(57)【要約】【課題】小さな直径のスピンドルであっても、大形カッターに伝達するトルクを増大させることができ、ワークが接触や衝突することを防止することができる工作機械の主軸機構を提供する。【解決手段】ワークをカッターにより切削する工作機械に設けられた主軸機構であって、工作機械の駆動力源からのトルクを伝達し且つその先端外周に外歯が形成されたスピンドルと、大形カッターを取り付けるための軸部とスピンドルの外歯と同じ直径の外歯が形成された基部を備えた大形カッターアーバと、スピンドルの先端と大形カッターアーバの基部を覆うように設けられ、且つ、スピンドルの外歯と大形カッターアーバの外歯の両方と噛み合う内歯が形成されたギヤカップリング形状スリーブと、を有することを特徴とする。【選択図】図５
2015085399.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークをカッターにより切削する工作機械に設けられた主軸機構であって、
上記工作機械の駆動力源からのトルクを伝達し且つその先端外周に外歯が形成されたスピンドルと、
大形カッターを取り付けるための軸部と上記スピンドルの外歯と同じ直径の外歯が形成された基部を備えた大形カッターアーバと、
上記スピンドルの先端と上記大形カッターアーバの基部を覆うように設けられ、且つ、上記スピンドルの外歯と上記大形カッターアーバの外歯の両方と噛み合う内歯が形成されたギヤカップリング形状スリーブと、
を有することを特徴とする工作機械の主軸機構。
【請求項２】
さらに、小形カッターを取り付けるための軸部と上記大形カッターアーバの基部よりも外径が小さい基部を備えた小形カッターアーバと、
この小形カッターアーバの基部と上記スピンドルの先端端面とを結合するための端面ドライブキーと、を有し、
小形カッターを使用するとき、上記小形カッターアーバは、上記ギヤカップリング形状スリーブが取り外された状態で、上記大形カッターアーバを取り外して、上記端面ドライブキーにより上記スピンドルに結合されるようになっている請求項１に記載の工作機械の主軸機構。
【請求項３】
上記工作機械は、ホブ盤である請求項１又は２に記載の主軸機構。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載された主軸機構を具備する工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークをカッターにより切削する工作機械に設けられた主軸機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、工作機械においては、スピンドルの動力を工具に伝えるために、端面ドライブキーを使用している。
なお、特許文献１には、トルクを伝達するための歯車型軸継手としてのギヤカップリングが記載されているが、このようなタイプのものが、工作機械に適用されたことはない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１７２６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、図１０及び図１１により、従来の工作機械の主軸機構の問題点を説明する。図１０に示すように、ホブ盤１０１の主軸機構１０２において、端面ドライブキー１２０により大きなトルクを伝達する必要がある場合には、端面ドライブキー１２０の一端が取付けられるホブスピンドル１０６の直径Ｄ５及び端面ドライブキー１２０の他端が取付けられる大形カッターアーバ基部１１２ａの直径Ｄ６を大きくしなければならない。このホブスピンドル１０６の直径Ｄ５が大きく形成されると、ワーク（被加工対象物）Ｗを切削するとき、ワークＷがホブスピンドル１０６と衝突しやすくなるといった問題がある。
さらに、図１１に示すように、同じホブスピンドル１０６に対し、小形の小形カッター１１６を交換して使用するとき、ホブスピンドル１０６の直径Ｄ５が大径に形成されているので、小形カッター１１６で切削しようとするワークＷがホブスピンドル１０６に衝突又は接触しやすいという問題がある。
