KR890000211B1 - 조향기어용 락크 가공방법과 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

조향기어용 락크 가공방법과 장치

제1도는 본 발명에 따른 장치에 의하여 가공되는 락크(rack)의 일부를 보인 정면도.

제2도는 제1도의 평면도.

제3도는 제1도의 측면도.

제4도는 바이트의 작동을 설명하기 위한 것으로 가공된 락크의 일부를 확대표시한 사시도.

제5도는 절삭중에 락크운동의 곡선상 궤적을 선택하는 방법을 보인 개략도.

제6도는 톱니피치와 어느 특별한 조향기어를 위한 피니언 회전사이의 관계를 보인 그래프.

제7도는 본 발명에 따른 장치의 사시도.

제8도는 제7도의 VIII-VIII 선 단면도.

제9도는 제8도의 IX-lX 선 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 바이트 2 : 바이트홀더

3 : 스핀들 4 : 측선

12 : 락크 18 : 궤적

20 : 피니언 70 : 고정체

72 : 슬라이드웨이 73 : 캠

77 : 슬라이드 81 : 슬라이드

83 : 모우터 84 : 안네스크류

86 : 캠 89 : 서보모우터와 안네스크류

92 : 절삭헤드 93 : 크로스헤드

98 : 모우터 99 : 캠

본 발명은 가변비 락크용 톱니의 절삭방법과 장치에 관한 것이다.

오스트레일리아 특허 제462,162 호 에는 단일톱니라 하더라도 그 전체 길이를 따라서 톱니가 연속 가변피치, 압력각도 및 톱니 경사각도를 갖는 영역을 갖는 락크와 교합하는 정상 헬리컬 피니언을 이용한 락크-피니언 조향기어가 기술되어 있다.

이 특허문헌에 있어서, 락크는 그 자체가 피니언의 모사(模寫)인 절삭기에 의하여서만 형성될 수 있고 이는 락크를 따라서 전동할 수 있게 되어있는 반면에 요구된 가변피치관계에 따라 절삭하므로 이러한 방법은 절삭기의 설계상 한계때문에 대량생산에 적합치 못하다. 일반적으로 조향 피니언은 가파른 나선각을 가지며 10-12mm의 비교적 작은 루우트(root)직경을 가지므로 유사한 비율의 절삭기는 너무 약하여 신속하고 정밀한 절삭공정에 사용될 수 없다. 이러한 절삭기가 이와 같은 목적을 위하여 만들어지고 적당히 지지된다 할지라도 이는 절삭기가 예리하였을 때를 의미하는 절삭간국에 필요한 "사이드테이퍼 (side taper)"의 경우에만 사용되므로 절삭기는 그 직경이 작으며 피니언의 모사에 더 이상 이용될 수는 없다.

오스트레일리아 특허 제515,059호에 있어서는 이러한 락크의 톱니를 대충 브로우핑하여 최종형태에 가깝게 절삭하고 예를 들어 오스트레일리아 특허 제518,354 호 에 기술된 바와 같은 다이에서 냉간형성함으로서 이들을 최종적으로 완성케하여 제조상의 문제점을 극복하도록 제안되어 있다. 또한 이러한 락크는 PCT출원 제 PCT/AU83/00073 호에 기술된 바와 같은 단일단계의 방법으로 정밀하게 단조될 수도 있었다. 그러나 이들 방법에 있어서는 다이의 한 부제에 락크의 톱니영역에 해당하는 요입부를 가져야 하며, 이러한 요입부는 그 자체가 락크와 유사한 구리로 된 전극에 의한 E.D.M. 부식방법으로서만 구성될 수 있었다.

본 발명 이전에 이러한 전극은 모사형성에 의한 절삭으로는 구성될 수 없었으며 마스터 스틸 락크(master steel rack)로 프레스하여 얻은 플라스틱을 도금하여 얻을 수 있었다. 이 마스터 자체는 피니언의 구리 모사체인 전극이 요구된 가변피치관계에서 락크를 따라 전동되는 E.D.M. 방법으로 부식되는데 이 방법은 많은 시간이 소요되었다. 절삭부하가 없어"모사"피니언전극의 취약성은 E.D.M. 부식방법의 경우에 충분치 않다. 다이를 절삭하기 위하여 사용된 구리전극자체는 구리가 E.D.M. 방법으로는 부식될 수 없으므로 제조될 수 없었다.

