JP7307941B2 - 加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、加工装置に関する。

例えば、特許文献１には、砥石によって歯車状のワークを研削仕上げし、さらに該砥石を研削再生することができる加工装置が開示されている。この加工装置では、カウンタコラムの周囲に、ワークに対するチャック装置とドレス装置とを支持したチャック旋回リングを設け、この旋回リングによってワーク及びドレス装置を加工位置に移送するように構成されている。そして、加工位置にワークを配置した場合には、このワークに対して砥石が近接制御され、ワークが研削仕上げされる。一方、加工位置にドレス装置が配置されたときには、このドレス装置に対して砥石が近接制御され、ドレス装置によって砥石のドレッシングして研削再生が行われるように構成されている。

特許第４５６３０１７号公報

ところで、この加工装置のカウンターコラムには、心押し具が上下動可能に取り付けられており、加工位置で、主軸上にあるワークをこの心押し具で押圧して回転時に芯振れが起きないように構成されている。しかしながら、心押し具は、砥石とカウンターコラムとの間に配置されるため、作業スペースが狭く、メンテナンスや、段取り替え時にワークに対応するアーバーを交換する等を行うことが容易ではなかった。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、ワークの加工を行う第１加工具（例えば、砥石）と、この第１加工具の加工を行うことができる第２加工具（例えば、ドレス装置）を備えた加工装置において、ワーク非加工時には、心押し具に対するメンテナンス等の作業を容易に行える加工装置を提供することを目的とする。

本発明に係る加工装置は、ワークを回転可能に支持する主軸と、前記主軸に対して、相対的に近接離間するように構成され、前記ワークを加工する第１工具を支持する工具支持ユニットと、支持柱と、前記支持柱に支持され、当該支持柱の軸周りに旋回可能な心押し具及び少なくとも１つの第２工具と、を備え、前記心押し具及び前記第２工具は、前記支持柱の周方向においてずれた位置に配置され、前記心押し具及び前記少なくとも１つの第２工具のうちの１つが、前記旋回により、前記支持柱の周囲に設けられた加工位置に選択的に配置されるように構成され、前記心押し具が前記加工位置に配置されたとき、当該心押し具は、前記主軸に支持された前記ワークに当接し、前記主軸とともに回転するように構成され、前記第２工具の１つが前記加工位置に配置されたとき、当該第２工具は、前記工具支持ユニットの前記第１工具を加工するように構成されている。

上記加工装置において、前記支持柱に支持されると共に、当該支持柱の周囲を前記軸周りに旋回可能な複数のワーク把持具をさらに備えて設けられ、前記複数のワーク把持具は、前記心押し具及び前記第２工具に対して、前記支柱の軸方向にずれた位置に配置され、前記複数のワーク把持具のうちの１つが、前記旋回により、前記支持柱の周囲に設けられた搬入・搬出位置ならびに前記加工位置に選択的に配置されるように構成され、前記ワーク把持具は、前記ワークを把持して前記搬入・搬出位置と加工位置との間をするように構成することができる。

上記加工装置においては、前記搬入・搬出位置に対応して前記ワークが載置される、載置部をさらに備え、前記ワーク把持具は、前記主軸と前記載置部との間で前記ワークを移送するように構成することができる。

上記加工装置において、前記心押し具と少なくとも１つの前記第２工具とは、前記支持柱の周方向において互いに略１８０°離れた位置に配置することができる。

上記加工装置においては、前記心押し具を支持する第１設置台と、少なくとも１つの前記第２工具を支持する第２設置台とが、停止した前記ワーク把持具のそれぞれに対峙するように位置決め固定されると共に、各々のワーク把持具を同時に開もしくは閉操作するアクチュエータをそれぞれ備えることができる。

上記加工装置においては、前記ワークを歯車とし、前記第１工具を前記歯車を加工する砥石とし、前記第２工具を前記砥石をドレッシングするドレスディスクとすることができる。

本発明によれば、ワークの加工を行う第１加工具（例えば、砥石）と、この第１加工具の加工を行うことができる第２加工具（例えば、ドレス装置）を備えた加工装置において、心押し具および第２加工具に対するメンテナンスや段取り替え等の作業を容易に行うことができる。

図１は本発明に係る加工装置の一実施形態である歯車仕上げ加工装置の斜視図である。 図１の歯車加工装置の支持柱の縦断面図である。 図２のＡ－Ａ線断面図である。 下部旋回機構を左側から見た正面図である。 上部位置においてチャック爪が閉じた状態のチャック装置の正面図である。 上部位置においてチャック爪が開いた状態のチャック装置の正面図である。 下部旋回機構の横断面図である。 チャック装置の縦断面図である。 下部旋回機構のローラ係止板の動作を説明する斜視図である。 ワークを主軸の保持部に載置させたときのチャック装置の正面図である。 ワークを主軸にセットした後にチャック爪が開いた状態のチャック装置の正面図である。 ワークの加工を行うときの上部旋回機構の横断面図である。 上部旋回機構の縦断面図である。 ドレッシングをおこなうときの上部旋回機構の横断面図である。 上部旋回機構の他の例の横断面図である。 下部旋回機構の他の例の横断面図である。

以下、本発明に係る加工装置を歯車仕上げ加工装置に適用した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は本実施形態に係る歯車仕上げ加工装置の斜視図である。

