(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフト(1)の偏芯部(2)の旋削加工を行なう旋削加工装置において、
クランクシャフト(1)の両端を支持する支持装置(21)と、
前記支持装置(21)の少なくとも一端側からクランクシャフト(1)をそのメインジャーナル(3)を中心に回転させ、前記偏芯部(2)を回転駆動させる回転駆動装置(20)と、
前記偏芯部(2)の旋削加工を行なう工具(31)と、
クランクシャフト(1)の軸方向にそれぞれ平行な軸を有する２つの刃具駆動主軸(33a、33b)と、
前記刃具駆動主軸(33a、33b)の端面に、それぞれ同一の偏芯量(Ｅ)で突出して設けた偏芯ピン(34a、34b)と、
先端部に前記工具(31)を具備すると共に、前記２つの刃具駆動主軸(33a、33b)の軸間間隔と同一間隔で設けた前記偏芯ピン(34a、34b)の嵌合用の２つの偏芯ピン軸受(35a、35b)を具備する工具台(32)と、
前記２つの刃具駆動主軸(33a、33b)の少なくともいずれか一方の軸を回転駆動する駆動装置(38)と、
前記メインジャーナル(3)を中心にした偏芯部(2)の回転に、前記駆動装置(38)による工具台(32)を介した前記工具(31)の刃先位置のクランク回転を同期させる同期手段と、
前記工具(31)の刃先位置から前記刃具駆動主軸(33a、33b)中心までの偏芯量(E)を、クランクシャフト(1)の１／２ストロークに合わせて設定する偏芯量調整手段(50)とを備え、
前記偏芯量調整手段(50)は、前記刃具駆動主軸(33a、33b)の後方よりアクチュエータで軸方向に移動させる進退手段(51)と、刃具駆動主軸(33a、33b)の端面側でこの軸方向推力を軸直角方向に変換して前記偏芯ピン(34a、34b)を偏芯量調整方向に移動させるピン移動手段(52)とを具備した
ことを特徴とするクランクシャフトの旋削加工装置。
【請求項２】
前記偏芯部(2)の回転に同期させて、前記工具(31)の刃先位置をクランク回転させ、前記偏芯部(2)の旋削加工を行なう刃具駆動ユニット(30)は、クランクシャフト(1)の軸方向（Ｚ軸方向）及び軸直角方向（Ｘ軸方向）の少なくとも何れか一方の方向に移動自在とされたことを特徴とする請求項１記載のクランクシャフトの旋削加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クランクシャフトの偏芯部の旋削加工を行なう旋削加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、クランクシャフトの偏芯部であるピンジャーナルの切削加工においては、クランクシャフトのピンジャーナルをその軸と加工装置の主軸中心とを一致させて回転させ、刃具により旋削加工を行う、いわゆる旋盤加工と、クランクシャフトミラーによるミーリング加工が、一般に採用されている。
【０００３】
この前者の、旋削加工を行う旋削機械としては、例えば特許番号第２５８９９７１号公報に記載されたクランクシャフトの旋削機械が知られており、本発明の従来技術として提示した図８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旋削機械のチャック装置の説明図（同公報の図４）にクランクシャフトの取付け状態を追加掲載した図である。
【０００４】
上記旋削機械の両端部には、図８に示すような、クランクシャフト１００の支持、ピンジャーナル１０２の回転駆動、及びピンジャーナル１０２の回転角度位相決めを行うチャック１４２を有している。そして、このチャックの主な作用を説明すると、クランクシャフト１００の両端のメインジャーナル部を、左右のチャック１４２にそれぞれ設けられたチャックセンタ１７５と、３つ爪１５９により支持し、加工対象のピンジャーナル１０２の軸中心Ａと旋削機械の主軸１０３の中心Ｂとを一致させて、主軸１０３後方の図示しない回転駆動装置によりピンジャーナル１０２の軸を中心に回転させ、そして一方、ピンジャーナル１０２の軸方向および軸径方向に移動自在とした図示しない工具台に設けた工具（図示せず）によりピンジャーナル１０２の旋削加工を行う。
【０００５】
本図示のクランクシャフト１００は４気筒の例であるが、この場合、ピンジャーナル１０２ａを加工後、これと１８０度位相の異なるピンジャーナル１０２ｂを加工するために、ピンジャーナル１０２ｂの軸中心Ｄを主軸１０３の中心Ｂに一致させる段取り換え（いわゆるピンジャーナル回転角度位相割り出し）が必要である。
