JP2001071246A - 研削盤によるカムシャフト等の非真円形状を有するワークの研削方法並びに、研削盤及び、研削盤のチャック部 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械コストを低減すると共に、研削のための
ワークｗの脱着の手間を軽減して作業の効率化を図り、
さらには研削途中でのワークｗの脱着を不必要として加
工精度を向上させる。 【解決手段】 主軸台センタ９と心押台センタ２２とで
支持されたワークｗの端面に係止して主軸３の回転を伝
達するものとした端面係止手段１０と、前記二つのセン
タ９、２２で支持されたワークｗの端部周面ｊを把持し
て主軸３の回転を伝達するものとした周面把持締結手段
１１とを形成し、最初は端面係止手段１０によるワーク
ｗの回転中に、その端部周面ｊを研削し、次にこの研削
された端部周面ｊを周面把持締結手段１１に把持させて
ワークｗを回転させ、この回転中にワークｗの未研削部
分ｃａを研削するように実施する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、研削盤によるカム
シャフト等の非真円形状を有するワークの研削方法並び
に、研削盤及び、研削盤のチャック部に関する。

【０００２】

【従来の技術】カムシャフトの一般的な研削では、先ず
ワーク端部の真円周面を円筒専用研削盤で研削し、次に
カム専用研削盤でその非真円形周面部を研削するように
実施している。

【０００３】上記円筒或いはカムの専用研削盤は、基礎
台上に左右移動されるワーク支持台と前後移動される砥
石台とを備え、ワーク支持台上には主軸台センタ、主軸
及び、この主軸に固定されたチャック部を備えた主軸台
と、心押台センタを左右移動可能に装着された心押台と
を対向状に設け、また砥石台上には回転駆動される研削
砥石を設けた構成となされている。

【０００４】使用に際しては、主軸台センタと心押台セ
ンタとでワークの左右端面を挟むことによりワークを支
持させ、さらに前記ワークの一端をチャック部に把持さ
せて主軸を回転させる。これによりワークはチャック部
を介して主軸の回転を伝達され、送り回転されるものと
なる。このワーク回転中に、砥石台を前後移動させ、回
転状態の研削砥石をワーク周面に当接させるようにす
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来のカム研
削に於いては、円筒専用研削盤とカム専用研削盤の二種
類の研削盤が必要となって機械コストが嵩むのであり、
また研削加工途中にワークを円筒研削盤から取り外して
カム専用研削盤に装着し直すため、段取りに多くの手間
がかかるほか、加工精度の確保に格別な注意が要求され
るのである。

【０００６】本発明は、カムシャフトのような非真円形
状を有するワークであっても、単一の研削盤により、手
間少なく、しかも加工精度を損ねることなく研削できる
ようにすることを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明では、請求項１に
記載したように、主軸台センタと心押台センタとで支持
されたワークの端面に係止して主軸の回転を伝達するも
のとした端面係止手段と、前記二つのセンタで支持され
たワークの端部周面を把持して主軸の回転を伝達するも
のとした周面把持締結手段とを形成し、最初は端面係止
手段によるワークの回転中にその端部周面を研削し、次
にこの研削された端部周面を周面把持締結手段に把持さ
せてワークを回転させ、この回転中にワークの未研削部
分を研削するように実施する。

【０００８】これによれば、カムシャフト等の非真円形
状を有するワークを主軸台センタと心押台センタとで支
持させた後は、この支持状態を維持したまま、ワークの
端部真円周面及び他の非真円周面部分等が研削されるも
のとなる。

【０００９】上記発明の実施に使用される研削盤は、請
求項２に記載したように、主軸台センタと心押台センタ
とで支持されたワークの端面に係止して主軸の回転を伝
達するものとした端面係止手段と、前記ワークの端部周
面を把持して主軸の回転を伝達するものとした周面把持
締結手段とを備えたチャック部を主軸と同体状に設け、
この際、周面把持締結手段はその不使用時に前記二つの
センタで支持されたワークの周囲から外れるように変形
される構成となす。

