JP2014004650A - クラウンギヤの製造装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スカイビングによりクラウンギヤを製造する装置および方法を合理的に構成する。
【解決手段】第１軸芯Ｐ１を中心に回転自在にワーク１を支持するワーク支持部１０と、第２軸芯Ｐ２を中心に回転自在にカッター５を支持するカッター支持部２０と、第１軸芯Ｐ１を通る基準ラインＬに沿ってカッター５を移動させる移動部３０とを備えている。第１軸芯Ｐ１に直交する姿勢の基準平面Ｓに対して第２軸芯Ｐ２を傾斜させ、カッター５の刃先部５Ａを基準ラインＬから外れるオフセット位置に接触させ、ワーク１とカッター５とを同期駆動し、基準ラインＬに沿ってカッター５を移動させる構成を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、クラウンギヤの製造装置及びクラウンギヤの製造方法に関し、詳しくは、スカイビングによりクラウンギヤを製造する技術に関する。

スカイビングにより歯車を製造する製造方法として、特許文献１には、円環状のワークを回転軸を中心に回転自在に支持し、ワークの回転軸と異なる回転軸を中心に回転自在に支持されるピニオン型のカッターを備え、ワークとカッターとを同期駆動させる方法が記載してある。ここでは、カッターをギヤの歯すじ方向に移動させることにより、ワークをカッターで切削して内歯歯車を製造する。

特開２０１２−４５６８７号公報

スカイビングによりワークの切削（歯切り）を行う際には、ワークとカッターとの接触部位での相対移動による「すべり」を発生させ、この「すべり」により切削を実現している。スカイビングにより歯車を製造する装置ではワークとカッターとを連続同期回転させる状態で切削を行うので、ワークとカッターとの高速回転が可能となり、製造効率が向上する。

今、軸芯を中心とする回転平面の部位に歯部が形成されるクラウンギヤをスカイビングにより製造する場合を考える。ここで用いる装置としては、例えば、回転軸芯を中心に環状のワークを回転自在に保持し、この回転軸芯から半径方向に延びる基準ラインを設定して、回転軸芯の延出方向に沿って見た場合に基準ラインと平行な第２の回転軸芯を設定する。この第２の回転軸芯を中心に回転するピニオン型のカッターを配置し、ワークとカッターとを同期回転させつつ切削を行う。
ただし、ワークの回転軸芯の方向に沿って見た場合に、第２の回転軸芯がワークの回転軸芯と重なる状態では、両者を同期回転させた場合に、単に相互にすべりの少ないギアが構成される。よって、ワークの径方向に歯形を切削加工するためには、ワークに対してカッターを径方向に送り移動する必要がある。この歯形をワークの周方向に沿って複数形成するためには、歯筋毎にワークに対するカッターの送りを繰り返さなければならず、ワークにたいするカッターの送り動作が複雑なものとなる。

一方、上記第２の回転軸芯をワークの回転軸芯からオフセットした状態、つまり、第２の回転軸芯をワークの回転軸芯から外れた位置に設定した場合には、ワークとカッターとを相対回転させた場合に「すべり」が生じる。これは、ワーク表面の特定点の進行方向と、これに対応するカッター表面の特定点の進行方向とが異なるためである。この「すべり」が上記送り動作と類似した効果を発揮し、ワークの切削加工が可能となる。
しかしながら、ウォームギヤ状のカッターでは、切削によって形成される歯の形状に対応して歯形形状を設定する必要があるだけではなく、ワークに形成する歯数に対してカッターの周囲に形成する歯数が制約をうけるためカッターが小径になる。このため、切削時にカッターが曲げ方向に変形し易くなって加工される歯の形状に誤差を招く場合があった。

このように、カッターをウォームギヤのように螺旋状に形成することは有効と考えられるものであるが、螺旋状のカッターを、前述したように単純に用いるものではカッターの形状に無理があり、ワークを高精度で切削してクラウンギヤを製造することは困難となるため改善の余地がある。

