(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク３の少なくとも一端をチャック４により固定して、回転するカッタドラム１１に取付けられたカッタ本体１２により、上記ワーク３のピン３ｂ及びジャーナル３ｃの少なくとも一方をミーリング加工するクランクシャフトミラーのワーク加工方法において、
上記カッタドラム１１にアダプタ１３を介して、内周面１２ａに切刃１７を有するカッタ本体１２を取付け、
ワークを搬入または搬出するときは、上記カッタドラム１１の移動により、上記チャック４の中心を上記アダプタ１３の中心に対して、上記カッタ本体１２の位置とは逆方向に偏心させ、上記アダプタ１３に開口された、上記チャック４の外径及びワーク３の最大振りより大きな開口部１３ｂに上記チャック４を通過させて、上記カッタドラム１１をチャック位置に退避させ、
ワーク３を加工するときは、上記カッタドラム１１を移動させて、ワーク３の長手方向の加工位置に上記カッタ本体１２を位置決めし、さらに上記切刃１７を上記ピン３ｂまたは上記ジャーナル３ｃの加工位置に位置決めし、その後上記カッタドラム１１を、回転させるとともに上記ピン３ｂまたは上記ジャーナル３ｃを中心とする軌跡円上を移動させることを特徴とするクランクシャフトミラーのワーク加工方法。
【請求項２】
ワーク３の少なくとも一端をチャック４により固定して、回転するカッタドラム１１に取付けられたカッタ本体１２により上記ワーク３のピン３ｂ及びジャーナル３ｃの少なくとも一方をミーリング加工するクランクシャフトミラーにおいて、
上記カッタドラム１１に着脱自在に取付けられ、その中央部にほぼ半円状の第１の開口部１３ａ、及びこの第１の開口部１３ａの下方に互に連続するように開口され、かつ上記チャック４の外径及びワーク３の最大振りより大きな第２の開口部１３ｂを有するアダプタ１３と、
上記第１の開口部１３ａの周縁部に着脱自在に取付けられ、かつ加工すべきワーク３のピン３ｂまたはジャーナル３ｃの外径よりやや大径な内周面１２ａに少なくとも１個の切刃１７が設けられた、環状体をほぼ半円状に分割した形のカッタ本体１２とを具備した
ことを特徴とするクランクシャフトミラー。
【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シャフトミラーによりクランクシャフトを加工するワーク加工方法及び、そのクランクシャフトミラーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来エンジンなどに使用する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やジャーナルなどを加工している。
【０００３】
また図１ないし図３は従来のクランクシャフトミラーによりクランクシャフト（ワーク）のピンを加工する方法を示すもので、チャックａに端部がクランプされたワークｂのピンｃを、リング状のカッタｄが回転しながらカッタｄの内周面に取付けられた切刃ｅにより，ピンｃの外周面をミーリング加工するようになっている。
【０００４】
すなわちチャックａの間に搬入されたワークｂは、まず位相位置決めが行われた後、端部がチャックａによりクランプされるが、このときカッタｄはワーク搬入の支障とならないよう図１の（イ）に示すようにチャックａの位置に待機しており、このためカッタｄの内径Ｄ1 はチャックａの外径Ｄ2 より大径となっている。
【０００５】
またピンｃの加工にあたっては、カッタｄが矢印方向に回転されながら、位相位置決め時ワークｂの中心Ｏ1 にあったカッタｄの中心Ｏ2 を図１の（ロ）に示すように下方へ移動して、カッタｄの内周面に取付けられた切刃ｅがピンｃの外周面を加工している。
