(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
位相爪によってクランクシャフト素材を位相決めする第１工程と、
前記第１工程の後、チャック装置によって前記クランクシャフト素材をチャッキングする第２工程と、
前記第２工程の後、切削具によって前記クランクシャフト素材のうち径方向において前記位相爪と重ならない第１部分を切削する第３工程と、
前記第３工程の後、前記チャック装置によって前記クランクシャフト素材をチャッキングしたまま、前記位相爪を前記クランクシャフト素材の軸方向に移動させることによって前記位相爪を退避する第４工程と、
前記第４工程の後、前記切削具によって前記クランクシャフトのうち前記第３工程にて前記径方向において前記位相爪と重なっていた第２部分を切削する第５工程と、
を備えるクランクシャフトの製造方法。
【請求項２】
前記クランクシャフト素材は、複数のクランクジャーナルと、複数のクランクウェブと、複数のクランクピンとを有し、
前記第１工程では、前記複数のクランクウェブのうち所定のクランクウェブ又は前記複数のクランクピンのうち所定のクランクピンを前記位相爪によって支持する、
請求項１に記載のクランクシャフトの製造方法。
【請求項３】
前記所定のクランクウェブは、前記複数のクランクウェブのうち前記位相爪の退避位置に最も近いクランクウェブである、
請求項２に記載のクランクシャフトの製造方法。
【請求項４】
前記複数のクランクウェブそれぞれは、前記クランクピンに連結されるアーム部と、前記アーム部に連なるカウンタウェイト部とを有し、
前記第１工程では、前記所定のクランクウェブの前記アーム部を前記位相爪によって支持する、
請求項３に記載のクランクシャフトの製造方法。
【請求項５】
前記位相爪は、前記チャック装置に設けられている、
請求項１乃至４のいずれかに記載のクランクシャフトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランクシャフトの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、位相爪によるクランクシャフト素材の位相決め工程と、チャック装置によるクランクシャフト素材のチャッキング工程と、位相爪の退避工程と、切削具によるクランクシャフト素材の切削工程とを備えるクランクシャフトの製造方法が提案されている（特許文献１参照）。この手法によれば、位相爪が切削具と干渉しないため、クランクシャフト素材の端部まで連続切削することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２０８６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の切削工程では、クランクシャフト素材がチャック装置との摩擦力だけで把持されているため、大きな切削力がかかるとクランクシャフト素材が回転して位相ずれが生じるおそれがある。
【０００５】
本発明は、上述の状況に鑑みてなされたものであり、クランクシャフト素材の位相ずれを抑制可能なクランクシャフトの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の態様に係るクランクシャフトの製造方法は、位相爪によってクランクシャフト素材を位相決めする工程と、チャック装置によってクランクシャフト素材をチャッキングする工程と、切削具によってクランクシャフト素材の第１部分を切削する工程と、位相爪を退避する工程と、切削具によってクランクシャフトの第２部分を切削する工程とを備える。
【０００７】
第１の態様に係るクランクシャフトの製造方法によれば、クランクシャフト素材の第１部分を切削する工程ではクランクシャフト素材が位相爪によって支持されているため、クランクシャフト素材が回転して位相ずれが生じることを抑制できる。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように本発明によれば、クランクシャフト素材の位相ずれを抑制可能なクランクシャフトの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】クランクシャフトミラーの側面図
