JP3207090U - 歯車加工装置及び歯車ワークの位相合わせ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構成が簡単な歯車加工装置を提供すること。【解決手段】歯車加工装置は、歯車ワーク３５を加工するための加工部を備えている。ワーク交換装置６３は歯車ワーク３５を把持するためのグリップ部６７を備えている。グリップ部６７には、出没可能にした位相合わせピン６９と、その位相合わせピン６９を突出方向に付勢するスプリング７０とを有する。位相合わせピン６９が歯車ワーク３５の歯溝内に進入することにより、歯車ワーク３５の位相が合わされる。【選択図】図４

Description

本考案は、歯車の歯を加工するための歯車加工装置及び歯車ワークの位相合わせ装置に関するものである。

この種の歯車加工装置が特許文献１に開示されている。この特許文献１においては、荒歯切り加工済みの歯車ワークの歯面をホブにより仕上げ加工する際に、ホブの切り歯と歯車ワークの歯溝との噛合に先立って、歯車ワークを一方向に連続回転させた状態で、センサにより歯車ワークの歯を検出する。そして、そのセンサからの検出データに基づいて、歯車ワークの歯のピッチ及び位置を判別し、その判別結果に基づいて、歯車ワークとホブとの少なくともいずれか一方の回転位相を補正して、それらの回転位相を一致させるようにしている。

特開２００２−１８３０１４号公報

特許文献１の技術においては、歯車ワークとホブとの間に、進退可能なセンサが設けられるため、歯車ワークが大径であると、歯車ワークとセンサとが干渉するおそれがあって、大径歯車ワークの加工に制約があった。また、歯車ワークとホブとの位相を一致させるために、センサからの検出信号に基づき、歯車ワークやホブを回転させるモータ等の動作を制御させるための手段が必要になって、システム構成が複雑になる。しかも、歯車ワークの加工に先立って、前記回転位相の検出と位相合わせとを行なう必要があるため、歯車ワークの加工開始前に、位相合わせのための時間の確保が必要となる。従って、加工のサイクルタイムが長くなり、加工効率が低下する。

この考案は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、構成が簡単な歯車加工装置及び歯車ワークの位相合わせ装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本考案においては、歯車ワークを加工するための加工ツールが設けられた加工部を備えた歯車加工装置において、前記加工部と、その加工部外の歯車ワーク交換位置との間を移動可能に設けられ、前記歯車ワークを把持及び把持解放するための把持部を有する歯車ワーク把持手段と、その歯車ワーク把持手段に設けられ、歯車ワークの位相を合わせるための位相合わせ手段とを備えたことを特徴とする。

以上の構成によれば、歯車ワークとホブとの間に、センサを設ける必要がないため、歯車ワークとセンサとの干渉の問題が生じることはなく、センサによる歯車ワークの径に対する制約を解消することができ、歯車ワークが大径であっても問題なく加工を行うことができる。また、歯車ワークとホブとを位置合わせするための制御システムは不要になる。しかも、歯車ワークの位相合わせを加工部外のワーク交換位置で行うことができるため、加工動作前に歯車ワークとホブとの間にセンサを進入させて、位相を検出するような時間確保の必要がなく、加工効率を向上させることができる。

本考案によれば、歯車ワークの位相を合わせるための構成を簡素化できるという効果を奏する。

歯車加工装置を示す正面図。 歯車ワークの加工部を示す平断面図。 歯車ワークとホブとの関係を示す平面図。 歯車ワーク交換装置を示す平断面図。

（実施形態）
以下に、この考案を歯車研削盤において具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

図１及び図２に示すように、歯車研削盤である歯車加工装置においては、ベッド２１の一側上部にコラム２２がＸ軸方向へ移動可能に支持され、Ｘ軸方向移動用モータ２３により移動される。コラム２２の側面にはサドル２４がＺ軸方向へ移動可能に支持され、Ｚ軸方向移動用モータ２５により移動される。

図２及び図３に示すように、サドル２４にはホブヘッド２６が角度変更可能に配設され、図示しない角度変更機構により角度変更される。ホブヘッド２６上には加工ツールとしての仕上げ切削用のホブ２７を装着するためのホブ軸２８が回転可能に支持され、ホブ回転用モータ２９により回転される。

前記ベッド２１の他側上部にはワークテーブル３０が回転可能に配設され、ワーク回転用モータ３１により回転される。ワークテーブル３０上にはワーク保持治具３２が配設され、その上部にはワークチャック部３２ａが設けられている。ベッド２１の他側上部には支柱３３が立設され、その側面にはサポートアーム３４が配設されている。そして、荒歯切り加工済みの歯車ワーク３５がワーク保持治具３２のワークチャック部３２ａに着脱可能に装着されるとともに、上側からサポートアーム３４に支持されるようになっている。

