JP2003251526A - 歯車シェービング加工方法及びシェービングツール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一の目的は、高精度のシェービング加工を行
うことができる歯車シェービング加工方法を提供するこ
とにある。他の目的は、歯車シェービング加工方法の実
施に好適なシェービングツールを提供する。 【解決手段】 被削歯車の取付けが可能な主軸１７と、
この主軸１７に対して相対的に移動可能な工具軸１８と
を備え、主軸１７の開放端側を支持する芯押しが可能な
複合工作機械を用いる。シェービングカッタ３２をその
回転軸が工具軸１８の軸心に対して略直交するように、
工具軸１８に取付ける。カッタ３２を、被削歯車２０が
取付けられた主軸１７に対して交差角をもたせて配置す
る。カッタ３２と被削歯車２０とを噛み合わせ、その状
態で芯押しを行いつつ、主軸１７の軸心方向に沿ってカ
ッタ３２を移動させながら、被削歯車２０を回転駆動す
ることにより、シェービング加工を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、歯車シェービン
グ加工方法と、この歯車シェービング加工方法を実施す
るのに好適なシェービングツールとに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、歯車を完成させるためには、
旋削、歯切り、歯車仕上げの加工工程が必要であり、歯
車仕上げ加工は、歯車シェービング盤によるシェービン
グ加工や歯車研削盤による研削加工によって行われてい
る。上記歯車シェービング盤による歯車シェービング加
工とは、工具軸にシェービングカッタを取付け、旋回テ
ーブル上に被削歯車を、シェービングカッタの回転軸と
同方向に延びる軸に回転自在に装着し、シェービングカ
ッタのねじれ角と被削歯車のねじれ角との差に相当する
交差角をなすように上記旋回テーブルを旋回、固定した
後、シェービングカッタと被削歯車を噛合し、シェービ
ングカッタを回転駆動しながら、旋回テーブルを被削歯
車の取付軸方向に移動させることにより、歯車仕上げ加
工を行う加工方法である。

【０００３】従って、シェービングカッタによりシェー
ビング加工を行うために、上記のように専用の歯車シェ
ービング盤が用いられており、シェービング加工以外の
旋削、歯切り等の他の工程を行うためには、そのための
加工装置、及び各加工装置間での被削歯車の搬送作業が
必要である。このように歯車仕上げ加工を含む複合加工
は、複数の装置、その設置スペース、装置間の搬送、各
装置の段取り換え等に多大のコストを要することにな
り、そのためこの歯車仕上げ加工を含む複合加工が、多
品種少量生産における大きなネックとなっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、ＮＣ旋盤のよ
うに汎用性を有する複合工作機械の機能にシェービング
カッタによる加工機能を付加し、歯車シェービング加工
と他の加工との集約化、設備投資の抑制、加工時間の低
減、工程間移動時間の低減等を図ることが可能な歯車シ
ェービング加工方法が提案された。

【０００５】ところが、ＮＣ旋盤のように汎用性を有す
る複合工作機械は、図９に示すように、シェービングカ
ッタ８３が取付けられる工具軸８１と、被削歯車８４が
取付けられる主軸８２とを備えたものである。そして、
工具軸８１にシェービングカッタ８３を取付けると共
に、主軸８２に被削歯車８４を取付け、上記シェービン
グカッタ８３を、被削歯車８４が取付けられた主軸８２
に対して交差角をもたせて配置し、その後、上記シェー
ビングカッタ８３と被削歯車８４とを噛み合わせ、上記
主軸８２の軸心方向に沿ってシェービングカッタ８３を
移動させながら、例えば、主軸８２を回転駆動すること
により、シェービング加工を行っていた。また、主軸８
２はチャック部８５を有し、このチャック部８５に、被
削歯車８４が取付けられた治具８６がチャックされる。
すなわち、治具８６は、基端側の大径部８６ａと、先端
側の小径部８６ａとからなり、大径部８６ａが上記チャ
ック部８５にチャックされ、小径部８６ａに被削歯車８
４が取付けられる。

【０００６】この場合、被削歯車８４にシェービングカ
ッタ８３にてその径方向の押圧力が付与されることにな
る。しかしながら、被削歯車８４を支持している治具８
６はいわゆる片持ち状とされ、このシェービング加工中
に、この押圧力にて治具８６の小径部８６ａが撓むおそ
れがあり、撓めば、精度の高いシェービング加工を行う
ことができなかった。

【０００７】この発明は、上記従来の欠点を解決するた
めになされたものであって、その一の目的は、高精度の
シェービング加工を行うことができ、形成される歯に、
クラウニング等を容易につけることが可能な歯車シェー
ビング加工方法を提供することにある。また、他の目的
は、上記歯車シェービング加工方法の実施に好適なシェ
ービングツールを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び効果】そこで請求項１
の歯車シェービング加工方法は、被削歯車の取付けが可
能な主軸と、この主軸に対して相対的に移動可能な工具
軸とを備え、上記主軸の開放端側を支持する芯押しが可
能なＮＣ旋盤等の複合工作機械において、シェービング
カッタをその回転軸が上記工具軸の軸心に対して略直交
するように、この工具軸に取付けた後、上記シェービン
グカッタを、被削歯車が取付けられた主軸に対して交差
角をもたせて配置し、その後、上記シェービングカッタ
と被削歯車とを噛み合わせ、その噛み合わせた状態で、
上記芯押しを行いつつ、上記主軸の軸心方向に沿ってシ
ェービングカッタと被削歯車とを相対的に移動させなが
ら、このシェービングカッタと被削歯車との少なくとも
一方を回転駆動することにより、シェービング加工を行
うことを特徴としている。

