JP2633775B2 - 研削装置 - 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困難となるという問題
が指摘されている。

【０００４】しかも、主軸と心押台との間隔は、研削加
工される所定のカムシャフトの長さに応じて予め設定さ
れている。従って、この種の技術では、短尺なカムシャ
フトから長尺なカムシャフトまでを含む多種類のカムシ
ャフトに対応して研削加工作業を行う場合に適さないと
いう問題がある。

【０００５】本発明は、この種の問題を解決するもので
あり、簡単な構成で軸部材を高精度かつ効率的に研削加
工することができるとともに、特に寸法の異なる種々の
軸部材に容易に対応することが可能な研削装置を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【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研削装置であって、
前記軸部材の両端を回転自在に支持するセンタ支持機構
と、複数の把持部材を該軸部材の軸心に向かって進退さ
せて前記軸部材の外周部を把持させるためのシリンダ部
が設けられた回転中空主軸と前記軸部材を把持して回転
駆動される該回転中空主軸を回転自在に配設するハウジ
ングとを有する回転伝達機構と、前記回転伝達機構と前
記センタ支持機構とを、該軸部材の軸線方向に一体的に
移動させるための変位機構と、を備えることを特徴とす
る。

【０００７】

【作用】本発明に係る研削装置では、軸部材の両端がセ
ンタ支持機構を介して回転自在に支持された状態で、回
転伝達機構を構成するシリンダ部を介して軸部材の外周
部が複数の把持部材で把持される。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。ここで、回転伝達機構とセンタ支持
機構とが、変位機構を介して軸部材の軸線方向に移動可
能であり、特に長尺な軸部材を研削加工する場合、前記
変位機構の作用下に該回転伝達機構とセンタ支持機構と
をこの長尺な軸部材の軸線方向に変位させるだけで、容
易に対応することができる。従って、研削部位に対応し
て軸部材を強固に保持することが可能になるとともに、
種々の寸法の異なる軸部材の研削加工が簡単かつ確実に
遂行される。

【０００８】

【実施例】本発明に係る研削装置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。

【０００９】図１および図２において、参照符号１０
は、本実施例に係る研削装置を示す。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
の軸線と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を回転可能な第１および第２回転伝達機構１
８、２０と、この第１および第２回転伝達機構１８、２
０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、前記第１および第２回転伝
達機構１８、２０と前記センタ支持機構１４とを、該カ
ムシャフト１２の軸線方向（矢印ＡおよびＢ方向）に移
動させるための変位機構２６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。

【００１０】変位機構２６は、基台２８上に設けられた
レール部材３０に沿って矢印ＡおよびＢ方向に個別に移
動自在な第１および第２スライドテーブル３２ａ、３２
ｂを備え、この第１スライドテーブル３２ａには、基台
２８に固定されたモータ３４から延びる回転軸に軸着さ
れるボールねじ３６が嵌合される。第２スライドテーブ
ル３２ｂには、同様に図示しないモータに連結されたボ
ールねじが嵌合されている。この第１および第２スライ
ドテーブル３２ａ、３２ｂに、センタ支持機構１４を構
成する第１および第２固定フレーム（フレーム部材）３
８ａ、３８ｂと第１および第２回転伝達機構１８、２０
とが固着される。

【００１１】第１および第２固定フレーム３８ａ、３８
ｂは、略円筒状を有しており、この第１固定フレーム３
８ａには、上方側から砥石１６とは反対側に大きく切り
欠いて開口部４０が必要に応じて設けられている。第２
固定フレーム３８ｂには、移動手段４２を構成するサー
ボモータ４４が固着されており、このサーボモータ４４
に連結されたボールねじ４６が移動体４８にねじ込まれ
ている。この移動体４８の上下両側には、ガイドロッド
５０ａ、５０ｂが係合するとともに、このガイドロッド
５０ａ、５０ｂは、第２固定フレーム３８ｂに摺動自在
に支持される。移動体４８の先端部に、ボールねじ４６
と同軸的に先鋭状支持軸５２が回転自在に設けられ、こ
の支持軸５２の軸線と交差する軸線を有する位相決め部
材５４が、移動体４８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。