この状態で、歯車ワーク３５の歯を仕上げ加工する場合には、コラム２２がＸ軸方向移動用モータ２３により歯車ワーク３５側に接近移動されて、ホブ２７の切り歯２７ａと歯車ワーク３５の歯溝３５ａとが位相を合わせた状態で噛合される。そして、歯車ワーク３５がワーク回転用モータ３１により回転されるとともに、ホブ２７がサーボモータよりなるホブ回転用モータ２９により回転されながら、Ｚ軸方向移動用モータ２５により歯車ワーク３５の軸線方向または軸線に対する所定角度方向に送り移動される。これにより、歯車創成法にて歯車ワーク３５の歯面に仕上げ加工が施されるようになっている。

図１及び図４に示すように、前記ワークテーブル３０の近傍において、支柱３３上には旋回駆動モータ６１が支持され、そのモータ軸よりなる旋回軸６２上にはワーク交換装置６３が旋回可能に取り付けられている。ワーク交換装置６３の旋回部材としてのベース６４の両端部には、合計一対のグリッパ６５が設けられている。これらのグリッパ６５は、前記旋回軸６２を中心として点対称状に配置されている。

図４に示すように、前記グリッパ６５は、ガイドピン７２とガイド溝７３とのガイド作用により、それぞれ平行状態で接近離間されて開閉可能な一対のグリッパ片６６を備えている。各グリッパ片６６には把持部を構成するグリップ部６７が設けられ、このグリップ部６７間に歯車ワーク３５が把持される。各グリッパ６５は、駆動手段としての両頭タイプの２段ストロークシリンダ６８により、把持位置である閉鎖位置と、把持解放位置である開放位置と、それらの間の中間解放位置である中間開放位置とに配置される。各グリッパ片６６の一方のグリップ部６７には、進入部材としての位相合わせピン６９がグリップ部６７間に把持された歯車ワーク３５の中心位置に向かって出没方向に移動可能に支持され、付勢手段としてのスプリング７０によって突出方向に付勢されている。位相合わせピン６９とスプリング７０とにより、位相合わせ手段が構成されている。

そして、ワーク交換装置６３が１８０度ずつ間欠回転される。この間欠回転により、グリップ部６７間に把持された歯車ワーク３５が、ワーク交換位置（図４の左側）と、ワークチャック部３２ａにチャックされる加工部（図４の右側）との間を交互に移動される。

次に、前記のように構成された実施形態の作用を説明する。
荒歯切り加工済みの被加工歯車からなる歯車ワーク３５は、図示しないワーク供給装置に保持され、その供給装置において、ホブ２７に対して事前位相合わせが実行される。この事前位相合わせは、歯車ワーク３５の歯の配列ピッチの２分の１〜４分の１程度の精度であればよい。

そして、事前位相合わせされた歯車ワーク３５が開放位置にあるグリップ部６７間に供給される。この状態で、グリッパ６５が中間開放位置に配置される。このため、位相合わせピン６９が歯車ワーク３５のひとつの歯溝内に進入し、従って、歯車ワーク３５の位相が多少ずれていたとしても、その位相がホブ２７の位相に対して正確に合わせられる。すなわち、ホブ２７は、回転停止時において、その位相がホブ回転用モータ２９及び図示しないエンコーダ等によって位相が特定位置に設定されており、この特定位置の位相に対して、歯車ワーク３５の位相が合わせられる。

そして、この位相合わせ状態で、グリッパ６５が閉鎖位置に移動され、歯車ワーク３５が動くことなくグリッパ６５によって強く把持される。
そして、旋回駆動モータ６１の駆動によってワーク交換装置６３が１８０度旋回されて、グリップ部６７間に把持された歯車ワーク３５がワークチャック部３２ａのところの加工部に配置される。そして、歯車ワーク３５がワークチャック部３２ａにチャックされるとともに、図２に２点鎖線で示すように、グリッパ６５による把持が解放される。そして、この状態で、ホブ２７がコラム２２のＸ軸方向への移動により、図３の位置から移動されて、図２に示すように、歯車ワーク３５に噛み合わされ、次いで、ホブ２７及び歯車ワーク３５が回転されて、歯車ワーク３５に対して仕上げ加工が実行される。

歯車ワーク３５に対する仕上げ加工が終了されると、ワークチャック部３２ａに対するチャックが解除されるとともに、歯車ワーク３５がグリッパ６５によって再度把持される。そして、ワーク交換装置６３が再度１８０度旋回されて、図４の左側の歯車ワーク交換位置に戻る。そして、この状態で、加工済みの歯車ワーク３５が解放されて、後工程に送られる。

一方、加工部における歯車ワーク３５の加工時には、ワーク交換位置のグリップ部６７間に後続の歯車ワーク３５が、前記と同様にして、位相を合わせた状態で把持されて、待機状態にある。そして、加工部における歯車ワーク３５の加工が終了すると、ワーク交換装置の１８０度旋回によって、後続の歯車ワーク３５が加工部に移動される。