【０００９】上記請求項１の歯車シェービング加工方法
では、汎用性を有するＮＣ旋盤等の複合工作機械を用
い、主軸に被削歯車を取付ける一方、工具軸にシェービ
ングカッタを取付けて、被削歯車が取付けられた主軸に
対して交差角をもたせて配置し、その後、上記シェービ
ングカッタと被削歯車とを噛み合わせ、その噛み合わせ
た状態で、上記主軸の軸心方向に沿ってシェービングカ
ッタと被削歯車とを相対的に移動させながら、このシェ
ービングカッタと被削歯車との少なくとも一方を回転駆
動することにより、シェービング加工を行うことができ
る。このため、このシェービング加工方法によれば、汎
用性を有するＮＣ旋盤等の複合工作機械を用いるので、
歯車シェービング加工と、他の加工（旋削、歯切り）と
を行うことができ、歯車シェービング加工工程と他の加
工工程との集約を図ることが可能となり、設備投資の抑
制、加工時間の低減、工程間移動時間の低減等により、
製造コストの低減を図ることができる。特に近年では、
冷間鍛造技術の向上により、歯出し鍛造された歯車素材
が高精度に成形されるようになっており、旋削加工と歯
車シェービング加工のみで歯車を完成することが可能と
なっていることから、上記加工方法により一段と大きな
コスト低減効果が得られる。しかも、シェービング加工
中においては、主軸の開放端側を支持する芯押しが可能
であり、このシェービング加工中に主軸が撓むのを防止
することができる。これによって、精度の高いシェービ
ング加工を行うことができ、高精度の歯車を製造するこ
とができる。

【００１０】また請求項２の歯車シェービング加工方法
は、上記主軸を回転駆動させると共に、工具軸を回転自
在としてシェービング加工を行うことを特徴としてい
る。

【００１１】上記請求項２の歯車シェービング加工方法
では、上記主軸のみを回転駆動させればよいので、工具
軸をシェービングカッタに同期するように回転駆動させ
る必要がなく、加工中の制御が容易となり、シェービン
グ加工を安定して行うことができる。

【００１２】請求項３の歯車シェービング加工方法は、
上記工具軸側の角度調整機能にて、上記交差角の調整が
可能な複合工作機械を用いることを特徴としている。

【００１３】上記請求項３の歯車シェービング加工方法
では、交差角の調整を工具軸側の角度調整機能にて行う
ことができ、角度変更の調整（微調整）が可能となっ
て、高精度のシェービング加工が可能となる。

【００１４】請求項４の歯車シェービング加工方法は、
工具軸が、相互に直交する３軸方向の移動が可能なヘッ
ドに支持されると共に、主軸が、上記３軸方向のうちの
１軸方向と平行に配置され、さらに、上記工具軸は、こ
の工具軸の軸心と略直交する軸心廻りの揺動が可能な複
合工作機械を用いることを特徴としている。

【００１５】上記請求項４の歯車シェービング加工方法
では、工具軸が、相互に直交する３軸方向の移動が可能
なヘッドに支持されると共に、主軸が、上記３軸方向の
うちの１軸方向と平行に配置され、上記工具軸は、この
工具軸の軸心と略直交する軸心廻りの揺動が可能とされ
ているので、例えば、主軸の軸心方向に沿ってシェービ
ングカッタをトラバースさせる場合、このトラバース中
に、カッタ側を、工具軸の軸心と略直交する軸心廻りに
揺動させると共に、主軸の軸心方向と直交する一軸方向
に移動させることによって、簡単にクラウニングをつけ
ることができる。

【００１６】請求項５のシェービングツールは、被削歯
車をシェービング加工するのに使用するシェービングツ
ールであって、その基端部がＮＣ旋盤等の複合工作機械
に取付けられるホルダと、このホルダの先端側に設けら
れてホルダの軸心と略直交する軸心廻りに回転自在なシ
ェービングカッタとを備えたことを特徴としている。

【００１７】上記請求項５のシェービングツールでは、
シェービングカッタは、ホルダの軸心と直交する軸心廻
りに回転自在とされるので、ホルダの軸心と、シェービ
ングカッタの軸心とが略直交することになり、シェービ
ングカッタと被削歯車とを噛み合わせた際に、ホルダの
軸心が主軸の軸心に対して、略直交することになる。こ
れにより、主軸の開放端面側にシェービングツールが対
向するのを回避することができ、シェービング加工中の
芯押しが可能となる。この芯押しを行うことによって、
このシェービング加工中に主軸が撓むのを防止すること
ができ、精度の高いシェービング加工を行うことができ
て、高精度の歯車を製造することができる。

