加工装置
【課題】 ウォームギヤ等の複雑な形状のワークに対するバリ取り及び面取加工を正確に効率良く実行できるようにする。
【解決手段】 本発明の加工装置１は基台２と、基台２に対して設けられワークＷを保持して回転させるワーク保持・回転手段５と、基台２に対して設けられスライダ機構７を介してワークＷに向かう方向に進退自在に構成され加工工具９を備えた加工手段１１と、加工手段１１を介して加工工具９をワークＷに向かう方向に押圧させる押圧手段１３と、加工手段１１に対して設けられ、ワークＷに当接することによりワークＷの形状に倣って加工手段１１全体を進退させる倣い手段１５とを具備し、実施の形態ワーク保持・回転手段５はワークＷを保持した状態でワークＷの回転軸Ｌの角度を調整し得るワーク軸角度調整機構２１を備えている。
【解決手段】 本発明の加工装置１は基台２と、基台２に対して設けられワークＷを保持して回転させるワーク保持・回転手段５と、基台２に対して設けられスライダ機構７を介してワークＷに向かう方向に進退自在に構成され加工工具９を備えた加工手段１１と、加工手段１１を介して加工工具９をワークＷに向かう方向に押圧させる押圧手段１３と、加工手段１１に対して設けられ、ワークＷに当接することによりワークＷの形状に倣って加工手段１１全体を進退させる倣い手段１５とを具備し、実施の形態ワーク保持・回転手段５はワークＷを保持した状態でワークＷの回転軸Ｌの角度を調整し得るワーク軸角度調整機構２１を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械による切削加工、ダイキャスト、射出成形、プレス打抜、ロストワックス鋳造、型鍛造等の方法により製造された例えばウォームギヤ等の複雑な形状の工業部品（以下、ワークという）に対してバリ取りや面取加工等を施す際に好適なワークの形状を倣う倣い手段と、ワーク表面を加工する加工手段と、ワークの姿勢を保持し回転させるワーク保持・回転手段とを備える加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械による切削加工、ダイキャスト、射出成形、プレス打抜、ロストワックス鋳造、型鍛造等の方法により製造されたワークには外周縁部に「バリ」と称されている余分な部分が生じており、製造後例えばブラッシングホイールやワイヤーホイール等の可撓性工具を使用して上記バリ取り加工を実行して製品に仕上げられている。
又、ワーク表面をワークの輪郭形状に応じて面取加工を施したり、ワークの端面等を一定の加工面精度に仕上げる必要がある場合には、エンドミル、ロータリーバ、チャンファーカッタ等の切削工具を使用して上記面取加工や仕上加工が実行されている。
【０００３】
しかしながら、従来のこの種の装置は、何れもモデルワーク等に基づいて予め設定された軌道情報に基づいて切削工具を移動させて行くものであって、全てのワークに対して画一的な切削を施す構成になっていた。
又、上記軌道情報の設定に際しては上記モデルワークの輪郭形状に沿って多数のプログラミングポイントを設定し、それらの座標値を求めなければならず、多くの労力と長い作業時間とを要していた。
そこで、本件特許出願人は、下記の特許文献１に開示されている「追従加工装置」及び下記の特許文献２に開示されている「加工装置」を提案し出願に及んでおり、ワークの輪郭形状のバラツキ等に影響を受けることなく、複雑な軌道情報の入力・記憶作業が不要で安価であり、複雑な制御を要することなく所望の加工を実行することができる加工装置の開発に成功している。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２００６５５号公報
【０００５】
【特許文献２】特開平１１−１９７９３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記従来の加工装置の構成によると次のような問題が生じていた。例えばワークＷとして図１５に示すようなウォームギヤを例にとると、螺線状に形成される歯２０１の始端部Ａと終端部Ｂにバリが現れ、これらのバリを除去するために上記従来の加工装置を使用しようとしても、隣接する歯２０１の山部２０３が邪魔になって倣い手段をワークＷに当接できないという事態が生じてしまう。
即ち、上記従来の加工装置にあっては、ワークチャックによって保持されたワークＷは垂直姿勢で保持され、当該垂直方向の回転軸を中心に常に回転するように構成されていた。従って、当該ワークＷの上方に位置する倣い手段が上記ワークＷに当接しようとしても上方に位置する始端部Ａ又は終端部Ｂの歯２０１の山部２０３が邪魔になって、当該山部２０３の下方に位置する歯２０１の谷部２０５に当接できないためウォームギヤ等のワークＷの面取加工や仕上加工に際して上記従来の加工装置を使用することは困難とされていた。
【０００７】
本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、ウォームギヤのように横断面方向だけでなく、軸方向にも輪郭形状が変化する複雑な形状のワークＷに対してバリ取り、面取り及び仕上げ等の加工を比較的簡単な構成で、正確に効率良く実行することができる加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するべく本願発明の請求項１による加工装置は、基台と、上記基台に対して設けられワークを保持して回転させるワーク保持・回転手段と、上記基台に対して設けられスライダ機構を介して上記ワークに向かう方向に進退自在に構成され加工工具を備えた加工手段と、上記加工手段を介して加工工具をワークに向かう方向に押圧させる押圧手段と、上記加工手段に対して設けられ、ワークに当接することによりワークの形状に倣って上記加工手段全体を進退させる倣い手段と、を具備してなる加工装置において、上記ワーク保持・回転手段はワークを保持した状態でワークの回転軸の角度を調整し得るワーク軸角度調整機構を備えていることを特徴とするものである。
又、請求項２による加工装置は、請求項１記載の加工装置において、上記ワーク保持・回転手段のワーク軸角度調整機構は、雄ネジが刻設されたネジ軸と、上記ネジ軸と螺合する雌ネジブロックを備えたスライドユニットと、上記スライドユニットの摺動方向の動きを揺動軸の回転方向の動きに変換するリンク機構と、上記揺動軸を備え揺動軸と一体になって揺動する揺動フレームとを具備していることを特徴とするものである。
又、請求項３による加工装置は、請求項２記載の加工装置において、上記リンク機構は、上記揺動軸と一体になって揺動する揺動アームと、該揺動アームと上記スライドユニットとを連結する連結アームとによって構成されており、
上記揺動アームには揺動アームの揺動支点を中心とする円弧状の長穴が形成されており、該長穴に挿嵌されるロックボルトを締め付けることによってワークの回転軸の角度を固定し得るロック手段が設けられていることを特徴とするものである。
又、請求項４による加工装置は、請求項３記載の加工装置において、上記ワーク保持・回転手段はワークを保持するワークチャックと、上記ワークチャックによって保持されているワークを回転させるワーク回転駆動手段と、上記ワーク軸角度調整機構と、を具備することによって構成されていることを特徴とするものである。
又、請求項５による加工装置は、請求項１乃至請求項４記載の加工装置において、上記押圧手段と加工手段との間には上記加工工具の回転軸の角度を調整し得る加工工具軸角度調整機構を備えていることを特徴とするものである。
又、請求項６による加工装置は、請求項１〜請求項５の何れかに記載の加工装置において、ワークはウォームギヤであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
