(57)【要約】【目的】工程の増加にともなう工数及び費用の増加を抑制し、カム駒のカム面の面粗度を均一に維持するとともに、吸排気バルブの開閉タイミングのずれを抑制するカムシャフトを提供する。【構成】１  軸線方向に延びるカム軸と、カム軸の軸方向に間隔をおいて配設される複数の異形状のカム駒とを備え、カム駒の外周カム面に研削加工を施すカムシャフトにおいて、カム軸の端部に形成される位置決め用の穴又は切欠き等の位置決め基準部を廃止する。２  上記カムシャフトは、カム面の基準位相に基づいて、カム面に研削加工が施されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に延びるカム軸（５）と、該カム軸（５）の軸方向に間隔をおいて配設される複数の異形状のカム駒（２）とを備え、該カム駒（２）の外周カム面（９）に研削加工を施すカムシャフトにおいて、前記カム軸（５）の端部に形成される位置決め用の穴又は切欠き等の位置決め基準部を廃止したことを特徴とするカムシャフト。
【請求項２】
前記カム面（９）の基準位相に基づいて、該カム面（９）に研削加工を施すことを特徴とする請求項１記載のカムシャフト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば自動車の内燃機関等における吸排気バルブの開閉に用いられるカムシャフトに係り、特にカム駒の外周カム面に研削加工を施すカムシャフトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より自動車の内燃機関等における吸排気バルブの開閉にはカムシャフトが使用されてきた。このようなカムシャフトは、図５の（ア）に示す如く、軸線方向に延びるカム軸１０５と、カム軸１０５上に設けられる複数のカム駒１０２及びジャーナル駒１０６から構成される。ジャーナル駒１０６は、その外周がカム軸１０５より大径で同心の円形状である。またカム駒１０２は、その外周がカム軸１０５より大径で同心の半円形状であるカムベース部１０４と、そのカムベース部１０４から連続してカムベース部１０４のベース円より外側に突出するカムトップ部１０３とからなる。カム軸１０５の一方端部には、カム駒１０２の外周カム面１０９の研削加工における位置決めの基準となる位置決め基準部１０８、ここでは軸方向に延びる溝状の切欠き１０８が形成される。そしてこのカムシャフト１０１において、図６に示す如く、各々カム駒１０２は側面視してカムトップ部１０３の位置が異なるように位相が設定されている。
【０００３】
このようなカムシャフト１０１の製造方法は、予め鋳造により成形したカムシャフト素材に、切欠き１０８などを加工する。続いて、ジャーナル駒１０６用の研削装置でジャーナル駒１０６を研削後、カム駒１０２用の研削装置に、切欠き１０８で周方向の位置決めを行ったカムシャフト素材を配置し、カム駒１０２に研削加工を施していた。ここで特にカム駒１０２に対する研削加工について説明すると、予めカムシャフト素材の切欠き１０８に研削装置の支持具に設けられた基準位相センサの可動子を嵌合し、その位置を定点としてカムシャフト１０１の基準位相を割り出す。その後、基準位相により、図６に示す如くカムトップ部１０３の位置が設定され、回転砥石がカム駒１０２に対し順次研削及び移動を繰り返し、全てのカム面１０９に研削加工を施していた。
【０００４】
またこのカムシャフト１０１には、図５の（イ）に示す如く、その後、取付フランジ１１０が切欠き１０９側端部から切欠き１０８基準でカム軸１０５に圧入され、更に連続してカムシャフト１０１に回転駆動力を伝達するスプロケット１０７が挿嵌されて、ボルト１９１によりスプロケット１０７は取付フランジ１１０に一体的に固定されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の如く、切欠き１０８を使用しカムシャフト１０１の基準位相を割り出し、カム駒１０２のカム面１０９に研削加工を施すことにより、容易に研削を施すことができるという利点がある。
【０００６】
しかし、切欠き１０８の成形は一般にフライス盤等により別工程で成形されるため、工程が増加し、工数及び費用が増加するということがある。これは切欠き１０８以外の位置決め用の穴等の位置決め基準部１０８の成形についても同様である。
【０００７】
また、位置決め基準部１０８に基準位相センサの可動子を嵌合させるには、位置決め基準部１０８と可動子との間に嵌合隙間を設けなければならず、その嵌合隙間が、図６に示す如くカムシャフト１０１の位置決め基準部１０８に対してカムトップ部１０３が角度ａ，角度ｂ又は角度ｃの位置にあるべきカム駒１０２の位相の割り出し精度を低下させる。そのため、研削代が不均一となり、カム面１０９の面粗度を低下させる恐れがあった。
【０００８】
同様に、カムシャフト１０１に装着されるスプロケット１０７においても、位置決め基準部１０８が基準となるため、嵌合隙間により位置決め精度が低下し、カムシャフト１０１による吸排気バルブの開閉タイミングがずれてしまうということがあった。特にこの位置決め基準部１０８は、図５の（イ）に示す如く、スプロケット１０７により塞がれカムシャフト１０１の機能上、使用されるものではない。
