JP6653339B2 - 歯車研削装置 - Google Patents

Description

本発明は、歯車研削装置に関する。

歯車は、その使用目的により、高い加工精度が求められる。高い加工精度が求められる歯車は、粗加工したワークを砥石によって研削して製作される。

歯車を研削するための装置として、特許文献１には歯車研削盤が記載されている。この歯車研削盤は、ねじ状の砥石とワークとを噛み合わせた状態で相対的に回転させることによって、ワークを研削している。歯車研削盤のベッドには、回転する砥石を移動可能に支持するコラムが設置されている。ベッドには、ワークを回転可能に支持するワークテーブルが砥石と対向するように設けられている。ワークテーブルを挟んでコラムと対向する位置に、カウンタコラムが設けられている。カウンタコラムは、装置全体の省スペース化の観点から、ベッドから鉛直方向に延びる一本の柱状に形成されている。

特許文献１に記載のカウンタコラムには、ワークをカウンタコラムの周りで旋回移動させてワークテーブルに搬送する搬送機構が取り付けられている。さらに、このカウンタコラムには、砥石をドレッシングするドレッシング装置及びワークを鉛直方向の上方から押さえるテールストック（心押具）が設置されている。

特開２００５−１１１６００号公報

ところで、上述したような歯車研削盤では、テールストック及びドレッシング装置を移動させるためのスペースをカウンタコラムの周囲に確保しなければならない。カウンタコラムの周りにスペースを確保すれば、装置全体として大きくなってしまう。

本発明は、上記課題に応えるためになされたものであって、テールストック及びドレッシング装置を移動させるためのスペースを確保しつつ、小型化を図ることが可能な歯車研削装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明の第一態様に係る歯車研削装置は、ベッドと、歯車となるワークを前記ベッド上で回転可能に支持するワークテーブルと、前記ワークを研削する砥石と、前記砥石を、砥石回転軸線を中心に回転駆動させると共に、前記ベッド上で前記ワークテーブルに対して水平方向である第一方向に移動可能に支持する砥石支持部と、前記ワークテーブルに支持された前記ワークを鉛直方向の上方から押さえることが可能なテールストックと、前記ベッド上で前記テールストックを鉛直方向への成分を含む方向に直線移動可能に、前記鉛直方向に延びる第一ガイドレールを介して支持するテールストック支持部と、前記テールストック支持部に鉛直方向への成分を含む方向に直線移動可能に、前記鉛直方向に延びる第二ガイドレールを介して支持され、前記砥石をドレッシング可能なドレッシング装置と、を備え、前記砥石回転軸線は、水平方向であって前記第一方向と直交する第二方向に延びており、前記第一方向において、前記砥石支持部から前記テールストック支持部を見た際に、前記テールストックの移動領域と、前記ドレッシング装置の移動領域とは、少なくとも一部が重なっており、前記鉛直方向から見た際に、前記テールストックの移動領域と、前記ドレッシング装置の移動領域とは重なっていない。

このような構成によれば、テールストック及びドレッシング装置を移動させるために、テールストック支持部の周囲において、鉛直方向と交差する方向に対して確保しなければならないスペースを削減できる。その結果、ベッドに対してテールストック及びドレッシング装置を設置する際に必要な面積を抑えることができる。

また、本発明の第二態様に係る歯車研削装置では、第一態様において、前記ドレッシング装置は、鉛直方向の上方から見た際に、前記テールストックの心押中心を通ると共に前記砥石回転軸線と直交する同一仮想直線と交差しており、前記砥石は、前記同一仮想直線と交差することが可能であってもよい。

このような構成とすることで、テールストック支持部の周囲において、テールストック及びドレッシング装置を移動させるために同一仮想直線と交差する方向に対して確保しなければならないペースを最小限にすることができる。これにより、歯車研削装置全体としてより小型化を図ることができる。

また、本発明の第三態様に係る歯車研削装置では、第一または第二態様において、前記ドレッシング装置は、前記テールストックよりも前記砥石支持部に近い位置に配置されていてもよい。

このような構成とすることで、ドレッシングをする際に、テールストックを避けるようにドレッシング装置を移動させる必要がない。そのため、ドレッシング装置や砥石の移動時間を小さくでき、ドレッシング時のサイクルタイムの短縮を図ることができる。