【００１８】請求項６のシェービングツールは、被削歯
車の取付けが可能な主軸と、この主軸に対して相対的に
移動可能な工具軸とを備え、上記主軸の開放端側を支持
する芯押しが可能なＮＣ旋盤等の複合工作機械におい
て、被削歯車をシェービング加工するのに使用するシェ
ービングツールであって、その基端部が上記工具軸に取
付けられるホルダと、このホルダの先端側に設けられて
工具軸の軸心と略直交する軸心廻りに回転自在なシェー
ビングカッタとを有し、さらに、シェービングカッタ
は、被削歯車が取付けられる上記主軸に対して交差角を
もたせた配置が可能であり、かつ上記主軸の軸心方向に
沿ってシェービングカッタと被削歯車とを相対的に移動
させつつ、シェービングカッタと被削歯車との少なくと
も一方を回転駆動するシェービング加工中に、上記複合
工作機械の上記芯押しを許容することを特徴としてい
る。

【００１９】上記請求項６のシェービングツールでは、
汎用性を有するＮＣ旋盤等の複合工作機械を用い、主軸
に被削歯車を取付ける一方、工具軸にホルダを取付け
て、被削歯車が取付けられた主軸に対して交差角をもた
せて配置し、その後、上記シェービングカッタと被削歯
車とを噛み合わせ、その噛み合わせた状態で、上記主軸
の軸心方向に沿ってシェービングカッタと被削歯車とを
相対的に移動させながら、このシェービングカッタと被
削歯車との少なくとも一方を回転駆動することにより、
シェービング加工を行うことができる。このため、この
シェービングツールによれば、歯車シェービング加工工
程と他の加工工程との集約を図ることが可能となり、設
備投資の抑制、加工時間の低減、工程間移動時間の低減
等により、製造コストの低減を図ることができる。しか
も、シェービング加工中においては、このシェービング
ツールは、芯押しを許容するので、このシェービング加
工中に主軸が撓むのを防止することができる。これによ
って、精度の高いシェービング加工を行うことができ
る。

【００２０】請求項７のシェービングツールは、シェー
ビング加工時以外において、このホルダと上記シェービ
ングカッタとの相対回転を規制する回転規制手段を設け
たことを特徴としている。

【００２１】上記請求項７のシェービングツールでは、
シェービング加工時以外において、回転規制手段によ
り、ホルダとシェービングカッタとの相対回転を一定の
関係に維持することができる。これにより、シェービン
グ加工開始時に、シェービングカッタと被削歯車との位
相合わせ作業を容易、かつ正確に行うことができ、加工
精度向上という利点が確実に得られる。

【００２２】請求項８のシェービングツールは、回転規
制手段が、上記ホルダ側に設けられてその軸心方向に沿
った前後動が可能な押圧ピンと、この押圧ピンを前進さ
せて上記シェービングカッタ側のカッタ支持部にこの押
圧ピンを押し付けてこのシェービングカッタの回転を規
制する押圧機構と、この押圧機構の前進付与力に抗して
上記押圧ピンを後退させて上記規制を解除する回転規制
解除機構とを備えたことを特徴としている。

【００２３】上記請求項８のシェービングツールでは、
押圧機構にて、押圧ピンを前進させてシェービングカッ
タ側のカッタ支持部にこの押圧ピンを押し付ければ、シ
ェービングカッタの回転が規制され、これにより、ホル
ダとシェービングカッタとの相対回転を一定の関係に維
持することができる。また、回転規制解除機構にて、押
圧機構の前進付与力に抗して押圧ピンを後退させれば、
回転規制が解除され、シェービングカッタは回転自在と
なる。この回転自在の状態でシェービング加工が可能と
なる。すなわち、このシェービングツールでは、シェー
ビングカッタの回転規制状態と、回転可能状態との切換
えを簡単に行うことができ、シェービング加工時の歯合
わせを正確かつ迅速に行うことができ、高精度の加工を
能率よく行うことができる。

【００２４】請求項９のシェービングツールは、上記ホ
ルダの基端部が、テーパシャンク部等を有する自動交換
可能構造に構成されていることを特徴としている。

【００２５】上記請求項９のシェービングツールでは、
ホルダの基端部が、テーパシャンク部等を有する自動交
換可能構造に構成されているので、シェービングツール
を使用しない場合には、複合工作機械からシェービング
ツールを取り外すことができる。これにより、他の工具
（ツール）を複合工作機械に取付けることが可能とな
り、複合工作機械の有効利用を図ることができる。さら
に、シェービングツールを取り外している状態におい
て、このシェービングツールの修理点検を行うことがで
き、次回のシェービング加工を精度良く行うことができ
る。

【００２６】

【発明の実施の形態】次にこの発明の歯車シェービング
加工方法の実施の形態について、その際に用いられる歯
車シェービング加工装置、及びその際に使用するシェー
ビングツールと共に、図面を参照しつつ詳細に説明す
る。

