(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タレットの第１の工具取付ステーションの半径方向延長上に装着されるホブカッタ(26)を軸支するカッタブラケット(23)と、前記第１の工具取付ステーションに隣接する第２の工具取付ステーションに装着される駆動ハウジング(15)と、この駆動ハウジングに軸支されて駆動ハウジング装着時にタレットの工具駆動軸に連結される中間軸(17)と、駆動ハウジングないしカッタブラケットに軸支されて中間軸(17)及びカッタ軸(27)に噛合連結される前記第１の工具取付ステーションの半径方向軸と平行な支点軸(21)とを備えている、タレット旋盤のホブ加工ユニット。
【請求項２】
タレットの第１の工具取付ステーションの半径方向延長上に装着されたホブカッタ(26)を当該第１の工具取付ステーションに隣接する第２の工具取付ステーションに装着した駆動ハウジング(15)に軸支されてタレットの回転工具駆動軸に連結された中間軸(17)及びこの中間軸に噛合して前記第１の工具取付ステーションの半径方向軸と平行に軸支された支点軸(21)とを介して駆動することを特徴とする、タレット旋盤のホブ加工ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、旋盤上でワークへの歯切り加工を可能にするホブ加工ユニットに関するもので、特に旋回割出し動作によって複数の工具を選択可能にするタレットを備えた旋盤の当該タレットに装着して使用するホブ加工ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
円筒形のワークを加工する旋盤上で、ワークの歯切り加工も行ないたいという要求は古くからあり、その要望に応えるために、旋盤の刃物台に歯車加工用のホブ加工ユニットを装着した旋盤が提案されている。ホブ加工ユニットは、ユニットに軸支されたホブカッタを旋盤の主軸回転に一定の回転数比で同期回転させて歯切り加工を行なうが、ホブカッタは旋盤で通常用いるバイトやドリルやミーリングカッタなどに比べて、工具自体が大型である上、カッタの回転軸の方向がドリルやミーリングカッタなどとは異なり、しかも加工する歯車のモジュール等によって、ワークに対するカッタの角度を変更しなければならないという問題があり、そのためにホブ加工ユニットは、構造が複雑になり、ユニットも大型になる。
【０００３】
旋盤へのホブ加工ユニットの装着構造として最も単純なものは、ホブ加工ユニット用の刃物台を別個に設けるという構造であるが、旋盤が大型化し、旋盤自体の構造が複雑になるという欠点が否めない。現在汎用ワークの加工に広く用いられている旋盤は、ドリルやミーリングカッタなどの回転工具も装着可能なタレット刃物台を備えたタレット旋盤であるから、このタレットにホブカッタを装着して旋盤の加工領域を広げようと考えるのが当然の成り行きであり、例えば特公平７−５３３２３号公報で開示された構造や、図２に示した構造などがこの考え方に従ったものである。なお、図２に示した構造は、タレット２の工具取付ステーションに装着した駆動ハウジング４０に軸支されたタレットの半径方向の中間軸４１の回転を傘歯車対４２ａ、４２ｂによって、中間軸と直交する方向の第２中間軸４３に伝達し、この第２中間軸の回転を平歯車４４ａ、４４ｂでカッタ軸２７に伝達して、このカッタ軸に固定して装着されたホブカッタ２６を回転駆動する構造である。ホブカッタ２６は、駆動ハウジング４０を装着した工具取付ステーションの半径方向延長上に、当該半径方向の軸と直交する面内で軸支されている。中間軸４１は、駆動ハウジング４０を工具取付ステーションＡに嵌着したときに、タレット２内の工具駆動軸に連結される。また、ホブカッタ２６は、これを軸支しているカッタブラケット４６を中間軸４１の軸心回りに回動させることによって、ワークに対する角度を変換できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
