JP2000000746A - カム研削盤及び研削方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】軸方向にリフト量が暫時変化するプロフィル面
を有する３次元形状のカムの研削加工を短時間に且つ容
易に、精度良く行うことを実現する。 【解決手段】テーブル２の移動方向に直交するＸ軸方向
に移動するスライド体２１上に鉛直方向のＢ軸回りに旋
回する水平旋回体２３を設け、この水平旋回体上にＢ軸
に直交する水平なＡ軸回りに旋回する旋回軸６０を設
け、この旋回軸６０に砥石車７０支持する。そして砥石
台２０側の動作をＸ軸移動、Ｂ軸旋回、Ａ軸旋回の３軸
移動により制御することで３次元形状のカムのプロフィ
ル面をプランジ研削により研削することを可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カムのプロフィル
面を研削するカム研削盤に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のカム研削盤では、プランジ研削に
より砥石車をカムの位相に応じて進退移動することで所
望するプロフィル面の研削を行なっている。しかしなが
ら、従来のプランジ研削では、カムのプロフィル面が軸
方向で暫時変化するようなカムを研削することができな
かった。例えば、図６及び図７に示すカムは、ベース円
部は軸方向のどの位置でも同円弧に形成されているが、
ベース円部以外は角度位相毎にリフト量が変化し、且つ
そのリフト量の変化量が軸方向位置に応じて異なる３次
元曲面を成している。（以下、３次元カムという。） 同じくリフト量が軸方向位置で異なるカムとして従来よ
り知られているテーパカムは、全ての位相角度において
一定の割合でリフト量が変化しているだけであるため、
カムの旋回軸線に対して砥石車の進退方向をθだけずら
したいわゆるアンギュラ型のカム研削盤により容易にプ
ランジ研削することが可能であったが、このアンギュラ
形のカム研削盤では上述の３次元カムのプロフィル面の
プランジ研削は不可能であった。

【０００３】従って、このような３次元カムのプロフィ
ル面を研削するためには、非常に薄幅の砥石を用いて、
工作物の旋回と砥石の進退、および工作物又は砥石を軸
方向に動作させるトラバース移動を制御して行わなけれ
ばならず、１つのカムを研削するにも非常に時間がかか
ってしまう。また、トラバース方向にうねりを生じてし
まうことがあり、滑らかなプロフィル面の研削を行うこ
とは非常に困難であった。

【０００４】そこで、特公平６−１５１４６号（図１５
参照）に示されるように、工作物の軸方向にトラバース
移動するワークピース・スライド１４側を垂直軸線（Ｖ
軸）及び水平軸線（Ｚ軸）回りに旋回させることにより
砥石車１がカムに当接する作用線６を変化させることで
３次元カムのプロフィル面をプランジ研削で行うものが
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ワーク
ピース・スライド１４は工作物の長手方向に長く且つ長
手方向にトラバースされるため加工装置自体が非常に大
きなとなってしまう。また、ワークピース・スライド上
１４には工作物だけでなく主軸台、心押台及び振れ止め
装置など種々の装置が設置されているため、非常に重量
のあるものとなる。従って、このワークピーススライド
１４をＶ軸及びＺ軸回りに旋回させるためには、旋回部
分の支持剛性を強固にする機構を設けなければ高い加工
精度の要求されるカムのプロフィル面の加工を行うこと
が出来ない。

【０００６】さらに、工作物の搬入・搬出が行われる作
業者側のワークピース・ヘッド１４側を旋回しているた
め、搬入・搬出の挿入性が悪く、且つ、安全性において
も問題があった。また、垂直軸線回りの旋回時には工作
物の軸心Ｙを通る垂直旋回軸Ｖ回りに旋回させているた
め、正接面ＢがＶ軸を中心として円弧を描いて動作され
ることとなる。よって不必要に切り込みを与えてしまっ
たり、工作物が逃げてしまい切り込み不足が生じてしま
うことがある。これは、カムのベース半径が大きくなる
ほどカムの正接面Ｂと砥石車１の工作面とのずれ量が大
きくなってしまうため、このずれ量に応じてワークピー
ス・スライド１４を移動させるか、幅方向の非常に大き
な砥石車を使用しなければならないという問題があっ
た。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上述した目的を
達成するためになされたものであり、請求項１に記載の
発明は、カムを有する工作物をその中心軸線であるＣ軸
線回りに旋回可能に支持し前記Ｃ軸線方向に進退移動可
能にベッド上に支持されたテーブルと、前記工作物に対
して相対移動自在に前記ベッド上に支持された砥石台
と、前記砥石台に回転自在に支持され前記工作物のＣ軸
線回りの旋回角度位相に応じて前記カムに対して相対移
動することにより前記カムのプロフィル面をプランジ研
削する砥石車とを備えたカム研削盤において、前記砥石
車を前記カムに対して前記Ｃ軸線を横切るＸ軸線方向に
進退移動させるＸ移動制御軸と、前記砥石車を前記カム
に対して前記Ｃ軸線及び前記Ｘ軸線とに直交するＢ軸線
回りに旋回させるＢ旋回制御軸と、前記砥石車を前記カ
ムに対して前記Ｂ軸線に直交するＡ軸線回りに旋回させ
るＡ旋回制御軸とを備えたものである。

