JPS61501381A - エンベロ−プ型ウオ−ムスクリュ−の機械加工装置と方法 - 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】 エンベロープ１　オームスクリューの機械加工装置と方法く技術分野〉 この発明は、動力伝達システムに用いるものであって固定歯ギアホイールよりも ローラーウオームホイールを用いてエンベロープ型ウオームスクリューの機械加 工方法と装置に関するものである。

く背景技術〉 本出願人により提出された国際特許出願「改良された動力伝達システムＪには、 エンベロープ型ウオームスクリューとローラーウオームホイールとを含んだ新し い改良されたウオーム駆動システムが開示されている。さらに詳しくはこのロー ラーウオームホイールはつオームホイールを２個の対称な部分に分割しかつウオ ームホイールの回転軸に直交する面に対して傾斜する２セツトのローラーを有し ている。一方のローラーは仮想対称面の一方側に位置し、他方のローラーはその 反対側に千鳥状に位置している。

コリア−のアメリカ特許第９２１５９３号にはエンベロープ型ウオームスクリュ ーを切出す方法が開示されている。即ち、この方法にあってば、つオーム加工素 材に中心軸に常に指向されたカッターを用いて、砂時計形ねじを形成する。従っ てこの砂時計形ねじは、つオームスクリューの中心軸に常に指向させられている ローラー歯または固定歯に合うように、特殊に設計されている。従ってこのコリ ア−特許に記載された方法は上記した出願のもののようにローラーウオームホイ ールの角をなしたローラーに合う砂時計形ねじを機械加工するのには適さない。

〈発明の開示〉 この発明によるエンベロープ型ウオームスクリューを機械加工する方法と装置は 、上記の出願に開示された新しく改良されたウオームホイールのローラーに、よ く合うものである。この方法と装置においては、加工素材の中心軸と合致する第 １の軸について加工素材が回転可能なように、砂時計彫加工素材を架設する。第 １の軸に対して９０度の角度で設けた第２の軸について第１のカッターが軸転で きるように、第１のカッターが加工素材に一方側に設けられている。かつ２第１ の軸を含んで第２の軸と直交する面に対して所定の傾角をもって第１のカッター が設けられている。加工素材の両端間の中央点でその中心軸が加工素材の中心軸 と直交するように第１のカッターが設けられている０次いで加工素材が第１の軸 について第１の速度で回転され、同時に第１のカッターが第２の軸について第１ の速度より小さい第２の速度で軸転され、これにより第１のカッターが加工素材 中に第１の砂時計形ねじを形成する。

この発明によれば、第１の軸に対して９０度の角度で設けられた第３の軸につい て輪転できるように、第２のカッターを加工素材の反対側に置いて加工素材に第 ２の砂時計形ねじを機械加工する。更に、第１の軸を含んでかつ第３の軸に直交 する面に対して所定の傾角を置いて第２のカッターを設ける。また、加工素材の 両端間の中央点でその中心軸が加工素材の中心軸と交叉するように第２のカッタ ーを位置づける。

第２のカッターに位置づけが終った後、これを第３の軸について第１のカッター と同じ速度で軸転させ、同時に加工素材を第１の軸について第１の速度で回転さ せる。

この発明によれば、第１の砂時計形ねじを機械加工した後で、加工素材の′ｆｑ 端が逆にされかつ加工素材が再び第１の軸について回転できるように加工素材を 架設し直すことにより、第１のカッターが第１と第２の砂時計形ねじを機械加工 することができる。第１の砂時計形ねじと干渉することなく第１のカフターが第 ２の砂時計形ねじを切出す位置に加工素材を架設し直した後で、加工素材を第１ の軸について第１の速度で回転させ、同時に第１のカッターを第２軸について第 ２の速度で軸転させる。

〈図面の簡単な説明） 第１図はこの発明によりエンベロープ型ウオームスクリューを製造するのに適し たねじ切出し機械の右側面図、第２図は第１図の機械の一部断面左側面図、第３ 図は第１，２に実線で示す機械の前面図、第４図は第１〜３図の機械の平面図、 そして第５図は第１〜４図の機構の各要素も関係を示す説明図である。

く最良の実施態様） この発明は前記の出願ｒ改良された動力伝達システム」に記載されたようなつオ ーム駆動システムの製造に特に有用である。このウオーム駆動システムについて は上記出願を参照されたい。

