JP2004195626A - ラッピング加工装置及びラッピング加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】歯車の製造作業の効率化を図ることのできるラッピング加工装置の提供を目的とする。
【解決手段】歯車をラッピング加工するラッピング加工手段を有するラッピング加工装置であって、前記歯車の歯当たり状態及び又は形状を測定する測定手段と、前記測定手段が測定したデータに基づいて前記歯車の歯当たり状態及び又は形状は適正であるか否かを判断する適性判断手段とを有することにより上記課題を解決する。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯車の加工装置に関し、特に歯車をラッピング加工するためのラッピング加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
歯車を加工するには、歯切り、熱処理を行い、更に仕上げ工程としてラッピング加工と歯当たり状態のテストを行う必要がある。
【０００３】
ラッピング加工は一般にラップ盤と呼ばれる装置を使って行う（例えば、特許文献１参照。）。ラップ盤は、一組の歯車セットを噛み合い状態にして回転させ、そこにラップ剤を流すことで歯車の歯面をラッピングする。歯車にラッピング加工を施すことで、歯車の使用時の回転抵抗や騒音を低減することができる。
【０００４】
一方、歯当たり状態のテストは、テスターと呼ばれる装置を使って行う。テスターは、一組の歯車を噛み合い状態にして回転させることにより歯当たり状態が適正であるかどうかを確認するための装置である。予め歯面に塗布した塗料の除去状況によって歯当たり状態が適正であるか否かを確認することができる。
【０００５】
通常、一度のラッピング加工によって適正な歯当たりを得られることは極めて稀であり、従来は、テスターによって得られた歯当たり状態に基づいてラップ盤のマシンセッティングを再調整し、再度ラッピング加工を行うといった作業を繰り返していた。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−２８５９２２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ラップ盤とテスターは別々の装置であるため、ラップ盤又はテスターにおける作業が終わると一方の装置から歯車を取り外し、他方の装置にセットするという煩雑な作業が必要である。また、歯当たり状態に基づいてラップ盤のマシンセッティングを決めるためには作業者の経験に負うところが多く、作業者の能力によって作業効率や歯車の品質にばらつきが出てしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、歯車の製造作業の効率化を図ることのできるラッピング加工装置の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで上記課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載されるように、歯車をラッピング加工するラッピング加工手段を有するラッピング加工装置であって、前記歯車の歯当たり状態及び又は形状を測定する測定手段と、前記測定手段が測定したデータに基づいて前記歯車の歯当たり状態及び又は形状は適正であるか否かを判断する適性判断手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
このようなラッピング加工装置では、歯車の歯当たり状態や形状を測定することができるため、歯車の製造作業の効率化を図ることができる。
【００１１】
また、本発明は、請求項２に記載されるように、前記測定手段による前記データに基づいて、前記歯車をラッピング加工する際の加工条件を変更する加工条件変更手段を更に有し、前記適正判断手段が前記歯車の歯当たり状態及び又は形状は適正でないと判断した場合、前記ラッピング加工手段は前記加工条件変更手段が変更した前記加工条件に基づいて前記歯車のラッピング加工を行うことを特徴とする。
【００１２】
このようなラッピング加工装置では、歯車の歯当たり状態及び又は形状が適正でない場合は加工条件を自動的に変更してラッピング加工を行うため、歯車の製造作業の効率化と共に歯車の品質の安定化を図ることができる。