その後カッタｄの中心Ｏ2 が図１の（ハ）に示すようにピンｃの中心Ｏ3 を中心とする軌跡円Ｆ上を移動して、カッタｄの内周面に取付けられた切刃ｅがピンｃの外周面をミーリング加工するもので、はじめのピンｃの加工が完了したら、カッタｄをワークｂの長手方向へ移動して、次に加工するピンｃを割出し、再び上記動作を繰返しながら、ワークｂのすべてのピンｃを加工している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の内刃式カッタを使用するクランクシャフトでは、ワーク６の搬入出時には、カッタｄをチャクａの位置に待機させており、このためカッタｄの内径Ｄ1 はチャックａの外径Ｄ2 より大径にしているが、この対応としてカッタｄをワークｂの長手方向へ移動して、複数個所のピンｃを加工するため、ワークｂの最大振り（最大外径）がチャックａの外径より大きい場合は、カッタｄの内径Ｄ1 をワークｂの最大振りより大きくして、その内周面に切刃ｅを取付けている。
【０００７】
しかし加工するピンｃの外径に対して、チャックａの外径Ｄ2 より内径Ｄ1 が大径な従来のカッタｄによりピンの外周面を加工した場合、次の理由で幾何学的誤差が大きくなって、真円度の高い加工面が得られない不具合がある。
【０００８】
図２は内周の半径がＲのカッタｄの外周の半径がｒのピンｃを加工する場合の模式図を示すもので、カッタｄの内周面に設けられた切刃ｅの１刃当りの当りをｆとすると、
【０００９】
【数１】
0003807644.tif 000002
【００１０】
となる。
また理論真円度δは、
δ＝ｒ−Ａ
となることから、内径の大きなカッタｄによりピンｃを加工した場合、加工面は図３の（イ）に示すような多角形となって、内径の小さいカッタで加工した場合の加工面（図３の（ロ））に比べて真円度が低下する。ちなみに、加工するピンｃの半径ｒを２５ｍｍ、カッタｃの半径Ｒを９５ｍｍ、１刃当りの送りｆを０．５ｍｍとした場合、得られる加工面の真円度は、０．０００９２、１刃当りの送りを１ｍｍとした場合、真円度は０．００３６８であった。
ちなみに後述するが、この発明の実施の形態のようにカッタ内周の半径を４０ｍｍ、そして１刃当りの送りｆを０．５ｍｍとした場合、加工面の真円度は０．０００４７、１刃当りの送りｆを１ｍｍとした場合真円度は０．００１８８となり、上記従来のカッタ内径の半径ｒを９５ｍｍとした場合に比べて真円度の大幅な向上が図れるようになる。
【００１１】
この発明はかかる従来の不具合を改善するためになされたもので、カッタ内径を十分に小さくすることにより刃振れや、幾何学的誤差などの影響を少なくして、精度の高い加工を可能にしたクランクシャフトミラーのワーク加工方法及びクランクシャフトミラーを提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段及び作用効果】
上記目的を達成するため請求項１記載の発明は、ワークの少なくとも一端をチャックにより固定して、回転するカッタドラムに取付けられたカッタ本体により、上記ワークのピン及びジャーナルの少なくとも一方をミーリング加工するクランクシャフトミラーのワーク加工方法において、
上記カッタドラムにアダプタを介して、内周面に切刃を有するカッタ本体を取付け、
ワークを搬入または搬出するときは、上記カッタドラムの移動により、上記チャックの中心を上記アダプタの中心に対して、上記カッタ本体の位置とは逆方向に偏心させ、上記アダプタに開口された、上記チャックの外径及びワークの最大振りより大きな開口部に上記チャックを通過させて、上記カッタドラムをチャック位置に退避させ、
ワークを加工するときは、上記カッタドラムを移動させて、ワークの長手方向の加工位置に上記カッタ本体を位置決めし、さらに上記切刃を上記ピンまたは上記ジャーナルの加工位置に位置決めし、その後上記カッタドラムを、回転させるとともに上記ピンまたは上記ジャーナルを中心とする軌跡円上を移動させることを特徴とするクランクシャフトミラーのワーク加工方法である。
【００１３】
上記方法により、ワークの加工個所よりやや大径で、かつ従来のカッタより小径なカッタ本体の内周面に設けた切刃によりワークを加工することにより、理論的な幾何学的誤差を従来の加工方法に比べて大幅に低減することができるため、真円度の高い加工が行えるようになる。
【００１４】
上記目的を達成するため請求項２記載の発明は、ワークの少なくとも一端をチャックにより固定して、回転するカッタドラムに取付けられたカッタ本体により上記ワークのピン及びジャーナルの少なくとも一方をミーリング加工するクランクシャフトミラーにおいて、