この発明を説明するに当り、この発明を１２対１比の駆動システムのためのエン ベロープ型ウオームスクリューの製造に応用するものと、仮定する。これには半 径４インチのウオームホイールが用いられており、ウオームホイールは２つの対 照的な部分に分割しかつウオームホイールの回転軸に直交する面に対して２セツ トのローラーが３０度の角をなしており、一方のセットのローラーは仮想対称面 の一方側に、他方のセットのローラーは他方側にしかも一方のセットのローラー に対して千鳥状に設けられている。だＣし勿論のことながら、他の比および種々 の寸法のウオームホイールやローラー配置を有したウオーム駆動システムにも、 この発明は応用できるものである。

第１〜５図に上記のウオーム駆動シス、テムに用いるエンベロープ型ウオームス クリューを製造する加工機械１０を示す、この加工機械１０は水平天面１４を有 した支持テーブル１２を有しており、この天面１４には適宜な軸受を有した基板 １６が摺動および軸転可能に架設されている。基板１６には傾斜台１８が付設さ れており、これに支持されたスライド２０には可変速タイルヘッド２２が　動可 能に支持されている。このタイルヘッド２２には例えばブリッジボートモデル５ Ｐ８５１ＢＪＣ４２０３Ｄ　ｆｉのものを用いればよく、これには着脱可能にカ ッター２６を支持するチャック２４が設けられて、回転軸２８について回転する （第５図参照〕。

天面１４のすぐ下には従来型の１２対１比ウオ一ムギア機構３０が設けられてい る。このユニット３０は水平入力！ｌｌｌ３２（第２図参照）と垂直出力軸３４ （第２．４．５図参照）とを有しており、後者は前者の１２回転について１回転 する。

入力軸３２は入力軸ギア３６に固定されており、この入力軸ギア３６は支持テー ブル１２の一側部に架設された可変通電ヌモーター３８の駆動ギア３７（第１図 参照）に噛合っている。支持テーブル１２の前部にはモーター３８のための制御 器４０が架設されている。

出力軸３４は天面に形成された孔（図示せず）を通って上方に延在して基板１６ に固定されており、出力軸３４の中心軸４２（第５図〕について基板１６が出力 軸３４と共に回転する。

天面１４上に調節可能に設けられたスタンド４４．４６は加工素材４８をその中 心軸５０（第５図）について回転可能に支持している。この加工素材４８は円筒 状端！５２゜５４と放物線状の央部５６とからなる砂時計である０両端部５２． ５４はスタンド４４．４６に回転可能に支持された　。

軸受５８．６０に組つけられている。

スタンド４４の軸受５８はギア機構６２を介してモーター３８の駆動ギア３７に 駆動連結されており、このギア機構は入力軸３６と大遊動ギア６４と２個の小遊 動ギア６６．６８とスタンドギア７０を有している。こ−でつオームギア機構３ ０の入力軸３２の１回転について加工素材４８が１回転するように、ギア機構６ ２を構成する。ギア機構３０の出力軸３４はその入力軸３２の１２回転当り１回 転するから、入力軸３２と同程度回転する加工素材４８は、出力軸３４と同回転 するタイルヘッド２２の１回転について、出力軸３４の中心軸４２について１２ 回転する。

加工素材４８から所望のエンベロープ型ウオームスクリューを機械加工するため に、加工素材４８の中心軸５０と出力軸３４の中心軸４２との間の距離（ｄ）が ４インチになるようにスタンド４４．４６を位置させる。この距離（ｄ）は加工 機械と組合せて用いるウオームホイールに加工素材４８からの半径に相当する。

カッター２６は天面１４（即ち水平面）に対して傾角（α）を有している。この 傾斜角（α）はウオームギア機構のウオームホイールに用いるローラーの角度に 合致する。即ち傾角（α）は３０度である。

カッター２６の回転軸２８を含む垂直面が加工素材４８の両端５２．５４の中央 点で加工素材４８の中心軸５０に直交するようにクイルヘッド２２を位置させる 。加工素材４８はか＼る垂直面について対称である。クイルヘッド２２をこのよ うに位置させると、カッター２６はその回転軸２８が加工素材４８の両端の中央 点において加工素材４８の中心軸５０に交叉するような位置に設定される。カッ ター２６による切出しの深さはタイルヘッド２２を上げるかスライド２０を下げ ればよい。

