JP4200577B2 - 円筒研削盤のハイポイドピニオンワーク用回転駆動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、円筒研削盤のワーク回転駆動装置に関し、特には、ハイポイドピニオンワーク用の回転駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
円筒研削盤のワーク回転駆動装置は、従来は、図６および図７に示すように、ワーク１と掛合してそのワーク１を回転させるケレ２を、センタ４の取付部材の周囲にベアリングを介して回転自在に支持された円筒状の主軸３の端部の面板５に突出量調節可能に固定して具えており、これにより円筒研削盤はその主軸３の外周のベルト溝に掛けたベルトで主軸３を回転駆動することでケレ２を介してワーク１を回転させるとともに、その回転するワーク１に裁頭円錐形をした砥石Ｇを当てて、ワーク１の歯部の背部と軸部の外周面との研削を行っている。それゆえ、図８に示す如き、ハイポイドピニオンとなるように歯溝1aにねじれ角をもつワーク（ハイポイドピニオンワーク）１の着脱の際には、ワーク１の歯溝1aにそってケレ２がワーク１に対し相対移動するようにワーク１を回転させながら軸方向にスライドさせてケレ２に対する嵌合や離脱を行わせるという複雑な操作が必要であるため、人が手作業でワーク１の着脱を行なっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる手作業でのワークの着脱は、時間がかかるとともに工数が嵩むという問題がある。このため、ワークの着脱の自動化の要求があるが、回転する主軸上のケレを進退移動させるのは、動力源の困難を供い、コストも嵩むという問題がある。
【０００４】
さらに、歯の外径の異なる複数の種類のワークの着脱に対応するためには、その都度、作業をする人が、ケレの突出量を歯の外径に合わせて調節することが必要であるという問題がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
この発明は、上記課題を有利に解決した円筒研削盤のハイポイドピニオンワーク用回転駆動装置を提供することを目的とするものであり、この発明の円筒研削盤のハイポイドピニオンワーク用回転駆動装置は、円筒研削盤のセンタで支持されたハイポイドピニオンワークの径方向に進退移動可能に前記円筒研削盤の主軸の端部に支持されたケレと、前記ケレを前進させて前記ワークに押し当て、そのケレの先端をワークの歯溝に嵌合させる弾性部材と、前記円筒研削盤上の固定位置に設けられ、前記ケレを前記弾性部材の弾性力に抗して後退させるアクチュエータと、前記主軸を所定位置で回転停止させるための信号を出力する主軸回転位置検出用センサと、前記ワークの歯溝に前記ケレが嵌合したことを検知するための信号を出力するケレ嵌合検出用センサと、を具える円筒研削盤のハイポイドピニオンワーク用回転駆動装置において、前記ケレ嵌合検出用センサが、前記ケレに対する距離を示す信号を出力する測距センサであり、当該装置がさらに、前記ワークの外径を前記ケレ嵌合検出用センサから出力された信号と照合して、歯部の外径が異なるワーク毎にケレの嵌合位置を移動させて前記ケレの嵌合を確認するケレ嵌合確認手段を具えることを特徴とするものである。
【０００６】
この装置にあっては、主軸回転位置検出用センサが出力する信号に基づき、回転する主軸の端部に支持されたケレと固定位置にあるアクチュエータとが係合する位置で円筒研削盤の主軸の回転が停止し、アクチュエータの作動で、ケレが弾性部材の弾性力に抗してワークに対して半径方向外方に後退する。この状態で、ワークを主軸の軸線上にて移動させることで、センタに対するワークの着脱が可能になる。また、ワークを主軸の軸線上にセンタで支持した後、アクチュエータの作動でケレを解放し弾性部材の弾性力でワークに対して半径方向内方に前進させると、ケレがワークの歯溝に嵌合する。従って、この装置によれば、ワークの着脱時には、ケレが後退してワークの歯の外径より外れた位置になり、ワークを軸線上で移動させるのみでワークの着脱が可能になるので、ワークの着脱を容易に自動化することができる。
【０００７】