本発明の目的は、スカイビングによりクラウンギヤを製造する装置と方法とを合理的に構成する点にある。

本発明の特徴は、第１軸芯を中心に回転自在にワークを支持するワーク支持部と、前記第１軸芯と異なる第２軸芯を中心に回転自在にカッターを支持するカッター支持部と、前記ワーク支持部及び前記カッター支持部を同期回転させる同期駆動部と、前記カッター支持部を前記ワーク支持部に対して相対移動させる移動部とを備え、前記第１軸芯と平行する方向視において、前記第１軸芯を通過する基準ラインに沿う設定姿勢で、前記基準ラインから外れるオフセット領域に前記第２軸芯が配置されると共に、この第２軸芯が、前記第１軸芯に垂直な基準平面に対して傾斜する姿勢で配置されることにより、前記カッターの先端を前記オフセット領域で前記ワークの回転平面に対して角度を持って接触させるように前記ワーク支持部と前記カッター支持部とが構成され、前記同期駆動部が、前記ワークの回転方向と同じ方向に前記カッターの先端の刃先部の外周を移動させるように、前記ワーク支持部と前記カッター支持部とを同期回転させ、前記移動部が、前記基準ラインに沿う方向に前記カッターを移動させる作動を行う点にある。

この構成によると、ワーク支持部にワークを支持し、カッター支持部にカッターを支持した状態で、ワークのオフセット領域にカッターの先端の刃先部が接触する状態となる。この状態でワークとカッターとを同期駆動すると、カッターの刃先部がワークのオフセット領域に接触しているため、カッターの刃先部を基準にしてワークが相対的に径外方向又は径内方向に変位する「すべり」が生じ、これによりワークを切削することができる。
また、ワークの回転平面に対してカッターの第２軸芯が傾斜角度を有し、ワークの回転平面に対してカッターの刃先部が傾いた状態で接触するため、カッターに逃げ角を形成しなくて済む。カッターの表面に対しては螺旋状の歯形を形成すれば良く、ホブカッターの刃のように断続的な複数の刃を形成する必要がないからカッターの構成を簡略化することができる。カッターの刃形は、形成するクラウンギヤの歯形に適合させてあるから、切削後にクラウンギヤの歯面を再研削する必要はない。
このようにワークとカッターとを配置することで、スカイビングによりクラウンギヤを合理的に製造する装置を得ることができた。

本発明は、前記カッターの前記刃先部が、前記第２軸芯を中心にして外方に突出し、この刃先部から前記第２軸芯に沿って螺旋状に連なる刃本体部が形成され、前記刃先部が、前記第２軸芯から離れる位置ほど前記第２軸芯に沿う方向に突出する姿勢、又は、後退する姿勢となるすくい角が設定されても良い。

これによると、刃先部が突出する形態となるように設定したカッターでは、切削時にワークに対する刃先部のすくい角が小さくなり、刃先がワークに食い込む形態で切削が行われることからカッター送りの直進性が増し、加工効率が向上する。これとは逆に、刃先部を後退する形態に設定したカッターでは、切削時に刃先部のワークに対するすくい角が大きくなり、ワークに当接するカッターの刃先部の抵抗は大きくなる。しかし、ワークの切削面が滑らかになり、カッターの刃先部がワークに過度に食い込むことが防止されて、カッターの回転状態が適正に維持される。すくい角が大きくなる分、カッターの寿命も向上する。

本発明は、前記カッターが、前記刃先部にオイルを供給するオイル供給孔が前記第２軸芯に沿って形成されても良い。

これによると、切削時にオイル供給孔から刃先部の近傍にオイルを供給することにより、切削に伴う抵抗を低減することができる。また、切削時に発生する熱を奪うため、ワークの特性が変化し難く、カッターの破損を防止することもできる。さらに、切削により生じた切削屑をオイルの流れによって効果的に排出することができる。

本発明は、前記カッター支持部が、前記カッターの長手方向の中間位置で前記刃本体部を支持する中間支持部を備えても良い。

これによると、切削時にカッターに対して曲げ力が作用する状況でも、中間支持部がカッターの曲げ変形を抑制し、切削精度を高めることができる。

本発明は、前記カッター支持部が、前記第１軸芯と平行な揺動軸芯を中心にして前記カッターの姿勢を変更する姿勢変更機構を備えており、前記移動部により前記基準ラインに沿って前記カッターを移動させる際に、製造するクラウンギヤの歯形に対応して前記姿勢変更機構により前記第２軸芯の姿勢を変更しても良い。

