JP5734025B2

JP5734025B2 - Processing equipment

Info

Publication number: JP5734025B2
Application number: JP2011043292A
Authority: JP
Inventors: 高渋谷; 浅野　伸; 伸浅野; 恵鶴田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2011-02-28
Filing date: 2011-02-28
Publication date: 2015-06-10
Anticipated expiration: 2031-02-28
Also published as: JP2012179671A

Description

本発明は、刃を往復動することによって被加工物を切削する加工装置に関するものである。 The present invention relates to a processing apparatus that cuts a workpiece by reciprocating a blade.

ギヤシェーパ（歯車加工装置）には、主軸にカッタ（刃）が設けられ、主軸が軸線方向に往復動しながら軸線周りに回転運動することで、カッタがワーク（被加工物）を切削するものがある。カッタの往復動と回転運動の合成によって、カッタの切削動作に必要な螺旋運動が実現される。このとき、主軸の往復動は、モータによる回転運動を往復動に変えるスライダクランク機構によって与えられる。スライダクランク機構は、一端側がモータ軸に接続されるクランクアームと、一端側がクランクアームの他端側と接続されつつ、他端側が主軸と接続される連接棒からなる。 A gear shaper (gear processing device) is provided with a cutter (blade) on a main shaft, and the cutter cuts a workpiece (workpiece) by rotating around the axis while reciprocating in the axial direction. is there. By combining the reciprocating motion and the rotational motion of the cutter, the spiral motion necessary for the cutting operation of the cutter is realized. At this time, the reciprocating motion of the main shaft is given by the slider crank mechanism that changes the rotational motion by the motor to the reciprocating motion. The slider crank mechanism includes a crank arm having one end connected to the motor shaft, and a connecting rod having one end connected to the other end of the crank arm and the other end connected to the main shaft.

上記スライダクランク機構のクランクアームは、一端側にてモータによる回転運動を受けるクランク軸を有し、他端側にて連接棒に接続されるクランクピンを有する。クランク軸とクランクピンとの間の距離であるアーム長は、成形品のサイズや形状に応じて、ワークごとに変更される。特許文献１には、ギヤシェーパに関する技術が開示されている。 The crank arm of the slider crank mechanism has a crank shaft that receives rotational movement by a motor on one end side, and a crank pin that is connected to a connecting rod on the other end side. The arm length, which is the distance between the crankshaft and the crankpin, is changed for each workpiece according to the size and shape of the molded product. Patent Document 1 discloses a technique related to a gear shaper.

特開平１０−１０９２２３号公報JP-A-10-109223

ギヤシェーパは、サーボモータを使用することによって、クランク軸を一定速度で回転させるだけではなく、クランク軸の回転速度に変化をもたせることができ、複雑な運転パターンを実現できる。これによって、ギヤシェーパは、加工サイクルタイムを短縮できる。 By using a servo motor, the gear shaper can not only rotate the crankshaft at a constant speed but also change the rotational speed of the crankshaft, thereby realizing a complicated operation pattern. As a result, the gear shaper can shorten the machining cycle time.

ところで、関連技術のギヤシェーパには、図１１及び図１２に示すようなアーム長を変更できる機構（アーム長可変機構）が設けられる。アーム長可変機構は、クランクアームにてクランクピンの位置を移動させることができ、クランクピンとクランク軸の間の距離（アーム長）を変更できる。なお、クランクアームを回転させる際、アーム長は固定する。 Incidentally, the gear shaper of the related art is provided with a mechanism (arm length variable mechanism) capable of changing the arm length as shown in FIGS. The arm length variable mechanism can move the position of the crank pin by the crank arm, and can change the distance (arm length) between the crank pin and the crank shaft. When the crank arm is rotated, the arm length is fixed.

しかし、図１１及び図１２に示すアーム長可変機構は、ボールねじとばねからなる複数のアクチュエータ４１によって、アーム長を固定している。そのため、図１１及び図１２に示すアーム長可変機構は、クランクピン２０位置の固定手段の剛性が低かった。そのため、クランク軸の回転運動を複雑にすると、クランクピン２０の位置ずれが生じやすく、その結果、アーム長が変化して、加工精度が劣化するという問題があった。そのため、現状のギヤシェーパは、クランク軸を一定速度で回転させており、クランク軸の回転速度に変化をもたせることによる加工サイクルタイムの短縮化を実現することができなかった。 However, in the arm length variable mechanism shown in FIGS. 11 and 12, the arm length is fixed by a plurality of actuators 41 including ball screws and springs. Therefore, in the arm length variable mechanism shown in FIGS. 11 and 12, the rigidity of the fixing means at the position of the crank pin 20 is low. For this reason, if the rotational movement of the crankshaft is complicated, the crank pin 20 is likely to be displaced, resulting in a problem that the arm length is changed and the machining accuracy is deteriorated. For this reason, the current gear shaper rotates the crankshaft at a constant speed, and it has not been possible to reduce the machining cycle time by changing the rotational speed of the crankshaft.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、加工精度を確保しながら、加工サイクルタイムを短縮することが可能な加工装置を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a situation, Comprising: It aims at providing the processing apparatus which can shorten a processing cycle time, ensuring a processing precision.

上記課題を解決するために、本発明の加工装置は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係る加工装置は、回転軸を有するモータと、モータの回転軸と接続されるクランク軸と、クランク軸から離隔して設けられるクランクピンとを有するクランクアームと、その一端側にてクランクピンと接続される連接棒と、被加工物を切削するための刃が先端に設けられ、連接棒の他端側と接続されて軸線方向に往復動する主軸とを備え、クランクアームは、クランクピンが設けられ、クランクアームの長さ方向に対して傾斜した斜面を一面に有し、クランクアームの長さ方向に移動可能なスライダと、スライダの斜面と当接しながらスライダを押圧し、スライダの位置をクランクアーム本体に対して固定する固定部と有する。 In order to solve the above problems, the processing apparatus of the present invention employs the following means.
That is, a processing apparatus according to the present invention includes a crank arm having a motor having a rotation shaft, a crank shaft connected to the rotation shaft of the motor, a crank pin provided apart from the crank shaft, and one end thereof. A connecting rod connected to the crankpin, and a main shaft that is provided with a blade for cutting a workpiece at the tip and connected to the other end of the connecting rod and reciprocates in the axial direction. A pin is provided and has a slope inclined with respect to the length direction of the crank arm on one side, a slider movable in the length direction of the crank arm, and the slider is pressed while being in contact with the slope of the slider. It has a fixed part which fixes a position with respect to a crank arm main part.

