JPH0386459A - カム研削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、いわゆるマスターカム創成研削装置にあって
、所望のカム形状に形成される被研削部材の回転速度を
研削位置に応じて増速することにより研削時間を短縮す
ることが可能な切削装置に関する。

（従来の技術） 一般に、自動車のエンジン等のカム機構を構成するカム
シャフトには、所望のカム形状のカムが研削加工により
形成されている。従来、このような研削加工を行なう装
置としては、いわゆるマスターカム創成研削装置と呼ば
れる研削装置がある。

マスターカム創成研削装置は、形成しようとするカムの
モデルとなるモデルカムに基づいてそのカムの相似形状
のマスターカムを形成し、さらに、このマスターカムに
基づいて被研削部材をモデルカムと同一のカム形状に研
削加工する研削装置である。このようなマスターカム創
成研削装置（以下にカム研削装置という。）は、第４図
、第５図に示すようにカムを形成する。

モデルカム１が形成されたモデルカム軸２及びマスター
カム３となるマスターカム素材４は、回転主軸５に中心
軸を一致させて取付けられている。

この回転主軸５は、図示省略するモータによって等速回
転（約２０ｒｐＩＩｌ）するようになっており、マスタ
ーカム素材４及びモデルカム１も同回転数で等速回転す
る。

この回転主軸５は、揺動テーブル６に支持されている。

揺動テーブル６は、モデルカム１の摺動面に接触するデ
ィスクプレート７及びマスターカム素材４を研削するマ
スターカム砥石８に対して、回転主軸５をモデルカム１
のカム形状に応じて揺動させるようになっている。つま
り、モデルカム１のカム形状に応じてモデルカム軸２が
、ディスクプレート７に対して近接離間することによっ
て、揺動テーブル６が揺動し、これによりマスターカム
素材４には、マスターカム砥石８がモデルカム１の相似
のカム形状を形成する。尚、ディスクプレート７及びマ
スターカム砥石８の駆動軸は、複数のカム形状を形成す
ることができるように回転主軸５の中心軸方向に移動可
能な構造となっている。

又、ディスクプレート７及びマスターカム砥石８は、第
５図に示すように夫々同一寸法のカムローラ９及び砥石
１０に取替えられるようになっている。

そして、図示するように、モデルカム軸２が被研削部材
１１に取替えられ、マスターカム３のカム形状に応じて
揺動テーブル６が揺動することによって、被研削部材１
１は、砥石１０に対して揺動しつつこの砥石１０によっ
て研削される。これによって、被研削部材１１には、モ
デルカム１と同一カム形状のカムが形成されるようにな
っている。

（発明が解決しようとする課題） このようなカム研削装置によって形成されるカムの形状
が、例えば弁型の接線カムの場合にあって、輪郭上の大
円弧（以下にベース部という。）と小円弧（以下にトッ
プ部という。）とを結ぶ直線部（以下にイベント部とい
う。）は、ベース部の中心を回転中心軸として回転する
被研削部材の回転運動に対して直線的に研削されるため
に、被研削部材を高速で回転させるとこのイベント部の
研削加工精度が低下する。

そこで、従来は、このイベント部の研削加工精度に合せ
て被研削部材の回転数を設定し、被研削部材を等速回転
させていた。

しかしながら、このようにイベント部の研削加工精度に
合せて被研削部材を等速回転させると、高速回転させて
も精度が低下する虞れのない特にベース部において、必
要以上に研削加工時間が費やされることとなり、研削加
工時間に無駄があった。

本発明は、このような従来の問題点を解決するために成
されたものであり、所望のカム形状に形成される被研削
部材の回転速度を研削位置に応じて増速することにより
研削時間を短縮し、生産性を向上させることができるカ
ム研削装置を提供することを目的する。

（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するために本発明は、予め所望のカム形
状に形成されたマスターカムと同期回転する被研削部材
を、マスターカムのカム形状に応じて砥石に対して揺動
させることにより前記カム形状に研削加工するカム研削
装置において、被研削部材を回転させる回転駆動手段と
、被研削部材の回転角度を検出する角度検出手段と、当
該角度検出手段に基づき、被研削部材の回転角度が所定
角度範囲内となった場合に、被研削部材の回転を増速さ
せる信号を前記回転駆動手段に出力する制御手段とを有
することを特徴とする。

（作用） 上記のように構成された本発明は、以下のように作用す
る。

角度検出手段が被研削部材の回転角度を制御手段に出力
すると、制御手段は、この回転角度が予め設定されてい
る所定の角度範囲内となった場合に、回転駆動手段に被
研削部材の回転速度を所定量増速させる信号を出力する
。

