(57)【要約】【課題】汎用の工作機械による自由度の高い歯切り加工を可能にできる歯切りアタッチメントおよび工作機械を提供すること。【解決手段】歯切りアタッチメント１は、歯切り刃を周縁に有したカッタ６と、汎用の工作機械の主軸２の回転をカッタ６に伝達する伝達機構７とを備える。ケース５の基準軸線Ｌ１は主軸中心にある。カッタ６は、基準軸線Ｌ１と直交する回転軸線Ｌ２回りに回転自在にケース５に支持される。伝達機構７は、回転軸方向を変える第１伝達系統および第２伝達系統を備える。第２伝達系統は、回転位相を調整可能である。【選択図】図３
2015163419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械の主軸に装着されて歯切り加工を行う歯切りアタッチメントであって、
周縁に歯切り刃を有し、前記主軸に対して入力側の前記歯切りアタッチメントの回転中心線と直交する回転軸線回りに回転自在なカッタと、
前記主軸から前記カッタへ回転を伝達する伝達機構とを備え、
前記伝達機構は、
回転軸方向を変えて前記主軸の回転を前記カッタに伝達する第１伝達系統と、
回転軸方向を変えて前記主軸の回転を前記カッタに伝達し、回転位相を調整可能である第２伝達系統とを備える
ことを特徴とする歯切りアタッチメント。
【請求項２】
請求項１に記載の歯切りアタッチメントにおいて、
前記工作機械に装着された状態で、前記回転中心線が前記主軸の中心にあるケースを備える
ことを特徴とする歯切りアタッチメント。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の歯切りアタッチメントにおいて、
前記第１伝達系統は、
前記主軸側に位置する第１回転部材と、
前記第１回転部材よりも前記カッタ側に位置する第２回転部材とを備え、
前記第１伝達系統の前記第１回転部材および前記第２回転部材は、互いに噛み合う第１傘歯歯車および第２傘歯歯車をそれぞれ有し、
前記第２伝達系統は、
前記第１伝達系統と共用の前記第１回転部材と、
前記第１回転部材よりも前記カッタ側に位置する第２回転部材と、
前記第２伝達系統の前記第２回転部材から前記カッタまでの回転伝達経路に設けられた伝達歯車とを備え、
前記第２伝達系統の前記第２回転部材は、前記第１回転部材の前記第１傘歯歯車に噛み合う第２傘歯歯車を有し、
前記伝達歯車は、前記第２回転部材から伝達される回転を逆転させて前記第１伝達系統が前記カッタへ伝達する回転と同方向の回転に変換可能に構成される
ことを特徴とする歯切りアタッチメント。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の歯切りアタッチメントにおいて、
前記第２伝達系統の伝達可能な駆動力は、前記第１伝達系統と同じである
ことを特徴とする歯切りアタッチメント。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の歯切りアタッチメントと、前記歯切りアタッチメントが装着される主軸とを備える
ことを特徴とする工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械の主軸に装着されて歯切り加工を行う歯切りアタッチメントおよび工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、歯車の歯切り加工には専用の歯切り盤が使用されている（特許文献１参照）。この歯切り盤は、特殊な歯切り刃を有するカッタを回転させつつ歯車に当てて歯切り加工を行うものである。
また、歯切り加工以外に使用される汎用の工作機械としては、フライス盤、横中ぐり盤、縦旋盤などの工作機械がある。汎用の工作機械の一例として、例えば特許文献２には、ベッド、コラム、サドル、ラムを備え、ラムに装着された主軸を３軸方向に移動可能に構成された横中ぐり盤が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１６１４５６号公報
【特許文献２】特開２０１１−１２１１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、歯車の受注が増加した場合、既設の歯切り盤の処理だけでは歯車の生産量が追いつかない事態が想定される。このような事態に対し、受注の定常的な増加であれば歯切り盤を増設することで対応可能である。
しかし、受注の一時的な増加の場合に歯切り盤を増設すると、受注増加がおさまった後、過剰な設備をかかえる結果となって望ましくない。このような受注の一時的な増加の場合、汎用の工作機械にも歯切り加工を分担できれば便宜である。
ここで、周縁に歯切り刃を有するカッタを汎用の工作機械の主軸に装着することが考えられる。
【０００５】
しかし、単にカッタの回転軸を主軸と同軸に装着すれば、歯切り刃が主軸回りで回転することになる。この結果、主軸や主軸ヘッドは、歯切り刃が接触する歯車の歯面に沿って位置し、主軸ヘッドが歯車に干渉してしまう可能性がある。従って、カッタの刃先の角度調整は、主軸ヘッドが邪魔となって困難となる。
また、主軸ヘッドと歯車との干渉を避けるため、例えば軸方向に長く延びた主軸を採用すれば、カッタが主軸ヘッドから大きく離れてしまう。この結果、主軸の撓みや回転振れなどが生じやすくなってしまう。
【０００６】
また、歯切り加工は、カッタの周縁に設けられた複数の歯切り刃がワークに段階的に切り込むことで行われる。このため、カッタの回転伝達経路におけるバックラッシュが過度に大きい場合、歯切り加工時のカッタの回転が安定せず、所望の歯切り加工が困難となる。
このようなバックラッシュに対して、二重歯車などを用いてバックラッシュを解消することも考えられるが、回転伝達経路の複雑化やコスト上昇につながるため、実際には採用が難しい。
