JP2009154262A

JP2009154262A - 研削装置

Info

Publication number: JP2009154262A
Application number: JP2007336760A
Authority: JP
Inventors: Kiyotaka Inoue; 喜代高井上
Original assignee: Musashi Seimitsu Industry Co Ltd
Current assignee: Musashi Seimitsu Industry Co Ltd
Priority date: 2007-12-27
Filing date: 2007-12-27
Publication date: 2009-07-16
Also published as: GB0823443D0; GB2455913A

Abstract

【課題】ワークの外周面に溝と、溝に隣接する突出部を砥石により研削する場合に、加工時間の短い研削装置を提供する。
【解決手段】コア６に砥粒７を接着した砥石５を、砥石回転軸Ｘ１を中心に回転させながらワーク２０に対し相対移動させることにより、ワーク２０の外周面を研削する研削装置において、コア６は、砥石回転軸Ｘ１と平行なコア内平行部６ａと、コア内平行部６ａの軸線方向両端に連続し、コア内平行部６ａより大径のコア突出部６ｂと、を有し、コア内平行部６ａ及びコア突出部６ｂの表面に砥粒７が接着されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、ワークの外周面を砥石により研削する研削装置に関する。

従来、鋳造により成形されたカムシャフト素材の外周面を砥石により研削して、第一のカムロブと第二のカムロブの間に溝を成形する技術が知られている（特許文献１参照）。

また、カムシャフト素材の外周面を砥石により研削して、軸線に対する垂直断面が非円形のカムロブを成形する技術が知られている（特許文献２参照）。
特開２００４−３６６６２号特許３８５０２２４号

このように、カムシャフト等のワークの外周面に溝と、この溝に隣接するカムロブやジャーナル等の突出部の外周面を研削する場合には、第一の砥石によりワークの外周面に溝を研削した後、第一の砥石とは異なる第二の砥石により、溝に隣接する突出部の外周面を研削しなければならない。すなわち、第一の砥石を有する第一研削装置により、ワークの外周面に溝を研削した後、第二の砥石を有する第二研削装置により、溝に隣接する突出部の外周面を研削しなければならず、ワークの外周面の加工時間が長いという問題があった。

また、ワークの外周面を研削する砥石は、コアの外周面に所定の大きさのＣＢＮ等の砥粒を一層電着している。そして、このコアを切削するチップは、先端が欠けないように、チップ先端に０．４ｍｍ程度のノーズアールを有する。このため、このチップによりコアを切削すると、図８及び図９に示す如く、コア１０６の外周面に成形される砥石回転軸と平行なコア内平行部１０６ａとコア内平行部１０６ａに連続するコア内側面１０６ｅの間のコア接続部１０６ｈが、アール状に切削される。このアール状のコア接続部１０６ｈに砥粒１０７を接着すると、砥粒１０７がアール状に接着され、この砥石１０５によりワーク１２０を研削すると、ワーク１２０の突出部１２３における、外周面１２３ａと側面１２３ｅの間の鋭角が必要な接続部１２３ｈが、アール状に研削されるという問題があった。

本発明は、上記事情により鑑みなされたもので、ワークの外周面に溝と、溝に隣接する突出部を砥石により研削する場合に、加工時間の短い研削装置を提供することを第一の目的とする。

また、本発明は、鋭角が必要なワークの外周面を砥石により研削する場合に、ワークの外周面と側面の間の接続部の精度が向上する研削装置を提供することを第二の目的とする。

本発明の研削装置は、コアに砥粒を接着した砥石を、砥石回転軸を中心に回転させながらワークに対し相対移動させることにより、ワークの外周面を研削する研削装置において、コアは、砥石回転軸と平行なコア内平行部と、コア内平行部の軸線方向両端に連続し、コア内平行部より大径のコア突出部と、を有し、コア内平行部及びコア突出部の表面に砥粒が接着されていることを第１の特徴とする。

