JPS5933493B2 - ホブ切装置付自動旋盤における端面加工用アタツチメント装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は高精度の小径歯車を製造するためのホブ切装
置付自動旋盤において、ホブ切時にワークの自由端部を
振れ止め支持するトリメ機構と、ドＩＪ ＩＪング等の
端面穴明は加工機構とを併せ持った二軸式の端面加工用
アタッチメント装置に関するものである。

棒材加工用の主軸移動形自動旋盤においてはツールポス
トやロッキングアーム上の各種のバイト、およびドリル
やリーマ等の工具を備えた端面加工用のアタッチメント
台ならびに主軸台等を送り動作させて旋削加工を行なう
ことは周知の通りであり、さらに主軸台に対して対向位
置されるアタッチメント白側の加工能率を向上させる手
段としてアタッチメント台を二軸構造とし、■加工サイ
クル内においてそれらのスピンドルをシフトさせるなど
により適宜に切換えて、例えば下穴を穿設したのちにリ
ーマ加工を施すような複合加工を可能としたものも実用
化されている。

ところで、本発明者は先にホブ切装置を備えた新規な自
動旋盤を開発している。

これは後述するようにホブ切加工にあたっては旋削回転
機構による主軸スピンドルの回転を中断し、ホブ歯切回
転機構によって主軸スピンドルとホブカッタースピンド
ルならびにワークの自由端部を支持するためにアタッチ
メント台位置に配置されるトリメスピンドルの王者を同
期回転させ、併せてホブ切装置をトラバースさせること
により所定のホブ切加工を行なうようにしたもので、こ
れによれば固定トリメのようにワークそのものに傷が付
くおそれはなく、またワークの捻れや撓みなどの精度劣
悪要因を回避することができるために、小径歯車の生産
性向上に併せて歯割精度の大幅な向上が可能である。

このような自動旋盤に振れ止めトリメ機構と前述の複合
加工可能な二軸のアタッチメント台機能をいずれも具備
させようとする場合、加工サイクルに合わせてアタッチ
メント台を移動させるためにトリメ側の同期回転伝達系
の歯車の噛み合いが完全に外れてしまうことが予想され
る。

したがってリーマやドリリングなどのように他の機構と
の同期回転を何ら必要としない場合には問題となること
はないが、前述のようにホブ切加工時にトリメスピンド
ルをホブカッタースピンドル等と完全同期回転させなげ
ればならない場合には、その同期回転伝達系の歯車をそ
の都度噛み合わせなげればならないために歯同士が干渉
したり、あるいは歯とぼれを起こすおそれがあり、それ
によってホブ切加工に必要な完全同期回転が得られず、
結果的にホブ歯割精度の低下を招くことになる。

この発明はこれらの点に鑑み、上述のホブ切装置付自動
旋盤をより有効化ならしめる一手段としてなされたもの
で、振れ止めトリツユニットおよびドリリング等の端面
加工ユニットを主軸スピンドルと平行な軸を回転中心と
して揺動可能に並設し、これにより加工中心位置に対し
て上記両ユニットを選択的に揺動移動可能に構成すると
ともに、ホブ幼時におけるトリメスピンドルの同期回転
を司る従動歯車、アイドルギヤならびに駆動歯車の三者
を常時噛み合い状態におくことによって従来のような歯
割精度に影響を及ぼす噛み合い不良を解消し、併せてア
イドルギヤの回転中心をトリツユニットの揺動中心と異
ならしめて設定し、その結果、トリツユニットの高さ方
向の変化に伴なう上記歯車のバツクラッシ変化を補償し
、ワーク加工中心位置におけるトリツユニットのバソク
ラツシを適正に保ってホブ幼時のトリツユニットの完全
同期を計るようにしたものである。

以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

最初にこの発明に係る端面加工用アタッチメント装置を
備えた自動旋盤の動力伝達系を第１図に基づいて説明す
ると、１０は主軸スピンドル１１を備えた主軸台、１２
はガイドブシュ、１３は主軸と対向する位置にあってワ
ークの自由端部を振れ止め支持するトリメ機能を有する
端面加工用アタッチメント装置、１４はホブ切装置であ
る。

１５は主軸スピンドル１１と平行に設けられた旋削カム
軸、１６は同じく歯切カム軸であって、これら両カム軸
１５，１６はそれぞれに電磁クラッチを介して同一駆動
源である可変速モータに連繋されており、旋削・歯切加
工に合わせて上記電磁クラッチの作用により交互に回転
駆動される。