【０００８】請求項２に記載の発明は、カムを有する工
作物をその中心軸線であるＣ軸線回りに旋回可能に支持
し前記Ｃ軸線方向に進退移動可能にベッド上に支持され
たテーブルと、前記工作物に対して相対移動自在に前記
ベッド上に支持された砥石台と、前記砥石台に回転自在
に支持され前記工作物のＣ軸線回りの旋回角度位相に応
じて前記カムに対して相対移動することにより前記カム
のプロフィル面をプランジ研削する砥石車とを備えたカ
ム研削盤において、前記砥石車を前記カムの前記Ｃ軸線
回りの位相角度に関連して前記Ｃ軸線を横切るＸ軸線方
向に進退制御し、前記砥石車を前記カムの前記Ｃ軸線回
りの位相角度に関連して前記Ｃ軸線及び前記Ｘ軸線とに
直交するＢ軸線回りに旋回制御し、前記砥石車を前記カ
ムの前記Ｃ軸線回りの位相角度に関連して前記Ｂ軸線に
直交するＡ軸線回りに旋回制御し、前記カムのプロフィ
ル面をプランジ研削により前記Ｃ軸方向においてリフト
量が暫時変化する形状に創成する研削方法である。

【０００９】請求項３に記載の発明は、カムを有する工
作物をその中心軸線であるＣ軸線回りに旋回可能に支持
し前記Ｃ軸線方向に進退移動可能にベッド上に支持され
たテーブルと、前記工作物に対して相対移動自在に前記
ベッド上に支持された砥石台と、前記砥石台に回転自在
に支持され前記工作物のＣ軸線回りの旋回角度位相に応
じて前記カムに対して相対移動することにより前記カム
のプロフィル面をプランジ研削する砥石車とを備えたカ
ム研削盤において、前記テーブルを前記ベッドに対して
鉛直方向のＢ軸線又は鉛直方向に直交するＡ軸線のどち
らか一方の軸線回りに旋回させるテーブル旋回制御軸
と、前記砥石車を前記カムに対して前記Ｃ軸線を横切る
Ｘ軸線方向に進退移動させるＸ移動制御軸と、前記砥石
車を前記カムに対して前記Ａ軸線又は前記Ｂ軸線のどち
らか他方の軸線回りに旋回させる砥石車旋回制御軸とを
備えたものである。

【００１０】請求項４に記載の発明は、カムを有する工
作物をその中心軸線であるＣ軸線回りに旋回可能に支持
し前記Ｃ軸線方向に進退移動可能にベッド上に支持され
たテーブルと、前記工作物に対して相対移動自在に前記
ベッド上に支持された砥石台と、前記砥石台に回転自在
に支持され前記工作物のＣ軸線回りの旋回角度位相に応
じて前記カムに対して相対移動することにより前記カム
のプロフィル面をプランジ研削する砥石車とを備えたカ
ム研削盤において、前記砥石台は、前記ベッド上に支持
され前記Ｃ軸線を横切るＸ軸線方向に進退移動するスラ
イド体と、前記スライド体上に支持され前記Ｘ軸線及び
前記Ｃ軸線に直交するＢ軸線回りに旋回移動する水平旋
回体と、前記水平旋回体上に支持され前記Ｂ軸線に直交
するＡ軸線回りに旋回可能な旋回軸体を支承した支持台
と、前記旋回軸体の工作物側の軸端で前記Ａ軸線に直交
した軸線回りに旋回可能に支持された砥石車とからなる
ものである。

【００１１】請求項５の発明は、前記請求項４に記載の
発明における前記水平旋回体が旋回する旋回中心である
Ｂ軸線を前記砥石車の加工点を通る接線としたことを特
徴とするものである。 請求項６の発明は、前記請求項
４及び請求項５に記載の発明において前記支持台が前記
Ｂ軸線に対して直交する方向に進退移動可能に前記水平
旋回体上に支持されていることを特徴とするものであ
る。

【００１２】請求項７の発明は、前記請求項４乃至請求
項６に記載の発明において前記水平旋回体をＢ軸線回り
に旋回させる旋回駆動装置を含み、この旋回駆動装置は
前記スライド体の後方にスライド体の進退方向に直交し
て進退移動自在に支持された直動ブロックと、前記Ｂ軸
線に平行な軸線回りに旋回自在に前記直動ブロックに支
持された旋回ブロックと、前記旋回ブロックと前記水平
旋回体との相対移動を許容して互いを係合支持する係合
支持手段とからなるものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施例について図面用い
て説明する。図１は本願発明のカム研削盤の全体を表す
断面図であり、図２は全体を表す平面図である。１はベ
ッドであり、このベッド上には工作物Ｗをその軸線Ｃ軸
回りに旋回自在に、且つ、工作物Ｗの軸方向移動自在に
支持する支持手段であるテーブル２が設置されている。

