JPS6210766B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明ははすば歯車を切削するのに必要な機構
を具えた歯車形削盤に関するものである。

歯車形削盤によつてはすば歯車の歯を形成する
際、ピニオンカツタの切刃をワークの歯すじの方
向に沿つて螺旋状に往復運動させると共に、ワー
クとピニオンカツタとはその歯車比に応じて相対
的にその軸線の周りに回転運動させることが必要
である。

（従来の技術と問題点） 従来公知の歯車形削盤ではクランク機構により
ピニオンカツタを上下運動させ、螺旋状の案内
面、即ちねじ案内面を有するヘリカルガイドと称
する変換可能な円筒状案内装置により回転運動を
ピニオンカツタに付加し、ピニオンカツタの切刃
をワークの歯すじの方向に沿うようにしている。
即ち従来の歯車形削盤の一例を示す第５図につき
説明すれば、電動機（図示せず）によつて駆動さ
れるベルト２８によつてクランク軸７を回転させ
る。クランク軸７にその軸心からe₁だけ偏心して
クランクピン６を装着する。このクランクピン６
にはコネクテイングロツド５、球面継手４、ヘリ
カルガイド３′及びカツタスピンドル１７が図示
のように装着されており、クランク軸７が１回転
するとカツタ１を支持するカツタスピンドル１７
がクランクピン６の偏心量の２倍だけ、即ち２e₁
だけ１往復する。ヘリカルガイド３′には図示の
ように螺旋状の案内面が設けられている。

電動機２５はカツタ１とワーク２とを回転させ
るための電動機で、この電動機の動力はピニオン
カツタ側を駆動するためウオーム１５を駆動す
る。電動機２５のワーク側を駆動する動力は歯車
２０、換歯車２１、かさ歯車２２及びウオーム２
３を経てウオームホイール２４に伝達される。ウ
オームホイール２４はテーブル（図示せず）に装
着されており、テーブルにはワーク２を取付ける
ことができる。ピニオンカツタとワークとはあた
かも２個の歯車が噛み合つて回転しているような
相対運動を与える必要があるから、カツタとワー
クとの歯車に反比例する回転をカツタとワークと
に与えるため換歯車２１はカツタ１とワーク２と
の歯数比により選択する。このようにしてベルト
２８の駆動によりカツタ１は上下に往復運動をす
ると同時に、螺旋状の案内面を有するヘリカルガ
イド３′によつて回転運動が与えられる。また同
時に電動機２５によつてカツタ１は連続回転運動
が与えられ、同一の電動機２５によつて回転する
ワーク２をその歯すじに沿つて加工する。

このヘリカルガイドは製造すべき歯車、即ちワ
ークの諸元、使用するカツタの大きさ等によりそ
れぞれ専用のものでなければならず、それ故製造
すべき歯車の諸元やカツタの大きさが少しでも変
ると、それに合つたヘリカルガイドを製作しなけ
ればならないという不便さがあつた。またこのヘ
リカルガイドは機械の構造上高い位置にあるため
交換が容易でなく、着脱には工具、小型クレーン
を要し、安全上にも問題があつた。

（本発明の目的） 本発明の目的はこれ等従来の技術の欠点を除去
した歯車形削盤を得るにあり、ヘリカルガイドは
使用せず、製造すべき歯車の諸元やピニオンカツ
タの大きさが変つてもヘリカルガイドを製造し直
す不便を除去し、クランク機構により創成運動の
ため回転しているウオームとウオームホイールと
をあたかもラツクとピニオンのように作用させて
カツタスピンドルにその軸線の周りの回転運動を
与えて螺旋運動を生ぜしめる歯車形削盤を得るに
ある。

本発明の他の目的はヘリカルガイドをも使用し
てこれによるカツタスピンドルの螺旋運動にクラ
ンク機構による螺旋運動を加え又は減少して、い
ろいろなねじれ角を有する広範囲の歯車を製造す
ることができる歯車形削盤を得るにある。

（目的を達成するための手段） この目的を達成するため本発明歯車形削盤はカ
ツタスピンドルをその軸線方向に往復運動させる
案内面を有するカツタスピンドル用クランク装置
と、前記カツタスピンドルと共に回転するウオー
ムホイールと、このウオームホイールに噛合する
ウオームと、前記カツタスピンドルの前記往復運
動に同期して前記ウオームをその軸線方向に往復
運動させるウオーム用クランク装置と、前記カツ
タスピンドル用クランク装置及び前記ウオーム用
クランク装置の偏心量をそれぞれ調整する偏心量
調整装置と、前記ウオームとワークとを回転させ
る駆動装置とを具えることを特徴とする。

