JPS5932260B2 - カムケンサクソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はロツキングバーを用いて非対称形カムを加工す
るカム研削装置に関し、とくにカムの砥石との接点の周
速度が略一定となるように回転速度を制御することによ
り短時間かつ高精度に研削できるものを得んとするもの
である。

すなわち従来のカム研削装置はたとえば第１図に示すよ
うに基台１に軸受部２、２を介してロツキングバー３を
揺動自在に取付け、このロツキングバー３の上部一ー端
に突設した１組の支持部４、４ＶＣ、マスターカムシャ
フト５を回転自在に取付けるとともに、該ロツキングバ
ー３の上部他端にフードストック６を突設している。

さらに上記マスターカムシャフト５とフードストック６
との間には被研削用カムシャフトＡが上記マスターカム
シャフト５と一体に回転するように支持され、この被研
削用カムシャフトＡのカム部Ｂ ・・・はこれらを研削
する砥石７に摺接してぃる。さらに上記マスターカムシ
ャフト５の外周面には非真円形状のマスターカム８が設
けられ、このマスターカム８は円盤状の回転自在なカム
フォロアー（図示せず）にバネ等で押圧されてこの周面
に摺接している。従つて駆動モータ９でマスターカムシ
ャフト５を回転駆動すると、マスターカム８が非真円形
状であることからマスターカム８を支持しているロツキ
ングバ・−３が揺動し、このロツキ／グバー３の揺動と
マスターカムシャフト５の回転により被研削用カムシャ
フトＡが上記マスターカム８の外周形状と同様の軌跡を
描いて回転することとなり、上記被研削用カムシャフト
Ａのカム部Ｂ・・・が砥石７Ｖｃより研削加工されるも
のである。なお図中１０はユニバーサルジョイント、１
１はプーリである。しかるに、上述した従来のカム研削
装置゜工マスターカムシャフト５が一定の回転速度で回
転するようになつており、被研削用カムシャフトＡのカ
ム部Ｂ・・・は一定の速度で回転する。従つて上記カム
部Ｂの周速度はカム部Ｂの回転中心から離れた位置では
カム部Ｂの周速度が大きくなつて、この部分での砥石７
による研削時間が短くなり、削り残し等の欠陥τ５ζ生
じる不都合がある。このようなことから従来においては
回転速度を下げたり、または研削加工に要する回転数を
増加するなどして削り残し等を防上してぃるが、このよ
うにすると加工時間が長くなり作業効率が悪い。

またマスターカム８の外周形状を予じめ削り残し量を見
込んだ形状とする方法もあるが、この場合はマスターカ
ム８の形状の設定が難かしけ製造が面倒でコストが高く
なる欠点がある。本発明は上述した事情に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、被研削用カムシヤ
フトの非対称形カム部（以下カム部と略称する）の回転
位置に応じてマスターカムシヤフトの回転数を制御する
ことにより、上記カム部の砥石との接点の周速度変化を
極力小さく押えてカム部を削り残し等の欠陥なく短時間
で加工することができるカム研削装置を提供するもので
ある。

すなわち本発明は、揺動自在なロツキングバ一に、駆動
モータで回転するマスターカムシヤフトを装着して、前
記ロツキングバ一の揺動とマスターカムシャフトの回転
とにより、該マスターカムシャフトに支持される研削用
カムシヤフトの非対称形カム部を砥石で研削するカム研
削装置において、上記カムの回転角度を検知する検知手
段と、上記回転角度に対応した駆動モータへの指定電圧
を設定しておき上記検知手段から発生する出力に対応し
て所定の指定電圧をステツプ状に発生する回転速度制御
機構と、該回転速度制御機構のステツブ状電圧により制
御される駆動モータとを具備し、前記カム部の砥石との
接点の周速度が略一定となるように回転速度を制御して
なるカム研削装置である。

ここで上記回転角度検知手段には、駆動モータの回転角
度を検知する検知機構を用いる方法、ロツキングバ一の
揺動角度を検知する検知機構を用いる方法、及び両検知
機構を併用する方法の３種類がある。