이상과 같이 설명된 방법에는 정밀성이 떨어지고 많은 시간과 경비가 소요되는 많은 단계로 구성되어 있다.

본 발명은 여러 가지 중간단계를 필요로 하지 않고 직접 이러한 단조다이를 제조하기 위한 구리전극을 절삭 하기 위한 수단을 제공한다. 대량생산에는 아직 적합치 않으나 소규모제조에는 충분히 사용될 수 있다. 또한 종래의 방법으로 행하여질 수 있었던 것보다 고도로 정밀한 제조검사에 필요한 마스터의 제작에 적합하다. 일견하여 이는 허용된 기이형성방법에 비하여 나란히 간극을 형성하는 것이 효율적이 되지 못하므로 절삭기는 동시에 기이 또는 락크의 여러 톱니상 요구를 형성하였던 것으로 생각된다.

그러나 가변비 락크의 경우 종래 인금된 절삭기의 설계상 한계로 별도로 톱니간극을 절삭함에 의하여 손실되는 것보다 많은 수량의 절삭기가 사용되어도 얻을 수가 없었다.

이 절삭기는 단일절삭톱니를 가지며, 그 절삭변부는 피니언의 한 톱니상의 표면에 놓인다. 이 절삭기는 기하학적인 구조를 변형시키지 아니하고 용이하게 다시 예리하게 할 수 있고 장치의 절삭스핀들에 의하여 견고히 지지될 수 있다. 구체화된 형태에서 절삭스핀들과 절삭기는 나선방향으로 왕복하며 스핀들의 진동각도는 항상 180°이하이나 바이트의 절삭변부가 그 왕복단부에서 락크톱니의 상부평면에 놓이게 된다.

이 진동의 최소각도는 적어도 130°이다. 락크의 상부면은 통상 스핀들측에 매우 근접해 있어 180°에 가까운 상기측에 대한 단면의 각을 점유하므로 스핀들은 약150°를 넘지 않는 단면의 내각으로 절삭되는 락크의 상부에 연장되는 연장부를 갖는다. (180°와 130°의 합은 360°보다 작다). 이러한 스핀들의 연장부는 통상의 다중톱니 나선형 바이트가 사용되는 경우 이러한 절삭기에 의하여 요구되는 바와 같이 매 왕복시마다 락크의 충분한 폭을 왕복하는것이 불가능하게 바이트의 절삭변부가 지지되게 할 것이다.

또한 구체화된 실시형태에서는 바이트후퇴장치가 제공되어 전진절삭스트로크의 종료시에 바이트가 스핀들 의측을 향하여 방사상으로 이동하여 복귀스트로크중에 공작물에 간극이 형성되게 한다. 종래의 기이절삭기에 있어서는 전체 스핀들이 락크로부터 멀리 이동하기나 복귀스트로크중에 그 반대로 이동하나 이러한 후퇴는 진동각도가 이와 같은 경우에 크지않은 단일바이트절삭에는 적합치 않다.

또한 설명될 장치의 다른 관점은 바이트와 스핀들이 이들의 나선형 왕복운동을 수행할 때에 락크가 스핀들에 대하여 이동하는 곡선상의 궤적을 따라 이동하여 바이트가 일시에 한 간극을 절삭하고 락크의 일측에서 각간극으로부터 시작하여 타측으로 점진이동하면서 절삭한다. 이러한 운동의 특징은 락크가 항상 그 측선에 평행하게 유지되는 점이다. 대부분의 간극에 대한 이러한 곡선운동은 제작될 가변비 락크의 특징인 가변피치에 의하여 복제되는 진로를 따를 것이다. 따라서 바이트는 간극의 길이를 따라 변화하는 압력각도, 단일톱니의 단면에서 그 높이 내에 있는 변화하는 압력각도와 간극의 양측의 상이한 단면형태를 갖는 간극을 형성하게 될 것이다. 이와 같은 비대칭은 요구가 그 중심선을 가지지 않으므로 이러한 간극의 곡률을 산출할 수 없음을 의미한다. 용이"곡선상 궤적"이란 이러한 진로에 인용하여 사용되며 이러한 진로를 형성하는 여러가지 수단은 이후 상세히 설명될 것이다. 끝으로 구체화된 실시형태에서는 락크를 따라 연속적으로 간극을 절삭하는 동안 락크는 중심의 직선구동위치에 있는 톱니가 조향기어에 설치될 때에 단부측을 향하여 교합되는 것보다 단단히 교합되도록 바이트측을 향하여 그리고 이로부터 약간씩 이동한다. 이러한 바이트의 이동은 대한민국특허출원 제82-5674 호에 기술된 구성에 의하여 수행된다.

