(57)【要約】    【課題】  カムの位相を測定する位相センサを設けることなく、また、カム加工用の位相基準を無くすことができるカムシャフト研削方法を提供する。    【解決手段】  軸心Ｃに回動可能に支持されたカムシャフト５２のカム５０へ定寸装置４０の接触子４２Ｕ、４２Ｄを接触させ、軸心Ｃに支持されたカムシャフト５２を回転させて、カム５０のカム位相を測定する。そして、測定したカム位相に基づきカム５０を加工する。このため、カムシャフト５２に加工用位相基準を設ける必要がなくなる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸心を構成する主軸とセンタとの間にカムシャフトを保持して回転させると共に、この回転に対応させて砥石を切り込み方向へ動かすことで非真円形形状のカムシャフトのカムを研削するカムシャフト研削方法において：
軸心に回動可能に支持されたカムシャフトのカムへ定寸装置の接触子を接触させるステップと；
軸心に支持された前記カムシャフトを回転させて、前記カムのカム位相を測定するステップと；
測定したカム位相に基づき前記カムを加工するステップと；から成ることを特徴とするカムシャフト研削方法。
【請求項２】
前記定寸装置は、前記軸心を挟んで対象位置にある上側接触子と下側接触子とを有し、前記カム位相の測定は、前記定寸装置の上側接触子と下側接触子の測定値が同一になるカム位相をカムトップ位置にすることを特徴とする請求項１のカムシャフト研削方法。
【請求項３】
測定した１のカムのカム位相に基づき前記カムシャフトの全てのカムを加工することを特徴とする請求項１又は請求項２のカムシャフト研削方法。
【請求項４】
カムシャフトの中央部のカムのカム位相を測定し、測定したカム位相に基づき前記カムシャフトの全てのカムを加工することを特徴とする請求項１又は請求項２のカムシャフト研削方法。
【請求項５】
軸心を構成する主軸とセンタとの間にカムシャフトを保持して回転させると共に、この回転に対応させて砥石を切り込み方向へ動かすことで非真円形形状のカムシャフトのカムを研削する研削盤において：
軸心に回動可能に支持されたカムシャフトのカムへ定寸装置の接触子を接触させ、該カムシャフトを回転させて、当該カムのカム位相を測定するカム位相測定手段と；
測定したカム位相に基づき前記カムを加工する加工手段と；を備えることを特徴とする研削盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸心を構成する主軸とセンタとの間にカムシャフトを保持して回転させると共に、この回転に対応させて砥石を切り込み方向へ動かすことで非真円形形状のカムシャフトを研削するカムシャフト研削方法及び研削盤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、カムシャフトを加工する研削盤では、軸心を構成する主軸とセンタとの間にカムシャフトを保持して回転させると共に、この回転に同期させて砥石を切り込み方向へ動かすことで非真円形形状のカムシャフトを研削している。
【０００３】
ここで、非真円形形状のカムシャフトのカムを研削するためには、カムを軸心に対して位相合わせする必要がある。この位相合わせのために、従来技術ではカムシャフトに位相基準（ピン、ピン孔、キー溝）を設けていた。図７（Ａ）に示すようにカム５０を備えるカムシャフト５２は、主軸台２５の主軸２５ａにチャック５２ｂで固定され、カムシャフト５２側の位相基準孔５４に主軸側の位相基準ピン４８が嵌入されることで、主軸台２５に対してカム５０の位相が合わされている。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のｂ−ｂ断面を示している。カムシャフトを主軸Ｃで回転させると共に、この回転に対応させて砥石車２９を切り込み方向Ｘへ動かすことで、軸心（主軸）Ｃから偏心したカム５０を研削している。ここで、特許文献１には、定寸装置を用いてカムの位相を検出する技術が開示されている。特許文献２には、位相基準を設けることなくカムシャフトを研削する技術が開示されている。
【特許文献１】実開昭６３−５４０６号公報