旋削カム軸１５には多数のカムが設けられており、この
カム群によって旋削加工時における各バイトの送り動作
、主軸台の送り、さらにはチャックの開閉動作等が行な
われることは周知の通りであり、歯切カム軸１６にもま
た複数枚のカムが設けられていて、このカム群によって
ワークに対するホブカッターの歯たけ方向への切込み送
りと横方向への送り動作すなわちトラバース動作とがな
される。

２４はホブカッタースピンドル２５を回転させるための
モータで、このモータ２４の回転はベルト２６と変速歯
車列２７，２８および等速ボールジヨイント２９を介し
てカッタースピンドル２５に伝達される。

このカッタースピンドル２５０回転に同期してモータ２
４の回転は変速歯車列２８゜３０とウオーム３１、なら
びにウオーム３１に噛合するウオームホイール３２を有
する中間軸３３によって主軸台後段の変速歯車列に伝達
される。

また、主軸台１０のスピンドル１１上にはコーン形クラ
ッチ３４と爪クラ、ツチ３５およびこれら両クラッチを
切換えるための可動クラッチ体３６が同軸上に設けられ
ており、可動クラッチ体３６はマスタギヤ３７とともに
図示しないレバー操作によって主軸スピンドル１１上を
摺動して両クラッチ３４，３５を選択的に切換えるよう
になっている。

したがって旋削加工に際してはホブカッタースピンドル
駆動用のモータ２４は停止され、爪クラッチ３５が離脱
されるとともにコーン形クラッチ３４が噛み合うかたち
となり、よって主軸スピンドル１１は前記クラッチ部材
を兼ねたプーリ３８に連繋された独自の駆動モータによ
って回転される。

一方、ホブ歯切加工に際しては上記とは逆に図示するよ
うにコーン形クラッチ３４が離脱し、爪クラッチ３５が
噛み合うかたちとなる。

そして前述したホブカッタースピンドル２５０回転に同
期した回転が変速歯車列３９，４０，４１と４２゜４３
．５２を介してこれに噛み合うマスタギヤ３Ｔに伝達さ
れ、この結果、主軸スピンドル１１はホブカッタースピ
ンドル２５と同期回転される。

さらにこのホブカッタースピンドル２５の同期回転力は
主軸スピンドル後段の変速歯車列４４゜４５を介して同
期軸４６に伝達される。

同期軸４６は主軸台後段からアタッチメント装置１３の
後段まで伸長されており、当該軸上の歯車４７がアイド
ルギヤ４８を介してトリメスピンドル５０上の歯車５１
に噛合しているため、トリメスピンドル５０もまたホブ
カッタースピンドル２５と同期回転されることになる。

すなわち、ホブカッタースピンドル駆動用のモータと主
軸スピンドルを駆動させるモータとは旋削・歯切加工サ
イクルに合わせて交互に駆動されるのであり、しかもホ
ブ幼時にはホブカッタースピンドル２５と主軸スピンド
ル１１およびトリメスピンドル５０の三者が前述の伝達
系によって同期回転され、さらにそれに合わせて歯切カ
ム軸駆動系によりホブ切装置をトラバースさせることに
よって所定の歯切加工が行なわれる。

次にこの発明における端面加工用アタッチメント装量の
構成・作用を主に第３図以下の図面に基づいて説明する
。

端面加工用アタッチメント装置１３は前述したように主
軸台１０に対向する位置に従来周知のアタッチメント台
と同様に配設されるもので、第４図に示すように基台７
０上には主軸スピンドルと平行な回転軸７１ ａ ｙ
７１ ｂを回転中心とする一対のスピンドルホルダーす
なわちトリツユニット７２と端面切削用のドリルユニッ
ト７３とがツレぞれ揺動可能に配設されている。

そしてこれら両ユニツ）７２．７３は双方ともに図示し
ない引張ばねにより第４図に示す矢印Ａ方向に引っ張ら
れており、同図に示す状態においてはドリルユニット７
３はストッパ７６に当接するとともに、トリメユニット
７２は上記ばね力によりドリルユニット側面に設けられ
た位置決め部材（図示略）に当接してそれぞれにその揺
動可能の位置決めがなされ、かつその状態においてはド
リルスピンドル１４が主軸スピンドル１１すなわち加工
中心位置に一致するようになっている。