この発明によれば、モータが駆動して回転軸が回転することによって、モータの回転軸と接続されたクランク軸が回転し、クランクピンはアーム長を半径にしてクランク軸を中心に回転する。クランクピンには、一端側に連接棒が接続されており、クランクピンの回転によって連接棒の他端側に接続された主軸が軸線方向に往復動する。そして、主軸の先端に設けられた刃が往復動しながら被加工物を切削する。クランクにあるスライダにはクランクピンが設けられており、スライダがクランクアームの長さ方向に移動することで、クランクピンも移動して、クランク軸とクランクピン間の長さ（アーム長さ）を変化させることができる。スライダの一面は、クランクアームの長さ方向に対して傾斜した斜面であり、そのスライダの斜面は、固定部と当接しながら、固定部によって押圧される。そして、スライダは、固定部によって移動不可能になり、クランクアーム本体に対して位置が固定される。 According to the present invention, when the motor is driven and the rotating shaft rotates, the crankshaft connected to the rotating shaft of the motor rotates, and the crankpin rotates around the crankshaft with the arm length as a radius. A connecting rod is connected to one end of the crankpin, and the main shaft connected to the other end of the connecting rod reciprocates in the axial direction by rotation of the crankpin. Then, the workpiece is cut while the blade provided at the tip of the main shaft reciprocates. A crank pin is provided on the slider in the crank. When the slider moves in the length direction of the crank arm, the crank pin also moves, and the length between the crank shaft and the crank pin (arm length) is reduced. Can be changed. One surface of the slider is an inclined surface inclined with respect to the length direction of the crank arm, and the inclined surface of the slider is pressed by the fixed portion while abutting the fixed portion. The slider becomes immovable by the fixing portion, and the position is fixed with respect to the crank arm body.

スライダは、クランクアームの長さ方向に対して傾斜した斜面を介して押圧力を受けることから、クランクアームの長さ方向にわたって広い面積で押圧力を受ける。そのため、複数の押圧部品によってスライダを押圧する場合に比べて少ない要素でスライダを固定できる。 Since the slider receives a pressing force through a slope inclined with respect to the length direction of the crank arm, the slider receives a pressing force in a wide area over the length direction of the crank arm. Therefore, the slider can be fixed with fewer elements than in the case where the slider is pressed by a plurality of pressing parts.

上記発明において、固定部は、スライダの斜面と当接するブロック部と、ブロック部を介してスライダを押圧する押圧部とを有し、クランクアーム本体が、スライダから受ける押圧部による押圧力に抵抗して、スライダを固定させてもよい。 In the above invention, the fixed portion has a block portion that contacts the slope of the slider and a pressing portion that presses the slider via the block portion, and the crank arm body resists the pressing force by the pressing portion received from the slider. The slider may be fixed.

この発明によれば、スライダの斜面がブロック部と当接しつつ、スライダが押圧部によってブロック部を介して押圧される。このとき、スライダは、押圧力に抵抗するクランクアーム本体によって位置が固定され、押圧部による押圧力によって移動されない。したがって、十分剛性の高い材質をブロック部に採用することで、スライダは、クランクアーム本体に対して確実に固定され、クランク軸の動作による位置ずれが生じにくい。 According to this invention, the slider is pressed through the block portion by the pressing portion while the slope of the slider is in contact with the block portion. At this time, the position of the slider is fixed by the crank arm body that resists the pressing force, and is not moved by the pressing force by the pressing portion. Therefore, by adopting a material having sufficiently high rigidity for the block portion, the slider is securely fixed to the crank arm main body and is not easily displaced due to the operation of the crankshaft.

上記発明において、押圧部は、弾性力及び磁力の少なくともいずれか一方によってスライダを押圧してもよい。 In the above invention, the pressing portion may press the slider with at least one of elastic force and magnetic force.

この発明によれば、スライダは、弾性力及び磁力の少なくともいずれか一方による押圧部によって、ブロック部を介して押圧される。弾性力による押圧部は、例えばばね部材であり、簡易な構成によってスライダを押圧でき、磁力による押圧部は、例えば電磁石であり、ばね部材に比べて確実にスライダを押圧できる。また、弾性力及び磁力の両者を使用することによって、より堅固にスライダを押圧、固定できる。 According to this invention, the slider is pressed through the block portion by the pressing portion by at least one of the elastic force and the magnetic force. The pressing part by the elastic force is, for example, a spring member, and can press the slider with a simple configuration. The pressing part by the magnetic force is, for example, an electromagnet, and can press the slider more reliably than the spring member. Moreover, the slider can be pressed and fixed more firmly by using both elastic force and magnetic force.

上記発明において、スライダは、クランクピンが設けられた本体部と、本体部に固定され、斜面を一面に有するテーパブロックとを備えてもよい。 In the above invention, the slider may include a main body provided with a crankpin, and a taper block fixed to the main body and having an inclined surface.

この発明によれば、スライダの本体部には、クランクピンが設けられつつ、テーパブロックが固定される。テーパブロックは、一面に斜面を有しており、そのテーパブロックの斜面は、上記固定部と当接しながら、固定部によって押圧される。そして、本体部とテーパブロックを有するスライダは、固定部によって移動不可能になり、クランクアーム本体に対して位置が固定される。 According to the present invention, the taper block is fixed to the main body of the slider while the crank pin is provided. The taper block has a slope on one surface, and the slope of the taper block is pressed by the fixed portion while contacting the fixed portion. And the slider which has a main-body part and a taper block becomes immovable by a fixing | fixed part, and a position is fixed with respect to a crank arm main body.

