JP2002011616A

JP2002011616A - 歯切工具及び歯切加工方法

Info

Publication number: JP2002011616A
Application number: JP2000190454A
Authority: JP
Inventors: Masamitsu Miyazaki; 正光宮崎; Hiroshi Koshiba; 博小柴
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2000-06-26
Filing date: 2000-06-26
Publication date: 2002-01-15

Abstract

(57)【要約】【課題】複合加工機に装着することができ、高精度の
歯切加工を行うことができると共に、加工能率を向上す
ることができる歯切工具を提供する。【解決手段】歯切工具１は、主軸３を軸支する主軸台
２を備えると共に、主軸３はテーパ面１４ａを有する工
具装着孔１４を備え、工具装着孔１４に装着される工具
を自動交換できるように構成した複合加工機に装着され
る。歯切工具１は、取付軸部４と、取付軸部４を軸支す
ると共に、ホブ５が装着された工具軸６を軸支するケー
シング７を備える。取付軸部４は、テーパシャンク部４
ｂを備え、テーパシャンク部４ｂは、テーパ面１６ａを
有するテーパカラ１６と、テーパカラ１６を先端側に付
勢する付勢手段１７とを備える。テーパシャンク部４ｂ
を工具装着孔１４に圧入すると共に、ケーシング７の当
接部３５の先端面３５ａを主軸台２の先端面２ａに圧接
させて歯切工具１を複合加工機に装着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複数種類の切削
工具を自動的に交換して複数種類の切削加工を行うこと
ができる複合加工機に装着可能な歯切工具及びこの歯切
工具を用いた歯切加工方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、被削ワークに歯切加工を施す場合
には、歯切加工専用機であるホブ盤が用いられている。
その一方で、近年ではマシニングセンタや複合加工ＮＣ
旋盤のように、被削ワークに旋削、ミーリング、ドリリ
ング、タッピングなどの複数種類の切削加工を施すこと
ができる複合加工機が開発され、使用されている。しか
しながら、上記複合加工機は歯切加工を行う機能を備え
ていない。そのため、１つの被削ワークに歯切加工を含
めた複数種類の切削加工を施す場合には、複合加工機と
ホブ盤との間で被削ワークを移動させる必要があり、被
削ワークの取外作業と取付作業とを行わなければなら
ず、これによって作業工程数が増加し、生産性が低下す
るという問題がある。そこで、この問題を解決する複合
加工機として、歯切加工機能を備えた複合加工ＮＣ旋盤
が、特公平７−５３３２３号公報に開示されている。

【０００３】上記公報記載の複合加工ＮＣ旋盤では、複
数種類の回転工具（切削工具）が取付けられる刃物台タ
レットに歯車加工ユニットが装着されており、回転工具
による切削加工だけでなく、歯車加工ユニットによる歯
切加工を行うことができるように構成されている。歯車
加工ユニットは、刃物台タレットに装着される枠体と、
その枠体に回転可能に取付けられる工具軸とを備える。
工具軸は、その軸心方向一端側が枠体に軸支され、そし
て他端側にはホブが装着されている。そして、この工具
軸は、刃物台タレットが設けられている刃物台に備えら
れているモータによって回転駆動される。また、刃物台
は、被削ワークが装着される主軸の軸心方向（ｚ軸方
向）と、ｚ軸に直交する方向であって、被削ワークへの
切込送り方向（ｘ軸方向）とに移動可能に構成されてい
る。

【０００４】歯切加工を行うときは、まず、刃物台の位
置決め、すなわち被削ワークに対するホブの位置決めを
行う。次いで、主軸を回転させて被削ワークを回転させ
ると共に刃物台のモータを回転させて工具軸、すなわち
ホブを回転させる。そして、刃物台を被削ワークに向か
ってｚ軸方向に移動させて、ホブによる被削ワークへの
歯切加工を行う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記公報記載の複合加
工ＮＣ旋盤に装着されている歯車加工ユニットでは、ホ
ブが装着された工具軸の支持構造として、工具軸をその
軸心方向一端側でのみ軸支するいわゆる片持ち支持構造
が採られている。この片持ち支持構造では、工具軸の剛
性が低いため、工具軸を回転させると振動が発生する。
そして、発生した振動によってホブは正規の切込位置か
らずれるので、高い精度の歯切加工ができないという問
題がある。

【０００６】また、加工能率を上げるためには、工具軸
を高速で回転させればよいが、工具軸の振動は、回転数
を上げるに従って大きくなる。したがって、加工能率を
上げるために工具軸を高速回転させると大きな振動が発
生してホブの位置ずれが大きくなり、低速回転の場合に
比べて加工精度が低下してしまう。そのため、高い精度
の歯切加工を効率良く行うことができないという問題も
ある。