본 발명은 일부톱니의 간극이 변형되고 이 톱니가 락크측선에 대하여 각 배치된 락크와 결합되는 다수의 동일한 톱니를 갖는 헬리컬 피니언을 이용하여 가변비 락크와 피니언 조향기어를 위한 장치로 구성되고, 이 장치는 상기 헬리컬 피니언의 단일톱니의 표면상에 놓인 절삭변부를 갖는 단일 절삭톱니를 갖는 바이트가 제가된 스핀들로 구성되며, 이 스핀들은 중앙위치에 대하여 두 예정된 범위사이의 하우징네에서 나선운동토록 배열되고 여기에서 바이트는 상기 락크의 톱니의 평면에 수직으로 향하며, 상기 락크의 간극을 절삭하는 중에 락크고정체와 이 고정체를 이동시키기 위한 수단 또는 하우징은 상대적으로 곡선운동하며, 어느 한 간극을 위한 이러한 운동은 상기 락크의 동일한 간극에서는 회동없이 활동할 때에 상기 헬리컬 피니언의 궤적의 일부이다. 또한 락크로부터 상기 바이트를 이동시키기 위한 수단이 각 절삭 스트로크의 종료시 상기 스핀들의 측선을 향한 방사상 방향으로 절삭되는 것이 좋다.

상기 고정체 또는 하우징을 이동시키기 위한 수단은 캠으로 구성될 수 있다. 또한 상기 고정체 또는 하우징을 이동시키기 위한 수단은 둘 이상의 제어된 서보-모우터구동 한내 스크류로 구성되어 상기 고정체가 상기 하우징에 대하여 상대적으로 이동되게 함으로서 곡선운동하게 한다.

또한 본 발명은 상기 언급된 장치를 이용하여 가변비 락크와 피니언을 위한 락크의 톱니를 절삭하기 위한 방법을 제공한다.

본 발명은 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 방법과 장치에 따라서 톱니간극은 나선형 진로를 따라 이동하고 사전에 결정된 기하학적 법칙에 따라서 락크의 폭을 가로질러 점진적으로 이동하는 단일 바이트에 의하여 한번에 형성된다. 제1도, 제2도및 제3도는 측(4)을 갖는 스핀들(3)의 연장부인 바이트 홀더(2)에 착설된 바이트(1)를 보이고 있다. 도시된 경우에 있어서 나선의 방향은 우측방향이다. 절삭스트로크중에 바이트는 측(4)을 따라서 이를 중심으로하여 점(5)에서 시작하여 점 (6)에서 끝난다.

만약 수계의 절삭변부를 갖는 종래의 바이트가 사용된 경우 이는 제3도에서 일점쇄선(13)으로 보인 부분에 위치하여야만 한다. 그러나 이 바이트의 지지봉은 도시된 바와같이 어느 정도 길어야 하고 점(6)에 해당하는점까지 연장되어야 하고 바이트는 충분한 작업스트로크가 이루어질 수 있어야 하므로 락크(12)의 동체가 이 부분에서는 절삭되어 버린다. 이러한 바이트는 본 발명에 따라 도시된 구조처럼 강인한 경우에는 충분치 못하다. 또한 종래 장치의 결점은 도시된 바와같이 그 바이트의 사이드 데이퍼에 있다. 바이트의 전면이 다시 예리하게 될 때에 이는 이미 피니언의 모사체라 할 수 없다. 반면에 본 발명의 바이트는 그 절삭변부가 다시 예리하게 연삭될 수 있고 바이트홀더(2)를 향하여 이동될 수 있다.

