(57)【要約】      （修正有）【課題】位相の割り出しを行う部位と、加工を行う部位との間での情報の受け渡しをなくすことができる、歯車加工装置及び歯車加工方法を提供する。【解決手段】検出部により検出された被加工歯車Ｗの回転位置と所定の位相差となる回転位置へ、支持部材を回転させるために、ワーク支持ユニット１１を制御する制御部と、支持部材をワーク支持ユニット１１から加工位置へ移動させるワーク搬送ユニットと、加工位置に配置され、支持部材を着脱自在に支持するとともに、支持部材を回転させる第２ワーク支持ユニットと、第２ワーク支持ユニットに支持された被加工歯車Ｗに噛み合いながら回転しつつ被加工歯車Ｗを加工する工具、を有する工具ユニットと、を備え、支持部材と工具とは、所定の位相差に基づいて同期回転するように、制御部で制御される。【選択図】図５
2015136747.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工歯車を着脱自在に装着する支持部材と、
前記支持部材を着脱自在に支持するとともに、前記支持部材を回転させる第１ワーク支持ユニットと、
前記被加工歯車の回転位置を変化させずに、前記支持部材に対し、当該被加工歯車を着脱するワーク移動ユニットと、
前記支持部材が前記第１ワーク支持ユニットに支持された状態で、前記支持部材に支持される前記被加工歯車の回転位置を検出する検出部と、
前記検出部により検出された前記被加工歯車の回転位置と所定の位相差となる回転位置へ、前記支持部材を回転させるために、前記ワーク支持ユニットを制御する制御部と、
前記支持部材を前記ワーク支持ユニットから加工位置へ移動させるワーク搬送ユニットと、
前記加工位置に配置され、前記支持部材を着脱自在に支持するとともに、前記支持部材を回転させる第２ワーク支持ユニットと、
前記第２ワーク支持ユニットに支持された前記被加工歯車に噛み合いながら回転しつつ当該被加工歯車を加工する工具、を有する工具ユニットと、
を備え、
前記支持部材と前記工具とは、前記所定の位相差に基づいて同期回転するように、前記制御部で制御される、歯車加工装置。
【請求項２】
前記第１及び第２ワーク支持ユニットには、それぞれ前記支持部材が支持されており、
前記ワーク搬送ユニットは、前記第１及び第２ワーク支持ユニットにそれぞれ支持された前記支持部材を入換え可能に構成されている、請求項１に記載の歯車加工装置。
【請求項３】
前記第１ワーク支持ユニットは、
前記支持部材を着脱自在に支持する回転部材と、
前記回転部材を回転可能に支持する支持体と、
前記回転部材を回転させる駆動部と、
を備え、
前記制御部は、前記検出部により検出された前記被加工歯車の回転位置と所定の位相差となる回転位置へ、前記回転部材を回転させるように、前記駆動部の制御を行う、請求項１または２に記載の歯車加工装置。
【請求項４】
被加工歯車を支持部材に固定するステップと、
前記被加工歯車の回転位置を検出するステップと、
前記被加工歯車の回転位置を変化させずに、前記支持部材から被加工歯車を離間させるステップと、
前記検出部により検出された前記被加工歯車の回転位置と所定の位相差となる回転位置へ、前記支持部材を回転させるステップと、
前記被加工歯車を前記支持部材に装着するステップと、
前記被加工歯車が装着された状態で、前記支持部材を加工位置に搬送するステップと、
前記所定の位相差に基づいて、前記支持部材と、前記被加工歯車に噛み合う工具とを同期回転させつつ、当該被加工歯車を加工するステップと、
を備えている、歯車加工方法。
【請求項５】
前記被加工歯車を加工するステップを行っているときに、
他の被加工歯車を支持部材に固定するステップと、
前記他の被加工歯車の回転位置を検出するステップと、
前記他の被加工歯車の回転位置を変化させずに、前記支持部材から被加工歯車を離間させるステップと、
前記検出部により検出された前記他の被加工歯車の回転位置と所定の位相差となる回転位置へ、前記支持部材を回転させるステップと、
前記被加工歯車を前記支持部材に装着するステップと、
を行い、
前記被加工歯車を加工するステップが完了した後に、
前記他の被加工歯車が装着された状態で、前記支持部材を加工位置に搬送するステップと、
前記所定の位相差に基づいて、前記支持部材と、前記他の被加工歯車に噛み合う工具とを同期回転させつつ、当該他の被加工歯車を加工するステップと、
を行う、請求項４に記載の歯車加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車加工装置及び歯車加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯車の加工を行う際には、歯車状の工具をワークに押し当て、両者を連れ周りさせるという方法がある。この際、ワークの位相（回転位置）を予め検出しておき、この位相と同期するように工具を回転させることで、ワークの加工が行われる。例えば、特許文献１に記載の装置では、ワークを割り出し用スピンドルで支持した状態で、ワークの位相を割り出した後、ワークを加工位置へ移送する。そして、ワークを加工用スピンドルで支持した上で加工を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１２１７５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に係る装置では、割り出し用スピンドルで割り出されたワークの位相に関する情報は、加工用スピンドルに送信され、これを用いてワークと工具との同期を行っている。したがって、上記装置では、割り出し用スピンドルと加工用スピンドルとの間で、情報の受け渡しが行われる。