JPH0122092B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は可変ピツチのラツクを機械加工する可
変ピツチラツクの加工装置に関するものである。

ここに可変ピツチとはラツクの軸線に沿つて少
しづつ歯のピツチが変わることを意味する。

オーストラリア特許第462162号にはそれぞれの
歯の歯幅に沿つてピツチ、圧力角及び歯のねじれ
角を連続的に変化させた区域をラツクの長さ方向
に沿つて一部に有するラツクと、このラツクに噛
合する規則的なはす歯ピニオンとを採用したラツ
クピニオン形かじ取り歯車が記載されている。

このオーストラリア特許に記載されているラツ
クは相手ピニオンと同一の形状のカツタでないと
加工することができない。このカツタを希望する
可変ピツチのラツクが形成されるようラツクに沿
つて転動させ、ラツクを加工する。この方法はカ
ツタの設計上の制約を受けるため大量生産に適さ
ない。かじ取り歯車のピニオンは一般に急角度の
ねじれ角を有し、しかも歯底径は比較的小さく10
〜12mm程度である。従つて、ピニオンと類似の形
状を有するカツタは迅速に精密な機械加工を行な
うには強度が弱過る欠点がある。このようなカツ
タをもし造ることができ、この目的のため十分に
支持して使用したとしても、カツターは一度だけ
使用できるに過ぎない。これは切削のために必要
な刃の逃げ角があるため研ぎ直すと直径が小さく
なり、ピニオンと同一形状でなくなるからであ
る。

オーストラリア特許第515059号では製造上の問
題を解決するため、ラツクの歯をほぼでき上つた
形状まで大体のブローチ加工を行ない、次に例え
ばオーストラリア特許第518354号に記載されたダ
イスなどによつて常温成型して仕上げている。ま
た代案としてPCT出願第PCT／AU83／00073（特
許出願公表昭59〜501004）に記載された単一工程
でこのようなラツクを精密鍛造してもよい。しか
し、これ等の方法はいずれも、ラツクの歯の部分
に相当する空所をダイスの１個の構成部外が有す
ることが必要であり、ラツクと同一形状の銅製の
電極による放電加工法によらなければこのダイス
の空所を造ることができない。本発明が完成され
る以前は、このような電極を同一形状の工具によ
る創成法により切削によつて造ることはできず、
従つて原型の鋼製ラツクを転写したプラスチツク
の凹凸を電気めつきすることによつて電気的に製
造している。この原型は放電加工法による侵食に
よつて製造され、ピニオンと同一形状の鋼の電極
を希望する可変ピツチの関係でラツクに沿つて転
動させるから、製造に多くの時間がかかる。放電
加工法の場合には切削負荷が加わらないから、同
一形状のピニオンの電極の弱さは問題でない。し
かし、放電加工法によつて銅は浸食されないから
ダイスを加工するため使用する銅の電極は放電加
工法で製造することができない。

これ等の方法はいずれも工程が非常に多く、精
度が低く、時間がかかり、高価である欠点があ
る。

本発明は鍛造用ダイスを直接製造するため銅の
電極を切削する手段を提供し、種々の中間工程を
除去することができる。

本発明は眞の大量生産にはまだ適さないが、迅
速に製造でき小規模の製造には十分使用すること
ができる。また一層精度が高い検査に必要な原型
を製造するのにも適している。

一見すると、カツタによつて歯車又はラツクの
数個の歯溝を同時に形成する歯車創成法に比較
し、歯溝を１個づつ次々に加工していくのは効率
が悪いように思われる。しかし、可変ピツチのラ
ツクの場合には、上述の従来の技術におけるカツ
タの設計上の制約を考えると、歯溝を別個に１個
づつ加工することによる不利よりも、最も実用的
なカツタを使用することによつて生ずる利益の方
が大きい。

カツタは単一の切削刃を有し、その形状は加工
すべきラツクの相手ピニオンの１個の歯の断面の
形状に対応する形状である。カツタは再研削して
も幾何学的な誤差を生ぜず機械の切削スピンドル
によつて剛固に支持される。

