JP2002079422A - 歯車の自動噛合わせ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固定側の第一の歯車に対し第二の歯車を供給
して噛み合わせる歯車の自動噛合わせ装置において、一
回の供給動作のみで良好な噛合い状態を確実に現出させ
る、低コストの構成を提供する。 【解決手段】 第一の歯車１１０の接線方向に沿ってス
ライド自在に構成した本体５１と、該本体５１に支持さ
れ、前記第二の歯車１２を案内面５９を介して回転自在
に支持するキャリア５３とを有し、該キャリア５３は支
軸５４まわりで非噛合方向へ傾動自在とされながら、噛
合方向に付勢力を与えられつつ前記本体５１に支持され
る。前記本体５１には規制ピン８５を支持し、前記キャ
リア５３が前記非噛合方向へ傾動したときには前記規制
ピン８５が前記案内面５９から突出して第二の歯車１２
の回転を規制するようにし、前記キャリアが前記非噛合
方向へ傾動しないときには前記規制ピン８５が前記案内
面５９から突出しないように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、歯車と歯車とを噛
み合わせる、歯車の自動噛合わせ装置の構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】歯車に対し歯車を供給して相互に確実に
噛み合わせるための技術については、従来から様々なも
のが提案され公知とされている。

【０００３】特に歯車素材と歯車型工具とを噛み合わせ
る必要がある歯車の加工装置においては、以下のような
事情があるため、歯車同士を容易に確実に噛み合わせる
技術についてニーズが高い。即ち、歯車の加工として
は、歯切り後の歯車素材に歯車型工具であるシェービン
グカッタを噛み合わせつつ軽く押し付けながら回転さ
せ、歯の表面から少量の削りシロを削り取って、歯面を
平滑にするとともに歯形やピッチを修正して精度の高い
ものとする、シェービング加工が一般的である。あるい
は、歯車型の砥石を噛み合わせて回転させることにより
歯車素材の歯面を研磨する、ホーニング加工が行われる
ことがある。更には、シェービング加工等の前処理とし
て、歯車素材にデバリングカッタを噛合させて回転させ
ることで、歯車素材の端部側面の面取りを行い、同時に
歯溝形成時に生じたバリを除去する、デバリング加工が
行われることもある。

【０００４】このような加工を行わせるためには、歯車
素材に歯車型工具（シェービングカッタや歯車型砥石や
デバリングカッタ）を噛合させた状態で歯車素材を心出
しして回転させることが必要になる。しかし、この歯車
型工具に対して歯車素材を供給し噛合させようとして
も、両者の歯先同士がぶつかってうまく噛み合わないこ
とがある。噛合不良が発生するとシェービング加工等の
仕上げ加工を行えないため、歯車素材と歯車型工具との
良好な噛合を確実に得たいという要望がある。

【０００５】このニーズに応えるべく、特に歯車加工装
置において、自動噛合わせ装置の構成が様々に提案され
公知とされているのである。例えば、歯車素材が歯車
型工具に対して噛合を解除する方向（本明細書において
「非噛合方向」）に移動自在となるよう保持し、歯車型
工具に対し押し付ける方向の付勢力を歯車素材に作用さ
せつつ、位置固定側の歯車型工具に対し該工具の接線方
向から歯車素材を送って供給し、噛合不良が発生した場
合に前記付勢力に抗する歯車素材の非噛合方向への移動
をリミットスイッチ等の手段で検知し、噛合不良の場合
は供給動作を中止して歯車素材を逆方向に送っていった
ん退避させ、歯車型工具を少量回転させて回転位相を異
ならしめてから再度供給動作を行い、これを噛合不良が
発生しなくなるまで繰り返す方法が提案されている。ま
た、歯車素材の供給動作は前記と同様に行うが、噛
合不良の場合の歯車素材の非噛合方向への移動をリミッ
トスイッチ等で検知した場合は、その瞬間に歯車型工具
を少量回転させて回転位相を異ならしめ、良好な噛合を
得る方法が提案されている。更には、このの方法と前
記の方法とを併用することも提案されている。あるい
は、歯車素材の回転位相を予めセンサ等で検出してお
き、供給動作において両者が必ず噛合するように歯車型
工具の回転位相を制御しながら歯車素材を送って供給す
ることにより、一回で確実に噛み合わせる方法もある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
方法は様々な不具合があり、前述のニーズを十分な形で
満たすことができなかったのである。即ち、噛合不良が
発生しなくなるまで供給動作を繰り返す方法（）にお
いては、多数の歯車素材を仕上げ処理する過程において
は、供給動作を幾度繰り返しても噛合不良が解消しない
場合もしばしば発生し、噛合に手間取って設定サイクル
タイムをオーバーしてしまう場合もあった。従って、こ
のために歯車製造ラインを停止する必要が生じ、ライン
の効率的稼動の障害となっていた。また、供給動作にお
いて歯車素材の非噛合方向への移動が生じた瞬間に歯車
型工具を回転させ噛合不良を解消する方法（）におい
ては、歯車型工具に連れ回って歯車素材も回転して、歯
先と歯先とがぶつかる噛合不良の状態が解消されない場
合があり、良好な噛合いを１００％確実に得ることはで
きず、と同様の問題を生じていた。更には、歯車素材
の回転位相を予め検出しておき、歯車型工具の回転位相
を制御しながら歯車素材を送って供給する方法（）
は、一回の供給動作で歯車素材を歯車型工具に対しほぼ
確実に噛み合わせることができる利点があるが、歯車素
材の回転位相の検出のための機構や、歯車型工具につい
て精度の高い角度割出し機構を必要とし、コストの大幅
アップの原因となっていたのである。

【０００７】以上のように、歯車に対し歯車を送って確
実に相互噛合させることのできる低コストの構成が望ま
れていたのである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の解決しようとす
る課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するた
めの手段を説明する。

