JP2000117540A - 歯車シェービング盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的簡単な構造で、かつ最適な加工精度が
得られる歯車シェービング盤を提供する。 【解決手段】 被削歯車Ｇが移動される軸線２２と略同
じ高さの水平横方向からシェービングカッターＣを被削
歯車Ｇに向かって移動させて噛み合わせるヘッドキャリ
ア１８を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被削歯車とシェー
ビングカッターを所定の交差角度をもって噛み合わせな
がら被削歯車の歯面を微細に切削して仕上げる歯車シェ
ービング盤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】歯車シェービング盤は、工具歯車である
シェービングカッターをワーク歯車である被削歯車に対
して軸交差角をもって噛み合わせ、被削歯車の歯面を微
細に切削して歯面の仕上げ加工を行うものである。その
歯車シェービング盤には、シェービングカッターを被削
歯車側に移動させて切り込み送り（プランジ送り）を行
った後、シェービングカッター若しくは被削歯車を軸
方向に移動させて切削を行うもの、シェービングカッ
ターを被削歯車側に移動させて切り込み（プランジ送
り）を行うのみで切削を行う（プランジ加工）もの等が
ある。

【０００３】図４には従来の歯車シェービング盤の全体
構成を示してある。図４に示すように、この歯車シェー
ビング盤のベッド５１には支持ベース５２及びテールス
トックベース５３が固定されている。また、支持ベース
５２にはヘッドストック５４が支持されているととも
に、テールストックベース５３にはテールストック５５
が支持されており、ヘッドストック５４とテールストッ
ク５５との間で被削歯車Ｇが回転自在に支持されるよう
になっている。

【０００４】ベッド５１には、その上方にコラム５７が
立設されている。コラム５７には切り込みベース５８、
移動ベース５９及びサドル６０から構成されるヘッドキ
ャリア６１を介して互いに直交する３軸回りでカッター
ヘッド６２が移動自在に支持されている。また、カッタ
ーヘッド６２は鉛直軸回りで回動自在に支持されてい
る。さらに、カッターヘッド６２にはシェービングカッ
ターＣが支持されており、シェービングカッターＣは主
軸モータ６４の駆動によって回転される。

【０００５】そして、この歯車シェービング盤では、カ
ッターヘッド６２がシェービングカッターＣと共に上方
から下方に移動されて、シェービングカッターＣを被削
歯車Ｇに噛み合わせ、その後、シェービングカッターＣ
を駆動回転する。同時に、シェービングカッターＣを切
り込み送りすると共に、このシェービングカッターＣの
移動を切り込み送りと直交する被削歯車Ｇの回転軸と沿
う方向へガイドすると、被削歯車Ｇの歯面が微細に切削
されて仕上げ加工される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の歯車シェービング盤では、コラム５７がベッド５１の
上方に縦型の状態で配置されていて、シェービングカッ
ターＣを上方から下方に移動させて切り込みを行う構造
になっている。このため、次のような問題点があった。 歯車シェービング盤全体の高さが高い。このため、保
守管理作業等がしずらい。また、コラム５７の剛性や耐
熱変形を大きくとりにくい。 シェービングカッターＣと被削歯車Ｇ間の作用線が長
くなる。このため、変形量も大きくなり易く、精度的に
不利であった。

【０００７】本発明は、上記した問題に鑑みなされたも
のである。その目的は、上記の問題を一掃して、比較的
簡単な構造で、かつ最適な加工精度が得られる歯車シェ
ービング盤を提供することにある。さらに、他の目的
は、以下に説明する内容の中で順次明らかにして行く。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、次の技術手段を講じたことを特徴とする。
すなわち、シェービングカッターを被削歯車に対して近
づく方向に送り、前記シェービングカッターと前記被削
歯車を軸交差角をもって噛み合わせた状態で回転させ
て、前記被削歯車の歯面を仕上げ加工する歯車シェービ
ング盤において、加工位置にセットされた前記被削歯車
の中心軸と略同じ高さの水平横方向から前記被削歯車に
対して前記シェービングカッターを移動させるヘッドキ
ャリアを備えるとともに、ヘッドキャリアを移動させる
ための摺動面をシェービングカッターの中心軸と略同じ
高さに配置する構成としたものである。