本発明によれば、テールストック及びドレッシング装置を移動させるためのスペースを確保しつつ、小型化を図ることができる。

本実施形態における歯車研削装置を模式的に示す側面図である。 本実施形態における歯車研削装置を模式的に示す上面図である。 本実施形態におけるテールストック支持部を示す斜視図である。 本実施形態におけるテールストック使用位置に位置するテールストック移動部を示す要部断面図である。 本実施形態におけるテールストック待機位置に位置するテールストック移動部を示す要部断面図である。

以下、本発明に係る実施形態について図１から図５を参照して説明する。
歯車研削装置１は、歯車となるワークＷを砥石Ｔで研削する研削装置である。歯車研削装置１では、砥石ＴとワークＷとを同期回転させながら接触させることでワークＷが研削される。ワークＷは、例えば、円盤状や円筒状に形成されている被加工対象である。ワークＷは、砥石Ｔによって、外周面に形成されている歯が研削される。

砥石Ｔは、円筒状に形成されている。砥石Ｔの外周面には、所望の歯車の歯形に対応する螺旋状の研削歯が形成されている。

歯車研削装置１は、図１及び図２に示すように、ベッド２と、ワークテーブル３と、砥石支持部４と、ドレッシング装置５と、テールストック６と、テールストック支持部７と、ドレッシング装置移動部５５と、テールストック移動部６５と、ワーク旋回搬送部８と、を備えている。

ベッド２は、図１に示すように、床面に設置される台座である。ベッド２には、ワークテーブル３と、砥石支持部４と、テールストック支持部７と、が取り付けられている。

ワークテーブル３は、ベッド２上でワークＷを回転可能に支持している。ワークテーブル３は、ワークＷを砥石Ｔと対面させることが可能な位置でベッド２に対して取り付けられている。ワークテーブル３は、鉛直方向Ｄｖに延びるテーブル軸線Ｏ３を中心としてベッド２に対して回転可能とされている。

砥石支持部４は、ワークＷを研削する砥石Ｔを回転駆動させる。砥石支持部４は、ベッド２上でワークテーブル３に対して砥石Ｔを移動可能に支持している。砥石支持部４は、図２に示すように、砥石支持部本体４１と、砥石移動部４２と、砥石駆動部４３とを有している。

砥石支持部本体４１は、ベッド２上で、ワークテーブル３に対して離れて配置されている。砥石支持部本体４１は、ワークテーブル３に対して砥石Ｔを水平方向に移動可能とされている。ここで、ベッド２に対する砥石支持部本体４１の移動方向を第一方向Ｄ１と称する。第一方向Ｄ１は、水平方向の一つであって、ベッド２の長手方向である。したがって、砥石支持部本体４１は、ワークテーブル３に対する砥石Ｔの第一方向Ｄ１の位置を調整する。

砥石移動部４２は、砥石支持部本体４１に対して鉛直方向Ｄｖに移動可能とされている。したがって、砥石移動部４２は、ワークテーブル３に対する砥石Ｔの鉛直方向Ｄｖの位置を調整する。

砥石駆動部４３は、砥石移動部４２に対して第一方向Ｄ１と直交する水平方向（第二方向Ｄ２と称する）に移動可能とされている。第二方向Ｄ２は、第一方向Ｄ１及び鉛直方向Ｄｖと直交する方向であって、ベッド２の幅方向である。砥石駆動部４３には、砥石Ｔが着脱可能に取り付けられている。砥石駆動部４３は、モータ等の駆動源の動力によって、第一方向Ｄ１と交差する方向に延びる砥石回転軸線Ｏ４を中心に砥石Ｔを回転させながら移動させる。したがって、砥石駆動部４３は、砥石Ｔを回転させつつ、ワークテーブル３に対する砥石Ｔの第二方向Ｄ２の位置を調整する。

図１及び図２に示すように、ドレッシング装置５は、砥石Ｔをドレッシング可能とされている。ドレッシング装置５は、回転駆動されるドレッシング工具を有している。ドレッシング装置５は、ドレッシング工具を砥石Ｔに接触させることで砥石Ｔを研いでいる。ドレッシング装置５は、ドレッシング装置移動部５５を介して、鉛直方向Ｄｖに移動可能にテールストック支持部７に支持されている。

