JP2001252823A - 鼓形ウオームの歯切り方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 歯車加工の工具管理、ウオーム・ホイールの
精度管理の方法が良好に確立されており、異なった歯数
のインボリュートはすば歯車と噛み合うウオームの歯切
りに同じピニオンカッタを用いることができ、ウオーム
ギヤの噛み合いの作動特性の良好な鼓形ウオームの歯切
り方法。 【解決手段】 ウオームホイールにはすばインボリュー
ト歯車を用いる鼓形ウオームギヤの鼓形ウオーム１を歯
切りするに際し、鼓形ウオーム１と噛み合うはすばイン
ボリュート歯車の歯面を表現する運動を行う切れ刃を持
つピニオンカッタ２を用いて、鼓形ウオーム１の歯切り
を行うことを特徴とする鼓形ウオームの歯切り方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、比較的小型（軸間距離
１２０ｍｍ程度）で高負荷能力、高効率であって、振
動、騒音の少ない鼓形ウオームギヤの加工法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】ウオームギヤには円筒ウオームギヤと鼓
形ウオームギヤの二種類がある。他の減速機に比べて高
減速比を静粛な運転で伝達できる特徴を持っている。鼓
形ウオームギヤは円筒ウオームギヤに比べて設計の自由
度が大きく、円筒ウオームギヤより同時に噛み合う歯数
を多く取れ、歯面間の相対曲率を面圧や潤滑により有利
にとれるなどの特徴を持っている。（参考文献、牧、鼓
形ウオームギアと円筒ウオームギヤのかみあい性質、機
械の研究、４３巻、８号、１９９１）現在日本で実用さ
れているものの代表的なものは、レオナルド・ダ・ビン
チのスケッチにあるものを基礎として開発され、製鉄産
業等に活用されている軸間距離が１０００ｍｍに近い大
型のハセックギヤや軸間距離１２０ｍｍ程度に多く使わ
れているヘドコンがある。また、かって製造販売されて
いた鼓形ウオームギヤに、大型、小型全てを製造してい
たプラナウオームがある。ハセックギヤはウオームの歯
切りを一本の直線工具で行い、ホイールの歯切りには本
来ウオームの形状を表現するホブで行う。このホブの製
作が非常に困難なのでこのホブの切り刃を一本あるいは
数本の直線工具で近似させている。ヘドコンはウオーム
の歯切りには円錐形のフライスカッタあるいは砥石を用
い、ホイールの歯切りにはウオームの形状を表現するホ
ブで行う。プラナウオームはウオームの歯切りには平面
のフライスカッタあるいは砥石を用いる。いずれの場合
もウオームの歯切りに際し、ウオームをホブ盤のホブ軸
にセットし、テーブルにホイール歯切り用工具をセット
してウオーム、ホイールの回転比をウオームブランク及
び工具に与える。ホイールの歯切りにはホブあるいはそ
れに相当する工具を用いてインボリュート歯車を歯切り
する要領で行う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、かかるホイー
ルの歯切り方法ではホブの形状が複雑でホブが非常に高
価なものになる。また、ホブの代用として近似工具を用
いる場合は精度の管理もできず、なじみに時間を要す
る。ウオームの歯切りにはフライスユニットを製造して
ホブ盤のテーブルにセットするなどの工夫を必要とし、
加えて連続運転が不可能であったり、工具が複雑で工具
の精度管理あるいはウオームの精度管理も困難となると
いう問題点がある。