＜１．歯車仕上げ加工装置の概要＞
図１に示すように、この歯車仕上げ加工装置は、被加工歯車であるワークＷを工具である砥石２０と同期回転させながら研削加工するものであり、基台１と、この基台１上に配置され、砥石（第１加工具）２０を支持する砥石支持ユニット（工具支持ユニット）２と、ワーク処理ユニット３を備えている。ワーク処理ユニット３は、主軸４１と、支持柱３０とを備えており、支持柱３０において、その下方には歯車形のワークＷを支持するチャック装置（ワーク把持具）６が、上方には、心押し具３２及びドレス装置（第２加工具）３９が一体で、それぞれ旋回自在に支持されている。砥石２０の外周面には、図示を省略するが、ネジ状溝が形成されており、後述するように、砥石２０とワークＷが噛み合いながら、同期駆動させることで、ワークＷの歯面が研削されるようになっている。また、例えば、ワークＷを所定個数、連続加工した後で、砥石２０のネジ状溝の切れ味を再生させるためにドレス装置３９によって砥石２０をドレッシング（ドレス加工）できるようになっている。以下、これらについて詳細に説明する。なお、以下の説明では、説明の便宜上、図１に示す方向にしたがって、説明を行う。但し、本発明のこの方向に限定されない。また、図２以降は説明を容易にするために各装置を覆う防護カバーは除外して図示している。

＜２．ワーク処理ユニットの概要＞
図２はワーク処理ユニットの断面図である。同図に示すように、このワーク処理ユニットは、支持柱３０と、支持柱３０の近傍（図１で左側）に配置された主軸４１と、支持柱３０を挟んで主軸４１とは反対側には位置された載置台４２と、を備えている。これら支持柱３０、主軸４１、及び載置台４２は、いずれも基台１上に配置されている。また、支持柱３０は、円柱形で先細り状に形成されており、同心上に配置された、３つの第１柱部７０、第２柱部８０、第３柱部９０を備えている。より詳細には、基台１上に、第２柱部８０が設置され、その上端に、第１柱部７０が連結され、さらにその上端に、第３柱部９０を相互連結している。そして、第１柱部７０に被嵌された第１旋回筒７には心押し具３２及びドレス装置３９を旋回させる上部旋回機構５０が設けられており、第２柱部８０に被嵌された第２旋回筒８には、チャック装置６を旋回させる下部旋回機構６０が設けられている。第３柱部９０の上端には頂板９０ａが固定され、後述する第２旋回モータ７４１を設置している。

＜２－１．主軸＞
主軸４１は、ワークＷの加工位置を形成するものであって、支持柱３０と、砥石支持ユニット２との間に配置されており、加工対象となるワークＷを着脱自在に支持するように構成されている。より詳細に説明すると、主軸４１は、基台１上に配置される支持部４１１と、この支持部４１１に回転自在に支持される本体部４１２と、本体部４１２の上端に設けられ、載置されたワークＷを着脱自在に保持する保持部４１３と、を備えている。本体部４１２は、支持部４１１から上方に延び、上下方向に延びる軸線周りに回転するように構成されている。また、本体部４１２は、支持部４１１に収容されたモータ（図示省略）によって、上記軸線周りに回転駆動するようになっている。そして、保持部４１３には、ワークＷが取り付けられ、本体部４１２とともに回転するようになっている。保持部４１３は、ワークを着脱自在に固定できればその構成は特には限定されないが、例えば、公知のコレットチャックなどで構成することができる。なお、ワークＷは、本体部４１２の軸線とワークＷの軸線とが一致するように、保持部４１３に取り付けられる。

図３は、図２のＡ－Ａ線断面図である。図３に示すように、支持柱３０の外周面には、ワークＷの歯先の位置を割り出すためのセンサ装置９が設けられている。このセンサ装置９は、主軸４１に取り付けられたワークＷの歯の変位位置を検出可能なセンサ９１を備えており、このセンサ９１と主軸４１の回転センサ（図示せず）との検出結果を演算させることで割出時間の短縮を図り、加工に際し砥石２０とワークＷを迅速に噛み合わせることができるようになっている。

＜２－２．載置台＞
載置台４２は、ワークＷの搬入・搬出位置を形成するものであり、支持柱３０を挟んで、主軸４１と反対側に配置されている。すなわち、載置台４２は、基台１上で、砥石支持ユニット２からは最も遠くに配置されている。この歯車仕上げ加工装置は、切粉やクーラントが装置外に出るのを防ぐ保護カバー(図示せず)で覆われており、この載置台４２の近傍位置に、作業者が載置台４２にアクセス可能とする窓(図示せず)が保護カバー(図示せず)に設けられている。載置台４２は、基台１上で上下動可能に支持された本体部４２１と、この本体部４２１の上端に取り付けられたワークアダプタ４２２とを備えている。本体部４２１は、エアシリンダ等の駆動手段（図示省略）によって、基台１上でチャック装置６に対して接近・離間可能に構成されている。ワークアダプタ４２２は、ワークＷの形態に合わせてワークＷを保持するための台であり、前述した窓（図示せず）を通して加工前のワークＷが、例えば作業者により載置され、あるいは、チャック装置６により加工後のワークＷが載置されたとき、作業者により取り除かれ新たな未加工ワークがそこに載置される。

＜２－３．下部旋回機構＞
次に、下部旋回機構６０について説明する。
図４は、下部旋回機構の側面図である。下部旋回機構６０は、主軸４１と載置台４２との間でワークＷを移送するチャック装置６を旋回させるための機構である。より詳細に説明すると、図３及び図４に示すように、支持柱３０の下部の外周面には、第１リングギア６０１を固定した第２旋回筒８が第２柱部８０に旋回自在に支持されている。第１リングギア６０１は外歯車状に形成されており、その外周面の歯には、駆動ギア６０２が噛み合っている。そして、この駆動ギア６０２は、基台１上に設けられた第１旋回モータ６０３により回転するようになっており、駆動ギア６０２の回転によって第１リングギア６０１が回転するようになっている。

また、第１リングギア６０１の上面には、旋回リング６０４が取り付けられており、旋回リング６０４は第１リングギア６０１とともに、第２柱部８０の周囲を、一方向に１８０°づつ旋回するようになっている。旋回リング６０４の上面には、一対のチャック装置６が配置されている。これらチャック装置６は、旋回リング６０４上で１８０°離れた位置に配置されており、それぞれワークＷを把持するように構成されている。各チャック装置６のチャック爪６６１、６６２は、旋回リング６０４の旋回により主軸４１の上方及び載置台４２の上方にそれぞれ配置されるように構成されている。ここでは、主軸４１と対応する位置を第１位置（加工位置）、載置台４２と対応する位置を第２位置と称することとする。続いて、チャック装置６について説明するが、両チャック装置６は同一構成であるため、以下では、一方のみ説明する。