【０００９】
従って、本発明は上述の如き課題を解決し、工程の増加にともなう工数及び費用の増加を抑制し、カム駒のカム面の面粗度を均一に維持するとともに、吸排気バルブの開閉タイミングのずれを抑制するカムシャフトを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のカムシャフトの構造は以下のとおりである。
【００１１】
１  軸線方向に延びるカム軸と、カム軸の軸方向に間隔をおいて配設される複数の異形状のカム駒とを備え、カム駒の外周カム面に研削加工を施すカムシャフトにおいて、カム軸の端部に形成される位置決め用の穴又は切欠き等の位置決め基準部を廃止する。
【００１２】
２  上記カムシャフトは、カム面の基準位相に基づいて、カム面に研削加工が施されている。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図１乃至図４に基づいて説明する。
【００１４】
図１の（ア）は本発明の実施例によるカムシャフト１を表し、軸線方向に延びるカム軸５と、カム軸５上に設けられる複数のカム駒２及びジャーナル駒６から構成される。ジャーナル駒６は、その外周がカム軸５より大径で同心の円形状である。またカム駒２は、その外周がカム軸５より大径で同心の半円形状であるカムベース部４と、そのカムベース部４から連続してカムベース部４のベース円より外側に突出するカムトップ部３とからなる。そしてこのカムシャフト１において、図２に示す如く、各々カム駒２は側面視してカムトップ部３の位置が異なるように位相が設定されている。このカムシャフト１のカム軸５には、カム駒２のカム面９の研削に使用される位置決め用の穴又は切欠き等の位置決め基準部が廃止されている。
【００１５】
このようなカムシャフト１の製造方法は、予め鋳造により成形したカムシャフト素材に、カム軸５の両端外周の切削加工などを施す。続いて、ジャーナル駒６の研削装置にカムシャフト素材を配置し、ジャーナル駒６に研削加工を施す。そして最後に、カム駒２の研削装置でカム駒２に研削加工を施し、カムシャフト１の製造が完了する。
【００１６】
ここで上記カムシャフト１のカム駒２の研削方法を図３及び図４に基づいて説明する。
【００１７】
まず、図においてカム駒２の研削装置１１を説明すると、床に設置される機台１５上のテーブル１２に、Ｘ方向に延びるＸ方向レール１３が、また機台１５上面に、Ｘ方向と直交するＹ方向に延びるＹ方向レール１４とがそれぞれ形成されており、Ｘ方向レール１３上には主軸台２１がワーク受け治具３１に対して接近、離反可能に取り付けられる。主軸台２１に主軸が支承され、この主軸の外端に連結して、それを回転駆動する第１電動モータ２２が主軸台２１に取り付けられ、主軸の内端にはチャック２３が付設される。ワーク受け治具３１は、主軸台２１のチャック２３と協働して、カムシャフト１を支持する。
【００１８】
前記Ｙ方向レール１４には可動テーブル４１が摺動可能に取り付けられ、テーブル１２及び可動テーブル４１間には、可動テーブル４１をＹ方向レール１４に沿って往復動させ得る可動テーブル駆動手段４２が設けられる。この可動テーブル駆動手段４２は、Ｙ方向に配置されて可動テーブル４１に螺合されるねじ軸４３と、テーブル１２に取り付けられて上記ねじ軸４３を正逆回転させ得る第２電動モータ４４とから構成される。
【００１９】
上記可動テーブル４１の側面には、Ｘ方向に延びる側面レール４６が形成されており、側面レール４６に摺動可能に取り付けられる砥石台６１には、軸線をＸ方向に向ける第３電動モータ６３が支承される。この第３電動モータ６３には、砥石スピンドル６４を介して前記カムシャフト１のカム駒２を順次研削する回転砥石６２が着脱可能に固着される。
【００２０】
砥石台６１は、連結ブロック７２により一体に連結されて、側面レール４６上を摺動し得るようになっており、この連結ブロック７２には、連結ブロック７２を往復動させ得る連結ブロック駆動手段７３が設けられる。この連結ブロック駆動手段７３は、Ｘ方向に配置されて連結ブロック７２に螺合されるねじ軸７４と、可動テーブル４１に取り付けられて上記ねじ軸７４を正逆回転させ得る第４電動モータ７５とから構成される。
【００２１】
機台１５には図示せぬＮＣ制御ユニットが設けられる。このＮＣ制御ユニットには、カムシャフト１における各カム駒２，２…のプロフィルデータ、各カム駒２，２…間の位相差データ、並びに各カム駒２，２…間の軸方向間隔データの他に、第１電動モータ２２に設けられて主軸の回転位置からカムシャフト１の回転位置を割り出すカム軸回転位置センサ２５の検知信号と、所定位置のカム駒２（図示例の場合、主軸台２１側の最外側カム駒２）の基準位相を割り出す基準位相センサ８２の検知信号とが入力され、それらに基づいて第１〜第４電動モータ２２，４４，６３，７５の作動を制御するようになっている。
【００２２】