工作機械には加工能率の向上と加工精度の向上とが要求される。精度の高い加工を能率良く行なうためには、大きな切削反力が加わったときにも刃物を正確な位置に保持する剛性が必要である。タレットに支持された刃物の支持剛性を高くするためには、タレットからの刃物の張出量をできるだけ小さくすることが必要である。工具の刃先がタレットから大きく突出すると、刃先に働く切削反力によって突出した部分に撓みが生じ、甚だしいときは刃先が振動して、精度の高い加工が不可能になる。またタレットは、工具の割出し時に旋回するものであるから、工具の支持部材はできるだけ軽量かつコンパクトであることが望ましい。
【０００５】
このような観点から従来構造のホブ加工ユニットを見ると、例えば特公平７−５３３２３号公報に開示されたものでは、ホブカッタが片側支持で軸支されているため、十分な支持剛性が得られず、カッタの駆動機構も複雑である。更に問題なのは、ワークに対するホブカッタの傾斜角を変更することが困難で、加工する歯車のモジュールが固定され、モジュールの異なる歯車について、それぞれ専用の加工ユニットを準備しなければならないという不経済がある。
【０００６】
一方、図２に示した構造は、ホブカッタの角度の変更が容易であるから、ホブカッタ２６を交換して、タレットに対するカッタブラケット４６の取付角を変更してやれば、モジュールの異なる歯車の加工を行なうことができるが、タレットの外周とホブカッタとの間に傘歯車対４２及び第２中間軸４３が介在しているので、ホブカッタ２６のタレット２外周からの張出量が大きくなり、前述した理由から、刃先の支持剛性が低下して、大きな切削反力が加わったときに、カッタが撓んだり、振動したりしやすいという問題がある。
【０００７】
この発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、基本的にワークに対するホブカッタの角度を変更可能な構造を備え、かつホブカッタをタレットの外周により近づけて装着することが可能な、従って刃先の剛性が大きく、大きな切削反力のもとで、より精度の高い加工が可能なタレット搭載型のホブ加工ユニットを提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この出願の発明のホブ加工ユニットは、タレットの隣接ないし近接した２個又は３個の工具取付ステーションを用いてタレット２に装着される。一般的には隣接する２個の工具取付ステーションを用いるか、大型のホブを用いる場合や支持剛性をより高くしたい場合などに３個の工具取付ステーションを用いて装着する構造とすることができる。
【０００９】
この出願の発明のホブ加工ユニットは、使用する工具取付ステーションの数と同じ数の複数のユニットによって構成される。第１のユニットであるベースユニット４は、タレットの第１の工具取付ステーションＡに嵌着されるベースハウジング８と、これに自由回転可能に軸支されたピックアップ軸１０とを少なくとも備えている。ピックアップ軸１０にはベースハウジングを工具取付ステーションに装着したとき、タレット２に内蔵された工具駆動軸に係合する係合部１３と、後述する中間軸に回転を伝達する歯車対の一方１４ａが設けられる。ホブ加工ユニットを２個のユニットで形成するときは、ベースハウジング８と一体に後述するカッタブラケット２３を固定するためのベースプレート９が設けられる。このベースプレートは、タレット２の外周面に位置する。
【００１０】
第２ユニットであるメインユニットは、第１の工具取付ステーションに隣接する第２の工具取付ステーションＢに嵌挿される駆動ハウジング１５とホブカッタ２６のカッタ軸２７を軸支するカッタブラケットとで構成される。カッタブラケット２３は、駆動ハウジング１５に分離可能であるか、または後述する支点軸２１回りに揺動可能に連結されている。
【００１１】
駆動ハウジング１５は、中間軸１７を自由回転可能に軸支しており、この中間軸には前記ピックアップ軸の歯車１４ａと噛合する歯車１４ｂと、支点軸２１を駆動する第２の歯車対の一方２０ａとが設けられている。
【００１２】