＜２－３－１．チャック装置＞
次に、チャック装置について説明する。図５Ａ及び図５Ｂは、チャック装置の断面図、図６は、下部旋回機構の横断面図である。図５Ａに示すように、チャック装置６は、上下方向に延びる一対の第１貫通孔６１１が形成された本体部６１と、この本体部６１の第１貫通孔６１１に挿通され、旋回リング６０４の上面から上方に延びる一対の棒状のガイド部材６２と、一対のガイド部材６２の上端部同士を連結する連結部材６３とを、備えている。この構成により、本体部６１は、旋回リング６０４上で、ガイド部材６２に沿って上下動可能となっている。また、本体部６１には、水平方向に延び、上下方向に並ぶ、一対の第２貫通孔６１２が形成されており、各第２貫通孔６１２にはラックバー６４１，６４２がそれぞれ水平移動可能に挿通されている。ここでは、上方に配置されているラックバーを第１ラックバー６４１、下方に配置されているラックバーを第２ラックバー６４２と称することとする。

図５Ａ及び図６に示すように、第１ラックバー６４１において本体部６１から突出する左端部には、ブロック状の第１基部６５１が固定されており、この第１基部６５１には、支持柱３０の径方向外方に延びる第１チャック爪６６１が取り付けられている。また、第１基部６５１の下端部には、水平方向に延びる貫通孔６５１１が形成されており、この貫通孔６５１１に、本体部６１から突出する第２ラックバー６４２の左端部が挿通されている。同様に、第２ラックバー６４２において本体部６１から突出する右端部には、ブロック状の第２基部６５２が固定されており、この第２基部６５２には、支持柱３０の径方向外方に延びる第２チャック爪６６２が取り付けられている。また、第２基部６５２の上端部には、水平方向に延びる貫通孔６５２１が形成されており、この貫通孔６５２１に、本体部６１から突出する第１ラックバー６４１の右端部が挿通されている。この構成により、各ラックバー６４１，６４２が、水平方向に互いに反対方向に移動することで、両チャック爪６６１，６６２が互いに近接したり離間するようになっている。したがって、両チャック爪６６１，６６２が近接することで、ワークＷを把持し、この状態から両チャック爪６６１，６６２が離間することで、ワークＷを離すように構成されている。

次に、両ラックバー６４１，６４２の駆動機構について説明する。本体部６１には、第１貫通孔６１１の間に上下方向に延びる第３貫通孔６１３が形成されており、この第３貫通孔６１３にはラックギア６７が上下動可能に挿通されている。また、本体部６１の内部には、ラックギア６７に噛み合うピニオンギア６８が回転可能に収容されている。ピニオンギア６８は、上下方向において両ラックバー６４１，６４２の間に配置され、且つ、両ラックバー６４１，６４２に噛み合っている。したがって、ラックギア６７が上下動することで、ピニオンギア６８が回転し、その結果、両ラックバー６４１，６４２が互いに反対方向に移動するようになっている。

第３貫通孔６１３の下端部は閉じられており、この下端部にはバネ６７１が配置されている。そして、このバネ６７１によってラックギア６７は上方に付勢されている。また、ラックギア６７の上端部には棒状の突出部６７２が取り付けられており、第３貫通孔６１３から上方へ突出している。この突出部６７２は、連結部材６３に形成された貫通孔６３１に挿通されている。さらに、第３貫通孔６３１の上端部には、ラックギア６７と突出部６７２との段部に係合する抜け止め６１４が設けられており、これによって、ラックギア６７は抜け止め６１４と係合する位置まで上方に移動可能となっている。すなわち、ラックギア６７は、バネ６７１によって常時上方に押し上げられているため、抜け止め６１４と係合する位置が初期位置となっている。図５Ａは、初期位置を示しており、このときにはチッャク爪６６１，６６２は互いに近接してワークＷを常時把持可能な状態にある。このとき、両チャック爪６６１，６６２は、バネ６７１の付勢力によって互いに近接しているため、ワークＷを確実に把持することができる。

また、第１位置及び第２位置の上方には、チャック爪開閉シリンダ（アクチュエータ）９５がそれぞれチャック装置６と対峙するように配置されている。より詳細に説明すると、図２に示すように、チャック爪開閉シリンダ９５は、後述する上部旋回機構５０の第１、第２設置台７１、７２に取り付けられており、第１位置及び第２位置でチャック装置６が停止したときにチャック爪開閉シリンダ９５のピストン９５１が下方に向かって進出および退避するように構成されている。そして、図５Ｂに示すように、チャック爪開閉シリンダ９５のピストン９５１が下方に移動し、突出部６７２を押圧すると、ラックギア６７はバネ６７１に抗して下方に押し込まれる。これによって、ピニオンギア６８が回転し、両ラックバー６４１，６４２が互いに反対方向、つまり両チャック爪６６１，６６２が互いに離間する方向に移動する。これにより、ワークＷがチャック爪６６１，６６２から離れるようになっている。

以上のように構成された各チャック装置６は、第１位置及び第２位置において、チャック爪開閉シリンダ９５によって両チャック爪６６１，６６２が同時に開閉する。すなわち、第１位置及び第２位置では、ワークＷをチャック装置６が掴んだり離すことができ、第１位置と第２位置との間の移送中はワークＷを弾性力でチャック爪６６１，６６２によって確実に把持できるようになっている。また、チャック爪開閉シリンダ９５をチャック装置６から分離させ固定側の設置台７１、７２に配置したことでパイピング等にはロータリジョイントを介在させることなく簡単な構成で第２旋回筒８を一方向に繰り返し旋回させることが可能となっている。一方向旋回する第２旋回筒８は、チャック装置６を３ステーション化（後述）する際にも都合がよい。

