(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のカッタヘッド４を有するクランクシャフトミラーの一方のカッタヘッド４に、ピンＰ及びジャーナルＪの外周面を荒加工する外周荒加工用チップ５ｂと、カウンタウエイト３ａの側面を加工する側面加工用チップ５ｃを有するカッタ５を取付け、
また他方のカッタヘッド４に、ピンＰ及びジャーナルＪの外周面を中仕上げ加工する外周中仕上げ用チップ７ｂと、ピンＰ及びジャーナルＪの両端にＲ溝を加工するＲ溝加工用チップ７ｃを有するカッタ７を取り付けて、
一方のカッタヘッド４のカッタ５によりピンＰ及びジャーナルＪ外周の荒加工と、カウンタウエイト３ａ側面の加工を順次行いながら、他方のカッタヘッド４のカッタ７により、ピンＰ及びジャーナルＪ外周の中仕上げ加工とＲ溝加工を続けて行うことを特徴とするクランクシャフトの加工方法。
【請求項２】
複数のカッタヘッド４を有するクランクシャフトミラー本体１の一方のカッタヘッド４に、ピンＰ及びジャーナルＪの外周面を荒加工する外周荒加工用チップ５ｂと、カウンタウエイト３ａの側面を加工する側面加工用チップ５ｃを有するカッタ５を取付けると共に、
他方のカッタヘッド４に、ピンＰ及びジャーナルＪの外周面を中仕上げ加工する中仕上げチップ７ｂと、ピンＰ及びジャーナルＪの両端にＲ溝３ｂを加工するＲ溝加工用チップ７ｃを有するカッタ７を取付けたことを特徴とするクランクシャフトミラー。
【請求項３】
複数のカッタヘッド４を有するクランクシャフトミラー本体１の一方のカッタヘッド４に取付けられ、かつピンＰ及びジャーナルＪの外周面を荒加工する外周荒加工用チップ５ｂと、カウンタウエイト３ａの側面を加工する側面加工用チップ５ｃが設けられたカッタ５と、
他方のカッタヘッド４に取付けられ、かつピンＰ及びジャーナルＪの外周面を中仕上げ加工する中仕上げチップ７ｂと、ピンＰ及びジャーナルＪの両端にＲ溝３ｂを加工するＲ溝加工用チップ７ｃが設けられたカッタ７とより構成されたことを特徴とするクランクシャフトミラーの加工用カッタ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はエンジン等に使用するクランクシャフトの加工方法と、クランクシャフトを加工するクランクシャフトミラー及び加工用カッタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種のクランクシャフトは、クランクシャフトミラーによりピン及びジャーナルの外周面と、カウンタウエイトの側面を加工しているが、ピン及びジャーナル両端部のＲ溝はアンダカット加工となるため、別の機械で加工している。
しかし別の機械を使用して加工する方法では、設備費が嵩むと共に、ワークを脱着する際の段取り替えに多くの工数を必要とするため、生産性も悪いなどの不具合がある。
【０００３】
このため、カウンタウエイトの側面を素材で逃すことにより、同一のカッタに外周加工用のチップとＲ溝加工用のチップを取付けて加工を可能にした加工方法が提案されているが、この方法では素材の取代が多くなるためＲ溝の加工精度が低下すると共に、材料の歩留りも悪くなるなどの不具合があった。
【０００４】
かかる不具合を改善するため、特開平６−２７７９２３号公報で、複数のカッタヘッドを有するクランクシャフトミラーの一方のカッタヘッドに、ピン及びジャーナルの外周面とカウンタウエイトの側面を加工するカッタを、また他方のカッタヘッドにはピン及びジャーナルにＲ溝を加工するカッタを取付けて、ピン及びジャーナルの外周面とカウンタウエイトの側面を加工するカッタによりピン及びジャーナルの外周面とカウンタウエイトの側面を順次加工しながら、Ｒ溝加工用カッタで加工の終了したピン及びジャーナルのＲ溝を続けて加工するようにしたクランクシャフトの加工方法が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記公報の加工方法では、ピン及びジャーナルの外周面と、カウンタウエイトの側面及びＲ溝加工を１台の機械で加工できるため、生産性が向上するなどの効果はあるが、ピン及びジャーナルの外周面は荒加工となるため、加工後別の工程でピン及びジャーナルの外周面を研摩する際、研摩による取代が大きくなって研摩に多くの時間を要するなど、生産性が悪い不具合がある。
