JP2003025147A - 歯車研削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ピッチ精度、歯型精度の良好な歯
車を製造することができるコンパクトな歯車研削装置の
提供。 【解決手段】 ねじ状砥石３のスピンドル１２２
およびワークスピンドル双方の回転機構をハウジング１
２２ｄ内空間を貫通するスピンドル１２２ｂ周りに同心
に設けたローター１２２ｆとステ−ター１２２ｇよりな
るビルトインモーターとし、かつスピンドルの回転数を
検出するロータリーエンコーダー１２２ｉをスピンドル
基端に設け、装置をコンパクト化した。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、ネジ状砥石を用い
て歯車を研削する歯車研削装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】ネジ状砥石を用いて、砥石とワ−クを鉛
直方向にクロスさせ、ワ−クをクラウニング加工して歯
車を成形する歯車研削装置は知られており（特開昭５８
−５９７２７号、同６１−１４６４１７号、同６１−１
４６４１８号、特表平９−５１０４０４号、特開２００
０−１０８０２８号）、また、実用化されている（例え
ば、米国ザ・グリ−ソン・ワ−ク社の歯車研削盤ＴＡＧ
（商品名）、株式会社岡本工作機械製作所の歯車研削盤
ＳＨＧ（商品名））。 【０００３】図４に示す７軸ＮＣ制御の歯車研削装置１
は、特表平９−５１０４０４号公報およびザ・グリ−ソ
ン・ワ−ク社の歯車研削盤ＴＡＧＣＮＣカタログに記載
される円筒歯車研削盤の斜視図である。図中、２はワ−
クである被加工歯車、３はネジ状砥石、４は砥石の切り
込みを決めるための水平方向（Ｘ軸方向）に往復移動可
能なスライダ、４ａはモ−タ−、５は砥石を前後方向
（Ｙ軸方向）に往復移動可能なテ−ブル、５ａはモ−タ
−、６はドレッサ−の切り込みを決めるための水平方向
（Ｕ軸方向）にドレッサ−を往復移動させる機構、７は
ドレッサ−を前後方向（Ｖ軸方向）に往復移動させる機
構、７ａはモ−タ−、８は砥石頭、９は砥石回転軸で、
モ−タ−９ａの駆動により砥石３はＳ方向に回転する。
１０はコラム、１１はワ−クテ−ブルの上下方向（Ｚ軸
方向）の上下機構、１２はワ−クテ−ブルのＡ方向への
旋回機構、１３は主軸台に取り付けられたワ−ク支持棒
で、該ワ−ク支持棒はモ−タ−１３ａの駆動によりワ−
ク軸１３に対してＣ方向に回転する。１４は心押台、１
５はワ−ク支持棒、１６は超音波センサである。 【０００４】ワ−クである被加工歯車２は、ワ−ク旋回
機構１２に矢印Ａ方向に回転（Ａ）自在に取り付けら
れ、特定の歯車を研削するために必要な適切な戻り角を
設定するためＡ軸線の廻りに回転可能となっている。ワ
−ク２は、ワ−ク軸（Ｃ）の廻りに回転するように心押
台１４の支持棒１５と主軸台に取り付けられたワ−ク支
持棒１３によりワ−ク２は取り付けられる。 【０００５】ネジ状砥石３を装着する砥石頭８は、スラ
イダ４とテ−ブル５上に設置され、工具スライダ４はベ
−スの左右方向（Ｘ）に沿った工具の移動を可能とし、
工具テ−ブル５は前後方向（Ｙ）に沿った工具（すなわ
ち、ネジ状砥石）３の移動を可能とする。砥石頭８のス
ピンドルには、ネジ状砥石３が工具軸線（Ｓ）の廻りを
回転するよう取り付けられる。 【０００６】上記の軸線周りに、または該軸線に沿った
移動は、図４および図５に示すように別個の駆動電動機
により伝達される。即ち、ネジ状砥石３を軸承するスピ
ンドル１７は、ＡＣ−スピンドルモ−タ９ａの回転軸に
固定された歯車９ｂと噛み合わせたマスタ−歯車９ｃの
回転駆動によりスピンドル軸線ｓの周りに回転される。
ネジ状砥石３の位置はロ−タリ−エンコ−ダ９ｄにより
制御装置ＣＰＵの記憶部ＲＡＭに出力される。 【０００７】また、ワ−クスピンドル１３は、ＡＣサ−
ボモ−タ−１３ａに軸承された歯車１３ｂ、減速歯車１
３ｃ、１３ｄおよび１３ｅの噛み合わせにより１／６の
