JP2014117793A - ワーク搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で単一の駆動機構によってワークのすれ違い搬送を行える。
【解決手段】ワーク搬送装置１の第一及び第二ワーク支持部３，４は、ワークＷを支持する受け部１４Ａ、１４Ｂに支持部材１６Ａ、１６Ｂとラック部材を連結させ、２つのラック部材の間にピニオン１９を噛合させた。基板２に、湾曲部を有する第一カム溝８と第二カム溝９を設け、その上に揺動可能な第一及び第二ガイドライン５、６を設けた。受け部１４Ａ，１４Ｂから第一及び第二カム溝８、９にカムフォロワ１０，１１を摺動可能に嵌挿させた。油圧シリンダ２２のロッド２３を受け部１４Ａに連結した。油圧シリンダ２２のロッド２３を伸縮させて第一支持部３を搬送すると、第一カム溝８に沿って揺動する第一ガイドレール５に沿って第一支持部３が前進し、ピニオン１９を介して第二ワーク支持部４が同期して逆方向に移動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種のワークを加工位置と交換位置との間ですれ違って搬送させることができるようにしたワーク搬送装置に関する。

従来、ワークを加工位置と交換位置との間で交互に搬送することのできるワーク搬送装置として、例えば特許文献１に開示されたワーク搬送装置が知られている。
このワーク搬送装置は、２個のワークを支持部材でそれぞれ吊り下げた状態で、一方がワークの加工位置に位置し他方がワークの交換位置に位置すると共に、各ワークの支持部材が加工位置と交換位置との間を相互に搬送されるように、昇降移動と水平搬送を行うものである。

しかも、支持部材で支持された２個のワークは加工位置と交換位置とで同じ位置に保持させることで、交換位置では加工済みのワークを未加工のワークに交換可能であり、加工位置では未加工のワークを加工可能である。
そして、２個のワークを水平搬送させる際、各支持部材が案内溝に案内されてレール板上に乗るときに、互いに干渉しないように板カムによって軸を支点にして各支持部材を外方向に傾かせることで、互いに離間させて接触することなくすれ違いできるように構成している。

特公昭６２−５７４５８号公報

しかしながら、上述したワーク搬送装置では、個々のワークを支持部材で吊り下げて昇降移動と水平搬送とを行うため、ワークを昇降させるための昇降用シリンダと水平搬送するための水平搬送用シリンダとが配設され、更に昇降機構と水平搬送機構とが配設されるため、２種類の駆動機構が必要である上にワークの搬送経路が長くなるという欠点があった。しかも、それぞれワークを支持する２つの支持部材が接触することなくすれ違うために、水平搬送機構に加えて一対の板カムで外側に傾斜させてすれ違いを行う等、搬送機構の構成とワークの支持部材の動作が複雑であるという欠点があった。

本発明は、このような実情に鑑みて、簡単な構成で単一の駆動機構によってワークのすれ違い搬送を行えるようにしたワーク搬送装置を提供することを目的とする。

本発明によるワーク搬送装置は、ワークを支持していて加工位置と交換位置との間をそれぞれ走行可能な第一ワーク支持部及び第二ワーク支持部と、第一ワーク支持部の走行をガイドする直線状の第一ガイド部材と、第二ワーク支持部の走行をガイドする直線状の第二ガイド部材と、第一ワーク支持部の走行と第一ガイド部材の揺動をガイドする第一カム溝と、第二ワーク支持部の走行と第二ガイド部材の揺動をガイドする第二カム溝と、一方のワーク支持部が加工位置にあるときに他方のワーク支持部が交換位置にあるように第一ワーク支持部と第二ワーク支持部を走行させる駆動機構とを備え、第一ワーク支持部と第二ワーク支持部がすれ違う際に互いに干渉しないように、第一カム溝と第二カム溝に互いに離間する方向に湾曲させた湾曲部を形成したことを特徴とする。
本発明によるワーク搬送装置によれば、交換位置と加工位置にある第一ワーク支持部と第二ワーク支持部を駆動機構によって第一カム溝及び第一ガイド部材と第二カム溝及び第二ガイド部材に沿って走行させると、第一ガイド部材が第一カム溝に沿って揺動するため、第一ワーク支持部は第一ガイド部材に沿って直線状に移動しつつ揺動され、第二ガイド部材が第二カム溝に沿って揺動するため、第二ワーク支持部は第二ガイド部材に沿って直線状に移動しつつ揺動され、第一ワーク支持部と第二ワーク支持部がすれ違う際、第一カム溝と第二カム溝の湾曲部で第一及び第二ガイド部材が外側に広がるため、互いに接触することなくすれ違うことができて、第一ワーク支持部と第二ワーク支持部はそれぞれ加工位置と交換位置に到達する。そして、第一ワーク支持部と第二ワーク支持部は加工位置と交換位置でワークが同一位置に至るから、それぞれワークの加工と交換を行える。

