JP3830212B2

JP3830212B2 - 歯車面取盤及びその面取り方法

Info

Publication number: JP3830212B2
Application number: JP25069896A
Authority: JP
Inventors: 友章西口; 晋司三尾
Original assignee: Aisin AI Co Ltd
Current assignee: Aisin AI Co Ltd
Priority date: 1996-09-20
Filing date: 1996-09-20
Publication date: 2006-10-04
Anticipated expiration: 2016-09-20
Also published as: JPH1094921A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯形角部にチャンファ面を面取りする歯車面取盤及びその面取り方法に関し、特に刃物を回転させるスイベル軸の回転方向を内歯と外歯で変えることなくバリが出る方向を揃えるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
トランスミッションの同期用リングギヤでは、図6に示すように、両面の歯形角部に方向が歯軸Ｄに対象の第１、第２チャンファ面Ａ、Ｂを面取りする。
このようなチャンファ面Ａ、Ｂは、図７に示すように、刃物台１に設けた回転方向の異なる二つのスイベル軸部材２ａ、２ｂを工作物台（図示略）に取付けた歯車材３の歯先円上に位置させるとともに、各スイベル軸２にエンドミル等の刃物４を装着し、歯車材３の各歯の位相に同期して歯車材３の軸方向と所定の交差方向５（図９参照）に例えば刃物台１を進退させることにより、軸対称の位置関係にある歯６、７において同時に形成される。
【０００３】
ここで、刃物４と歯６（７）の関係は、図８に示すように、刃物４の半周域が歯形角部に当接して面取りを行うものである。
そして、図９（Ａ）に示すように、スイベル軸部材２ａを右回転として第１チャンファ面Ａを形成する場合は、スイベル軸部材２ｂを左回転として第２チャンファ面Ｂを形成するようにしている。この回転方向の違いによって、歯６において図９（Ｂ）に示すように、先に形成される第１チャンファ面Ａ１と後に形成される第２チャンファ面Ｂ２には、歯車材３の端面側に突出する矢印ａ、ｂ方向のバリが残る。同様に、歯７において図９（Ｃ）に示すように、先に形成される第２チャンファ面Ｂ１と後に形成される第１チャンファ面Ａ２には、歯車材３の端面側に突出する矢印ａ、ｂ方向のバリが残る。なお、チャンファ面同士が交わる稜線上の方向ａ’、ｂ’のバリは、先に生じるバリが後の加工によって除去される際に同時に除去される。
【０００４】
上記面取り加工の例は、外歯車材の場合であるが、バリがでる方向を外歯車材の端面側だけにすることにより、後のバリ取り加工を容易としているものである。これは内歯車材の場合、後述するように外歯車材の場合とスイベル軸部材２ａ、２ｂの回転方向を互い違いの関係にすることにより、バリがでる方向を内歯車材の端面側だけにしている。
【０００５】
【発明の実施の形態】
ところで、内歯車材の面取りを行う場合、スイベル軸部材２ａ、２ｂの回転方向を外歯車材と同じにすると、図１０（Ａ）、（Ｂ）のａ、ａ’、ｂ，ｂ’に示すように、バリがでる方向が歯形側になってしまい、後のバリ取り加工が歯形に倣って刃物を移動させる複雑な工程となってしまう。
【０００６】
このため、従来の歯車面取盤では、外歯と内歯に両チャンファ面を形成する場合、図１１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第１チャンファ面Ａ１、Ａ２へのスイベル軸部材２ａは左回転、第２チャンファ面Ｂ１、Ｂ２へのスイベル軸部材２ｂは右回転としている。このように従来は、内歯に両チャンファ面を形成する場合、外歯に両チャンファ面を形成した各刃物の回転方向を互い違いにする必要がある。具体的には、刃物台１をその軸回りに１８０°回転（図７において上側のスイベル軸２ａと下側のスイベル軸２ｂの位置を上下逆に）させなければならず、外歯から内歯の面取りに移るとき或いは内歯から外歯の面取りに移るときに段取り時間を要している。