【００１２】第１固定フレーム３８ａには、従動手段５
６を構成するシリンダ５８が固着され、このシリンダ５
８から延びるロッド６０に移動体６２が固定される。こ
の移動体６２には、ロッド６０と同軸的に先鋭状支持軸
６４が回転自在に配設される。この支持軸６４と５２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６６
と複数のカム６８とを有している。

【００１３】第１回転伝達機構１８は、第１スライドテ
ーブル３２ａに固着されるハウジング７０と、このハウ
ジング７０内に配設されて回転駆動される回転中空主軸
７２と、この回転中空主軸７２に設けられる複数のシリ
ンダ部７４ａ乃至７４ｃと、前記シリンダ部７４ａ乃至
７４ｃ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１２の外周部を把持するための複
数のロッド（把持部材）７６ａ乃至７６ｃとを備える。
ハウジング７０には、圧油通路７８ａ、７８ｂが形成さ
れ、この圧油通路７８ａ、７８ｂの一端側が、図示しな
い圧油供給源に連通するとともに、該圧油通路７８ａ、
７８ｂの他端側が、回転中空主軸７２の外周面に並列に
設けられた周溝８０ａ、８０ｂに連通する。

【００１４】図３に示すように、回転中空主軸７２に
は、所定角度間隔ずつ離間してシリンダ部７４ａ乃至７
４ｃが設けられており、このシリンダ部７４ａ乃至７４
ｃを構成するシリンダ室８２ａ乃至８２ｃおよび８４ａ
乃至８４ｃに周溝８０ａおよび８０ｂが連通する。シリ
ンダ室８２ａ乃至８２ｃおよび８４ａ乃至８４ｃは、ピ
ストン８６ａ乃至８６ｃにより分離形成されており、こ
のピストン８６ａ乃至８６ｃからは、回転中空主軸７２
の中心方向に向かってロッド７６ａ乃至７６ｃが延びて
いる。

【００１５】回転中空主軸７２の外周部には、ギヤ部９
０が形成され、このギヤ部９０に近接して前記回転中空
主軸７２とハウジング７０との間に軸受９２が配設され
る。図４に示すように、軸受９２の外周側端部は、ハウ
ジング７０にねじ止めされた第１係止部材９４に保持さ
れるとともに、この軸受９２の内周側端部は、回転中空
主軸７２に螺着された第２係止部材９６に保持される。
この第１係止部材９４の内周部に周溝９８が形成され、
第２係止部材９６の外周部に設けられたリング状突起部
１００が前記周溝９８に挿入されることにより、軸受９
２側への研削屑等の侵入を防止するよう構成されてい
る。

【００１６】一方、第２固定フレーム３８ｂ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１
８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。

【００１７】駆動機構２２は、第１スライドテーブル３
２ａに固着されるモータ１０２を備え、このモータ１０
２の回転軸に軸着されるギヤ１０４が、第１アイドルギ
ヤ１０６に噛合するとともに、この第１アイドルギヤ１
０６が、第１回転伝達機構１８を構成する回転中空主軸
７２のギヤ部９０に噛合する。同期回転機構２４は、前
記第１アイドルギヤ１０６と、この第１アイドルギヤ１
０６が軸着され第１スライドテーブル３２ａに回転自在
に支持されるスプライン軸１０８と、第２スライドテー
ブル３２ｂに回転自在に支持されてこのスプライン軸１
０８を嵌合するスプライン筒１１０と、このスプライン
筒１１０に軸着される第２アイドルギヤ１１２とを備え
る。第１および第２スライドテーブル３２ａ、３２ｂの
互いに対向する側面には、スプライン軸１０８を囲繞し
てこのスプライン軸１０８に研削屑等が付着することを
阻止すべく、複数の直径の異なる筒体を備えた伸縮自在
なカバー部材１１４の両端が固定される一方、この第２
スライドテーブル３２ｂの他方の側面には、スプライン
軸１０８の端部を囲繞して筒状の保護カバー部材１１６
が固着されている。

【００１８】砥石１６は、可動台１１８に対して回転可
能に装着されており、この可動台１１８が、基台２８上
でカムシャフト１２の軸線方向に交差する方向に進退自
在に配設されている（図２参照）。