【特許文献２】特開平６−１５５１２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術では、カムシャフトに位相基準（ピン、ピン孔、キー溝）を設けるための加工が必要になった。更に、カムシャフト側に設ける位相基準と主軸側に設ける位相基準との間に隙間があると、隙間分だけカムに位相角度誤差が生じていた。更に、この隙間を見越して加工を行う必要があるため、カムの研削してはいけない部分を研削しないようにするためには、取りしろ（黒皮：研削部分）を多めに設定することが要求され、黒皮を多めに持たせるために研削時間が長くなるという問題があった。
【０００５】
一方、特許文献２では、位相基準を設けることなくカムシャフトを研削しているが、測定用の位相センサを別途設けることが必要になるという課題があった。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、位相センサを設けることなく、カム加工用の位相基準を無くすことができるカムシャフト研削方法及び研削盤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明のカムシャフト研削方法は、軸心を構成する主軸とセンタとの間にカムシャフトを保持して回転させると共に、この回転に対応させて砥石を切り込み方向へ動かすことで非真円形形状のカムシャフトのカムを研削するカムシャフト研削方法において：
軸心に回動可能に支持されたカムシャフトのカムへ定寸装置の接触子を接触させるステップと；
軸心に支持された前記カムシャフトを回転させて、前記カムのカム位相を測定するステップと；
測定したカム位相に基づき前記カムを加工するステップと；から成ることを技術的特徴とする。
【０００８】
また、本発明の研削盤は、軸心を構成する主軸とセンタとの間にカムシャフトを保持して回転させると共に、この回転に対応させて砥石を切り込み方向へ動かすことで非真円形形状のカムシャフトのカムを研削する研削盤において：
軸心に回動可能に支持されたカムシャフトのカムへ定寸装置の接触子を接触させ、該カムシャフトを回転させて、当該カムのカム位相を測定するカム位相測定手段と；
測定したカム位相に基づき前記カムを加工する加工手段と；を備えることを技術的特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１のカムシャフト研削方法では、軸心に回動可能に支持されたカムシャフトのカムへ定寸装置の接触子を接触させ、軸心に支持されたカムシャフトを回転させて、カムのカム位相を測定する。そして、測定したカム位相に基づきカムを加工する。このため、カムシャフトに加工用位相基準を設ける必要がなくなる。更に、カムシャフト側の加工用位相基準と研削盤側の位相基準との間の誤差に起因するカムの位相角誤差を無くすことができ、加工精度を高めるとともに、研削部分を減らすことが可能になり、加工時間を短縮することができる。
【００１０】
請求項２では、カム位相の測定は、定寸装置の上側接触子と下側接触子の測定値が同一になるカム位相をカムトップ位置とする。このため、正確にカム位相を測定することができる。
【００１１】
請求項３では、測定した１のカムのカム位相に基づきカムシャフトの全てのカムを加工する。このため、測定の時間が短縮でき、短時間でカムシャフトを研削することが可能になる。
【００１２】
請求項４では、カムシャフトの中央部のカムのカム位相を測定し、測定したカム位相に基づきカムシャフトの全てのカム、即ち、中央部カムの右側及び左側のカムを加工する。カムシャフトの一方の端部に設けた位相基準に基づき加工する場合に他方の端部側のカムは、基準に対して加工位置が遠くなるための位相角誤差が大きくなっていた。これに対して、本発明では、測定した中央部カムに近接する右側及び左側のカムを加工するため、カムシャフト端部側のカムの位相角誤差を小さくすることができる。
【００１３】
請求項５の研削盤では、軸心に回動可能に支持されたカムシャフトのカムへ定寸装置の接触子を接触させ、軸心に支持されたカムシャフトを回転させて、カムのカム位相を測定する。そして、測定したカム位相に基づきカムを加工する。このため、カムシャフトに加工用位相基準を設ける必要がなくなる。更に、カムシャフト側の加工用位相基準と研削盤側の位相基準との間の誤差に起因するカムの位相角誤差を無くすことができ、加工精度を高めるとともに、研削部分を減らすことが可能になり、加工時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
[第１実施形態]
図１は、本発明の第１実施形態に係る研削盤２０を示している。研削盤２０はベッド２２を有し、ベッド２２上には、工作物テーブル２３がＺ軸方向（トラバース軸）に移動可能に設置され、この工作物テーブル２３は、サーボモータ２４および該サーボモータ２４により回転される送りねじ（図示せず）によってＺ軸方向に移動される。