＜２－３－２．チャック装置の昇降機構＞
次に、チャック装置の昇降機構について、図７～図９も参照しつつ説明する。図２に示すように、チャック装置６は、第２位置から第１位置に旋回された後、下方に移動するように構成されている。これによって、チャック装置６とともにワークＷが下降し、ワークＷを主軸４１の上端の保持部４１３に取り付け可能となっている。以下、詳細に説明する。

まず、図７に示すように、チャック装置６の本体部６１において、支持柱３０を向く面には、ローラ６９が枢支されている。ローラ６９は、支持柱３０の径方向に延びる軸周りに自転可能となっている。また、図４に示すように、支持柱３０の外周面には、一対の第１ガイドレール３３が周方向に沿って設けられている。これら一対の第１ガイドレール３３は、ローラ６９の直径分相当の、軸方向に隙間を開けて平行に設けられており、これら第１ガイドレール３３の間にローラ６９が配置されている。これにより、チャック装置６が旋回リング６０４によって支持柱３０の周囲を旋回するとき、チャック装置６の上下方向をガイドするようになっている。

また、図２及び図４に示すように、支持柱３０の第２柱部８０外周面において、上記第１位置と対応する箇所には、凹部３４が形成されている。そして、上記一対の第１ガイドレール３３は、凹部３４が形成されている箇所には設けられていない。すなわち、各ガイドレール３３は、凹部３４に対応する切欠き部を有するように平面視においてＣ字状に形成され、第２柱部８０の外周面において凹部３４が形成されている箇所以外の箇所に設けられている。

第２柱部８０の凹部３４には、ローラ係止板３５が上下動可能に設けられている。図６に示すように、このローラ係止板３５において、支持柱３０の軸芯側を向く面には、ガイドブロック３５１が設置されると共に、凹部３４の対向面にレール３０１が上下方向に敷設されており、レール３０１にガイドブロック３５１を嵌め込んでいる。したがって、ローラ係止板３５は、凹部３４内でレール３０１に沿って上下動可能に支持されている。さらに、図８に示すように、凹部３４には、昇降用のシリンダ３０２が設けられており、このシリンダ３０２によって、ローラ係止板３５は、凹部３４内で上下動可能となっている。

一方、ローラ係止板３５の外面は、第１ガイドレール３３の切欠き部に位置し、この第１ガイドレール３３の外周面に沿って連続するように円弧状に形成され、さらに、この外面には、一対の第２ガイドレール３５２が平行に延びるように形成されている。これら第２ガイドレール３５２は、ローラ６９の直径分相当の、軸方向に隙間を開けて平行に設けられており、ローラ係止板３５が上部位置にあるときには、図４に示すように、各第１ガイドレール３３と連続するように配置される。そのため、チャック装置６が旋回リング６０４の回転により、第２位置から第１位置へ移動するとき、ローラ６９は、第１ガイドレール３３によってガイドされた後、第２ガイドレール３５２にガイドされ、チャック装置６が第１位置に配置される。

そして、チャック装置６が第１位置に配置された後、シリンダ３０２が駆動すると、ローラ係止板３５が下降する。このとき、ローラ係止板３５の第２ガイドレール３５２の間にローラ６９が配置されているため、ローラ係止板３５は、ローラ６９を下方へ押し遣り、これによってチャック装置６が下方に移動する。なお、図９Ａは、チャック装置６が第１位置に移動した後、ワークを把持したまま下方に移動して主軸４１の保持部４１３にワークをセットしたときの状態を示す正面図、図９Ｂは、チャック装置６が下部位置においてワークを主軸４１にセットした後、該ワークを開放した状態を示す正面図である。

＜２－４．上部旋回機構＞
次に、上部旋回機構５０について、図１０も参照しつつ説明する。図２に示すように、支持柱３０の第１柱部７０の外周面に第１旋回筒７を旋回可能に取り付けている。そして、この第１旋回筒７を含め、心押し具３２及びドレス装置３９を旋回するための上部旋回機構５０が構成されている。第１旋回筒７は、上筒部７ａと下筒部７ｂとを連接して成り、図１０に示すように、下筒部７ｂの外周面には、第１設置台７１と第２設置台７２が取り付けられており、第１旋回筒７とともに支持柱３０の周囲を旋回可能となっている。これら設置台７１，７２は、旋回筒７の外周面において、周方向に１８０°離れた位置、すなわち、第１位置・第２位置にあるチャック装置６の各々と対峙する位置に配置されるものであり、その各々に支持される心押し具３２とドレス装置３９は互いに大きさや配置において制限し合うことはなく設計の自由度がアップしている。また、心押し具３２とドレス装置３９の各々は主軸４１の保持部４１３に対して干渉しない程度に低く支持させることができ、加工装置全体の高さを低くすることができる。

第１設置台７１には、心押し具３２が上下動可能に支持されている。心押し具３２は、砥石２０をドレッシングするとき以外は、主軸４１の上方に配置されている。その下方に、ワークＷごとに対応する形状のアーバー部３２ａを着脱自在で空転自在に支持して備え、加工中、ワークＷの回転中心部上面に当接させることで、ワークＷの回転ブレを防止するように機能する。そして、第１設置台７１の上部には、昇降用アクチュエータ７１２としての油圧シリンダ７１２ａ（図１）あるいはサーボモータ７１２ｂ（図２）が取り付けられる。図２に示すサーボモータ７１２ｂである場合は、その回転軸に、下方へ延びるボールネジ７１３が連結されている。また、ボールネジ７１３にはナット７１４が螺合しており、このナット７１４に心押し具３２が固定されている。したがって、昇降用モータ７１２が駆動すると、ボールネジ７１３が回転し、これによって心押し具３２が上下動するようになっている。前記油圧シリンダ７１２ａに比べサーボモータ７１２ｂは数値制御できるため心押し具３２の上昇待機位置をワークＷの軸方向寸法に応じて任意に設定できアーバー部３２ａがワークＷに当接するまでのストロークを最短化でき加工に入るまでの時間を短縮させることが可能となっている。また、モータ７１２のトルク制御によりワークＷの種類毎に、個々に最適な押付（クランプ）力を自動設定することもできる。