【０００７】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みなされたもので、バリの出る方向を歯車材の端面側に揃える内歯の面取りと外歯の面取りとの移行の間に、各刃物の回転方向を変える段取り作業を無くし、面取盤が行う加工作業の一環として内歯の面取りと外歯の面取りとの切換えができるようにすることを解決すべき課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく種々検討を重ね、本発明は、工作物台の軸方向とスイベル軸方向とが平行となる位置を象限の境界とし、刃物台又は工作物台のうち一方を座標面上で前記境界線をまたぐ方向に往復運動させる送り機構をもち、その送り機構を作動させ、上記各刃物のスイベル軸同士の作動象限を第１の象限に設定して外歯車材若しくは内歯車材の一方の面取りを行い、前記送り機構を作動させ、上記各刃物のスイベル軸同士の作動象限を第２の象限に切換えて前記外歯車材若しくは内歯車材の他方の歯の面取りを行うようにすることにより、課題が解決できることを確認した。
【０００９】
すなわち、本発明の歯車面取盤歯、歯車材を保持する工作物台と、前記歯車材の両面の歯形角部にチャンファ面を形成すべく回転方向が異なる一対のスイベル軸にそれぞれ刃物を取付け、前記チャンファ面の角度によって決まる前記歯車材の軸と交差する方向へ各刃物の半周域を所定の二つの歯の歯形角部へ当接して面取りを行う刃物台とを有した歯車面取盤において、前記工作物台の軸方向と前記スイベル軸方向とが平行となる位置を象限の境界とし、前記刃物台又は工作物台のうち一方を座標面上で前記境界をまたぐ方向に往復運動させる送り機構をもち、前記送り機構を作動させ、前記各刃物のスイベル軸同士の作動象限を第１の象限に設定して外歯車材若しくは内歯車材の一方の面取りを行い、前記送り機構を作動させ、前記各刃物のスイベル軸同士の作動象限を第２の象限に切換えて前記外歯車材若しくは内歯車材の他方の歯の面取りを行うように上記刃物台又は工作物台の位置関係を設定したことを特徴とする。
【００１０】
このような構成の歯車面取盤を用いれば、上記境界に基づき、上記送り機構を座標面上で各刃物のスイベル軸同士の作動象限を第１象限に設定して例えば外歯の面取りを行い、この後、上記各刃物のスイベル軸同士の作動象限を第１象限と隣接する第２象限に切換えて内歯の面取りを行う。これにより、内歯の面取りと外歯の面取りとの移行の後に、各刃物の回転方向を変える段取り作業を行うことなく、内歯と外歯でバリがでる方向を歯車材の端面側に揃えることができる。
【００１１】
なお、好適な態様として、上記送り機構の往復運動を直線として、その往復運動の両停止点で上記各刃物のスイベル軸が上記作動象限と隣接する象限（以下、隣接象限という）に向くように上記刃物台又は工作物台のうち一方に回転機構をもたせることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施例に係る歯車面取盤及びその面取り方法を説明する。
本実施例の歯車面取盤は、図１に示すように、機台１１と、該機台１１に設置されたボールネジよりなるＸ軸方向の送り機構１２と、該送り機構１２に支持された工作物台１３と、ＸＹ座標面に鉛直なＺ軸を中心に回転する回転機構１４と、該回転機構１４に固定された刃物台１５とから構成される。
【００１３】
工作物台１３は、歯車材１６（図１では外歯車材）を保持するチャック機構１７と、送り機構１２上に支持されたスライド部１８とからなり、この実施例ではスライド不１８に配設した回転アクチュエータ（図示略）によってチャック機構１７を介して歯車材１６をＹ軸中心に回転できるようになっている。
刃物台１５は、ＸＹ座標面に平行なＲ軸方向に両スイベル軸部材１９を有する本体部２０と、上記回転機構１４上に直接に固定され、上記本体部２０をＲ軸方向に移動可能に支持したスライド機構２１とをもつ。これにより両スイベル軸部材１９に装着されるエンドミル２２は、スライド機構２１によって本体部２０がＲ軸方向に移動されることにより、歯車材１６の軸に一致したＹ軸と交差する方向に進退動可能となる。ただし、図面では、上下側のスイベル軸部材１９は、上側のスイベル軸部材１９と重なっている。これらスイベル軸部材１９の回転方向は、図７のように、例えば上側が右回転、下側が左回転であり、上側のエンドミル２２は同右方向に回転駆動され、下側のエンドミル２２は同左方向に回転駆動される。
【００１４】
回転機構１４は、例えばＹ軸に対するＲ軸の角度によりチャンファ面Ａ、Ｂの角度を調整しており、送り機構１２の左右の移動量は、上記Ｒ軸の角度に比例して設定される。
