JP2747558B2 - エンジンバルブの軸部と環溝との無芯研削装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エンジンバルブの軸部と、軸部に設けられ
た環溝とを、無芯研削する装置に関する。

〔従来の技術〕

第５図は、加工しようとする一般的なエンジンバルブ
の一例を示す。

このエンジンバルブ（１）は、軸部（1a）の一端付近
に、ばね受け（図示略）を抜け止めするためのコッタ
（図示略）が嵌合される環溝（1b）を有し、かつ軸部
（1a）の他端に、エンジンの吸・排気口（図示略）を開
閉する傘部（1c）を備えている。

このようなエンジンバルブ（１）における軸部（1a）
の外周面と環溝（1b）の内面との研削は、従来は、２工
程に分けて、別個に行なわれている。

このように、２工程に分けなければならないのは、次
のような理由による。

エンジンバルブ（１）の軸部（1a）の外周面の研削加
工においては、砥石車と調整車とを、それらの回転面が
互いにわずかに傾斜するようにして、それぞれ逆方向に
回転させ、かつそれらの間に軸部（1a）を、砥石車の回
転軸と平行とし、かつ調整車の回転軸に対して若干傾斜
させて、前方よりわずかに挿入し、調整車と軸部（1a）
とが傾斜していることによって発生する軸部（1a）の軸
線方向の推力により、軸部（1a）を砥石車と調整車との
間に引き込みつつ、砥石車により、軸部の外周面を無芯
研削している。

そのため、エンジンバルブ（１）の軸（1a）は、砥石
車に接触しつつ軸線方向に移動することとなり、砥石車
の外周面に、環溝（1b）の内面を研削する部分を設ける
ことはできない。

環溝（1b）の内面を研削する場合には、軸部（1a）
を、横振れしないように治具により把持しているので、
環溝（1b）の内面と軸部（1a）の外周面とを同時に研削
加工すると、エンジンバルブ（１）を保持する部分がな
くなり、加工時の支持が不安定となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述のような従来の手段によると、エンジンバルブ
（１）の軸部（1a）と環溝（1b）とを、２工程に分けて
別々に研削しなければならないので、加工工数が多くな
り、作業能率が悪い。

このような問題点を解決するため、本出願人は、第６
図に示すように、砥石車（ａ）の外周面に、加工しよう
とするエンジンバルブ（１）の軸部（1a）と環溝（1b）
とにそれぞれ対応する円筒状の軸加工部（ｂ）と、それ
より径方向に突出する大径の環溝加工部（ｃ）とを形成
し、これにエンジンバルブ（１）を、その環溝（1b）が
前記環溝加工部（ｃ）に嵌合し、また軸部（1a）が軸加
工部（ｂ）に均一に接触するようにして、押付けること
により、軸部（1a）と環境（1b）とを同時に無芯研削す
るようにした装置につき、先に発明している。

しかし、この装置によると、エンジンバルブ（１）
を、第６図に示す支持体（ｄ）上に載置して無芯研削す
る時、又は砥石車（ａ）から側方に離して取出す時に、
エンジンバルブ（１）が、第６図に想像線で示すよう
に、支持体（ｄ）において跳ね上がったり、又は側方に
傾いたりするおそれがある。

このようになると、エンジンバルブ（１）の環溝（1
b）の対向する側面（ｅ）（ｆ）が、砥石車（ａ）にお
ける環溝加工部（ｃ）の両側面に偏あたりして、前記側
面（ｅ）（ｆ）に傷がつき、不良品となるおそれがあ
る。

本発明は、このような問題点を解決した、エンジンバ
ルブの軸部と環溝との無芯研削装置を提供することを目
的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明のエンジンバルブの
軸部と環溝との無芯研削装置は、ベースと、該ベース上
に、前後軸まわりに回転しうるようにして設けられ、か
つ外周面に、加工しようとするエンジンバルブの軸部と
環溝とにそれぞれ対応する円柱状の軸加工部と、それよ
り大径の環溝加工部とを有する砥石車と、ベースに設け
られ、かつ前記砥石車を高速回転させる駆動装置と、外
周面に摩擦部材を有し、ベース上に、前記砥石車と平行
をなして、かつ砥石車に対して離間接近可能として枢支
されている調整車と、ベースに設けられ、かつ前記調整
車を砥石車に対して離間接近させる移動装置と、調整車
を低速回転させる駆動装置と、前記砥石車と調整車との
間において、ベース上に設けられ、かつ加工しようとす
るエジンバルブを前後方向に向けて支持する支持体と、
前後方向を向き、前記支持体を含む垂直面内において、
その直上に位置し、後端部が、左右方向を向く軸をもっ
て前記ベースに枢支され、かつ前端部が前記支持体上に
支持されたエンジンバルブの軸部の上部を圧接して、こ
の前端部と支持体との間にエジンバルブの軸部を挟むよ
うになっている押え杆と、押え杆の前端部を下向に付勢
するばねを備えること特徴としている。