【図２】クランクシャフト素材の側面図
【図３】第１チャック装置の斜視図
【図４】第１チャック装置を軸方向から見た平面図
【図５】クランクシャフトの製造方法を説明するためのフロー図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（クランクシャフトミラー１の全体構成）
クランクシャフトミラー１の全体構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、クランクシャフトミラー１の側面図である。図２は、クランクシャフト素材２の側面図である。
【００１１】
クランクシャフトミラー１は、クランクシャフト素材２を旋削することによってクランクシャフトを製造するためのインターナル型ミラーである。
【００１２】
図１に示すように、クランクシャフトミラー１は、台座１０、第１及び第２旋削具２０，２１、第１ワークヘッド３０、第２ワークヘッド４０、第１チャック装置５０及び第２チャック装置６０を備える。
【００１３】
台座１０は、第１及び第２旋削具２０，２１、第１ワークヘッド３０及び第２ワークヘッド４０を支持する。
【００１４】
第１及び第２旋削具２０，２１は、クランクシャフト素材２を切削するための治具である。第１及び第２旋削具２０，２１それぞれは、回転中心軸Ｐと平行な軸方向ｐと、軸方向ｐと垂直な径方向ｑとに移動可能である。第１及び第２旋削具２０，２１は、第１及び第２チャック装置５０，６０に把持されたクランクシャフト素材２の外周を回転しながらクランクシャフト素材２を切削する。
【００１５】
第１ワークヘッド３０は、固定部３１と、第１機構収容部３２とを有する。固定部３１は、台座１０上に固定されている。第１機構収容部３２は、固定部３１上に配置される。第１機構収容部３２は、第１チャック装置５０の駆動機構を収容している。
【００１６】
第２ワークヘッド４０は、第１ワークヘッド３０と対向するように配置される。第２ワークヘッド４０は、可動部４１と、第２機構収容部４２とを有する。可動部４１は、台座１０上に配置される。可動部４１は、軸方向ｐに沿って移動可能である。第２機構収容部４２は、可動部４１上に配置される。第２機構収容部４２は、第２チャック装置６０の駆動機構を収容する。
【００１７】
第１チャック装置５０は、第１機構収容部３２の先端に取り付けられる。第１チャック装置５０は、クランクシャフト素材２の一端部を把持する。また、第１チャック装置５０は、クランクシャフト素材２の位相決めを行う。第１チャック装置５０の構成については後述する。
【００１８】
第２チャック装置６０は、第１チャック装置５０と対向するように配置される。第２チャック装置６０は、第２機構収容部４２の先端に取り付けられる。第２チャック装置６０は、クランクシャフト素材２の他端部を把持する。
【００１９】
クランクシャフト素材２は、鍛造又は鋳造によって棒状に形成されている。クランクシャフト素材２は、完成品であるクランクシャフトよりも旋削代の分だけ大きな外形を有する。クランクシャフト素材２は、折れ曲がった軸心を有する。
【００２０】
図２に示すように、クランクシャフト素材２は、フロントシャフト２ａ、リアフランジ２ｂ、第１乃至第５クランクジャーナルＪ１〜Ｊ５、第１乃至第４クランクピンＰ１〜Ｐ４、及び第１乃至第８クランクウェブＷ１〜Ｗ８を有する。
【００２１】
フロントシャフト２ａは、クランクシャフト素材２のうち第１チャック装置５０に把持される部位である。フロントシャフト２ａは、第１端面Ｓ１と、第１端面Ｓ１に形成された第１センタ孔Ｃ１とを有する。
【００２２】
リアフランジ２ｂは、クランクシャフト素材２のうち第２チャック装置６０に把持される部位である。リアフランジ２ｂは、第２端面Ｓ２と、第２端面Ｓ２に形成された第２センタ孔Ｃ２とを有する。
【００２３】
第１乃至第５クランクジャーナルＪ１〜Ｊ５は、回転中心軸Ｐを中心とする円板状部材である。第１乃至第５クランクジャーナルＪ１〜Ｊ５は、フロントシャフト２ａとリアフランジ２ｂの間において所定間隔に配置される。第１クランクジャーナルＪ１は、フロントシャフト２ａに連結される。第５クランクジャーナルＪ５は、リアフランジ２ｂに連結される。
【００２４】
