JPH04244314A - ワーク把持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワーク把持装置に係り
、特に、センタ穴を持たない異なる大きさのワークを補
助治具を用いずに直接把持することができるワーク把持
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車製造工場における例えば
メインシャフト、ピニオンリダクションギア、ファイナ
ルギア等の歯面研削加工には、いわゆるギアファインフ
ィニッシャーと呼ばれる歯面研削仕上装置が用いられて
いる。

【０００３】このギアファインフィニッシャーにおける
ワークの把持（つまり芯出し及びクランプ）は、ワーク
自身がセンタ穴を有する場合には、ワークをこれの両側
にそれぞれ配置されたセンター装置で挟み込むことによ
り行われる。

【０００４】これに対し、例えばフィナルギアのように
ワーク自身がセンター装置のセンタに適合するセンタ穴
を有しない場合には、上記のように両側のセンター装置
でワークを直接挟み込むことができないため、従来は、
図３に示すように、ワークＷの形状と大きさごとにこれ
に対応する一対のマンドレル１０ａ、１０ｂをワークＷ
に装着してマンドレル１０ａ、ｂのセンタ穴１１ａ、１
１ｂとワークＷの中心軸とを一致させ、ワークＷの両側
からセンター装置１２ａ、１２ｂのセンタ１３ａ、１３
ｂをマンドレル１０ａ、ｂのセンタ穴１１ａ、ｂにそれ
ぞれ嵌入することによりワークＷの把持を行っていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のギアファインフィニッシャーのワーク把持装
置にあっては、例えばファイナルギアの歯面研削を実施
する場合、ワークＷの形状と大きさに合ったマンドレル
１０ａ、ｂを補助治具として使用する必要があるため、
ワークＷの形状あるいは大きさに多少の違いがあればそ
のたびに異なるマンドレルを使用しなければならない。 しかも、そもそも１個のワークＷを研削加工しようとす
るたびにマンドレル１０ａ、ｂの取り付け取り外し作業
が必要になるため、把持装置へのワークＷのローディン
グの自動化は極めて困難であった。このように、従来の
ギアファインフィニッシャーのワーク把持装置には、作
業の効率化の点で一定の大きな限界があった。

【０００６】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、ファイナルギアのようにセ
ンタ穴を持たないワークを、その形状や大きさの如何に
かかわらず補助治具を用いることなく直接把持すること
ができるワーク把持装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、穴部を有する円盤状のワークの芯出し及び
クランプを行うワーク把持装置であって、中心軸上に配
置され前記ワークの一方の面を保持する保持手段と、該
保持手段に弾性部材を介して前記軸と直角方向に移動自
在に取り付けられ前記穴部の内周面を前記直角方向に押
圧する第１押圧手段と、前記軸上に前進後退移動自在に
配置され前記第１押圧手段に当接するテーパー部を先端
にもつセンター部材と、前記軸上に前進後退移動自在に
配置され前記ワークのもう一方の面を軸方向に押圧する
第２押圧手段とを有することを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】このように構成した本発明にあっては、ワーク
が保持手段にローディングされると、まずセンター部材
が前進して第１押圧手段を軸と直角方向に押し広げる。 そして、第１押圧手段が穴部の内周面に当接しこれを半
径方向に押圧するようになると、センター部材は停止し
、ワークの芯出しが完了する。次いで、第２押圧手段が
前進する。そして、第２押圧手段がワークに当接しこれ
と保持手段とでワークをその両側から押し付けるように
なると、第２押圧手段は停止し、ワークのクランプが完
了する。こうして、ワークは、その大きさの如何にかか
わらず第１押圧手段の可動範囲内で補助治具を用いずに
直接把持されるようになる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図１は、本発明の一実施例に係るワーク
把持装置の概略構成図であって、ファイナルギアの歯面
研削に際しこれを芯出ししかつクランプするための装置
を例示している。

【００１０】このワーク把持装置は、大きく、装置のヘ
ッド側とテール側にそれぞれヘッド側センター装置２０
とテール側センター装置２１を有し、これら両センター
装置２０、２１は同一中心軸上に配置されている。後述
のように、穴部を有する円盤状のワークＷたるファイン
ギアは、この両センター装置２０、２１の間にローディ
ングされる。