以上詳述したように上記目的を達成するべく本願発明の請求項１による加工装置は、基台と、上記基台に対して設けられワークを保持して回転させるワーク保持・回転手段と、上記基台に対して設けられスライダ機構を介して上記ワークに向かう方向に進退自在に構成され加工工具を備えた加工手段と、上記加工手段を介して加工工具をワークに向かう方向に押圧させる押圧手段と、上記加工手段に対して設けられ、ワークに当接することによりワークの形状に倣って上記加工手段全体を進退させる倣い手段とを具備しており、さらに上記ワーク保持・回転手段は、ワークを保持した状態でワークの回転軸の角度を調整し得るワーク軸角度調整機構を備えているから、ワークを傾斜させた姿勢で保持し回転させることができ、上方に位置する倣い手段をウォームギヤのような複雑な形状をしたワークに対しても適用できるようになる。
又、上記ワーク保持・回転手段の軸角度調整機構を雄ネジが刻設されたネジ軸と、上記ネジ軸と螺合する雌ネジブロックを備えたスライドユニットと、上記スライドユニットの摺動方向の動きを揺動軸の回転方向の動きに変換するリンク機構と、上記揺動軸を備え揺動軸と一体になって揺動する揺動フレームとを具備することによって構成した場合には、比較的簡単な構成によってワークの軸角度を正確に調整できるようになる。
又、上記リンク機構を上記揺動軸と一体になって揺動する揺動アームと、該揺動アームと上記スライドユニットを連結する連結アームとによって構成されており、上記揺動アームには揺動アームの揺動支点を中心とする円弧状の長穴が形成されており、該長穴に挿嵌されるロックボルトを締め付けることによってワークの回転軸の角度を固定し得るロック手段が設けられている場合には、調整したワークの軸角度をロックし、安定した状態でワークを安全に回転させることができる。
又、上記ワーク保持・回転手段をワークを保持するワークチャックと、上記ワークチャックによって保持されているワークを回転させるワーク回転駆動手段と、上記ワーク軸角度調整機構とを具備することによって構成した場合には、比較的簡単な構成によって上記ワーク軸角度調整機構を頑強に保持でき、ワークの軸角度の調整を容易にする。
又、上記押圧手段と加工手段との間に上記加工工具の回転軸の角度を調整し得る加工工具軸角度調整機構を備えた場合にはワーク側の軸角度と加工工具側の軸角度の両方を調整できるようになり、さらに複雑な形状のワーク表面のバリ取り、面取り及び仕上げ等の加工が可能になる。又、ワークに対する加工手段と倣い手段の相対的な作用角度を拡大することが可能になる。
又、ワークがウォームギヤであって、その両端に残存するバリ等を面取り加工によって除去する場合に顕著な効果を発揮することになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図１乃至図１５を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図３はワーク表面のバリ取り、面取り、仕上げの各加工を実行できる加工装置の構成を示す側面図、正面図及び平面図である。
まず、本実施の形態による加工装置１は溝形鋼等の枠材を矩形枠状に組み立てた基台２を有している。この基台２の底面のコーナ部には１個ずつ、計４個（図１及び図２では２個のみを示す）の高さ調整可能な脚部３が取り付けられている。そして上記基台２にはワークＷを保持して回転させるワーク保持・回転手段５と、スライダ機構７を介して上記ワークＷに向かう方向に進退自在に構成され加工工具９を備えた加工手段１１と、上記加工手段１１を介して加工工具９をワークＷに向かう方向に押圧させる押圧手段１３と、上記加工手段１１に対して設けられ、ワークＷに当接することによりワークＷの形状に倣って上記加工手段１１全体を進退させる倣い手段１５とが設けられている。
【００１１】
図４〜図７はワークを保持して回転させるワーク保持・回転手段を示す正面図、側面図及び平面図と、正面図中のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。ワーク保持・回転手段５は本発明の特徴的構成を有する部分であり、ワークＷを保持するワークチャック１７と、上記ワークチャック１７によって保持されているワークＷを回転させるワーク回転駆動手段１９と、ワークＷを保持した状態でワークＷの回転軸Ｌの角度を調整し得るワーク軸角度調整機構２１とを備えている。
ワークチャック１７は半径方向に進退可能な３つの爪２３を備えたワークＷの保持部材であり、当該ワークチャック１７の下方には、上部に円板状のフランジ部が形成された円筒状のワーク軸２５が軸中心を一致させて上記ワークチャック１７と一体に設けられている。
【００１２】
ワーク軸２５は後述する揺動フレーム２７の底板２９に形成されている貫通穴を貫通して下方に突出するように設けられており、上記底板２９上に設けられるワーク軸ホルダ３１に対してベアリング３３、３５を介して回転自在に支承されている。
ワーク回転駆動手段１９は駆動原であるワーク軸回転モータ３７と、ワーク軸回転モータ３７の出力軸に接続されている減速機３９と、減速機３９の出力軸に取り付けられている駆動プーリ４１と、ベルト４２を介して上記駆動プーリ４１と接続されている上記ワーク軸２５の先端部に取り付けられている従動プーリ４３とを備えており、支持ブラケット４５によって揺動フレーム２７の底板２９の下面に取り付けられている。
【００１３】
ワーク軸角度調整機構２１は雄ネジが刻設されたネジ軸４７と、該ネジ軸４７と螺合する雌ネジブロック４９を備えたスライドユニット５１と、該スライドユニット５１の摺動方向の動きを揺動軸５３の回転方向の動きに変換するリンク機構５５と、上記揺動軸５３を備え、揺動軸５３と一体になって揺動する揺動フレーム２７とを具備している。
ネジ軸４７は前後方向に水平に架け渡されている周面に雄ネジが刻設されている軸部材で、基台２の側面部に取り付けられている支承ベース５７に対してベアリング５９を介して回転自在に支承されている。ネジ軸４７の手前側の端部には操作ハンドル６１が取り付けられており、この操作ハンドル６１を正転方向或いは逆転方向に回すことによって上記ネジ軸４７を回転させてスライドユニット５１を前後方向にスライドし得るようになっている。
【００１４】
スライドユニット５１は上記雌ネジブロック４９と、上記支承ベース５７に対して上記ネジ軸４７と平行に架け渡されるようにして取り付けられているガイドロッド６３と嵌合するロッドホルダ６５と、上記雌ネジブロック４９とロッドホルダ６５とを保持するスライドブロック６７とを備えている。又、スライドブロック６７の上部には後述するリンク機構５５における連結アーム６９と、連結軸７１を介して回転自在に接続される連結部７３が設けられている。
リンク機構５５は一端が上記揺動軸５３に対して固定状態で取り付けられ、該揺動軸５３を中心にして揺動軸５３と一体になって揺動する揺動アーム７５と、該揺動アーム７５と上記スライドユニット５１とを連結する上述した連結アーム６９とによって構成されている。
【００１５】
又、上記揺動アーム７５には上記揺動軸５３を中心とする円弧状の長穴７７が形成されており、該長穴７７を利用して上記基台２と揺動アーム７５との間に揺動アーム７５の動きを固定するロック手段７９が設けられている。
ロック手段７９は上記長穴７７に挿嵌されるロックボルト８１と、該ロックボルト８１と螺合する雌ネジブロック８３と、該雌ネジブロック８３を基台２に対して取り付けるための取付ブラケット８５とを備えている。又、上記ロックボルト８１の頭部には手回し式のハンドル８７が設けられている。