さらに、このような衝突を防ぐためには、小形のカッター１１６が取り付けられるカッターアーバのホブスピンドル１０６からの突き出し量（ホブスピンドル１０６からカッターまでの回転軸線Ａ方向の距離の量）を長くする必要があり、これにより、ホブ盤１０１が大型化するという問題もある。
【０００５】
そこで、本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、小さな直径のスピンドルであっても、大形カッターに伝達するトルクを増大させることができ、ワークが接触や衝突することを防止することができる工作機械の主軸機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明は、ワークをカッターにより切削する工作機械に設けられた主軸機構であって、工作機械の駆動力源からのトルクを伝達し且つその先端外周に外歯が形成されたスピンドルと、大形カッターを取り付けるための軸部とスピンドルの外歯と同じ直径の外歯が形成された基部を備えた大形カッターアーバと、スピンドルの先端と大形カッターアーバの基部を覆うように設けられ、且つ、スピンドルの外歯と大形カッターアーバの外歯の両方と噛み合う内歯が形成されたギヤカップリング形状スリーブとを有することを特徴としている。
このように構成された本発明においては、ギヤカップリング形状スリーブが、スピンドルの先端と大形カッターアーバの基部を覆うように設けられ、且つ、スピンドルの外歯と大形カッターアーバの外歯の両方と噛み合う内歯が形成されているので、スピンドルのトルクが、スピンドルの外歯、ギヤカップリング形状スリーブの内歯、大形カッターアーバの外歯を介して、大形カッターが取り付けられた大形カッターアーバの軸部に伝達される。このように、本発明においては、スピンドルからのトルクを歯の噛合いによって伝達するようにしているので、大形カッターを使用するとき、従来よりも、スピンドルの直径を小さくすることができる。さらに、スピンドルの直径を小さくできるので、ワークとスピンドルとの接触や衝突を防止することができる。
【０００７】
本発明において、好ましくは、更に、さらに、小形カッターを取り付けるための軸部と大形カッターアーバの基部よりも外径が小さい基部を備えた小形カッターアーバと、  この小形カッターアーバの基部とスピンドルの先端端面とを結合するための端面ドライブキーと、を有し、小形カッターを使用するとき、小形カッターアーバは、ギヤカップリング形状スリーブが取り外された状態で、大形カッターアーバを取り外して、端面ドライブキーによりスピンドルに結合されるようになっている。
このように構成された本発明においては、小形カッターを使用してワークを切削する場合に、小形カッターアーバが、ギヤカップリング形状スリーブが取り外された状態で、端面ドライブキーによりスピンドルに結合されているので、ワークがギヤカップリング形状スリーブ部と衝突することがなく、さらに、小形カッターアーバの基部の外径が大形カッターアーバの基部よりも小さいので、ワークが小形カッターアーバの基部と衝突することも防止できる。
【０００８】
本発明において、好ましくは、更に、工作機械は、ホブ盤である。
【０００９】
本発明において、好ましくは、主軸機構を備えた工作機械である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の工作機械の主軸機構によれば、小さな直径のスピンドルであっても、大形カッターに伝達するトルクを増大させることができ、ワークが接触や衝突することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態による工作機械の主軸機構を示す概略平面図である。
【図２】本発明の実施形態による大径カッターが取付けられている状態の工作機械の主軸機構を示す斜視図である。
【図３】図２に示す工作機械の主軸機構において、大径カッターが取外されている状態を示す斜視図である。