【００１４】このテーブル２の下部中央にはナット３が
固定されており、このナット３にはベッド１側に旋回自
在に支持されサーボモータＳＭ１により回転駆動される
ボールネジ４が螺合されている。サーボモータＳＭ１の
正逆回転によりボールネジ４を介してナット３が紙面に
垂直なＺ軸方向に動作されることにより前記テーブル２
が工作物Ｗの旋回軸線Ｃ軸に平行なＺ軸線方向に進退移
動される。ＥＮ１はサーボモータＳＭ１の回転角度を検
出するエンコーダである。

【００１５】テーブル２上には工作物Ｗの一端をチャッ
ク１３により保持し旋回させる主軸１２を備えた主軸台
１０と、この主軸台１０に対向して設置され、センタＳ
により工作物Ｗの他端を支持する心押台１１が設置され
ている。ＳＭ２は主軸１２を旋回駆動する主軸モータで
あり、ＥＮ２は主軸１２の回転角度を検出するエンコー
ダである。

【００１６】また、テーブル２の中央部には加工時にお
ける工作物Ｗの撓みを防止するため、工作物Ｗを支持す
るレスト装置１５が複数設置されている。ベッド１上に
は、Ｚ軸線に直交する水平なＸ軸線方向でテーブル２に
対して相対移動自在に砥石台２０が設置されている。こ
の砥石台２０はベッド１上でＸ軸線方向に進退移動する
スライド体２１と、このスライド体２１のテーブル２側
前端における鉛直方向軸線（以下、Ｂ軸線という。）回
りに旋回自在にスライド体２１上に支持された水平旋回
体２３と、この水平旋回体２３上でＢ軸線に直交する水
平方向軸線（以下、Ｕ軸線という。）に進退自在に支持
された支持台２４とから成る。

【００１７】スライド体２１は、Ｘ軸線方向で図１の左
側に開口した開口孔３１が設けられており、この開口孔
３１にナット３２が固定されている。そして、このナッ
ト３２にはベッド１に旋回自在に支持されたボールネジ
３０が螺合されている。このボールネジ３０がベッド１
側に固定されたサーボモータＳＭ３により正逆回転され
ることで、ナット３２を介して前記スライド体２１がＸ
軸線方向に進退移動される。ＥＮ３はこのサーボモータ
ＳＭ３の回転角度を検出するエンコーダである。これら
ボールネジ３０、ナット３２、サーボモータＳＭ３、エ
ンコーダＥＮ３によりＸ移動制御軸を構成する。

【００１８】スライド体２１のテーブル２側の一端には
Ｂ軸線回りに回転される回転軸２２が固定されており、
この回転軸２２にベアリング３３を介して前記水平旋回
体２３が旋回自在に支持されている。次に、この水平旋
回体２３をＢ軸線回りに旋回させるＢ旋回制御軸（砥石
車旋回制御軸）について図３及び図４を用いて説明す
る。

【００１９】スライド体２１にはサーボモータＳＭ４が
設置されており、このサーボモータＳＭ４により正逆回
転されるボールネジ３６及びこのボールネジ３６に平行
にガイドバー３７がＺ軸方向に平行にスライド体２１に
設置されている。ボールネジ３６にはナット３８が螺合
しており、ガイドバー３７にはこのガイドバー３７に沿
って移動自在にガイドハウジング３９が支持されてい
る。このナット３８及びガイドハウジング３９は直動ブ
ロック４０に一体的に固定されており、サーボモータＳ
Ｍ４の正逆回転によりボールネジ３６及びガイドバー３
７に沿って直動ブロック４０が進退移動されるようにな
っている。ＥＮ４はサーボモータＳＭ４の旋回角度を検
出するエンコーダである。

【００２０】直動ブロック４０には鉛直方向に支持軸４
１が固定されており、この支持軸４１には旋回ブロック
４２がベアリング４３を介して旋回自在に支持されてい
る。そして、前記水平旋回体２３の後部にはＵ軸に平行
に固定したガイド部４５を有するリニアガイド４４が後
方に突設されており、このガイド部４５に沿って進退移
動自在に係合部４６により前記旋回ブロック４２が係合
支持されている。このリニアガイド４４及び係合部４６
を有する旋回ブロック４２とによりスライド体２１と水
平旋回体２３とを互いに相対移動自在に係合支持する係
合支持手段を構成する。

【００２１】従って、図２及び図４に示すようにサーボ
モータＳＭ４の正逆回転に伴い直動ブロック４０がガイ
ドバー３７及びボールネジ３６に沿って進退移動される
と、直動ブロック４２に支持された旋回ブロック４２と
旋回ブロック４２が係合するリニアガイド４４との作用
により水平旋回体２３がＢ軸線回りにスムーズに旋回さ
れることとなる。これらサーボモータＳＭ４、ボールネ
ジ３９、ガイドバー３７、直動ブロック４０、旋回ブロ
ック４２、係合支持手段とにより旋回駆動手段が構成さ
れている。