このピンジャーナル回転角度位相割り出しは、３つ爪１５９によりクランクシャフト１００をチャッキングしたまま、割り出しシリンダ１４７によりカップリング１４４を解除または締結し、チャック駆動軸１０５後方の図示しない回転駆動装置により、チャック駆動軸１０５、二重リンク継ぎ手１４１を介して、チャック１４２と共にクランクシャフト１００を、クランクシャフト１００の軸中心Ｃを中心に１８０度旋回させ、回転角度位相割り出すことにより行われる。
【０００６】
次に、クランクシャフト加工では、１／２ストローク（ピンジャーナル１０２の軸中心Ａとクランクシャフト１００の軸中心Ｃとの間の距離）のみが異なるクランクシャフトを同一の加工機にランダムに流す場合が多々あり、このために１／２ストローク段取り換えを、迅速に行うことが要求されるが、この１／２ストローク段取り換えは、ピンジャーナル１０２の軸中心Ａとクランクシャフト１００の軸中心Ｃとを含む面上で、主軸１０３に対し、図示しない油圧シリンダによりチャック１４２に固着されたスライド１１９を所定の１／２ストローク分移動させることで行う、構成となっている。
【０００７】
ところが、この１／２ストローク変換により、チャック１４２とクランクシャフト１００とは、主軸１０３の中心Ｂから離接することになり、主軸１０３の中心Ｂを中心とした回転アンバランス量が増減し、一定しないこととなる。このアンバランス量を解消するため、本機ではバランスウエイト１３１を設け、これを図示しない駆動装置により、上記スライド１１９の１／２ストローク変換に対応した移動量に連動させて、上記スライド１１９移動の反対方向に移動させる構造としている。
【０００８】
また、後者の、クランクシャフトミラーによるミーリング加工の従来例としては、特開平８−２５１０３号公報、特開平１１−９０７１７号公報などに記載の幾多の事例があり、これらは何れも、加工部位であるクランクシャフトの偏芯部の軸に直角な面内で、回転させたフライスカッタの刃先を所定の軌跡で移動させるミーリング加工により、クランクシャフトの偏芯部（例えばピンジャーナル）を所定の形状に加工する方式である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記前者の、特許番号第２５８９９７１号公報に記載されたクランクシャフトの旋削機械の従来技術においては、以下のような問題がある。
（１）クランクシャフト１００をそのメインジャーナルの軸心を中心とせず、メインジャーナルの軸から偏芯したピンジャーナルの軸心を中心として回転させるため、クランクシャフト自身のアンバランス量は勿論のこと、これを支えるチャック１４２にも多大のアンバランス量が発生する。このアンバランス量は、１／２ストローク変換時に変化するが、譬えアンバランス量のキャンセル機構を設けたとしても、軸の回転数を上げた場合、実用上問題がない程度までにアンバランス量を除去することは殆ど不可能である。
上記理由から、加工時に、回転アンバランスの影響を受け、回転時の有害なワーク変位や、ワークまたは機機系の振動などが発生して、良好な加工精度が得られない。
（２）クランクシャフトなどの長尺軸物ワークを回転させて加工する場合、重切削を可能とするか、または、良好な仕上げ加工精度を得るためには、ワークをその両端で支持するのに加えて、軸方向略中央の近傍で、かつ加工部位と同一回転中心をもつ少なくとも１個所の軸部位を補助サポート（いわゆるレスト）することにより、切削負荷に抗するワークの曲げ剛性を上げることが必要不可欠である。
しかし、本従来技術では、クランクシャフトをピンジャーナルの軸を中心として回転させるため、加工部位の近傍には回転中心を共有する軸部が無く、補助サポート（レスト）できない。このため、重切削は困難であり、また良好な仕上げ加工精度は期待できない。
（３）本従来技術においては、前述のように、１／２ストローク変換、ピンジャーナル回転角度位相割出し、アンバランス量のキャンセルなどをチャック内で行う必要から、チャックの構造が非常に複雑となり、高価となる。
また、チャックの構造が非常に複雑なことから、故障の要因となり易く、又は寿命が短いなどの問題があり、加えて、チャックには数多くの油圧アクチュエータを内蔵しており、これらへ給油する管路に多くの油圧回転ジョイントを必要とし、これら油圧回転ジョイントのシール部位から発生する油漏れの不具合などが懸念される。
【００１０】
また後者の、特開平８−２５１０３号公報や特開平１１−９０７１７号公報などに開示されたクランクシャフトミラーによるピンジャーナルのミーリング加工の従来技術においては、これらは何れも、加工部位であるクランクシャフトの偏芯部の軸に直角な面内で、回転させたフライスカッタの刃先を加工軸部の外側の径方向から軸中心に向かって、所定の軌跡で移動させて、クランクシャフトの偏芯部（例えばピンジャーナル）をミーリング加工する方式である。この際、加工軸部のショルダー面はカッタの幅方向に突出したチップの刃先で面加工される。ところが、カッタが回転しているので、譬えカッタを軸方向に移動させたとしても、ショルダー面（ジャーナル側面）と軸外径面とが交わるコーナ部において、軸方向に入り込んだ、いわゆるアンダーカットされた溝の加工はできない。