【００１６】
揺動フレーム２７は左右に設けられる２枚の側板８９、８９と、２枚の側板８９、８９の下面に取り付けられる底板２９とによって構成されており、上記左右の側板８９、８９の上部には左右外方に水平に張り出す２本の揺動軸５３、５３が固定状態で取り付けられている。
又、２本の揺動軸５３、５３は基台２上の左右に設けられている２つの揺動軸支承ブロック９１、９１によってベアリング９３を介して回転自在に支承されている。
そしてこのようにして構成されるワーク軸角度調整機構２１によって、ワークチャック１７によって保持されたワークＷは一例として０°〜３５°の範囲に亘って回転軸Ｌの角度を調整できるようになっている。
【００１７】
次にスライダ機構７と、加工手段１１と、押圧手段１３と、倣い手段１５の構成について説明する。図８はスライダ機構、加工手段、押圧手段及び倣い手段を示す側面図、図９は加工工具及び倣い手段周辺を拡大して示す側断面図である。
上記基台２上にはベース部１０１が設置されていて、このベース部１０１上にスライダ機構７の一部であるＹ方向スライド台１０３がガイド機構１０５を介してＹ方向となる前後方向（図１、８中左右方向）に移動可能に搭載されている。
又、Ｙ方向スライド台１０３の後部には加工工具９を備えた加工ヘッド１０７の前後位置を調整するための前後位置調整ハンドル１０９が設けられており、Ｙ方向スライド台１０３の内部には上記加工ヘッド１０７を後退させるためのエアシリンダ１１１が設けられている。
【００１８】
又、上記基台２とＹ方向スライド台１０３との間に押圧手段１３が設置されている。押圧手段１３は基台２側に取り付けられた回転体１１３と、Ｙ方向スライド台１０３側に取り付けられた回転体１１５と、これら２つの回転体１１３、１１５間に巻回されるチェーン１１７と、チェーン１１７の一端に連結され、上記エアシリンダ１１１のロッドエンドと一体に前後方向にスライドする押圧テーブル１１９と、上記チェーン１１７の他端に連結されるウエイト１２１とから構成されている。そして上記ウエイト１２１の自重によってチェーン１１７を引っ張り、上記押圧テーブル１１９を前方のワークＷ側に押し付けるように常時付勢しているのである。
【００１９】
上記押圧テーブル１１９の前端部には加工ヘッド１０７を支承するヘッドベース１２３が回動支点１２５を中心にして回動自在に直立姿勢で設けられている。又、ヘッドベース１２３の前面側にはスライダ機構７の他の一部であるＺ方向スライド台１２７がガイド機構１２９を介してＺ方向となる上下方向に移動可能に設けられている。
又、Ｚ方向スライド台１２７の上部には加工工具９を備えた加工ヘッド１０７の上下位置を調整するための上下位置調整ハンドル１３１が設けられており、Ｚ方向スライド台１２７の前面に次に述べる加工手段１１と倣い手段１５とが取り付けられている。
【００２０】
加工手段１１は上部に加工工具回転モータ１３３が設けられていて、加工工具回転モータ１３３の出力軸は図９に示すようにカップリング１３５を介してスピンドル１３７に接続されている。
又、スピンドル１３７はＺ方向スライド台１２７の前面下部から前方に張り出すように設けられているスピンドルホルダ１３９によってベアリング１４１を介して回転自在に保持されており、スピンドル１３７の下端に設けられているコレットチャック１４３によって加工工具９が上記スピンドル１３７と一体に回転するように設けられている。
尚、加工工具９としては種々の形状のものが使用でき、本実施の形態では一例として２枚刃のスクエアタイプのエンドミルを使用した。
【００２１】
倣い手段１５は上記スピンドルホルダ１３９の下面に取り付けられている前後・左右位置調整機構１４５と、前後・左右位置調整機構１４５の下部に取り付けられている倣い用スタイラス取付台１４７と、倣い用スタイラス取付台１４７に対して着脱自在に取り付けられる倣い用スタイラス１４９とを備えることによって構成されている。
前後・左右位置調整機構１４５は倣い用スタイラス１４９の位置をＹ方向である前後方向と、Ｘ方向である左右方向とに移動させることができる機構であり、Ｘ方向とＹ方向の２つのアリ溝係合構造１５１、１５３と、これらの位置を調整するための２つの調整ボルト１５５、１５７とを備えることによって構成されている。
【００２２】
倣い用スタイラス１４９はワークＷに当接して形状を倣い、その動きを加工工具９に伝えて加工工具９のワークＷに対する加工量を一定に保つための部材である。倣い用スタイラス１４９には種々の形状及び構造のものがあり、これらはワークＷの材質、大きさ、形状等によって適宜選択され、使い分けて使用される。
そして上記倣い用スタイラス１４９は上記倣い用スタイラス取付台１４７に取り付けられ、固定ボルト１５９を締め付けることによって倣い用スタイラス取付台１４７に固定される。
【００２３】
又、本実施の形態では上記押圧手段１３と、加工手段１１との間に加工工具９の回転軸Ｎの角度を調整し得る加工工具軸角度調整機構１６１が設けられている。加工工具軸角度調整機構１６１は上記押圧テーブル１１９上に設置される側面視Ｌ字形の支持ブラケット１６３と、該支持ブラケット１６３に固定されている雌ネジブロック１６５と、該雌ネジブロック１６５に螺合し、前後方向に水平に設けられているネジ軸１６７と、ネジ軸１６７の後端部に取り付けられている加工ヘッド角度調整ハンドル１６９と、ネジ軸１６７の前端部とヘッドベース１２３との間に設けられているリンク機構１７１とを備えている。
そして上記加工工具軸角度調整機構１６１によって加工工具９は一例として０°〜３５°の範囲に亘って回転軸Ｎの角度を調整できるようになっている。
【００２４】
次にこのようにして構成される本発明の加工装置１の作動態様を図１５に示すウォームギヤの面取加工を例にとって説明する。図１０〜図１４はウォームギヤの面取加工の様子を段階的に示す側面図である。
作業者はワークチャック１７にワークＷを装着して固定し、操作ハンドル６１を回してワークＷを所定の傾斜角度にしてロックボルト８１を締め付けて固定する。
次に前後位置調整ハンドル１０９と上下位置調整ハンドル１３１を回して倣い用スタイラス１４９の先端が図１０に示すようにワークＷの歯２０１の上から２番目の山部２０３と連続する上から２番目の谷部２０５に当接させる。
【００２５】
次に上下位置調整ハンドル１３１と前後・左右位置調整機構１４５とを調整することによってワークＷの形状に合った加工工具９と倣い用スタイラス１４９の位置関係を設定し、操作盤１７３に設けられている起動スイッチを押してワークＷの面取加工を開始する。
起動スイッチを押すとワーク軸回転モータ３７と加工工具回転モータ１３３とが回転を開始し、ワークＷは傾斜姿勢で回転するようになり、倣い用スタイラス１４９は押圧手段１３による押圧力でワークＷに圧接され、加工工具９は垂直姿勢で回転するようになり、ワークＷの歯２０１の最上部に位置する始端部Ａのバリ取り及び面取加工が開始される。
【００２６】
以下倣い用スタイラス１４９は図１１〜図１４に示すように２番目の谷部２０５とその上方の山部２０３との間の傾斜面２０７を伝って上方に移動し、上記山部２０３の頂部に至り、更にその上方の最上部の谷部２０５に向かって移動する。
又、加工工具９は上記倣い用スタイラス１４９の動きに合わせて一体になって移動し、上記始端部Ａの全周のバリ取り及び面取加工を実行して行く。
【００２７】
そしてワークＷの始端部Ａの面取加工が終了したら、操作盤１７３に設けられている停止スイッチを押して一旦、加工を停止し、ワークＷを付け替えてワークＷの歯２０１の終端部Ｂのバリ取り及び面取加工を上記と同様の手順で実行する。