モーター３８を駆動させると、駆動ギア３７が入力軸ギア３６を回転させ、ウオ ームギア機構３０の入力軸３２が固定される。ニーでは入力軸３２の支持テーブ ル１２回転について出力軸３４が１回転するようになっている。この出力転３４ の回転は基板１６を介してタイルヘッド２２に伝達される。制御器４０の働きに より駆動ギア３７の回転は反転でき、これに伴い出力軸３４ひいてはクイルヘッ ド２２も時計反時計の両方に回転できる。従って駆動ギア３７が反転すると加工 素材４８も反転する。

またギア機構６２においては、ウオームギア機構３０に出力軸３４の中心軸４２ についてタイルヘッド２２ひいてはカッター２６が１回転すると、加工素材４８ が１２回転する。

しかし典型的なミリンダ加工中はタイルヘッド２２は中心軸４２については１回 転はせず、中心角にして３６０度より小さい弧だけ回転をする。この弧（典型的 には４５度位）の長さは加工素材４８の直径により定まる。

加工素材４８に第１の砂時計形ねじを切出すために、まず切出すべＳねじの深さ に応じてカッター２６の設定をする。

次いでクイルヘッド２２を設定して、カッター２６がスタンド４４の一般的方向 を指向するようにする。まだ加工素材４８には接触していない、タイルヘッド２ ２の位置決めが終ったときにはその回転軸２８は加工素材４８の中心軸５０と交 叉せず、これより下側に延びている０次いでタイルヘッド２２を出力軸３４の中 心軸４２について反時計回転させて、クイルヘッド２２を加工素材４８の端部５ ４に向けて移動させる。クイルヘッド２２がそのように回転されると、回転軸２ ８について回転しているカッター２６は中心軸５０について回転している加工素 材４８に接触し、第１のねじの切始めを作る。カッター２６が両端部５２．５４ の中央点に達すると回転軸２８が加工素材４８の中心軸５０と交叉する。

タイルヘッド２２が反時計回転を続けると嘴１回転軸２８に再び加工素材４８の 中心軸５０の下側に落ちる。かくして加工素材４８の中心軸５０に対して放物線 経路をたどる。この放物線経路は加工素材４８の中央部の放物線に合致する。ま たこの経路は１セツトのウオームホイールローラーが加工素材４８から加工され るエンベロープ型ウオームスクリューを通って回転する経路と同じである。

第１の経路が終ったらタイルへラド２２がスライド２０上を上方に移動されて、 クイルヘッド２２がその出発点に戻るため時計回転する間カッター２６は加工素 材４８に接触しない８次にクイルヘッド２２はスライド上下方に移動されてカッ ター２６が加工素材４８に若干深く切りこむ位置にくる。カッター２６は加工素 材４８を通って戻ると、その初期の放物線経路を再びたどる。カッター２６に必 要とされる経路数は加工素材４８に男出される第１の砂時計形ねじの深さによっ て左右される。

他のセットのウオームホイールローラーに第２の砂時計形ねじを形成するために 、スタンド４４．４６の軸受５８．６０から加工素材４８が外され、今度は端５ ２を軸受６０にまた端部５４を軸受５８に組つける３次いでタイルヘッド、２２ がその初期位置に戻される。初期の切出しの所望の深さにカフター２６を設定し かつ第１の砂時計形ねじが第２の砂時計形ねじと干渉しない位置に加工素材４８ を回転させた後、カッター２６を反時間回転して第２の砂時計形ねじの切始めを 作る。カッター２６は加工素材４８に沿って進むと加工素材４８の中心線５０に 対して放物線状をなる経路をたどる。７ＩＯ工素材４８の放物線状中央部の放物 線状曲線に合致するこの放物線状経路は他のセットのウオームホイールローラー が移動する際にとるそれに同じくなる。

