歯車形削り盤の割出し機構の改良について
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(2) . 第２０巻 第２号. 昭和４５年１月. 北海道教育大学紀要 （第２部Ａ）. 歯車形削り盤の割出 し機構の改良について 高. 寅. 坂. 男. 北海道教育大学函館分校機械工学研究室. ｉｎｇ Ａｔ ｔａｃｈｍｅｎｔ ｌｒ ｓ・ｎ ｏｆ ａ Ｇｅａｒ Ｇｅｎｅｒａｔ １ ０ ）ｒｏｖｅｄ ｎｄｅｃｈａｎｉ １. ｉ Ｅｑｕｉｐｐｅｄ ｆｏｒ ａ ｓｌｏｔ ｔ ａｃｈｉｎｅ ｎｇ Ｎ１ Ｔｏｒａｏ ＴＡＫＡＳＡＫＡ ｄｏ Ｕｎｉ ｉ ｉ ｉｏｎ ｉ ｔ Ｉ Ｅｎｇ ｉ ｔ Ｄｅｐａｒ ｓ ｔｍｅｎｔｏｆ Ｎ１ ｅ Ｂｒａｎｃｈ ｖｅｒ ｎｅｅｒ ｎｇ ｅｃｈａｎｉ ｃａ ｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔ ， Ｈｏｋｋａ ， Ｈａｋｏｄａ. ０月１ ６日 受 領 ４年１ 昭和４. １ ．. ま. え. が. き. 歯車の歯形曲線を歯切りするには， 工作機械に数種類の代表的な機構 が用い られている， それ ら に共通する原理は基準ラックとギヤ ブラ ンクにころがり接触を与え， その移動過程において基準ラ ックを刃物と して徴小量の切削を繰り返すことにある， 基準ラッ クは別の場合には形を変えてホブ となり， あるいは研削車の形をとる． この基準ラックとギヤ ブラ ンクのころがり接触を行なうため に， 通常換ェ歯車をへて所定の回転比 をたもっており， 各種の歯切り機械においてそれぞれの運動 機構が設け られている． さきに立削り盤によるラックタイ プの 歯車形削り装置を試作 したが， その なかの割出 し機構について構造を改良した新しい方法を試みたものである．. ２ ． 歯形曲線の創成 歯切り盤およ び歯車研削盤において歯形曲線の剣成 運動を行なわせるにはつ ぎの三つの方法がある． １ ） 基礎円をもとにするもの イ ンポリウ ト曲線の作図をそのまま研削車に当ては めたものであって， 基礎円を創成円としている， 第 １ 図において， 直径 Ｄｇの円を被削車の基礎円とする． 研削車のタ ト縁を半径方向に一致させ始点 Ｓ において 接しておく， 円 ○ が接線 ＴＴ に接触 しす べ らずにこ. Ｔ. ろがすとき， 基礎円の点 Ｓ は紙面に対しサイクロイ ドを描くが， 一方研削車の点 Ｓ は被削車の平面に対 しイ ン ポ リ ウ ト を 描 く．. ←－. Ｏ. Ｄｇ. 実際の構造においては ころがりを与えるため， 基礎 円に相当する ピッチ ブロックとよぶ円筒に鋼帯を２枚 反対方向に巻きつけてマスタ車としてころがりを拘束 し， 軸の他端に被削車を取り付けておく， 研削車の接 触面は不連続的なのでイ ンポリウ トは研削面の包絡面. 第１図 基礎円による創成.
