JP2633773B2 - 研削装置の回転伝達機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カムシャフト等の軸部
材を回転駆動させてその外周部に研削加工を施す研削装
置に備えられ、前記軸部材を把持して回転させるための
研削装置の回転伝達機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】軸部材、例えばカムシャフトのカムを研
削加工する場合、一般的に以下の方法が行われている。
すなわち、まず、カムシャフトの両端が主軸と心押台と
により軸支された状態で、前記主軸の回転作用下に該カ
ムシャフトが回転駆動されるとともに、円板状砥石が回
転駆動される。そして、マスタカムとフォロアローラの
案内作用下に主軸を支持する揺動台が揺動され（特開昭
５３−５１５９３号公報参照）、あるいは数値制御装置
の作用下に砥石が移動され（特開昭５４−６８５８９号
公報参照）、前記回転されているカムシャフトのカムの
研削加工が行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の各従
来技術では、カムシャフトの一端側を支持する主軸を介
してこのカムシャフトを回転させている。このため、カ
ムシャフトの他端側（心押台側）のカムに研削加工を行
う際、前記カムシャフトに捩じれや撓みが発生し易く、
これによってビビリ等による研削精度の低下が惹起され
るとともに、該カムシャフトを高速回転させることがで
きずにカムの研削加工の効率化が達成困難となるという
問題が指摘されている。特に、長尺なカムシャフトにお
いては、この種の不具合が相当に顕著なものとなってし
まうとともに、カムの位相ずれが生じるおそれがある。
そこで、砥石の反対側にワークレストを配置させ、この
ワークレストでカムシャフトを保持する工夫がなされて
いるが、捩じれの発生を抑えることはできないという問
題がある。

【０００４】本発明は、この種の問題を解決するもので
あり、ワークレスト等を用いることなく簡単な構成で軸
部材を高精度かつ効率的に研削加工することが可能な研
削装置の回転伝達機構を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、回転駆動される砥石を介して軸部材の
外周部の所定の部分を研削加工する際、両端を回転自在
にセンタ支持された前記軸部材の外周部を把持し、該軸
部材を回転駆動させるための回転伝達機構であって、ハ
ウジングと、前記ハウジング内に配設されて回転駆動さ
れる回転中空主軸と、前記回転中空主軸に設けられる複
数のシリンダ部と、前記シリンダ部の作用下に前記軸部
材の軸心に向かって進退し、該軸部材の外周部を把持す
るための複数の把持部材と、前記ハウジングと回転中空
主軸との間に設けられ、前記回転中空主軸の回転時に該
ハウジングの流体通路と前記シリンダ部とを連通可能な
回転連通手段と、を備えることを特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明に係る研削装置の回転伝達機構では、ハ
ウジングの流体通路を介して回転中空主軸の複数のシリ
ンダ部に圧力流体が供給されることにより、複数の把持
部材が軸部材の軸心に向かって進出変位してこの軸部材
が把持される。そして、回転中空主軸と軸部材とが一体
的に回転駆動され、回転駆動されている砥石を介して前
記軸部材の外周部の所定の部分に研削加工が施される。
その際、ハウジングの流体通路とシリンダ部とが回転連
通手段を介して連通しており、この回転駆動されている
回転中空主軸に備えられた把持部材で軸部材の外周部を
確実かつ強固に保持することができる。

【０００７】

【実施例】本発明に係る研削装置の回転伝達機構につい
て実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に
説明する。

【０００８】図１および図２において、参照符号１０
は、本実施例に係る回転伝達機構を組み込む研削装置を
示す。この研削装置１０は、軸部材であるカムシャフト
１２の両端を回転自在に支持するセンタ支持機構１４
と、このカムシャフト１２の軸線に平行な回転軸線を有
する砥石１６の両側部に近接して該カムシャフト１２の
外周部を把持し前記カムシャフト１２を回転可能な本実
施例に係る第１および第２回転伝達機構１８、２０と、
この第１および第２回転伝達機構１８、２０に回転力を
付与する駆動機構２２と、前記第１および第２回転伝達
機構１８、２０を同期的に回転駆動させるための同期回
転機構２４とを備える。なお、図１は、第１および第２
回転伝達機構１８、２０と駆動機構２２と同期回転機構
２４とを展開した縦断面説明図であり（図２中、Ｉ−Ｉ
線断面図）、これらの実際の配置関係は、図２に示され
ている。

【０００９】研削装置１０を構成する基台２６上に取付
台２８が固着され、この取付台２８にセンタ支持機構１
４を構成する固定フレーム３０ａ、３０ｂが装着され
る。固定フレーム３０ａ、３０ｂは、略円筒状を有して
おり、この固定フレーム３０ｂには、上方側から砥石１
６とは反対側に大きく切り欠いて開口部３２が設けられ
ている。

