JPH02237718A

JPH02237718A - 歯切盤

Info

Publication number: JPH02237718A
Application number: JP5791389A
Authority: JP
Inventors: Tsunesuke Iizuka; 飯塚　恒佑; Naotoshi Sato; 佐藤　直敏
Original assignee: Yutaka Seimitsu Kogyo Ltd
Current assignee: Yutaka Seimitsu Kogyo Ltd
Priority date: 1989-03-13
Filing date: 1989-03-13
Publication date: 1990-09-20
Anticipated expiration: 2011-09-25
Also published as: JP2538333B2

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〕この発明は歯切盤に係り、特にマガリバカサ歯車を加工
するに際し、仮想歯車として冠歯車でもカサ歯車でも使
用することができ、高速化、小型化が可能で作業性にす
ぐれた歯切盤に関する。

〔従来の技術〕

従来、マガリバカサ歯車を加工する場合、歯車加工機械
に取付けられたカッタがその小歯車、大歯車に共通に噛
み合う仮想の歯車の一部を表わすことによって加工が行
なわれている．環状フライスカツタを使用した場合でそ
の関係を概念的に表わせば第５図のとおりである．仮想歯車に冠歯車（円錐角が９０゜のカサ歯車）を使う
場合と、カサ歯車を使う場合とがあり、その時の大小歯
車との関係を示せば第６図（冠歯車の場合）と第７図（
カサ歯車の場合）のとおりである。

その場合の機械とカッタの位置関係を平面的に表わせば
第８図（冠歯車の場合）と第９図（カサ歯車の場合）の
とおりである．第８図、第９図において、カッタ４０は仮想歯車４１の
中心軸４２で回転する回転体に保持されている。

その回転体の内部でカッタを保持するカッタ軸４３は仮
想歯車中心軸から平行にある距離Ｅだけ離れた所にセッ
ティングしたり、またある距離離れて仮想歯車中心軸４
２に対してある角度θ傾けてセッティングすることがで
きる．これは使用する仮想歯車によって変化するもので
ある。

このようにしておいて力ッタ４０を切削のため回転（細
い矢印）させておき、太い矢印で示している工作物４４
の中心軸４５と仮想歯車４１の中心軸４２をその歯数の
歯の比で回転させることにより所定の歯車を加工するこ
とができる．これら基本型に関しては特公昭３０−３９００号等の技
術が知られている．〔発明が解決しようとする課題〕前記公知技術において、マガリバカサ歯車の加工をする
場合に次のような問題点がある。

（＾）カッタを保持し、仮想歯車を表わす回転体が大き
くなるため高速化が困難である．（Ｂ）歯車を加工する
ための準備、即ち段取りをする部分が多いため、それに
対して長時間と熟練を要している．（Ｃ）操作位置から機械のワーク着脱部までの距離が長
く作業性が悪い．（０）機械全体が大型となり、所要床面積を広く要する
．（Ｅ）また特開昭６２−１６２４１７号は前記特公昭３
０−３９００号の欠点を補うものではあるが、仮想歯車
の中心軸に対してカツタ回転中心軸を任意に傾けること
ができないという欠点がある．この発明は前記問題点を解消し、仮想歯車に冠歯車でも
カサ歯車でも使用することができ、高速化、小形化が可
能で段取り操作が簡単な歯切盤を提供することを目的と
して開発されたものである．〔課題を解決するための手
段〕この発明は、前記課題を解決し、目的を達成するために
、ベット上にワーク保持ユニットと、カッタユニットと
を有するマガリバカサ歯車歯切盤において、カッタユニ
ットは、ワーク保持ユニットの進退方向に対して直交方
向へ進退可能なコラムと、該コラムに装着されて昇降自
在な刃物軸頭と該刃物軸頭に収設された刃物主軸とから
成り、該刃物主軸は刃物軸頭に回転可能に収設された揺
動体内に傾斜可．能に構成されたことを特徴とする歯切
盤という技術的な手段を講じた。