本発明によれば、加工精度を確保しながら、加工サイクルタイムを短縮することができる。 According to the present invention, the machining cycle time can be shortened while ensuring the machining accuracy.

本発明の一実施形態に係るギヤシェーパを示す概略図である。It is the schematic which shows the gear shaper which concerns on one Embodiment of this invention. クランクアームを示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows a crank arm. アーム長可変機構を示す正面図である。It is a front view which shows an arm length variable mechanism. 図３のＡ−Ａ線で切断した断面図である。It is sectional drawing cut | disconnected by the AA line of FIG. アーム長可変機構を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows an arm length variable mechanism. アーム長可変機構を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows an arm length variable mechanism. アクチュエータを示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows an actuator. アクチュエータを示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows an actuator. アクチュエータを示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows an actuator. アクチュエータを示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows an actuator. 関連技術のアーム長可変機構を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the arm length variable mechanism of related technology. 図１１のＢ−Ｂ線で切断した断面図である。It is sectional drawing cut | disconnected by the BB line of FIG.

以下に、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
図１に本発明の一実施形態に係る加工装置であるギヤシェーパ１の構成を示す。なお、本実施形態に係るギヤシャーパ１は、コンピュータによる数値制御（ＣＮＣ(Computer
Numerical Control)）によって動作する。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a configuration of a gear shaper 1 which is a processing apparatus according to an embodiment of the present invention. The gear shaper 1 according to the present embodiment has a numerical control (CNC (Computer
Operated by Numerical Control)).

ギヤシェーパ１は、テーブルに載置された被加工物（以下、「ワーク」という。）に歯車を形成するためのカッタ２（本実施形態では、一例としてピニオンカッタ）が先端（図１では下端）に設けられ、軸線方向に往復駆動されると共に軸線周りに回転駆動される主軸３、主軸３を軸線方向に往復駆動させる往復動モータ７、主軸３を軸線周りに回転駆動させる揺動回転モータ９、並びに往復動モータ７及び揺動回転モータ９を制御する制御部（図示せず。）を備えている。 The gear shaper 1 has a cutter 2 (a pinion cutter as an example in the present embodiment) for forming a gear on a workpiece (hereinafter referred to as “workpiece”) placed on a table. The main shaft 3 is reciprocally driven in the axial direction and is driven to rotate around the axis, the reciprocating motor 7 is configured to reciprocate the main shaft 3 in the axial direction, and the oscillating rotary motor 9 is configured to rotate the main shaft 3 about the axis. And a control unit (not shown) for controlling the reciprocating motor 7 and the swinging and rotating motor 9.

主軸３は、軸線方向に往復駆動可能かつ軸線周りに回転駆動可能なようにカッタヘッド（図示せず。）に支持されており、主軸３の上端は、球面軸受１０を介して連接棒（クランク杆）５の下端に連結されて、連接棒５の上端は、クランクアーム６に支持されている。そして、クランクアーム６は、往復動モータ７の駆動により回転駆動する。このため、主軸３は、連接棒５を介して上下方向に往復駆動する。なお、主軸３は、円筒もしくは多角形状とされている。 The main shaft 3 is supported by a cutter head (not shown) so as to be reciprocally driven in the axial direction and rotationally driven around the axis. The upper end of the main shaft 3 is connected to a connecting rod (crank via a spherical bearing 10). I) Connected to the lower end of 5, the upper end of the connecting rod 5 is supported by the crank arm 6. The crank arm 6 is rotationally driven by driving a reciprocating motor 7. For this reason, the main shaft 3 is reciprocated in the vertical direction via the connecting rod 5. The main shaft 3 has a cylindrical or polygonal shape.

また、主軸３には従動歯車４が設けられており、従動歯車４には駆動歯車８が噛み合っている。駆動歯車８は、揺動回転モータ９の駆動によって回転するため、主軸３は、駆動歯車８及び従動歯車４を介して揺動回転モータ９の駆動力により回転駆動する。 The main shaft 3 is provided with a driven gear 4, and the driven gear 4 is engaged with a drive gear 8. Since the drive gear 8 is rotated by the drive of the swing rotation motor 9, the main shaft 3 is rotationally driven by the driving force of the swing rotation motor 9 via the drive gear 8 and the driven gear 4.

このように、主軸３は、往復動モータ７の駆動により上下方向に往復駆動し、揺動回転モータ９の駆動により回転駆動するので、該往復駆動と該回転駆動との合成によって任意の螺旋軌道が主軸３に与えられる。従って、主軸３の下端に供えられたカッタ２は、主軸３の駆動に応じて螺旋軌道を描き、テーブルに載置されたワークを切削することとなる。 As described above, the main shaft 3 is reciprocated in the vertical direction by the drive of the reciprocating motor 7 and is rotated by the drive of the oscillating rotary motor 9. Is given to the main shaft 3. Therefore, the cutter 2 provided at the lower end of the main shaft 3 draws a spiral trajectory in accordance with the driving of the main shaft 3 and cuts the workpiece placed on the table.

次に、図１〜図１０を参照して、本実施形態のギヤシャーパ１に設けられるスライダクランク機構について説明する。スライダクランク機構は、往復動モータ７の回転運動を主軸３の往復動に変換する。スライダクランク機構は、一端側が往復動モータ７の回転軸に接続されるクランクアーム６と、一端側がクランクアーム６の他端側と接続されつつ、他端側が主軸３の上端と接続される連接棒５からなる。 Next, with reference to FIGS. 1-10, the slider crank mechanism provided in the gear sharper 1 of this embodiment is demonstrated. The slider crank mechanism converts the rotational motion of the reciprocating motor 7 into the reciprocating motion of the main shaft 3. The slider crank mechanism has a crank arm 6 having one end connected to the rotating shaft of the reciprocating motor 7 and a connecting rod having one end connected to the other end of the crank arm 6 and the other end connected to the upper end of the main shaft 3. It consists of five.

クランクアーム６は、図１及び図２に示すように、回転軸であるクランク軸２３を一端側に有し、他端側にクランクピン２０を有する。 As shown in FIGS. 1 and 2, the crank arm 6 has a crankshaft 23 that is a rotating shaft on one end side and a crankpin 20 on the other end side.