【００１０】固定フレーム３０ａには、移動手段３４を
構成するサーボモータ３６が固着されており、このサー
ボモータ３６に連結されたボールねじ３８が移動体４０
にねじ込まれている。この移動体４０の上下両側には、
ガイドロッド４２ａ、４２ｂが係合するとともに、この
ガイドロッド４２ａ、４２ｂは、固定フレーム３０ａに
摺動自在に支持される。移動体４０の先端部に、ボール
ねじ３８と同軸的に先鋭状支持軸４４が回転自在に設け
られ、この支持軸４４の軸線と交差する軸線を有する位
相決め部材４６が、移動体４０に対し図示しないシリン
ダを介して進退自在に配設される。

【００１１】固定フレーム３０ｂには、従動手段４８を
構成するシリンダ５０が固着され、このシリンダ５０か
ら延びるロッド５２に移動体５４が固定される。この移
動体５４には、ロッド５２と同軸的に先鋭状支持軸５５
が回転自在に配設される。この支持軸５５と４４とは、
カムシャフト１２の両端をセンタ支持するとともに、こ
のカムシャフト１２は、複数のジャーナル部５６と複数
のカム５８とを有している。

【００１２】本実施例に係る第１回転伝達機構１８は、
固定フレーム３０ｂ側に固着される固定リング部材（ハ
ウジング）６０と、この固定リング部材６０内に配設さ
れ回転駆動される回転中空主軸６２と、この回転中空主
軸６２に設けられる複数のシリンダ部７０ａ乃至７０ｃ
と、前記シリンダ部７０ａ乃至７０ｃの作用下にカムシ
ャフト１２の軸心に向かって進退しこのカムシャフト１
２の外周部を把持するための複数のロッド（把持部材）
７８ａ乃至７８ｃと、前記固定リング部材６０と回転中
空主軸６２との間に設けられ該固定リング部材６０の圧
油通路６４、６６と前記シリンダ部７０ａ乃至７０ｃと
を連通させるための回転連通手段６３とを備える。

【００１３】回転連通手段６３は、回転中空主軸６２の
外周面に並列に設けられた周溝６８ａ、６８ｂを備え、
この周溝６８ａ、６８ｂが圧油通路６４、６６の一端側
に連通するとともに、この圧油通路６４、６６の他端側
が図示しない圧油供給源に連通する。図３に示すよう
に、回転中空主軸６２には、所定角度間隔ずつ離間して
シリンダ部７０ａ乃至７０ｃが設けられており、このシ
リンダ部７０ａ乃至７０ｃを構成するシリンダ室７２ａ
乃至７２ｃおよび７４ａ乃至７４ｃに周溝６８ａおよび
６８ｂが連通する。シリンダ室７２ａ乃至７２ｃおよび
７４ａ乃至７４ｃは、ピストン７６ａ乃至７６ｃにより
分離形成されており、このピストン７６ａ乃至７６ｃか
らは、回転中空主軸６２の中心方向に向かってロッド７
８ａ乃至７８ｃが延びている。

【００１４】回転中空主軸６２の外周部には、ギヤ部８
０が形成され、このギヤ部８０に近接して前記回転中空
主軸６２と固定リング部材６０との間に軸受８２が配設
される。図４に示すように、軸受８２の外周側端部は、
固定リング部材６０にねじ止めされた第１係止部材８４
に保持されるとともに、この軸受８２の内周側端部は、
回転中空主軸６２に螺着された第２係止部材８６に保持
される。この第１係止部材８４の内周部に周溝８８が形
成され、第２係止部材８４の外周部に設けられたリング
状突起部９０が前記周溝８８に挿入されることにより、
軸受８２側への研削屑等の侵入を防止するよう構成され
ている。

【００１５】一方、固定フレーム３０ａ側に設けられる
第２回転伝達機構２０は、上記第１回転伝達機構１８と
同様に構成されるものであり、同一の参照符号は同一の
構成要素を示し、その詳細な説明は省略する。

【００１６】駆動機構２２は、取付台２８に固着される
モータ９２を備え、このモータ９２の回転軸に軸着され
るギヤ９４が、第１アイドルギヤ９６に噛合するととも
に、この第１アイドルギヤ９６が、第１回転伝達機構１
８を構成する回転中空主軸６２のギヤ部８０に噛合す
る。第１アイドルギヤ９６は、同期回転機構２４を構成
しており、この第１アイドルギヤ９６が一端に固着され
る回転軸９８は、取付台２８に軸受１００、１００を介
して回転自在に支持される。この回転軸９８の他端に第
２アイドルギヤ１０２が固着され、この第２アイドルギ
ヤ１０２が第２回転伝達機構２０を構成する回転中空主
軸６２のギヤ部８０に噛合する。