これによると、例えば、ハイポイドギヤのように歯筋が曲線である場合には、第１軸芯の方向に沿ってカッターの第２軸芯と当該歯筋とを重ねて見た場合、ワークの外周側と内周側とでは歯筋と第２軸芯との交差角度が異なる。このため、ワークの外周側で形成される歯形と内周側で形成される歯形とは幾分異なる形状となる。そこで、本構成では、カッターをワークの中心側に送りながらカッターの第２軸芯をワークの第１軸芯と平行な軸芯の回りで回転させ、ワークに形成される歯筋と、第２軸芯とを常に一定の角度に維持する。こうすることで、ワークの外周側から内周側の全ての位置において同じ断面形状の歯形を得ることができる。

本発明に係るクラウンギヤの製造方法としては、第１軸芯を中心に回転自在にワークを支持し、前記第１軸芯と異なる第２軸芯を中心に回転自在にカッターを支持し、前記第１軸芯と平行する方向視において前記第１軸芯を通過する基準ラインに沿う設定姿勢で、前記基準ラインから外れるオフセット領域に前記第２軸芯を配置し、この第２軸芯を前記第１軸芯に垂直な回転平面に対して傾斜する姿勢に設定することにより、前記カッターの先端を前記オフセット領域で前記ワークの回転平面に対して角度を持って接触させるように前記ワークと前記カッターとを配置し、前記ワークの回転方向と同じ方向に前記カッターの先端の刃先部の外周を移動させるように、前記ワークと前記カッターとを同期回転し、前記基準ラインと平行に前記カッターを移動させることにより前記ワークを前記カッターで切削しても良い。この場合、同期した第１軸芯と第２軸芯の相対回転、いわゆる差動運動を与える必要がある。

この構成によると、ワークとカッターとを同期回転させた場合に、両者の当接点同士が異なる方向に回転するため、両者の間に「すべり」が生じる。その結果、ワークとカッターとを相対回転させるだけでワークの切削が可能となる。さらに、カッターをワークの外周側から内周側に送り移動させることで歯筋が形成される。
このとき、カッターの刃先部はワークの回転平面に対して傾斜させた状態となり、ワークの表面に対してカッターは所定のすくい角および逃げ角を形成した状態で接触する。よって、カッターに逃げ角を形成する手間が省略されるなど、カッターの構成が簡略化される。
また、カッターの刃先部のうち切削に寄与するのは先端の部位だけであり、刃先部はカッターの外周に対して螺旋状に形成することが出来るため、常に新鮮な刃先部を準備することができる。よって、消耗品であるカッターのコストメリットが高まる。
尚、カッターの刃先部の断面形状は、ワークに対してカッターが傾斜した状態で当接したとき、ワークに所期の断面の歯形が形成されるように設計しておくとよい。そうすることで製造後にクラウンギヤの歯面を再研削して形状を整える必要がなくなる。
このように、本方法であれば、ワークとカッターとを適切に配置することで、スカイビングによりクラウンギヤを合理的に製造することができる。

クラウンギヤの製造装置の構成を示す図である。 クラウンギヤの製造装置のワークとカッターとの位置を示す平面図である。 クラウンギヤの製造装置のワークとカッターとの位置を示す側面図である。 カッターの先端部分の斜視図である。 カッターの先端部分の側面図である。 別実施形態（ａ）のカッターの支持構成を示す側面図である。 別実施形態（ｂ）のカッターの刃先部のすく角を示す側面図である。 別実施形態（ｃ）のカッターの刃先部のすく角を示す側面図である。 別実施形態（ｅ）の姿勢変更機構を示す側面図である。 別実施形態（ｅ）のカッターの揺動形態を示す平面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔全体構成〕
図１〜図３に示すように、本発明のクラウンギヤの製造装置は、加工対象となるワーク１を縦向きの第１軸芯Ｐ１を中心に回転自在に支持するワーク支持部１０と、第１軸芯Ｐ１と異なる第２軸芯Ｐ２を中心に回転自在にカッター５を支持するカッター支持部２０と、カッター支持部２０をワーク支持部１０に対して相対移動させる移動部３０と、ワーク支持部１０及びカッター支持部２０を駆動力により同期回転させる同期駆動部４０とを備えて構成されている。