【０００７】
本発明の目的は、汎用の工作機械による自由度の高い歯切り加工を可能にできる歯切りアタッチメントおよび工作機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の歯切りアタッチメントは、工作機械の主軸に装着されて歯切り加工を行う歯切りアタッチメントであって、周縁に歯切り刃を有し、前記主軸に対して入力側の前記歯切りアタッチメントの回転中心線と直交する回転軸線回りに回転自在なカッタと、前記主軸から前記カッタへ回転を伝達する伝達機構とを備え、前記伝達機構は、回転軸方向を変えて前記主軸の回転を前記カッタに伝達する第１伝達系統と、回転軸方向を変えて前記主軸の回転を前記カッタに伝達し、回転位相を調整可能である第２伝達系統とを備えることを特徴とする。
【０００９】
このような本発明によれば、入力側の歯切りアタッチメントの回転中心線（基準軸線）と直交する回転軸線回りに回転自在にカッタを装着するので、カッタは、主軸回りではなく、回転軸線回りで回転可能となる。このため、工作機械（特に主軸ヘッド）は、歯切り刃が接触するワークの歯面に沿って位置することにはならず、主軸ヘッドがワークに干渉する可能性を大幅に減少できる。
また、主軸ヘッドとワークとの干渉を避けるために主軸を過度に長く形成する必要もないため、主軸の撓みや回転振れなど抑制できる。
このように本発明の歯切りアタッチメントは、汎用の工作機械に装着することで自由度の高い歯切り加工を可能にできる。
本発明の歯切りアタッチメントでは、前記工作機械に装着された状態で、前記回転中心線が前記主軸の中心にあるケースを備えていてもよい。
【００１０】
また、このような本発明によれば、第２伝達系統において回転位相を調整することで、第１伝達系統および第２伝達系統におけるバックラッシュを小さくできる。このため、主軸の回転をカッタに円滑に伝達でき、カッタの回転を安定させることできて、所望の歯切り加工を行うことができる。
【００１１】
本発明の歯切りアタッチメントでは、前記第１伝達系統は、前記主軸側に位置する第１回転部材と、前記第１回転部材よりも前記カッタ側に位置する第２回転部材とを備え、前記第１伝達系統の前記第１回転部材および前記第２回転部材は、互いに噛み合う第１傘歯歯車および第２傘歯歯車をそれぞれ有し、前記第２伝達系統は、前記第１伝達系統と共用の前記第１回転部材と、前記第１回転部材よりも前記カッタ側に位置する第２回転部材と、前記第２伝達系統の前記第２回転部材から前記カッタまでの回転伝達経路に設けられた伝達歯車とを備え、前記第２伝達系統の前記第２回転部材は、前記第１回転部材の前記第１傘歯歯車に噛み合う第２傘歯歯車を有し、前記伝達歯車は、前記第２回転部材から伝達される回転を逆転させて前記第１伝達系統が前記カッタへ伝達する回転と同方向の回転に変換可能に構成されることが好ましい。
このような構成によれば、第１傘歯歯車に対する二つの第２傘歯歯車の噛み合いを利用して、第１伝達系統と第２伝達系統との２系統を簡単に構成できる。また、第２伝達系統の第２回転部材は、第１伝達系統の第２回転部材と逆方向に回転するが、伝達歯車によりこの回転を逆回転させることで、第１伝達系統および第２伝達系統からカッタへ伝達する回転方向を同方向に揃えることができる。
また、第１回転部材の回転中心線回りの回転を第１傘歯歯車および第２傘歯歯車により回転軸線回りの回転に変換できる。
【００１２】
本発明の歯切りアタッチメントでは、前記第２伝達系統の伝達可能な駆動力は、前記第１伝達系統と同じであることが好ましい。
このような構成によれば、第１伝達系統および第２伝達系統のいずれも歯切り加工時の主駆動として利用可能となる。このため、例えば、カッタを向き替えし、主軸を逆回転させて逆向きの歯切り加工を行う場合でも、主軸の正回転の場合と同様に駆動力をカッタに伝達できる。従って、歯切りアタッチメントの利用形態を拡張できる。
【００１３】
本発明の工作機械は、前述した本発明の歯切りアタッチメントと、前記歯切りアタッチメントが装着される主軸とを備えることを特徴とする。
本発明の工作機械によれば、前述した本発明の歯切りアタッチメントと同様の作用効果を発揮可能な工作機械を構成できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、汎用の工作機械による自由度の高い歯切り加工を可能にできる歯切りアタッチメントおよび工作機械を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態を備える工作機械を示す斜視図である。
【図２】前記第１実施形態を示す斜視図である。
【図３】前記第１実施形態を示す横断面図である。
【図４】前記第１実施形態の内部構成を概略的に示す一方側の側面図である。
【図５】前記第１実施形態の内部構成を概略的に示す他方側の側面図である。
【図６】前記第１実施形態のカッタの歯切り刃を示す説明図である。
【図７】前記第１実施形態による斜歯の歯切り加工を示す模式図である。
【図８】前記第１実施形態による山歯の歯切り加工を示す模式図である。
【図９】前記第１実施形態のカッタの向きの反転を示す模式図である。
【図１０】前記第２実施形態を示す横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態である歯切りアタッチメント１を備える横中ぐり盤１０を示す斜視図である。図２は、歯切りアタッチメント１を示す斜視図である。図３は、歯切りアタッチメント１を示す横断面図である。図４は、歯切りアタッチメント１の内部構成を概略的に示す一方側の側面図である。図５は、歯切りアタッチメント１の内部構成を概略的に示す他方側の側面図である。図６は、歯切りアタッチメント１のカッタ６の歯切り刃６１を示す説明図である。図７は、歯切りアタッチメント１による斜歯４１の歯切り加工を示す模式図である。図８は、歯切りアタッチメント１による山歯４２の歯切り加工を示す模式図である。図９は、カッタ６の向きの反転を示す模式図である。