第１クランクピンＰ１は、第１及び第２クランクウェブＷ１，Ｗ２の間に配置される。第２クランクピンＰ２は、第３及び第４クランクウェブＷ３，Ｗ４の間に配置される。第３クランクピンＰ３は、第５及び第６クランクウェブＷ５，Ｗ６の間に配置される。第４クランクピンＰ４は、第７及び第８クランクウェブＷ７，Ｗ８の間に配置される。
【００２５】
第１及び第２クランクウェブＷ１、Ｗ２は、第１及び第２クランクジャーナルＪ１，Ｊ２の間に配置される。第３及び第４クランクウェブＷ３，Ｗ４は、第２及び第３クランクジャーナルＪ２，Ｊ３の間に配置される。第５及び第６クランクウェブＷ５，Ｗ６は、第３及び第４クランクジャーナルＪ３，Ｊ４の間に配置される。第７及び第８クランクウェブＷ７，Ｗ８は、第４及び第５クランクジャーナルＪ４，Ｊ５の間に配置される。
【００２６】
第１乃至第８クランクウェブＷ１〜Ｗ８それぞれは、アーム部Ｗａとカウンタウェイト部Ｗｃとを有する。アーム部Ｗａは、クランクピンＰに連結される。カウンタウェイト部Ｗｃは、回転中心軸Ｐを挟んでアーム部Ｗａの反対側に配置される。アーム部Ｗａは、カウンタウェイト部Ｗｃよりも幅狭に形成される。
【００２７】
（第１チャック装置５０の構成）
図３は、第１チャック装置５０の構成を示す斜視図である。図４は、第１チャック装置５０を軸方向ｐから見た平面図である。以下の説明では、第１ワークヘッド３０から第２ワークヘッド４０に向かう方向を「前」といい、その反対を「後」という。
【００２８】
図３に示すように、第１チャック装置５０は、本体５１と、センタ５２と、三爪５３と、第１及び第２位相爪５４ａ，５４ｂと、第１及び第２ロッド５５ａ，５５ｂとを備える。
【００２９】
本体５１は、第１機構収容部３２の前端部に固定される。本体５１は、円筒状に形成される。本体５１は、第２チャック装置６０と対向する対向面５１Ｓを有する。
【００３０】
センタ５２は、本体５１の対向面５１Ｓの中央に配置される。センタ５２は、回転中心軸Ｐに沿って進退可能である。センタ５２は、クランクシャフト素材２のフロントシャフト２ａに形成された第１センタ孔Ｃ１に挿入される（図２参照）。
【００３１】
三爪５３は、本体５１の対向面５１Ｓ上において、回転中心軸Ｐ周りに等間隔に配置されている。三爪５３は、回転中心軸Ｐを中心とする径方向ｑに沿って移動可能である。三爪５３がフロントシャフト２ａに当接されることによって、クランクシャフト素材２が把持される。
【００３２】
第１及び第２ロッド５５ａ，５５ｂは、回転中心軸Ｐから離れた位置において回転中心軸Ｐと平行に配置される。第１及び第２ロッド５５ａ，５５ｂは、軸方向ｐと平行に進退可能である。図４に示すように、第１ロッド５５ａは軸心Ｘａを中心として回動可能であり、第２ロッド５５ｂは軸心Ｘｂを中心として回動可能である。
【００３３】
第１及び第２位相爪５４ａ，５４ｂは、第１及び第２ロッド５５ａ，５５ｂの先端に固定される。第１位相爪５４ａは、第１ロッド５５ａとともに前後移動する。第１位相爪５４ａは、第１ロッド５５ａとともに軸心Ｘａを中心として回動する。第２位相爪５４ｂは、第２ロッド５５ｂとともに前後移動する。第２位相爪５４ｂは、第２ロッド５５ｂとともに軸心Ｘｂを中心として回動する。本実施形態では、図４に示すように、第１及び第２位相爪５４ａ，５４ｂは、クランクウェブＷ１のアーム部Ｗａを挟むように回動することによってクランクシャフト素材２を位相決めする。
【００３４】
なお、本実施形態において、第２チャック装置６０は、第１及び第２ロッド５５ａ，５５ｂと第１及び第２位相爪５４ａ，５４ｂを備えていない以外は、第１チャック装置５０と同じ構成を有する。
【００３５】
（クランクシャフトの製造方法）
次に、クランクシャフトミラー１によるクランクシャフトの製造方法について、図面を参照しながら説明する。図５は、クランクシャフトの製造方法を説明するためのフロー図である。図５では、クランクシャフト素材２の構成が模式的に示されている。
【００３６】
ステップＳ１において、クランクシャフト素材２をセンタリングする。具体的には、クランクシャフト素材２のフロントシャフト２ａに形成された第１センタ孔Ｃ１に第１チャック装置５０のセンタ５２を挿入するとともに、クランクシャフト素材２のリアフランジ２ｂに形成された第２センタ孔Ｃ２に、第２チャック装置６０のセンタを挿入する（図２参照）。
【００３７】