【００１３】
また、本発明は、請求項３に記載されるように、ラッピング加工された前記歯車からラップ剤を除去するための歯車洗浄手段を更に有することを特徴とする。
【００１４】
このようなラッピング加工装置では、ラッピング加工の終了後に歯車からラップ剤を自動的に除去するため、歯車の歯当たり状態や形状等を測定するためのテスト工程に自動的に移行することができ、歯車の製造作業の効率化を図ることができる。
【００１５】
また、本発明は、請求項４に記載されるように、前記測定手段は、前記歯車の歯面を撮像する撮像手段を有することを特徴とする。
【００１６】
このようなラッピング加工装置では、塗料を塗った歯車を対となる歯車と噛み合い状態で回転させた後等に、撮像手段によって撮像した画像データに基づいて歯当たり状態が適正であるか否かを自動的に判断することができるため、歯車の製造作業の効率化を図ることができる。
【００１７】
また、本発明は、請求項５に記載されるように、前記歯車の歯面に当たり状態を確認するための塗料を塗布する塗料塗布手段を更に有することを特徴とする。
【００１８】
このようなラッピング加工装置では、歯車の歯当たり状態を確認するための塗料を自動的に塗布することができるため、歯車の製造作業の効率化を図ることができる。
【００１９】
また、本発明は、請求項６に記載されるように、前記測定手段は、前記歯車を対となる歯車と噛合わせて回転させた際の振動を検出する振動検出手段を有することを特徴とする。
【００２０】
このようなラッピング加工装置では、歯車を対となる歯車と噛合わせて回転させた際に発生する振動に基づいて歯車の歯当たり状態が適正であるか否かを自動的に判断することができるため、歯車の製造作業の効率化を図ることができる。
【００２１】
また、本発明は、請求項７に記載されるように、前記測定手段は、前記歯車を対となる歯車と噛合わせて回転させた際の伝達誤差を検出する伝達誤差検出手段を有することを特徴とする。
【００２２】
このようなラッピング加工装置では、歯車の伝達誤差に基づいて歯車の歯当たり状態が適正であるか否かを自動的に判断することができるため、歯車の製造作業の効率化を図ることができる。
【００２３】
また、本発明は、請求項８に記載されるように、前記測定手段は、前記歯車の形状をレーザ測定するレーザ測定手段を有することを特徴とする。
【００２４】
このようなラッピング加工装置では、歯車の形状を測定することができるため、歯車の製造作業の効率化を図ることができる。
【００２５】
また、本発明は、請求項９に記載されるように、歯当たり状態毎に前記加工条件を修整するための修正用データを管理する修正用データ管理手段を更に有し、前記加工条件変更手段は、前記測定手段が測定した前記歯車の歯当たり状態と前記加工条件修正用データとに基づいて前記加工条件を変更することを特徴とする。
【００２６】
このようなラッピング加工装置では、歯車の歯当たり状態及び又は形状が適正でない場合は、加工条件を自動的に変更してラッピング加工を行うため歯車の製造作業の効率化と共に、品質の安定化を図ることができる。
【００２７】
また上記課題を解決するため、本発明は、上記ラッピング加工装置におけるラッピング加工方法としてもよい。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。本実施の形態においては、かさ歯車のラッピング加工を行う例について説明する。図１は、本発明の実施の形態におけるラップ盤の外観図である。ラップ盤１０には、ＣＣＤカメラ１２０と、振動計１３０ａ、１３０ｂ（以下「振動計１３０」で総称する。）と、レーザ測定器１４０と、供給管１５０とが設置されており、加工対象であるピニオン２０及びギア３０が取り付けられている。
【００２９】
供給管１５０は、図中においては便宜上１本の管として表示しているが、厳密には３本の管から構成される。一本目は、ピニオン２０及びギア３０をラッピング加工する際にピニオン２０とギア３０との噛み合い部分に注入されるラップ剤が流れ出る管である。二本目は、ラッピング加工が終了した後にラップ剤を洗い流すための洗浄剤が流れ出る管である。三本目は、ラップ剤の除去が終わり、ピニオン２０とギア３０との歯当たり状態を測定するための工程（以下「テスト工程」という。）を行う直前に、歯当たり状態を確認するめの塗料（以下単に「塗料」という。）をピニオン２０及びギア３０の歯面に塗布するために塗料が流れ出る管である。以下においては、上記の三本をまとめて供給管１５０として説明する。