また、駆動機構は、第一ワーク支持部に設けられた第一ラック部材と、第二ワーク支持部に設けられた第二ラック部材と、第一及び第二ラック部材を噛合させた状態で第一及び第二ワーク支持部を走行させるピニオンと、第一ワーク支持部及び第二ワーク支持部を走行させる駆動源とを備えていることが好ましい。
駆動機構の駆動源によって、第一ワーク支持部と第二ワーク支持部の一方を一方のガイド部材とカム溝に沿って走行させると、第一ラック部材と第二ラック部材がピニオンを介して相互に噛合しているため、ピニオンを介して他方のワーク支持部も他方のガイド部材とカム溝に沿って逆方向に同期して走行させることができる。或いは、駆動機構の駆動源によってピニオンを駆動させると、第一ラック部材と第二ラック部材がピニオンを介してそれぞれガイド部材とカム溝に沿って逆方向に同期して走行する。
そのため、第一及び第二ワーク支持部の一方が交換位置に到達すると他方は加工位置に到達する。

また、第一ワーク支持部と第二ワーク支持部には、第一カム溝と第二カム溝に摺動可能に挿入されたカムフォロワがそれぞれ設けられていることが好ましい。
第一ワーク支持部と第二ワーク支持部は、それぞれカムフォロワが第一カム溝と第二カム溝に嵌挿されて摺動することで、揺動する第一ガイド部材と第二ガイド部材に沿って走行して、互いに干渉することなくすれ違って、加工位置と交換位置との間を互いに搬送される。

また、駆動源は、第一ワーク支持部と第二ワーク支持部の一方を往復動させる油圧シリンダまたは電動シリンダであることが好ましい。
油圧シリンダまたは電動シリンダによって、第一ワーク支持部と第二ワーク支持部の一方を一方のカム溝及びガイド部材に沿って走行させると、他方のワーク支持部もピニオンを介して他方のガイド部材及びカム溝に沿って逆方向に走行させることができる。
そのため、単一の駆動源で第一ワーク支持部と第二ワーク支持部を加工位置と交換位置に搬送させることができる。

また、駆動源は、ピニオンを正逆回転させるモータであってもよい。
モータによってピニオンを正逆回転させることで、ピニオンを介して歯合する第一ラック部材を備えた第一ワーク支持部と第二ラック部材を備えた第二ワーク支持部とを逆方向に走行させることができる。

また、油圧シリンダまたは電動シリンダは、第一ワーク支持部または第二ワーク支持部の揺動に従って揺動可能な支承部に支持されていてもよい。
油圧シリンダまたは電動シリンダを駆動源として伸縮させることで第一ワーク支持部または第二ワーク支持部をガイド部材及びガイド溝に沿って揺動しながら走行するため、油圧シリンダまたは電動シリンダも追従して支承部によって揺動することで第一ワーク支持部または第二ワーク支持部をガイド部材に沿ってスムーズに走行させることができる。

本発明によるワーク搬送装置の歯合わせ機構は、外周面に加工するための歯が配列されたワークを回動可能に保持する第一及び第二支持部の受け部と、ワークの歯と歯合可能な切刃を配列させた回転可能なカッタと、受け部を弾性部材によって揺動可能に支持すると共に回動可能に支持する軸部とを備え、前記ワークをカッタに押し付けることでワークの歯とカッタの切刃を歯合わせできるようにしたことを特徴とする。
第一または第二支持部のワークを保持する受け部が加工位置に搬送された状態で、ワークがカッタに押し付けられ、ワークが転がってワークの歯とカッタの切刃とを歯合わせできる。また、ワークの歯とカッタの切刃との山部同士が当接して歯合わせできない場合でも、荷重によってワークを保持する受け部が軸部を中心に弾性部材で揺動されるため、ワークの歯の位置がずれて歯合わせ可能である。
そして、カッタを回転させることでワークの歯を切削加工することができる。

