JPH0240453B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、歯付き工作物の歯面に、シエービン
グ加工・ローリング加工（仕上げ転動加工）その
他の仕上げ加工を施しながらクラウニングを付け
る方法であつて、定置に支承されている工作物の
歯溝に歯車形工作物の歯の両方の歯面を転がり係
合させ、工具軸線に対して平行な平面内での直線
状の往復アキシヤルフイード運動と、工作物軸線
に対して垂直なインフイード運動と、アキシヤル
フイード方向に対して横方向の軸線を中心とする
旋回運動とを工具に行わせる形式の方法並びにこ
の方法を実施する機械に関する。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第2912545号明
細書（特開昭55−131430号図面第１図〜第４図に
相当）に記載されている機械においては、工具
は、加工前の調整の際に鉛直の調整軸線及び揺動
体の水平な軸線を中心として旋回運動させること
は別にして、加工中は、工作物に対して単に半径
方向に軸間隔を変化させるように動かされるにす
ぎない。工作物の歯面にクラウニングを付けるた
めには、工具の歯にあらかじめ相応する形状を与
えておかなければならず、クラウニングの形状に
応じて別個の工具を使用しなければならない。

工具の形状に無関係にクラウニングを付けるた
めには、従来は、工作物に対して相対的に工具を
アキシヤルフイードしながら、傾斜調整可能なガ
イドバーを有する旋回装置を工具に作用させなけ
ればならなかつた。このような歯車シエービング
盤はドイツ連邦共和国特許出願公開第2927976号
明細書（特開昭55−131430号図面第７図〜第１３
図に相当）に記載されている。この公知の歯車シ
エービング盤は工具を保持するアキシヤルフイー
ド往復台を有しており、このアキシヤルフイード
往復台は、アキシヤルフイード方向に対して横方
向の軸線を中心として旋回可能に懸垂されてい
て、その一端部に設けたガイドバーを滑り案内に
よつて案内されている。ガイドバーが水平に調整
されていれば、アキシヤルフイード往復台は旋回
せしめられることがないが、ガイドバーが傾斜せ
しめられていると、アキシヤルフイード往復台は
往復のアキシヤルフイード運動中に旋回せしめら
れ、周知のようにシエービング工具は工作物の歯
の両端部において中央におけるよりも多量の材料
を削り取り、これによつて工作物の歯面にクラウ
ニングが付けられるのである。この場合クラウニ
ングの程度、つまり工作物歯面の膨らみの大き
さ、はガイドバーの傾斜角度をあらかじめ変化さ
せておくことによつて簡単に変化させることがで
きるが、クラウニングの程度を自由に選択するこ
とはできず、特にクラウニングの基本形状は不変
である。

クラウニングの基本形状を変化させるために
は、異なつた形状の、例えば湾曲した形状の、ガ
イドバーを使用しなければならないが、このよう
な湾曲した形状のガイドバーはその設計及び製作
に時間がかかり、高価である。しかもクラウニン
グの基本形状を自由に選定することはできない。

そこで本発明の目的は、クラウニングの大きさ
及び形状をできるだけ簡単な手段によつて自由に
選定し得るようにすることである。

この目的を達成するための本発明の方法の構成
は特許請求の範囲第１項に記載したとおりであ
る。要するに本発明の方法では、加工中に歯筋の
各点に対して、例えば歯筋の所望の形状に応じ特
定の軸間隔（インフイード位置）と特定の旋回角
度とを互いに無関係にかつ自動的に調整するので
ある。これによつて工具は歯筋の所望の形状に応
じて運動せしめられる。

所望の形状にできるだけ正確に合致した歯筋を
生ぜしめるためには、工具が歯筋の各区分に対し
てその都度垂直になるようにする。この理由か
ら、特許請求の範囲第２項に記載したように、工
具の旋回軸線が少なくとも近似的に、工具の中心
回転平面の工作物側の頂点を通るようにするので
ある。