【００３０】
ＣＣＤカメラ１２０は、テスト工程においてピニオン２０とギア３０とを噛み合い状態で回転させた後に、ギア３０の塗料の除去具合を確認するためにギア３０の歯面を撮像するためのものである。
【００３１】
振動計１３０は、テスト工程においてピニオン２０とギア３０とが噛み合い状態で回転している際（以下「運転状態」という。）に発生する振動を検出するためのセンサである。運転状態において発生する振動もピニオン２０とギア３０との歯当たり状態に依存するパラメータであるため、振動計１３０を用いることでＣＣＤカメラ１２０によって確認される情報とは別のパラメータから歯当たり状態を確認することができる。
【００３２】
レーザ測定器１４０は、ピニオン１３０及びギア１４０の歯形の形状を測定するためのものである。
【００３３】
ラップ盤１０は、上記の機器類を備えていることにより、ラップ盤としての役割の他にピニオン２０とギア３０との歯当たり状態を検査するテスターとしての機能をも兼ねることができる。
【００３４】
図１のラップ盤１０について、図２を参照しつつ更に詳細に説明する。図２は、本発明の実施の形態におけるラップ盤の機能構成例である。図２においてラップ盤１０は、図２で説明したものの他に、制御装置１１０、駆動装置１６０、ロータリーエンコーダ１７０、表示装置１８０、テスター機能制御手段１１１、伝達誤差計算手段１１２、解析手段１１３、ラッピング機能制御手段１１４、振動計制御手段１１５及びレーザ測定器制御手段１１６等によって構成される。
【００３５】
制御装置１１０は具体的にはＣＰＵによって構成され、ラップ盤１０に組み込まれているラップ盤制御プログラムを実行することにより、ラップ盤１０のラッピング加工及びテスト工程における動作を制御する。図中、点線で囲まれている機能はソフトウェアによって実現されているものを示す。従って、テスター機能制御手段１１１、伝達誤差計算手段１１２、解析手段１１３、ラッピング機能制御手段１１４、振動計制御手段１１５及びレーザ測定器制御手段１１６は、制御装置１１０がラップ盤制御プログラムを実行することによって実現される機能である。
【００３６】
駆動装置１６０は、具体的にはモータによって構成され、ピニオン２０及びギア３０を回転させる。図中においては一つのブロックとして表現されているが、厳密にはピニオン２０とギア３０とのそれぞれに対応する駆動装置１６０が存在する。ロータリーエンコーダ１７０は、駆動装置１６０の回転量（回転角度）を計測するためのものである。表示装置１８０は、解析手段１１３が解析した歯当たり状態等を表示するためのディスプレイである。
【００３７】
テスター機能制御手段１１１は、ラップ盤１０をテスターとして機能させるためのものである。即ち、テスター機能制御手段１１１は、テスト工程において供給管１５０から塗料を流すための制御や、ピニオン２０とギア３０とを噛み合い状態で回転させるために駆動装置１６０の制御等を行う。
【００３８】
伝達誤差計算手段１１２は、ロータリーエンコーダ１７０から通知される駆動装置１６０の回転角のデータに基づいて運転状態におけるピニオン２０とギア３０との角度伝達誤差を計算する。解析手段１１３は、伝達誤差計算手段１１２が計算した角度伝達誤差及びＣＣＤカメラ１２０が撮像したギア３０の歯面の画像データから歯当たり状態を導き出す。解析手段１１３は、更に、画像データから得た歯当たり状態を数値化し、数値化した歯当たり状態を予め入力された目標値５０１と比較することにより、目標値５０１に対して歯当たり状態が適正であるか否かを判断する。歯当たり状態が適正でないと判断した場合、解析手段１１３は、目標値５０１に近い歯当たり状態（適正な歯当たり状態）を得るためには、どのようなマシンセッティングによってピニオン２０及びギア３０のラッピング加工を行ったらよいかを自動的に判定し、判定したマシンセッティングをラッピング機能制御手段１１４に通知する。
【００３９】
ラッピング機能制御手段１１４は、ラップ盤１０をラップ盤として、即ちラッピング加工を行う装置として機能させるためのものである。即ち、ラッピング機能制御手段１１４は、ラッピング工程において供給管１５０からラップ剤や洗浄剤を流すための制御や、ピニオン２０とギア３０とを噛み合い状態で回転させるために駆動装置１６０の制御を行う。