また、本発明によるワーク搬送装置の歯合わせ機構は、上述したカッタと歯合わせされたワークに対して、テーパ部を有する取付軸を備えた取付具を設け、取付軸をワークの中央孔に挿入してテーパ部で中央孔の上側エッジを押すことで受け部からワークを持ち上げて支持するようにしたことを特徴とする。
取付具の取付軸でワークを受け部から持ち上げて離間させた状態で、カッタを回転させてワークの歯を切削加工でき、その際、ワークは受け部から離間しているのでワークと受け部が接触して損傷するおそれがない。

本発明によるワーク搬送装置によれば、第一ワーク支持部と第二ワーク支持部がすれ違う際に、直線状の第一ガイド部材及び第二ガイド部材に沿って走行しつつ湾曲部を形成した第一及び第二カム溝によって互いに干渉しないように離間して搬送されるので、単一の駆動機構によって第一及び第二ワーク支持部のすれ違い搬送と交換位置と加工位置との間の搬送を行うことができる。しかも、ワーク搬送装置の構成が簡単で製造コストを低減できる。

本発明の実施形態によるワーク搬送装置の要部斜視図である。 実施形態によるワーク搬送装置の要部側面図である。 実施形態によるワーク搬送装置の要部平面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）はワーク搬送装置において第一及び第二ワーク支持部を加工位置と交換位置との間で搬送する工程を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は図４に続いて第一及び第二ワーク支持部を加工位置と交換位置との間で搬送する工程を示す図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は加工位置に搬送されたワークをカッタと噛合させて位置決めして歯合わせする工程を示す図であり、（ｄ）は歯合わせの際に受け部が弾性変形した状態の図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は歯合わせ状態のワークをカッタで切削加工するために取り付け具を装着する工程を示す図である。

以下、本発明の実施形態によるワーク搬送装置について添付図面により説明する。
図１は実施形態によるワーク搬送装置１を示すものであり、ワーク搬送装置１は、交換位置Ａで加工済みのワークＷを未加工のワークＷに交換して加工位置Ｂまで搬送する一方、加工位置Ｂにある未加工のワークＷをカッタで加工した後、交換位置Ａへ戻してワークＷを交換するものである。
図１乃至図３に示すワーク搬送装置１は、基板２上に、ワークＷを支持して搬送と加工をするための第一ワーク支持部３と第二ワーク支持部４とを並列に備えており、更に各ワーク支持部３，４が交換位置Ａと加工位置Ｂとの間で往復走行することをガイドする第一ガイド部材及び第二ガイド部材として直線状の第一ガイドレール５と第二ガイドレール６を備えている。第一ワーク支持部３と第二ワーク支持部４は、その下面に形成された凹部によってそれぞれ第一ガイドレール５と第二ガイドレール６に摺動可能に嵌合されている。

また、基板２には、略くの字形状をなす第一カム溝８と第二カム溝９が線対称に形成され、第一カム溝８と第二カム溝９は、第一ワーク支持部３と第二ワーク支持部４を接触することなくすれ違いさせるために外側に湾曲する湾曲部８ａ，９ａをそれぞれ形成している。
また、第一ワーク支持部３と第二ワーク支持部４の下部には、第一カム溝８と第二カム溝９にそれぞれ摺動可能に嵌挿されるカムフォロワ１０、１１が形成されている。第一ワーク支持部３及び第二ワーク支持部４と基板２との間には、第一及び第二ガイドレール５，６がその長手方向に直交する方向に揺動可能に配設されている。

そして、第一ワーク支持部３のカムフォロワ１０は第一ガイドレール５の内側に配設され、第二ワーク支持部４のカムフォロワ１１は第二ガイドレール６の内側に配設されている。そのため、第一ワーク支持部３と第二ワーク支持部４が第一カム溝８と第二カム溝９に沿って摺動する際、第一ガイドレール５と第二ガイドレール６はカムフォロワ１０、１１と上記凹部に押されてその長手方向に直交する方向に揺動させられる。
なお、本明細書において、第一ワーク支持部３や第二ワーク支持部４が交換位置Ａから加工位置Ｂ方向へ移動する方向を前方、前進、前部等といい、加工位置Ｂから交換位置Ａへ移動する方向を後方、後退、後部等というものとする。