速度に減速され、ワ−ク２をｃ方向に回転させる。さら
に、ドレッサの移動テ−ブル７ａは、ＡＣ−サ−ボモ−
タ７の軸に軸承された歯車７ｂと噛み合うマスタ−歯車
７ｃの駆動を受け、マスタ−歯車７ｃに固定されている
ボ−ルネジ７ｄを回転させることによりＶ方向に移動を
行うことができ、かつ、相互に同時に移動することがで
きる。それぞれの電動機の各々は、コンピュ−タに入力
される命令により駆動電動機の運転を制御するコンピュ
−タ数値制御（ＣＮＣ）システムに直結している。 【０００８】上記歯車研削装置１において、ワ−ク２は
上下方向に、かつ、軸線を同一線上にして設けられた心
押台１４のワ−ク支持棒１５と主軸台のワ−ク支持棒１
３とで（コレットチャック）水平方向（Ｃ）に回転可能
に支持され、ＡＣサ−ボモ−タ−１３ａの回動を伝達歯
車１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅが受けてワ−クの軸
心方向に対し直角方向にワ−クは回転される。 【０００９】ワ−クは、ワ−ク支持コラム１０の前面に
設けられた上下方向（Ｚ方向）案内板１１上に設けられ
た旋回板１２を制御装置のメモリ−より出力されるパル
ス信号に応じて正方向または逆方向に支持された角度旋
回（Ａ方向）することによりワ−クが旋回されることと
なる。また、上下方向案内板１１を上下に移動させるこ
とによりネジリ砥石３に対する加工位置に移動できる。 【００１０】ネジ状砥石３は、左右方向送り案内板４を
右方向（Ｘ方向）に送ることによりワ−ク２に切り込み
をかけることができる。また、工具スライダ５を前後方
向（Ｙ）に移動してネジリ砥石３をワ−ク２に相対向す
る位置に移動できる。 【００１１】 【発明が解決しようとする課題】この公知の歯車研削装
置１においては、ネジリ砥石３の回転機構、あるいはワ
−ク２の回転機構にマスタ−歯車９ｃ，１３ｅ、補助歯
車９ｂ、１３ｂ，１３ｃ，１３ｄと多数用いている。よ
って、バッククラッシャを生じ易く、また、これら歯車
の累積誤差が重なって加工されたワ−ク（歯車）のピッ
チ精度、歯型精度が悪くなる欠点がある。また、これら
歯車はギアボックスに収納されて設置されるため装置の
寸法が増える欠点があった。 【００１２】本発明は、よりコンパクトで、ピッチ精
度、歯型精度が向上する歯車研削装置の提供を目的とす
る。 【００１３】 【課題を解決するための手段】本発明の請求項１は、基
台２０上の右側に加工機構ａを、左側にワ−ククランプ
機構ｂを設けた歯車研削装置１であって、前記加工機構
ａは、左右方向（Ｘ）および前後方向（Ｙ）に移動可能
に設置された砥石頭８を備え、該砥石頭８は、スピンド
ル１２２ｂの先端に軸承されたネジ状砥石３、該スピン
ドルを回転駆動するビルトインモ−タ１２２ｆ，１２２
ｇおよび前記スピンドル１２２ｂの後端に軸承されたロ
−タリ−エンコ−ダ１２２ｉを備えた砥石スピンドルユ
ニット１２２を有し、前記ワ−ククランプ機構ｂは、基
台２０より起立させたコラム１０、このコラム前面に設
けたワ−クテ−ブルの上下方向（Ｚ軸方向）の上下移動
機構１１、ワ−クテ−ブルの旋回機構１２、および前記
ワ−クテ−ブルに軸線を同一線上にして設けた主軸台１
３０と心押台１４よりなるワ−ク支持機構であって、前
記砥石スピンドルユニット１２２に臨む位置にワ−クを
支持するワ−ク支持機構を備え、このワ−ク支持機構の
前記主軸台１３０は、ハウジング１３０ａ内に設けられ
たスピンドル１３０ｂを回転させるビルトインモ−タ１
３０ｄ，１３０ｅおよび前記主軸台１３０のスピンドル
１３０ｂの基端に固定されたロ−タリ−エンコ−ダ１３
０ｇを有する、ことを特徴とする歯車研削装置１を提供
するものである。 【００１４】ネジ状砥石３のスピンドルおよびワ−クス
ピンドル双方の回転機構を、ハウジング内空間を貫通す
るスピンドル周りに同心に筒状のモ−タステ−タを固定
設置するとともに、スピンドル外周部にモ−タロ−タを
固定してこれを前記モ−タステ−タの周囲に小間隙で対
