JPH02131813A - 傘歯車の歯切装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は傘歯車の歯切装置に関する． （従来の技術） 従来、傘歯車の歯切装置の一例として、グリーソン歯切
装置がある．これは第１２図に示すように、歯部ａを荒
仕上げした傘歯車素材ＡとカッターＢとを同一方向へ同
速度で回転させると共に、カッターＢを、同図仮想線に
示すように、素材Ａの円錐頂点Ｐから歯部中心線Ｃに沿
って移動させて歯部ａの側面を切削仕上げするものであ
る．（発明が解決しようとする課！！） 第１３図に示すように、傘歯車の歯切理論によれば、傘
歯車素材Ａの歯部ａの側面ｂを、円錐頂点Ｐを中心にし
てその歯部ａの内端縁Ｄから外端緑Ｅに向かって曲率半
径Ｒがしだいに大きくなるような曲面に形成しなければ
ならないが、上記従来の歯切装置では、カッターＢで歯
部ａの側面を切削仕上げすることから、その歯部ａの側
面の曲率半径Ｒはどの部分も同一となり、理論どうり歯
切りすることができないものである．このため、この歯
切装置で仕上げられた傘歯車を互いに噛合させたときに
は、互いに対向する歯部が部分的にしか接触せず、動力
の伝達がスムーズにおこなわれないという欠点があった
． 本発明は、上記従来の欠点に鑑み、歯部の側面を歯切理
論どうりに形成することができる傘歯車の歯切装置を提
供することを目的としている．（課題を解決するための
手段） 上記目的を達成するために、本発明は、　垂直方向の回
転主軸２と、該回転，土軸２に対し直交方向に配置され
、且つ傘歯車素材４を、その円錐頂点Ｐが回転主軸２の
軸心０と一致するように支持するワーク駆動軸３とを設
け、上記回転主軸２に水平方向に縦横自在な刃物台８を
介して設けられる回転刃１０を上記ワーク駆動軸３の軸
心Ｑを通る水平面上に配置し、上記回転主軸２またはワ
ーク駆動軸３を回転主軸２の軸心０を中心として所定の
制御速度で、且つ所要の角度範囲内で往復回動させる往
復駆動装置１９を設けてなる構成を採用するものである
． （実施例） 第１図及び第２図は本発明の一実施例たる傘歯車の歯切
装置を示すものであって、機枠１に、垂直方向の回転主
軸２と、該回転主軸１に対し直交方向のワーク駆動軸３
とを設け、該ワーク駆動軸３に傘歯車素材４を、その素
材４の円錐頂点Ｐが回転主軸２の軸心Ｏと一致するよう
に取付けるようになっており、サーボモー夕等からなる
ワーク駆動装置５によりワーク駆動軸３を介して傘歯車
素材４を所定速度で回転させることができるようになっ
ている． 前記回転主軸２の上端に固着した基台６上に、回転主軸
２の半径方向に移動自在な移動台７を配置し、該移動台
７上に、その移動台７の移動方向に対し直交方向に移動
自在な刃物台８を配置し、該刃物台８上の支持枠９に設
けられた回転刃１０を上記ワーク駆動軸３の軸心Ｑを通
る水平面上に配置しており、基台６に設けたつまみ１１
を回転操作することにより、ねじ軸１２及びナット１３
を介して移動台７を移動させ、また移動台７に設けたサ
ーボモー夕等からなる刃物台駆動装置１４を作動させる
ことにより、ねじ軸１５及びナット１６を介して刃物台
８を移動させることができ、これによって上記回転刃１
０を水平方向に縦横に移動させることができるようにな
っている．なお上記回転刃１０はサーボモー夕等からな
る回転刃駆動装置１７により回転させられるようになっ
ている． 第１図に示すように、回転主軸２を所定角度回転させる
ための角度設定装置１８と、回転主軸２を所要の角度範
囲内で往復回転させるための往復駆動装置１９とが設け
られている．上記角度設定装置１８は、第３図に示すよ
うに、回転主軸２にキー止めされたウォームホイール２
１と、該ウォームホイール２１に噛合するウォームギャ
２２とを有し、つまみ２３を掻作することにより、ウォ
ームギャ２２及びウォームホイール２１を介して回転主
軸２を所要角度回転させることができるようになってい
る．なお上記ウォームホイール２１に角度目盛２３が形
成され、該角度目盛り２３に対向して基準指針２４が設
けられている．前記往復駆動装置１９は、第４図及び第
５図に示すように、回転主軸２に回転自在に外嵌するリ
ング状部材２６と、該リング状部材２６の側面に対向し
て配置された直線案内軸受２７に水平移動自在に支持さ
れた水平移動部材２８と、上記リング状部材２６に互い
に反対方向に半周ずつ巻回され、且つその一端部が上記
水平移動部材２８に固着され、その他端部がリング状部
材２６に固定手段２９を介して固定された一対のピアノ
線等からなる弾性紐状体３０．３０と、上記リング状部
材２６を前記ウォームホイール２１に連結する連結千段
３１と、前記水平移動部材２８をナソト３２及びねじ軸
３３を介して往復移動させるサーボモー夕等からなる水
平移動部材駆動装置３４とからなり、該水平移動部材駆
動装置３４を作動させることによって、水平移動部材２
８を水平方向に往復移動させ、これによって、両紐状体
３０．３０を交互にくり返し引っ張ってリング状部材２
６を往復回転させ、さらに連結手段′！Ｉ１及びウォー
ムホイール２１を介して回転主軸２を所定の制御速度で
、且つ所要の角度範囲で往復回転させることができるよ
うになっている． 前記固定手段２９は、リング状部材２６の周面に固着さ
れた固定ブロック３６と、該ブロック３６のねし孔に螺
入し、且つ各紐状体３０．３０の端部に固着された可動
ブロック３７に先端が圧接するボルト３８とからなり、
該ボルト３８を締結することによって各紐状体３０．３
０をリング状部材２６に圧接せしめ、これによって該リ
ング状部材２６と水平移動部材２８とを一体的に連結す
るものである． 前記連結千段３１は、リング状部材２６の上面に形成さ
れた蛾溝状の環状溝４０に移動自在に係合し、且つ第１
図に示すように、ウオームホイール２１を貫通する保合
ボルト４１と、該保合ボルト４１に螺合するナソト４２
とからなり、該ナット４２を締結することによってリン
グ状部材２６をウォームホイール２１に一体的に連結す
ることができるようになっている。

