JP2013158865A - 歯車研削盤 - Google Patents

Abstract

【課題】被加工外歯車と被加工内歯車との間でワーク交換する際の段取り時間の短縮化を図ることができる歯車研削盤を提供する。
【解決手段】研削前に、砥石１３とワークＷａ，Ｗｂとを噛み合わせるのに先立って、砥石１３とワークＷａ，Ｗｂとの回転位相合わせを行うようにした歯車研削盤１において、回転状態のワークＷａ，Ｗｂの回転位相を検出するセンサ６１と、このセンサ６１を外歯車用の検出位置Ｐ１と内歯車用の検出位置Ｐ１との間で旋回させるセンサ取付部材４０と、このセンサ取付部材４０に取り付けられたセンサ６１を、外歯車用及び内歯車用の検出位置Ｐ１と退避位置Ｐ２との間で旋回させる旋回アーム２７とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、砥石による被加工歯車の研削前に、砥石と被加工歯車とを噛み合わせるのに先立って、これら砥石と被加工歯車との回転位相合わせを行うようにした歯車研削盤に関する。

従来から、熱処理後の歯車を砥石により研削し、その歯車の歯面を効率良く仕上げ加工するものとして、歯車研削盤が提供されている。このような歯車研削盤においては、砥石と歯車とを噛み合わせた状態で互いに回転させることにより、歯車を研削するようにしている。これにより、従来の歯車研削盤では、研削前に、砥石と歯車とを噛み合わせるのに先立って、これら砥石と歯車との回転位相合わせを行うようにしている。

上述した回転位相合わせでは、歯車の回転方向の位相を検出する必要があるが、このワーク回転位相検出手段として、接触式や非接触式のセンサを用いることが、一般的となっている。そして、このような、歯車の回転位相を検出して、砥石と歯車との回転位相合わせを行うようにした歯車研削盤は、例えば、特許文献１に開示されている。

特開２００８−１１０４４５号公報

しかしながら、上記従来の歯車研削盤において、加工対象となる歯車を、外歯車から内歯車に変更したり、内歯車から外歯車に変更したりする場合には、その都度、センサを取り外して、その取付位置を変更する必要があり、段取りに時間を要していた。

従って、本発明は上記課題を解決するものであって、被加工外歯車と被加工内歯車との間でワーク交換する際の段取り時間の短縮化を図ることができる歯車研削盤を提供することを目的とする。

上記課題を解決する第１の発明に係る歯車研削盤は、
砥石による被加工外歯車及び被加工内歯車の研削前に、前記砥石と被加工外歯車及び被加工内歯車とを噛み合わせるのに先立って、前記砥石と被加工外歯車及び被加工内歯車との回転位相合わせを行うようにした歯車研削盤において、
被加工外歯車及び被加工内歯車を回転可能に装着する回転テーブルと、
前記回転テーブルによって回転された被加工外歯車及び被加工内歯車の回転位相を検出する検出手段と、
前記検出手段を、被加工外歯車の回転位相を検出可能な外歯車用検出位置と、被加工内歯車の回転位相を検出可能な内歯車用検出位置との間で旋回させる第１旋回手段と、
前記検出手段を、前記外歯車用検出位置及び前記内歯車用検出位置と、前記外歯車用検出位置及び前記内歯車用検出位置から退避した退避位置との間で旋回させる第２旋回手段とを備える
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第２の発明に係る歯車研削盤は、
前記第１旋回手段は、
前記第２旋回手段に回転可能に支持される軸部と、
前記軸部の下端に設けられ、水平方向に延設する水平部と、
前記水平部の一端から下方に向けて延設し、その下端に前記検出手段が取り付けられる鉛直部とを有する
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第３の発明に係る歯車研削盤は、
前記第２旋回手段に設けられる位置決め手段と、
前記水平部に設けられ、前記検出手段が前記外歯車用検出位置及び前記内歯車用検出位置に配置されたときに、前記位置決め手段と係合する係合部とを備える
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第４の発明に係る歯車研削盤は、
前記軸部が前記第２旋回手段から脱落することを防止する脱落防止手段を備える
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第５の発明に係る歯車研削盤は、
前記外歯車用検出位置及び前記内歯車用検出位置は、前記砥石の被加工外歯車及び被加工内歯車への切り込み方向に沿って設定される
ことを特徴とする。