本発明による機械の構成は、特許請求の範囲第
３項に、またその有利な実施態様は特許請求の範
囲第４項及び第５項に記載したとおりである。本
発明の機械においては、加工中に歯筋の各点に対
して、例えば歯筋の所望の形状に応じ特定の軸間
隔（インフイード位置）と特定の旋回角度とを互
いに無関係にかつ自動的に調整することが可能で
ある。所望の形状にできるだけ正確に合致した歯
筋を生ぜしめるためには、工具が歯筋の各区分に
対してその都度垂直になつているようにする。こ
の理由から、工具の旋回軸線が少なくとも近似的
に、工具の中心回転平面の工作物側の頂点を通つ
ているようにするのである。本発明の機械は、主
としてシエービング加工によつて工作物歯面にク
ラウニングを付けるものであるが、例えばローリ
ング加工・ホーニング加工などのような他の精密
加工を行うこともできる。この場合半径方向の大
きな加工力は揺動体の大きな案内面によつて直接
に受け止めることができるので、軸方向の加工力
だけを、工具ヘツドの回動調整に必要な部材によ
つて受け止めればよい。

旋回運動のために、アキシヤルフイード往復台
に設けたモータがウオーム伝動装置を介して揺動
体を駆動するようにすることもできるが、ウオー
ム伝動装置は周知のように遊びをなくすために著
しい費用を必要とし、しかも強い摩擦のために効
率が悪く、迅速に磨滅する。したがつて、アキシ
ヤルフイード運動の特定の箇所で極めてわずかな
旋回運動を生ぜしめるのにはウオーム伝動装置は
余り適していないので、特許請求の範囲第６項の
実施態様が好ましい。

直線状に作用する調節ユニツトとしては油圧シ
リンダを使用し、そのピストン棒に連結部材を枢
着してもよいが、揺動体をより敏感に調節するた
めには特許請求の範囲第７項〜第９項の実施態様
が適している。このような実施態様では旋回運動
を容易にかつ遊びなしに伝達することができる。
長期間の作業により磨滅のため遊びが生じた場合
には、スピンドル及びスピンドルナツト並びにに
ヒンジ接ぎ手は簡単に後調整することができる。
連結部材は簡単な連結ロツドであつてもよいし、
あるいは調節ユニツトを部分的又は完全に取り囲
む半円筒状又は円筒状部材であつてもよい。もち
ろん、互いに平行に配置された２つの連結ロツド
を使用することも可能である。調節ユニツトの作
用軸線に対する連結部材の傾斜の変化に基づく旋
回角度の偏差は、特許請求の範囲第１０項に記載
したように作用軸線及び連結部材を配置すれば、
無視し得るほど小さい。この場合「近似的に接線
方向に」とは「接線に対して平行に」をも意味す
るものとする。別の配置にすると、同一の調節距
離に対応する旋回角度が同一でなくなる。前述の
実施態様の旋回駆動装置は既に述べたように簡単
かつ安価に製作・組み立てができるだけでなく、
遊びがないにもかかわらず摩擦がわずかで、磨滅
がほとんど生じない。

以下においては図面を参照しながら本発明の構
成を具体的に説明する。

第１図及び第２図においては、加工される歯車
１の２つの歯２，２′が示されており、歯２，
２′の間の歯溝３内には例えばシエービングカツ
タである歯車形工具４の１つの歯５が係合してい
る。工具は矢印Ｒの方向に往復にアキシヤルフイ
ード運動を行う。歯幅Ｂ全体にわたつて両方の歯
面の転がり係合が維持されるようにするため、若
しくは所望の歯筋６，６′が得られるようにする
ために、工具４はアキシヤルフイード運動中に矢
印の方向に旋回運動を行わなければならない。
この場合軸間隔が変化せしめられる。第２図にお
いて工具４′は左側に旋回せしめられており、右
側においてはクラウニングの程度が端面に向かつ
て再び減少せしめられているので、工具４″は幾
分か逆向きに戻し旋回せしめられている。特にク
ラウニングの程度がこのように端面に向かつて再
び減少せしめられる工作物の場合には、クラウニ
ングを付けられた歯を有する工具を使用するのが
よい。そうでないと、工具の歯の縁が工作物の歯
を傷つけたり、工具の歯自体が損傷するからであ
る。同一の理由から、工具４の中心回転平面８が
各接触点９において常に歯筋に対して垂直になる
ようにするのがよい。矢印の方向の旋回運動の
軸線１０はしたがつて中心回転平面８の、工作物
１側の頂点を通つている。

