JP2004243453A - カムシャフト - Google Patents
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Abstract
【構成】1 軸線方向に延びるカム軸と、カム軸の軸方向に間隔をおいて配設される複数の異形状のカム駒とを備え、カム駒の外周カム面に研削加工を施すカムシャフトにおいて、カム軸の端部に形成される位置決め用の穴又は切欠き等の位置決め基準部を廃止する。
2 上記カムシャフトは、カム面の基準位相に基づいて、カム面に研削加工が施されている。
【選択図】 図1
Description
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば自動車の内燃機関等における吸排気バルブの開閉に用いられるカムシャフトに係り、特にカム駒の外周カム面に研削加工を施すカムシャフトに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より自動車の内燃機関等における吸排気バルブの開閉にはカムシャフトが使用されてきた。このようなカムシャフトは、図5の(ア)に示す如く、軸線方向に延びるカム軸105と、カム軸105上に設けられる複数のカム駒102及びジャーナル駒106から構成される。ジャーナル駒106は、その外周がカム軸105より大径で同心の円形状である。またカム駒102は、その外周がカム軸105より大径で同心の半円形状であるカムベース部104と、そのカムベース部104から連続してカムベース部104のベース円より外側に突出するカムトップ部103とからなる。カム軸105の一方端部には、カム駒102の外周カム面109の研削加工における位置決めの基準となる位置決め基準部108、ここでは軸方向に延びる溝状の切欠き108が形成される。そしてこのカムシャフト101において、図6に示す如く、各々カム駒102は側面視してカムトップ部103の位置が異なるように位相が設定されている。
【0003】
このようなカムシャフト101の製造方法は、予め鋳造により成形したカムシャフト素材に、切欠き108などを加工する。続いて、ジャーナル駒106用の研削装置でジャーナル駒106を研削後、カム駒102用の研削装置に、切欠き108で周方向の位置決めを行ったカムシャフト素材を配置し、カム駒102に研削加工を施していた。ここで特にカム駒102に対する研削加工について説明すると、予めカムシャフト素材の切欠き108に研削装置の支持具に設けられた基準位相センサの可動子を嵌合し、その位置を定点としてカムシャフト101の基準位相を割り出す。その後、基準位相により、図6に示す如くカムトップ部103の位置が設定され、回転砥石がカム駒102に対し順次研削及び移動を繰り返し、全てのカム面109に研削加工を施していた。
【0004】
またこのカムシャフト101には、図5の(イ)に示す如く、その後、取付フランジ110が切欠き109側端部から切欠き108基準でカム軸105に圧入され、更に連続してカムシャフト101に回転駆動力を伝達するスプロケット107が挿嵌されて、ボルト191によりスプロケット107は取付フランジ110に一体的に固定されていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記の如く、切欠き108を使用しカムシャフト101の基準位相を割り出し、カム駒102のカム面109に研削加工を施すことにより、容易に研削を施すことができるという利点がある。
【0006】
しかし、切欠き108の成形は一般にフライス盤等により別工程で成形されるため、工程が増加し、工数及び費用が増加するということがある。これは切欠き108以外の位置決め用の穴等の位置決め基準部108の成形についても同様である。
【0007】
また、位置決め基準部108に基準位相センサの可動子を嵌合させるには、位置決め基準部108と可動子との間に嵌合隙間を設けなければならず、その嵌合隙間が、図6に示す如くカムシャフト101の位置決め基準部108に対してカムトップ部103が角度a,角度b又は角度cの位置にあるべきカム駒102の位相の割り出し精度を低下させる。そのため、研削代が不均一となり、カム面109の面粗度を低下させる恐れがあった。
【0008】
同様に、カムシャフト101に装着されるスプロケット107においても、位置決め基準部108が基準となるため、嵌合隙間により位置決め精度が低下し、カムシャフト101による吸排気バルブの開閉タイミングがずれてしまうということがあった。特にこの位置決め基準部108は、図5の(イ)に示す如く、スプロケット107により塞がれカムシャフト101の機能上、使用されるものではない。
【0009】
従って、本発明は上述の如き課題を解決し、工程の増加にともなう工数及び費用の増加を抑制し、カム駒のカム面の面粗度を均一に維持するとともに、吸排気バルブの開閉タイミングのずれを抑制するカムシャフトを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明のカムシャフトの構造は以下のとおりである。
【0011】
1 軸線方向に延びるカム軸と、カム軸の軸方向に間隔をおいて配設される複数の異形状のカム駒とを備え、カム駒の外周カム面に研削加工を施すカムシャフトにおいて、カム軸の端部に形成される位置決め用の穴又は切欠き等の位置決め基準部を廃止する。
【0012】
2 上記カムシャフトは、カム面の基準位相に基づいて、カム面に研削加工が施されている。
【0013】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図1乃至図4に基づいて説明する。