【００１７】砥石１６は、可動台１０４に対して回転可
能に装着されており、この可動台１０４が、基台２６上
でカムシャフト１２の軸線方向と交差する方向に進退自
在に配設されている（図２参照）。

【００１８】次に、このように構成される研削装置１０
の動作について、本実施例に係る第１および第２回転伝
達機構１８、２０の動作との関連で説明する。

【００１９】まず、カムシャフト１２が、センタ支持機
構１４を構成する固定フレーム３０ｂの開口部３２から
この固定フレーム３０ｂ内に挿入され、その両端が移動
手段３４を構成する支持軸４４と従動手段４８を構成す
る支持軸５５とに保持される。その際、移動体４０が、
移動手段３４を構成するサーボモータ３６の駆動作用下
にその軸線方向に位置調整されるとともに、図示しない
シリンダの作用下に位相決め部材４６が進出されてカム
シャフト１２の位相合わせが行われる。

【００２０】そこで、第１および第２回転伝達機構１
８、２０が駆動されてカムシャフト１２の、例えばジャ
ーナル部５６が把持される。すなわち、図示しない圧油
供給源から固定リング部材６０の圧油通路６４に圧油が
導入されると、この圧油は、回転中空主軸６２の周溝６
８ａを介してシリンダ部７０ａ乃至７０ｃを構成するシ
リンダ室７２ａ乃至７２ｃに供給される。このため、ピ
ストン７６ａ乃至７６ｃと一体的にロッド７８ａ乃至７
８ｃが回転中空主軸６２の中心側に進出し、該ロッド７
８ａ乃至７８ｃでカムシャフト１２のジャーナル部５６
が押圧保持される（図３参照）。その後、位相決め部材
４６がカムシャフト１２から退動離間される。

【００２１】この状態で、駆動機構２２を構成するモー
タ９２が駆動されてギヤ９４が回転されると、このギヤ
９４に噛合する第１アイドルギヤ９６が回転し、さらに
この第１アイドルギヤ９６に噛合するギヤ部８０を介し
て第１回転伝達機構１８を構成する回転中空主軸６２が
回転される。一方、第１アイドルギヤ９６の回転は、同
期回転機構２４を構成する回転軸９８を介して第２アイ
ドルギヤ１０２に伝達され、この第２アイドルギヤ１０
２に噛合するギヤ部８０を介して第２回転伝達機構２０
を構成する回転中空主軸６２が回転される。

【００２２】これにより、第１および第２回転伝達機構
１８、２０を構成するそれぞれの回転中空主軸６２が同
期的に回転駆動され、各回転中空主軸６２に設けられた
シリンダ部７０ａ乃至７０ｃに保持されているカムシャ
フト１２が回転駆動される。そして、砥石１６が、回転
駆動されるとともにカムシャフト１２に対して移動制御
されることにより、このカムシャフト１２の所望の一の
カム５８に研削加工が施される。

【００２３】一のカム５８に対する研削加工が終了した
後、砥石１６がカムシャフト１２から離間されるととも
に、第１および第２回転伝達機構１８、２０に設けられ
たシリンダ部７０ａ乃至７０ｃによる前記カムシャフト
１２の把持が解除される。すなわち、圧油通路６４に対
する圧油の供給が停止される一方、圧油通路６６に圧油
が供給されて該圧油が回転中空主軸６２の周溝６８ｂを
介してシリンダ部７０ａ乃至７０ｃを構成するシリンダ
室７４ａ乃至７４ｃに導入される。このため、ロッド７
８ａ乃至７８ｃが、ピストン７６ａ乃至７６ｃと一体的
に半径外方向に移動し、このロッド７８ａ乃至７８ｃに
よるカムシャフト１２の把持作用が解除される。

【００２４】さらに、移動手段３４を構成するサーボモ
ータ３６が駆動されてボールねじ３８が所定の方向に回
転されると、移動体４０が、ガイドロッド４２ａ、４２
ｂの案内作用下に従動手段４８から離間する方向（図１
中、矢印Ａ方向）に移動する。その際、従動手段４８を
構成するシリンダ５０が駆動され、移動体５４が移動手
段３４側（矢印Ａ方向）に移動する。このため、カムシ
ャフト１２は、その両端を支持軸４４、５５に保持され
た状態で矢印Ａ方向に移動し、研削前の次なるカム５８
が、砥石１６に対応して配置される。