本発明においては上記案内面は平坦な平面でよ
いが、この案内面を螺旋状に形成することによつ
て、クランク機構による螺旋運動の他に更にこの
案内面による螺旋運動を付加することによつて一
層広範囲のはすば歯車を製造することができる。

（作用） 本発明は上述のように構成することによつて、
カツタスピンドル用クランク装置によつてカツタ
スピンドルに垂直運動を与え、ウオーム用クラン
ク装置によつてカツタスピンドルに回転運動を与
えることによつてカツタスピンドルに螺旋運動を
与えるから、螺旋形の案内面を有する従来のヘリ
カルガイドは不要である。しかもカツタスピンド
ル用クランク装置とウオーム用クランク装置の偏
心量は偏心量調整装置によつて調整することがで
きるから、製造すべき歯車の諸元が変つても部品
を変換する必要なく単なる偏心量の変更で応ずる
ことができる。一方、ピニオンカツタとワークと
をその歯車比に応じて回転させるのは駆動装置に
よつて行うから製造すべき歯車の諸元が変わつて
も容易にはすば歯車を製造することができる。

また本発明では案内面を螺旋形にして、上記ク
ランク装置の作用と相まつて広範囲なねじれ角の
はすば歯車を製造することができる。

（実施例） まず平坦な案内面を有する場合につき本発明の
実施例を説明する。

第１図は本発明の構成の概略を示す配置図で、
従来の技術を示す第５図と同一部分は同一符号で
示す。

カツタ１で回転運動をしながら上下運動をし、
ワーク２が回転運動をしてワーク２にはすば歯車
を形成する。

電動機（図示せず）によつて駆動されるベルト
２８によつてクランク軸７を回転させる。クラン
ク軸７にその軸心からe₁だけ偏心してクランクピ
ン６を装着する。このクランクピン６にはコネク
テイングロツド５、球面継手４、スバーガイド３
及びカツタスピンドル１７が図示のように装着さ
れており、クランク軸７が１回転するとカツタス
ピンドル１７がクランクピン６の偏心量の２倍だ
け、即ち２e₁だけ１往復する。図面から明らかな
ようにスパーガイド３の案内面は直線状の平坦な
案内面である。このようにしてクランク軸７、ク
ランクピン６、コネクテイングロツド５、球面継
手４、ガイド３等によつてカツタスピンドル用ク
ランク装置を構成する。第２図につき後に説明す
るように偏心量e₁は調整可能なよう偏心量調整装
置を設ける。

クランク軸７に歯車８を設け、歯車９に噛合さ
せてクランク軸１１を駆動する。歯車８，９の歯
車比を１：１にする。クランク軸１１にその軸心
からe₂だけ偏心してクランクピン１２を装着す
る。クラツチ１０はクランクピン６とクランクピ
ン１２との偏心の方向を一致させると共に、両ク
ランク運動の極限位置、即ち死点を一致させるた
めに使用する。実際の構造では歯車９の回転は一
旦クラツチ１０に伝わり、クラツチ１０の中心部
からクランク軸１１に伝わるようになつている。
従つてクランクピン６とクランクピン１２の偏心
の方向を一致させたり、死点を一致させるため、
即ち位相を一致させるためには、まずクラツチ１
０を外し（これにより歯車９がクランク軸１１に
対して自由に回転できるようになる）、歯車９を
固定しておいてクランク軸１１を必要なだけ回転
させればよい。クランクピン１２にコネクテイン
グロツド１３と球面継手１４とを設け、更にウオ
ーム１５を設ける。

このように構成することにより、クランク軸７
が１回転するとカツタスピンドル１７は２e₁のス
トローク長さで往復動し、同一歯数の平歯車８，
９があるからクランク軸１１も１回転し、ウオー
ム１５が２e₂だけ軸線の方向に滑動する。従つて
この時ウオーム１５とウオームホイール１６とは
あたかもラツクとピニオンとの噛合状態となり、
ウオーム１５の軸線方向の移動によりウオームホ
イール１６は回転運動を行なう。このためカツタ
スピンドル１７は往復運動と回転運動とが合成さ
れて螺旋運動を行なう。

この時の螺旋運動のリードＬはウオームホイー
ル１６の噛合ピツチ円直径をdpとすると次の式
で表わされる。

Ｌ＝ｅ_１・πｄｐ／ｅ_２ 偏心量e₁はワークの歯幅により決定し、e₂は使
用するカツタのリードに上式のＬが一致するよう
計算により求める。

なお上述したように、クランク軸１１、クラン
クピン１２、コネクテイングロツド１３、球面継
手１４等によつてウオーム用クランク装置を構成
する。また第３図に示すように、上記偏心量調整
装置と同様のウオーム用クランク装置のための偏
心量調整装置を設ける。