【００１０】この際、請求項３に記載したように、周面
把持締結手段は主軸方向へ移動されるコレット把持締結
機構を備えたものとなし、このコレット把持締結機構は
ワークの周面に圧接可能となされたコレットと、これを
支持案内して変形させるためのコレット支持案内スリー
ブとを具備したものとなす。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る研削盤の要部
を示す平面視断面図、図２は前記要部の一部を拡大した
図、図３は前記研削盤のチャック部の正面図、図４及び
図５は前記チャック部の部品を示す斜視図、図６〜図８
は前記研削盤の制御機構の作動を示す説明図である。

【００１２】図１〜図３に於いて、１は主軸台の一部
で、２は心押台であり、これら主軸台１及び心押台２は
左右向きの主軸３方向へ移動可能となされた図示しない
ワーク支持台上に対向状に設けられている。

【００１３】主軸台１の本体フレーム４には軸受筒５が
左右向きに嵌着固定されており、軸受筒５には玉軸受６
を介して主軸３が回転変位自在に装着されている。主軸
３の先端にはフランジ７がボルト固定され、このフラン
ジ７の前面にチャック部８が固定されている。主軸３中
心部のテーパ孔３ａには主軸台センタ９が嵌着され、こ
のセンタ９の前寄り部はフランジ７及びチャック部８の
中心部に位置され、その円錐状先端部９ａはチャック部
８の前端面から幾分前方へ張り出した状態となされてい
る。

【００１４】上記チャック部８は、ワークｗの端面に嵌
合して主軸３の回転をその端面に伝達するものとした端
面係止手段１０と、ワークＷの端部周面をコレット把持
締結機構により把持締結して主軸３の回転をその端部周
面ｊに伝達するものとした周面把持締結手段１１とを備
えている。

【００１５】ここで、先ず端面係止手段１０について説
明すると、次のとおりである。即ち、フランジ７の前面
に円筒案内体１２をボルト固定すると共に、円筒案内体
１２の前部に中間円筒部材１３をボルト固定し、さらに
中間円筒部材１３の前部に係止部材１４をボルト固定し
ている。

【００１６】この係止部材１４は図４に示すようなもの
となされるのであって、即ち、前記中間円筒部材１３の
前端面直径方向へ架け渡される本体部１４ａと、この本
体部１４ａの前面中央箇所に形成された突部１４ｂと、
この突部１４ｂの中央に形成された透孔１４ｃと、前記
突部１４ｂの前面に突出形成された係止ピン１４ｄとを
備えたものとなされる。この際、突部１４ｂの前面は主
軸台センタ９の円錐状先端部９ａが透孔１４ｃを通り抜
けて前方へ張り出すように位置させる。

【００１７】次に周面把持締結手段１１について説明す
ると、次のとおりである。即ち、フランジ７にボルト固
定される外筒部材１５を備えており、この外筒部材１５
は段付きの案内孔１５ａ、１５ｂをなす内孔を形成され
ている。後側の案内孔１５ａと円筒案内体１２の案内部
１２ａとの間には第一の筒形ピストン１６を嵌挿し、こ
のピストン１６の前端に図５に示すようなコレット１７
をボルト固定させている。筒形ピストン１６には外周面
に鍔部１６ａが形成されており、この鍔部１６ａの後側
と前側のそれぞれにシリンダ室ｓ１、ｓ２が形成され
る。この際、前記中間円筒部材１３の外周面にキー部材
１８を主軸方向に固定するのであり、筒形ピストン１６
はこのキー部材１８に主軸３中心線回りの回転を規制さ
れた状態で主軸３方向へ案内されるものとなす。外筒部
材１５の前端面には案内孔としての内孔を形成されたリ
ング形カバー部材１９がボルト固定されており、このカ
バー部材１９の後方で且つ筒形ピストン１６の外周面と
前記案内１５ｂ孔との間に第二の筒形ピストン２０が嵌
挿されると共に、このピストン２０の前端に、テーパ面
ｔの形成されたコレット支持案内スリーブ２１がボルト
固定されている。この第二の筒形ピストン２０にも外周
面に鍔部２０ａが形成されており、この鍔部２０ａの後
側に先のシリンダ室ｓ２と連通されるシリンダ室ｓ３が
形成され、前側には先のシリンダ室ｓ２と連通されるシ
リンダ室ｓ４が形成されている。