テールストック支持部７は、テールストック６及びドレッシング装置５を鉛直方向Ｄｖに移動可能に支持している。テールストック支持部７は、砥石支持部４に対してワークテーブル３を挟んで第一方向Ｄ１に離れた位置に配置されている。テールストック支持部７は、図３に示すように、支持脚７１と、天板７１３と、支持脚上方連結部７２と、支持脚下方連結部７３と、固定板部７４と、第一ガイドレール７５と、第二ガイドレール７６と、上方補強部７７と、を有している。

テールストック６は、ワークテーブル３に支持されたワークＷを鉛直方向Ｄｖの上方から押さえることが可能である。

支持脚７１は、支持脚本体部７１１と、支持脚補強部７１２とを有している。支持脚本体部７１１は矩形平板状をなしている。支持脚本体部７１１は最も広い面が第二方向Ｄ２に向くように配置されている。一対の支持脚７１（７１ａ、７１ｂ）は、支持脚下方連結部７３を介して、ベッド２に対して固定されている。各支持脚７１は鉛直方向Ｄｖに延びている。各支持脚７１は第二方向Ｄ２において、テーブル軸線Ｏ３及び後述するワーク旋回軸Ｏ５を含む平面に対して、概ね等間隔となるように離間して配置されている。

第一ガイドレール７５は、支持脚上方連結部７２の砥石支持部４側に面する側に固定されている。第一ガイドレール７５は、鉛直方向Ｄｖに直線状をなして延びている。第一ガイドレール７５は二本からなり、テーブル軸線Ｏ３及び後述するワーク旋回軸Ｏ５を含む平面に対して等間隔となるように、第二方向Ｄ２に離間して配置されている。

第二ガイドレール７６は支持脚上方連結部７２の砥石支持部４側に面する側に固定されている。第二ガイドレール７６は、鉛直方向Ｄｖに直線状をなして延びている。第二ガイドレール７６は二本からなり、各第二ガイドレール７６は、テーブル軸線Ｏ３及び後述するワーク旋回軸Ｏ５を含む平面に対して、等間隔となるように、第二方向Ｄ２に離間して配置されている。この一対の第二ガイドレール７６は、一対の第一ガイドレール７５を第二方向Ｄ２の内側に挟み込むように配置されている。

テールストック移動部６５は、第一ガイドレール７５を介して、鉛直方向Ｄｖに移動可能となるように支持脚上方連結部７２に取り付けられている。テールストック移動部６５は、テールストック使用位置Ａと、テールストック待機位置Ｂとの間でテールストック６を移動させる。図４に示すように、テールストック使用位置Ａは、ワークテーブル３に取り付けられたワークＷをテールストック６が支持する位置である。テールストック使用位置Ａでは、テールストック６はワークＷを押さえている。テールストック待機位置Ｂは、図５に示すように、テールストック使用位置Ａよりも鉛直方向Ｄｖの上方であってワークＷに接触不能な位置である。

テールストック移動部６５には、テールストック６が固定されている。テールストック移動部６５は、不図示のモータ等の駆動装置によって第一ガイドレール７５に対して移動される。

ドレッシング装置移動部５５は、ドレッシング装置５を第一方向Ｄ１に移動可能に支持している。ドレッシング装置移動部５５は、第二ガイドレール７６を介して、鉛直方向Ｄｖに移動可能となるように支持脚上方連結部７２に支持されている。ドレッシング装置移動部５５は、図示しないドレッシング装置使用位置と図示しないドレッシング装置待機位置との間で、ドレッシング装置５を直線移動させる。ドレッシング装置使用位置は、砥石Ｔをドレッシング可能な位置である。つまり、ドレッシング装置使用位置は、ドレッシング工具が砥石Ｔに接触する位置である。ドレッシング装置待機位置は、ドレッシング装置使用位置よりも鉛直方向Ｄｖの上方であって、砥石Ｔに接触不能な位置である。

また、ドレッシング装置移動部５５は、鉛直方向Ｄｖの上方から見たとき、テールストック移動部６５と干渉しない構造である。このため、ドレッシング装置移動部５５やテールストック移動部６５が鉛直方向Ｄｖに移動した際に、相互に干渉しない。ドレッシング装置移動部５５は、不図示のモータ等の駆動装置によって第二ガイドレール７６に対して移動される。