クランクシャフトは、ピンジャーナルの幅方向の両端に研磨逃げ、またはディープロールの前加工として、Ｒ溝加工を行う際、軸方向に入り込んだ（アンダーカットされた）溝を必要とするケースが多々あるが、上記説明の理由から、ミーリングカッタによる加工ではこのアンダーカット溝加工ができず、クランクシャフトミラーとは別個の機械による旋削工程を追加する必要が生じる。
【００１１】
本発明は、上記の問題点に着目してなされたものであり、チャックの構造が簡易で、ワークの回転バランスの影響を受けず、精度良くクランクシャフトの偏芯部の旋削加工が行えるクランクシャフトの旋削加工装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【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、本発明によるクランクシャフトの旋削加工装置は、
クランクシャフトの偏芯部の旋削加工を行なう旋削加工装置において、
クランクシャフトの両端を支持する支持装置と、
前記支持装置の少なくとも一端側からクランクシャフトをそのメインジャーナル(3)を中心に回転させ、前記偏芯部(2)を回転駆動させる回転駆動装置と、
前記偏芯部の旋削加工を行なう工具と、
クランクシャフトの軸方向にそれぞれ平行な軸を有する２つの刃具駆動主軸と、
前記刃具駆動主軸の端面に、それぞれ同一の偏芯量Ｅで突出して設けた偏芯ピンと、
先端部に前記工具を具備すると共に、前記２つの刃具駆動主軸の軸間間隔と同一間隔で設けた前記偏芯ピンの嵌合用の２つの偏芯ピン軸受を具備する工具台と、
前記２つの刃具駆動主軸の少なくともいずれか一方の軸を回転駆動する駆動装置と、
前記メインジャーナルを中心にした偏芯部の回転に、前記駆動装置による工具台を介した前記工具(31)の刃先位置のクランク回転を同期させる同期手段と、
前記工具の刃先位置から前記刃具駆動主軸中心までの偏芯量を、クランクシャフトの１／２ストロークに合わせて設定する偏芯量調整手段とを備え、
前記偏芯量調整手段は、前記刃具駆動主軸の後方よりアクチュエータで軸方向に移動させる進退手段と、刃具駆動主軸の端面側でこの軸方向推力を軸直角方向に変換して前記偏芯ピンを偏芯量調整方向に移動させるピン移動手段とを具備した
ことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明によると、クランクシャフトをそのメインジャーナルの軸を中心として回転させるため、クランクシャフト自身の回転アンバランス量が無いのは勿論のこと、これを支えるチャックは簡素な構造となり、このチャックにも回転時のアンバランス量の発生は極めて少なくできる。従って、加工時に、回転アンバランスの影響を受け、有害な回転時のワーク変位、ワークまたは機機系の振動などが発生して、良好な加工精度が得られないといった不具合は起こらない。また、長尺軸物を回転させて加工する場合、重切削を可能とするか、又は、良好な仕上げ加工精度を得るためには、ワークをその両端で支持するのに加えて、軸方向中央近傍で、少なくとも１個所の同一回転中心をもつ軸部位を補助サポート（レスト）することにより、切削負荷に抗するワークの曲げ剛性を上げることが極めて有効である。本発明によると、クランクシャフトをそのメインジャーナルの軸を中心として回転させるため、この回転中心を共有し、ワーク長手中央近傍に位置する何れかのメインジャーナル外径部を補助サポート（レスト）できる。よって、重切削を可能とし、また良好な仕上げ加工精度が期待できる。本発明においては、前述の従来技術のように、１／２ストローク変換、ピンジャーナル位相割出し、アンバランス量の自動キャンセルなどをチャック内で行う必要がないので、チャックの構造が非常に簡素化され、その製作コストは安価ですむ。また、チャックは、クランプ機能以外の機能は必要なく、内蔵している油圧アクチュエータ等の部品の点数も少なく、構造が非常にシンプルなことから、故障が極めて少なく、長寿命化でき、加えて、油圧アクチュエータへ給油する管路が少なくてすむことから、油圧回転ジョイントは少なく、そのシール部位からの油漏れの懸念が無くなる。
【００１４】
また、本発明によれば、工具と、クランクシャフトの軸方向に平行して設けられた２つの刃具駆動主軸と、その端面にそれぞれ同一の偏芯量で取付けられた偏芯ピンと、その偏芯ピンに駆着され、かつ工具を装着した工具台との簡易な構成で、工具の刃先位置のクランク回転運動を正確に行える効果がある。
【００１５】