【００１９】次に、このように構成される研削装置１０
の動作について説明する。

【００２０】まず、カムシャフト１２の両端が、センタ
支持機構１４を構成する移動手段４２の支持軸５２と従
動手段５６の支持軸６４とに保持される。その際、移動
体４８が、移動手段４２を構成するサーボモータ４４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５４が進出
されてカムシャフト１２の位相合わせが行われる。な
お、カムシャフト１２の装填は、第１固定フレーム３８
ａに形成された開口部４０を介して行ってもよく、ある
いは後述するように、第１および第２回転伝達機構１
８、２０を一旦離間させてその間にカムシャフト１２を
配置させることにより行うことができる。

【００２１】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６６が把持される。すなわち、図示しない圧油
供給源からハウジング７０の圧油通路７８ａに圧油が導
入されると、この圧油は、回転中空主軸７２の周溝８０
ａを介してシリンダ部７４ａ乃至７４ｃを構成するシリ
ンダ室８２ａ乃至８２ｃに供給される。このため、ピス
トン８６ａ乃至８６ｃと一体的にロッド７６ａ乃至７６
ｃが回転中空主軸７２の中心側に進出し、該ロッド７６
ａ乃至７６ｃでカムシャフト１２のジャーナル部６６が
押圧保持される（図３参照）。その後、位相決め部材５
４がカムシャフト１２から退動離間される。

【００２２】この状態で、駆動機構２２を構成するモー
タ１０２が駆動されてギヤ１０４が回転されると、この
ギヤ１０４に噛合する第１アイドルギヤ１０６が回転
し、さらにこの第１アイドルギヤ１０６に噛合するギヤ
部９０を介して第１回転伝達機構１８を構成する回転中
空主軸７２が回転される。一方、第１アイドルギヤ１０
６の回転は、同期回転機構２４を構成するスプライン軸
１０８およびスプライン筒１１０を介して第２アイドル
ギヤ１１２に伝達され、この第２アイドルギヤ１１２に
噛合するギヤ部９０を介して第２回転伝達機構２０を構
成する回転中空主軸７２が回転される。

【００２３】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７２が同
期的に回転駆動され、各回転中空主軸７２に設けられた
シリンダ部７４ａ乃至７４ｃ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６８に研削加工が施される。

【００２４】一のカム６８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７４ａ乃至７４ｃ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７８ａに
対する圧油の供給が停止される一方、圧油通路７８ｂに
圧油が供給されて該圧油が回転中空主軸７２の周溝８０
ｂを介してシリンダ部７４ａ乃至７４ｃを構成するシリ
ンダ室８４ａ乃至８４ｃに導入される。このため、ロッ
ド７６ａ乃至７６ｃが、ピストン８６ａ乃至８６ｃと一
体的に半径外方向に移動し、このロッド７６ａ乃至７６
ｃによるカムシャフト１２の把持作用が解除される。

【００２５】さらに、移動手段４２を構成するサーボモ
ータ４４が駆動されてボールねじ４６が所定の方向に回
転されると、移動体４８が、ガイドロッド５０ａ、５０
ｂの案内作用下に従動手段５６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５６を
構成するシリンダ５８が駆動され、移動体６２が移動手
段４２に近接する方向（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５２、６
４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６８が、砥石１６に対応して配置される。

【００２６】次いで、上記と同様にシリンダ部７４ａ乃
至７４ｃが駆動され、ロッド７６ａ乃至７６ｃ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６８に研削加工を施した
後、シリンダ部７４ａ乃至７４ｃによる前記カムシャフ
ト１２の把持作用が解除される。このようにして所定の
カム６８の研削加工が終了した後、移動手段４２を構成
するサーボモータ４４が駆動され、ボールねじ４６の回
転作用下に移動体４８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４８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、例えば第１
固定フレーム３８ａの開口部４０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から取り出せばよい。

【００２７】この場合、本実施例では、変位機構２６を
構成する第１および第２スライドテーブル３２ａ、３２
ｂが、それぞれ個別に矢印Ａ方向および矢印Ｂ方向に進
退自在であり、この第１スライドテーブル３２ａに、第
１回転伝達機構１８とセンタ支持機構１４を構成する従
動手段５６の第１固定フレーム３８ａとが固着される一
方、第２スライドテーブル３２ｂに、第２回転伝達機構
２０とセンタ支持機構１４を構成する移動手段４２の第
２固定フレーム３８ｂとが固着されている。このため、
モータ３４の作用下にボールねじ３６が回転されて第１
スライドテーブル３２ａが矢印Ｂ方向に移動されるとと
もに、図示しないモータの作用下に第２スライドテーブ
ル３２ｂが矢印Ａ方向に移動されることにより、第１お
よび第２回転伝達機構１８、２０の離間間隔並びに支持
軸５２、６４の離間間隔を広範囲に変更することが可能
になる。

