ホブ盤の割出機構
【課題】 多条ウオームギヤからなる割出機構を有するホブ盤において、ウオームギヤのなじみ磨耗を利用して隣接ピッチの均等化を図って長期にわたり高精度の割出加工を維持する割出機構を提供する。
【解決手段】 多条ウオーム１と噛合うウオームホイール３の歯数を、ウオーム条数回だけウオームホイール３が回転する間に、全てのウオーム条と全てのウオームホイール歯が噛合う歯数とし、従来の手段のウオーム条数毎の特定の歯とだけのなじみ磨耗を、全ての歯と均等になじみ磨耗させ合うことにより隣接ピッチを均等化し、割出精度の低下を防いだ多条ウオームギヤとした。しかし、かかる多条ウオームギヤ比は必ず帯小数値となり割出機構には不適当なため、機構内の伝導歯車比で帯小数値の小数分を吸収或いは補足して割出定数を整数値としたことにより割出換歯車７の算出を容易にし、また割出加工を可能な手段とした。
【解決手段】 多条ウオーム１と噛合うウオームホイール３の歯数を、ウオーム条数回だけウオームホイール３が回転する間に、全てのウオーム条と全てのウオームホイール歯が噛合う歯数とし、従来の手段のウオーム条数毎の特定の歯とだけのなじみ磨耗を、全ての歯と均等になじみ磨耗させ合うことにより隣接ピッチを均等化し、割出精度の低下を防いだ多条ウオームギヤとした。しかし、かかる多条ウオームギヤ比は必ず帯小数値となり割出機構には不適当なため、機構内の伝導歯車比で帯小数値の小数分を吸収或いは補足して割出定数を整数値としたことにより割出換歯車７の算出を容易にし、また割出加工を可能な手段とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ウオームギヤ（「ウオームとウオームホイールの対」をいう。）からなる割出機構を備えたホブ盤の内、小形歯車の歯切加工を目的とするものであり、日本工業規格（ＪＩＳ Ｂ４３５５）で小形歯車用ホブの形状・寸法として規定されているが、その規定の寸法以下の小形ホブを使用するホブ盤（以下、「横形ホブ盤」という。）の割出機構に関する。
【０００２】
横形ホブ盤は、一般の縦形ホブ盤と異なり、図２に示すように、加工素材である歯車素材６が比較的に小形で軽量のため、独特の構造になっている。すなわち、加工素材である歯車素材６を取り付けるテーブルがないことである。代わりにウオームホイール軸４を備え、先端にコレットチャック５が設けてあり、歯車素材６あるいは素材取り付け軸をコレットチャック５に嵌合し、ウオームホイール軸４の後部より引張ネジで簡単にウオームホイール軸４の軸心に固定できる構造である。また、加工素材の取替えあるいは切削油や切粉の落下方向が好都合であり作業性が良いため、小形ホブを使用するホブ盤は普通では横形になっている。
【０００３】
横形ホブ盤は使用するホブ２４の径が小さいため、ホブ軸２３の回転が比較的高速になっている。したがって少歯数の歯切りの場合には、ウオーム軸２は著しく回転が高速になり、すべり摩擦伝導のため焼損する危険がある。そのため、ウオーム条を複数からなる多条ウオーム１として、ウオームホイール３の回転に対するウオーム軸２の回転速度と回転数をウオーム条数分の１に減じて、割出機構の損耗を防いでいる。この多条ウオーム１は変動負荷の小さい横形ホブ盤だけが有する構造である。
【背景技術】
【０００４】
歯車を削りだす方法には、汎用フライス盤に割出台を載せて、インボリュート歯形のフライスで歯車素材に１歯づつ削りだす成形歯切法がある。特殊形状か精度を必要としない場合には非能率であるが、この方法が利用されている。しかし、歯車の需要が増し、また高精度化に伴い、歯切専用の自動加工機が各種開発されてきた。すなわち、インボリュート曲線からなる歯形が自動割出加工できる創成歯切法には、ホブによる法、ラックカッターによる法、ピニオンカッターによる法があり、傘歯車ではＧ形刃物による法やグリーソン方式の特殊カッターによる法などが主な加工法式で、それぞれ独特の運動機構からなっており、他の機種では加工できない形状の歯車を完成まで能率よく自動で歯切加工できる。普通形状の平歯車、はすば歯車、ウオームホイールはホブにより高能率で加工できるため、ホブ盤が最も多く用いられている。
【０００５】
現在では、ＣＮＣ制御技術が急速に発達して、各種の工作機械がＮＣ化されている。また新しい複合工作機も開発され、歯切機能を備えた機種も出現している。ただし、多機能とはいえ機械の大きさに比べ加工できる歯車は小形で生産性も不十分である。よって便利性はあるがコストの高い歯車となる欠点がある。したがって、これらは多量生産向きには実用性がない。
【０００６】
また、ＮＣ化した工作機械で複雑な形状の加工を自動化し、素材の交換だけ人手に頼ることで効果を発揮できるＮＣ加工機がある。これは、一般に素材又は工具の回転が非常に高速切削になっており、超硬工具の使用が殆どであり、よって加工送りを遅くして変動負荷を生じない加工法になっている。ホブ盤のＮＣ化の場合にはホブによる創成歯切のため、変動負荷が大きく、よってホブ軸回転を高速とし、送りを特に遅くする必要がある。そのためには高価なホブを非常に高価な超硬ホブに取り替える必要がある。しかし、超硬ホブは非常に脆弱で、刃が欠損し易いので、歯切り加工中に２軸モーターの回転比が負荷に負けて僅かでもずれると、急激に負荷が増大して瞬時に超硬ホブの刃が欠損する。したがって加工歯車の形状や材質により変動負荷が大きく変わるホブ盤のＮＣ化には、加工効率や採算性の問題が生じる。
【０００７】
従来の歯切盤として、歯切りカッターの回転に同期させてワークテーブルを回転させ、当該ワークテーブルにセットしたワークを加工する歯切盤において、ワークテーブルをモーターと一体に形成して上記ワークを直接回転させる構成からなる歯切盤が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。このものは、大きなモーター８でダイレクト駆動しているが、ダイレクト駆動では変動負荷の大きいホブ盤のテーブルを正確に回転させるには問題が多い。また、テーブルサドルを前後に移動させるネジ軸はモーター取り付けのために下方にあり、トーションによりテーブルサドル摺動面が湾曲磨耗し、加工中の変動負荷により僅かずつ移動して正確な歯切加工が困難となる。
【０００８】
また、従来のホブ盤では、切削による加工熱を除去するために切削油を使用する。したがって切削油が切粉とともにテーブル上に落下する。テーブルの外周は溝を設けて壁囲いとなっており、よって加工素材取り付け軸を固定するために、放射状に設けられたＴ溝を通って、中央にある大きな穴よりベッドに設けられた油槽に切削油が落下する構造になっている。よってモーターが中央に位置すると、その対策が必要となる。したがって、テーブルのダイレクト駆動はトルクの点で、変動負荷の大きいホブ盤のＮＣ化には、加工能力に問題が多い。