【０００４】本発明は、かかの問題点を解決し、工具の
精度管理とウオームの精度管理が容易であり、鼓形ウオ
ームギヤを使用して、磨耗が進行するほど、あらたな歯
面が現れて益々性能が良くなる鼓形ウオームの歯切り方
法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の鼓形ウオームの歯切り方法は、ウオームホ
イールにはすばインボリュート歯車を用いる鼓形ウオー
ムギヤの鼓形ウオームを歯切りするに際し、鼓形ウオー
ムと噛み合うはすばインボリュート歯車の歯面を表現す
る運動を行う切れ刃を持つピニオンカッタを用いて、鼓
形ウオームの歯切りを行うことを特徴とすることにより
構成される。ここで、切れ刃について、はすばインボリ
ュート歯車の歯面を表現する運動を行うとあるのは、刃
切り運動を行なうピニオンカッタ切れ刃が、自身の軸の
回りに回転運動を行なう仮想はすばインボリュート歯車
歯面を創成する運動のことをいう。本発明の鼓形ウオー
ムの歯切り方法は、ピニオンカッタはその軸に直角な平
面にある切れ刃がインボリュート平歯車の歯形を有する
工具であって、ウオームホイール歯面であるインボリュ
ートヘリコイドの軸直角断面であるインボリュート平歯
車を創成する噛み合い運動を行なうか、或いは全く一致
する平歯車歯形を持つことができる。本発明の鼓形ウオ
ームの歯切り方法は、ピニオンカッタは鼓形ウオームの
歯切りに際し、ウオームブランクの縦送りと鼓形ウオー
ムの回転に連動し、かつはすば歯車のリード角を表現す
るための差動回転が付加された回転運動を行うことがで
きる。

【０００６】本発明において、ホイールにインボリュー
トはすば歯車を用い、ウオームの歯切りにはインボリー
ト内歯車の歯切りに用いられるインボリュートピニオン
カッタを用いる。インボリュートはすば歯車は自動車用
変速機用を初めとして様々な産業分野で用いられてお
り、その歯切り方法は工具の精度管理、再研磨、製品の
精度管理などすべての事項において確立されている。一
方、ウオームの歯切りに用いるピニオンカッタも精度管
理、再研削法等が確立されている。このインボリートピ
ニオンカッタにより歯切りされるウオームは中央の軸断
面でみれば内歯車であり、精度管理も容易に行われる。
ホイール歯面は平面よりインボリュートはすば歯車歯面
を用いた方が加工も精度管理も容易である。また、平面
よりはすば歯車の方がホイール歯車としてなじみやす
い。本発明者によると、この鼓形ウオームギヤは始動時
は４〜５枚の歯が噛み合い、なじみの進行とともに、ヒ
ンドレー鼓形ウオームギヤの包絡面に相当する、噛み合
い性質の良い、第二歯面がホイール歯面中央部に表れ
る。即ち、使い込めば使い込むほど、性質が良くなって
いくウオームギヤである。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して説明する。図１は本発明の鼓形ウオームの歯切り方
法を説明する図である。鼓形ウオーム１がピニオンカッ
タ２により歯切りされている。図１に示すように、鼓形
ウオーム１の歯巾（Ｗ）と切削ピッチによって、ピニオ
ンカッタ２の４〜５枚の切れ刃２ａが常に切削に関与し
ている。本発明において、ピニオンカッタ２は、鼓形ウ
オーム１と噛み合うはすばインボリュート歯車の歯面を
表現する運動を行う切れ刃２ａを備える。図２は本発明
の歯切り方法により歯切りされた鼓形ウオーム１と、は
すばインボリュート歯車を用いたウオームホイール３と
を噛み合わせた鼓形ウオームギヤを示す。本発明におい
て、上述したように、ピニオンカッタ２は、鼓形ウオー
ム１と噛み合うはすばインボリュート歯車の歯面を表現
する運動を行う切れ刃２ａを備えるので、鼓形ウオーム
１とウオームホイール３との噛み合い状態を実現するこ
とができる。

