JP6676938B2 - カム研削装置、およびカム研削方法 - Google Patents

Description

本発明は、カム研削装置、およびカム研削方法に関する。詳細には、カムリフト量と位相角が異なる２つのカムが軸方向に隣接して配設される複合カムの研削装置、およびカム研削方法に関する。

内燃機関のシリンダへの吸入および排気は、バルブ（弁）の開弁作動により行われる。このバルブの開弁作動は回転するカムの作動により行われる。

バルブの開弁作動は、内燃機関の出力向上等の観点から、内燃機関の低速回転時と高速回転時とで異ならせる開弁作動制御が行われている。

その制御方法の一つとして、バルブを作動させるカムとして、低速用の第１カムと、高速用の第２カムとを設けて、内燃機関の回転数に応じて適宜第１カムと第２カムとを選択して、バルブの開弁制御を行うものがある。この場合、第１カムと第２カムとの切替え選択は、バルブのタペットと第１カムおよび第２カムとが相対的に軸方向に接触移動することにより行われる。

図２１〜図２３は低速用の第１カム１１２と、高速用の第２カム１１４の配置関係を示す概略図である。この概略図からも分かるように、一般的には、低速用の第１カム１１２の最大リフト高さは低くされており、高速用の第２カム１１４の最大リフト高さは第１カム１１２に比べ高くされている。また、両カム１１２，１１４の位相角は回転方向（図２１の矢印方向）に対して、高速用の第２カム１１４は低速用の第１カム１１２に比べ早い位相、すなわち、バルブの開弁作動が早く行われるようになっている。このため、図２１に示すように、高速用の第２カム１１４のリフト高さ方向のカム輪郭と、低速用の第１カム１１２のリフト高さ方向のカム輪郭とは、角度方向において相互にずれた位置関係にある。

図２２および図２３に示されるように、低速用の第１カム１１２と高速用の第２カム１１４は軸方向に隣接して配設されている。すなわち、カムは複合カム１１０として配設されている。この場合、低速用の第１カム１１２および高速用の第２カム１１４とも、角度に応じて前述のリフト高さ方向に変化するカム輪郭以外のベース円部はカム軸中心から一定の半径ｒで形成されている。この両者のベース円部が重なった一定の角度範囲が共通ベース円部Ｃとなっている。この共通ベース円部Ｃの範囲において、前述のタペットと第１カム１１２および第２カム１１４の間の相対的接触移動が行われる。

低速用の第１カム１１２と高速用の第２カム１１４からなる複合カム１１０のカム研削は、カム研削装置において砥石Ｔ（図２２および図２３参照）により通常行われる。この複合カム１１０の研削は、第１カム１１２と第２カム１１４の一方のカムをプランジ研削した後、他方のカムをプランジ研削する。

例えば、図２２と図２３の場合は、先に、低速用の第１カム１１２の研削が行われ、後で、高速用の第２カム１１４の研削が行われる場合である。この場合、第１カム１１２の研削は、砥石Ｔにより、予め設定された低速用の第１カム１１２のカムリフトデータに基づいて行われる。その後、砥石Ｔを高速用の第２カム１１４に対応する位置に移動させて、第２カム１１４を砥石Ｔにより、予め設定された低速用の第１カム１１２のカムリフトデータに基づいて行う。この様にして複合カム１１０の研削はカム研削装置により行われる。

独国特許発明第１０３３３９１６号明細書 特開平４−１３５６０号公報

上述した複合カム１１０のカム研削装置による砥石Ｔの研削においては、図２３に示すように、第１カム１１２と第２カム１１４の共通ベース円部の範囲における第１カム１１２と第２カム１１４との境界部に研削残しの研削残部Ｆが生じる問題がある。図２２および図２３に示す研削残部Ｆの図示は、理解を容易とするために誇張して図示されている。具体的には研削残部Ｆは数μｍ（ミクロン）のオーダである。

共通ベース円部Ｃの範囲における第１カム１１２と第２カム１１４との境界部に研削残部Ｆがあると、前述したタペットが第１カム１１２および第２カム１１４との間を相対移動する際、この研削残部Ｆを乗り越えて行われることになる。このため、その作動がスムースに行われなく、バルブの開弁制御に影響を及ぼすことになる。このため、砥石Ｔの成形頻度を早くする必要があった。

上述した研削残部Ｆが生じる問題を具体的に説明する。通常、図２２および図２３に示すように砥石Ｔの軸方向幅は、低速用の第１カム１１２および高速用の第２カム１１４の軸方向幅より幅広とされている。砥石Ｔの研削面側の両端Ｔａ，Ｔｂは、ワークであるカムの研削を行うことにより、いわゆる研磨ダレが生じる。すなわち、中央部に比べ両端Ｔａ，Ｔｂの摩耗の進行が早くダレが生じる。

このため、今、図２２に示すように低速用の第１カム１１２をプランジ研削を行う場合、砥石Ｔはその右端Ｔａを第１カム１１２と第２カム１１４の境界部に合わせて位置させる。このことから砥石Ｔの左端Ｔｂは、第１カム１１２の左側よりはみ出した位置状態となる。これにより、砥石Ｔの左端Ｔｂのダレは第１カム１１２の研削に影響を与えることはない。しかし、砥石Ｔの右端Ｔａのダレは第１カム１１２と第２カム１１４の境界部における第１カム側の研削に影響を与え、研削残部Ｆを残す。図２２において黒く塗り潰した箇所が研削残部Ｆである。なお、図２２および図２３において第１カム１１２および第２カム１１４の研削代を仮想線で示したが、これも理解を容易とするため誇張して図示されている。

次に、第１カム１１２の研削を終えた後、図２３に示すように、砥石Ｔを第２カム１１４の位置に相対的に移動させて、第２カム１１４を砥石Ｔによりプランジ研削する。このプランジ研削においては、砥石Ｔはその左端Ｔｂを第１カム１１２と第２カム１１４の境界部に合わせて位置させる。このことから砥石Ｔの右端Ｔａは、第２カム１１４の右側よりはみ出した位置状態となり、砥石Ｔの右側のダレは第２カム１１４の研削に影響を与えることはない。しかし、砥石Ｔの左端Ｔｂのダレは第１カム１１２と第２カム１１４の境界部における第２カム側の研削に影響を与え、研削残部Ｆを残す。この研削残部Ｆは、図２２の第１カム１１２の研削残部Ｆと共に、図２３において黒く塗り潰して示したが、第１カム１１２と第２カム１１４の境界部の位置に残る。

而して、本発明は上述した点に鑑みて創案されたものであって、本発明が解決しようとする課題は、カムリフト高さが異なる複合カムの第１カムと第２カムにおける共通ベース円部の境界部に生じる研削残部を、第１カムおよび第２カムの最後に研削を行った砥石をトラバース移動させることにより削除することにある。

上記課題を解決するため、本発明は次の手段をとる。

請求項１に係る発明のカム研削装置は、複合カムは、軸中心から外周面までのリフト高さが一定の第１半径で形成される第１ベース円部と、前記軸中心から外周面までのリフト高さが変化する第１カム部と、を有する第１カムと、前記軸中心から外周面までのリフト高さが一定の前記第１半径で形成される第２ベース円部と、前記軸中心から外周面までのリフト高さが変化する第２カム部と、を有する第２カムと、を有し、前記第１カムと前記第２カムは、同軸となるように軸方向に隣接して配設されており、かつ、互いに異なる第１カムリフトデータと第２カムリフトデータを有し、さらに、前記第１ベース円部の外周面の少なくとも一部と前記第２ベース円部の外周面の少なくとも一部とが同一面の共通ベース円部となっており、前記複合カムを研削するカム研削装置である。

そして、当該カム研削装置は、ベースとなる基台と、前記基台上に載置され、前記複合カムを前記軸中心回りに回転可能に支持するワーク回転装置を備えた主軸装置と、前記基台上に載置され、回転する砥石を備えた砥石装置と、前記複合カムに対して前記砥石を相対的に前記軸方向に往復移動可能なトラバース移動装置と、前記複合カムに対して前記砥石を相対的に前記軸方向と交差する方向に移動可能なプランジ移動装置と、前記ワーク回転装置、前記トラバース移動装置、および前記プランジ移動装置を制御する制御装置と、を備え、前記砥石の軸方向幅は前記第１カムおよび第２カムの軸方向幅より幅広とされており、かつ、共通ベース円部の軸方向幅より幅狭とされている。