クランクアーム６は、図２〜図４に示すように、ハウジング１１を有し、さらにアーム長可変機構を有する。アーム長可変機構は、クランクアーム６にてクランクピン２０の位置を移動させることができ、クランクピン２０とクランク軸２３の間の距離（アーム長Ｌ１）を変更できる。クランクアーム６をクランク軸２３周りに回転させる際は、アーム長Ｌ１は固定される。 As shown in FIGS. 2 to 4, the crank arm 6 includes a housing 11 and further includes an arm length variable mechanism. The arm length variable mechanism can move the position of the crank pin 20 by the crank arm 6, and can change the distance (arm length L1) between the crank pin 20 and the crank shaft 23. When the crank arm 6 is rotated around the crankshaft 23, the arm length L1 is fixed.

ハウジング１１は、クランクアーム本体の一例であり、内部にアーム長可変機構、すなわちスライダ１２、基準ブロック１３、固定側テーパブロック１４、駆動側テーパブロック１５及びアクチュエータ１６などを収容する。また、ハウジング１１は、図２に示すように、クランク軸２３と連結されており、ハウジング１１内でスライダ１２がクランクアーム６の長さ方向に移動可能である。スライダ１２が移動することによって、スライダ１２に設けられたクランクピン２０とクランク軸２３の距離が変更され、アーム長Ｌ１が変わる。ハウジング１１は、スライダ１２からの押圧力を、基準ブロック１３を介して受け、押圧力に抵抗することでスライダ１２が移動しないように、スライダ１２を固定する。 The housing 11 is an example of a crank arm body, and houses an arm length variable mechanism, that is, a slider 12, a reference block 13, a fixed side taper block 14, a drive side taper block 15, an actuator 16, and the like. As shown in FIG. 2, the housing 11 is connected to the crankshaft 23, and the slider 12 can move in the length direction of the crank arm 6 in the housing 11. As the slider 12 moves, the distance between the crankpin 20 provided on the slider 12 and the crankshaft 23 is changed, and the arm length L1 is changed. The housing 11 receives the pressing force from the slider 12 through the reference block 13, and fixes the slider 12 so that the slider 12 does not move by resisting the pressing force.

クランク軸２３は、図１に示すように、往復動モータ７の回転軸と接続され、クランクアーム６は、クランク軸２３を中心にして回転する。 As shown in FIG. 1, the crankshaft 23 is connected to the rotating shaft of the reciprocating motor 7, and the crank arm 6 rotates around the crankshaft 23.

クランクピン２０は、図２〜図４に示すように、スライダ１２に設けられており、スライダ１２と共に、クランクアーム６の長さ方向に移動可能である。クランク軸２３の位置が固定されたまま、クランクピン２０が移動することによって、アーム長Ｌ１が変化する。アーム長Ｌ１は、成形品のサイズや形状に応じて、ワークごとに変更される。 As shown in FIGS. 2 to 4, the crank pin 20 is provided on the slider 12, and is movable along the length of the crank arm 6 together with the slider 12. When the crank pin 20 moves while the position of the crankshaft 23 is fixed, the arm length L1 changes. The arm length L1 is changed for each workpiece according to the size and shape of the molded product.

連接棒５は、図４に示すように、ベアリング２２を介してクランクピン２０に接続されており、クランクピン２０の軸線周りに回転可能である。 As shown in FIG. 4, the connecting rod 5 is connected to the crankpin 20 via a bearing 22 and is rotatable around the axis of the crankpin 20.

スライダ１２は、例えば直方体状の部材であり、スライダ１２の一方の側面は、基準ブロック１３が固定され、基準ブロック１３はハウジング１１に沿って摺動する。スライダ１２の他方の側面は、固定側テーパブロック１４が固定される。スライダ１２には、図４及び図５に示すように、例えば開口部２１が中心軸に沿って形成され、開口部２１内にねじ軸１７と、ねじ軸１７に螺合しているナット１８が設けられる。 The slider 12 is, for example, a rectangular parallelepiped member. A reference block 13 is fixed to one side surface of the slider 12, and the reference block 13 slides along the housing 11. The fixed side taper block 14 is fixed to the other side surface of the slider 12. As shown in FIGS. 4 and 5, for example, an opening 21 is formed along the central axis of the slider 12, and a screw shaft 17 and a nut 18 screwed into the screw shaft 17 are formed in the opening 21. Provided.

ねじ軸１７は、軸線がクランクアーム６の長さ方向、すなわちスライダ１２の移動方向に対して平行になるように設けられる。ナット１８は、スライダ１２に固定される。ねじ軸１７は、ナット１８に螺合しており、ねじ軸１７が軸線周りに回転することによって、ナット１８がねじ軸１７に沿って移動する。その結果、スライダ１２が、ナット１８と共にクランクアーム６の長さ方向に移動する。ねじ軸１７は、ボールねじでもよい。 The screw shaft 17 is provided so that the axis is parallel to the length direction of the crank arm 6, that is, the moving direction of the slider 12. The nut 18 is fixed to the slider 12. The screw shaft 17 is screwed into the nut 18, and the nut 18 moves along the screw shaft 17 as the screw shaft 17 rotates around the axis. As a result, the slider 12 moves along with the nut 18 in the length direction of the crank arm 6. The screw shaft 17 may be a ball screw.

ねじ軸１７において、ナット１８と螺合している端部と反対側の端部は、スライダ１２から突出しており、歯車１９が形成されている。歯車１９は、別に設けられた歯車２５と噛合可能であり、スライダ１２を移動させる際に、歯車２５が歯車１９の位置まで移動し、歯車２５が回転駆動することによって、歯車１９を回転させる。歯車２５は、回転軸方向に対して平行に移動可能であり、スライダ１２が固定されている間は、歯車１９と接触しない位置に離隔している。 In the screw shaft 17, the end opposite to the end engaged with the nut 18 protrudes from the slider 12, and a gear 19 is formed. The gear 19 can mesh with a separately provided gear 25, and when the slider 12 is moved, the gear 25 is moved to the position of the gear 19, and the gear 25 is rotationally driven to rotate the gear 19. The gear 25 is movable in parallel to the rotation axis direction, and is separated to a position where it does not come into contact with the gear 19 while the slider 12 is fixed.