さらにこの発明の装置は、前記ワークの歯溝に前記ケレが嵌合したことを検知するための信号を出力するケレ嵌合検出用センサを具えているので、ケレがワークの歯の先端部に乗り上げて歯溝に嵌合していない時には、このセンサの働きでワークの嵌合異常を検知でき、かかる場合に誤って主軸を回転させてしまうのを防止することができる。
【０００８】
さらにこの発明の装置にあっては、前記ケレ嵌合検出用センサが、前記ケレに対する距離を示す信号を出力する測距センサであって、当該装置がさらに、前記ワークの外径を前記ケレ嵌合検出用センサから出力された信号と照合して、歯部の外径が異なるワーク毎にケレの嵌合位置を移動させて前記ケレの嵌合位置を確認するケレ嵌合確認手段を具えている。
【０００９】
かかる装置にあっては、前記ケレ嵌合検出用センサが、前記ケレに対する距離を示す信号を出力し、前記ケレ嵌合確認手段が、測定データ等に基づく前記ワークの外径を前記ケレ嵌合検出用センサから出力された信号と照合する。従って、この装置によれば、歯部の外径が異なるワーク毎にケレの嵌合位置を移動させて嵌合確認を行うことができるので、外径が異なる多種類のハイポイドピニオンワークの着脱の自動化に対応することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図１は、図６に示すものと同様の通常の円筒研削盤に設けられたハイポイドピニオンワーク用回転駆動装置の参考例を、その円筒研削盤の主軸端部側から見た状態で示す正面図であり、図2は、上記参考例の装置を示す断面図である。また図３は、上記円筒研削盤の全体を示す平面図であり、図４は、上記円筒研削盤のワーク搬入出シュートおよびワーク移載装置を示す正面図である。図中符号１はハイポイドピニオンワーク、２はそのワークの歯溝に嵌合する形状の先端部を有するケレ、４はその円筒研削盤のセンタ、５は円筒研削盤の主軸３（ここでは図示せず）の先端部に固定された円盤状の面板をそれぞれ示している。
【００１１】
この参考例のハイポイドピニオンワーク用回転駆動装置は、図１及び図2に示すように面板５上に設けられたワークドライブユニット６を具えており、ワークドライブユニット６は、面板５に固定されるとともに中央部に貫通穴７aを形成されたガイドバー支持部材７と、そのガイドバー支持部材７に固設された二対のブッシュ８で進退移動自在に案内支持された2本のガイドバー９とを有しており、ガイドバー９のガイドバー支持部材７に対し同じ側から突出する端部は、ガイドバー連結部材10，11によってそれぞれ連結されている。そして、一方のガイドバー連結部材10とガイドバー支持部材７との間には弾性部材としての二本の圧縮スプリング12が介挿されており、他方のガイドバー連結部材11にはケレ２が固定位置調節可能に固定されている。
【００１２】
さらにこの参考例では、円筒研削盤上の固定位置に固定された、エアシリンダからなるアクチュエータ13を具えており、14はそのエアシリンダのシリンダロッドの先端部に取付けられたプッシャーであり、円筒研削盤上のシリンダロッドの後端部付近の固定位置にはシリンダロッドの位置を確認するためのシリンダロッド前進確認センサ15とシリンダロッド後退確認センサ16とが設けられている。アクチュエータ13に隣接した、円筒研削盤上の固定位置には、近接センサからなる主軸回転位置検出用センサ17が設けられており、その一方、面板５上には、アクチュエータ13とガイドバー連結部材10とが対向する位置で面板５が回転停止した状態でその主軸回転位置検出用センサ17と対向する位置に、主軸回転位置検出用ドッグ18が固定されている。
【００１３】
そして上記円筒研削盤の前面には、図３および図４に示すように、円筒研削盤の操作を行うための操作ボックス19と、主軸中心軸線C上に対してワーク１を搬入出するための、ワーク移載装置20およびワーク搬入出シュート21とが設けられており、そのワーク移載装置20は、ワーク１を昇降回転させるためにワーク１の歯部を挟んで保持するリフター22と、そのリフター22を昇降回転させるリフター昇降回転装置23とを有している。
【００１４】
