JPS61121865A - カム研削盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 「産業上の利用分野」 本発明は多気筒内燃機関のカムシャフトのカム部をマス
ターカムにより倣い研削するカム研削盤、とくに多種、
少ロッドのカムシャフトを研削するカム研削盤に関する
ものである。

「従来の技術」 第２図はカム研削盤においてワークを支持するクレード
ル部の正面図である。研削盤テーブル／に両端支持され
た揺動軸λに支持される揺動台３上には左側に主軸台部
Ａ、右側にワーク取付部Ｂを配しである。主軸台部Ａに
揺動台Ｊに回転自在に支持された主軸グ端に回動方向に
調整可能な駆動金５を備えるワーク駆動具６が固定され
、ワークＷは駆動具６を挿通して主軸ＩＩ＃こ嵌入する
センタワと揺動台Ｊ上で主軸軸方向に位置を調整固定可
能な心押台５端に出入り可能に固定されたセンタワによ
り両端支持され、駆動金！がワークＷ端のキー溝と係合
する。

主軸弘にはマスターカム７７群が固定されている。マス
ターカムｌ１群は現用されているカム研削盤ではワーク
Ｗの種類が夫々備える数を合計したものが主軸ダに並列
する。

主軸ダはモータ１０の軸端に固定されたプーリλＯから
ベルト／ｌＩを介して揺動軸ユと同軸心上に回転自在に
支持される段ブーＩＪ　１５１１に回転が伝わり、段ブ
ーＩＪ　／　ｚ　’ｂから主軸ダ端に固定されたプーリ
／６にベルト／７により回転が伝達されて回される。

研削盤のといし台に備える円筒形の研削といし／３と同
じ側に回転自在なフォロアーローラ／ユが配しである。

第２図では研削といし／Ｊとフォロアーローラ／Ｊは揺
動台３の上方にあるが、図に具現するためのものでこれ
らの研削といし／３、フォロアーローラ／ユは揺動台Ｊ
の側方にあり、揺動台Ｊは研削中は絶えずマスターカム
／ｌの何れかがフォロアーローラ／２に圧接するように
附勢されているものである。

モータ／Ｑが附勢されるとプーリ／４が回され、主軸≠
が回る。そしてフォロアーローラｌユが接しているマス
ターカム／ｌ上を転動し、揺動台３は揺動軸１を中心に
揺動し、回転している研削といし／ＪによりワークＷに
所定のカムプロファイルを形成する。

「発明が解決しようとする問題点」 この種の従来のカム研削盤のワーク支持装置はワークを
同軸心に支承してマスターカムを回動するようにするた
めマスターカムを軸方向に並列する。そして加工するカ
ムシャフトのカム枚数と同数のマスターカムを必要とし
ている。

しかし、最近同一機械で多種類のカムシャフトを加工す
る要求が多くなり、ワーク支持装置の同一主軸に組込ま
れるマスターカムの種類も多くなる。しかるに同一機械
で多種類のカムシャフトを加工するには−ｍ類のカムシ
ャフトを加工するに必要なマスターカムの枚数を少くし
ないとワーク支持装置の同一主軸に組込まれるマスター
カムの種類を多くすることは不可能である。

本発明の目的は、多種類のカムシャフトを、最小限のマ
スターカムを用いてマスターカムを取替えることなく加
工出来るようなカム研削盤を提供することである。

〔発明の構成〕

「問題点を解決するための手段」 本発明はカム研削盤のクレードルにワークを回転駆動す
る主軸を回転自在に支持すると共に主軸と同志にマスタ
ーカムを担持したマスターカム軸を回転自在に支持し、
マスターカム軸と主軸を係脱自在な摩擦クラッチを介し
て連結し、マスターカム軸後端にはエンコーダを固定し
、エンコーダの軸をマスターカム軸の中心孔を挿通ずる
カム位相検出軸を介して主軸に連結し、マスターカム軸
と回転駆動装置とを連結してなるカム研削盤である。

「作用」 カム割出し指命信号により例えば油圧力により連結され
る摩擦クラッチの場合油圧力の供給が絶たれて主軸とマ
スターカム軸は相対回転自在となり、マスターカム軸の
みが主軸に対して相対回転する。マスターカム軸と主軸
との相対回転角はカム位相検出軸を介してエンコーダに
伝えられエンコーダが検出した回転角は制御装置に導か
れ、所定カム位相相当角に回転角が達すると制御装置に
より摩擦クラッチを附勢して主軸とマスターカム軸は固
定されカム位相に相当するだけマスターカムがワークに
対して回動する。

