JP6356014B2 - 歯車加工機械 - Google Patents

Description

本発明は、自動工具交換装置を備えた歯車加工機械に関する。

一般に、歯車加工機械における加工用工具の交換は、作業者の手作業によってなされている。しかし、歯車加工機械には種々の装置や部材が設けられており、作業者は、周辺装置との干渉を考慮しながら行わなければならず、また、歯車加工機械の加工精度不良を防ぐために、加工用工具を正しく歯車加工機械に取り付けなければならない。つまり、加工用工具の交換作業は、作業者が安全にかつ注意を払って行うものであった。特に、加工用工具の交換作業に不慣れな作業者は、手を滑らせて加工用工具を落下させる虞があるため、より安全にかつ注意を払って行わなければならない。また、工具寿命を延長化するために長尺化等した重量の重い加工用工具を交換する場合には、作業者の体力を要すると共に、より安全性を考慮しなければならないので、作業者の負担が増大する。

そこで、歯車加工機械において、加工用工具の交換を自動化することにより、作業者の負担を軽減することが考えられる。このように自動的に加工用工具を交換することができる自動工具交換装置を備えた歯車加工機械としては、例えば、特許文献１に記載のようにホブ交換装置を備えたホブ盤がある。

実開昭６３−７４１３号公報

特許文献１に記載されたホブ交換装置は、ホブサドルの移動方向に間隔を置いて配列された複数のホブホルダを個々にシリンダによってホブクランプ装置に対して斜めに近接離反させるものである。しかし、ホブカッタをホブクランプ装置に対して斜めに移動させるため、ホブカッタの軸方向長さによって周辺部材との干渉領域が変わってしまうので、当該ホブ盤で使用し得る最大長さのホブカッタの干渉領域を考慮した構造設計が必要となる。よって、干渉による形状や動作の制限が厳しく、設計作業が煩雑なものとなる虞がある。

そこで、ホブカッタをホブクランプ装置に対してホブ盤の前方側または後方側に近接離反させることが考えられる。しかし、ホブ盤の前方側には、操作盤を設置するスペースおよびホブ盤をメンテナンスするための作業スペースが必要であり、ホブ盤の後方側には、歯車加工の際に発生する被加工物の切粉（切屑）を排出するためのチップコンベアおよび切粉ボックスの設置スペースが必要である。つまり、ホブ盤の前方側および後方側には他の作業スペース等が設けられているため、ホブ盤の前方側または後方側にホブカッタを移動させるように自動工具交換装置を設けることはできない。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、自動工具交換装置を備えた歯車加工機械において、加工用工具を移動させる際の干渉領域を小さくし、設計作業を容易にすることを目的とする。

上記課題を解決する第一の発明に係る歯車加工機械は、工具主軸に着脱可能に装着される加工用工具の交換を自動工具交換装置によって行う歯車加工機械であって、前記自動工具交換装置が、前記加工用工具を着脱可能に保持する工具保持手段と、前記加工用工具を交換するための工具交換位置と加工動作中に前記加工用工具を待機するための待機位置との間で前記工具保持手段を前記工具主軸の軸方向と平行な方向に移動する移動手段と、前記待機位置と前記加工用工具を搬入および搬出するための工具搬出入位置との間で前記工具保持手段を回転する回転手段とを備えたものであることを特徴とする。

上記課題を解決する第二の発明に係る歯車加工機械は、第一の発明に係る歯車加工機械において、前記自動工具交換装置が、前記工具保持手段を鉛直な方向に昇降させる昇降手段を備えたものであることを特徴とする。

上記課題を解決する第三の発明に係る歯車加工機械は、第一または第二の発明に係る歯車加工機械において、前記工具保持手段が、前記加工用工具の周方向における位置決め手段を備えたものであることを特徴とする。

上記課題を解決する第四の発明に係る歯車加工機械は、第一から第三のいずれか一つの発明に係る歯車加工機械において、前記自動工具交換装置が、前記工具保持手段が前記加工用工具を保持しているか否かを検出する工具有無検出手段を備えたものであることを特徴とする。

上記課題を解決する第五の発明に係る歯車加工機械は、第一から第四のいずれか一つの発明に係る歯車加工機械において、前記回転手段が、前記工具保持手段を鉛直な回転軸周りに回転させるものであることを特徴とする。

上記課題を解決する第六の発明に係る歯車加工機械は、第一から第五のいずれか一つの発明に係る歯車加工機械において、ベッド上に支持されるコラムと、前記コラムに支持されるサドルと、前記サドルに支持される工具ヘッドとを、それぞれ異なる三軸方向に移動可能に備え、前記コラムと前記サドルと前記工具ヘッドの駆動によって、前記工具保持手段によって保持される前記加工用工具の軸方向と前記工具主軸の軸方向とを平行に保ったまま前記工具保持手段に保持される前記加工用工具を前記工具主軸に装着することを特徴とする。