【図４】図２に示す工作機械の主軸機構において、大径カッターが取外され、大形カッターアーバがスピンドルから取り外されている状態を示す斜視図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ線に沿って見た断面図である。
【図６】本発明の実施形態による小形カッターが取付けられている状態の工作機械の主軸機構を示す斜視図である。
【図７】図６に示す工作機械の主軸機構において、小形カッターが取外されている状態を示す斜視図である。
【図８】図６に示す工作機械の主軸機構において、小形カッターが取外され、小形カッターアーバがスピンドルから取り外されている状態を示す斜視図である。
【図９】図６のＩＸ−ＩＸ線に沿って見た断面図である。
【図１０】従来の大形カッターが取付けられている状態の工作機械の主軸機構を示す断面図である。
【図１１】従来の小形カッターが取付けられている状態の工作機械の主軸機構を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による工作機械の主軸機構について説明する。本実施形態において、工作機械は、ホブ盤である。なお、本発明は、中ぐり盤等の主軸機構にも適用可能である。
【００１３】
図１乃至図５に示すように、符号１は、ワークを切削するホブ盤（工作機械）を示し、このホブ盤１は、カッターを回転させるトルクを伝達する主軸機構２を備えている。このホブ盤１の主軸機構２は、ホブヘッド４と、ホブヘッド４内に配置されたホブスピンドル６と、このホブスピンドル６と対向して配置されたホブサポート８と、ホブスピンドル６とホブサポート８との間でそれらに連結される大形カッターアーバ１２又は小形カッターアーバ１８と、を備えている。
【００１４】
ホブヘッド４は、内部に配置されたホブスピンドル６を回転可能に支持するように設けられている。
ホブスピンドル６は、回転軸線Ａを持つ回転軸を形成し、駆動力源（図示せず）に接続され、この駆動源からのトルク（回転力）をカッターに伝達するためのものである。ホブスピンドル６のカッターを接続する側の先端部６ａの外周面には外歯６ｂが形成されている。さらに、ホブスピンドル６の先端部６ａの端面の２箇所には、キー溝部６ｃが形成されている。これらのキー溝部６ｃには、後述する端面ドライブキー２０が嵌合されるようになっている。
ホブサポート８は、ホブスピンドル６との間において、大形カッターアーバ１２又は小形カッターアーバ１８を回転可能に支持するものである。
さらに、ホブ盤１の主軸機構２は、ホブスピンドル６の先端部６ａの外周側に設けられたギヤカップリング形状スリーブ１４を備えている。
【００１５】
次に、図２乃至図５により、ホブ盤１の主軸機構２に大形カッター（比較的大きな刃先を有するホブ）１０を取付けている場合を説明する。
ホブ盤１の主軸機構１は、大形カッター１０が取り付けられる大形カッターアーバ１２を有し、この大形カッターアーバ１２は、ホブスピンドル６に結合される円板形状の基部１２ａと、大形カッター１０を取り付けるための軸部１２ｂと、ホブサポート８に回転可能に支持される先端部１２ｃと、を備えている。
【００１６】
大形カッターアーバ１２の基部１２ａには、その外周面から内側に向かって矩形に凹まされた２つの溝部１２ｄが形成され、これらの２つの溝部１２ｄには、後述するような端面ドライブキー２０の大きさよりも大きい矩形の辺を有しているので、端面ドライブキー２０が挿入された状態で、端面ドライブキー２０からのトルクが溝部１２ｄに伝達されないように形成されている。
大形カッターアーバ１２の基部１２ａの外周面には、外歯１２ｅが形成されている。この大形カッターアーバ１２の外歯１２ｅの外径Ｄ１は、上述したホブスピンドル６の先端部６ａに形成された外歯６ｂの外径Ｄ２と同じである。
【００１７】
上述したギヤカップリング形状スリーブ１４には、その内周面に内歯１４ａが形成されている。ギヤカップリング形状スリーブ１４は、ホブスピンドル６の先端部に形成された外歯６ｂと、大形カッターアーバ１２の基部１２ａの外周面に形成された外歯１２ｅの両方を覆い、その内歯１４ａが、ホブスピンドル６の先端部に形成された外歯６ｂと大形カッターアーバ１２の外歯１２ｅの両方と噛み合うように設けられている。
【００１８】