従って、本発明に係る歯車研削盤によれば、検出手段を外歯車用検出位置と内歯車用検出位置との間で旋回させる第１旋回手段と、検出手段を外歯車用検出位置及び内歯車用検出位置と退避位置との間で旋回させる第２旋回手段とを備えることにより、被加工外歯車と被加工内歯車との間でワーク交換する際の段取り時間の短縮化を図ることができる。

本発明の一実施例に係る歯車研削盤の要部拡大図である。 ワーク回転位相検出装置の前方斜視図であって、（ａ）はセンサが検出位置に位置決めされたときの様子を示した図、（ｂ）はセンサが退避位置に位置決めされたときの様子を示した図である。 センサ取付部材の支持構造の一例を示した図であって、（ａ）はセンサが外歯車用検出位置に位置決めされたときの様子を示した図、（ｂ）はセンサが内歯車用検出位置に位置決めされたときの様子を示した図である。 センサ取付部材の支持構造の他の例を示した図であって、（ａ）はセンサが外歯車用検出位置に位置決めされたときの様子を示した図、（ｂ）はセンサが内歯車用検出位置に位置決めされたときの様子を示した図である。

以下、本発明に係る歯車研削盤について、図面を用いて詳細に説明する。

図１に示すように、歯車研削盤１には、砥石ヘッド（移動体）１１が、水平なＸ軸方向（切り込み方向）及びＹ軸方向、鉛直なＺ軸方向（送り方向）に移動可能に支持されている。砥石ヘッド１１には、主軸１２が回転可能に支持されており、この主軸１２の先端には、外歯車研削用または内歯車研削用の砥石１３が、着脱可能に装着されている。そして、砥石ヘッド１１の下部における凹んだ前面１１ａには、ワーク回転位相検出装置（第２旋回手段）１４が設けられている。

また、歯車研削盤１には、回転テーブル１５が、Ｘ軸方向において砥石ヘッド１１と対向するように配置されると共に、回転可能に支持されている。この回転テーブル１５の上面には、被加工歯車（被加工外歯車または被加工内歯車）であるワークＷが、着脱可能に装着されている。

即ち、ワーク回転位相検出装置１４は、Ｘ軸方向において、装着された砥石１３に対してワークＷの反対側に配置されると共に、Ｚ軸方向において、装着された砥石１３よりも下方に配置されている。

次に、ワーク回転位相検出装置１４の構成について、図２乃至図４を用いて詳細に説明する。

図２（ａ），（ｂ）に示すように、ワーク回転位相検出装置１４は、基板２１を有しており、この基板２１は、砥石ヘッド１１の前面１１ａに取り付けられている。そして、基板２１の前面側には、シリンダ支持部材２２、案内部材２３、アーム支持部材２４、ストッパ２５が設けられている。

シリンダ支持部材２２には、シリンダ２６が水平状態となるように支持されており、このシリンダ２６を駆動することにより、そのピストンロッド２６ａが収縮するようになっている。そして、ピストンロッド２６ａの先端部２６ｂが往復移動する移動範囲の下方には、案内部材２３が配置されている。この案内部材２３の前面には、アーム支持部材２４が設けられる一方、案内部材２３の側面には、ストッパ２５が設けられている。