回転角度検知機構には、既知の機器、例えばパルスエン
コーダ、レゾルバ一等を使用できる。揺動角度検知機構
には、例えばパルスエンコーダー、ポテンシヨメータ一
、リミツトスイツチ又はロータリースイッチ等を使用で
きる。パルスエｙコーターを使用した場合、原則として
パルス数と角度との関係をあらかじめ設定することが必
要である。またロツキングバ一の揺動角度検知機構にパ
ルスエンコーダーを用いて揺動角度を検知する場合、原
則として増加状態であるか、減少状態であるかを検出す
る手段が必要である。ただし第４図に示すように接点周
速度の左右の差があまり大きくなく、略等しい場合、増
減を検出する必要のなぃこともある。以下本発明を第２
図ないし第１２図（Ｃ示す実施例を参照して説明する。

第２図は本発明のカム研削装置を示し、この装置はロツ
キ／グバ一３に回転自在に装着したマスターカムシヤフ
ト５の一端に被研削用カムシヤフトＡを支持するととも
に、他端にユニバーサルジョイント１０及び接手１２を
介して駆動モータ９を連結しているもので、これらロツ
キングバ一３、マスターカムシヤフト５等の構造は第１
図に示した従来のものと同様である。

従つて上記マスターカムシャフト５が回転すると、第３
図に示ずようにマスターカム８が０１を回転中心として
ωッの角速度で回転しながらカムフオロア１３の周面を
摺動し、この摺動により０２を揺動中心としたロツキン
グバ一３が揺動する。この場合揺動角度をθとする。さ
らにこのロツキングバ一３の揺動により被研削用カムシ
ヤフトＡのカム部Ｂが０１を回転中心として回転しなが
ら砥石７により研削されるようになつてぃる。上記カム
部Ｂの砥石７との接点Ｐの周速度，はマスターカムシヤ
フト５の回転速度が一定の場合たとえば第４図のグラフ
に示すように回転角度ψがψ１〜ψ５と変化するとこの
回転角度ψ，〜ψ５ＶＣ応じて接点Ｐの周速が変化し、
回転角度ψ２，ψ４で夫々Ｐ１及びＶＰ２のピークが得
られる。

またロツキングバ一の揺動角度θは回転角度ψに対して
第５図のグラフに示すようにθ。〜θ２の範囲内で揺動
する。さらに第２図のカム研削装置は上記ロツキングバ
一３に揺動角度検知機構１３を、上記駆動モータ９に回
転角度検知機構１４を夫々取付けており、これら角度検
知機構１３，１４は夫々第６図のプロツク図に示す回転
速度制御機構１５に接続している。

すなわちサーボアンプ９ａ′＄！．動モータ９（サーボ
モータ）を駆動すると、マスターカムシャフト５、マス
ターカム８、被研削用カムシヤフトＡ等の回転負荷が回
転するが、上記マスターカム８の回転により揺動するロ
ツキングバ一３の揺動角度を揺動角度検知機構１３で険
知してこの信号を回転速度制御機構１５ＶＣ．伝達する
とともに、駆動モータ９の回転角度を回転角度検知機構
１４で検知して、この信号を回転速度制御機構１５に伝
達するようになつており、上記回転速度制御機構１５は
これらの信号に基づいて、上記サーボアンプ９ａに所定
のステツブ電圧を印加するものである。ここでステツプ
電圧とはある角度の範囲毎に一定の速度指令電圧を印加
することにより生じる電圧で、例えば第８図に示す如く
横軸に角度を縦軸に印加電圧をとるとある指令電圧から
次の異なる指令電圧への変化が、ちようどステツプ状に
変化するものである。このような速度指令を行う装置は
、作製が簡単で、ＮＣ制御等の他の手段に比べると安価
であり、経済的である。なおサーボアンプ９ａと駆動モ
ータ９との間には速度フイードバツク回路が接続されて
ぃる。さらに本発明に係る回転速度の制御機構を詳細に
説明すれば、上記揺動角度検知機構１３は上記回転速度
制御機構１５に被研削用カムシヤフトＡのカム部Ｂの基
準回転角度ψ、の信号を入力するもので、たとえばパル
スエンコーダーで形成されている。