【００１８】心押台２は主軸台１に対向し主軸３中心線
に合致するように配置されるのであって、円錐状先端部
２２ａを具備した心押台センタ２２を主軸３方向の移動
可能に装着されたものとなされる。

【００１９】さらに主軸台１と心押台２の間で図示しな
い基礎台上には砥石台２３が設けてある。この砥石台２
３は主軸３方向と直交した前後方向Ｘへ移動可能となさ
れた台フレーム２３ａを備え、この台フレーム２３ａ上
に特定軸心２４回りへ回転駆動される研削砥石２５を設
けたものとなされている。

【００２０】次に周面把持締結手段を把持解放作動させ
るための油圧制御機構について図６を参照して説明する
と、図示しない油圧発生装置に接続される圧力油供給ラ
インＰと圧力油戻りラインをＴ形成し、これらのライン
Ｐ、Ｔをソレノイド式の方向制御弁２６、２７に結合
し、一方の方向制御弁２６からは二系統の油路ａ、ｂを
延出させ、一つの油路ａは第一の筒形ピストン１６に対
応したシリンダ室ｓ１に、そして他の一つの油路ｂは第
一の筒形ピストン１６に対応した他のシリンダ室ｓ２及
び第二の筒形ピストン２０に対応したシリンダ室ｓ３に
連通させ、また他方の方向制御弁２７から延出させた油
路ｃは第二の筒形ピストン２０に対応したシリンダ室ｓ
４に連通させている

【００２１】ここに、ＳＯＬＡ及びＳＯＬＢは方向制御
弁２６を制御作動させるためのソレノイドであり、ＳＯ
ＬＣは方向制御弁２７を制御作動させるためのソレノイ
ドである。

【００２２】上記の如く構成した研削盤を使用してカム
シャフトの研削を実施するには、例えば、次のように行
う。先ず油圧制御機構のすべてのソレノイドＳＯＬＡ、
ＳＯＬＢ、ＳＯＬＣを非通電状態とし、方向制御弁２
６、２７を図６に示す状態となす。これにより、圧力
油がシリンダ室ｓ４に流入し、第二の筒形シリンダ２０
及びコレット支持案内スリーブ２１がシリンダ室ｓ４内
の圧力油に押されて図２中の左方向へ後退し、これに関
連して第一の筒形ピストン１６が第二の筒形ピストン２
０に押されて同様に後退し、コレット１７及びコレット
支持案内スリーブ２１は図１中の主軸３回転中心線より
も上方に示すように何れもその移動範囲内の最左位置に
移動するものとなる。この状態の下で、ワークとしての
カムシャフトｗを主軸台センタ９と心押台センタ２２と
の間に位置させ、この状態で心押台センタ２２を左方へ
移動させることにより図２に示すようにカムシャフトｗ
の左右端面の中心部を二つのセンタ９、２２で挟み付け
てカムシャフトｗを支持させると共に係止ピン１４ｄを
カムシャフトｗの一端面に予め形成された基準孔ｋに嵌
合させた状態とする。この際、カムシャフトｗの端部真
円形周面（ジャーナル）ｊの外側空間は研削砥石２５の
近接に対して解放された状態となり、研削砥石２５は端
部真円形周面ｊに当接し得る状態となる。

【００２３】次に主軸３、主軸台１及び砥石台２３を図
示しないコンピュータ制御装置により関連作動させて、
カムシャフトｗの端部真円形周面ｊの研削を実施させ
る。この際、係止ピン１４ｄは主軸３の回転を案内筒体
１２、中間円筒部材１３及び係止部材１４を介して伝達
されて、カムシャフトｗを主軸３と同体状に送り回転さ
せるものとなり、この回転中、主軸３に作用する研削負
荷は被研削部が真円形であるため比較的小さいものとな
る。