〔作用〕

本発明の装置によると、エンジンバルブを、支持体上
の予め定めた位置に載置するとともに、その上から押え
杆で押え、その状態で砥石車と調整車とを、それぞれ回
転させつつ互いに近づけると、砥石車の外周面における
環溝加工部は、エンジンバルブの環溝内に進入して、そ
の内面に接触し、また軸加工部は、エンジンバルブの軸
部の外周面に接触し、エンジンバルブは、支持体と押え
杆とにより挟まれて、振動することなく、その環溝の内
面と軸部の外周面との研削が同時に行なわれる。

加工終了後、砥石車と調整車とを互いに離間させると
き、エンジンバルブを支持体押え杆とにより挟んで、そ
の移動を阻止しておくことにより、砥石車の環溝加工部
が、エンジバルブの環溝部の側面に偏あたりすることは
なくなり、それによる加工不良等が生じるおそれはなく
なる。

〔実 施 例〕 第１図〜第４図は、本発明によるエンジンバルブの軸
部と環溝との無芯研削装置の一実施例を示す。

（３）は砥石車で、ベース（２）上に設けた軸受
（４）に枢支された軸（５）と一体的に回転するように
なっており、その外周面には、エンジンバルブ（１）に
おける軸部（1a）と環溝（1b）の形状にそれぞれ対応す
る円柱状の軸加工部（3a）と、それより環状に突出する
やや大径の環溝加工部（3b）とが設けられている。

（６）は、砥石車（３）を高速回転させる駆動装置
で、ベース（２）に固定したモータ（７）と、モータ
（７）の回転軸に固嵌されたプーリ（８）と、砥石車
（３）の軸（５）に固嵌されたプーリ（９）と、両プー
リ（８）（９）に掛け回された無端ベルト（10）とから
なっている。

（11）は可動ベッドで、ベース（２）の中央よりやや
右方における上面、左右方向に摺動自在に装着され、可
動ベッド（11）の上面に固着された軸受（12）には、外
周面にゴム板等の摩擦部材（13a）を備える調整車（1
3）と一体をなす軸（14）が枢支されている。

砥石車（３）の軸（５）と調整車（13）の軸（14）と
は互いに平行をなし、可動ベッド（11）が左右方向に移
動することにより、調整車（14）は、砥石車（３）に対
して近接したり遠ざかったりしうるようになっている。

（15）は、可動ベッド（11）を右方及び左方に移動さ
せることにより、調整車（13）を砥石車（３）に対し
て、離間及び接近させる移動装置で、可動ベッド（11）
の右端上面に固着され、かつ左右方向を向くねじ孔（1
6）が穿設された従動片（17）と、従動片（17）のねじ
孔（16）に雄ねじ部（18a）が螺合され、雄ねじ部（18
a）の右端に連設された小径軸部（18b）が、ベース
（２）上に立設された軸受板（19）に枢支された左右方
向を向く螺杆（18）と、軸受板（19）の右側において、
螺杆（18）の小径軸部（18b）に固嵌された傘歯車（2
0）と、ベース（２）上に前後方向に向けて設けられ、
適宜の減速機構（図示略）を備える正逆転可能のモータ
（21）と、モータ（21）の出力軸に固嵌され、上記傘歯
車（20）と噛合する傘歯車（22）と、螺杆（18）の右端
に固嵌された平歯車（23）と、平歯車（23）の外周に近
接するようにしてベース（２）上に支持され、平歯車
（23）の１枚の歯が通過する毎に１パルスを発生する近
接スイッチよりなる螺杆（18）の回転角度検出用のセン
サ（24）とからなっている。