そして、この信号入力した回転駆動手段は、被研削部材
の回転速度を所定量増速させる。

したがって、被研削部材は、研削位置に応じて回転速度
が増速されるので、加工時間が短縮され、生産性が向上
する。

（実施例） 以下に、本発明に係るカム研削装置を図面に基づいて詳
細に説明する。

第１図は、本発明に係るカム研削装置の概略構成図であ
り、第２図は、本発明に係るカム研削装置において被研
削部材の回転速度を調節する様子を示した図であり、第
３図は、被研削部材の回転速度を調節するその他の態様
図である。尚、従来の技術で説明した部材と同一部材に
は、同一符号が付してあり、これらの説明は省略する。

第１図には、被研削部材１１の研削加工位置に応じて被
研削部材１１の回転速度を増速し、研削時間を短縮する
ことができるカム研削装置が示されている。

図示するように、このカム研削装置の回転主軸５は、プ
ーリ２０．２１、ベルト２２を介してモータ２３の出力
軸に接続されており、このモータ２３は、これらを介し
て回転主軸５を回転させることによって、マスターカム
３及び被研削部材１１を回転させる。モータ２３は、い
わゆる交流モータであり、後述する制御部によって回転
数が制御され、回転主軸５（被研削部材１１）の回転速
度を調節する。

又、回転主軸５は、同様にプーリ２４．２５、ベルト２
６、伝達軸２７を介してエンコーダ２８の入力軸に接続
されている。このエンコータ２８は、回転主軸５の回転
に応じたパルス信号を制御部２９に出力する。尚、これ
らのモータ２３及びエンコーダ２８は、揺動テーブル６
に取付けられ、これと共に揺動する。

さらに、揺動テーブル６には、回転主軸５の回転角度の
原点を検出する原点スイッチ３０が取付けられている。

この原点スイッチ３０は、回転主軸５外周の基準となる
位置に突設された突起（図示省略する）によってＯＮす
るようになっており、これによって発生する原点信号を
制御部２９に出力する。

そして、エンコーダ２８が出力するパルス信号及び原点
スイッチ３０が出力する原点信号を入力する制御部２９
は、原点信号を入力した後に入力されたパルス信号のパ
ルス数をカウントし、原点からの回転角度（以下に進角
という。）を検出する。尚、原点スイッチ３０は、いわ
ゆる近接センサ等でも良いのはもちろんであり、又、前
記エンコーダ２８にアブソリュートエンコーダを使用す
れば不要となる。

又、制御部２９には、形成しようとするカムのカムシャ
フトにおける番号、つまり何番カムなのかを表す番号（
以下にカム番号という。）を設定するカム番号スイッチ
３１が接続されている。このカム番号スイッチ３１は、
手動スイッチによって構成され、カム番号をコード化し
て制御部２つに出力する。

通常、カムシャフトに形成される夫々のカムの位相は異
なっており、これによって原点に対する前記トップ部、
イベント部、ベース部の位置が夫々異なる。そこで、形
成しようとするカムのカム番号をカム番号スイッチ３１
によって特定するようになっている。

そして、制御部２９は、第２図に示すように検出した進
角に応じてモータ２３の回転数を制御し、回転主軸５の
回転数を前記ベース部が研削される場合に増速するよう
に調節する。

同図には、原点から１８０’回転した位置に前記トップ
部が位置するカムに被研削部材１１を形成する場合の進
角に対する回転数が夫々示されている。

図示するように制御部２９は、回転主軸５の進角が０〜
５５°では６０ｒｐａ＋となるように、５５〜１３００
にかけては、６０から２４ｒｐｍに減速し、１３０〜２
００°では２４ｒｐｍとなるようにし、さらに２００〜
２８０°にかけては、２４〜ＢＯｒｐｍに増速し、２８
０〜３６００では６０ｒｐｍとなるようにモータ２３の
供給電圧を周波数制御する。つまり、制御部２つは、砥
石１０が被研削部材１１を研削する位置がベース部の場
合には約６Ｏｒｐｍで、イベント部及びトップ部では従
来とほぼ同様の約２４ｒｐｍで、被研削部材１１を回転
させるようにモータ２３の回転数を調節する。

又、制御部２９の内部メモリには、上記５５’　、１３
０°、２００°、２８０°に相当し、回転速度を変速さ
せる変速角度が前記カムの位相に応じて設定されており
、これらの変速角度は、カム番号に対応して夫々記憶さ
れている。