上記課題を解決する第七の発明に係る歯車加工機械は、第一から第六のいずれか一つの発明に係る歯車加工機械において、被加工歯車に歯車加工を行う加工スペースと、前記加工用工具を前記工具保持手段に搬入および搬出するための段取りスペースと、前記加工スペースおよび前記段取りスペースの外部スペースとをそれぞれ区分けするカバー部材と、前記カバー部材に設けられ、前記加工スペースと前記段取りスペースとを連通可能とする第一の扉部材と、前記カバー部材に設けられ、前記段取りスペースと前記外部スペースとを連通可能とする第二の扉部材と、前記第一の扉部材および前記第二の扉部材の開閉状態を検出する開閉状態検出手段とを備えたことを特徴とする。

第一の発明に係る歯車加工機械によれば、自動工具交換装置において工具交換位置と待機位置との間で加工用工具をその軸方向に移動させるようにしたことにより、工具交換の際における周辺部材等との干渉領域が小さく、加工用工具の軸方向長さによっても周辺部材との干渉領域が変わらないので、設計作業を容易にすることができる。
また、自動工具交換装置において待機位置と工具搬出入位置との間で加工用工具を保持する工具保持手段を回転させるようにしたことにより、例えば、歯車加工機械の後方側に加工の際に発生する切粉を排出するためのチップコンベアや切粉ボックスを設置した場合であっても、当該チップコンベアや切粉ボックスが作業の邪魔にならない方向へ工具保持手段を向けることができるので、工具保持手段への加工用工具の搬入および搬出作業を容易に行うことができる。

第二の発明に係る歯車加工機械によれば、作業者の身長等に合わせて工具保持手段を昇降させることができるので、工具保持手段への加工用工具の搬入および搬出作業において作業者の負担を軽減することができる。

第三の発明に係る歯車加工機械によれば、加工用工具の周方向における位置決め手段によって、工具保持手段が加工用工具を所定の位相で保持することができるので、工具交換時に加工用工具を所定の位相で工具主軸に装着することができる。

第四の発明に係る歯車加工機械によれば、工具有無検出手段によって工具保持手段が加工用工具を保持しているか否かを検出することができるので、工具保持手段が加工用工具を保持していないにも拘らず、工具主軸に装着しようとする無駄な動作がなされることはない。また、工具保持手段が保持している加工用工具の位置に、工具主軸から加工用工具を離脱しようとする干渉の虞がある動作がなされることはない。つまり、自動工具交換装置における工具交換の動作不良をなくすことができる。

第五の発明に係る歯車加工機械によれば、工具保持手段を鉛直な回転軸回りに回転させることにより、工具寿命を延長化するために長尺化等した重量の重い加工用工具を交換する場合においても、回転方向に加工用工具の荷重が掛からないので、容易に工具保持手段を回転させることができる。

第六の発明に係る歯車加工機械によれば、加工用工具の交換作業において、工具保持手段によって保持される交換用の加工用工具の軸方向と工具主軸の軸方向とを平行に保ったまま行うので、コラム、サドル、工具ヘッドの無駄な動きを省き、交換作業の時間を短縮することができる。

第七の発明に係る歯車加工機械によれば、各スペースを区分けするカバー部材と、第一の扉部材と、第二の扉部材とを備えることにより、段取りスペースにおいて自動工具交換装置の工具保持手段への加工用工具の搬入および搬出作業を行う際、加工スペースにおける被加工歯車の加工等を妨げることなく、歯車加工機械としての安全性を確保することができる。また、開閉状態検出手段を備えたことにより、例えば、第一の扉部材または第二の扉部材のいずれか一方が閉扉状態の場合に歯車加工機械の動作を継続させるなど、歯車加工機械としての安全性を確保したまま加工スペースにおける被加工歯車の加工等を行うことができるので、歯車加工機械としての稼働率を向上させることができる。

実施例１に係る歯車加工機械の構成を示す平面図である。 実施例１に係る歯車加工機械の構成を示す側面図（図１におけるII−II矢視側面図）である。 実施例１に係る歯車加工機械の工具ホルダを示す説明図（図１におけるIII−III矢視側面図）である。 実施例１に係る歯車加工機械の工具ホルダを示す説明図である。 実施例１に係る歯車加工機械の工具ホルダを示す説明図（図３におけるＶ−Ｖ矢視断面図）である。 実施例１に係る歯車加工機械の工具ホルダを示す説明図（図３におけるVI−VI矢視断面図）である。 実施例１に係る歯車加工機械の工具ホルダにおけるホブカッタの載置状態を示す説明図である。 実施例１に係る歯車加工機械の工具交換動作を示す説明図である。 実施例１に係る歯車加工機械の工具交換動作を示す説明図である。 実施例１に係る歯車加工機械の工具交換動作を示す説明図である。