鉛直方向Ｄｖの上方から見た際に、ドレッシング装置５はテールストック６よりも砥石支持部４に近い位置に配置されている。

テールストック６の移動領域は、テールストック使用位置Ａと、テールストック待機位置Ｂとを繋ぐ領域である。テールストック６の移動領域は、第一ガイドレール７５と平行に鉛直方向Ｄｖに直線状に延びている。

ドレッシング装置５の移動領域は、ドレッシング装置使用位置と、ドレッシング装置待機位置とを繋ぐ領域である。ドレッシング装置５の移動領域は、第二ガイドレール７６と平行に鉛直方向Ｄｖに直線状に延びている。テールストック６の移動領域と、ドレッシング装置５の移動領域とは、テールストック６の第二方向Ｄ２の位置とドレッシング装置５の第二方向Ｄ２の位置の一部が重なるように形成されている。

上記のような歯車研削装置１では、テールストック６及びドレッシング装置５は、移動領域が重なる位置で且つ相互に干渉することなく、各々が鉛直方向Ｄｖに移動可能に支持脚上方連結部７２に支持されている。このため、テールストック６及びドレッシング装置５を移動させるために、支持脚上方連結部７２の周囲において、第一方向Ｄ１や第二方向Ｄ２に対して確保しなければならないスペースを削減できる。その結果、テールストック支持部７の周りを旋回するようにテールストック６やドレッシング装置５を移動させる場合に比べて、歯車研削装置１全体として小型化を図ることができる。

また、テールストック移動部６５は、テールストック６を鉛直方向Ｄｖのみに移動させる。そのため、テールストック６の移動領域は、第一ガイドレール７５と平行に鉛直方向Ｄｖに対して直線状に延びている。同様に、ドレッシング装置移動部５５は、ドレッシング装置５を鉛直方向Ｄｖのみに移動させる。そのため、ドレッシング装置５の移動領域は、第二ガイドレール７６と平行に鉛直方向Ｄｖに対して直線状に延びている。したがって、移動領域が湾曲したり傾斜していたりする場合に比べて、テールストック６の移動領域及びドレッシング装置５の移動領域の長さをより短くすることができる。その結果、テールストック６やドレッシング装置５の移動時間を短くすることができる。したがって、サイクルタイムの短縮を図ることができる。

また、鉛直方向Ｄｖの上方から見た際、テールストック６及びドレッシング装置５は、砥石Ｔと第二方向Ｄ２の位置が一致するように、同一仮想直線ＶＬ上で重なって配置されている。同一仮想直線ＶＬは、具体的には、鉛直方向Ｄｖの上方から見た際、テールストック６の図示しない心押中心を通ると共に、砥石回転軸線Ｏ４と直交する直線である。同一仮想直線はＶＬ、鉛直方向Ｄｖの上方から見た際、ドレッシング装置５及び砥石Ｔの一部と交差する。そのため、支持脚上方連結部７２の周囲において、テールストック６及びドレッシング装置５を移動させるために、第二方向Ｄ２に対して確保しなければならないスペースを最小限にすることができる。これにより、歯車研削装置１全体としてより小型化を図ることができる。

また、鉛直方向Ｄｖの上方から見た際に、ドレッシング装置５はテールストック６よりも砥石支持部４に近い位置に配置されている。ドレッシング装置５は、砥石Ｔをドレッシングする際に、テールストック６よりも砥石Ｔに近づく必要がある。本実施形態では、ドレッシング装置５がテールストック６よりも砥石Ｔに近い位置に配置されていることで、ドレッシングをする際に、テールストック６を避けるようにドレッシング装置５を移動させる必要がない。そのため、ドレッシング装置５や砥石Ｔの移動量を小さくでき、ドレッシング時のサイクルタイムの短縮をはかることができる。

（実施形態の他の変形例）
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。

なお、テールストック支持部７は、本実施形態の支持脚７１を有する構造に限定されるものではない。テールストック支持部７は、テールストック６及びドレッシング装置５を鉛直方向Ｄｖに移動可能であればよい。