第一ワーク支持部３は、図１乃至図３に示すように、基部１３Ａに受け面１４ａを備えた受け部１４Ａが設けられ、受け面１４ａ上に例えば加工途中の略歯車形状のワークＷが載置されているが、図では略リング状に省略して表示されている。受け面１４ａはワークＷの下側半円弧状部分を受ける凹曲面形状を有していてワークＷの略下半分が載置される。図３に示すように、基部１３Ａ上に固定する受け部１４Ａは基部１３Ａの内側（第二ワーク支持部４側）に偏って位置している。
図２及び図３に示すように、基部１３Ａには連結部１５Ａを介して棒状の支持部材１６Ａが連結されており、支持部材１６Ａの長手方向の先端側の内側にはラック１８ａが形成されたラック部材１８Ａが固定されている。

第二ワーク支持部４も第一ワーク支持部３と線対称な構成を有しており、対称的に配設された各部材として、基部１３Ｂ、ワークＷを保持する受け部１４Ｂ，連結部１５Ｂ，支持部材１６Ｂ、支持部材１６Ｂの先端内側に固定されていてラック１８ｂを形成したラック部材１８Ｂが設けられている。
そして、第一ワーク支持部３と第二ワーク支持部４はいずれか一方が交換位置Ａにあり、他方が加工位置Ｂにある場合、図３に示すように、各受け部１４Ａ，１４Ｂ上のワークＷは互いに同一直線状にあるものとする。また、第一ワーク支持部３と第二ワーク支持部４のラック部材１８Ａ、１８Ｂはラック１８ａ、１８ｂが内側を向いて互いに対向する位置にある。

第一ワーク支持部３と第二ワーク支持部４の各ラック部材１８Ａと１８Ｂの間には、各ラック部材１８Ａ，１８Ｂの走行範囲の中央にピニオン１９が回転可能に支持されている。そして、各ラック部材１８Ａ，１８Ｂのラック１８ａ、１８ｂがピニオン１９に両側から噛合されている。
また、基板２の前方側領域にはボックス２０が配設され、このボックス２０内に少なくともラック部材１８Ａ，１８Ｂ及びピニオン１９が配設されている。更に、ボックス２０内には交換位置Ａから加工位置Ｂに向けて走行する支持部材１６Ａ，１６Ｂの一部が収容される。ボックス２０は、加工時にワークＷから飛散する切り粉や塵等がラック部材１８Ａ，１８Ｂやピニオン１９等に付着しないように保護している。

しかも、第一カム溝８と第二カム溝９は、第一ワーク支持部３の受け部１４Ａに支持されたワークＷと第二ワーク支持部４の受け部１４Ｂに支持されたワークＷとが、交換位置Ａと加工位置Ｂとでそれぞれ同一位置にあるように湾曲して形成されている。
また、第一カム溝８と第二カム溝９は、少なくとも交換位置Ａと加工位置Ｂの間、好ましくは各ラック部材１８Ａ，１８Ｂの長手方向の全長において、各ラック１８ａ、１８ｂが同時にピニオン１９に噛合するように、全体に線対称に湾曲して形成されている。

また、第一ワーク支持部３と第二ワーク支持部４の駆動源として、例えばボックス２０内で第一ワーク支持部３の支持部材１６Ａまたはラック部材１８Ａの上方に油圧シリンダ２２が設置されている。油圧シリンダ２２は、その筒状の本体から突出して伸縮可能なロッド２３の自由端がワーク支持部３の連結部１５Ａに回転可能に支持されており、ロッド２３とは反対側の端部は油圧シリンダ２２を揺動可能に支持する支承部２４によって支持されている。そのため、油圧シリンダ２２は第一ワーク支持部３の揺動に追従して支承部２４を中心に揺動しながら、ロッド２３を伸縮させて第一ワーク支持部３を往復動させる。
支承部２４はボックス２０の底板２０ａに支柱を介して取り付けられているが、これに代えて、支持部材１６Ａ及びラック部材１８Ａの走行の邪魔にならないようにボックス２０の天井に取り付けられていてもよい。

図１に示すボックス２０の後端側の面２０ｂは、第一及び第二ワーク支持部３，４とラック部材１８Ａ，１８Ｂを仕切る領域にあり、第一ワーク支持部３の揺動範囲に対応するロッド２３の揺動範囲を切除した窓部２０ｃが設けられている。ロッド２３の自由端が回転可能に支持された第一ワーク支持部３の連結部１５Ａには支持部材１６Ａの自由端が連結されている。
そのため、油圧シリンダ２２のロッド２３を収縮させると第一ワーク支持部３が交換位置Ａから前進してラック部材１８Ａのラック１８ａが歯合するピニオン１９を回転させ、このピニオン１９に噛合する第二ワーク支持部４のラック部材１８Ｂのラック１８ｂが後退する方向に移動して第二ワーク支持部４を加工位置Ｂから交換位置Ａに向けて後退させる。