以下に、本発明に係る歯車加工機械の実施例について、添付図面を参照して詳細に説明する。もちろん、本発明は以下の実施例に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各種変更が可能であることは言うまでもない。

本発明の実施例１に係る歯車加工機械の構造について、図１から図７を参照して説明する。

図１および図２に示すように、歯車加工機械（工作機械）であるホブ盤１には、ベッド１０が設けられており、このベッド１０上には、コラム２０が水平なＸ軸方向に移動可能に支持されている。コラム２０には、サドル２１が鉛直なＺ軸方向に昇降可能に支持されており、このサドル２１には、ホブヘッド２２がＸ軸方向およびＺ軸方向と直交するＹ軸方向に移動可能に支持されている。そして、ホブヘッド２２には、ホブサポート２３がＹ軸と平行な方向に移動可能に支持されており、ホブヘッド２２およびホブサポート２３によって、歯車加工用工具（加工用工具）であるホブカッタ３０が着脱可能かつ水平なホブ回転軸Ｂ周りに回転可能に装着されている。

よって、コラム２０、サドル２１、ホブヘッド２２を駆動させることにより、ホブカッタ３０をＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向すなわち異なる三軸方向に移動させることができると共に、ホブヘッド２２によって図示しないホブ主軸を回転させることにより、ホブカッタ３０をホブ回転軸Ｂ周りに回転させることができる。

また、図１および図２に示すように、ベッド１０上には、テーブル４０がコラム２０のホブカッタ３０と対向するように設けられ、このテーブル４０を挟んだコラム２０の反対側にカウンタコラム５０が設けられている。テーブル４０には、図示しないワーク加工用回転軸が鉛直なワーク回転軸Ｃ１周りに回転可能に支持され、被加工外歯車（被加工物）であるワークＷを回転可能に取り付けることができるようになっている。

ワークＷは、カウンタコラム５０に設けられた図示しないワークチェンジャによって搬送され、加工位置への搬入および搬出がなされるようになっている。そして、テーブル４０上に取り付けられたワークＷは、図示しないワーク加工用回転軸の回転駆動によって回転され、ホブカッタ３０によって歯車加工が施されるようになっている。

ホブカッタ３０および加工位置におけるワークＷの下方には、チップコンベア６０が設けられている。チップコンベア６０は、ワークＷを加工する際に発生する切粉を排出するためのものであり、ホブカッタ３０および加工位置におけるワークＷの下方からベッド１０の後方側（図１における上方側）まで敷設されている。また、ベッド１０の後方側には、切粉ボックス６１が設けられており、チップコンベア６０の後端側は、この切粉ボックス６１の上方に位置するようになっている。

よって、加工位置においてワークＷが歯車加工されることで発生した切粉は、その下方に位置するチップコンベア６０上に落下し、チップコンベア６０の搬送動作によってベッド１０の後方側へ搬送され、チップコンベア６０の後端側近傍に設置された切粉ボックス６１内に落下することにより、ホブ盤１から排出されるようになっている。

また、ホブ盤１には、ホブカッタ３０を搬送するための搬送レール７０と、当該搬送レール７０に沿って移動可能に支持される吊り具８０と、当該吊り具８０に連結されてホブカッタ３０を保持する工具ホルダ９０とが設けられており、ホブカッタ３０は自動で交換されるようになっている。

搬送レール７０は、テーブル４０の近傍からホブ盤１の後方側へ向かって、ホブカッタ３０の工具回転軸Ｂと平行な方向（図１における上下方向）に延設されており、この搬送レール７０には、図示しない移動機構を介して吊り具８０が接続されている。よって、図示しない駆動源を駆動させると、吊り具８０は搬送レール７０の一端から他端へ、すなわち、テーブル４０の近傍からベッド１０の後方へ移動することができるようになっている。つまり、本実施例に係るホブ盤１においては、搬送レール７０と吊り具８０とによって、工具ホルダ９０を図示しないホブ主軸の軸方向と平行な方向に移動する移動手段を構成している。