【０００７】この発明は、上記従来の欠点を解決するた
めになされたものであって、その目的は、複合加工機に
装着することができ、高精度の歯切加工を行うことがで
きると共に、加工能率を向上することができる歯切工具
を提供することにあり、他の目的は、その歯切工具を用
いた歯切加工方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び効果】そこで請求項１
の歯切工具は、主軸３を回転可能に支持する主軸台２を
備えると共に、上記主軸３はその先端に内径が先端側に
向かうにつれて大きくなるテーパ面１４ａを有する工具
装着孔１４を備え、さらに工具装着孔１４に装着される
工具を自動的に交換できるように構成した複合加工機に
着脱可能に装着される歯切工具１であって、取付軸部４
と、この取付軸部４を回転可能に支持すると共に、ホブ
５が装着された工具軸６を回転可能に支持するケーシン
グ７と、上記ケーシング７内に配置されて上記取付軸部
４の回転力を上記工具軸６に伝達する動力伝達機構２
２、２４、２５、２６、２７とを備え、上記取付軸部４
はテーパシャンク部４ｂを備え、テーパシャンク部４ｂ
は、上記取付軸部４の回転軸線方向に延びて形成された
略円柱状の本体部１５と、この本体部１５に摺動可能に
挿着されると共に、外径が先端側に向かうにつれて小さ
くなるテーパ面１６ａを有する略円筒状のテーパカラ１
６と、このテーパカラ１６を先端側に付勢する付勢手段
１７とを備え、上記テーパシャンク部４ｂを上記工具装
着孔１４に圧入すると共に、上記ケーシング７の取付軸
部４側の側部３５を上記主軸台２の先端部２ａに圧接さ
せて上記複合加工機に装着することを特徴としている。

【０００９】上記請求項１の歯切工具は、マシニングセ
ンタ４０や複合ＮＣ旋盤５０のような複合加工機に装着
できるので、複合加工機で歯切加工を行うことができ、
複合加工機の汎用性が向上する。また、歯切工具１を複
合加工機に装着する際には、テーパシャンク部４ｂのテ
ーパ面１６ａと工具装着孔１４のテーパ面１４ａとが圧
接されると共に、ケーシング７の側部３５ａと主軸台２
の先端部２ａとが圧接される。このように歯切工具１は
２面で拘束されるので、歯切工具１と複合加工機との連
結強度が向上する。さらに、テーパシャンク部４ｂを構
成するテーパカラ１６は回転軸線方向に摺動可能である
と共に、先端側に付勢されているので、テーパカラ１６
のテーパ面１６ａと工具装着孔１４のテーパ面１４ａと
の寸法誤差を吸収して確実にテーパ面１６ａ、１４ａ同
士が圧接される。したがって、歯切工具１と複合加工機
との連結強度がさらに向上する。

【００１０】また請求項２の歯切工具は、上記ホブ５は
上記工具軸６の略中央部に装着されており、上記工具軸
６はその両端が上記ケーシング７に軸支されていること
を特徴としている。

【００１１】上記請求項２の歯切工具では、ホブ５が装
着された工具軸６をその両端で軸支するいわゆる両持ち
支持構造が採られている。この両持支持構造では、工具
軸６の剛性が従来の片持ち支持構造に比べて高くなるた
め、工具軸６を回転させても振動はほとんど発生しな
い。したがって、ホブ５が正規の切込位置からずれる量
は非常に小さく、高精度の歯切加工を行うことができ
る。また、工具軸６を高速で回転させても発生する振動
はほとんど問題とならず、ホブ５のずれ量は小さいの
で、高精度の歯切加工を能率よく行うことができる。

【００１２】さらに請求項３の歯切工具は、上記工具軸
６は、当該工具軸６の回転軸線を含み、被削ワーク４６
の軸心方向に平行な平面に垂直な軸線回りに回動可能で
あり、上記ホブ５の進み角が被削歯車の歯すじ方向と一
致するようにホブ５の取付角を調整可能にしたことを特
徴としている。

【００１３】上記請求項３の歯切工具では、ホブ５の進
み角が被削歯車の歯すじ方向と一致するようにホブ５の
取付角を調整できる。したがって、１つのホブ５を用い
てねじれ角の異なる歯切加工を行うことができ、利便性
が向上する。例えば、ホブ５の取付角を被削ワーク４６
の軸心に直交する水平軸に対して被削ワーク４６からホ
ブ５に向かって進み角分傾けて設定すれば平歯車を形成
することができ、ホブ５の取付角を被削ワーク４６の軸
心に直交する水平軸に対して被削ワーク４６からホブ５
に向かってねじれ角と進み角との合成分を傾けて設定す
ればはすば歯車を形成することができる。

【００１４】また請求項４の歯切加工方法は、内径が先
端側に向かうにつれて大きくなるテーパ面１４ａを有す
る工具装着孔１４を備える主軸３を回転可能に支持する
主軸台２と、被削ワーク４６が装着されるワーク軸を回
転可能に支持するワーク台４５とを備え、直交３軸方向
に工具とワークとが相対的に移動できるように上記主軸
台２と上記ワーク台４５の少なくとも一方を移動可能に
構成し、さらに上記工具装着孔１４に装着される工具を
自動的に交換できるように構成した複合加工機４０に請
求項１〜請求項３のいずれかの歯切工具１を装着し、上
記ホブ５と上記被削ワーク４６とを一定の公比で回転さ
せると共に、上記ホブ５を上記被削ワーク４６の軸心方
向に相対移動させて上記被削ワーク４６の外周部に歯切
加工を行うことを特徴としている。