又、ワークＷの種類によってはワークＷを傾けるだけでは所望の面取加工が実行できない場合があり、そのような場合には加工ヘッド角度調整ハンドル１６９を回して加工工具９側も傾けるようにしてより複雑な形状のワークＷにも対応できるようにする。
【００２８】
尚、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。例えば、ネジ軸４７を回転させるための操作ハンドル６１やネジ軸１６７を回転させるための加工ヘッド角度調整ハンドル１６９、或いは前後位置調整ハンドル１０９や上下位置調整ハンドル１３１に代えて或いはこれらと併用してこれらを駆動するための駆動モータ等を設け、自動的に位置調整できるようにすることも可能である。
又、上記ワーク軸角度調整機構２１や加工工具軸角度調整機構１６１の調整角度を拡大し、より広い範囲に亘ってワークＷないし加工工具９の傾斜角度を調整できるようにしたり、加工工具軸角度調整機構１６１を廃止してワーク軸角度調整機構２１のみによって種々のワークＷに対応できるように構成することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、ウォームギヤのように横断面方向だけでなく、軸方向にも輪郭形状が変化する複雑な形状のワークのバリ取り、面取加工を行う場合に好適な加工装置の製造、使用分野等で利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態を示す図で、加工装置の側面図である。
【図２】本発明の実施の形態を示す図で、加工装置の正面図である。
【図３】本発明の実施の形態を示す図で、加工装置の平面図である。
【図４】本発明の実施の形態を示す図で、ワーク保持・回転手段を示す正面図である。
【図５】本発明の実施の形態を示す図で、ワーク保持・回転手段を示す側面図である。
【図６】本発明の実施の形態を示す図で、ワーク保持・回転手段を示す平面図である。
【図７】本発明の実施の形態を示す図で、図４中のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。
【図８】本発明の実施の形態を示す図で、スライダ機構、加工手段、押圧手段及び倣い手段を示す側面図である。
【図９】本発明の実施の形態を示す図で、加工工具及び倣い手段周辺を拡大して示す側断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態を示す図で、加工工具と倣い用スライラスの加工中の移動軌跡を段階的に示す初期段階の側面図である。
【図１１】本発明の実施の形態を示す図で、加工工具と倣い用スライラスの加工中の移動軌跡を段階的に示す次の段階の側面図である。
【図１２】本発明の実施の形態を示す図で、加工工具と倣い用スライラスの加工中の移動軌跡を段階的に示す中期段階の側面図である。
【図１３】本発明の実施の形態を示す図で、加工工具と倣い用スライラスの加工中の移動軌跡を段階的に示す次の段階の側面図である。
【図１４】本発明の実施の形態を示す図で、加工工具と倣い用スライラスの加工中の移動軌跡を段階的に示す終期段階の側面図である。
【図１５】本発明の加工対象となるワークの一例を示す図で、ウォームギヤの側面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１ 加工装置
２ 基台
３ 脚部
５ ワーク保持・回転手段
７ スライダ機構
９ 加工工具
１１ 加工手段
１３ 押圧手段
１５ 倣い手段
１７ ワークチャック
１９ ワーク回転駆動手段
２１ ワーク軸角度調整機構
２３ 爪
２５ ワーク軸
２７ 揺動フレーム
２９ 底板
３１ ワーク軸ホルダ
３３ ベアリング
３５ ベアリング
３７ ワーク軸回転モータ
３９ 減速機
４１ 駆動プーリ
４２ ベルト
４３ 従動プーリ
４５ 支持ブラケット
４７ ネジ軸
４９ 雌ネジブロック
５１ スライドユニット
５３ 揺動軸
５５ リンク機構
５７ 支承ベース
５９ ベアリング
６１ 操作ハンドル
６３ ガイドロッド
６５ ロッドホルダ
６７ スライドブロック
６９ 連結アーム
７１ 連結軸
７３ 連結部
７５ 揺動アーム
７７ 長穴
７９ ロック手段
８１ ロックボルト
８３ 雌ネジブロック
８５ 取付ブラケット
８７ ハンドル
８９ 側板
９１ 揺動軸支承ブロック
９３ ベアリング
１０１ ベース部
１０３ Ｙ方向スライド台
１０５ ガイド機構
１０７ 加工ヘッド
１０９ 前後位置調整ハンドル
１１１ エアシリンダ
１１３ 回転体
１１５ 回転体
１１７ チェーン
１１９ 押圧テーブル
１２１ ウエイト
１２３ ヘッドベース
１２５ 回動支点
１２７ Ｚ方向スライド台
１２９ ガイド機構
１３１ 上下位置調整ハンドル
１３３ 加工工具回転モータ
１３５ カップリング
１３７ スピンドル
１３９ スピンドルホルダ
１４１ ベアリング
１４３ コレットチャック
１４５ 前後・左右位置調整機構
１４７ 倣い用スタイラス取付台
１４９ 倣い用スタイラス
１５１ Ｘ方向アリ溝係合構造
１５３ Ｙ方向アリ溝係合構造
１５５ Ｘ方向調整ボルト
１５７ Ｙ方向調整ボルト
１５９ 固定ボルト
１６１ 加工工具軸角度調整機構
１６３ 支持ブラケット
１６５ 雌ネジブロック
１６７ ネジ軸
１６９ 加工ヘッド角度調整ハンドル
１７１ リンク機構
１７３ 操作盤
２０１ 歯
２０３ 山部
２０５ 谷部
２０７ 傾斜面
Ｗ ワーク
Ｌ （ワークの）回転軸
Ｎ （加工工具の）回転軸
Ａ 始端部
Ｂ 終端部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械による切削加工、ダイキャスト、射出成形、プレス打抜、ロストワックス鋳造、型鍛造等の方法により製造された例えばウォームギヤ等の複雑な形状の工業部品（以下、ワークという）に対してバリ取りや面取加工等を施す際に好適なワークの形状を倣う倣い手段と、ワーク表面を加工する加工手段と、ワークの姿勢を保持し回転させるワーク保持・回転手段とを備える加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械による切削加工、ダイキャスト、射出成形、プレス打抜、ロストワックス鋳造、型鍛造等の方法により製造されたワークには外周縁部に「バリ」と称されている余分な部分が生じており、製造後例えばブラッシングホイールやワイヤーホイール等の可撓性工具を使用して上記バリ取り加工を実行して製品に仕上げられている。
又、ワーク表面をワークの輪郭形状に応じて面取加工を施したり、ワークの端面等を一定の加工面精度に仕上げる必要がある場合には、エンドミル、ロータリーバ、チャンファーカッタ等の切削工具を使用して上記面取加工や仕上加工が実行されている。
【０００３】
しかしながら、従来のこの種の装置は、何れもモデルワーク等に基づいて予め設定された軌道情報に基づいて切削工具を移動させて行くものであって、全てのワークに対して画一的な切削を施す構成になっていた。
又、上記軌道情報の設定に際しては上記モデルワークの輪郭形状に沿って多数のプログラミングポイントを設定し、それらの座標値を求めなければならず、多くの労力と長い作業時間とを要していた。
そこで、本件特許出願人は、下記の特許文献１に開示されている「追従加工装置」及び下記の特許文献２に開示されている「加工装置」を提案し出願に及んでおり、ワークの輪郭形状のバラツキ等に影響を受けることなく、複雑な軌道情報の入力・記憶作業が不要で安価であり、複雑な制御を要することなく所望の加工を実行することができる加工装置の開発に成功している。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２００６５５号公報