このため、情報の制御が煩雑になるという問題がある。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、ワークの位相の割り出しを行う部位と、加工を行う部位との間での情報の受け渡しを行うことなく、加工を行うことができる、歯車加工装置及び歯車加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る歯車加工装置は、被加工歯車を着脱自在に装着する支持部材と、前記支持部材を着脱自在に支持するとともに、前記被加工歯車の回転位置を変化させずに、前記支持部材に対し、当該被加工歯車を着脱するワーク移動ユニットと、前記支持部材が前記第１ワーク支持ユニットに支持された状態で、前記支持部材に支持される前記被加工歯車の回転位置を検出する検出部と、前記検出部により検出された前記被加工歯車の回転位置と所定の位相差となる回転位置へ、前記支持部材を回転させるために、前記ワーク支持ユニットを制御する制御部と、前記支持部材を前記ワーク支持ユニットから加工位置へ移動させるワーク搬送ユニットと、前記加工位置に配置され、前記支持部材を着脱自在に支持するとともに、前記支持部材を回転させる第２ワーク支持ユニットと、前記第２ワーク支持ユニットに支持された前記被加工歯車に噛み合いながら回転しつつ当該被加工歯車を加工する工具、を有する工具ユニットと、を備え、前記支持部材と前記工具とは、前記所定の位相差に基づいて同期回転するように、前記制御部で制御される。
【０００６】
この構成によれば、検出部により被加工歯車の回転位置を検出した後、回転位置を変化させずに被加工歯車を支持部材から離間させる。そして、検出部により検出された被加工歯車の回転位置と所定の位相差となる回転位置へ、支持部材を回転する。そのため、被加工歯車を支持部材に再度装着すると、支持部材と被加工歯車との回転位置の位相差は、予め設定されたものとなる。したがって、どのような回転位置の被加工歯車が支持部材に装着されたとしても、被加工歯車と支持部材との位相差は常に一定となる。その結果、この位相差で被加工歯車が装着された支持部材を、第２ワーク支持ユニットに搬送する際には、被加工歯車の回転位置に関する情報を送信する必要がない。すなわち、被加工歯車と支持部材との位相差は、予め設定されたものであるので、加工位置では、個別に情報を得ることなく、この位相差に基づいて、被加工歯車と工具とを同期回転させながら、加工することができる。よって、第１ワーク支持ユニットと第２ワーク支持ユニットとの間での情報の伝達を行うことなく、被加工歯車の加工が可能となる。
【０００７】
上記歯車加工装置において、前記第１及び第２ワーク支持ユニットには、それぞれ前記支持部材を支持することができ、前記ワーク搬送ユニットは、前記第１及び第２ワーク支持ユニットにそれぞれ支持された前記支持部材を入換え可能に構成することができる。
【０００８】
この構成によれば、ワーク搬送ユニットが、第１及び第２ワーク支持ユニットに支持された支持部材を入れ換え可能に構成されているため、例えば、第２ワーク支持ユニットに支持された被加工歯車が加工されている間に、第１ワーク支持ユニットにおいて上述した位相差の設定が可能となる。したがって、回転位置の設定の時間に係る時間を省略することができ、効率的な加工が可能となる。
【０００９】
上記歯車加工装置において、前記第１ワーク支持ユニットは、種々の構成が可能であるが、例えば、前記支持部材を着脱自在に支持する回転部材と、前記回転部材を回転可能に支持する支持体と、前記回転部材を回転させる駆動部と、を備えることができ、前記制御部は、前記検出部により検出された前記被加工歯車の回転位置と所定の位相差となる回転位置へ、前記回転部材を回転させるように、前記駆動部の制御を行うように構成することができる。
【００１０】
本発明に係る歯車加工方法は、被加工歯車を支持部材に固定するステップと、前記被加工歯車の回転位置を検出するステップと、前記被加工歯車の回転位置を変化させずに、前記支持部材から被加工歯車を離間させるステップと、前記検出部により検出された前記被加工歯車の回転位置と所定の位相差となる回転位置へ、前記支持部材を回転させるステップと、前記被加工歯車を前記支持部材に装着するステップと、前記被加工歯車が装着された状態で、前記支持部材を加工位置に搬送するステップと、前記所定の位相差に基づいて、前記支持部材と、前記被加工歯車に噛み合う工具とを同期回転させつつ、当該被加工歯車を加工するステップと、を備えている。
【００１１】
上記歯車加工方法においては、前記被加工歯車を加工するテップを行っているときに、他の被加工歯車を支持部材に固定するステップと、前記他の被加工歯車の回転位置を検出するステップと、前記他の被加工歯車の回転位置を変化させずに、前記支持部材から被加工歯車を離間させるステップと、前記検出部により検出された前記他の被加工歯車の回転位置と所定の位相差となる回転位置へ、前記支持部材を回転させるステップと、前記被加工歯車を前記支持部材に装着するステップと、を行い、前記被加工歯車を加工するステップが完了した後に、前記他の被加工歯車が装着された状態で、前記支持部材を加工位置に搬送するステップと、前記所定の位相差に基づいて、前記支持部材と、前記他の被加工歯車に噛み合う工具とを同期回転させつつ、当該他の被加工歯車を加工するステップと、を行うことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ワークの位相の割り出しを行う部位と、加工を行う部位との間での情報の受け渡しを行うことなく、被加工歯車の加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は本実施形態に係る歯車加工装置の正面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】ワークを支持したアーバーの断面図である。
