JPH0890339A - 複合歯車材面取加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 角面取とＲ面取と複合させた歯車材の歯端面
の面取加工を実施できる歯車材面取加工装置を得る。 【構成】 歯車材Ｇを把持し、割出する歯車材把持装置
２の前方に、これと交叉して、角面取加工装置３０とＲ
面取加工装置５０とを配設し、制御装置７０からの指令
により、角面取カッタ４３を加工位置Ａ２に前進させ
て、歯車材Ｇを角面取位置で角面取し、全ての内歯の角
面取終了後、角面取りした面取面と歯側面の稜線部分の
みを、Ｒ面取加工装置５０のペンシルカッタ５３でＲ面
取する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、歯車材の歯端面の面
取加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、歯車材面取加工装置として、角面
取盤、Ｒ面取盤があるが、これらは、夫々、歯車材を把
持して割出回転させる歯車材の把持装置と、角面取りヘ
ッド、または、Ｒ面取りヘッドを組み合わせた角面取
り、あるいはＲ面取り専用機として存在していた。そし
て、自動車のマニュアルミッションに用いられる内歯の
シンクロナイザリング（図４参照）では、従来、その内
歯の端面に角面取盤により角面取を施してあり、これに
より、ギヤチェンジを円滑に行うようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、シンクロナイ
ザリングの内歯端面に角面取を施しただけでは、ギヤチ
ェンジが円滑に行えない場合があり、ギヤが入りにくい
などの問題が生じていた。そこで、角面取された面取面
と、歯側面との稜線部分にＲ面取りを施したところ、ギ
ヤチェンジが極めて円滑に行えることが判明した。この
ように、角面取した面取面と、歯側面との稜線部分にＲ
面取を施すには、角面取専用の角面取盤で面取りした歯
車材を、Ｒ面取盤に取付けなおして加工する方法がある
が、角面取盤とＲ面取盤が夫々歯車材把持装置を備えて
いるので、両面取盤を設備するためには、大きな設置面
積を必要とする問題がある上に、いちいち取外して付け
なおすために、Ｒ面が均一に加工できず、面取形状にば
らつきを生じ、かつ、生産性が著しく低くなる問題があ
った。また、Ｒ面取盤により歯端面を全部Ｒ面取して、
前記稜線部分にＲ面取りを施す方法も考えられるが、Ｒ
面取盤では、歯車材を連続して歯車材の軸方向に前後さ
せつつ、連続割出回転させて加工を行うため、歯端面に
対して工具を全て切削送りで作用させるので切削時間が
かかり、これも生産性が低い問題がある。この発明の課
題は、角面取とＲ面取とを、共通の歯車材把持装置に把
持された歯車材に対して実施できる設置面積の小さい複
合歯車材面取加工装置を提供することにある。また、本
願の他の課題は、歯車材を取付け直すこと無く、１回の
把持で、角面取後の角面取面と歯側面との稜線部分のみ
をＲ面取することのできる複合歯車材面取加工装置を得
ることにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題の解決のため、
本願では、歯車材の歯端面の面取加工装置であって、先
端に歯車材を把持する把持手段を備えた割出主軸を割出
回転させる割出装置を、前後動装置により軸方向移動さ
せるようにしてあって、かつ、これらの割出装置、前後
動装置が夫々、数値制御モータを含んでいる歯車材把持
装置と、この歯車材把持装置の前方に割出軸線と交叉し
て設けられる、歯車材の歯端面を角面取する角面取加工
装置と、歯車材の歯端面をＲ面取するＲ面取加工装置
と、これらの各装置を制御する制御装置を備えて成る。
また、他の課題解決のために、請求項１の制御装置は、
角面取指令手段と、角面取された歯端面の面取面と歯側
面との稜線部分のみをＲ面取りするＲ面取指令手段を含
むことを特徴とする。

【０００５】

【作用】請求項１の構成によれば、歯車材把持装置の割
出主軸先端に歯車材を把持させ、この歯車材の歯端面に
角面取装置、または、Ｒ面取装置によって、角面取、Ｒ
面取を施す。共通の歯車材把持装置としたので、従来の
ように、角面取盤、Ｒ面取盤を夫々設備する場合に比
べ、設置面積を小さくできる。また、請求項２では、歯
車材把持装置に歯車材を把持して角面取を施し、続い
て、この歯車材把持装置に把持したままの角面取した面
取面と歯側面との稜線部分のみに、Ｒ面取装置によりＲ
面取を施す。こうして、歯車材を歯車材把持装置から取
外すこと無く、角面取に続いてＲ面取を施すことがで
き、生産性が向上する。