本実施形態によるワーク搬送装置１は上述の構成を備えており、次にワークＷの搬送方法及び加工方法を図４及び図５を中心に説明する。
図４（ａ）において、ワーク搬送装置１は、未加工のワークＷを受け部１４Ａに保持した第一ワーク支持部３が交換位置Ａにあり、加工済みのワークＷを受け部１４Ｂに保持した第二ワーク支持部４が加工位置Ｂにあるものとする。交換位置Ａから未加工のワークＷを加工位置Ｂに搬送すると共に、加工済みのワークＷを加工位置Ｂから交換位置Ａに搬送する動作を説明する。

まず、油圧シリンダ２２を作動させてロッド２３を収縮させると、図４（ｂ）に示すように、ロッド２３に連結された連結部１５Ａを介して第一ワーク支持部３が交換位置Ａから前進移動する。すると、第一ワーク支持部３に固定されたカムフォロワ１０は第一カム溝８に沿って前方へ摺動しながら湾曲部８ａに沿って外側に移動する。第一ワーク支持部３の外側移動によって、第一ガイドレール５も外側に開くと共にロッド２３の収縮に応じて第一ワーク支持部３は直線状の第一ガイドレール５に沿って前進する。

第一ワーク支持部３の前進によって、ラック部材１８Ａのラック１８ａが歯合するピニオン１９を回転させるため、このピニオン１９に噛合するラック部材１８Ｂのラック１８ｂによって第二ワーク支持部４が後退移動する。そのため、第二ワーク支持部４の受け部１４Ｂは、これに固定されたカムフォロワ１１が第二カム溝９の外側に湾曲する湾曲部９ａにガイドされて後方へ摺動するので、第二ガイドレール６も緩やかに外側に揺動する。

そして、図４（ｃ）において、第一ワーク支持部３の受け部１４Ａと第二ワーク支持部４の受け部１４Ｂがすれ違う時、カムフォロワ１０、１１は第一カム溝８と第二カム溝９の互いに外側に湾曲する湾曲部８ａ、９ａの前方側の傾斜部分に位置する。即ち、第一ワーク支持部３のカムフォロワ１０が第一カム溝８の湾曲部８ａを乗り越えた傾斜部にあり，第二ワーク支持部４のカムフォロワ１０が第二カム溝９の湾曲部９ａに近づく傾斜部にあることで、第一ガイドレール５及び第二ガイドレール６の後端側が最も開く傾斜状態になる。
そのため、第一ガイドレール５及び第二ガイドレール６にガイドされる第一ワーク支持部３及び第二ワーク支持部４の各受け部１４Ａ、１４Ｂは、並列する位置で互いに外側に傾斜しているため非接触ですれ違うことができる。

その後、図５（ａ）に示すように、第一ワーク支持部３の受け部１４Ａのカムフォロワ１０が第一カム溝８の湾曲部８ａを通り過ぎ、第二ワーク支持部４の受け部１４Ｂのカムフォロワ１１が更に第二カム溝９の湾曲部９ａに到達するため、各受け部１４Ａ，１４Ｂは第一及び第二ガイドレール５，６に沿って摺動して互いに前後方向に離れていく。しかも、第一及び第二ガイドレール５，６は互いの傾斜角度を小さくする。
そして、図５（ｂ）に示すように、第一ワーク支持部３の受け部１４Ａはカムフォロワ１０が第一カム溝８の湾曲部８ａの傾斜部を脱して直線状の前端部に到達することで、受け部１４Ａは第二ワーク支持部４側に近づく。また、第二ワーク支持部４の受け部１４Ｂは、カムフォロワ１１が第二カム溝９の湾曲部９ａを乗り越えて直線状の後端部に到達することで、受け部１４Ｂは第一ワーク支持部３側に近づく。