【０００９】
よって他のホブ盤の駆動装置には、テーブルの駆動機構としてサーボモーターとウオームギヤからなるものが提案されている（例えば、特許文献２参照。）このものの割出機構はサーボモーターによりウオームギヤ駆動されるが、図面で見る限り、ウオームギヤがテーブルの摺動面から離れているのでテーブルにトーションがかかり正確な歯切加工ができない問題がある。
【００１０】
また、ＮＣ化したホブ盤で歯切加工中、突然に停電が発生した場合、モーターも電磁による保持力が消えるため、２軸モーターが変動負荷に耐えて回転比を維持しながら同時停止するのは至難である。したがってホブ刃の欠損や加工中の歯車又は素材取り付け軸の破損などが起きる。そのために万一に備えて動力用の無停電電源装置の設置などの停電対策が必要となる。よって、長年の実績により構造がほぼ安定している従来の１軸タイプのホブ盤は加工能力の限度が伝導歯車音などで判断しやすいため、安心して生産能率を高めることができる。
【００１１】
ホブ盤は高精度の歯切加工が出来ることが最も重要なため、ホブ盤の製造メーカーはウオームホイール径を機械構造の範囲内で出来るだけ大きくし、歯数も多くして割出精度の向上、維持に特別の努力を払っている。しかし、創成歯切のためホブによる切削と同期して歯車素材を回転させる必要がある。よってホブによる断続切削荷重がすべり摩擦伝導のウオームホイールの歯にかかり偏磨耗を生じて割出精度が低下する。よって、同一の歯車を重切削で継続して歯切加工をする場合には、半数を計画的に割出換歯車の噛合いをずらせて、加工歯車の歯先と歯溝の位置を入れ換えて偏磨耗の均等化を図ることが重要である。
【００１２】
また、ウオームギヤは平歯車と異なり、完全なるすべり摩擦のため、変動負荷がないときは、隣接ピッチを均等化する自己修正機能が強く、そのためになじみ磨耗で隣接ピッチが均等になり、割出精度も回復する。ただし、ウオームギヤ歯面のインボリュートカーブが磨耗により変形すると、なじみ磨耗によっても修正できないので、ウオームホイール歯数毎の割出誤差が発生する。よって、ホブ盤製造メーカーはウオームを耐磨耗性の特殊鋼で造り、焼入れ硬化して歯形の変形を防ぎ、またウオームホイールとの焼き付きを防いでいる。
【００１３】
横形ホブ盤の内、最も加工能力が大きくはすば歯切も出来るのは、俗にいわれているミクロンホブ盤である。このホブ盤はスイスのミクロン社で開発され、横形ホブ盤の特徴を全て備えており、機構が合理的で歯車関係はバランスが良い歯数比となっており、操作性が良く優れた横形ホブ盤である。よって古くから親しまれ、各地でミクロン形ホブ盤として製造され用いられている。また横形ホブ盤は加工サイクルが短いため、歯切終了後、ホブが加工前の位置に自動復帰するタイプがある。ミクロン形ホブ盤にも自動復帰装置を取り付けたタイプがある。
【００１４】
【特許文献１】実開平５−３９８２７号公報
【特許文献２】特公平８−１５６８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明が解決しようとする課題は、横形ホブ盤の割出機構に関するものである。横形ホブ盤はウオーム条が複数からなる多条ウオームを有するが、この多条ウオームの各条はウオームホイールの特定の歯としか噛合わない。したがって歯切加工により偏磨耗が生じた場合には、多条ウオームの各条は条数毎の特定の歯となじみ磨耗を繰り返すだけで隣接ピッチとは均等化作用が生じない。このために、ウオームホイールの歯数の条数分の１の割出誤差が生じて消滅することがない。したがって割出精度が次第に低下してゆく弊害があった。本発明はその弊害を除去して長期にわたり高精度の歯切加工を維持する横形ホブ盤を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の目的を達成するための本発明の手段は、多条ウオーム１とウオームホイール３の対からなるウオームギヤから形成の割出機構を有する横形ホブ盤において、ウオームホイール３の歯数を、多条ウオーム１の条数の倍数からなる歯数に１歯加えた歯数か、又は１歯減じた歯数の内でホブ盤構造に適合する歯数とすることで、ウオーム条数回だけウオームホイール３が回転する間に、多条ウオーム１の全ての条がウオームホイール３の全て歯と順送りに噛合うものとし、そのため帯小数値となった多条ウオームギヤ比から割出加工を可能にするために、割出機構の割出元軸１０よりホブ軸２３に至る間に、帯小数値の小数分を吸収又は補足して小数を消去し得る歯数比の歯車を設け、割出定数を整数として割出換歯車の算出を容易にし、かつウオームホイール３の回転のずれにホブ軸２３の回転を同調させて歯切加工を可能にしたことを特徴とする横形ホブ盤の割出機構である。
【００１７】
すなわち、上記の割出機構は、多条ウオーム１と噛合うウオームホイール３の歯数を、ウオーム条数回だけウオームホイール３が回転する間に、多条ウオーム１の全てのウオーム条と全てのウオームホイール３の歯が噛合う歯数にしたことである。したがって、歯切加工により偏磨耗が生じた場合、本発明のウオームホイール３は、ウオーム条数毎のなじみ磨耗を順次ずらせて隣接ピッチを均等化することにより、次第に全てのピッチが均等になり、割出精度が回復してくる。また、多条ウオームギヤは１条ウオームギヤに比べ進み角が大きくなるため、はすば歯車の如く噛合い率が向上する。したがって１条ウオームホイールに生じる歯数毎の割出誤差が、本発明の多条ウオームギヤでは発生し難くなり、長期にわたり円滑なる回転を維持できる。ただし、このような多条ウオームギヤは、ギヤ比が必ず帯小数値となるので割出機構には適当ではない。したがって、本発明の手段は、割出換歯車７を算出するために整数値の割出定数が必要なため、帯小数に近い任意の整数を割出定数とし、その整数との差分の小数を吸収或いは補足する歯数比の歯車を割出元軸１０よりホブ軸２３に至る割出機構の間に設けた手段である。
【発明の効果】
【００１８】