【００１５】上記請求項４の歯切加工方法では、マシニ
ングセンタ４０や複合ＮＣ旋盤５０のような複合加工機
で歯切加工を行うことができるので、複合加工機の汎用
性が向上する。また、１台の複合加工機だけで１つの被
削ワーク４６に歯切加工を含めた複数種類の切削加工を
施すことができるので、被削ワーク４６を移動させる必
要がなく、作業工程数が減少し、生産性を向上すること
ができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、この発明の歯切工具及び歯
切加工方法の具体的な実施の形態について、図面を参照
しつつ詳細に説明する。まず、歯切工具について説明す
る。図１は本発明の一実施の形態である歯切工具１の水
平断面図であり、図２は歯切工具１の一部を切り欠いて
示す側面図である。

【００１７】歯切工具１は、複合加工機が備える主軸台
２に回転可能に支持されている主軸３に着脱可能に装着
されるものであり、取付軸部４と、取付軸部４を回転可
能に支持すると共に、ホブ５が装着された工具軸６を回
転可能に支持するケーシング７と、ケーシング７内に配
置されて取付軸部４の回転力を工具軸６に伝達する動力
伝達機構とを備える。

【００１８】取付軸部４は、基端側に支持部４ａを有
し、先端側にテーパシャンク部４ｂを有している。支持
部４ａは略円柱状に形成されており、取付軸部４ａは支
持部４ａの外周部に設けられたベアリング８、９、１０
によってケーシング７に回転可能に支持されている。と
ころで、ケーシング７は、取付軸部４を支持するベース
部１１と、工具軸６を支持するホルダ部１２とを組み合
わせて構成されている。ベース部１１は、略長方形の板
状部１１ａと、板状部１１ａの略中央部に設けられ一方
表面側に突出する筒状部１１ｂとを有する。そして、こ
の筒状部１１ｂに取付軸部４ａがベアリング８、９、１
０によって支持されている。尚、ケーシング７の詳細な
構成は後述する。

【００１９】一方、テーパシャンク部４ｂは、先端側が
小径となるように略円錐台形状に形成されている。そし
て、テーパシャンク部４ｂの先端部には、プルボルト１
３が取り付けられている。テーパシャンク部４ｂは、歯
切工具１を複合加工機に装着する際、主軸３の先端側に
設けられた工具装着孔１４に嵌入される。工具装着孔１
４の内周面１４ａは、内径が奥に向かうにつれて小さく
なるテーパ面であり、さらに工具装着孔１４の奥には図
示しないドローバが配置されている。したがって、テー
パシャンク部４ｂを工具装着孔１４に嵌入すると共に、
プルボルト１３を上記ドローバによって奥側に引き込む
ことによって、テーパシャンク部４ｂの外周面と工具装
着孔１４の内周面１４ａとが圧着し、これによって歯切
工具１が主軸３に装着される。

【００２０】ところで、テーパシャンク部４ｂは、取付
軸部４の回転軸線方向に延びる軸部１５と、軸部１５の
先端側に摺動可能に装着されるテーパカラ１６と、軸部
１５の基端側に配置されてテーパカラ１６を先端側に付
勢する付勢手段１７とを備えて構成されている。軸部１
５は、円柱状の先端部分１５ａと、先端部分１５ａより
もやや外径の大きい円柱状の中間部分１５ｂと、略円錐
台形状の基端部分１５ｃとの３つの部分から成る。テー
パカラ１６は軸部１５の先端部分１５ａに装着され、こ
の先端部分１５ａの先端部には先端部分１５ａよりも外
径の大きな規制部材１８が装着されている。テーパカラ
１６の先端が規制部材１８に当接することによってテー
パカラ１６の脱落が防止される。テーパカラ１６の外周
面１６ａは先端に向かうにつれて外径が小さくなるテー
パ面である。そして、テーパカラ１６の外周面（テーパ
面）１６ａと軸部１５の基端部分１５ｃの外周面（テー
パ面）とは、テーパカラ１６が規制部材１８に当接した
状態であるときにテーパカラ１６のテーパ面の延長面上
に基端部分１５ｃのテーパ面が位置するように形成され
ている。