【０００８】図３は、本発明の鼓形ウオームの歯切り方
法の実施に使用する歯切り装置４を示す。図３の歯切り
装置４において、鼓形のウオームブランク５をホブ軸６
に取付け、ピニオンカッタ２をテーブル７に取り付け
る。テーブル７の前後運動により、ウオームブランク５
とピニオンカッタ２との軸間距離（図３にｆと図示。）
を定め、ホブ軸６に取り付けられたウオームブランク５
の回転運動と上下運動と、ピニオンカッタ２の回転運動
とにより、鼓形ウオームの歯切り作業を実行する。ここ
で、鼓形ウオームの歯切り作業において、ピニオンカッ
タ２の切れ刃２ａに対し被加工物であるウオームブラン
ク５の位置が上側にあり、歯切り時にウオームブランク
５が下方向に移動するので、ダウンカット方式となる。
これと異なり、ピニオンカッタ２の切れ刃２ａに対しウ
オームブランク５の位置が下にあり、歯切り時にウオー
ムブランク５が上方向に移動する場合はアップカット方
式となる。

【０００９】次に、本発明の鼓形ウオームの歯切り方法
の具体的作業の順序を図４により説明する。図４（イ）
において、先ず、鼓形のウオームブランク５をホブ軸６
に取付け、ピニオンカッタ２をテーブル７に取り付け、
テーブル７の前進運動（左方向移動）させ、ピニオンカ
ッタ２が切込み深さｄとなる位置でテーブル７を停止す
るところを示す。本例では、ダウンカット方式により、
ウオームブランク５の下降運動を開始する。ウオームブ
ランク５の回転とピニオンカッタ２の回転は同調されて
いる。図４（ロ）において、ウオームブランク５の下降
運動を停止させ、テーブル７を後退運動（右方向移動）
を開始するところを示す。図４（ハ）において、テーブ
ル７の後退運動を停止して、ウオームブランク５の上昇
運動が開始するところを示す。図４（ニ）において、ウ
オームブランク５の上昇運動を停止させ、テーブル６を
前進運動（左方向移動）を開始するところを示す。図４
（ホ）において、テーブル７の前進運動が切込み深さ２
ｄで停止したところを示す。これからダウンカットによ
りウオームブランク５の下降運動を始まる。図４（ヘ）
において、ウオームブランク５の下降運動を停止して、
テーブル７の後退運動が始まるところを示す。図４の作
業において、ピニオンカッタ２は、鼓形ウオームと噛み
合うはすばインボリュート歯車の歯面を表現する運動を
行う切れ刃２ａを持つ。ピニオンカッタ２はその軸に直
角な平面にある切れ刃２ａがインボリュート平歯車の歯
形を有する工具であって、ホイール歯面であるインボリ
ュートヘリコイドの軸直角断面であるインボリュート平
歯車歯形と定速比の噛み合い運動を行うか、或いは全く
一致する平歯車歯形を持つ。また、ピニオンカッタ２は
鼓形ウオームの歯切りに際し、ウオームブランク５の縦
送りと回転に連動し、かつはすば歯車のリード角を表現
するための差動回転が付加された回転運動を行う。