本発明の研削装置は、コアに砥粒を接着した砥石を、砥石回転軸を中心に回転させながらワークに対し相対移動させることにより、ワークの外周面を研削する研削装置において、コアは、砥石回転軸と平行なコア内平行部と、コア内平行部の軸線方向一端に連続し、コア内平行部より大径のコア突出部と、を有すると共に、コア突出部は、コア内平行部側の側面に、コア内平行部と連続するコア内側面を有し、コア内側面は、砥石回転軸と垂直のコア内側面垂直部と、一端がコア内側面垂直部に連続し、他端がコア内平行部に連続すると共に、コア内側面垂直部より凹んだコア内側面凹部と、からなり、コア内平行部及びコア突出部の表面に砥粒が接着されていることを第２の特徴とする。

本発明の第１の特徴の研削装置によれば、コアに砥粒を接着した砥石を、砥石回転軸を中心に回転させながらワークに対し相対移動させることにより、ワークの外周面を研削する研削装置において、コアは、砥石回転軸と平行なコア内平行部と、コア内平行部の軸線方向両端に連続し、コア内平行部より大径のコア突出部と、を有し、コア内平行部及びコア突出部の表面に砥粒が接着されているため、コア内平行部により、ワークの突出部の外周面を研削すると同時に、コア突出部により、ワークの突出部両端に隣接する溝部を研削することができるので、ワークの外周面に溝と、溝に隣接する突出部を砥石により研削する場合に、加工時間の短い研削装置を提供することができる。

本発明の第２の特徴の研削装置によれば、コアに砥粒を接着した砥石を、砥石回転軸を中心に回転させながらワークに対し相対移動させることにより、ワークの外周面を研削する研削装置において、コアは、砥石回転軸と平行なコア内平行部と、コア内平行部の軸線方向一端に連続し、コア内平行部より大径のコア突出部と、を有すると共に、コア突出部は、コア内平行部側の側面に、コア内平行部と連続するコア内側面を有し、コア内側面は、砥石回転軸と垂直のコア内側面垂直部と、一端がコア内側面垂直部に連続し、他端がコア内平行部に連続すると共に、コア内側面垂直部より凹んだコア内側面凹部と、からなり、コア内平行部及びコア突出部の表面に砥粒が接着されているため、アール状に成形されるコア内側面凹部とコア内平行部の間のコア接続部が、コア内側面垂直部より凹むので、コア接続部に接着される砥粒が、コア内側面垂直部に接着される砥粒より凹む、或いは、コア内側面垂直部に接着される砥粒よりワーク側へ突出する量が小さくなる。このため、ワークの突出部における、外周面と側面の間の接続部がアール状に研削されることを抑制する、或いは、アール状に研削される範囲を縮小することができ、ワークの突出部における、外周面と側面の間の接続部の鋭角の精度を向上させることができる。

以下本発明の実施例を図１乃至図７に基づいて説明する。図１はワークと本発明のワークの外周面に所定の溝及び突出部を研削する研削装置であり、研削が完了した状態を表す部分断面平面図、図２は研削装置によりワークの外周面に溝及び突出部の側面を研削する直前の状態を表す部分断面図、図３は、図２の要部拡大図、図４は研削装置によりワークの外周面の突出部の側面を研削する初期の状態を表す部分断面図、図５は研削装置によりワークの外周面の突出部の側面及び溝を研削する中間の状態を表す部分断面図、図６は研削装置によりワークの外周面の突出部の側面及び溝を研削する最終の状態を表す部分断面図、図７は、図６の要部拡大図である。

まず、図１に基づいてワークの一例であるカムシャフト２０について説明する。カムシャフト２０は、多気筒エンジンの動弁用に使用され、突出部の一例である複数のカムロブ２３，２４，２５及びジャーナル２６が軸線方向に所定間隔をおいて成形され、この複数のカムロブ２３，２４，２５及びジャーナル２６の間に、複数の溝２１，２２が成形されている。複数のカムロブ２３，２４，２５は、軸線に対する垂直断面が非円形状であり、半円形状のベース部２３ｍ，２４ｍ，２５ｍ、ベース部から外側に突出するカムトップ部２３ｎ，２４ｎ，２５ｎを有する。尚、このカムシャフト２０は、図２に示す如く、図示しない鋳型から取り出されたカムシャフト素材１９の外周面を、研削装置１により研削して成形される。すなわち、カムシャフト素材１９は、成形する複数のカムロブ２３，２４，２５、ジャーナル２６、複数の溝２１，２２よりも、径方向及び軸線方向に大きく成形され、所定寸法の取り代１８を有する。