また、テールストック移動部６５及びドレッシング装置移動部５５は、鉛直方向のみに直線移動する構造に限定されるものではない。テールストック移動部６５及びドレッシング装置移動部５５は、鉛直方向への成分を含む方向に移動することができればよい。したがって、テールストック移動部６５及びドレッシング装置移動部５５は、砥石支持部４側からテールストック支持部７を見た際に、鉛直方向に対して傾斜した方向に移動可能とされていてもよく、湾曲した移動経路をたどるように移動可能とされていてもよい。

また、テールストック移動部６５及びドレッシング装置移動部５５は、支持脚上方連結部７２に取り付けられること限定されるものではない。テールストック移動部６５及びドレッシング装置移動部５５は、支持脚７１等のテールストック支持部７の他の場所に取り付けられていてもよい。

また、ワークＷは、本実施形態のようにワーク旋回搬送部８によって、ワーク旋回軸の周りを旋回するように搬送されることに限定されるものではない。ワークＷは、ワーク加工位置とワーク交換位置との間で移動されればよい。したがって、ワークＷは、テールストック支持部７の周りを旋回するように移動されてもよい。また、ワークＷは支持脚７１の間を第一方向Ｄ１に直線移動されてもよい。

また、テールストック６の移動領域と、ドレッシング装置５の移動領域とは、砥石支持部４側からテールストック支持部７を見た際に、少なくとも一部が重なっていればよい。したがって、テールストック６の移動領域と、ドレッシング装置５の移動領域とは、砥石支持部４側からテールストック支持部７を見た際に、テールストック６の第二方向Ｄ２の位置とドレッシング装置５の第二方向Ｄ２の位置が一部の領域で重なるように形成されていてもよく、全領域が重なるように形成されていてもよい。

１…歯車研削装置 Ｔ…砥石 Ｗ…ワーク Ｄｖ…鉛直方向 Ｄ１…第一方向 Ｄ２…第二方向 ２…ベッド ２０…ベッド上面 ３…ワークテーブル Ｏ３…テーブル軸線 ４…砥石支持部 ４１…砥石支持部本体 ４２…砥石移動部 ４３…砥石駆動部 ５…ドレッシング装置 ６…テールストック ７…テールストック支持部 ７１…支持脚 ７１３…天板 ７２…支持脚上方連結部 ７３…支持脚下方連結部 ７４…固定板部 ７５…第一ガイドレール ７６…第二ガイドレール ７７…上方補強部 ６５…テールストック移動部 ５５…ドレッシング装置移動部 ８…ワーク旋回搬送部 Ｏ５…ワーク旋回軸 Ａ…テールストック使用位置 Ｂ…テールストック待機位置

Claims (3)

1. ベッドと、
   歯車となるワークを前記ベッド上で回転可能に支持するワークテーブルと、
   前記ワークを研削する砥石と、
   前記砥石を、砥石回転軸線を中心に回転駆動させると共に、前記ベッド上で前記ワークテーブルに対して水平方向である第一方向に移動可能に支持する砥石支持部と、
   前記ワークテーブルに支持された前記ワークを鉛直方向の上方から押さえることが可能なテールストックと、
   前記ベッド上で前記テールストックを鉛直方向への成分を含む方向に直線移動可能に、前記鉛直方向に延びる第一ガイドレールを介して支持するテールストック支持部と、
   前記テールストック支持部に鉛直方向への成分を含む方向に直線移動可能に、前記鉛直方向に延びる第二ガイドレールを介して支持され、前記砥石をドレッシング可能なドレッシング装置と、を備え、
   前記砥石回転軸線は、水平方向であって前記第一方向と直交する第二方向に延びており、
   前記第一方向において、前記砥石支持部から前記テールストック支持部を見た際に、前記テールストックの移動領域と、前記ドレッシング装置の移動領域とは、少なくとも一部が重なっており、
   前記鉛直方向から見た際に、前記テールストックの移動領域と、前記ドレッシング装置の移動領域とは重なっていない歯車研削装置。
2. 前記ドレッシング装置は、鉛直方向の上方から見た際に、前記テールストックの心押中心を通ると共に前記砥石回転軸線と直交する同一仮想直線と交差しており、
   前記砥石は、前記同一仮想直線と交差することが可能である請求項１に記載の歯車研削装置。
3. 前記ドレッシング装置は、前記テールストックよりも前記砥石支持部に近い位置に配置されている請求項１または請求項２に記載の歯車研削装置。

Images