上記カッタドラムに着脱自在に取付けられ、その中央部にほぼ半円状の第１の開口部、及びこの第１の開口部の下方に互に連続するように開口され、かつ上記チャックの外径及びワークの最大振りより大きな第２の開口部を有するアダプタと、
上記第１の開口部の周縁部に着脱自在に取付けられ、かつ加工すべきワークのピンまたはジャーナルの外径よりやや大径な内周面に少なくとも１個の切刃が設けられた、環状体をほぼ半円状に分割した形のカッタ本体とを具備したことを特徴とするクランクシャフトミラーである。
【００１５】
上記構成により、ワークの加工部より大径に形成されたカッタ本体の内周面に設けられた切刃によりワークを加工することにより、大径なカッタにより加工する場合に比べて、理論的な幾何学的誤差の影響を少なくできるため真円度の高い加工が可能になる。
【００１６】
また、ワーク搬入出時にカッタドラムをチャック位置へ退避させたり、カッタドラムをワークの長手方向へ移動させても、アダプタの第２の開口部がチャックの外径やワークの最大振りより大きく形成されているため、カッタ本体がチャックやワークと干渉することがない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図４以下に示す図面を参照して詳述する。
図４はクランクシャフトミラーの斜視図、図５はワークの端部を固定するチャック部分の一部切欠正面図を示すもので、クランクシャフトミラーは、ベッド１の両端側に一対のワークヘッド２が設置されており、これらワークヘッド２の対向面にチャック４が取付けられている。なおチャック４は一方のみで、他方はセンタによりワーク３を支持するようにしてもよい。
【００１８】
上記チャック４は図５に示すように、予めワーク３の両端に穿設されたセンタ孔３ａに嵌入してワーク３の中心部を両端より支持するセンタ４ａと、ワーク３の両端をクランプする複数の爪体４ｂを有している。
【００１９】
また上記ベッド１上には、各ワークヘッド２の間に位置し、かつ互に接離方向（Ｖ軸方向）へ移動自在に一対の加工ヘッド５が設けられている。
上記各加工ヘッド５は、Ｖ軸方向へスライド自在なサドル５ａと、これらサドル５ａ上に設けられ、かつＶ軸と直交するＹ軸方向へ移動自在なスライド６と、これらスライド６上に設けられ、かつ一端側が支軸７によりスライド６側に枢着されたスイングアーム８を有している。
【００２０】
各スイングアーム８の他端側は、スライド６上に設置された揺動機構９に接続されていて、揺動機構９により上記支軸７を中心に他端側が上下方向（Ｘ軸方向）へ揺動自在となっていると共に、各スイングアーム８には、カッタモータ１０により回転駆動されるカッタドラム１１が設けられている。
【００２１】
そしてこれらカッタドラム１１の対向面に図６に示すようにアダプタ１３の外周部が固着具１４により着脱自在に取付けてられている。
上記アダプタ１３は円板状をなしていて、中心部にほぼ半円状の開口部１３ａが、そしてその下方に開口部１３ａよりやや大径な円状の開口部１３ｂが互いに連続するよう開口されており、中心部に位置する開口部１３ａの周縁部には、固着具１５によりカッタ本体１２を着脱自在に取付けるための凹段部１３ｃが形成されている。
【００２２】
また下側の開口部１３ｂは、各チャック４の間にワーク３を搬入出する際や、ワーク３の位相位置決めを行う際、チャック４の位置にカッタドラム１１が退避できるよう、チャック４の外径よりやや大径に形成されていて、チャック４とアダプタ１３が干渉しないようになっていると共に、最大振り（最大径）がチャック４の外径より大きなワーク３の場合は、カッタ本体１２がワーク３の長手方向（Ｖ軸方向）へ自由に移動できるよう、開口部１３ｂはワーク３の最大振りよりやや大径となっている。
【００２３】
一方アダプタ１３の中心部に位置する開口部１３ａに着脱自在なカッタ本体１２は、図６に示すように環状体を半分よりやや小さい位置で分割したほぼ半円状をなしていて、外周部が開口部１３ａの凹段部１３ｃに嵌合できるようになっていると共に、内周面１２ａは加工するピン３ｂやジャーナル３ｃの外径よりやや大径となっていて、この内周面１２ａに複数の切刃１７が着脱自在に取付けられている。
【００２４】
上記切刃１７は、ピン３ｂやジャーナル３ｃの外周面を加工する２列の外周刃１７ａと、ピン３ｂやジャーナル３ｃ両端のＲ溝３ｅと側面を同時にアンダカットする２列の側面刃１７ｂより構成されている。