【図４】ワーク支持ユニットの断面図である。
【図５】図４の支持本体の上端付近を示す断面図である。
【図６】図４の支持本体の上部平面図である。
【図７】移動体の正面図である。
【図８】図７の側面図である。
【図９】搬送部の断面図である
【図１０】回転支持部３４の平面図である。
【図１１】図１０の断面図である。
【図１２】図１１のＡ−Ａ線断面図である。
【図１３】図１１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１４】図１２からの動作説明図である。
【図１５】搬送部の動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る歯車加工装置の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加工装置の正面図、図２は図１の側面図である。
【００１５】
図１及び図２に示すように、この歯車加工装置は、被加工歯車であるワークＷを工具である砥石１０と同期回転させながら研削加工するものである。そして、ワークＷの回転位置を検出するためのワーク加工位置検出部１、ワークＷと砥石１０とを同期回転させながら研削加工を行うワーク加工部２、及びワーク加工位置検出部１で回転位置の検出がなされたワークＷをワーク加工部２へ搬送する搬送部３、を備えるとともに、これらを支持するベース部４を備えている。ワークＷは、主としてアーバー５と称される支持部材に支持されており、アーバー５に支持された状態で、搬送部３によって、ワーク加工位置検出部１からワーク加工部２へ受け渡される。以下、各部について、詳細に説明する。
【００１６】
まず、ワークＷとこれを支持するアーバー５について、図３を参照しつつ説明する。図３はワークＷを支持したアーバー５の断面図である。同図に示すように、ワークＷは、中心に貫通孔が形成された歯車であり、アーバー５は、ワークを支持する部材である。アーバー５は、円錐台状の下台部５１１と、この下台部５１１の上端に設けられた円柱状の中央部５１２と、この中央部５１２の上端に設けられ外周面がテーパ状に細くなった先端部５１３と、が一体的に形成されたアーバー本体５１を備えている。アーバー本体５１において、下台部５１１の下端には径方向外方へ延びるフランジ５１４が形成されている。また、フランジ５１４の下面には、周方向の２箇所において凹部５１５が形成されている。さらに、下台部５１１の外周面において、フランジ５１４の上方には、環状の溝５１６が形成されており、後述する挟持アーム３５１により挟持されるようになっている。
【００１７】
そして、このアーバー本体５１の内部には軸線方向に延びる貫通孔５７が形成されている。この貫通孔５７は、下台部５１１から中央部５１２の上端付近まで延びる第１部５７１と、この第１部５７１の上端から径が小さくなり、先端部５１３に上端に向かって開口するように延びる第２部５７２とで構成されている。そして、この貫通孔５７には、可動部材５２が挿通されている。この可動部材５２は、貫通孔５７の第２部５７２に挿通される棒状の本体部５２１と、本体部５２１において先端部５１３の上端から突出した部分に取り付けられる円柱状のキャップ部５２２と、本体部５２１の下端部に設けられ、貫通孔５７の第１部５７１に位置する円柱状の押圧部５２３とで構成されている。キャップ部５２２と押圧部５２３の径は、本体部５２１よりも大きくなっている。また、貫通孔５７の第１部５７１と第２部５７２との境界の段部と、可動部材５２の押圧部５２３との間には、本体部５２１に挿通され積層される複数の皿バネ５３が配置されている。したがって、このバネ５３は、常時、押圧部５２３を下方に付勢するように作用する。また、可動部材５２のキャップ部５２２の下面にはアーバー本体５１の先端部５１３の開口周縁に当接する当接部５２４が設けられており、この当接部５２４が先端部５１３と接触することで、可動部材５２がアーバー本体５１から抜け落ちないようになっている。
【００１８】
また、キャップ部５２２の下方には、筒状のコレットチャック５５が設けられている。このコレットチャック５５は、外周面はアーバー本体５１の軸線と平行な面となっており、ワークＷが嵌め込まれるようになっている。一方、コレットチャック５５の内壁面は、アーバー本体５１の先端部５１３のテーパと対応するように裾広がりのテーパ状に形成されている。また、コレットチャック５５の内壁面には、上述した当接部５２４が係合している。そして、常時は、バネ５３の付勢により、コレットチャック５５は、キャップ部５２２により下方に押圧されている。そのため、コレットチャック５５は、先端部５１３のテーパに沿って下方に押圧されつつ、径方向外方に広がるようになっている。これにより、コレットチャック５５に嵌め込まれたワークＷは、内側から径方向外方の力を受け、その結果、コレットチャック５５と固定される。一方、可動部材５２が下側からバネ５３に抗して押圧されると、キャップ部５２２は当接部５２４とともに上方に押し上げられるため、コレットチャック５５は、当接部５２４によって押し上げられる。これにより、コレットチャック５５はテーパに沿って上方に移動し、径が小さくなる。その結果、コレットチャック５５によるワークＷを押圧する力が作用しなくなるため、ワークＷはコレットチャック５５から取り外し可能となる。
【００１９】