【００２７】この実施の形態において歯車シェービング
加工装置は汎用的な複合工作機械であるＮＣ旋盤を用い
ており、図６に示すように、歯車シェービング加工装置
は、基台１と、この基台１に付設される主軸台２と、こ
の基台１に配置される移動台３と、この基台１にスライ
ド自在に配置される芯押し台４とを備える。

【００２８】すなわち、移動台３は、Ｚ軸台５と、Ｙ軸
台６と、Ｘ軸台７とを備える。この場合、基台１にはＺ
軸台５をＺ軸方向（基台１の長手方向）のスライドをガ
イドするガイドレールＧが設けられ、Ｚ軸台５には、Ｙ
軸台６を基台１の幅方向のスライドをガイドするガイド
レールＧが設けられ、Ｙ軸台６には、その傾斜面８（鉛
直面に対して所定角度で傾斜している）にＸ軸台７のＸ
軸方向（傾斜面８に沿う方向であって、Ｚ軸方向と直交
する方向）のスライドをガイドするガイドレールＧが設
けられている。この場合、Ｙ軸台６は、Ｘ軸とＺ軸とに
直交するＹ軸方向に移動することになり、このＹ軸方向
の移動は、Ｙ軸台６の基台１の幅方向のスライドと、Ｘ
軸台７のＸ軸方向のスライドとの組み合わせにて行うこ
とができる。

【００２９】また、移動台３には、Ｘ軸台７をＸ軸方向
にスライド（往復動）させるための駆動機構１０が設け
られている。この場合、駆動機構１０は、Ｘ軸台７に設
けられる図示省略のナット部材と、Ｙ軸台６側に設けら
れるねじ軸１１と、このねじ軸１１をその軸心廻りに回
転させるモータ１２とを備える。すなわち、モータ１２
の駆動にてねじ軸１１がその軸心廻り回転して、このね
じ軸１１に螺合しているナット部材１０がこのねじ軸１
１の軸心に沿って移動し、これによってＸ軸台７がＸ軸
方向にスライドする。そして、他のＹ軸台６及びＺ軸台
５も図示省略しているが、上記駆動機構１０と同様の駆
動機構にて、それぞれスライドすることができる。

【００３０】Ｘ軸台７にはヘッド（タレットヘッド）１
４が付設されている。このヘッド１４は、Ｘ軸台７に固
定される基部１５と、この基部１５に揺動可能に枢着さ
れる揺動部１６とを備え、この揺動部１６に工具軸１７
が支持されている。この場合、工具軸１７は、揺動部１
６の揺動により、この工具軸１７の軸心と略直交する軸
心を中心に矢印Ｂ方向に揺動する。なお、揺動部１６の
揺動は、一般工作機械の旋回テーブル等に使用される公
知の揺動機構が使用される。

【００３１】また、主軸台２は主軸１８を有し、この主
軸１８には、図１に示すように、シェービング加工が行
われる被削歯車２０が取付けられる。この場合、被削歯
車２０は、治具２１を介して主軸１８に取付けられる。
すなわち、治具２１は、基端側の大径部２２と、先端側
の小径部２３とを有し、また、主軸１８はチャック部２
４を有し、このチャック部２４に治具２１の大径部２２
がチャックされ、治具２１の小径部２３に被削歯車２０
が取付けられる。そして、主軸１８は回転角度制御可能
とされる。ここで、回転角度制御可能とは、主軸１８を
任意の回転角度の位置に固定することができ、かつ、回
転角速度も任意に設定することができることをいう。ま
た、この主軸台２には、主軸１８を回転駆動させる回転
駆動モータ（図示省略）が搭載されている。なお、後述
するように、主軸１８の開放端とは治具２１の小径部２
３の開放端をいうものとする。

【００３２】次に、芯押し台４は、図６に示すように、
主軸台２に相対面するように、Ｚ軸方向に沿ったスライ
ドを可能として基台１に付設されている。すなわち、基
台１にＺ軸方向に沿ったガイドレール２５が設けられ、
芯押し台４はこのガイドレール２５に沿ってスライドす
る。また、芯押し台４には、主軸１８の軸心線の延長線
上に配置される芯押し軸２６を有し、この芯押し軸２６
の先端にセンタ２７が設けられている。従って、主軸１
８に被削歯車２０が取付けられた状態で、芯押し台４を
主軸１８に接近させれば、芯押し台４のセンタ２７が主
軸１８の開放端を支持することになる。具体的には、図
１に示すように、センタ２７の先端円錐部が治具２１の
端面を押圧支持する。

【００３３】ところで、上記工具軸１７は回転角度制御
機構（機能）にて、回転角度を調整することができる。
また、タレットヘッド１４には、工具軸１７を回転駆動
させる回転駆動モータ（図示省略）が搭載されている。
そして、上記工具軸１７には、図３〜図５に示すような
シェービングツールＡが取付けられる。このシェービン
グツールＡは、ベースホルダ３０とアーバホルダ３１と
を有するホルダ２８と、このホルダ２８の軸心（ベース
ホルダ３０軸心）と略直交する軸心廻りに回転自在なカ
ッタアーバ４1等を備える。