【０００５】
【特許文献２】特開平１１−１９７９３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記従来の加工装置の構成によると次のような問題が生じていた。例えばワークＷとして図１５に示すようなウォームギヤを例にとると、螺線状に形成される歯２０１の始端部Ａと終端部Ｂにバリが現れ、これらのバリを除去するために上記従来の加工装置を使用しようとしても、隣接する歯２０１の山部２０３が邪魔になって倣い手段をワークＷに当接できないという事態が生じてしまう。
即ち、上記従来の加工装置にあっては、ワークチャックによって保持されたワークＷは垂直姿勢で保持され、当該垂直方向の回転軸を中心に常に回転するように構成されていた。従って、当該ワークＷの上方に位置する倣い手段が上記ワークＷに当接しようとしても上方に位置する始端部Ａ又は終端部Ｂの歯２０１の山部２０３が邪魔になって、当該山部２０３の下方に位置する歯２０１の谷部２０５に当接できないためウォームギヤ等のワークＷの面取加工や仕上加工に際して上記従来の加工装置を使用することは困難とされていた。
【０００７】
本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、ウォームギヤのように横断面方向だけでなく、軸方向にも輪郭形状が変化する複雑な形状のワークＷに対してバリ取り、面取り及び仕上げ等の加工を比較的簡単な構成で、正確に効率良く実行することができる加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するべく本願発明の請求項１による加工装置は、基台と、上記基台に対して設けられワークを保持して回転させるワーク保持・回転手段と、上記基台に対して設けられスライダ機構を介して上記ワークに向かう方向に進退自在に構成され加工工具を備えた加工手段と、上記加工手段を介して加工工具をワークに向かう方向に押圧させる押圧手段と、上記加工手段に対して設けられ、ワークに当接することによりワークの形状に倣って上記加工手段全体を進退させる倣い手段と、を具備してなる加工装置において、上記ワーク保持・回転手段はワークを保持した状態でワークの回転軸の角度を調整し得るワーク軸角度調整機構を備えていることを特徴とするものである。
又、請求項２による加工装置は、請求項１記載の加工装置において、上記ワーク保持・回転手段のワーク軸角度調整機構は、雄ネジが刻設されたネジ軸と、上記ネジ軸と螺合する雌ネジブロックを備えたスライドユニットと、上記スライドユニットの摺動方向の動きを揺動軸の回転方向の動きに変換するリンク機構と、上記揺動軸を備え揺動軸と一体になって揺動する揺動フレームとを具備していることを特徴とするものである。
又、請求項３による加工装置は、請求項２記載の加工装置において、上記リンク機構は、上記揺動軸と一体になって揺動する揺動アームと、該揺動アームと上記スライドユニットとを連結する連結アームとによって構成されており、
上記揺動アームには揺動アームの揺動支点を中心とする円弧状の長穴が形成されており、該長穴に挿嵌されるロックボルトを締め付けることによってワークの回転軸の角度を固定し得るロック手段が設けられていることを特徴とするものである。
又、請求項４による加工装置は、請求項３記載の加工装置において、上記ワーク保持・回転手段はワークを保持するワークチャックと、上記ワークチャックによって保持されているワークを回転させるワーク回転駆動手段と、上記ワーク軸角度調整機構と、を具備することによって構成されていることを特徴とするものである。
又、請求項５による加工装置は、請求項１乃至請求項４記載の加工装置において、上記押圧手段と加工手段との間には上記加工工具の回転軸の角度を調整し得る加工工具軸角度調整機構を備えていることを特徴とするものである。
又、請求項６による加工装置は、請求項１〜請求項５の何れかに記載の加工装置において、ワークはウォームギヤであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
以上詳述したように上記目的を達成するべく本願発明の請求項１による加工装置は、基台と、上記基台に対して設けられワークを保持して回転させるワーク保持・回転手段と、上記基台に対して設けられスライダ機構を介して上記ワークに向かう方向に進退自在に構成され加工工具を備えた加工手段と、上記加工手段を介して加工工具をワークに向かう方向に押圧させる押圧手段と、上記加工手段に対して設けられ、ワークに当接することによりワークの形状に倣って上記加工手段全体を進退させる倣い手段とを具備しており、さらに上記ワーク保持・回転手段は、ワークを保持した状態でワークの回転軸の角度を調整し得るワーク軸角度調整機構を備えているから、ワークを傾斜させた姿勢で保持し回転させることができ、上方に位置する倣い手段をウォームギヤのような複雑な形状をしたワークに対しても適用できるようになる。
又、上記ワーク保持・回転手段の軸角度調整機構を雄ネジが刻設されたネジ軸と、上記ネジ軸と螺合する雌ネジブロックを備えたスライドユニットと、上記スライドユニットの摺動方向の動きを揺動軸の回転方向の動きに変換するリンク機構と、上記揺動軸を備え揺動軸と一体になって揺動する揺動フレームとを具備することによって構成した場合には、比較的簡単な構成によってワークの軸角度を正確に調整できるようになる。
又、上記リンク機構を上記揺動軸と一体になって揺動する揺動アームと、該揺動アームと上記スライドユニットを連結する連結アームとによって構成されており、上記揺動アームには揺動アームの揺動支点を中心とする円弧状の長穴が形成されており、該長穴に挿嵌されるロックボルトを締め付けることによってワークの回転軸の角度を固定し得るロック手段が設けられている場合には、調整したワークの軸角度をロックし、安定した状態でワークを安全に回転させることができる。
又、上記ワーク保持・回転手段をワークを保持するワークチャックと、上記ワークチャックによって保持されているワークを回転させるワーク回転駆動手段と、上記ワーク軸角度調整機構とを具備することによって構成した場合には、比較的簡単な構成によって上記ワーク軸角度調整機構を頑強に保持でき、ワークの軸角度の調整を容易にする。
又、上記押圧手段と加工手段との間に上記加工工具の回転軸の角度を調整し得る加工工具軸角度調整機構を備えた場合にはワーク側の軸角度と加工工具側の軸角度の両方を調整できるようになり、さらに複雑な形状のワーク表面のバリ取り、面取り及び仕上げ等の加工が可能になる。又、ワークに対する加工手段と倣い手段の相対的な作用角度を拡大することが可能になる。
又、ワークがウォームギヤであって、その両端に残存するバリ等を面取り加工によって除去する場合に顕著な効果を発揮することになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図１乃至図１５を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図３はワーク表面のバリ取り、面取り、仕上げの各加工を実行できる加工装置の構成を示す側面図、正面図及び平面図である。
まず、本実施の形態による加工装置１は溝形鋼等の枠材を矩形枠状に組み立てた基台２を有している。この基台２の底面のコーナ部には１個ずつ、計４個（図１及び図２では２個のみを示す）の高さ調整可能な脚部３が取り付けられている。そして上記基台２にはワークＷを保持して回転させるワーク保持・回転手段５と、スライダ機構７を介して上記ワークＷに向かう方向に進退自在に構成され加工工具９を備えた加工手段１１と、上記加工手段１１を介して加工工具９をワークＷに向かう方向に押圧させる押圧手段１３と、上記加工手段１１に対して設けられ、ワークＷに当接することによりワークＷの形状に倣って上記加工手段１１全体を進退させる倣い手段１５とが設けられている。