【００２２】図５に前記支持台２４の拡大図を示す。こ
の支持台２４は、水平旋回体２３上でＢ軸線に直交した
Ｕ軸線方向に進退自在に案内支持されいる。また、水平
旋回体２３上には位置補正ボックス４７が設置されてお
り、この位置補正ボックス４７にはＵ軸線に平行にボー
ルネジ５０が旋回自在に支持されており、その一端は位
置補正ボックス４７の後部に設置されたサーボモータＳ
Ｍ５と連結されている。また、ボールネジ５０の他端は
支持台２４のハウジング５５に一体的に形成されたナッ
トハウジング５６に旋回自在に支持されている。ボール
ネジ５０にはナット５７が螺合しており、このナット５
７が前記ナットハウジング５６に固定されている。従っ
て、サーボモータＳＭ５の回転によりボールネジ５０が
正逆回転されるとナット５７を介して支持台２４が水平
旋回体２３上をＵ軸線方向に進退移動することとなる。
ＥＮ５はサーボモータＳＭ５の回転角度を検出するエン
コーダである。

【００２３】支持台２４のハウジング５５内には（図１
参照）、Ｕ軸線に平行なＡ軸線回りに旋回自在に旋回軸
体６０が軸承されており、この旋回軸体６１のテーブル
２側の先端には砥石車７０が旋回自在に支持された砥石
台ヘッド７５が固定されている。旋回軸体６０の後端部
にはウォームホイール６３が旋回軸体６０に一体的に固
定されており、このウォームホイール６３にはウォーム
６４が噛合している。ウォーム６４はハウジング５５に
固定されたサーボモータＳＭ６と一体的に形成されてお
り、サーボモータＳＭ６の正逆回転をウォーム６４及び
ウォームホイール６３により旋回軸体６０に伝達する。
旋回軸体６０の後端には旋回軸体６０の回転角度を検出
するためのエンコーダＥＮ６が設置されている。このサ
ーボモータＳＭ６、エンコーダＥＭ６とウォーム６４、
ウォームホイール６３、旋回軸体６０によりＡ旋回制御
軸を構成する。

【００２４】砥石台ヘッド７５は、旋回軸体６０の先端
にボルト７１により一体的に回転板７２が接続されてお
り、この回転板７２のテーブル２側面には、砥石軸保持
台７３が支持されている。この砥石軸保持台７３に砥石
車７０が固定された砥石軸７６がＡ軸線を通りＡ軸線に
直交する軸線回りに旋回自在に軸承されている。回転板
７２の上方には砥石軸旋回用のモータＭが設置されてお
り、このモータＭの回転をベルト７９を介して砥石軸７
６に伝達して砥石車７０をその軸回りに旋回させる。

【００２５】なお、砥石車７０の幅は加工されるカムＷ
の幅よりも少し幅広であり、少なくとも、後述するカム
の最大作用線ＲＬと同じ若しくはそれ以上の幅とする。
また、砥石軸７６に支持する際の旋回軸方向（砥石車の
幅方向）位置は砥石幅の中心にＡ軸線がくるように支持
されている。図８に上記構成のカム研削盤における各サ
ーボモータＳＭ１〜ＳＭ６及びエンコーダＥＮ１〜ＥＮ
６に接続され、カム研削盤全体の動作を制御する制御装
置の概略構成図を示す。１００は制御装置であり、カム
研削盤全体を制御し管理する中央演算装置（以下ＣＰＵ
という）１０１と、加工プログラムやカムのプロフィル
データ、砥石径及び演算結果などを格納するメモリ１０
２と、外部とのデータの授受を行うインターフェース１
０３と、ＣＰＵ１０１からの指令に応じて駆動パルスを
分配送出するパルス分配回路１１１〜１１６とを備えて
おり、これらインターフェース、１０３メモリ１０２、
パルス分配回路１１１〜１１６はＣＰＵ１０１に接続さ
れている。さらに、パルス分配回路１１１〜１１６は、
駆動回路ＤＵＺ、ＤＵＣ、ＤＵＸ、ＤＵＢ、ＤＵＵ、Ｄ
ＵＡを介して各制御軸のサーボモータＳＭ１〜ＳＭ６に
接続されている。また、各制御軸の回転角度を検出する
エンコーダＥＮ１〜ＥＮ６からの検出信号はＣＰＵ１０
１に入力されている。そして、メモリ１０２に記憶され
ている加工プログラムに従い各パルス分配回路１１１〜
１１６及び駆動回路ＤＵＺ〜ＤＵＡを介して各制御軸の
サーボモータＳＭ１〜ＳＭ６の回転を制御することによ
り所望するカムのプロフィル面の研削加工を行う。