【０００９】即ち、請求項１においては、位置を固定さ
れた状態の第一の歯車に対し、該第一の歯車の接線方向
から第二の歯車を送って供給し、両歯車を相互噛合させ
る歯車の自動噛合わせ装置において、前記接線方向に沿
って直線的にスライド自在に構成した本体と、該本体に
支持され、前記第二の歯車を案内面を介して回転自在に
支持するキャリアとを有し、該キャリアは、前記第二の
歯車の回転軸心と平行する支軸まわりで非噛合方向へ傾
動自在とされながら、噛合方向に付勢力を与えられつつ
前記本体に支持され、更に前記本体には規制ピンを支持
し、前記キャリアが前記非噛合方向へ傾動したときには
前記規制ピンが前記案内面から突出して第二の歯車の回
転を規制し、前記キャリアが前記非噛合方向へ傾動しな
いときには前記規制ピンが前記案内面から突出しないよ
うに構成したものである。

【００１０】請求項２においては、請求項１記載の歯車
の自動噛合わせ装置であって、前記規制ピンは進退自在
にかつ突出方向の付勢力を与えられながら本体に支持さ
れ、前記キャリアが前記非噛合方向へ傾動すると同時に
前記第二の歯車の歯先の先端が該規制ピンに当接したと
きは、該規制ピンが押し込まれて前記案内面から突出し
ないように構成したものである。

【００１１】請求項３においては、請求項１又は請求項
２に記載の歯車の自動噛合わせ装置であって、前記第二
の歯車を加工を受ける歯車素材とした、歯車加工装置に
おける歯車の自動噛合わせ装置としたものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、発明の実施の形態を説明す
る。まず、本発明の歯車自動噛合せ装置を備える歯車複
合加工装置について、全体構成を説明する。図１は歯車
複合加工装置の全体構成を示した斜視図、図２は歯車素
材搬送装置及びローディング部の構成を示した斜視図、
図３は同じく側面断面図、図４は歯車複合加工装置の処
理作業を示した概念図である。

【００１３】この歯車複合加工装置１は、ホブ盤等で歯
切りを行い歯溝を形成した第二の歯車たる歯車素材につ
いて、デバリング加工及びシェービング加工を単一の機
械で連続的に順次行わせるものである。具体的には図１
に示すように、この歯車複合加工装置１は水平な基台２
を備え、鉛直な仮想軸線３まわりの円周上に四つの歯車
加工処理部Ａ・Ｂ・Ｃ・Ｄを該基台２上に等間隔で設定
している。そして前記仮想軸線３の位置に歯車素材搬送
装置４が設けられ、この歯車素材搬送装置４は、本体７
と、該本体７に取り付けられ歯車素材を保持する四つの
ローディング部１１・１１・１１・１１とを有してい
る。本体７は、前記仮想軸線３に沿って上下方向にスラ
イド自在で、かつ、その上限位置では前記仮想軸線３ま
わりに回転できるようになっている。前記四つのローデ
ィング部１１・１１・１１・１１は本体７の外周面に等
間隔でかつ放射状に設けられており、それぞれのローデ
ィング部１１には一つの歯車素材１２（図７・図９）
を、その回転軸心が水平となるよう内部に保持できるよ
うにし、仮想軸線３から遠い側にある歯車素材１２の外
周面の一部、及び歯車素材１２の軸孔を露出させつつ回
転自在としている。

【００１４】前述の四つの歯車加工処理部Ａ・Ｂ・Ｃ・
Ｄのうち、加工処理部Ａは歯車素材１２の搬出入ポート
とし、この処理部Ａに位置するローディング部１１に加
工処理前の歯車素材１２をセットし、また、ここで、一
連の加工処理後の歯車素材１２をローディング部１１か
ら取り出すようにしている。加工処理部Ｂにはデバリン
グ装置１０１を配設しており、この装置では第一の歯車
（歯車型工具）であるデバリングカッタ１１０を歯車素
材１２に噛合させるとともに二枚のディスクカッタ１１
４・１１４にて該歯車素材１２の側面の端縁を挟み込む
ようにした上で、デバリングカッタ１１０を駆動して歯
車素材１２を回転させ、歯車素材１２の歯型と端面角部
の面取りを行い、かつ、歯溝形成時に生じたバリを前記
ディスクカッタ１１４・１１４にて除去するようにして
いる。加工処理部Ｃには本実施例においては装置を配設
せず、アイドル部としている。加工処理部Ｄには歯のシ
ェービング装置１０２を配設し、ここでは第一の歯車
（歯車型工具）としてのシェービングカッタ１１２を歯
車素材１２に噛合させ回転させることで、前述のシェー
ビング加工を施し、歯車素材１２の歯車としての精度を
向上させる処理を行う。

【００１５】次に、歯車素材１２のデバリング加工を行
う前記デバリング装置１０１の概略を説明する。加工処
理部Ｂにあるローディング部１１の外側近傍位置には、
デバリングカッタ１１０がその回転軸心を水平に向けて
配置される。このデバリングカッタ１１０は仮想軸線３
に近づく方向あるいは逆の方向に移動できるようになっ
ており、デバリングカッタ１１０の位置を適宜調節する
ことで、外径の異なる歯車素材１２に対しても噛合を得
られるようになっている。加工処理部Ｂにあるローディ
ング部１１の両側側方位置には、歯車素材１２を心出し
して回転保持するための心押台１１１が、基台２上に設
置される。従って、歯車素材１２を内部に保持したロー
ディング部１１が下降することにより、二つの心押台１
１１・１１１の間に歯車素材１２が送られるとともに、
前記デバリングカッタ１１０の接線方向に歯車素材１２
が供給され噛合が開始される。ローディング部１１の下
限位置に至るとデバリングカッタ１１０と歯車素材１２
とが完全に噛合され、この状態で両側の心押台１１１が
歯車素材１２の軸孔を保持してデバリングカッタ１１０
を駆動することにより、歯車素材１２が回転されてデバ
リングカッタ１１０にて歯車素材１２の歯形と端面角部
の面取りが行われ、同時にディスクカッタ１１４・１１
４によりバリ取りが行われる。