クラウンギヤは、回転軸芯と直交する姿勢の面に歯が形成される形状の冠歯車の総称であり、この冠歯車にはフェースギヤを含み、歯すじ方向が直線に形成されるものや、歯すじ方向が傾斜する、はす歯型のギヤを含む。特に、本発明のクラウンギヤは減速比が３以上となる減速系に使用される高減速フェースギヤに用いることが有効であり、高減速フェイスギヤでは、咬み合う相手側のギヤが小歯車、あるいは、ウォームギヤとして構成される。尚、冠歯車のうち軸芯と食い違う位置関係でピニオンギヤやウォームギヤ等が咬み合うものをクラウンギヤと称し、軸芯に直交する位置関係でピニオンギヤやウォームギヤ等が咬み合うものをフェースギヤと称することもあるが、前述したようにクラウンギヤはフェースギヤを含む概念であり、本発明のクラウンギヤの製造装置ではクラウンギヤだけではなく、フェースギヤの製造も可能である。
また、本発明のクラウンギヤの製造装置では、クラウンギヤ（または冠歯車）の他に２軸が直交するフェースギヤ、２軸が食い違う、いわゆるオフセットのついたフェースギヤの製造も可能である。特にフェースギヤの中でも減速比が３以上の高減速フェースギヤではカッターの歯数を小さくすることが必要であるため本発明が特に有効である。

第１軸芯Ｐ１に沿う方向視において第１軸芯Ｐ１を通過して半径方向に延びる基準ラインＬに沿う平行姿勢（設定姿勢の一例）で、基準ラインＬから設定距離Ｄだけ外れるオフセット領域に第２軸芯Ｐ２を配置し、第１軸芯Ｐ１に直交する姿勢の基準平面Ｓに対して第２軸芯Ｐ２を傾斜角θで傾斜させている。移動部３０は基準ラインＬと平行となる移動方向にカッター５を直線的に移動させるように移動方向が設定されている。

つまり、カッター５は、オフセット領域において基準ラインＬから設定距離Ｄだけ離間した位置で、第１軸芯Ｐ１と基準ラインＬとに対して平行姿勢となる仮想平面Ｔの平面上において傾斜する。

同期駆動部４０は、ワーク１の回転による移動速度と等しい速度で、この回転によるワーク１の移動方向と同じ方向に向けてカッター５の先端の刃先部５Ａの外周を移動させるように、ワーク１とカッター５とを同期駆動し、基準ラインＬと平行する方向にカッター５を移動させる。これによりワーク１とカッター５との間に発生する「すべり」を利用するスカイビング（スカイビング歯切法）により切削が行われる。

〔装置の具体的構成〕
ワーク支持部１０は、軸受部により縦向き姿勢の第１軸芯Ｐ１を中心に回転自在に支持されるターンテーブル１１と、このターンテーブル１１に対してワーク１を固定するための複数のチャック１２とを有して構成され、ターンテーブル１１を、第１軸芯Ｐ１を中心に駆動回転する第１電動モータＭ１を備えている。

カッター支持部２０は、カッター５の基端部を保持するホルダ２１と、このホルダ２１に回転駆動力を伝えるスピンドル２２と、スピンドル２２を第２軸芯Ｐ２を中心にして回転自在に支持する支持ブロック２３とを備えている。このカッター支持部２０には、スピンドル２２を駆動回転する第２電動モータＭ２を備えており、支持ブロック２３と第２電動モータＭ２とは移動フレーム２４に支持されている。