바이트홀더(2)는 스핀들의 왕복운동시 그 각 이동단부에서 핀(9)에 대하여 스핀들(3)에서 회전하여 바이트가 방향(7)(제4도)으로 이동되게 하고 이 때에 바이트는 위치(6)에 이르고 방향(8)을 향할 때에 이는 위치(5)에 이른다. 따라서 바이트는 절삭된 표면에서 벗어난 나선형진로(6a)-(5a)에서 나선형 전진절삭스트로크(5)-(6)후에 복귀한다. 중심선(1a)를 갖는 바이트(1)의 절삭면(1)은 하나의 피니언 톱니의 단면형상으로 각 절삭스트로크중에 락크(12)의 표면을 절삭하여 부분적으로 나선형인"반원통형 홈"형성할 것이다. 이 홈(10)이 락크의 간극을 정확히 형성하는 방법이 제4도에서 확대 표시되어 있는 바, 이는 바이트(1)가 락크의 톱니평면에 대하여 수직으로 향하는 제1도-제3도의 절삭부위를 확대 도시한 것이다.

시계반대방향(즉 우측방향 나선운동)으로도 회전하는 측선(4)을 따른 바이트의 왕복운동으로 바이트는 절삭스트로크시 초기위치(5)로부터 최종위치(6)로 이동한다. 복귀스트로크중에 바이트의 후퇴는 점(6)(6a)사이의 공간으로 도시되어 있으며 점(5a)으로 복귀스트로크가 완료되었을 때에 바이트는 방향(8)으로 기리(5a-5)만큼 이동하여 절삭개시위치에 오게 된다. 바이트가 록크 톱니의 평면에 대하여 수직인 위치에 있을 때에 절삭면 중심선 (1a)과 스핀들측(4)의 교차점이 부호(14)로 표시되어 있다. 각 절삭스트로크중에 점(14)는 진로(18)를 따라 약간 이동하는데 여기에서"홈"(10)이 락크를 가로질러 점진적으로 형성됨을 보이기 위하여 과장되게 되시되어 있다. 진로(18)의 방향변화로 "홈"은 그 길이를 따라서 시작점(16)에서는 "U"자형 단면을 보이고 타측단부(17)에서는 "V"자형 단면을 보이는 톱니 간극으로 형성된다. 물론 "U"자형 단면부의 압력각도는 톱니피치의 변화로 "V"자 단면보다 작다. 곡선상 궤적의 선택방법은 제5도에서 언급될 것이다. 여기에서 측선(21)을 갖는 피니언(20)이 측선(19)을 갖는 락크상에 놓여 있음을 보이고있다.

이 피니언은 락크와 교차하는 영역에서 제거되어 있으며 설명을 위하여 과장되게 도시되어 있다. 락크는 피니언 측선(21)에 대하여 수직인 선에 대하여 각도(22)로 놓여 있는데 이는 통상 락크가 설치되는 알려진 각도이다. 도시된 위치는 조향기어의 중심교합위치를 나타내며 조향비는 중앙에서 가장 낮고 록크(lock)를 향하여 점점 높아지므로서 락크측선(23) - (24)상의 피치거리는 최소피치거리(28)-(29)에 이를 때까지 피치거리(24)-(25)보다 크다. 피니언 측선(21)을 따라서 경이 (23)-(24), (34)-(35) ‥‥‥ (38)-(39)의 동일한 증가는 피니언의 축방향 피치를 나타내는 것이다. 점(34)에서 한선이 락크측선(19)에 평행하게 그어져 있고 점(24)에서 한 선이 피니언측선(21)에 대하여 평행하게 그어져 있으며 이들은 점(44)에서 교차한다. 유사한 방법으로 연속적인 축방향 피치점의 방향으로 향하는 선은 각 톱니간극의 중심을 지나는 선과 교차하여 최종적인 점이 점(49)로 도시된 일련의 교차점을 만들어낸다. 이 교차점을 통하여 점(23)부터 점(49)까지 곡선(50)이 그어진다. 이 실시예를 위하여 락크축선상의 톱니피치는 점(29)이후에 증가되지 않고 선(24)-(49)가 곡선인 것으로 간주되고 점(49)를 지난 연장선은 직선일 것으로 간주된다. 피니언과 락크사이의 상대적인 두 형태의 운동이 고찰될 필요가 있다. 첫째로 피니언은 조향기어에서 회전하고 축선(19)을 따라 이동한다. 여기에서는 6개의 톱니를 가진 피니언이 도시되어 있으므로 1회전은 점(23)에서 점(29)까지 이동되도록 요구될 것이다.