【０００６】
また荒加工されたピン及びジャーナルの外周面は、取代の変動が大きいため、荒加工された外周面を研摩加工する場合、取代の変動の影響を受けて加工精度にバラツキが生じると共に、ピン及びジャーナル外周面の荒加工とＲ溝加工を行った後に、ピン及びジャーナルを基準にピン及びジャーナルの外周面を研摩加工するため、ピン及びジャーナルの中心と、Ｒ溝の中心に芯ずれが発生し、その結果強度が低下するなど、クランクシャフトとしての性能が低下するなどの不具合もある。
【０００７】
この発明はかかる不具合を解消するためになされたもので、ピン及びジャーナル外周の荒仕上げ及び中仕上げと、Ｒ溝の加工が１台の機械で可能なクランクシャフトの加工方法と、加工に使用するクランクシャフトミラー及び加工用カッタ装置を提供して、加工精度の向上及び製品性能の向上などを図ることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１記載の発明は、複数のカッタヘッドを有するクランクシャフトミラーの一方のカッタヘッドに、ピン及びジャーナルの外周面を荒加工する外周荒加工用チップと、カウンタウエイトの側面を加工する側面加工用チップを有するカッタを取付け、また他方のカッタヘッドに、ピン及びジャーナルの外周面を中仕上げ加工する外周中仕上げ用チップと、ピン及びジャーナルの両端にＲ溝を加工するＲ溝加工用チップを取り付けて、一方のカッタヘッドのカッタによりピン及びジャーナル外周の荒加工と、カウンタウエイト側面の加工を順次行いながら、他方のカッタヘッドのカッタにより、ピン及びジャーナル外周の中仕上げ加工とＲ溝加工を続けて行うようにしたものである。
【０００９】
上記方法により、一方のカッタにより外周荒加工用チップで荒加工されたピン及びジャーナルの外周面を、他方のカッタで中仕上げ加工することができるため、研摩工程でピン及びジャーナルの外周を研摩する際の取代が大幅に削減できる。
これによって研摩時間を大幅に短縮することができるため、生産性が向上すると共に、荒加工のみの場合に比べて取代の変動が少ないため、取代の変動による影響が少なくなって、精度の高い加工が可能になる。
【００１０】
またピン及びジャーナル外周の中仕上げ加工とＲ溝加工を同時に行うことから、ピン及びジャーナルの中心とＲ溝の中心に芯ずれが生じることがなく、これによってこの部分の強度が低下することのない品質の良好なクランクシャフトが得られるようになる。
【００１１】
上記目的を達成するため請求項２記載の発明は、複数のカッタヘッドを有するクランクシャフトミラー本体の一方のカッタヘッドに、ピン及びジャーナルの外周面を荒加工する外周荒加工用チップと、カウンタウエイトの側面を加工する側面加工用チップを有するカッタを取付けると共に、他方のカッタヘッドに、ピン及びジャーナルの外周面を中仕上げ加工する中仕上げチップと、ピン及びジャーナルの両端にＲ溝を加工するＲ溝加工用チップを有するカッタを取付けたものである。
【００１２】
上記構成により、一方のカッタにより外周荒加工用チップで荒加工されたピン及びジャーナルの外周面を、他方のカッタで中仕上げ加工することができるため、１台の機械でクランクシャフトのピン及びジャーナルの外周と、カウンタウエイト側面、ピン及びジャーナルの溝加工が行えるようになると共に、研摩工程でピン及びジャーナルの外周を研摩する際の取代が大幅に削減できる。
