５２ｂにより所定のメインジャーナル又はピンジャーナルの切削が行われる。この際、切削負荷が変動しても、この変動切削負荷に対応する液圧クランプ手段１８ａ〜１８ｄにそれぞれ連通した絞り弁２１ａ〜２１ｄにより、変動切削負荷に対抗した圧油の絞り抵抗が発生し、この絞り抵抗が切削負荷反力となって、液圧クランプ手段１８ａ〜１８ｄにクランプ力として付加されることになり、クランクシャフト１を安定して（びびりの発生がなく）精度良く加工する。
（５）次に、クランクシャフト１の所定のメインジャーナル又はピンジャーナル加工完了後、ロック機構１３をアンロックさせ、油圧シリンダ１１の収縮によって１対のレストアーム１２，１２を開とし、本レスト装置１０を長手方向（Ｖ軸）に移動させ、次にクランプすべきメインジャーナル２ａの所定位置に割り出し、停止する。
（６）以下順に（１）〜（５）の動作を繰り返し、目的とするクランクシャフトのメインジャーナル又はピンジャーナルの加工を完了する。
【００２６】以上による本第１実施形態の作用効果を説明する。
（１）電磁方向切換弁２２をａ位置として油圧シリンダ１８ａ〜１８ｄからのリターン油を油圧タンク２５へ連通させた状態で油圧シリンダ１８ａ〜１８ｄのスプリング１９ｃの付勢力によりクランクシャフト１のメインジャーナル２ａの外周部をレストするようにしたため、黒皮を被ったままのメインジャーナル２ａをクランプしてもクランクシャフト１の反力により油圧シリンダ１８ａ〜１８ｄ内の各油室１７から余分な圧油が迅速に排出されるので、クランクシャフト１が曲がってクランプされることがない。そして、この後、電磁方向切換弁２２をｂ位置に切り換えて前記リターン油を遮断した状態で切削加工を行なうので、加工中にクランクシャフト１に切削反力が加わっても絞り弁２１ａ〜２１ｄの絞り抵抗によりクランクシャフト１を強固にレスト支持し、クランクシャフト１の位置を保持できる。従って、レスト部位が黒皮状態の第１加工工程であっても、レスト装置によりレストしない状態で加工する必要がなく、確実に、かつ強固に本レスト装置１０でレストした状態で加工できるので、加工精度を向上できる。また、旋盤等で前加工する必要がないので、前加工のためのコスト及び加工時間を無くすことができると共に、黒皮加工するための旋盤等が不要となる。
（２）メインジャーナル２ａの径が変わっても、クランプパッド１９ｂを交換する（厚さを変更する）必要が無く、油圧シリンダ１８ａ〜１８ｄの伸縮により対応できるので、ワーク径の異なるものに対しても汎用的に本レスト装置１０を適用できる。
【００２７】次に、第２実施形態を、第２実施形態のレスト装置の油圧回路図である図４により説明する。図３、図４に見られるように、それぞれの油圧回路において、第１実施形態の電磁方向切換弁２２に対し、第２実施形態では管路２６の油をリリーフ弁２６を経由して油タンク２５に排出させ、かつ第１実施形態の油圧シリンダ１８ａ〜１８ｄのスプリング１９ｃを取り除いた構成としている。
【００２８】減圧弁２４の設定圧は、クランクシャフト１の切削加工時の反力に打ち勝つ圧力に設定され、例えば１〜７ＭPa程度である。またリリーフ弁２６のリリーフ圧は上記減圧弁２４の設定圧よりもやや高い圧力に設定される。
【００２９】第２実施形態の構成によるクランクシャフト加工機の作動を説明する。
（１）先ず、クランクシャフト１の両端部をクランクシャフト加工機の両側のチャック４４，４４で把持してワークを位置決めすると、１対のレストアーム１２，１２を開状態のまま、本レスト装置１０は長手方向（Ｖ軸）に移動され、クランプすべきメインジャーナル２ａの所定位置に割り出されて停止する。
（２）次に、各ピストンロッド１９を減圧弁２４で設定した油圧により伸張させておいた状態で、アームシリンダ１１によりレスト装置１０の１対のレストアーム１２，１２を閉じた後、ロック機構１３により１対のレストアーム１２，１２を閉状態でロックする。このとき、油圧シリンダ１８ａ〜１８ｄのそれぞれのクランプパッド１９ｂがワーク（ここでは、クランクシャフト１の黒皮を被ったままのメインジャーナル２ａ）に当たった後、クランプ完了までのピストンロッド１９の収縮ストローク分の圧油が各油室１７から押し出され、所定の油圧力を超えたときこの余分な圧油はリリーフ弁２６を経由してタンク２５へ排出される。この段階で、ワークは、複数の液圧クランプ手段１８ａ〜１８ｄにより、ジャーナル軸を中心に対向して複数の半径方向から均等な所定圧でクランプされている。よって、クランプ個所であるメインジャーナル部が黒皮状態でその面粗度や円筒度が悪い、又は偏芯している場合においても、クランクシャフト１は曲がることなくクランプされる。