제2의 상대적인 운동은 피니언이 그 최초위치(21)에 측선이 평행하게 유지된 상태에서 위치(52)에 이를 때까지 회전없이 활동하는 것이다. 피니언은 선(50)을 따라서 이동하게 될 것이며, 이를 설명의 목적으로 이용하는 곡선상 궤적으로 불리어진다. 이 곡선상 궤적의 일부가 제4도에서는 부호(18)로 표시되어 있다. 락크 측선을 따라 연소된 점(24)-(29)으로 이동하는 방법은 제6도에서 설명될 것이다.

이 그래프는 락크톱니피치(수직축)와 중심의 직선구동 위치로부터 피니언의 충분한 1회전을 위한 피니언회전(수평축)사이의 관계를 보인 것이다. 따라서 좌표(23')-(24')상의 수직거리는 중심으로부터 피니언이 처음 1/6 회전하기 위한 락크의 이동을 확대도시한 것이며, 수직거리(28)-(29)는 중심으로부터 피니언최종 1/6 회전하기 위한 락크의 이동거리이고 수직거리(28)-(29)는 1회전 전에 피니언이 최종 1/6 회전하기 위한 락크의 이동거리를 나타낸다. 다시 이는 도시된 경우에 있어서 락크톱니의 피치가 1회전후 일정하게 남아 있음을 보이고 있다. 곡선의 적당한 특성을 선택함으로서 완만한 곡선이 점(24')-(29')를 통하여 그어질 수 있으며 수직선의 연속된 교차점은 피니언의 점진회전을 나타낸다. 이들 수직선은 제5도에서 점(23)-(29)의 설정에 사용된다. 락크의 톱니는 중심의 간극(23)과 이들 단면에 대한 양측의 간극(29)사이에서 점진적으로 변화하고 제6도의 A와 B 부분 락크축선에 대한 이들의 경사와 이들 길이를 따른 곡률로 점차 변화될 것이다(제5도) .

실제로 각 톱니간극의 곡률과 경사는 기의 선(50)의 방향을 따를 것이다. 이는 피니언중심 교합 톱니가 한곡된 선(50)을 따라 점(23)으로부터 점(44)을 따라 활동할 때에 점(23)의 우측, 즉 점(60)에 대한 한 측 방향 피치의 중심교합점이 유사한 방법으로 점(4)측으로 활동하고 마찬가지로 제3 교합점(61)이 점(62)을 향하여 활동하게 될 것이다. 따라서 중심 톱니간극(23)-(44)의 단면은 중심톱니하측에서 락크의 제1톱니간극의 부분에 대하여 즉 점(60)으로부터 점(24)까지 동일하고 점(61)과 (62)사이에서 제3톱니의 짧은 부분과 동일하다. 환언컨대 곡선상 궤적의 단면과 톱니간극의 형태는 피니언의 한 축 방향 피치와 간격을 둔 연소된 톱니에서 반복된다. 가변비 락크의 이 중요한 특성이 본 발명의 장치에 이용될 것이다.

제7도는 본 발명 장치의 사시도이다. 락크(12) (제1톱니의 하나를 절삭중에 있음을 보임)가 고정체(70)에 고정된다. 락크톱니의 절삭중에 이는 장치의 기부(71)에 대하여 3방향, 즉"X", "Y"및"Z" 방향으로 이동된다. 이와 같은 각 방향으로의 이동을 위하여 슬라이드와 슬라이드웨이가 적당히 구성되어 여러 운동을 제어한다. 고정체(70)의 수직운동 "Z"은 입체캠(73)의 제어하에 슬라이드웨이(72)에서 이동하여 행하여진다. 레타(75)에 착설된 종동자(74)는 슬라이드웨이(72)에 부과된 "X"와"Y"운동에 따라 캠(73)의 표면을 가로질러 이동하므로서 레바(75)가 피봇트핀(76)의 축선에 대하여 작은 각도로 상승 및 하강한다.