第３図においては、本発明の方法を実施する機
械の１例として歯車シエービング盤が示されてい
る。ベツド１１上で工作物としての歯車１が心押
し台１２，１３の間で回転可能に支承されてい
る。スタンド１５に沿つてインフイード往復台１
６が矢印Ｚで示すように鉛直に移動可能であつ
て、モータ１７によりスピンドル１８を介して駆
動される。回動案内１９によつて回動ヘツド１４
を介して、アキシヤルフイード往復台２０が鉛直
の軸線２１を中心にして回動調整可能に支承され
ている。アキシヤルフイード往復台２０は回動ヘ
ツド１４ひいてはインフイード往復台１６に対し
て相対的に水平方向（矢印Ｒ）に往復移動可能で
あり、このためにモータ２２及びスピンドル２３
が回動ヘツド１４に設けられている。アキシヤル
フイード往復台２０の下側で円弧案内２４に揺動
体２５が支承されており、この揺動体２５には回
動案内２６により鉛直の軸線２８を中心にして回
動調整可能に工具ヘツド２７が支承されている。
工具ヘツド２７には工具４としてのシエービング
カツタが支承されていて、モータ２９により回転
せしめられる。第３図に示した状態では軸線２１
及び２８は互いに合致していて、工具４の中心回
転平面内に位置している。

軸線２８を中心として工具ヘツド２７を回動さ
せることによつて、工具４の軸線３０と工作物１
の軸線３１との交差角が調整される。この場合軸
線３０及び３１は互いに平行な平面内に位置して
いる。軸線２１を中心としてアキシヤルフイード
往復台２０を回動させることによつて、工具４の
送り方向（アキシヤルフイード方向）が調整され
る。この調整を行うのは、コンベンシヨナルシエ
ービングではなしにダイヤゴナルシエービングを
行う場合であつて、この場合アキシヤルフイード
方向（矢印Ｒ）が図平面に対して傾斜せしめられ
る。

工具ヘツド２７及び工具４を有する揺動体２５
は軸線１０を中心にして円弧案内２４に沿つて旋
回可能である。この旋回（矢印）のための駆動
装置については後で詳細に説明する。

工具４が所望の形状の歯筋を生ぜしめるように
するために、歯筋の各点における軸間隔ａ及び旋
回角度′，″は互いに無関係に決定される。工具
４の運動は最も簡単には外周の１点が描く軌跡に
よつて決定され、これは、機械パラメータを計算
するプログラミング装置を介して機械の制御装置
（数値制御装置）に入力される。

既に述べた旋回運動（矢印）のための調節装
置（駆動装置）は第４図に示されている。この調
節装置は、アキシヤルフイード往復台２０の片持
ち腕３４に設けられているモータ３２と、軸受け
３７，３８によつて回転可能かつ軸方向に不動に
片持ち腕に支承されているスピンドル３５と、こ
のスピンドルに遊びなしにねじはめられているス
ピンドルナツト３６とより成つている。モータは
油圧モータ・三相交流モータあるいは直流サーボ
モータとして構成しておくことができ、場合によ
り減速伝動装置をモータに設けておくこともでき
る。スピンドル３５の軸線３９は円弧案内２４に
対して接線方向に延びているが、この接線方向に
対して平行な方向に延びていてもよい。スピンド
ルナツト３６を取り囲んでＵ字形の連結部材４０
が、遊びなしに調整可能なヒンジピン４１によつ
て枢着されており、ヒンジピン４１の軸線４２は
揺動体２５の旋回軸線１０に対して平行である。
更に連結部材４０は、遊びなしに調整可能でやは
り軸線１０に対して平行な軸線４４を有している
ヒンジピン４３によつて、揺動体２５に固定され
ているフオーク部材４５に枢着されている。