モータ（21）を適宜の方向に回転させると、傘歯車
（22）（20）を介して、螺杆（18）は回転させられ、回
転ベッド（11）は左右方向に移動させられる。

このときの螺杆（18）に固嵌された平歯車（23）の回
転により、センサ（24）はパルスを発生し、このパルス
を計数することにより、可動ベッド（11）及び調整車
（13）の左右方向の移動量が計測され、それに基づい
て、モータ（21）の作動は数値制御される。

（25）は、調整車（13）を低速回転させる駆動装置
で、可動ベッド（11）上に設けられたモータ（26）と、
モータ（26）の回転軸に固嵌されたプーリ（27）と、調
整車（13）の軸に固嵌されたプーリ（28）と、両プーリ
（27）（28）に掛け回された無端ベルト（29）からなっ
ている。

可動ベッド（11）の左端上面には、砥石車（３）と調
整車（13）との間において、加工しようとするワークで
あるエンジンバルブ（１）の軸部（1a）を支持するため
の、前後に長い方形の垂直板状の支持体（30）が立設さ
れている。

支持体（30）の上端面は、砥石車（３）及び調整車
（13）の中心とほぼ等しい高さにあり、かつこの上端面
には、エンジンバルブ（１）を常に調整車（13）に接触
させるように、調整車（13）に向かって下向する傾斜が
付されている。

（31）は、支持体（30）を含む垂直面内において、そ
の直上に位置し、支持体（30）上に載置されたエンジン
バルブ（１）の軸部（1a）を上方から押えるための前後
方向を向く押え杆である。押え杆（31）の後端部は、可
動ベッド（11）の左端後部に立設された支柱（32）の上
部右側面に、左右方向を向く軸（33）をもって枢着され
ている。

支柱（32）の上面に固着した前後方向を向く水平板
（34）の後端部には、上下方向を向くストッパボルト
（35）が設けられ、このストッパボルト（35）螺合した
ロックナット（36）を緩めることにより、同ボルト（3
5）の水平板（34）より下方への突出量を調整すること
ができるようになっている。

ストッパボルト（35）の下端は、押え杆（31）の後端
上面に当接しており、ストッパボルト（35）を上下に調
整することにより、押え杆（31）の前端の下向き回動
を、所定の位置で停止させることができる。

水平板（34）の前端部下面と押え杆（31）の上面との
間には、圧縮ばね（37）が縮設され、この圧縮ばね（3
7）により、押え杆（31）の前端は下向きに付勢され、
支持体（30）上に支持されたエンジンバルブ（１）の軸
部（1a）を下方に押しつけることができる。

押え杆（31）の前端部は、超硬合金等の硬質材により
形成するのがよく、また前端部下面は、前方からのエン
ジンバルブ（１）の軸部（1a）の進入を容易にするた
め、やや前上向きに傾斜させておくのがよい。

また押え杆（31）は、長さを調節しうるようにしてお
くのがよい。

支柱（32）の中間部には、後方へ突出する支持板（3
8）の前端部が、前後方向に取付け位置調節可能として
止着されている。支持板（38）の右側面には、前後方向
を向く水平のエアシリンダ（39）が取付けられている。

エアシリンダ（39）より前方に突出するピストンロッ
ド（40）には、前方へ突出する押し杆（41）が固着され
ている。

押し杆（41）は、未加工のエンジンバルブ（１）を、
支持体（30）上において前方より後方に向かって押し込
んだとき、エンジンバルブ（１）の軸端が当接して停止
させるためのストッパの役目と、加工終了後に、エアシ
リンダ（39）を作動させることにより、エンジンバルブ
（１）を前方に押し出すプッシャーの役目とを持ってい
る。

ベース（２）の上面左側部には、砥石車（３）の軸加
工部（3a）及び環溝加工部（3b）を修正するための砥石
修正装置（42）が設けられている。

砥石修正装置（42）は、ベース（２）の左端部付近に
左右方向に摺動可能として装着された可動ベッド（43）
上に取付けられ、可動ベッド（43）は、ベース（２）の
左端上面に設けた移動装置（44）により、左右に移動さ
せられるようになっている。