前記水平移動部材駆動装置３４及びワーク駆動装置５は
第１図に示すコンピュータ４３によって制御される．な
お直線案内軸受２７としてはバックラッシュを除去した
リニアベアリングが、また水平移動部材駆動装置３４に
より駆動されるねじ軸３３としては、同じ《バックラッ
シュを除去したボールねじが適当である． 歯切り手順について説明する．まず第２図に示すように
、傘歯車素材４を、その円錐頂点Ｐが回転主軸２の軸心
Ｏと一致するように、ワーク回転軸３に取付ける。次に
第３図に示すように、連結手段３１を弛緩させて角度設
定装置１８のウォームホイール２１と往復駆動装置１９
のリング状部材２６との緑を切った状態において、上記
角度設定装置１８のつまみ２３を操作して回転主軸２を
傘歯車素材４の歯部中心円錐角αに相当する角度だけ回
動させる。これによって第６図に示すように回転刃１０
が回転主軸２の軸心０、即ち円錐頂点Ｐを中心として上
記角度だけ回動させられ、傘歯車素材４の歯部中心線（
イ）に対し刃物台８の刃物台移動中心線（ｔ！）が平行
するようになる。

続いて第７図に示すように、刃物台駆動装置１４を作動
させることによって回転刃１０を刃物台移動中心１，９
ｔ（Ｅｌ）に沿って傘歯車素材４の内端縁４ａに対向す
る位置まで移動させる。さらにつまみ１１を操作して回
転刃１０を移動台移動中心ｖＡ（Ａ）に沿って傘歯車素
材４に接近させる．この状態で円錐頂点Ｐを通る回転刃
１０の接線を後述する回転刃１０の揺動の基準線（二）
とする．次にワーク駆動装置５により傘歯車素材４を回
転させると共に、回転刃駆動装置１７により回転刃１０
を回転させ、また連結手段３１のナット４２を締結して
リング状部材２６をウォームホイール２１を介して土軸
２に一体的に連結した後、往復駆動装置１９の水平移動
部材駆動装置３４をコンビエータ４３の制御により作動
させ、水平移動部材２８を往復移動させる。これにより
第８図に示すように、回転主軸２を介して回転刃１０が
円錐項点Ｐを中心として揺勅させられ、その回転刃１０
により第９図（ａ）に示すように、傘歯車素材４の外周
面が周方向所定間隔ごとに切削される。

このように傘歯車素材４の全周を切削したならば、第９
図（ｂ）に示すように、つまみ１１を操作して回転刃１
０を揺動方向に所定量送る。これによって１回目の切削
によって形成された歯溝４０がさらに深く切削される．
同様にして回転刃１ｏを所定量ずつ送り、第９図（Ｃ）
に示すように、所定深さの歯溝４０を形成する， 続いて第１０図に示すように、刃物台駆動装置１４によ
り回転刃１０を刃物台移動中心線（口）に沿って所定間
隔Ｐごとに送っていくと、回転刃１ｏの刃先が前述した
基準線（二）と、円錐項点Ｐから歯末４ｄを通る歯末線
（＊）との間の揺動角度β内で円錐頂点Ｐを中心として
Ｉ！動じながら矢印方向へ移動し、所定形状の歯部４ｂ
を形成することができる。