矢印Ｘ，Ｙ，Ｚは互いに直交する方向を示している。
前後方向はＺ方向（主軸２の回転中心方向）であり、横方向はＸ方向であり、縦方向はＹ方向である。
【００１７】
図１に示すように、第１実施形態の歯切りアタッチメント１は、汎用の工作機械としての横中ぐり盤１０の主軸２（スピンドル）および主軸ヘッド３に装着され、図７に示すように、ワーク４に対する歯切り加工を行うものである。このため、歯切りアタッチメント１は、図２，３に示すように、ケース５と、カッタ６と、伝達機構７と、角度調整機構８と、位置決め機構９とを備える。カッタ６はケース５に回転自在に支持され、伝達機構７および角度調整機構８はケース５内に収容される。
【００１８】
ケース５は、図２，３に示すように、ベース５１と、ホルダ５２とによって構成される。ベース５１は前後方向後側に位置し、ホルダ５２は前後方向前側に位置する。ベース５１は主軸ヘッド３に接続され、ホルダ５２は伝達機構７を介してカッタ６を支持するものである。
【００１９】
ベース５１は、ベース本体部５１１と、ベース可動部５１２とを有する。
ベース本体部５１１およびベース可動部５１２の外側は四角形状に形成され、内側は円弧形状に形成されている。ベース本体部５１１およびベース可動部５１２の内周面の大部分は同径であるが、ベース本体部５１１の主軸ヘッド３側は拡径されている。
ベース可動部５１２の後面は、ベース本体部５１１の前面に回転自在に係合している。
【００２０】
ホルダ５２は、カッタ装着部５２１と、連結部５２２と、軸支持部５２３とを有する。
カッタ装着部５２１は、中空の装着部本体５２１Ａと、一対の側板５２１Ｂと、支持部材５２１Ｃとを有する。
【００２１】
装着部本体５２１Ａは、多角筒状に横方向に延びて形成されている。装着部本体５２１Ａの前側部分にはカッタ６が配置される装着溝が設けられている。装着部本体５２１Ａの後側部分は連結部５２２に連結され、内部が連通している。
【００２２】
一対の側板５２１Ｂは、装着部本体５２１Ａの両端に対応する周縁形状を有し、当該両端に固定されている。側板５２１Ｂには、伝達機構７の後述する各軸の横方向外側の端部を軸受を介して回転自在に支持する孔が形成されている。
【００２３】
支持部材５２１Ｃは、装着部本体５２１Ａの中空部分に設けられ、伝達機構７の各軸の横方向内側の端部を軸受を介して回転自在に支持可能な形状とされている。また、支持部材５２１Ｃには、カッタ６が配置される溝部が設けられている。
【００２４】
連結部５２２は、カッタ装着部５２１と軸支持部５２３とを連結するものであり、前後方向に筒状に延びて形成され、前側の端部外側に鍔部５２２Ａが形成されている。
連結部５２２の後側の端部はベース可動部５１２にボルトにより接続され、この接続によりベース可動部５１２および連結部５２２の内側部分に段部が形成される。連結部５２２の前側の端部および鍔部５２２Ａは、装着部本体５２１Ａの開口部に連結され、さらに、鍔部５２２Ａは一対の側板５２１Ｂに連結されている。
【００２５】
軸支持部５２３は、前後方向に筒状に延びて形成され、後側に鍔部５２３Ａが形成されている。軸支持部５２３は軸受を介して後述する第１回転部材７４１を回転自在に支持する。
軸支持部５２３は、連結部５２２に連結され、鍔部５２３Ａはベース可動部５１２および連結部５２２の内側部分で形成された段部に配置される。
【００２６】
このようなケース５では、ベース５１のベース可動部５１２がベース本体部５１１に対し相対回転可能に構成される。そして、ベース可動部５１２の回転中心は、横中ぐり盤１０の主軸中心に一致する基準軸線Ｌ１を中心としている。このため、ベース可動部５１２に接続されるホルダ５２もまた、基準軸線Ｌ１を中心に回転可能である。基準軸線Ｌ１は、主軸２に対して入力側に位置する接続部７１の回転中心線（工具ポッド回転中心線）である。
【００２７】
カッタ６は、円盤状に形成され、図６に示す歯切り刃６１を周縁に有し、後述する第２回転部材７４２に装着される装着部６２を中心部分に有する指向性のある歯切り専用工具である。
カッタ６の回転中心は基準軸線Ｌ１上に位置する。カッタ６の回転軸線Ｌ２は基準軸線Ｌ１に直交する。また、カッタ６の横方向両側に位置する歯切り刃６１の切削面６１Ａは対称であり、その対称基準となる対称基準面６Ａは、基準軸線Ｌ１を通って位置する。
【００２８】
伝達機構７は、回転軸方向を変えて主軸２の回転をカッタ６に伝達するものである。図３から図５に示すように、伝達機構７は、接続部７１と、第１回転軸７２と、回転伝達部７４とを備える。
【００２９】
接続部７１は、テーパー式のツールシャンク（テーパーシャンク７１１）を備え、テーパーシャンク７１１の先端にはプルスタッド７１２が形成されている。
第１回転軸７２は、主軸側の一端がテーパーシャンク７１１の大径側に固定され、前後方向に延びて基準軸線Ｌ１を中心として回転自在に配置されている。
回転伝達部７４は、主軸２側の第１回転部材７４１と、中間の第２回転部材７４２，７４３と、カッタ６側の第３回転部材７４４，７４５と、伝達歯車７４６，７４７，７４８とを備える。
【００３０】
第１回転部材７４１は、中空の軸部７４１Ａと、第１傘歯歯車７４１Ｂとを有する。
軸部７４１Ａは、前後方向に延びて軸支持部５２３に軸受を介して回転自在に支持されている。軸部７４１Ａの中空部には第１回転軸７２がキーにより固定されている。第１回転軸７２の前側の端部には抜止部材７４１Ｃが取り付けられている。