【００４０】
振動計制御手段１１５は、振動計１３０が検出した振動を記録するためのものであり、レーザ測定器制御手段１１６は、レーザ測定器１４０が測定した歯形の形状データを記録するためのものである。
【００４１】
以下、図２のラップ盤１０による歯車のラッピング加工に係る処理について説明する。図３は、ラップ盤の処理を説明するためのフローチャートである。
【００４２】
ステップＳ１０においてラップ盤１０は、ピニオン２０とギア３０の設計値５０２を読み込む。
【００４３】
図４は設計値を構成するパラメータを示す図である。設計値５０２は、ピニオンの歯数、ギアの歯数、ギアの歯幅、ピニオンオフセット、ギアのピッチ径、カッター径、平均圧力角、歯丈係数、ギア歯先係数、バックラッシ（Ｂｍｉｎ）及びバックラッシ（Ｂｍａｘ）等から構成され、例えば図４に示されるような表形式のファイルに格納されている。作業者は設計値５０２の各パラメータを予め設計し、ラップ盤１０の図示しない記憶装置に登録しておく。
【００４４】
ステップＳ１０に続いてステップＳ１１に進み、ラップ盤１０の解析手段１１３は、作業者によって予め登録された歯当たり状態の目標値５０１を取り込む。取り込んだ目標値５０１は、後述する歯当たり状態の判定処理において、歯車の採用の可否判断の基準値として使用する。
【００４５】
ここで、目標値５０１の詳細について説明する前に、目標値５０１のパラメータを理解する上で必要となるパラメータについて説明する。図５は、歯当たり状態を判定するためのパラメータを説明するための図である。図５（Ａ）において１５０で示される長方形は、歯車の一枚の歯面を表す。また、長方形で示される歯面の内部における楕円形の領域は、塗料が除去された領域、即ち歯当たり領域を示す。
【００４６】
アルファベットで示される各パラメータについては、図５（Ｂ）にあるように、Ａは「有効歯すじ長さ」、Ｂは「歯すじ方向の歯当たり長さ」、Ｃは「歯すじ方向の有効歯面の中心から歯当たり中心までの長さ」、Ｄは「有効歯丈長さ」、Ｅは「歯丈方向の歯当たり長さ」、Ｆは「歯丈方向の有効歯面の中心から歯当たり中心までの長さ」、Ｇは「瞬時の接触点（歯当たり中心）の位置」、Ｈは「瞬時の歯当たり面積」、Ｉは「総歯当たり面積」、Ｊは「バイアス角」、Ｋは「有効歯面の中心」を表す。
【００４７】
上記をふまえた上で、目標値５０１を構成するパラメータについて説明する。図６は、歯当たり状態の目標値を構成するパラメータの例を示す図である。図６に示されるように、目標値５０１は７つのパラメータで構成され、それぞれについて判定基準と判定許容範囲が設定される。判定基準は最も望ましい値であり、ＣＣＤカメラで撮像された歯面の画像データから得られる歯面の塗料の除去状況によって特定される歯当たり状態（以下「テスト歯当たり状態」という。）が目標値５０１からどの程度ずれているかを計算するために使われる。また判定許容範囲は、ピニオン２０及びギア３０が完成品として採用できる状態か否かを判断するために使用される。即ち、テスト歯当たり状態が判定許容範囲内であれば、加工されたピニオン２０とギア３０は「採用可」と判定され、範囲外であれば「採用不可」と判定される。
【００４８】
続いて７つのパラメータについて図５を参照しつつ説明する。「歯面の面積に対する歯当たり面積の割合」は、図５（Ａ）で示されるパラメータを使うと、
（Ｉ／（Ａ×Ｄ））×１００
で求めることができる。図６では、判定基準が２５％、判定許容範囲が２０〜３０％に設定されている。
【００４９】
「有効歯すじ長さに対する歯すじ方向歯当たり長さの割合」は、同じく
（Ｂ／Ａ）×１００
で求めることができる。図６では、判定基準が５０％、判定許容範囲が４０〜６０％に設定されている。
【００５０】
「有効歯丈長さに対する歯丈方向歯当たり長さの割合」は、同じく
（Ｅ／Ｄ）×１００
で求めることができる。図６では、判定基準が６０％、判定許容範囲が５０〜７０％に設定されている。
【００５１】
「歯すじ方向歯当たり中心偏り」は、有効歯すじ長さに対する歯すじ方向の有効歯面の中心から歯当たり中心までの長さの割合を意味し、同じく
（Ｃ／Ａ）×１００
で求めることができる。図６では、判定基準が２０％、判定許容範囲が１５〜２５％に設定されている。