(3) . 高. 坂. 寅. 男. としてえ られる． ２ ） ピッ チ円を創成円とする方法 第１図 において， 基礎円より出発したイ ンポリウトは曲線 上のすべての点においてそこか ら基礎円に引いた接線に垂直 であり， また接点までの長さは始点と接点との間の円弧に等 しい性質をもつ． 第 ２ 鋤こおいて， 劫 ：ピッチ円直径， α： カ ミ アイ 圧 力 角， ｙ； 基 礎 円 円 周 速 度， Ｖ′： Ｖ の 水 平 方 向 分 速 度， と す る と き ピ ッ チ 円 の 性 質 か ら. ÷ヱ÷ とな て っ ＣＯＳα. ぴ 亡コヂ Ｖ. Ｐ Ｓ. 比 ＝ 島 鵬 偽 夢＝. ｖ′ の速度で水平に送ることが必要である．. す な わ ち， ピ ッ チ 円 を こ ろ が り 円 と し ｒｒ に 接 して こ ろ が すことである． ただ し研削車は半径 ＰＯ に α の角度で傾け. Ｄ。. Ｄｇ. ） の方法と同じ ておかなければな らない， この方法は前項 １ 結果を得ることは原理的に納得できるであろう， 現在歯車設計上 ピッチ円を基準と してすべてが取り扱われ て い る の で， こ の 方 法 が 便 利 で あ り 一 般 に 用 い られ て い る，. 第２図. ピッチ円による創成. ころがり接触を拘束するには 前 項 の よ う に ピ ッ チ ブロ ッ ク. に鋼帯を張る方法と， 換ェ歯 車と送りネ ジによる方法の二 つ が あ る．. ３ ） マ ス タ ラ ッ ク とマ スタ ピニオンによる方法 切削する歯車 と等 しい歯車 を マ ス タ と しこ れ に か み 合 う マ スタラック を固 定 し て お. き， 両者をかみ合わせてころ がりを行なわせるもので， き わめて直接的な方法である． ラックの長さの限度か ら割出 しの ピ ッ チ バ ッ ク を す る 場 合. マスタピニオン. と 全 円周 の 長 さ の ラ ッ ク と し １て ピ ッ チ バ ッ ク を しな い 場 合. ・. 第３図 マスタ ピニオンによる剣成. とがある， 複雑な装置を必要としなく， 簡易な構造で確実であるが， その歯切り精度はマハタ歯車 に直接影響する， したがって工業的生産以外の精密加工に使用される方法である． 以上に述べ た三つの方法を比べてみると， 第１の方法は歯車研削に使用され量産に適 している． 第２の方法は ピッチ ブロックを使うものは歯車研削に使用されており， また換ェ歯車と送りネ ジに 切り機械に使用される， 第３の方法は精密歯車の切削および研削に使用されている， よる機構は歯‐ ここでは第２の方法のうち換ェ歯車と送りネジによる機構にもとづいて改良を実施 した，. ３ ， 歯切り盤に必要な 諸元 （８８）.
(4) . 歯車形削り盤の割出し機構の改良について ２ ７. 送 り 装 置の 計 算 の た め 必 要 な 諸 数 値 を 求 め る， Ｓ： ピ ッ チ 円 の 円周 Ｄ ： ピ ッ チ 円 直 径 （創 成 ，. ５Ｍ. ｚ. 円）， ２； ワ ー ク の 回 転 テ ー ブ ル ウ ォ ー ム ホ ィ ‐ ル. 十. Ｈ３. 歯数， 云：送りネ ジピッチ， Ｚ：被削車歯数， 崩す： モ ジ ュ ー ル， Ｒ： 総 歯 車 比， α ，ろ ，ｃ ，ｄ： 換 ェ 歯 車. とすると’ ピッチ円がころがり円であるのでつぎ の関係が生ずる． Ｓ＝７ ｒハイＺ ＝ 友尺. テブル 臨ま 蒲 ，. （１）. 十 ７ １. 』器 １） 式に適合する換ェ歯車 ” これより （ ，ｃ ，ｄ ，る. 第４図 割 出 歯 車 列. を計算 し選択すればよい， このとき与えられた任意の歯車を得るには 尺 に 肌 および Ｚ を与えな ければな らない． 肌 および Ｚ をのぞく数値は固定 した定数である． またラックカッタの長さには 限度があるので， これを途中で戻すための ピッ チバ ックを行なう必要がある． これらをつぎのよう に表わすこと ができる． １ ） ころがりの条件 尺＝ ”．脳 Ｚ ２）. ｋ戸 機 械 定 数. ピッ チ バ ッ ク の 条 件 尺′＝ に２Ｍ. 比２： ピ ッ チ バ ッ ク 定 数. ） （ 試作 した 歯切り装置しめ ぃてこれ らの関係を求める１ ）式において， た 冊 ｏ型言斜直に対し ， １ 小 数 第 ７ 位 ま で正 しい）， ２＝７２ （フ ライ ス用 サ ー キ ュ ラ ー テ ー ブル を 使 用） を 与 え る と き 疋 は つ. ぎのように変形できる， Ｒ＝三三汲竺 な. ７１０ ．Ｚ．Ｍ. ｚ ，５財．７１. ２２６，云 ，７２. ７２ ．云 ，１ユ３. （２ ）. ２ （ ） 式は総歯車 尺 を構成 しているものでこれを歯車列に組むと第４図のようである， ７２ ５叱り は同軸上にあるので両車にク つぎに ピッ チバックの方法は， 第 ４図の歯車 （ ） と歯車 （ ラ ッ チ 装 置 を 設 け て お く， つ ま り 両 車 を ピ ンを も っ て 連 結 して お き， ピ ッ チ バ ッ ク を す る と き は こ. れを解放 して送りネ ジを逆回転させる， ギヤ ブラ ンクはその位置に停止しているがサ ドルは送りと 逆の 方 向 に戻 る． そ の 関 係 は， ｓ； 歯 車 の 円 周 ピ ッ チ， “： ピ ッ チ バ ッ ク に 要 す る 歯 車 （５叱り の 回 転 数， 尺′； 途 中 の 歯 車 比， と す る と ラ ッ ク カ ッ タ が 正 しく １ ピ ッ チ戻 る た め に は. ダニ鳥８Ｍ， また第４図より 疋 読 空々 しかるにｓ＝”崩 これ らを代入すると １１３ ｆ. ． れ＝ 『ぢ 爾× 冊 Ｍ＝，. ５ ノ婆） を１回転逆回転することにより正 しくピッチバック が完了する， 数ピッチを つまり歯車 （ ピ 戻すには ッ チ数だけ逆回転すればよいのである． 差動歯車， イ ンデックス プレートなどによ らな い正確な割出 しが可能である，. （８９）.