電動機２５はカツタ１とワーク２とを回転させ
るための電動機で、この電動機の動力はカツタ側
を駆動するため歯車１９，１８を経てウオーム１
５に伝達される。歯車１８はウオーム１５の軸に
スプラインにより摺動可能である。電動機２５の
ワーク側を駆動する動力は歯車１９と同軸上に設
けられた歯車２０、換歯車２１、かさ歯車２２及
びウオーム２３を経てウオームホイール２４に伝
達される。ウオームホイール２４はテーブル（図
示せず）に装着されており、テーブルにはワーク
２を取付けることができる。上述したようにピニ
オンカツタとワークとはあたかも２個の歯車が噛
み合つて回転しているように回転させればよく従
つて電動機２５によるピニオンカツタとワークと
の回転は、ベルト２８によるクランク装置を介す
るカツタスピンドルの螺旋運動に同期させる必要
はなく、無関係でよい。従つて上述したように換
歯車２１はカツタ１とワーク２との歯数比により
選択する。

本発明は基本的に以上のように構成されている
が、更に各部を詳細に説明する。

第２図は第１図のＡ−Ａ線上の断面図で、クラ
ンク軸７は軸受３１により本体２９に支承されて
いる。クランク軸７のフランジ７′にはＴ溝７″が
設けられ、クランクピン６の一端のＴ字形部６′
がこのＴ溝７″内で摺動自在に組込まれている。
Ｔ字形部６′にはめねじ６″を形成し、偏心量調整
ねじ３０のおねじ３０′にめねじ６″を螺着する。
ロツクナツト３２はクランクピン６をクランク軸
７に一体に締付けるためのものであり、偏心量を
調整する時以外は強固に締付けられている。

コネクテイングロツド５はクランクピン６に軸
受け３３を介して支承されている。コネクテイン
グロツド５の先端は球面状をしており、球面継手
４に対し滑動自在である。この実施例では、ウオ
ームホイール１６内に嵌着してボルトでウオーム
ホイールに固着したスリーブ１６′内でスパーガ
イド３は上下に摺動することができる。球面継手
４はスパーガイド３とボルト連結されている。ま
たスパーガイド３とスピンドル１７とは一体に構
成されている。スリーブ１６′とスパーガイド３
は第３図に示すように、その円周の半分づつが異
なる半径を有し、直径的な面で互に衝合してい
る。このようにして互に円周方向の移動を拘束
し、軸線方向には互に自由に摺動することができ
る。

また第２図に示すように、スリーブ１６′はウ
オームホイール１６にボルト締めされている。ウ
オームホイール１６は本体３５の内部に回転自在
に組込まれ、スラスト押え３４により軸線方向に
は移動せず、回転運動のみが可能である。

ここでスパーガイド３と、ウオームホイール１
６と、スピンドル１７との関係を説明する。ウオ
ームホイール１６に固定したスリーブ１６内でス
パーガイド３は上下方向に摺動することができる
がスリーブ１６に対しては回転しない。スリーブ
１６はウオームホイール１６に固定されているか
らウオームホイールの一部と考えることができ
る。従つてスパーガイド３と、ウオームホイール
１６と、スピンドル１７との関係は、ウオームホ
イール１６が本体３５に回転自在に支持されてお
り、スパーガイド３は第３図から明らかなように
ウオームホイール１６に対し摺動可能であり、ス
パーガイド３はウオームホイール１６と共に回転
する。またスピンドル１７はスパーガイド３に対
し固着されている。

第３図はクランク軸１１からスパーガイド３ま
での部分を詳細に示す断面図である。第３図にお
いてクランク軸１１は本体３６に軸受け３７によ
り支承され上述したように、クランク軸７と同一
回転をする。クランク軸１１のフランジ１１′に
はＴ溝が設けられておりこの部分から球面継手１
４の部分までは第２図と同様の構成となつてい
る。球面継手１４はフランジ３８を介しウオーム
１５にボルトにて締結されている。ウオーム１５
の１端にはスプライン１５′が設けられ歯車１８
に設けられた内径スプラインに掛合している。ウ
オーム１５の他端は円筒状をしており本体３５に
回転及び軸方向の摺動が自在になるように支承さ
れている。歯車１８は軸受３９を介し本体３５に
支承されている。