【００１１】
図４〜図７はワークを保持して回転させるワーク保持・回転手段を示す正面図、側面図及び平面図と、正面図中のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。ワーク保持・回転手段５は本発明の特徴的構成を有する部分であり、ワークＷを保持するワークチャック１７と、上記ワークチャック１７によって保持されているワークＷを回転させるワーク回転駆動手段１９と、ワークＷを保持した状態でワークＷの回転軸Ｌの角度を調整し得るワーク軸角度調整機構２１とを備えている。
ワークチャック１７は半径方向に進退可能な３つの爪２３を備えたワークＷの保持部材であり、当該ワークチャック１７の下方には、上部に円板状のフランジ部が形成された円筒状のワーク軸２５が軸中心を一致させて上記ワークチャック１７と一体に設けられている。
【００１２】
ワーク軸２５は後述する揺動フレーム２７の底板２９に形成されている貫通穴を貫通して下方に突出するように設けられており、上記底板２９上に設けられるワーク軸ホルダ３１に対してベアリング３３、３５を介して回転自在に支承されている。
ワーク回転駆動手段１９は駆動原であるワーク軸回転モータ３７と、ワーク軸回転モータ３７の出力軸に接続されている減速機３９と、減速機３９の出力軸に取り付けられている駆動プーリ４１と、ベルト４２を介して上記駆動プーリ４１と接続されている上記ワーク軸２５の先端部に取り付けられている従動プーリ４３とを備えており、支持ブラケット４５によって揺動フレーム２７の底板２９の下面に取り付けられている。
【００１３】
ワーク軸角度調整機構２１は雄ネジが刻設されたネジ軸４７と、該ネジ軸４７と螺合する雌ネジブロック４９を備えたスライドユニット５１と、該スライドユニット５１の摺動方向の動きを揺動軸５３の回転方向の動きに変換するリンク機構５５と、上記揺動軸５３を備え、揺動軸５３と一体になって揺動する揺動フレーム２７とを具備している。
ネジ軸４７は前後方向に水平に架け渡されている周面に雄ネジが刻設されている軸部材で、基台２の側面部に取り付けられている支承ベース５７に対してベアリング５９を介して回転自在に支承されている。ネジ軸４７の手前側の端部には操作ハンドル６１が取り付けられており、この操作ハンドル６１を正転方向或いは逆転方向に回すことによって上記ネジ軸４７を回転させてスライドユニット５１を前後方向にスライドし得るようになっている。
【００１４】
スライドユニット５１は上記雌ネジブロック４９と、上記支承ベース５７に対して上記ネジ軸４７と平行に架け渡されるようにして取り付けられているガイドロッド６３と嵌合するロッドホルダ６５と、上記雌ネジブロック４９とロッドホルダ６５とを保持するスライドブロック６７とを備えている。又、スライドブロック６７の上部には後述するリンク機構５５における連結アーム６９と、連結軸７１を介して回転自在に接続される連結部７３が設けられている。
リンク機構５５は一端が上記揺動軸５３に対して固定状態で取り付けられ、該揺動軸５３を中心にして揺動軸５３と一体になって揺動する揺動アーム７５と、該揺動アーム７５と上記スライドユニット５１とを連結する上述した連結アーム６９とによって構成されている。
【００１５】
又、上記揺動アーム７５には上記揺動軸５３を中心とする円弧状の長穴７７が形成されており、該長穴７７を利用して上記基台２と揺動アーム７５との間に揺動アーム７５の動きを固定するロック手段７９が設けられている。
ロック手段７９は上記長穴７７に挿嵌されるロックボルト８１と、該ロックボルト８１と螺合する雌ネジブロック８３と、該雌ネジブロック８３を基台２に対して取り付けるための取付ブラケット８５とを備えている。又、上記ロックボルト８１の頭部には手回し式のハンドル８７が設けられている。
【００１６】
揺動フレーム２７は左右に設けられる２枚の側板８９、８９と、２枚の側板８９、８９の下面に取り付けられる底板２９とによって構成されており、上記左右の側板８９、８９の上部には左右外方に水平に張り出す２本の揺動軸５３、５３が固定状態で取り付けられている。
又、２本の揺動軸５３、５３は基台２上の左右に設けられている２つの揺動軸支承ブロック９１、９１によってベアリング９３を介して回転自在に支承されている。
そしてこのようにして構成されるワーク軸角度調整機構２１によって、ワークチャック１７によって保持されたワークＷは一例として０°〜３５°の範囲に亘って回転軸Ｌの角度を調整できるようになっている。
【００１７】
次にスライダ機構７と、加工手段１１と、押圧手段１３と、倣い手段１５の構成について説明する。図８はスライダ機構、加工手段、押圧手段及び倣い手段を示す側面図、図９は加工工具及び倣い手段周辺を拡大して示す側断面図である。
上記基台２上にはベース部１０１が設置されていて、このベース部１０１上にスライダ機構７の一部であるＹ方向スライド台１０３がガイド機構１０５を介してＹ方向となる前後方向（図１、８中左右方向）に移動可能に搭載されている。
又、Ｙ方向スライド台１０３の後部には加工工具９を備えた加工ヘッド１０７の前後位置を調整するための前後位置調整ハンドル１０９が設けられており、Ｙ方向スライド台１０３の内部には上記加工ヘッド１０７を後退させるためのエアシリンダ１１１が設けられている。
【００１８】
又、上記基台２とＹ方向スライド台１０３との間に押圧手段１３が設置されている。押圧手段１３は基台２側に取り付けられた回転体１１３と、Ｙ方向スライド台１０３側に取り付けられた回転体１１５と、これら２つの回転体１１３、１１５間に巻回されるチェーン１１７と、チェーン１１７の一端に連結され、上記エアシリンダ１１１のロッドエンドと一体に前後方向にスライドする押圧テーブル１１９と、上記チェーン１１７の他端に連結されるウエイト１２１とから構成されている。そして上記ウエイト１２１の自重によってチェーン１１７を引っ張り、上記押圧テーブル１１９を前方のワークＷ側に押し付けるように常時付勢しているのである。
【００１９】
上記押圧テーブル１１９の前端部には加工ヘッド１０７を支承するヘッドベース１２３が回動支点１２５を中心にして回動自在に直立姿勢で設けられている。又、ヘッドベース１２３の前面側にはスライダ機構７の他の一部であるＺ方向スライド台１２７がガイド機構１２９を介してＺ方向となる上下方向に移動可能に設けられている。
又、Ｚ方向スライド台１２７の上部には加工工具９を備えた加工ヘッド１０７の上下位置を調整するための上下位置調整ハンドル１３１が設けられており、Ｚ方向スライド台１２７の前面に次に述べる加工手段１１と倣い手段１５とが取り付けられている。
【００２０】
加工手段１１は上部に加工工具回転モータ１３３が設けられていて、加工工具回転モータ１３３の出力軸は図９に示すようにカップリング１３５を介してスピンドル１３７に接続されている。
又、スピンドル１３７はＺ方向スライド台１２７の前面下部から前方に張り出すように設けられているスピンドルホルダ１３９によってベアリング１４１を介して回転自在に保持されており、スピンドル１３７の下端に設けられているコレットチャック１４３によって加工工具９が上記スピンドル１３７と一体に回転するように設けられている。
尚、加工工具９としては種々の形状のものが使用でき、本実施の形態では一例として２枚刃のスクエアタイプのエンドミルを使用した。
【００２１】