【００２１】また付勢手段１７は、軸部１５の中間部分
１５ｂに装着される外筒１７ａと、外筒１７ａに内挿さ
れる内筒１７ｂと、中間部分１５ｂに巻着されるばね１
７ｃとを備えて構成される。そして、ばね１７ｃは、圧
縮状態で巻着されると共に、一端が外筒１７ａの基端部
に固定され、他端が内筒１７ｂの先端部に固定される。
したがって付勢手段１７は、内筒１７ｂの先端をテーパ
カラ１６に当接させることによって、ばね１７ｃのばね
力を利用してテーパカラ１６を先端側に付勢している。
このように、テーパシャンク部４ｂを構成するテーパカ
ラ１６は取付軸部４の回転軸線方向に摺動可能であると
共に、先端側に付勢されているので、テーパカラ１６の
テーパ面１６ａと工具装着孔１４のテーパ面１４ａとの
寸法誤差を吸収して確実にテーパ面１６ａ、１４ａ同士
が圧接される。したがって、主軸３と取付軸部４との連
結強度が向上する。

【００２２】次に、取付軸部４の回転力を工具軸６に伝
達する動力伝達機構について説明する。ケーシング７は
上述したようにベース部１１とホルダ部１２とを組み合
わせて構成されているが、動力伝達機構はホルダ部１２
内に設けられている。ホルダ部１２は、略直方体状の本
体部１２ａと、本体部１２ａの長手方向両端部から取付
軸部４とは反対方向に突設される一対の支持部１２ｂ、
１２ｃとから成り、水平断面形状が略コの字である。ホ
ブ５は工具軸６の略中央部に装着されており、そして工
具軸６はその一端が支持部１２ｂでベアリング１９、２
０によって軸支されると共に、他端が支持部１２ｃでベ
アリング２１によって軸支されている。

【００２３】工具軸６は、その回転軸線が取付軸部４の
回転軸線と直交するようにホルダ部１２に支持されてい
る。そのため、取付軸部４と工具軸６との間に中間軸２
２を設けて回転力を伝達している。中間軸２２は、その
回転軸線が工具軸６の回転軸線と平行となると共に、一
端部が取付軸部４の基端側（支持部４ａ）の端部近傍に
位置するように、本体部１２ａであって支持部１２ｂ側
に他端部側がベアリング２３によって回転可能に支持さ
れている。取付軸部４の基端側端部には第１かさ歯車２
４が取り付けられると共に、中間軸２２の一端部には第
２かさ歯車２５が取り付けられ、そして第１かさ歯車２
４と第２かさ歯車２５とが噛み合わされている。また、
中間軸２２の他端側には第１平歯車２６が取り付けられ
ると共に、工具軸６の一端側には第２平歯車２７が取り
付けられ、そして第１平歯車２６と第２平歯車２７とが
噛み合わされている。

【００２４】このように動力伝達機構は基本的に、第１
及び第２かさ歯車２４、２５、中間軸２２、第１及び第
２平歯車２６、２７で構成されている。したがって、主
軸３から取付軸部４に伝達された回転力は、第１かさ歯
車２４、第２かさ歯車２５、中間軸２２、第１平歯車２
６、第２平歯車２７の順で工具軸６に伝達され、これに
よって工具軸６に装着されたホブ５が回転する。

【００２５】ケーシング７がベース部１１とホルダ部１
２とを組み合わせて構成されていることは既に述べた
が、より詳しくはベース部１１とホルダ部１２とは取付
軸部４の回転軸線回りに相互に回転可能となるように構
成されている。以下、この構成について説明する。

【００２６】ベース部１１とホルダ部１２とは、板状部
１１ａの筒状部１１ｂとは反対側表面と、本体部１２ａ
の支持部１２ｂ、１２ｃとは反対側表面同士が当接され
ている。２つの当接面は、取付軸部４の回転軸線に直交
するように設けられている。そして、ベース部１１側の
当接面には回転軸線を中心とした円周方向に溝部２８が
形成されると共に、ホルダ部１２側の当接面には溝部２
８に嵌入する突起部２９が形成されている。したがっ
て、溝部２８と突起部２９との嵌合作用によってベース
部１１とホルダ部１２とは相互に回転可能となる。ホル
ダ部１２はホブ５を装着した工具軸６を支持しているの
で、ベース部１１に対してホルダ部１２を回転させるこ
とによってホブ５の歯すじ方向と被削ワークの軸線方向
との成す角を変更することができる。尚、切削加工時に
ホルダ部１２が自由に回転したのでは適正な歯切加工を
行うことができないので、固定ボルトなどの締結機構
（図示せず）によってベース部１１とホルダ部１２とは
固定可能である。

【００２７】また、ベース部１１とホルダ部１２の各側
面には、図２に示すようにスケール３０、３１が付され
ている。スケール３０、３１は、共に複数個の目盛と数
字とで構成されている。スケール３０、３１の目盛間隔
は、取付軸部４の回転軸線回りの回転角１度に対応して
いる。また、数字は、「０」が付された目盛を基準とし
たときの回転角度を示している。したがって、作業者は
スケール３０、３１を見ながらベース部１１に対してホ
ルダ部１２を回転させることによって、正確に角度を調
整することができる。