【００２６】図６は、上記構成のカム研削盤により研削
されるカムの一例を表した斜視図である。図７は図６に
例示したカムのリフト量を表したグラフである。このカ
ム形状は、図６、図７からも分かるように、ベース円部
Ｒ、Ｌは軸方向のどの位置でも同円弧に形成されている
が、ベース円部以外、リフト部及びトップ部は角度位相
毎にリフト量が変化し、且つそのリフト量の変化量が軸
方向位置に応じて異なる３次元曲面を成している。な
お、トップ部においてはリフト量ＴＲ、ＴＬは異なるが
位相角度θＴは同じである。また、研削により創成され
るカムの側面、即ちプロフィル面は、カムの左右面Ｒ、
ＬにおけるＣ軸回りで同じ位相角度位置を結んだ作用線
ＲＬから構成されている。

【００２７】この作用線ＲＬからなるプロフィル面を砥
石車７０によりプランジ研削する際には、砥石車７０と
カムとが接触する研削線ＰＬ（図１１、１２参照）を前
記作用線ＲＬに沿って動作するようにカムと砥石車７０
との相対位置を変化させながら研削する必要がある。次
にこの３次元カムのプロフィル面のプランジ研削方法に
ついて図９から図１２を用いて説明する。

【００２８】まず研削加工を始めるにあたり、サーボモ
ータＳＭ５を動作させ、支持台２４をＵ軸に沿って前進
させ、水平旋回体２３の旋回基準であるＢ軸線を砥石車
の加工点Ｐを通る接線に位置するように初期設定を行
う。これにより砥石車７０（水平旋回体２３）がＢ軸線
回りに旋回される時には、常に研削点Ｐを中心に旋回す
ることができる。この砥石車２３のＢ軸線回りの旋回が
砥石車７０の接線からずれた位置、例えば図９のように
砥石車７０の旋回中心位置であると、砥石車７０がカム
に当接して研削作用を行う箇所である研削線ＰＬがこの
Ｂ軸回りの旋回によりカムに対してＺ軸線方向及びＸ軸
線方向に振れてしまうこととなる。従って、この振れ量
に応じてテーブル２及び砥石台２０の位置を補正した
り、砥石車７０の幅を必要以上に厚くしなければならな
い。しかしながら、上述のように砥石車７０の加工点Ｐ
と通る接線上にＢ軸線を位置させることによりこれらの
補正を必要最小限、或は全く必要なくすることがができ
る。

【００２９】カムのベース円部の研削においては、図１
０に示すように水平旋回体２３（Ｂ軸旋回軸）及び旋回
軸体６０（Ａ軸旋回軸）は共に０度の位置、即ち、砥石
車７０の研削線ＰＬがＣ軸線に平行な位置において砥石
台７０をＸ軸線方向にのみ切り込みを与えることにより
研削される。これにより工作物Ｗの軸線方向（Ｃ軸）に
平行なベース円部が研削される。なお、本実施の形態に
おける砥石車７０の形状はＡ軸に対して直交した研削面
を有する円筒形の砥石車を用いる。

【００３０】次にカムのリフト部の研削においては、カ
ムの左右の面のリフト量の相異に伴い水平旋回体２３を
Ｂ軸線回りに旋回させる。また、このリフト部の研削時
には、図１１、図１２に示すようにカムの回転角度θに
よりカムに接する砥石車７０Ｃの接触角度αが次第に変
化していくため、Ｂ軸旋回により砥石車７０Ｃを旋回さ
せても研削線ＰＬとカムの作用線ＲＬとの間にずれを生
じてしまう。なお、７０Ｃは砥石車７０の幅方向の中心
を通る線である。また、ＲＬはカムの同位相角度毎の作
用線を表す。

【００３１】図１２は図１１のカムをＡ軸側の側面から
眺め、図１１と同様に同位相角度毎に作用線ＲＬを表し
た図である。この図からもわかるようにリフト部におけ
る作用線ＲＬはＡ軸線回りに次第に傾いて形成されてい
る。従って、Ｂ軸線回りの旋回だけでは上述した作用線
ＲＬと研削線ＰＬとを合致させることが出来ない。そこ
で、この作用線ＲＬから構成される面を研削するため、
サーボモータＳＭ６により破線で示す様に砥石車７０を
Ａ軸線回りに旋回させることにより砥石車７０の研削線
ＰＬ’を作用線ＲＬに一致させることができる。

【００３２】なお、図１１におけるカムの回転角度θが
９０度の時のトップ部の研削時には、砥石車との接触角
度αが０度、即ちトップ部の作用線ＲＬがＢ軸線に直交
した位置となる。従って、作用線ＷＬと研削線ＰＬとの
Ａ軸線回りのズレが生じることがないためにＢ軸線回転
のみで良い。また、Ｂ軸線回りの旋回だけであっても左
右面でリフト量の異なるカムのプロフィル面を研削する
ことは可能であるが、前述したカムのプロフィル面、即
ちカムの左右面における同位相角度を結んだ作用線ＲＬ
から構成される面とは似て非成る形状となる。