そして、更に、前記制御装置は、前記第１カムにおける回転角度に対するリフト量が設定された前記第１リフトデータと、前記第２カムにおける回転角度に対するリフト量が設定された前記第２リフトデータと、に基づいて、前記第１ベース円部の外周面と前記第２ベース円部の外周面の少なくとも一部が同一面となる共通ベース円部の角度範囲を求める、共通ベース円部設定部と、前記プランジ移動装置と前記トラバース移動装置を制御して、前記第１カムの外周面に対向する位置に前記砥石を移動させ、前記ワーク回転装置と前記プランジ移動装置を制御して、前記第１カムを研削する、第１カム研削部と、前記第１カム研削後、前記プランジ移動装置と前記トラバース移動装置を制御して前記第２カムの外周面に対向する位置に前記砥石を移動させ、前記ワーク回転装置と前記プランジ移動装置を制御して前記第２カムを研削する、第２カム研削部と、前記第２カム研削後、前記トラバース移動装置を制御して、前記砥石を第２カムの研削後の位置からプランジ移動することなく両カムの境界に残存する研削残部を超える位置までトラバース移動させるとともに、前記ワーク回転装置を制御して、前記複合カムを前記砥石に対して前記共通ベース円部の角度範囲内で回転させ、前記共通ベース円部をトラバース研削する共通ベース円部トラバース研削部とを有する。

上述した請求項１に係る発明によれば、複合カムの第１カムと第２カムの砥石による研削を第１カム研削部および第２カム研削部により行うと、前述の「本発明が解決しようとする課題」で説明したように、両カムの共通ベース円部の境界部には、研削残部が残る。当該本発明は、この研削残部を次のようにして削除する。

先ず、当該本発明は、問題となる研削残部が残る第１カムと第２カムの共通ベース円部の角度範囲を、制御装置における共通ベース円部設定部により把握する。これは第１カムの第１リフトデータと、第２カムの第２リフトデータと、に基づいて求める。

そして、第１カムと第２カムの研削を終了した後、砥石を該第２カム研削部で研削した第２カムの位置から、両カムの共通ベース円部の研削残部が残存する境界部の外周面の位置までトラバース移動させる。これにより、共通ベース円部の角度範囲をトラバース研削して境界部の研削残部を削除する。

なお、当該請求項１に係る発明においては、第２カム研削部の第２カムの研削を終えた砥石を後退前進させることなく、そのままトラバース移動させるので、研削残部を確実に除去することができる。すなわち、第２カム研削部の第２カムの研削の研削終了後、砥石をいったん後退させて、境界部位置へトラバース移動させ、砥石を前進させてプランジ研削を行う場合には、砥石の前進位置に誤差を生じ、研削残部の削り残しが生じる可能性がある。

次に、請求項２に係る発明のカム研削装置は、前述の請求項１に係る発明のカム研削装置であって、前記第１カム研削部における前記第１カムの研削は、粗研削、精研削からなっており、前記第２カム研削部における前記第２カムの研削は、粗研削、精研削、スパークアウトからなっており、前記共通ベース円部の前記トラバース研削は、前記第２カムの前記スパークアウト後に行う。

上述した請求項２に係る発明によれば、スパークアウトの後に研削残部を除去するので、例えば、精研削の後、スパークアウトの後に研削残部を除去するに比べて、カム研削時間の短縮化を図ることができる。

次に、請求項３に係る発明のカム研削装置は、複合カムは、軸中心から外周面までのリフト高さが一定の第１半径で形成される第１ベース円部と、前記軸中心から外周面までのリフト高さが変化する第１カム部と、を有する第１カムと、前記軸中心から外周面までのリフト高さが一定の前記第１半径で形成される第２ベース円部と、前記軸中心から外周面までのリフト高さが変化する第２カム部と、を有する第２カムと、を有し、前記第１カムと前記第２カムは、同軸となるように軸方向に隣接して配設されており、かつ、互いに異なる第１カムリフトデータと第２カムリフトデータを有し、さらに、前記第１ベース円部の外周面の少なくとも一部と前記第２ベース円部の外周面の少なくとも一部とが同一面の共通ベース円部となっており、前記複合カムを研削するカム研削装置であって、ベースとなる基台と、前記基台上に載置され、前記複合カムを前記軸中心回りに回転可能に支持するワーク回転装置を備えた主軸装置と、前記基台上に載置され、回転する砥石を備えた砥石装置と、前記複合カムに対して前記砥石を相対的に前記軸方向に往復移動可能なトラバース移動装置と、前記複合カムに対して前記砥石を相対的に前記軸方向と交差する方向に移動可能なプランジ移動装置と、前記ワーク回転装置、前記トラバース移動装置、および前記プランジ移動装置を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記第１カムにおける回転角度に対するリフト量が設定された前記第１リフトデータと、前記第２カムにおける回転角度に対するリフト量が設定された前記第２リフトデータと、に基づいて、前記第１ベース円部の外周面と前記第２ベース円部の外周面の少なくとも一部が同一面となる共通ベース円部の角度範囲を求める、共通ベース円部設定部と、前記プランジ移動装置と前記トラバース移動装置を制御して、前記第１カムの外周面に対向する位置に前記砥石を移動させ、前記ワーク回転装置と前記プランジ移動装置を制御して、前記第１カムを研削する、第１カム研削部と、前記第１カム研削後、前記プランジ移動装置と前記トラバース移動装置を制御して前記第２カムの外周面に対向する位置に前記砥石を移動させ、前記ワーク回転装置と前記プランジ移動装置を制御して前記第２カムを研削する、第２カム研削部と、前記第２カム研削後、前記トラバース移動装置を制御して、前記砥石を第２カムの位置から、両カムの境界を超える位置までトラバース移動させるとともに、前記ワーク回転装置を制御して、前記複合カムを前記砥石に対して前記共通ベース円部の角度範囲内で回転させ、前記共通ベース円部をトラバース研削する共通ベース円部トラバース研削部とを有し、前記第１カム研削部における前記第１カムの研削は、粗研削、精研削からなっており、前記第２カム研削部における前記第２カムの研削は、粗研削、精研削、スパークアウトからなっており、前記共通ベース円部の前記トラバース研削は、前記第２カムの前記スパークアウト後に行い、前記制御装置の共通ベース円部トラバース研削部は、前記トラバース移動させる範囲を、前記第２カムの位置から、両カムの境界部を超えて前記第１カムの位置までとし、前記制御装置は、前記共通ベース円部の前記トラバース研削後、前記ワーク回転装置と前記プランジ移動装置とを制御して、前記砥石により第１カムをスパークアウトする第１カムスパークアウト部を有する。

上述した請求項３に係る発明によれば、前記共通ベース円部のトラバース研削後、砥石により第１カムのスパークアウトが行われるので、共通ベース円部のトラバース研削にできたツールマークを第１カムだけ除去できる。

次に、請求項４に係る発明のカム研削装置は、前述の請求項１に係る発明のカム研削装置であって、前記共通ベース円部トラバース研削部における前記トラバース研削は、前記第１カムおよび前記第２カム間で前記軸方向に往復移動させるオシレーション研削である。

上述した請求項４に係る発明によれば、共通ベース円部をオシレーション研削とすると、共通ベース円部に複数のツールマークがずらして形成され、ツールマークが目立ちにくくなる。

なお、前述した各請求項に係る発明のカム研削装置によれば、当該装置により下記する請求項５から請求項８に係る発明のカム研削方法をとることができ、上述した本発明の課題を解決することができる。

先ず、請求項５に係る発明のカム研削方法は、複合カムは、軸中心から外周面までのリフト高さが一定の第１半径で形成される第１ベース円部と、前記軸中心から外周面までのリフト高さが変化する第１カム部と、を有する第１カムと、前記軸中心から外周面までのリフト高さが一定の前記第１半径で形成される第２ベース円部と、前記軸中心から外周面までのリフト高さが変化する第２カム部と、を有する第２カムと、を有し、前記第１カムと前記第２カムは、同軸となるように軸方向に隣接して配設されており、かつ、互いに異なる第１カムリフトデータと第２カムリフトデータを有し、さらに、前記第１ベース円部の外周面の少なくとも一部と前記第２ベース円部の外周面の少なくとも一部とが同一面の共通ベース円部となっており、前記複合カムを研削する、カム研削方法である。

そして、前記第１カムにおける回転角度に対するリフト量が設定された前記第１リフトデータと、前記第２カムにおける回転角度に対するリフト量が設定された前記第２リフトデータと、に基づいて、前記第１ベース円部の外周面と前記第２ベース円部の外周面の少なくとも一部が同一面となる共通ベース円部の角度範囲を求める、共通ベース円部設定工程と、前記第１カムを前記第１リフトデータに基づいて砥石によりプランジ研削する、第１カム研削工程と、前記第１研削工程後、前記第２カムを前記第２リフトデータに基づいて砥石によりプランジ研削する、第２カム研削工程と、前記第２カム研削工程後、前記砥石を第２カムの研削後の位置からプランジ移動することなく、両カムの境界に残存する研削残部を超える位置までトラバース移動させるとともに、前記複合カムを前記砥石に対して前記共通ベース円部の角度範囲内で回転させ、前記共通ベース円部をトラバース研削する共通ベース円部トラバース研削工程とを有する。