【００１６】次に、歯車素材１２のシェービング加工を
行うシェービング装置１０２の概略を説明する。加工処
理部Ｄにあるローディング部１１の外側近傍位置には、
シェービングカッタ１１２が配置される。このシェービ
ングカッタ１１２は前記仮想軸線３に近づく方向又は逆
の方向に移動できるようになっており、シェービングカ
ッタ１１２の位置を適宜調節することで、外径の異なる
歯車素材１２に対しても噛合が得られるようになってい
る。シェービングカッタ１１２の外周はハス歯状に形成
されており、仕上げ処理がされる歯車素材１２の種類
（スグ歯、ハス歯等）が異なっても、シェービングカッ
タ１１２の回転軸心を適宜傾けて、歯車素材１２とシェ
ービングカッタ１１２との適正な噛合が得られるように
なっている。また、加工処理部Ｄにあるローディング部
１１の両側側方位置には、歯車素材１２を心出しして回
転保持するための心押台１１３・１１３が、基台２上に
設置される。

【００１７】従って、歯車素材１２を内部に保持したロ
ーディング部１１が下降することにより、二つの心押台
１１３・１１３の間に歯車素材１２が送られるととも
に、前記シェービングカッタ１１２の接線方向に歯車素
材１２が供給され噛合が開始される。ローディング部１
１の下限位置に至るとシェービングカッタ１１２と歯車
素材１２とが完全に噛合され、この状態で両側の心押台
１１３・１１３が歯車素材１２の軸孔を保持してシェー
ビングカッタ１１２を駆動することにより、歯車素材１
２の歯とシェービングカッタ１１２の歯がスベリを生じ
ながら噛合回転されて、歯車素材１２にシェービング加
工が施される。

【００１８】次に、歯車素材搬送装置４の構成につい
て、詳しく説明する。前記歯車素材搬送装置４は、前記
本体７やローディング部１１のほかに、前記仮想軸線３
に沿って立設される基軸５（図２・図３）と、該基軸５
の上部に設けられる回転搬送体６（図３）とを有してお
り、前述の本体７は筒状に構成され、上下スライド自在
に基軸５に嵌合される関係にある。前記歯車素材搬送装
置４の基軸５の外周面においては、上下方向のガイド溝
８が９０°毎に等間隔で計四本設けられている。また、
本体７上端近傍の内周面には突起９が９０°毎に等間隔
で四つ設けられており、該突起９がそれぞれの該ガイド
溝８に係入しながら摺動することで、本体７が基軸５上
でスライドする際に仮想軸線３まわりに回転することが
防止される。本体７の上下方向のスライドは、基軸５上
に設けた油圧シリンダ２０の進退駆動によって行われ
る。

【００１９】前記回転搬送体６は図３に示すように円筒
状に構成されており、基軸５の上部に嵌合され回転自在
とされる。この回転搬送体６の上側は外周面に歯溝を形
成した歯車部６ａとし、回転搬送体６の下側は、前記突
起を入り込ませる凹部２２を下縁に複数形成した搬送部
６ｂとしている。基軸５上には、ブレーキモータとパラ
レルカムインデックス機構よりなる回転駆動装置２３が
配設され（図１・図３）、その出力軸２３ａは図３に示
すように下方に延伸されてその先端に駆動ギア２４を取
り付けており、該駆動ギア２４に前記回転搬送体６の歯
車部６ａを噛合させ、回転駆動装置２３により回転搬送
体６が回転駆動される構成としている。搬送部６ｂに設
けた前記凹部２２は９０°毎に等間隔で計四つ設けられ
ており、本体７の内周面に設けた前記四つの突起９が四
つの凹部２２にそれぞれ入り込めるようにしている。ま
た、前記回転駆動装置２３には角度割出し機構が設けら
れており、回転搬送体６を９０°ずつ回転させ、かつ、
前記凹部２２が基軸５上の前記ガイド溝８に一致する角
度にて回転搬送体６を静止させるよう、該回転駆動装置
２３が制御される。

【００２０】従って、回転搬送体６が静止している状態
で前記油圧シリンダ２０の駆動により本体７が上昇しそ
の上限位置に至ると、前記突起９は基軸５上のガイド溝
８から回転搬送体６の前記凹部２２に入り、この状態で
回転駆動装置２３を駆動すれば、回転搬送体６の回転に
より本体７を９０°回転させることができる。この９０
°の回転により突起９は元のガイド溝８からその隣に位
置するガイド溝８まで送られ、次の本体７の昇降時には
突起９はそのガイド溝８内を摺動することになる。

【００２１】前記本体７の側面周囲には図１・図２に示
すように、四つのローディング部１１・１１・１１・１
１が９０°ずつ位相を異ならせて放射状に設けられてい
る。このローディング部１１・１１・１１・１１は前記
本体７の昇降に伴って昇降するようになっており、また
昇降時には、それぞれのローディング部１１・１１・１
１・１１は、歯車素材搬送装置４の周囲に設置された四
つの前記歯車加工処理部Ａ・Ｂ・Ｃ・Ｄを向くように構
成されている。前記本体７が下降され、歯車素材１２を
保持する四つのローディング部１１・１１・１１・１１
が下降することで、前記加工処理部Ａ・Ｂ・Ｃ・Ｄに各
歯車素材１２が供給される。ここで、歯車型工具を有す
る処理装置が配設されている加工処理部（デバリング装
置１０１を設置している処理部Ｂ、及び、シェービング
マシン１０２を設置している処理部Ｄ）においては、ロ
ーディング装置１１に保持される歯車素材１２と前記歯
車型工具（デバリングカッタ１１０又はシェービングカ
ッタ１１２）との噛合が前記下降とともに行われるが、
前記ローディング部１１・１１・１１・１１は本発明に
係る歯車の自動噛合わせ装置をそれぞれ有しているの
で、歯車型工具１１０・１１２と歯車素材１２との噛合
はスムーズに行われる。これについては後述する。