【００３３】このようにして、本願発明のカム研削盤
は、カムのＣ軸線回りの位相角度に応じてＢ軸線及びＡ
軸線回りに砥石車７０を旋回させることで、カムの作用
線ＲＬと砥石車７０の研削線ＰＬとを一致させながら研
削を行うことにより、所望するカムのプロフィル面をプ
ランジ加工により研削していくものである。なお、テー
ブル２上の心押台１１の後方には、図略のツルーイング
装置が設置してあり、メモリ１０２内に記憶した加工プ
ログラムにより設定された時期、例えば加工工程毎や設
定本数を研削加工毎に、或は、随時作業者により指示さ
れる毎に砥石車７０のツルーイングが行われる。そし
て、このツルーイング後の砥石車７０の位置に基づきサ
ーボモータＳＭ５を作動させることにより、支持台２４
を水平旋回体２３に対して前進させ、Ｂ軸線が砥石車７
０の加工点Ｐの接線に位置するように補正を行う。

【００３４】上記実施の形態において制御装置１００に
より制御される制御軸数は６軸（ＳＭ１〜ＳＭ６）ある
が、常にこの６軸全てを同時制御するわけではなく、カ
ムのプロフィル面をプランジ研削する際には同時４軸制
御、即ちＸ移動制御軸、Ａ旋回制御軸、Ｂ旋回制御軸、
Ｃ旋回制御軸のみでプロフィル面のプランジ研削加工が
行われる。

【００３５】また、上記実施の形態において例示した３
次元カムの形状は、トップ部が左右の面で同位相角度に
あり、ベース円部はＣ軸線方向のどの位置でも同円弧で
ある３次元形状であったが、この３次元カム形状に限る
こと無く、例えば、トップ部の位相角度にズレがあるも
のや、ベース円部の半径が左右の面ＲＬで異なる形状で
あっても、本願発明のカム研削盤、研削方法によれば容
易に研削加工することが可能である。当然のことなが
ら、左右面ＲＬのプロフィル形状が同一である通常のカ
ムやテーパカムも研削することは可能である。 図１３
は本願発明の第２の実施の形態であり、前述した第１の
実施の形態における砥石台２０を縦形に設置したもので
ある。詳細な構成は第１の実施の形態と同様であるため
説明を省略する。

【００３６】このものでは、上方より砥石車７０をカム
に対して接近させ研削するものであり、砥石台２０全体
の鉛直方向移動のＸ軸線と、Ｘ軸軸線に直交したＢ軸線
回りの旋回移動と、Ｂ軸線に直交するＡ軸線回りの旋回
移動制御を行うことにより砥石車７０を３軸線方向に移
動して所望される３次元カムのプロフィル面をプランジ
研削するものである。従って、前述した第１の実施の形
態に比べて、工作物への切り込み方向には砥石台の自重
が作用しているためワークへの接近性が良好となるとい
う利点がある。

【００３７】また、上記第１及び第２の実施の形態は砥
石台側にＢ旋回制御軸とＡ旋回制御軸及びＵ移動制御軸
を追加したものであるが、図１４の第３の実施の形態に
示すようにＢ旋回制御軸及び旋回駆動手段（テーブル旋
回駆動手段）をテーブル側に割り当ててもよい。なお、
このものはＢ旋回制御軸及びＢ軸線回りの旋回駆動手段
をテーブル側に設けた以外は前述した第１及び第２の実
施の形態と同様のため詳細な説明は省略する。このよう
に、制御軸の割り当てをテーブル側と砥石台側とに割り
当てることにより単純な構成とすることができ、組み付
け性も簡単とすることができる。なお、Ｂ旋回制御軸の
換わりにＡ旋回制御軸をテーブル側に設けても良い。

【００３８】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、３次元
形状のカムのプロフィル面をプランジ研削により容易に
研削することが出来るだけでなく、砥石車側がカムの旋
回軸線に直交するＢ軸線回りとＢ軸線に直交するＡ軸線
回りに旋回される構成であるため、旋回動作範囲が小さ
くできる。従って、設置スペースの縮小が可能である。
さらに、砥石台側はテーブル側に比べその大きさが工作
物の長さに左右されることがなく、また、レスト装置や
ツルーイング装置、計測装置などの付属装置類が少ない
ため、旋回部分は簡単な構成であっても十分に剛性を得
られるだけでなく、カム研削盤全体の小型軽量化を図る
ことが出来る。

【００３９】さらに、工作物の搬入・搬出も容易に行う
ことができ、且つ安全性を向上させることができる。請
求項２に記載の方法によれば、カムの軸方向においてリ
フト量が暫時変化するプロフィル面をプランジ研削によ
り容易に創成することが可能となる。特に、カムの左右
の面における同位相角度を結ぶ作用線ＲＬによりプロフ
ィル面が形成されている３次元カムであっても、プラン
ジ研削により容易にかつ滑らかなプロフィル面の創成を
することができる。