以上の本発明の手段としたことで、帯小数値の多条ウオームギヤ比から整数値の割出定数を得て、割出換歯車の算出を容易にし、また多条ウオームギヤが回転するごとに順次に噛合いがずれて絶えずなじみ磨耗により、ウオームホイールの隣接ピッチを均等化するために、歯切加工による偏磨耗が生じても次第に消滅して、長期にわたり高精度の割出加工を維持できる。したがって、シェービングや歯車研削による二次加工で精度を向上することが至難であった薄板材からなる歯車やピニオン歯車の精度が飛躍的に向上し、それらの小形歯車を使用する精密機器の品質向上に大いに寄与できるので、本発明の割出機構は従来の横形ホブ盤にない優れた効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施例を説明する前に、従来の横形ホブ盤の割出機構について説明し、その後に本発明による横形ホブ盤の割出機構と比較して、本発明がホブ盤としての機能があることを説明する。そこで横形ホブ盤で最も有名なミクロン形ホブ盤を選び、本発明を適用した例と比較して説明する。
【００２０】
先ず、図２のミクロン形ホブ盤の割出機構における歯車系統図を参照して説明する。この多条ウオーム１は５条を１単位とするウオーム条からなってウオーム軸２に設けられており、これと噛合うウオームホイール３の歯数は８０でウオームホイール軸４に設けられている。なお、図２で歯数８０を８０Ｎとして記載しているように、図面では数値の後に歯数を示すＮを付して表している。ウオーム軸２の一端は外部に露出しており、割出換歯車７を取り付けることができる。割出元軸１０の一端も外部に露出しており、元軸換歯車９を取り付けることができる。割出元軸１０とホブ軸２３は機構内部の伝導軸及び歯車を介して１対１の回転比となっている。したがって、割出元軸１０とウオーム軸２に同歯数の元軸換歯車９と割出換歯車７を取り付け、中間歯車８で接続すると、ウオームギヤ比が１６のため、ホブ軸２３が１６回転すると割出元軸１０が１６回転し、さらにウオーム軸２が１６回転し、その結果ウオームホイール軸４が１回転する。すなわち、１６分割の割出が出来る。
【００２１】
したがって、このミクロン形ホブ盤の割出定数は１６となり、割出元軸１０に歯数が１６の元軸換歯車９を取り付けておけば、割出すべき歯数の割出換歯車７をウオーム軸２に取り付け、中間歯車８で接続すれば、目的歯数の割出ができる割出機構となる。ただし、元軸換歯車９の歯数が１６では歯車径が小さすぎるので、普通では２倍歯数の３２の元軸換歯車９を取り付ける。この場合には、ウオーム軸２の割出換歯車７も比例して２倍の歯数にする必要がある。また、少歯数の歯切のために、歯数６４の元軸換歯車９が用意されている。したがって、上記の割出定数の１６は割出換歯車７の割り出すべき歯数Ｚを算出するための基準数値である。
【００２２】
このミクロン形ホブ盤の割出元軸１０に、割出定数の１６と同じ歯数の元軸換歯車９を取り付け、ウオーム軸２に割出すべき歯数Ｚと同歯数の割出換歯車７を取り付け、中間歯車８で接続してホブ軸２３を１回転させた場合に、駆動側の歯車を分子とし、被動側の歯車を分母として、ウオームホイール軸４の回転割合を表すと、次の計算式（１）となる。この場合、ホブ軸２３からウオームホイール軸４に至る間の中で中間歯車及び噛合い歯数比が１対１の歯車は回転比に影響しないために省略している。
【００２３】
【数１】
【００２４】
上記のとおりで、この計算式（１）はホブ軸２３を１回転させるとウオームホイール軸４がＺ分の１回転することを示している。すなわちホブ軸２３がＺ回転でウオームホイール軸４は１回転するので、割出歯車７の歯数Ｚの割出加工が出来る機構である。よって割出換歯車７の算出が容易に出来る。
【００２５】
この計算式（１）のなかで、１はホブ軸２３の回転数、分子の７０はホブ軸２３に固定の歯車２２の歯数で、分母の３５は伝導軸１４ｃに固定の歯車２１の歯数である。次の分子３０は伝導軸１４ａに固定のはすば歯車１３の歯数で、分母の６０は割出元軸１０に固定のはすば歯車１１の歯数である。次の分子１６は割出元軸１０に取り付けた元軸換歯車９の割出定数の歯数で、分母のＺはウオーム軸２に取り付けた割出換歯車７の割出すべき歯数である。次の分子の５は多条ウオーム１の条数で、分母の８０はウオームホイール軸４に固定のウオームホイール３の歯数である。したがって、この多条ウオームギヤのギヤ比は整数値のため、なじみ磨耗によっても１６分の１の割出誤差は解消されることがない。
【実施例１】
【００２６】
次に、本発明の実施例について、前記のミクロン形ホブ盤に適用した例として図１を参照して説明する。ところで、ミクロン形ホブ盤は構造が合理的でバランスの良い歯数比となっている。そこで、このミクロン形ホブ盤の構造を出来るだけ変更せず、歯数を僅か変更するだけで、本発明の目的を達成し得るものとしたのである。したがって、従来のホブ盤が使用によって割出精度が劣化した場合にも、本発明の歯車と取り替えるだけで高精度のホブ盤に再生できる利点がある。
【００２７】
すなわち、多条ウオーム１は単位条数は５条のままとし、ウオームホイール３の歯数を８０から８１とする。したがって多条ウオーム１の位置をずらせて噛合いを調整する。このようにウオームホイール３の歯数を８１としたので、多条ウオーム１とウオームホイール３からなるウオームギヤの噛合いは順次ずれて、ウオームホイール３が５回転で多条ウオーム１の各条が全てのウオームホイール３の歯と均等に噛合うこととなる。このため、歯切加工により多条ウオームギヤに偏磨耗が生じた場合でも、ウオームホイール３に５歯毎のなじみ磨耗が発生することなく、噛合いが順次ずれていき、絶えず隣接ピッチを均等化する方向になじみ磨耗し合うこととなる。このために、次第にウオームギヤの全てのピッチが均一になる。また、１条のウオームギヤに比べ、多条ウオームギヤは進み角が大きいために、はすば歯車の如く噛合い率が大きくなる。このため、ウオームホイール３の歯数毎の回転誤差が発生し難くなり、長期にわたり高精度の割出加工を維持できる。
【００２８】
ただし、上記した多条ウオーム１とウオームホイール３からなるウオームギヤの場合、そのギヤ比は帯小数値の１６．２となる。このために割出換歯車７の算出が複雑となり、このままでは実用に適さない。そこで、本発明では、割出元軸１０よりホブ軸２３に至る割出機構の間に、帯小数１６．２の小数分０．２を吸収し得る歯数比のはすば歯車１３、歯車２１、歯車２２を設けて割出定数を整数値の１６とした手段である。
【００２９】