(5) . 坂. 高. 男. 寅. ４ ． ピッ チ換エ歯車 の簡易化 上記のように割出 し装置には被削車に与え られる歯 数およびモ ジュールに相当する２種類の換ェ歯車を用 意する必要がある． 歯数換ェ歯車についてはマスタギ ヤとして全歯数を必要とするのはやむを得ない が， ピ ッ チ換ェ歯車はその数値が段階的で少ないのでその機 能を他のものに変更できるならば都合がよい． ２ 再び前項の （ ） 式において Ｚ は 送 り ネ ジ ピ ッ チ に. 第５図三割 出 歯 車 列. 相当する歯数を表わ している， ここで Ｚ＝Ｃ，肌 （Ｃ は 定数） とおくと Ｚ ５ ７１. ． た 長さ器糸－７．ｃ． ，，. ３） （. ５） ３） 式を図示すると第５図のようである． 歯車 （ （ ，（Ｃ） には適宜の倍数を使用する． ここで 尺 は 脳ダ が 消 去 さ れ て ピ ッ チ 換 ェ 歯 車 は 除 か れ た． そ して Ｚ＝Ｃ ，ハイ の ピ ッ チ 与 え る 送 り ネ ジ を 使用 す る よ う に な っ た． ピ ッ チ ｚ は Ｍ. 第１表 送りネジ軸 ピッチ （に ＣＭ） ミ ミ. Ｉ ・. １ ・ ．５. ０ ２ ，ｏ. の 倍数 値に相 当する ものは共通 できるので種. Ｉ １. 類 が 少 な く て す む， 実 用 に 当 た っ て は， 共 通. ２. ４. 性 を た も ち ま た 工 作 上 過 大 過 小 の ピッ チ を 避. ３. ６. け て選 択 した， 第 １ 表 は 必 要 な 送 り ネ ジ 軸 の. ４. ４. ２ ，５. ５. ０ ３ ，。. ３ ，５. Ｏ ４ ，。. ３ ，５. ４. ６. ６. ピ ッ チ を 示 して い る， 通 常 の 汎用 モ ジ ュ ー ル に 対 して 必 要 と す る ピ ッ チ の 値 で あ り， こ こ で は ３．５， ４， ５， ６ の ４ 種 類 で足 り る こ と に な る． こ の. ようにして複雑な割出し装置の構造を簡易化することができた， ５ ．. む. す. び. 換ェ歯車には数多くのマスタ歯車を予め必要とする． それ らに精度誤差があれば相乗的に被削車 の歯切り精度に影響する． 歯▲ 切り精度の要因の一つには多数の歯車装置の管理の如何にある． した がってこれ らを簡易化することは精度向上に資するとともに製作上有利である． 送りネ ジ軸は専用 機により充分高精度のものが容易に得 られた， また全体として構造が簡潔となり， 機械操作の上か らもよい効果を上げた． 文. 献. ９６７ １ ） 高坂寅男 （１ ）：立削り盤によるラックタイプの歯車形削り方法について， 北海道教育大学紀要， 第二部 Ａ， 第１８巻， 第１号， ５０一５９頁，. （９０）.
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