支点軸２１は、駆動ハウジング１５又はカッタブラケット２３又は駆動ハウジングとカッタブラケットの両者によって自由回転可能に軸支されている。支点軸２１は、第１の工具取付ステーションＡの半径方向軸、すなわち、第１の工具取付ステーションがワークに向けて割出されたときのＸ軸と平行で、前記中間軸の歯車２０ａと噛合する歯車２０ｂ及びカッタ軸を駆動する歯車対の一方３０ａが設けられている。
【００１３】
カッタブラケット２３は、ホブカッタ２６の両側でカッタ軸２７を軸支しており、その一方の軸端に支点軸の歯車３０ａと噛合する歯車３０ｂが設けられている。カッタブラケット２３は、支点軸２１を軸心とする短い円筒面の嵌合構造（いんろう）などにより、支点軸２１の軸心を一致させた状態でベースプレート９に固定して装着される。この固定は固定ボルト３１により行われ、固定ボルト３１を緩めることにより、カッタユニット７は支点軸２１回りの角度位置を変更可能である。この角度の変更は、カッタブラケット２３側の固定ボルト３１の挿通孔を支点軸２１を中心とする円弧孔とするか、固定ボルトの挿通孔を複数個設けることにより実現可能である。
【００１４】
カッタブラケット２３を固定するベースプレート９は、第２の工具取付ステーションの反対側で第１の工具取付ステーションに隣接する第３の工具取付ステーションＣに装着することもできる。この場合には、第３のユニットである固定ユニットが別途設けられる。この固定ユニットは、第３の工具取付ステーションＣに嵌挿される固定ハウジングと、これと一体のベースプレートとを備える。ベースプレートの外表面は、支点軸２１の軸心と直交する平面であるが、支点軸２１を軸心とする回転面である。この第３のユニットを設けたときは、カッタブラケット２３は第３のユニットのベースプレートと第２のユニットの駆動ハウジングとに固定ボルトによって固定して装着される。
【００１５】
この出願の発明に係るホブ加工ユニットは、これを構成するベースユニット４及びメインユニット５並びに第３のユニットを設けた場合における固定ユニットは、それぞれ個別にタレットの工具取付ステーションに装着される。この装着状態でベースハウジングに軸支されたピックアップ軸１０がタレット２の内部の工具駆動軸に連結され、ホブカッタ２６はピックアップ軸１０、中間軸１７及び支点軸２１を介して、タレット内部の工具駆動軸によって回転駆動される。従って、タレットの工具駆動軸を旋盤の主軸の回転と同期させて、所定の回転数比で回転させれば、歯切りに必要なホブカッタとワークの回転の同期をとることができる。また前述したように、カッタブラケット２３を支点軸２１回りに揺動して、ベースプレートに固定することにより、ワークに対するホブカッタ２６の角度を変更できる。そして、この発明に係る構造では、ホブカッタとタレット外周との間にホブカッタを駆動するための歯車対や中間軸が介在しないので、ホブカッタ２６をタレット２の外周に接近して装着することができ、更に複数の工具取付ステーションを用いてカッタブラケット２３を固定することにより、ホブカッタ２６の高い支持剛性を確保することができる。
【００１６】
なお、実用的にはあまり好ましい構造ではないが、タレット内の工具駆動軸がタレットに装着されたすべての回転工具を一斉に回転駆動する構造のタレットであれば、上記ピックアップ軸及びピックアップ軸と中間軸を噛合連結する歯車対１４ａ、１４ｂを設けないで、中間軸の内側端に固定した傘歯車をタレット中心回転軸に一体の傘歯車に噛合わせた構造とすることもできる。この場合には、上記第１のベースユニットを設けないで、メインユニットと上記第３のユニットである固定ユニットとで、この出願の発明のホブ加工ユニットを構成することもできる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図１に示す実施例を参照して、この発明のホブ加工ユニットの一実施形態を詳細に説明する。図のホブ加工ユニット１が装着されている旋盤のタレット２は、１２個の工具取付ステーションを備えたもので、その内の隣接する２つの工具取付ステーションＡ、Ｂを用いて、相対的に符号１で示すホブ加工ユニットが装着されている。タレットにはドリルやミーリングカッタなどの回転工具を支軸と平行な方向に軸支する構造のものもあるが、図１に示したタレットは、これらの回転工具を放射方向に装着する構造である。タレット２内にはタレット２の割出し回転に無関係にワークの方向（Ｘ軸方向）を向く工具駆動軸３が設けられている。この工具駆動軸の装着構造及び駆動手段は、既に公知であるのでここでは省略する。なお、工具取付ステーションＡ、Ｂは、回転工具の取付ステーションであってもそうでなくてもかまわないが、少なくともタレット２には、回転工具の駆動手段が設けられている必要がある。