このようにして、歯車ワーク３５の加工と同時に後続の歯車ワーク３５の位相が合わせられ、歯車ワーク３５の仕上げ加工が円滑に行われる。
従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。

（１）特許文献１の歯車加工装置とは異なり、歯車ワーク３５とホブ２７との間に、センサを設ける必要がないため、歯車ワーク３５とセンサとの干渉の問題が生じることはなく、センサによる歯車ワーク３５の径に対する制約を解消することができる。従って、歯車ワーク３５が大径であっても問題なく加工を行うことができる。

（２）歯車ワーク３５の加工時に、加工されている歯車ワーク３５の後続の歯車ワーク３５の位相合わせをワーク交換位置で行うことができるため、加工動作前に歯車ワーク３５とホブ２７との間にセンサを進入させるような検出時間確保の必要がない。従って、加工のサイクルタイムを短くすることができて、加工効率を向上させることができる。

（３）歯車ワーク３５とホブ２７とを回転させて位相合わせする必要がないため、それらを回転させるための制御システムが不要になる。
（４）位相合わせ手段は、前記グリップ部６７に、把持された歯車ワーク３５の中心側に対して出没方向に移動可能なピン６９と、そのピン６９を突出方向に付勢するスプリング７０とを備えればよく、構成が簡単である。

（変更例）
本考案は前記実施形態に限定されるものではなく、以下のような態様で具体化することもできる。

・グリッパ６５をひとつにすること。従って、ひとつのグリッパ６５がワーク交換位置と加工部との間を３６０度ごとに間欠的に旋回される。このように構成すれば、小形化が可能になる。

・グリッパ６５を３箇所や４箇所等、３箇所以上の位置に設けること。この構成においては、ワーク交換装置６３は、３６０度をグリッパ６５を設けた箇所の数で等分した間隔で間欠回転される。このようにすれば、ワーク交換位置と加工部との間の中間停止位置において、歯車ワーク３５のバリ取りを行なう装置等、各種の装置を設けることができる。

・図４に２点鎖線で示すように、加工部に位置した歯車ワーク３５の位相を検出するセンサ７６を設けること。このように構成すれば、センサ７６の検出に基づいて、加工部の歯車ワーク３５の位相をさらに正確に合わせることができる。この構成において、センサ７６は、ワーク交換装置６３の旋回の邪魔にならないように、非作用時には、下方または上方へ退避動作される必要がある。

・位相合わせピン６９を付勢する付勢手段として、スプリング７０に代えて、ソレノイドを用いること。
・内歯車よりなる歯車ワークの位相を合わせるための装置に本考案を具体化すること。この構成において、グリッパは、歯車ワークの内側から歯車ワークを把持し、従って、位相合わせピンは、歯車ワークの中心側から外側に向かって、歯溝内に進入する。

・この考案をホブ盤以外の歯車加工装置、例えば歯車ホーニング盤やギヤシェーパにおいて具体化すること。

２７…ホブ、３５…歯車ワーク、３５ａ…歯溝、６３…ワーク交換装置、６５…グリッパ、６７…グリップ部、位相合わせピン、７０…スプリング。

Claims (6)

1. 歯車ワークを加工するための加工ツールが設けられた加工部を備えた歯車加工装置において、
   前記加工部と、その加工部外の歯車ワーク交換位置との間を移動可能に設けられ、前記歯車ワークを把持及び把持解放するための把持部を有する歯車ワーク把持手段と、
   その歯車ワーク把持手段に設けられ、歯車ワークの位相を合わせるための位相合わせ手段と
   を備えた歯車加工装置。
2. 前記歯車ワーク把持手段は、旋回軸を中心に旋回可能にした旋回部材と、その旋回部材上に設けられ、前記把持部を有する交換アームとを備え、前記把持部に前記位相合わせ手段を備えた請求項１に記載の歯車加工装置。
3. 前記位相合わせ手段は、前記ワーク側に対して出没方向に移動可能な進入部材と、その進入部材を突出方向に付勢する付勢手段とを備えた請求項２に記載の歯車加工装置。
4. 前記把持部は、一対備えられ、前記旋回部材に対して１８０度の間隔を隔てて配置された請求項２または３に記載の歯車加工装置。
5. 前記歯車ワーク把持手段は、前記把持部を、把持位置，把持解放位置及びそれらの間の中間解放位置に動作させるための駆動手段を備えた請求項２〜４のうちのいずれか一項に記載の歯車加工装置。
6. 歯車ワークを把持及び把持解放する把持部と、
   その把持部に設けられ、歯車ワークの位相を合わせるための位相合わせ手段とを備え、
   前記位相合わせ手段は、前記把持部に把持された歯車ワークの歯溝内に進入する進入部材である歯車ワークの位相合わせ装置。

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