【００１０】

【発明の効果】（１）本発明によれば、ホイール歯面は
インボリュート歯車であり、その加工法、精度管理は確
立できる。また、被加工歯面であるウオーム歯面はイン
ボリュートはすば歯車の包絡面であり、数学的に解析で
きその精度管理の方法を確立できる。工具は従来からイ
ンボリュート内歯車の歯切りに使用されてきた、ピニオ
ンカッタであるため、その精度管理、再研削の方法が確
立されている。このように、本発明による鼓形ウオーム
ギヤは歯車対を加工するそれぞれの工具管理、ウオー
ム、ホイールの精度管理の方法がしっかり確定できる。
従来の鼓形ウオームギヤでは、どのようなタイプのもの
であれ、ウオーム、ホイールの双方か或いはいずれか一
方の歯面形状が複雑で、数学的解析も困難であり、精度
管理を的確に行えず、歯当りを見て、完成度を判断せざ
るを得なかった。このように、本発明の効果の一つし
て、その生産工程における品質管理を完全に行えるとい
う利点をあげることができる。 （２）ウオーム歯面を加工するピニオンカッタはウオー
ムブランクの回転と縦送りに連動して回転する。この
時、このピニオンカッタの切れ刃面は、ホイール歯面で
ある仮想インボリュートはすば歯車歯面を表現するよう
に差動回転を付加する。この方法はホブで、インボリュ
ートはすば歯車歯面を創成する方法と同じである。ピニ
オンカッタの軸直角断面形状はホイール歯面の軸直角断
面形状であるインボリュート歯車歯形に一致するか、或
いはそのインボリュート歯車歯形に内歯車の噛み合い運
動を行う小インボリュート歯車歯形である。従って、本
発明によれば、異なった歯数のインボリュートはすば歯
車と噛み合うウオームの歯切りに同じピニオンカッタを
用いることができる。要するに、従来のピニオンカッタ
による内歯車の加工法におけるピニオンカッタ選定法を
応用できる。 （３）鼓形ウオームギヤの噛み合いの特徴は、同時に
噛み合う歯数を円筒ウオームギヤに比べて多くとれるこ
とと、両歯面の相対曲率半径を非常に大きくすること
ができる、の２点に要約される。を実現させるために
はウオーム歯面形状を表現する切れ刃面を持つ工具を用
いてウオームを歯切りする必要がある。本発明によれ
ば、ウオーム、ホイールの歯面は歯切り直後の処女面ど
うしは、多くの歯数が同時に噛み合うが、相対曲率半径
の非常に大きな噛み合いを行う、いわゆる第二歯面（ヒ
ンドレー鼓形ウオームギヤの包絡面）は存在していな
い。しかし、噛み合い運動が進行し、なしみが進むと、
この良好な歯面がウオーム歯面に包絡されて付加され
る。即ち、本発明のウオームギヤは長時間使用すれば益
々良好な噛み合いを行なうような作動特性を持ってい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の鼓形ウオームの歯切り方法を説
明する図である。

【図２】図２は本発明の歯切り方法により歯切りされた
鼓形ウオームと、はすばインボリュート歯車を用いたウ
オームホイールとを噛み合わせた鼓形ウオームギヤの例
を示す。（イ）は正面図、（ロ）はウオームホイールの
軸を含む垂直断面図である。

【図３】図３は本発明の鼓形ウオームの歯切り方法の実
施に使用する歯切り装置の例を示す図である。

【図４】本発明の鼓形ウオームの歯切り方法の具体的作
業の順序を示す図である。

【符号の説明】

１ 鼓形ウオーム ２ ピニオンカッタ ２ａ 切れ刃 ３ ウオームホイール ４ 刃切り装置 ５ ウオームブランク ６ ホブ軸 ７ テーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 齋藤 武 千葉県佐原市山之辺261番地 株式会社ハ セックギア内 Ｆターム(参考） 3J030 AC03 BA03 BC10

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウオームホイールにはすばインボリュー
   ト歯車を用いる鼓形ウオームギヤの鼓形ウオームを歯切
   りするに際し、鼓形ウオームと噛み合うはすばインボリ
   ュート歯車の歯面を表現する運動を行う切れ刃を持つピ
   ニオンカッタを用いて、鼓形ウオームの歯切りを行うこ
   とを特徴とする鼓形ウオームの歯切り方法。
2. 【請求項２】 ピニオンカッタはその軸に直角な平面に
   ある切れ刃がインボリュート平歯車の歯形を有する工具
   であって、ウオームホイール歯面であるインボリュート
   ヘリコイドの軸直角断面であるインボリュート平歯車を
   創成する噛み合い運動を行なうか、或いは全く一致する
   平歯車歯形を持つことを特徴とする請求項１記載の鼓形
   ウオームの歯切り方法。
3. 【請求項３】 ピニオンカッタは鼓形ウオームの歯切り
   に際し、ウオームブランクの縦送りと回転に連動し、か
   つはすば歯車のリード角を表現するための差動回転が付
   加された回転運動を行うことを特徴とする請求項１、又
   は請求項２記載の鼓形ウオームの歯切り方法。