【００１１】ヘッド側センター装置２０には主軸２２が
あり、この主軸２２の先端にはセンター２３が取り付け
られている。また、この主軸２２には、ワークＷの一方
の面を保持するホルダー２４が保持手段として取り付け
られている。さらに、このホルダー２４には、弾性部材
たるスプリング２５を介して、本実施例では３本のクラ
ンプピン２６が、第１押圧手段として、軸と直角方向に
移動自在に等角度間隔で（つまり１２０°間隔で）取り
付けられている。この３本のクランプピン２６は、外力
が作用しない状態ではスプリング２５のばね力によって
中心方向に引っ込んだ状態にあるが、後述のように、ワ
ークＷのクランプ時には、後述のランブセンタ２８の前
進により放射状に押し広げられてワークＷの内周面を押
圧しこれを芯出しするようになっている。なお、ヘッド
側センター装置２０には図示しない割出し機構が設けら
れ、主軸２２の回転に伴ってホルダー２４（及びクラン
プピン２６）が軸の回りに回転するようになっている。

【００１２】また、テール側センター装置２１には、先
端にテーパー部２７を有するライブセンタ２８がセンタ
ー部材として中心軸上に設けられている。このライブセ
ンタ２８は、２つの油圧シリンダーが同心的に配置され
た二重構造を持つ特殊な油圧シリンダー２９のうち内側
の油圧シリンダー３０に取り付けられ、そのピストンロ
ッド３０ａの前進後退移動に伴って軸方向に前進後退移
動できるようになっている。ライブセンタ２８は、その
前進によりテーパー部２７が各クランプピン２６に当接
し、さらに前進しつつスプリング２５のばね力に抗して
クランプピン２６を放射状に押し広げる。そして、クラ
ンプピン２６がワークＷの穴部の内周面に当接した位置
でロックされてライブセンタ２８の前進が止まるように
なっている。このような機構により、クランプピン２６
の可動範囲内において異なる大きさ（特に内径）のワー
クＷの芯出しに対応することができるようになっている
。なお、ライブセンタ２８の後退限を検出するために、
専用のリミットスイッチ３１が配置されている。

【００１３】さらに、テール側センター装置２１には、
ライブセンタ２８の回りにこれと同心的にクランプホル
ダー３２が設けられている。そして、このクランプホル
ダー３２は、二重油圧シリンダー２９のうち外側の油圧
シリンダー３３に取り付けられ、そのピストンロッド３
３ａの進退によって軸方向に前進後退移動できるように
なっている。また、クランプホルダー３２には、ベアリ
ング３４、３５を介して軸の回りに回転自在のクランパ
３６が取り付けられている。クランプホルダー３２の前
進によりクランパ３６が前進してワークＷのもう一方の
面に当接すると、このクランパ３６とホルダー２４とで
ワークＷをその両側から押し付けるような形でワークＷ
がクランプされることになる。ワークＷの割出し時には
クランプされたワークＷの回転に伴ってクランパ３６が
クランプホルダー３２に対して軸の回りに回転するので
、正確な割出しが可能である。なお、第２押圧手段は、
クランプホルダー３２とクランパ３６とで構成されてい
る。また、クランプホルダー３２の後退限を検出するた
めに、専用のリミットスイッチ３７が配置されている。

【００１４】前述のように、テール側センター装置２１
には、ライブセンタ２８及びクランプホルダー３２を駆
動するための二重油圧シリンダー２９が設けられている
が、これを含む全体の油圧系は次のようになっている。 二重油圧シリンダー２９を構成する内側シリンダー３０
と外側シリンダー３３はともに複動式の油圧シリンダー
であって、両者は内部で流路３８により接続されている
と共に外部との間に図示するような３つのポート（Ａ〜
Ｃポート）３９〜４１が形成されている。各ポート３９
〜４１には、流路の開閉及び切換えを行う電磁式の切換
弁４２〜４４が取り付けられており、これらの電磁弁４
２〜４４によって流路の開閉と共に油圧源４５からの圧
油の供給やタンクへのドレンが切り換えられるようにな
っている。なお、油圧源４５は、圧油を貯蔵するタンク
と圧油を回路に送り出す油圧ポンプとで構成されている
（ともに図示せず）。