【００４０】請求項３に記載の発明によれば、鉛直方向
のＡ旋回制御軸又は鉛直方向に直交したＢ旋回制御軸の
どちらか一方の旋回制御軸をテーブル側に設けたもので
あるため、従来の技術のようにテーブル側に２つの旋回
制御軸を追加するものに比べて旋回制御軸の支持剛性を
あまり考慮する必要がない。特にＢ旋回制御軸をテーブ
ル側に設ければ、Ｂ軸線に対してテーブルの重量が偏っ
て作用することがないので加工精度に殆ど影響を与える
ことなく高精度な３次元カムの加工を実現できる。ま
た、砥石台側もテーブル側も１制御軸を追加するだけで
よいため、より単純な構成とすることができるだけでな
く、組み付け性も容易にすることが出来る。

【００４１】請求項４に記載の発明によれば、非常に簡
易な構成により工作物に対する砥石車のあらゆる方向の
相対移動制御を実現することができるため、３次元カム
のプランジ研削をより容易に行うことができる。請求項
５に記載の発明によれば、水平旋回体の旋回中心を砥石
車の加工点を通る接線としたものであるため、この水平
旋回体が旋回しても工作物と砥石車との位置ずれを生じ
させることがない。

【００４２】請求項６に記載の発明によれば、砥石車の
Ｂ軸線回りの旋回中心位置を容易に変更することが可能
であり、好ましくは、常にこのＢ軸線回りの旋回中心位
置が砥石車の加工点を通る接線にくるように支持台を移
動させることにより、砥石車をＢ軸線回りに旋回させた
際の工作物と砥石車との位置ずれを無くすることができ
る。

【００４３】請求項７に記載の発明によれば、非常に簡
易な構成により水平旋回体のＢ軸線回りの旋回を実現す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態におけるカム研削盤の全体
構成を表す断面図である。

【図２】全体構成を表す平面図である。

【図３】旋回駆動手段の要部を表す断面図である（図１
におけるＢ−Ｂ断面）。

【図４】旋回駆動手段の要部を表す断面図である（図１
におけるＣ−Ｃ断面）。

【図５】位置補正ボックスの要部を表す断面図である
（図２におけるＤ−Ｄ断面）。

【図６】研削加工されるカムの一例を表す斜視図であ
る。

【図７】図６に例示したカムの形状を表すグラフであ
る。

【図８】制御装置の構成を表す図である。

【図９】上方から眺めたカムと砥石車との位置関係を表
す図である。

【図１０】（１）砥石車のＢ軸線回りの旋回軌跡を表す
簡略図である。 （２）砥石車のＡ軸線回りの旋回軌跡を表す簡略図であ
る。

【図１１】カムと砥石車との接触位置を説明するための
簡略図である。

【図１２】Ａ軸線側から眺めたカムと砥石車との位置関
係を表す簡略図である。

【図１３】第２の実施の形態における全体構成を表す概
略図である。

【図１４】第３の実施の形態における全体構成を表す概
略図である。

【図１５】従来の技術における説明図である。

【符号の説明】

１ ベッド ２ テーブル ３、３２、３８、５７ ナット ４、３０、３６、５０ ボールネジ １０ 主軸台 １１ 心押台 １２ 主軸 １５ レスト装置 ２０ 砥石台 ２１ スライド体 ２３ 水平旋回体 ２４ 支持台 ３１ 開口孔 ３３、４３ ベアリング ３７ ガイドバー ３９ ガイドハウジング ４０ 直動ブロック ４１ 支持軸 ４２ 旋回ブロック ４４ リニアガイド ４５ ガイド部 ４７ 位置補正ボックス ５５ ハウジング ５６ ナットハウジング ６０ 旋回軸体 ６３ ウォームホイール ６４ ウォーム ７０ 砥石車 ７２ 回転板 ７３ 砥石軸保持台 ７５ 砥石台ヘッド ７６ 砥石軸 ７９ ベルト １００ 数値制御装置 １０１ 中央演算装置 １０２ メモリ １０３ インターフェース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊地 宏朗 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内 Ｆターム(参考） 3C049 AA03 AA11 BB01 BC02 CA01 CA03 CB01 CB04 CB05 CB06