第１傘歯歯車７４１Ｂは、軸部７４１Ａの前側の端部に一体に形成され、基準軸線Ｌ１を中心として回転可能である。
【００３１】
第２回転部材７４２は、第１回転部材７４１よりもカッタ６側に位置する。この第２回転部材７４２は、軸部７４２Ａと、第２傘歯歯車７４２Ｂと、平歯車７４２Ｃとを有する。
軸部７４２Ａは、横方向に延びて図３に右側に示す側板５２１Ｂと支持部材５２１Ｃとに軸受を介して回転自在に支持されている。第２傘歯歯車７４２Ｂは、軸部７４２Ａに固定され、第１傘歯歯車７４１Ｂに噛み合っている。平歯車７４２Ｃは、軸部７４２Ａに一体に形成され、第２傘歯歯車７４２Ｂよりも右側の側板５２１Ｂ側に位置する。
【００３２】
第２回転部材７４３は、第２回転部材７４２に対し横方向に対向して配置され、図３に左側に示す側板５２１Ｂと支持部材５２１Ｃとに軸受を介して支持されている。第２回転部材７４３は、第２回転部材７４２と同様に形成されているため、図に適宜同符号を付して説明を省略する。
【００３３】
第３回転部材７４４は、中空の軸部７４４Ａと、平歯車７４４Ｂとを有する。
軸部７４４Ａは、横方向に延びて図３に右側に示す側板５２１Ｂと支持部材５２１Ｃとに軸受を介して回転軸線Ｌ２を中心として回転自在に支持されている。平歯車７４４Ｂは、軸部７４４Ａに一体に形成されている。
【００３４】
第３回転部材７４５は、第３回転部材７４４に対し横方向に対向して配置され、図３に左側に示す側板５２１Ｂと支持部材５２１Ｃとに軸受を介して回転軸線Ｌ２を中心として回転自在に支持されている。また、第３回転部材７４４，７４５の対向端部には、カッタ６が着脱可能に装着される。なお、第３回転部材７４５は、第３回転部材７４４と同様に形成されているため、図に適宜同符号を付して説明を省略する。
【００３５】
このような伝達機構７は、第１伝達系統と、第２伝達系統とを備えて構成される。第１伝達系統と第２伝達系統との駆動力伝達比率は、５０対５０である。
第１伝達系統は、回転軸方向を変えて主軸２の回転をカッタ６に伝達するものである。このため、第１伝達系統は、第１回転部材７４１と、第２回転部材７４２と、第３回転部材７４４と、一つの伝達歯車７４６とで構成される。
第２伝達系統は、回転軸方向を変えて主軸２の回転をカッタ６に伝達し、かつ回転位相を調整可能とするものである。このため、第２伝達系統は、第１伝達系統と共用の第１回転部材７４１と、第２回転部材７４３と、第３回転部材７４５と、二つの伝達歯車７４７，７４８と、位相調整機構７５とで構成される。
【００３６】
図４，５に示すように、伝達歯車７４６，７４７，７４８は、カッタ装着部５２１に軸受を介して回転自在に支持された平歯車によって構成されている。
伝達歯車７４６は、図３においてカッタ６の右側に配置され、第２回転部材７４２の平歯車７４２Ｃと第３回転部材７４４の平歯車７４４Ｂとに噛み合っている。
伝達歯車７４７は、図３においてカッタ６の左側に配置され、第２回転部材７４３の平歯車７４２Ｃに噛み合っている。
伝達歯車７４８は、図３においてカッタ６の左側に配置され、伝達歯車７４７と第３回転部材７４５の平歯車７４４Ｂとに噛み合っている。
【００３７】
第２伝達系統の位相調整機構７５は、伝達歯車７４７に設けられた遊星歯車機構７５１によって構成される。この遊星歯車機構７５１は、図示しない第３軸を回転操作することで、第１軸と第２軸との位相調整が可能である。このような遊星歯車機構７５１を介在させることで、位相調整機構７５は第１伝達系統にて伝達する回転に対し回転位相差を生じる構成とされている。
【００３８】
第２回転部材７４３の平歯車７４２Ｃ、伝達歯車７４７，７４８および第３回転部材７４５の平歯車７４４Ｂのピッチは、第２回転部材７４２の平歯車７４２Ｃ、伝達歯車７４６および第３回転部材７４４の平歯車７４４Ｂのピッチよりも小さい。
【００３９】
図３に示すように、角度調整機構８は、カッタ６の刃先の図７に示す角度θを回転調整するものである。角度調整機構８は、ウォームギヤ機構８１と、操作軸８２とを備える。
ウォームギヤ機構８１は、ウォーム８１１と、ウォームホイール８１２とを備える。ウォーム８１１は、ベース本体部５１１に回転自在に支持され、ウォームホイール８１２は、軸支持部５２３の後側の端部に固定され、ベース本体部５１１に対し基準軸線Ｌ１を中心として＋４５度／−４５度の範囲内で相対回転可能である。
【００４０】
操作軸８２は、ウォーム８１１に接続され、図示しないハンドルやモータによって駆動され、ウォーム８１１を回転させる構成となっている。
このような角度調整機構８は、ベース５１に対しホルダ５２を回転可能であり、この回転により角度制御しながらカッタ６の刃先を角度調整可能に構成されている。
なお、カッタ６の刃先の角度θは、図７に示すように回転軸線Ｌ２とワーク４の歯切り加工点を通って歯が並ぶ周方向に延びる周方向線（接線）Ｌ３とが交わる角度である。
【００４１】
位置決め機構９（ＡＩ機構，アタッチメントインデックス機構）は、ケース５の主軸ヘッド３に対し基準軸線Ｌ１回りに位置決めするものである。位置決め機構９は、伝達機構７と共用のテーパーシャンク７１１と、係合凸部としてのサブシャンク９１とで構成される。
テーパーシャンク７１１によって、主軸２と伝達機構７とを接続して保持する保持機構が構成される。また、サブシャンク９１によって、基準軸線Ｌ１回りに１８０度離間した二位置でケース５と主軸ヘッド３とを固定する解除可能なロック機構が構成される。
【００４２】