【００２２】本体７が下降されてローディング部１１・
１１・１１・１１が下限位置（加工位置）に至ると、そ
れぞれのローディング部に保持される歯車素材１２につ
いて、各歯車加工処理部Ａ・Ｂ・Ｃ・Ｄに対応した加工
処理（歯車素材１２の搬入出・デバリング加工・シェー
ビング加工）が同時に行われる。処理の終了後は本体７
とともに四つのローディング部１１・１１・１１・１１
が同時に上昇して、その上限位置にて本体７とともにロ
ーディング部１１が９０°回転することにより、処理部
Ａでセットされた歯車素材１２は処理部Ｂに、Ｂでデバ
リング加工された歯車素材１２はＣに、Ｃで待機された
歯車素材１２はＤに、Ｄでシェービング加工を施された
歯車素材１２はＡに、それぞれ受け渡される。

【００２３】以上、ローディング部１１の下降→各加工
処理→ローディング部１１の上昇→ローディング部１１
の９０°回転を一サイクルとし、これを反復すること
で、最大四つまでの歯車素材１２についての一連の加工
処理が流れ作業的に順次行われる。即ち、概念図である
図４に示すように、処理部Ａから搬入され四つのローデ
ィング部１１のいずれかにセットされた歯車素材１２
は、処理部Ｂにてデバリング加工が行われ、処理部Ｃに
て待機した後、処理部Ｄにてシェービング加工が施され
て、再び処理部Ａに戻って搬出される。

【００２４】次に、本発明の歯車自動噛合わせ装置を適
用した前記ローディング部１１について、主に図５を参
照しながらその構成を説明する。図５は本発明の歯車自
動噛合わせ装置を備えるローディング部の構成を示した
一部断面図である。図６は上部キャリアのロック状態が
解除される様子を示した図、図７は上部キャリアが上方
回動され、歯車素材がセットされる様子を示した図であ
る。図８は規制ピンの構成及び該規制ピンの先端と案内
面との関係を示した断面拡大図である。

【００２５】この歯車自動噛合わせ装置を適用したロー
ディング部１１は、その本体５１を前記歯車素材搬送装
置４の本体７側面に取り付け、該本体７とともに上下ス
ライドかつ回転ができるようにしている。そして該本体
５１には二本の支持アーム５２・５２を外方に向けて平
行に突出させて設け、該二本の支持アーム５２・５２の
間には歯車素材１２を保持するためのキャリア５３が配
置され、二本の支持アーム５２・５２の先端の間に水平
に支架した支軸５４を介して該キャリア５３を傾動自在
に支持している。ここで支軸５４は、キャリア５３に保
持される歯車素材１２の軸心に平行に配置される。

【００２６】前記キャリア５３は、歯車素材１２の下側
及び前記仮想軸線３に近い側を支持するキャリア下部５
５と、歯車素材１２の上側を覆うキャリア上部５６とに
より構成される。

【００２７】キャリア下部５５は、前記支軸５４を介し
て傾動可能に支持される基部５７と、該基部５７に取り
付けられ歯車素材１２を直接保持する案内体５８とによ
り構成される。前記基部５７の前記仮想軸線３より遠い
側においては、その上部を大きく円弧状に欠切して、前
記案内体５８を取り付けるための取付面としている。前
記案内体５８は、側面視でドーナツを一部切り出したよ
うな形状としており、その外周面は前記取付面に沿う円
弧状の面を形成している。また案内体５８には、歯車素
材１２の外周面を案内するための円弧状案内面５９を形
成している。該円弧状案内面５９の側方両側には適宜高
さのガイド６０・６０が形成されており、歯車素材１２
を保持したときにその回転軸心方向への移動を規制する
ようにしている。前記案内体５８は基部５７に対して着
脱可能に構成してあり、円弧状案内面５９の径を様々な
大きさとした種々の案内体５８を予め用意しておけばよ
い。こうすることで、歯車素材１２の外径が様々に異な
っても、その外径に対応する案内体５８に交換すること
で、ローディング部１１に保持することができる。

【００２８】前記キャリア下部５５の基部５７において
は、その仮想軸線３に近い側においてアーム６１を上方
に突出させて設け、水平なピン６２を介して該アーム６
１の先端にキャリア上部５６を回動可能に支持してい
る。キャリア上部５６は、前記ピン６２を介して支持さ
れる基部６３と、該基部に取り付けられる案内アーム６
４とにより構成される。案内アーム６４の下面において
は歯車素材１２の外周面を案内するための円弧状案内面
６５が形成され、この円弧状案内面６５は、キャリア上
部５６を図５に示す如く閉じたときに、前記キャリア下
部５５の円弧状案内面５９と連続的に繋がって、両案内
面５９・６５を合わせて略「Ｃ」字状の円弧状案内面と
なるようにし、この内部に歯車素材１２を軸心を水平に
保った状態で保持するようにしている。なお、前記ガイ
ド６０・６０の間の幅は歯車素材１２の幅よりわずかに
大きく構成し、円弧状案内面５９・６５の直径は歯車素
材１２の直径よりわずかに大きく設定しているので、キ
ャリア５３内に保持される歯車素材１２はその中で自由
に回転できるようになっている。案内アーム６４は基部
６３に対して着脱可能に構成され、前記キャリア下部５
５の案内体５８と同様、円弧状案内面６５の径を様々な
大きさとした種々の案内アーム６４を予め用意してお
き、案内体５８とセットで案内アーム６４を交換するこ
とにより種々の歯車素材１２の外径に対応できるように
している。