前記回転軸７１ａ、７１ｂは双方ともにその同一軸上に
おいて偏心構造となっていて、これら回転軸７１ａ、７
１ｂを回動操作することにより両スピンドル５０，７４
の高さ方向の微調整が可能となっている。

すなわち、回転軸７１ａ、７１ｂは両者とも全く同一構
造であるので回転軸７１ａのみについて第４図および第
７図に基づいて説明すると、回転部７１ａの両端の軸承
部７１Ｃ２７１ｃはトリメユニット本体の軸孔に嵌合し
ている一方、軸承部７１ｃ、７１ｃ間の中間部７１ｄが
基台７０の軸孔に嵌合している。

そして上記軸承部７１ｃの軸心と中間部７１ｄの軸心と
がわずかに偏心していて、これを回動操作することによ
ってトリツユニット全体が基台７０に対して上下動し、
主軸スピンドル１１に対するトリメスピンドル５０の心
合わせがなされるようになっている。

一方、基台７０の一側部には傾動レバー７７が軸支され
ており、その一端のフロア部はドリルユニット７３の側
部に突設された当接部７８に当接し、他端フォロア部は
旋削カム軸１５上のカム１９に圧接している。

そしてこのカム１９０回転により両ユニッ）７２，７３
が双方ともに矢印Ａ方向に揺動し、先の状態とは逆にト
リツユニット７２が加工中心位置に一致するようになっ
ていて、この時にも図示しないストッパによりトリツユ
ニット７２およびドリルユニット７３がそれぞれにその
揺動力向の位置決めがなされる。

すなわち、上記トリツユニット７２とドリルユニット７
３は傾動レバー７７の作用により加工中心位置と待機位
置間を往復揺動可能に構成され、両ユニツ）７２．７３
を加工中心位置に対して選択的に位置させることができ
るようになっている。

ドリルユニット７３は主にワーク端面のドリリング加工
に用いられるもので、第６図に示すように、ドリルスピ
ンドル７４はその先端に工具保持用のコレットチャック
８０を備えるとともにその軸方向に摺動可能に構成され
、同時にガイド軸８１に内包された引張ばね８２により
前進方向に付勢され、そのばね力によって切削送りが付
与されるようになっている。

上記ガイド軸８１の後端部にはスピンドル送り用のガイ
ドブロック８３が固着されており、このブロック８３に
対して第３図および第５図に示すように基台１０上に軸
支されたカムフォロアレバー８４の一端が当接している
。

そして旋削カム軸１５上のカム８５０回転によりドリル
スピンドルγ４が前後進動作される。

また、ドリルスピンドル７４はその中央に自動回転可能
なプーリ８６を備えており、このプーリ８６はケレピン
８７を介してスピンドル後端部の回し板８８に連結され
るとともに、ベルト８９により図示しないモータに連繋
可能となっていて、前述のカムによる送り動作に併せて
ドリルスピンドル７４を回転することにより、主軸台が
固定された状態でのドリリング加工が可能となっている
。

尚、９０はプーリ８６ひいてはドリルスピンドル７４を
回転不能状態にするための止めねじで、これによってド
リルスピンドルア４０回転を停止させて例えば平ぎりな
どによる穴明けも可能である。

第７図はトリツユニット７２の詳細を示すもので、トリ
メスピンドル５０は先端に振れ止めトリメ９１を備える
とともに、前述のドリルスピンドル７４と同様にその軸
方向に摺動可能に構成され、さらにはガイド軸９２内の
引張ばね９３によって前進方向に付勢されている構成、
ならびに旋削カム軸１５上のカム９６の回転によりガイ
ドブロック９４とカムフォロアレバー９５を介して前後
進動作がなされる構成は前記ドリルスピンドル７４と全
（同一である。

トリメスピンドル５０の後端部には前後のように歯車５
１が固着されており、この歯車５１はアイドルギヤ４８
を介して同期軸４６上の歯車４７に連繋され、第１図に
示すようにホブ切加工時にはトリメスピンドル５０が主
軸スピンドル１１とともにホブカッタースピンドル２５
と同期回転されるようになっている。

そして第５図に示すように同期軸４６と加工中心とはこ
れらに直交する同一垂線上にあって、アイドルギヤ４８
の中心を含めてそれら王者の軸心な結ぶ線分が略くの字
状をなすような配置下に置かれている。