上記基準位相センサ８２は、テーブル１２に設置された支持軸８１の先端に取り付けられる。この基準位相センサ８２は、カム駒２のカムベース部４からカムトップ部３へ回転するとき、その間の所定のリフト量を検知するものであり、その検知信号がカム駒２の基準位相を示す信号としてＮＣ制御ユニットに入力されるものである。この基準位相センサ８２は、無接触型、接触型のどちらでも使用が可能である。
【００２３】
次に上記研削装置１１でカム駒２に研削加工を施す方法を説明すると、まず、カムシャフト１の両端を主軸台２１のチャック２３とワーク受け治具３１とで支持し、基準位相センサ８２を主軸台２１側の最外側カム駒２のカム面９に対向させる。そして主軸台２１の第１電動モータ２２によりチャック２３を介してカムシャフト１を微速回転させる。それに伴ない上記主軸台２１側の最外側カム駒２のカムベース部４及びカムトップ部３が基準位相センサ８２の検知部前を通過するとき、基準位相センサ８２はカム駒２の所定のリフト量を検知して、その検知信号を基準位相信号としてＮＣ制御ユニットに入力する。その後、基準位相センサ８２は、支持軸８１と一体に退避し、飛散する研削液を浴びることを避ける。
【００２４】
ＮＣ制御ユニットは、基準位相センサ８２から基準位相信号が入力されると、カム軸回転位置センサ２５から入力される信号と、予め入力された各カム駒２，２…のプロフィルデータ、各カム駒２，２…間の位相差データ及び各カム駒２，２…間の軸方向間隔データとに基づいて第１乃至第４電動モータ２２，４４，６３，７５の作動を制御し、可動テーブル４１をＹ方向に往復動させると共にＸ方向に微速で送って、回転砥石６２により主軸台２１側の最外側カム駒２のカム面９を研削する。
【００２５】
このように主軸台２１側の最外側カム駒２研削が完了すると、ＮＣ制御ユニットは、第４電動モータ７５を作動して、連結ブロック７２をＸ方向にカム駒２，２…の隣接間隔分だけシフトすると同時に、カムトップ部３が角度Ａ又は角度Ｂにあるカム駒２，２…を回転砥石６２により同様に順次研削し、カム駒２の研削が完了する。
【００２６】
またこのカムシャフト１には、図１の（イ）に示す如くその後、取付フランジ１０がカム駒２のカム面９の基準位相に基づき周方向に位置決めされ、カム軸５に圧入される。更に連続してカムシャフト１に回転駆動力を伝達するスプロケット７が挿嵌されて、ボルト９１によりスプロケット７は取付フランジ１０に一体的に固定される。
【００２７】
よって上記カムシャフト１は、カム軸５の端部に形成される位置決め用の穴又は切欠き等の位置決め基準部を廃止したため、位置決め基準部の加工工程が不要となる。
【００２８】
また、上記カムシャフト１で、カム面９の基準位相に基づいて、カム面９に研削加工を施すと、カム駒２の基準位相の割り出しを的確に行うことができる。
【００２９】
更にカムシャフト１にスプロケット７が別途取り付けられる場合にも、スプロケット７の周方向の位置決め精度が高まる。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明のカムシャフトによれば、軸線方向に延びるカム軸と、カム軸の軸方向に間隔をおいて配設される複数の異形状のカム駒とを備え、カム駒の外周カム面に研削加工を施すカムシャフトにおいて、カム軸の端部に形成される位置決め用の穴又は切欠き等の位置決め基準部を廃止したので、位置決め基準部の加工工程が不用となり、工数及び費用の増加を抑制できる。
【００３１】
また、カムシャフトで、カム面の基準位相に基づいて、カム面に研削加工を施すと、カム駒の基準位相の割り出しを的確に行うことができ、カム駒のカム面の面粗度を均一に維持することができる。更にカム駒の基準位相の割り出しを的確に行うことができるため、カム面の研削代を減少することもできる。
【００３２】
更にカムシャフトにスプロケットが別途取り付けられる場合にも、スプロケットの周方向の位置決め精度が高まるため、吸排気バルブの開閉タイミングが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例によるカムシャフトを表し、（ア）は部分断面正面図、（イ）はスプロケット等を装着した状態を表す部分断面正面図である。
【図２】本発明の実施例によるスプロケット等を装着したカムシャフトの側面図である。
【図３】本発明の実施例によるカムシャフトのカム駒を研削する研削装置の正面図である。
【図４】本発明の実施例によるカムシャフトのカム駒を研削する研削装置の部分断面側面図である。
【図５】従来のカムシャフトを表し、（ア）は部分断面正面図、（イ）はスプロケット等を装着した状態を表す部分断面正面図である。
【図６】従来のスプロケット等を装着したカムシャフトの側面図である。
【符号の説明】
２  カム駒
５  カム軸
９  カム面
【図１】
2004243453.tif 000003
【図２】
2004243453.tif 000004
【図３】
2004243453.tif 000005
【図４】
2004243453.tif 000006
【図５】
2004243453.tif 000007
【図６】
2004243453.tif 000008