図３および図４に示すように、吊り具８０の下端側に位置するコ字形状部８０ａには、鉛直方向に延びる棒状のねじ部材８１が設けられており、ねじ部材８１の下端側にはハンドル８２が連結されている。また、ねじ部材８１には、工具ホルダ９０を保持するためのホルダ保持部材８３が螺合して設けられており、作業者がハンドル８２を操作するとねじ部材８１が回転し、このねじ部材８１の回転によってホルダ保持部材８３がねじ部材８１の軸方向すなわち鉛直方向（図３および図４における上下方向）に移動（昇降）するようになっている。つまり、本実施例に係るホブ盤１においては、ねじ部材８１とハンドル８２とホルダ保持部材８３とによって、工具ホルダ９０を鉛直な方向に昇降させる昇降手段を構成している。

ホルダ保持部材８３には、ねじ部材８１と螺合して昇降可能な本体部８３ａと、本体部８３ａに連結されて工具ホルダ９０を回転可能に支持すると連結棒８３ｂとが設けられている。

図３から図６に示すように、工具ホルダ９０には、ホルダ保持部材８３における連結棒８３ｂに回転可能に支持される支持部材９１と、当該支持部材９１に連結される平板状の本体部９２と、本体部９２の支持部材９１との連結側とは反対の側に突出してホブカッタ３０を載置するための爪部９３とが設けられている。

よって、工具ホルダ９０は、吊り具８０と共に搬送レール７０に沿って移動すると共に（図１参照）、吊り具８０に対して鉛直なホルダ回転軸Ｃ２周りに回転することができるようになっている（図３から図６参照）。よって、工具ホルダ９０は、ホルダ回転軸Ｃ２周りに回転されることにより、工具搬出入位置Ｐ１と待機位置Ｐ２とを移動可能であり、更に、吊り具８０が搬送レール７０に沿って移動されることにより、待機位置Ｐ２と工具交換位置Ｐ３とを移動可能である。つまり、本実施例に係るホブ盤１においては、ホルダ保持部材８３と支持部材９１とによって、工具ホルダ９０を鉛直なホルダ回転軸Ｃ２周りに回転させる回転手段を構成している。

ここで、工具搬出入位置Ｐ１は、作業者がホブ盤１にホブカッタ３０を搬入および搬出する際の工具ホルダ９０の位置であり、待機位置Ｐ２は、ホブ盤１の加工動作中に吊り具８０および工具ホルダ９０が待機する際の工具ホルダ９０の位置であり、工具交換位置Ｐ３は、加工終了後に吊り具８０および工具ホルダ９０がコラム２０の近傍まで移動して工具交換を行う際の工具ホルダ９０の位置である。

なお、吊り具８０および工具ホルダ９０には、ホルダ回転軸Ｃ２周りの回転を防止する図示しない回転ロック機構が設けられており、工具ホルダ９０は、当該回転ロック機構によるホルダ回転軸Ｃ２周りの回転が防止された状態で工具搬出入位置Ｐ１または待機位置Ｐ２に固定され、回転ロック機構によるホルダ回転軸Ｃ２周りの回転が防止されていない状態で工具搬出入位置Ｐ１と待機位置Ｐ２とを移動することができる。

工具ホルダ９０における爪部９３は、図３から図５に示すように、ホブカッタ３０の両端に設けられたクランプ部３１に対応するように左右（図３，４においては左右、図５においては上下）一対で設けられ、更に、図３，図４および図６に示すように、鉛直方向（図３，図４および図６においては上下方向）に所定距離離間して複数本（本実施例においては二本）のホブカッタ３０を載置することができるように、本体部９２における上側（上段）と下側（下段）とにそれぞれ爪部９３が設けられている。

このように、工具ホルダ９０が二本以上のホブカッタ３０を保持可能であることにより、吊り具８０を搬送レール７０に沿って一往復させる間に使用後のホブカッタ３０を回収すると共に新たなホブカッタ３０の装着を行うことができる。また、工具ホルダ９０が三本以上のホブカッタ３０を保持可能である場合には、一度の工具交換段取り作業で次工程から複数工程先までの複数のホブカッタ３０を工具ホルダ９０に載置することができる。つまり、工具交換のための吊り具８０および工具ホルダ９０の移動や工具交換段取り作業の回数を減らし、ホブ盤１における工具交換の工数を削減することができる。

また、爪部９３には、ホブカッタ３０のクランプ部３１に対応するように切り欠き部９３ａが設けられており、ホブカッタ３０を安定して載置することができるようになっている。この切り欠き部９３ａには、キー溝９３ｂが設けられており、このキー溝９３ｂにはキー９４が取り付けられている。つまり、爪部９３に取り付けられたキー９４にホブカッタ３０のクランプ部３１に形成されたキー溝３２を係合させて載置することにより、ホブカッタ３０を所定の位相および位置で載置することができるようになっている。よって、ホブヘッド２２およびホブサポート２３によって爪部９３に載置されたホブカッタ３０を装着する際には、図示しないホブ主軸に対して所定の位相位置でホブカッタ３０を装着することができる。つまり、本実施例に係るホブ盤１においては、工具ホルダ９０における爪部９３の切り欠き部９３ａおよびキー９４とホブカッタ３０におけるクランプ部３１のキー溝３２によって、図示しないホブ主軸とホブカッタ３０との周方向における位相および軸方向における位置を合わせる位置決め手段を構成している。