「実施例」 以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。以下の
説明において特に断らない場合もあるが軸方向とは主軸
弘の軸方向のことである。

第−図はカム研削盤の主軸台部Ａの主軸を含む縦断両図
である。

主軸弘は揺動台Ｊに固定した軸受台／ｇに夫々備える軸
受／ｆ、２／に嵌入し且つ軸方向移動しないように支持
されている。

マスターカムｌ１群は主軸ダと同志のマスターカム軸−
二に固定されており、マスターカム軸ユニは揺動台Ｊに
固定した軸受台コ３．コダに備える軸受コ！、コロによ
り回転自在に支持され軸受ユ６により軸方向移動しない
ように支持されている。

主軸ｌの後端の中心孔にはクランピングスリーブコグが
嵌入固定され、クランピングスリーブコアの内径にはク
ランピングスリーブコアが非作動時には主軸ダとマスタ
ーカム軸ユニが自在（こ相対回転するようにマスターカ
ム軸ユニ端が滑入している。

クランピングスリーブコアの外周中間は両端部の密封輪
コｇを嵌入した円周溝のある部分よりも縮径されてあり
、圧力室ユデを構成している。主軸ダに油封されて嵌入
している油圧回転継手３／は揺動台３にねじ込まれた小
ねじＪ−により固定された回り止めｊｊｆこより回転を
止められている。

切換弁３≠を介し、圧油が配管を通して油圧回転継手３
１の半径方向の油路Ｊ３から、主軸ダの円周＄３４を通
じて、主軸弘の半径方向の油路３りを介して圧力室コグ
に油圧力が加えられるようになっている。

マスターカム／ｌは本発明においてはエンジンの吸排気
用としてインテークカム創成用マスターカムＩＮとエフ
ジ−ストカム創成用マスターカムＩ！ｌｘの二枚が用意
されている。そしてマスターカムＩＮとマスターカム１
ｎＸは同位相としである。即ち、カムトップを一致させ
である。

従って例えば六気筒のエンジンの場合は本来必要な吸排
気用マスターカムは合計１２枚必要だが本願発明では２
枚となっている。又、内燃機関が異なり、インテークカ
ムとエフジ−ストカムの位相差が異ってもカム形状が同
一である限すマスターカムエＮとマスターカム］！！Ｘ
の１枚で同様に研削出来るようになっている。

マスターカム軸コ２の後端に固定されたプーリ３ｇとモ
ータ３デの軸端に固定したプーリルミ間はプーリタ／と
中間プーリ４（ｕにベルトｌＩＪが巻掛けてあり中間プ
ーリｌＩ２と一体のブー　ＩＪ　ｔＩｔｌとプーリ、ｙ
ｔ間にはベルトｌＩ！が巻掛けられて連結されている。

中間ブーＩＪ　ｌ！ココ−の軸心は揺動軸ユに一致させ
るとモータ３デは研削盤テーブルｌ上に固設できる。そ
うでないときはモータ３デを揺動台Ｊに固定する。

マスターカム軸−二に固定されているプーリＪＫには円
筒形のディスタンスピース弘６を介してロータリーエン
コーダ弘りが固定されると共ｔこディスタンスピースゲ
乙にブラケットｌＩｇを介してロータリーエンコーダ≠
７から信号を取り出すロータリコンタクタダブが固定さ
れている。ロータリーエンコーダｑりの回転軸には軸継
手！ｌを介して一端が固定されたカム位相検出軸タコは
マスターカム軸ユニの中心孔に回転自在に挿通し、その
他端は主軸グの中心孔に嵌入し、主軸ダの半径方向にね
じ込まれた止めねじ！３により固定されている。

ロータリーエンコーダ弘７からロータリコンタクタ’７
９を介して取出された信号により制御装置を介して切換
弁Ｊダの５ＱＬ−／が制御されるようになっている。こ
の制御装置はワークＷの研削順序にあるカム相互の位相
角を割出す際に５ＱＬ−／を通電後にロータリーエンコ
ーダ弘りの信号を受けて割出し角相当パルス数の計数が
終ると切換弁３１Ｉの５ＱＬ−／を断電するようになっ
ている。