次に、ステップＳ２において、第１及び第２位相爪５４ａ，５４ｂによってクランクシャフト素材２を位相決めする。具体的には、第１及び第２位相爪５４ａ，５４ｂそれぞれをクランクウェブＷ１の側方まで前進させた後に、クランクウェブＷ１のアーム部Ｗａを挟むように回動する（図２参照）。
【００３８】
次に、ステップＳ３において、第１チャック装置５０及び第２チャック装置６０によってクランクシャフト素材２をチャッキングする。具体的には、フロントシャフト２ａを第１チャック装置５０の三爪５３で把持するとともに、リアフランジ２ｂを第２チャック装置６０の三爪で把持する（図２参照）。
【００３９】
次に、ステップＳ４において、第１及び第２旋削具２０，２１によってクランクシャフト素材２の第２乃至第５クランクジャーナルＪ２〜Ｊ５及び第１乃至第４クランクピンＰ１〜Ｐ４（第１部分の一例）を切削する。この際、第１及び第２位相爪５４ａ，５４ｂによるクランクシャフト素材２の位相決めは維持されている。
【００４０】
ステップＳ４は、ステップＳ４１〜Ｓ４５を含む。ステップＳ４１では、第２旋削具２１によって第２クランクジャーナルＪ２を切削する。ステップＳ４２では、第１旋削具２０によって第１クランクピンＰ１を切削するとともに、第２旋削具２１によって第３クランクジャーナルＪ３を切削する。ステップＳ４３では、第１旋削具２０によって第２クランクピンＰ２を切削するとともに、第２旋削具２１によって第４クランクジャーナルＪ４を切削する。ステップＳ４４では、第１旋削具２０によって第３クランクピンＰ３を切削するとともに、第２旋削具２１によって第５クランクジャーナルＪ５を切削する。ステップＳ４５では、第１旋削具２０によって第４クランクピンＰ４を切削する。
【００４１】
次に、ステップＳ５において、第１及び第２位相爪５４ａ，５４ｂを退避する。具体的には、第１及び第２位相爪５４ａ，５４ｂそれぞれを、クランクウェブＷ１のアーム部Ｗａから離れるように回動させた後に第１チャック装置５０の本体５１に当接する位置まで後退させる。
【００４２】
次に、ステップＳ６において、第２旋削具２１によってクランクシャフト素材２の第１クランクジャーナルＪ１（第２部分の一例）を切削する。この際、第１クランクジャーナルＪ１はクランクシャフト素材２の端部に位置しているため、切削による負荷トルクは、第２乃至第５クランクジャーナルＪ２〜Ｊ５を切削するときよりも小さくなる。従って、クランクシャフト素材２が第１及び第２位相爪５４ａ，５４ｂによって位相決めされていないが、第２乃至第５クランクジャーナルＪ２〜Ｊ５と同じ切削条件で第１クランクジャーナルＪ１を切削したとしても、クランクシャフト素材２の位相ずれは生じにくい。
【００４３】
（特徴）
（１）クランクシャフトミラー１によるクランクシャフトの製造方法は、第１及び第２位相爪５４ａ，５４ｂによってクランクシャフト素材２を位相決めする工程と、第１及び第２切削具２０，２１によってクランクシャフト素材２の第２乃至第５クランクジャーナルＪ２〜Ｊ５及び第１乃至第４クランクピンＰ１〜Ｐ４（第１部分の一例）を切削する工程と、第１及び第２位相爪５４ａ，５４ｂを退避する工程と、第２切削具２１によってクランクシャフト２の第１クランクジャーナルＪ１（第２部分の一例）を切削する工程とを備える。
【００４４】
このように、第２乃至第５クランクジャーナルＪ２〜Ｊ５及び第１乃至第４クランクピンＰ１〜Ｐ４を切削する工程ではクランクシャフト素材２が第１及び第２位相爪５４ａ，５４ｂによって支持されているため、クランクシャフト素材２が回転して位相ずれが生じることを抑制できる。
【００４５】
（２）クランクシャフト素材２を位相決めする工程では、第１乃至第８クランクウェブＷ１〜Ｗ８のうち第１及び第２位相爪５４ａ，５４ｂの退避位置に最も近い第１クランクウェブＷ１を第１及び第２位相爪５４ａ，５４ｂによって支持する。
【００４６】
従って、クランクシャフト素材２が第１及び第２位相爪５４ａ，５４ｂによって支持されていない状態で切削する必要のある第２部分を小さくできるため、クランクシャフト素材２に位相ずれが生じることをより抑制できる。
【００４７】
（３）クランクシャフト素材２を位相決めする工程では、第１クランクウェブＷ１のアーム部Ｗａを第１及び第２位相爪５４ａ，５４ｂによって支持する。
【００４８】
