JP2004154886A

JP2004154886A - 工作機械のアーバ

Info

Publication number: JP2004154886A
Application number: JP2002321999A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Tamura; 祐一田村; Kazuhiro Tsubota; 和弘坪田; Koji Ono; 孝司小野; Masayuki Tsuno; 正行津野
Original assignee: Nachi Fujikoshi Corp; Toyota Motor Corp; Kuroda Precision Industries Ltd
Current assignee: Nachi Fujikoshi Corp; Toyota Motor Corp; Kuroda Precision Industries Ltd
Priority date: 2002-11-06
Filing date: 2002-11-06
Publication date: 2004-06-03

Abstract

【課題】ナットの締め付けに対応するアーバ断面の応力分布を均一化させて、ナットの締め付けに伴うアーバの変形を防止し、高精度な加工を可能にする。
【解決手段】アーバ本体２１ａの軸部にナット２８を螺装し、このナット２８による締め付けによってホブ２２、２３を固定する工作機械のアーバにおいて、アーバ本体２１ａには、ナット２８とホブ２２、２３との間に調芯リング２９を介在し、この調芯リング２９にはナット２８の締め付けに対応するアーバ本体２１ａの断面における応力分布を自動的に均一化する修正手段を設ける。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホブアーバ、ワークアーバとして使用する工作機械のアーバに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９に示すように従来のホブアーバ１は、図１０に示すような歯切り加工用のホブ２、３を取り付けて使用し、回転する機械主軸４に基端を結合し、先端を機械側支持部５に回転自在に支持して、機械主軸４と共に回転し、ホブ２、３によりワークアーバに支承されている歯車素材を切削する。
【０００３】
通常では、このホブアーバ１には基端の側にホブ２、３を受け止める突当て段部６を形成し、先端側にホブ２、３を締め付けるナット７を装備し、中間部に装着したホブ２、３をナット７によりスペーサ８を介して締め付けることで、スペーサ８と突当て段部６との間にホブ２、３を挟持する。また、ホブ２、３のドライブキーとして図１１、図１２に示すように滑りキー９、１０が用いられ、ホブアーバ１の中間部に各１条のキー溝１１、１２を軸方向に形成し、これらのキー溝１１、１２にキー９、１０を嵌合する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ホブアーバ１もホブ２、３も寸法的に高精度に作製され、かつ相互の嵌合も適性になされたとしても、ホブアーバ１の中間部がキー溝１１、１２の存在で断面形状が非対称になるために、断面における応力分布が不均一になる。また、スペーサ８が当接されるホブ２の端面が微小に傾斜しているだけでも、同様にホブアーバ１の応力分布が均一にならない。
【０００５】
その結果として、ナット７の締め付けに伴ってホブアーバ１に変形が生じて、ホブ２、３による仕上げ加工精度に悪影響を及ぼすことになり、このことは既に実験でも実証済みである。特に最近では、加工の精度向上が求められており、ホブ２、３をより精度良く支承できるアーバの実現が急務となっている。
【０００６】
実開昭６２−９５８３５号公報によれば、ナットにその円周方向に沿って複数の調整ボルトを貫通螺装して配列したものが示されており、この構成においてはこれらの調整ボルトを適宜に出入調整すれば、スペーサを介してホブに加わる力の配分を調整でき、上述のような不均一な応力分布を均一にすることができる。しかし、この場合の調整は調整ボルトの締付と測定とを何回も繰り返えすことが必要で、更に微細な調整のために調整ボルトを操作することは熟練を要する。
【０００７】
その他に、特公昭５４−３９０７９号公報には、ホブアーバとホブとの間の隙間に薄肉スリーブを嵌装させることで、ホブの傾きを修正する手段が開示されている。しかし、この場合には油圧ユニットを必要とし、ホブの交換の度に配管を取り付け、取り外さなければならない。
【０００８】
本発明の目的は、上述の問題を解消し、ナットを締め付けてもアーバの断面における応力分布が支障なく均一になるようにして、加工精度の向上が得られる工作機械のアーバを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明に係る工作機械のアーバは、アーバ本体の軸部にナットを螺装し、該ナットによる締め付けにより前記軸部に被支承体を支承する工作機械のアーバにおいて、前記アーバ本体には、前記ナットと前記被支承体との間に調芯リングを介在し、該調芯リングにより前記ナットの締め付けに対応する前記アーバ本体の軸断面における応力分布を均一化する自動修正を行うことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明を図１〜図８に図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１、図２に示すアーバはホブアーバであり、このホブアーバ２１のアーバ本体２１ａには、歯切り加工用の第１、第２のホブ２２、２３が直列に取り付けられている。そして、アーバ本体２１ａの基端にテーパコーン２４が設けられ、このテーパコーン２４は回転する機械主軸２５に機械的に結合され、先端は機械側支持部２６に回転自在に支持されて、機械主軸２５と共に回転するようにされている。