このため、ホブスピンドル６が回転するとき、ホブスピンドル６からのトルクは、ホブスピンドル６の外歯６ｂから、ギヤカップリング形状スリーブ１４の内歯１４ａを経由して、大形カッターアーバ１２の外歯１２ｅ、即ち、大形カッターアーバ１２に伝達されるようになっている。
【００１９】
ホブスピンドル６の外歯６ｂ、ギヤカップリング形状スリーブ１４の内歯１４ａ、大形カッターアーバ１２の外歯１２ｅは、ホブスピンドル６からの必要な大トルクを伝達することができるような歯数及び歯形状に設定されている。
【００２０】
ここで、大形カッター１０は、比較的大形の切刃が配置された回転カッターである大形のホブであり、大形カッターアーバ１２の軸部１２ｂに取り付けられ、大形カッターアーバ１２とともに回転するようになっている。本実施形態の主軸機構２において、大形カッター１０は、基部１２ａの近傍から先端部１２ｃの近傍まで、軸部１２ｂの外周に沿って配置されており、従来装置において大形カッターアーバの基部と大形カッターとの間において配置されていた間座１２１（図１０参照）は設けられていない。大形カッター１０がワーク等の切削を行う際には、ホブスピンドル６の大きなトルク（数千N・ｍ）がギヤカップリング形状スリーブ１４、大形カッターアーバ１２を介して大形カッター１０に伝達される。
【００２１】
この大形カッターアーバ１２の軸部１２ｂは、従来必要であった間座１２１が設けられていないので、大形カッター１０の軸線方向の長さL１は大形カッターアーバ１２の軸部１２ｂの全長の有効活用を可能にする。また、大形カッターアーバ１２の剛性を落とす要素も無くせ、機械寸法が増大されることを防ぐことが出来る。
【００２２】
さらに、ギヤカップリング形状スリーブ１４は、ホブスピンドル６から取り外すことができ、このギヤカップリング形状スリーブ１４を取り外した状態で、大形カッターアーバ１２を小形カッターアーバ１８に交換して、使用することが出来る。
【００２３】
本実施形態によるホブ盤１の主軸機構２においては、ホブスピンドル６からのトルクを大形カッターアーバ１２に伝達するために、ギヤカップリング形状スリーブ１４等を用いているので、トルクを伝えるための接触面積が増大し、その分、従来よりも、ホブスピンドル６の直径を小さくすることができる。具体的には、本実施形態によるホブスピンドルの直径Ｄ３は、図１０に示す、端面ドライブキー１２０によりトルクを伝達する従来の主軸機構１０２におけるホブスピンドル１０６の直径Ｄ５よりも３０％小さくすることができた。
ここで、ギヤカップリング形状スリーブ１４は、大形カッターアーバ１２の基部１２ａ及びホブスピンドル６の先端部６ａの外周の両方を覆う円筒形状に形成されているので、ギヤカップリング形状スリーブ１４の直径Ｄ３は、ホブスピンドル６の直径Ｄ２によりも少しだけ大きくなる程度である。
【００２４】
次に、図６乃至図９により、ホブ盤１の主軸機構２に小形カッター１６を取り付ける場合を説明する。
【００２５】
まず、ホブ盤１の主軸機構２に小型カッター１６を取り付ける場合には、ギヤカップリング形状スリーブ１４を取り外し、次に、大形カッター１０及び大形カッターアーバ１８を取り外して、小形カッター１６を取り付けた小形カッターアーバ１８を取り付ける。
【００２６】
小形カッターアーバ１８は、ホブスピンドル６の先端部６ａに結合される基部１８ａと、その外周に沿って小形カッター１６が取り付けられる軸部１８ｂと、ホブサポート８により回転可能に支持される先端部１８ｃと、を備えている。また、小形カッターアーバ１８の基部１８ａには、その外周面から内側に向かって矩形に凹まされた２つの溝部１８ｄが形成され、これらの２つの溝部１８ｄには、端面ドライブキー２０が挿入され、ホブスピンドル６のキー溝部６ｃと嵌合されている。この端面ドライブキー２０により、ホブスピンドル６からトルクが小形カッターアーバ１８に伝達されるようになっている。
【００２７】
小形カッターアーバ基部１８ａの直径Ｄ４は、大形カッターアーバ基部１２ａの直径Ｄ１よりも小さく、且つ、ホブスピンドル６の先端部６ａの直径Ｄ２よりも小さい。