移動装置（44）は、前記可動ベッドの移動装置（15）
と左右対称の同一構造をなしている。

すなわち、移動装置（44）は、移動装置（15）におけ
ると同じように、可動ベッド（43）の左端上面に固着さ
れ、かつ左右方向を向くねじ孔（46）が穿設された従動
片（45）と、従動片（45）のねじ孔（46）に雄ねじ部
（47a）が螺合され、雄ねじ部（47a）の左右端に連設さ
れた小径軸部（47b）が、ベース（２）上に立設された
軸受板（48）に枢支された左右方向を向く螺杆（47）
と、軸受板（48）の左側において、螺杆（47）の小径軸
部（47b）に固嵌された傘歯車（49）と、ベース（２）
上に前後方向に向けて設けられ、適宜の減速機構（図示
略）を備える正逆転可能のモータ（50）と、モータ（5
0）の出力軸に固嵌され、上記傘歯車（49）と噛合する
傘歯車（51）と、螺杆（47）の左端に固嵌された平歯車
（52）と、平歯車（52）の外周に近接するようにしてベ
ース（２）上に支持され、平歯車（52）の１枚の歯が通
過する毎に１パルスを発生する近接スイッチよりなる螺
杆（47）の回転角度検出用のセンサ（53）とからなって
いる。

モータ（50）を適宜の方向に回転させることにより、
傘歯車（51）（49）を介して、螺杆（47）は回転させら
れ、砥石修正装置（42）は、可動ベッド（43）とともに
左右方向に移動させられる。

このときのセンサ（53）からのパルス数を計測するこ
とにより、砥石修正装置（42）の左右方向の移動量が計
測され、それに基づいて、モータ（50）の作動は数値制
御される。

砥石修正装置（42）内には、砥石車（３）の軸加工部
（3a）及び環溝加工部（3b）を研削するダイヤモンドド
レッサ（図示略）が設けられており、砥石修正装置（4
2）の右方への移動をセンサ（53）により検出すること
により、砥石車（３）の修正による外径の縮小量を知る
ことができる。

したがって、センサ（53）により検出した砥石修正装
置（42）の右方への移動量に基づいて、調整車（13）等
の左方への移動量を制御することができる。

次に、上記装置を用いて、第５図に示すのと同様のエ
ンジンバルブの軸部と環溝とを同時に無芯研削する本発
明の方法の実施要領と、そのときの装置の作用について
説明する。

両駆動装置（６）（25）におけるモータ（７）（26）
を作動させて、砥石車（３）及び調整車（13）を、第１
図の矢印の方向に、それぞれ高速回転及び低速回転させ
ておく。

なお調整車（13）は、移動装置（15）により、砥石車
（３）から離間した位置に保持しておく。

この状態で、支持体（30）上に、加工しようとするエ
ンジンバルブ（１）の軸部（1a）を、その後端が押し杆
（41）の前端に当接するまで、前方よりも後方に向かっ
て押し入れる。

このエンジンバルブ（１）の後方へ押し込みの途中
で、軸部（1a）の後端が押え杆（31）の前端部下面に当
接し、押え杆（31）を押し上げてその下方に進入する。
それ以後、軸部（1a）は、押え杆（31）と支持体（30）
とにより上下から挟まれて、はね上がり等が防止され
る。

次いで、移動装置（15）のモータ（21）を作動させ
て、可動ベッド（11）を左方へ移動させると、支持体
（30）と、押え杆（31）と、それらの間に挾まれたエン
ジンバルブ（１）と、調整車（13）とは、一体となって
砥石車（３）に向かって移動する。

すると、砥石車（３）の外周面における環溝加工部
（3b）は、エンジンバルブ（１）の環溝（1b）内に進入
して、その内面に接触し、また軸加工部（3a）は、エン
ジンバルブ（１）の軸部（1a）の外周面に接触し、第１
図の反時計方向に回転するエンジンバルブ（１）の環溝
（1b）の内面と軸部（1a）の外周面とは、同時に無芯研
削される。

研削加工終了後、移動装置（15）を作動させて、可動
ベッド（11）を右方へ移動した後、エアシリンダ（39）
よりピストンロッド（40）を伸び出させると、加工済み
のエンジンバルブ（１）は、押し杆（41）により、支持
体（30）と押え杆（31）との間より前方へ押し出され、
図示しない受けシュート等の適宜の案内手段により、次
工程へ送られる。

このようにして、多数のエンジンバルブ（１）を加工
した後、所要時に、砥石車（３）を回転させた状態で、
移動装置（44）により砥石修正装置（42）を右方へ移動
させ、砥石車（３）の外周面の軸加工部（3a）及び環溝
加工部（3b）をダイヤモンドドレッサにより研削加工
し、その形状を修正する。