移動フレーム２４は、基準ラインＬと平行姿勢となるガイドレール３１に対して移動自在に支持され、移動フレーム２４をガイドレール３１に沿って往復作動させるネジ式の移動機構３２と、この移動機構３２を駆動する第３電動モータＭ３を備えて移動部３０が構成されている。

第１電動モータＭ１と第２電動モータＭ２と第３電動モータＭ３とは、駆動信号により回転速度の制御が可能な同期モータが使用されている。同期駆動部４０は、第１電動モータＭ１と第２電動モータＭ２と第３電動モータＭ３を制御するようにマイクロプロセッサやＤＳＰ等を有した同期制御ユニット４１と、この同期制御ユニット４１に加工データを与えるように、加工データを取得する手段と、加工データを記憶するストレージ等を有した加工データユニット４２とを備えて構成されている。

尚、図１に示したクラウンギヤの製造装置は、本発明の構成を実現する特徴部分の構成を模式的に示したものであり、この製造装置は、例えば、マニピュレータの先端にカッター支持部２０を備えて構成することも可能である。このようにマニピュレータを備えた装置では、カッター５を移動させる機能を有する部位により本発明の移動部３０が構成されることになる。

〔カッター〕
図４、図５に示したカッターは、歯数２の場合を例示した。この場合、カッター５は、第２軸芯Ｐ２と同軸にセットされる回転軸芯Ｘの方向に延びる棒状であり、先端には回転軸芯から一対の刃先部５Ａが形成され、この刃先部５Ａから螺旋状に刃本体部５Ｂが形成されている。回転軸芯Ｘに沿う方向視におけるカッター５の先端は瓢箪形であり、外周部位に刃先部５Ａが形成され、回転軸芯Ｘに沿ってオイル供給孔５Ｃが穿設されている。このカッター５は、工具鋼や、ＷＣ−Ｃｏ系等の超硬合金等の丸棒材を螺旋形に成形することで形成され回転軸芯Ｘと直交する方向に切断した際の断面形状は、先端の瓢箪形と一致する。

基準平面Ｓに対して傾斜角θで傾斜する姿勢にカッター５をセットして切削を行うことでクラウンギヤの歯を削り出すため、歯底から歯先に亘る歯の形状を転写した形状に対応した一対の刃先部５Ａが形成されている。これにより、カッター５の回転による切削でワーク１には歯溝と歯とが、ワーク１の周方向に連続的に形成される。

また、カッター５の刃先部５Ａをワーク１に接触させて切削する際には、カッター５にはワーク１から加工反力が作用する。このような加工反力はカッター５を曲げ変形させる。しかし、本実施形態では、カッター５の第２軸芯Ｐ２が基準平面Ｓに対して傾斜しているから、加工反力は、カッター５に対してその第２軸芯Ｐ２に沿う方向と、第２軸芯Ｐ２に直交する方向とに分解される。このうちカッター５を曲げようとする第２軸芯Ｐ２に直交する分力は、当初の加工反力よりも小さくなっているから、カッター５を曲げようとする傾向は小さくなる。よって、カッター５の刃先部の位置ずれが生じにくく、ワークには正確な歯形を形成することが出来る。

本実施形態のカッター５は傾斜した姿勢でワークに当接するため、ワークの平面とカッター５の外周面との間には自然に逃げ角が形成される。よって、カッター５に特別な逃げ面を設ける必要がなく、カッター５の構成を簡略化することができる。
また、カッターの表面に対しては螺旋状の歯形を形成すれば良く、ホブカッターの刃のように断続的な複数の刃を形成する必要がないからカッターの構成を簡略化することができる。
カッターの刃形は、形成するクラウンギヤの歯形に適合させてあるから、切削後にクラウンギヤの歯面を再研削する必要はない。

〔切削形態〕
図１および図２に示すごとく、クラウンギヤを製造する場合には、クラウンギヤの形状に対応するリング状のワーク１をワーク支持部１０のターンテーブル１１に支持し、カッター５をカッター支持部２０に支持する。ワーク１は、金属材料では焼き入れ前のもの、あるいは、焼き入れ後のもの、あるいは、荒削り等の加工が行われたものが用いられ、チャック１２によりターンテーブル１１に固定される。