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カムを有する工作物をその中心軸線であ
   るＣ軸線回りに旋回可能に支持し前記Ｃ軸線方向に進退
   移動可能にベッド上に支持されたテーブルと、前記工作
   物に対して相対移動自在に前記ベッド上に支持された砥
   石台と、前記砥石台に回転自在に支持され前記工作物の
   Ｃ軸線回りの旋回角度位相に応じて前記カムに対して相
   対移動することにより前記カムのプロフィル面をプラン
   ジ研削する砥石車と備えたカム研削盤において、 前記砥石車を前記カムに対して前記Ｃ軸線を横切るＸ軸
   線方向に進退移動させるＸ移動制御軸と、 前記砥石車を前記カムに対して前記Ｃ軸線及び前記Ｘ軸
   線とに直交するＢ軸線回りに旋回させるＢ旋回制御軸
   と、 前記砥石車を前記カムに対して前記Ｂ軸線に直交するＡ
   軸線回りに旋回させるＡ旋回制御軸とを備えたことを特
   徴とするカム研削盤。
2. 【請求項２】 カムを有する工作物をその中心軸線であ
   るＣ軸線回りに旋回可能に支持し前記Ｃ軸線方向に進退
   移動可能にベッド上に支持されたテーブルと、前記工作
   物に対して相対移動自在に前記ベッド上に支持された砥
   石台と、前記砥石台に回転自在に支持され前記工作物の
   Ｃ軸線回りの旋回角度位相に応じて前記カムに対して相
   対移動することにより前記カムのプロフィル面をプラン
   ジ研削する砥石車とを備えたカム研削盤において、 前
   記砥石車を前記カムの前記Ｃ軸線回りの位相角度に関連
   して前記Ｃ軸線を横切るＸ軸線方向に進退制御し、 前記砥石車を前記カムの前記Ｃ軸線回りの位相角度に関
   連して前記Ｃ軸線及び前記Ｘ軸線とに直交するＢ軸線回
   りに旋回制御し、 前記砥石車を前記カムの前記Ｃ軸線回りの位相角度に関
   連して前記Ｂ軸線に直交するＡ軸線回りに旋回制御し、 前記カムのプロフィル面をプランジ研削により前記Ｃ軸
   方向においてリフト量が暫時変化する形状に創成するこ
   とを特徴とするカム研削盤の研削方法。
3. 【請求項３】 カムを有する工作物をその中心軸線であ
   るＣ軸線回りに旋回可能に支持し前記Ｃ軸線方向に進退
   移動可能にベッド上に支持されたテーブルと、前記工作
   物に対して相対移動自在に前記ベッド上に支持された砥
   石台と、前記砥石台に回転自在に支持され前記工作物の
   Ｃ軸線回りの旋回角度位相に応じて前記カムに対して相
   対移動することにより前記カムのプロフィル面をプラン
   ジ研削する砥石車とを備えたカム研削盤において、 前
   記テーブルを前記ベッドに対して鉛直方向のＢ軸線又は
   鉛直方向に直交するＡ軸線のどちらか一方の軸線回りに
   旋回させるテーブル旋回制御軸と、 前記砥石車を前記カムに対して前記Ｃ軸線を横切るＸ軸
   線方向に進退移動させるＸ移動制御軸と、 前記砥石車を前記カムに対して前記Ａ軸線又は前記Ｂ軸
   線のどちらか他方の軸線回りに旋回させる砥石車旋回制
   御軸とを備えたことを特徴とするカム研削盤。
4. 【請求項４】 カムを有する工作物をその中心軸線であ
   るＣ軸線回りに旋回可能に支持し前記Ｃ軸線方向に進退
   移動可能にベッド上に支持されたテーブルと、前記工作
   物に対して相対移動自在に前記ベッド上に支持された砥
   石台と、前記砥石台に回転自在に支持され前記工作物の
   Ｃ軸線回りの旋回角度位相に応じて前記カムに対して相
   対移動することにより前記カムのプロフィル面をプラン
   ジ研削する砥石車とを備えたカム研削盤において、 前
   記砥石台は、前記ベッド上に支持され前記Ｃ軸線を横切
   るＸ軸線方向に進退移動するスライド体と、 前記スライド体上に支持され前記Ｘ軸線及び前記Ｃ軸線
   に直交するＢ軸線回りに旋回移動する水平旋回体と、 前記水平旋回体上に支持され前記Ｂ軸線に直交するＡ軸
   線回りに旋回可能な旋回軸体を支承した支持台と、 前記旋回軸体の工作物側の軸端で前記Ａ軸線に直交した
   軸線回りに旋回可能に支持された砥石車とからなること
   を特徴とするカム研削盤。
5. 【請求項５】 前記水平旋回体が旋回する旋回中心であ
   るＢ軸線は前記砥石車の加工点を通る接線であることを
   特徴とする前記請求項４に記載のカム研削盤。
6. 【請求項６】 前記支持台は、前記Ｂ軸線に対して直交
   する方向に進退移動可能に前記水平旋回体上に支持され
   ていることを特徴とする前記請求項４及び請求項５に記
   載のカム研削盤。
7. 【請求項７】 前記請求項４乃至請求項６に記載のカム
   研削盤は、前記水平旋回体をＢ軸線回りに旋回させる旋
   回駆動手段を含み、この旋回駆動手段は前記スライド体
   の後方にスライド体の進退方向に直交して進退移動自在
   に支持された直動ブロックと、前記Ｂ軸線に平行な軸線
   回りに旋回自在に前記直動ブロックに支持された旋回ブ
   ロックと、前記旋回ブロックと前記水平旋回体との相対
   移動を許容して互いを係合支持する係合支持手段とから
   なることを特徴とするカム研削盤。