また、第１設置台７１において、心押し具３２よりも第１柱部７０側でチャック装置６と対峙する位置には、チャック爪開閉シリンダ９５が取り付けられている。このチャック爪開閉シリンダ９５は、上述したとおり、第１位置にあるチャック装置６の突出部６７２を押圧し、チャック爪６６１，６６２を開操作するためのものである。

次に、第２設置台７２について説明する。図１０に示すように、第２設置台７２には、ドレス装置３９が支持されている。このドレス装置３９は、後述するように、砥石２０に対してドレッシングを行うためのものであり、回転可能なドレスディスク３９１が設けられている。図１０に示すドレス装置３９は、コンポジット方式であるが、その他種々のタイプの公知のドレス装置を採用することができる。例えば、ドレス装置としてフェスラー方式を採用することもできる。

また、第２設置台７２において、ドレス装置３９よりも第１柱部７０側でチャック装置６と対峙する位置には、チャック爪開閉シリンダ９５が取り付けられている。このチャック爪開閉シリンダ９５は、上述したとおり、第２位置にあるチャック装置６の突出部６７２を押圧し、チャック爪６６１，６６２を開操作するためのものである。

＜２－５．第１旋回筒の旋回機構＞
次に、第１旋回筒７を旋回させるための機構について、図１１も参照しつつ説明する。旋回筒７の上筒部７ａには、内歯車状の第２リングギア７３が固定されており、この第２リングギア７３にギア７４が噛み合っている。そして、このギア７４は、第１柱部７０の上端部に固定された第２旋回モータ７４１のモータ軸に固定されている。これにより、第２旋回モータ７４１を正逆駆動すると、第１旋回筒７が第１柱部７０、第３柱部９０の周囲を１８０°両方向に交互に旋回するようになっている。これにより心押し具３２もしくはドレス装置３９を選択的に主軸４１と載置台４２のそれぞれ上方に配置させることができる。心押し具３２もしくはドレス装置３９をメンテナンスや段取り替え等をする際は、載置台４２の上方に配置するように第１旋回筒７を旋回させる。前述したように載置台４２の近傍には作業者がアクセスするための窓（図示せず）が備えられているので、この窓を通じて心押し具３２もしくはドレス装置３９へのアクセスが容易になり作業性が大幅に向上する。

また、先端の第３柱部９０は第１柱部７０よりも小径に構成され、その外周面と上筒部７ａの内周面との間には、円筒状の第１ピストン７５が、上筒部７ａに対して相対回転不能でかつ軸方向摺動自在に取り付けられている。第１柱部７０の上端面周囲と、この第１ピストン７５の下端部とが向き合う位置には、ハースカップリング７６が設けられており、これによって第１旋回筒７を所定位置で固定することができる。より詳細に説明すると、ハースカップリング７６は、第１ピストン７５の下端部に設けられた環状の係止歯７６１と、第１柱部７０の上端面周囲において係止歯７６１と向き合うように配置された環状の固定歯７６２と、第１旋回筒７の内壁面において固定歯７６２の外周面に接するように配置された可動歯７６３と、を備えている。係止歯７６１の歯は、下向きに延び、固定歯７６２と可動歯７６３の歯は上向きに延びている。これにより、第１ピストン７５が下降すると、係止歯７６１が固定歯７６２と可動歯７６３に噛み合い、その結果、上筒部７ａ（第１旋回筒７）が第３柱部９０に固定される。

第１ピストン７５の外周と可動歯７６３との間には第１バネ７５１が配置されており、これによって第１ピストン７５は上方に付勢されている。したがって、第１バネ７５１によって第１ピストン７５が付勢されているときには、係止歯７６１と、固定歯７６２及び可動歯７６３は噛み合っておらず、上筒部７ａは第３柱部９０に対して旋回可能となっている。また、後述するように、第１ピストン７５が第１バネ７５１に抗して押し下げられると、係止歯７６１が固定歯７６２及び可動歯７６３に噛合うようになっている。

また、第１ピストン７５の上部と第３柱部９０の上部との間には、上下動可能な円筒状の第２ピストン７７が取り付けられている。第２ピストン７７の内部には、第３柱部９０から上方に付勢される第２バネ７７５が設けられており、常時上方に付勢されている。また、後述するように、第２ピストン７７が第２バネ７７５に抗して押し下げられると、第１ピストン７５を押圧するようになっている。

また、上筒部７ａの外表面には径方向に第１油路７５７が形成され、第１ピストン７５の外周面と上筒部７ａの内壁面との間に形成された第１油室７５８まで延びている。そして、この第１油路７５７は、上筒部７ａの外表面に連結された第１管継手７５９を介して作動油供給回路（図示省略）に接続されている。これにより、第１油室７５８へ作動油が供給されると、第１ピストン７５が押し下げられ、上筒部７ａが第３柱部９０に固定される。

同様に、第３柱部９０に設置した頂板９０ａと第２ピストン７７との間には、第２油室７７１が形成されており、この第２油室７７１には、頂板９０ａの上面に繋がる第２油路７７２が接続されている。この第２油路７７２は、頂板９０ａの上面に連結された第２管継手７７３を介して作動油供給回路（図示省略）に接続されている。これにより、第２油室７７１へ作動油が供給されると第２ピストン７７が押し下げられ、第１ピストン７５を押圧するようになっている。旋回モータ７４１の作動により心押し具３２もしはドレス装置３９が第１位置に到達したことを図外のポジションセンサーが感知すると、モータ７４１の作動を停止させると同時に第１油室７５８と第２油室７７１への作動油供給が行なわれ、ワークを加工する時の心押し具３２あるいは、砥石２０をドレッシングするときのドレス装置３９を、第１旋回筒７を介して高精度で確実に保持している。上筒部７ａの内側に配置されるハースカップリング７６は小径のもので済ませることができ、コスト面や旋回機構の性能面での影響は少ない。