さらに、偏芯量調整手段により、各クランクシャフトの１／２ストロークに合わせて、工具の刃先位置から刃具駆動ユニットの刃具駆動主軸中心までの偏芯量を設定でき、１／２ストロークの異なるような種々のクランクシャフトの加工が可能となる。また、偏芯量調整手段は、アクチュエータで軸方向に移動させる進退手段と、刃具駆動主軸の端面側でこの軸方向推力を軸直角方向に変換して偏芯ピンを偏芯量調整方向に移動させるピン移動手段とを具備する構成にしたので、偏芯量の自動調整ができ、クランクシャフト加工ラインにおいて、１／２ストロークの異なるような種々のクランクシャフトのランダム流しによる加工運転が可能となるので、加工ラインの生産性を向上できる。また、偏芯ピンを偏芯量調整方向に移動させるアクチュエータを、工具台のクランク回転の駆動を行なう駆動系内に設けず、その刃具駆動主軸の後方に設けたので、このアクチュエータの重量がアンバランス要因とならず、工具台のクランク回転駆動が円滑に行える。
【００１６】
本発明において、前記偏芯部の回転に同期させて、前記工具の刃先位置をクランク回転させ、前記偏芯部の旋削加工を行なう刃具駆動ユニットは、クランクシャフトの軸方向（Ｚ軸方向）及び軸直角方向（Ｘ軸方向）の少なくとも何れか一方の方向に移動自在とされるのが好ましい。
【００１７】
このようにすれば、刃具駆動ユニットをワークの軸方向（Ｚ軸方向）及び軸直角方向（Ｘ軸方向）の少なくとも何れか一方の方向に移動自在な構成としたので、従来のクランクシャフトミラーでは加工できない、クランクシャフトの偏芯部のショルダー面（側面）と軸外径面とが交わるコーナ部において研磨逃げ、又はディープロールの前加工として必要とされる、軸方向に入り込んだＲ溝の加工が容易に可能となる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下に、図１〜図７を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００２９】
図１により、本発明に係るクランクシャフト旋削加工機の概略を説明する。図１は本発明に係るクランクシャフト旋削加工機の斜視図である。
ベッド６０上の前面の左右両端部には、加工すべきクランクシャフト１（以下、ワークと呼ぶ）の両端部を支持し、回転駆動モータ２３，２３により回転駆動させる２基の回転駆動装置２０，２０が設けられており、これら両回転駆動装置２０，２０の互いに対向する面には、ワーク１の両端部を支持するための、チャック三つ爪２１ｂ，２１ｂ及びチャック２１ａ，２１ａを有する支持装置２１，２１がそれぞれ設けられている。２基の回転駆動装置２０，２０は、両支持装置２１，２１間の間隔をワーク１の長さに合わせるため、ベッド６０上に図示の左右方向に設けたレール２５に沿って移動自在に設けられている。
【００３０】
また、両支持装置２１，２１の間には補助サポータ２４を設けており、この補助サポータ２４には、前記レール２５上を移動自在に、かつワーク１の中央部近傍のメインジャーナル３の位置に位置決め自在に設けられた補助サポータ本体２４ａと、この補助サポータ本体２４ａの上部に具備され、図示しない求心クランプにより、前記ワーク１の中央部近傍のメインジャーナル３を補助サポートする補助サポータ爪２４ｂとを備えている。
そして、両支持装置２１，２１及びワーク１の後方には、左右２基の刃具駆動ユニット３０，３０が設置されており、これら２基の刃具駆動ユニット３０，３０は、ワーク１の軸方向（Ｚ軸）と軸直角方向（図示の前後方向のＸ軸）とにそれぞれ移動自在なＺ軸スライド４２，４２とＸ軸スライド４１，４１とを有するサドル４０，４０上にそれぞれ載置されている。
また、２基の刃具駆動ユニット３０，３０のＺ軸方向に対向する面側には、それぞれＸ軸方向におけるワーク１側の一端側に工具３１，３１を着脱可能に装着した、工具台３２，３２が設けられている。
【００３１】
次に、図２〜図５により本実施形態の刃具駆動ユニット３０，３０を説明する。図２は本実施形態の刃具の駆動方式説明図であり、図３は図２のＵ視概略図である。また、図４は本実施形態の刃具駆動ユニットを表した平面図であり、図５は本実施形態の偏芯量調整手段を表した、図４におけるＶ−Ｖ断面図である。ただし、左右２基の刃具駆動ユニット３０，３０は、それぞれＸ軸に平行な面に対称である点を除けば同一の構成であるので、ここではその何れか一方の刃具駆動ユニット３０についてのみ説明する。
【００３２】