【００２９】前記キャリア上部５６は前記ピン６２を介
してキャリア下部５５に対し回動可能に支持されてお
り、歯車素材１２の搬入／搬出ポートである加工処理部
Ａにローディング部１１が来たときは、前記キャリア上
部５６が上方に回動して歯車素材１２のローディング部
１１へのセット／ローディング部１１からの取出しを可
能とすべく構成している。この具体的な構成は以下のと
おりである。即ち図５に示すように、前記キャリア下部
５５を構成する基部５７の内部には孔７０が鉛直方向に
貫通させて設けられ、該孔７０の内部にロッド６６が配
置されて上下方向に摺動自在とされている。ロッド６６
の上端は該孔７０から一部突出させてリンク６７の一端
を連結し、リンク６７の他端はキャリア上部５６を構成
する前記基部６３の中途部に連結されている。ロッド６
６にはカラー６８が形設されるとともに、前記孔７０に
形成された段部と該カラー６８との間に付勢バネ６９が
弾装されて、この付勢バネ６９はロッド６６及びリンク
６７を介して前記キャリア上部５６に下方へ回動する方
向（閉じる方向）の付勢力を与えている。ロッド６６の
下端も前記基部５７の下面から突出させてあり、該下端
部は基部５７下面に設けたロック機構７１に係止されて
いる。このロック機構７１は、前記基部５７下面に摺動
自在に付設されるロック体７２と、基部５７の端部位置
に固定されるバネ受け７４と、バネ受け７４とロック体
７２との間に弾装される付勢バネ７３によりなる。前記
ロック体７２は平面視「コ」字状に形成されており、そ
の内部にロッド６６下端を挿入できるようにしている。
ロック体７２はロッド６６下端部に対し係脱自在として
おり、ロック体７２が前記仮想軸線３から遠ざかる方向
へ移動すると両者が係合しロックしてロッド６６の上下
方向摺動を規制する一方、仮想軸線３に近づく方向へ移
動すると前記係合が解除されアンロックされるようにな
っている。ロック体７２の仮想軸線３から遠い側の端部
においては、前記アンロックのためのローラ７５が回転
自在に支架されている。

【００３０】以上の構成で、図５の如くキャリア上部５
６が閉じられた状態では、ロッド６６の下端はキャリア
下部５５の基部５７下面から突出しており、仮想軸線３
から遠ざかる方向の付勢力を付勢バネ７３から受けるロ
ック体７２が該ロッド６６の下端に係合するので、ロッ
ド６６の移動が規制され、キャリア上部５６はその閉じ
られた状態でロックされる。一方、図６に示すように、
歯車素材１２の搬入／搬出ポートである加工処理部Ａに
おいては、基台２上にアンロック体７６及び油圧シリン
ダ７７が設けられている。アンロック体７６には斜状の
カム面７６ａが形成されており、ローディング部１１が
加工処理部Ａにおいて図６の如く下降するに伴い、この
カム面７６ａが前記ロック体７２のローラ７５に接触
し、前記付勢バネ７３に抗してロック体７２を仮想軸線
３に近い側へ押動する。加工処理部Ａにおいてローディ
ング部１１が下限位置まで下降すると、ロック体７２と
ロッド６６との係合が完全に解除され、ロッド６６の上
下方向の摺動が可能な状態になる。前記油圧シリンダ７
７の伸縮可動部７７ａは前記ロッド６６と軸線を一致さ
せて配設されており、前記ローディング部１１が下限位
置まで下降した状態で該伸縮可動部７７ａを伸張駆動す
ると、図７に示すようにその先端が前記ロッド６６の下
端を押動して、前記付勢バネ６９に抗して上昇させる。
ロッド６６の上端はリンク６７を押動し、該リンク６７
に連結されたキャリア上部５６はピン６２を支点に上方
に回動され、この図７に示す状態で歯車素材１２のロー
ディング部１１へのセット／ローディング部１１からの
取出しを行うことができる。

【００３１】また、図５に示すように、前記キャリア下
部５５を構成する基部５７においては、仮想軸線３に近
い側の面に位置決め部材７８が突出されて固設され、該
位置決め部材７８は、前記本体５１の中央位置に欠設さ
れた四角形状の孔７９に挿入される。位置決め部材７８
の下面及び前記孔の上面には、互いに対向させてそれぞ
れ半球状のバネ受け部７８ａ・７９ａが形成されてお
り、この二つのバネ受け部７８ａ・７９ａの間に付勢バ
ネ８０を弾装することで、図５における支軸５４まわり
の反時計方向の付勢力がキャリア５３に対し与えられ
る。

【００３２】本体５１の上部には凹部５１ａが形設さ
れ、該凹部５１ａにはボルト孔が開口されてボルト８１
が螺設され、該ボルト８１の先端は前記孔７９の下面か
ら突出される。従って、前記付勢バネ８０の付勢力によ
り前記キャリア５３が支軸５４まわりに一定位置まで回
動すると、前記位置決め部材７８の上面に前記ボルト８
１の先端が当接し、それ以上のキャリア５３の回動が規
制されるようになっている。従って、キャリア５３は前
述のとおり本体５１のアーム５２・５２に支軸５４を介
して傾動自在に支持されているが、この位置決め機構に
より、通常時は、前記位置決め部材７８の上面にボルト
８１の先端が当接した、図５に示す姿勢に維持される。
なお、以下において、このキャリア５３の姿勢を「基本
姿勢」と称する。

【００３３】次に、前記キャリア５３に保持される歯車
素材１２の回転を必要に応じて阻止する機構について説
明する。図５に示すように、前記二本の支持アーム５２
・５２のうち一側の中途部の側面には、ピン支持アーム
８２の基部が固設されている。このピン支持アーム８２
はキャリア５３の側面に沿うように斜状に延出され、そ
の先端に支持プレート８３の端部を固設している。前記
キャリア下部５５の案内体５８の上部位置には凹陥部５
８ａが形成されてあり、図２・図５に示す如く該凹陥部
５８ａに前記支持プレート８３の大部分が挿入され、図
５・図８に示すように、該挿入された部分において支持
プレート８３にピン支持体８４が取り付けられている。
ピン支持体８４には規制ピン８５が摺動自在に支持され
る（図８）。規制ピン８５は仮想軸線３から遠ざかる向
きに適宜距離だけ突出され、該突出部分は前記案内体５
８に設けた溝８７内に配置されている（図２・図５・図
８）。ピン支持体８４の内部には戻しバネ８５ａが収納
され（図８）、前記規制ピン８５が押し込まれたときは
戻し方向の弾発力が該規制ピン８５に作用するようにし
ている。