【０００９】この構成によれば、シェービングカッター
及びヘッドキャリアを移動可能に支持するコラムを、シ
ェービングカッターの移動と同じ水平横方向に倒した状
態にして設置することができる。これにより、装置の高
さを低くし、保守管理をし易くすることができる。ま
た、シェービングカッターが水平横方向から、しかも前
記被削歯車の中心軸と同じ高さの水平横方向から当接さ
れるので、上方向から当接するのに比べて熱変形及び剛
性の面で有利になる。さらに、シェービングカッターと
被削歯車間の作用線が短くなり、変形量も少なく、加工
精度を向上させることができる。さらに、ヘッドキャリ
アを保持するコラムの摺動面をシェービングカッターの
中心軸と略同じ高さに配置したので、加工時におけるコ
ラムに作用するモーメントが最小となり、シェービング
カッターの逃げ量が低減し加工精度が向上する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べ
る実施形態は、好適な具体例であり技術的に好ましい種
々の限定が付されているが、本発明の技術的範囲は、こ
の実施形態に限られるものではない。

【００１１】図１には本発明に係る歯車シェービング盤
の全体配置構成を示してある。図１に示すように、この
シェービング盤１１のベッド１２には支持ベース１３及
びテールストックベース１４が固定されている。さら
に、支持ベース１３にはヘッドストック１５が支持され
るとともにテールストックベース１４にはテールストッ
ク１６が支持されており、そのヘッドストック１５とテ
ールストック１６との間の「加工位置Ｍ１」（図２及び
図３参照）において、ヘッドストック１５とテールスト
ック１６とで被削歯車Ｇが回転自在に支持されるように
なっている。

【００１２】ベッド１２には、コラム１７が図１中矢印
Ｈ方向に摺動可能に配設されている。この摺動面は、シ
ェービングカッタＣの作用線２１とほぼ同じ高さに設定
されている。コラム１７にはヘッドキャリア１８を介し
てカッターヘッド１９が移動自在に支持されている。カ
ッターヘッド１９には工具歯であるシェービングカッタ
ーＣが支持されており、シェービングカッターＣは主軸
モータ２０の駆動によって駆動回転される。そのシェー
ビングカッターＣは、ヘッドストック１５とテールスト
ック１６との間に支持されている被削歯車Ｇに向かって
水平横方向（図１中の矢印Ｈ）からヘッドキャリア１８
で送られてカッターヘッド１９と共に移動される。な
お、シェービングカッターＣが移動されて来る作用線２
１は、ヘッドストック１５とテールストック１６との間
を結ぶ軸線２２とほぼ同じ高さに設定され、また作用線
２１と軸線２２とは略直角に交差している。

【００１３】加えて、ベッド１２上には、歯車切り換え
機構２３が配設されている。この歯車切り換え機構２３
は、図２及び図３にも要部構成を示しているように、駆
動モータ２４（図１参照）と、この駆動モータ２４にロ
ーダ２５を介して取り付けられているサブローダ２６
と、シェービングカッターＣが移動されて来る側と反対
側の「歯車交換位置Ｍ２」（図２及び図３参照）に配設
されている歯車位置決め補助手段２８等で構成されてい
る。なお、ローダ２５とサブローダ２６とで旋回体３９
を構成している。この旋回体３９は駆動モータ２４を駆
動源として間歇的に回転される。

【００１４】サブローダ２６は、ローダ２５を中心とし
て左右対称形に構成されて細長く延ばされた形状をな
し、その両端には被削歯車Ｇを保持するための歯車ホル
ダー２９が各々設けられている。この歯車ホルダー２９
内には被削歯車Ｇが脱着自在にセットされる。また、被
削歯車Ｇが歯車ホルダー２９内に支持された状態でサブ
ローダ２６がローダ２５と共に回転するとき、「加工位
置Ｍ１」で被削歯車Ｇの軸中心３０が軸線２２と略一致
するように設定されている。さらに、サブローダ２６に
は、各歯車ホルダー２９に対応して位置決めクランプ部
材３１がそれぞれ配設されている。

【００１５】位置決めクランプ部材３１は、枢軸３２を
支点として回動可能に配設されていて、通常は先端が各
歯車ホルダー２９内に突出し、各歯車ホルダー２９内に
配設されている被削歯車Ｇの歯と歯の間に係合されて、
この被削歯車Ｇの回転を止めてクランプし、歯車ホルダ
ー２９に対して位置決めすることができる。また、位置
決めクランプ部材３１の他端側にはスライドピン３３が
配設されていて、このスライドピン３３が外部から操作
されて押されると、先端が歯車ホルダー２９内から逃げ
る方向に位置決めクランプ部材３１が回転されて被削歯
車Ｇとの係合が外れ、歯車ホルダー２９内での被削歯車
Ｇの回転を自由にすることができる構造になっている。