【００２８】さらに、ケーシング７のベース部１１には
位置決め手段３２が設けられている。位置決め手段３２
は、歯切工具１を主軸３に装着した際に主軸台２に対す
る主軸３の回転軸線回りのケーシング７の位置を規定す
るためのものである。位置決め手段３２は、ベース部１
１の板状部１１ａの一方表面側、すなわち筒状部１１ｂ
側に配置され、回転軸線と平行に延びる突起３２ａを有
する。この突起３２ａを主軸台２の先端部に形成した凹
部３３に嵌入させることによって、ケーシング７（厳密
にはベース部１１）が位置決めされる。したがって、図
示しない工具マガジンに収納されている歯切工具１を図
示しない自動工具交換装置を用いて主軸３に装着する場
合であっても、位置決め手段３２によってケーシング７
の位置決めがなされ、主軸台３に対するホブ５の位置及
び姿勢が一定となるため、歯切加工の自動制御が可能と
なる。

【００２９】尚、ケーシング７のベース部１１の筒状部
１１ｂの外周部には、全周にわたって形成された環状溝
３４が形成されている。この環状溝３４は、上記自動工
具交換装置が備えるチェンジアームで歯切工具１を把持
する際に、チェンジアームを嵌合させるものである。

【００３０】また、筒状部１１ｂの先端部には、取付軸
部４の回転軸線方向に延びる円環状の当接部３５が設け
られている。この当接部３５の先端面３５ａは、回転軸
線に垂直な平面であり、取付軸部４のテーパシャンク部
４ｂを主軸３の工具装着孔１４に装着した際に主軸台２
の先端面２ａに圧接される。これによって、主軸台２と
ケーシング７とが連結され、歯切工具１と複合加工機と
の連結強度を向上させることができる。

【００３１】以上のように本実施の形態によれば、歯切
工具１をマシニングセンタや複合ＮＣ旋盤のような複合
加工機に装着することができるので、複合加工機を用い
て歯切加工を行うことができるようになり、複合加工機
の汎用性が向上する。

【００３２】また、歯切工具１を複合加工機に装着する
際には、テーパシャンク部４ｂを構成するテーパカラ１
６のテーパ面１６ａと工具装着孔１４のテーパ面１４ａ
とが圧接されると共に、ケーシング７に設けられた当接
部３５の先端面３５ａと主軸台２の先端面とが圧接され
るので、歯切工具１は２面で拘束されることになり、歯
切工具１と複合加工機との連結強度が向上する。さら
に、テーパカラ１６は回転軸線方向に摺動可能であると
共に、先端側に付勢されているので、テーパカラ１６の
テーパ面１６ａと工具装着孔１４のテーパ面１４ａとの
寸法誤差を吸収して確実にテーパ面１６ａ、１４ａ同士
が圧接される。したがって、歯切工具１と複合加工機と
の連結強度がさらに向上する。このように充分な連結強
度で歯切工具１を複合加工機に装着できるので、歯切加
工時に歯切工具が振動するのを防止することができる。
これによって、高い精度で歯切加工を行うことができ、
速い送り速度による高速加工や大きい切込み量を施す重
切削加工も行うことが可能となる。

【００３３】さらに、歯切工具１ではホブ５が装着され
た工具軸６をその両端で軸支する両持ち支持構造が採ら
れているので、工具軸６の剛性が従来の片持ち支持構造
に比べて高くなり、工具軸６を回転させても振動はほと
んど発生しない。したがって、ホブ５が正規の切込位置
からずれる量は非常に小さく、高精度の歯切加工を行う
ことができる。また、工具軸６を高速で回転させても発
生する振動はほとんど問題とならず、ホブ５のずれ量は
小さいので、高精度の歯切加工を能率良く行うことがで
きる。さらに、歯切加工時の切削荷重を工具軸６の両端
で受けることになるので、支持部に生じる応力が片持ち
支持構造の場合の約半分になり、工具軸６の寿命を向上
することができる。

【００３４】また、歯切工具１では、ホブ５の進み角が
被削歯車の歯すじ方向と一致するようにホブ５の取付角
を調整できるので、１つのホブ５を用いてねじれ角の異
なる歯切加工を行うことができ、利便性が向上する。例
えば図４に示すように、進み角「右γ度」のホブ５で平
歯車を形成する場合は、工具軸６を被削ワーク４６の軸
心に直交する水平軸（ｘ軸）に対し、被削ワーク４６か
らホブ５に向ってγ度左肩上がりに設定する。また、同
じく進み角「右γ度」のホブ５でねじれ角「右β度」の
はすば歯車を形成する場合は、工具軸６を水平軸（ｘ
軸）に対し（β−γ）度右肩上がりに設定する。同様
に、進み角「右γ度」のホブ５でねじれ角「左β度」の
はすば歯車を形成する場合は、工具軸６を水平軸（ｘ
軸）に対し（β＋γ）度左肩上がりに設定する。なお、
左進み角のホブ５を用いる場合については説明を省略す
る。

【００３５】次に、上記歯切工具１を用いた歯切加工方
法について説明する。図５は、歯切工具１を用いた歯切
加工方法を実施するマシニングセンタ４０の外観を示す
斜視図である。