また、ピストンロッド２６ａの先端部２６ｂには、旋回アーム２７の基端部２７ａが、ピン２８によって回転可能に支持されている。このとき、旋回アーム２７の基端部２７ａは、案内部材２３の案内面となる上面と接している。そして、旋回アーム２７は、その長手方向の途中部分が折れ曲がるように延設するものであって、その折れ曲がった折れ曲がり部２７ｂは、ピン２９によってアーム支持部材２４に回転可能に支持されている。なお、シリンダ２６及び旋回アーム２７等は、第２旋回手段を構成するものである。

更に、旋回アーム２７の先端部２７ｃには、取付孔２７ｄが形成されており（図３（ａ），（ｂ）参照）、この取付孔２７ｄには、センサ取付部材（第１旋回手段）４０が回転可能に支持されている。そして、センサ取付部材４０の下端部には、センサ（検出手段）６１が取り付けられている。なお、センサ６１は、近接センサ等の非接触式センサであって、ワークＷの歯（山谷）の位置や左右両歯面の位置を検出し、これらの検出結果に基づいて、ワークＷの回転位相を求めるものである。

従って、図２（ａ）に示すように、シリンダ２６のピストンロッド２６ａを伸長させて、旋回アーム２７の基端部２７ａを押圧することにより、当該旋回アーム２７の先端部２７ｃを、折れ曲がり部２７ｂを中心として、ワークＷ側に旋回させることができる。これにより、センサ６１を、ワークＷの回転位相を検出するための検出位置（外歯車用検出位置及び内歯車用検出位置）Ｐ１に移動させることができる。

なお、旋回アーム２７の基端部２７ａが押圧されると、当該基端部２７ａは案内部材２３の上面に沿って滑らかに摺動するため、旋回アーム２７のワークＷ側への旋回をスムーズに行うことができる。そして、押圧された基端部２７ａは、最終的にストッパ２５の側面に当接して、その当接した位置に位置決めされるため、センサ６１が旋回したときの検出位置Ｐ１を、常に同じ位置に設定することができる。

また、図２（ｂ）に示すように、シリンダ２６のピストンロッド２６ａを短縮させて、旋回アーム２７の基端部２７ａを引き戻すことにより、当該旋回アーム２５の先端部２７ｃを、折れ曲がり部２７ｂを中心として、砥石ヘッド１１側に旋回させることができる。これにより、センサ６１を、検出位置Ｐ１から退避した退避位置Ｐ２に移動させることができる。

なお、旋回アーム２７の基端部２７ａが引き戻されると、当該基端部２７ａは案内部材２３の上面に沿って滑らかに摺動するため、旋回アーム２７の砥石ヘッド１１側への旋回をスムーズに行うことができる。そして、砥石ヘッド１１側に旋回した旋回アーム２７は、最終的にストッパ２５の前面に当接して、その当接した位置に位置決めされるため、センサ６１が旋回したときの退避位置Ｐ２を、常に同じ位置に設定することができる。

図３（ａ），（ｂ）に示すように、センサ取付部材４０は、中空軸部４１、水平部４２、鉛直部４３から構成されている。

中空軸部４１は、円筒状に形成されると共に、ブッシュ５１を介して取付孔２７ｂ内にＺ軸周り回転可能に支持されている。そして、中空軸部４１の上部外周部には、ナット（脱落防止手段）５２が嵌入されており、このように、中空軸部４１にナット５２を嵌入することにより、当該中空軸部４１の脱落防止、即ち、センサ取付部材４０の下方への脱落防止を図るようにしている。

また、水平部４２は、水平方向に延設した板状に形成されると共に、中空軸部４１の下端に一体的に形成されており、当該中空軸部４１の回転に伴って、その上面が旋回アーム２７における先端部２７ｃの下面に接しながら、回転するようになっている。そして、水平部４２の上面には、外歯車用位置決め孔（外歯車用係合部）４２ａ及び内歯車用位置決め孔（内歯車用係合部）４２ｂが、中空軸部４１を挟持するように形成されており、これら外歯車用位置決め孔４２ａ及び内歯車用位置決め孔４２ｂは、旋回アーム２７に埋設されたプランジャ（位置決め手段）５３と係合可能となっている。