【００２４】カムシャフトｗの端部真円形周面ｊの研削
が終了し、主軸３及び砥石台２３の作動が停止されたと
き、ソレノイドそｌ２のみを通電状態となし、方向制御
弁２６、２７を図６に示す状態となす。これにより、
圧力油がシリンダ室ｓ２及びシリンダ室ｓ３に流入し、
第一の筒形ピストン１６及びコレット１７はシリンダ室
ｓ２内の圧力油で後退位置に保持され、また第二の筒形
ピストン２０及びコレット支持案内スリーブ２１はシリ
ンダ室ｓ２及びｓ３内の圧力油で図１中の右側へ前進さ
れる。

【００２５】次にソレノイドＳＯＬＢ及びソレノイドＳ
ＯＬＣのみを通電状態となし、方向制御弁２６、２７を
図７に示す状態となす。これにより、圧力油がシリン
ダ室ｓ１に流入し、第一の筒形ピストン１６及びコレッ
ト１７はシリンダ室ｓ１内の圧力油で前進される。この
コレット１７に押されて、第二の筒形ピストン２０及び
コレット支持案内スリーブ２１は図１中の主軸３中心線
よりも下方に示すように位置される。

【００２６】次にソレノイドＳＯＬＢのみを通電状態と
なし、方向制御弁２６、２７を図７に示す状態とな
す。これにより、圧力油がシリンダ室ｓ１に流入し、第
一の筒形ピストン１６及びコレット１７はシリンダ室ｓ
１内の圧力油で前進側へ押圧され、一方、第二の筒形ピ
ストン２０及びコレット支持案内スリーブ２１はシリン
ダ室ｓ４内の圧力油で後退側へ押圧される。この際、第
一の筒形ピストン１６は圧力油の接する受圧面積が第二
の筒形ピストン２０のそれよりも大きいため、コレット
１７は図７の位置を維持したまま、コレット支持案内
スリーブ２１がコレット１７に押し付けられるものとな
る。これにより、コレット保持案内スリーブ２１はその
テーパ面ｔでコレット１７の前部外周面を縮径させるよ
うに作用し、縮径されたコレット１７は図１中の主軸３
中心線よりも下方に示す位置で、既に研削された状態の
カムシャフトｗの端部真円形周面ｊを把持し締結した状
態となる。

【００２７】この後、主軸３、主軸台１及び砥石台２３
を図示しないコンピュータ制御装置により関連作動させ
て、カムシャフトｗの非真円形周面部ｃａの研削を実施
させる。この際、主軸３に作用する研削負荷は被研削面
が非真円形であるため比較的大きいものとなるが、主軸
３の回転は主に案内筒体１２、中間筒部材１３、キー部
材１８、第一の筒形ピストン１６及びコレット１７を介
してカムシャフトｗの端部真円形周面ｊに伝達されるた
め、係止ピン１４ｄに過大な負荷が作用することはな
い。またコレット１７は大きな締結力でカムシャフトｗ
を把持して主軸３の強大な回転力をカムシャフトｗに伝
達し得るものであるため、カムシャフトｗの非真円形周
面部ｃａは迅速的確に研削されるものとなる。

【００２８】カムシャフトｗの非真円形周面部ｃａの研
削が終了して、主軸３、研削砥石２５、主軸台１及び砥
石台２３の作動が停止されたとき、ソレノイドＳＯＬＡ
及びソレノイドＳＯＬＣのみを通電状態となし、方向制
御弁２６、２７を図８に示す状態となす。これによ
り、圧力油がシリンダ室ｓ２、ｓ３に流入し、第一の筒
形ピストン１６及びコレット１７はシリンダ室ｓ２内の
圧力油で後退され、一方、第二の筒形ピストン２０及び
コレット支持案内スリーブ２１はシリンダ室ｓ３内の圧
力油で前進される。これにより、コレット支持案内スリ
ーブ２１のテーパ面ｔはコレット１７の前部外周面から
離れるため、コレット１７は自身の弾性で拡径し、カム
シャフトｗの端部真円形周面ｊの把持を解放する。な
お、コレット支持案内スリーブ２１は図１中の主軸３中
心線よりも下方に示す位置に保持される。