피봇트핀(76)은 슬라이드웨이(77)에 축설되고 고정체 슬라이드웨이(72)에 형성된 슬로트(79)로 삽입되는 편심연장부(78)를 갖는다. 레바(75)의 무게는 항상 종동자(74)가 캠(73)에 접촉되게 하는 크기이다. 이 "Z"운동, 즉"상승 및 하강"운동은 조향기어에 착설되었을 때에 피니언에 대하여 절삭된 락크의 고합중심거리, 전형적으로 약0.1mm 의 거리를 제어토록 한다. 이러한 락크톱니의 "상승 및 하강"은 상기 언급된 특허 출원에서 언급된 바와 같이 피니언과 같은 방법으로 락크 축선을 향하도록하는 것이 중요하다. "x"방향 슬라이드(77)는 기부(71)에 착설된 슬라이드웨이 (82)에서 활동하는 "Y"방향 슬라이드(81)에 형성된 슬라이드웨이에서 이동한다. "Y"방향 슬라이드(81)는 모우터(83)와 안네스크류(84)에의하여 구동된다. "X"방향 슬라이드는 슬라이드(77)의 돌출부(88)로부터 돌출되고 캠 슬라이드(85)에 착설된 캠(86)과 결합된 종동자핀(87)에 의하여 이동된다.

캠(86)은 각 톱니의 절삭중에는 이동되지 않으나 각 톱니간극의 절삭 완료후 동일한 단계에서 활동가능하게 착설된 캠슬라이드(85)에 대하여서는 이동된다. 이는 수동 또는 적당한 서보모우터와 안네스크류(89)에 의하여 피니언의 측방향 피치와 동일한 거리만큼(제5도에서 거리 34-23) 매시간마다 고정적인 크기만큼 캠을 이동시켜 수행된다. 수동작동을 위하여 피니언 축방향 피치거리만큼 거리를 둔 일련의 핀공(90)을 갖는 캠(86)이 제공되고 핀(91)을 일측 핀공으로부터 타측 핀공으로 옮겨 작동케 한다. 이와 같은 경우 캠슬라이드(85)와 서모보수 및 안네스크류(89)는 필요치 않으며 캠(86)은 간극의 절삭중에 기부(71)에 대하여 고정적으로 남아 있는다. 바이트(1)는 바이트홀더(2)에 착설되어 있으며, 이 홀더는 절삭 스트로크중에 스핀들(3)의 일부를 구성한다. 그러나 각 스트로크의 종료시에는 바이트홀더(2)가 복귀 스트로크중에 절삭될 락크간극으로부터 바이트를 옮겨갈 수 있도록 작은 각도로 핀(9)을 중심으로 회전한다.

스핀들(3)은 절삭헤드(92)에 측설된 형태로 크로스헤드(crosshead) (93)의 작용으로 축방향 및 회동방향으로 진동한다. 이 크로스헤드는 연결롯드(94)의 작용하에 크랭크핀(96)에 의하여 구동되고 모우터(98)와 피니언(97)과 같은 적당한 방법으로 회전되는 크랭크 디스크(95)에 착설된 절삭헤드(92)에 형성된 슬라이드웨이에서 왕복한다. 크랭크 디스트(95)를 재가한 측(도시하지 않았음)은 절삭헤드(92)의 연장부에 측설되고 크랭크 디스크(95)의 대향된 단부에서 캠(99)을 제가한다.

기어(101)와 교합된 락크(100)가 제가된 크로스헤드(93)는 스핀들(3)상에서 절삭 운동한다. 또한 스핀들(3)(제9도)은 이에 축설되고 크로스헤드(93)의 이동선에 대하여 어떤 각도(106)을 가지고 착설된 핀슬라이드(105)에 형성된 슬로트(104)에 결합하는 핀(103)을 갖는 부제(102)를 재가한다. 부제(102)와 핀 슬라이드(105)의 구조는 제8도와 제9도에 도시되어 있다.

사전에 결정된 각도(106)를 갖는 것으로 설정된 핀슬라이드(105)는 니트(112)로 크로스헤드(93)에 고정되어 있다. 부제(102)는 스핀들축선을 충심으로하여 회전하는것이 방지되어야 하며 이를 목적으로 하우징(92)에 착설된 핀(108)에서 안네되는 포크형 연장부(107)를 갖는다. 크로스헤드(93)가 크랭크(94)에 의하여 왕복될 때에 스핀들(3)은 이미 언급된 바와 같이 약130°의 각도로 진동하게 된다.

그러나 크로스헤드(93)의 왕복으로 또한 부제(102)가 축선(4)에서 축방향으로 구동되며 동시에 스핀들(3)이 축 방향으로 왕복하게 되고 이러한 왕복운동의 크기는 그 왕복운동방향에 대한 핀슬라이드의 각도(106)에 따라 좌우된다. 도시된 실시 형태에서 핀슬라이드(105)는 평면에서 보았을 때에 그 이동선으로부터 시계반대방향으로 회전되지 않게 되어 스핀들(3)이 우측 방향으로만 회전케 된다.