【００１５】各電磁弁４２〜４４はこの油圧系の制御を
行う制御装置４６に接続されており、この制御装置４６
には前記油圧ポンプが接続されている。制御装置４６は
、電磁弁４２〜４４や油圧ポンプへ駆動信号を出力する
ほか、所定時間内の油圧ポンプの負荷を入力してＣポー
ト４１内の圧力を検知するようになっている。すなわち
、クランプピン２６がワークＷの穴部の内周面に当接し
ライブセンタ２８が前進限に達したときや、クランパ３
６がワークＷの一面に当接しクランプホルダー３２が前
進限に達したときには、後述のように、Ｃポート４１内
の圧力が上昇するため、このＣポート４１内の圧力上昇
を検出してライブセンタ２８が前進限に達したことやク
ランプホルダー３２が前進限に達したことを検知するわ
けである。また、前記各リミットスイッチ３１、３７も
また制御装置４６に接続されている。なお、Ｃポート４
１内の圧力上昇の検出は、本実施例のように油圧ポンプ
の負荷を検出する方法以外に、圧力センサーを利用する
等適当な任意の方法で良い。

【００１６】図２は、この制御装置４６の動作を示すフ
ローチャートである。以下、これを参照しつつ本装置の
動きを説明する。まず、初期状態として、ライブセンタ
２８とクランプホルダー３２はともに後退限にある。こ
れが原点である。

【００１７】ワークＷがヘッド側センター装置２０のホ
ルダー２４上に供給されローディングが完了すると、制
御装置４６は、ローディングが完了した旨の信号を入力
する（Ｓ１）。

【００１８】Ｓ１の後、制御装置４６は、各電磁弁４２
〜４４に信号を出して、Ａポート３９を閉じると共にＢ
ポート４０を開けて、Ｃポート４１へ油圧源４５から圧
油を注入する。これにより、内側シリンダー３０のピス
トンロッド３０ａは前進し（これに伴ってＢポート４０
からのドレンあり）、ライブセンタ２８が前進する。そ
して、ライブセンタ２８は前進しながら、クランプピン
２６に当接しつつこれを放射状に押し広げる（以上、Ｓ
２）。

【００１９】その間、制御装置４６は、Ｃポート４１内
の圧力が予め設定された値Ｐ１　以上であるか否かを判
断し（Ｓ３）、それが所定値Ｐ１　に満たなければＳ２
に戻り、所定値Ｐ１　以上であればＳ４に進む。すなわ
ち、Ｓ２におけるライブセンタ２８の前進によりクラン
プピン２６がワークＷの内周面に突き当たってこれを押
圧するようになると、ライブセンタ２８はロックされて
前進が止まり（この時点でワークＷの芯出しは完了する
）、その結果、Ｃポート４１内の圧力が上昇する。そこ
で、適当な基準値（これがＰ１　）を予め設定しておき
、Ｃポート４１内の圧力がその基準値Ｐ１　以上か否か
でライブセンタ２８が前進限に達したか否かを判断する
のである。 そして、Ｃポート４１内の圧力がＰ１　以下であれば、
ライブセンタ２８は前進限に達してない、つまりワーク
Ｗの芯出しは完了してないと判断して引き続きＳ２の動
作を実行するのである。

【００２０】Ｓ３の判断としてＣポート４１内の圧力が
所定値Ｐ１　以上（つまりワークＷの芯出しが完了）で
あれば、制御装置４６は、Ａポート３９を開に、Ｂポー
ト４０を閉に切り換えて、引き続いてＣポート４１へ圧
油を注入する。この切り換えにより、今度は外側シリン
ダー３３のピストンロッド３３ａが前進を始め（これに
伴ってＡポート３９からのドレンあり）、クランプホル
ダー３２及びクランパ３６が前進する（以上、Ｓ４）。

【００２１】その間、制御装置４６は、Ｃポート４１内
の圧力が予め設定された値Ｐ２　以上であるか否かを判
断し（Ｓ５）、それが所定値Ｐ２　に満たなければＳ４
に戻り、所定値Ｐ２　以上であればＳ６に進む。すなわ
ち、Ｓ４におけるクランプホルダー３２（及びクランパ
３６）の前進によりクランパ３６がワークＷに突き当た
ってこれを両側からホルダー２４とで押圧するようにな
ると、クランプホルダー３２（及びクランパ３６）の前
進は止まり（この時点でワークＷのクランプは完了する
）、Ｃポート４１内の圧力が上昇する。そこで、適当な
基準値（これがＰ２　）を予め設定し、Ｃポート４１内
の圧力がその基準値Ｐ２　以上か否かでクランプホルダ
ー３２が前進限に達したか否かを判断するのである。そ
して、Ｃポート４１内の圧力がＰ２　以下であれば、ク
ランプホルダー３２は前進限に達してない、つまりワー
クＷのクランプは完了してないと判断して引き続きＳ４
の動作を実行するのである。