基準ブロック１３は、スライダ１２に固定され、スライダ１２と一体化される。基準ブロック１３は、スライダ１２からの押圧力でハウジング１１に向けて押圧され、スライダ１２が移動しないようにスライダ１２を固定させる。基準ブロック１３は、例えば直方体形状であり、ハウジング１１と接触する面は、クランクアーム６の長さ方向に対して平行である。スライダ１２は、固定が解除されたとき、ハウジング１１との接触面に沿って摺動しながら、クランクアーム６の長さ方向に移動できる。すなわち、ハウジング１１と基準ブロック１３は、スライダ１２のガイド機構ともなる。 The reference block 13 is fixed to the slider 12 and integrated with the slider 12. The reference block 13 is pressed toward the housing 11 by the pressing force from the slider 12, and fixes the slider 12 so that the slider 12 does not move. The reference block 13 has a rectangular parallelepiped shape, for example, and the surface that contacts the housing 11 is parallel to the length direction of the crank arm 6. When the fixing is released, the slider 12 can move in the length direction of the crank arm 6 while sliding along the contact surface with the housing 11. That is, the housing 11 and the reference block 13 also serve as a guide mechanism for the slider 12.

固定側テーパブロック１４は、スライダ１２に固定され、スライダ１２と一体化される。固定側テーパブロック１４は、クランクアーム６の長さ方向に対して傾斜した斜面を有する。この固定側テーパブロック１４は、駆動側テーパブロック１５と当接しながら、駆動側テーパブロック１５によって押圧される。スライダ１２は、固定側テーパブロック１４の斜面を介して押圧力を受けることから、クランクアーム６の長さ方向にわたって広い面積で押圧力を受ける。そのため、本実施形態では、複数の押圧部品によってスライダ１２を押圧する場合に比べて少ない要素でスライダ１２を固定できる。 The fixed side taper block 14 is fixed to the slider 12 and integrated with the slider 12. The fixed-side taper block 14 has a slope inclined with respect to the length direction of the crank arm 6. The fixed side taper block 14 is pressed by the drive side taper block 15 while being in contact with the drive side taper block 15. Since the slider 12 receives the pressing force through the inclined surface of the fixed side taper block 14, the slider 12 receives the pressing force over a wide area over the length direction of the crank arm 6. Therefore, in this embodiment, the slider 12 can be fixed with fewer elements than when the slider 12 is pressed by a plurality of pressing components.

なお、基準ブロック１３と固定側テーパブロック１４は、スライダ１２と別に形成されて、スライダ１２に固定される場合について説明したが、本発明はこの例に限定されない。すなわち、スライダ１２自体が、ハウジング１１に接触したり、クランクアーム６の長さ方向に対して傾斜した斜面を有するように、スライダ１２の側面に斜面が形成されたりしてもよい。 Although the reference block 13 and the fixed side taper block 14 are formed separately from the slider 12 and fixed to the slider 12, the present invention is not limited to this example. That is, a slope may be formed on the side surface of the slider 12 so that the slider 12 itself contacts the housing 11 or has a slope inclined with respect to the length direction of the crank arm 6.

駆動側テーパブロック１５は、ブロック部の一例であり、固定側テーパブロック１４の斜面と当接する。駆動側テーパブロック１５は、アクチュエータ１６から押圧力を受けて、その力を固定側テーパブロック１４に伝達する。駆動側テーパブロック１５は、図３や図５等で示すとおり、クランクアーム６の長さ方向に対する角度が、固定側テーパブロック１４と同一である斜面を有し、その斜面が固定側テーパブロック１４の斜面と接触する。また、駆動側テーパブロック１５は、アクチュエータ１６と接触する面がクランクアーム６の長さ方向に対して垂直である。これによって、アクチュエータ１６による駆動力の入力方向とクランクアーム６の長さ方向が平行になる。なお、固定側テーパブロック１４を確実に押圧できれば、駆動側テーパブロック１５の斜面の角度やアクチュエータ１６と接触する面の角度は、上記角度でなくてもよい。 The drive side taper block 15 is an example of a block portion, and abuts against the inclined surface of the fixed side taper block 14. The drive side taper block 15 receives a pressing force from the actuator 16 and transmits the force to the fixed side taper block 14. The drive side taper block 15 has a slope whose angle with respect to the length direction of the crank arm 6 is the same as that of the fixed side taper block 14, as shown in FIGS. In contact with the slope. Further, the drive-side taper block 15 has a surface that contacts the actuator 16 perpendicular to the length direction of the crank arm 6. As a result, the input direction of the driving force by the actuator 16 and the length direction of the crank arm 6 become parallel. Note that the angle of the inclined surface of the drive-side taper block 15 and the angle of the surface in contact with the actuator 16 may not be the above angles as long as the fixed-side taper block 14 can be reliably pressed.

アクチュエータ１６は、押圧部の一例であり、駆動側テーパブロック１５を介して固定側テーパブロック１４及びスライダ１２を押圧する。駆動側テーパブロック１５とアクチュエータ１６によって固定部が構成される。 The actuator 16 is an example of a pressing portion, and presses the fixed side taper block 14 and the slider 12 via the drive side taper block 15. The drive side taper block 15 and the actuator 16 constitute a fixed portion.