このときの砥石修正装置（42）の右方への移動量を、
センサ（53）より発生するパルス数を計数することによ
り測定し、それに基づいて、以後の可動ベッド（11）上
の調整車（13）等の左方への移動量を制御すると有利で
ある。

なお、砥石車（３）の外周面の形状を適宜変更するこ
とにより、第３図に想像線で示すように、軸部（1a）の
基端部側に若干小径の頚部（1d）を有する型のエンジン
バルブ（１）における頚部（1d）や、軸端の面取り（1
e）等をも、軸部（1a）の外周面や溝部（1b）の内面の
研削と同時に研削することができる。

〔発明の効果〕

本発明の装置によると、エンジンバルブにおける軸部
の外周面と環溝の内面とを、同時に、かつ簡単に研削す
ることができるので、それらを２工程に分けて行なう従
来の手段に比して、加工工数を減少しうるととともに、
作業の迅速化及び能率化を図ることができ、また１台の
装置だけあればよいので、その稼動率は向上する。

また、本発明によると、押え杆と支持杆により、加工
しようとするエンジンバルブを上下より挟むことによ
り、エンジンバルブの加工時、又は砥石車からの離脱時
におけるエンジンバルブの跳ね上がりや傾き等を阻止
し、エンジンバルブの加工不良を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の装置の一実施例の正面図、 第２図は、同じく平面図、 第３図は、第１図のＡ−Ａ線に沿う拡大縦断側面図、 第４図は、第１図のＢ−Ｂ線に沿う拡大横断平面図、 第５図は、加工しようとするエンジンバルブの平面図、 第６図は、本発明が解決しようとする課題を説明するた
めのエンジンバルブと砥石車との関係を示す要部の側面
図である。 （１）エンジンバルブ （1a）軸部 （1b）環溝 （1c）傘部 （1d）頚部 （1e）面取り （２）ベース （３）砥石車 （3a）軸加工部 （3b）環溝加工部 （４）軸受 （５）軸 （６）駆動装置 （７）モータ （８）（９）プーリ （10）無端ベルト （11）可動ベッド （12）軸受 （13）調整車 （13a）摩擦部材 （14）軸 （15）移動装置 （16）ねじ孔 （17）従動片 （18）螺杆 （18a）雄ねじ部 （18b）小径軸部 （19）軸受板 （20）傘歯車 （21）モータ （22）傘歯車 （23）平歯車 （24）センサ （25）駆動装置 （26）モータ （27）（28）プーリ （29）無端ベルト （30）支持体 （31）押え杆 （32）支柱 （33）軸 （34）水平板 （35）ストッパボルト （36）ロックナット （37）圧縮ばね （38）支持板 （39）エアシリンダ （40）ピストンロッド （41）押し杆 （42）砥石修正装置 （43）可動ベッド （44）移動装置 （45）従動片 （46）ねじ孔 （47）螺杆 （47a）雄ねじ部 （47b）小径軸部 （48）軸受板 （49）傘歯車 （50）モータ （51）傘歯車 （52）平歯車 （53）センサ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ベースと、 該ベース上に、前後軸まわりに回転しうるようにして設
   けられ、かつ外周面に、加工しようとするエンジンバル
   ブの軸部と環溝とにそれぞれ対応する円柱状の軸加工部
   と、それより大径の環溝加工部とを有する砥石車と、 ベースに設けられ、かつ前記砥石車を高速回転させる駆
   動装置と、 外周面に摩擦部材を有し、ベース上に、前記砥石車と平
   行をなして、かつ砥石車に対して離間接近可能として枢
   支されている調整車と、 ベースに設けられ、かつ前記調整車を砥石車に対して離
   間接近させる移動装置と、 調整車を低速回転させる駆動装置と、 前記砥石車と調整車との間において、ベース上に設けら
   れ、かつ加工しようとするエンジンバルブを前後方向に
   向けて支持する支持体と、 前後方向を向き、前記支持体を含む垂直面内において、
   その直上に位置し、後端部が、左右方向を向く軸をもっ
   て前記ベースに枢支され、かつ前端部が前記支持体上に
   支持されたエンジンバルブの軸部の上部を圧接して、こ
   の前端部と支持体との間にエンジンバルブの軸部を挟む
   ようになっている押え杆と、 押え杆の前端部を下向きに付勢するばね とを備えることを特徴とするエンジンバルブの軸部と環
   溝との無芯研削装置。