【００１５】
工作物テーブル２３上には、主軸台２５および心押台２６が左右に対向設置されており、この主軸台２５と心押台２６との間には、主軸台２５の主軸２５ａに設けたチャック２５ｂと心押台２６に設けたセンタ２６ａとによりカムシャフト５２の両端が支持されている。主軸２５ａは、主軸モータ２５Ｍにより回動される。
【００１６】
図１において、砥石台２７は、ベッド２２上に工作物テーブル２３の移動方向と直角なＸ軸方向（切り込み方向）に移動可能に設置されており、ベッド２２に固定されたサーボモータ２８および該サーボモータ２８により回転される送りねじ（図示せず）によりＸ軸方向に移動される。砥石台２７には、カムシャフト５２を研削する砥石車２９と砥石車２９を駆動するインバータモータ３０とが取り付けられている。数値制御装置１００が駆動装置１０２を介して上記各モータ２４、２５Ｍ、２８、３０を制御する。
【００１７】
図２に図１中のカムシャフト５２を拡大して示す。カムシャフト５２には、複数のカム５０が設けられている。図１中に示す砥石車２９と対向する位置には、カムシャフト５２のカム５０を測定するための接触子４２Ｕを備える定寸装置４０が配置されている。
【００１８】
図３（Ａ）に図２中のＡ−Ａ断面を示す。定寸装置４０は、図２に示した上側接触子４２Ｕと共に下側接触子４２Ｄを備え、定寸送り装置４４により送られて、図３（Ｂ）に示すように前進位置でカム５０の検出を行う。定寸装置４０は、カムシャフト５２の中心、即ち、主軸Ｃの水平線上に原点が設定されている。なお、ここでの主軸Ｃの水平線とは、物理的な水平線を意味せず、測定及び加工の際の相対的な位置関係を意味する点に注意されたい。上側接触子４２Ｕ及び下側接触子４２Ｄは、主軸Ｃの水平線に対して上下にオフセットした位置で、位相角を測定するカムプロフィール前加工面が当たるように調整されている。第１実施形態では、定寸装置４０は、加工中のカム５０の加工状態の測定のみならず、加工開始前にカムの位相測定に用いられ、測定した位相に基づき、カム５０が加工される。図１中に示すように定寸装置４０は、定寸装置４０は、数値制御装置１００が駆動装置１０２を介して制御する。
【００１９】
図３及び図４を参照して第１実施形態に係る研削盤でのカム５０の位相測定について説明する。
図３（Ａ）は、カムシャフト５２が図示しない搬入装置により搬入された状態を示す。図３（Ａ）に示すように主軸２５ａ及び心押台２６のセンタ２６ａ（図２参照）で軸心Ｃに支持される。この投入状態では、軸心（主軸）Ｃとカムトップ５０Ｔとはずれた位置、即ち、軸心Ｃ上の水平線から外れた位置にある。先ず、図３（Ｂ）に示すように定寸装置４０を上側接触子４２Ｕと下側接触子４２Ｄとが軸心Ｃを挟んで対象位置となるように前進させ、接触子４２Ｕ、４２Ｄをカム５０のカムプロフィール前加工面に接触させる。そして、図４（Ａ）に示すように、図１中の示す主軸モータ２５Ｍを駆動しカムシャフト５２を僅かに時計方向へ回転させ、上側接触子４２Ｕ、下側接触子４２Ｄの測定値が同一になるまでカムシャフト５２を回転させる。ここで、時計方向へ回転させても上側接触子４２Ｕ、下側接触子４２Ｄの測定値が同一にならない際、即ち、図４（Ｂ）に示すようにカムトップ５０Ｔが軸心Ｃ上の水平線よりも下側にある場合には、カムシャフト５２を反時計方向へ回転させ、上側接触子４２Ｕ、下側接触子４２Ｄの測定値が同一になるまでカムシャフト５２を回転させる。図５に示すように、上側接触子４２Ｕ、下側接触子４２Ｄの測定値が同一になるようにカム５０を回転させることで、軸心Ｃ上の水平線がカムトップ５０Ｔと交差するようになる。即ち、カム５０は図中の軸心Ｃとカムトップ５０Ｔを結ぶ線分に対して線対称であるため、上側接触子４２Ｕの測定値（図中ａ１分）と下側接触子４２Ｄの測定値（図中ａ２分）とが等しくなる際に、軸心Ｃ上の水平線がカムトップ５０Ｔと交差する。第１実施形態では、このカム位相（軸心Ｃ上の水平線がカムトップ５０Ｔと交差する位相）を位相基準としてカム加工を行う。
【００２０】
図６は、第１実施形態の研削盤でのカムシャフト５２研削の工程図である。