この直径Ｄ４は、小形カッターアーバ１８に端面ドライブキー２０を介して伝達するために必要な直径である。
【００２８】
小形カッター１６は、比較的小形の切刃が形成された回転カッターの小形のホブであり、小形カッターアーバ１８とともに回転される。小形カッター１６が被加工歯車の歯切りを行う際には、大形カッター１０を使用する場合よりも小さなトルクが小形カッターアーバ１８を介して小形カッター１６に伝達される。
【００２９】
本実施形態のホブ盤１の主軸機構２において、小形カッター１６は、小形カッターアーバ軸部１８ｂの外周に沿って、小形カッターアーバ基部１８ａに隣接した小形カッタースピンドル側間座２２と、小形カッターアーバ先端部１８ｃに隣接する小形カッターサポート側間座２３との間に配置されている。
小形カッタースピンドル側間座２２は、後述するように、従来の小形カッタースピンドル側間座１２２の長さL６よりも短い長さL２に形成されるので、小形カッター１６は、小形カッターアーバ基部１８ａの近傍まで配置されることができる。
小形カッターサポート側間座２３は、小形カッター１６が切削するワークＷがホブサポート８に衝突しないような長さL８に設定されている。
【００３０】
小形カッターアーバ１８の小形カッタースピンドル側間座２２は、従来の小形カッタースピンドル側間座１２２の長さL６に対し、短く減少された長さL２を有するので、小形カッター１６は、後述する従来の間座が長く形成されていた場合の小形カッターの長さL７に対し、長く増大された長さL３を有する。
この小形カッターアーバ１８の小形カッターアーバ軸部１８ｂの長さは、小形カッター１６の回転軸線方向の長さL３、小形カッタースピンドル側間座２２の長さL２及び小形カッターサポート側間座２３の長さL８の合計を抑えた長さに形成されている。
さらに、本実施形態におけるホブ盤１の主軸機構２においては、従来の小形カッタースピンドルでの小形カッター１６の回転軸線方向の長さL７より長いL３の小形カッターが使用出来るようになる。
【００３１】
さらに、本実施形態においては、小形カッター１６を取付ける状態においては、ギヤカップリング形状スリーブ１４を省略した状態で、小形カッターアーバ１８が端面ドライブキー２０によりホブスピンドル６に連結されるため、小形カッター１６を使用する際には、ギヤカップリング形状スリーブ１４が存在せず、小形カッターアーバ基部１８ａがホブスピンドル６の環状先端部６ａの直径Ｄ２より小さい直径Ｄ４を形成している。
このように、小形カッター１６を使用する場合には、ホブスピンドル６の直径を直径Ｄ２に形成した上で、ギヤカップリング形状スリーブ１４を省略した状態で、端面ドライブキー２０により、比較的小さなトルクを、直径Ｄ４を有する小形カッターアーバ基部１８ａに伝達することができる。
【００３２】
つぎに、図２乃至図５を参照して、本発明の実施形態による大形カッターを取付けた状態の主軸機構の動作（作用）について説明する。
本発明の実施形態による主軸機構２の使用者が、大形カッター１０を使用してワークＷを切削しようとする場合、大形カッター１０を回転させる比較的大きなトルク（以下、「大トルク」と略する）が主軸機構２により伝達される。
ホブスピンドル６は、ホブ盤１の駆動力源により発生された大トルクにより回転軸線Ａを中心に回転される。ホブスピンドル６を回転させる大トルクが、ホブスピンドル６の外歯６ｂとギヤカップリング形状スリーブ１４の内歯１４ａとが十分な歯数で噛み合いながら回転されることにより、ギヤカップリング形状スリーブ１４に伝達される。ギヤカップリング形状スリーブ１４は、回転軸線Ａを中心に回転され、ギヤカップリング形状スリーブ１４を回転させるトルクは、ギヤカップリング形状スリーブ１４の内歯１４ａと、大形カッターアーバ１２の外歯１２ｅとが十分な歯数で噛み合いながら回転されることにより、大形カッターアーバ１２に伝達される。大形カッターアーバ１２に伝達されたトルクは、大形カッターアーバ１２を回転軸線Ａを中心に回転させ、且つ大形カッターアーバ１２に取付けられている大形カッター１０を回転軸線Ａを中心に回転させる。
【００３３】