上記パルスエンコーダーは第７図に示すようにロツキン
グバ一３の揺動角度θに対応したパルス数ｎをカウＺ卜
するもので予じめ揺動角度θ、を設定してこの揺動角度
θ。をパルス数Ｎｘにより検知し、この揺動角度θ。か
ら第５図に示す如くカム部Ｂの基準回転角度ψ、を検知
できるようになつている。この場合カム部Ｂの基準回転
角度ψＸはこれに対応するロツキ／グバ一３の揺動角度
θ、が変化する角度範囲内で設定する。また第５図にお
いて揺動角度θＸは回転角度φ。とψ！との２点に対応
し、パルスエンコーダーでパルス数ｎをカウントするだ
けでは所望の回転角度ψｏを設定できないが、この場合
はパルス数ｎが減少状態かまたは増加状態かをチエツク
することにより回転角度ψ。を特定できる。（パルス数
ｎが減少していく場合がψ。である。）また上記回転角
度検知機構１４は駆動モータ９の回転角度ψをたとえば
上記揺動角度検知機構１３と同様にパルスエンコーダー
のパルス数をカウントすることにより基準回転角度φ。

から何度回転したかを全角度にわたつて検知できるもの
である。さらに上記回転速度制御機構１５は第４図に示
した回転角度ψ１〜ψ５に対応して第８図に示すように
駆動モータ９への電圧Ｅ１〜Ｅ４を設定しており、この
電圧Ｅ１〜Ｅ４で駆動モータ９を駆動すると駆動モータ
９が第９図に示すようにＣｉ）ｗ１〜（１）Ｗ４の回転
速度で回転するものである。従つてこの回転速度制御機
構１５に上記揺動角度検知機構１３で得られた基準回転
角度ψ。の信号が入力されると、この基準回転角度ψＸ
ｌｆＣ対応した電圧Ｅ１が駆動モータ９に印加される。
つぃで上記回転角度検知機構１４で順次印加電圧の変更
角度ψ１〜ψ５を検知し、この検知信号に基づいて駆動
モータ９への印加電圧をＥ２，・・・Ｅ５，Ｅｌと変え
るようになつている。このように駆動モータ９への印加
電圧を制御することによりカム部Ｂの砥石７との接点Ｐ
の周速度，は第１０図の如く変化し、第４図に示した定
速回転時のピークＶＰｌ，Ｐ２が夫々２、′，Ｐ２′と
低下して接点Ｐの周速度，が略均一となる。なお被研削
用カムシヤフトＡは通常複数のカム部Ｂ・・・を設け、
これらカム部の位相は夫々異なるが、この場合上記揺動
角度検知機構１３により基準回転角度ψ。

をそれぞれのカム部Ｂに応じて検知することができる。
なお本発明は上記実施例のようにカム部Ｂの基準回転角
度ψ、を検知するためにパルスエ／コーターを用いずた
とえば出力電圧が回転角度位置に応じて変わるポテンシ
ヨメータ一を用いてもよい。

またリミツトスイツチ又はロータリースイツチ等を用い
ても実施可能であり、要はロツキングバ一３の揺動角度
を検出できるものであればよい。また上記回転速度制御
機構１５にカム部Ｂの形状に対応する回転速度及び変速
位置を設定するとともに、カム部Ｂが複数個の場合にこ
れらの位相の相違を設定しておけば、始動時にカム部Ｂ
がどの位相でかつどの回転速度位置であるかをカム部Ｂ
の位置に対応して手動又はリミツトスイツチ等で定めれ
ば揺動角度検知機構１３を設けることなく、回転速度を
制御できる。さらに、カム部Ｂが第１１図に示すような
形状である場合、回転角度検知機構１４を必要としなぃ
。