本発明では切削スピンドルとカツタとを螺旋状
に往復動させ、スピンドルの揺動角を常に180°以
下にする。往復動の両端位置でラツクの歯の歯先
の平面の上方に工具の切刃を位置させるためにこ
の揺動角で十分である。揺動角の最小角は少なく
とも130°である。ラツクの歯先の平面がスピンド
ルの軸線に非常に接近しており、従つてこのラツ
クの歯先の平面は軸線の回りに断面でほぼ180°に
近い角度を占めるから、ラツクの歯先の平面に対
し約50°（180°と130°との和を360°からひいたもの
）
以下の範囲内であればスピンドルに延長部を設け
て補強することができる。スピンドルのこのよう
な延長部によつて、通常の多刃螺旋形工具即ちホ
ブ又はフライスではとても得られないような強固
な状態に工具を支持することができる。このよう
な通常の工具はラツクの全幅にわたり往復動する
必要がある。

本発明装置は工具を後退させる装置を有し、こ
れにより前方への切削ストロークを完了した時、
工具はスピンドルの軸線に向け半径方向外方に移
動し、復帰ストローク中工作物から十分に離れ
る。通常の歯車加工機械では、復帰ストローク
中、全体のスピンドルがラツクから離れるように
又はラツクがスピンドルから離れるように動く。
しかし本発明のように大きな揺動角の単一工具を
使用する場合にはこのような工具の後退は適切で
ない。

更に本発明では、工具とスピンドルとがその螺
旋状の往復運動を行ないながら、ラツクはスピン
ドルに対し並進曲線軌跡（後に説明する）に沿つ
て動き、工具は１個の歯溝を加工し終わつてから
次に１個の歯溝を切削する。ラツクの一端から始
めて各歯溝の加工を開始し、次に他の歯溝に進行
する。この運動はラツクが常にその軸線を他の加
工時の軸線に平行に維持する特徴がある。

大部分の歯溝について、並進曲線軌跡に沿う運
動は製造すべき可変ピツチラツクのピツチ特性を
表わす通路に従う運動である。このようにして、
工具は歯の歯幅に沿つて変化する圧力角を有する
歯溝を形成し、単一の歯の断面及び歯溝の両側の
異なる断面での歯の高さの範囲内で圧力角を変化
させている。この全体として対称性がないことは
歯溝に中心線がないことと、このような歯溝の曲
線を描くことが困難であることを意味する。ここ
に「並進曲線軌跡」の語はこの通路を意味し、こ
の通路を生ずる数個の手段を後に説明する。

最後に、本発明では、ラツクに沿つて順次の歯
溝を切削している間に、ラツクをカツタの軸線に
対し接近及び離間するよう僅かに動かし、かじ取
り歯車に組込んだ時、車輌が直進する時に相当す
るかじ取り歯車の噛合位置における歯がかじ取り
ハンドルを回転した時の歯よりピニオンに一層堅
く噛合し合うようにする。工具の上下動を行なう
方法は特願昭57〜221717号（特開昭58〜112874）
に記載したものと同一である。

本発明可変ピツチラツクの加工装置は複数個の
同一の歯を有するはす歯ピニオンと、ラツクの軸
線に対し角度を有する歯溝のうちの若干の歯溝の
形状が変化しているラツクとを採用したラツクピ
ニオン形かじ取り歯車に使用するラツクの加工装
置において、前記はす歯ピニオンの１個の歯の断
面の形状に相当する単一切削刃を持つ工具を担持
するスピンドルを具え、前記ラツクの歯の歯先の
平面に直角に前記工具が位置する中間位置の周り
で２個の所定の極限位置間にハウジング内で螺旋
状往復揺動運動を行わせるよう前記スピンドルを
配置し、前記ラツクを保持するラツク保持具と、
前記ラツクの歯溝を切削中前記ラツクの前記歯溝
内で前記はす歯ピニオンが回転することなく摺動
すると仮定した時前記はす歯ピニオンの軌跡に沿
つて相対的な並進曲線運動をするよう前記ラツク
保持具又は前記ハウジングを動かす装置とを設け
たことを特徴とする。

各切削ストロークの終りにスピンドルの軸線に
向け半径方向外方にラツクから離して工具を後退
させる手段を設けるのがよい。

保持具又はハウジングを動かす装置をカムで構
成する。代案として、並進曲線運動を生ずるため
ハウジングに対しラツク保持具に相対運動を与え
るよう送りねじを駆動する２個又は３個以上の数
値制御サーボモータによつてラツク保持具又はハ
ウジングを動かす装置を構成することができる。