すなわち、図１に示すように、一端にホブ２４を有するホブ軸２３に固定の歯車２２を歯数７２の歯車に取替え、これと噛合う伝導軸１４ｃに固定の歯車２１を歯数３２の歯車に取り替える。したがって、１歯分の軸間距離が余るのでプラス転位した歯車とする。次に、伝導軸１４ｃの傘歯車２０と噛み合う傘歯車１９を経て、伝導軸１４ｂのはすば歯車１７から、さらに伝導軸１４ａのはすば歯車１６およびはすば歯車１３からなる歯車構造において、伝導軸１４ａに固定の上記のはすば歯車１３を歯数２７のはすば歯車と取り替える。この取り替えにより中間はすば歯車１２とはすば歯車１３の軸間距離に１．５歯分の軸間距離が余ることとなる。しかし、この余った軸間距離を調整するための中間歯車軸１２ａは噛合いを調整するために多少位置を移動することができる。また、中間はすば歯車１２ははすば歯車１１と直角に噛合っているため、できるだけはすば歯車１１の歯幅の中心と噛合わせる必要がある。したがって新規なはすば歯車１３との噛合い位置の関係から、中間はすば歯車１２の歯数を２歯増した歯車とする。このようにすることで、中間はすば歯車１２ははすば歯車１３と噛合い、かつ、はすば歯車１１の歯幅のほぼ中心とも噛合うので、中間歯車軸１２ａの位置を固定し直す。以上が本発明の割出機構をミクロン形ホブ盤に適用した手段である。なお、伝導軸１４ａのはすば歯車１６の嵌合部および伝導軸１４ｂのはすば歯車１７の嵌合部にはスライドキー溝１８が形成されているのではすば歯車１６及びはすば歯車１７は噛合いを保ちながら摺動することができる。
【００３０】
上記のように、本発明をミクロン形ホブ盤に用いた手段であるが、多条ウオームギヤ比が帯小数値でありながら、割出定数を整数値の１６として算出した割出換歯車７で割出加工が可能なことを、次の計算式（２）により説明する。前記の計算式（１）の如く、割出元軸１０に新規の割出定数１６と同じ歯数の元軸換歯車９を取り付け、ウオーム軸２には割出すべき歯数Ｚと同じ歯数の割出換歯車７を取り付け、中間歯車８で接続する。またホブ軸２３よりウオームホイール軸４に至る間の中間歯車及び歯数比が１対１の歯車は省略して、ホブ軸２３を１回転させた場合に、駆動歯車を分子とし被動歯車を分母として、ウオームホイール軸４がＺ分の１回転すれば、Ｚ歯数の割出換歯車７でＺ歯数の歯切加工が出来ることになる。また伝導軸１４ａには駆動用プーリー１５を有し、駆動力が伝達される。
【００３１】
【数２】
【００３２】
本発明の割出機構をミクロン形ホブ盤に適用した手段は上記の通りで、多条ウオームギヤ比を帯小数値の１６．２として、全てのウオーム１の条が全てのウオームホイール３の歯と均等に噛合う歯数８１としたことにより、５歯毎のなじみ磨耗を隣接ピッチ均等化方向に変えて、絶えずなじみ磨耗によりウオームホイール３の割出精度を向上する割出機構にしたものである。しかし、多条ウオームギヤ比が帯小数値では、割出換歯車７の算出が困難でホブ盤には不適当である。よって、本発明の手段は、上記の如く割出元軸１０よりホブ軸２３に至る割出機構の間に、小数分の０．２を吸収し得る歯数比の歯車を設けたことにより、整数値の１６を割出定数として割出換歯車７の算出を容易にし、かつ、高精度の歯切加工を長期にわたり維持することができる手段である。
【００３３】
横形ホブ盤は比較的に割出定数の数値が小さいため、割出換歯車の精度がウオームギヤを介して加工精度に及ぼす影響が大きい。本発明の割出機構の場合には、その誤差が加工歯車の全周に分散するが、加工送りも同時進行するため、螺旋状の縞模様となり歯面精度が低下する。したがって、高精度の歯切加工をするには、割出換歯車を歯車研削などの二次加工したピッチ精度の良い割出換歯車を使用する必要がある。また図１には記載していなかった差動装置を使用してはすば歯切をする場合、ウオームホイール１歯分回転が遅れるため、差動定数を変更する必要がある。もし、従来のリード表を変更したくない時は送りねじピッチ５ｍｍを８１分の８０に縮小する必要がある。
【００３４】
ホブ盤製造メーカーが多条ウオームと噛合うウオームホイールを製造する場合、多条ウオームと同径、同条のウオームホイール歯切専用のホブを使用する必要がある。よってミクロン形のウオームホイール歯数８０の場合には、マザーホブ盤の割出数は８０ではなく１６である。よって５歯毎のピッチ誤差が出来やすく、正確なウオームホイールが得難い。したがって、歯車研削ができるはすば歯車を使用したウオームホイールがある。しかし、多条ウオームと点接触となるため、摩擦圧が高くなり焼損を起こしやすい欠点がある。本発明のウオームホイールは歯数が８１のため、５条毎のピッチ誤差が生じないため、高精度のウオームホイールが得られる。ただし、割出数が１６．２となるので、小数分を割り出すため８１歯と８０歯の組合わせ割出換歯車が余分に必要となる。
【００３５】
本発明をミクロン形のホブ盤に適用した場合には、在来の伝導歯車を取り替えて目的を達したが、他機種の横形ホブ盤で構造がより簡単な場合に、本発明を適用した例を簡単に説明する。例えば、割出機構のウオームホイールの歯数が３０、噛合う多条ウオームの条数が３、割出定数が１０である横形ホブ盤において、割出元軸よりホブ軸に至る間で、本発明の歯数に交換できる伝導歯車が無いホブ盤の場合、本発明を適用するには、例えばウオームホイールの歯数を２９とすれば多条ウオームギヤ比が９．６６６６・・・と無限の帯小数となる。すなわち、９＋２／３の帯分数となる。したがって、１０との差の１／３を補足するため、新規に割出元軸側に歯数３０の伝導歯車を設け、ホブ軸側に２９の伝導歯車を設け、その間に回転方向が逆になるのを正すため任意歯数の中間歯車を設けて噛合わせれば、伝導構造が余分に増えるが、従来の多条ウオームギヤの弊害を除去できて永く高精度の歯切り加工を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明のミクロン形のホブ盤の割出機構のうち、差動装置を除いて示す歯車系統の斜視略図である。
【図２】従来のミクロン形のホブ盤の割出機構のうち、差動装置を除いて示す歯車系統の斜視略図である。
【符号の説明】
【００３７】
１ 多条ウオーム
２ ウオーム軸
３ ウオームホイール
４ ウオームホイール軸
５ コレットチャック
６ 歯車素材
７ 割出換歯車
Ｚ 割出換歯車の歯数
８ 中間歯車
９ 元軸換歯車
１０ 割出元軸
１１ はすば歯車
１２ 中間はすば歯車
１２ａ 中間歯車軸
１３ はすば歯車
１４ａ 伝導軸
１４ｂ 伝導軸
１４ｃ 伝導軸
１５ 駆動用プーリー
１６ はすば歯車
１７ はすば歯車
１８ スライドキー溝
１９ 傘歯車
２０ 傘歯車
２１ 歯車
２２ 歯車
２３ ホブ軸
２４ ホブ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ウオームギヤ（「ウオームとウオームホイールの対」をいう。）からなる割出機構を備えたホブ盤の内、小形歯車の歯切加工を目的とするものであり、日本工業規格（ＪＩＳ Ｂ４３５５）で小形歯車用ホブの形状・寸法として規定されているが、その規定の寸法以下の小形ホブを使用するホブ盤（以下、「横形ホブ盤」という。）の割出機構に関する。
【０００２】