また、爪部９３には、振り子部材９５がピン９６によって回転自在に支持されており、この振り子部材９５の近傍には、近接センサ９７が設けられている。振り子部材９５は、ホブカッタ３０を爪部９３に載置する際に、その一端側（図７における左方側）における端面（接触面）９５ａがホブカッタ３０のクランプ部３１に接触するようになっており、クランプ部３１と接触面９５ａとの接触によってピン９６を回転中心とした回転動作（図７においては左回転）がなされるようになっている。

ホブカッタ３０が爪部９３に載置されていない場合には、振り子部材９５の他端側（図７における右方側）は下がった状態であり（図７において二点鎖線で示す状態）、他端側の端面９５ｂは近接センサ９７と離反しているので、近接センサ９７によって振り子部材９５が検出されない、すなわち、ホブカッタ３０が爪部９３に載置されていないと判断される。

一方、ホブカッタ３０が爪部９３に載置されると、クランプ部３１が接触面９５ａに接触し、振り子部材９５の他端側が上がった状態となり（図７において実線で示す状態）、他端側の端面９５ｂは近接センサ９７と近接するので、近接センサ９７によって振り子部材９５が検出される、すなわち、ホブカッタ３０が爪部９３に載置されていると判断される。

このように、近接センサ９７に対して振り子部材９５の他端側の端面９５ｂが近接離反することにより、ホブカッタ３０が爪部９３に載置されているか否か、すなわち、ホブカッタ３０の有無を検出するようになっている。つまり、本実施例においては、振り子部材９５とピン９６と近接センサ９７とによって、工具有無検出手段を構成している。

本実施例に係るホブ盤１においては、上述した構成の搬送レール７０と吊り具８０と工具ホルダ９０とによって、自動工具交換装置が構成されている。

ホブ盤１には、板金等から成るカバー部材１００が設けられており、当該カバー部材１００によって、ワークＷに加工を施す加工スペースＳ１と、ホブカッタ３０を交換するための段取り作業を行う工具交換段取りスペースＳ２と、オペレータ等の作業者がメンテナンス等の作業を行う作業スペース（ホブ盤１の周辺空間）Ｓ３とがそれぞれ区分けされている。また、カバー部材１００には、開閉式のシャッタ（開閉部材）１０１，１０２，１０３が設けられており、各スペースＳ１，Ｓ２，Ｓ３を作業者またはホブカッタ３０等が行き来することができるようになっている。

第一のシャッタ１０１は、オペレータ等の作業者がホブ盤１のメンテナンス等を行うことができるように、作業スペースＳ３と加工スペースＳ１とを連通可能とするものである。第二のシャッタ１０２は、吊り具８０および工具ホルダ９０が搬送レール７０に沿って移動することができるように、加工スペースＳ１と工具交換段取りスペースＳ２とを連通可能とするものである。第三のシャッタ１０３は、ホブカッタ３０を交換するための段取り作業、すなわち、工具交換位置Ｐ１における工具ホルダ９０へのホブカッタ３０の搬出入を行うことができるように、作業スペースＳ３と工具交換段取りスペースＳ２とを連通可能とするものである。

なお、ホブ盤１は、歯車加工機械としての安全性を確保するため、各シャッタ１０１，１０２，１０３の開閉状態を検出する図示しないセンサを備えており、加工スペースＳ１が作業スペースＳ３と連通している場合、すなわち、第一のシャッタ１０１が開いている、あるいは、第二のシャッタ１０２または第三のシャッタ１０３が開いている場合には、ホブ盤１における歯車加工動作等が開始されない、または、停止するようになっている。そして、第一のシャッタ１０１および第二のシャッタ１０２が閉じている場合には、安全性が確保されているので、第三のシャッタ１０３を開けることができるものとする。

本実施例に係るホブ盤１におけるホブカッタ３０を交換する動作について、図８から図１０を参照して説明する。

まず、ホブカッタ３０によってワークＷに歯車加工を施している間に、自動工具交換装置に新たな加工に使用するホブカッタ３０を搬入する。この新たなホブカッタ３０の搬入作業は、ホブカッタ３０によってワークＷに歯車加工を施し、自動工具交換装置が駆動していない間に行う。