図２〜図５に示すように、刃具駆動ユニット３０は、Ｃ軸（ワーク１の軸芯）方向にそれぞれ平行な軸（Ｂ軸）を有し、本体ベース３０ａに軸受３６を介して回転自在に支承された２つの刃具駆動主軸３３ａ，３３ｂと、この刃具駆動主軸３３ａ，３３ｂの端面に、それぞれの軸がＣ軸方向に平行で、かつ同一の偏芯量Ｅで突出して設けた偏芯ピン３４ａ，３４ｂと、ワーク１側に工具３１を有すると共に、前記偏芯ピン３４ａ，３４ｂを嵌合させるため、この工具３１とは反対側の長手方向に刃具駆動主軸３３ａ，３３ｂの軸間間隔と同一間隔で設けた偏芯ピン軸受３５ａ，３５ｂを有する工具台３２と、これらをクランク回転駆動させる駆動装置３８と、偏芯量調整手段５０とを備えている。
そして、上記駆動装置３８は、駆動モータ３８ａと、主軸歯車箱３７内でこの駆動モータ３８ａに軸着されて駆動されるピニオンギヤ（図示せず）と、このピニオンギヤに噛み合い、刃具駆動主軸３３ａ，３３ｂにそれぞれ固着された同一歯数のギヤ３８ｂ，３８ｂとを具備している。
なお、本発明の実施形態では１個の駆動モータ３８ａで２つの刃具駆動主軸３３ａ，３３ｂを同期回転させているが、前後何れか一方の主軸のみを駆動させ、他方の主軸はこれに従動させる構造としてもよいのは勿論である。
【００３３】
また、上記偏芯量調整手段５０は、図５に示すように、刃具駆動主軸３３ａ，３３ｂの中心部位に嵌挿し、かつその軸方向に進退する進退手段５１と、この進退手段５１の軸方向の推力を軸直角方向すなわち偏芯量調整方向に変換するピン移動手段５２とを具備している。
そして、この進退手段５１は、刃具駆動ユニット３０の本体ベース３０ａに取り付けた電動モータ５１ａと、この電動モータ５１ａの回転力を軸方向の推力に変換するため、一端側外周部に雄ねじを刻設され、かつ他端部近傍を本体ベース３０ａに軸受５１ｈを介して回転自在に支承されたねじ５１ｃと、前記電動モータ５１ａの出力軸と前記ねじ５１ｃの他端部とを継合するカップリング５１ｂと、前記ねじ５１ｃの雄ねじに螺合するナット５１ｄと、前記刃具駆動主軸３３ａの中心部位に嵌挿し、前記ねじ５１ｃの軸方向推力を偏芯量調整方向に変換して前記ピン移動手段５２を移動させるためにその先端部にクサビ５１ｉを設け、かつその基端側に軸受５１ｇを設けた進退バー５１ｅと、前記ナット５１ｄ及び軸受５１ｇを支承してこれらを本体ベース３０ａに対し軸方向に進退自在としたスライド５１ｆとを具備している。
なお、本発明の実施形態では進退バー５１ｅの軸方向推力を与えるアクチュエータとして電動モータ５１ａを用いたが、これに限定されず、Ｃ軸中心に前記ねじ５１ｃを回転または揺動させる流体圧作動のアクチュエータに換えてもよく、または直動型の流体圧作動シリンダを採用して前記進退バーに直接軸方向推力を与えても何ら問題はない。
【００３４】
なお、本発明の実施形態になるクランクシャフト旋削加工機においては、ワーク１の回転駆動モータ２３、２３と、工具３１，３１の駆動モータ３８ａ，３８ａとは何れも電気サーボモータを採用し、これらの回転を同期させる同期制御装置を設けている。本機のこれらの同期は電気制御で行っているが、本発明はこれに限定されず、例えば電気制御を用いず、ワーク１の回転駆動軸と、工具３１を駆動している刃具駆動主軸３３ａ，３３ｂとをギヤ又はタイミングベルトなどで連結して、機械的に同期をとる方式をとってもよい。
【００３５】
図１〜図５により本実施形態の構成によるクランクシャフト旋削加工機の作動を説明する。
（１）先ず、ワーク１の加工前に、クランクシャフト加工機の事前設定として図５に示す偏芯量調整手段５０により、工具台３２の２つの偏芯ピン３４ａ，３４ｂのそれぞれの偏芯量をワーク１の１／２ストローク寸法（図２におけるＥ寸法）に自動的に合わせる設定を行う。この作動は、以下のようにして行なわれる。すなわち、図示しないＮＣ装置に各ワーク１に応じて設定された１／２ストローク寸法の数値に基づき、このＮＣ装置から出力される所定の作動指令により電動モータ５１ａを回転させてねじ５１ｃを回転させ、該電動モータ５１ａの回転力を軸方向の推力に変換して進退バー５１ｅをその軸心方向へ前進又は後退させる。そして、進退バー５１ｅの先端部のクサビ５１ｉにより、軸方向の推力を偏芯量調整方向に変換してピン移動手段５２を所定量移動させ、偏芯ピン３４ａ，３４ｂを偏芯量調整方向へ移動し、それぞれの偏芯量を同一のＥ寸法に位置決めする。また、上記偏芯量調整手段５０の設定に加えて、クランクシャフト加工機の他の事前設定として、２基の回転駆動装置２０，２０をレール２５に沿って移動させることにより、両支持装置２１，２１間の間隔をワーク１の長さに合わせておく。さらに、両支持装置２１，２１の位置設定に加えて、これら両支持装置２１，２１の間に設けた補助サポータ２４をレール２５に沿って移動させて、ワーク１の中央部近傍の所定のメインジャーナル３の位置に移動させ、補助サポータ爪２４ｂでのクランプの準備をしておく。
【００３６】