【００２５】
なお図６中１８はカッタ本体１２をアダプタ１３に取付ける際位置決めする位置決めキー、１９はアダプタ１３の偏心位置に開口部１３ｂを開口することにより生じる回転アンバランスを補正するカウンタウエイトである。
また図４及び図５中２０は、加工中のワーク３を支持するワークレストで、サドル５ａの対向面に取付けられている。
【００２６】
次に上記構成されたカッタ装置を使用してワーク３のピン３ｂを加工する場合の作用を、図７ないし図９に示す図面を参照して説明する。
加工すべきワーク３は図示しないローダなどのワーク搬送手段により各チャック４の間に搬入され、各チャック４のセンタ４ａにより両端が支持された状態で位相位置決めが行われた後、両端が爪体４ｂによりクランプされて固定される。このときカタドラム１１はチャック４の位置に退避していて、アダプタ１３の開口部１３ｂの中心Ｏ4 とチャック４の中心Ｏ5 が図７に示すように一致している。
【００２７】
次に退避されていた加工ヘッド５がＶ軸方向へ移動されて、はじめに加工するピン３ｂの位置にカッタ本体３が位置決めされ、かつカッタ１７の中心Ｏ2 がピン３ｂの中心付近に移動されたら、カッタモータ１０によりカッタドラム１１が回転されて、カッタドラム１１にアダプタ１３を介して取付けられたカッタ本体１２の切刃１７により、図８に示すようにピン３ｂの加工が開始される。
【００２８】
スライド６がＹ軸方向へ移動されながら、揺動機構９によりスイングアーム８がＸ軸方向へ揺動されることにより、カッタ本体の中心Ｏ2 が図９に示すようにピン３ｂを中心とする軌跡円２１上を移動しながら、カッタ本体１２の外周刃１７ａ及び側面刃１７ｂがピン３ｂの外周と、ピン３ｂ両端のＲ溝３ｅ及び側面を同時に加工するもので、ピン３ｂの外径より内径がやや大径なカッタ本体１２の内周面に設けられた切刃１７によりピン３ｂの外周面を加工することから、加工されたピン３ｂ外周面の真円度は次のようになる。
【００２９】
いまピン３ｂの半径ｒを２５ｍｍ、カッタ内周の半径を４０ｍｍ、そして１刃当りの送りｆを１ｍｍとした場合真円度は０．００１８８となり、同一の一刃送りで前述した従来のカッタ内径の半径ｒを９５ｍｍとした場合に加工面の真円度は０．００３６８となり、真円度の大幅な向上が図れるようになる。
【００３０】
また図３の（ロ）に示すように、カッタ内径を小さくすることにより多角形の影響を小さくできることから、ピン３ｂやＲ溝３ｅ、側面の加工精度の向上が図れるようになる。
【００３１】
一方第１ピン３ｂの加工が完了したら、カッタ本体１７をアダプタ１３の開口部中心０4 がチャック中心０5 に一致する位置にカッタ本体１７を戻して、この位置でカッタ本体１７を図７に示す元の位置に停止させた後、次に加工するピン３ｂにカッタドラム１２を移動して、上記動作を繰返すことにより、全てのピン３ｂの加工を行うもので、全てのピン３ｂの加工が完了したら、カッタドラム１１を元の退避位置へ移動退避させて、加工の完了したワーク３を搬出し、次に加工するワーク３を搬入して上記動作を繰返すものである。
【００３２】
なお、上記作用はワーク３のピン３ｂを加工する場合であるが、ジャーナル３ｃや、ジャーナル３ｃ両端のＲ溝３ｅ及び側面のアンダカットも同様にして加工することができる。
また上記実施の形態では、アダプタ１３にダルマ形の開口部１３ａ，１３ｂを開口した場合について説明したが、開口部１３ａ，１３ｂは必ずしもダルマ形の必要はなく、図１０ないし図１４に示すような形状でもよく、開口部１３ｂの形状に応じてカッタ本体１２の形状を変更してもよい。
【００３３】
図１０の（イ）及び（ロ）は、アダプタ１３の中心部に開口された開口部１３ａ及びカッタ本体１２の形状は上記実施の形態と同様とし、開口部１３ｂをほぼ長方形とした側を示している。
【００３４】
また図１１の（イ）及び（ロ）はアダプタ１３の開口部１３ｂのみのを１個にして、偏心させて設けると共に、上辺部の中央にカッタ本体１２を設けたもので、カッタ本体１２には、複数の外周刃１７ａと、側面刃１７ｂがそれぞれ２列に設けられていると共に、カッタ本体１２はクサビ状の固定部材２２ａと取付けねじ２２ｂよりなる固定手段２２によりアダプタ１３に着脱自在に固定されている。