倣い手段１５は上記スピンドルホルダ１３９の下面に取り付けられている前後・左右位置調整機構１４５と、前後・左右位置調整機構１４５の下部に取り付けられている倣い用スタイラス取付台１４７と、倣い用スタイラス取付台１４７に対して着脱自在に取り付けられる倣い用スタイラス１４９とを備えることによって構成されている。
前後・左右位置調整機構１４５は倣い用スタイラス１４９の位置をＹ方向である前後方向と、Ｘ方向である左右方向とに移動させることができる機構であり、Ｘ方向とＹ方向の２つのアリ溝係合構造１５１、１５３と、これらの位置を調整するための２つの調整ボルト１５５、１５７とを備えることによって構成されている。
【００２２】
倣い用スタイラス１４９はワークＷに当接して形状を倣い、その動きを加工工具９に伝えて加工工具９のワークＷに対する加工量を一定に保つための部材である。倣い用スタイラス１４９には種々の形状及び構造のものがあり、これらはワークＷの材質、大きさ、形状等によって適宜選択され、使い分けて使用される。
そして上記倣い用スタイラス１４９は上記倣い用スタイラス取付台１４７に取り付けられ、固定ボルト１５９を締め付けることによって倣い用スタイラス取付台１４７に固定される。
【００２３】
又、本実施の形態では上記押圧手段１３と、加工手段１１との間に加工工具９の回転軸Ｎの角度を調整し得る加工工具軸角度調整機構１６１が設けられている。加工工具軸角度調整機構１６１は上記押圧テーブル１１９上に設置される側面視Ｌ字形の支持ブラケット１６３と、該支持ブラケット１６３に固定されている雌ネジブロック１６５と、該雌ネジブロック１６５に螺合し、前後方向に水平に設けられているネジ軸１６７と、ネジ軸１６７の後端部に取り付けられている加工ヘッド角度調整ハンドル１６９と、ネジ軸１６７の前端部とヘッドベース１２３との間に設けられているリンク機構１７１とを備えている。
そして上記加工工具軸角度調整機構１６１によって加工工具９は一例として０°〜３５°の範囲に亘って回転軸Ｎの角度を調整できるようになっている。
【００２４】
次にこのようにして構成される本発明の加工装置１の作動態様を図１５に示すウォームギヤの面取加工を例にとって説明する。図１０〜図１４はウォームギヤの面取加工の様子を段階的に示す側面図である。
作業者はワークチャック１７にワークＷを装着して固定し、操作ハンドル６１を回してワークＷを所定の傾斜角度にしてロックボルト８１を締め付けて固定する。
次に前後位置調整ハンドル１０９と上下位置調整ハンドル１３１を回して倣い用スタイラス１４９の先端が図１０に示すようにワークＷの歯２０１の上から２番目の山部２０３と連続する上から２番目の谷部２０５に当接させる。
【００２５】
次に上下位置調整ハンドル１３１と前後・左右位置調整機構１４５とを調整することによってワークＷの形状に合った加工工具９と倣い用スタイラス１４９の位置関係を設定し、操作盤１７３に設けられている起動スイッチを押してワークＷの面取加工を開始する。
起動スイッチを押すとワーク軸回転モータ３７と加工工具回転モータ１３３とが回転を開始し、ワークＷは傾斜姿勢で回転するようになり、倣い用スタイラス１４９は押圧手段１３による押圧力でワークＷに圧接され、加工工具９は垂直姿勢で回転するようになり、ワークＷの歯２０１の最上部に位置する始端部Ａのバリ取り及び面取加工が開始される。
【００２６】
以下倣い用スタイラス１４９は図１１〜図１４に示すように２番目の谷部２０５とその上方の山部２０３との間の傾斜面２０７を伝って上方に移動し、上記山部２０３の頂部に至り、更にその上方の最上部の谷部２０５に向かって移動する。
又、加工工具９は上記倣い用スタイラス１４９の動きに合わせて一体になって移動し、上記始端部Ａの全周のバリ取り及び面取加工を実行して行く。
【００２７】
そしてワークＷの始端部Ａの面取加工が終了したら、操作盤１７３に設けられている停止スイッチを押して一旦、加工を停止し、ワークＷを付け替えてワークＷの歯２０１の終端部Ｂのバリ取り及び面取加工を上記と同様の手順で実行する。
又、ワークＷの種類によってはワークＷを傾けるだけでは所望の面取加工が実行できない場合があり、そのような場合には加工ヘッド角度調整ハンドル１６９を回して加工工具９側も傾けるようにしてより複雑な形状のワークＷにも対応できるようにする。
【００２８】
尚、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。例えば、ネジ軸４７を回転させるための操作ハンドル６１やネジ軸１６７を回転させるための加工ヘッド角度調整ハンドル１６９、或いは前後位置調整ハンドル１０９や上下位置調整ハンドル１３１に代えて或いはこれらと併用してこれらを駆動するための駆動モータ等を設け、自動的に位置調整できるようにすることも可能である。
又、上記ワーク軸角度調整機構２１や加工工具軸角度調整機構１６１の調整角度を拡大し、より広い範囲に亘ってワークＷないし加工工具９の傾斜角度を調整できるようにしたり、加工工具軸角度調整機構１６１を廃止してワーク軸角度調整機構２１のみによって種々のワークＷに対応できるように構成することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、ウォームギヤのように横断面方向だけでなく、軸方向にも輪郭形状が変化する複雑な形状のワークのバリ取り、面取加工を行う場合に好適な加工装置の製造、使用分野等で利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態を示す図で、加工装置の側面図である。
【図２】本発明の実施の形態を示す図で、加工装置の正面図である。
【図３】本発明の実施の形態を示す図で、加工装置の平面図である。
【図４】本発明の実施の形態を示す図で、ワーク保持・回転手段を示す正面図である。
【図５】本発明の実施の形態を示す図で、ワーク保持・回転手段を示す側面図である。
【図６】本発明の実施の形態を示す図で、ワーク保持・回転手段を示す平面図である。
【図７】本発明の実施の形態を示す図で、図４中のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。
【図８】本発明の実施の形態を示す図で、スライダ機構、加工手段、押圧手段及び倣い手段を示す側面図である。
【図９】本発明の実施の形態を示す図で、加工工具及び倣い手段周辺を拡大して示す側断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態を示す図で、加工工具と倣い用スライラスの加工中の移動軌跡を段階的に示す初期段階の側面図である。
【図１１】本発明の実施の形態を示す図で、加工工具と倣い用スライラスの加工中の移動軌跡を段階的に示す次の段階の側面図である。
【図１２】本発明の実施の形態を示す図で、加工工具と倣い用スライラスの加工中の移動軌跡を段階的に示す中期段階の側面図である。
【図１３】本発明の実施の形態を示す図で、加工工具と倣い用スライラスの加工中の移動軌跡を段階的に示す次の段階の側面図である。
【図１４】本発明の実施の形態を示す図で、加工工具と倣い用スライラスの加工中の移動軌跡を段階的に示す終期段階の側面図である。
【図１５】本発明の加工対象となるワークの一例を示す図で、ウォームギヤの側面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１ 加工装置
２ 基台
３ 脚部
５ ワーク保持・回転手段
７ スライダ機構
９ 加工工具
１１ 加工手段
１３ 押圧手段
１５ 倣い手段
１７ ワークチャック
１９ ワーク回転駆動手段
２１ ワーク軸角度調整機構
２３ 爪
２５ ワーク軸
２７ 揺動フレーム
２９ 底板