【００３４】ピン支持体８４は支持プレート８３に対し
てネジ込み式に固定されており（図８）、ピン支持体８
４を回動することで規制ピン８５の先端の位置を微調整
できるようにしている。そしてこの微調整により、前記
キャリア５３が上述の基本姿勢にあり、かつ規制ピン８
５が押し込まれていない場合には、図５や拡大図である
図８に示すように、前記案内体５８に形成された円弧状
案内面５９に該規制ピン８５の先端が一致するよう、前
記ピン支持体８４の位置が設定される。なお、図８にお
いて符号１２ｃで示されるのは、歯車素材１２の回転軸
心である。

【００３５】次に、以上に説明した歯車自動噛合わせ装
置の具体的な作動を説明する。図９はデバリング装置に
あるローディング部が、歯車型工具に対し歯車素材の送
りを開始した状態を示した図である。図１０は送られる
歯車素材が歯車型工具に対し良好に噛み合う場合を示し
た図、図１１は歯車素材が歯車型工具に対し良好に噛合
い、その加工位置まで送られた状態を示した図である。
図１２は送られる歯車素材の歯先が歯車型工具の歯先と
当接する場合を示した図、図１３は図１２の状態から歯
車素材が更に送られ、キャリアが傾動して逃げ姿勢とな
り、案内面から規制ピンが突出して歯車素材の回転を規
制する様子を示した図、図１４は図１３の状態におい
て、規制ピンが案内面から突出する様子を示した断面拡
大図である。図１５は回転を規制された歯車素材が図１
３の状態から更に送られて、歯車素材の歯先が歯車型工
具の歯溝に入り、逃げ姿勢にあるキャリアが基本姿勢に
戻り、規制ピンが案内面から突出しなくなって歯車素材
の回転規制を解除する様子を示した図である。図１６は
図１２の状態から歯車素材が更に送られ、キャリアが傾
動して逃げ姿勢となるが、規制ピンの先端に歯車素材の
歯先が当接して、規制ピンが押し込まれて案内面から突
出しない場合を示した図、図１７は図１６の状態におい
て、規制ピンが歯車素材の歯先に当接して押し込まれる
様子を示した拡大図である。図１８は図１６の状態から
歯車素材が送られるともに連れ回って回転し、規制ピン
が案内面から突出して歯車素材の歯溝に入り、歯車素材
の回転を規制する様子を示した図である。また、図１９
は本発明の歯車の自動噛合わせ装置の作動の概略を表す
フローチャート図である。

【００３６】図９に示すように、加工処理部Ｂにて、歯
車素材１２をキャリア５３の内部に保持したローディン
グ部１１が、該キャリア５３を前記基本姿勢に保った状
態で鉛直に下降する。加工処理部Ｂに配置されるデバリ
ング装置１０１においては、歯車素材１２の外径に応じ
てデバリングカッタ１１０の位置が予め調整されてお
り、ローディング部１１の下降に伴って、静止している
デバリングカッタ１１０の接線方向に歯車素材１２が供
給されるようになっている。

【００３７】ここで歯車素材１２はキャリア５３内で回
転自在に保持されているので、供給開始当初から歯車素
材１２の歯先がデバリングカッタ１１０の歯溝内に入る
図１０のような場合は、歯車素材１２はデバリングカッ
タ１１０と噛合い、キャリア５３内で回転しながら下方
向に送られて、その良好な噛合い状態を維持しながら下
限の加工位置に至る。この状態が図１１に示される。

【００３８】一方、噛合開始当初において歯車素材１２
とデバリングカッタ１１０の歯先同士がぶつかる図１２
のような場合は、そのままローディング部１１が下降す
るに伴ってデバリングカッタ１１０の歯先が歯車素材１
２の歯先を押動するので、基本姿勢にあったキャリア５
３は付勢バネ８０に抗しながら、デバリングカッタ１１
０との噛合を解除させる方向（即ち、前記非噛合方向）
に傾き、図１３の状態となる。なお、以下、このキャリ
ア５３の姿勢を「逃げ姿勢」と称する。図１３に示すこ
の逃げ姿勢においては、キャリア５３において歯車素材
１２の外周面を保持する前記案内面５９・６５も傾くこ
ととなるが、支持アーム８２を介して本体５１に支持さ
れる前記規制ピン８５は傾かずそのままの位置を保つの
で、規制ピン８５の先端は案内面５９から相対的に突出
しようとする。ここで歯車素材１２の歯先の位置によっ
ては、（１）図１３・図１４に示すように規制ピン８５
が歯車素材１２の歯溝に入る場合と、（２）図１６・図
１７に示すように規制ピン８５が歯車素材１２の歯先に
当接して、規制ピン８５が案内面５９から突出できず押
し込まれる場合が考えられる。なお図１４及び図１７に
おいて、符号１２ｃで示されるのはキャリア５３が基本
姿勢にあるときの歯車素材１２の回転軸心の位置、符号
１２ｃ’で示されるのはキャリア５３が逃げ姿勢にある
ときの歯車素材１２の回転軸心の位置である。以上の
（１）の場合、（２）の場合の作動について、以下にそ
れぞれ説明する。