【００１１】
アーバ本体２１ａには、基端側にホブ２２、２３を受け止める突当て段部２７が形成され、先端側にホブ２２、２３を締め付けるナット２８が螺装されて、中間部に装着した被支承体であるホブ２２、２３がナット２８の締め付けにより付勢され、アーバ本体２１ａの回転に伴って図示しないワークアーバに支承されている歯車素材を、ホブ２２、２３により切削するようにされており、この点については前述の図９〜図１２に示す従来例と変わりはない。
【００１２】
ナット２８と第１のホブ２２との間には、ナット２８の締め付けに対応するアーバ本体２１ａの断面における応力分布を、自動的に均一化する調芯リング２９が介在されている。即ち、調芯リング２９は球面軸受構造に形成されており、ナット側リング部材３０とホブ側リング部材３１との２部材が突き合せて構成され、前者の突き合わせ面がアーバ本体２１ａの軸線上に中心をおく球状凹面に、かつ後者の突き合わせ面がこの球状凹面に対応する球状凸面に形成されて、相互に摺回動自在に当接されている。この場合のナット側リング部材３０は、図３に示すようにナット２８と一体に形成してもよい。
【００１３】
また、第１のホブ２２と第２のホブ２３、第２のホブ２３とアーバ本体２１ａの突当て段部２７との間には、それぞれドライブキーとして端面キー３３、３４が設けられている。一方の端面キー３３においては、第１のホブ２２のアーバ基端側端面に複数のキー３５が軸対称に突設され、第２のホブ２３のアーバ先端側端面に、キー３５に対応する複数のキー溝３６が形成されて相互に嵌合されている。他方の端面キー３４においては、第２のホブ２３のアーバ基端側端面と突当て段部２７とに相互に対応する複数のキー溝３７、３８が軸対称に凹設されて、それら相互のキー溝３７、３８間にそれぞれキー３９が挿入されている。
【００１４】
かくすることで、アーバ本体２１ａではその断面において、ナット２８の締め付けに伴い、調芯リング２９の使用とあいまって、アーバ本体２１ａの断面において局部的に発生する応力集中を更に緩和することができ、アーバ本体２１ａの変形を防止できる。
【００１５】
このようにして、アーバ本体２１ａの変形を防止できるが、端面キーを用いずに、アーバ本体２１ａと第１のホブ２２及び第２のホブ２３との間に、ドライブキーとして滑りキーを用いる場合には、図４又は図５に示すように、従来例と同様の複数の滑りキー４０、４１を二方又は三方にアーバ本体２１ａに対して対称形となるように配置すればよい。
【００１６】
これによっても、キー溝の周囲に発生する応力分布を均一化させることができ、アーバ本体２１ａの変形を防止できる。なお、滑りキー４０、４１は対称形状の配置であれば、図６に示すように四方に配してもよい。
【００１７】
また、図７、図８に示すようにドライブキーとしては、第１のホブ２２と第２のホブ２３との間にリング部材４２を介在し、ホブ２２、２３とリング部材４２との間は端面きーで連結され、リング部材４２とアーバ本体２１ａとの間の垂直方向に、アーバ本体２１ａに対して対称形に差し込むピン形状の複数のキー４３を用いることもできる。この場合も同様に、アーバ本体２１ａの変形を防止できる。
【００１８】
なお、アーバ本体２１ａには、熱膨張率が低くヤング率が高い材質、例えばハイス鋼等を用いることが好適である。ハイス鋼は高速度工具鋼であり、摩擦熱に強いため、切削工具や金型材料に使用されており、これによりナット締付の際に生ずるアーバ本体２１ａの変形を防止できる。
【００１９】
更に、ナット２８の内径ねじ部を熱処理後に切削加工して、アーバ本体２１ａのねじ部との間の隙間を少なくすることも好ましい。これにより、所謂がたを極力少なくすることができ、アーバ本体２１ａの断面における応力分布の均一化を図ることができ、アーバ本体２１ａの変形が少ない利点がある。
【００２０】
以上の説明はホブアーバについて行ったが、被支承体を切削に供する歯車素材等とするワークアーバにも適用できる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る工作機械のアーバによれば、ナットの締め付けに際するアーバ本体の断面における応力分布を均一化させることが可能で、ナットの締め付けに伴うアーバの変形を防止でき、被支承体を精度良く支承でき、高精度な機械加工を可能とする。また、調整のための特別な操作を必要とせず、極めて簡単かつ容易に使用でき、しかも構造が別段複雑となることはなく、所期の目的を支障なく達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態のホブアーバの縦断面図である。
【図２】要部の一部を切欠した平面図である。
【図３】要部の他の例の縦断面図である。
【図４】他の実施の形態に係るホブアーバの縦断側面図である。
【図５】要部の横断面図である。
【図６】要部の他の例の横断面図である。
【図７】更に他の実施の形態に係るホブアーバの縦断側面図である
【図８】要部の一部を切欠した平面図である。
【図９】従来例の縦断面図である。
【図１０】ホブの斜視図である。
【図１１】要部の断面図である。
【図１２】要部の横断面図である。
【符号の説明】
２１ホブアーバ
２１ａアーバ本体
２２、２３ホブ
２８ナット
２９調芯リング
３０ナット側リング部材
３１ホブ側リング部材
３３、３４端面キー
３５、３９、４０、４１、４３キー
３６、３７、３８キー溝
４２リング部材