次に、請求項６に係る発明のカム研削方法は、上述した請求項５に記載のカム研削方法であって、前記第１カム研削工程は、粗研削、精研削からなっており、前記第２カム研削工程は、粗研削、精研削、スパークアウトからなっており、前記共通ベース円部トラバース研削工程は、前記第２カム研削工程の前記スパークアウト後に行う、カム研削方法である。

次に、請求項７に係る発明のカム研削方法は、複合カムは、軸中心から外周面までのリフト高さが一定の第１半径で形成される第１ベース円部と、前記軸中心から外周面までのリフト高さが変化する第１カム部と、を有する第１カムと、前記軸中心から外周面までのリフト高さが一定の前記第１半径で形成される第２ベース円部と、前記軸中心から外周面までのリフト高さが変化する第２カム部と、を有する第２カムと、を有し、前記第１カムと前記第２カムは、同軸となるように軸方向に隣接して配設されており、かつ、互いに異なる第１カムリフトデータと第２カムリフトデータを有し、さらに、前記第１ベース円部の外周面の少なくとも一部と前記第２ベース円部の外周面の少なくとも一部とが同一面の共通ベース円部となっており、前記複合カムを研削する、カム研削方法であって、前記第１カムにおける回転角度に対するリフト量が設定された前記第１リフトデータと、前記第２カムにおける回転角度に対するリフト量が設定された前記第２リフトデータと、に基づいて、前記第１ベース円部の外周面と前記第２ベース円部の外周面の少なくとも一部が同一面となる共通ベース円部の角度範囲を求める、共通ベース円部設定工程と、前記第１カムを前記第１リフトデータに基づいて砥石によりプランジ研削する、第１カム研削工程と、前記第１研削工程後、前記第２カムを前記第２リフトデータに基づいて砥石によりプランジ研削する、第２カム研削工程と、前記第２カム研削工程後、前記砥石を第２カムの位置から、両カムの境界を超える位置までトラバース移動させるとともに、前記複合カムを前記砥石に対して前記共通ベース円部の角度範囲内で回転させ、前記共通ベース円部をトラバース研削する共通ベース円部トラバース研削工程とを有し、前記第１カム研削工程は、粗研削、精研削からなっており、前記第２カム研削工程は、粗研削、精研削、スパークアウトからなっており、前記共通ベース円部トラバース研削工程は、前記第２カム研削工程の前記スパークアウト後に行い、前記共通ベース円部トラバース研削工程は、前記砥石をトラバース移動させる範囲を、前記第２カムの位置から、両カムの境界部を超えて前記第１カムの位置までとし、前記共通ベース円部トラバース研削工程後、前記砥石により前記第１カムをスパークアウトする第１カムスパークアウト工程を有する、カム研削方法である。

次に、請求項８に係る発明のカム研削方法は、上述した請求項５に記載のカム研削方法であって、前記共通ベース円部トラバース研削工程における前記トラバース研削は、前記第１カムおよび前記第２カム間で前記軸方向に往復移動させるオシレーション研削である、カム研削方法である。

上述した装置の本発明によれば、カムリフト高さが異なる複合カムの第１カムと第２カムにおける共通ベース円部の境界部に生じる研削残部を、第１カムおよび第２カムの最後に研削を行った砥石をトラバース移動させることにより削除することができる。

本実施形態が対象とする複合カムをカム軸線方向から見た概略図である。 同複合カムを構成する第１カムと第２カムをカム軸線に直交する方向から見た側面図である。 複合カム１４を選択的に制御するカム制御機構の一例を示す実施形態の斜視図である。 カム研削装置の平面図である。 カム研削装置の右側面図である。 制御装置の制御機能を示すブロック図である。 制御装置による第１実施形態の工程フローである。 制御装置による第２実施形態の工程フローである。 第１カム研削工程の詳細工程フローである。 第２カム研削工程の詳細工程フローである。 共通ベース円部オシレーション研削工程の詳細工程フローである。 共通ベース円部トラバース研削左進工程の詳細工程フローである。 第１カム空研削工程の詳細工程フローである。 共通ベース円部トラバース研削右進工程の詳細工程フローである。 第２カム空研削工程の詳細工程フローである。 第1カム研削の説明図である。 第２カム研削の説明図である。 共通ベース円部をトラバース研削する第１実施形態の説明図である。 共通ベース円部をトラバース研削する第２実施形態の説明図である。 第３実施形態において、第１カム、第２カムに対する砥石の軌跡のイメージを示す展開図である。 従来技術を説明するための複合カムをカム軸線方向から見た概略図である。 同複合カムを構成する第１カムと第２カムをカム軸線に直交する方向から見た側面図であり、第１カムを研削する状態図である。 同第２カムを研削する状態図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

先ず、本実施形態が対象とする複合カム１０について説明する。図１は複合カム１０をカム軸線ｘ方向から見た概略図である。図２は複合カム１０を構成する第１カム１２と第２カム１４をカム軸線ｘに直交する方向から見た側面面で示し、それぞれ最大のリフト高さ位置で図示した側面図である。

本実施形態の複合カム１０は図２に示すように第１カム１２と第２カム１４とが軸方向に隣接して配設されて構成されている。本実施形態では、第１カム１２は低速用のカム、第２カム１４は高速用のカムとなっている。低速用の第１カム１２の最大リフト高さは、高速用の第２カム１４の最大リフト高さより低くなっている。なお、図２に示されるように、低速用の第１カム１２と高速用の第２カム１４の軸方向ｘの幅形成は同じとされている。すなわち、第１カム１２の幅Ｅ１と第２カムの幅Ｅ２は同じとされている。

図１に示されるように、低速用の第１カム１２と高速用の第２カム１４の位相角は異なっている。内燃機関の回転方向（図１の矢印方向）に対して、高速用の第２カム１４は低速用の第１カム１２より早い位相となっている。これにより、内燃機関のバルブの開弁作動は、第１カム１２より第２カム１４の方が早く行われる。なお、本実施形態では、高速用の第２カム１４のリフト高さ方向のカム輪郭と、低速用の第１カム１２のリフト高さ方向のカム輪郭とは、角度方向において相互にずれた位置にあり、カム軸線方向から見た場合、相互にはみ出した位置関係にある。なお、はみ出すことなく他方のカム輪郭が一方のカム輪郭内にある場合でも、最大カム高さ位置の位相が異なっていてもよい。

図１に示すように、第１カム１２と第２カム１４のそれぞれのカム外形形状は、カム軸心ｘから一定の第１半径ｒで形成される第１ベース円部と、この第１ベース円部以外のカム高さ変化輪郭部とからなっている。図１では第１カム１２の第１ベース円部をＣ１で示し、カム高さ変化輪郭部をＤ１で示した。同様に第２カム１４の第２ベース円部をＣ２で示し、カム高さ変化輪郭部をＤ２で示した。第１カム１２と第２カム１４はカム高さと位相角が異なっていることから、第１ベース円部Ｃ１と、第２ベース円部Ｃ２の範囲も異なっており、両カム１２，１４の第１ベース円部Ｃ１と，第２ベース円部Ｃ２が重なり合う同一面部分が共通ベース円部Ｃとして図１に示されている。

図３は上述した複合カム１０を備えたカム軸１８における第１カム１２と第２カム１４を選択的に制御するカム制御機構１６の一例を示す実施形態である。カム軸１８に第１カム１２と第２カム１４が配設されており、この第１カム１２と第２カム１４はそれぞれのバルブ（弁）２０に対して配設され互いに一体化して、複合カム１０を構成している。本実施形態の場合は、２組の複合カム１０がそれぞれカム軸１８に対して一体回転可能で、かつ軸方向に移動可能とされている。

バルブ２０はタペット２２の揺動運動により上下動させられる。タペット２２は第１カム１２あるいは第２カム１４との選択的接触により、当カム１２，１４により揺動させられる。詳細には、接触はタペット２２に備えられたタペットローラ２３とカム１２，１４の接触により行われる。このカム１２，１４とタペット２２との選択的接触は、電磁ソレノイド等のアクチュエータ２４のピン２６と、複合カム１０の側部に一体的に配設された螺旋溝形成体２８との係合により行われる。螺旋溝形成体２８には、その外周面に軸方向の螺旋溝が形成されており、この螺旋溝に前述のピン２６が係合して、カム軸１８、複合カム１０の回転により、２組の複合カム１０が軸方向に移動する。左右に配設される螺旋溝形成体２８の螺旋溝は同方向に形成されており、例えば、一方の螺旋溝形成体２８の螺旋溝へのピン２６の係合により右方向に移動する。また、他方の螺旋溝形成体２８の螺旋溝へのピン２６の係合により右方向に移動する。これによりタペット２２に接触するカムの位置が切替えられる。なお、アクチュエータ２４による切替え作動は、タペット２２と第１カム１２および第２カム１４との接触状態が、共通ベース円部Ｃのときに行われるようになっている。