テーパーシャンク７１１は、主軸２に対する固定が解除されて当該主軸２から前方に離反し、かつプルスタッド７１２が主軸２内の図示しない着脱機構としてのクランプ機構に保持された状態で、主軸２に対し基準軸線Ｌ１を中心として回転可能に構成されている。
【００４３】
サブシャンク９１は、主軸ヘッド３側に突出してベース本体部５１１に固定されている。サブシャンク９１は、テーパーシャンク７１１が固定状態となる場合、主軸ヘッド３に形成された図３に示す係合穴３１に挿入されて係合し、テーパーシャンク７１１が回転可能状態となる場合、係合穴３１から抜けて係合解除される位置に配置されている。
【００４４】
このような位置決め機構９は、基準軸線Ｌ１を回転中心とするサブシャンク９１の回動軌跡に沿って主軸ヘッド３に複数形成された係合穴３１に対し、サブシャンク９１を係合させることで、歯切りアタッチメント１全体の回転方向の位置決めを可能に構成されている。
なお、本実施形態では、図３，９に示すように複数の係合穴３１は二つであり、主軸ヘッド３に１８０度離隔した二位置にそれぞれ形成されるものとする。また、歯切りアタッチメント１全体の回転は、手動操作によって行われてもよく、主軸２の回転駆動によって行われてもよく、また、ＡＡＩ機構（オートアタッチメントインデックス機構）等により自動的に行われてもよい。ここで、ＡＡＩ機構とは、歯切りアタッチメント１を把持し、
歯切りアタッチメント１の向きを制御装置に指令された割出位置に自動的に回転させる機構を意味する。
【００４５】
このように構成される歯切りアタッチメント１は、前述した横中ぐり盤１０に装着されて歯切り加工可能となる。
ここで、横中ぐり盤１０は、Ｂ方向に回転可能なテーブル１１、ベッド１２、コラム１３などを備える。なお、横中ぐり盤１０は、図示しないが、サドル、ラムなどを適宜備えてもよい。横中ぐり盤１０は、主軸ヘッド３をＸ―Ｙ―Ｚ軸移動可能に、かつテーブル１１上のワーク４を割出した所定角度位置に位置決め可能に構成されている。また、テーブル１１は、基台上に設置されたＸ方向に可動する可動台１７に設置され、主軸ヘッド３に対しＸ方向に駆動可能とされている。歯切りアタッチメント１は、この横中ぐり盤１０の主軸ヘッド３に回転駆動可能に支持される主軸２に装着される。
【００４６】
［第１実施形態の動作１］
以下、第１実施形態の歯切りアタッチメント１が装着された横中ぐり盤１０により、ワーク４をはすば歯車に加工するため、ワーク４の周面に斜歯４１を形成する歯切り加工の動作について説明する。
【００４７】
先ず、テーブル１１上に固定したワーク４に対するカッタ６の刃先の角度θを調整する。
具体的には、角度調整機構８の駆動源によりウォーム８１１を回転駆動し、ベース５１に対しホルダ５２を回転し、ホルダ５２に支持されたカッタ６を基準軸線Ｌ１を中心として割出位置に回転する。この回転により、カッタ６の刃先の角度θを図７に示すように、ワーク４に形成すべき斜歯４１に対応した角度に調整する。この角度調整により、基準軸線Ｌ１および回転軸線Ｌ２に直交し、かつ対称基準面６Ａに沿うカッタ６の歯切り加工における進行方向Ａは、斜歯４１の側面４１Ａに沿った方向に設定する。
【００４８】
次に、カッタ６を回転軸線Ｌ２を中心として回転駆動する。
具体的には、主軸２を回転駆動し、第１回転軸７２を基準軸線Ｌ１を中心として回転する。第１回転軸７２の回転は、主に第１伝達系統によってカッタ６に伝達される。つまり、第１回転軸７２の回転は、第１回転部材７４１と、第２回転部材７４２と、第３回転部材７４４と、伝達歯車７４６とを経てカッタ６に伝達される。
この際、第１傘歯歯車７４１Ｂから第２回転部材７４２の第２傘歯歯車７４２Ｂへの回転伝達により、基準軸線Ｌ１を中心とする回転軸方向がこれに直交する回転軸方向に変換される。
このように回転軸方向が変換された回転は、第２回転部材７４２の平歯車７４２Ｃ、伝達歯車７４６、第３回転部材７４４の平歯車７４４Ｂを介して回転軸線Ｌ２を中心とする回転としてカッタ６に伝達される。
このように、主軸２の回転を第１伝達系統を経てカッタ６に伝達し、カッタ６を回転駆動する。
【００４９】
また、第１回転軸７２の回転は、第２伝達系統によってカッタ６に補助的に伝達される。つまり、第１回転軸７２の回転は、第１回転部材７４１と、第２回転部材７４３と、第３回転部材７４５と、伝達歯車７４７，７４８とを経てカッタ６に伝達される。
この際、第１傘歯歯車７４１Ｂから第２回転部材７４３の第２傘歯歯車７４２Ｂへの回転伝達により、基準軸線Ｌ１を中心とする回転軸方向がこれに直交する回転軸方向に変換される。
このように回転軸方向が変換された回転は、第２回転部材７４３の平歯車７４２Ｃ、伝達歯車７４７，７４８、第３回転部材７４５の平歯車７４４Ｂを介して回転軸線Ｌ２を中心とする回転としてカッタ６に伝達される。つまり、主軸２の回転は第２伝達系統を経てカッタ６に伝達される。
【００５０】
第２伝達系統における回転伝達においては、伝達歯車７４７に設けられた遊星歯車機構７５１が動作し、第１伝達系統における回転伝達に対し回転位相差を生じる。このため、第１伝達系統および第２伝達系統におけるバックラッシュが小さくなり、カッタ６への回転伝達を円滑に行える。
また、伝達歯車７４７，７４８等のピッチが小さい第２伝達系統におけるバックラッシュは、伝達歯車７４６等のピッチが大きい駆動力伝達に優れた第１伝達系統におけるバックラッシュよりも小さい。このため、第２伝達系統を備えていない場合に比べ、カッタ６の回転誤差を小さくでき、円滑な歯切り加工を可能にしている。
【００５１】
次に、カッタ６をワーク４に対し進行方向Ａに移動する。
具体的には、横中ぐり盤１０により歯切りアタッチメント１を移動して歯切り加工の開始位置に配置する。続いて、歯切りアタッチメント１を縦方向に移動し、これと同時に、横中ぐり盤１０のテーブル１１を横方向に移動する。この移動により、カッタ６はテーブル１１上のワーク４に対し進行方向Ａに相対移動する。カッタ６の進行方向Ａの移動により、歯切り刃６１は、ワーク４を切削して所定位置に歯切り加工を行う。