〔作用〕

上記のように構成されたこの発明においては、刃物主軸
先端部にカッタを装着して刃物主軸を所望の傾斜角度に
設定することができ、刃物主軸を支承する揺動体を回転
させ、かつ揺動体を支承する刃物軸頭は垂直方向並びに
水平運動をさせることができるため、該垂直方向並びに
水平運動を自動的に合成させることによってカッタが歯
切りをするために必要な仮想歯車の歯面形を描くように
作動する．〔実施例〕この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は斜視図であり、図中垂直方向をＹ軸方向、左右
方向をＸ軸方向、前後方向をＺ軸方向という。

第２図は第１図におけるＡ−Ａ線断面図であり、刃物主
軸の傾斜角が０゜の場合を示し、第３図は刃物主軸を２
θに傾斜させた状態を示す。

歯切盤１のベッド２の上には、Ｚ軸方向へ向いた一対の
平行な摺動ガイド３，３が正面ｆｉｌ（図中右方）に配
設され、またベット２上の背後側には前記摺動ガイド３
，３と直交状にＸ軸方向を向く一対の平行な摺動ガイド
４，４が配設されている。

前記正面側の摺動ガイド３，３上には、ワーク保持ユニ
ット５がガイド３，３に沿って摺動自在に配設され、ま
た背後側の摺動ガイド４．４上にはカッタユニット６が
ガイド４，４に沿って摺動自在に配設されている。

前記ワーク保持ユニット５は、テーブル７が摺動ガイド
３，３上に摺動可能に配設されており、デーブル７に設
けた送りネジ８の先端部はベット２外に突出させて該先
端部にザーボモータ９が連結されており、該サーボモー
タ９の正逆回転によってテーブル７はカッタユニット６
側へ進退が可能に構成されている。

前記テーブル７の上面は図中正面右方を平坦に切欠いて
切欠面７＾が形成され、該切欠面７Ａの壁面７Ｂは、テ
ーブル７の上面左後方縁部に立設した旋回軸１０を中心
とした円周面に形成されている．該テーブル７上には、
前記旋回軸１０を中心に旋回及び固定可能な旋回台１１
が軸着され、該旋回台１１上に工作主軸頭１２が固定配
設されている。しかして前記旋回軸１０はワークーのピ
ッチ円錐の頂点（第８図にＰで示す）と一致しないよう
位置構成されている。

工作主軸頭１２には、ワーク主軸１３が回転自在に支承
されており、サーボモータ１４と図示しないウオームギ
ャを介して駆動されるよう桶成され、ワーク主軸１３の
先端部にはワークーを着脱できるように構成されている
。　以上の楕成によりワーク保持クーニット　５は、サ
ーボモータ９の駆動によりテ・−ブル７を進退させ、旋
回台１１をワーク　讐の形状に適するように旋回軸１０
を中心に旋回固定させ、サーボモータ１４の駆動によっ
てワーク主軸１３を回転させることができる。

前記力ツタユニット６は、摺動ガイド４，４上にコラム
１５が摺動ガイド４，４に沿って摺動可能に配設され、
コラム１５に設けた送りネジ１６の先端部はベット２の
外側面に固定されたサーボモータ１７に連結されており
、サーボモータ１７の正逆回転によってコラムはＸ軸方
向を進退可能に横成されている。

前記コラム１５の図中左端面には、前後端部に昇降ガイ
ド１８．１８が一体に形成されており、またコラム左端
面には六部１５Ａが形成されている。該穴部１５Ａ内に
垂直に送りネジ１９が配設され、送りネジ１９の上端部
はコラム１５上部に配設されたサーボモータ２０に連結
されている．しかして前記両昇降ガイド１８．１８には刃物軸頭２１
のガイド部２１Ａが摺動可能に嵌装されており、前記送
りネジ１９の基端部は刃物軸頭２１のメネジ部２１Ｂ（
第２図）に螺合されていて、サーボモータ２０の正逆回
転にＪ：って送りネジ１９が回転し、刃物軸頭２１は昇
降するように構成されている。