従って、アーム部Ｗａよりも幅広のカウンタウェイト部Ｗｃを第１及び第２位相爪５４ａ，５４ｂで支持する場合に比べて、クランクシャフト素材２をより安定して支持することができる。
【００４９】
（４）第１及び第２位相爪５４ａ，５４ｂは、第１チャック装置５０に設けられている。従って、第１及び第２位相爪５４ａ，５４ｂを第１チャック装置５０とともにコンパクトに配置することができる。
【００５０】
（他の実施形態）
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。
【００５１】
上記実施形態において、第１及び第２位相爪５４ａ，５４ｂは、第１チャック装置５０に設けられることとしたが、これに限られるものではない。例えば、第１及び第２位相爪５４ａ，５４ｂは、第１ワークヘッド３０の固定部３１や第１機構収容部３２、或いは台座１０などに設けられていてもよい。
【００５２】
上記実施形態において、第１及び第２位相爪５４ａ，５４ｂは、第１チャック装置５０に設けられることとしたが、第２チャック装置６０に設けられていてもよい。また、第１及び第２位相爪５４ａ，５４ｂは、第２ワークヘッド４０の可動部４１や第２機構収容部４２などに設けられていてもよい。
【００５３】
上記実施形態において、第１及び第２位相爪５４ａ，５４ｂは、クランクシャフト素材２のうち第１クランクウェブＷ１を支持することとしたが、これに限られるものではない。第１及び第２位相爪５４ａ，５４ｂは、第１乃至第４クランクピンＰ１〜Ｐ４のうち所定のクランクピンＰ又は第１乃至第８クランクウェブＷ１〜Ｗ８のうち所定のクランクウェブＷを支持していればよい。
【００５４】
上記実施形態において、第１及び第２位相爪５４ａ，５４ｂは、第１クランクウェブＷ１のうちアーム部Ｗａを支持することとしたが、カウンタウェイト部Ｗｃを支持してもよい。
【００５５】
上記実施形態において、クランクシャフトミラー１は、第１及び第２位相爪５４ａ，５４ｂを備えることとしたが、これに限られるものではない。例えば、クランクシャフトミラー１は、先端が二股に分岐した単一の位相爪を備えていてもよい。このような単一の位相爪であっても、クランクウェブＷのアーム部Ｗａを両側から挟み込むことができる。
【００５６】
上記実施形態において、クランクシャフトミラー１は、第１及び第２切削具２０，２１を備えることとしたが、第１及び第２切削具２０，２１のうち一方のみを備えていてもよい。
【００５７】
上記実施形態において、クランクシャフト素材２が支持された状態で切削される第１部分は、第２乃至第５クランクジャーナルＪ２〜Ｊ５及び第１乃至第４クランクピンＰ１〜Ｐ４であることとしたが、これに限られるものではない。第１部分は、クランクシャフト素材２のうち第１及び第２位相爪５４ａ，５４ｂによって支持される部位に応じて適宜設定することができる。
【００５８】
上記実施形態において、クランクシャフト素材２が支持された状態で切削する必要のある第２部分を、第１部分と同じ切削条件で切削することとしたが、これに限られるものではない。例えば、第２部分の切削条件を第１部分の切削条件よりも緩和させてもよい。この場合には、第２部分の切削時にクランクシャフト素材２にかかる負荷トルクが低減されるため、クランクシャフト素材２の位相ずれをさらに抑制することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１      クランクシャフトミラー
２      クランクシャフト素材
２ａ    フロントシャフト
２ｂ    リアフランジ
Ｊ      クランクジャーナル
Ｐ      クランクピン
Ｗ      クランクウェブ
２０    第１切削具
２１    第２旋削具
３０    第１ワークヘッド
４０    第２ワークヘッド
５０    第１チャック装置
５１    本体
５２    センタ
５３    三爪
５４ａ  第１位相爪
５４ｂ  第２位相爪
６０    第２チャック装置
【図１】
0006730796.tif 000002
【図２】
0006730796.tif 000003
【図３】
0006730796.tif 000004
【図４】
0006730796.tif 000005
【図５】
0006730796.tif 000006