【００１６】位置決め補助手段２８は、「歯車交換位置
Ｍ２」で被削歯車Ｇの歯と噛合されるラック３４と、こ
のラック３４を被削歯車Ｇと接近及び離れる方向（図２
中の矢印３６の方向）に移動変位させるための第１プラ
ンジャ３５と、被削歯車Ｇを回転させる方向（図２中の
矢印３７）にラック３４を直線移動させる第２プランジ
ャ３８等で構成されている。そして、位置決め補助手段
２８は、「歯車交換位置Ｍ２」に配置された歯車ホルダ
ー２９内で被削歯車Ｇが位置決めクランプ部材３１で位
置決めされていない状態において、ラック３４を被削歯
車Ｇに噛合させると、この噛合で被削歯車Ｇを歯車ホル
ダー２９に対して補助位置決めすることができる。ま
た、この補助位置決めした状態で位置決めクランプ部材
３１を歯車ホルダー２９内に突出させると、位置決めク
ランプ部材３１が被削歯車Ｇの歯と歯の間に係合され、
位置決めクランプ部材３１を被削歯車Ｇの歯と歯の間に
簡単、かつ確実に係合させることができる。さらに、こ
の状態でサブローダ２６が１８０゜回転されて歯車ホル
ダー２９が「加工位置Ｍ１」に移動され、この位置でシ
ェービングカッターＣが噛み合わされて来ると、シェー
ビングカッターＣの歯と被削歯車Ｇの歯は互いにほぼ噛
み合わさる位置で一致されていて、スムースに噛み合う
ようになっている。

【００１７】次に、この歯車シェービング盤の動作を説
明する。 旋回体３９が１８０゜旋回され、歯車ホルダー２９内
で位置決めクランプ部材３１により位置決めされている
被削歯車Ｇが「加工位置Ｍ１」に運ばれて来る。同時
に、それまで「加工位置Ｍ１」で加工されていた被削歯
車Ｇは「歯車交換位置Ｍ２」に運ばれる。 「加工位置Ｍ１」では、運ばれて来た歯車ホルダー２
９内の被削歯車Ｇを、その軸中心３０を軸線２２に合わ
せ、ヘッドストック１５とテールストック１６とで被削
歯車Ｇを回転可能に保持する。 シェービングカッターＣを水平横方向より移動させ
て、シェービングカッターＣの歯を被削歯車Ｇの歯に噛
み合わせるとともに、歯車ホルダー２９の位置決めクラ
ンプ部材３１を後退させ、歯車ホルダー２９内で被削歯
車Ｇを回転自由な状態にする。この噛み合いでは、シェ
ービングカッターＣと被削歯車Ｇとは、所定の角度差を
持って噛み合わされる。 シェービングカッターＣを回転させるとともに、ヘッ
ドストック１５とテールストック１６で被削歯車Ｇを左
右方向に軸中心３０に沿って移動させ、被削歯車Ｇの歯
面を微細に切削加工する。 所定の切削が終了したら、ヘッドストック１５とテー
ルストック１６で被削歯車Ｇを初期位置に戻すとともに
シェービングカッターＣの回転を止め、シェービングカ
ッターＣを初期位置まで戻す。シェービングカッターＣ
が被削歯車Ｇから離れたら、位置決めクランプ部材３１
が再び歯車ホルダー２９内に進出され、加工を終えた被
削歯車Ｇを位置決めして拘束する。 旋回体３９が１８０゜旋回され、加工済みの被削歯車
Ｇは「歯車交換位置Ｍ２」に運ばれる。「歯車変換位置
Ｍ２」に移動されると位置決めクランプ部材３１が退出
され、被削歯車Ｇの拘束を解いて自由な状態にし、被削
歯車Ｇの交換を行う。「歯車変換位置Ｍ２」で新たな
被削歯車Ｇが歯車ホルダー２９内に配置されると、位置
決め補助手段２８が動作されて歯車ホルダー２９内の被
削歯車Ｇにラック３４を噛み合わせ、歯車ホルダー２９
内での被削歯車Ｇの仮位置決めを行う。続いて、位置決
めクランプ部材３１を歯車ホルダー２９内に進出させ、
被削歯車Ｇの位置決めを行う。 旋回体３９が１８０゜旋回され、歯車ホルダー２９内
に位置決めクランプ部材３１で位置決めされている被削
歯車Ｇが「加工位置Ｍ１」に運ばれると、１サイクルが
終了する。なお、「加工位置Ｍ１」での加工動作と「歯
車変換位置Ｍ２」での交換位置決め動作は並行して行わ
れる。