次に、カム研削装置３０を図４および図５により説明する。図４は平面図、図５は右側面図を示す。なお、図５は図４における心押し装置５８の図示は省略されている。これらの図に記入されているＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は互いに直交した状態を示している。Ｙ軸方向は鉛直上向きの方向を示している。Ｘ軸方向とＺ軸方向は互いに直交する水平方向を示している。

本実施形態のカム研削装置３０は、上述した複合カム１０を備えたワークＷとしてのカム軸１８を、回転支持して、円筒状の砥石Ｔにより研削するものである。カム研削装置３０は、図４に示すように、キーボード等の入力装置３２、モニタ等の表示装置３４、テープリーダ等のデータ読込装置３６、自動プログラミング装置３８、数値制御装置４０、ドライブユニット４２，４４，４６、４８、砥石装置５０、ワーク支持装置５２にて構成されている。

データ読込装置３６は、入力装置３２及び表示装置３４を用いた作業者からの操作に従って、各種のデータを読み込む。この場合、研削対象の複合カム１０の形状を特定するためのカムリフトデータと、砥石Ｔの径とを読み込む。本実施形態では、図１に示す位相とカムリフト高さが異なる２つのカムリフトデータが読み込まれる。すなわち、第１カム１２の第１カムリフトデータと、第２カム１４の第２カムリフトデータと、第１カム１２の基準位相からの最大リフト時の位相までの角度と、第２カム１４の基準位相からの最大リフト時の位相までの角度とが読み込まれている。第１カム１２の基準位相と第２カム１４の基準位相は同じ位相である。

入力装置３２には、表示装置３４を見ながら作業者によって、詳細には、次のようなデータが入力される。すなわち、（ａ）第１カム１２の幅Ｅ１，（ｂ）第２カム１４の幅Ｅ２、（ｃ）砥石Ｔの幅Ｇ、径Ｈ、（ｄ）空研削時における砥石Ｔの回転数ｍ１、主軸７４の回転数ｎ１、砥石Ｔの切込み量Ｊ、（ｅ）粗研削時における砥石Ｔの回転数ｍ２、主軸７４の回転数ｎ２、砥石Ｔの切込み量Ｋ、（ｆ）精研削時における砥石Ｔの回転数ｍ３、主軸７４の回転数ｎ３、砥石Ｔの切込み量Ｍ、（ｇ）スパークアウト時における砥石Ｔの回転数ｍ４、主軸７４の回転数ｎ４、主軸７４の回転量、（ｈ）研削残部削除時における砥石Ｔの回転数ｍ５、主軸７４の回転数ｎ５、主軸７４の回転量、が入力される。なお、上記の（ｄ）〜（ｇ）のデータは、後述する第１カム研削工程、及び第２カム研削工程毎に入力され、自動プログラミング装置３８によって第１カム研削工程のプログラムと、第２カム研削工程のプログラムが自動的に作られる。

カム研削装置３０には、各種装置を載置するベースとなる基台５４を備える。この基台５４上には、ワークテーブル駆動装置６６によってＺ軸方向に往復移動可能なワークテーブル６５と、砥石台駆動装置６８にとってＸ軸方向に往復移動可能な砥石台７０が載置されている。この本実施形態におけるワークテーブル駆動装置６６が本発明のトラバース移動装置に相当し、砥石台駆動装置６８がプランジ移動装置に相当する。

ワークテーブル６５の上には、Ｚ軸と平行であり、センタ７２の中心を通る主軸回転軸線回りに回転する主軸７４を備えた主軸装置５６と、主軸回転軸線上に設けられたセンタ７３を備えた心押し装置５８とが載置されている。なお、主軸７４は主軸駆動装置７６によって回転可能となっている。この主軸駆動装置７６が本発明のワーク回転装置に相当する。また、複合カム１０を有するワークＷとしてのカム軸１８は、センタ７２とセンタ７３とで挟持される。なお、主軸７４にはワークＷとしてのカム軸１８の回転位相と主軸７４の回転位相を一致させるための位置決めピン７８が設けられており、ワークＷとしてのカム軸１８には前記位置決めピン７８が嵌合する嵌合部（図示省略）が形成されている。これにより、前記位置決めピン７８と前記嵌合部とが嵌合するようにカム軸１８が位置決めされて挟持される。

砥石台７０の上には、モータ等の砥石駆動装置８０によって回転する砥石Ｔが載置されている。本実施形態では、これらによって本発明の砥石装置５０が構成されている。

数値制御装置４０は、ドライブユニット４２，４４，４６，４８に制御信号を出し、各種の駆動装置６８，７６，６６，８０を駆動制御することにより各種装置を制御する。本実施形態の場合、数値制御装置４０は、ドライブユニット４２に制御信号を出し、砥石台駆動装置６８を駆動制御することにより砥石台７０のＸ軸方向の位置である砥石Ｔの進退位置を制御する。また、数値制御装置４０は、ドライブユニット４４に制御信号を出し、主軸駆動装置７６を駆動制御することにより主軸７４の主軸回転角度を制御する。また、数値制御装置４０は、ドライブユニット４６に制御信号を出し、ワークテーブル駆動装置６６を駆動制御することによりワークテーブル６５のＺ軸方向の位置を制御する。また、ドライブユニット４８に制御信号を出し、砥石駆動装置８０を駆動制御することにより砥石Ｔの回転数を制御する。

なお、ドライブユニット４４は主軸駆動装置７６のエンコーダ７６Ｅの検出信号から主軸７４の実際の主軸回転角度を取り込んでフィードバック制御する。また、ドライブユニット４２は砥石台駆動装置６８のエンコーダ６８Ｅの検出信号から砥石台７０の実際のＸ軸方向の位置を取り込んでフィードバック制御する。また、ドライブユニット４６はワークテーブル駆動装置６６のエンコーダ６６Ｅの検出信号からワークテーブル６５の実際のＺ軸方向の位置を取り込んでフィードバック制御する。

具体的には、ワークテーブル６５の移動量は、エンコーダ６６Ｅとドライブユニット４６によって検出される。また、砥石台７０のワークテーブル６５側の移動量は、エンコーダ６８Ｅとドライブユニット４２によって検出され、指令信号である制御信号の移動量と、エンコーダとドライブユニットによる実際の移動量が一致すると、完了信号が数値制御装置へ送信される。

また、図５に示すように、複合カム１０を有するカム軸１８自体の軸中心であるワーク回転軸線ＰＷが主軸７４の回転軸である主軸回転軸線と一致するように、ワークＷとしてのカム軸１８はセンタ７２とセンタ７３との間に挟持されている。

また、本実施形態にて説明するカム研削装置３０は、主軸回転軸線（図５の例ではワーク回転軸線ＰＷと一致）と砥石Ｔの回転軸である砥石回転軸線ＰＴは同一の水平面ＳＴＭ上にある。

次に、制御装置６４の制御内容について説明する。制御装置６４は図４に示す仮想線で囲む範囲内の構成要素により構成される。制御装置６４は第１カム１２および第２カム１４の研削を行う各駆動装置を制御する。すなわち、ワーク回転装置としての主軸駆動装置７６、トラバース移動装置としてのワークテーブル駆動装置６６、およびプランジ移動装置としての砥石台駆動装置６８を制御する。

制御装置６４には、図６に示すように、上記各駆動装置を制御するための各制御機能部を備える。すなわち、共通ベース円部設定部８２、第１カム研削部８４、第２カム研削部８６、共通ベース円部トラバース研削部８８、第１カムスパークアウト部９０を備える。

共通ベース円部設定部８２は、第１カム１２と第２カム１４の共通ベース円部Ｃを、後述の制御工程フローにおける共通ベース円設定工程のプログラムにより設定する機能部である。

第１カム研削部８４は、第１カム１２の研削を後述の第１カム研削工程のプログラムにより行う機能部である。第２カム研削部８６は、第２カム１４の研削を、後述の第２カム研削工程のプログラムにより行う機能部である。

共通ベース円部トラバース研削部８８は、第１カム研削工程および第２カム研削工程で生じた研削残部の削除を、後述の共通ベース円部トラバース研削工程のプログラムにより行う機能部である。

第１カムスパークアウト部９０は、後述の第２実施形態における共通ベース円部トラバース研削工程の後行う第１カムのスパークアウトを、後述の第１カムスパークアウト研削工程のプログラムにより行う機能部である。

上記各機能部を用いて上記各駆動装置を作動制御する制御工程フローは、本実施形態は、図７に示す第１実施形態の制御工程フローと、図８に示す第２実施形態の制御工程フローがある。以下、各実施形態について説明する。