向位置せしめたビルトイン構造のモ−タとし、かつ、ス
ピンドルの回転数を検出するロ−タリ−エンコ−ダをス
ピンドルの基端に設け、スピンドルを内蔵する前記ハウ
ジング内に収納したことにより、歯車、ギアボックスを
無くし、装置をコンパクト化した。歯車を無くし、工具
とワ−クの駆動を同期制御可能としたことにより、バッ
ククラッシャの心配もなく、また、従来装置では歯車の
累積誤差が重なって加工されたワ−ク（歯車）のピッチ
精度、歯型精度が低下することがあったが、本発明の装
置ではかかる精度の低下は生じない。 【００１５】 【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明をさら
に詳細に説明する。図１は本発明の歯車研削装置の斜視
図、図２は砥石頭の断面図、図３は主軸台の断面であ
る。 【００１６】図１に示す歯車研削装置１において、ａは
加工機構、ｂはワ−ククランプ機構、２０は基台、２は
ワ−クである被加工歯車、３はネジ状砥石、４は砥石の
切り込みを決めるための水平方向（Ｘ軸方向）に往復移
動可能なスライダ、４ａはモ−タ−、５は砥石を前後方
向（Ｙ軸方向）に往復移動可能なテ−ブル、５ａはモ−
タ、６はドレッサ−の切り込みを決めるための水平方向
（Ｕ軸方向）にドレッサ−を往復移動させる機構、７は
ドレッサ−を前後方向（Ｖ軸方向）に往復移動させる機
構、７ａはモ−タ−、１２２はスピンドルユニットであ
る。 【００１７】１０はコラム、１１はワ−クテ−ブルの上
下方向（Ｚ軸方向）の上下機構、１２はワ−クテ−ブル
のＡ方向への旋回機構、１３０は主軸台、１３は主軸台
に取り付けられたワ−ク支持棒、１４は心押台、１５は
ワ−ク支持棒、１６は超音波センサである。 【００１８】砥石頭を構成する前記スピンドルユニット
１２２は、図２に示すように、内部空間部を有するハウ
ジング１２２ａ内空間部中央にスピンドル１２２ｂが貫
通するように設け、その先端に空間部にバランサ１２２
ｃを設けた砥石軸受１２２ｄを連結し、この軸受にネジ
状砥石３をフランジ１２２ｅで固定し、前記スピンドル
１２２ｂを外周に設けたロ−タ１２２ｆとステ−タ１２
２ｇよりなるビルトインモ−タにより駆動してネジ状砥
石３を回転する構造となっている。１２２ｈは冷却油通
路、１２２ｉはエンコ−ダヘッドで、スピンドル１２２
ｂの基端に設けられる。 【００１９】前記ワ−ククランプ機構ｂは、基台２０よ
り起立させたコラム１０、このコラム前面に設けたワ−
クテ−ブルの上下方向（Ｚ軸方向）の上下移動機構１
１、ワ−クテ−ブルの旋回機構１２、および前記ワ−ク
テ−ブルに軸線を同一線上にして設けた主軸台１３０と
心押台１４よりなるワ−ク支持機構であって、前記砥石
スピンドルユニット１２２に臨む位置にワ−クを支持す
るワ−ク支持機構を備える。 【００２０】このワ−ク支持機構の前記主軸台１３０
は、ワ−クの回転駆動機構でビルトインモ−タを備え
る。図３は、主軸台１３０の断面図で、図中、１３０ａ
はハウジング、１３０ｂはスピンドル、１３０ｃはワ−
ク支持工具受け孔部、１３０ｄはロ−タ、１３０ｅはス
テ−タ、１３０ｆは冷却油通路、１３０ｇはエンコ−ダ
ヘッド、１３０ｈはベアリング、１３０ｉはコレットチ
ャックである。 【００２１】ワ−ク治具であるワ−ク支持棒１３は、ワ
−ク支持工具受け孔部１３０ｃ内側に介挿され、公知の
コレットチャック１３０ｉにより固定される。ワ−ク治
具１３に固定されたワ−ク２の上方側中心は心押台１４
のワ−ク支持棒１５により抑えられる。 【００２２】図１に示す歯車研削装置１を用いて、ワ−
クの研削を行う作業は、下記の工程を経て行う。 １）操作ボックスの操作盤より加工プログラミングを選
択し、基準点、開始点、歯幅、ギア直径、ワ−クテ−ブ
ルの捩れ角度、ドレッシング等の加工条件を入力する。 【００２３】２）開始ボタンを押すと、加工プログラミ
ングに従って、モ−タ４ａの駆動によりネジ状砥石３を
開始点位置より右方向に移動しつつ、ワ−クテ−ブル１