＜３．砥石支持ユニットの概要＞
砥石支持ユニット２は通例のごとく、基台１の上面の左側に配置される直方体状の第１支持部２１と、第１支持部２１の右面に配置される扁平状の第２支持部２２と、第２支持部２２の右面に配置される砥石支持装置４と、を備えている。

第１支持部２１は、基台１上に配置されたレール部材（図示省略）に沿って左右方向に移動可能に支持されている。すなわち、基台１に配置された第１モータ１１を適宜駆動することにより、この第１モータ１１に連結された第１ボールネジ（図示省略）、及び第１支持部２１の下面に配置された第１ナット（図示省略）によって、左右方向に移動自在に構成している。

第１支持部２１には、上下方向に延びるレール部材（図示省略）が取り付けられており、第２支持部２２は、このレール部材に沿って、第１支持部２１の右面において上下方向に移動するようになっている。そして、第１支持部２１の上部に配置された第２モータ２１１を適宜駆動することにより、この第２モータ２１１に連結された第２ボールネジ（図示省略）、及び第２支持部２２の左面に配置された第２ナット（図示省略）によって、第２支持部２２が上下方向に移動自在に構成されている。

第２支持部２２の左面には、その前後および上下方向中心位置に旋回軸部（図示省略）を有し、第１支持部２１内の支持筒（図示省略）に枢支させている。そして、第１支持部２１内に配置された第３モータ（図示省略）を適宜駆動することにより、ウォームギア（図示省略）を介して旋回軸部（図示省略）を回転させ、第２支持部２２と共に砥石支持装置４を旋回自在に構成している。

また、第２支持部２２には、前後方向に延びるレール部材（図示省略）が取り付けられており、砥石支持装置４は、このレール部材に沿って、第２支持部２２の右面において前後方向に移動するようになっている。そして、第２支持部２２に配置された第３モータ２２１、この第３モータ２２１に連結された第３ボールネジ（図示省略）、及び砥石支持装置４の右面に配置された第３ナット（図示省略）によって、砥石支持装置４は、前後方向に移動自在に構成されている。

砥石支持装置４の後部には、前後方向に延びる回転軸を有する第４モータ４０１が設けられており、その回転軸には、円筒状の保持部４０２が取り付けられている。そして、この保持部４０２の外周面には、円筒状の砥石２０が着脱自在に取り付けられる。この構成により、第４モータ４０１により保持部４０２が回転すると、これとともに砥石２０が回転するようになっている。砥石２０の表面には、ネジ状の溝が形成されており、三次元的に砥石２０を動かしてこの溝をワークＷの歯に噛み合わせ、砥石２０とワークＷの両方を駆動することで、ワークＷ歯面の研削加工が行われる。また、保持部４０２の前方には、前後方向に移動可能な心押し部４０３が設けられており、この心押し部４０３が保持部４０２の前端中心部に当接し、両持ち状態となって剛性が高まり保持部４０２とともに回転することで、砥石２０の回転ブレが抑制される。

さらに、砥石支持装置４の上部には、第１クーラント供給部４５が設けられている。この第１クーラント供給部４５には、高圧のクーラントを吐出するノズル４５１が設けられており、このノズル４５１は、砥石の表面において、ワークＷと噛み合う位置に向けられている。したがって、このノズル４５１からは、砥石２０がワークＷを加工しているときに、その噛み合い位置に向かってクーラントが供給されるようになっている。

＜４．歯車仕上げ加工装置の概略動作＞
＜４－１．ワークの加工＞
次に、上記のように構成された歯車仕上げ加工装置の動作について説明する。はじめに、ワークの加工について説明する。加工開始指令を受ける、あるいは砥石２０のドレッシングが終了すると、旋回モータ７４１を駆動し、第１旋回筒７を旋回することで、心押し具３２を第１位置に移動させる。そして、油圧ポンプから作動油を供給し、第１旋回筒７内の第１及び第２ピストン７５，７７を下方に押し込むことで、ハースカップリング７６により、第１旋回筒７と支持柱３０とを固定する。

次に、第２位置にあるチャック装置６に対し、チャック爪開閉シリンダ９５のピストン９５１を下降させ、チャック爪６６１，６６２を開く。この状態で、未加工ワークＷを載置した載置台４２を上昇させ、ワークＷを両チッャク爪６６１，６６２の間に配置する。この状態で、チャック爪開閉シリンダ９５のピストン９５１を上昇させると、両チャック爪６６１，６６２が閉じ、ワークＷがチャック爪６６１，６６２に把持される。

続いて、第１旋回モータ６０３を駆動し、ワークＷを把持したチャック装置６を第１位置へ旋回させる。チャック装置６が第１位置に移動すると、昇降シリンダ３０２を駆動し、ローラ係止板３５を下降させる。これにより、チャック装置６がワークＷとともに下降し、ワークＷが主軸４１の保持部４１３に取り付けられる。ワークＷの内径もしくは外径が保持部４１３に把持されると、その上方に配置されたチャック爪開閉シリンダ９５のピストン９５１を下降させ、チャック爪６６１，６６２を開く。これにより、チャック装置６から主軸４１へワークＷが引き渡される。