次に、ワーク加工位置検出部１について説明する。図１及び図２に示すように、ワーク加工位置検出部１は、第１ワーク支持ユニット１１、及びワーク吊り下げユニット１２により構成されている。第１ワーク支持ユニット１１は、ベース部４上に配置されている。また、ベース部４上には上部支持体４１が設けられており、ワーク吊り下げユニット１２はこの上部支持体４１に支持され、第１ワーク支持ユニット１１に支持されたワークＷを上方から把持するように構成されている。
【００２０】
まず、第１ワーク支持ユニット１１について、図４を参照しつつ説明する。図４は第１ワーク支持ユニット１１の断面図である。同図に示すように、第１ワーク支持ユニット１１は、ベース部４に支持され、軸心が上下方向に延びる筒状の支持本体１１１を備えている。支持本体１１１は、ベース部４から上方に突出するように延びており、内部には円筒状の回転支持部材１１２が配置されている。また、この回転支持部材１１２の内部には、上下方向に移動可能なプッシュロッド１１３が配置されている。回転支持部材１１２は、支持本体１１１の内部で、上部ベアリング１１４及び下部ベアリング１１５によって回転自在に支持されている。上部ベアリング１１４の下方には、ビルトインモータ（駆動部）１１６が配置されている。具体的には、回転支持部材１１２の外周面に設けられたロータ１１６１と、支持本体１１１の内部でロータ１１６１と対向するように配置されたステータ１１６２とで構成されたビルトインモータ１１６が設けられている。ステータ１１６２の外周面には、環状の溝１１６３が形成されており、この溝１１６３には、ステータ１１６２を冷却するための冷却水を導入する導入路１１６４と、導入された冷却水を排出する排出路１１６５が連結されている。なお、ビルトインモータ１１６以外であっても、回転支持部材１１２を回転できるものであれば、特には限定されない。
【００２１】
回転支持部材１１２の上端部には、上述したアーバー５が着脱自在に取り付けられる。具体的には、回転支持部材１１２の上端部に筒状の係合部材１１７が取り付けられており、この係合部材１１７が、アーバー５の貫通孔５７に下から挿入される。また、係合部材１１７の外周には２箇所において突出部１１７１が設けられており、この突出部１１７１が、アーバー５の凹部５１５に嵌まるようになっている。これにより、アーバー５は、回転支持部材１１２上で、軸周りに回転不能に支持される。
【００２２】
回転支持部材１１２の外周面において、上部ベアリング１１４の上方には、環状の被検出部１１２１が取り付けられている。そして、支持本体１１１の内部空間において、被検出部１１２１と対向する位置にはセンサ１１１１が設けられている。これにより、被検出部１１２１の回転位置、つまりアーバー５の回転位置をセンサ１１１１により検出可能となっている。また、支持本体１１１には、このセンサ１１１１により検出された回転支持部材１１２の回転位置に基づいて、回転支持部材１１２を所定の回転位置に回転させる制御部（図示省略）が設けられている。この制御部は、ビルトインモータ１１６の制御のほか、ワーク加工位置検出部１で行われる動作全般の制御を行うことができる。
【００２３】
回転支持部材１１２の内部空間は、上下方向に延びる小径部１１２２と、その下方で小径部１１２２に連続する大径部１１２３とで構成されており、この内部空間に上述したプッシュロッド１１３が挿通されている。プッシュロッド１１３は、小径部１１２２に挿通され、回転支持部材１１２の上端部、つまり係合部材１１７から突出するロッド本体１１３１と、このロッド本体１１３１の下方に連結され径が大きい筒状の押圧部１１３２とで構成されている。そして、押圧部１１３２は、内部空間の大径部１１２３内に収容されている。また、回転支持部材１１２の内部空間において、小径部１１２２と大径部１１２３との境界の段部と、押圧部１１３２との間には、プッシュロッド１１３のロッド本体１１３１に巻き付けられたバネ１１８が設けられている。このバネ１１８によって、押圧部１１３２は下方へ付勢され、これによってプッシュロッド１１３は常時は下方に付勢されている。また、プッシュロッド１１３の押圧部１１３２の外周面には上下方向に延びる凹部１１３３が形成されており、この凹部１１３３に、回転支持部材１１２の内壁面から延びる突部材１１２５が係合している。この突部材１１２５により、プッシュロッド１１３が下方に抜け落ちるのを防止するとともに、凹部１１３３が上下方向に所定の長さを有することで、プッシュロッド１１３の上下方向への移動範囲を規制している。
【００２４】
支持本体１１１に下部には、回転支持部材１１２の下方に駆動する複動型の油圧シリンダ１１９が設けられている。そして、この油圧シリンダ１１９のピストン１１９１は上下動可能となっており、下方からプッシュロッド１１３の押圧部１１３２を押圧するように構成されている。なお、常時は、プッシュロッド１１３及び回転支持部材１１２と、ピストン１１９１との間に隙間が形成されているため、回転支持部材１１２は、ピストン１１９１と干渉することなく、プッシュロッド１１３とともに回転可能となっている。
【００２５】
また、支持本体１１１の上面には、アーバー５を固定するための４つの固定部１１１３が設けられている。この点について、図５及び図６を参照しつつ説明する。図５は、支持本体の上端付近を示す断面図、図６は支持本体の動作を示す上部平面図である。
【００２６】
図５及び図６に示すように、４つの固定部１１１３は、回転支持部材１１２の周囲で、９０度おきに配置されている。各固定部１１１３は、基部１１１４と、この基部１１１４の上面に突出する軸部材１１１５と、この軸部材１１１５により回転可能なアーム１１１６と、を備えている。アーム１１１６は、基部１１１４内に収容されて図示を省略する油圧駆動機構により、水平方向の回転と上下方向移動が可能となっている。そして、図６（ａ）においては、アーバー５から離れているが、この位置から回転することで、図５及び図６（ｂ）に示すように、アーム１１１６は、アーバー５のフランジ５１４の上面に係合する。これにより、アーバー５が、上方へ抜けるが規制される。