そして、油圧シリンダ２２のロッド２３が収縮した停止位置で、第一ワーク支持部３の受け部１４Ａの未加工ワークＷは加工位置Ｂに到達し、第二ワーク支持部４の受け部１４Ｂの加工済みワークＷは交換位置Ａに到達する。この位置で、第一ガイドレール５と第二ガイドレール６は互いに平行な状態になり、第一ワーク支持部３と第二ワーク支持部４は互いに長手方向にずれて平行になり、第一ワーク支持部３の未加工ワークＷと第二ワーク支持部４の加工済みワークＷが同一直線状に並ぶ。
しかも、加工位置Ｂ及び交換位置Ａにおいて、第一ワーク支持部３のワークＷと第二ワーク支持部４のワークＷは、互いに搬送前の交換位置Ａ及び加工位置Ｂと同一位置に停止する。そのため、交換位置Ａにある第二ワーク支持部４の加工済みワークＷは新たな未加工ワークＷに交換され、加工位置Ｂにある第一ワーク支持部３の未加工ワークＷは加工に供される。

その後、収縮状態にある油圧シリンダ２２のロッド２３を伸張させることで、上述した動作と逆の動作によって、第一ワーク支持部３は押されて第一カム溝８及び第一ガイドレール５に沿って加工位置Ｂから交換位置Ａに搬送され、第二ワーク支持部４はピニオン１９によって第二カム溝９及び第二ガイドレール６に沿って交換位置Ａから加工位置Ｂに搬送されることになる。

上述のように本実施形態によるワーク搬送装置１によれば、それぞれワークＷを支持する第一ワーク支持部３及び第二ワーク支持部４は、油圧シリンダ２２によって、外側への湾曲部８ａ、９ａを形成した第一カム溝８及び第二カム溝９と、第一ガイドレール５及び第二ガイドレール６に沿って、ワークＷを交換位置Ａと加工位置Ｂとの間で互いに干渉することなくすれ違いながら搬送することができる。しかも、ワーク搬送装置１の構成が簡単で製造コストが低廉である上にシンプルな動作ですれ違い搬送することができるので作業効率が良い。
また、第一ワーク支持部３と第二ワーク支持部４のすれ違い搬送に際し、互いに湾曲部８ａ、９ａを有して線対称に配設された第一カム溝８及び第二カム溝９に沿って揺動する第一及び第二ガイドレール５，６に沿って摺動させるだけで、受け部１４Ａ及び１４Ｂは互いに干渉することなくすれ違うことができる。

また、第一ワーク支持部３と第二ワーク支持部４は、湾曲形成された第一カム溝８と第二カム溝９に沿ってカムフォロワ１０、１１を摺動させながら、直線状の第一及び第二ガイドレール５，６に沿って走行することで、各受け部１４Ａ，１４Ｂをすれ違い搬送できるから、第一及び第二ワーク支持部３，４にかかる荷重を、第一及び第二カム溝８，９と第一及び第二ガイドレール５，６によって分散させることができて、搬送時に各カムフォロワ１０，１１にかかる加速度が緩やかになる。
また、第一ワーク支持部３を往復動させる油圧シリンダ２２を設けて、ピニオン１９を介して第二ワーク支持部４を連動させるようにしたから、単一の駆動源によって二つのワーク支持部３，４を逆方向に搬送させることができる。

次に、ワーク搬送装置１で加工位置Ｂに搬送されたワークＷを切削加工する歯合わせ機構２６について図６及び図７により説明する。
図６（ａ）〜（ｃ）に示す歯合わせ機構２６は、例えば加工位置Ｂに停止された第一ワーク支持部３の受け部１４Ａ（または第二ワーク支持部４の受け部１４Ｂ）に保持されたワークＷを切削加工して歯車を製作するものである。加工位置Ｂの上方に待機するカッタ２７はワークＷの形成すべき歯２５と略同一形状で同一ピッチの歯形状の切刃２７ａを有しており、その外径はワークＷの外径より大きいものとする。

ワークＷを保持する受け部１４Ａは、基板２との間にバネ部材２８が連結され、バネ部材２８によって受け部１４Ａを支持する軸部２９を中心に上下方向に揺動可能に支持されている。受け部１４Ａの受け面１４ａはその内径がワークＷの外径より若干大きい（例えば１ｍｍ程度の差）ものとし、ワークＷは凹曲面形状の受け面１４ａに載置されているだけであるから、カッタ２７によって押圧されると歯２５と切刃２７ａが互いに擦られることでワークＷは受け面１４ａ内で滑ってわずかに回転可能とする。

上述の構成を備えた歯合わせ機構２６において、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、ワークＷを支持する第一ワーク支持部３の受け部１４Ａが加工位置Ｂに搬送されると、待ち構えていたカッタ２７の切刃２７ａに当接する。そして、図６（ｃ）に示すように、受け部１４Ａで保持されたワークＷの歯の山が転がってカッタ２７の切刃２７ａの谷に噛み合うことで歯合わせが行われる。
なお、ワークＷとカッタ２７との歯合わせの完了はワークＷの加工位置Ｂでの位置決めを図示しないセンサーで検知することで行える。これにより、カッタ２７を回転可能とする。