一方、ワーク搬入出シュート21は、エアシリンダ24により往復駆動されるとともにエアシリンダ25により進退駆動されてワーク搬入出シュート21上のワーク１の軸部に掛合して、ワーク搬入時にはワーク１をワーク搬入出シュート21上からリフター22上の、押し当て面22aに当接する位置まで移動させ、ワーク搬出時にはワーク１をリフター22上からワーク搬入出シュート21上へ移動させるワーク搬入出用プッシャー26を有しており、そのワーク搬入出用プッシャー26とともにワーク１を進行方向に滑らせるように、ワーク搬入出シュート21自体の傾きを変えることができる図示しない揺動機構を有している。
【００１５】
加えて、上記円筒研削盤には、図３に示すようにワーク移載装置20上の搬入出位置と主軸中心軸線C上のワーク支持位置との間のワーク１の移動を行うために図示しないアームが具えられている。なお、このアームは、未加工ワークの搬入と加工済ワークの搬出とが同時に行えるように２組具えられている。
【００１６】
この参考例の装置で、加工済みのワーク１の搬出の際にケレ２をワーク１の歯溝に対して離脱させる場合には、図３に示す円筒研削盤の制御装置27が回転中の主軸３を停止させる時に、図１及び図２に示すように主軸回転位置検出用ドッグ18が主軸回転位置検出用センサ17と近接した位置に回転して来ると、その主軸回転位置検出用ドッグ18を検出した主軸回転位置検出用センサ17が円筒研削盤の制御装置27に信号を出力し、この信号で制御装置27が主軸３の回転を停止させ、次いで制御装置27が、アクチュエータ13を作動させて、エアシリンダのシリンダロッドの後端部がシリンダロッド前進確認センサ15に検出される位置までシリンダロッドを主軸３側に前進させると、プッシャー14が圧縮スプリング12のスプリング力に抗してガイドバー連結部材10を押し、ガイドバー９がアクチュエータ13と反対の側に移動すると共に、ケレ２がワーク１に対して半径方向外方に後退する。この結果として、ケレ２をワーク１の歯溝から離脱させることができ、その後、上述したアーム、ワーク移載装置20およびワーク搬入出シュート21によってワーク１を搬出させることができる。
【００１７】
そしてこの参考例の装置で、未加工ワークの搬入の際にケレ２をワーク１の歯溝に対して嵌合させる場合には、上述したアーム、ワーク移載装置20、ワーク搬入出シュート21でワーク支持位置に移動させたワーク１をセンタ４で支持した後、制御装置27がアクチュエータ13を作動させて、シリンダロッド後退確認センサ16がエアシリンダのシリンダロッドの後端部を検出するまでシリンダロッドを主軸３に対して後退させると、圧縮されていた圧縮スプリング12が伸びてガイドバー連結部材10をアクチュエータ13側に押し、ガイドバー９がアクチュエータ13側に移動することに伴って、ケレ２がワーク１の歯部に向かって前進する。この結果として、ケレ２をワーク１の歯溝に嵌合させることができ、ひいてはケレ２を介して主軸でワーク１を回転させることができる。
【００１８】
なお、この参考例の装置では、図４に示すように、ワーク搬入出シュート21上にワーク１が載置されると、ワーク搬入出シュート21の揺動でワーク搬入出用プッシャー26の前方へ滑動したワーク１の軸部をワーク搬入出用プッシャー26が押すことでワーク１がワーク搬入出用プッシャー26とともにリフター22内に滑り込んで、ワーク１の歯部の外周面がリフター22の押し当て面22aに当たる位置でリフター22に保持され、次いでリフター昇降回転装置23が、ワーク１が図３に示す向きになるようにリフター22を上昇および回転させ、その後、上記アームがワーク１の軸部を把持してワーク１を主軸中心軸線C上まで移動させることで、ワーク１をセンタ４間に搬入することができる。
【００１９】
この一方、ワーク１を搬出する場合は、上記アームが主軸中心軸線C上のワーク１を把持してワーク移載装置20のリフター22内に送り、上記搬入操作と逆の操作で、リフター昇降回転装置23がリフター22をワーク搬入出シュート21に対向する位置に移動させ、次いでワーク搬入出シュート21のエアシリンダ24，25が、ワーク搬入出用プッシャー26をワーク１に対して搬入時と反対の側まで移動させた後、そのワーク搬入出用プッシャー26をリフター22側へ引いてワーク１の軸部を押し、ワーク１をリフター22からワーク搬入出シュート21上に移動させると、ワーク搬入出シュート21が揺動されて、ワーク１がワーク搬入出シュート21上をワーク搬入出口へ向かって移動することで、ワーク１を搬出することができる。