大形カッター１０が、ワークＷを切削するとき、被加工物であるワークＷは、図５に示すように、従来必要とされていた大形カッタースピンドル側間座１２１を省略した状態で、ギヤカップリング形状スリーブ１４の近傍まで延びている大形カッター１０により切削されることができる。図５においては、ワークＷの参照符号により、ワークＷが大形カッター１０に沿って移動されながら切削される様子を示している。
本発明の実施形態による主軸機構２においては、ホブスピンドル６の直径は小径の直径Ｄ２に形成されるので、大形カッター１０が切削するワークＷが、ギヤカップリング形状スリーブ１４近傍の刃で切削される場合にも、ギヤカップリング形状スリーブ１４に衝突又は接触しにくくすることができる。さらに、大形カッター１０を長く形成できることにより、大形カッター１０をずらしながらワークＷを削っていくことができる範囲が長くなり、大形カッター１０をギヤカップリング形状スリーブ１４に近い基部側の刃まで有効に使用して切削することができ、且つ大形カッター１０の全体を有効に使用して切削できるので大形カッター１０の工具寿命を延ばすことができる。
【００３４】
これに対し、図１０に示すように、本発明の実施形態による主軸と対比される従来の工作機械の大形カッターを取付けた状態の主軸機構の構造を説明する。
従来のホブ盤１０１の主軸機構１０２においては、ホブスピンドル１０６の先端部１０６ａと、大形カッターアーバ１１２の基部１１２ａとが、２つの端面ドライブキー１２０により嵌合し且つ接続されている。この従来のホブ盤１０１の主軸機構１０２の使用者が、大形カッター１１０を使用してワークＷを切削しようとする場合、ホブスピンドル１０６を回転させる大トルクを、端面ドライブキー１２０により伝達させるために、ホブスピンドル１０６の直径を増大させた直径Ｄ５に形成し、大形カッターアーバ基部１２ａの直径を増大させた直径Ｄ６に形成する必要がある。
従って、回転軸線Ａを中心に回転される大形カッター１１０が、ホブスピンドル１０６に近い領域においてワークＷを切削するとき、ワークＷが、ホブスピンドル１０６又は大形カッターアーバ基部１１２ａに衝突又は接触しやすくなっている。
さらに、従来のホブ盤１０１の主軸機構１０２においては、ホブスピンドル１０６の直径Ｄ５及び大形カッターアーバ基部１１２ａの直径Ｄ６が増大されて形成されるので、ワークＷが、ホブスピンドル１０６又は大形カッターアーバ１１２に衝突又は接触しにくくする目的で、大形カッター１１０と基部１１２ａとの間に所定距離の空間を形成する大形カッタースピンドル側間座１２１を設けていた。
よって、この大形カッタースピンドル側間座１２１が、大形カッター１１０を基部１１２ａから大形カッタースピンドル側間座１２１の長さL４だけ離間させ、大形カッター１１０を残りの短い長さL５に形成することになる。このように、大形カッタースピンドル側間座１２１を設けるときには、より短く形成された大形カッター１１０の長さL５に形成されることとなる。
従って、大形カッター１１０を基部１１２ａに近い基部側の刃まで有効に使用して切削することができず、且つ大形カッター１１０の比較的短い長さL５に集中して使用されるので大形カッター１１０の工具寿命が短くなっていた。
長さL１の大形カッターを使用しようとする場合には、大形カッターアーバ軸部１１２ｂの長さ（L５＋L４）を（L１＋L４）に延長する必要があり、大形カッターの支持剛性が落ちる。また、大形カッターアーバ１１２の長さが長くなることによりホブ盤１０１の機械寸法が増大されてしまう。
【００３５】
つぎに、図６乃至図９を参照して、本発明の実施形態による小形カッターを取付けた状態の主軸機構の動作（作用）について説明する。
本発明の実施形態による主軸機構２の使用者が、小形カッター１６を使用してワークＷを切削しようとする場合、小形カッター１６を回転させる比較的小さなトルク（以下、「小トルク」と略する）が主軸機構２により伝達される。
ホブスピンドル６は、ホブ盤１の駆動力源により発生された小トルクにより回転軸線Ａを中心に回転される。ホブスピンドル６を回転させる小トルクが、ホブスピンドルキー溝部６ｃ及び溝部１８ｄに嵌合される２箇所の端面ドライブキー２０により、基部１８ａに伝達される。基部１８ａに伝達されたトルクは、小形カッターアーバ１８を回転軸線Ａを中心に回転させ、且つ小形カッターアーバ１８に取付けられている小形カッター１６を回転軸線Ａを中心に回転させる。