３１ ワーク軸ホルダ
３３ ベアリング
３５ ベアリング
３７ ワーク軸回転モータ
３９ 減速機
４１ 駆動プーリ
４２ ベルト
４３ 従動プーリ
４５ 支持ブラケット
４７ ネジ軸
４９ 雌ネジブロック
５１ スライドユニット
５３ 揺動軸
５５ リンク機構
５７ 支承ベース
５９ ベアリング
６１ 操作ハンドル
６３ ガイドロッド
６５ ロッドホルダ
６７ スライドブロック
６９ 連結アーム
７１ 連結軸
７３ 連結部
７５ 揺動アーム
７７ 長穴
７９ ロック手段
８１ ロックボルト
８３ 雌ネジブロック
８５ 取付ブラケット
８７ ハンドル
８９ 側板
９１ 揺動軸支承ブロック
９３ ベアリング
１０１ ベース部
１０３ Ｙ方向スライド台
１０５ ガイド機構
１０７ 加工ヘッド
１０９ 前後位置調整ハンドル
１１１ エアシリンダ
１１３ 回転体
１１５ 回転体
１１７ チェーン
１１９ 押圧テーブル
１２１ ウエイト
１２３ ヘッドベース
１２５ 回動支点
１２７ Ｚ方向スライド台
１２９ ガイド機構
１３１ 上下位置調整ハンドル
１３３ 加工工具回転モータ
１３５ カップリング
１３７ スピンドル
１３９ スピンドルホルダ
１４１ ベアリング
１４３ コレットチャック
１４５ 前後・左右位置調整機構
１４７ 倣い用スタイラス取付台
１４９ 倣い用スタイラス
１５１ Ｘ方向アリ溝係合構造
１５３ Ｙ方向アリ溝係合構造
１５５ Ｘ方向調整ボルト
１５７ Ｙ方向調整ボルト
１５９ 固定ボルト
１６１ 加工工具軸角度調整機構
１６３ 支持ブラケット
１６５ 雌ネジブロック
１６７ ネジ軸
１６９ 加工ヘッド角度調整ハンドル
１７１ リンク機構
１７３ 操作盤
２０１ 歯
２０３ 山部
２０５ 谷部
２０７ 傾斜面
Ｗ ワーク
Ｌ （ワークの）回転軸
Ｎ （加工工具の）回転軸
Ａ 始端部
Ｂ 終端部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、
上記基台に対して設けられワークを保持して回転させるワーク保持・回転手段と、
上記基台に対して設けられスライダ機構を介して上記ワークに向かう方向に進退自在に構成され加工工具を備えた加工手段と、
上記加工手段を介して加工工具をワークに向かう方向に押圧させる押圧手段と、
上記加工手段に対して設けられ、ワークに当接することによりワークの形状に倣って上記加工手段全体を進退させる倣い手段と、を具備してなる加工装置において、
上記ワーク保持・回転手段はワークを保持した状態でワークの回転軸の角度を調整し得るワーク軸角度調整機構を備えていることを特徴とする加工装置。
【請求項２】
請求項１記載の加工装置において、
上記ワーク保持・回転手段のワーク軸角度調整機構は、雄ネジが刻設されたネジ軸と、
上記ネジ軸と螺合する雌ネジブロックを備えたスライドユニットと、
上記スライドユニットの摺動方向の動きを揺動軸の回転方向の動きに変換するリンク機構と、
上記揺動軸を備え揺動軸と一体になって揺動する揺動フレームとを具備していることを特徴とする加工装置。
【請求項３】
請求項２記載の加工装置において、
上記リンク機構は、上記揺動軸と一体になって揺動する揺動アームと、該揺動アームと上記スライドユニットとを連結する連結アームとによって構成されており、
上記揺動アームには揺動アームの揺動支点を中心とする円弧状の長穴が形成されており、該長穴に挿嵌されるロックボルトを締め付けることによってワークの回転軸の角度を固定し得るロック手段が設けられていることを特徴とする加工装置。
【請求項４】
請求項３記載の加工装置において、
上記ワーク保持・回転手段はワークを保持するワークチャックと、
上記ワークチャックによって保持されているワークを回転させるワーク回転駆動手段と、
上記ワーク軸角度調整機構と、を具備することによって構成されていることを特徴とする加工装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れかに記載の加工装置において、
上記押圧手段と加工手段との間には上記加工工具の回転軸の角度を調整し得る加工工具軸角度調整機構を備えていることを特徴とする加工装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れかに記載の加工装置において、
ワークはウォームギヤであることをとくとする加工装置。
【請求項１】
基台と、
上記基台に対して設けられワークを保持して回転させるワーク保持・回転手段と、
上記基台に対して設けられスライダ機構を介して上記ワークに向かう方向に進退自在に構成され加工工具を備えた加工手段と、
上記加工手段を介して加工工具をワークに向かう方向に押圧させる押圧手段と、
上記加工手段に対して設けられ、ワークに当接することによりワークの形状に倣って上記加工手段全体を進退させる倣い手段と、を具備してなる加工装置において、
上記ワーク保持・回転手段はワークを保持した状態でワークの回転軸の角度を調整し得るワーク軸角度調整機構を備えていることを特徴とする加工装置。
【請求項２】
請求項１記載の加工装置において、
上記ワーク保持・回転手段のワーク軸角度調整機構は、雄ネジが刻設されたネジ軸と、
上記ネジ軸と螺合する雌ネジブロックを備えたスライドユニットと、
上記スライドユニットの摺動方向の動きを揺動軸の回転方向の動きに変換するリンク機構と、
上記揺動軸を備え揺動軸と一体になって揺動する揺動フレームとを具備していることを特徴とする加工装置。
【請求項３】
請求項２記載の加工装置において、
上記リンク機構は、上記揺動軸と一体になって揺動する揺動アームと、該揺動アームと上記スライドユニットとを連結する連結アームとによって構成されており、
上記揺動アームには揺動アームの揺動支点を中心とする円弧状の長穴が形成されており、該長穴に挿嵌されるロックボルトを締め付けることによってワークの回転軸の角度を固定し得るロック手段が設けられていることを特徴とする加工装置。
【請求項４】
請求項３記載の加工装置において、
上記ワーク保持・回転手段はワークを保持するワークチャックと、
上記ワークチャックによって保持されているワークを回転させるワーク回転駆動手段と、
上記ワーク軸角度調整機構と、を具備することによって構成されていることを特徴とする加工装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れかに記載の加工装置において、
上記押圧手段と加工手段との間には上記加工工具の回転軸の角度を調整し得る加工工具軸角度調整機構を備えていることを特徴とする加工装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れかに記載の加工装置において、
ワークはウォームギヤであることをとくとする加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００８−２３８３８０（Ｐ２００８−２３８３８０Ａ）
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−８６２０３（Ｐ２００７−８６２０３）
【出願日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【出願人】（５９１０１３６１０）先生精機株式会社 (11)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【出願人】（５９１０１３６１０）先生精機株式会社 (11)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]