図面につき本発明を説明する。

ここに説明する方法及び装置によれば、単一の
切削工具を螺旋通路に沿つて往復運動させると共
に、所定の幾何学的規則に従つてラツクの幅を横
切つて、徐々に動かして、ラツクの歯溝を１個づ
つ創成する。第１，２及び３図に示すように、軸
線４を有するスピンドル３の延長部である工具ホ
ルダ２に切削工具１を取付ける。図示の実施例で
はこの螺旋通路は右螺旋即ち進行方向前方から見
て反時計方向である。

切削ストローク中、工具は軸線４の周りに５で
始まり６で終る螺旋通路に沿つて動く。

数個の切刃を有する通常の切削工具を使用する
場合には第３図に鎖線１３で示す状態になるはず
である。この場合、終点６に相当する加工曲線に
達した瞬時に、この工具のシヤンク１３がラツク
１２から十分に離れながら尚前方に残りのストロ
ークを行なうことができるようにするため、工具
のシヤンク１３を図面に示すようにできるだけ長
くしなければならない。このような工具は本発明
により図示した切削工具１の形状に比較しシヤン
ク１３が非常に長いため強度は数分の一に過ぎな
い。またこの通常の工具では鎖線に示すように側
部テーパに起因する欠点がある。即ち工具の全面
を一旦再研削すると、その工具はピニオンと類似
した形状から変化してしまい、そのためラツクを
正確に加工できなくなる。これに反し工具１は単
純な形状をしているため切刃を再研削しても形状
が変化せず、工具ホルダ２内で下方にずれるに過
ぎない。

スピンドルの往復運動のうちの往路の終点で、
工具ホルダ２はスピンドル３に保持されたままピ
ン９の周りに回動する。即ち終点６に達した時は
７の方向（第４図参照）に工具１を動かして加工
しているラツクから工具を離し、始点５に達した
時は８の方向に工具１を動かす。このようにし
て、工具は螺旋通路６ａ〜５ａ（図示せず）に沿
つて螺旋状の通路に沿う切削ストローク５〜６を
終つて、切削したばかりのラツクの面を離れて復
帰する。本発明可変ピツチラツクはこのような工
具の螺旋状の運動と、後に第５図で説明する特殊
な曲線５１に沿うラツクの運動との組合せによつ
て形成される。

中心線１ａを有する工具１の切削面１１はピニ
オンの歯直角断面での歯の外観を有する。各切削
ストローク中、ラツク１２の歯先の表面より内部
にあつて螺旋形の一部である細長い凹所の包絡面
をこの工具１は擦過する。細長い凹所１０がラツ
クの間〓即ち歯溝を創成する正確な状態を第４図
に示す。第４図は第１〜３図に示す切削の瞬間の
拡大図で、切削工具１の軸線はラツク１２の歯先
の平面に対しほぼ直角に位置している。

ここで、反時計方向の回転（即ち右回り螺旋運
動）と組合せた軸線４に沿う工具の往復運動によ
つて工具の先端を切削ストロークの出発の始点５
から終点６まで移動させる。復帰ストローク中の
工具の後退を第４図では点６，６ａ間の線によつ
て図示している。点５ａまで復帰ストロークを終
えると、工具は距離５ａ〜５まで８の方向に動
き、切削を開始する位置を占める。ラツクの歯先
の平面に対し工具が直角である時の位置での工具
の切削面中心線１ａとスピンドル軸線４との交点
を１４で示す。各切削ストローク中、点１４は通
路１８に沿つて或る僅かな距離（図面では著るし
く誇張して示した）だけ１４ａまで動き、ラツク
を横切つて歯溝である細長い凹所１０の形成を進
行させる。通路１８の方向を変換することによつ
て、この細長い凹所によつて歯の歯幅に沿う例え
ば出発点１６に示したＵ字状断面か、他端１７に
示したようなＶ字状断面の歯の間〓即ち歯溝を形
成する。歯がＵ字状断面である場合の圧力角はＶ
字状断面である場合の圧力角より小さいこと勿論
で、このことは歯のピツチが変化していることと
一致する。即ちこの可変ピツチラツクにおいては
歯のピニオン及び圧力角が歯に沿つて変化してい
る。