【００２０】
従って、上記参考例のハイポイドピニオンワーク用回転駆動装置によれば、回転する主軸上に動力源たる加圧エアを供給せずに、ケレ２をワーク１の半径方向に進退移動させることができ、上記円筒研削盤のセンタ４に対してワーク１を着脱する時点では、ケレ２の先端の位置がワーク１の歯部外周面から外れており、このため、ワーク１を主軸中心軸線C上で移動させるのみで着脱することができ、これにより、上記アームでのワーク１の着脱が可能となるので、ハイポイドピニオンワーク１の搬入、センタ４への装着、ケレ２の嵌合離脱、センタ４からの離脱、搬出に至る一連の作業の自動化を容易に行うことができるのである。
【００２１】
上記参考例のハイポイドピニオンワーク用回転駆動装置はさらに図１及び図２に示すように、ケレ２の後端部に取付けられたケレ嵌合検出用ドッグ28と、主軸中心軸線Cに対しアクチュエータ13と反対の側の、円筒研削盤上の固定位置に設けられた、近接センサからなるケレ嵌合検出用センサ29とを具えている。
【００２２】
かかるハイポイドピニオンワーク用回転駆動装置によれば、ワーク１の歯溝にケレ２が嵌合していない時には、ケレ嵌合検出用ドッグ28とケレ嵌合検出用センサ29とが近接しており、ケレ嵌合検出用ドッグ28はケレ嵌合検出用センサ29と近接していると、円筒研削盤の制御装置27に信号を出力し、これにより円筒研削盤の制御装置27は主軸を回転させないので、嵌合異常の状態で誤って主軸を回転させてしまうのを防止することができ、さらに、かかる検知はケレ２とワーク１の分離を意味することにもなるので、自動化した際にセンタ４に対するワーク１の着脱のタイミングを知ることもできるのである。
【００２３】
図５は、この発明のハイポイドピニオンワーク用回転駆動装置の実施例の一部を示すものであり、この実施例の装置は、先の参考例と同様の構成を具えるとともに、そこでのケレ嵌合検出用センサ29を近接センサから測距センサに替えられており、さらに、ワーク種類選択スイッチと、ワーク種類検知手段としてのワーク外径測定センサ30と、上記制御装置27とからなるケレ嵌合確認手段を具えている。
【００２４】
ここで、上記ワーク種類選択スイッチは、図３に示す操作ボックス19に取付けられており、予め制御装置27に入力されているワーク１の種類の中から装着するワーク１の種類を選択できる自動選択と、装着するワーク１のデータを制御装置27に入力できる手動選択とを切替える機能を具えている。そして、ワーク外径測定センサ30は、図４のワーク搬入出シュート21に取付けられており、図５は、この実施例の装置で上記ワーク外径測定センサ30がワーク外径を測定する状態を示す平面図で、図５(a)はワークの歯部の外径が大きい場合、図５(b)はワークの歯部の外径が小さい場合をそれぞれ示している。なお、図中符号は、図４と同一の部材に対しては同じ符号を使用しており、ここでは変位センサからなる上記ワーク外径測定センサ30は、ワーク搬入出シュート21の、ワーク搬入出用プッシャー26をリフター22に対し往復移動させるシリンダ24の、ワーク搬入出用プッシャー26と反対の側の側面に取付けられている。
【００２５】
かかる実施例の円筒研削盤のハイポイドピニオンワーク用回転駆動装置にあっては、作業者がワーク種類選択切替えスイッチで自動選択或いは手動選択に設定し、次いで、図５(a)，(b)に示すようにワーク１の軸部31がワーク搬入出シュート21のワーク搬入出用プッシャー26に押され、ワーク１の歯部外周面32がリフター22の押し当て面22aに当接する位置でワーク１がリフター22内に保持されると、ワーク外径測定センサ30がシリンダ24のピストンロッドの停止時のストローク量からワーク搬入出用プッシャー26の変位量を測定し、その変位量を示す信号を入力された制御装置27が、手動選択の場合は作業者から入力される一方自動選択の場合は予め制御装置27内に入力されて保存されている軸部の外径寸法とそのワーク搬入出用プッシャー26の変位量とを照合して、ワーク１の種類を検出し、その後、その種類のワーク１の歯部の外径に対して適切な嵌合位置を求める。次に、ケレ嵌合検出用センサ29がケレ嵌合検出用ドッグ28との距離を示す信号を制御装置27に出力し、制御装置27がその距離信号と上記求めた適切な嵌合位置とを照合して、ケレ２の嵌合及び離脱の操作が適切に行われているか否かを判断する。