ハウジング１１と接触しつつスライダ１２を固定する基準ブロック１３、固定側テーパブロック１４、及び駆動側テーパブロック１５は、例えば金属製のブロック状部材である。十分剛性の高い材質を基準ブロック１３、固定側テーパブロック１４、及び駆動側テーパブロック１５に採用することで、スライダ１２は、ハウジング１１に対して確実に固定され、クランク軸２３の動作による位置ずれが生じにくい。したがって、スライダ１２は、基準ブロック１３、固定側テーパブロック１４及び駆動側テーパブロック１５によって、確実に固定される。そのため、スライダ１２は、アーム長可変機構によって移動可能であるが、クランク軸２３の回転運動による影響を受けにくくなり、クランクピン２０の位置ずれが生じにくくなる。 The reference block 13, the fixed side taper block 14, and the drive side taper block 15 that fix the slider 12 while being in contact with the housing 11 are, for example, metal block-like members. By adopting a sufficiently high-stiffness material for the reference block 13, the fixed side taper block 14, and the drive side taper block 15, the slider 12 is securely fixed to the housing 11, and the position shift due to the operation of the crankshaft 23. Is unlikely to occur. Therefore, the slider 12 is securely fixed by the reference block 13, the fixed side taper block 14, and the drive side taper block 15. Therefore, although the slider 12 can be moved by the arm length variable mechanism, the slider 12 is hardly affected by the rotational movement of the crankshaft 23, and the crank pin 20 is not easily displaced.

アクチュエータ１６は、例えば、図７及び図８に示すように、ケース３１と、ケース３１に収容されたピストン３２、ばね３３及び油圧機構３４からなる。ここで、ばね３３は、圧縮ばねである。 For example, as shown in FIGS. 7 and 8, the actuator 16 includes a case 31, a piston 32 housed in the case 31, a spring 33, and a hydraulic mechanism 34. Here, the spring 33 is a compression spring.

アーム長Ｌ１を固定するため、スライダ１２をハウジング１１に対して固定する場合、アクチュエータ１６のばね３３の付勢力によって、ピストン３２が駆動側テーパブロック１５を押圧する。一方、スライダ１２を移動させる場合、油圧機構３４によってピストン３２を押圧方向に対して反対方向に移動させ、ピストン３２による押圧を解除する。これによって、例えば図６に示すように、固定側テーパブロック１４及びスライダ１２は、駆動側テーパブロック１５に対して自由になり、スライダ１２はクランクアーム６の長さ方向に移動可能になる。その結果、アーム長Ｌ１を変更できる。 When the slider 12 is fixed to the housing 11 in order to fix the arm length L1, the piston 32 presses the drive side taper block 15 by the biasing force of the spring 33 of the actuator 16. On the other hand, when moving the slider 12, the piston 32 is moved in the opposite direction to the pressing direction by the hydraulic mechanism 34, and the pressing by the piston 32 is released. As a result, for example, as shown in FIG. 6, the fixed side taper block 14 and the slider 12 become free with respect to the drive side taper block 15, and the slider 12 can move in the length direction of the crank arm 6. As a result, the arm length L1 can be changed.

次に、アクチュエータ１６の変形例について説明する。アクチュエータ１６は、例えば、図９及び図１０に示すように、ケース３１と、ケース３１に収容されたピストン３２、ばね３６及び電磁石３５からなってもよい。ここで、ばね３６は、上記例のばね３３と異なり引張りばねである。 Next, a modified example of the actuator 16 will be described. For example, as shown in FIGS. 9 and 10, the actuator 16 may include a case 31, a piston 32 housed in the case 31, a spring 36, and an electromagnet 35. Here, unlike the spring 33 in the above example, the spring 36 is a tension spring.

アーム長Ｌ１を固定するため、スライダ１２をハウジング１１に対して固定する場合、電磁石３５をＯＮにして、ピストン３２と電磁石３５が互いに引き合う方向の磁力によって、ピストン３２が駆動側テーパブロック１５を押圧する。一方、スライダ１２を移動させる場合、電磁石３５をＯＦＦにして、磁力を解除し、ばね３６によってピストン３２を押圧方向に対して反対方向に移動させ、ピストン３２による押圧を解除する。図９及び図１０に示す電磁石３５を用いたアクチュエータ１６によれば、圧縮ばねであるばね３３によるアクチュエータ１６の固定に比べて、スライダ１２の保持力が強くなり、信頼性も向上させることができる。 When fixing the slider 12 to the housing 11 in order to fix the arm length L1, the electromagnet 35 is turned ON, and the piston 32 presses the drive side taper block 15 by the magnetic force in the direction in which the piston 32 and the electromagnet 35 attract each other. To do. On the other hand, when the slider 12 is moved, the electromagnet 35 is turned off to release the magnetic force, the piston 32 is moved in the opposite direction to the pressing direction by the spring 36, and the pressing by the piston 32 is released. According to the actuator 16 using the electromagnet 35 shown in FIGS. 9 and 10, the holding force of the slider 12 becomes stronger and the reliability can be improved as compared with the fixing of the actuator 16 by the spring 33 which is a compression spring. .

なお、引張りばねであるばね３６ではなく圧縮ばねを設けて、その圧縮ばねと電磁石によって駆動側テーパブロック１５に押圧力を付与したり、押圧を解除したりするようにしてもよい。電磁石と圧縮ばねによる付勢力によって、更にスライダ１２の保持力を高めることができる。 A compression spring may be provided instead of the spring 36 that is a tension spring, and a pressing force may be applied to the driving side taper block 15 by the compression spring and an electromagnet, or the pressing may be released. The holding force of the slider 12 can be further increased by the biasing force generated by the electromagnet and the compression spring.

次に、本実施形態に係るギヤシェーパ１におけるアーム長可変機構の作用効果について説明する。
ギヤシェーパ１では、成形品のサイズや形状に応じて、ワークごとにアーム長Ｌ１が変更される。アーム長Ｌ１が変更されることによって、主軸３の往復動ストロークが調整され得る。 Next, the effect of the arm length variable mechanism in the gear shaper 1 according to this embodiment will be described.
In the gear shaper 1, the arm length L1 is changed for each workpiece in accordance with the size and shape of the molded product. The reciprocating stroke of the main shaft 3 can be adjusted by changing the arm length L1.

アーム長Ｌ１の変更は、クランクピン２０の位置調整によって行う。本実施形態のクランクピン２０は、スライダ１２に設けられているため、スライダ１２を移動させることによって、クランクピン２０の位置を調整できる。 The arm length L1 is changed by adjusting the position of the crankpin 20. Since the crankpin 20 of the present embodiment is provided on the slider 12, the position of the crankpin 20 can be adjusted by moving the slider 12.