カムを研削する場合切換弁、７４Ｚの５ＱＬ−／は消勢
されており、圧油は油圧回転継手の油路３りから主軸の
円周溝Ｊ６を介して主軸の油路３７を通じて圧力室コグ
に油圧力を加えており、クランピングスリーブコアはこ
の油圧力により縮径してクランピングスリーブコアはマ
スターカム軸−一を抱いて固定しているのでマスターカ
ム軸−一と主軸弘は一体的になっている。

まずワークＷを両センタ７．９間に支持し、ワーク駆動
金３をワークＷに係合する。第２図に示すようにインテ
ークカムｌ工Ｎの位相をマスターカムエＮの位相に一致
させる。次ぎにフォロアーローラノコにマスターカムエ
Ｎを当接させる。モータ３デを附勢するとプーリｌＩ／
が回転し、中間プーリ’１２．Ｉｌ’ｌで減速されてプ
ーリ３ｇが回転し、マスターカム軸−二及びクランピン
グスリーブコアを介して主軸ダが回転しマスターカム／
／は主軸亭と一体的に回転する。

このときワークＷの回転は最適な研削を行うように一回
転中にもモータ３デによって変速される。駆動具６が駆
動金５をつれて回転してワークＷは回転させられ、研削
といし／３によりインテークカム／ＩＮは研削盤テーブ
ル／に載設されたフォロアーローラ／ユがマスタームエ
Ｎを押圧して揺動台３を揺動させるにつれて倣い研削さ
れる。

インテークカム／工Ｎの加工が完了すると、回路の揺動
台Ｊ後退用シリンダによりマスターカム／ｌがフォロア
ーローラｌλより離される。

次に研削盤テーブル／を次のエフジ−ストカム／ＩＸが
研削といし１３＋こ対応する位置にインデックスし、さ
らにフォロアーローラ／ユをマスターカムＩＸの位置に
シフトする。一方前述したエンジン第一気筒に対するイ
ンテークカム／ＩＮの加工が終るとモータ３デは減速回
転してマスターカム軸コニ、主軸ダは低速度で回転し、
つづいて切換弁３１Ｉの８ＯＬ−／は図示されない制御
装置から通電され、クランピングスリーブコクと主軸ダ
間の圧力室コクは油路３７、円周溝３６、油路Ｊｊ１外
部配管を介して切換えられた切換弁３≠によりドレンに
導かれる。クランピングスリーブコクは復元して主軸参
とマスターカム軸ココは相対回転自在となり、モータ３
デは尚引継いで回転しているからマスターカム軸コニは
回転を続けており、主軸ダはやがて支持部等の摩擦抵抗
により減速乃至停止するから主軸ダとマスターカム軸ニ
２は相対回転する。

この相対回転角はカム位相検出軸ＳＸを介してロータリ
ーエンコーダ≠７にてとらえられ、ロータリーエンコー
ダ弘７はロータリコンタクタ弘デにより外部の制御装置
に送る。外部の制御装置はロータリーエンコーダ弘７か
ら送られたパルスがエフジ−ストカム／ＥＸとインテー
クカム／ＩＮのマスターカム軸ニーの回転方向の位相角
に相当する数を計数すると切換弁３≠の５ＱＬ−／を断
電するから、切換弁、７４（、外部配管、油路３よ、円
周溝３６、油路３りを介して圧力室ユデに油圧力が加わ
り、クランピングスリーブコアは縮径して主軸ダとマス
ターカム軸２λは固定されて一体的となり割出しは完了
する。

かくして前記と同様に研削といし１３によりエフジ−ス
トカム７ＫＸを倣い研削する。

エフジ−ストカム７ｚｘの加工が完了すると、マスター
カム／ｌがフォロアーローラ／２より離間し、ワークＷ
の工久ゾ・−ｘ；、）カムコＥＸが研削といし／３に対
応するように研削盤テーブル／長手方向をインデックス
すると共にフォロアーローラ１２を再びエクソーースン
トカム創成用マスク−カムＥＸに対応するようシフトし
、併せてマスターカム軸ノをエフジ−ストカム／ＥＸと
−ＥＸとの位相角だけ主軸グに対して割出し回転させる
。