研削装置１は、軸部材２に軸支されると共に、取付盤３，４に挟持される砥石５と、この砥石５を、砥石回転軸Ｘ１を中心に回転する図示しない砥石回転装置と、砥石回転軸Ｘ１と平行に配置され、両端を軸支したカムシャフト素材１９を、カムシャフト回転軸Ｘ２を中心に回転する図示しないカムシャフト回転装置と、を有する。

次に砥石５について図２に基づいて詳述する。砥石５は、コア６の外周面に、ＣＢＮ等から構成される複数の砥粒７が、ニッケルメッキ等の接着材８により電着され、砥石５の外周面を成形している。コア６は、砥石回転軸Ｘ１と平行なコア内平行部６ａと、コア内平行部６ａの軸線方向一端に連続し、コア内平行部６ａより大径のコア突出部６ｂと、を有する。

このコア突出部６ｂは、外周にコア内平行部６ａより大径のコア外平行部６ｄと、コア内平行部６ａ側に、コア内平行部６ａと連続するコア内側面６ｅと、コア内側面６ｅと反対側にコア外側面６ｆと、を有する。そして、コア突出部６ｂは、コア外平行部６ｄとコア内側面６ｅの間にアール状のコア内アール部６ｊと、コア外平行部６ｄとコア外側面６ｆの間にアール状のコア外アール部６ｋと、を有する。

コア内側面６ｅについて、図１乃至図３を基に詳述する。コア内側面６ｅは、砥石回転軸Ｘ１と垂直のコア内側面垂直部６ｉと、一端がコア内側面垂直部６ｉに連続し、他端がコア内平行部６ａに連続すると共に、コア内側面垂直部６ｉよりコア外側面６ｆ側に凹んだコア内側面凹部６ｇと、を有する。また、コア内側面凹部６ｇとコア内平行部６ａの間に成形されるコア接続部６ｈが、コア内側面垂直部６ｉよりもコア外側面６ｆ側に凹んで成形されている。

次に砥石５を有する研削装置１により、カムシャフト素材１９の外周面に溝２１，２２と、溝２１，２２に隣接するカムロブ２５又はジャーナル２６を研削する研削方法について、図１乃至図７に基づいて説明する。まず、図示しない砥石回転装置に取り付けられた砥石５を、砥石回転軸Ｘ１を中心に回転させる。また、図示しないカムシャフト回転装置に取り付けられたカムシャフト素材１９もカムシャフト回転軸Ｘ２を中心に回転させる。

続いて、図２に示す如く、回転中の砥石５を回転中のカムシャフト素材１９の方向へカムシャフト回転軸Ｘ２に対して垂直方向に移動する。回転中の砥石５が回転中のカムシャフト素材１９に当接すると、カムロブ２３の形状に合わせて、進出及び後退を繰り返し、図４に示す如く、最初に、コア外側面６ｆに接着された砥粒７がカムシャフト素材１９を研削して、カムロブ２４の側面２４ｅを成形する。更に、研削が進むと、図５に示す如く、コア外側面６ｆに接着された砥粒７によるカムロブ２４の側面２４ｅの研削に加えて、コア内平行部６ａに接着された砥粒７がカムロブ２３の外周面２３ａを研削すると共に、コア突出部６ｂのコア内側面６ｅのコア内側面垂直部６ｉに接着された砥粒７がカムロブ２３の側面２３ｅを研削する。

また、コア突出部６ｂのコア外平行部６ｄ、コア内アール部６ｊ、及びコア外アール部６ｋに接着された砥粒７が、カムロブ２４とカムロブ２３の間を研削して溝２１の成形を開始する。