【００２５】次いで、上記と同様にシリンダ部７０ａ乃
至７０ｃが駆動され、ロッド７８ａ乃至７８ｃによりカ
ムシャフト１２の外周部が把持される。そして、このカ
ムシャフト１２の所望のカム５８に研削加工を施した
後、シリンダ部７０ａ乃至７０ｃによる前記カムシャフ
ト１２の把持作用が解除される。そこで、移動手段３４
を構成するサーボモータ３６が駆動され、ボールねじ３
８の回転作用下に移動体４０が矢印Ａ方向とは逆方向
（矢印Ｂ方向）に移動され、この移動体４０に一端が保
持されているカムシャフト１２が、矢印Ｂ方向に移動し
て所定の位置で停止される。この状態で、作業者が固定
フレーム３０ｂの開口部３２を介してカムシャフト１２
を把持し、このカムシャフト１２をセンタ支持機構１４
から取り出す。

【００２６】この場合、本実施例では、第１および第２
回転伝達機構１８、２０を構成する回転中空主軸６２に
複数のシリンダ部７０ａ乃至７０ｃが設けられており、
固定リング部材６０に設けられた圧油通路６４から回転
連通手段６３を介して前記シリンダ部７０ａ乃至７０ｃ
のシリンダ室７２ａ乃至７２ｃに圧油が供給され、ロッ
ド７８ａ乃至７８ｃによりカムシャフト１２の外周部が
把持される。そして、回転中空主軸６２が回転駆動され
る際、回転連通手段６３を構成する周溝６８ａを介して
圧油通路６４とシリンダ室７２ａ乃至７２ｃとが、常
時、連通状態にある。このため、シリンダ室７２ａ乃至
７２ｃには、所望の圧油が充填されており、ロッド７８
ａ乃至７８ｃを介してカムシャフト１２の外周部を強固
かつ確実に保持して回転駆動することができる。これに
より、砥石１６による研削加工時にカムシャフト１２に
捩じれや撓みが発生することを確実に阻止することが可
能になり、前記研削加工時にビビリ等が惹起することが
なく、該カムシャフト１２のカム５８を高精度に研削加
工することができるとともに、このカムシャフト１２を
高速回転させてカム５８の研削加工作業の効率化が達成
されるという効果が得られる。

【００２７】さらに、本実施例では、シリンダ部７０ａ
乃至７０ｃのシリンダ室７２ａ乃至７２ｃおよび７４ａ
乃至７４ｃが、それぞれ周溝６８ａおよび６８ｂから分
岐して互いに連通している。従って、圧油通路６４から
周溝６８ａに供給される圧油は、シリンダ室７２ａ乃至
７２ｃ内に同一の圧力で供給され、カムシャフト１２の
カム５８が、所謂、ナチュラルクランプされる。これに
より、カムシャフト１２のジャーナル部５６だけでな
く、不均一な形状を有するカム５８を確実に把持して該
カムシャフト１２を円滑かつ確実に回転駆動させること
ができる。

【００２８】さらにまた、カムシャフト１２の砥石１６
の両側部に近接する部分が第１および第２回転伝達機構
１８、２０により把持された状態で、この第１および第
２回転伝達機構１８、２０の同期的駆動作用下に該カム
シャフト１２が回転駆動される。すなわち、砥石１６に
より所定のカム５８の研削加工が行われる際、このカム
５８の両側に近接するジャーナル部５６、５６が把持さ
れて回転駆動されるため、カムシャフト１２を強固に保
持して回転させることが可能になり、このカムシャフト
１２のカム５８を高精度かつ効率的に研削加工すること
ができるという効果が得られる。

【００２９】しかも、特に長尺なカムシャフト１２を加
工する際にも、このカムシャフト１２の捩じれや撓みの
発生を防止でき、該カムシャフト１２を保持すべく従来
のようなワークレストが不要となる。従って、研削装置
１０全体の簡素化および製造コストの低廉化が容易に遂
行されるという利点がある。

【００３０】ところで、支持軸４４、５５に近接するカ
ム５８を加工する際や、比較的短尺なカムシャフト１２
を加工する際には、第１および第２回転伝達機構１８、
２０のいずれか一方のみを使用してもよい。すなわち、
カムシャフト１２において支持軸４４に近接するカム５
８を加工する場合、第１回転伝達機構１８のみが駆動さ
れて砥石１６の、図１中、右側部に近接するジャーナル
部５６がシリンダ部７０ａ乃至７０ｃを介して把持され
る。そして、回転伝達機構１８の回転作用下にカムシャ
フト１２が回転駆動されることにより、支持軸４４に近
接するカム５８の研削加工が行われる。その際、カムシ
ャフト１２において、支持軸４４から第１回転伝達機構
１８に把持されている部分までの長さが相当に短いた
め、この間で砥石１６により研削加工が行われても該カ
ムシャフト１２に捩じれや撓みが発生することがなく、
高精度な研削加工が遂行されるという効果がある。