【００２６】
従って、この実施例のハイポイドピニオンワーク用回転駆動装置によれば、ワーク種類選択切替えスイッチにより、装着するワーク種類の情報が予め入力されていない場合でも対応することができ、ワーク種類検知手段で搬入時にワークの種類を特定し、この特定されたワーク種類の情報と、ケレ嵌合検出用センサ29からの信号とで適切な嵌合離脱が行われているか否かを判断することができるので、歯部の外径が異なる複数種類のハイポイドピニオンワーク１に対するケレ２の嵌合離脱の自動化を容易にすることができるのである。
【００２７】
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものではなく、例えば、上記実施例では、アクチュエータ13にエアシリンダを用いているが、油圧シリンダや電磁ソレノイドを使用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】円筒研削盤のハイポイドピニオンワーク用回転駆動装置の参考例を、その円筒研削盤の主軸端部側から見た状態で示す正面図である。
【図２】 上記参考例の装置を示す断面図である。
【図３】 上記円筒研削盤の全体を示す平面図である。
【図４】 上記円筒研削盤のワーク搬入出シュートおよびワーク移載装置を示す正面図である。
【図５】 この発明の円筒研削盤のハイポイドピニオンワーク用回転駆動装置の実施例の一部を示すものであり、ワーク外径測定センサがワーク外径を測定する状態を示す説明図である。
【図６】 ワークの着脱を手作業で行う従来の円筒研削盤を示す断面図である。
【図７】 上記従来の円筒研削盤の面板およびケレを示す正面図である。
【図８】 ハイポイドピニオンワークを示す斜視図である。
【符号の説明】
１ ハイポイドピニオンワーク
1a 歯溝
２ ケレ
３ 主軸
４ センタ
５ 面板
６ ワークドライブユニット
７ ガイドバー支持部材
7a 貫通穴
８ ブッシュ
９ ガイドバー
10，11 ガイドバー連結部材
12 圧縮スプリング
13 アクチュエータ
14 プッシャー
15 シリンダロッド前進確認センサ
16 シリンダロッド後退確認センサ
17 主軸回転位置検出用センサ
18 主軸回転位置検出用ドッグ
19 操作ボックス
20 ワーク移載装置
21 ワーク搬入出シュート
22 リフター
22a 押し当て面
23 リフター昇降回転装置
24，25 エアシリンダ
26 ワーク搬入出用プッシャー
27 制御装置
28 ケレ嵌合検出用ドッグ
29 ケレ嵌合検出用センサ
30 ワーク外径測定センサ
31 ワーク１の軸部
32 ワーク１の歯部外周面
Ｃ 主軸中心軸線
Ｇ 砥石

Claims (1)

1. 円筒研削盤のセンタで支持されたハイポイドピニオンワーク（１）の径方向に進退移動可能に前記円筒研削盤の主軸の端部に支持されたケレ（２）と、前記ケレを前進させて前記ワークに押し当て、そのケレの先端をワークの歯溝に嵌合させる弾性部材（12）と、前記円筒研削盤上の固定位置に設けられ、前記ケレを前記弾性部材の弾性力に抗して後退させるアクチュエータ（13）と、前記主軸を所定位置で回転停止させるための信号を出力する主軸回転位置検出用センサ（17）と、前記ワークの歯溝に前記ケレが嵌合したことを検知するための信号を出力するケレ嵌合検出用センサ（ 29 ）と、を具える円筒研削盤のハイポイドピニオンワーク用回転駆動装置において、
   前記ケレ嵌合検出用センサが、前記ケレに対する距離を示す信号を出力する測距センサであり、当該装置がさらに、前記ワークの外径を前記ケレ嵌合検出用センサから出力された信号と照合して、歯部の外径が異なるワーク毎にケレの嵌合位置を移動させて前記ケレの嵌合を確認するケレ嵌合確認手段（ 21 ， 22 ， 26 ， 30 ）を具えることを特徴とする円筒研削盤のハイポイドピニオンワーク用回転駆動装置。

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