【0014】
図1の(ア)は本発明の実施例によるカムシャフト1を表し、軸線方向に延びるカム軸5と、カム軸5上に設けられる複数のカム駒2及びジャーナル駒6から構成される。ジャーナル駒6は、その外周がカム軸5より大径で同心の円形状である。またカム駒2は、その外周がカム軸5より大径で同心の半円形状であるカムベース部4と、そのカムベース部4から連続してカムベース部4のベース円より外側に突出するカムトップ部3とからなる。そしてこのカムシャフト1において、図2に示す如く、各々カム駒2は側面視してカムトップ部3の位置が異なるように位相が設定されている。このカムシャフト1のカム軸5には、カム駒2のカム面9の研削に使用される位置決め用の穴又は切欠き等の位置決め基準部が廃止されている。
【0015】
このようなカムシャフト1の製造方法は、予め鋳造により成形したカムシャフト素材に、カム軸5の両端外周の切削加工などを施す。続いて、ジャーナル駒6の研削装置にカムシャフト素材を配置し、ジャーナル駒6に研削加工を施す。そして最後に、カム駒2の研削装置でカム駒2に研削加工を施し、カムシャフト1の製造が完了する。
【0016】
ここで上記カムシャフト1のカム駒2の研削方法を図3及び図4に基づいて説明する。
【0017】
まず、図においてカム駒2の研削装置11を説明すると、床に設置される機台15上のテーブル12に、X方向に延びるX方向レール13が、また機台15上面に、X方向と直交するY方向に延びるY方向レール14とがそれぞれ形成されており、X方向レール13上には主軸台21がワーク受け治具31に対して接近、離反可能に取り付けられる。主軸台21に主軸が支承され、この主軸の外端に連結して、それを回転駆動する第1電動モータ22が主軸台21に取り付けられ、主軸の内端にはチャック23が付設される。ワーク受け治具31は、主軸台21のチャック23と協働して、カムシャフト1を支持する。
【0018】
前記Y方向レール14には可動テーブル41が摺動可能に取り付けられ、テーブル12及び可動テーブル41間には、可動テーブル41をY方向レール14に沿って往復動させ得る可動テーブル駆動手段42が設けられる。この可動テーブル駆動手段42は、Y方向に配置されて可動テーブル41に螺合されるねじ軸43と、テーブル12に取り付けられて上記ねじ軸43を正逆回転させ得る第2電動モータ44とから構成される。
【0019】
上記可動テーブル41の側面には、X方向に延びる側面レール46が形成されており、側面レール46に摺動可能に取り付けられる砥石台61には、軸線をX方向に向ける第3電動モータ63が支承される。この第3電動モータ63には、砥石スピンドル64を介して前記カムシャフト1のカム駒2を順次研削する回転砥石62が着脱可能に固着される。
【0020】
砥石台61は、連結ブロック72により一体に連結されて、側面レール46上を摺動し得るようになっており、この連結ブロック72には、連結ブロック72を往復動させ得る連結ブロック駆動手段73が設けられる。この連結ブロック駆動手段73は、X方向に配置されて連結ブロック72に螺合されるねじ軸74と、可動テーブル41に取り付けられて上記ねじ軸74を正逆回転させ得る第4電動モータ75とから構成される。
【0021】
機台15には図示せぬNC制御ユニットが設けられる。このNC制御ユニットには、カムシャフト1における各カム駒2,2…のプロフィルデータ、各カム駒2,2…間の位相差データ、並びに各カム駒2,2…間の軸方向間隔データの他に、第1電動モータ22に設けられて主軸の回転位置からカムシャフト1の回転位置を割り出すカム軸回転位置センサ25の検知信号と、所定位置のカム駒2(図示例の場合、主軸台21側の最外側カム駒2)の基準位相を割り出す基準位相センサ82の検知信号とが入力され、それらに基づいて第1〜第4電動モータ22,44,63,75の作動を制御するようになっている。
【0022】
上記基準位相センサ82は、テーブル12に設置された支持軸81の先端に取り付けられる。この基準位相センサ82は、カム駒2のカムベース部4からカムトップ部3へ回転するとき、その間の所定のリフト量を検知するものであり、その検知信号がカム駒2の基準位相を示す信号としてNC制御ユニットに入力されるものである。この基準位相センサ82は、無接触型、接触型のどちらでも使用が可能である。
【0023】
次に上記研削装置11でカム駒2に研削加工を施す方法を説明すると、まず、カムシャフト1の両端を主軸台21のチャック23とワーク受け治具31とで支持し、基準位相センサ82を主軸台21側の最外側カム駒2のカム面9に対向させる。そして主軸台21の第1電動モータ22によりチャック23を介してカムシャフト1を微速回転させる。それに伴ない上記主軸台21側の最外側カム駒2のカムベース部4及びカムトップ部3が基準位相センサ82の検知部前を通過するとき、基準位相センサ82はカム駒2の所定のリフト量を検知して、その検知信号を基準位相信号としてNC制御ユニットに入力する。その後、基準位相センサ82は、支持軸81と一体に退避し、飛散する研削液を浴びることを避ける。
【0024】
NC制御ユニットは、基準位相センサ82から基準位相信号が入力されると、カム軸回転位置センサ25から入力される信号と、予め入力された各カム駒2,2…のプロフィルデータ、各カム駒2,2…間の位相差データ及び各カム駒2,2…間の軸方向間隔データとに基づいて第1乃至第4電動モータ22,44,63,75の作動を制御し、可動テーブル41をY方向に往復動させると共にX方向に微速で送って、回転砥石62により主軸台21側の最外側カム駒2のカム面9を研削する。
【0025】