【００３４】ホルダ２８のベースホルダ３０は、基端側
のテーパシャンク部３３と、大径部３４と、先端側の円
筒部３５とからなり、テーパシャンク部３３から大径部
３４までに至る孔部３６が設けられ、この孔部３６と、
円筒部３５の内部とは、連通孔３７を介して連通されて
いる。また、アーバホルダ３１は、軸心孔３８を有する
本体部３９と、この本体部３９から突設される突出軸部
４０とを備え、突出軸部４０がベースホルダ３０の円筒
部３５に嵌入固定され、ベースホルダ３０と一体化され
る。

【００３５】また、シェービングカッタ３２は、中心孔
３２ａを有する円盤体からなり、その外周面に凹凸歯３
２ｂが形成されている。その歯面に複数の溝が形成され
ており、この溝と歯面の交線が切れ刃の働きをする。す
なわち、一般にシェービング加工する際には、このカッ
タ３２を、仕上げようとする被削歯車２０に押し当てて
軸心方向に移動させながら、カッタ３２と被削歯車２０
のねじれ角の差（交差角）によって生じる力よって、被
削歯車２０の歯面を仕上げるものである。この際、カッ
タ３２と被削歯車２０とを相対的に回転させる。そし
て、アーバホルダ３１には回転自在に上記カッタアーバ
４１が取付けられる。カッタアーバ４１は、アーバホル
ダ３１の軸心孔３８に軸受４２ａ、４２ｂを介して回転
自在に挿入される軸部４３と、大径の鍔部４４と、シェ
ービングカッタ３２が嵌合されるカッタ嵌合部４５と、
このカッタ嵌合部４５から突出されるねじ軸４６とを備
える。また、軸部４３の端部にはねじ部４７が形成され
ている。

【００３６】従って、カッタアーバ４１の軸部４３をア
ーバホルダ３１の軸心孔３８に挿入して、軸心孔３８か
ら突出したねじ部４７にナット部材４８を螺着すると共
に、円盤状のクランパ４９を介してナット部材５０をね
じ軸４６を螺着することによって、カッタアーバ４１
に、カッタ嵌合部４５に嵌合されているシェービングカ
ッタ３２を取付けることができる。この場合、鍔部４４
側の軸受４２ｂと、鍔部４４との間において、軸部４３
にカラー５１が外嵌され、ナット部材４８、５０を締付
けた際、鍔部４４の一方の端面４４ａの内径側の突出部
２９とカラー５１とが当接して、鍔部４４とアーバホル
ダ３１の本体部３９との間に隙間Ｓ（図７参照）が形成
される。これによって、カッタアーバ４１はその軸心廻
りに回転自在となっている。

【００３７】また、カッタ嵌合部４５の外周面にキー溝
５２が設けられると共に、シェービングカッタ３２の内
周面にキー溝５２に対向するキー溝５３が設けられ、こ
のキー溝５２、５３のキー５４が嵌合され、シェービン
グカッタ３２がカッタアーバ４１に対して回転するのを
防止している。さらに、クランパ４９はねじ軸４６が挿
通される貫孔５５を有し、カッタ側の端面の外周側に突
周部５６が設けられ、この突周部５６がシェービングカ
ッタ３２を押圧している。すなわち、クランパ４９はシ
ェービングカッタ３２のみを押圧することになって、シ
ェービングカッタ３２のカッタアーバ４１に対する固定
が安定する。このため、シェービングカッタ３２は、ホ
ルダ２８の軸心と略直交する軸心廻りにカッタアーバ４
１と一体に回転する。なお、アーバホルダ３１の軸心孔
３８の両端部には、シール材５７、５８が装着されてい
る。この場合、軸受４２ａの軸心方向外方側において、
軸部４３にカラー５９を外嵌し、このカラー５９の外周
側にシール材５７を配置し、上記カラー５１の外周側に
シール材５８を配置している。また、カラー５９とナッ
ト部材（菊ナット）４８との間にワッシャ（菊ワッシ
ャ）６０が介在される。

【００３８】ところで、このシェービングツールＡに
は、シェービングカッタ３２の回転を規制する回転規制
手段６１が設けられている。回転規制手段６１は、上記
ホルダ２８側に設けられてその軸心方向に沿った前後動
が可能な押圧ピン６２と、この押圧ピン６２を前進させ
て上記シェービングカッタ３２側のカッタ支持部６３
（この場合、カッタ嵌合部４５と、鍔部４４とからな
る）にこの押圧ピン６２を押し付けてこのシェービング
カッタ３２の回転を規制する押圧機構６４と、この押圧
機構６４の前進付与力に抗して上記押圧ピン６２を後退
させて上記規制を解除する回転規制解除機構６５とを備
える。