【００３９】（１）規制ピン８５が歯車素材１２の歯溝
内に入った図１３・図１４に示す場合は、該規制ピン８
５が歯車素材１２の歯部を係止するので、キャリア５３
内における歯車素材１２の自由回転が規制される。従っ
て歯車素材１２は、その回転を規制され、かつ前記付勢
バネ８０によりキャリア５３を介してデバリングカッタ
１１０へ噛合する方向（前記非噛合方向と逆の方向。本
明細書において「噛合方向」と称する）に付勢されなが
ら、下方向へ送られることになる。この結果、図１５に
示すように、歯車素材１２はその送りに伴ってデバリン
グカッタ１１０と歯先同士を当接させる噛合い不良状態
を解消し、その歯先は必ずデバリングカッタ１１０の歯
溝に入る。そして歯車素材１２の歯先がデバリングカッ
タ１１０の歯溝に入ると同時に、該歯車素材１２を保持
するキャリア５３は前記付勢バネ８０の働きにより図１
５に示す如く噛合方向に傾動し、逃げ姿勢から基本姿勢
へと戻る。これに伴い前記案内面５９・６０の傾きも解
消され、前記規制ピン８５は案内面５９より突出しない
図８の状態に戻り、歯車素材１２の回転規制が解除され
る。従ってこの後は、歯車素材１２はデバリングカッタ
１１０と良好な噛合いを維持しながら回転し、下限の加
工位置まで送られ、図１１の状態に至る。

【００４０】（２）規制ピン８５が歯車素材１２の歯先
に当接して押し込まれ、案内面５９から突出できない場
合（図１６・図１７の場合）は、前述の場合と異なり、
規制ピン８５は歯車素材１２の歯部を係止できず、その
自由回転を規制できない。従って、この場合は、歯車素
材１２がその送りに伴ってデバリングカッタ１１０に対
し連れ回りを起こす場合もあるし、起こさない場合もあ
る。しかし、歯車素材１２が送りに伴ってデバリングカ
ッタ１１０に対し連れ回る場合は、歯車素材１２の歯先
に規制ピン８５が当接している状態がその連れ回りに伴
って解消され、前記ピン支持体８４内部に収納される付
勢バネにより突出方向に付勢される規制ピン８５は、図
１８に示すように案内面５９から突出して歯車素材１２
の歯溝内に入り、歯車素材１２の自由回転を規制し、連
れ回りを停止させるのである。従って、以降は前記
（１）の場合とまったく同様の動作が行われて、歯車素
材１２はデバリングカッタ１１０に対し良好な噛合いを
得て、加工位置まで送られることとなる。また、歯車素
材１２が送りに伴ってデバリングカッタ１１０に対し連
れ回らない場合は、これは歯先同士が当接する噛合い不
良が必ず解消されることを意味するから、結局、歯車素
材１２はデバリングカッタ１１０に対し良好な噛合いを
得て、その加工位置まで送られるのである。

【００４１】以上の流れをフローチャート的に説明した
ものが図１９に示されるが、この図を見ても明らかであ
るとおり、結局どのような場合であっても、歯車素材１
２はその送りに伴って、デバリングカッタ１１０に対す
る良好な噛合いを確実に得るのである。これは供給動作
を一回行うのみで必ず良好な噛合いが得られ、噛合い不
良によるトラブルがゼロであることを意味するから、サ
イクルタイムの短縮あるいは安定化に貢献でき、ひいて
は歯車製造ラインの稼動効率の向上に資することができ
る。

【００４２】なお、加工処理部Ｄにおいても、ローディ
ング部１１が下降することによって第二の歯車たる歯車
素材１２が第一の歯車（歯車型工具）たるシェービング
カッタ１１２の接線方向に送られて供給され、その際は
上述とまったく同じ原理により、歯車素材１２とシェー
ビングカッタ１１２との間に良好な噛合いが確実に得ら
れるようになっている。

【００４３】以上に本発明の実施例を説明してきたが、
本発明の技術的範囲は上記の実施例に限定されるもので
はなく、本明細書及び図面に記載した事項から明らかに
なる本発明が真に意図する技術的思想の範囲全体に、広
く及ぶものである。

【００４４】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成したので、
以下に示すような効果を奏する。

【００４５】即ち、請求項１に示す如く、位置を固定さ
れた状態の第一の歯車に対し、該第一の歯車の接線方向
から第二の歯車を送って供給し、両歯車を相互噛合させ
る歯車の自動噛合わせ装置において、前記接線方向に沿
って直線的にスライド自在に構成した本体と、該本体に
支持され、前記第二の歯車を案内面を介して回転自在に
支持するキャリアとを有し、該キャリアは、前記第二の
歯車の回転軸心と平行する支軸まわりで非噛合方向へ傾
動自在とされながら、噛合方向に付勢力を与えられつつ
前記本体に支持され、更に前記本体には規制ピンを支持
し、前記キャリアが前記非噛合方向へ傾動したときには
前記規制ピンが前記案内面から突出して第二の歯車の回
転を規制し、前記キャリアが前記非噛合方向へ傾動しな
いときには前記規制ピンが前記案内面から突出しないよ
うに構成したので、第二の歯車の前記接線方向の送りの
際に両歯車の歯先同士がぶつかって噛合い不良が生じた
場合には、キャリアが非噛合方向に傾動して第二の歯車
が第一の歯車から少量逃げるとともに、案内面から前記
規制ピンが突出して第二の歯車の歯溝に入ってその回転
を規制するので、回転しない第二の歯車が静止している
第一の歯車に対し接線方向に送られることで、歯先同士
が当接する噛合い不良状態は確実に解消されることとな
る。そして、噛合い不良が解消された瞬間にキャリアが
噛合方向に傾動され、一方の歯先が他方の歯溝に係入す
る良好な噛合い状態が現出され、同時に案内面から前記
規制ピンが突出しなくなるので、第二の歯車の回転がフ
リーとなる。従って、接線方向の送りの際に第二の歯車
は自由に回転し、その良好な噛合い状態が確実に維持さ
れながら最終位置まで送られる。この結果、両歯車間の
良好な噛合いが、一回の供給動作のみで確実に得られ
る。また、このようなきわめて優れた利点を有しながら
も、油圧シリンダや電気回路等が不要なきわめて簡素な
構成であり、製造コストの低減をも図ることができる。