【００３５】
図１２の（イ）及び（ロ）はカッタ本体１２に側面刃１７ｂのみを２列に設けた場合、図１３の（イ）及び（ロ）はカッタ本体１２に外周刃１７ａのみを２列に設けた例を示すもので、外周刃１７ａを図１４の（イ）及び（ロ）に示すように１列のみ設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】（イ）ないし（ハ）は従来のカッタ装置によりワークを加工する場合の作用説明図である。
【図２】従来のカッタ装置によりワークを加工する場合の模式図である。
【図３】（イ）従来のカッタ装置によりワークを加工した場合に得られる加工面の説明図である。
（ロ）内径の小さいカッタによりワークを加工した場合の加工面を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態になるクランクシャフトミラーの斜視図である。
【図５】この発明の実施の形態になるクランクシャフトミラーのチャック附近の一部切欠正面図である。
【図６】（イ）この発明の実施の形態になるカッタ装置の正面図である。
（ロ）図６の（イ）のＡ−Ａに沿う断面図である。
【図７】この発明の実施の形態になるカッタ装置によりワークを加工する場合の作用説明図である。
【図８】この発明の実施の形態になるカッタ装置によりワークを加工する場合の作用説明図である。
【図９】この発明の実施の形態になるカッタ装置によりワークを加工する場合の作用説明図である。
【図１０】（イ）この発明の別の実施の形態になるカッタ装置の正面図である。
（ロ）図１０の（イ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図１１】（イ）この発明の別の実施の形態になるカッタ装置の正面図である。
（ロ）図１１の（イ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図１２】（イ）この発明の別の実施の形態になるカッタ装置の正面図である。
（ロ）図１２の（イ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図１３】（イ）この発明の別の実施の形態になるカッタ装置の正面図である。
（ロ）図１３の（イ）のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。
【図１４】（イ）この発明の別の実施の形態になるカッタ装置の正面図である。
（ロ）図１４の（イ）のＦ−Ｆ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１…ベッド
２…ワークヘッド
３…ワーク
３ａ…センタ孔
３ｂ…ピン
３ｃ…ジャーナル
３ｄ…カウンタウエイト
３ｅ…ジャーナルスラスト
４…チャック
４ａ…センタ
４ｂ…爪体
５…加工ヘッド
５ａ…サドル
６…スライド
７…支軸
８…スイングアーム
９…揺動機構
１０…カッタモータ
１１…カッタドラム
１２…カッタ本体
１２ａ…内周面
１３…アダプタ
１３ａ，１３ｂ…開口部
１３ｃ…凹段部
１４，１５…固着具
１７…切刃
１７ａ…外周刃
１７ｂ…側面刃
１８…位置決めキー
１９…カウンタウエイト
２０…ワークレスト
２１…ピンの中心軌跡
２２…固定手段
２２ａ…固定部材
２２ｂ…取付けねじ
【図１】
0003807644.tif 000003
【図２】
0003807644.tif 000004
【図３】
0003807644.tif 000005
【図４】
0003807644.tif 000006
【図５】
0003807644.tif 000007
【図６】
0003807644.tif 000008
【図７】
0003807644.tif 000009
【図８】
0003807644.tif 000010
【図９】
0003807644.tif 000011
【図１０】
0003807644.tif 000012
【図１１】
0003807644.tif 000013
【図１２】
0003807644.tif 000014
【図１３】
0003807644.tif 000015
【図１４】
0003807644.tif 000016