【０００６】

【実施例】図１、２に示す歯車材把持装置２において、
ベッド１上に固定されたベ−ス３上面の案内レール４
に、割出装置１０の割出軸頭１２がベアリング内蔵の案
内子５によって、軸方向移動自在に転がり案内されてい
る。割出軸頭１２は、第１サーボモータ（数値制御モー
タ）Ｍ１で回転される送りねじ機構（前後動装置）６で
正確に前後移動するようになっている。割出軸頭１２に
は、割出主軸１３が回動自在に支持してある。割出主軸
１３の段付中空孔１４には、ドロ−バ−１５が軸方向摺
動自在に挿通されると共に、ばね１６で後方に付勢して
ある。ドロ−バ−１５にはコレットチャック（把持手
段）１７のア−バ１８が接続され、コレットチャック１
７は割出主軸１３先端に取外し可能に固着してある。こ
のコレットチャック１７は、割出軸頭１２の上面に配置
したアンクランプシリンダ２０のピストンロッド２１が
第１レバ−２２を押し、この第１レバ−２２が揺動して
割出主軸１３内の第２レバ−２３を前方へ倒し、ドロ−
バ−１５をばね１６に抗して前方へ移動させてアンクラ
ンプされる。一方、アンクランプ状態からアンクランプ
シリンダ２０に供給されていた圧流体を抜くと、ピスト
ンロッド２１が引き込まれ（第１図の状態）、アンクラ
ンプシリンダ２０内のばね２４力で第１レバ−２２は第
２レバ−２３から離れ、ばね１６力により第２レバ−２
３はドロ−バ−１５と共に、透孔２５の後縁に当接し、
ア−バ１８が引き込まれて、歯車材（シンクロナイザリ
ング）Ｇをクランプするようにしてある。

【０００７】割出主軸１３の後端には、減速比の大きな
減速装置２６、例えば、ハ−モニックドライブ（商標）
が接続される。この装置は周知のように、楕円状のカム
とその外周にはめたボ−ルベアリングから成るウエ−ブ
ジェネレ−タ、外周に多数の歯を有するカップ状の金属
弾性体から成るフレクスプライン、内周にフレクスプラ
インの歯と噛み合い、それより１〜２枚多い歯を有する
サ−キュラスプラインとから構成され、サ−キュラスプ
ラインを割出軸頭１２に、フレクスプラインを割出主軸
１３に、ウエ−ブジェネレ−タを第２サ−ボモ−タ（数
値制御モータ）Ｍ２に夫々接続してある。

【０００８】この歯車材把持装置２の前方には、角面取
加工装置３０が配置してある。この角面取加工装置３０
のカッタ軸頭４０には駆動軸４１が回動自在に支持さ
れ、この駆動軸４１は、駆動モータＭ３の回転により、
例えば特開昭４８−９３８７号や特公昭４５−７５７号
に開示のような適宜のギヤ列４２を介して、カッタ軸頭
４０先端に回動自在に支持された２本の角面取カッタ
（以下、カッタ）４３を互いに逆方向に回転させるよう
にしてある。この２本のカッタ４３は歯車材Ｇの歯端面
を、歯車材の上下で同時に加工するものである。この２
本のカッタ軸線Ｋと前記割出軸線Ｌは図１のように所定
角度で交差している。このカッタ軸頭４０は、ベッド１
に固定のベ−ス３１上の案内レール３２に摺動自在に案
内されるスライドベース３４上に取り付けられ、シリン
ダ３３の動作により、待機位置Ａ１と面取位置Ａ２との
間で、進退移動するようになっている。

【０００９】次に、歯車材把持装置２の前方側方に、歯
車材把持装置２の割出主軸軸線Ｌと交叉して、Ｒ面取加
工装置５０が配置されている。Ｒ面取加工装置５０のカ
ッタ軸頭５１には、加工主軸５２が回転自在に支持さ
れ、この加工主軸５２の先端には、Ｒ面取用のペンシル
カッタ５３が取着され、加工主軸５２は、主軸モータＭ
４により回転されるようになっている。ペンシルカッタ
５３の軸線Ｑの高さは、歯車材Ｇの割出軸線Ｌと同じで
ある。カッタ軸頭５１は、フィードユニット５４のベー
ス５５上の案内レール５６に沿って移動するスライドベ
ース５７上に取り付けられ、シリンダ５８の動作によ
り、待機位置Ｂ１と加工位置Ｂ２との間で進退可能にな
っている。このベース５５は、ベッド１上に前記割出軸
線Ｌと平行方向に位置調整自在に固定される台５９の上
面に水平摺動可能に載置固定してあり、ベース５５と台
５９間に設けた支持ピン６０を中心に、ペンシルカッタ
５３の、割出軸線Ｌに対する角度及び歯車材Ｇに対する
位置を変更できるようになっている。