【００５２】
「歯丈方向歯当たり中心偏り」は、有効歯丈長さに対する歯丈方向の有効歯面の中心からの歯当たり中心までの長さの割合を意味し、同じく
（Ｆ／Ｄ）×１００
で求めることができる。図６では、判定基準が１０％、判定許容範囲が５〜１５％に設定されている。
【００５３】
「バイアス角」は、図５（Ａ）において、Ｊで示される。図６では、３０度が設定されている。
【００５４】
上記６つのパラメータは歯当たりの位置を特定するためのパラメータである。
【００５５】
更に「隣り合う伝達曲線が１点のみで交差する」とは、ピニオン２０とギア３０との噛み合い状態がスムーズであるための条件である。図７は隣り合う伝達曲線が一点のみで交差する状態を説明するための図である。図中のグラフにおいて、縦軸は伝達誤差を、横軸は歯車の回転角を示し、３つの曲線はそれぞれ一枚の歯に対する伝達曲線を示す。図７では、隣り合う伝達曲線３０１と伝達曲線３０２が交点３０４のみで交差し、伝達曲線３０２と伝達曲線３０３が交点３０５でのみ交差しており、この条件を満たしている。例えば、隣り合う伝達曲線が全く交差しない場合は、前歯対の噛合が終わっても、後歯対の噛み合いがまだ始まらないので伝達衝撃が生ずることを示し、二回以上交差する場合は、前後歯対が繰り返し交互に噛み合い、その歯当たりは中断し、伝達の騒音を生ずることを示す。
【００５６】
図３のステップＳ１１に続いてステップＳ１２に進み、作業者は、ラップ盤１０にラッピング加工前のピニオン２０とギア３０とを取り付け、ラップ盤１０の運転を開始する。ステップＳ１２に続いてステップＳ１３に進み、テスター機能制御手段１１１が供給管１５０に対し塗料を流す旨の指示を行うと、供給管１５０より塗料が流れ出し、ピニオン２０とギア３０の歯面に塗料が塗布される。
【００５７】
図８は、塗料を塗布している状況を示す図である。便宜上、図８においては流れている塗料を図示していないが、供給管１５０から塗料が流出し、ピニオン２０とギア３０との歯面に塗料が塗布される。
【００５８】
ステップＳ１３に続いてステップＳ１４に進み、テスター機能制御手段１１１は駆動装置１６０を駆動し（運転状態）、それによってピニオン２０とギア３０とを噛み合い状態で回転させる。この状態において振動計制御手段１１５は、振動計１３０が検出した振動を記録し、また伝達誤差計算手段１１２は、ロータリーエンコーダ１７０からの回転角データに基づいてピニオン２０とギア３０との角度伝達誤差を計算し、記録する。
【００５９】
ステップＳ１４に続いてステップＳ１５に進み、テスター機能制御手段１１１がピニオン２０とギア３０との回転を停止させると、解析手段１１３は、テスト歯当たり状態を得るためにギア３０の歯面の画像データをＣＣＤカメラ１２０によって取得し、画像データにおいて塗料の除去状況から特定される歯当たり位置を目標値５０１と同じパラメータに数値化し、更に伝達誤差計算手段１１２が計算した角度伝達誤差に関するデータを分析して、テスト歯当たり状態における歯当たり位置及び角度伝達誤差に関するデータを目標値５０１と比較する。
【００６０】
比較した結果、テスト歯当たり状態を構成する全てのパラメータが目標値５０１の判定許容範囲内であればテスト歯当たり状態は適正、即ち、ピニオン２０とギア３０とは完成品として採用できる品質である（採用可）と判断し、一つ以上のパラメータが判定許容範囲外であればテスト歯当たり状態は適正でない、即ち、ピニオン２０とギア３０とは採用不可であると判断する（Ｓ１６）。解析手段１１３が、ピニオン２０及びギア３０は採用可であると判断した場合は、ラップ盤１０は処理を終了し、採用不可と判断した場合はラッピング加工を施すべくステップＳ１７進む。
【００６１】
ステップＳ１７において解析手段１１３は、目標値５０１に近い歯当たり状態を得るためには、どのようなマシンセッティング（加工条件）によってピニオン２０及びギア３０のラッピング加工を行ったらよいかを図９及び図１０のマシンセッティング修整用テーブルから取得し、取得したマシンセッティングをラッピング機能制御手段１１４に通知する。
【００６２】