また、搬送されるワークＷの歯の山とカッタ２７の切刃２７ａの山が当接すると歯合わせできないが、カッタ２７の切刃２７ａの山にワークＷの歯の山が当接することでワークＷ及び受け部１４Ａを下方に押し込む。これによって、図６（ｄ）に示すように、受け部１４Ａを支持するバネ部材２８が弾性変形して、受け部１４Ａが軸部２９を中心に揺動させられ、ワークＷの歯がずれて転がることでカッタ２７の切刃２７ａと噛み合って歯合わせされる。１回で歯合わせできなくても、受け部１４Ａを加工位置から外しては加工位置Ｂまで搬送させる動作を１〜数回行うことでワークＷの歯とカッタ２７の切刃２７ａが歯合わせされる。

また、バネ部材２８と軸部２９による揺動によってもワークＷの歯の山とカッタ２７の切刃２７ａの山が当接して歯合わせできない場合、固定されているカッタ２７に対して加工位置Ｂへ搬送された受け部１４Ａを加工位置Ｂから変換位置Ａ方向に若干戻し、再度加工位置Ｂへ搬送する動作を１〜数回繰り返すことで、ワークＷの歯がずれて転がり、カッタ２７の切刃２７ａと噛み合わせできるようになる。

こうしてワークＷとカッタ２７の歯合わせが完了すると、次に図７（ａ）に示すように、ワークＷの片側に孔部３１ａを有するホルダ３１の当接面を当接させ、対向する側から取付具３２の取付軸３３をワークＷの中央孔３４内に挿入する。取付軸３３は軸方向中間部にテーパ部３５を形成すると共にその先端側をワークＷの中央孔３４より小径の先端部３３ａとした段付きの軸部である。
ワークＷの中央孔３４に取付軸３３の先端部３３ａが挿入されると、図７（ｂ）に示すように、テーパ部３５が中央孔３４の上側エッジに当接しながら押すことでテーパ部３５にガイドされたワークＷを若干受け面１４ａから持ち上げることができる。

これによって図７（ｃ）に示すように、ワークＷは受け部１４Ａの受け面１４ａに対してわずかな間隙だけ離間する。この状態でワークＷの歯２５と切刃２７ａが噛み合ったカッタ２７を回転させることで、ワークＷの歯２５を所望の形状に切削加工することができる。そして、ワークＷの加工終了後に取付軸３３を中央孔３４から引き抜くと、ワークＷは受け部１４の受け面１４ａに落下するので、交換位置Ａに搬送可能となる。

上述した本実施形態によるワーク搬送装置１の歯合わせ機構２６によれば、加工位置Ｂに移動するワークＷの歯に対して待ち構えるカッタ２７の切刃２７ａを自動的に噛み合わせることができる。そして、ワークＷに取付具３２の取付軸３３を挿入することでテーパ部３５によってワークＷを自動的に受け部１４Ａの受け面１４ａから持ち上げて離間できるので、カッタ２７を回転させてワークＷの歯２５をカッタ２７の切刃２７ａで切削加工することができる。
そのため、本実施形態による歯合わせ機構２６によって、簡単且つ自動的にワークＷとカッタ２７との歯合わせを行うと共にカッタ２７を回転させてワークＷの切削加工を行える。

なお、本発明によるワーク搬送装置１は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜の変更や置き換えが可能である。
例えば、上述した実施形態によるワーク搬送装置１では、第一カム溝８と第二カム溝９を各一本に形成したが、分割することで複数のカム溝を所定間隔で分離して形成してもよい。この場合、第一及び第二ワーク支持部３、４に設けるカムフォロワ１０，１１は分割した第一カム溝８と第二カム溝９の各カム溝毎に１本以上嵌挿するように複数設けることが好ましい。