更に、研削が進むと、図６及び図７に示す如く、コア外側面６ｆに接着された砥粒７によるカムロブ２４の側面２４ｅを更に研削すると共に、コア突出部６ｂのコア内側面６ｅのコア内側面垂直部６ｉに接着された砥粒７が成形するカムロブ２３の側面２３ｅを研削する。また、コア内平行部６ａに接着された砥粒７がカムロブ２３の外周面２３ａを更に研削すると共に、コア突出部６ｂのコア外平行部６ｄ、コア内アール部６ｊ、及びコア外アール部６ｋに接着された砥粒７が、カムロブ２４とカムロブ２３の間を研削して溝２１を成形し、カムロブ２３の外周面２３ａ及び側面２３ｅ、カムロブ２４の側面２４ｅ、カムロブ２３とカムロブ２４間の溝２１を成形する。尚、カムロブ２３とカムロブ２５の間についても、同時期に同様に研削され、そして、砥石５がカムシャフト２０から離れて、カムロブ２３及びカムロブ２３に隣接する溝２１，２２の成形が完了する。

ここで、図７に示す如く、コア突出部６ｂは、コア内平行部６ａ側に、コア内平行部６ａと連続するコア内側面６ｅを有し、コア内側面６ｅは、砥石回転軸Ｘ１と垂直のコア内側面垂直部６ｉと、一端がコア内側面垂直部６ｉに連続し、他端がコア内平行部６ａに連続すると共に、コア内側面垂直部６ｉより凹んだコア内側面凹部６ｇと、からなり、コア内平行部６ａ及びコア突出部６ｂの表面に砥粒７が接着されているため、アール状に成形されるコア内側面凹部６ｇとコア内平行部６ａの間のコア接続部６ｈが、コア内側面垂直部６ｉより凹むので、コア接続部６ｈに接着される砥粒７が、コア内側面垂直部６ｉに接着される砥粒７よりも、成形するカムロブ２３側に突出することがない。このため、カムロブ２３における、外周面２３ａと側面２３ｅの間の接続部２３ｈが砥石５によってアール状に研削されることがない。

尚、溝２１，２３は、カムロブ２３の外周面２３ａを基準に同時に研削されるため、カムシャフト回転軸Ｘ２に対する溝２１，２３の垂直断面は、カムロブ２３と相似形状の非円形状となる。

以上のように、コア６に砥粒７を接着した砥石５を、砥石回転軸Ｘ１を中心に回転させながらカムシャフト２０に対し相対移動させることにより、カムシャフト２０の外周面を研削する研削装置において、コア６は、砥石回転軸Ｘ１と平行なコア内平行部６ａと、コア内平行部６ａの軸線方向両端に連続し、コア内平行部６ａより大径のコア突出部６ｂと、を有し、コア内平行部６ａ及びコア突出部６ｂの表面に砥粒７が接着されているため、コア内平行部６ａにより、カムシャフト２０のカムロブ２３の外周面２３ａを研削すると同時に、コア突出部６ｂにより、カムシャフト２０のカムロブ２３両端に隣接する溝部２１，２２を研削することができる。

また、コア６に砥粒７を接着した砥石５を、砥石回転軸Ｘ１を中心に回転させながらワーク２０に対し相対移動させることにより、ワーク２０の外周面を研削する研削装置において、コア６は、砥石回転軸Ｘ１と平行なコア内平行部６ａと、コア内平行部６ａの軸線方向一端に連続し、コア内平行部６ａより大径のコア突出部６ｂと、を有すると共に、コア突出部６ｂは、コア内平行部６ａ側の側面に、コア内平行部６ａと連続するコア内側面６ｅを有し、コア内側面６ｅは、砥石回転軸Ｘ１と垂直のコア内側面垂直部６ｉと、一端がコア内側面垂直部６ｉに連続し、他端がコア内平行部６ａに連続すると共に、コア内側面垂直部６ｉより凹んだコア内側面凹部６ｇと、からなり、コア内平行部６ａ及びコア突出部６ｂの表面に砥粒７が接着されているため、アール状に成形されるコア内側面凹部６ｇとコア内平行部６ａの間のコア接続部６ｈが、コア内側面垂直部６ｉより凹むので、コア接続部６ｈに接着される砥粒７が、コア内側面垂直部６ｉに接着される砥粒７より凹む。このため、カムシャフト２０のカムロブ２３における、外周面２３ａと側面２３ｅの間の接続部２３ｈがアール状に研削されることを抑制する。