【００３６】
小形カッター１６が、ワークＷを切削するとき、被加工物であるワークＷは、図９に示すように、小形カッタースピンドル側間座２２の長さL２が短く形成されているので、ホブスピンドル６の近傍まで延びている小形カッター１６によりホブスピンドル６の近傍まで切削される。図９においては、ワークＷの参照符号により、ワークＷが小形カッター１６に沿って移動されながら切削される様子を示している。
小形カッター１６を使用してワークＷを切削する場合、小形カッター１６を使用してワークＷを切削する位置は、大形カッター１０を使用してワークＷを切削する位置よりも、回転軸線Ａに対して、近い位置となる。従って、小形カッター１６を使用して切削する場合、ワークＷが、ホブスピンドル６及びギヤカップリング形状スリーブ１４等に対してより接触しやすい回転軸線Ａの近傍位置まで挿入されて切削される。
ここで、ホブスピンドル６の直径Ｄ２を小径に形成し、さらに、ギヤカップリング形状スリーブ１４を取り外した状態でホブスピンドル６と小形カッターアーバ１８とが接続されているので、ギヤカップリング形状スリーブ１４を取り除くことにより、ワークＷとギヤカップリング形状スリーブ１４が衝突又は接触することがなくなり、且つ小形カッター１６を基部１８ａ近傍に取付ける場合にも、小形カッター１６が切削するワークＷが、小形カッターアーバ基部１８ａに衝突又は接触しにくくすることができる。
さらに、小形カッター１６が比較的長く形成されることにより、小形カッター１６をずらしながらワークＷを削っていくことができる範囲が長くなり、小形カッター１６のホブスピンドル６近傍の刃まで有効に使用して切削することができ、小形カッター１６の全体を有効に使用して切削できるので小形カッター１６の工具寿命を延ばすことができる。
【００３７】
これに対し、図１１に示すように、本発明の実施形態による主軸機構と対比される従来の工作機械の小形カッターを取付けた状態の主軸機構の構造を説明する。
従来のホブ盤１０１の主軸機構１０２においては、ホブスピンドル１０６の先端部１０６ａと、基部１１８ａとが、２つの端面ドライブキー１２４により嵌合し且つ接続されている。この従来のホブ盤１０１の主軸機構１０２の使用者が、小形カッター１１６を使用してワークＷを切削しようとする場合、大形カッターアーバ１１２を小形カッターアーバ１１８に交換するが、ホブスピンドル１０６の直径の大きさは、大形カッターアーバ基部１１２ａと端面ドライブキー１２０により接続する場合に備えて、比較的大きい直径Ｄ５に形成されている。
ここで、取付けられる小形カッターアーバ基部１１８ａの直径が小さい直径Ｄ７に形成される場合であっても、ホブスピンドル１０６の直径Ｄ５は増大されて形成されているので、小形カッター１１６が、ホブスピンドル１０６に近い領域においてワークＷを切削するとき、被加工物であるワークＷが、ホブスピンドル１０６に衝突又は接触しやすくなっている。
【００３８】
さらに、ホブスピンドル１０６の直径Ｄ５が増大されて形成されるので、ワークＷが、ホブスピンドル１０６に衝突又は接触しにくくする目的で、小形カッター１１６と基部１１８ａとの間を所定距離離間させる比較的長い長さL６に形成された小形カッタースピンドル側間座１２２が設けられている。
よって、比較的長い長さ６に形成された小形カッタースピンドル側間座１２２を設けて、小形カッター１１６を小形カッターアーバ基部１１８ａから比較的長い小形カッタースピンドル側間座１２２の長さL６を離間して配置し、且つ小形カッター１１６が短い長さL７に形成されている。
【００３９】
従って、小形カッター１１６を基部１１８ａの近傍まで延ばし且つ、基部１１８ａの近傍の領域を有効に使用して切削することができず、小形カッター１１６の比較的短い長さL７に集中して使用されるので小形カッター１１６の工具寿命が短くなっていた。