このようにセットすることにより、第１軸芯Ｐ１と平行する方向視において、第１軸芯Ｐ１を通過して半径方向に延びる基準ラインＬに沿う設定姿勢で、基準ラインＬから外れるオフセット領域に第２軸芯Ｐ２が配置される。この第２軸芯Ｐ２は、第１軸芯Ｐ１と直交する姿勢の基準平面Ｓに対して傾斜する姿勢に設定され、カッター５の刃先部５Ａはワーク１の回転平面に対して傾斜角θで接触可能な位置に配置される。

この状態で、同期駆動部４０の同期制御ユニット４１が加工データユニット４２に記憶されている加工データに基づいて、第１電動モータＭ１と第２電動モータＭ２とを制御することにより、ワーク１を第１方向Ｒ１の方向に、カッター５を第２方向Ｒ２の方向に設定速度で回転させる同期駆動が行われる。この同期駆動時において同期駆動部４０が第３電動モータＭ３を駆動することで移動部３０がカッター５を移動させ、カッター５の刃先部５Ａがワーク１のオフセット領域に接触して切削が開始される。

図２に示すごとく、ワーク１とカッター５との同期駆動では、ワーク１の回転による移動速度と等しい速度で、この回転によるワーク１の移動方向と同じ方向にカッター５の先端の刃先部５Ａの外周を移動させる制御が行われる。

この同期駆動によりワーク１とカッター５の刃先部５Ａとが等しい速度で接触することになるが、ワーク１のオフセット領域にカッター５の刃先部５Ａが接触しているため、ワーク１と刃先部５Ａとの間には「すべり」を生ずる。つまり、ワーク１の第１方向Ｒ１への回転に伴い、接触位置のワーク１の表面は第１軸芯Ｐ１を中心とする円弧に沿って移動する。これに対して、カッター５の刃先部５Ａは、第２軸芯Ｐ２を中心にして回転するためワーク１の表面で刃先部５Ａは基準平面Ｓに沿って基準ラインＬに直交する方向に移動する。これによりワーク１と刃先部５Ａとの間には第１軸芯Ｐ１を中心とした半径方向に「すべり」が生じ、この「すべり」による相対移動によりスカイビングによる切削が実現する。

尚、平面視において、基準ラインＬに対して第２軸芯Ｐ２が重なる状態に配置された場合には、ワーク１と刃先部５Ａとの当接点は、共に第１軸芯Ｐ１を中心とした周方向に移動するからワーク１と刃先部５Ａとの間には「すべり」が殆ど生じず切削不能となる。

前述したようにカッター５の刃先部５Ａの形状が、クラウンギヤの歯の形状を転写した形状であるため、切削によりワーク１にはクラウンギヤの歯が形成される。

図４に示すごとく、カッター５の中央部には、切削時に刃先部５Ａにオイルを供給するオイル供給孔５Ｃを形成しておくと良い。
その場合、切削に伴う抵抗を低減することができる。また、切削時に発生する熱を奪うため、ワーク１の特性が変化し難く、カッター５の破損を防止することもできる。さらに、切削により生じた切削屑をオイルの流れによって効果的に排出することができる。

〔実施形態の作用・効果〕
このように、本実施形態では、第１軸芯Ｐ１を中心にして駆動回転するワーク１のオフセット領域に対して、第２軸芯Ｐ２を中心にして駆動回するカッター５を配置することにより、「すべり」を発生させて切削を実現しており、この切断時にはワーク１とカッター５とを高速回転させ高能率でのクラウンギヤの製造が可能となる。

また、第２軸芯Ｐ２を基準平面Ｓに対して傾斜角θで傾斜させ、カッター５の先端の刃先部５Ａの部位だけで切削を行うことにより、例えば、第２軸芯Ｐ２を基準ラインＬと平行姿勢に設定するものと比較して、ワーク１に形成する歯の形状を刃先部５Ａに形状を転写させることが容易となり、カッター５の製造も簡単になる。

そして、切削時には、カッター５に対して曲がり方向に作用する力を軽減し、切削時にはカッター５のオイル供給孔５Ｃへのオイルの供給により熱の作用による変形を抑制し、切削屑の排出を容易に行わせている。

〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い。

（ａ）図６に示すように、カッター５の回転軸芯Ｘの方向での中間位置を外嵌する状態で遊転支持する支持リング２６を備え、この支持リング２６を中間部材２７によりカッター支持部２０の移動フレーム２４に支持するように構成する。このように支持リング２６でカッター５の中間位置を支持することで、切削加工中のカッター５の曲がり変形が抑制される。その結果、クラウンギヤの加工精度を高めることができる。

（ｂ）図７に示すように、カッター５の刃先部５Ａにはポジティブなすくい角αを設けておくことができる。このすくい角αは、回転軸芯Ｘに直交する姿勢の基準面に対し、回転軸芯から刃先部５Ａが突出する方向への傾斜を示す角度である。このようにすくい角αを設定することにより、切削時には鋭く抉る形態での切削行われ、効率的な切削が実現する。

（ｃ）一方、図８に示すように、カッター５の刃先部５Ａにネガティブなすくい角βを設けておくこともできる。このすくい角βは、回転軸芯Ｘに直交する姿勢の基準面に対し、回転軸芯から刃先部５Ａが後退する方向への傾斜を示す角度である。このようにすくい角βを設定することにより、ワーク１に当接するカッター５の刃先部５Ａの抵抗は大きくなる。しかし、ワーク１の切削面が滑らかになり、カッター５の刃先部５Ａがワーク１に過度に食い込むことが防止されて、カッター５の回転状態が適正に維持される。すくい角が大きくなる分、カッター５の寿命も向上する。

（ｄ）カッター５の刃先部５Ａを、回転軸芯Ｘから放射状にとなる三箇所以上に形成し、この三つ以上の刃先部５Ａから螺旋状に連なる刃本体部５Ｂを形成するようにカッター５を構成する。このように三箇所以上の箇所に刃先部５Ａを形成することにより、切削時のカッター５の回転速度を低減してカッター５の刃先部５Ａの摩耗の抑制が実現する。

（ｅ）図９に示すように、カッター５の刃先部５Ａがワーク１に接触する接触点を通り、第１軸芯Ｐ１と平行となる揺動軸芯Ｑを中心にしてカッター５を揺動させる姿勢変更機構５０にカッター支持部２０を支持し、姿勢変更機構５０を移動部３０に支持してクラウンギヤの製造装置を構成してもよい。姿勢変更機構５０は、ガイドレール３１に対して移動自在に支持される移動ユニット５１と、移動フレーム２４に連結する連結ユニット５２とを有し、移動ユニット５１と連結ユニット５２とは揺動軸芯Ｑを中心にして揺動自在に連結され、第４電動モータＭ４により揺動姿勢が設定される。この構成により、第１軸芯Ｐ１に沿う方向視において第２軸芯Ｐ２の姿勢を基準ラインＬに沿う設定姿勢の範囲内で揺動させることができる。

この別実施形態（ｅ）では、カッター５の刃先部５Ａをオフセット領域に配置し、基準平面Ｓに対して第２軸芯Ｐ２を傾斜角θだけ傾斜させる構成は維持するものであり、第１軸芯Ｐ１に沿う方向視で、ワーク１の外周を切削する初期状態では、図１０（ａ）に示すように、第２軸芯Ｐ２の姿勢を基準ラインＬと平行となる姿勢に設定する。この後にワーク１の第１軸芯Ｐ１に接近するほど、図２０（ｂ）に示すように、姿勢変更機構５０により揺動軸芯Ｑを中心にしてカッター５を揺動させる。このようにしてカッター５をワーク１の中心側に送りながらカッター５の第２軸芯Ｐ２をワーク１の第１軸芯Ｐ１と平行な揺動軸芯Ｑの回りで回転させ、ワーク１に形成される歯筋と、第２軸芯Ｐ２とを常に一定の角度に維持する。こうすることで、ワーク１の外周側から内周側の全ての位置において同じ断面形状の歯形を得ることができる。