図９及び図１０は、マシンセッティング修整用テーブルの例を示す図である。マシンセッティング修整用テーブル７００は便宜上図９と図１０とに分割して表示されているが、以下においては二つの表が横方向に繋がった一つの表として説明する。マシンセッティング修整用テーブル７００は、歯当たり状態のケース毎に適正な歯当たりを得るためのラップ盤１０のマシンセッティングの修整値（現在の値との差）を管理するテーブルである。即ち、マシンセッティング修整用テーブル７００は、列（横）方向に歯当たり状態の種類の項目を有し、行（縦）方向に歯当たりの状態を楕円形で図示した「歯当たり」と、「歯当たり状態の評価値」と、適正な歯当たりを得るための「ラップ盤マシンセッティング修整値」との項目を有している。「歯当たり状態の評価値」は、目標値５０１と同様のパラメータで構成され、目標値５０１に対するテスト歯当たり状態の値の割合により示される。即ち、
歯当たり状態の評価値 ＝ テスト歯当たり状態／目標値５０１
として求める。従って、「歯当たり状態の評価値」の任意のパラメータ、例えば「バイアス角」が１ということは、テスト歯当たり状態のバイアス角が目標値５０１のバイアス角に等しいということを意味する。
【００６３】
「ラップ盤マシンセッティング修整値」は、ラップ盤１０のマシンセッティングを構成する各パラメータの修整値（現在の値との差）により示される。マシンセッティングのパラメータは、回転方向毎（フォワード、リバース）で更に歯面上においてラッピング加工をする位置毎（トゥ、ヒール、セットオーバ）にスイング量、ギアコーンモーション、時間、トルク、オフセット、ピニオンコーン及びモータ回転数等が設けられている。
【００６４】
スイング量は、歯すじ方向（トゥ、ヒール）のラッピング加工の調整を行うためのパラメータであり、ピニオンをラジアル方向に振る量を意味する。ギアコーンモーションは、歯面のトゥ、ヒール及びセンターでのバックラッシの調整を行うためのパラメータである。時間は、ラップ時間の調整を行うためのパラメータである。トルクは、ギア３０にかけるブレーキトルクを意味する。オフセットは、歯当たりを移動させる調整を行うためのパラメータである。モータ回転数は、ラッピング加工する際の駆動装置１６０の回転数を意味する。
【００６５】
状態１は、全てのパラメータが１、即ち、テスト歯当たり状態が目標値５０１に一致するケースを表す。このケースは、適正な歯当たり状態が得られたことになり、ラップ盤のマシンセッティングの全パラメータの修整値も０になっており、ラップ盤１０のマシンセッティングを修整する必要はないことが分かる。
【００６６】
状態２は、「歯面の面積に対する歯当たり面積の割合」の評価値が１．５より大きいケース、即ち、テスト歯当たり状態における値が目標値５０１における値の１．５倍より大きいであるケースを表す。このケースでは、マシンセッティング修整用テーブル７００より、ラップ盤１０のマシンセッティングの修整の必要があることが分かる（図中は、「＊＊＊」により修整値を表現している）。
【００６７】
状態３及び状態４についても状態２と同様に、マシンセッティングの修整の必要があることが分かる。
【００６８】
なお、状態毎の加工条件の修整値は、過去のデータを蓄積することによって定めればよい。従って、図中においては便宜上４種類の状態しか図示していないが、状態の種類が多い程ラップ盤１０のマシンセッティングの修整の精度を上げることができる。
【００６９】
解析手段１１３は、テスト歯当たり状態の各パラメータの目標値５０１に対する割合を求め、それをマシンセッティング修整用テーブル７００における歯当たり状態の評価値と比較することにより、テスト歯当たり状態がマシンセッティング修整用テーブル７００上のどの状態に該当するかを判別し、該当した状態におけるラップ盤マシンセッティング修整値に基づいて、新たなマシンセッティングを算出し、ラッピング機能制御手段１１４に通知する。
【００７０】
ステップＳ１７に続いてステップＳ１８に進み、ラッピング機能制御手段１１４は、解析手段１１３から通知されたマシンセッティングをラップ盤１０に設定する。また、ラッピング機能制御手段１１４は、供給管１５０からラップ剤を流出させると共に駆動装置１６０を駆動し、それによってピニオン２０とギア３０とを噛み合い状態で回転させ、ピニオン２０とギア３０とをラッピング加工する。
【００７１】
図１１は、ラッピング加工の様子を示す図である。ラッピング加工は、図１１に示されるようにピニオン２０とギア３０とをそれぞれ矢印６０１と矢印６０２の方向に、又はその逆方向に回転させ、ピニオン２０とギア３０の相対的な位置関係を矢印６０３、６０４、６０５で示される方向に変化させながら行う。