横形ホブ盤は、一般の縦形ホブ盤と異なり、図２に示すように、加工素材である歯車素材６が比較的に小形で軽量のため、独特の構造になっている。すなわち、加工素材である歯車素材６を取り付けるテーブルがないことである。代わりにウオームホイール軸４を備え、先端にコレットチャック５が設けてあり、歯車素材６あるいは素材取り付け軸をコレットチャック５に嵌合し、ウオームホイール軸４の後部より引張ネジで簡単にウオームホイール軸４の軸心に固定できる構造である。また、加工素材の取替えあるいは切削油や切粉の落下方向が好都合であり作業性が良いため、小形ホブを使用するホブ盤は普通では横形になっている。
【０００３】
横形ホブ盤は使用するホブ２４の径が小さいため、ホブ軸２３の回転が比較的高速になっている。したがって少歯数の歯切りの場合には、ウオーム軸２は著しく回転が高速になり、すべり摩擦伝導のため焼損する危険がある。そのため、ウオーム条を複数からなる多条ウオーム１として、ウオームホイール３の回転に対するウオーム軸２の回転速度と回転数をウオーム条数分の１に減じて、割出機構の損耗を防いでいる。この多条ウオーム１は変動負荷の小さい横形ホブ盤だけが有する構造である。
【背景技術】
【０００４】
歯車を削りだす方法には、汎用フライス盤に割出台を載せて、インボリュート歯形のフライスで歯車素材に１歯づつ削りだす成形歯切法がある。特殊形状か精度を必要としない場合には非能率であるが、この方法が利用されている。しかし、歯車の需要が増し、また高精度化に伴い、歯切専用の自動加工機が各種開発されてきた。すなわち、インボリュート曲線からなる歯形が自動割出加工できる創成歯切法には、ホブによる法、ラックカッターによる法、ピニオンカッターによる法があり、傘歯車ではＧ形刃物による法やグリーソン方式の特殊カッターによる法などが主な加工法式で、それぞれ独特の運動機構からなっており、他の機種では加工できない形状の歯車を完成まで能率よく自動で歯切加工できる。普通形状の平歯車、はすば歯車、ウオームホイールはホブにより高能率で加工できるため、ホブ盤が最も多く用いられている。
【０００５】
現在では、ＣＮＣ制御技術が急速に発達して、各種の工作機械がＮＣ化されている。また新しい複合工作機も開発され、歯切機能を備えた機種も出現している。ただし、多機能とはいえ機械の大きさに比べ加工できる歯車は小形で生産性も不十分である。よって便利性はあるがコストの高い歯車となる欠点がある。したがって、これらは多量生産向きには実用性がない。
【０００６】
また、ＮＣ化した工作機械で複雑な形状の加工を自動化し、素材の交換だけ人手に頼ることで効果を発揮できるＮＣ加工機がある。これは、一般に素材又は工具の回転が非常に高速切削になっており、超硬工具の使用が殆どであり、よって加工送りを遅くして変動負荷を生じない加工法になっている。ホブ盤のＮＣ化の場合にはホブによる創成歯切のため、変動負荷が大きく、よってホブ軸回転を高速とし、送りを特に遅くする必要がある。そのためには高価なホブを非常に高価な超硬ホブに取り替える必要がある。しかし、超硬ホブは非常に脆弱で、刃が欠損し易いので、歯切り加工中に２軸モーターの回転比が負荷に負けて僅かでもずれると、急激に負荷が増大して瞬時に超硬ホブの刃が欠損する。したがって加工歯車の形状や材質により変動負荷が大きく変わるホブ盤のＮＣ化には、加工効率や採算性の問題が生じる。
【０００７】
従来の歯切盤として、歯切りカッターの回転に同期させてワークテーブルを回転させ、当該ワークテーブルにセットしたワークを加工する歯切盤において、ワークテーブルをモーターと一体に形成して上記ワークを直接回転させる構成からなる歯切盤が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。このものは、大きなモーター８でダイレクト駆動しているが、ダイレクト駆動では変動負荷の大きいホブ盤のテーブルを正確に回転させるには問題が多い。また、テーブルサドルを前後に移動させるネジ軸はモーター取り付けのために下方にあり、トーションによりテーブルサドル摺動面が湾曲磨耗し、加工中の変動負荷により僅かずつ移動して正確な歯切加工が困難となる。
【０００８】
また、従来のホブ盤では、切削による加工熱を除去するために切削油を使用する。したがって切削油が切粉とともにテーブル上に落下する。テーブルの外周は溝を設けて壁囲いとなっており、よって加工素材取り付け軸を固定するために、放射状に設けられたＴ溝を通って、中央にある大きな穴よりベッドに設けられた油槽に切削油が落下する構造になっている。よってモーターが中央に位置すると、その対策が必要となる。したがって、テーブルのダイレクト駆動はトルクの点で、変動負荷の大きいホブ盤のＮＣ化には、加工能力に問題が多い。
【０００９】
よって他のホブ盤の駆動装置には、テーブルの駆動機構としてサーボモーターとウオームギヤからなるものが提案されている（例えば、特許文献２参照。）このものの割出機構はサーボモーターによりウオームギヤ駆動されるが、図面で見る限り、ウオームギヤがテーブルの摺動面から離れているのでテーブルにトーションがかかり正確な歯切加工ができない問題がある。
【００１０】
また、ＮＣ化したホブ盤で歯切加工中、突然に停電が発生した場合、モーターも電磁による保持力が消えるため、２軸モーターが変動負荷に耐えて回転比を維持しながら同時停止するのは至難である。したがってホブ刃の欠損や加工中の歯車又は素材取り付け軸の破損などが起きる。そのために万一に備えて動力用の無停電電源装置の設置などの停電対策が必要となる。よって、長年の実績により構造がほぼ安定している従来の１軸タイプのホブ盤は加工能力の限度が伝導歯車音などで判断しやすいため、安心して生産能率を高めることができる。
【００１１】
ホブ盤は高精度の歯切加工が出来ることが最も重要なため、ホブ盤の製造メーカーはウオームホイール径を機械構造の範囲内で出来るだけ大きくし、歯数も多くして割出精度の向上、維持に特別の努力を払っている。しかし、創成歯切のためホブによる切削と同期して歯車素材を回転させる必要がある。よってホブによる断続切削荷重がすべり摩擦伝導のウオームホイールの歯にかかり偏磨耗を生じて割出精度が低下する。よって、同一の歯車を重切削で継続して歯切加工をする場合には、半数を計画的に割出換歯車の噛合いをずらせて、加工歯車の歯先と歯溝の位置を入れ換えて偏磨耗の均等化を図ることが重要である。
【００１２】
また、ウオームギヤは平歯車と異なり、完全なるすべり摩擦のため、変動負荷がないときは、隣接ピッチを均等化する自己修正機能が強く、そのためになじみ磨耗で隣接ピッチが均等になり、割出精度も回復する。ただし、ウオームギヤ歯面のインボリュートカーブが磨耗により変形すると、なじみ磨耗によっても修正できないので、ウオームホイール歯数毎の割出誤差が発生する。よって、ホブ盤製造メーカーはウオームを耐磨耗性の特殊鋼で造り、焼入れ硬化して歯形の変形を防ぎ、またウオームホイールとの焼き付きを防いでいる。