長さL３の小形カッターを使用しようとする場合には、小形カッターアーバ軸部１１８ｂの長さ（L６＋L７+L８）を（L６+L３＋L８）に延長する必要があり、小形カッターの支持剛性が落ちる。また、小形カッターアーバ１１８の長さが長くなることによりホブ盤１０１の機械寸法が増大されてしまう。
【００４０】
上述した本発明の実施形態による主軸機構２によれば、ギヤカップリング形状スリーブ１４が、ホブスピンドル６の先端部６ａと大形カッターアーバ１２の基部１２ａを覆うように設けられ、且つ、ホブスピンドル６の外歯６ｂと大形カッターアーバ１２の外歯１２ｅの両方と噛み合う内歯１４ａが形成されているので、ホブスピンドル６のトルクが、ホブスピンドル６の外歯６ｂ、ギヤカップリング形状スリーブ１４の内歯１４ａ、大形カッターアーバ１２の外歯１２ｅを介して、大形カッター１０が取り付けられた大形カッターアーバ１２の軸部１２ｂに伝達される。このように、本発明においては、ホブスピンドル６からのトルクを歯の噛合いによって伝達するようにしているので、比較的大きなトルクを伝達することが可能となり、大形カッター１０を使用するとき、従来よりも、ホブスピンドル６の直径Ｄ２を比較的に小さく形成することができる。さらに、ホブスピンドル６の直径Ｄ２を小さくできるので、ワークＷとホブスピンドル６との接触や衝突を防止することができる。
さらに、ワークＷがホブスピンドル６及びギヤカップリング形状スリーブ１４と衝突しにくいので、大形カッター１０を基部１２ａの近傍まで取付けることができ、大形カッター１０を取付ける大形カッターアーバ１２の長さを抑えることができるので、大形カッター１０を支持する大形カッターアーバ１２の剛性が低下するのを抑制でき、且つ主軸機構２を備える工作機械の寸法の増大を抑制することができる。
【００４１】
また、本発明の実施形態による主軸機構２によれば、小形カッター１６を使用してワークＷを切削する場合に、小形カッターアーバ１８が、ギヤカップリング形状スリーブ１４が取り外された状態で、端面ドライブキー２０によりホブスピンドル６に結合されているので、ワークＷがギヤカップリング形状スリーブ１４と衝突することがなく、さらに、小形カッターアーバ１８の基部１８ａの外径が大形カッターアーバ１２の基部１２ａよりも小さいので、ワークＷが小形カッターアーバ１８の基部１８ａと衝突することも防止できる。
さらに、ワークＷが小形カッターアーバ１８と衝突しにくいので、小形カッター１６を小形カッターアーバ基部１８ａの比較的近傍まで取付けることができ、小形カッター１６を取付ける小形カッターアーバ１８の長さを抑えることができるので、小形カッター１６を支持する小形カッターアーバ１８の剛性が低下するのを抑制でき、且つ主軸機構２を備える工作機械の寸法の増大を抑制することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１        ホブ盤
２        主軸
６        ホブスピンドル
６ｂ      外歯
１０      大形カッター
１２      大形カッターアーバ
１２ａ    大形カッターアーバ基部
１２ｅ    外歯
１４      ギヤカップリング形状スリーブ
１４ａ    内歯
１６      小形カッター
１８      小形カッターアーバ
１８ａ    小形カッターアーバ基部
２０      端面ドライブキー
２２      小形カッタースピンドル側間座
１０１    ホブ盤
１０２    主軸
１０６    ホブスピンドル
１１０    大形カッター
１１２    大形カッターアーバ
１１２ａ  大形カッターアーバ基部
１１６    小形カッター
１１８    小形カッターアーバ
１１８ａ  小形カッターアーバ基部
１２０    端面ドライブキー
１２１    大形カッタースピンドル側間座
１２２    小形カッタースピンドル側間座
Ａ        回転軸線
Ｗ        ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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