またアイドルギヤ４８は略し字状の支持フレーム１００
に回転自在に支持されており、さらにこのフレーム１０
０は同期軸フレーム１０１に対してボルト１０２，１０
２により回動位置調整可能に取付けられている。

そして上記同期軸４６を中心として揺動せしめることに
よりアイドルギヤ４８は歯車４Ｔ上を転動し、後述する
ような歯車５１に対するバツクラツシ調整を補う機能を
有している。

一方、トリメスピンドル５０上の歯車５１は前述の傾動
レバー７７による揺動動作に合わせてアイドルギヤ４８
上を転動するのであるが、トリメユニツ）７２の揺動中
心である回転軸７１ａとアイドルギヤ４８の回転中心と
はわずかにずらして設定しである。

すなわち、第８図に示すようにアイドルギヤ４８の回転
中心な０、トリツユニット７２の揺動中心をＰ、主軸ス
ピンドル１１０回転中心すなわちワーク加工中心位置な
Ｑとすると、アイドルギヤ４８の回転中心０はトリツユ
ニット７２の揺動中心Ｐを通る垂線よりもわずかに加工
中心Ｑ寄りの位置に設定されている。

そして、前述したホブ切加工にあたり、トリメスピンド
ル５０（歯車５１０回転中心）が加工中心Ｑと一致して
いる時には上記歯車列の噛み合い状態が歯割精度に影響
を及ぼすことがないように歯車５１とアイドルギヤ４８
間のバツクラッシが最適となり、かつまたトリメスピン
ドル５０が待機位置Ｓに移行した時（つまりは加工中心
Ｑとドリルスピンドル１４の中心とが一致している時）
には上記のバツクラツシが両歯車の噛み合いが外れない
程度まで拡大されるように設定されている。

これは次のようなことを意味する。

すなわち、主軸スピンドル１１に対してトリメスピンド
ル５０の軸心がずれた時に（ζそれを補正しないと正確
なホブ切加工を望めない。

そこで前述したトリツユニット７２０回転軸７１ａを操
作してその心合わせを行なった場合、必然的に歯車５１
とアイドルギヤ４８間のバツクラツシに変動を来たすこ
とになり、このバツクラツシの変動を何らかの方法で最
適な状態に戻す必要がある。

そこでトリメスピンドル５０が加工中心に位置した状態
でアイドルギヤ４８を同期軸４６を中心としてわずかに
揺動させれば、先のバツクラツシの最適状態が再現され
ることになる。

したがってトリツユニット７２およびドリルユニット７
３が傾動レバー１７の動作により反覆揺動動作しても、
アイドルギヤ４８と歯車５１が常に噛み合っているため
に歯同士の干渉や歯こぼれを起こすおそれは全くなく、
またホブ幼時には上記両歯車間のバツクラッシが最適な
状態に再現されるので、歯車の噛み合い状態が歯割精度
に影響を及ぼすことはない。

次に上記構成に係るアタッチメント装置を含む自動旋盤
の一連の動作を主に第１図に基づいて説明する。

最初にトリツユニットのみを使用する場合について説明
すると、従来周知の如く旋削加工サイクルスタート信号
により旋削カム軸１５が回転されると、各バイトに切削
送りが与えられてホブ切前段の旋削加工が行なわれる。

この旋削加工終了と同時にトリツユニット７２およびド
リルユニット７３の双方がともに揺動され、トリメスピ
ンドル５０が加工中心位置に一致するとともに、所定位
置まで伸長される。

続いて主軸台１０はホブ切加工に合わせてワークを把持
した状態でわずかに前進し、そのワークの自由端部はす
でに定位置に待機しているトリメスピンドル５０の振れ
止めトリメ９１に圧接支持される。

この両端支持の状態で主軸スピンドル１１、トリメスピ
ンドル５０およびホブカッタースピンドル２５の三者が
同期回転され、同時に歯切カム軸１６の回転によりホブ
切装置１４に二次元の送りが付与されて所定のホブ切加
工が行なわれる。

このホブ切加工時にはワークは両端支持で、なおかつ前
述のように完全同期回転されるために切削抵抗による捻
れや撓みなどの精度劣化要因が回避される。

モしてホブ切加工が終了すると各動力伝達系が再び旋削
加工側に切換えられ、トリツユニット７２が初期位置に
後退するとともに、前記各バイトによって仕上切削なら
びに突切りが行なわれて１加エサイクルが終了する。