【００２７】
また、図示を省略するが、このワーク加工位置検出部１には、アーバー５に固定されたワークＷの回転位置を検出する検出部が設けられている。この検出部で検出されたワークＷの回転位置は、上述した制御部に送信される。
【００２８】
次に、ワーク吊り下げユニット１２について説明する。図１に示すように、このワーク吊り下げユニット１２は、上部支持体４１に支持され上下方向に延びるレール１２１と、このレール１２１に沿って上下方向に移動可能な移動体１２２と、を備えている。移動体１２２にはボールネジ（図示省略）が連結されており、ボールネジの上端には、移動体１２２の昇降用モータ１２３が連結されている。
【００２９】
次に、移動体１２２について、図７及び図８を参照しつつ説明する。図７は移動体の正面図、図８は図７の側面図である。図７及び図８に示すように、この移動体１２２は、レール１２１に対して移動可能に支持されたプレート状の第１支持部材１２２１と、この第１支持部材１２２１の下方に配置された第２支持部材１２２２とを備えている。そして、両支持部材１２２１，１２２２はガイド棒１２２３にて連結されている。
【００３０】
第２支持部材１２２２には、複動型のエアシリンダ１２２４が取り付けられており、このエアシリンダ１２２４のピストン１２２５の先端１２２６に、Ｌ字型の一対のリンク部材１２２７が係合している。したがって、ピストン１２２５が上下方向に進退すると、リンク部材１２２７の下端部同士が互いに近接・離間するようになっている。
【００３１】
また、各リンク部材１２２７の下端部には、後述するように、ワークＷを挟持する挟持アーム１２２９が係合されている。図７に示すように、両挟持アーム１２２９は、正面視Ｌ字型に形成されており、その上端部は、第２支持部材１２２２の下端部に形成されたレール１２３１に支持されている。これによって、両挟持アーム１２２９は、水平方向に近接離間可能となっている。したがって、上述したように、ピストン１２２５が進退すると、ワークＷが挟持アーム１２２９にてクランプ・アンクランプされる。
【００３２】
また、第２支持部材１２２２の下端部には、両挟持アーム１２２９の間に、筒状のキャップ部材１２３２が取り付けられている。このキャップ部材１２３２は、後述するように、ワークＷの上端面に当接するように構成されている。
【００３３】
続いて、搬送部３について、図９を参照しつつ説明する。図９は搬送部の断面図である。同図に示すように、搬送部３は、ベース部４に固定される筒状の基台部３１と、この基台部３１の内部空間に沿って延びる棒状の主軸部材３２とを備えている。この主軸部材３２は、基台部３１の下端部に設けられた駆動ユニット３３により、基台部３１に沿って上下方向に移動可能に支持されるとともに、軸周りに回転可能に支持されている。主軸部材３２の上端部は、基台部３１の上端から突出しており、この上端部には、水平方向に延びる回転支持部３４が、主軸部材３２の軸周りに回転自在に支持されている。回転支持部３４の両端部には、それぞれアーバー５を着脱可能に把持するための把持ユニット３５がそれぞれ取り付けられている。そして、各把持ユニット３５はアーバー５を挟持するための一対の把持アーム３６を備えている。この把持アーム３６の開閉の制御は、基台部３１の上端に設けられたアーム制御ユニット３７により行われる。
【００３４】
次に、回転支持部３４と、把持ユニット３５について、図１０及び図１１を説明する。図１０は回転支持部３４の平面図、図１１は図１０の断面図である。回転支持部３４は、水平方向に延びる板状の部材により形成された基板部３４１を備えている。この基板部３４１の水平方向の中心部が、主軸部材３２の先端に回転自在に支持されている。そして、基板部３４１の両端部の下面には、上述した把持ユニット３５が設けられている。両把持ユニット３５の構成は同じであるため、以下では、一方の把持ユニット３５について説明する。
【００３５】
把持ユニット３５は、一対の挟持アーム３５１を備えており、基板部３４１の端部において、水平方向に所定間隔をおいて配置されている。挟持アーム３５１は、全体として、基板部３４１に沿って延びるように形成されており、長さ方向の中心部が軸部材３５２によって基板部３４１に揺動可能に固定されている。そして、各挟持アーム３５１の主軸部材３２側の基端部同士は、バネ３５３によって連結されており、これによって各挟持アーム３５１の基端部同士は、常時、離間するように付勢されている。一方、各挟持アーム３５１の先端部には、アーバー５を挟持するために円弧状に形成された挟持面３５１１が形成されている。そして、２つの挟持面３５１１が対向することで、アーバー５の円柱状の外周面を挟持することができる。具体的には、この挟持面３５１１はアーバー５の溝５１６に係合する。上記のように、各挟持アーム３５１の基端部は、バネ３５３によって常時離間するように付勢されているため、各挟持アーム３５１の挟持面３５１１同士は、常時近接し、アーバー５を挟持する方向に力が作用している。
【００３６】
次に、アーム制御ユニット３７について、図１２及び図１３を参照しつつ説明する。図１２は図１１のＡ−Ａ線断面図、図１３は図１１のＢ−Ｂ線断面図である。図１３に示すように、本実施形態では、各把持ユニット３５に対して、アーム制御ユニット３７が１つずつ設けられている。各アーム制御ユニット３７は、平面視Ｌ字型に形成されており、これらが組み合わさることで、搬送部３の基台部３１の周囲を矩形状に取り囲むように構成されている。ここでは、一方のアーム制御ユニット３７について説明する。