曲線の軌跡１８をどのように選択すべきかを規
制する規則を第５図につき説明する。この図面で
は軸線２１を有するピニオン２０は軸線１９を有
するラツクの上方に位置している。ピニオンがラ
ツクを横切る区域に於てこのピニオンを一部切除
し、しかもこのピニオンの長さを著るしく誇張し
て示している。ラツクの軸線１９はピニオンの軸
線２１に直角な線に対して角度２２の角度に位置
している。この角度がいわゆる取付角である。第
５図に示したピニオンとラツクとの位置は車輌の
かじ取りハンドルに連結するかじ取り歯車の中心
噛合位置、即ち車輌が方向を変えず直進している
時に相当する位置を示す。この場合かじ取り比は
中心線噛合位置で最小であり、極限位置に向けか
じ取り比は徐々に一層大きくなる。ここにかじ取
り比とは車輌のかじ取りハンドルを回転した角度
と、例えば前輪が車軸に対して傾いた角度との比
であり、代表的な比は20：１である。かじ取り比
が極限位置に向け大きくなるとは、ハンドルを大
きく回しても極限位置に近いところでは少ししか
前輪が傾かないことを意味する。即ち力を利する
ことができる。従つて、ラツクと軸線上と点２３
及び２４間のピツチ距離は点２４及び２５間等の
ピツチ距離より大きく、点２６及び２７間、２７
及び２８間と次第に小さく遂に点２８及び２９間
の最小ピツチ距離になる。ピニオンの軸線２１に
添つては、ピツチの軸線上のピツチは点２３及び
３４間、点３４及び３５間、……点３８及び３９
間で等間隔である。点３４を通つてラツクの軸線
１９に平行に引いた直線と、点２４を通つてピニ
オンの軸線２１に平行に引いた直線との交点を４
４とする。同様に、順次にピニオン２０の軸線２
１上のピツチ点３５〜３９に始まりラツクの軸線
１９に平行な直線がラツクの歯の間隙の中心（２
５〜２９）を通りピニオンの軸線２１に平行な直
線とそれぞれ交差して一連の交点を生ずる。その
最後の交点は４９である。これ等交点を通つて点
２３で始まり交点４９で終る曲線５０を引く。こ
の例では、ラツクの軸線上の歯のピツチは点２９
の後は増大せず、従つて点２３〜４９間の線は弯
曲し。点４９を越えた延長部は直線である。

ピニオンとラツクとの間の相対運動に２種類あ
ることを考慮する必要がある。

第１はピニオンが操向歯車として使用した場合
のように回転し、ピニオンが軸線１９に添つてラ
ツクに対し相対的に移動する場合である。しか
し、実際にはラツクがその軸線１９の方向にピニ
オンに対し移動する。ここに図示した６個の歯が
付いた即ち６重ねじの形をしたピニオン２０は点
２３から点２９まで移動するために１回転するこ
とが必要である。

第２に考えられる相対運動は、ピニオンが回転
せず、ラツクの歯に沿つて摺動する場合であり、
この場合はピニオン２０の軸線が軸線５２に達す
るまでピニオン２０の軸線は最初の位置２１に平
行に維持される。この場合、ピニオンは線５０に
沿つて移動しており、この通路を「並進曲線軌跡
（Translatory Curvili near Locus）」と名づけ
た。この並進曲線軌跡の一部を第４図に１８にて
示す。

ラツクの軸線に沿う順次の点２４〜２９を設定
する方法を第６図につき説明する。

この第６図のプロツトは車輌は直進している時
にピニオン２０がラツクと噛合している位置から
ピニオンが完全に１回転する間のラツクの歯のピ
ツチ（縦軸）と、ピニオンの回転角（横軸）との
関係を示す。従つて、点２３′，２４′間の垂直距
離はピニオンが中心から最初の1/6回転の間のラ
ツクの移動距離を拡大して示し、その右側の垂直
距離はピニオンが次の1/6回転をする間のラツク
の移動距離を示し、このようにして最も右側の点
２８′，２９′間の垂直距離は完全に１回転を終え
る直前のピニオンの最後の1/6回転の間にラツク
が移動する距離を示す。