先ず、図７に示す第１実施形態について説明する。図７の制御工程フローに示すように、先ず、ステップＳ１０において、前述もしたように図１に示す第１カム１２および第２カム１４の外形輪郭を表す第１カムリフトデータおよび第２カムリフトデータが読み込まれる。

次に、ステップＳ１１の共通ベース円部設定工程で、第１カム１２と第２カム１４との共通ベース円部Ｃを求める。これは図１に示す第１カム１２における回転角度に対するリフト量が設定された第１カムリフトデータと、第２カム１４における回転角度に対するリフト量が設定された第２カムリフトデータとから求められる。図１に示す第１カムの第１ベース円部Ｃ１の外周面と、第２カム１４の第２ベース円部Ｃ２の外周面において、半径ｒの共通面となる角度範囲を共通ベース円部Ｃとして求める。なお、このステップＳ１１の共通ベース円部設定工程は後述する第２カム研削工程の終了するまでに行えばよい。

次に、ステップＳ１２の第１カム研削工程で、第１カム１２の研削を行う。図１６は第１カム研削工程の研削状態の概略図を示す。砥石Ｔは、ワークテーブル駆動装置６６と砥石台駆動装置６８が制御装置６４の制御により、第１カム１２の外周面に対向する位置に移動させられる。そして、主軸駆動装置７６と砥石台駆動装置６８を制御装置６４により制御して第１カム１２をプランジ研削する。

図９は第１カム研削工程Ｓ１２の詳細工程フローを示す。図９に示されるように、第１カム１２の研削は、位置決めＳ３１、空研削Ｓ３２、粗研削Ｓ３３、精研削Ｓ３４、スパークアウトＳ３５、砥石台後退Ｓ３６の順に行われる。位置決めＳ３１は、図１６のトラバース方向（図１６で見て左右方向）において、第１カム１２の右端が砥石Ｔの右端と対応する位置となるようにワークテーブル６５を右進させる。そして、プランジ方向（図１６で見て上下方向）において、複合カム１０の軸線ｘから半径ｒ＋空研削の切込み量Ｊ＋粗研削の切込み量Ｋ＋精研削の切込み量Ｍだけ砥石台７０側へ離れた位置へ砥石Ｔが位置するよう砥石台７０を前進させる。

上記の位置決めＳ３１によって、図１６に示すトラバース方向（左右方向）において、第１カム１２の右端に砥石Ｔの右端が位置決めされる。また、プランジ方向（上下方向）において、第１カム１２に対して砥石Ｔが空研削の切込み量Ｊだけ離れた位置に位置決めされる。空研削によって、砥石Ｔは空研削の切込み量Ｊだけプランジ方向に移動し、砥石Ｔは第１カム１２の外周面と接触状態となる。この状態から、粗研削によって、砥石Ｔは粗研削の切込み量Ｋだけプランジ方向に前進し、粗研削を行う。更に、精研削によって、砥石Ｔは精研削の切込み量Ｍだけプランジ方向に前進し、精研削を行う。その後、主軸７４が所定の回転量に達するまでスパークアウトを行う。以上の研削が終わったら、次の第２カム研削工程Ｓ１４のため、プランジ方向において、切込み量Ｊ＋切込み量Ｋ＋切込み量Ｍで算出された値だけ砥石台７０を後退させる。

図７に戻り、上記の第１カム研削工程Ｓ１２の終了後、ステップＳ１３のトラバース移動が行われる。トラバース移動は、砥石Ｔを図１６の位置から図１７に示す位置への移動である。これは、トラバース方向において、砥石Ｔの幅Ｇだけワークテーブル６５を右進させる移動である。

その後、ステップＳ１４の第２カム研削工程が行われる。第２カム研削工程Ｓ１４は第２カム１４の研削を行う。図１７は第２カム研削工程Ｓ１４の研削状態を示す。砥石Ｔは、ワークテーブル駆動装置６６と砥石台駆動装置６８が制御装置６４の制御により、図１７に示す矢印の経路により、第２カム１４の外周面に対向する位置に移動させられる。そして、主軸駆動装置７６と砥石台駆動装置６８を制御装置６４により制御して第２カム１４をプランジ研削する。

図１０は第２カム研削工程Ｓ１４の詳細工程フローを示す。図１０に示されるように、第２カム１４の研削は、位置決めＳ４１、空研削Ｓ４２、粗研削Ｓ４３、精研削Ｓ４４、スパークアウトＳ４５の順に行われる。位置決めＳ４１は、前記のトラバース移動Ｓ１３により当該第２カム研削工程Ｓ１４の砥石Ｔの位置決めが行われる。この位置決めによって、トラバース方向において、第２カム１４の左端に砥石Ｔの左端が位置する。また、プランジ方向において、第２カム１４に対して砥石Ｔが空研削の切込み量Ｊだけ離れた位置にある。空研削Ｓ４２によって、砥石Ｔは空研削の切込み量Ｊだけプランジ方向に前進させる。粗研削Ｓ４３によって、砥石Ｔは粗研削の切込み量Ｋだけプランジ方向に前進させる。精研削Ｓ４４によって、砥石Ｔは精研削の切込み量Ｍだけプランジ方向に前進させる。その後、スパークアウトＳ４５によって、主軸７４が所定の回転量に達するまでスパークアウトを行う。

なお、上記における第１カム研削工程Ｓ１２及び第２カム研削工程Ｓ１４における空研削時の切込み量Ｊは、次のとおりである。当該第空研削時の切込み量Ｊは、第１カム１２又は第２カム１４の最大リフト量より大きく、空研削前の砥石台７０の位置で、ワークテーブル６５をトラバースさせても、砥石Ｔと第１カム１２、第２カム１４が干渉しない量である。すなわち、最大リフト量＝リフトデータの最大値―リフトデータの最小値、である。また、リフトデータの最小値は、第１ベース円部Ｃ１、第２ベース円部Ｃ２の半径である。

また、第１カム研削工程Ｓ１２及び第２カム研削工程１４における空研削、粗研削、精研削、スパークアウト時は、主軸７４の回転角に連動して第１カムリフトデータあるいは第２カムリフトデータに基づき砥石台７０を前進後退させる。この前進後退は、切込み量だけプランジ方向に前進させる動作と連動して行う。

なお、上述の第１カム研削工程１２及び第２カム研削工程１４のカム研削は、粗研削、精研削、スパークアウトの順で、３段階で行われる。これにより研削時間の短縮化を図ることができる。すなわち、精研削のみで行うこともできるが、研削時間がかかる。なお、スパークアウトはプランジ研削のような研削送りを有しない研削である。このスパークアウトを行う理由は、精研削において研削されたワークＷには、その加工時に撓み変形が生じていることから、そのたわみ変形分を研削送りのない状態で研削を行い、たわみ変形を取り除き、研削精度を向上させるものである。

上述の第１カム研削工程Ｓ１２および第２カム研削工程Ｓ１４における砥石Ｔによる第１カム１２および第２カム１４のプランジ研削においては、「発明が解決しようとする課題」で説明したように第１カム１２と第２カム１４の境界部に研削残部Ｆが残る。その研削残部Ｆを黒く塗り潰して示した。なお、研削残部Ｆおよび第１カム１２、第２カム１４の仮想線で示す研削代は理解を容易とするため誇張して図示されている。

次に、上記の第２カム研削工程Ｓ１４後、図７に示す共通ベース円部トラバース研削工程Ｓ１５で、第１カム１２と第２カム１４の境界部に残った上記の研削残部Ｆの研削を行い、削除する。

図１８は共通ベース円部トラバース研削工程Ｓ１５の研削状態の概略図を示す。当該共通ベース円部トラバース研削工程Ｓ１５では、ワークテーブル６５を砥石Ｔの右端が第２カム１４の右端と対応する位置まで、トラバース方向に左進させる。この左進させた位置は、第１カム１２と第２カム１４の境界部に残った研削残部Ｆを超えた位置となっている。なお、この左進動作は、ワークテーブル駆動装置６６を制御装置６４により制御して、砥石Ｔを図１９に矢印で示すようにトラバース移動させることにより行われる。

共通ベース円部トラバース研削工程Ｓ１５において、共通ベース円部Ｃの角度が、１８０度以下であるので、主軸７４の当該工程Ｓ１５における回転数ｎ５は、精研削時の回転数ｎ３に比べて小さく、トラバース速度は、第１カム研削工程後第２カム研削工程前に行われるトラバース速度よりも大きい。

上記のトラバース移動は、砥石Ｔの左端Ｔｂが両カム１２，１４の境界部に残存する研削残部Ｆの位置を越えた位置まで行われ、これと同時に主軸駆動装置７６を制御して共通ベース円部Ｃの角度範囲で両カム１２，１４を回転させ、境界部の研削残部Ｆを削除すると共に、共通ベース円部Ｃのスパークアウトを行う。これにより研削残部Ｆが削除される。