前記刃物軸頭２１は第２図に示すように、Ｚ軸方向へ長
い外側方形内孔円形の略筒状形に形成されており、内孔
２ＩＣに略筒状の揺動体２２が回転可能に遊嵌されてい
る。

該揺動体２２の基福部にはフランジ２２Ａが形成されて
おり、また先端部は大径の頭部２２Ｂが形成されている
．また揺動体２２の外周面の長手中間部には、周面に沿
ってウオーム２３に対応ずるウォームホイール部２２Ｃ
が刻設され、該ウォームホイール部２２Ｃにはウォーム
２３が歯合されて、該ウオーム２３の先端部は刃物軸頭
２１上部に配設されたサーボモータ２４（第１図）に連
結されている。しかして、該サーボモータ２４を駆動す
ることによってウオーム２３が回転し揺動体２２が回転
するように構成されている。

前記揺動体２２の内孔２２Ｄには伝導軸２５が回転可能
に支承され、該伝導軸２５の基端部は刃物軸頭２１外に
配設されたモータ２６に連結され、かつ先端部は前記頭
部２２Ｂの頭部内孔２２Ｅに突出して、該先端部に伝導
歯車３１が固定されている。

前記揺動体２２の頭部内孔２２Ｆには前記伝導軸２５の
軸心線Ｃ３に対して角度θ角だけ傾斜した円形の軸受部
２２Ｆが形成されており、該軸受部２２Ｆに変位軸受２
７が回転可能に嵌装されている。

前記変位軸受２７は内孔２７＾に刃物主軸２８か軸支さ
れている．該刃物主軸２８の基福部は変位軸受２７外に
突出して、該突出部に伝導歯車３２が固定されており、
刃物主軸２８の先端部はカッタ２９が装着可能に構成さ
れている。

また変位軸受２７の基端部には、第２図に示すように刃
物主軸２８の軸心線Ｃ１に対して所望の角度θ（例えば
１０゜）だけ軸心線Ｃ２の位置を変えた変位軸３０が回
転可能に支承されている．該変位軸３０には、二個の伝
導歯車３３３４が並設され、一つは前記刃物主軸２８の
伝導歯車３２と歯合し、他は前記伝導軸２５の伝導歯車
３１と歯合する位置関係とし、変位軸３０の先端部は変
位軸受２７を頭部内孔２２Ｅの軸受部２２Ｆに嵌装し、
刃物主軸２８の軸心線Ｃ１　と伝導軸の軸心線Ｃ３とを
一直線に設定したときに頭部内孔２２Ｅの基端部に形成
された軸孔２２Ｇに嵌合する態様に構成されている。し
かして、前記変位軸３０を回転中心として、変位軸受２
７を軸受部２２Ｆに沿って回転させると第３図に示すよ
うに、刃物主軸２８の軸心線Ｃ１は伝導軸の軸心線Ｃ３
に対して２θ（例えば２０゜）の傾斜角となる．すなわ
ち、刃物主軸２８は変位軸３０を回転中心として、伝導
軸２５の軸心線Ｃ１に対して０°から２θまでの範囲で
傾斜させることができ、どのような傾斜角にあるときに
おいても刃物主軸２８はモータ２６の駆動により伝導軸
２５並びに伝導歯車３１〜３４を介して一定の速度で回
転させることができる．以上のような構成から、旋回台
１１の旋回角度及び変位軸受２７の傾斜角度はワークー
の歯車諸元や歯切法によって決定され、切削加工中は位
置が固定されるものである．また前記各サーボモータ並びに池の駆動機は図示しない
一般的な配電盤内の制御機構（含ＮＣ制御）によって所
望のコントロールをするものであり、カッタ２９が切削
のため回転（自転）しながら仮想歯車の回転中心軸の囲
りを回転（公転）すれば歯切加工をすることができる。