尚、本実施例では、コア内側面凹部６ｇを成形し、コア接続部６ｈに接着された砥粒７が、コア内側面垂直部６ｉに接着される砥粒７よりコア外側面６ｆ側となる例を示したが、コア内側面凹部６ｇが成形され、コア内側面凹部６ｇとコア内平行部６ａの間に成形されるコア接続部６ｈが、コア内側面垂直部６ｉよりもコア外側面６ｆ側に凹んで成形されていれば、コア接続部６ｈに接着された砥粒７が、コア内側面垂直部６ｉに接着される砥粒７と同一の垂直面上にある、或いは、コア内側面垂直部６ｉに接着される砥粒７より多少成形するカムロブ２３側に突出していてもよい。この場合、成形されるカムロブ２３における、外周面２３ａとカムロブ側面２３ｅの間の接続部２３ｈが多少アール状となるが、アールの大きさを小さくすることができる。

また、本実施例では、外周面に溝と、溝に隣接する突出部を有するワークの一例としてカムシャフトについて述べたが、外周面に溝と、溝に隣接する突出部を有するワークであれば、他の製品に適用してもよい。

ワークと本発明のワークの外周面に所定の溝及び突出部を研削する研削装置であり、研削が完了した状態を表す部分断面平面図である。本発明の研削装置によりワークの外周面に溝及び突出部の側面を研削する直前の状態を表す部分断面図である。本発明の図２の要部拡大図である。本発明の研削装置によりワークの外周面の突出部の側面を研削する初期の状態を表す部分断面図である。本発明の研削装置によりワークの外周面の突出部の側面及び溝を研削する中間の状態を表す部分断面図である。本発明の研削装置によりワークの外周面の突出部の側面及び溝を研削する最終の状態を表す部分断面図である。本発明の図６の要部拡大図である。従来の研削装置によりワークの外周面の突出部の側面及び溝を研削する最終の状態を表す部分断面図である。図８の要部拡大図である。

符号の説明

２砥石
５砥石
６コア
６ａコア内平行部
６ｂコア突出部
６ｅコア内側面
６ｉコア内側面垂直部
６ｇコア内側面凹部
７砥粒
２０ワーク（カムシャフト）
Ｘ１砥石回転軸

Claims

コア（６）に砥粒（７）を接着した砥石（５）を、砥石回転軸（Ｘ１）を中心に回転させながらワーク（２０）に対し相対移動させることにより、ワーク（２０）の外周面を研削する研削装置において、
前記コア（６）は、前記砥石回転軸（Ｘ１）と平行なコア内平行部（６ａ）と、
該コア内平行部（６ａ）の軸線方向両端に連続し、コア内平行部（６ａ）より大径のコア突出部（６ｂ）と、を有し、
前記コア内平行部（６ａ）及び前記コア突出部（６ｂ）の表面に砥粒（７）が接着されていることを特徴とする研削装置。
コア（６）に砥粒（７）を接着した砥石（５）を、砥石回転軸（Ｘ１）を中心に回転させながらワーク（２０）に対し相対移動させることにより、ワーク（２０）の外周面を研削する研削装置において、
前記コア（６）は、前記砥石回転軸（Ｘ１）と平行なコア内平行部（６ａ）と、
該コア内平行部（６ａ）の軸線方向一端に連続し、コア内平行部（６ａ）より大径のコア突出部（６ｂ）と、を有すると共に、
前記コア突出部（６ｂ）は、コア内平行部（６ａ）側の側面に、コア内平行部（６ａ）と連続するコア内側面（６ｅ）を有し、
前記コア内側面（６ｅ）は、前記砥石回転軸（Ｘ１）と垂直のコア内側面垂直部（６ｉ）と、一端がコア内側面垂直部（６ｉ）に連続し、他端が前記コア内平行部（６ａ）に連続すると共に、コア内側面垂直部（６ｉ）より凹んだコア内側面凹部（６ｇ）と、からなり、
前記コア内平行部（６ａ）及び前記コア突出部（６ｂ）の表面に砥粒（７）が接着されていることを特徴とする研削装置。