第三のシャッタ１０３を開き、図示しない回転ロック機構を解除して、待機位置Ｐ２の工具ホルダ９０を回転（反転）させ、回転ロック機構によって工具ホルダ９０を回転しないようにして工具搬出入位置Ｐ１に固定する。このとき、第一のシャッタ１０１および第二のシャッタ１０２は閉じた状態であり、第三のシャッタ１０３を開いても加工スペースＳ１は工具交換段取りスペースＳ２および作業スペースＳ３と隔たれた状態であるので、第三のシャッタ１０３の開動作によってホブ盤１における歯車加工動作が停止されることはない。

次に、吊り具８０のハンドル８２を操作して、工具ホルダ９０、すなわち、ホブカッタ３０を載置する爪部９３の高さを調整する。新たなホブカッタ３０を工具ホルダ９０における一方（本実施例では、図３，図４および図６における上方側）の爪部９３に載置する。このとき、ホブカッタ３０に設けられたキー溝３２が爪部９３に設けられたキー９４と係合するように載置する。このように工具ホルダ９０における爪部９３に対してホブカッタ３０を載置する際に、キー９４とキー溝３２との係合によって周方向における位相および軸方向における位置が位置決めされることにより、工具交換時に、ホブヘッド２２およびホブサポート２３が正しい位相および正しい位置でホブカッタ３０を図示しないホブ主軸に装着することができる。

また、他方（本実施例では、図３，図４および図６における下方側）の爪部９３には、何も載置しないようにする。このように他方の爪部９３に何も載置せずに空き状態とすることにより、工具交換時に、使用後のホブカッタ３０を図示しないホブ主軸から脱離させ、工具ホルダ９０における当該他方の爪部９３に載置することができる。

次に、再び図示しない回転ロック機構を解除して、工具ホルダ９０を回転（反転）させ、回転ロック機構によって工具ホルダ９０を回転しないようにして待機位置Ｐ２に固定する。第三のシャッタ１０３を閉じて、自動工具交換装置への新たなホブカッタ３０の搬入作業は終了する。

本実施例に係るホブ盤１においては、工具ホルダ９０がベッド１０の後方側における待機位置Ｐ２からホルダ回転軸Ｃ２周りに１８０°回転するようになっているので、同じくベッド１０の後方側に設置されたチップコンベア６０および切粉ボックス６１が上述のホブカッタ３０の搬入作業の邪魔になることはない。よって、自動工具交換装置への新たなホブカッタ３０の搬入作業を容易に行うことができる。

ホブカッタ３０によるワークＷの歯車加工が終了し、図示しないホブ主軸の回転が停止されると、自動工具交換装置が駆動し、ホブカッタ３０の交換が行われる。第二のシャッタ１０２が開き、吊り具８０および工具ホルダ９０が搬送レール７０に沿ってホブ盤１の前方側すなわち加工スペースＳ１へ移動する。このとき、第一のシャッタ１０１および第三のシャッタ１０３は閉じた状態であり、第二のシャッタ１０２が開いても加工スペースＳ１が作業スペースＳ３と隔たれた状態であるので、第二のシャッタ１０２の開動作によってホブ盤１の加工スペースＳ１における搬送動作等が停止されることはない。また、ホブカッタ３０によるワークＷの歯車加工が終了する直前であっても、第二のシャッタ１０２の開動作によって当該加工動作が停止されることはなく、第二のシャッタ１０２を開けて自動工具交換装置による工具交換動作の準備等を行うことができる。

工具ホルダ９０が工具交換位置Ｐ３に達すると、ホブカッタ３０の交換動作がなされる。コラム２０およびサドル２１を駆動することにより、工具ホルダ９０に対してホブヘッド２２およびホブサポート２３を接近させる（図８参照）。ホブヘッド２２およびホブサポート２３に装着されたホブカッタ３０が、工具ホルダ９０において何も載置されていない他方（下段）の爪部９３に近接させる。このとき、他方の爪部９３における近接センサ９７によって、他方の爪部９３にホブカッタ３０が載置されていないことが確認されている。

ホブサポート２３を駆動することによってホブカッタ３０の一端側（図９における下端側）を脱離させ（図９参照）、ホブヘッド２２を駆動することによってホブカッタ３０の他端側（図１０における上端側）を脱離させる（図１０参照）。この動作により、ホブカッタ３０はホブヘッド２２およびホブサポート２３から離脱され、工具ホルダ９０における他方（下段）の爪部９３に載置される。