尚、トリメスピンドル５０はリーマスピンドルと交換可
能であり、その場合には回転伝達用の歯車５１を持たな
い全く同一のリーマスピンドルを回転不能にして挿入支
持させればリーマ加工が可能となる。

また上記リーマスピンドルとドリルスピンドル７４とを
併用する場合にはドリルスピンドル７４に下穴用のドリ
ルを保持させるとともに、ドリルスピンドル７４上のプ
ーリ８６を前述の専用駆動源であるモータに連繋し、旋
削カム軸１５０回転によりトリツユニット７２およびド
リルユニット７３の揺動動作に併せて各スピンドルを前
後進させて複合動作させれば、従来周知の旋削加工と同
時にドリルおよびリーマによるワーク端面の穴明は加工
を行なうことができる。

尚、一方のみのスピンドルを使用する場合には必ずしも
両スピンドルホルダーを揺動させる必要はなく、カムの
変更により所望のスピンドルを固定化状態とすることも
可能である。

以上の説明から明らかなようにこの発明におけるアタッ
チメント装置は、トリツユニットと端面加工ユニットを
揺動可能にしてそれらを加工中心位置に対して選択的に
位置させるように構成するとともに、ホブ幼時の同期回
転伝達を司る歯車列を上述の揺動動作較関わりなく常に
噛み合っている構成としたので、従来のように歯同士が
干渉したり歯こぼれを起こすことがないので、ホブ幼時
の完全な同期回転が確保され、噛み合い不良による故障
や歯割精度の劣化を解消できる。

またトリツユニットの揺動中心をアイドルギヤの揺動中
心をわずかにずらして設定しであるので、少なくとも加
工中心位置におけるトリツユニットの従動歯車とアイド
ルギヤの間のバツクラツシが常に適正に再現・維持され
るので、完全同期回転による歯割精度の高い歯車の製造
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るアタッチメント装置を備えたホ
ブ切装置付自動旋盤の動力伝達系を示す説明図、第２図
は同じく上記自動旋盤全体の構成を示す正面説明図、第
３図はこの発明におけるアタッチメント装置の平面図、
第４図は第３図における右側面図、第５図は同じく第３
図における左側面図、第６図はドリルユニットのみの断
面図、第７図はトリツユニットの断面図、第８図は駆動
・従動歯車とアイドルギヤの関係を示すピッチ円概説明
図である。 １３・・・・・・端面加工用アタッチメント装置、７２
・・・・・・トリメユニット、７３・・・・・・ドリル
ユニット（端面加工ユニット）、７１ ａ ｙ ７ ｌ
ｂ・・・・・・回転軸、５０，７４・・・・・・トリ
メスピンドル、４７・・・・・・駆動歯車、４８・・・
・・・アイドルギヤ、５１・・・・・・従動歯車。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ホブ切装置を有する自動旋盤に配りされ、ドリリン
   グ等の端面加工に加えてホブ切時にはワークの自由端部
   を振れ止め支持して同期回転される装置であって、主軸
   スピンドルと平行な軸を揺動中心として揺動可能に並設
   されるとともに、それぞれに回転可能なスピンドルを有
   する端面加工ユニットおよび振れ止めトリツユニットと
   、上記トリメスピンドルに固着された従動歯車とこれを
   駆動するための駆動歯車および上記駆動・従動歯車間に
   介在されたアイドルギヤとからなる同期回転歯車列とを
   備え、上記両ユニットを加工中心位置に対して選択的に
   揺動移動可能に構成するとともに、上記トリツユニット
   が加工中心位置にある時には従動歯車とアイドルギヤの
   間のバツクラツシが最適となり、かつ待機位置にある時
   には両歯車の噛み合いが外れないよう上記アイドルギヤ
   の回転中心をトリツユニットの揺動中心に対して異なら
   しめて設定したことを特徴とするホブ切装置付自動旋盤
   における端面加工用アタッチメント装置。 ２ 上記アイドルギヤが駆動歯車の回転中心と同一軸心
   を揺動中心として揺動位置調整可能に構成された特許請
   求の範囲第１項記載のホブ切装置付自動旋盤における端
   面加工用のアタッチメント装置。 ３ 上記端面加工ユニットおよびトリツユニットが高さ
   方向の位置調整機構を備えた特許請求の範囲第１項記載
   のホブ切装置付自動旋盤における端面加工用アタッチメ
   ント装置。