２を下方向に移動させつつ旋回させ、ネジ状砥石の外周
縁とワ−クが同じ高さとなる位置に調節する。 ３）ビルトインモ−タでワ−クスピンドルを回転させて
ワ−ク２をｃ方向に回転させるとともに、モ−タ４ａの
駆動をしてネジ状砥石３を更に右方向に移動してワ−ク
に当接させて切り込みをかけ、研削を開始する。 ４）各スピンドルの基端に備えられたパルス発生器（ロ
−タリ−エンコ−ダ）より各スピンドルの位置が制御装
置に出力され、加工プログラムに従い、制御装置よりビ
ルトインモ−タに指令が出力され、各ビルトインモ−タ
は指令に基づき作動し、歯車の研削が行われる。 【００２４】ワ−クの研削終了後は、加工プログラムに
従い、ネジ状砥石３は左方向に後退され、開始点位置ま
で戻される。 【００２５】 【発明の効果】本発明の歯車研削装置は、ネジ状砥石３
のスピンドルおよびワ−クスピンドル双方の回転機構を
ビルトイン構造のモ−タとしたことにより、歯車、ギア
ボックスを無くし、装置をコンパクト化した。また、歯
車を無くし、工具とワ−クの駆動を同期制御可能とした
ことにより、バッククラッシャの心配もなく、また、従
来装置では歯車の累積誤差が重なって加工されたワ−ク
（歯車）のピッチ精度、歯型精度が低下することがあっ
たが、本発明の装置ではかかる精度の低下は生じない。

【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明の歯車研削装置の斜視図である。 【図２】 工具スピンドルユニット部の断面図である。 【図３】 主軸台の断面図である。 【図４】 歯車研削装置の斜視図である。（公知） 【図５】 公知の歯車研削装置の工具スピンドルユニッ
トとワ−クスピンドルユニットの回転駆動機構を示す斜
視図である。 【符号の説明】 １ 歯車研削装置 ａ 加工機構 ｂ ワ−ククランプ機構ｂ ２ ワ−ク ３ ネジ状砥石 ２０ 基台 ８ 砥石頭 １２２ｂ ツ−ルスピンドル １２２ｆ、１２２ｇ ビルトインモ−タ １２２ｉ ロ−タリ−エンコ−ダ １０ コラム １１ ワ−クテ−ブル上下移動機構 １２ ワ−クテ−ブルの旋回機構 １４ 心押台 １３０ 主軸台 １３０ｂ ワ−クスピンドル １３０ｄ，１３０ｅ ビルトインモ−タ １３０ｇ ロ−タリ−エンコ−ダ １３０ｉ コレットチャック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 町田 利貞 群馬県安中市郷原2993番地 株式会社岡本 工作機械製作所安中工場内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 基台２０上の右側に加工機構ａを、左側
   にワ−ククランプ機構ｂを設けた歯車研削装置１であっ
   て、 前記加工機構ａは、左右方向（Ｘ）および前後方向
   （Ｙ）に移動可能に設置された砥石頭８を備え、該砥石
   頭８は、スピンドル１２２ｂの先端に軸承されたネジ状
   砥石３、該スピンドルを回転駆動するビルトインモ−タ
   １２２ｆ，１２２ｇおよび前記スピンドル１２２ｂの後
   端に軸承されたロ−タリ−エンコ−ダ１２２ｉを備えた
   砥石スピンドルユニット１２２を有し、 前記ワ−ククランプ機構ｂは、基台２０より起立させた
   コラム１０、このコラム前面に設けたワ−クテ−ブルの
   上下方向（Ｚ軸方向）の上下移動機構１１、ワ−クテ−
   ブルの旋回機構１２、および前記ワ−クテ−ブルに軸線
   を同一線上にして設けた主軸台１３０と心押台１４より
   なるワ−ク支持機構であって、前記砥石スピンドルユニ
   ット１２２に臨む位置にワ−クを支持するワ−ク支持機
   構を備え、このワ−ク支持機構の前記主軸台１３０は、
   ハウジング１３０ａ内に設けられたスピンドル１３０ｂ
   を回転させるビルトインモ−タ１３０ｄ，１３０ｅおよ
   び前記主軸台１３０のスピンドル１３０ｂの基端に固定
   されたロ−タリ−エンコ−ダ１３０ｇを有する、ことを
   特徴とする歯車研削装置１。