ここで、傘歯車素材４に形成する歯部４ｂの枚数は、該
素材４の回転速度と回転刃１ｏの単位時間あたりの揺動
回数とによって決定され、また各歯溝４０の深さは回転
刃１０の揺動角度βで決定され、さらに各歯部４ｂの側
面形状は素材４の回転速度と回転刃１０の揺動方向への
送り速度によって決定されるから、コンピュータ４３に
より水平移動部材駆動装置３４を介して回転刃１０の単
位時間あたりの播動回数、揺動角度及び揺動方向ヘの送
り速度を制御し、また同じ《コンピュータ４３によりワ
ーク駆動装置５を介して傘歯車素材４の回転速度を制御
することによって、歯部４ｂの枚数、歯漠の深さ及び歯
部の側面の曲面形状が所望どうりの傘歯車を得ることが
できる。

上記実施例では、第９図（ａ）〜（Ｃ）に示すように、
回転刃１０により傘歯車素材４の内端縁４ａを所定深さ
まで切削した後、その回転刃１０を刃物台移動中心線（
Ｉ１＋）に沿って送ることにより歯切りしたが、回転刃
１０を予め移動台移動中心線（Ａ）に沿って所定量送り
、次のその回転刃１０を刃物台移動中心線（Ｅｌ）に沿
って送ることによって歯切りを開始するようにしてもよ
い． 第１１図は往復駆動装置１９の変形例を示すものであっ
て、リング状部材２６とプーＩＪ　４　５との間にベル
ト４６を巻回し、サーボモー夕等の駆動装置４７により
上記プーり４５を正逆転させることによって、回転主軸
２を所定の制御速度で、且つ所定角度範囲内で往復回動
させることができるようになっている．なおリング状部
材２６、プーリ４５及びベルト４６には滑り止め用歯部
４８が形成されている． 上記実施例では回転主軸２を軸心０、即ち円錐頂点Ｐを
中心として往復回動させることによって歯切りをおこな
ったが、ワーク駆動軸３を円錐頂点Ｐを中心として往復
回動させることによって歯切りするようにしてもよい． （発明の効果） 本発明よれば、回転主軸に水平方向に縦横自在な刃物台
を介して設けられる回転刃をワーク駆動軸の軸心を通る
水平面上に配置し、上記回転主軸またはワーワ駆動軸を
回転主軸の軸心を中心として所定の制御速度で、且つ所
要の角度範囲内で往復回転させる往復駆動装置を設けて
いるから、上記ワーク駆動軸に傘歯車素材を、その円錐
頂点が回転主軸の軸心と一致するように取付けることに
よって、上記回転刃または傘歯車素材を上記円錐頂点を
中心に揺動させて傘歯車素材に所定数の歯部を形成する
ことができると共に、傘歯車の歯切理論どうりに、上記
各歯部の側面を、上記円錐頂点を中心にしてその歯部の
内端縁から外端緑に向かって曲率半径がしだいに大きく
なるように形成することができるものである．従って、
この発明により歯切りされた傘歯車を互いに噛合させた
ときには、互いに対向する歯部が全面的に接触し、動力
伝達をスムーズにおこなうことができる．また傘歯車素
材に形成する歯部の枚数は回転刃の単位時間あたりの揺
動回数によって自由に選択することができ、またその各
歯漠の深さは回転刃の揺動角度で所定どうりに設定でき
、さらに上記歯部の側面は回転刃の送り速度を制御する
ことによって所望の曲面に形成することができ、なおか
つ通常の傘歯車以外にもインターナル傘歯車、いわゆる
ハーフナット等も歯切りすることができる．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例たる傘歯車の歯切装置の一部
切欠き正面図、第２図は同平面図、第３図は第１図の１
１矢視図、第４図は第１図の■一■矢視図、第５図は同
装置に設けられた往復駆動装置の分解斜視図、第６図〜
第８図は歯切り手順を示す同装置の平面図、第９図（ａ
）〜（Ｃ）は歯切り初期の状態を示す概略説明図、第ｌ
θ図は歯切り中期から終期に至る状態を示す概略説明図
、第１１図は同装置に設けられた往復駆動装置の変形例
を示す水平断面図、第１２図は従来の歯切装置の概略説
明図、第１３図は傘歯車の歯切り理論を説明するための
傘歯車要部の斜視図である． ２・・・回転主軸、３・・・ワーク駆動軸、４・・・傘
歯車素材、８・・・刃物台、１０・・・回転刃、１９・
・・往復駆動装置、０・・・回転主軸の軸心、Ｐ・・・
円錐頂点、Ｑ・・・ワーク駆動軸の軸心．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 垂直方向の回転主軸と、該回転主軸に対し直交方向に配
   置され、且つ傘歯車素材を、その円錐頂点が回転主軸の
   軸心と一致するように支持するワーク駆動軸とを設け、
   上記回転主軸に水平方向に縦横自在な刃物台を介して設
   けられる回転刃を上記ワーク駆動軸の軸心を通る水平面
   上に配置し、上記回転主軸またはワーク駆動軸を回転主
   軸の軸心を中心として所定の制御速度で、且つ所要の角
   度範囲内で往復回動させる往復駆動装置を設けてなる傘
   歯車の歯切装置。