以下、アーム長Ｌ１を変更するための動作を説明する。
スライダ１２は、固定時、アクチュエータ１６によって、駆動側テーパブロック１５と固定側テーパブロック１４を介して押圧されている。そこでまず、スライダ１２に対するアクチュエータ１６による押圧を解除する。これによって、固定側テーパブロック１４とスライダ１２は、駆動側テーパブロック１５に対して自由になり、スライダ１２は、クランクアーム６の長さ方向に移動可能になる。 Hereinafter, an operation for changing the arm length L1 will be described.
The slider 12 is pressed by the actuator 16 through the drive side taper block 15 and the fixed side taper block 14 when fixed. Therefore, first, the pressure applied to the slider 12 by the actuator 16 is released. As a result, the fixed taper block 14 and the slider 12 are free with respect to the drive taper block 15, and the slider 12 can move in the length direction of the crank arm 6.

そして、スライダ１２は、ナット１８に螺合するねじ軸１７の回転によって移動される。ねじ軸１７は、先端に設けられた歯車１９が駆動側の歯車２５と噛合して回転力を受けることによって回転する。そして、アーム長Ｌ１が所望の長さになるまで、ねじ軸１７を回転させて、スライダ１２を移動させる。 The slider 12 is moved by the rotation of the screw shaft 17 that is screwed into the nut 18. The screw shaft 17 rotates when a gear 19 provided at the tip meshes with the driving gear 25 and receives a rotational force. Then, the screw shaft 17 is rotated and the slider 12 is moved until the arm length L1 becomes a desired length.

アーム長Ｌ１が所望の長さになり、スライダ１２の移動が完了した後は、アクチュエータ１６が、駆動側テーパブロック１５を押圧する。その結果、駆動側テーパブロック１５及び固定側テーパブロック１４を介して、スライダ１２がアクチュエータ１６によって押圧され、スライダ１２は、ハウジング１１に対して固定される。 After the arm length L1 becomes a desired length and the movement of the slider 12 is completed, the actuator 16 presses the drive side taper block 15. As a result, the slider 12 is pressed by the actuator 16 via the drive side taper block 15 and the fixed side taper block 14, and the slider 12 is fixed to the housing 11.

本実施形態のアーム長可変機構によれば、関連技術のスライダ１２の固定方法に比べて、部材数が少なく、さらにばね要素を低減しているため、剛性が向上する。すなわち、関連技術のスライダ１２は、図１１及び図１２に示すように、複数のアクチュエータ４１によって固定されている。そして、各アクチュエータ４１は、ボールねじとばねからなる機構であり、スライダ１２の保持のためにばね要素が多く、剛性が低かった。そのため、クランク軸の回転運動を複雑にすることで、クランクピン２０の位置ずれが生じやすく、その結果、アーム長Ｌ１が変化して、加工精度が劣化するという問題があった。 According to the arm length variable mechanism of this embodiment, since the number of members is small and the number of spring elements is further reduced as compared with the fixing method of the slider 12 of the related art, the rigidity is improved. In other words, the slider 12 of the related art is fixed by a plurality of actuators 41 as shown in FIGS. Each actuator 41 is a mechanism composed of a ball screw and a spring, and there are many spring elements for holding the slider 12, and the rigidity is low. Therefore, by complicating the rotational movement of the crankshaft, the crank pin 20 is liable to be displaced, resulting in a problem that the arm length L1 changes and the machining accuracy deteriorates.

一方、本実施形態によれば、上述のとおり、スライダ１２の固定において剛性が向上するため、クランク軸２３の回転運動を複雑にしても、アーム長Ｌ１が変化しにくい。したがって、ギヤシェーパ１にてサーボモータを使用することによって、クランク軸２３を一定速度で回転させるだけではなく、クランク軸２３の回転速度に変化をもたせることができ、複雑な運転パターンを実現できる。これによって、ギヤシェーパ１は、加工精度を保持したまま、加工サイクルタイムを短縮できる。 On the other hand, according to the present embodiment, as described above, since the rigidity is improved in fixing the slider 12, even if the rotational motion of the crankshaft 23 is complicated, the arm length L1 is not easily changed. Therefore, by using the servomotor in the gear shaper 1, not only the crankshaft 23 can be rotated at a constant speed, but also the rotational speed of the crankshaft 23 can be changed, and a complicated operation pattern can be realized. As a result, the gear shaper 1 can shorten the machining cycle time while maintaining the machining accuracy.

例えば、関連技術のようにクランク軸の回転速度が一定である場合、カッタ２の切削時と非切削時の周期は同一であるが、本実施形態は、クランク軸２３の回転速度に変化をもたせることができるため、非切削時にかかる時間を切削時に比べて短くすることができ、加工サイクルタイムを短縮できる。 For example, when the rotation speed of the crankshaft is constant as in the related art, the period when the cutter 2 is cut and the time when the cutter 2 is not cut are the same, but in this embodiment, the rotation speed of the crankshaft 23 is changed. Therefore, the time required for non-cutting can be made shorter than that for cutting, and the processing cycle time can be shortened.

また、関連技術のようにクランク軸の回転速度が一定である場合、主軸３の直線運動は正弦関数で表され、主軸３の直線方向の速度は一定ではない。一方、サーボモータを使用することによって、回転速度に変化をもたせることで、切削時のカッタ２の直線方向の速度を所定期間一定にすることができる。これによって、切削時に直線方向の速度が変動する場合に比べて、加工面のむしれやカッタの摩耗を低減できる。 Further, when the rotation speed of the crankshaft is constant as in the related art, the linear motion of the main shaft 3 is expressed by a sine function, and the speed of the main shaft 3 in the linear direction is not constant. On the other hand, by using a servo motor, the speed of the cutter 2 in the linear direction during cutting can be made constant for a predetermined period by changing the rotational speed. As a result, it is possible to reduce the flaking of the machined surface and the wear of the cutter as compared with the case where the speed in the linear direction varies during cutting.