【００４６】請求項２に示す如く、請求項１記載の歯車
の自動噛合わせ装置であって、前記規制ピンは進退自在
にかつ突出方向の付勢力を与えられながら本体に支持さ
れ、前記キャリアが前記非噛合方向へ傾動すると同時に
前記第二の歯車の歯先の先端が該規制ピンに当接したと
きは、該規制ピンが押し込まれて前記案内面から突出し
ないように構成したので、請求項１に示す効果のほか、
両歯車同士が噛合い不良を起こし、かつ、前記規制ピン
が第二の歯車の歯先に当接した場合には、該規制ピンが
自動的にキャリアの案内面から一時退出することで、前
記規制ピンが該第二の歯車の歯先に作用させる瞬間的な
過大荷重が逃がされ、第二の歯車が受けるダメージを軽
減させることができる。ここで、前記規制ピンが退出し
ている場合は第二の歯車は送りに伴って連れ回る可能性
があるが、第二の歯車が連れ回った場合には、規制ピン
に対応する位置に第二の歯車の歯溝が移動した瞬間に前
記規制ピンが案内面から突出して該歯溝に必ず係入する
ので、第二の歯車は連れ回りが結局規制されて、結果的
には請求項１に示すような噛合い良好な状態がより確実
に現出されるのである。

【００４７】請求項３に示す如く、請求項１又は請求項
２に記載の歯車の自動噛合わせ装置であって、前記第二
の歯車を加工を受ける歯車素材とした、歯車加工装置に
おける歯車の自動噛合わせ装置としたので、一回の供給
動作のみで加工を受ける歯車素材を確実に歯車型工具等
に噛合させることができるので、歯車加工装置において
スムーズにかつスピーディーに噛合が行われることとな
り、サイクルタイムの短縮に貢献できる。また、噛合不
良を原因とするラインの停止という事態は絶滅され、歯
車製造ラインの稼動効率の向上に貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】歯車複合加工装置の全体構成を示した斜視図。

【図２】歯車素材搬送装置及びローディング部の構成を
示した斜視図。

【図３】同じく側面断面図。

【図４】歯車複合加工装置の処理作業を示した概念図。

【図５】本発明の歯車自動噛合わせ装置を備えるローデ
ィング部の構成を示した一部断面図。

【図６】上部キャリアのロック状態が解除される様子を
示した図。

【図７】上部キャリアが上方回動され、歯車素材がセッ
トされる様子を示した図。

【図８】規制ピンの構成及び該規制ピンの先端と案内面
との関係を示した断面拡大図。

【図９】デバリング装置にあるローディング部が、歯車
型工具に対し歯車素材の送りを開始した状態を示した
図。

【図１０】送られる歯車素材が歯車型工具に対し良好に
噛み合う場合を示した図。

【図１１】歯車素材が歯車型工具に対し良好に噛合い、
その加工位置まで送られた状態を示した図。

【図１２】送られる歯車素材の歯先が歯車型工具の歯先
と当接する場合を示した図。

【図１３】図１２の状態から歯車素材が更に送られ、キ
ャリアが傾動して逃げ姿勢となり、案内面から規制ピン
が突出して歯車素材の回転を規制する様子を示した図。

【図１４】図１３の状態において、規制ピンが案内面か
ら突出する様子を示した断面拡大図。

【図１５】回転を規制された歯車素材が図１３の状態か
ら更に送られて、歯車素材の歯先が歯車型工具の歯溝に
入り、逃げ姿勢にあるキャリアが基本姿勢に戻り、規制
ピンが案内面から突出しなくなって歯車素材の回転規制
を解除する様子を示した図。

【図１６】図１２の状態から歯車素材が更に送られ、キ
ャリアが傾動して逃げ姿勢となるが、規制ピンの先端に
歯車素材の歯先が当接して、規制ピンが押し込まれて案
内面から突出しない場合を示した図。

【図１７】図１６の状態において、規制ピンが歯車素材
の歯先に当接して押し込まれる様子を示した拡大図。

【図１８】図１６の状態から歯車素材が送られるともに
連れ回って回転し、規制ピンが案内面から突出して歯車
素材の歯溝に入り、歯車素材の回転を規制する様子を示
した図。

【図１９】本発明の歯車の自動噛合わせ装置の作動の概
略を表すフローチャート図。

【符号の説明】

１２ 第二の歯車（歯車素材） ５１ 本体 ５３ キャリア ５４ 支軸 ５９・６５ 案内面 ８５ 規制ピン １１０ 第一の歯車（歯車型工具たるデバリングカッ
タ） １１２ 第一の歯車（歯車型工具たるシェービングカッ
タ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 位置を固定された状態の第一の歯車に対
   し、該第一の歯車の接線方向から第二の歯車を送って供
   給し、両歯車を相互噛合させる歯車の自動噛合わせ装置
   において、 前記接線方向に沿って直線的にスライド自在に構成した
   本体と、該本体に支持され、前記第二の歯車を案内面を
   介して回転自在に支持するキャリアとを有し、 該キャリアは、前記第二の歯車の回転軸心と平行する支
   軸まわりで非噛合方向へ傾動自在とされながら、噛合方
   向に付勢力を与えられつつ前記本体に支持され、 更に前記本体には規制ピンを支持し、前記キャリアが前
   記非噛合方向へ傾動したときには前記規制ピンが前記案
   内面から突出して第二の歯車の回転を規制し、前記キャ
   リアが前記非噛合方向へ傾動しないときには前記規制ピ
   ンが前記案内面から突出しないように構成したことを特
   徴とする、歯車の自動噛合わせ装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の歯車の自動噛合わせ装置
   であって、 前記規制ピンは進退自在にかつ突出方向の付勢力を与え
   られながら本体に支持され、前記キャリアが前記非噛合
   方向へ傾動すると同時に前記第二の歯車の歯先の先端が
   該規制ピンに当接したときは、該規制ピンが押し込まれ
   て前記案内面から突出しないように構成した、歯車の自
   動噛合わせ装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の歯車の自
   動噛合わせ装置であって、前記第二の歯車を加工を受け
   る歯車素材とした、歯車加工装置における歯車の自動噛
   合わせ装置。