図示の場合には、ラツクの歯のピツチはピニオ
ンの１回転後一定に留まる。即ち第６図の点２
４′，２９′間の曲線は点２９′から右側では横軸
に平行である。

曲線についての適切な特性を選択しておいて、
点２４′〜２９′を通る平滑な曲線を引き、次にピ
ニオンの順次の回転を表わす垂直線とこの曲線と
の交点を順次描く。適切なスケールを定めておけ
ば、これ等の垂直線を使用して第５図の点２３〜
２９を定めることができる。

歯溝の点２３と点２９との間でラツクの歯は
徐々に変化する。その変化するのは断面の形状に
ついて（第６図の丸印Ａ，Ｂ参照）及びラツクの
軸線に対する歯のねじれ角及び歯の長さに沿つて
歯が彎曲している曲率（第５図参照）についてで
ある。

実際上、各歯の歯溝の彎曲の曲率と歯のねじれ
角とは徐々に彎曲している線５０の方向に従がつ
て変化している。ピニオンの中心で噛合する歯が
点２３から点４４まで曲線５０に沿つて摺動する
時、第５図で見て１ピツチだけ点２３の右側にず
れているピニオンの歯の中心噛合点即ち点６０は
点２４に摺動し、同様に第３噛合点６１が点６２
まで摺動することは重要である。ラツクの中心の
歯溝２３〜４４の部分はこの中心の歯溝の次の第
１の歯溝６０〜２４の部分にあるゆる点で等し
く、また中心の歯溝２３〜４４の部分はその次の
第３の歯溝６１〜６２の短かい部分に対しても等
しい。言い替えれば、点２３についてはその両側
の点３４，６０における歯溝の形状と同一であ
り、点２４についてはその両側の点４４，６２に
おける歯溝の形状と同一であり、このようにして
点２５，２６，２７，２８，２９についても同様
のことが言える。可変ピツチラツクのこの重要な
性質は、次に説明する本発明装置に利用する。

第７図はこの装置の線図的斜視図である。ラツ
ク１２を取付具又は保持具７０内に把持し、第１
番目の歯を切削中の状態に示す。ラツクの歯を切
削中、ラツクは装置のベース７１に対し、「Ｘ、
Ｙ、Ｚ」の３方向に動かされる。これ等の運動の
ため、摺動部、摺動面及び適切な機構を設け、次
に説明する望ましい法則によつて数個の運動を制
御する。

取付具７０の「Ｚ」方向の垂直運動は３次元カ
ム７３の制御により摺動部７２によつて行なわれ
る。レバー７５に取付けた従動部７４は摺動部７
２に与えられる「Ｘ」方向及び「Ｙ」方向の運動
にともなつてカム７３の表面を横切つて動く時、
レバー７５を枢着ピン７６の軸線の回りに或る小
さい角度で上下動させる。枢着ピン７６を摺動部
７７内に支承し、枢着ピン７６の偏心突出部７８
を取付具７０の摺動部７２の溝孔７９に嵌合させ
る。この結果、レバー７５がカム７３の作用で上
下動すると摺動部７２も「Ｚ」方向に上下動す
る。レバー７５の重量によつて従動部７４を常時
カム７３に接触させる。

「上下動」と名づけたこの「Ｚ」方向の運動に
よつて、操向歯車に組込んだと仮定した時のピニ
オンに対するラツクの噛合の中心距離を制御す
る。この「Ｚ」方向運動は普通約0.1mm程度であ
る。上述の特許出願に説明したピニオンにおける
と同様に、ラツクの歯のこの「上下動」はラツク
の軸線を基準にしている。

「Ｘ」方向の摺動部７７は「Ｙ」方向の摺動部
８１の摺動部に沿つて移動する。主ベース７１に
取付けた摺動部８２に沿つて摺動部８１は「Ｙ」
方向に摺動する。

「Ｙ」方向の摺動部８１はモータ８３と送りね
じ８４とによつて駆動される。

摺動部７７の突耳８８から従動ピン８７を突出
し、カム摺動部８５の上のカム８６に従動ピン８
７を掛合させることによつて「Ｘ」方向の摺動部
７７を駆動する。

それぞれの歯溝を切削中はカム８６は動かない
が、１個の歯溝の切削が完了した後は、カム８６
を摺動させるように取付けたカム摺動部８５に対
し、１個の歯溝の加工毎に等しい距離だけカム８
６を摺動させてずらす。手動又は適当なサーボモ
ータ及び送りねじ８９によつてピニオンの軸線方
向ピツチに等しい量（第５図の距離３４〜２３）
だけ、毎回一定量このカム８６をずらすことによ
つてこのことを達成する。手動操作の場合には、
カム８６に一連の孔９０をピニオンの軸線のピツ
チの距離だけ正確に離間して設け、カム８６をず
らした後ピン９１を次の孔に挿入する。この場
合、カム摺動部８５、サーボモータ及び送りねじ
８９は必要でなく、歯溝を切削中、カム８６はベ
ース７１に対し固定保持される。