本発明の実施形態においては、偏芯量調整手段５０を、上記構成によりその偏芯量の自動調整ができるようにしたので、クランクシャフト加工ラインにおいて、１／２ストロークの異なる種々のクランクシャフトをランダムに流す加工運転が可能となり、クランクシャフト加工ラインの生産性を著しく向上できる。
また、偏芯ピン３４ａ，３４ｂを偏芯調整方向に移動させるアクチュエータを、工具台３２のクランク駆動系に設けず、その刃具駆動主軸３３ａ，３３ｂの後方に設けたので、このアクチュエータの重量が工具台３２の回転時のアンバランス要因とならず、工具台３２のクランク運動が非常に円滑に行える。
【００３７】
（２）次に、加工対象ワーク１を、両側の支持装置２１，２１の間に搬入し、それぞれのチャック三つ爪２１ｂ，２１ｂで、ワーク１の両端のメインジャーナル部を把持すると共に、ピンジャーナル２ａのＣ軸（図２参照）回りの回転角度位相θを図示しない位相決め手段で所定の位相に位置決めする。そして、補助サポータ２４の補助サポータ爪２４ｂでワーク１の略中央部近傍のメインジャーナル３を把持することにより、補助レストし、切削負荷に抗するワーク１の曲げ剛性を高める。
【００３８】
したがって、従来の技術では、クランクシャフトをピンジャーナルの軸中心Ｄ（図８参照）を中心として回転させるため、加工部位の近傍には回転中心を共有する軸部が無く、補助サポート（レスト）できなかったが、本発明では、ワーク１をメインジャーナル３の軸Ｃを中心として回転させるため、ワーク１の中央部近傍のメインジャーナル３を把持して補助サポート（レスト）できる。よって、重切削が可能となり、又は良好な仕上げ加工精度が得られる。
【００３９】
（３）続いて、ワーク１の旋削工程に入るが、まず、本機の作動メカニズムを図２、図３により説明する。図２において、ワーク１は回転駆動モータ２３によりそのメインジャーナル３を中心軸（Ｃ軸）として回転され、加工対象であるワーク１の偏芯部２（ピンジャーナル２ａ）はその中心がＣ軸から偏芯量Ｅ隔たった状態で、Ｃ軸を中心に回転する。
一方、刃具駆動ユニット３０においては、Ｃ軸方向にそれぞれ平行な軸（Ｂ軸）を有する２つの刃具駆動主軸３３ａ，３３ｂを、駆動モータ３８ａにより、図示しないピニオンギヤと、このピニオンギヤに噛み合い、各刃具駆動主軸３３ａ，３３ｂにそれぞれ固着された同一歯数のギヤ３８ｂ，３８ｂとを介して、前記のワーク１の回転と同期回転させる。これにより、ワーク１側に工具３１を有し、かつこの工具３１とは反対側の長手方向に、刃具駆動主軸３３ａ，３３ｂの軸間間隔と同一間隔で設けた偏芯ピン軸受３５ａ，３５ｂを有する工具台３２は、刃具駆動主軸３３ａ，３３ｂの端面に、それぞれの軸がＣ軸方向に平行で、かつ同一の偏芯量Ｅで突出して設けられ、偏芯ピン軸受３５ａ，３５ｂに嵌合した偏芯ピン３４ａ，３４ｂを介して、ピンジャーナル２ａ（偏芯部２に相当）の前記クランク回転と同期して、クランク回転される。
【００４０】
従って、工具台３２はワーク１のピンジャーナル２ａのクランク回転と同一のクランク回転を行うことができ、工具３１の刃先位置の軌跡は、半径Ｅのクランク運動を行うことが可能となる。機械の初期設定として、刃具駆動主軸３３ａ，３３ｂの回転角度θと、ワーク１の回転角度θとを共に零に合わると共に、刃先の高さｈをピンジャーナル２ａの中心軸高さに合わせておく。そして、ピンジャーナル２ａの回転（角度θ）に合わせて、刃具駆動主軸３３ａ，３３ｂを同期回転（角度θ）すれば、工具３１の刃先位置の軌跡はピンジャーナル２ａの外径部を創成することができる。
図２からわかるように、ピンジャーナル２ａの外径は刃先位置のＸ軸方向のワーク１への接近距離で決定され、ワーク１の偏芯部２の中心と工具３１の刃先位置との間の距離がピンジャーナル２ａの外径の半径となる。
【００４１】
上記の如く本発明の工具駆動の構成により、次の特有の効果が得られる。
クランクシャフトをそのメインジャーナルの軸心を中心として回転させるため、クランクシャフト自身の回転アンバランス量が無いのは勿論のこと、前述のように従来技術においては、１／２ストローク変換、ピンジャーナル位相割出し、アンバランス量キャンセルなどをチャック内で行う必要から、チャックの構造が非常に複雑となっていたが、本発明のチャックは極めて簡素な構造となり、よってチャックにおいても回転時のアンバランス量の発生は極めて少なくできる。
従って、ピンジャーナル軸を中心に回す従来技術に比して、加工時に回転アンバランスの影響を受け難く、回転時の有害なワーク変位、ワーク又は機機系の振動などの発生を防止して、より優れた加工精度が得られる。
【００４２】
さらに従来は、チャックの構造が非常に複雑なことから、そのコストは高価となっていたが、本発明においては、１／２ストローク変換、ピンジャーナル位相割出し、アンバランス量の自動キャンセルなどをチャック内で行う必要がないので、チャックの構造が非常に簡素化され、その製作コストを安価にできる。