만약 핀슬라이드(105)가 시계방향으로 회전될 때에 스핀들은 좌측방향으로 회전하게 될 것이다.

이에 따라서 락크는 피니언을 좌우측 나선방향으로 절삭할 수 있다. 바이트스핀들의 다른 작동이 제8도에 도시되어 있다. 여기에서 바이트 홀더(2)는 그 절삭위치에 도시되어 있으며, 여기에서 이는 바이트홀더(2)의 단부에 형성된 슬로트(110)에 쐐기(109)로 고정되어 있다. 핀(9)으로부터의 쐐기(109)의 운동은 바이트홀더가 스핀들(3)의 대향측 구멍과 접할 때까지 바이트홀더(2)의 슬로트형 단부가 하향되게 구동되어 바이트가 제1도-제4도시된 바와 같이 상승될 것이다. 쐐기(109)는 이후 설명되는 바와 같이 캠(99)의 작용하에 스핀들의 축방향 및 회전방향 진동에도 불구하고 그 스트로크의 각 종료시에 스핀들에서 축방향으로 작은 거리를 이동한다. 핀(115)의 하우징(92)상에서 회전하는 벨-크랭크 레바(114)는 캠(99)의 트랙(11)에 결합된 종동자핀(116)을 제가하고 그 타측 단부에서는 스핀들(3)에 축설된 캠기어(118)와 결합되는 기어섹터(117)를 재가한다. 캠기어(118)의 톱니는 길게 연장되어 스핀들(83)에 대하여 그 측 방향운동이 허용되게 한다.

캠기어(118)는 나선형 슬로트(119)를 가지며 이 슬로트에는 스핀들(3)의 측방향 슬로트(121)의 견인봉(122)의 구멍을 통하여 관통된 핀(120)이 결합되어 있다. 이 견인봉은 스핀들의 측방향 내측으로 연장되어 쐐기(109)에 취부되어 있다.

캠(99)의 트랙(111)은 크로스헤드(93)와 스핀들(3)의 이동 종료시, 즉 바이트(1)가 위치(5)(6)에서와 같이 절삭부로부터 벗어나 있을 때에 크랭크(95)의 회전영역에서 갑자기 반경이 변경된다. 이러한 반경의 변화로 종동자핀(116)은 제7도에서 보인 바와 같이 갑자기 하측으로 이동되게하고 기어섹터(117)가 스핀들(13)에 대하여 일정한 각도를 통하여 캠기어(118)를 회전토록 함으로서 (순간적으로는 거의 고정된다) 핀 (120)이 축방향으로 이동되게 한다. 차례로 이는 견인봉(122)을 전후진하도록함으로서 바이트가 방향(7)과 (8)로 이동되게 한다(제1도-제3도).

입체캠(73), 캠슬라이드웨이(85)와 절삭헤드(92)는 모우 피봇트(126)(127) 및 (128)에서 동일한 각도(123)(124) 및 (125)를 통하여 회동한다. 이 피봇트(126)(127)(128)는 락크(12)의 축선에 대하여 수직이다. 이 각도는 제5도에서 보인 바와 같이 피니인 설치각도(22)와 동일하다. 따라서 피니언에 대한 락크의 모든 구조는 피니언 측방향 피치, 락크 교합 중심거리의 상승 및 하강과, "홈"(40)의 정확한 형상에 따라 연속톱니간곡에 배치된 궤적을 따라서 정확히 향하게 된다.

장치의 한 작동방법은 다음과 같다.

처음위치에서, 모우터(83)는 슬라이드(81)가 절삭헤드로부터 가장 멀리 떨어져 있는 위치에 있도록 한다. 캠(86)은 핀(91)에 의하여 그 최하측위치에서 제7도의 좌측에 있으며 핀(91)은 핀공(90)의 첫째 핀공에 삽입되어 있다(제7도에서 보인 바와 같이 세째 핀공이 아니다).