【００２２】このような一連の動作によりワークＷの芯
出しとクランプが自動的に一挙に行われ、ワークＷの歯
面研削を行うことができる状態になる。

【００２３】その後、ワークＷの加工が終了するなどす
ると、制御装置４６は、ワークＷのアンクランプを開始
すべき旨の信号を入力する（Ｓ６）。

【００２４】Ｓ６の後、制御装置４６は、各電磁弁４２
〜４４に信号を出して、Ｂポート４０を閉じると共にＣ
ポート４１を開けて、Ａポート３９へ油圧源４５から圧
油を注入する。これにより、外側シリンダー３３のピス
トンロッド３３ａは後退し（これに伴ってＣポート４１
からのドレンあり）、クランプホルダー３２（及びクラ
ンパ３６）が後退する（以上、Ｓ７）。

【００２５】その間、制御装置４６は、リミットスイッ
チ３７からの信号に基づいてクランプホルダー３２が後
退限に達したか否かを判断する（Ｓ８）。この判断とし
てクランプホルダー３２が後退限に達してなければ、Ｓ
７に戻る。

【００２６】これに対し、Ｓ８の判断としてクランプホ
ルダー３２が後退限に達しておれば、制御装置４６は、
Ｃポート４１を開のままＡポート３９を閉に切り換えて
、Ｂポート４０へ圧油を注入する。この切り換えにより
、今度は内側シリンダー３０のピストンロッド３０ａが
後退を始め（これに伴ってＣポート４１からのドレンあ
り）、ライブセンタ２８が後退する（以上、Ｓ９）。

【００２７】その間、制御装置４６は、リミットスイッ
チ３１からの信号に基づいてライブセンタ２８が後退限
に達したか否かを判断する（Ｓ１０）。そして、この判
断としてライブセンタ２８が後退限に達してなければＳ
９に戻り、後退限に達すれば動作を完了する。なお、ア
ンクランプ完了後のワークＷは、ホルダー２４からアン
ローディングされて次工程に送られる。

【００２８】以上、本実施例によれば、ライブセンタ２
８とクランプピン２６との共働によりワークＷたるファ
イナルギアの芯出しを行うようにしたので、クランプピ
ン２６の可動範囲内において、大きさの異なるワークＷ
の把持（特に芯出し）が可能となり、従来のようにワー
クＷの種類ごとにこれに合ったマンドレル１０ａ、ｂを
補助治具として使用する必要がなくなる。しかも、この
ようにファイナルギア等の把持にあってもマンドレルを
使用する必要がなくなりワークＷ単体でのローディング
が可能になったため、そもそも従来のように１個のワー
クＷを研削加工しようとするたびにマンドレル１０ａ、
ｂの取り付け取り外し作業を行う必要がなくなり、結果
として把持装置への自動ローディング装置の付加が容易
に実現できるようになる。従って、作業の効率化が図ら
れる。

【００２９】また、本実施例によれば、ワークＷをその
両側からホルダー２４とクランパ３６とで押し付けてク
ランプするようにしたので、ワークＷとホルダー２４及
びクランパ３６との接触面積がセンター１２ａ、ｂのみ
での把持の場合に比べ格段に大きくなり、その結果、負
荷をかけた研削加工の際に接触部におけるすべりが発生
しなくなり、加工精度が向上する。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明によれば、異なる形状や大きさのワークを補助治具を
用いずに直接把持することができるようになるので、作
業効率の向上が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るワーク把持装置の概略
構成図である。

【図２】図１の制御装置の動作フローチャートである。

【図３】従来技術の説明図である。

【符号の説明】

２４…ホルダー（保持手段） ２５…スプリング（弾性部材） ２６…クランプピン（第１押圧手段） ２８…ライブセンタ（センター部材） ３２…クランプホルダー（第２押圧手段）３６…クラン
パ（第２押圧手段） Ｗ…ワーク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　穴部を有する円盤状のワークの芯出し
   及びクランプを行うワーク把持装置であって、中心軸上
   に配置され前記ワークの一方の面を保持する保持手段と
   、該保持手段に弾性部材を介して前記軸と直角方向に移
   動自在に取り付けられ、前記穴部の内周面を前記直角方
   向に押圧する第１押圧手段と、前記軸上に前進後退移動
   自在に配置され、前記第１押圧手段に当接するテーパー
   部を先端にもつセンター部材と、前記軸上に前進後退移
   動自在に配置され、前記ワークのもう一方の面を軸方向
   に押圧する第２押圧手段と、を有することを特徴とする
   ワーク把持装置。