また、チャックは、クランプ機能以外の機能は必要なく、内蔵している油圧アクチュエータ等の構成部品の点数も少なく、構造が非常にシンプルなことから、故障、寿命などに問題が極めて少なく、加えて、油圧アクチュエータへ給油する管路が少なくてすむことから、油圧回転ジョイントは少なく、そのシール部位からの油漏れの懸念がなくなる。
上記の効果に加えて、工具３１と、クランクシャフトの軸方向に平行して設けられた２つの刃具駆動主軸３３ａ，３３ｂと、刃具駆動主軸３３ａ，３３ｂの端面にそれぞれ同一の偏芯量で取付けられた偏芯ピン３４ａ，３４ｂと、その偏芯ピン３４ａ，３４ｂに回動自在に取着され、先端部に工具３１を装着した工具台３２との簡易な構成で、刃先位置のクランク回転運動を正確に行なうことができるなどの効果がある。
【００４３】
次に、ピンジャーナル部の旋削加工を説明する。
この加工は、Ｚ軸スライド４２を移動させて、工具３１を加工対象のピンジャーナル２ａの長手方向の所定位置に位置決めを行った後、刃具駆動ユニット３０を駆動して、工具刃先３１ａの位置を、クランクシャフトのＣ軸を中心にしたピンジャーナル２ａの回転に同期させてクランク回転させる。そして、工具刃先３１ａの位置をクランク回転させた状態で、Ｘ軸スライド４１を移動させて、工具３１をピンジャーナル２ａの径方向へ接離させると共に、Ｚ軸スライド４２を移動させて工具３１をピンジャーナル２ａの軸心方向へ移動し、ピンジャーナル２ａが所定の外径形状となるような旋削加工を行なう。
【００４４】
図６は本発明に係るクランクシャフトのアンダーカットＲ溝形状加工の説明図であり、例えば、このピンジャーナル２ａを、図６に示すような外径形状、即ち、ピンジャーナル２ａの左右両側に、ピンジャーナル２ａの軸方向に入込んだアンダーカットＲ溝２ｃ、及びピンジャーナルスラスト２ｂを有する外径形状に旋削加工する場合は、まず、左右何れか一方の刃具駆動ユニット３０に設けた工具刃先３１ａを、クランクシャフトのＣ軸を中心にしたピンジャーナル２ａの回転に同期させてクランク回転させた状態で、工具刃先３１ａのＺ軸位置を、図６において左側のピンジャーナルスラスト２ｂに合わせた後、工具刃先３１ａをＸ軸方向のピンジャーナル２ａ側に送り込み、ピンジャーナルスラスト２ｂの加工を行う。次に、このピンジャーナルスラスト２ｂの加工後、Ｘ軸とＺ軸との同時制御（円弧補間）により工具刃先３１ａを移動させ、図６左側のアンダーカットＲ溝２ｃを所定の加工形状に旋削加工する。
続いて、図示右側のピンジャーナルスラスト２ｂ及びアンダーカットＲ溝２ｃを所定の加工形状に旋削加工する場合は、上記で使用した刃具駆動ユニット３０とは他方側の刃具駆動ユニット３０に設けた工具刃先３１ａを使用して、上記加工方法に順じて工具刃先３１ａの位置を制御し、旋削加工を行えばよい。
なお、上記においてはピンジャーナルスラスト２ｂと共にアンダーカットＲ溝２ｃを加工する例を示したが、アンダーカットＲ溝２ｃのみを加工するケースにおいても適用可能である。
【００４５】
本発明の上記加工工法によれば、下記の効果が得られる。
本発明においては、刃具駆動ユニットをクランクシャフトの軸方向（Ｚ軸方向）に移動自在な構成としたので、従来のクランクシャフトミラーでは加工できない、クランクシャフトの偏芯部(ピンジャーナル部)のショルダー面（側面）と軸外径面とが交わるコーナ部において、研磨逃げ、またはディープロールの前加工として必要とされる軸方向に入り込んだ（アンダーカットされた）Ｒ溝の加工が容易に可能となる。
【００４６】
また、図７は本発明に係るクランクシャフトＲ溝の任意形状加工の説明図であり、図７に示すように、ピンジャーナル２ａをアンダーカットの無いＲ溝及びピンジャーナルスラスト２ｂよりなる外径形状に旋削加工する場合もあるが、この場合においても上記図６に示した加工例と同様に旋削加工できる。
【００４９】
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）本発明によると、クランクシャフトをそのメインジャーナルの軸を中心として回転させるため、クランクシャフト自身の回転アンバランス量が無いのは勿論のこと、これを支えるチャックは簡素な構造となるのでこのチャックにおいても回転時のアンバランス量の発生は極めて少なくできる。
従って、加工時に、回転アンバランスの影響を受け難く、有害な回転時のワーク変位、ワーク又は機機系の振動などの発生を無くして、非常に良好な加工精度が得られる。
また、本発明では、クランクシャフトをそのメインジャーナル軸を中心として回転させるため、この回転中心を共有し、かつワーク長手中央近傍に位置する何れかのメインジャーナル外径部を補助サポート（レスト）できるので、重切削ができ、又は良好な仕上げ加工精度が期待できる。