このマスターカム／／の割出し回転は次に述べる方法で
行われる。

前述したエンジン第一気筒に対するインテークカム／Ｉ
Ｎ、エクゾーストカム／ＥＸの加工が終るとモータ３９
は減速回転してマスターカム軸−一、主軸ダは低速度で
回転し、つづいて切換弁３４！の５ＱＬ−／は図示され
ない制御装置から通電され、クランピングスリーブλ７
と主軸ダ間の圧力室−９は油路３り、円周溝３６、油路
３ｊ１外部配管を介して切換えられた切換弁３４！によ
りドレンに導かれる。クランピングスリーブ２７は復元
して主軸ダとマスターカム軸−一は相対回転自在となり
、モータ３デは尚引継いで回転しているからマスターカ
ム軸２２は回転を続けており、主軸グはやがて支持部等
の摩擦抵抗により減速乃至停止するから主軸弘とマスタ
ーカム軸４２は相対回転する。この相対回転角はカム位
相検出軸５．２を介してロータリーエンコーダ弘りにて
とらえられ、ロータリーエンコーダ弘７はロータリコン
タクタダブにより外部の制御装置に送る。外部の制御装
置はロータリーエンコーダダグから送られたパルスがエ
フジ−ストカムｌ原とエフジ−ストカムｕＥＸのマスタ
ーカム軸ココの回転方向の位相角に相当する数を計数す
ると切換弁Ｊφの５ＱＬ−／を断電するから、切換弁３
グ、外部配管、油路３３、円周溝Ｊル、油路３７を介し
て圧力室コブに油圧力が加わり、クランぜングスリーブ
コ７は縮径して主軸弘とマスターカム軸−二は固定され
て一体的となり割出しは完了する。

こ＼でフォロアーローニア１コとマスターカム／ｌ中の
エフジ−ストカム創成用マスターカムＥＸを用いてエフ
ジ−ストカム−■を倣い研削でき、又二番目のインテー
クカム−ＩＮの倣い研削においてはインテークカム／Ｉ
Ｎからエフジ−ストカム／１ｉ１ｉＸに加工が変る際に
行ったと同様にマスターカムｌｌの回転割出し動作が行
われ、フォロアーローラ／２を元、のインテークガム、
創成用マスターカム／ｌ中にシフトさせて加工が行われ
る。

以下同様番こマスターカム／ｌを主軸ダに対して所定角
麗づつ回転割出ししながらインテークカム、７ＩＮ、弘
ＩＮ及びエフジ−ストカム、？Ｉ［！Ｘ。

！Ｅ！Ｘを順次研削する。これにより各ダ個づつのイン
テークおよびエフジ−ストカムがそれぞれ一組二枚のマ
スターカムによって倣い研削出来る。

他種のカムを研削するときはインテークカム創成用、エ
フジ−ストカム創成用の一組二枚のマスターカムをマス
ターカム７７群上に並設すればフォロアーローラ／ユの
位置を変えるだけですむ。

又、インテークカム、エフジ−ストカムが夫々同一形状
のカムを備えるカムシャフトである限り、−組のインテ
ークカムとエフジ−ストカム間の位相差の割出しを行っ
ているので気筒数の異なる場合だけでなく内燃機関が異
っても同一マスターカム二枚のみですむものである。

実施例は主軸後端に中心孔を設けて該中心孔にクランピ
ングスリーブを嵌入固定してクランピングスリーブにマ
スターカム軸前端を嵌入したが、主軸とマスターカム軸
の関係は逆でもよい。

従ってこの主軸とマスターカムとの連結手段はマスター
カム軸又は主軸の一方に油圧力により直径が弾性変形し
て変化するクランピングスリーブを固定してクランピン
グスリーブの内径に他方のマスターカム軸又は主軸を嵌
入すると共にクランピングスリーブを固定した側の軸と
クランピングスリーブの間に圧力室を設けて外部へ導く
油路でもってクランピングスリーブを固定した側の軸に
嵌入した油圧回転継手に連通して外部油圧源に連通した
ものであるが、このようなりランピングスリーブの直径
の変形を利用して摩擦力を得る摩擦クラッチに限らず、
多板クラッチ等の他の摩擦クラッチを介して主軸とマス
ターカム軸を離接自在に連結したものでもよい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明は一種類のエンジンカム軸に対応し
てカム創成用のマスターカム二枚−組を備え多種類のエ
ンジンカム軸に対応するように多数組のカム創成用のマ
スターカムを担持するマスターカム軸と同心の主軸とを
クレードル上に回転自在に設けて係脱自在な摩擦クラ゛
ノチで連結し、主軸に固定した位相角検出軸をマスター
カム軸の中心孔を挿通させてマスターカム軸後端に固定
したロータリーエンコーダ（こ該位相角検出軸を連結し
てロータリーエンコーダの検出した主軸とマスターカム
軸の相対回転角により摩擦クラッチを制御するようにし
、マスターカム軸を駆動する装置を備えたカム研削盤と
したから、 （１）７種類のワークに対するマスターカムが最小とな
る。