【００３７】
アーム制御ユニット３７は、回転支持部３４が主軸部材３２とともに下降したときに、動作し、挟持アーム３５１を開いて、アーバー５を開放するために機能する。具体的には、図１３に示すように、平面視において、基台部３１の接線方向に延び、挟持アーム３５１を作動させる作動部３７１と、この作動部３７１に対して垂直に連結され、エアシリンダによって駆動する駆動部３７２とにより、平面視Ｌ字型に形成されている。作動部３７１は、基台部３１の上端部に固定された中央支持部材３７１１を備えており、その両側に、挟持アーム３５１の基端部側を外側から挟む一対のアーム作動部材３７１２を備えている。そして、これらアーム作動部材３７１２が近接することで、挟持アーム３５１の基端部が近接するように押圧される。
【００３８】
ここでは、中央支持部材３７１１を挟んで、図１２の左側に配置されているアーム作動部を、第１アーム作動部材３７１２ａ、右側に配置されているものを第２アーム作動部材３７１２ｂと称することとする。第１アーム作動部材３７１２ａの上端には、挟持アーム３５１の基端部を押圧するための押圧ピン３７１３が設けられ、挟持アーム３５１に向かって延びている。また、第１アーム作動部材３７１２ａの下端部には、水平方向に延びる第１ロッド３７１４が固着されている。より詳細には、この第１ロッド３７１４は、第１アーム作動部材３７１２ａの下端部に設けられた貫通孔に固定されており、水平方向延びている。また、第１ロッド３７１４は、中央支持部材３７１１に形成された貫通孔に挿通され、第２アーム作動部材３７１２ｂ側にも延びている。この構成により、第１ロッド３７１４が水平方向に移動すると、これとともに第１アーム作動部材３７１２ａも移動する。また、第１アーム作動部材３７１２ａの上下方向の中間部にも、貫通孔が形成されており、この貫通孔には、第２ロッド３７１５が挿通されている。第２ロッド３７１５は第１アーム作動部材３７１２ａに固定されていないため、第１アーム作動部材３７１２ａ及び第２ロッド３７１５は、それぞれの動きに拘束されることなく、移動可能である。また、第２ロッド３７１５も、中央支持部材３７１１に形成された貫通孔に挿通され、第２アーム作動部材３７１２ｂ側にも延びている。
【００３９】
一方、第２アーム作動部材３７１２ｂも、第１アーム作動部材３７１２ａと概ね同様に構成されている。すなわち、第２アーム作動部材３７１２ｂの下端部には、貫通孔が形成されており、この貫通孔には、第１ロッド３７１４が挿通されている。但し、第１ロッド３７１４は、この貫通孔において第２アーム作動部材３７１２ｂに固定されていないため、第２アーム作動部材３７１２ｂ及び第１ロッド３７１４は、それぞれの動きに拘束されることなく、移動可能である。また、第２アーム作動部材３７１２ｂの上下方向の中間部にも貫通孔が形成されており、この貫通孔には、上述した第２ロッド３７１５が挿通され、固定されている。したがって、第２ロッド３７１５が水平方向に移動すると、これとともに第２アーム作動部材３７１２ｂも移動する。また、図１２に示すように、第２ロッド３７１５の左側の端部には、バネ３７１６が設けられており、常時、第２ロッド３７１５が右側に移動するように付勢している。
【００４０】
中央支持部材３７１１の中心付近、つまり、第１ロッド３７１４と第２ロッド３７１５との間には、水平方向に延びる軸部材３７１７が設けられている。そして、この軸部材３７１７には、棒状に延びるスイング部材３７１８が回転自在に取り付けられている。そして、このスイング部材３７１８の両端部は、両ロッド３７１４，３７１５の外周面に形成された切欠き３７００、３７０１に係合している。すなわち、スイング部材３７１８の一端部は下側に配置された第１ロッド３７１４の切欠き３７０１に係合し、スイング部材３７１８の他端部は上側に配置された第２ロッド３７１５の切欠き３７００に係合している。これにより、作動部３７１は、次のように動作する。この点について、図１４も参照しつつ説明する。
【００４１】
例えば、図１２に示す状態では、バネ３７１６によって第２ロッド３７１５が右側に付勢されているため、これに係合しているスイング部材３７１８は時計回りに付勢されている。これにより、スイング部材３７１８は第１ロッド３７１４を左側に付勢している。その結果、図１２の状態では、第１ロッド３７１４に固定された第１アーム作動部材３７１２ａは左側に移動し、第２ロッド３７１５に固定された第２アーム作動部材３７１２ｂは右側に移動する。そのたる、両アーム作動部材３７１２ａ，ｂは互いに離間し、両挟持アーム３５１の基端部から両アーム作動部材３７１２ａ，ｂが離れた状態となる。
【００４２】
この状態から、第１ロッド３７１４が右側に移動すると、これに係合しているスイング部材３７１８は、図１４に示すように、反時計回りに揺動する。これにより、スイング部材３７１８に係合した第２ロッド３７１５は左側に移動する。すなわち、両ロッド３７１４，３７１５は互い反対側に移動する。これにより、第１ロッド３７１４に固定された第１アーム作動部材３７１２ａは右側に移動し、第２ロッド３７１５に固定された第２アーム作動部材３７１２ｂは左側に移動する。その結果、両アーム作動部材３７１２ａ，ｂは近接し、両挟持アーム３５１の基端部同士が近接するように押圧する。
【００４３】