上記構成を有した歯車面取盤において、外歯車材１６の面取りを行う場合、図１に示すように、Ｚ軸を通りＹ軸と平行な軸線Ｙ’を仮想し、該軸線Ｙ’によって隣接象限に分割されるＸＹ座標面上の上側の象限（以下、第１象限という）に送り機構１２を作動して工作物台１３を移動する。この第１象限における工作物台１３の停止点は、チャンファ面Ａの角度によって決める。そして、同じくチャンファ面Ａの角度によって決まる回転量だけ回転機構１４をＹ軸を基準に第１象限のＸ軸方向に回転すると、刃物台１５のＲ軸は、外歯車材１６の軸（Ｙ軸）とチャンファ面Ａの角度をなし、上側のスイベル軸部材１９のエンドミル２２が外歯車材１６の対応する一つの歯の歯形角部に向き、下側のスイベル軸部材１９のエンドミル２２が外歯車材１６の他の一つの歯の歯形角部に向く。これら最初に面取りされる二つの歯の位置は、両エンドミル２２の位置に対応した軸対称の関係にある。こうして、スライド機構２１を作動することにより、両エンドミル２２が歯形角部を半周域で削る切り込み運動することとなって、図９（Ｂ）、（Ｃ）で説明したようなチャンファ面Ａ１、Ｂ１を形成する。この後、外歯車材１６を１歯毎に分割回転しつつ半回転させ、かつ、その都度、刃物台１５を進退動させることにより、すべての歯の歯形角部片面にチャンファ面Ａ１、Ｂ１が形成される。そして、更に、同様の動作を半回転だけ繰り返すと、すべての歯の歯形角部両面にチャンファ面Ａ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２が形成される。これによるとバリがでる方向は、当然のごとく外歯車材１６の端面側（ａ、ｂの方向のみ）となる。図５（Ａ）はバリの方向が揃えられた外歯車材を示している。
【００１５】
次に内歯車材１６の面取りを行う場合、図２に示すように、軸線Ｙ’によって分割されるＸＹ座標面上の下側の象限（以下、第２象限という）に送り機構１２を作動して工作物台１３を移動する（請求項１において、境界をまたぐ方向に移動することを意味する）。この第２象限は、ＺＹ座標面上で第１象限とは隣接象限となっている。この第２象限での工作物台１３の停止点もチャンファ面Ｂの角度によって決まり、同じく回転機構１４をＹ軸を基準に第２象限のＸ軸方向に回転すると、上側のスイベル軸部材１９のエンドミル２２が内歯車材１６の対応する一つの歯の歯形角部に向き、下側のスイベル軸部材１９のエンドミル２２が内歯車材１６の他の一つの歯の歯形角部に向く。これら最初に面取りされる二つの歯の位置も外歯車の場合と同じであり、スライド機構２１を作動することにより、両エンドミル２２が切り込み運動して、最初の二つの歯のチャンファ面Ａ１、Ｂ１を面取りする。
【００１６】
ここで、両エンドミル２２回転方向は、外歯車材の場合と同じであるが、作動象限が本発明で定義した第２象限となっているため、両エンドミル２２による切り込み運動は、図１１（Ａ）、（Ｂ）で説明したものと同じである。即ち、右回転している上側のエンドミル２２は、チャンファ面Ｂ２を面取りし、左回転している下側のエンドミル２２はチャンファ面Ａ２を面取りすることになる。
【００１７】
従って、外歯車材と同様に内歯車材１６の１歯毎に分割回転しつつ半回転させ、かつ、その都度、刃物台１５を進退動させることにより、内歯車材１６の全ての歯にチャンファ面Ａ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２が形成される。これによるとバリが出る方向は、内歯車材１６の端面側（ａ、ｂの方向のみ）となる。図５（Ｂ）はバリの方向が揃えられた内歯車材を示している。
【００１８】
かくて、本実施例の歯車面取盤では、回転方向の異なるエンドミル２２の位置関係を修正することなく、面取りされた内歯車材と外歯車材のバリがでる方向を端面側に揃えることができるのである。
次に本発明の第２実施例を説明する。
図３に示す歯車面取盤歯、円形の機台３１と、該機台３１内で原点Ｏを中心に回転する回転形の送り機構３４と、機台３１に支持され、歯車材３６の軸直角端面上の垂線を原点Ｏに一致して歯車材３６を保持する工作物台３３と、上記送り機構３４の外周域に固定され、エンドミル４２を上下のスイベル軸部材３９で回転駆動するように保持した刃物台３５とから構成されている。
【００１９】
工作物台３３は、機台３１に固定された支持板３２と、該支持板３２に固定され、Ｙ軸回りの回転アクチュエータを有する駆動部３８と、該駆動部３８のＹ軸に歯車材３６の軸を一致させ、かつ、Ｙ軸方向の位置を調整可能に保持するチャック機構３７とから構成される。このチャック機構３７によって歯車材３６の軸直角端面上の垂線を原点Ｏに一致させる。
【００２０】
刃物台３５は、上記上下のスイベル軸部材３９をもつ本体部４０と、該本体部４０をＲ軸方向、即ち、歯車材３６に対し進退動可能に支持し、送り機構３４に固定されたスライド機構４１とから構成されている。