ところでモータ３２によつてスピンドル３５を
駆動すると、回転方向に応じて左又は右に向かつ
てスピンドルナツトが動く。この場合揺動体２５
ひいては工具４は軸線１０を中心にして逆時計回
り方向又は時計回り方向に旋回せしめられる。す
なわち矢印Ｒの方向のスピンドルナツト３６の直
線運動は連結部材４０と円弧案内２４とによつて
揺動体２５の旋回運動（矢印）に変換せしめら
れる。

軸線３９は必ずしも水平でなくてもよく、少な
くとも近似的に接線方向であれば、構造上都合の
よい位置にすることができる。更に調節装置を別
の形式で構成することもできる。例えばＵ字形の
連結部材４０の代わりに、スピンドルナツト３６
を筒状に取り囲む連結部材、あるいはスピンドル
ナツトの両側で平行に延びる２つの連結ロツドを
使用することができる。

第５図に示した実施例においては、ただ１つの
連結部材として連結ロツド４６が、遊びなしに調
整可能な玉接ぎ手４７，４８を介してスピンドル
ナツト３６と揺動体２５とに連接されている。こ
の場合片持ち腕３４に条片４９が設けられてお
り、この条片４９はスピンドルナツト３６の溝５
０内に遊びなしに係合していて、スピンドルナツ
トの回動を防止している。

本発明によれば円すい形又は円すいクラウニン
グを付けた歯筋も生ぜしめることができる。これ
ら両方の場合には工具を矢印Ｒ及びＺの方向に同
時に動かす必要があり、後者の場合には更に旋回
運動が重畳される。

本発明による機械は図示の実施例に限定される
ものではなく、更に種種の態様で実施することが
できる。例えば水平軸であれ鉛直軸であれ、工具
と工作物とを同じ高さ位置に配置することもでき
る。