【００１３】
横形ホブ盤の内、最も加工能力が大きくはすば歯切も出来るのは、俗にいわれているミクロンホブ盤である。このホブ盤はスイスのミクロン社で開発され、横形ホブ盤の特徴を全て備えており、機構が合理的で歯車関係はバランスが良い歯数比となっており、操作性が良く優れた横形ホブ盤である。よって古くから親しまれ、各地でミクロン形ホブ盤として製造され用いられている。また横形ホブ盤は加工サイクルが短いため、歯切終了後、ホブが加工前の位置に自動復帰するタイプがある。ミクロン形ホブ盤にも自動復帰装置を取り付けたタイプがある。
【００１４】
【特許文献１】実開平５−３９８２７号公報
【特許文献２】特公平８−１５６８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明が解決しようとする課題は、横形ホブ盤の割出機構に関するものである。横形ホブ盤はウオーム条が複数からなる多条ウオームを有するが、この多条ウオームの各条はウオームホイールの特定の歯としか噛合わない。したがって歯切加工により偏磨耗が生じた場合には、多条ウオームの各条は条数毎の特定の歯となじみ磨耗を繰り返すだけで隣接ピッチとは均等化作用が生じない。このために、ウオームホイールの歯数の条数分の１の割出誤差が生じて消滅することがない。したがって割出精度が次第に低下してゆく弊害があった。本発明はその弊害を除去して長期にわたり高精度の歯切加工を維持する横形ホブ盤を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の目的を達成するための本発明の手段は、多条ウオーム１とウオームホイール３の対からなるウオームギヤから形成の割出機構を有する横形ホブ盤において、ウオームホイール３の歯数を、多条ウオーム１の条数の倍数からなる歯数に１歯加えた歯数か、又は１歯減じた歯数の内でホブ盤構造に適合する歯数とすることで、ウオーム条数回だけウオームホイール３が回転する間に、多条ウオーム１の全ての条がウオームホイール３の全て歯と順送りに噛合うものとし、そのため帯小数値となった多条ウオームギヤ比から割出加工を可能にするために、割出機構の割出元軸１０よりホブ軸２３に至る間に、帯小数値の小数分を吸収又は補足して小数を消去し得る歯数比の歯車を設け、割出定数を整数として割出換歯車の算出を容易にし、かつウオームホイール３の回転のずれにホブ軸２３の回転を同調させて歯切加工を可能にしたことを特徴とする横形ホブ盤の割出機構である。
【００１７】
すなわち、上記の割出機構は、多条ウオーム１と噛合うウオームホイール３の歯数を、ウオーム条数回だけウオームホイール３が回転する間に、多条ウオーム１の全てのウオーム条と全てのウオームホイール３の歯が噛合う歯数にしたことである。したがって、歯切加工により偏磨耗が生じた場合、本発明のウオームホイール３は、ウオーム条数毎のなじみ磨耗を順次ずらせて隣接ピッチを均等化することにより、次第に全てのピッチが均等になり、割出精度が回復してくる。また、多条ウオームギヤは１条ウオームギヤに比べ進み角が大きくなるため、はすば歯車の如く噛合い率が向上する。したがって１条ウオームホイールに生じる歯数毎の割出誤差が、本発明の多条ウオームギヤでは発生し難くなり、長期にわたり円滑なる回転を維持できる。ただし、このような多条ウオームギヤは、ギヤ比が必ず帯小数値となるので割出機構には適当ではない。したがって、本発明の手段は、割出換歯車７を算出するために整数値の割出定数が必要なため、帯小数に近い任意の整数を割出定数とし、その整数との差分の小数を吸収或いは補足する歯数比の歯車を割出元軸１０よりホブ軸２３に至る割出機構の間に設けた手段である。
【発明の効果】
【００１８】
以上の本発明の手段としたことで、帯小数値の多条ウオームギヤ比から整数値の割出定数を得て、割出換歯車の算出を容易にし、また多条ウオームギヤが回転するごとに順次に噛合いがずれて絶えずなじみ磨耗により、ウオームホイールの隣接ピッチを均等化するために、歯切加工による偏磨耗が生じても次第に消滅して、長期にわたり高精度の割出加工を維持できる。したがって、シェービングや歯車研削による二次加工で精度を向上することが至難であった薄板材からなる歯車やピニオン歯車の精度が飛躍的に向上し、それらの小形歯車を使用する精密機器の品質向上に大いに寄与できるので、本発明の割出機構は従来の横形ホブ盤にない優れた効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施例を説明する前に、従来の横形ホブ盤の割出機構について説明し、その後に本発明による横形ホブ盤の割出機構と比較して、本発明がホブ盤としての機能があることを説明する。そこで横形ホブ盤で最も有名なミクロン形ホブ盤を選び、本発明を適用した例と比較して説明する。
【００２０】
先ず、図２のミクロン形ホブ盤の割出機構における歯車系統図を参照して説明する。この多条ウオーム１は５条を１単位とするウオーム条からなってウオーム軸２に設けられており、これと噛合うウオームホイール３の歯数は８０でウオームホイール軸４に設けられている。なお、図２で歯数８０を８０Ｎとして記載しているように、図面では数値の後に歯数を示すＮを付して表している。ウオーム軸２の一端は外部に露出しており、割出換歯車７を取り付けることができる。割出元軸１０の一端も外部に露出しており、元軸換歯車９を取り付けることができる。割出元軸１０とホブ軸２３は機構内部の伝導軸及び歯車を介して１対１の回転比となっている。したがって、割出元軸１０とウオーム軸２に同歯数の元軸換歯車９と割出換歯車７を取り付け、中間歯車８で接続すると、ウオームギヤ比が１６のため、ホブ軸２３が１６回転すると割出元軸１０が１６回転し、さらにウオーム軸２が１６回転し、その結果ウオームホイール軸４が１回転する。すなわち、１６分割の割出が出来る。
【００２１】
したがって、このミクロン形ホブ盤の割出定数は１６となり、割出元軸１０に歯数が１６の元軸換歯車９を取り付けておけば、割出すべき歯数の割出換歯車７をウオーム軸２に取り付け、中間歯車８で接続すれば、目的歯数の割出ができる割出機構となる。ただし、元軸換歯車９の歯数が１６では歯車径が小さすぎるので、普通では２倍歯数の３２の元軸換歯車９を取り付ける。この場合には、ウオーム軸２の割出換歯車７も比例して２倍の歯数にする必要がある。また、少歯数の歯切のために、歯数６４の元軸換歯車９が用意されている。したがって、上記の割出定数の１６は割出換歯車７の割り出すべき歯数Ｚを算出するための基準数値である。