更に、鉛直部４３は、鉛直方向に延設した板状に形成されると共に、水平部４２の一端に一体的に形成されている。この鉛直部４３の下端には、水平状態に配置された上記センサ６１が取り付けられており、このセンサ６１の基端部には、センサケーブル６２が接続されている。なお、センサケーブル６２は、センサ６１の基端部から、中空軸部４１内を貫通した後、旋回アーム２７の上面に沿うように配線され、最終的に、ＮＣ装置（図示省略）に接続されている。

従って、センサ取付部材４０を回転させることにより、センサ６１をＺ軸周りに旋回させることができる。このとき、プランジャ５３を外歯車用位置決め孔４２ａに係合させることにより、センサ１６を外歯車用の検出位置Ｐ１に位置決めすることができる。一方、プランジャ５３を内歯車用位置決め孔４２ｂに係合させることにより、センサ６１を内歯車用の検出位置Ｐ１に位置決めすることができる。

即ち、外歯車用及び内歯車用の検出位置Ｐ１は、砥石１３のワークＷへの切り込み方向に沿って設定されている。そして、外歯車用の検出位置Ｐ１に位置決めされたセンサ６１と、内歯車用の検出位置Ｐ１に位置決めされたセンサ６１とは、砥石１３の切り込み方向ｂにおいて、１８０°反転した状態となっている。

次に、歯車研削盤１を用いて、外歯車のワークＷ（以下、Ｗａと称す）を研削してから、内歯車のワークＷ（以下、Ｗｂと称す）を研削する場合について、説明する。

先ず、砥石１３とワークＷａとを同期回転させた後、砥石ヘッド１１を移動させると共に、図２（ａ）に示すように、旋回アーム２７を旋回させて、センサ６１を退避位置Ｐ２から検出位置Ｐ１に位置決めする。

次いで、図３（ａ）に示すように、センサ取付部材４０を旋回させて、センサ６１を、ワークＷａの径方向外側における外歯車用の検出位置Ｐ１に位置決めした後、当該センサ６１によって、ワークＷａの回転位相を検出する。

そして、センサ６１によって検出されたワークＷａの回転位相に基づいて、砥石１３及びワークＷａの少なくとも一方の回転位相を補正して、それらの回転位相を合せる。

次いで、図２（ｂ）に示すように、旋回アーム２７を旋回させて、センサ６１を検出位置Ｐ１から退避位置Ｐ２に退避させる。

そして、砥石ヘッド１１を移動させることにより、砥石１３とワークＷａとを噛み合わせて、ワークＷａの研削を行う。その後、ワークＷａの研削が終了した後、ワークＷａからワークＷｂへの交換作業を行う。

次いで、ワークＷｂの研削を続いて行うには、砥石１３とワークＷｂとを同期回転させた後、砥石ヘッド１１を移動させると共に、図２（ａ）に示すように、旋回アーム２７を旋回させて、センサ６１を退避位置Ｐ２から検出位置Ｐ１に位置決めする。

そして、図３（ｂ）に示すように、センサ取付部材４０を旋回させて、センサ６１を、ワークＷｂの径方向内側における内歯車用の検出位置Ｐ１に位置決めした後、当該センサ６１によって、ワークＷｂの回転位相を検出する。

次いで、センサ６１によって検出されたワークＷｂの回転位相に基づいて、砥石１３及びワークＷｂの少なくとも一方の回転位相を補正して、それらの回転位相を合せる。

そして、図２（ｂ）に示すように、砥石ヘッド１１を移動させながら、旋回アーム２７を旋回させて、センサ６１を検出位置Ｐ１から退避位置Ｐ２に退避させる。

次いで、砥石ヘッド１１を移動させることにより、砥石１３とワークＷｂとを噛み合わせて、ワークＷｂの研削を行う。

なお、上述した実施形態では、センサ取付部材４０をブッシュ５１を介して旋回アーム２７に旋回可能に支持しているが、図４（ａ），（ｂ）に示すように、センサ取付部材４０を軸受５４を介して旋回アーム２７に旋回可能に支持するようにしても構わない。また、ワークＷｂを研削してからワークＷａを研削する場合の説明については、上記の説明から十分に理解できるため、省略してある。