【００５２】
所定位置への歯切り加工後、カッタ６をワーク４から前後方向に離間移動し、テーブル１１を所定角度回転し、歯切りアタッチメント１をワーク４に対する次の歯切り加工の開始位置に配置する。
その後、カッタ６を進行方向Ａに移動し、前述同様に歯切り加工を行う。この歯切り加工後は前述の動作を繰り返して行う。
このようにして、歯切りアタッチメント１が装着された横中ぐり盤１０による斜歯４１の歯切り加工を行い、ワーク４をはすば歯車に加工する。
なお、加工したはすば歯車に対しては、専用機である歯切り盤により仕上げ加工を行うとよい。
【００５３】
［第１実施形態の動作２］
次に、第１実施形態の歯切りアタッチメント１が装着された横中ぐり盤１０により、ワーク４を山歯歯車に加工するため、ワーク４の周面に山歯４２を形成する歯切り加工の動作について説明する。
山歯４２の歯切り加工は、図８に示すように、ワーク４の歯幅方向における一端縁から中央部分までの歯面領域４Ａに対し角度θの正方向姿勢でダウンカットを行う第１歯切り加工と、ワーク４の歯幅方向における他端縁から中央部分までの歯面領域４Ｂに対し角度−θの逆方向姿勢でダウンカットを行う第２歯切り加工とに分けて行われる。
第１歯切り加工動作は、前述した斜歯４１の歯切り加工動作と概略同様であるため説明を省略する。
【００５４】
第１歯切り加工後であって第１歯切り加工から第２歯切り加工に移る際、カッタ６の向きを１８０度反転する。この反転については、図９を参照して説明する。
図９の（Ａ）は係合穴３１に対し係合状態にあるサブシャンク９１を黒丸で示す。図９の（Ｂ）は主軸ヘッド３に対し係合解除状態であって回転移動途中のサブシャンク９１を中抜きの丸線で示す。図９の（Ｃ）はカッタ６の１８０度反転後であって他の係合穴３１に対し係合状態にあるサブシャンク９１を黒丸で示す。
【００５５】
まず、テーパーシャンク７１１の主軸２に対する固定を解除し、テーパーシャンク７１１を主軸２から前後方向に離間移動し、歯切りアタッチメント１全体を主軸ヘッド３から離間する。この際、プルスタッド７１２は横中ぐり盤１０のクランプ機構から外されずに保持された状態にある。これにより、サブシャンク９１は図９の（Ａ）に示す係合穴３１との係合状態から係合解除状態となり、ケース５は主軸ヘッド３に対し基準軸線Ｌ１回りに回転可能状態となる。
【００５６】
次に、ＡＡＩ機構により歯切りアタッチメント１を把持し、図９の（Ｂ）に示すように基準軸線Ｌ１を中心として回転する。この回転により、歯切りアタッチメント１を１８０度反転する。
【００５７】
そして、歯切りアタッチメント１を主軸ヘッド３に対し前後方向に接近移動し、図９の（Ｃ）に示すように、サブシャンク９１を他の係合穴３１に係合し、かつテーパーシャンク７１１を主軸２に固定する。サブシャンク９１の他の係合穴３１との係合により、ケース５は主軸ヘッド３に対し固定された状態となる。
このようにして、歯切りアタッチメント１を回転し、カッタ６の向きを１８０度反転すし、角度調整機構８によりカッタ６の刃先を角度θから角度−θに調整する。
【００５８】
カッタ６の向きの反転後、第２歯切り加工を行う。この第２歯切り加工動作は、前述した斜歯４１の歯切り加工動作と概略同様であるが、図８に示すカッタ６の進行方向Ａ’は、第１歯切り加工での進行方向Ａに対し逆向きとなる。
第２歯切り加工後、歯切りアタッチメント１をワーク４に対する次の歯切り加工の開始位置に配置し、前述した動作を繰り返し行う。
このようにして、歯切りアタッチメント１が装着された横中ぐり盤１０による山歯４２の歯切り加工を行い、ワーク４を山歯歯車に加工する。
なお、加工した山歯歯車に対しては、専用機である歯切り盤による仕上げ加工を行うとよい。
【００５９】
なお、例えば山歯４２の歯切り加工においてＡＡＩ機構を利用しない場合、次の通りに歯切り加工が可能である。
先ず、前述同様に歯面領域４Ａに対し第１歯切り加工を行う。その後、カッタ６を向き替えし、主軸２を逆回転させ、主軸２を正回転させた場合と概略同様に駆動力をカッタ６に伝達して、歯面領域４Ｂに対し歯切り加工を行う。
【００６０】
［第１実施形態の効果］
（１）主軸中心にある基準軸線Ｌ１と直交する回転軸線Ｌ２回りに回転自在にカッタ６を装着するので、カッタ６は、主軸２回りではなく、回転軸線Ｌ１回りで回転可能となる。
このため、主軸ヘッド３は、歯切り刃６１が接触するワーク４の歯面に沿って位置することにはならず、主軸ヘッド３がワーク４に干渉する可能性を大幅に減少できる。
また、主軸ヘッド３とワーク４との干渉を避けるために主軸２を過度に長く形成する必要もないため、主軸２の撓みや回転振れなど抑制できる。
このように、歯切りアタッチメント１によれば、汎用の横中ぐり盤１０を歯切り加工に利用でき、主軸ヘッド３がワーク４に干渉する可能性を減少等できて自由度の高い歯切り加工を可能にできる。
（２）第２伝達系統の遊星歯車機構７５１により回転位相を調整することで、第１伝達系統および第２伝達系統におけるバックラッシュを小さくできる。このため、主軸２の回転をカッタ６に円滑に伝達でき、カッタ６の回転を安定させることできて、所望の歯切り加工を行うことができる。
とくに、本実施形態では、位相調整機構７５として、予めパッケージ化された遊星歯車機構７５１を用いており、構造的な簡素化および組立手順の簡素化も図ることができる。さらに、遊星歯車機構７５１は成熟技術であり、動作上の安定性も十分なものであることから、この点でもカッタ６の回転を安定させ、所望の歯切り加工を行うことができる。