【００１０】次に制御装置７０について説明する。制御
装置７０は、前記歯車材把持装置２のアンクランプシリ
ンダ２０の制御、角面取加工装置３０、Ｒ面取加工装置
５０のシリンダ３３、５８の制御の他、前記歯車材把持
装置２の第１サーボモータＭ１、第２サーボモータＭ２
の制御を司る。制御装置には、図９，１０に示す複合プ
ログラムＣＰ１が記憶してある。複合プログラムＣＰ１
の各制御ステップは、機能実現手段であり、ステップＳ
１は、角面取指令手段、ステップＳ３はＲ面取指令手段
である。角面取指令手段による指令が出されると、角面
取加工装置３０のカッタ４３が待機位置Ａ１から加工位
置Ａ２へ前進してそこで前進を停止し、この加工位置Ａ
２のカッタ４３に対して、第１サーボモータＭ１が動作
して、歯車材Ｇを角面取加工位置Ｐ１へ前進させ、内歯
Ｔの歯端面ＴＥの片側を切削して面取面８０とし、切削
を終えると、歯車材Ｇを、カッタ４３と干渉しない位置
まで僅かに後退して次の内歯Ｔを割り出して、再び前進
する動作を繰り返すようになっている。

【００１１】また、Ｒ面取指令手段による指令が出され
ると、Ｒ面取加工装置５０のペンシルカッタ５３が待機
位置Ｂ１から加工位置Ｂ２へ前進して停止し、この軸方
向に停止しているペンシルカッタ５３に対して、歯車材
Ｇを連続して割出回転させつつ前後動させて、その前後
動及び割出位置が、稜線部分Ｓであるときには、予め制
御装置７０に設定された切削軌跡Ｈに沿うように、切削
送りでペンシルカッタ５３に対する歯車材Ｇの移動を制
御し、また、稜線部分Ｓでないときには、面取面８０に
ペンシルカッタ５３が接触しないように、予め定めた逃
げ軌跡Ｊに従って早送りで移動するようにして、図７で
示すように、角面取りした面取面８０と、歯側面ＴＳと
の稜線部分ＳのみにＲ面取を施すようになっている。ま
た、制御装置７０には、上述の角面取と稜線部分のみの
Ｒ面取とを連続して行う複合プログラムＣＰ１のほか、
角面取を単独で行うプログラムＣＰ２と、従来のよう
に、歯端面を全てＲ面取りするＲ面取を単独で行うプロ
グラムＣＰ３とが記憶され、これらのプログラムは、セ
レクトスイッチ８１により選択的に実行される。

【００１２】次に作用を説明する。角面取のみ、Ｒ面取
のみを単独で実施したいとき、セレクトスイッチ８１に
よりこれらに対応するプログラムＣＰ２、ＣＰ３を選択
し、実行する。角面取では、カッタ４３が加工位置Ａ２
まで前進し、このカッタ４３に対して、歯車材Ｇが前進
し、歯端面ＴＥを加工し、後退し、割出し、前進し、と
いう動作を繰り返す。このときの割出は、間欠的（加工
中は割出回転しないという意味で）である。また、Ｒ面
取では、ペンシルカッタ５３が加工位置Ｂ２へ前進し、
このペンシルカッタ５３に対して、予め制御装置７０に
設定された面取形状となるように第１，第２サーボモー
タＭ１，Ｍ２が制御されて、歯車材Ｇが連続して前後動
しつつ、割出回転される。このように共通の歯車材把持
装置２で角面取、Ｒ面取が行えるので、夫々を専用機と
して設備する場合に比べ、設置面積を小さくできる。

【００１３】角面取後にＲ面取をするときには、セレク
トスイッチ８１でこれに対応する複合プログラムＣＰ１
を選択し、実行する。これにより、ステップＳ１で先
ず、角面取加工装置３０のカッタ４３がシリンダ３３の
動作で加工位置Ａ２に前進し、停止する（カッタ４３は
回転）。このカッタ４３の前進に対応して、第１サーボ
モータＭ１が作動し、送りねじ機構６を介して歯車材把
持装置２の割出装置１０を前進させ、割出主軸１３先端
の歯車材Ｇの歯端面ＴＥにカッタ４３を作用させ、図４
に示すように上下２個所で同時に角面取を行う。加工が
終わると、歯車材Ｇをカッタ４３と干渉しない位置まで
後退させ、次の内歯Ｔをカッタ対向位置に間欠割出す
る。そして、再度前進し、角面取を行う。全歯について
角面取りが完了すると、判別手段としてのステップＳ２
でこれを判別し、シリンダ３３を動作させて、カッタ４
３を待機位置Ａ１へ戻すと共に、歯車材Ｇを、次に加工
位置Ｂ２に前進してくるペンシルカッタ５３と干渉しな
い後退位置まで後退させる。