次に、サドル２１を駆動することによって、ホブヘッド２２およびホブサポート２３を工具ホルダ９０において新たなホブカッタ３０が載置された一方（上段）の爪部９３に近接させる。このとき、ホブヘッド２２とホブサポート２３との間は、十分に開かれた状態であるので、他方の爪部９３に載置した使用後のホブカッタ３０、および、一方の爪部９３に載置された使用前のホブカッタ３０に干渉することはない（図１０参照）。また、一方の爪部９３における近接センサ９７によって、一方の爪部９３にホブカッタ３０が載置されていることが確認されている。

ホブヘッド２２を駆動することによってホブカッタ３０の一端側をくわえ込み（図９参照）、ホブサポート２３を駆動することによってホブカッタ３０の他端側をくわえ込む（図８参照）。この動作により、ホブカッタ３０はホブヘッド２２およびホブサポート２３に装着される。つまり、本実施例に係るホブ盤１においては、コラム２０とサドル２１とホブヘッド２２の駆動によって、工具ホルダ９０に保持されるホブカッタ３０と図示しないホブ主軸の軸方向とを平行に保ったまま、工具ホルダ９０に保持されるホブカッタ３０をホブ主軸に装着する。

このとき、前述したように爪部９３に取り付けられたキー９４とホブカッタ３０のキー溝３２との係合によって、ホブカッタ３０は工具ホルダ９０における爪部９３に対して周方向における位相および軸方向における位置が位置決めされた状態であり、ホブヘッド２２およびホブサポート２３は正しい位相および正しい位置でホブカッタ３０を装着することができる。

次に、コラム２０およびサドル２１を駆動することにより、工具ホルダ９０からホブヘッド２２およびホブサポート２３を離反させ、吊り具８０および工具ホルダ９０が搬送レール７０に沿ってホブ盤１の後方側すなわち工具交換段取りスペースＳ２へ移動する。工具ホルダ９０が待機位置Ｐ２に達すると、第二のシャッタ１０２が閉じられ、加工スペースＳ１においては、新たに装着されたホブカッタ３０によってワークＷに歯車加工が施される。

最後に、自動工具交換装置から使用後のホブカッタ３０を搬出する。この使用後のホブカッタ３０の搬出作業は、自動工具交換装置によるホブカッタ３０の交換作業が終了し、自動工具交換装置が駆動していない間に行う。

第三のシャッタ１０３を開き、図示しない回転ロック機構を解除して、工具ホルダ９０を回転（反転）させ、回転ロック機構によって工具ホルダ９０を回転しないようにして工具搬出入位置Ｐ１に固定する。このとき、第一のシャッタ１０１および第二のシャッタ１０２は閉じた状態であり、第三のシャッタ１０３を開いても加工スペースＳ１は工具交換段取りスペースＳ２および作業スペースＳ３と隔たれた状態であるので、第三のシャッタ１０３の開動作によってホブ盤１における歯車加工動作が停止されることはない。

次に、吊り具８０のハンドル８２を操作して、工具ホルダ９０、すなわち、ホブカッタ３０を載置する爪部９３の高さを調整する。使用後のホブカッタ３０を工具ホルダ９０における他方（本実施例では、図３，図４および図６における下方側）の爪部９３から取り出す。

再び図示しない回転ロック機構を解除して、工具ホルダ９０を回転（反転）させ、回転ロック機構によって工具ホルダ９０を回転しないようにして待機位置Ｐ２に固定する。第三のシャッタ１０３を閉じて、自動工具交換装置からの使用後のホブカッタ３０の搬出作業は終了する。

本実施例に係るホブ盤１においては、工具ホルダ９０がベッド１０の後方側における待機位置Ｐ２からホルダ回転軸Ｃ２周りに１８０°回転するようになっているので、前述のホブカッタ３０の搬入作業と同様に、ベッド１０の後方側に設置されたチップコンベア６０および切粉ボックス６１が上述のホブカッタ３０の搬出作業の邪魔になることはない。よって、自動工具交換装置からの使用後のホブカッタ３０の搬出作業を容易に行うことができる。

もちろん、上述の搬出作業の際に次工程に使用するホブカッタ３０を工具ホルダ９０における爪部９３に載置し、前述した搬入作業を行うようにしても良い。

本実施例に係るホブ盤１によれば、自動工具交換装置において加工用工具であるホブカッタ３０をその軸方向に移動させるようにしたことにより、工具交換の際における周辺部材等との干渉領域が小さく、ホブカッタ３０の軸方向長さによっても周辺部材との干渉領域が変わらないので、設計作業を容易にすることができる。

また、自動工具交換装置においてホブカッタ３０を保持する工具ホルダ９０を回転させるようにしたことにより、ホブ盤１の後方側に設置されたチップコンベア６０および切粉ボックス６１が工具ホルダ９０へのホブカッタ３０の搬出入作業の邪魔にならず、当該作業を容易に行うことができる。