すなわちこのカム部Ｂを定速で回転すると回転角度φに
対して接点Ｐの周速度２が第１２図ａの曲線ａの如く、
またロツキングバ一３の揺動角度θが第１２図ｂの如く
夫々変化するので、θの角度をＯ〜３６０の全範囲にわ
たつて検出でき、従つてロツキングバ一３の揺動角度θ
１〜θ１２を検知することによりカム部Ｂの回転角度ψ
１〜φ１２を回転角度検知機構１４を設けることなく夫
々検出でき、これらψ１〜ψ，２にもとづいて回転速度
を制御できる。なお、この場合回転角度検出機構１４Ｖ
Ｃ．は第１２図ｃの如く、各回転位置φ１〜φ１２に応
じて電圧Ｅ１〜Ｅｌ，が設定され、この電圧で制御する
と第１２図ａに示した曲線ａが同図の曲線ｂの如くなり
周速度１が略均一化される。なお第１２図ｃのうち破線
は駆動モータ９の回転速度を示している。以上説明した
ように本発明によれば被研削用カムシャフトＡのカム部
の周面形状に対応して駆動モータの回転数を変化させる
ことができるので、該カム部の砥石との接点の周速度を
均一化することができ、従つて削り残しがなく加工精度
の高い研削加工を効率よく短時間で行うことができるな
ど顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のカム研削装置を一部断面した側面図、第
２図ないし第１０図は本発明の一実施例を示し、第２図
はカム研削装置を一部断面した側面図、第３図は同装置
の作用説明図、第４図は定速回転時における、各回転角
度位置に対応したカム部の砥石との接点の周速変化を示
したグラフ、第５図は同定速回転時における各回転角度
位置に対応したロツキングバ一の揺動角度変化を示した
グラフ、第６図は回転速度の制御機構を示したプロツク
図、第７図は揺動角度検知機構に用いるパルスエンコー
ダーの作用説明図、第８図は回転速度制御機構に設定さ
れた各回転角度位置における印加電圧を示したグラフ、
第９図は第８図の印加電圧で駆動モータを駆動した場合
における各回転角度位置における角速度変化を示したグ
ラフ、第１０図は第９図の角速度で回転した場合におけ
るカム部の砥石との接点の周速度変化を示したグラフ、
第１１図および第１２図は本発明の他の実施例を示し、
第１１図は第３図に対応したカム研削装置の作用説明図
、第１２図ａはカム部の各回転角度位置に対応した砥石
との接点の周速度変化を示したグラフ、第１２図ｂはカ
ム部の各回転角度位置に対応したロツキングバ一の揺動
角度変化を示したグラフ、第１２図ｃは回転速度制御機
構に設定された各回転角度位置に対応した印加電圧を示
したグラフである。 ３・・・ロツキングバ一、５・・・マスターカムシヤフ
ト、７・・・砥石、８・・・マスターカム、９・・・駆
動モータ、１３・・・揺動角度検知機構、１４・・・回
転角度検知機構、１５・・・回転速度制御機構、Ａ・・
・被研削用カムシヤフト、Ｂ・・・カム部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 揺動自在なロツキングバーに、駆動モータで回転す
   るマスターカムシャフトを装着して、前記ロツキングバ
   ーの揺動とマスターカムシャフトの回転とにより、該マ
   スターカムシャフトに支持される被研削用カムシャフト
   の非対称形カム部を砥石で研削するカム研削装置におい
   て、前記カムの回転角度を検知する検知手段と、前記回
   転角度に対応した駆動モータへの指定電圧を設定してお
   き前記検知手段から発生する出力に対応して所定の指定
   電圧をステップ状に発生する回転速度制御機構と、該回
   転速度制御機構のステップ状電圧により制御される駆動
   モータとを具備し、前記カム部の砥石との接点の周速度
   が略一定となるように回転速度を制御してなるカム研削
   装置。