【００３０】（３）また次に、このワークを曲げることなく複数の液圧クランプ手段１８ａ〜１８ｄによりクランプされた状態で、メインジャーナル加工用カッタ５２ａ又はピンジャーナル加工用カッタ５２ｂにより所定のメインジャーナル又はピンジャーナルの切削が行われる。この際、切削負荷が変動しても、この変動切削負荷に対応する液圧クランプ手段１８ａ〜１８ｄに連通した絞り弁２１ａ〜２１ｄにより、変動切削負荷に対抗した圧油の絞り抵抗が発生し、この絞り抵抗が切削負荷反力となって、液圧クランプ手段１８ａ〜１８ｄにクランプ力として付加されることになり、クランクシャフト１を安定して（びびりの発生なく）精度良く加工する。
（４）次に、クランクシャフト１の所定のメインジャーナル又はピンジャーナル加工完了後、ロック機構１３をアンロックさせ、油圧シリンダ１１の収縮によって１対のレストアーム１２，１２を開とし、本レスト装置１０を長手方向（Ｖ軸）に移動させ、次にクランプすべきメインジャーナル２ａの所定位置に割り出し、停止する。
（５）以下順に（１）〜（４）の動作を繰り返し、目的とするクランクシャフトのメインジャーナル又はピンジャーナルの加工を完了する。
【００３１】以上による本第２実施形態の作用効果を説明する。
（１）油圧シリンダ１８ａ〜１８ｄからのリターン油を、リリーフ弁２６を介し、油圧タンク２５へ連通させた状態で、油圧シリンダ１８ａ〜１８ｄによりクランクシャフト１のメインジャーナル２ａの外周部をレストするようにしたため、黒皮を被ったままのメインジャーナル２ａをクランプしてもクランクシャフト１の反力により油圧シリンダ１８ａ〜１８ｄ内の油室１７から余分な圧油が排出されるので、クランクシャフト１が曲がってクランプされることがない。そして、この後続いて切削加工を行なうが、加工中にクランクシャフト１に切削反力が加わっても、絞り弁２１ａ〜２１ｄの絞り抵抗によりクランクシャフト１を強固にレスト支持し、クランクシャフト１の位置を保持できる。従って、レスト部位が黒皮状態の第１加工工程であっても、レスト装置によりレストしない状態で加工する必要がなく、確実に、かつ強固に本レスト装置１０でレストした状態で加工できるので、加工精度を向上できる。また、旋盤等で前加工する必要がないので、前加工のためのコスト及び加工時間を無くすことができると共に、黒皮加工するための旋盤等が不要となる。
（２）メインジャーナル２ａの径が変わっても、クランプパッド１９ｂを交換する（厚さを変更する）必要が無く、油圧シリンダ１８ａ〜１８ｄの伸縮により対応できるので、ワーク径の異なるものに対しても汎用的に本レスト装置１０を適用できる。
【００３２】次に、図５により第１実施形態および第２実施形態の他の実施形態を説明する。即ち、前記油圧シリンダ１８ａ〜１８ｄの数は４個に限定されず、少なくとも３個以上あればよい。３個以上の油圧シリンダ１８ａ〜１８ｃがあれば、クランクシャフト１のメインジャーナル２ａの外周面を安定的にクランプできる。
【００３３】次に、図６により第３実施形態を説明する。本実施形態では、ジャーナル部以外のカウンタウエイト部をクランプするレスト装置１０ａ，１０ｂを示している。ここでは、前実施形態と異なる構成を説明する。図６において、１対のレストアーム１２，１２の互いに対向する部位には、角状の切欠部１２ｃと、半円形状の切欠部１２ｄとが形成されており、前記角状の切欠部１２ｃには３個の油圧シリンダ１８ａ〜１８ｃが、また前記半円形状の切欠部１２ｄには２個の油圧シリンダ１８ｄ，１８ｅがそれぞれのピストンロッド１９の先端部を突出させて設けられている。３個の油圧シリンダ１８ａ〜１８ｃの軸心はクランクシャフト１のカウンタウエイト３の外周側面に略垂直になるように、また２個の油圧シリンダ１８ｄ，１８ｅの軸心はクランクシャフト１のピンジャーナル２ｂの外周面に略垂直になるように設けられている。尚、油圧シリンダ１８ａ〜１８ｅ（図示では１８ａ〜１８ｄ）の油圧回路は図３又は図４と同様に構成される。
【００３４】第３実施形態によると、第１実施形態と同様の作用効果が得られると共に、さらに次の作用効果が得られる。
（１）黒皮の被ったメインジャーナル２ａのみでなく、黒皮の被ったカウンタウエイト３やピンジャーナル２ｂも押圧してクランプできるので、加工手順の制約が少なくなり、しかも強固にクランプができるようになる。
（２）任意形状のクランクシャフトにも対応でき、汎用性が高い。
【００３５】次に、図７により第４実施形態を説明する。これまでの実施形態では、１対のレストアーム１２，１２がピン回りに揺動自在に設けられた揺動開閉式の構成で示したが、本本実施形態では、例えば図７に示すように直動開閉式のレストアーム１２，１２を備えている。図７において、左右１対のレストアーム１２，１２は左右方向に開閉自在に装置フレーム３３，３３に支承されて設けられており、互いに反対のネジ方向を有する左右のボールスクリュウ３１ａ，３１ｂがナット部３２ａ，３２ｂに係合している。さらに、ボールスクリュウ３１ａ，３１ｂはギアを介してモータ３４に連結されており、該モータ３４によりレストアーム１２，１２は開閉するようになっている。このような直動開閉式のレストアーム１２，１２に、前記第１〜第３実施形態で示した油圧シリンダ１８ａ〜１８ｅ（図示では１８ａ〜１８ｄ）を設ける。尚、油圧回路は前記図３又は図４と同様である。これにより、前記実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００３６】以上説明したように、本発明によると次のような効果を奏する。