切削ストローク中、スピンドル３の一部を形成
する工具ホルダ２内に切削工具１を取付ける。各
ストロークの終りには、工具ホルダ２はピン９の
周りに僅かな角度だけ回転し、復帰ストローク中
は、ラツクの歯の歯溝から工具を離す。

切削ヘツド９２内で摺動するクロスヘツド９３
の作用によりスピンドル３をその軸線方向に駆動
すると共に、その軸線の周りに揺動させる。クラ
ンク板９５に偏心して取付けたクランクピン９６
によつて連結ロツド９４を駆動し、切削ヘツド９
２の摺動部内にこのクロスヘツドを往復動させ
る。クランク板９５はモータ９８及びピニオン９
７によつて回転する。クランク板９５を担持する
軸（図示せず）を切削ヘツド９２の延長部に支承
し、クランク板９５の反対側のこの軸の端部にカ
ム９９を担持する。

クロスヘツド９３によつてラツク１００を担持
し、スピンドル３に形成した歯車１０１にラツク
１００を噛合させる。これによりクロスヘツド９
３が往復動すればスピンドル３をその軸線の周り
に往復揺動させる。

スピンドル３（第７及び９図参照）に部材１０
２を支承し、この部材のピン１０３をピン摺動部
１０５の溝孔１０４に掛合させる。クロスヘツド
９３が摺動する方向に対し或る角度１０６だけ傾
けてピン摺動部１０５をクロスヘツド９３に取付
ける。

部材１０２とピン摺動部１０５との構造を第８
及び９図に明示する。

所定の角度１０６に設定したピン摺動部１０５
をナツト１１２によつてクロスヘツド９３に確実
にロツクする。

スピンドルの軸線の周りに回転しないように部
材１０２をロツクする必要があり、この目的のた
め、部材１０２に二又突出部１０７を設け、ハウ
ジング９２に取付けたピン１０８を二又突出部に
掛合させる。

クランク９４によつて或る設定したストローク
だけクロスヘツド９３を往復動させた時、上述し
たように或る設定した角度、通常約130°だけスピ
ンドル３を揺動させる。

しかも、クロスヘツド９３の往復動により、ピ
ン摺動部１０５の溝孔１０４に部材１０２のピン
１０３を沿わせることにより部材１０２を軸線方
向に駆動し、スピンドル３を軸線方向に往復動さ
せる。この往復動の量は往復動の方向に対するピ
ン摺動部１０５の角度１０６によつて定まる。図
示を例では、平面図で見てクロスヘツド９３の移
動線から反時針方向にこのピン摺動部１０５を設
定し、ロツクしており、スピンドル３は右回りの
螺旋運動を行なう。

ピン摺動部１０５をこの位置から時針方向に回
転させて固定したとすると、スピンドルは左回り
の螺旋運動を行なう。

このようにして、異なるリードを有する左回り
又は右回りのねじれ角を有する多くの異なるはす
歯ピニオンに合うラツクを切ることができる。

工具スピンドルの他の作動の概要を第８図に示
す。

この第８図では、工具ホルダ２をその切削位置
に示し、工具ホルダ２の端部に形成した角度のつ
いた溝孔１１０に掛合する楔１０９によつて工具
ホルダ２を確実に保持する。楔１０９がピン９か
らら離れる方向に動くことによつて工具ホルダ２
のこの溝孔１１０を有する端部を下方に駆動す
る。このようにしてピン９を中心として工具１を
上昇させる。

復帰ストロークの終りに楔１０９をスピンドル
３内でピン９の方向に軸線方向に駆動し、工具１
を下降させる。一方、スピンドルはここに説明す
るようにカム９９の作用によつて軸線方向に往復
運動し、往復回転運動を行なう。