なお、上記の砥石Ｔのトラバース移動においては、図１に示す、共通ベース円部Ｃの反時計廻り端部ＣＡに砥石Ｔが位置した状態で、第１カム１２、第２カム１４を反時計廻りに回転させると共に、砥石Ｔに対して第１カム１２、第２カム１４をトラバース方向に右進させる。共通ベース円部Ｃの反時計廻り端部ＣＢに砥石Ｔが位置し、幅Ｇ−幅Ｆの値だけトラバースした状態で、砥石台７０を高速で後退させ、砥石Ｔによって第１カム１２のカム高さ変化輪郭部Ｄ１が研削されるのを防止する。

なお、図１８の砥石Ｔのトラバース移動において、砥石Ｔを研削残部を越える位置までトラバース移動させた際に、砥石Ｔの右端が第２カム１４の右端の位置を越えない位置とされる位置関係とされるのが良い。これにより第２カム研削工程により研削した第２カム１４の研削面に影響を及ぼすことがない。

次に、図８に示す第２実施形態の制御工程フローについて説明する。当該第２実施形態の制御工程フローにおいて、前述した図７に示す第１実施形態の制御工程フローと同じ工程については、同じ符号を付すことにより、詳細説明は省略する。すなわち。ステップＳ１０の第１カムおよび第２カムのカムリフトデータの入力、ステップＳ１１の共通ベース円部設定工程、ステップＳ１２の第１カム研削工程、ステップＳ１３のトラバース移動、ステップＳ１４の第２カム研削工程は、第１実施形態の制御工程フローと同じである。

図８に示す第２実施形態のステップＳ２５の共通ベース円部トラバース研削工程は、前述の第１実施形態の共通ベース円部トラバース研削工程Ｓ１５と同様に、第１カム１２と第２カム１４の境界部に残った研削残部Ｆの研削を行い、削除するものである。しかし、削除するためのトラバース移動範囲が異なっている。

図１９は共通ベース円部トラバース研削工程Ｓ２５の研削状態の概略図を示す。砥石Ｔは、先ず、第１実施形態の場合と同様に、第２カム１４との接触位置状態を主軸駆動装置７６を制御装置６４の制御により、第２カム１４の共通ベース円部Ｃの位置状態とする。この位置状態においてワークテーブル駆動装置６６を制御装置６４により制御して、砥石Ｔを図１９に矢印で示すようにトラバース移動させる。

そして、上記のトラバース移動は、この第２実施形態においては、砥石Ｔの左端が両カム１２，１４の境界部に残存する研削残部Ｆの位置を越えて、砥石Ｔの右端Ｔａが第１カム１２の左端に対応する位置までトラバース移動させる。このトラバース移動において、主軸駆動装置７６と砥石台駆動装置６８を制御して共通ベース円部設定工程Ｓ１１により求めた共通ベース円部Ｃの角度範囲で両カム１２，１４を回転させ、境界部の研削残部Ｆを削除すると共に、共通ベース円部Ｃのスパークアウトを行う。これにより研削残部Ｆが削除される。この共通ベース円部Ｃの範囲における研削残部Ｆを、砥石Ｔのトラバース移動により削除し、スパークアウトするのを、トラバース研削と称する。

第２実施形態では、上記の共通ベース円部トラバース研削工程Ｓ２５によりトラバース研削を行った後、ステップＳ２６の第１カムスパークアウト研削工程が行われる。

第１カムスパークアウト研削工程Ｓ２６は、共通ベース円部Ｃの反時計廻り端部ＣＢに砥石Ｔが位置し、砥石Ｔの幅Ｇだけトラバースした状態で、主軸７４の回転角に連動して第１カム１２のリフトデータにもとづき砥石台７０を前進後退させ、第１カム１２のスパークアウトを行う。第１カム１２のスパークアウトによって、共通ベース円部トラバース研削工程Ｓ２５で共通ベース円部Ｃにできたツールマークから、第１カム１２に対応する部分だけが消える。

スパークアウトの後は、砥石台７０を高速で後退させ、砥石Ｔによって第１カム１２のカム高さ変化輪郭部Ｄ１が研削されるのを防止する。第１実施形態の共通ベース円部Ｃのトラバース量は少ないのに対し、第２実施形態の共通ベース円部Ｃでのトラバース量は大きいので、トラバース速度を上げるのに限界がある場合は、主軸７４の回転数を第１実施形態時に比べて落とす。

続いて、図１１に示す第３実施形態について説明する。第３実施形態は、第１実施形態と同様に図７の制御工程フローにおけるステップＳ１０〜Ｓ１４が実施されるが、共通ベース円部トラバース研削工程Ｓ１３に代えて、図１１の共通ベース円部オシレーション研削工程Ｓ５０が実施される。第２実施形態の共通ベース円部トラバース研削工程Ｓ２５は、共通ベース円部Ｃに対し１回の左進のトラバース研削しか行わないのに対し、第３実施形態の共通ベース円部オシレーション研削工程Ｓ５０は、共通ベース円部Ｃに対し複数回の往復トラバース研削を行う。

図１１にもとづいて第３実施形態である共通ベース円部オシレーション研削工程Ｓ５０について説明する。共通ベース円部オシレーション研削工程Ｓ５０は、共通ベース円部トラバース研削左進工程Ｓ５１と、第１カム空研削工程Ｓ６０と、共通ベース円部トラバース研削右進工程Ｓ７０と、第２カム空研削工程Ｓ８０と、ｎ＝ｎ＋１のカウントアップ工程Ｓ５２と、ｎ＝ａのカウント数判定工程Ｓ５３と、ｎ＝０のカウントリセット工程Ｓ５４との順に行われる。カウント数判定工程Ｓ５３で、ｎ＝ａに達していないと判断した場合には、Ｓ５１からＳ５３のステップを再度実行する。カウント数判定工程Ｓ５３で、ｎ＝ａに達していると判断した場合には、共通ベース円部オシレーション研削工程Ｓ５０を終了する。

図１２にもとづいて共通ベース円部トラバース研削左進工程Ｓ５１について説明する。共通ベース円部トラバース研削左進工程Ｓ５１は、砥石Ｔに共通ベース円部Ｃの位相ＣＡが対応し、砥石Ｔの左端が第２カム１４の左端と対応する工程Ｓ５５と、第１カム１２、第２カム１４を反時計廻りに回転させると共に、砥石Ｔに対して第１カム１２、第２カム１４を左進させ、トラバース研削する左進トラバース工程Ｓ５６と、砥石Ｔに共通ベース円部Ｃの位相ＣＢが対応し、砥石Ｔの右端が第１カム１２の右端と対応する工程Ｓ５７との順に行われる。

図１３にもとづいて第１カム空研削工程Ｓ６０について説明する。第１カム空研削工程Ｓ６０は、砥石台７０を切込み量をＪだけ後退させるとともに、第１カムリフトデータにもとづいて第１カム１２、第２カム１４を反時計廻りに回転させながら、砥石台７０を前進後退させる後退空研削工程Ｓ６１と、砥石台７０を切込み量をＪだけ前進させるとともに、第１カムリフトデータにもとづいて第１カム１２、第２カム１４を反時計廻りに回転させながら、砥石台７０を前進後退させる前進空研削工程Ｓ６２との順に行われる。

図１４にもとづいて共通ベース円部トラバース研削右進工程Ｓ７０について説明する。共通ベース円部トラバース研削右進工程Ｓ７０は、砥石Ｔに共通ベース円部Ｃの位相ＣＡが対応し、砥石Ｔの右端が第２カム１４の右端と対応する工程Ｓ７１と、第１カム１２、第２カム１４を反時計廻りに回転させると共に、砥石Ｔに対して第１カム１２、第２カム１４を右進させ、トラバース研削する右進トラバース工程Ｓ７２と、砥石Ｔに共通ベース円部Ｃの位相ＣＢが対応し、砥石Ｔの左端が第２カム１４の左端と対応する工程Ｓ７３との順に行われる。

図１５にもとづいて第２カム空研削工程Ｓ８０について説明する。第２カム空研削工程Ｓ８０は、砥石台７０を切込み量Ｊだけ後退させるとともに、第２カムリフトデータにもとづいて第１カム１２、第２カム１４を反時計廻りに回転させながら、砥石台７０を前進後退させる後退空研削工程Ｓ８１と、砥石台７０を切込み量Ｊだけ前進させるとともに、第２カムリフトデータにもとづいて第１カム１２、第２カム１４を反時計廻りに回転させながら、砥石台７０を前進後退させる前進空研削工程Ｓ８２との順に行われる。