【００２９】最後に再びすべてのソレノイドＳＯＬＡ、
ＳＯＬＢ、ＳＯＬＣを非通電状態とし、方向制御弁２
６、２７を図６に示す状態となす。これにより、コレ
ット１７及びコレット支持案内スリーブ２１は再び図１
中の主軸３回転中心線よりも上方に示すように復帰され
る。この状態の下で、研削済みのカムシャフトｗを主軸
台センタ９及び心押台センタ２２から取り外すのであ
り、以後は研削すべき各カムシャフトｗについて上記処
理を繰り返す。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、カムシャフト等の研削
を単一の研削盤で実施することができるため、機械コス
トを軽減させることができると共に研削に於けるワーク
の脱着の手間を軽減させて作業の効率化を図ることがで
き、さらには研削途中でのワークの脱着を不必要として
加工精度を向上させることができる。

【００３１】また請求項３に記載したように周面把持締
結手段をコレット及びコレット支持案内スリーブで形成
すれば、簡易な構造により強大は把持締結力が得られる
ものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る研削盤の要部を示す平面視断面図
である。

【図２】前記要部の一部を拡大した図である。

【図３】前記研削盤のチャック部の正面図である。

【図４】前記チャック部の係止部材を示す斜視図であ
る。

【図５】前記チャック部のコレットを示す斜視図であ
る。

【図６】前記研削盤の制御機構の作動を示す説明図であ
る。

【図７】前記研削盤の制御機構の作動を示す説明図であ
る。

【図８】前記研削盤の制御機構の作動を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 主軸台 ２ 心押台 ３ 主軸 ８ チャック部 ９ 主軸台センタ １０ 端面係止手段 １１ 周面把持締結手段 １７ コレット ２１ コレット支持案内スリーブ ２２ 心押台センタ ｃａ ワークの未研削部分（非真円形周面部） ｗ ワーク（カムシャフト）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青山 和浩 広島県福山市箕島町5378番地 株式会社シ ギヤ精機製作所内 Ｆターム(参考） 3C032 JJ01 JJ18 3C049 AA03 AA11 AB04 BC02 CA02

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸台センタと心押台センタとで支持さ
   れたワークの端面に係止して主軸の回転を伝達するもの
   とした端面係止手段と、前記二つのセンタで支持された
   ワークの端部周面を把持して主軸の回転を伝達するもの
   とした周面把持締結手段とを形成し、最初は端面係止手
   段によるワークの回転中に、その端部周面を研削し、次
   にこの研削された端部周面を周面把持締結手段に把持さ
   せてワークを回転させ、この回転中にワークの未研削部
   分を研削するように実施することを特徴とする研削盤に
   よるカムシャフト等の非真円形状を有するワークの研削
   方法。
2. 【請求項２】 主軸台センタと心押台センタとで支持さ
   れたワークの端面に係止して主軸の回転を伝達するもの
   とした端面係止手段と、前記ワークの端部周面を把持し
   て主軸の回転を伝達するものとした周面把持締結手段と
   を備えたチャック部を主軸と同体状に設け、この際、周
   面把持締結手段はその不使用時に前記二つのセンタで支
   持されたワークの周囲から外れるように変形される構成
   としたことを特徴とする研削盤。
3. 【請求項３】 周面把持締結手段が主軸方向へ移動され
   るコレット把持締結機構を備え、このコレット把持締結
   機構はワークの周面に圧接可能となされたコレットと、
   これを支持案内して縮径変形させるためのコレット支持
   案内スリーブとを具備してなることを特徴とする請求項
   ２記載の研削盤。
4. 【請求項４】 主軸台センタと心押台センタとで支持さ
   れたワークの端面に係止されて主軸の回転を伝達するも
   のとした端面係止手段と、前記ワークの端部周面を把持
   して主軸の回転を伝達するものとした周面把持締結手段
   とを備えてなることを特徴とする研削盤のチャック部。