以上のように構成されている時に、クランク軸
７を回転させると、クランクピン６とクランク軸
７との偏心量e₁によりカツタスピンドル１７は２
e₁の軸方向移動量だけ移動する。クランク軸７と
クランク軸１１は上述のように同一速度で回転す
るのでクランクピン１２とクランク軸１１との偏
心量e₂によりウオーム１５はその軸線方向に2e₂
だけ移動する。この時ウオーム１５とウオームホ
イール１６は、あたかもラツクとピニオンとの噛
み合いの状態となり、ウオーム１５の移動量はウ
オームホイール１６の円周方向の移動量すなわち
カツタスピンドル１７の円周方向移動量となる。
カツタスピンドルの軸線方向移動量と円周方向移
動量は同時に作用するので合成されカツタスピン
ドル１７上の１点はねじ面を描き出す。この時の
e₁、e₂及びネジ運動により描き出されるねじのリ
ードの関係は上述した通りである。さて実際の歯
車加工には上記の運動の外にワークの歯形を創り
出すためにカツタとワークをあたかも１対の歯車
が噛み合い回転している状態即ちその歯数比で回
転させなければならない。本例では電動機２５が
その動力源となつている。

即ち電動機２５による歯車１９，１８、ウオー
ム１５及びウオームホイール１６によるカツタ１
の回転と、同時に電動機２５による歯車２１、か
さ歯車２２、ウオーム２３及びウオームホイール
２４によるワーク２の回転である。尚説明は重複
するが、ベルト２８によるカツタスピンドル用ク
ランク装置を介するカツタ１の往復運動と、ベル
ト２８によるウオーム用クランク装置を介するウ
オーム１５の往復運動即ちラツクのように作用す
るウオーム１５によるカツタ１の往復回転運動と
は合成されてカツタに螺旋運動を行わせる。

以上の説明ではスパーガイドを使用し、ヘリカ
ルガイドを使用しない場合を説明したが、上述の
構造の他に、ヘリカルガイドを使用し、ヘリカル
ガイドによる螺旋運動にクランク機構による螺旋
運動を加え又は減じることにより、一層広範囲の
リードを有する螺旋運動をカツタスピンドルに加
えることができる。このことは従来のヘリカルガ
イドでは行なうことができなかつたリードの小さ
い螺旋運動を可能にし、リードの小さいはすば歯
車に特に有利である。

（効果） 以上の説明により従来の技術ではねじれ角の異
なる（これはネジ面のリードが異なることを意味
する）ワークを加工するにはヘリカルガイドと称
する螺旋案内面を持つた案内装置一式とピニオン
カツタを交換しなければならなかつたが、本発明
によれば案内装置は交換する必要はなくクランク
機構の偏心量の調整という簡単な作業とピニオン
カツタの交換で同様の作用を得ることが出来るた
め、経済的な面だけでなく、操作面、安全面につ
いても多大の効果を期待することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好適な一実施例を示す線図的
配置図、第２図は第１図のＡ−Ａ線上の断面図、
第３図は第２図のＢ−Ｂ線上の断面図、第４図は
第２図のＣ−Ｃ線上の断面図、第５図は従来の歯
車形削盤の線図的配置図である。 １……カツタ、２……ワーク、３……スパーガ
イド、３′……ヘリカルガイド、４……球面継
手、５……コネクテイングロツド、６……クラン
クピン、７……クランク軸、８，９……歯車、１
０……クラツチ、１１……クランク軸、１２……
クランクピン、１３……コネクテイングロツド、
１４……球面継手、１５……ウオーム、１６……
ウオームホイール、１６′……スリーブ、１７…
…カツタスピンドル、１８，１９，２０……歯
車、２１……換歯車、２２……かさ歯車、２３…
…ウオーム、２４……ウオームホイール、２５…
…電動機、２６……溝孔、２７……溝孔、２８…
…ベルト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ カツタスピンドルをその軸線方向に往復運動
   させる案内面を有するカツタスピンドル用クラン
   ク装置と、前記カツタスピンドルと共に回転する
   ウオームホイールと、このウオームホイールに噛
   合するウオームと、前記カツタスピンドルの前記
   往復運動に同期して前記ウオームをその軸線方向
   に往復運動させるウオーム用クランク装置と、前
   記カツタスピンドル用クランク装置及び前記ウオ
   ーム用クランク装置の偏心量をそれぞれ調整する
   偏心量調整装置と、前記ウオームとワークとを回
   転させる駆動装置とを具えることを特徴とする歯
   車形削盤。 ２ 前記案内面を螺旋状に形成した特許請求の範
   囲第１項に記載の歯車形削盤。