【００１８】したがって、本実施形態の歯車シェービン
グ盤１１から見出せる効果を次に記載する。 ・シェービングカッターＣの移動を水平横方向（図１中
の矢印Ｈ）から行っているので、ヘッドキャリア１８等
を介してシェービングカッターＣを移動可能に支持して
いるコラム１７を、シェービングカッターＣ及びヘッド
キャリア１８の移動と同じ水平横方向に倒して設置する
ことができた。これにより、装置の高さを低くし、保守
管理をし易くすることができる。また、熱変形及び剛性
の面でも有利になる。 ・シェービングカッターＣが水平横方向から、しかも被
削歯車Ｇが左右方向移動される軸線２２と同じ高さの水
平横方向から当接されるようにしているので、シェービ
ングカッターＣと被削歯車Ｇ間の作用線２１が短くて済
む。これにより変形量を少なくして加工精度を向上させ
ることができる。 ・「歯車交換位置Ｍ２」で、位置決めクランプ部材３１
が被削歯車Ｇの歯に係合される前に、被削歯車Ｇにラッ
ク３４を噛み合わせて仮位置決めをし、この状態で位置
決めクランプ部材３１を進出させて位置決めするので、
歯車ホルダー２９内での被削歯車Ｇの位置決めが簡単に
できる。これにより、高速ローディング及び噛み合わせ
が可能になり、加工サイクルの短縮ができる。 ・コラム１７の摺動面がシェービングカッタＣの作用線
２１とほぼ同じ高さに設定されているので、加工時にお
けるコラムに作用するモーメントが最小となり、シェー
ビングカッターの逃げ量が低減し加工精度が向上する。

【００１９】なお、本実施形態の構造では、サブローダ
２６に歯車ホルダー２９を１８０゜間隔に設け、旋回体
３９を１８０゜ずつ間欠的に回転させる場合について説
明したが、これ以外、例えば９０゜の間隔で回転させる
ようにしてもよいものである。また、加工時、被削歯車
Ｇを軸中心３０と沿う方向に移動させる構造を開示した
が、被削歯車Ｇに変えてシェービングカッターＣを軸中
心３０と沿う方向に移動させるようにしてもよい。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
シェービングカッターを移動可能に支持するコラムを、
シェービングカッターの移動と同じ水平横方向に寝かせ
て設置することができるので、装置の高さを低くし、保
守管理をし易くするとともに熱変形、剛性の面で有利で
ある。また、シェービングカッターが水平横方向から当
接されるので、シェービングカッターと被削歯車間の作
用線が短く、変形量も少なく、加工精度を向上させるこ
とができる。さらに、ヘッドキャリアを保持するコラム
の摺動面をシェービングカッターの中心軸と略同じ高さ
に配置したために、加工時におけるコラムに作用するモ
ーメントが最小となり、シェービングカッターの逃げ量
が低減し加工精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る歯車シェービング盤の概略全体構
成配置図である。

【図２】本発明装置における歯車切り換え機構の一部を
破断して示す概略側面図である。

【図３】本発明装置における歯車切り換え機構の一部を
破断して示す概略上面図である。

【図４】従来の歯車シェービング盤の概略全体構成配置
図である。

【符号の説明】

１１ シェービング盤 １５ ヘッドストック １６ テールストック １７ コラム １８ ヘッドキャリア １９ カッターヘッド ２０ 主軸モータ ２１ 作用線 ２２ 軸線 ２３ 歯車切り換え機構 ２４ 駆動モータ ２５ ローダ ２６ サブローダ ２８ 歯車位置決め補助手段 ２９ 歯車ホルダー ３０ 軸中心 ３１ 位置決めクランプ部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シェービングカッターを被削歯車に対し
   て近づく方向に送り、前記シェービングカッターと前記
   被削歯車を軸交差角をもって噛み合わせた状態で回転さ
   せて、前記被削歯車の歯面を仕上げ加工する歯車シェー
   ビング盤において、 加工位置にセットされた前記被削歯車の中心軸と略同じ
   高さの水平横方向から前記被削歯車に対して前記シェー
   ビングカッターを移動させるヘッドキャリアを備えると
   ともに、ヘッドキャリアを保持するコラムの摺動面をシ
   ェービングカッターの中心軸と略同じ高さに配置したこ
   とを特徴とする歯車シェービング盤。