そして、制御部２９は、入力したカム番号に対応する変
速角度の設定値を内部メモリから読み出し、検出した進
角が、その設定値により決定されるベース部に相当する
所定の角度範囲内となった場合に、回転主軸５の回転数
が上記のように増速するようにモータ２３を制御する。

このように構成されたカム研削装置は、以下のように動
作する。

まず、カムローラ９及び砥石１０の位置に対応させてカ
ム番号スイッチ３１を操作し、カム番号を設定する。こ
れによりカム番号スイッチ３１は、設定されたカム番号
を制御部２９に出力する。

制御部２９は、入力したカム番号に対応する変速角度の
設定値を内部メモリから読み出し、変速角度を設定する
。

さらに、制御部２９は、原点スッチ３０及びエンコーダ
２８から出力される原点信号及びパルス信号に基づいて
回転主軸５の進角を検出する。

そして、制御部２９は、進角及び変速角度に基づいて前
記したように回転主軸５の回転数を２４〜６０ｒｐｍに
周期変化させるようモータ２３の供給電圧を周波数制御
する。

したがって、ベース部を研削加工する際に被研削部材が
増速回転するので、ベース部を研削する加工時間が短縮
され、全体的にカムを形成する加工時間が短縮されるこ
とになり、生産性が向上する。この短縮時間は、発明者
らが行なった計測によれば、従来に対して約１８％減少
したという結果が得られている。

尚、本実施例においてカム番号スイッチ３１は、手動ス
イッチのものを例示したが、カムローラ９又は砥石１０
の中心軸方向の移動に連動するスイッチによってカム番
号を設定するようにしても良い。

又、制御部２つは、第３図に示すようにベース部、イベ
ント部、トップ部の夫々において回転主軸５の回転数を
制御するようにしても良い。この場合には、制御部２９
の内部メモリに、カム番号に対応し、回転主軸５の進角
に応じた回転数を夫々記憶させるようにすれば良い。こ
の回転数は、同図に示すように回転主軸５の進角が、ベ
ース部を形成する所定の角度範囲Ａである場合には、６
０ｒｐＩｍに、イベント部を形成する角度範囲Ｂ、Ｄで
ある場合には、２０ｒｐｍに、トップ部を形成する角度
範囲Ｃである場合には、３０ｒｐｍに夫々設定する。

つまり、砥石１０が被研削部材１１を研削する位置がベ
ース部の場合には、６０ｒｐｉで、イベント部の場合に
は２０ｒｐｍで、トップ部である場合には、３０ｒｐｎ
＋で、被研削部材１１を夫々回転させるように回転数を
設定する。さらに、上記Ａ、Ｂ、Ｃ。

Ｄの値は、カム番号に対応し、原点に対するカムの位相
に応じて夫々設定する。このように制御部２つの内部メ
モリに、カム番号及び進角によって決定する夫々の回転
数を記憶することによって、制御部２９は、検出した進
角及び入力したカム番号に基づいて、進角が前記Ａ、Ｂ
５Ｃ５Ｄのいずれに該当するかを判断し、該当した角度
範囲に対応する回転数で回転主軸５を回転させるように
前記モータ２３に供給する電圧を周波数制御すれば良い
。

（発明の効果） 以上の説明により明らかように、本発明にあっては以下
のような効果を奏す。

被研削部材の回転角度が予め設定されている所定の角度
範囲内となった場合に、被研削部材の回転速度が所定量
増速されるので、研削加工時間が短縮され、生産性が向
上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るカム研削装置の概略構成図、第２
図は本発明に係るカム研削装置において被研削部材の回
転速度を調節する様子を示した図、第３図は被研削部材
の回転速度を調節するその他の態様図、第４図、第５図
は従来のカム研削装置の説明図である。 ３・・・マスターカム、ｌＯ・・・砥石、１１・・・被
研削部材、 ２３・・・モータ （回転駆動手段） ２８・・・エン コーグ （角度検出手段） ２９・・・制御部 （制御子 段） ３０・・・原点スイッチ （角度検出手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 予め所望のカム形状に形成されたマスターカムと同期回
   転する被研削部材を、マスターカムのカム形状に応じて
   砥石に対して揺動させることにより前記カム形状に研削
   加工するカム研削装置において、被研削部材を回転させ
   る回転駆動手段と、被研削部材の回転角度を検出する角
   度検出手段と、当該角度検出手段に基づき、被研削部材
   の回転角度が所定角度範囲内となった場合に、被研削部
   材の回転を増速させる信号を前記回転駆動手段に出力す
   る制御手段とを有することを特徴とするカム研削装置。