図２０にもとづいて第３実施形態の第１カム１２、第２カム１４に対する砥石Ｔの軌跡を説明する。図２０は、第１カム１２、第２カム１４の外周を平面状に展開した図である。

左進トラバース工程Ｓ５６では砥石Ｔは軌跡Ｔ２上を移動し、後進空研削工程Ｓ６１および前進空研削工程Ｓ６２では砥石Ｔは軌跡Ｔ３上を移動し、右進トラバース工程Ｓ７２では砥石Ｔは軌跡Ｔ４上を移動し、後退空研削工程Ｓ８１および前進空研削工程Ｓ８２では砥石Ｔは軌跡Ｔ１上を移動する。

上述した本実施形態によれば、第１カム研削工程Ｓ１２および第２カム研削工程Ｓ１４において生じる第１カム１２と第２カム１４との境界部の研削残部Ｆは、共通ベース円部トラバース研削工程Ｓ１５，Ｓ２５により削除される。このためタペット２２が第１カム１２および第２カム１４との間を相対移動する際、従来のように研削残部Ｆを乗り越えて行われることがなく、その作動がスムースに行われる。このため、砥石の取替え頻度を早くして、砥石の研磨を早期に行う必要もない。

また、上述した本実施形態によれば、第２カム研削工程Ｓ１４後に行う共通ベース円部トラバース研削工程Ｓ１５，Ｓ２５は、その第１実施形態および第２実施形態のいずれの場合も、第２カム研削工程Ｓ１４により研削した第２カム１４からプランジ移動しないで研削残部位置方向にトラバース移動して行う方法としている。このため研削残部の削除面の状態を精度良く仕上げることができる。すなわち、第２カム研削工程Ｓ１４後、プランジ後退、トラバース移動、プランジ前進して、研削残部位置に移動させる場合には、プランジ方向に数μｍの位置誤差を生じ、研削残部の削り残しが生じることがある。

また、第１実施形態は、共通ベース円部トラバース研削工程Ｓ１５におけるトラバース量が研削残部Ｆの幅分と小さいので加工時間が短い。反面、主軸７４を回転させながらトラバースさせるので、共通ベース円部Ｃに螺旋状のツールマークができる。しかし、このツールマークの凹み量は数μと小さいので、研削残部Ｆの数μに比べてタペットに与える影響は小さい。

これに対して、第２実施形態は、共通ベース円部トラバース研削工程Ｓ２５におけるトラバース量が砥石Ｔの幅Ｇと大きいので加工時間が長い。反面、共通ベース円部Ｃのスパークアウトの後、第１カム１２をスパークアウトするので、共通ベース円部Ｃに出来たツールマークの内、第１カム１２上のツールマークが削除されるメリットがある。

これに対して、第３実施形態は、共通ベース円部Ｃのトラバース研削を繰り返し行うので加工時間が長い。反面、共通ベース円部Ｃに複数のツールマークがずらして形成され、ツールマークが目立ちにくくなる。

上記した第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態は、第２カムのスパークアウト後のみに共通ベース円部Ｃのトラバース研削、オシレーション研削を行っているので、粗研削、精研削後も共通ベース円部Ｃのトラバース研削、オシレーション研削を行うものと比較して加工時間を短縮できる。

以上、本発明を特定の実施形態について説明したが、本発明はその他各種の形態でも実施可能なものである。

例えば、上述した実施形態では、第１カムと第２カムの軸方向幅は同じであるが、異なっていてもよい。その場合には、砥石Ｔによりプランジ研削時の面圧が異なるため、留意する必要がある。

例えば、第２実施形態として第１研削工程で第１カム１２のスパークアウトを行い、共通ベース円部トラバース研削工程Ｓ２５の後、第１カム１２のスパークアウトを行う例について述べた。この場合、他の実施形態として、第１カム研削工程Ｓ１２で第１カム１２のスパークアウトを行わず。共通ベース円部トラバース研削工程Ｓ２５の後、第１カム１２のスパークアウトを行うものであっても良い。この場合、全体の加工時間を短くできるメリットがある。

また、上述した実施例では、第１カム１２を低速用カム、第２カム１４を高速用のカムとして説明したが、逆であっても良い。

１０ 複合カム
１２ 第１カム（低速用のカム）
１４ 第２カム（高速用のカム）
１６ カム制御機構
１８ カム軸
２０ バルブ（弁）
２２ タペット
２３ タペットローラ
２４ アクチュエータ（電磁ソレノイド）
２６ ピン
２８ 螺旋溝形成体
３０ カム研削装置
３２ 入力装置
３４ 表示装置
３６ データ読込装置
３８ 自動プログラミング装置
４０ 数値制御装置
４２、４４、４６，４８ ドライブユニット
５０ 砥石装置
５２ ワーク支持装置
５４ 基台（ベース）
５６ 主軸装置
５８ 心押し装置
６４ 制御装置
６５ ワークテーブル
６６ ワークテーブル駆動装置（トラバース移動装置）
６６Ｅ エンコーダ
６８ 砥石台駆動装置（プランジ移動装置）
６８Ｅ エンコーダ
７０ 砥石台
７２、７３ センタ
７４ 主軸
７６ 主軸駆動装置
７６Ｅ エンコーダ
７８ 位置決めピン
８０ 砥石駆動装置（モータ）
８２ 共通ベース円部設定部
８４ 第１カム研削部
８６ 第２カム研削部
８８ 共通ベース円部トラバース研削部
９０ 第１カムスパークアウト部
Ｔ 砥石
Ｆ 研削残部
Ｃ 共通ベース円部
Ｃ１ 第１ベース円部
Ｃ２ 第２ベース円部
Ｅ１ 第１カムの幅
Ｅ２ 第２カムの幅
Ｇ 砥石の幅
Ｈ 砥石の径

Claims (8)

1. 複合カムは、軸中心から外周面までのリフト高さが一定の第１半径で形成される第１ベース円部と、前記軸中心から外周面までのリフト高さが変化する第１カム部と、を有する第１カムと、
   前記軸中心から外周面までのリフト高さが一定の前記第１半径で形成される第２ベース円部と、前記軸中心から外周面までのリフト高さが変化する第２カム部と、を有する第２カムと、を有し、
   前記第１カムと前記第２カムは、同軸となるように軸方向に隣接して配設されており、
   かつ、互いに異なる第１カムリフトデータと第２カムリフトデータを有し、
   さらに、前記第１ベース円部の外周面の少なくとも一部と前記第２ベース円部の外周面の少なくとも一部とが同一面の共通ベース円部となっており、前記複合カムを研削するカム研削装置であって、
   ベースとなる基台と、
   前記基台上に載置され、前記複合カムを前記軸中心回りに回転可能に支持するワーク回転装置を備えた主軸装置と、
   前記基台上に載置され、回転する砥石を備えた砥石装置と、
   前記複合カムに対して前記砥石を相対的に前記軸方向に往復移動可能なトラバース移動装置と、
   前記複合カムに対して前記砥石を相対的に前記軸方向と交差する方向に移動可能なプランジ移動装置と、
   前記ワーク回転装置、前記トラバース移動装置、および前記プランジ移動装置を制御する制御装置と、を備え、
   前記砥石の軸方向幅は前記第１カムおよび第２カムの軸方向幅より幅広とされており、かつ、共通ベース円部の軸方向幅より幅狭とされており、
   前記制御装置は、
   前記第１カムにおける回転角度に対するリフト量が設定された前記第１リフトデータと、前記第２カムにおける回転角度に対するリフト量が設定された前記第２リフトデータと、に基づいて、前記第１ベース円部の外周面と前記第２ベース円部の外周面の少なくとも一部が同一面となる共通ベース円部の角度範囲を求める、共通ベース円部設定部と、
   前記プランジ移動装置と前記トラバース移動装置を制御して、前記第１カムの外周面に対向する位置に前記砥石を移動させ、前記ワーク回転装置と前記プランジ移動装置を制御して、前記第１カムを研削する、第１カム研削部と、
   前記第１カム研削後、前記プランジ移動装置と前記トラバース移動装置を制御して
   前記第２カムの外周面に対向する位置に前記砥石を移動させ、前記ワーク回転装置と前記プランジ移動装置を制御して前記第２カムを研削する、第２カム研削部と、
   前記第２カム研削後、前記トラバース移動装置を制御して、前記砥石を第２カムの研削後の位置からプランジ移動することなく、両カムの境界に残存する研削残部を超える位置までトラバース移動させるとともに、前記ワーク回転装置を制御して、前記複合カムを前記砥石に対して前記共通ベース円部の角度範囲内で回転させ、前記共通ベース円部をトラバース研削する共通ベース円部トラバース研削部とを有する、
   カム研削装置。
2. 請求項１に記載のカム研削装置であって、
   前記第１カム研削部における前記第１カムの研削は、粗研削、精研削からなっており、前記第２カム研削部における前記第２カムの研削は、粗研削、精研削、スパークアウトからなっており、前記共通ベース円部の前記トラバース研削は、前記第２カムの前記スパークアウト後に行う、
   カム研削装置。
   