また、ワーク搬送装置１における第一及び第二ワーク支持部３，４の駆動源として、第一ワーク支持部３を往復動させる油圧シリンダ２２を、ロッド２３と反対側の端部で支承部２４によって揺動可能に支持し、ロッド２３の自由端で連結部１５Ａに回転可能に支持したが、第二ワーク支持部４上に油圧シリンダ２２を配設して、第二ワーク支持部４を往復動させるように構成してもよい。また、油圧シリンダ２２に代えて電動シリンダを設置してもよい。
また、第一及び第二ワーク支持部３，４の駆動源として、油圧シリンダ２２や電動シリンダに代えて、ピニオン１９を正逆回転させるモータをボックス２０の底部２０ａに設置してもよい。モータの回転によってラック部材１８Ａ、１８Ｂを介して第一及び第二ワーク支持部３，４を逆方向に同期搬送できる。

また、上述の実施形態では、ワーク搬送装置１の第一カム溝８と第二カム溝９を形成した基板２を下側にのみ設けて、第一ワーク支持部３及び第二ワーク支持部４に設けたカムフォロワ１０、１１を嵌挿させて第一ガイドレール５及び第二ガイドレール６に沿って摺動させたが、基板２の第一カム溝８及び第二カム溝９を形成した部分の上側にも同一形状の第一カム溝８と第二カム溝９を形成した基板を設けてもよい。これによって、カムフォロワ１０、１１を上下一対の第一カム溝８及び第二カム溝９に嵌挿して摺動させることができるので、第一ワーク支持部３及び第二ワーク支持部４の走行の安定性が一層向上する。
また、上述した実施形態では、カムフォロワ１０，１１は第一及び第二ワーク支持部３，４における受け部１４Ａ、１４Ｂの後端部に設けたが（図１参照）、他の位置に設けてもよく、或いは複数設けてもよい。

１ ワーク搬送装置
３ 第一ワーク支持部
４ 第二ワーク支持部
５ 第一ガイドレール
６ 第二ガイドレール
８ 第一カム溝
９ 第二カム溝
１０，１１ ムフォロワ
１４ａ、１４ｂ 受け部
１６Ａ，１６Ｂ 支持部材
１８Ａ、１８Ｂ ラック部材
１８ａ、１８ｂ ラック
１９ ピニオン
２２ 油圧シリンダ
２３ ロッド
２４ 支承部
２５ 歯
２６ 歯合わせ機構
２７ カッタ
２７ａ 切刃
２８ バネ部材
２９ 軸部
３１ ホルダ
３１ａ 中央孔
３２ 取付具
３３ 取付軸
３５ テーパ部
Ｗ ワーク
Ａ 交換位置
Ｂ 加工位置

Claims (6)

1. ワークを支持していて加工位置と交換位置との間をそれぞれ走行可能な第一ワーク支持部及び第二ワーク支持部と、
   前記第一ワーク支持部の走行をガイドする直線状の第一ガイド部材と、前記第二ワーク支持部の走行をガイドする直線状の第二ガイド部材と、
   前記第一ワーク支持部の走行と第一ガイド部材の揺動をガイドする第一カム溝と、前記第二ワーク支持部の走行と第二ガイド部材の揺動をガイドする第二カム溝と、
   前記一方のワーク支持部が加工位置にあるときに他方のワーク支持部が交換位置にあるように前記第一ワーク支持部と第二ワーク支持部を走行させる駆動機構とを備え、
   前記第一ワーク支持部と第二ワーク支持部がすれ違う際に互いに干渉しないように、前記第一カム溝と第二カム溝に互いに離間する方向に湾曲させた湾曲部を形成したことを特徴とするワーク搬送装置。
2. 前記駆動機構は、第一ワーク支持部に設けられた第一ラック部材と、第二ワーク支持部に設けられた第二ラック部材と、前記第一及び第二ラック部材を噛合させた状態で前記第一及び第二ワーク支持部を走行させるピニオンと、前記第一ワーク支持部及び第二ワーク支持部を走行させる駆動源とを備えている請求項１に記載されたワーク搬送装置。
3. 前記第一ワーク支持部と第二ワーク支持部には前記第一カム溝と第二カム溝に摺動可能に挿入されたカムフォロワがそれぞれ設けられている請求項１または２に記載されたワーク搬送装置。
4. 前記駆動源は、第一ワーク支持部と第二ワーク支持部の一方を往復動させる油圧シリンダまたは電動シリンダである請求項２または３に記載されたワーク搬送装置。
5. 前記駆動源は、ピニオンを正逆回転させるモータである請求項２または３に記載されたワーク搬送装置。
6. 前記油圧シリンダまたは電動シリンダは、前記第一ワーク支持部または第二ワーク支持部の揺動に従って揺動可能な支承部に支持されている請求項４に記載されたワーク搬送装置。

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