ピン１１５により切削ヘツド９２にベルクラン
クレバー１１４を枢着し、このベルクランクレバ
ーに従動ピン１１６を担持し、この従動ピン１１
６をカム９９の軌道１１１内に掛合する。

ベルクランクレバー１１４の他端に扇形歯車１
１７を形成し、スピンドル３に支承したカム歯車
１１８に扇形歯車１１７を噛合させる。

カム歯車１１８の歯は軸線方向に長く、従つ
て、スピンドル３と共に軸線方向に移動すること
ができる。カム歯車１１８に螺旋溝１１９を設
け、スピンドル３の軸線方向の長孔１２１と引張
棒１２２の孔とに貫通するピン１２０を長孔１２
１に掛合させる。この引張棒１２２をスピンドル
の内側に軸線方向に延在し、楔１０９に取付け
る。

クロスヘツド９３とスピンドル３との移動の末
端に相当するクランク板９５の回転区域、即ち工
具１が位置５及び６におけるように切削加工中の
ラツクから離れている時に相当する区域で、カム
９９の軌道１１１は急激に半径を変化させる。こ
の半径の急激な変化によつて従動ピン１１６を第
７図で見て急激に下方に動かす。その結果、扇形
歯車１１７によつてカム歯車１１８をスピンドル
３に対し或る付加的な角度だけ回転させる（この
時下降していないのでスピンドル３はほぼ静止し
ている）。この回転によりピン１２０を軸線方向
に移動させる。これにより引張棒１２２を前方又
は後方に駆動し、工具を７及び８の方向（第１〜
３図参照）に動かす。

３次元カム７３、カム摺動部８５及び切削ヘツ
ド９２を枢着点１２６，１２７，１２８の周りに
ラツク１２の軸線に垂直な直線に対し等しい角度
１２３，１２４，１２５だけすべて傾けて固定す
る。この角度は第５図のピニオンの取付角２２に
正確に対応する。このようにして、ピニオンに関
連するラツクのすべての形状、例えばピニオンの
軸線方向のピツチに従う曲線５０の各部、変化す
るラツクの噛合中心距離及び歯溝の形状が正確に
形成される。

この機械の作動を次に説明する。

作動の開始位置ではモータ８３によつて摺動部
８１を切削ヘツドから最も遠くに位置させる。孔
９０のうちの最初の孔（第７図に符号９０で示し
た３番目の孔でない）にピン９１を挿入すること
によつてカム８６を第７図で最も下方の左寄りの
位置に位置させる。

ラツクの第１の歯の切削を開始するに適するよ
う工作物を位置させる。モータ９８の始動し、工
作物から離れた螺旋通路に工具を往復動させる。
モータ８３を始動し、摺動部を緩やかに工具に向
け動かし、第１の歯溝が機械加工されるまで摺動
部を動かす。カム８６に掛合する従動ピン８７が
軌跡１８の必要な部分に従がう運動を摺動部７７
に与えるから、ラツクの必要な軸線方向の移動が
生ずる。第１の歯溝の加工が終つた時、モータ８
３を停止し、工具が工作物から離れている位置
（例えば第１図の位置６）においてモータ９８を
停止させる。次にモータ８３を逆転し、摺動部８
１の原位置に迅速に復帰させる。

ピン９１を第２の孔９０に動かす（動かす距離
はピニオンの軸線上のピツチに等しい）ことによ
つてカム８６を１孔だけずらして割出し、このサ
イクルを繰返して、すべての歯の歯溝を加工す
る。

先に説明したように、３次元カム７３によつて
必要な上昇運動及び下降運動をラツクに与える。

代案として、手動割出カム装置の代りに、モー
タ及び送りねじ８９を使用することができる。ま
たモータ８３が摺動部８１をその出発位置に戻し
て次の歯の加工の用意をする度にカム摺動部８５
を割出すようモータ８９を使用する場合には、ラ
ツクを切削する全体のシーケンスは自動的に行な
うことができる。

図示しないが、摺動部８１，７７の運動を数値
制御装置によつて制御されるサーボモータと送り
ねじとによつて行なわせてもよい。カム８６とピ
ツチ割出孔９０とに含まれるすべての座標情報を
記録したパンチテープから必要な情報をこの制御
装置に与えることができる。このような機械の作
動はまた自動的に行なうことができる。