【００２２】
このミクロン形ホブ盤の割出元軸１０に、割出定数の１６と同じ歯数の元軸換歯車９を取り付け、ウオーム軸２に割出すべき歯数Ｚと同歯数の割出換歯車７を取り付け、中間歯車８で接続してホブ軸２３を１回転させた場合に、駆動側の歯車を分子とし、被動側の歯車を分母として、ウオームホイール軸４の回転割合を表すと、次の計算式（１）となる。この場合、ホブ軸２３からウオームホイール軸４に至る間の中で中間歯車及び噛合い歯数比が１対１の歯車は回転比に影響しないために省略している。
【００２３】
【数１】
【００２４】
上記のとおりで、この計算式（１）はホブ軸２３を１回転させるとウオームホイール軸４がＺ分の１回転することを示している。すなわちホブ軸２３がＺ回転でウオームホイール軸４は１回転するので、割出歯車７の歯数Ｚの割出加工が出来る機構である。よって割出換歯車７の算出が容易に出来る。
【００２５】
この計算式（１）のなかで、１はホブ軸２３の回転数、分子の７０はホブ軸２３に固定の歯車２２の歯数で、分母の３５は伝導軸１４ｃに固定の歯車２１の歯数である。次の分子３０は伝導軸１４ａに固定のはすば歯車１３の歯数で、分母の６０は割出元軸１０に固定のはすば歯車１１の歯数である。次の分子１６は割出元軸１０に取り付けた元軸換歯車９の割出定数の歯数で、分母のＺはウオーム軸２に取り付けた割出換歯車７の割出すべき歯数である。次の分子の５は多条ウオーム１の条数で、分母の８０はウオームホイール軸４に固定のウオームホイール３の歯数である。したがって、この多条ウオームギヤのギヤ比は整数値のため、なじみ磨耗によっても１６分の１の割出誤差は解消されることがない。
【実施例１】
【００２６】
次に、本発明の実施例について、前記のミクロン形ホブ盤に適用した例として図１を参照して説明する。ところで、ミクロン形ホブ盤は構造が合理的でバランスの良い歯数比となっている。そこで、このミクロン形ホブ盤の構造を出来るだけ変更せず、歯数を僅か変更するだけで、本発明の目的を達成し得るものとしたのである。したがって、従来のホブ盤が使用によって割出精度が劣化した場合にも、本発明の歯車と取り替えるだけで高精度のホブ盤に再生できる利点がある。
【００２７】
すなわち、多条ウオーム１は単位条数は５条のままとし、ウオームホイール３の歯数を８０から８１とする。したがって多条ウオーム１の位置をずらせて噛合いを調整する。このようにウオームホイール３の歯数を８１としたので、多条ウオーム１とウオームホイール３からなるウオームギヤの噛合いは順次ずれて、ウオームホイール３が５回転で多条ウオーム１の各条が全てのウオームホイール３の歯と均等に噛合うこととなる。このため、歯切加工により多条ウオームギヤに偏磨耗が生じた場合でも、ウオームホイール３に５歯毎のなじみ磨耗が発生することなく、噛合いが順次ずれていき、絶えず隣接ピッチを均等化する方向になじみ磨耗し合うこととなる。このために、次第にウオームギヤの全てのピッチが均一になる。また、１条のウオームギヤに比べ、多条ウオームギヤは進み角が大きいために、はすば歯車の如く噛合い率が大きくなる。このため、ウオームホイール３の歯数毎の回転誤差が発生し難くなり、長期にわたり高精度の割出加工を維持できる。
【００２８】
ただし、上記した多条ウオーム１とウオームホイール３からなるウオームギヤの場合、そのギヤ比は帯小数値の１６．２となる。このために割出換歯車７の算出が複雑となり、このままでは実用に適さない。そこで、本発明では、割出元軸１０よりホブ軸２３に至る割出機構の間に、帯小数１６．２の小数分０．２を吸収し得る歯数比のはすば歯車１３、歯車２１、歯車２２を設けて割出定数を整数値の１６とした手段である。
【００２９】
すなわち、図１に示すように、一端にホブ２４を有するホブ軸２３に固定の歯車２２を歯数７２の歯車に取替え、これと噛合う伝導軸１４ｃに固定の歯車２１を歯数３２の歯車に取り替える。したがって、１歯分の軸間距離が余るのでプラス転位した歯車とする。次に、伝導軸１４ｃの傘歯車２０と噛み合う傘歯車１９を経て、伝導軸１４ｂのはすば歯車１７から、さらに伝導軸１４ａのはすば歯車１６およびはすば歯車１３からなる歯車構造において、伝導軸１４ａに固定の上記のはすば歯車１３を歯数２７のはすば歯車と取り替える。この取り替えにより中間はすば歯車１２とはすば歯車１３の軸間距離に１．５歯分の軸間距離が余ることとなる。しかし、この余った軸間距離を調整するための中間歯車軸１２ａは噛合いを調整するために多少位置を移動することができる。また、中間はすば歯車１２ははすば歯車１１と直角に噛合っているため、できるだけはすば歯車１１の歯幅の中心と噛合わせる必要がある。したがって新規なはすば歯車１３との噛合い位置の関係から、中間はすば歯車１２の歯数を２歯増した歯車とする。このようにすることで、中間はすば歯車１２ははすば歯車１３と噛合い、かつ、はすば歯車１１の歯幅のほぼ中心とも噛合うので、中間歯車軸１２ａの位置を固定し直す。以上が本発明の割出機構をミクロン形ホブ盤に適用した手段である。なお、伝導軸１４ａのはすば歯車１６の嵌合部および伝導軸１４ｂのはすば歯車１７の嵌合部にはスライドキー溝１８が形成されているのではすば歯車１６及びはすば歯車１７は噛合いを保ちながら摺動することができる。
【００３０】
上記のように、本発明をミクロン形ホブ盤に用いた手段であるが、多条ウオームギヤ比が帯小数値でありながら、割出定数を整数値の１６として算出した割出換歯車７で割出加工が可能なことを、次の計算式（２）により説明する。前記の計算式（１）の如く、割出元軸１０に新規の割出定数１６と同じ歯数の元軸換歯車９を取り付け、ウオーム軸２には割出すべき歯数Ｚと同じ歯数の割出換歯車７を取り付け、中間歯車８で接続する。またホブ軸２３よりウオームホイール軸４に至る間の中間歯車及び歯数比が１対１の歯車は省略して、ホブ軸２３を１回転させた場合に、駆動歯車を分子とし被動歯車を分母として、ウオームホイール軸４がＺ分の１回転すれば、Ｚ歯数の割出換歯車７でＺ歯数の歯切加工が出来ることになる。また伝導軸１４ａには駆動用プーリー１５を有し、駆動力が伝達される。
【００３１】
【数２】
【００３２】
本発明の割出機構をミクロン形ホブ盤に適用した手段は上記の通りで、多条ウオームギヤ比を帯小数値の１６．２として、全てのウオーム１の条が全てのウオームホイール３の歯と均等に噛合う歯数８１としたことにより、５歯毎のなじみ磨耗を隣接ピッチ均等化方向に変えて、絶えずなじみ磨耗によりウオームホイール３の割出精度を向上する割出機構にしたものである。しかし、多条ウオームギヤ比が帯小数値では、割出換歯車７の算出が困難でホブ盤には不適当である。よって、本発明の手段は、上記の如く割出元軸１０よりホブ軸２３に至る割出機構の間に、小数分の０．２を吸収し得る歯数比の歯車を設けたことにより、整数値の１６を割出定数として割出換歯車７の算出を容易にし、かつ、高精度の歯切加工を長期にわたり維持することができる手段である。