（１）鋳物や鍛造素材の黒皮のように偏心していたり円筒状でないクランクシャフトのメインジャーナル部を基準面としてレストできるので、従来、黒皮部がレストできないため、第１工程では切削部近傍をレストしない状態で加工せざるを得ず、充分な加工精度を得ることが困難であったが、この第１工程においても切削部近傍をレストして満足できる加工精度が得られる。また、クランクシャフト加工機での加工工程以前に旋盤等の別機械でレストする部位を前加工することもあり、このため加工工程が増え、加工時間が長くかかり、製造コストが嵩んでいたが、黒皮部をレスト可能とし前加工を不要としたことからこの問題も無くなる。
（２）またレストクランプは、メインジャーナル部だけでなくカウンタウエイトやピンジャーナル部も黒皮のままクランプして加工できるので、種々のクランクシャフトの加工が可能となり、汎用性の高いレスト装置が構成できる。さらに、レスト本体としては、揺動開閉式、直動開閉式又は固定式等種々のものに容易に適用が可能なので、より汎用性を高めることができる。
【００３７】（３）また、クランプの際には、複数の液圧クランプ手段により、ジャーナル軸を中心に対向して複数の半径方向から均等な所定圧でクランプするので、クランプ個所が粗悪形状の黒皮状態であっても、クランクシャフトを曲げることなくクランプすることができる。
（４）このクランクシャフトを曲げない状態でのクランプ後、続いて行われる切削加工時には、切削負荷が変動しても、この変動切削負荷に対応する液圧クランプ手段に連通した絞り弁により、変動切削負荷に対抗して圧油の絞り抵抗が発生し、この絞り抵抗が切削負荷反力となって、クランプ力として付加されることにより、クランクシャフトを安定して（びびりの発生なく）精度良く加工できる。
（５）液圧シリンダの伸縮によりレストクランプするので、メインジャーナルの径が変わっても、クランプパッドを交換（厚さの変更）する必要がなく、ワーク径の異なるクランクシャフトに対しても汎用的に本レストを適用できる。
【００３８】（６）液圧クランプ手段の加圧側液室に連通する電磁方向切換弁でこの液室内の圧油を油圧タンクに排出可能としたため、クランプの際に、前記方向切換弁を切換えて、前記加圧側液室を油圧タンクへ連通させた状態（加圧側液室の油圧は０）にすることにより、ピストンロッドの収縮ストローク分、液圧クランプ手段の液室から余分な圧力液が、絞り弁及び電磁方向切換弁を経由して急速に外部に排出されるので、レストのクランプ操作が極めて短時間に行える。
【００３９】（７）液圧発生源からの圧油をチェック弁及び絞り弁を経由して液圧クランプ手段の加圧側液室に供給し、レストクランプのときには、前記液室及び絞り弁からの戻り圧油を前記チェック弁で遮断すると共に、該戻り圧油が所定の油圧力を超えた場合にリリーフ弁を経由して油圧タンクにドレンするようにしたので、レストクランプの際に、レストア−ムを閉操作させるだけで、液圧クランプ手段の液室から余分な圧力液が絞り弁及びリリーフ弁を経由して外部に排出されることにより、液圧クランプ手段のピストンロッドはクランプ個所との干渉ストローク分だけ収縮される。しかも、クランプパッドをクランクシャフトの所定クランプ個所へ所定のクランプ圧力を付加したまま当接させることができるので、レスト操作完了後即座に切削加工工程へ移行可能となり、加工サイクルタイムの短縮に寄与できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】３９４０１８５２４
【氏名又は名称】コマツ工機株式会社
【住所又は居所】石川県小松市八日市町地方５番地
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| 【出願日】 |
平成１３年１２月７日（２００１．１２．７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７３８６３
【弁理士】
【氏名又は名称】松澤 統
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| 【公開番号】 |
特開２００３−１７５４３０（Ｐ２００３−１７５４３０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年６月２４日（２００３．６．２４） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−３７３９３４（Ｐ２００１−３７３９３４） |
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