（３）第１傘歯歯車７４１Ｂに対し二つの第２傘歯歯車７４２Ｂを噛み合わせることで、第１伝達系統と第２伝達系統との２系統を簡単に構成できる。また、第２回転部材７４３は、第１回転部材７４１の回転に基づき第２回転部材７４２と逆方向に回転するが、この回転を伝達歯車７４７，７４８によって二回逆転させることで、第１，２伝達系統からカッタ６へ伝達する回転方向を同方向に揃えることができる。
また、第１回転部材７４１の基準軸線Ｌ１回りの回転を第１傘歯歯車７４１Ｂおよび第２傘歯歯車７４２Ｂにより回転軸線Ｌ２回りの回転に変換できる。
（４）第１伝達系統と第２伝達系統とによる駆動伝達比率を５０対５０とすることで、第１伝達系統および第２伝達系統のいずれも歯切り加工時の主駆動として利用できる。
（５）カッタ６を１８０度反転可能であるため、ワーク４に山歯４２を歯切り加工でき、この歯切り加工において、カッタ６を反転させても当該カッタ６の回転中心が主軸中心から外れることがなく、歯切り加工の制御の簡略化を図ることができる。
【００６１】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。第２実施形態の歯切りアタッチメント１は、第１実施形態に対し、伝達機構７の構成のみが異なる。
図１０は本実施形態の歯切りアタッチメント１を示す横断面図である。この歯切りアタッチメント１では、伝達機構７の第２伝達系統は、前述した遊星歯車機構７５１に代え、より簡素な構造により位相調整機構７５を構成したものである。
第２回転部材７４３の平歯車７４２Ｃは軸部７４２Ａとは別体で構成され、この平歯車７４２Ｃは軸部７４２Ａに同軸で挿通されたうえで、ブッシュ部分に固定ねじ７４３Ａを締め込むことで、相互に固定される。このような平歯車７４２Ｃおよび軸部７４２Ａにおいては、固定ねじ７４３Ａを緩め、平歯車７４２Ｃの軸部７４２Ａに対する相対的な角度位置を調整することで、伝達する回転の位相を調整可能であり、調整した位置を固定ねじ７４３Ａによって保つことができる。
このような位相調整機構７５により、伝達機構７の第２伝達系統において回転位相を調整することができ、第１伝達系統に対する回転位相を調整することで、第１伝達系統側の噛み合いに対して生じるバックラッシュを抑制することができる。
【００６２】
なお、本実施形態では、位相調整機構７５は、第２回転部材７４３に設けられているが、これに限定されず、例えばこれに加え、またはこれに代え、伝達歯車７４７，７４８、第３回転部材７４５に設けられていてもよい。また、位相調整機構７５は、第２伝達系統に加え、第１伝達系統の第２回転部材７４２、伝達歯車７４６、第３回転部材７４４に設けられていてもよい。
【００６３】
［変形例］
なお、本発明は以上の実施形態で説明した構成のものに限定されず、本発明の目的を達成できる範囲での変形例は、本発明に含まれる。
例えば、前記実施形態では、角度調整機構８と位置決め機構９とを別個独立の構成として備えているが、これに限定されない。例えば、位置決め機構９の構成を省き、角度調整機構８を３６０度の回転角度位置に位置決め可能とし、この角度調整機構８に位置決め機構９の役割を担わせてもよい。
【００６４】
前記実施形態では、歯切りアタッチメント１は角度調整機構８を備えて構成されるが、これに限定されず、角度調整機構８の構成が省かれてもよい。この場合、ベース５１は、ベース可動部５１２を有さず、ベース本体部５１１にホルダ５２が固定される構成とされてもよい。
【００６５】
また、位置決め機構９は、ケース５を主軸ヘッド３に対し１８０度反転させて位置決めすることに限らず、任意の複数位置に位置決め可能に構成されていてもよい。例えば、１５度の回転角度位置から１６５度（１８０−１５度）の回転角度位置まで基準軸線Ｌ１回りに位置決め可能に構成されていてもよい。この場合、角度調整機構８による角度調整をしなくても、カッタ６の刃先を所望の角度に設定可能となり、山歯４２の歯切り加工を簡単に行うことができる。
なお、角度調整機構８に前述した位置決めを代行させる場合も、ケース５を主軸ヘッド３に対し１８０度反転させて位置決めすることに限らず、任意の複数位置に位置決め可能に構成されていてもよい。
【００６６】
前記実施形態では、山歯歯車に加工する場合、図８に示すように角度θ，−θを０度ではない角度に調整しているが、これに限定されず、カッタ６を１８０度反転させる場合でも、角度θ，−θを０度に調整してもよい。この場合、例えばワーク４の歯面領域４Ａ，４Ｂに対し、周方向位置が異なる平歯を形成できる。
【００６７】
前記実施形態では、伝達機構７は、第１傘歯歯車７４１Ｂおよび第２傘歯歯車７４２Ｂ等を備えて構成されるが、これに限定されず、例えば、第１回転軸７２にウォームギヤ、自在継手、油圧モータ等を介してカッタ６に回転伝達する伝達機構を備えていてもよい。
【００６８】
前記実施形態では、伝達機構７の第１伝達系統は、伝達歯車７４６を備えて構成されるが、これに限定されず、例えば、伝達歯車７４６を省き、第２回転部材７４２の平歯車７４２Ｃと第３回転部材７４４の平歯車７４４Ｂとを直接噛み合わせて構成されていてもよい。
この場合、伝達機構７の第２伝達系統は、二つの伝達歯車７４７，７４８のうちのいずれか一方を省いて構成される。
【００６９】
前記実施形態では、遊星歯車機構７５１は伝達歯車７４７に設けられているが、これに限定されず、例えば、伝達歯車７４８に設けられていてもよい。また、遊星歯車機構７５１は、第２回転部材７４３の平歯車７４２Ｃが軸部７４２Ａに対し相対回転可能となるように第２回転部材７４３に設けられていてもよく、第３回転部材７４５の平歯車７４４Ｂが軸部７４４Ａに対し相対回転可能となるように第３回転部材７４５に設けられていてもよい。