１ ホブ盤（工作機械、歯車加工機械）
１０ ベッド
２０ コラム
２１ サドル
２２ ホブヘッド（工具ヘッド）
２３ ホブサポート
３０ ホブカッタ（加工用工具）
３１ ホブカッタのクランプ部
３２ ホブカッタのキー溝（位相合わせ手段）
４０ テーブル（回転テーブル）
５０ カウンタコラム
６０ チップコンベア
６１ 切粉ボックス
７０ 搬送レール（移動手段）
８０ 吊り具（移動手段）
８０ａ 吊り具のコ字形状部
８１ 吊り具のねじ部材（昇降手段）
８２ 吊り具のハンドル（昇降手段）
８３ 吊り具のホルダ保持部材（昇降手段、回転手段）
８３ａ 吊り具のホルダ保持部材における本体部（昇降手段）
８３ｂ 吊り具のホルダ保持部材における連結棒（回転手段）
９０ 工具ホルダ（工具保持手段）
９１ 工具ホルダの支持部材（工具保持手段、回転手段）
９２ 工具ホルダの本体部（工具保持手段）
９３ 工具ホルダの爪部（工具保持手段）
９３ａ 工具ホルダの爪部における切り欠き部（工具保持手段）
９３ｂ 工具ホルダの爪部におけるキー溝（位相合わせ手段）
９４ 工具ホルダのキー（位相合わせ手段）
９５ 工具ホルダの振り子部材（工具有無検出手段）
９６ 工具ホルダのピン（工具有無検出手段）
９７ 近接センサ（工具有無検出手段）
１００ カバー部材
１０１ 第一のシャッタ（扉部材）
１０２ 第二のシャッタ（第一の扉部材）
１０３ 第三のシャッタ（第二の扉部材）
Ｗ ワーク
Ｐ１ 工具搬出入位置
Ｐ２ 待機位置
Ｐ３ 工具交換位置
Ｓ１ 加工スペース
Ｓ２ 工具交換段取りスペース（段取りスペース）
Ｓ３ 作業スペース（外部スペース）
Ｂ 工具回転軸
Ｃ１ ワーク回転軸
Ｃ２ ホルダ回転軸

Claims (7)

1. 工具主軸に着脱可能に装着される加工用工具の交換を自動工具交換装置によって行う歯車加工機械であって、
   前記自動工具交換装置が、前記加工用工具を着脱可能に保持する工具保持手段と、前記加工用工具を交換するための工具交換位置と加工動作中に前記加工用工具を待機するための待機位置との間で前記工具保持手段を前記工具主軸の軸方向と平行な方向に移動する移動手段と、前記待機位置と前記加工用工具を搬入および搬出するための工具搬出入位置との間で前記工具保持手段を回転する回転手段とを備えたものである
   ことを特徴とする歯車加工機械。
2. 前記自動工具交換装置が、前記工具保持手段を鉛直な方向に昇降させる昇降手段を備えたものである
   ことを特徴とする請求項１に記載の歯車加工機械。
3. 前記工具保持手段が、前記加工用工具の周方向における位置決め手段を備えたものである
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の歯車加工機械。
4. 前記自動工具交換装置が、前記工具保持手段が前記加工用工具を保持しているか否かを検出する工具有無検出手段を備えたものである
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の歯車加工機械。
5. 前記回転手段が、前記工具保持手段を鉛直な回転軸周りに回転させるものである
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の歯車加工機械。
6. ベッド上に支持されるコラムと、前記コラムに支持されるサドルと、前記サドルに支持される工具ヘッドとを、それぞれ異なる三軸方向に移動可能に備え、
   前記コラムと前記サドルと前記工具ヘッドの駆動によって、前記工具保持手段によって保持される前記加工用工具の軸方向と前記工具主軸の軸方向とを平行に保ったまま前記工具保持手段に保持される前記加工用工具を前記工具主軸に装着する
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の歯車加工機械。
7. 被加工歯車に歯車加工を行う加工スペースと、前記加工用工具を前記工具保持手段に搬入および搬出するための段取りスペースと、前記加工スペースおよび前記段取りスペースの外部スペースとをそれぞれ区分けするカバー部材と、
   前記カバー部材に設けられ、前記加工スペースと前記段取りスペースとを連通可能とする第一の扉部材と、
   前記カバー部材に設けられ、前記段取りスペースと前記外部スペースとを連通可能とする第二の扉部材と、
   前記第一の扉部材および前記第二の扉部材の開閉状態を検出する開閉状態検出手段と
   を備えた
   ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の歯車加工機械。

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