【００３９】すなわち、図７に示すように、アーバホル
ダ３１の本体部３９に、カッタアーバ４１の軸心と平行
な貫通孔６６が設けられ、この貫通孔６６に上記押圧ピ
ン６２が前後動自在に嵌合されている。この貫通孔６６
は、大径部６６ａと小径部６６ｂとを有し、大径部６６
ａに、押圧ピン６２の大径基部６２ａが嵌合され、小径
部６６ｂに、押圧ピン６２の軸部６２ｂが嵌合されてい
る。また、押圧機構６４はこの場合コイルスプリング等
の弾性体６８からなり、貫通孔６６の大径部６６ａに収
納され、大径部６６ａの開口部に栓部材６７が螺着され
ている。これによって、この弾性体６８の弾性力にて押
圧ピン６２を矢印Ｃのように前方（カッタ側）へ押し出
して、この押圧ピン６２の先端面６２ｃを鍔部４４の端
面４４ａを押圧する。このため、カッタアーバ４１の回
転が規制され、カッタ３２の回転が規制される。なお、
押圧ピン６２の先端面６２ｃに、摩擦抵抗を大きくし
て、回転規制力を確実に発揮させるために、ライニング
を施すのが好ましい。

【００４０】また、回転規制解除機構６５は、図３に示
すように、ベースホルダ３０の孔部３６と、連通孔３７
と、軸部４０に設けられた貫通孔７０等を介して、貫通
孔６６の大径部６６ａに供給される作動油あるいは切削
油にて構成することができる。このため、貫通孔７０
は、一方の開口部７０ａ（貫通孔６６側の開口部）が、
押圧ピン６２の大径部６２ａよりも先端面６２ｃ側に開
口し、他方の開口部７０ｂが突出軸部４０の連結孔７１
に開口している。また、ベースホルダ３０の連通孔３７
はこの連結孔７１に連通されている。従って、ベースホ
ルダ３０の孔部３６に作動油が供給されれば、この孔部
３６から連通孔３７、連結孔７１、貫通孔７０を介して
貫通孔６６の大径部６６ａに供給され、この作動油の圧
力にて、押圧ピン６２を弾性体６８の弾性力に抗して図
７の矢印Ｄのように後退させ、押圧ピン６２の先端面６
２ｃを鍔部４４の端面４４ａから離間させる。これによ
って、カッタアーバ４１の押圧ピン６２による回転規制
が解除され、カッタ３２が回転自在となる。

【００４１】ところで、ホルダ２８の基端部、つまりベ
ースホルダ３０の基部はテーパシャンク部３３であり、
これによって、自動交換可能構造に構成されている。す
なわち、工具軸１７にはこのテーパシャンク部３３が嵌
入される被取付部としての被取付孔部（図示省略）が形
成されており、被取付孔部にテーパシャンク部３３が挿
入された状態で、プルボルト（図示省略）により取付け
られる。

【００４２】次に上記したシェービングツールＡを使用
して、被削歯車２０にシェービング加工を行う方法を説
明する。まず、被削歯車２０を主軸１８に取付けると共
に、シェービングツールＡを工具軸１７に取付ける。す
なわち、図１に示すように、被削歯車２０が取付けられ
た治具２１をチャック部２４を介して主軸１８に取付
け、また、シェービングツールＡのテーパシャンク部３
３を工具軸１７の被取付孔部に挿入して、プルボルトを
介して工具軸１７に取付ける。この場合、被削歯車２０
とシェービングツールＡとはどちらを先に取付けてもよ
い。

【００４３】そして、被削歯車２０とシェービングツー
ルＡとがこの複合工作機に取付けられた状態では、シェ
ービングカッタ３２の回転軸が工具軸１７の軸心に対し
て略直交することになり、主軸１８の開放端側に、シェ
ービングカッタ３２等の邪魔ものがない。そこで、芯押
し台４をＺ軸に沿って主軸１８に接近させ、シェービン
グ加工中に芯押しを行うために、この芯押し台４のセン
タ２７の先端円錐部を、被削歯車２０を保持している治
具２１の小径部２３の開放端面に押し当てる。

【００４４】次に、工具軸１７の回転角度制御機構（機
能）にて、シェービングツールＡを工具軸１７の軸心廻
りに回転させて、図２に示すように、シェービングカッ
タ３２を、被削歯車２０が取付けられた主軸１８に対し
て交差角Ｑをもたせて配置する。この状態で、タレット
ヘッド１４をＸ軸（図６参照）に沿って、被削歯車２０
側にスライドさせ、シェービングカッタ３２と被削歯車
２０との歯合わせを行う。この際、主軸１８の回転角度
制御機構（機能）にて、主軸１８をその軸心廻りに回転
させて歯合わせを行う。この場合、回転規制手段６１の
押圧ピン６２がカッタアーバ４１の鍔部４４を押圧し
て、シェービングカッタ３２の回転を規制しているの
で、この歯合わせを正確かつ迅速に行うことができる。