こうして、ワークＷの主軸４１への取り付けが完了すると、必要（ワークＷの形状など）に応じて心押し具３２を下方に移動し、ワークＷを押圧する。この状態で、主軸４１を所定角度だけ回転させ、センサ装置９によってワークＷの歯先位置を割り出す。一方、砥石支持ユニット２は予め第２支持部２２を上下方向に移動するとともに、砥石支持装置４を前後方向に移動し、砥石２０をワークＷの正面に配置しておく。これに続いて、上述したワークＷの割出情報に基づいて、第４モータ４０１と主軸４１を駆動し、砥石２０をワークＷと同期回転させた状態で、第１支持部２１を右側に移動し、ワーク処理ユニット３に近接させる。そして、ワークＷと砥石２０を噛み合わせ、両者を駆動することで、砥石２０によってワークＷを研削加工する。このとき、ワークＷと砥石２０とが噛み合っている箇所に、クーラント供給部２５からクーラントを吐出する。なお、図６に示すように、砥石２０とワークＷとが噛み合っている状態では、チャック爪６６１，６６２は砥石２０には干渉しない。そのため、チャック爪６６１，６６２は、下部位置で開いた状態でその位置に保持される。その後、加工が終了すると、砥石支持ユニット２を移動し、砥石２０とワークＷとを離間させる。

その後、第１位置の上方のチャック爪開閉シリンダ９５のピストン９５１を上昇させることで、チャック爪６６１，６６２を閉じ、ワークＷを把持する。なお、このとき同時に、第２位置にあるチャック装置６は、上述した手順で、載置台４２上の未加工ワークＷを把持している。主軸４１の保持部とワークＷとの固定状態を解除した後、チャック装置６をローラ係止板３５を介して上部位置まで上昇させる。その後、第１旋回モータ６０３を駆動し、両チャック装置６を旋回することで、加工済みワークＷを第２位置へ移動させるとともに、未加工のワークＷを第１位置へ移動させる。第２位置に移動した加工済みワークＷは、上昇させた載置台４２に一旦置かれ、チャック爪６６１，６６２の開放を経て載置台４２を下降させる。作業者は加工済みワークをストッカ（図示省略）に移し、新たな未加工ワークＷを載置台４２に置く。こうして、ワークＷの搬入から加工、加工から搬出、と一連の工程を繰り返していく。本実施例の場合、第２旋回筒８にはチャック装置６のみを搭載し、ドレス装置３９は搭載しないのでその重量は従来のものと比べて大幅に軽くなり、チャック装置３９を高速旋回させて加工時間を短縮させることができ、また、高速化しても第１・第２位置に精度よく停止させることができる。

＜４－２．砥石のドレッシング（ドレス加工）＞
次に、砥石２０のドレッシングについて、図１２も参照しつつ説明する。まず、ワークＷの加工時は図１０の状態を維持するが、砥石２０のネジ状溝をドレッシングする際は、作動油による両ピストン７５，７７の押圧が解除され、両バネ７５１，７７５によって両ピストン７５，７７が上方に付勢される。その結果、ハースカップリング７６による第１ピストン７５と支持柱３０との固定が解除され、第１旋回筒７が旋回可能な状態となる。この状態から第２旋回モータ７４１を駆動し、ドレス装置３９を第１位置へ移動させる。（図１２）こうして、ドレス装置３９が第１位置へ移動すると、両ピストン７５，７７への給油を再開して第１旋回筒７を支持柱３０に固定する。

次に、ドレス装置３９を駆動し、ドレスディスク３９１を回転させる。続いて、砥石支持ユニット２の砥石２０をドレスディスク３９１に対して適正な高さおよび角度位置に配置する。これに続いて、第４モータ４０１を駆動し、砥石２０を回転させた状態で、第１支持部２１を右側に移動し、ドレスディスク３９１に近接させる。そして、ドレスディスク３９１と砥石２０の溝を噛み合わせることで、ドレスディスク３９１によって砥石２０の溝をドレッシングして研削再生する。このとき、ドレスディスク３９１と砥石２０とが噛み合っている箇所には低圧のクーラントが振り掛けられる。そのクーラントは、ドレス装置３９と共に第２設置部７２に搭載された第２クーラント供給部（図示せず）から吐出される。その後、ドレッシングが終了すると、砥石支持ユニット２を左方へ移動させ、砥石２０とドレスディスク３９１とを離間させる。また、両ピストン７５，７７内の作動油をドレンし第１旋回筒７を旋回させ、ドレス装置３９を第２位置に移動するとともに、心押し具３２を第１位置に移動させ、次のワークＷの加工に備える。

＜５．特徴＞
以上のように、本実施形態によれば、心押し具３２とドレス装置３９とを第１旋回筒７に取り付けて、ワークＷの加工状態と非加工状態にあわせて旋回自在としている。そのため、心押し具３２がワークＷを押圧可能な状態のときには、ドレス装置３９は加工位置から離れた位置にあり、ドレス装置３９が砥石２０をドレッシングするときには心押し具３２が加工位置から離れた位置にある。特に、本実施形態では、心押し具３２とドレス装置３９とが、第１旋回筒７を基準に１８０°離れた位置に配置されているため、ドレス装置３９あるいは心押し具３２を加工位置から第１旋回筒７を挟んで最も離れた位置に配置させることができる。つまり、ドレス装置３９あるいは心押し具３２を、作業者がアクセスし易い基台１の右端側に位置させてメンテナンスや段取り替え等を広い作業スペースにて行うことができる。さらに心押し具３２は、砥石２０のドレッシングを行うのと同時進行でメンテナンスや段取り替え等を行うことができる。このように、本実施形態に係る歯車仕上げ加工装置では、心押し具３２やドレス装置３９のメンテナンス等の作業を容易に行うことができる。

また、心押し具とドレス装置とが支持柱の周方向に離れた位置に配置されているため、装置が上下方向に大型化するのを防止することができる。

また、この歯車仕上げ加工装置においては、支持柱３０を利用して上部旋回機構５０の下方に、ドレス装置の旋回機構とは別個に、ワーク移送用のチャック装置６のみを旋回させるべく軽量化した下部旋回機構を設けている。したがって、ワークの移送を迅速かつ的確に行えるようにして生産効率を高めている。