【００２８】従って、相当に長尺なカムシャフト１２が
用いられる際にも、第１および第２スライドテーブル３
２ａ、３２ｂの離間間隔を設定することによりこの長尺
なカムシャフト１２の両端を支持軸５２、６４で確実に
センタ支持することができるとともに、第１および第２
回転伝達機構１８、２０で該長尺なカムシャフト１２の
所望の外周部を保持して前記長尺なカムシャフト１２を
円滑に回転駆動することが可能になる。これにより、短
尺なカムシャフト１２から長尺なカムシャフト１２まで
を含む多種類のカムシャフト１２に対応して研削加工作
業を容易かつ確実に行うことができるという効果が得ら
れる。

【００２９】さらに、第１および第２スライドテーブル
３２ａ、３２ｂを互いに近接・離間変位させることによ
り、第１および第２回転伝達機構１８、２０の間でカム
シャフト１２の着脱作業が遂行される。このため、第１
固定フレーム３８ａの開口部４０を介してカムシャフト
１２の着脱作業を行うことが困難な場合や、特に長尺な
カムシャフト１２が使用される場合に、該カムシャフト
１２の着脱作業が迅速かつ容易に遂行されるという利点
がある。

【００３０】

【発明の効果】本発明に係る研削装置では、以下の効果
乃至利点が得られる。

【００３１】軸部材の両端を支持するセンタ支持機構と
この軸部材の外周部を複数の把持部材で把持する回転伝
達機構とが、変位機構を介して該軸部材の軸線方向に移
動可能であるため、種々の寸法の異なる軸部材を強固に
保持して回転駆動させることができる。これにより、単
一の研削装置で、種々の寸法の異なる軸部材の研削加工
を高精度かつ効率的に遂行することが可能になる。

【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】前記研削装置を構成する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。

【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 ２６…変位機構 ２８…基台 ３２ａ、３２ｂ…スライドテーブル ３４…モータ ３８ａ、３８ｂ…固定フレーム ４２…移動手段 ５２…支持軸 ５６…従動手段 ６４…支持軸 ６６…ジャーナル部 ６８…カム ７０…ハウジング ７２…回転中空主軸 ７４ａ〜７４ｃ…シリンダ部 ７６ａ〜７６ｃ…ロッド １０２…モータ １０６…アイドルギヤ １０８…スプライン軸 １１２…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研削装置であって、 前記軸部材の両端を回転自在に支持するセンタ支持機構
   と、 複数の把持部材を該軸部材の軸心に向かって進退させて
   前記軸部材の外周部を把持させるためのシリンダ部が設
   けられた回転中空主軸と前記軸部材を把持して回転駆動
   される該回転中空主軸を回転自在に配設するハウジング
   とを有する回転伝達機構と、 前記回転伝達機構と前記センタ支持機構とを、該軸部材
   の軸線方向に一体的に移動させるための変位機構と、 を備えることを特徴とする研削装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の研削装置において、変位機
   構は、軸部材の軸線方向に進退自在なスライドテーブル
   を備え、 センタ支持機構は、前記軸部材の端部をセンタ支持する
   支持軸と、 前記支持軸を該軸部材の軸線方向に移動させるためのア
   クチュエータと、 前記アクチュエータを固着するフレーム部材と、 を備え、 前記スライドテーブルに、前記フレーム部材と回転伝達
   機構とが固着されることを特徴とする研削装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の研削装置において、変位機
   構は、軸部材の軸線方向に個別に進退自在な第１および
   第２スライドテーブルを備え、 前記第１および第２スライドテーブルに、それぞれ軸部
   材の外周部を把持自在な第１および第２回転伝達機構
   と、前記軸部材の両端を支持する第１および第２センタ
   支持機構を構成する第１および第２フレーム部材とが固
   着されることを特徴とする研削装置。