【００４５】歯合わせ完了後、回転規制手段６１による
シェービングカッタ３２の回転規制を解除する。すなわ
ち、作動油を、アーバホルダ３１の貫通孔６６の大径部
６６ａに供給することによって、押圧ピン６２を後退さ
せる。これにより、シェービングカッタ３２をその軸心
廻りに回転自在とする。この状態で、主軸１８をその軸
心廻りに回転させ、上記芯押しを行いつつ、上記工具軸
１７をＺ軸方向（主軸１８の軸心方向）に沿ってトラバ
ースさせ、シェービング加工を行う。この際、切り込み
量はＸ軸方向の移動量で設定することができ、トラバー
ス量はＺ軸方向の移動量で設定することができる。

【００４６】このように、上記シェービングツールＡを
使用することによって、図６で示すような汎用の複合工
作機械を用いても、芯押しを行うことができる。このた
め、シェービング加工時の治具２１の撓みを回避（防
止）でき、加工精度の向上を図って、高精度の製品（歯
車）を製造することができる。また、タレットヘッド１
４を矢印Ｂのように揺動（旋回）させることができ、Ｚ
軸方向のトラバースの際に、矢印Ｂ方向の揺動と、Ｘ軸
方向の移動とで、図８で示すようなクラウニングを簡単
に行うことができる。ここで、クラウニングとは、実線
で示すように、歯７５の中央部から歯７５の両側端に向
かって歯厚を順次減少させ、歯すじ方向に適度な膨らみ
を付けることをいう。これに対して、カッタ側が固定さ
れた従来のシェービング専用機では、ワーク（被削歯
車）側で、クラウニングを行うための動きを行わなけれ
ばならず、複雑な設備機構となっている。

【００４７】また、主軸１８のみを回転駆動させればよ
いので、工具軸１７をシェービングカッタに同期するよ
うに回転駆動させる必要がなく、加工中の制御が容易と
なり、シェービング加工を安定して行うことができる。
さらに、交差角Ｑの調整を工具軸１７側の角度調整機能
にて行うことができ、角度変更の調整（微調整）が可能
となって、高精度のシェービング加工が可能となる。し
かも、シェービング加工時以外においては、回転規制手
段６１にてシェービングカッタ３２の回転を規制してい
るので、シェービングカッタ３２と被削歯車２０との位
相合わせ作業を容易、かつ正確に行うことができ、加工
精度向上という利点が確実に得られる。特に、回転規制
手段６１が、その軸心方向に沿った前後動が可能な押圧
ピン６２と、シェービングカッタ３２側のカッタ支持部
４５にこの押圧ピン６２を押し付けてこのシェービング
カッタ３２の回転を規制する押圧機構６４と、この押圧
機構６４の前進付与力に抗して上記押圧ピン６２を後退
させて回転規制解除機構６５とを備えたものであれば、
シェービングカッタの回転規制状態と、回転可能状態と
の切換えを簡単に行うことができ、シェービング加工時
の歯合わせを正確かつ迅速に行うことができ、高精度の
加工を能率よく行うことができる。

【００４８】さらに、このシェービングツールＡは工具
軸１７に着脱自在であるので、シェービング加工を行う
時にのみシェービングツールＡを取付け、他の加工を行
う時にはシェービングツールＡを取り外して、その被取
付部を用いて他の加工工具を取付けることができる。す
なわち、シェービング加工工程と、他の加工工程（旋
削、歯切り）との集約を図ることが可能となり、設備投
資の抑制、加工時間の低減、工程間移動時間の低減等に
製造コストの低減を図ることができる。特に近年では、
冷間鍛造技術の向上により、歯出し鍛造された歯車素材
が高精度に成形されるようになっており、旋削加工と歯
車シェービング加工のみで歯車を完成することが可能と
なっていることから、上記加工方法により一段と大きな
コスト低減効果が得られる。しかも、シェービングツー
ルＡを取り外している状態において、このシェービング
ツールＡの修理点検を行うことができ、次回のシェービ
ング加工を精度良く行うことができる。

【００４９】以上にこの発明の具体的な実施の形態につ
いて説明したが、この発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施す
ることができる。例えば、シェービングカッタ３２の回
転駆動を可能とし、シェービング加工に際して、このシ
ェービングカッタ３２と被削歯車２０とを同期回転させ
るようにしてもよい。この場合、シェービングツールＡ
に工具軸１７の回転駆動力を伝達する伝達機構等を設け
ればよい。また、逆に、主軸１８側を回転自在として、
シェービングカッタ３２側を回転駆動させるものであっ
てもよい。さらに、複合工作機械としては、回転駆動さ
れる主軸１８と、位置制御可能な移動台３とを有し、こ
の移動台３が、主軸１８に平行なＺ軸と、このＺ軸に直
交するＸ軸との２軸方向に対してだけ移動可能なもので
あってもよい。すなわち、移動軸としてＹ軸を持たない
２軸制御される複合工作機械においても上記同様にシェ
ービング加工を行うことが可能である。また、複合工作
機械としては、主軸１８側がＺ軸方向に移動できるもの
であってもよく、この場合、Ｚ軸方向に被削歯車２０を
トラバースすることによって、シェービング加工するこ
とができる。さらに、複合工作機械としては、実施の形
態のような横型ＮＣ旋盤のものに限るものではなく、縦
型ＮＣ旋盤等であってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の歯車シェービング加工装置の実施形
態を示す要部斜視図である。