このように主軸台21側の最外側カム駒2研削が完了すると、NC制御ユニットは、第4電動モータ75を作動して、連結ブロック72をX方向にカム駒2,2…の隣接間隔分だけシフトすると同時に、カムトップ部3が角度A又は角度Bにあるカム駒2,2…を回転砥石62により同様に順次研削し、カム駒2の研削が完了する。
【0026】
またこのカムシャフト1には、図1の(イ)に示す如くその後、取付フランジ10がカム駒2のカム面9の基準位相に基づき周方向に位置決めされ、カム軸5に圧入される。更に連続してカムシャフト1に回転駆動力を伝達するスプロケット7が挿嵌されて、ボルト91によりスプロケット7は取付フランジ10に一体的に固定される。
【0027】
よって上記カムシャフト1は、カム軸5の端部に形成される位置決め用の穴又は切欠き等の位置決め基準部を廃止したため、位置決め基準部の加工工程が不要となる。
【0028】
また、上記カムシャフト1で、カム面9の基準位相に基づいて、カム面9に研削加工を施すと、カム駒2の基準位相の割り出しを的確に行うことができる。
【0029】
更にカムシャフト1にスプロケット7が別途取り付けられる場合にも、スプロケット7の周方向の位置決め精度が高まる。
【0030】
【発明の効果】
以上のように本発明のカムシャフトによれば、軸線方向に延びるカム軸と、カム軸の軸方向に間隔をおいて配設される複数の異形状のカム駒とを備え、カム駒の外周カム面に研削加工を施すカムシャフトにおいて、カム軸の端部に形成される位置決め用の穴又は切欠き等の位置決め基準部を廃止したので、位置決め基準部の加工工程が不用となり、工数及び費用の増加を抑制できる。
【0031】
また、カムシャフトで、カム面の基準位相に基づいて、カム面に研削加工を施すと、カム駒の基準位相の割り出しを的確に行うことができ、カム駒のカム面の面粗度を均一に維持することができる。更にカム駒の基準位相の割り出しを的確に行うことができるため、カム面の研削代を減少することもできる。
【0032】
更にカムシャフトにスプロケットが別途取り付けられる場合にも、スプロケットの周方向の位置決め精度が高まるため、吸排気バルブの開閉タイミングが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例によるカムシャフトを表し、(ア)は部分断面正面図、(イ)はスプロケット等を装着した状態を表す部分断面正面図である。
【図2】本発明の実施例によるスプロケット等を装着したカムシャフトの側面図である。
【図3】本発明の実施例によるカムシャフトのカム駒を研削する研削装置の正面図である。
【図4】本発明の実施例によるカムシャフトのカム駒を研削する研削装置の部分断面側面図である。
【図5】従来のカムシャフトを表し、(ア)は部分断面正面図、(イ)はスプロケット等を装着した状態を表す部分断面正面図である。
【図6】従来のスプロケット等を装着したカムシャフトの側面図である。
【符号の説明】
2 カム駒
5 カム軸
9 カム面
Claims (2)
- 軸線方向に延びるカム軸(5)と、該カム軸(5)の軸方向に間隔をおいて配設される複数の異形状のカム駒(2)とを備え、該カム駒(2)の外周カム面(9)に研削加工を施すカムシャフトにおいて、前記カム軸(5)の端部に形成される位置決め用の穴又は切欠き等の位置決め基準部を廃止したことを特徴とするカムシャフト。
- 前記カム面(9)の基準位相に基づいて、該カム面(9)に研削加工を施すことを特徴とする請求項1記載のカムシャフト。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003034891A JP2004243453A (ja) | 2003-02-13 | 2003-02-13 | カムシャフト |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2003034891A JP2004243453A (ja) | 2003-02-13 | 2003-02-13 | カムシャフト |
Publications (1)
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JP2004243453A true JP2004243453A (ja) | 2004-09-02 |
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JP2003034891A Pending JP2004243453A (ja) | 2003-02-13 | 2003-02-13 | カムシャフト |
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Cited By (2)
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-
2003
- 2003-02-13 JP JP2003034891A patent/JP2004243453A/ja active Pending
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JP6015444B2 (ja) * | 2010-08-04 | 2016-10-26 | 日本精工株式会社 | ボールねじ用ナットの製造方法 |
KR101023970B1 (ko) | 2010-11-02 | 2011-03-28 | 김홍석 | 이형의 이단 캠 제조방법 |
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