続いて、第１ロッド３７１４を駆動する駆動部３７２について説明する。図１３に示すように、駆動部３７２は、筒状の本体部３７２１と、この本体部３７２１の内部に進退自在に支持された押圧部材３７２２と、を備えている。押圧部材３７２２は、棒状に形成され、その先端部が第１ロッド３７１４の左側の端部に回転自在に設けられたローラ３７１９に当接している。一方、押圧部材３７２２の後端部には、エアシリンダ３７２３が取り付けられており、押圧部材３７２２を前進または後退させるようになっている。また、押圧部材３７２２の先端部には傾斜面３７２４が形成されており、この傾斜面３７２４がローラ３７１９と当接している。したがって、押圧部材３７２２が前進すると、ローラ３７１９を介して第１ロッド３７１４は、図１３の右側に押し遣られる。すなわち、押圧部材３７２２の傾斜面３７２４及びローラ３７１９により、押圧部材３７２２の前進運動は、これとは垂直の方向に伝達され、第１ロッド３７１４を押圧するようになっている。これにより、両アーム作動部材３７１２ａ，ｂが上述したように動作する。
【００４４】
また、押圧部材３７２２の後端部には、被検出部３７２５が取り付けられており、この被検出部３７２５を検出するセンサが本体部３７２１の２箇所に設けられている。すなわち、押圧部材３７２２が後退しているときに、被検出部３７２５を検出する第１センサ３７２６と、押圧部材３７２２が前進しているときに被検出部３７２５を検出する第２センサ３７２７が設けられている。したがって、いずれかのセンサで被検出部３７２５を検出することで、押圧部材３７２２が前進しているか、あるいは後退しているかを検知することができ、さらには、両アーム作動部材３７１２ａ，ｂが挟持アーム３５１に対して押圧しているか、あるいは離間しているかを検知することができる。
【００４５】
以上のような構成のアーム制御ユニット３７が一対設けられており、それぞれが搬送部３の把持ユニット３５を動作させるように機能している。
【００４６】
続いて、ワーク加工部２について説明する。図１に示すように、ワーク加工部２は、アーバー５を支持する第２ワーク支持ユニット２１と、ワークＷの加工を行う砥石１０を備えた工具ユニット２２と、を備えている。第２ワーク支持ユニット２１は、上述したベース部４上に配置されており、アーバー５を着脱自在に支持する支持体２１１を備えている。支持体２１１の詳細は省略するが、例えば、上述した第１ワーク支持ユニット１１と同様に、ビルトインモータにより回転可能となっており、支持体２１１上に固定されたアーバー５とともに軸周りに回転するようになっている。また、工具ユニット２２は、ベース部４上に配置されたコラム２２１と、このコラム２２１から第２ワーク支持ユニット２１に対して近接離間するサドル２２２と、を備えている。そして、サドル２２２の先端には、砥石１０が回転自在に支持されている。また、図示を省略するが、工具ユニット２２には砥石１０を回転させるためのモータ等の駆動源が配置されている。砥石１０は、円筒状に形成され、表面にねじが形成されている。そして、このねじがワークＷの歯と噛み合い、砥石１０及びワークＷが同期回転することで、ワークＷが研削される。
【００４７】
次に、上記のように構成された歯車加工装置の動作について、図１５も参照しつつ説明する。まず、アーバー５をワーク加工位置検出部１の第１ワーク支持ユニット１１及びワーク加工部２の第２ワーク支持ユニット２１に、アーバー５をそれぞれ装着する。このとき、搬送部３の回転支持部３４は下降しており、アーム制御ユニット３７が駆動することにより、回転支持部３４に設けられた各挟持アーム３５１は開かれている。すなわち、各挟持アーム３５１は、アーバー５から離間している。
【００４８】
ここで、第１ワーク支持ユニット１１においては、４つの固定部１１１３を駆動し、アーム１１１６をアーバー５のフランジ５１４上に回転させる。これにより、アーバー５が固定され、上方への移動が規制される。続いて、回転支持部材１１２の下方にある油圧シリンダ１１９を駆動し、ピストン１１９１を上方に移動させる。これにより、プッシュロッド１１３が上方に移動し、アーバー５内の押圧部５２３を上方に押し上げる。その結果、コレットチャック５５が上方に移動し、径が小さくなる。この状態で、コレットチャック５５にワークＷを嵌め込んだ後、油圧シリンダ１１９を駆動し、ピストン１１９１を下方に移動させる。これにより、プッシュロッド１１３が下方に移動し、押圧部５２３から離間する。これに伴い、押圧部５２３はバネ５３によって下方に付勢されるため、コレットチャック５５はキャップ部５２２により下方に押し下げられ、拡径する。その結果、ワークＷは、コレットチャック５５に固定される。
【００４９】
次に、検出部をワークＷの歯面に当接し、ワークＷの回転位置（位相）を割り出す。この回転位置は、制御部に送信される。続いて、ワーク吊り下げユニット１２を駆動し、キャップ部材１２３２がワークＷに接触するまで移動体１２２を下降させる。キャップ部材１２３２がワークＷに接触すると、ダンパー１２２３によりその衝撃は吸収される。こうして、ワークＷと移動体１２２とは接触し、両者の位置決めが完了する。続いて、移動体１２２のエアシリンダ１２２４を駆動し、両挟持アーム１２２９を近接させる。これにより、挟持アーム１２２９にワークＷが挟持される。
【００５０】
次に、回転支持部材１１２の下方にある油圧シリンダ１１９を駆動し、プッシュロッド１１３を上方に移動させることで、コレットチャック５５を縮径させる。これにより、ワークＷはアーバー５から取り外し可能となる。続いて、ワーク吊り下げユニット１２を駆動し、ワークＷを挟持した状態の移動体１２２を上昇させる。すなわち、アーバー５からワークＷを離間させる。このとき、ワークＷは回転することなく、移動体１２２とともに上昇する。その後、プッシュロッド１１３を下降させ、コレットチャック５５を再び拡径させる。この状態で、固定部１１１３を駆動し、アーム１１１６をアーバー５から離間させる。続いて、ビルトインモータ１１６を駆動し、回転支持部材１１２をアーバー５とともに所定の回転位置まで回転させる。このアーバー５の回転位置は、上述したワークＷの回転位置と、予め決められた所定の位相差となるような回転位置である。