なお、本実施形態では、スライダ１２の側面の基準ブロック１３が、ハウジング１１に向けて押圧され固定される場合について説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、アクチュエータ１６からの押圧力に抵抗することができれば、他の構成でもよい。例えば、スライダ１２の側面（固定側テーパブロック１４が設けられる面）に対して垂直な面に溝を形成して、ハウジング１１に設けられた凸部がスライダ１２の溝に挿入されるようにしてもよい。このとき、当該溝がクランクアーム６の長さ方向に対して平行な直線形状を有すれば、溝とハウジング１１がスライダ１２の移動時のガイド機構ともなる。また、この構成とは反対に、スライダ１２に凸部を設け、ハウジング１１側に溝を形成して、スライダ１２の凸部がハウジング１１の溝に挿入されるようにしてもよい。 In the present embodiment, the case where the reference block 13 on the side surface of the slider 12 is pressed and fixed toward the housing 11 has been described, but the present invention is not limited to this example. For example, any other configuration may be used as long as it can resist the pressing force from the actuator 16. For example, a groove is formed on a surface perpendicular to the side surface of the slider 12 (the surface on which the fixed taper block 14 is provided) so that the convex portion provided on the housing 11 is inserted into the groove of the slider 12. Also good. At this time, if the groove has a linear shape parallel to the length direction of the crank arm 6, the groove and the housing 11 also serve as a guide mechanism when the slider 12 moves. In contrast to this configuration, a protrusion may be provided on the slider 12 and a groove may be formed on the housing 11 side so that the protrusion of the slider 12 is inserted into the groove of the housing 11.

１ギヤシェーパ（加工装置）
２カッタ（刃）
３主軸
４従動歯車
５連接棒
６クランクアーム
７往復動モータ（モータ）
８駆動歯車
９揺動回転モータ
１０球面軸受
１１ハウジング（クランクアーム本体）
１２スライダ（本体部）
１３基準ブロック
１４固定側テーパブロック（テーパブロック）
１５駆動側テーパブロック（固定部、ブロック部）
１６アクチュエータ（固定部、押圧部）
１７ねじ軸
１８ナット
１９，２５歯車
２０クランクピン
２１開口部
２２ベアリング
２３クランク軸
３１ケース
３２ピストン
３３，３６ばね
３４油圧機構
３５電磁石
1 Gear shaper (processing equipment)
2 Cutter (blade)
3 Spindle 4 Driven gear 5 Connecting rod 6 Crank arm 7 Reciprocating motor (motor)
8 Drive Gear 9 Swing / Rotation Motor 10 Spherical Bearing 11 Housing (Crank Arm Body)
12 Slider (main part)
13 Reference block 14 Fixed side taper block (taper block)
15 Drive side taper block (fixed part, block part)
16 Actuator (fixing part, pressing part)
17 Screw shaft 18 Nut 19, 25 Gear 20 Crank pin 21 Opening 22 Bearing 23 Crank shaft 31 Case 32 Piston 33, 36 Spring 34 Hydraulic mechanism 35 Electromagnet

Claims

回転軸を有するモータと、
前記モータの回転軸と接続されるクランク軸と、前記クランク軸から離隔して設けられるクランクピンとを有するクランクアームと、
その一端側にて前記クランクピンと接続される連接棒と、
被加工物を切削するための刃が先端に設けられ、前記連接棒の他端側と接続されて軸線方向に往復動する主軸と、
を備え、
前記クランクアームは、
前記クランクピンが設けられ、前記クランクアームの長さ方向に対して傾斜した斜面を一面に有し、前記クランクアームの長さ方向に移動可能なスライダと、
前記スライダの斜面と当接しながら前記スライダを押圧し、前記スライダの位置をクランクアーム本体に対して固定する固定部と
有し、
前記固定部は、
前記スライダの斜面と当接するブロック部と、
前記ブロック部を介して前記スライダを押圧する押圧部と
を有し、
前記押圧部は、前記ブロック部の一側にのみ設けられ、
前記押圧部は、前記ブロック部を押圧するピストンと、弾性力又は磁力によって前記ピストンを前記ブロック部に押圧させる圧縮ばね又は電磁石と、前記ピストンを押圧方向に対して反対方向に移動させる油圧機構又は引張りばねと、前記ピストン、前記圧縮ばね又は前記電磁石、及び、前記油圧機構又は前記引張りばねを収容するケースと、を有し、
前記クランクアーム本体が、前記スライダから受ける前記押圧部による押圧力に抵抗して、前記スライダを固定させる加工装置。 A motor having a rotating shaft;
A crank arm having a crank shaft connected to the rotation shaft of the motor, and a crank pin provided apart from the crank shaft;
A connecting rod connected to the crank pin at one end thereof;
A spindle for cutting a workpiece is provided at the tip, connected to the other end of the connecting rod, and reciprocating in the axial direction;
With
The crank arm is
A slider provided with the crank pin, having an inclined surface inclined with respect to the length direction of the crank arm on one side, and movable in the length direction of the crank arm;
It presses the slider while contact with the inclined surface of the slider, possess a fixing portion for fixing the position of the slider relative to the crank arm body,
The fixing part is
A block portion in contact with the slope of the slider;
A pressing portion that presses the slider through the block portion;
Have
The pressing part is provided only on one side of the block part,
The pressing portion includes a piston that presses the block portion, a compression spring or an electromagnet that presses the piston against the block portion by elastic force or magnetic force, and a hydraulic mechanism that moves the piston in a direction opposite to the pressing direction. A tension spring, and a case for accommodating the piston, the compression spring or the electromagnet, and the hydraulic mechanism or the tension spring;
A processing apparatus in which the crank arm body fixes the slider by resisting a pressing force by the pressing portion received from the slider .

前記スライダは、
前記クランクピンが設けられた本体部と、
前記本体部に固定され、前記斜面を一面に有するテーパブロックと
を備える請求項１に記載の加工装置。
The slider is
A main body provided with the crankpin;
The processing apparatus according to claim 1, further comprising: a taper block fixed to the main body portion and having the inclined surface on one surface.