前述のように、本発明においては、１／２ストローク変換、ピンジャーナル位相割出し、アンバランス量の自動キャンセルなどをチャック内で行う必要がないので、チャックの構造が非常に簡素化され、その製作コストを安価にできる。
またチャックは、クランプ機能以外の機能は必要なく、内蔵している油圧アクチュエータ等部品の点数も少なく、構造が非常にシンプルなことから、故障、寿命などに問題が極めて少なく、加えて、油圧アクチュエータへ給油する管路が少なくてすむことから、油圧回転ジョイントは少なく、そのシール部位からの油漏れの懸念が無くなる。
【００５０】
（２）工具と、クランクシャフトの軸方向に平行して設けられた２つの刃具駆動主軸と、各刃具駆動主軸の端面にそれぞれ同一の偏芯量で取付けられた偏芯ピンと、各偏芯ピンに回動自在に取着され、かつ前記工具を装着した工具台との簡単な構成で、刃先位置のクランク回転運動を正確に行なうことができる。
【００５１】
（３）刃具駆動ユニットをワークの軸方向（Ｚ軸方向）及び軸直角方向（Ｘ軸方向）の少なくとも何れか一方の方向に移動自在な構成としたので、従来のクランクシャフトミラーでは加工できない、クランクシャフトの偏芯部のショルダー面（側面）と軸外径面とが交わるコーナ部において、研磨逃げ、又はディープロールの前加工として必要とされる軸方向に入り込んだ（アンダーカットされた）Ｒ溝の加工が容易に可能となる。
【００５２】
（４）偏芯量調整手段を設けたことにより、クランクシャフトの１／２ストロークに合わせて、工具の刃先位置から刃具駆動ユニットの刃具駆動主軸中心までの偏芯量を設定でき、１／２ストロークの異なる種々のクランクシャフトの加工が容易に可能となる。
【００５３】
この偏芯量調整手段を、アクチュエータで軸方向に移動させる進退手段と、刃具駆動主軸の端面側でこの軸方向推力を軸直角方向に変換して偏芯ピンを偏芯量調整方向に移動させるピン移動手段と、により自動方式とすれば、偏芯量の自動調整ができ、クランクシャフト加工ラインにおいて、１／２ストロークの異なる種々のクランクシャフトのランダム流しによる加工運転が可能となるので、加工ラインの生産性を向上できる。
また、偏芯ピンを移動させるアクチュエータを、工具台のクランク駆動系に設けず、その刃具駆動主軸の後方に設けたので、このアクチュエータの重量が回転アンバランスの要因とならず、工具台のクランク運動が円滑に行える。
【００５４】
さらに偏芯量調整手段を、偏芯ピン位置の設定を手動で行なう構成とすれば、本旋削加工装置の構造は簡素で、かつコンパクトとなり、しかも安価に製作ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るクランクシャフト旋削加工機の斜視図である。
【図２】本実施形態の刃具の駆動方式説明図である。
【図３】図２のＵ視概略図である。
【図４】本実施形態の刃具駆動ユニットの平面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ断面図である。
【図６】本発明に係るアンダーカットＲ溝形状加工の説明図である。
【図７】本発明に係るクランクシャフトＲ溝の任意形状加工の説明図である。
【図８】従来技術に係るクランクシャフト旋削機械のチャック装置の説明図である。
【符号の説明】
１…クランクシャフト（ワーク）、２…偏芯部、２ａ…ピンジャーナル、２b…ピンジャーナルスラスト、２ｃ…アンダーカットＲ溝、２ｄ…Ｒ溝、３…メインジャーナル、２０…回転駆動装置、２１…支持装置、２１ａ…チャック、２１ｂ…チャック三つ爪、２３…回転駆動モータ、２４…補助サポータ、２４ｂ…補助サポータ爪、２５…レール、２４ａ…補助サポータ本体、２４ｂ…補助サポータ爪、３０…刃具駆動ユニット、３０ａ…本体ベース、３１…工具、３１ａ…工具刃先、３２…工具台、３３ａ，３３ｂ…刃具駆動主軸、３４ａ，３４ｂ…偏芯ピン、３５ａ，３５ｂ…偏芯ピン軸受、３６…軸受、３７…主軸歯車箱、３８…駆動装置、３８ａ…駆動モータ、３８ｂ…ギヤ、４０…サドル、４１…Ｘ軸スライド、４２…Ｚ軸スライド、５０…偏芯量調整手段、５１…進退手段、５１ａ…電動モータ、５１ｂ…カップリング、５１ｃ…ねじ、５１ｄ…ナット、５１ｅ…進退バー、５１ｆ…スライド、５１ｇ，５１ｈ…軸受、５１ｉ…クサビ、５２…ピン移動手段、６０…ベッド。
【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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【図８】
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