従って、本発明に係る歯車研削盤１によれば、センサ６１を外歯車用の検出位置Ｐ１と内歯車用の検出位置Ｐ１との間で旋回させるセンサ取付部材４０を、旋回アーム２７に旋回可能に支持することにより、ワークＷａとワークＷｂとの間でワーク交換する際の段取り時間の短縮化を図ることができる。

本発明は、被加工外歯車及び被加工内歯車の双方を研削可能とする場合において、機械の小型軽量化を図ることができる歯車研削盤に適用可能である。

１ 歯車研削盤
１１ 砥石ヘッド
１１ａ 前面
１２ 主軸
１３ 砥石
１４ ワーク回転位相検出装置
１５ 回転テーブル
２１ 基板
２２ シリンダ支持部材
２３ 案内部材
２４ アーム支持部材
２５ ストッパ
２６ シリンダ
２６ａ ピストンロッド
２６ｂ 先端部
２７ 旋回アーム
２７ａ 基端部
２７ｂ 折れ曲がり部
２７ｃ 先端部
２７ｄ 取付孔
２８，２９ ピン
４０ センサ取付部材
４１ 中空軸部
４２ 水平部
４２ａ 外歯車用位置決め孔
４２ｂ 内歯車用位置決め孔
４３ 鉛直部
５１ ブッシュ
５２ ナット
５３ プランジャ
５４ 軸受
６１ センサ
６２ センサケーブル

Claims (5)

1. 砥石による被加工外歯車及び被加工内歯車の研削前に、前記砥石と被加工外歯車及び被加工内歯車とを噛み合わせるのに先立って、前記砥石と被加工外歯車及び被加工内歯車との回転位相合わせを行うようにした歯車研削盤において、
   被加工外歯車及び被加工内歯車を回転可能に装着する回転テーブルと、
   前記回転テーブルによって回転された被加工外歯車及び被加工内歯車の回転位相を検出する検出手段と、
   前記検出手段を、被加工外歯車の回転位相を検出可能な外歯車用検出位置と、被加工内歯車の回転位相を検出可能な内歯車用検出位置との間で旋回させる第１旋回手段と、
   前記検出手段を、前記外歯車用検出位置及び前記内歯車用検出位置と、前記外歯車用検出位置及び前記内歯車用検出位置から退避した退避位置との間で旋回させる第２旋回手段とを備える
   ことを特徴とする歯車研削盤。
2. 請求項１に記載の歯車研削盤において、
   前記第１旋回手段は、
   前記第２旋回手段に回転可能に支持される軸部と、
   前記軸部の下端に設けられ、水平方向に延設する水平部と、
   前記水平部の一端から下方に向けて延設し、その下端に前記検出手段が取り付けられる鉛直部とを有する
   ことを特徴とする歯車研削盤。
3. 請求項１または２に記載の歯車研削盤において、
   前記第２旋回手段に設けられる位置決め手段と、
   前記水平部に設けられ、前記検出手段が前記外歯車用検出位置及び前記内歯車用検出位置に配置されたときに、前記位置決め手段と係合する係合部とを備える
   ことを特徴とする歯車研削盤。
4. 請求項２または３に記載の歯車研削盤において、
   前記軸部が前記第２旋回手段から脱落することを防止する脱落防止手段を備える
   ことを特徴とする歯車研削盤。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の歯車研削盤において、
   前記外歯車用検出位置及び前記内歯車用検出位置は、前記砥石の被加工外歯車及び被加工内歯車への切り込み方向に沿って設定される
   ことを特徴とする歯車研削盤。

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