【００１８】
図のホブ加工ユニット１は、ベースユニット４とメインユニット５とで構成され、メインユニット５は、駆動ユニット６とカッタユニット７との２つのサブユニットを備えている。ベースユニット４は、第１工具取付ステーションＡに嵌着されるベースハウジング８と、これに一体のベースプレート９とを備え、ベースハウジング８の中心にタレットの半径方向のピックアップ軸１０が軸受１１、１２で自由回転可能に軸支されている。ピックアップ軸１０の内側端には、工具駆動軸３と係合する係合部１３が形成されており、これに隣接して第１の傘歯車対の一方１４ａが固定されている。図示実施例の係合部１３は、ピックアップ軸１０の直径方向の突条である。ベースハウジング８及びこれと一体のベースプレート９は、ベースプレート９を図示しないボルトでタレット２の外周に定着することによって固定されている。
【００１９】
駆動ユニット６は、第２工具取付ステーションＢに嵌挿される駆動ハウジング１５と、これに一体の支持ベース１６とを備えている。駆動ハウジング１５には、中間軸１７が軸受１８、１９で自由回転可能に軸支されており、その内側端には前記傘歯車１４ａとで第１の歯車対を形成する傘歯車１４ｂが固定されており、その外側端には第２の傘歯車対を形成する歯車の一方２０ａが固定されている。支持ベース１６の外表面は、第１工具取付ステーションの半径方向の軸と直交する平面で、後述する支点軸２１と同軸の短い円筒形の嵌合孔２２（いんろう）が形成されている。この駆動ユニットは、図示しないボルトでタレットの外周に締結して装着されている。
【００２０】
カッタユニット７は、コの字形のカッタブラケット２３を備えており、このカッタブラケットは、軸受２４、２５でホブカッタ２６を固定したカッタ軸２７の両端を自由回転可能に軸支している。カッタ軸の一端側にはカッタ軸と直交する方向の支点軸２１が軸受２８、２９で軸支されており、支点軸２１とカッタ軸２７とは直角の傘歯車３０ａ、３０ｂで駆動連結されている。支点軸２１を軸支している軸受２８、２９の外輪の一部は、カッタブラケット２３の前記支持ベース１６に対向する面から突出しており、この突出部分が支持ベースの嵌合孔２２に嵌合することにより、カッタブラケット２３が支点軸２１回りに角度調整可能に駆動ハウジング１５に連結される。支点軸２１の内側端には、中間軸１７の傘歯車２０ａと噛合して、第２の傘歯車対を形成する傘歯車２０ｂが固定されている。カッタブラケット２３は、図に示した固定ボルト３１の複数本により、ベースプレート９及び支持ベース１６に締結して装着されている。これらの固定ボルト３１のカッタブラケット２３側のボルト孔は、支点軸２１を中心とする円弧孔とされ、カッタブラケット２３の支点軸２１回りの角度位置を調整可能にしている。
【００２１】
このようにしてタレット２に装着されたホブカッタ２６は、ホブカッタ２６のリードに対応する角度にして、カッタブラケット２３を固定してタレット２に装着され、タレット２の割出し動作によりホブカッタ２６をワークに対向させた状態で、ワークを把持する主軸と工具駆動軸３とを所定の回転数比で回転させながら、刃物台で切込送りを与えることにより、ワークの歯切り加工を行なう。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例をタレットに装着した状態で示す断面側面図
【図２】従来のホブ加工ユニットの一例をタレットに装着した状態で示す断面側面図
【符号の説明】
15  駆動ハウジング
17  中間軸
21  支点軸
23  カッタブラケット
26  ホブカッタ
27  カッタ軸
【図１】
0004489255.tif 000002
【図２】
0004489255.tif 000003