【００５１】
続いて、固定部１１１３を駆動し、アーバー５のフランジ５１４とアーム１１１６とを係合させる。そして、プッシュロッド１１３を上昇させ、コレットチャック５５を縮径させる。これに続いて、ワーク吊り下げユニット１２を駆動し、移動体１２２を下降させ、ワークＷをアーバー５に装着する。この状態で、両挟持アーム１２２９を開き、ワークＷと挟持アーム１２２９とを離間させる。次に、プッシュロッド１１３を下降させ、コレットチャック５５を拡径することで、ワークＷをアーバー５に固定する。以上の工程において、検出部により回転位置を検出してから、ワークＷをアーバー５から取り外し、再び装着するまでの間、ワークＷは回転していない。したがって、ワークＷとアーバー５の位相差は、上述したように予め決められたものに設定される。
【００５２】
次に、こうして回転位置が設定されたアーバー５をワーク加工部２へ搬送する。まず、固定部１１１３を駆動し、アーム１１１６をアーバー５から離間させる。また、アーム制御ユニット３７を駆動し、両挟持アーム３５１でアーバー５を挟持する。続いて、図１５に示すように、搬送部３の主軸部材３２を上昇させた後、回転支持部を１８０度回転させる。これにより、ワーク加工位置検出部１に配置されていたアーバー５がワーク加工部２に搬送される。一方、ワーク加工部２に配置されていたアーバー５はワーク加工位置検出部１に配置される。すなわち、２つのアーバー５の位置が入れ替わる。次に、主軸部材３２を下降させる。これにより、各アーバー５が各ワーク支持ユニット１１，２１に装着される。
【００５３】
続いて、ワーク加工部２における動作について説明する。まず、アーム制御ユニット３７を駆動し、両挟持アーム３５１をアーバー５から離間させる。そして、支持体２１１をアーバー５とともに回転させ、同時に、砥石１０も回転させる。上述したように、ワークＷとアーバー５との位相差は、予め決められたものに設定されているため、この位相差に基づいて、アーバー５及びワークＷと砥石１０とが、同期回転する。これに続いて、砥石１０をワークＷに押しつけると、両者が同期回転しながら、ワークＷの研削が行われる。
【００５４】
一方、ワーク加工位置検出部１に配置されたアーバー５に対しては、上述したように、回転位置の設定を行う。すなわち、ワーク加工部２においてワークＷの加工が行われている間に、ワーク加工位置検出部１に配置されたアーバー５に対して回転位置の設定を行い、次に行われる加工に備えておく。これにより、ワークＷの加工の効率化を図ることができる。その後、上記動作を繰り返すことで、複数のワークＷを効率的に加工することができる。
【００５５】
以上のように、本実施形態によれば、検出部によりワークＷの回転位置を検出した後、回転位置を変化させずにワークＷを支持部材から離間させる。そして、検出部により検出されたワークＷの回転位置と所定の位相差となる回転位置へ、アーバー５を回転する。そのため、ワークＷをアーバー５に再度装着すると、アーバー５とワークＷとの回転位置の位相差は、予め設定されたものとなる。したがって、どのような回転位置のワークＷが支持部材に装着されたとしても、ワークＷとアーバー５との位相差は常に一定となる。その結果、この位相差でワークＷが装着されたアーバー５を、第２ワーク支持ユニット２１に搬送する際には、ワークＷの回転位置に関する情報を送信する必要がない。すなわち、ワークＷとアーバー５との位相差は、予め設定されたものであるので、加工位置では、個別に情報を得ることなく、この位相差に基づいて、ワークＷと砥石１００とを同期回転させながら、加工することができる。よって、第１ワーク支持ユニット１１と第２ワーク支持ユニット２１との間での情報の伝達を行うことなく、ワークＷの加工が可能となる。
【００５６】
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。例えば、上記実施形態では、歯車の研削加工に適用した場合について説明したが、歯車のシェービングやホーニング加工に用いることができるのは勿論である。すなわち、工具とワークとを同期回転させながら加工を行う歯車加工装置全般に適用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１  ワーク加工位置検出部
２  ワーク加工部
３  搬送部
５  アーバー
１０  砥石
１１  第１ワーク支持ユニット
１２  ワーク吊り下げユニット（ワーク移動ユニット）
２１  第２ワーク支持ユニット
２２  工具ユニット
【図１】
2015136747.tif 000003
【図２】
2015136747.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015136747.tif 000006
【図５】
2015136747.tif 000007
【図６】
2015136747.tif 000008
【図７】
2015136747.tif 000009
【図８】
2015136747.tif 000010
【図９】
2015136747.tif 000011
【図１０】
2015136747.tif 000012
【図１１】
2015136747.tif 000013
【図１２】
2015136747.tif 000014
【図１３】
2015136747.tif 000015
【図１４】
2015136747.tif 000016
【図１５】
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