＜６．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。なお、以下の変形例は適宜組み合わせることができる。

例えば、上記実施形態では、上部旋回機構５０にドレス装置を１つ設けているが、例えば、図１３に示すように、第１旋回筒７の下筒部７ｂの周方向に複数の第２設置台７２を設け、それぞれに、ドレスディスクの形状が異なるコンポジット方式ドレス装置３９や異なる種類（コンポジット方式とフェスラー方式）のドレス装置３９を配置することもできる。加工対象のワーク変更に伴って砥石を交換する際に、その交換する砥石に合ったドレス装置３９を事前に搭載しておくことによりドレス装置の段取り替え工程をなくすことができる。なお、心押し具とドレス装置とは、必ずしも１８０°離れた位置に配置する必要はなく、一方を使用しているときに、他方をメンテナンス等を行うことができる位置に待避させることできればよく、例えば、９０°～１８０°の範囲にしてもよい。

上記実施形態では、２個のチャック装置６を設け、搬入・搬出位置と加工位置との間を順次送っていくようにしているが、図１４に示すように、載置台４２を周方向に２つ設けて搬入位置と搬出位置とを分けて設定し、下部旋回機構６０に３個のチャック装置６を設け、３６０°旋回するなかで、それぞれのワーク把持具を順に搬入位置、加工位置、搬出位置とに送っていくようにしてもよい（３ステーション）。その場合には、搬入位置と搬出位置にある両方のワーク把持具に跨るように第２設置台を幅広に形成して対峙させ、それぞれに、チャック爪開閉シリンダを設けるのがよい。

砥石支持ユニット２の構成は、特には限定されず、砥石２０を回転駆動可能に支持し、ワーク処理ユニット３に対して移動可能であればよい。また、上記実施形態では、砥石支持ユニット２をワーク処理ユニット３に対して移動させているが、少なくとも一方のユニットを移動することで、ワークと砥石とを近接させて加工が行われるにように構成されていればよい。

上記実施形態では、支持柱３０に設けた下部旋回機構によってワーク給排ユニットを構成したが、下部旋回機構は必ずしも必要ではなく、ロボットアームなど、主軸に対して直接ワークを搬入搬出するような機構を基台１に別途設けることもできる。

上記実施形態で説明した各種の駆動機構は、一例であり、モータ、シリンダ等の駆動機構は、公知のものを適宜採用することができる。

上記実施形態では、本発明に係る加工装置を歯車仕上げ加工装置に適用し、本発明に係る第１加工具として砥石を用い、第２加工具としてドレス装置を用いているが、これに限定されない。すなわち、本発明に係る加工装置を、歯車仕上げ加工装置以外に適用することができ、ワークとして歯車以外のものを採用することができる。同様に、ワークの加工を行う第１加工具、及び第１加工具の加工を行う第２加工具も、特には限定されず、種々の加工具を採用することができる。したがって、例えば、ホブ盤に本発明の加工装置を適用することができる。

２ 砥石支持ユニット（工具支持ユニット）
２０ 砥石（第１加工具）
３９ ドレス装置（第２加工具）
４１ 主軸
４２ 載置台
６ チャック装置（ワーク把持具）

Claims (5)

1. ワークを回転可能に支持する主軸と、
   前記主軸に対して、相対的に近接離間するように構成され、前記ワークを加工する第１工具を支持する工具支持ユニットと、
   支持柱と、
   前記支持柱に支持され、当該支持柱の軸周りに旋回可能な心押し具及び少なくとも１つの第２工具と、
   を備え、
   前記心押し具及び前記第２工具は、前記支持柱の周方向においてずれた位置に配置され、
   前記心押し具及び前記少なくとも１つの第２工具のうちの１つが、前記旋回により、前記支持柱の周囲に設けられた加工位置に選択的に配置されるように構成され、
   前記心押し具が前記加工位置に配置されたとき、当該心押し具は、前記主軸に支持された前記ワークに当接し、前記主軸とともに回転するように構成され、
   前記第２工具の１つが前記加工位置に配置されたとき、当該第２工具は、前記工具支持ユニットの前記第１工具を加工するように構成され、
   前記支持柱に支持されると共に、当該支持柱の周囲を前記軸周りに旋回可能な複数のワーク把持具をさらに備えて設けられ、
   前記複数のワーク把持具は、前記心押し具及び前記第２工具に対して、前記支持柱の軸方向にずれた位置に配置され、
   前記複数のワーク把持具のうちの１つが、前記旋回により、前記支持柱の周囲に設けられた搬入・搬出位置ならびに前記加工位置に選択的に配置されるように構成され、前記ワーク把持具は、前記ワークを把持して前記搬入・搬出位置と前記加工位置との間を移動するように構成されている、
   加工装置。
2. 前記支持柱の近傍に、前記搬入・搬出位置に対応して前記ワークが載置される、載置部をさらに備え、
   前記ワーク把持具は、前記主軸と前記載置部との間で前記ワークを移送するように構成されている、請求項１に記載の加工装置。
3. 前記心押し具と少なくとも１つの前記第２工具とが、前記支持柱の周方向において互いに略１８０°離れた位置に配置されている、請求項１または２に記載の加工装置。
4. 前記心押し具を支持する第１設置台と、少なくとも１つの前記第２工具を支持する第２設置台とが、停止した前記ワーク把持具のそれぞれに対峙するように位置決め固定されると共に、各々の前記ワーク把持具を同時に開もしくは閉操作するアクチュエータをそれぞれ備えさせてある、請求項２に記載の加工装置。
5. 前記ワークは、歯車であり、
   前記第１工具は、前記歯車を加工する砥石であり、
   前記第２工具は、前記砥石をドレッシングするドレスディスクである、請求項１から４のいずれかに記載の加工装置。
   

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