（−）従来に比べて極めて多くの穏類のワークに対する
マスターカムを組み込むことができる。

（Ｊ）　　エンジンカムを研削する場合、各気筒におい
てインテークカムとマスターカムのプロファイルのばら
つきが全くなくなる。

（り）　　モデルカムを製作する場合インテークカム、
エクゾーストカム７組のみ作ればよいのでモデルカムを
製作するのが容易であり、マスターカムも少ないため加
工工数が少くてすむ。

け）　同一気筒に対するインテークカムとエフジ−スト
カムを夫々割出しすることもできるのでカム形状は変ら
ないが同一気筒においてインテークカムとエフジ−スト
カム間の位相差が異なる内燃機関用カムシャフトの加工
においても同一のマスターカム７組ですみ、７ＭＳ化に
対応し易い。

【図面の簡単な説明】

第７図はカム研削盤のクレードル部の正面図、第２図は
本発明の実施例の縦断面図である。 ／・−研削盤テーブル　２・・揺動軸　３・−揺動台　
ダ・・主軸　！・・駆動金　４・・駆動具　り・・セン
タ　ｇ・・心押台　デ・拳センタ　／θ拳・モータ　／
／−拳マスターカム　／ユ・−フォロアーローラ　／Ｊ
・・研削といし　／＋・・ベル）　　ｔｒａ、／ｓｂ・
・段プーリ　／ｌ−・プーリ　ノア・・ベルト　ｉｇ・
・輪受台　／９・・軸受　２０・・プーリλｌ・・軸受
　−コ・・マスターカム軸、２ｓｅユタ・−ｓ＋受台！
よ、ユ６・−軸受　、２７＠・クランピングスリーブ　
ユ＆φ・密封輪　コブ・・圧力室　３１・・油圧回転継
手　３２・・小ねじ　Ｊ３・・回り止め　３４！・・切
換弁　Ｊ３・−油路　３６・・円周溝　Ｊり・・油路３
Ｓ・・プーリ　３９１１・モータ　参ｌ＋１＠プーリ　
≠２・・中間プーリ　’ＡＪ−・ベルトダダ・−中ｎＲ
フ−ＩＪ　　ｌｌ６６・ベル）　　４’４＠・ティスタ
ンスピース　ダブ・・ロータリーエンコーダ　ダｇ・・
ブラケット　ダブ・・ロータリコンタクタ　＆／・・軸
継手　！ユ・［株］カム位相検出軸　！Ｊ１１・止めね
じ　Ａ・・主軸台部　Ｂ、−ワーク取付部　ＩＮ・・イ
ンテークカム創成用マスターカム　ｌ工Ｍ−、−１１工
１＠命インテークカム　ＫＸ　・・エフジ−ストカム創
成用マスターカム　／ＦＩＸ〜亭Ｂｘ・・エフジ−スト
カム　Ｗ・・ワーク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、カム研削盤のクレードルにワークを回転駆動する主
   軸を回転自在に支持すると共に主軸と同芯にマスターカ
   ムを担持したマスターカム軸を回転自在に支持し、マス
   ターカム軸と主軸を係脱自在な摩擦クラッチを介して連
   結し、マスターカム軸の後端にはエンコーダを固定し、
   エンコーダの軸をマスターカム軸の中心孔を挿通するカ
   ム位相検出軸を介して主軸に連結し、マスターカム軸と
   回転駆動装置とを連結してなるカム研削盤。 ２、マスターカム軸と主軸を係脱自在な摩擦クラッチが
   マスターカム軸又は主軸の一方に油圧力により直径が弾
   性変形して変化するクランピングスリーブを固定してク
   ランピングスリーブの内径に他方のマスターカム軸又は
   主軸を嵌入すると共にクランピングスリーブを固定した
   側の軸とクランピングスリーブの間に圧力室を設けて外
   部へ導く油路でもつてクランピングスリーブを固定した
   側の軸に嵌入した油圧回転継手に連通して外部油圧源に
   連通してなる特許請求の範囲第２項記載のカム研削盤。