まず、前段の鍛造工程によりほぼ形状の仕上がっているカムシャフト５２を図示しない搬入装置で搬入し（Ｓ１２）、以降の工程でカム５０に残した黒皮を研削する。主軸台２５の主軸２５ａを前進させ、図２に示すカムシャフト５２のリヤ側基準孔５０ｒに嵌入させ（Ｓ１４）、心押台２６のセンタ２６ａを前進させカムシャフト５２のフロント側基準孔５０ｆに嵌入させ（Ｓ１６）、カムシャフト５２をＣ軸（軸心Ｃ）上に保持する。この後、チャック２５ｂを閉じて主軸２５ａにカムシャフト５２を固定させる（Ｓ１８）。そして、図３（Ｂ）を参照して上述したように定寸装置４０を前進させ、上側接触子４２Ｕ及び下側接触子４２Ｄをカム５０に接触させる（Ｓ２０）。ここでは、図２中に示すようにカムシャフト５２の複数のカムの内、軸心Ｃに対して中央部のカム５０を測定対象とする。そして、図４（Ａ）を参照して上述したように図１中に示す主軸モータ２５Ｍを駆動しカムシャフト５２を僅かに回転させ、上側接触子４２Ｕと下側接触子４２Ｄとの出力が等しくなる位置で回転を停止することで、軸心Ｃにカム５０のカムトップ５０Ｔを位相合わせする（Ｓ２２）。そして、定寸装置４０を後退させる（Ｓ２４）。以上によりカム５０の位相検出が終わり、測定したカムの位相角に対し、予め入力したカム位相角で割り出してカムプロフィール加工を行う。ここでは、図７（Ｂ）を参照して上述した従来技術と同様に、カムシャフト５２の回転に対応させて砥石車２９を切り込み方向へ動かすことで軸心Ｃから偏心したカム５０を研削する（Ｓ２６）。なお、第１実施形態では、中央部の１のカム５０の位相を検出し、中央部の図中右側のカム５０、及び、左側のカム５０を研削する。
【００２１】
第１実施形態では、カムシャフトの中央部のカムのカム位相を測定し、測定したカム位相に基づきカムシャフトの全てのカム、即ち、中央部カムの右側及び左側のカムを加工する。図７を参照して上述した従来技術のようにカムシャフトの一方の端部に設けた位相基準に基づき加工する場合、他方の端部側のカムは、基準に対して加工位置が遠くなるための位相角誤差が大きくなっていた。これに対して、第１実施形態では、測定した中央部カムに近接する右側及び左側のカムを加工するため、カムシャフト端部側のカムの位相角誤差を小さくすることができる。
【００２２】
第１実施形態の研削盤及びカムシャフト研削方法では、軸心Ｃに回動可能に支持されたカムシャフト５２のカム５０へ定寸装置４０の接触子４２Ｕ、４２Ｄを接触させ、軸心Ｃに支持されたカムシャフト５２を回転させて、カム５０のカム位相を測定する。そして、測定したカム位相に基づきカム５０を加工する。このため、カムシャフト５２に加工用位相基準を設ける必要がなくなる。更に、図７を参照して上述した従来技術でのカムシャフト側の加工用位相基準５４と研削盤側の位相基準４８との間の隙間に起因するカムの位相角誤差を無くすことができ、加工精度を高め得る。加工精度を高めることで、従来設けられていた研削してはいけない部分が削られることを防ぐための余分な黒皮、即ち、研削部分を減らすことが可能になり、加工時間を短縮することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
上述した実施形態では、カム５０の位相測定について説明したが、本発明の研削盤、カムシャフト研削方法は、非真円形形状の研削部位を有する種々の工作物に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る研削盤の構成を示す構成図である。
【図２】図１中のカムシャフトを拡大して示す説明図である。
【図３】図３（Ａ）、図３（Ｂ）は、第１実施形態に係る研削盤でのカムの位相検出の説明図である。
【図４】図４（Ａ）、図４（Ｂ）は、第１実施形態に係る研削盤でのカムの位相検出の説明図である。
【図５】第１実施形態に係る研削盤でのカムの位相検出の説明図である。
【図６】第１実施形態の研削盤でのカムシャフト研削の工程を示す工程図である。
【図７】図７（Ａ）は、従来技術の研削盤でのカムシャフトの研削を示す説明図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のｂ−ｂ断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
２０  研削盤
２５  主軸台
２５ａ  主軸
２６  心押台
２６ａ  センタ
２７  砥石台
２８  サーボモータ
２９  砥石車
４０  定寸装置
５０  カム
５０Ｔ  カムトップ
５２  カムシャフト
Ｃ  軸心
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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