尚、この別実施形態（ｅ）の構成は、マニピュレータの先端にカッター支持部２０を備えて構成することも可能であり、揺動軸芯Ｑを中心にしてカッター５を揺動させることができるものであれば何れの構成であってもよい。

本発明は、フェースギヤを含むクラウンギヤをスカイビングにより切削加工する製造装置および方法として利用することができる。

１ ワーク
５ カッター
５Ａ 刃先部
５Ｂ 刃本体部
５Ｃ オイル供給孔
１０ ワーク支持部
２０ カッター支持部
３０ 移動部
４０ 同期駆動部
５０ 姿勢変更機構
Ｌ 基準ライン
Ｐ１ 第１軸芯
Ｐ２ 第２軸芯
Ｓ 基準平面
Ｘ 回転軸芯
α すくい角
β すくい角
Ｑ 揺動軸芯

Claims (6)

1. 第１軸芯を中心に回転自在にワークを支持するワーク支持部と、前記第１軸芯と異なる第２軸芯を中心に回転自在にカッターを支持するカッター支持部と、前記ワーク支持部及び前記カッター支持部を同期回転させる同期駆動部と、前記カッター支持部を前記ワーク支持部に対して相対移動させる移動部とを備え、
   前記第１軸芯と平行する方向視において、前記第１軸芯を通過する基準ラインに沿う設定姿勢で、前記基準ラインから外れるオフセット領域に前記第２軸芯が配置されると共に、この第２軸芯が、前記第１軸芯に垂直な基準平面に対して傾斜する姿勢で配置されることにより、前記カッターの先端を前記オフセット領域で前記ワークの回転平面に対して角度を持って接触させるように前記ワーク支持部と前記カッター支持部とが構成され、
   前記同期駆動部が、前記ワークの回転方向と同じ方向に前記カッターの先端の刃先部の外周を移動させるように、前記ワーク支持部と前記カッター支持部とを同期回転させ、
   前記移動部が、前記基準ラインに沿う方向に前記カッターを移動させる作動を行うクラウンギヤの製造装置。
2. 前記カッターの前記刃先部が、前記第２軸芯を中心にして外方に突出し、この刃先部から前記第２軸芯に沿って螺旋状に連なる刃本体部が形成され、前記刃先部が、前記第２軸芯から離れる位置ほど前記第２軸芯に沿う方向に突出する、又は、退入する姿勢となるすくい角が設定されている請求項１記載のクラウンギヤの製造装置。
3. 前記カッターが、前記刃先部にオイルを供給するオイル供給孔が前記第２軸芯に沿って形成されている請求項２記載のクラウンギヤの製造装置。
4. 前記カッター支持部が、前記カッターの長手方向の中間位置で前記刃本体部を支持する中間支持部を備えている請求項２又は３記載のクラウンギヤの製造装置。
5. 前記カッター支持部が、前記第１軸芯と平行な揺動軸芯を中心にして前記カッターの姿勢を変更する姿勢変更機構を備えており、前記移動部により前記基準ラインに沿って前記カッターを移動させる際に、製造するクラウンギヤの歯形に対応して前記姿勢変更機構により前記第２軸芯の姿勢を変更する請求項１〜４のいずれか一項に記載のクラウンギヤの製造装置。
6. 第１軸芯を中心に回転自在にワークを支持し、前記第１軸芯と異なる第２軸芯を中心に回転自在にカッターを支持し、
   前記第１軸芯と平行する方向視において前記第１軸芯を通過する基準ラインに沿う設定姿勢で、前記基準ラインから外れるオフセット領域に前記第２軸芯を配置し、この第２軸芯を前記第１軸芯に垂直な回転平面に対して傾斜する姿勢に設定することにより、前記カッターの先端を前記オフセット領域で前記ワークの回転平面に対して角度を持って接触させるように前記ワークと前記カッターとを配置し、
   前記ワークの回転方向と同じ方向に前記カッターの先端の刃先部の外周を移動させるように、前記ワークと前記カッターとを同期回転し、前記基準ラインと平行に前記カッターを移動させることにより前記ワークを前記カッターで切削するクラウンギヤの製造方法。

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