【００１４】続いて、ステップＳ３では、Ｒ面取加工装
置５０のシリンダ５８を制御して、ペンシルカッタ５３
を回転させて加工位置Ｂ２まで前進させる。そして、第
１，第２サーボモータＭ１，Ｍ２を同時に制御して、稜
線部分Ｓが予め制御装置７０に設定してあるＲ面取形状
となるように、ペンシルカッタ５３に対する歯端面ＴＥ
の位置を、歯車材Ｇの軸方向移動と割出方向移動とで制
御する。即ち、ステップＳ３を詳細に記述した図１０で
説明すると、ステップＳ３−１で稜線部分Ｓであるかど
うかを判別し、そうであるときには、ペンシルカッタ５
３がステップＳ３−２で加工軌跡Ｈに沿って切削送りで
移動するように制御して稜線部分Ｓのみを加工し、そう
でないときには、ステップＳ３−２で逃げ軌跡Ｊに沿っ
てペンシルカッタ５３が相対移動するように早送り制御
する。そして、後の稜線部分Ｓの加工が終わると、ペン
シルカッタ５３が逃げて、次の内歯Ｔを割り出し、これ
を全ての内歯Ｔについて繰返し実行する。全ての内歯Ｔ
について、ステップＳ４でＲ面取が終わったことを判別
すると、歯車材Ｇがコレットチャック１７から図示しな
いワーク取出し装置により取り出され、代わって、新た
な歯車材Ｇがワーク供給装置によりコレットチャック１
７に供給され、把持される。こうして得られた歯車材
（シンクロナイザリング）Ｇでは、その内歯Ｔの歯端面
ＴＥが角面取され、しかも、面取面８０と歯側面ＴＳの
稜線部分ＳがＲ面で接続されたので、ミッションでギヤ
チェンジするときに、極めて円滑にギヤを入れることが
できる。そして、本願では、このように角面取りした後
で、歯車材を取外し、再取付することなく、しかも、前
記稜線部分のみをＲ面取りするようにしたので、歯端面
をすべてＲ面取りする場合に比べ、短時間で端面加工が
できる。

【００１５】

【発明の効果】以上のように本願発明では、角面取、Ｒ
面取が同じ機台の上で実施でき、従来のように、これら
を専用機として、別々に設置する場合に比べ、設置面積
を小さくできる。また、本願発明では、角面取に続い
て、角面取りした面取面と歯側面との稜線部分に、歯車
材を歯車材把持装置から取外すこと無く、Ｒ面取を施す
ことができ、歯車材の取付け直し作業を省略でき、ま
た、角面取りした面取面と歯側面との稜線部分のみにＲ
面取を施すので、加工時間も短縮でき、生産性を向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】複合歯車材面取加工装置の平面図である。

【図２】歯車材把持装置と角面取加工装置の側面図であ
る。

【図３】Ｒ面取加工装置の側面図である。

【図４】角面取カッタと歯車材の関係を示す図である。

【図５】図４のＶ視図である。

【図６】ペンシルカッタと歯車材の関係を示す図であ
る。

【図７】図６のＶＩＩ視図である。

【図８】歯車材の歯端面の斜視図である。

【図９】制御フローチャートである。

【図１０】制御フローチャートである。

【符号の説明】

２ 歯車材把持装置、 ６ 送りねじ機構（前後動装
置）、 １０ 割出装置、 １３ 割出主軸、 １７
コレットチャック（把持手段）、３０ 角面取加工装
置、５０ Ｒ面取加工装置、 ７０ 制御装置、８０
面取面、 Ｇ 歯車材、 Ｔ 内歯、 ＴＥ 歯端面、
Ｓ 稜線部分、 ＴＳ 歯側面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 歯車材の歯端面の面取加工装置であっ
   て、先端に歯車材を把持する把持手段を備えた割出主軸
   を割出回転させる割出装置を、前後動装置により軸方向
   移動させるようにしてあって、かつ、これらの割出装
   置、前後動装置が夫々、数値制御モータを含んでいる歯
   車材把持装置と、この歯車材把持装置の前方に割出軸線
   と交叉して設けられる、歯車材の歯端面を角面取する角
   面取加工装置と、歯車材の歯端面をＲ面取するＲ面取加
   工装置と、これらの各装置を制御する制御装置を備えて
   成る複合歯車材面取加工装置。
2. 【請求項２】 制御装置は、角面取指令手段と、角面取
   された歯端面の面取面と歯側面との稜線部分のみをＲ面
   取りするＲ面取指令手段を含むことを特徴とする請求項
   １記載の複合歯車材面取加工装置。