第４図において、仮想歯車中心軸３５はワークーのピッ
チ円錐頂点の位置で決まる仮想の点である。

この点はＸ軸の基準の位置Ｘｏ，Ｙ軸の基準の位置Ｙｏ
からそれぞれｘ，ｙだけ離れた位置であることを計算に
より求めることができる．そして仮想歯車の中心から揺
動体２２の中心線Ｃ３　　（変位軸受２７の傾斜角が０
゜の場合は中心線Ｃ２）．ｔでの距離をＲ、仮想歯車中
心を通る垂直面から、角度θｌ離れた位置が切削の開始
点Ｐ１であり、そこから角度θ２回転した位置が切削終
了点Ｐ２とする。このＲ，θ１，θ２も計算で求められ
るものである．ここでｐ．　−　ｐ２間の途中の点は仮想歯車の中心を
通る垂直面からの角度をθとすると、Ｘ，Ｙ座標でＸ軸
Ｙ軸の基準位置からの距離はＸ軸　Ｘ＝Ｒ−ＳＩＮθ一
ＸＹ軸　Ｙ＝ｙ−Ｒ−ＣＯＳθ と表わすことができる．この時、刃物軸頭２１の軸心線Ｃ３も基準位置からθｔ
だけ回転させる．そしてワークｋの歯数をＺ　ｗ　，仮
想歯車の歯数をＺｃとすると、揺動体２２の軸心線Ｃ３
（変位軸受２７の傾斜角がθ゜のときは刃物主軸２８の
軸心線ＣＩ　）がθ２だけ回転運動する時間にワーク主
軸１３はその軸心線Ｃｌて所定の切削加工が行なわれる
。

１歯の切削加工が終了するとワークーとカッタ２９が干
渉しない位Ｗまでテーブル７がＺ軸方向で後退する．そ
して揺動体２２の中心点Ｐ２から点Ｐ１まで戻り、この
間にワーク主軸１３は切削に要した回転角からワークー
の１歯分の角度を減じた分又は増加させた分すなわちだけ切削と逆方向に回転させる．次にＺ軸が前進し次の
歯を加工する。これを繰り返すことによって全歯の加工
をすることができる．これらの必要な一連の動作はそれぞれのサーボモータを
ＮＣ制御することによって行なわれる．すなわちワーク
主軸１３駆動用のサーボモータ１４のパルス信号を基準
にして、カッタユニット６におけるＸ軸のサーボモータ
１７、Ｙ軸方向のサーボモータ２０は位置と速度を加工
の進展に伴なって変化させ、同時に揺動体２２駆動用の
サーボモータ２４は一定の同期性を持たぜな制御となる
。

以上の説明は環状フライス力ツタを使用した例で示した
が、カヅタの代りにＣＯＮ工具やカップ状砥石を使用し
ても全く同様の動作でマカリバカサ歯車を製作すること
ができる。

また歯切りの別の方法として、仮想歯車とワークが創成
運動をしていくに従い、切り込みの深さを変えて行く方
法かある。この時には上述の一連の動作にサーボモータ
９によるテーブル７のＺ軸方向での動きを更に同期させ
れば容易に行なうことができる。

なおこの発明による機械は、カッタに円板状正面ホブを
使用する場合にも刃物主軸２８駆動用のモータ２６をサ
ーボモータにして一連の動作に他のザーボモータ１４と
同時＃ｆｌｌすることにより容易に実現することができ
る。またハイボイドギャの場合は、そのオフセット量だ
けＹ軸の基準位置を変更することにより容易に加工する
ことができる。

〔発明の効果〕

以上のように構成されたこの発明においては次のような
すぐれた効果を有している。

ＦＡ）カツタを保持し、仮想歯車を表現する従来の大き
な回転体を使わず刃物主軸を傾斜状に支持可能な構成な
ので高速化ができる効果がある。

（Ｂ）歯車を加工するための段取に熟練と時間を要しな
いので、作業性にすぐれて生産性向上かできる効果があ
る。

（Ｃ）機械全体をコンバクｊ・にずることができるので
、所要床面積を小さくして工場スペースを活用すること
ができる効果がある。

ＣＤ）ハイボイドギャを加工する場合、小歯車と大歯車
のオフセッｌ・を刃物軸頭の昇降基準位置を変えること
によって行なうことによって、ワーク主軸側のオフセッ
トｍ楕を不要とすることができる効果がある。