【００３１】また、比較的短尺なカムシャフト１２を加
工する際には、このカムシャフト１２の両端外周部を第
１および第２回転伝達機構１８、２０で把持し、この第
１および第２回転伝達機構１８、２０を同期的に回転駆
動させて該カムシャフト１２を回転させながら、所望の
カム５８の研削加工を行うことができる。その際、図５
に示すように、砥石１６をカムシャフト１２の軸線方向
に移動自在に構成すれば、第１および第２回転伝達機構
１８、２０でカムシャフト１２の両端外周部が一旦把持
された状態で、このカムシャフト１２の全てのカム５８
に連続的かつ迅速に研削加工を行うことが可能になり、
該研削加工作業全体の効率化が図られるという利点があ
る。

【００３２】

【発明の効果】本発明に係る研削装置の回転伝達機構で
は、以下の効果乃至利点が得られる。

【００３３】ハウジングの流体通路を介して回転中空主
軸の複数のシリンダ部に圧力流体が供給されることによ
り、複数の把持部材で軸部材の外周部を強固に把持する
ことができる。このため、回転中空主軸と軸部材とが一
体的に回転駆動され、回転駆動される砥石を介して前記
軸部材の外周部の所定の部分に研削加工が施される。そ
の際、ハウジングの流体通路とシリンダ部とが回転連通
手段を介して常時連通状態にあり、このハウジングに対
して回転中空主軸が回転駆動されている間にも把持部材
で軸部材の外周部を確実かつ強固に保持することが可能
になる。従って、研削加工時にカムシャフトに捩じれや
撓み等が発生することを確実に阻止することが可能にな
り、高精度かつ効率的なカムの研削加工が遂行される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る研削装置の回転伝達機構と駆動機
構と同期回転機構とを展開した縦断面説明図である。

【図２】前記研削装置の概略側面説明図である。

【図３】前記回転伝達機構の概略正面説明図である。

【図４】前記回転伝達機構の一部拡大縦断面図である。

【図５】カムシャフトの両端外周部を把持してカムの研
削加工を行う際の説明図である。

【符号の説明】

１０…研削装置 １２…カムシャフト １４…センタ支持機構 １６…砥石 １８、２０…回転伝達機構 ２２…駆動機構 ２４…同期回転機構 ２８…取付台 ３０ａ、３０ｂ…固定フレーム ３２…開口部 ３４…移動手段 ３６…サーボモータ ４０…移動体 ４８…従動手段 ５６…ジャーナル部 ５８…カム ６０…固定リング部材 ６２…回転中空主軸 ６３…回転連通手段 ６４、６６…圧油通路 ６８ａ、６８ｂ…周溝 ７０ａ〜７０ｃ…シリンダ部 ９２…モータ ９６、１０２…アイドルギヤ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転駆動される砥石を介して軸部材の外周
   部の所定の部分を研削加工する際、両端を回転自在にセ
   ンタ支持された前記軸部材の外周部を把持し、該軸部材
   を回転駆動させるための回転伝達機構であって、 ハウジングと、 前記ハウジング内に配設されて回転駆動される回転中空
   主軸と、 前記回転中空主軸に設けられる複数のシリンダ部と、 前記シリンダ部の作用下に前記軸部材の軸心に向かって
   進退し、該軸部材の外周部を把持するための複数の把持
   部材と、 前記ハウジングと回転中空主軸との間に設けられ、前記
   回転中空主軸の回転時に該ハウジングの流体通路と前記
   シリンダ部とを連通可能な回転連通手段と、 を備えることを特徴とする研削装置の回転伝達機構。
2. 【請求項２】請求項１記載の回転伝達機構において、回
   転連通手段は、ハウジングと回転中空主軸との間に形成
   される圧力流体供給用および／または圧力流体排出用周
   溝を備え、 回転中空主軸に設けられる複数のシリンダ部が、前記周
   溝に一体的に連通することを特徴とする研削装置の回転
   伝達機構。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の回転伝達機構にお
   いて、砥石の両側にあって軸部材の外周部を把持する第
   １および第２回転中空主軸を備えることを特徴とする研
   削装置の回転伝達機構。