加工素材４８を逆に架設しないでも２個の砂時計形ねじを形成することができる 。第１図において加工機械１０には他のクイルヘッド２２′が設けられており、 タイルヘッド２２にして加工素材４８の反対側に設けたほかはクイルヘッド２２ と同様の構成と動作になっている。動作中このタイルヘッド２２′はクイルヘッ ド２２と同時にかつ同じ速度で回転する。またカッター２６は第２の砂時計形ね じが所望の深さになるまでカッター２６は同じ経路をくり返したどる点は、先の 場合と同じである。動作中タイルヘッド２２゛はタイルへ７ド２２と同時に同じ 速度で回転する。ウオームギア機構３０の出力軸３４のギアを適宜設定すること によりタイルヘッド２２．タイルヘッド２２′がこのように回転している間１両 者は逆方向（例えばタイルヘッド２２が反時計方向ならタイルへ一２ド２２′は 時計方向に、その逆も可）に回転するのが望ましい、２本の砂時計形ねじが互い に干渉するの・を防止するために、クイルヘッド２２′のカッター（図示せず） はねじのリード角によって決まる距離だけ離れてカッター２６を追うようにする とよい。

前記のように加工機械は種々の比やつオームホイールやカッター配置のウオーム 駆動システムのエンベロープ５’７オームスクリユーを機械加工することができ る０例えばカッター２６の角度（α）は傾斜台１８の角度を変えることにより変 えられる。比を変えたかったら、ウオームギア機構３０を外して所望の比のもの と交換すればよい、加工素材４８の中心Ｍ５０と出力軸３４の中心軸４２との間 の距離（ｄ）は支持テーブル１２の天面１４に対してスタンド４４．４６の位置 を調節して変えることができる。

以上述べた実施態様はこの発明の一例にすぎず、この発明はその基本思想の範囲 内で種々変更することができる０例えば加工素材４８とクイルヘッド２２とを１ 台のモーターで駆動する代りに、両者の回転速度の比を所望のものとすべて同期 された個別の動力源を用いてもよい、クイルヘッド２２とカッター２６とをボビ ングディ、スフなどで置換えてもよい。