工具を工作物の軸方向に送るだけでよい別の加
工機械においては、回動案内１９及び（又は）回
動案内２６を省略することができる。この場合ア
キシヤルフイード往復台２０はインフイード往復
台１６により直接的に案内され、工具ヘツド２７
は揺動体２５に直接的に取り付けられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は工作物歯車の２つの歯の水平歯筋に沿
つた断面図、第２図は第１図の−線に沿つた
断面図、第３図は本発明による機械の概略図、第
４図は旋回駆動装置の１例を示した斜視図、第５
図は別の形式の旋回駆動装置の斜視図である。 １……歯車、２及び２′……歯、３……歯溝、
４〜４″……工具、５……歯、６及び６′……歯
筋、８……中心平面、９……接触点、１０……軸
線、１１……ベツド、１２及び１３……心押し
台、１５……スタンド、１６……インフイード往
復台、１７……モータ、１８……スピンドル、１
９……回動案内、２０……アキシヤルフイード往
復台、２１……軸線、２２……モータ、２３……
スピンドル、２４……円弧案内、２５……揺動
体、２６……回動案内、２７……工具ヘツド、２
８……軸線、２９……モータ、３０及び３１……
軸線、３２……モータ、３４……片持ち腕、３５
……スピンドル、３６……スピンドルナツト、３
７及び３８……軸受け、３９……軸線、４０……
連結部材、４１……ヒンジピン、４２……軸線、
４３……ヒンジピン、４４……軸線、４５……フ
オーク部材、４６……連結ロツド、４７及び４８
……玉接ぎ手、４９……条片、５０……溝、ａ…
…軸間隔、Ｂ……歯幅、Ｒ，Ｚ及び……矢印、
′及び″……旋回角度。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 歯付き工作物の歯面に、シエービング加工・
   ローリング加工その他の仕上げ加工を施しながら
   クラウニングを付ける方法であつて、定置に支承
   されている工作物の歯溝に歯車形工具の歯の両方
   の歯面を転がり係合させ、工作物軸線に対して平
   行な平面内での直線状の往復アキシヤルフイード
   運動と、工作物軸線に対して垂直なインフイード
   運動と、アキシヤルフイード方向及びインフイー
   ド方向に対して直角方向の軸線を中心とする旋回
   運動とを工具に行わせる形式のものにおいて、工
   具のアキシヤルフイード運動中に、工具の前記旋
   回運動の旋回角度をアキシヤルフイード運動の駆
   動機構とは無関係な別個の駆動機構によつてかつ
   プログラム制御によつて変化させることを特徴と
   する歯付き工作物の歯面にクラウニングを付ける
   方法。 ２ 少なくとも近似的に、工具４の中心回転平面
   ８の、工作物側の頂点を通つている軸線１０を中
   心として工具を旋回させる特許請求の範囲第１項
   記載の方法。 ３ 歯付き工作物の歯面に、シエービング加工・
   ローリング加工その他の仕上げ加工を施しながら
   クラウニングを付ける機械であつて、工作物１が
   ベツド１１上で定置に回転可能に支承され、工具
   ４は、工具軸線３０及び工作物軸線３１に対して
   垂直な軸線２８を中心にして回動調整可能な工具
   ヘツド２７に支承されている形式のものにおい
   て、工具ヘツド２７が、アキシヤルフイード方向
   及びインフイード方向に対して直角方向の軸線１
   ０を中心にして旋回駆動可能な揺動体２５に支承
   されており、揺動体２５は、工作物軸線３１に対
   して平行に往復駆動可能なアキシヤルフイード往
   復台２０に支承されており、アキシヤルフイード
   往復台２０は、工具軸線３０及び工作物軸線３１
   に対して垂直に機枠に沿つて移動駆動可能なイン
   フイード往復台１６に支承されており、揺動体２
   ５の旋回駆動機構とアキシヤルフイード往復台２
   ０の往復駆動機構とは、互いに無関係に構成され
   かつプログラム制御されるように構成されていて
   いることを特徴とする歯付き工作物の歯面にクラ
   ウニングを付ける機械。 ４ 揺動体２５の旋回軸線１０が、少なくとも近
   似的に、工具４の中心回転平面８の、工作物側の
   頂点を通つている特許請求の範囲第３項記載の機
   械。 ５ アキシヤルフイード往復台２０が、工具軸線
   ３０及び工作物軸線３１に対して垂直で工具ヘツ
   ド２７の回動軸線２８と合致している軸線２１を
   中心として回動調整可能にインフイード往復台１
   ６に支承されている特許請求の範囲第３項又は第
   ４項記載の機械。 ６ 揺動体２５を旋回駆動するためにアキシヤル
   フイード往復台２０に、１つの軸線３９に沿つて
   直線状に駆動運動を行う調節ユニツトが設けられ
   ていて、この調節ユニツトは少なくとも１つの連
   結部材を介して揺動体２５に結合されており、こ
   の場合該連結部材の一端部は、調節ユニツトの、
   直線状に運動可能な部材に枢着されているととも
   に、該連結部材の他端部は揺動体２５に枢着され
   ている特許請求の範囲第３項から第５項までのい
   ずれか１項に記載の機械。 ７ 調節ユニツトが、アキシヤルフイード往復台
   ２０に支承されている回転駆動可能なスピンドル
   ３５とスピンドルナツト３６とによつて構成され
   ており、少なくとも１つの連結部材がスピンドル
   ナツト３６に枢着されている特許請求の範囲第６
   項記載の機械。 ８ 少なくとも１つの連結部材が調節ユニツトの
   直線状に運動可能な部材と揺動体２５とに、それ
   ぞれ遊びなしに調整可能なヒンジピン４１，４３
   を介して枢着されており、これらのヒンジピンの
   軸線４２，４４は揺動体２５の旋回軸線１０に対
   して平行である特許請求の範囲第６項記載の機
   械。 ９ 少なくとも１つの連結部材が連結ロツド４６
   であり、この連結ロツドは調節ユニツトの直線状
   に運動可能な部材と揺動体２５とに、それぞれ遊
   びなしに調整可能な玉継ぎ手４７，４８を介して
   枢着されている特許請求の範囲第６項記載の機
   械。 １０ 調節ユニツトの駆動運動の作用軸線３９が
   少なくとも近似的に、アキシヤルフイード往復台
   ２０に形成されている揺動体２５の円弧案内２４
   に対して接線方向に向いており、少なくとも１つ
   の連結部材が中立位置では該作用軸線３９に対し
   て平行である特許請求の範囲第６項から第９項ま
   でのいずれか１項に記載の機械。