これによって設備費の削減が図れると同時に、研摩時間を大幅に短縮することができるため、生産性が向上すると共に、荒加工のみの場合に比べて取代の変動が少ないため、取代の変動による影響が少なくなって、精度の高い加工が可能になる。
【００１３】
またピン及びジャーナル外周の中仕上げ加工とＲ溝加工を同時に行うことができるから、ピン及びジャーナルの中心とＲ溝の中心に芯ずれが生じることがなく、これによってこの部分の強度が低下することのない品質の良好なクランクシャフトが得られるようになる。
【００１４】
上記目的を達成するため請求項３記載の発明は、複数のカッタヘッドを有するクランクシャフトミラー本体の一方のカッタヘッドに取付けられ、かつピン及びジャーナルの外周面を荒加工する外周荒加工用チップと、カウンタウエイトの側面を加工する側面加工用チップが設けられたカッタと、他方のカッタヘッドに取付けられ、かつピン及びジャーナルの外周面を中仕上げ加工する中仕上げチップと、ピン及びジャーナルの両端にＲ溝を加工するＲ溝加工用チップが設けられたカッタとより構成したものである。
【００１５】
上記構成により、一方のカッタにより外周荒加工用チップで荒加工されたピン及びジャーナルの外周面を、他方のカッタで中仕上げ加工することができるため、研摩工程でピン及びジャーナルの外周を研摩する際の取代が大幅に削減できる。
これによって研摩時間を大幅に短縮することができるため、生産性が向上すると共に、荒加工のみの場合に比べて取代の変動が少ないため、取代の変動による影響が少なくなって、精度の高い加工が可能になる。
【００１６】
またピン及びジャーナル外周の中仕上げ加工とＲ溝加工を同時に行うことができるから、ピン及びジャーナルの中心とＲ溝の中心に芯ずれが生じることがなく、これによってこの部分の強度が低下することのない品質の良好なクランクシャフトが得られるようになる。
【００１７】
しかも一方のカッタに外周中仕上げ用チップを追加するだけでよいことから、容易かつ安価に実施することが可能になる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照して詳述する。
図１はクランクシャフトミラーの全体図を示すもので、クランクシャフトミラー本体１のベッド１ａ上に２基のワークヘッド１ｂが接離方向に移動自在に設置されており、これらワークヘッド１ｂの対向面に、ワーク３の両端をクランプするチャック２が設けられている。上記チャック２は図２に示すように、ワーク３の両端に予め穿設されたセンタ孔３ｃに嵌入するセンタ２ａと、ワーク３の両端を３方よりクランプして、回転を固定する３本の爪体２ｂを有している。
【００１９】
４はワーク３の軸線方向及びワーク３と直交する方向へ移動自在な２基のカッタヘッドで、一方（左側）のカッタヘッド４には、カッタ５と、加工部に隣接するジャーナルＪ２〜ｊ５を支持するレスト６が取付けられており、他方（右側）のカッタヘッド４には、カッタ７が取付けられていると共に、上記各カッタヘッド４は、ベッド１ａの両端側に設けられた駆動モータ１０により、ボールねじ軸１１を介してそれぞれ独立してワーク３の長手方向へ移動自在となっている。
上記カッタ５，７のうち一方のカッタ５は、図示しないカッタモータにより回転されるカッタドラム４ａにアダプタ８を介して取付けられた環状のカッタ本体５ａの内周面に、ピンＰ１〜Ｐ４及びジャーナルＪ１〜ｊ５の外周面を荒加工する複数の外周荒加工用チップ５ｂと、カウンタウエイト３ａの側面を荒加工する複数の側面加工用チップ５ｃが取付けられている。
【００２０】