공작물이 락크의 제1톱니의 절삭을 위하여 적당히 위치가 선정된다. 모우터(98)가 구동되고 바이트가 그 나선형 진로를 따라서 왕복한다. 모우터(83)가 구동되고 슬라이드는 천천히 바이트측으로 이동되며 제1간극이 형성될 때가지 연속된다. 락크의 필요한 측방향 이동은 캠(86)에 결합된 종동자핀(87)이 슬라이드(77)가 궤적(18)을 따라 이동케 함으로서 행하여진다. 제1간극 이 절삭되었을 때에 모우터(83)가 중지되고 모우터(98)도 중지되며 바이트는 공작물로부터 벗어난 위치(제1도의 위치6)에 있게 된다. 다시 모우터(83)가 역전되고 신속히 슬라이드(81)가 그 최초위치로 되돌아간다. 캠(86)은 핀(91)을 제2핀공(90)으로 옮김으로서 (피니언측방향 피치와 동일한 거리임) 한 핀공거리만큼 이동하며 모든 톱니간극이 가공될 때까지 절삭과정이 되풀이된다. 입체캠(73)은 이미 언급된 바와 같이 락크가 "상승 및 하강"운동을 하게 한다.

만약 수동으로 이동케하는 경우 캠장치는 모우터와 안내스크류(89)로서 대체되며 만약 이 모우터가 캠슐라이드(85)를 이동토록 구성된다면 매시간마다 모우터(83)는 슬라이드(81)를 그 시작위치로 이동시켜 다음 톱니를 절삭케할 것이며 락크의 전체 절삭과정이 자동적으로 이루어질 것이다.

도시하지는 않았으나 다른 수정형태로서 슬라이드(81)(77)가 제어장치로 제어되는 서보모우터와 안네스크류에 의하여 작동토록 배열될 수 있다. 필요한 정보가 캠(86)과 핀공(90)을 수록한 좌표상 정보를 갖는 펀칭된 테이프로부터 이 제어장치에 입력될 것이다. 이러한 장치의 작동도 역시 자동화될 것이다.

보다 정밀을 요하는 경우 수직 슬라이드(72)가 상기 제어장치로부터 제공되는 정보에 의하여 작동하는 서보모터로 작동하게 될 것이다. 이와 같은 경우 "Z" 방향 운동은 불연속 위치에서 모우터(98)를 정지시킬 필요없이 각 톱니의 절삭완료시에 절삭된 락크로부터 바이트를 분리시키는데 이용될 수 있다.

Claims (5)

1. 락크와 교합되는 다수의 동일한 톱니를 갖는 헬리컬 피니언을 이용한 가변비 락크와 피니언 조향기어용 락크의 톱니를 절삭하기 위한 장치에 있어서, 이 장치가 헬리컬 피니언의 단일 톱니의 표면상에 놓이는 절삭변부를 갖는 단일 절삭톱니를 갖는 바이트를 재가하기 위한 스핀들로 구성되고, 이 스핀들은 바이트가 락크톱니의 평면에 대하여 수직으로 향하는 중간위치를 중심으로하여 두 예정된 범위사이에서 나선형 왕복운동토록 하우징에 착설되고, 락크의 동일 간극에서 회전없이 활동하는 헬리컬 피니언의 궤적 일부인 어느 한 간극에 대하여 락크의 간국을 절삭하는 중에 상대적인 곡선상 운동으로 락크 고정체 또는 하우징을 이동시키기 위한 수단으로 구성됨을 특징으로 하는 조향기어용 락크 가공장치.
2. 청구범위 제1항에 있어서, 각 절삭스트로크의 종료시에 스핀들의 측선을 향한 방사상 방향으로 절삭될 락크로부터 바이트를 후퇴시키기 위한 수단이 제공된 바의 장치.
3. 청구범위 제1항에 있어서, 락크고정체 또는 하우징을 이동시키기 위한 수단이 캠으로 구성된 바의 장치.
4. 청구범위 제1항에 있어서, 락크고정체 또는 하우징을 이동시키기 위한 수단이 곡선상운동을 위하여 하우징에 대한 락크고정체의 상대적인 운동을 부여하기 위하여 둘 이상의 제어형 서보모우터 구동 안네스크류로 구성된 바의 장치.
5. 청구범위 제1항에 의하여 청구된 바와 같은 장치로 가공되거나 청구범위 제1항에 의하여 청구된 장치에 의하여 가공된 전극으로부터 얻어진 다이에 의하여 가동된 락크.

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