【００７０】
前記実施形態では、伝達歯車７４７，７４８のピッチを第１伝達系統の伝達歯車７４６等のピッチと同等にし、第１伝達系統と第２伝達系統とによる駆動力伝達比率を５０対５０としたが、これに限定されない。例えば、伝達機構７の第２伝達系統には、ピッチの小さい伝達歯車７４７，７４８を採用し、第１伝達系統に対し補助的なものとしてもよい。
また、伝達歯車７４７，７４８のピッチを第１伝達系統の伝達歯車７４６等のピッチよりも大きくし、第２伝達系統を主の駆動力伝達系統とし、第１伝達系統を補助的な駆動力伝達系統としてもよい。
前述したように第２伝達系統による駆動力伝達の割合を大きくする場合、大きな径を有する伝達歯車７４７，７４８を採用してもよい。
【００７１】
前記実施形態では、回転軸線Ｌ２は基準軸線Ｌ１に直交することとしたが、これに限定されず、例えば、回転軸線Ｌ２は、基準軸線Ｌ１に対し所定角度をもって交差していてもよい。
【００７２】
前記実施形態では、角度調整機構８の回転可能範囲は＋４５度／−４５度としたが、これに限定されず、ワーク４の歯切り加工すべき歯の傾斜角に対応可能な範囲を有していればよく、＋４５度／−４５度以上または以下とされてもよい。例えば、角度調整機構８の回転可能範囲は、＋３０度／−３０度、＋９０度／−９０度、＋１８０度／−１８０度、＋３６０度／−３６０度であってもよい。
【００７３】
前記実施形態では、主軸ヘッド３に形成される係合穴３１は二つとして説明したが、これに限定されず、回転方向に所定角度間隔をもって二つ以上形成されていてもよい。例えば、回転方向に９０度間隔をもって四つ形成されていてもよく、回転方向に４５度間隔を
もって八つ形成されていてもよい。
【００７４】
前記実施形態では、位置決め機構９のロック機構は、歯切りアタッチメント１を主軸ヘッド３に対し離間、接近させてケース５を主軸ヘッド３に対し位置決め固定する構成としたが、これに限定されない。例えば、サブシャンク９１を主軸ヘッド３に対し進退可能な構成とし、このサブシャンク９１を進退駆動する駆動装置をケース５に装着してロック機構を構成してもよい。この場合、このロック機構によるサブシャンク９１の進退移動により、位置決め固定および解除可能となるため、ケース５を主軸ヘッド３に対し離間する必要をなくすことができる。
また、このようなロック機構を備える場合、ロック機構による固定を解除し、主軸２を回転させ、ロック機構により再度固定することで、位置決めの一連の動作を自動化できて、連続歯切り加工を実現でき、山歯歯車の加工を効率的に実施できる。
【００７５】
前記実施形態では、丸いワーク４をはすば歯車や山歯歯車に歯切り加工することについて説明したが、これらの加工に限定されず、例えば、平歯車に歯切り加工することが可能であり、また、直線状のワークをラック歯に歯切り加工することも可能である。平歯車や平歯のラックに対する歯切り加工のみを対象とする場合、前述した角度調整機構８や位置決め機構９は基本的に使用しないため、これらの構成は省かれていてもよい。
【００７６】
前記実施形態では、横中ぐり盤１０の着脱機構をクランプ機構として説明したが、これに限定されず、例えばドローバで具体化されてもよい。
また、前記実施形態では、横中ぐり盤１０において、主軸ヘッド３はラム、クイルを有していてもよく、また、サドルに装着されてもよい。
【００７７】
本実施形態では、Ｘ軸、Ｚ軸を水平方向とし、Ｙ軸を縦方向（鉛直方向）としたが、これらの方向への割付けに限定されず、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は任意の方向に適宜割付け可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１…アタッチメント、２…主軸、３…主軸ヘッド、３１…係合穴、４…ワーク、４Ａ，４Ｂ…歯面領域、４１…斜歯、４１Ａ…側面、４２…山歯、５…ケース、５１…ベース、５１１…ベース本体部、５１２…ベース可動部、５２…ホルダ、５２１…カッタ装着部、５２１Ａ…装着部本体、５２１Ｂ…側板、５２１Ｃ…支持部材、５２２…連結部、５２２Ａ…鍔部、５２３…軸支持部、５２３Ａ…鍔部、６…カッタ、６Ａ…対称基準面、６１…歯切り刃、６１Ａ…切削面、６２…装着部、７…伝達機構、７１…接続部、７１１…テーパーシャンク、７１２…プルスタッド、７２…第１回転軸、７３…回転部材、７４…回転伝達部、７４１…第１回転部材、７４１Ａ，７４２Ａ，７４４Ａ…軸部、７４１Ｂ…第１傘歯歯車、７４２Ｂ…第２傘歯歯車、７４１Ｃ…抜止部材、７４２，７４３…第２回転部材、７４２Ｃ，７４４Ｂ…平歯車、７４３Ａ…固定ねじ、７４４，７４５…第３回転部材、７４６，７４７，７４８…伝達歯車、８…角度調整機構、８１…ウォームギヤ機構、８２…操作軸、８１１…ウォーム、８１２…ウォームホイール、９…位置決め機構、９１…サブシャンク、１０…横中ぐり盤、１１…テーブル、１２…ベッド、１３…コラム、１７…可動台、Ａ…進行方向、Ｂ…回転方向、Ｌ１…基準軸線（回転中心線）、Ｌ２…回転軸線、Ｌ３…周方向線。
【図１】
2015163419.tif 000003
【図２】
2015163419.tif 000004
【図３】
2015163419.tif 000005
【図４】
2015163419.tif 000006
【図５】
2015163419.tif 000007
【図６】
2015163419.tif 000008
【図７】
2015163419.tif 000009
【図８】
2015163419.tif 000010
【図９】
2015163419.tif 000011
【図１０】
2015163419.tif 000012