【００３６】マシニングセンタ４０は、基台４１と、こ
の基台４１上に配置されるＺ軸コラム４２及びＸ軸テー
ブル４３とを備えている。Ｚ軸コラム４２は、基台４１
の上面に平行に設定されるｚ軸方向に移動可能に設けら
れている。一方、Ｘ軸テーブル４３は、ｚ軸に直交する
ｘ軸方向に移動可能に設けられている。

【００３７】また、Ｚ軸コラム４２には、Ｙ軸スライダ
４４が取り付けられている。Ｙ軸スライダ４４は、Ｚ軸
コラム４２のＸ軸テーブル４３側の側部に配置されると
共に、ｘ軸及びｚ軸に共に直交するｙ軸方向に移動可能
に設けられている。さらに、Ｙ軸スライダ４４のＸ軸テ
ーブル側の側部には、主軸台２が取り付けられている。
この主軸台２は、ｚ軸と平行な回転軸線回りに回転可能
に主軸３を支持している。そして、この主軸３に歯切工
具１が装着されている。

【００３８】一方、Ｘ軸テーブル４３には、旋回テーブ
ル４５が取り付けられている。旋回テーブル４５は、Ｘ
軸テーブル４３の上部に配置されると共に、ｙ軸と平行
な回転軸線回りに回転可能に設けられている。そして、
この旋回テーブル４５の上部に被削ワーク４６が取り付
けられている。被削ワーク４６は、外周部が円弧状に形
成された略円柱状又は略円筒状の部材であり、上記円弧
の中心軸がｙ軸と平行になるように取り付けられてい
る。

【００３９】Ｘ軸テーブル４３、Ｙ軸スライダ４４、Ｚ
軸コラム４２、主軸３及び旋回テーブル４５には、それ
ぞれＸ軸モータＭ１、Ｙ軸モータＭ２、Ｚ軸モータＭ
３、主軸モータＭ４、旋回モータＭ５が接続されてい
る。さらに、各モータＭ１〜Ｍ５には、エンコーダＥ１
〜Ｅ５が接続されている。各エンコーダＥ１〜Ｅ５は、
各モータＭ１〜Ｍ５の回転角を検出し、検出値を図示し
ない制御装置に出力する。この制御装置は、エンコーダ
Ｅ１〜Ｅ５からの検出値に基づいてモータＭ１〜Ｍ５の
回転を制御する。これによって、Ｘ軸テーブル４３、Ｙ
軸スライダ４４、Ｚ軸コラム４２の移動方向及び移動量
が制御され、歯切工具１と被削ワーク４６とを直交３軸
方向に相対移動させることができる。また、主軸３及び
旋回テーブル４５の回転数が制御され、歯切工具１のホ
ブ５及び被削ワーク４６の回転数が制御される。

【００４０】次に、歯切加工方法の手順を説明する。ま
ず、Ｘ軸テーブル４３、Ｙ軸スライダ４４及びＺ軸コラ
ム４２を移動させて、ホブ５を被削ワーク４６に対する
加工開始位置に位置決めする。加工開始位置とは、ホブ
５が被削ワーク４６の上方又は下方に位置すると共に、
被削ワーク４６に対するホブ５の切刃の切込み量が所定
値となるような位置である。

【００４１】位置決め完了後に、ホブ５及び被削ワーク
４６を所定の公比で回転させると共に、ホブ５を被削ワ
ーク４６の軸線方向に移動させて被削ワーク４６の外周
部に歯切加工を行う。例えば、被削ワーク４６に形成す
る歯車の歯数がＺの場合は、ホブ５の回転数ｎと被削ワ
ーク４６の回転数Ｎとの間には、Ｎ＝ｎ／Ｚの関係が成
り立つように回転させる。尚、ホブ５及び被削ワーク４
６の回転数制御は、従来のホブ盤の場合と同様である。

【００４２】このように歯切加工方法では、マシニング
センタ４０で歯切加工を行うことができるので、マシニ
ングセンタ４０の汎用性が向上する。また、１台のマシ
ニングセンタ４０だけで１つの被削ワーク４６に対して
歯切加工を含めた複数種類の切削加工を施すことができ
るので、被削ワーク４６を移動させる必要がなく、作業
工程数が減少し、生産性を向上することができる。

【００４３】また、被削ワーク４６に形成する歯車のモ
ジュールが異なる場合には、異なるモジュールに対応し
た複数種類のホブをそれぞれ装着した複数個の歯切工具
を予め工具マガジンに収納しておけばよい。また、被削
ワーク４６に形成する歯車のねじれ角が異なる場合に
は、上述した角度調整機構によって異なるねじれ角に調
整した複数個の歯切工具を予め工具マガジンに収納して
おけばよい。このように複数個の歯切工具を工具マガジ
ンに収納しておくことによって、所望の歯切工具を自動
工具交換装置によって主軸３に装着することができるの
で、ホブの交換や調整を行う必要がなくなり、モジュー
ル又はねじれ角が異なる歯切加工を容易に短時間で被削
ワーク４６に行うことが可能となる。