Claims

アーバ本体の軸部にナットを螺装し、該ナットによる締め付けにより前記軸部に被支承体を支承する工作機械のアーバにおいて、前記アーバ本体には、前記ナットと前記被支承体との間に調芯リングを介在し、該調芯リングにより前記ナットの締め付けに対応する前記アーバ本体の軸断面における応力分布を均一化する自動修正を行うことを特徴とする工作機械のアーバ。
前記調芯リングは球面軸受構造である請求項１に記載の工作機械のアーバ。
前記ナットは前記調芯リングの一部を構成する請求項１又は請求項２に記載の工作機械のアーバ。
前記被支承体と前記アーバ本体とはドライブキーにより回転方向に固定した請求項１又は２又は３に記載の工作機械のアーバ。
前記ドライブキーは端面キー又は滑りキーである請求項４に記載の工作機械のアーバ。
前記アーバ本体の軸断面形状が対称形状となるように前記ドライブキーを配置した請求項４に記載の工作機械のアーバ。
前記アーバ本体は熱膨張率が低くヤング率が高い材質とする請求項１に記載の工作機械のアーバ。
前記ナットの内径ねじ部を熱処理後に切削加工し、螺合する前記アーバ本体側の軸部のねじ部との隙間をより小さくした請求項１〜６の何れか１つの請求項に記載の工作機械のアーバ。