また他方のカッタ７は図３ないし図５に示すように、図示しないカッタモータにより回転されるカッタドラム４ａにアダプタ８を介して取付けられた環状のカッタ本体７ａの内周面に、ピンＰ1 〜Ｐ4 の外周面と、ジャーナルＪ1 〜ｊ5 の外周面を中仕上げ加工する複数の外周中仕上げ用チップ７ｂが千鳥状に取付けられていると共に、内周面の両側には、ピンＰ1 〜Ｐ4 及びジャーナルＪ1 〜ｊ5 の両端側にＲ溝３ｂを加工する複数のＲ溝加工用チップ７ｃが交互に取付けられている。
【００２１】
次に上記カッタ５，７を使用してワーク３のピンＰ1 〜Ｐ4 を加工する方法を説明する。
まずワーク３の加工位置を位相割出して両端をチャック２でクランプしたら、図６に示すように左側のカッタヘッド４のカッタ５を第４ピンＰ4 の位置へ移動させて、レスト６により第５ジャーナルｊ5 を支持する。
そしてこの状態で左側のカッタヘッド４に設けられたカッタ５の外周荒加工用チップ５ｂにより第４ピンＰ4 の外周面を荒加工し、同時に側面加工用チップ５ｃでカウンタウエイト３ａの側面を加工する。
【００２２】
第４ピンＰ4 の加工が完了したら、左側のカッタヘッド４を第３ピンＰ3 へ、そしていままで待機させていた右側のカッタヘッド４を第４ピンＰ4 へ移動させ、左側カッタヘッド４のレスト６により第４ジャーナルを支持した状態でカッタ５の外周荒加工用チップ５ｂで第３ピンＰ3 の外周面を荒加工し、同時に側面加工用チップ５ｃでカウンタウエイト３ａの側面を加工すると共に、右側のカッタヘッド４に設けられたカッタ７の外周中仕上げ用チップ７ｂで第４ピンＰ4 の外周面を中仕上げ加工し、同時にＲ溝加工用チップ７ｃで第４ピンＰ4 の両端のＲ溝３ｂを加工する。
【００２３】
以下図６に示す工程順に従って上記動作を繰返すことにより、第２ピンＰ2 、第１ピンＰ1 外周面の荒加工と、カウンタウエイト３ａの側面加工及び第２ピンＰ2 、第１ピンＰ1 外周面の中仕上げ加工とＲ溝加工を行うもので、１台の機械でワーク３の全てのピンＰ1 〜Ｐ4 外周面の荒加工と中仕上げ加工、Ｒ溝加工及びカウンタウエイト３ａの側面加工が行えるようになる。
【００２４】
なお上記実施の形態は、第１〜第４ピンＰ１〜Ｐ４外周を加工する場合であるが、図７に示すように同様な方法で、第２ジャーナルＪ２〜第５ジャーナルｊ５外周の荒加工と中仕上げ加工、Ｒ溝３ｂの加工及びカウンタウエイト３ａの側面加工が行える。
また上記実施例は４気筒エンジンに使用するクランクシャフトの場合であるが、４気筒以外のエンジンに使用するクランクシャフトも同様な方法で加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態になるクランクシャフトの加工方法に使用するクランクシャフトミラーの全体図である。
【図２】この発明の実施の形態になるクランクシャフトの加工方法に使用するクランクシャフトミラーの構成図である。
【図３】この発明の実施の形態になるクランクシャフトの加工方法に使用するカッタ装置の側面図である。
【図４】この発明の実施の形態になるクランクシャフトの加工方法に使用するカッタ装置の内周面の展開図である。
【図５】図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図６】この発明の実施の形態になるクランクシャフトの加工方法でピンを加工する場合の工程図である。
【図７】この発明の実施の形態になるクランクシャフトの加工方法でジャーナルを加工する場合の工程図である。
【符号の説明】
１…クランクシャフトミラー
２…チャック
３…ワーク
３ａ…カウンタウエイト
４…カッタヘッド
５…カッタ
５ｂ…外周荒加工用チップ
５ｃ…側面加工用チップ
６…レスト
７…カッタ
７ｂ…外周中仕上げ用チップ
７ｃ…Ｒ溝加工用チップ
Ｐ…ピン
Ｊ…ジャーナル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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