【００４４】さらに、被削ワーク４６に対して歯切加工
時のホブ５の切刃が接触する位置は、Ｘ軸テーブル４３
をｘ軸方向に移動させることによって変更することがで
きる。したがって、ホブ５の切刃を均等に使用して歯切
加工を行うことができるので、ホブ５の切刃の磨耗が特
定箇所に集中するのが防止され、ホブ５の寿命を向上す
ることができる。

【００４５】以上にこの発明の具体的な実施の形態につ
いて説明したが、この発明は上記実施の形態に限定され
るものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施
することができる。例えば、上述の実施の形態ではマシ
ニングセンタ４０に歯切工具１を装着して歯切加工方法
を実行したけれども、複合加工ＮＣ旋盤に歯切工具１を
装着して歯切加工方法を実行することもできる。

【００４６】図６は、複合加工ＮＣ旋盤５０の外観を示
す斜視図であり、図７は複合加工ＮＣ旋盤５０の概略的
構成を示す正面図である。複合加工ＮＣ旋盤５０は、基
台５１と、基台５１の上部に配置される工具台５２と、
基台５１の側部に配置されるワーク台５３とを備える。

【００４７】工具台５２は、Ｚ軸台５４と、Ｘ軸台５５
と、Ｙ軸台５６と、旋回テーブル５７と、工具駆動部５
８とを備えて構成されている。Ｚ軸台５４は、基台５１
の上面に平行に設定されるｚ軸方向に移動可能に設けら
れている。また、Ｘ軸台５５は、Ｚ軸台５４の上部に配
置されると共に、基台５１の上面に平行でｚ軸に直交す
るｘ軸方向に移動可能に設けられている。さらに、Ｙ軸
台５６はＸ軸台５５の移動方向の一方側に位置する側部
に配置されると共に、ｘ軸及びｚ軸に共に直交するｙ軸
方向に移動可能に設けられている。

【００４８】また、旋回テーブル５７は、Ｙ軸台５６の
側部であってＸ軸台５５とは反対側に位置する側部に配
置されると共に、ｘ軸に平行な回転軸線回りに回転可能
に設けられている。さらに、工具駆動部５８は、旋回テ
ーブル５７の側部（Ｙ軸台５６とは反対側）に取り付け
られている。これによって、工具駆動部５８は概ね基台
５１の側部から突出して配置されることになる。そし
て、工具駆動部５８は、一端側に主軸台２を備え、この
主軸台２が軸支する主軸３（図示せず）に歯切工具１が
装着されている。尚、歯切工具１は、図示しない工具マ
ガジンから自動工具交換装置によって主軸３に装着され
るものであり、また歯切工具１に代えて他の回転工具
（ドリルなど）を主軸３に装着することもできる。

【００４９】一方、ワーク台５３は、基台５１の側部で
あって、ｘ軸方向の一方側に位置する側部に配置され
る。すなわち、ワーク台５３は、基台５１の側部から突
出した工具駆動部５８に対向する位置に配置されてい
る。そして、ワーク台５３の側部であって工具駆動部５
８に対向する側部には、ワーク把持部５９が配置されて
いる。ワーク把持部５９は、被削ワーク４６（図示せ
ず）をその中心軸がｚ軸と平行になるように把持すると
共に、ｚ軸と平行な回転軸線回り（矢印Ｃ方向）に回転
可能に設けられている。

【００５０】Ｘ軸台５５、Ｙ軸台５６、Ｚ軸台５４は、
上記マシニングセンタ４０と同様に図示しない制御装置
によって移動方向及び移動量が制御され、これによって
被削ワーク４６に対して歯切工具１を直交３軸方向に移
動させることができる。また、主軸３及びワーク把持部
５９は上記制御装置によって回転数が制御され、これに
よって歯切工具１のホブ５及び被削ワーク４６の回転数
が制御される。

【００５１】次に、歯切加工方法の手順を説明する。ま
ず、Ｘ軸台５５、Ｙ軸台５６、Ｚ軸台５４を移動させ
て、ホブ５を被削ワーク４６に対する加工開始位置に位
置決めする。加工開始位置とは、ホブ５が被削ワーク４
６の一端側に位置すると共に、被削ワーク４６に対する
ホブ５の切刃の切込み量が所定値となるような位置であ
る。

【００５２】位置決め完了後に、ホブ５及び被削ワーク
４６を所定の公比で回転させると共に、ホブ５を被削ワ
ーク４６の軸線方向に移動させて被削ワーク４６の外周
部に歯切加工を行う。尚、ホブ５及び被削ワーク４６の
回転数制御は、上記マシニングセンタ４０の場合と同様
である。