【００３３】
横形ホブ盤は比較的に割出定数の数値が小さいため、割出換歯車の精度がウオームギヤを介して加工精度に及ぼす影響が大きい。本発明の割出機構の場合には、その誤差が加工歯車の全周に分散するが、加工送りも同時進行するため、螺旋状の縞模様となり歯面精度が低下する。したがって、高精度の歯切加工をするには、割出換歯車を歯車研削などの二次加工したピッチ精度の良い割出換歯車を使用する必要がある。また図１には記載していなかった差動装置を使用してはすば歯切をする場合、ウオームホイール１歯分回転が遅れるため、差動定数を変更する必要がある。もし、従来のリード表を変更したくない時は送りねじピッチ５ｍｍを８１分の８０に縮小する必要がある。
【００３４】
ホブ盤製造メーカーが多条ウオームと噛合うウオームホイールを製造する場合、多条ウオームと同径、同条のウオームホイール歯切専用のホブを使用する必要がある。よってミクロン形のウオームホイール歯数８０の場合には、マザーホブ盤の割出数は８０ではなく１６である。よって５歯毎のピッチ誤差が出来やすく、正確なウオームホイールが得難い。したがって、歯車研削ができるはすば歯車を使用したウオームホイールがある。しかし、多条ウオームと点接触となるため、摩擦圧が高くなり焼損を起こしやすい欠点がある。本発明のウオームホイールは歯数が８１のため、５条毎のピッチ誤差が生じないため、高精度のウオームホイールが得られる。ただし、割出数が１６．２となるので、小数分を割り出すため８１歯と８０歯の組合わせ割出換歯車が余分に必要となる。
【００３５】
本発明をミクロン形のホブ盤に適用した場合には、在来の伝導歯車を取り替えて目的を達したが、他機種の横形ホブ盤で構造がより簡単な場合に、本発明を適用した例を簡単に説明する。例えば、割出機構のウオームホイールの歯数が３０、噛合う多条ウオームの条数が３、割出定数が１０である横形ホブ盤において、割出元軸よりホブ軸に至る間で、本発明の歯数に交換できる伝導歯車が無いホブ盤の場合、本発明を適用するには、例えばウオームホイールの歯数を２９とすれば多条ウオームギヤ比が９．６６６６・・・と無限の帯小数となる。すなわち、９＋２／３の帯分数となる。したがって、１０との差の１／３を補足するため、新規に割出元軸側に歯数３０の伝導歯車を設け、ホブ軸側に２９の伝導歯車を設け、その間に回転方向が逆になるのを正すため任意歯数の中間歯車を設けて噛合わせれば、伝導構造が余分に増えるが、従来の多条ウオームギヤの弊害を除去できて永く高精度の歯切り加工を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明のミクロン形のホブ盤の割出機構のうち、差動装置を除いて示す歯車系統の斜視略図である。
【図２】従来のミクロン形のホブ盤の割出機構のうち、差動装置を除いて示す歯車系統の斜視略図である。
【符号の説明】
【００３７】
１ 多条ウオーム
２ ウオーム軸
３ ウオームホイール
４ ウオームホイール軸
５ コレットチャック
６ 歯車素材
７ 割出換歯車
Ｚ 割出換歯車の歯数
８ 中間歯車
９ 元軸換歯車
１０ 割出元軸
１１ はすば歯車
１２ 中間はすば歯車
１２ａ 中間歯車軸
１３ はすば歯車
１４ａ 伝導軸
１４ｂ 伝導軸
１４ｃ 伝導軸
１５ 駆動用プーリー
１６ はすば歯車
１７ はすば歯車
１８ スライドキー溝
１９ 傘歯車
２０ 傘歯車
２１ 歯車
２２ 歯車
２３ ホブ軸
２４ ホブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多条ウオームとウオームホイールから形成の割出機構を有する横形ホブ盤において、ウオームホイールの歯数を、多条ウオーム条数の倍数からなる歯数に１歯を加えた歯数か又は１歯を減じた歯数の内でホブ盤構造に収まる範囲の成る丈多い歯数にして、ウオーム条数回だけウオームホイールが回転する間に多条ウオームの噛合いが順次ずれて全てのウオーム条と全てのウオームホイール歯が均等に噛合うものとし、よって帯小数値となった多条ウオームギヤ比から割出換歯車の算出を容易にし、また割出加工を可能にするため、割出元軸よりホブ軸に至る伝導軸間に、多条ウオームギヤ比から、帯小数値の小数分を吸収或いは補足する歯数比の歯車を設けて整数値の割出定数にし、ウオームホイールの回転のずれにホブ軸回転を同調させたことを特徴とする横形ホブ盤の割出機構。
【請求項１】
多条ウオームとウオームホイールから形成の割出機構を有する横形ホブ盤において、ウオームホイールの歯数を、多条ウオーム条数の倍数からなる歯数に１歯を加えた歯数か又は１歯を減じた歯数の内でホブ盤構造に収まる範囲の成る丈多い歯数にして、ウオーム条数回だけウオームホイールが回転する間に多条ウオームの噛合いが順次ずれて全てのウオーム条と全てのウオームホイール歯が均等に噛合うものとし、よって帯小数値となった多条ウオームギヤ比から割出換歯車の算出を容易にし、また割出加工を可能にするため、割出元軸よりホブ軸に至る伝導軸間に、多条ウオームギヤ比から、帯小数値の小数分を吸収或いは補足する歯数比の歯車を設けて整数値の割出定数にし、ウオームホイールの回転のずれにホブ軸回転を同調させたことを特徴とする横形ホブ盤の割出機構。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−１２５５４５（Ｐ２０１０−１２５５４５Ａ）
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０１４５３（Ｐ２００８−３０１４５３）
【出願日】平成２０年１１月２６日（２００８．１１．２６）
【特許番号】特許第４４６８４７３号（Ｐ４４６８４７３）
【特許公報発行日】平成２２年５月２６日（２０１０．５．２６）
【出願人】（５０８３５０５１３）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２６日（２００８．１１．２６）
【特許番号】特許第４４６８４７３号（Ｐ４４６８４７３）
【特許公報発行日】平成２２年５月２６日（２０１０．５．２６）
【出願人】（５０８３５０５１３）
【Ｆターム（参考）】
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