このような構成によっても、刃物台３５を原点Ｏを中心とする平面座標面の隣接象限に切換えることにより、第１実施例と同様に、バリがでる方向を内歯と外歯で各歯車材１６の端面側に揃えることができる。図３は外歯車３６を面取りするものであり、図４は内歯車材３６を面取りするものである。各面取りにおけるエンドミル４２の切り込み運動は、図９（Ｂ）、（Ｃ）及び図１１（Ａ）、（Ｂ）と同じになる。
【００２１】
この第２実施例では、スイベル軸部材の作動象限を隣接象限とするために、回転形の送り機構３４を用いているので、第１実施例に比し面積をとらない利点がある。
本発明は、上記各実施例に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば二つのエンドミルの位置関係は、各実施形態とも軸対称のほぼ１８０°の関係となっているが、加工時、両エンドミルが干渉しなければ、隣合う歯同士の位置に対応させてもよい。
【００２２】
また、各実施形態では、工作物台側の歯車材を各歯の間隔で分割回転させているが、刃物台側の本体部を歯車材の各歯の間隔で分割回転するようにしてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、回転方向の異なる二つのスイベル軸部材の位置関係を内歯と外歯で反対にしなくても、内歯と外歯でバリがでる方向を歯車材の端面側に揃えることができ、バリとり作業の容易性を損なわず、段取り時間の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る歯車面取盤を示す構成図である。
【図２】上記歯車面取盤が異なる歯車材を加工する時の各部材の位置関係を示す説明図である。
【図３】本発明の第２実施例に係る歯車面取盤を示す構成図である。
【図４】上記歯車面取盤が異なる歯車材を加工するときの各部材の位置関係を示す説明図である。
【図５】バリのでる方向が揃った外歯と内歯を示す説明図である。
【図６】本発明により加工される両チャンファ面（面取り面）を示す斜視図である。
【図７】本発明に用いる歯車面取盤の刃物台を示す斜視図である。
【図８】刃物（エンドミル）と歯の関係を示す説明図である。
【図９】外歯を面取りする過程を表す説明図であって、（Ａ）外歯車材に対する刃物の回転方向を示し、（Ｂ）、（Ｃ）は１歯に関した同時に形成されるチャンファ面Ａ、Ｂのバリ方向を示している。
【図１０】内歯を面取りする過程を表す説明図であって、各刃物の回転を外歯の場合と同じに行った場合にバリのでる方向が歯形側となることを示す説明図である。
【図１１】内歯を面取りする過程を表す説明図であって、各刃物の回転を外歯の場合と変えた場合にバリのでる方向が端面側となることを示す説明図である。
【符号の説明】
１１は機台、１２は送り機構、１３は工作物台、１４は回転機構、１５は刃物台、１６は歯車材、１７はチャック機構、１９はスイベル軸部材、２１はスライド機構、２２はエンドミル、Ａ、Ｂはチャンファ面、ａ、ａ’、ｂ、ｂ’はバリのでる方向を示す。

Claims

歯車材を保持する工作物台と、前記歯車材の両面の歯形角部にチャンファ面を形成すべく回転方向が異なる一対のスイベル軸にそれぞれ刃物を取付け、前記チャンファ面の角度によって決まる前記歯車材の軸と交差する方向に該各刃物の半周域を所定の二つの歯の歯形角部へ当接して面取りを行う刃物台とを有した歯車面取盤において、
前記工作物台の軸方向と前記スイベル軸方向とが平行となる位置を象限の境界とし、前記刃物台又は工作物台のうち一方を座標面上で前記境界をまたぐ方向に往復運動させる送り機構をもち、前記送り機構を作動させ、前記各刃物のスイベル軸同士の作動象限を第１の象限に設定して外歯車材若しくは内歯車材の一方の面取りを行い、前記送り機構を作動させ、前記各刃物のスイベル軸同士の作動象限を第２の象限に切換えて前記外歯車材若しくは内歯車材の他方の歯の面取りを行うように前記刃物台又は工作物台の位置関係を設定したことを特徴とする歯車面取盤。
歯車材を保持する工作物台と、前記歯車材の両面の歯形角部にチャンファ面を形成すべく回転方向が異なる一対のスイベル軸にそれぞれ刃物を取付け、前記チャンファ面の角度によって決まる前記歯車材の軸と交差する方向に該各刃物の半周域を所定の二つの歯の歯形角部へ当接して面取りを行う刃物台と、前記工作物台の軸方向と前記スイベル軸方向とが平行となる位置を象限の境界とし、前記刃物台又は工作物台のうち一方を座標面上で前記境界をまたぐ方向に往復運動させる送り機構を持つ歯車面取盤を用い、前記送り機構を作動させ、前記各刃物のスイベル軸同士の作動象限を第１の象限に設定して外歯車材若しくは内歯車材の一方の面取りを行い、この後、前記送り機構を作動させ、前記各刃物のスイベル軸同士の作動象限を第２の象限に切換えて前記外歯車材若しくは内歯車材の他方の歯の面取りを行うことを特徴とする面取り方法。