（［）ワークの加工や組付けのための基準面から円錐頂
点までの距離を水平送りの基準位置とテーブルの基準位
置を変えることによって行なうことにより、ワーク主軸
方向の調整機構を不要にできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例に係り、第１図は斜視図、第２
図は第１図におけるＡ−Ａ線断面図（刃物軸の傾斜角０
゜の場合）、第３図は刃物軸の傾斜角２θの場合の第１
図におけるＡ−Ａ線断面図、第４図は刃物主軸の動きを
示す概念図、第５図ないし第９図は従来例におけるカツ
タとワークと仮想歯車の関係を示す斜視図である。１・・・歯切盤、３，４・・・摺動ガイド、６・・・カッタユニット、７Ａ・・・切矢面、８・・・送りネジ、１０・・・旋回軸、１２・・・工作主軸頭、１４・・・サーボモータ・１５・・・コラム、１７・・・サーボモータ、１９・・・送りネジ、２・・・ベット、５・・・ワーク保持ユニット、７・・・テーブル、７Ｂ・・・壁面、９・・・サーボモータ、１１・・・旋回台、１３・・・ワーク主軸、Ａ・・・ワーク、１６・・・送りネジ、１８・・・昇降ガイド、２０・・・サーボモータ、２１・・・刃物軸頭、２１Ｂ・・・メネジ部２２・・・揺動体、２２Ｂ・・・頭部、２２０・・・内孔、２２Ｆ・・・軸受部、２３・・・ウオーム、２５・・・伝導軸、２７・・・変位軸受、２８・・・刃物主軸、３０・・・変位軸、３５・・・仮想歯車中心軸。２１Ａ・・・ガイド部、２ＩＣ・・・内孔、２２＾・・・フランジ、２２Ｃ・・・ウォームホイール部、２２Ｆ・・・頭部内孔、２２Ｇ・・・軸孔、２４・・・サーボモータ、２６・・・モータ、２７＾・・・内孔、２つ・・・カツタ、３１，３２，３３．３４・・・伝導歯車、第２凶第３図２，ノ　　１　猛Ｊｌ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ベット上にワーク保持ユニットと、カッタユニッ
トとを有するマガリバカサ歯車歯切盤において、カッタ
ユニットは、ワーク保持ユニットの進退方向に対して直
交方向へ進退可能なコラムと、該コラムに装着されて昇
降自在な刃物軸頭と該刃物軸頭に収設された刃物主軸と
から成り、該刃物主軸は刃物軸頭に回転可能に収設され
た揺動体に傾斜可能に構成されたことを特徴とする歯切
盤。
（２）ベット上にワーク保持ユニットと、カッタユニッ
トとを有するマガリバカサ歯車歯切盤において、ワーク
保持ユニットは、サーボモータの駆動によつてベット上
をカッタユニット側へ進退可能なテーブル上に旋回軸を
旋回中心点として旋回可能な旋回台を設け、旋回台には
ワーク主軸を配設した工作主軸頭を配設したことを特徴
とする歯切盤。
（３）第２項記載の歯切盤において、旋回台の旋回中心
軸をワークのピッチ円錐の頂点と一致させないことを特
徴とする歯切盤。
（４）ベット上にワーク保持ユニットとカッタユニット
とを有する歯切盤によるマガリバカサ歯車の歯切方法に
おいて、刃物主軸を回転可能な揺動体内で所望角度に傾
斜させ、揺動体を収設した刃物軸頭を垂直運動と水平運
動を自動的に合成することによつて刃物主軸に装着させ
たカッタの切刃に歯切りをするために必要な仮想歯車の
歯面を表現させるようにＮＣ制御して歯切りをすること
を特徴とする歯切方法。