3. 複合カムは、軸中心から外周面までのリフト高さが一定の第１半径で形成される第１ベース円部と、前記軸中心から外周面までのリフト高さが変化する第１カム部と、を有する第１カムと、
   前記軸中心から外周面までのリフト高さが一定の前記第１半径で形成される第２ベース円部と、前記軸中心から外周面までのリフト高さが変化する第２カム部と、を有する第２カムと、を有し、
   前記第１カムと前記第２カムは、同軸となるように軸方向に隣接して配設されており、
   かつ、互いに異なる第１カムリフトデータと第２カムリフトデータを有し、
   さらに、前記第１ベース円部の外周面の少なくとも一部と前記第２ベース円部の外周面の少なくとも一部とが同一面の共通ベース円部となっており、前記複合カムを研削するカム研削装置であって、
   ベースとなる基台と、
   前記基台上に載置され、前記複合カムを前記軸中心回りに回転可能に支持するワーク回転装置を備えた主軸装置と、
   前記基台上に載置され、回転する砥石を備えた砥石装置と、
   前記複合カムに対して前記砥石を相対的に前記軸方向に往復移動可能なトラバース移動装置と、
   前記複合カムに対して前記砥石を相対的に前記軸方向と交差する方向に移動可能なプランジ移動装置と、
   前記ワーク回転装置、前記トラバース移動装置、および前記プランジ移動装置を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、
   前記第１カムにおける回転角度に対するリフト量が設定された前記第１リフトデータと、前記第２カムにおける回転角度に対するリフト量が設定された前記第２リフトデータと、に基づいて、前記第１ベース円部の外周面と前記第２ベース円部の外周面の少なくとも一部が同一面となる共通ベース円部の角度範囲を求める、共通ベース円部設定部と、
   前記プランジ移動装置と前記トラバース移動装置を制御して、前記第１カムの外周面に対向する位置に前記砥石を移動させ、前記ワーク回転装置と前記プランジ移動装置を制御して、前記第１カムを研削する、第１カム研削部と、
   前記第１カム研削後、前記プランジ移動装置と前記トラバース移動装置を制御して前記第２カムの外周面に対向する位置に前記砥石を移動させ、前記ワーク回転装置と前記プランジ移動装置を制御して前記第２カムを研削する、第２カム研削部と、
   前記第２カム研削後、前記トラバース移動装置を制御して、前記砥石を第２カムの位置から、両カムの境界を超える位置までトラバース移動させるとともに、前記ワーク回転装置を制御して、前記複合カムを前記砥石に対して前記共通ベース円部の角度範囲内で回転させ、前記共通ベース円部をトラバース研削する共通ベース円部トラバース研削部とを有し、
   前記第１カム研削部における前記第１カムの研削は、粗研削、精研削からなっており、前記第２カム研削部における前記第２カムの研削は、粗研削、精研削、スパークアウトからなっており、前記共通ベース円部の前記トラバース研削は、前記第２カムの前記スパークアウト後に行い、
   前記制御装置の共通ベース円部トラバース研削部は、
   前記トラバース移動させる範囲を、前記第２カムの位置から、両カムの境界部を超えて前記第１カムの位置までとし、前記制御装置は、前記共通ベース円部の前記トラバース研削後、前記ワーク回転装置と前記プランジ移動装置とを制御して、前記砥石により第１カムをスパークアウトする第１カムスパークアウト部を有する、
   カム研削装置。
4. 請求項１に記載のカム研削装置であって、
   前記共通ベース円部トラバース研削部における前記トラバース研削は、前記第１カムおよび前記第２カム間で、両カムの境界に残存する研削残部幅より大きい幅で前記軸方向に往復移動させるオシレーション研削である、
   カム研削装置。
5. 複合カムは、軸中心から外周面までのリフト高さが一定の第１半径で形成される第１ベース円部と、前記軸中心から外周面までのリフト高さが変化する第１カム部と、を有する第１カムと、
   前記軸中心から外周面までのリフト高さが一定の前記第１半径で形成される第２ベース円部と、前記軸中心から外周面までのリフト高さが変化する第２カム部と、を有する第２カムと、を有し、
   前記第１カムと前記第２カムは、同軸となるように軸方向に隣接して配設されており、
   かつ、互いに異なる第１カムリフトデータと第２カムリフトデータを有し、
   さらに、前記第１ベース円部の外周面の少なくとも一部と前記第２ベース円部の外周面の少なくとも一部とが同一面の共通ベース円部となっており、前記複合カムを研削する、カム研削方法であって、
   前記第１カムにおける回転角度に対するリフト量が設定された前記第１リフトデータと、前記第２カムにおける回転角度に対するリフト量が設定された前記第２リフトデータと、に基づいて、前記第１ベース円部の外周面と前記第２ベース円部の外周面の少なくとも一部が同一面となる共通ベース円部の角度範囲を求める、共通ベース円部設定工程と、
   前記第１カムを前記第１リフトデータに基づいて砥石によりプランジ研削する、第１カム研削工程と、
   前記第１研削工程後、前記第２カムを前記第２リフトデータに基づいて砥石によりプランジ研削する、第２カム研削工程と、
   前記第２カム研削工程後、前記砥石を第２カムの研削後の位置からプランジ移動することなく、両カムの境界に残存する研削残部を超える位置までトラバース移動させるとともに、前記複合カムを前記砥石に対して前記共通ベース円部の角度範囲内で回転させ、前記共通ベース円部をトラバース研削する共通ベース円部トラバース研削工程とを有する、
   カム研削方法。
6. 請求項５に記載のカム研削方法であって、
   前記第１カム研削工程は、粗研削、精研削からなっており、
   前記第２カム研削工程は、粗研削、精研削、スパークアウトからなっており、
   前記共通ベース円部トラバース研削工程は、前記第２カム研削工程の前記スパークアウト後に行う、
   カム研削方法。
7. 複合カムは、軸中心から外周面までのリフト高さが一定の第１半径で形成される第１ベース円部と、前記軸中心から外周面までのリフト高さが変化する第１カム部と、を有する第１カムと、
   前記軸中心から外周面までのリフト高さが一定の前記第１半径で形成される第２ベース円部と、前記軸中心から外周面までのリフト高さが変化する第２カム部と、を有する第２カムと、を有し、
   前記第１カムと前記第２カムは、同軸となるように軸方向に隣接して配設されており、
   かつ、互いに異なる第１カムリフトデータと第２カムリフトデータを有し、
   さらに、前記第１ベース円部の外周面の少なくとも一部と前記第２ベース円部の外周面の少なくとも一部とが同一面の共通ベース円部となっており、前記複合カムを研削する、カム研削方法であって、
   前記第１カムにおける回転角度に対するリフト量が設定された前記第１リフトデータと、前記第２カムにおける回転角度に対するリフト量が設定された前記第２リフトデータと、に基づいて、前記第１ベース円部の外周面と前記第２ベース円部の外周面の少なくとも一部が同一面となる共通ベース円部の角度範囲を求める、共通ベース円部設定工程と、
   前記第１カムを前記第１リフトデータに基づいて砥石によりプランジ研削する、第１カム研削工程と、
   前記第１研削工程後、前記第２カムを前記第２リフトデータに基づいて砥石によりプランジ研削する、第２カム研削工程と、
   前記第２カム研削工程後、前記砥石を第２カムの位置から、両カムの境界を超える位置までトラバース移動させるとともに、前記複合カムを前記砥石に対して前記共通ベース円部の角度範囲内で回転させ、前記共通ベース円部をトラバース研削する共通ベース円部トラバース研削工程とを有し、
   前記第１カム研削工程は、粗研削、精研削からなっており、
   前記第２カム研削工程は、粗研削、精研削、スパークアウトからなっており、
   前記共通ベース円部トラバース研削工程は、前記第２カム研削工程の前記スパークアウト後に行い、
   前記共通ベース円部トラバース研削工程は、前記砥石をトラバース移動させる範囲を、前記第２カムの位置から、両カムの境界部を超えて前記第１カムの位置までとし、
   前記共通ベース円部トラバース研削工程後、前記砥石により前記第１カムをスパークアウトする第１カムスパークアウト工程を有する、
   カム研削方法。
8. 請求項５に記載のカム研削方法であって、
   前記共通ベース円部トラバース研削工程における前記トラバース研削は、前記第１カムおよび前記第２カム間で、両カムの境界に残存する研削残部幅より大きい幅で前記軸方向に往復移動させるオシレーション研削である、
   カム研削方法。

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