【００５３】このように複合加工ＮＣ旋盤５０において
も、歯切工具１を用いた歯切加工方法を実行することが
でき、上記マシニングセンタ４０において実行する場合
と同様の効果を得ることができる。また、マシニングセ
ンタ４０や複合加工ＮＣ旋盤５０に限らず、内径が先端
側に向かうにつれて大きくなるテーパ面を有する工具接
着孔を備える主軸を回転可能に支持する主軸台と、被削
ワークが装着されるワーク軸を回転可能に支持するワー
ク台とを備え、直交３軸方向に工具とワークとが相対的
に移動できるように上記主軸台と上記ワーク台の少なく
とも一方を移動可能に構成し、さらに上記工具装着孔に
装着される工具を自動的に交換できるように構成した複
合加工機であれば、同様に本発明の歯切加工方法を実行
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である歯切工具の水平断
面図である。

【図２】上記歯切工具の一部を切り欠いて示す側面図で
ある。

【図３】上記歯切工具の背面図である。

【図４】被削ワークに対するホブの取付角を説明するた
めの表である。

【図５】上記歯切工具を装着したマシニングセンタの斜
視図である。

【図６】上記歯切工具を装着した複合加工ＮＣ旋盤の斜
視図である。

【図７】上記複合加工ＮＣ旋盤の概略を示す正面図であ
る。

【符号の説明】

１歯切工具２主軸台２ａ先端面３主軸４取付軸部４ａ支持部４ｂテーパシャンク部５ホブ６工具軸７ケーシング１４工具装着孔１４ａ内周面１６テーパカラ１６ａ外周面１７付勢手段２２中間軸２４第１かさ歯車２５第２かさ歯車２６第１平歯車２７第２平歯車３５当接部３５ａ先端面４０マシニングセンタ４２Ｚ軸コラム４３Ｘ軸テーブル４４Ｙ軸スライダ４５旋回テーブル４６被削ワーク５０複合加工ＮＣ盤５２工具台５３ワーク台５４Ｚ軸台５５Ｘ軸台５６Ｙ軸台５８工具駆動部５９ワーク把持部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主軸（３）を回転可能に支持する主軸台
（２）を備えると共に、上記主軸（３）はその先端に内
径が先端側に向かうにつれて大きくなるテーパ面（１４
ａ）を有する工具装着孔（１４）を備え、さらに工具装
着孔（１４）に装着される工具を自動的に交換できるよ
うに構成した複合加工機に着脱可能に装着される歯切工
具（１）であって、取付軸部（４）と、この取付軸部
（４）を回転可能に支持すると共に、ホブ（５）が装着
された工具軸（６）を回転可能に支持するケーシング
（７）と、上記ケーシング（７）内に配置されて上記取
付軸部（４）の回転力を上記工具軸（６）に伝達する動
力伝達機構（２２、２４、２５、２６、２７）とを備
え、上記取付軸部（４）はテーパシャンク部（４ｂ）を
備え、テーパシャンク部（４ｂ）は、上記取付軸部
（４）の回転軸線方向に延びて形成された略円柱状の本
体部（１５）と、この本体部（１５）に摺動可能に挿着
されると共に、外径が先端側に向かうにつれて小さくな
るテーパ面（１６ａ）を有する略円筒状のテーパカラ
（１６）と、このテーパカラ（１６）を先端側に付勢す
る付勢手段（１７）とを備え、上記テーパシャンク部
（４ｂ）を上記工具装着孔（１４）に圧入すると共に、
上記ケーシング（７）の取付軸部（４）側の側部（３
５）を上記主軸台（２）の先端部（２ａ）に圧接させて
上記複合加工機に装着することを特徴とする歯切工具。
【請求項２】上記ホブ（５）は上記工具軸（６）の略
中央部に装着されており、上記工具軸（６）はその両端
が上記ケーシング（７）に軸支されていることを特徴と
する請求項１の歯切工具。
【請求項３】上記工具軸（６）は、当該工具軸（６）
の回転軸線を含み、被削ワーク（４６）の軸心方向に平
行な平面に垂直な軸線回りに回動可能であり、上記ホブ
（５）の進み角が被削歯車の歯すじ方向と一致するよう
にホブ（５）の取付角を調整可能にしたことを特徴とす
る請求項１又は請求項２の歯切工具。
【請求項４】内径が先端側に向かうにつれて大きくな
るテーパ面（１４ａ）を有する工具装着孔（１４）を備
える主軸（３）を回転可能に支持する主軸台（２）と、
被削ワーク（４６）が装着されるワーク軸を回転可能に
支持するワーク台（４５）とを備え、直交３軸方向に工
具とワークとが相対的に移動できるように上記主軸台
（２）と上記ワーク台（４５）の少なくとも一方を移動
可能に構成し、さらに上記工具装着孔（１４）に装着さ
れる工具を自動的に交換できるように構成した複合加工
機（４０）に請求項１〜請求項３のいずれかの歯切工具
（１）を装着し、上記ホブ（５）と上記被削ワーク（４
６）とを一定の公比で回転させると共に、上記ホブ
（５）を上記被削ワーク（４６）の軸心方向に相対移動
させて上記被削ワーク（４６）の外周部に歯切加工を行
うことを特徴とする歯切加工方法。