【図２】歯車シェービング加工装置における被削歯車と
シェービングカッタとの関係を示す説明図である。

【図３】この発明のシェービングツールの実施形態を示
す断面図である。

【図４】上記シェービングツールの側面図である。

【図５】上記シェービングツールの斜視図である。

【図６】上記歯車シェービング加工装置の全体斜視図で
ある。

【図７】上記シェービングツールの要部拡大断面図であ
る。

【図８】クラウニングを示す斜視図である。

【図９】従来の歯車シェービング加工装置の要部斜視図
である。

【符号の説明】

１４ ヘッド １７ 工具軸 １８ 主軸 ２０ 被削歯車 ２８ ホルダ ３２ シェービングカッタ ３３ テーパシャンク部 ６１ 回転規制手段 ６２ 押圧ピン ６３ カッタ支持部 ６４ 押圧機構 ６５ 回転規制解除機構 Ｑ 交差角

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被削歯車の取付けが可能な主軸と、この
   主軸に対して相対的に移動可能な工具軸とを備え、上記
   主軸の開放端側を支持する芯押しが可能なＮＣ旋盤等の
   複合工作機械において、シェービングカッタをその回転
   軸が上記工具軸の軸心に対して略直交するように、この
   工具軸に取付けた後、上記シェービングカッタを、被削
   歯車が取付けられた主軸に対して交差角をもたせて配置
   し、その後、上記シェービングカッタと被削歯車とを噛
   み合わせ、その噛み合わせた状態で、上記芯押しを行い
   つつ、上記主軸の軸心方向に沿ってシェービングカッタ
   と被削歯車とを相対的に移動させながら、このシェービ
   ングカッタと被削歯車との少なくとも一方を回転駆動す
   ることにより、シェービング加工を行うことを特徴とす
   る歯車シェービング加工方法。
2. 【請求項２】 上記主軸を回転駆動させると共に、工具
   軸を回転自在としてシェービング加工を行うことを特徴
   とする請求項１の歯車シェービング加工方法。
3. 【請求項３】 上記工具軸側の角度調整機能にて、上記
   交差角の調整が可能な複合工作機械を用いることを特徴
   とする請求項１又は請求項２の歯車シェービング加工方
   法。
4. 【請求項４】 工具軸が、相互に直交する３軸方向の移
   動が可能なヘッドに支持されると共に、主軸が、上記３
   軸方向のうちの１軸方向と平行に配置され、さらに、上
   記工具軸は、この工具軸の軸心と略直交する軸心廻りの
   揺動が可能な複合工作機械を用いることを特徴とする請
   求項１〜請求項３のいずれかの歯車シェービング加工方
   法。
5. 【請求項５】 被削歯車をシェービング加工するのに使
   用するシェービングツールであって、その基端部がＮＣ
   旋盤等の複合工作機械に取付けられるホルダと、このホ
   ルダの先端側に設けられてホルダの軸心と略直交する軸
   心廻りに回転自在なシェービングカッタとを備えたこと
   を特徴とするシェービングツール。
6. 【請求項６】 被削歯車の取付けが可能な主軸と、この
   主軸に対して相対的に移動可能な工具軸とを備え、上記
   主軸の開放端側を支持する芯押しが可能なＮＣ旋盤等の
   複合工作機械において、被削歯車をシェービング加工す
   るのに使用するシェービングツールであって、その基端
   部が上記工具軸に取付けられるホルダと、このホルダの
   先端側に設けられて工具軸の軸心と略直交する軸心廻り
   に回転自在なシェービングカッタとを有し、さらに、シ
   ェービングカッタは、被削歯車が取付けられる上記主軸
   に対して交差角をもたせた配置が可能であり、かつ上記
   主軸の軸心方向に沿ってシェービングカッタと被削歯車
   とを相対的に移動させつつ、シェービングカッタと被削
   歯車との少なくとも一方を回転駆動するシェービング加
   工中に、上記複合工作機械の上記芯押しを許容すること
   を特徴とするシェービングツール。
7. 【請求項７】 シェービング加工時以外において、この
   ホルダと上記シェービングカッタとの相対回転を規制す
   る回転規制手段を設けたことを特徴とする請求項５又は
   請求項６のシェービングツール。
8. 【請求項８】 回転規制手段が、上記ホルダ側に設けら
   れてその軸心方向に沿った前後動が可能な押圧ピンと、
   この押圧ピンを前進させて上記シェービングカッタ側の
   カッタ支持部にこの押圧ピンを押し付けてこのシェービ
   ングカッタの回転を規制する押圧機構と、この押圧機構
   の前進付与力に抗して上記押圧ピンを後退させて上記規
   制を解除する回転規制解除機構とを備えたことを特徴と
   する請求項７のシェービングツール。
9. 【請求項９】 上記ホルダの基端部が、テーパシャンク
   部等を有する自動交換可能構造に構成されていることを
   特徴とする請求項７又は請求項８のシェービングツー
   ル。