これらの変更は全てこの発明の範囲内に入るものである。

〈産業上の応用） この発明は動力伝達システムのためのエンベロープ型ウオームスクリューの製造 において有益である。

ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、４ ＦＩＧ、５ １＝−一□−＝＝＝　・？ＣＴ７１Ｋ　只　５　／　（’：　ｎ　ムｎｔ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．加工素材をその中心軸と合致する第１の軸について回転可能に架設し、 中心軸を有する第１のカッターを第１の軸と直交する第２の軸について動転可能 に加工素材の一方側に位置させ、このとき第１の軸を含んでかつ第２の軸に直交 する面に対して第１のカッターが所定の傾角をなすとともに、第１のカッターの 中心軸が加工素材の両端の中央点で加工素材の中心軸と交叉するごとくなし、 第１の軸について加工素材を第１の速度で回転させるとともに、第２の軸ついて カッターを第１の速度より小なる第２の速度で回転させ、 これにより第１のカッターにより加工素材中に第１の砂時計形ねじを形成させる ことを含んでなる砂時計形で中心軸を有する加工素材からエンベロープ型ウォー ムスクリューを機械加工する方法。 ２．更に第１のカッターが第２の軸について軸転されるとき第１のカッターを中 心軸について回転させることを含んでなる ごとき請求範囲１項記載の方法。 ３．更に、中心軸を有した第２のカッターを加工素材の他方側に位置させて、第 １の軸と直交する第３の軸について軸転可能とし、第１の軸を含んでかつ第３の 軸に直交する面に対して所定の傾角を持たせ、かつ加工素材の両端間の中央点で その中心軸が加工素材の中心軸と交叉するごとくなし、かつ、 加工素材が第１の軸について第１の速度で回転する間第２のカッターを第３の軸 について第２の速度で軸転させ、これにより第２のカッターにより加工素材に第 ２の砂時計形ねじを形成させることを含んでなるごとき請求範囲１項記載の方法 。 ４．更に、第１のカッターを第２の軸について軸転させている間にその中心軸に ついても回転させ、かつ、第２のカッターを第３の軸について軸転させている間 にその中心軸についても回転させることを含んでなるごとき請求範囲３項記載の 方法。 ５．第１と第２の砂時計形ねじのリード角によって定まる距離だけ置いて第２の カッターが第１のカッターを追い，これにより第１と第２の砂時計形ねじが互い に干渉しない。 ごとき請求範囲３項記載の方法。 ６．第１と第２のカッターがボビンディスクであるごとき請求範囲３項記載の方 法。 ７．第１のカッターがボビンディスク ごとき請求範囲１項記載の方法。 ８．更に、加工素材の両端が逆にされかつ加工素材が第１の軸について再び回転 可能がごとく加工素材を架設し直し、第１の砂時計形ねじと干渉しない第２の砂 時計形ねじを第１のカッターが切出すごとく加工素材を位置決めし、加工素材を 第１の軸について第１の速度で一回転させると同時じ第１のカッターを第２の軸 について第２の速度で軸転させ、これにより第１のカッターが加工素材に第２の 砂時計形ねじを形成する ごとき請求範囲１項記載の方法。 ９．第１と第２の軸とが、エンベロープ型ウォームスクリューに用いるに適した ウォームホイールの半径に等しい所定の距離だけ、互いに離間している ごとき請求範囲１項記載の方法。 １０．前記の距離が調節できる ごとき請求範囲９項記載の方法。 １１．第１と第２の速度が可変で、これら間にいかなる比をも与え得る ごとき請求範囲１項記載の方法。 １２．加工素材（４８）をその中心軸（５０）に合致する第１の軸（５０）につ いて回転可能なように架設する架設手段（４４、４６）と、 中心軸（２８）を有するカッター（２６）を加工素材（４８）の一方側に位置決 めして、第１の軸（５０）と直交する第２の軸（４２）について軸転可能とし、 第１の軸（５０）を含みかつ第２の軸（４２）に直交する面に対して所定の傾角 （α）を持たせ、かつ加工素材（４８）の両端（５２、５４）間において第１の カッター（２６）の中心軸（２８）が加工素材（４８）の中心軸（５０）と交叉 するようにさせる第１の位置決め手段（２２）と、加工素材（４８）を第１の軸 （５０）について第１の速度で回転させる第１の回転手段（６２）と、かつ、第 １のカッター（２６）を第２の軸（４２）について第１の速度より小なる第２の 速度で加工素材（４８）の回転中に軸転させ、これにより第１のカッター（２６ ）をして加工素材（４８）中に第１の砂時計形ねじを掲載させることを含んでな る砂時計をし中心軸を有した加工素材からエンベロープ型ウォームスクリューを 機械加工する装置。 １３．更に、第１のカッター（２６）が第２の軸（４２）について軸転する間第 １のカッター（２６）をその中心軸（２８）に対して自転させる手段を含んでな るごとき請求範囲１２項記載の装置。 １４．更に、中心軸（２８′）を有する第２のカッター（２６′）を加工素材（ ４８）の他方側に位置決めして、第１の軸（５０）と直交する第３の軸（４２′ ）について回転可能にし、第１の軸（５０）を含みかつ第３の軸（４２′）に直 交する面に対して所定の傾角（α）を持たせ、加工素材（４８）の両端（５２、 ５４）間の中央点で第２のカッター（２６′）の中心軸（２８′）が加工素材（ ４８）の中心軸（５０）と交叉するようにする第２の位置決め手段（２２′）と 、 加工素材（４８）が第１の軸（５０）について第１の速度で回転する間第２のカ ッター（２６′）を第３の軸（４２′）について第２の速度で軸転させて、加工 素材（４８）中に第２の砂時計形ねじを形成させる第２の軸転手段（３０′）を 含んでなる ごとき請求範囲１２項記載の装置。 １５．更に、第１のカッター（２６）が第２の軸（４２）について軸転する間第 １のカッター（２６）をその中心軸（２８）について自転させる第１の自転手段 （２４）と、第２のカッター（２６′）が第３の軸（４２′）について軸転ずる 間第２のカッター（２６′）をその中心軸（２８′）について自転させる第２の 自転手段（２４′）とを含んでなる ごとき請求範囲１４項記載の装置。 １８．第１と第２の砂時計形ねじのリード角により定まる距離を置いて第２のカ ッター（２６′）が第１のカッター（２６）を追い、これにより両砂時計形ねじ が互いに干渉しない ごとき請求範囲１４項記載の装置。 １７．第１と第２のカッター（２６、２６′）がホビンディスクである ごとき請求範囲１４項記載の装置。 １８．第１カッター（２６）がホビンデイスクであるごとき請求範囲１２項記載 の装置。 １９．第１と第２の軸（５０、４２）とが、エンベロープ型ウォームスクリュー に用いられるウォームホイールの半径に等しい距離（ｄ）だけ、離間している ごとき請求範囲１２項記載の装置。 ２０．前記の距離が調節可能である ごとき請求範囲１９項記載の装置。 ２１．第１と第２の速度が所望の比に可変であるごとき請求範囲１２項記載の装 置。