更に他の実施例では、上述の数値制御装置から
情報を受理する他のサーボモータによつて垂直摺
動部７２を作動させてもよい。この場合、モータ
９８を停止させる必要はなく、各歯の完成時に、
加工したラツクから工具を離すのにＺ方向の下降
運動を使用してもよい。

本発明は特許請求の範囲内で種々の変更を加え
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置により加工中のラツクの一
部の正面図、第２図は第１図のラツクの一部の平
面図、第３図は第１図のラツクの一部の側面図、
第４図は本発明装置の工具の作用を示すラツクの
一部拡大図、第５図は加工中のラツクの運動の曲
線軌跡を選択する方法を示す図、第６図は特定の
かじ取り歯車の歯のピツチとピニオンの回転との
関係を示すグラフ、第７図は本発明装置の斜視
図、第８図は第７図の−線上の断面図、第９
図は第８図の−線上の断面図である。 １……切削工具、２……工具ホルダ、３……ス
ピンドル、４……軸線、５……螺旋通路の始点、
６……螺旋通路の終点、９……ピン、１０……細
長い凹所、１１……切削面、１２……ラツク、１
３……工具のシヤンク、１４……交点、１８……
通路又は軌跡、２０……ピニオン、２１……ピニ
オンの軸線、４４……交点、４９……交点、５０
……曲線又は軌跡、７０……ラツク保持具又は取
付具、７１……ベース、７２……摺動部、７３…
…３次元カム、７４……従動部、７５……レバ
ー、７６……枢着ピン、７７……摺動部、７８…
…偏心突出部、８１，８２……摺動部、８３……
モータ、８４……送りねじ、８５……カム摺動
部、８６……カム、８７……従動ピン、８８……
突耳、８９……送りねじ、９０……孔、９１……
ピン、９２……切削ヘツド、９３……クロスヘツ
ド、９４……連結ロツド、９５……クランク板、
９６……クランクピン、９７……ピニオン、９８
……モータ、９９……カム、１００……ラツク、
１０１……歯車、１０２……部材、１０３……ピ
ン、１０５……ピン摺動部、１０６……角度、１
０７……二又突出部、１０８……ピン、１０９…
…楔、１１１……軌道、１１２……ナツト、１１
４……ベルクランクレバー、１１５……ピン、１
１６……従動ピン、１１７……扇形歯車、１１８
……扇形歯車、１１９……螺旋溝、１２０……ピ
ン、１２１……軸線方向の長孔、１２２……引張
棒、１２３，１２４，１２５……角度、１２６，
１２７，１２８……枢着点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数個の同一の歯を有するはす歯ピニオン
   と、ラツクの軸線に対し角度を有する歯溝のうち
   の若干の歯溝の形状が変化しているラツクとを採
   用したラツクピニオン形かじ取り歯車に使用する
   ラツクの加工装置において、前記はす歯ピニオン
   の１個の歯の断面の形状に相当する単一切削刃を
   持つ工具を担持するスピンドルを具え、前記ラツ
   クの歯先面に対して工具が垂直に位置する中間位
   置の周りで２個の所定の極限位置間にハウジング
   内で螺旋状往復揺動運動を行なわせるよう前記ス
   ピンドルを配置し、前記ラツクを保持するラツク
   保持具と、前記ラツクの歯溝を切削中前記ラツク
   の前記歯溝内で前記はす歯ピニオンが回転するこ
   となく摺動すると仮定した時のはす歯ピニオンの
   軌跡の一部に沿つて相対的な並進曲線運動をする
   よう前記ラツク保持具又は前記ハウジングを動か
   す装置とを設けたことを特徴とする可変ピツチラ
   ツクの加工装置。 ２ 各切削ストロークの終りに切削中のラツクか
   ら離れる方向に半径方向に前記工具を後退させる
   装置を前記スピンドルが有する特許請求の範囲第
   １項に記載の加工装置。 ３ 前記ラツク保持具又はハウジングを動かす前
   記装置をカムで構成した特許請求の範囲第１項に
   記載の加工装置。 ４ 前記並進曲線運動を行なわせるため前記ハウ
   ジングに対し前記工具保持具に相対運動を与える
   よう送りねじを駆動する２個又は３個以上の数値
   制御サーボモータによつて、前記保持具又はハウ
   ジングを動かす前記装置を構成した特許請求の範
   囲第１項に記載の加工装置。