【００７２】
ラッピング加工が終了するとステップＳ１８に続いてステップＳ１９に進み、ラッピング機能制御手段１１４は、供給管１５０から洗浄剤を流出させ、ピニオン２０とギア３０からラップ剤を除去する。図１２は、ラップ剤を除去している様子を示す図である。便宜上、図１２においては流れている洗浄剤は図示していないが、供給管１５０から洗浄剤が流出し、ピニオン２０とギア３０とからラップ剤が除去される。
【００７３】
ピニオン２０とギア３０との洗浄が終わると、ステップＳ１３に進み、ラップ盤１０は、以降はステップＳ１６において適正な歯当たり状態が得られるまで上述した処理を繰り返す。
【００７４】
なお、上述においては、ステップＳ１６における採用可否の判定の基準として、塗料の除去状況から特定される歯当たり状態を基準としたが、伝達誤差計算手段１１２による角度伝達誤差や、振動計１３０によって検出される振動、レーザ測定器１４０によって測定される歯形等を基準としてもよいし、又は全ての条件を満たすか否かを基準としてもよい。
【００７５】
例えば、角度伝達誤差を基準とする場合は、目標値５０１として目標とする角度伝達誤差を設定すればよい。その場合、解析手段１１３は、ステップＳ１５及びＳ１６において伝達誤差計算手段１１２から取得した角度伝達誤差と目標値５０１として設定された角度伝達誤差とを比較することでピニオン２０及びギア３０の採用可否を判断する。
【００７６】
振動計１３０が検出した振動を基準とする場合は、目標値５０１として目標とする振動の値を設定すればよい。その場合、解析手段１１３は、ステップＳ１５及びＳ１６において振動計制御手段１１５が記録した振動のデータと目標値５０１として設定された振動の値とを比較することでピニオン２０及びギア３０の採用可否を判断する。
【００７７】
レーザ測定器１４０によって測定される歯形を基準とする場合は、目標値５０１として、設計値５０２から導き出される理論値として歯形とのずれを設定すればよい。その場合、解析手段１１３は、ステップＳ１５及びＳ１６において設計値５０２から理論値としての歯形を導き出し、レーザ測定器制御手段１１６が記録した歯形データと理論値とのずれと、目標値５０１として設定されたずれとを比較することでピニオン２０及びギア３０の採用可否を判断する。
【００７８】
その他にも、騒音を検出するセンサを用いて運転状態時の騒音を基準とする等、種々の方法で歯車の採用可否を判断することができる。
【００７９】
また、ラップ盤１０によるテスト結果を作業者が視覚的に確認できるように表示装置１８０に表示させてもよい。図１３は、テスト結果の表示例を示す図である。図１３の例では、ＣＷ回転時とＣＣＷ回転時とにおいて、「設計の代表値」と、「ラップ盤のマシンセッティング」と、「歯当たり状態」と、「角度伝達誤差」と、「振動又は音圧」と、「歯形形状」とについて表示している。
【００８０】
「設計の代表値」には、設計値５０２として入力された値や、設計値５０２に基づいて解析手段１１３が計算した値が表示されている。「ラップ盤のマシンセッティング」には、ラップ盤１０がラッピング加工をした際のマシンセッティングのパラメータ値が表示されている。「歯当たり状態」には、ＣＣＤカメラ１２０が撮像したギア３０の画像データが表示されている。「角度伝達誤差」には、運転状態において伝達誤差計算手段が計算した角度伝達誤差に関する情報が表示されている。上段のグラフは横軸に時間、縦軸に角速度をとったものであり、下段のグラフは上段のグラフを周波数分析した結果として横軸に周波数、縦軸に振幅をとったものである。
【００８１】
「振動又は音圧」には、振動計１３０が検出し振動計制御手段１１５が記録したデータに基づいて横軸に周波数、縦軸に加速度をとった振動を表すグラフが表示されている。なお、音圧を表示する場合は、縦軸は音圧となる。「歯形形状」には、レーザ測定器１４０が計測したピニオン２０又はギア３０の歯形の形状を表すグラフが表示されている。グラフには２本の曲線が表示されているが、ラッピング加工前の形状とラッピング加工後の形状に対応したものであってもよいし、設計値５０２から導き出される理論的な形状とラッピング加工後の形状のそれぞれに対応させるものを表示させてもよい。
【００８２】
図１３の表示により、作業者は「設計の代表値」で設計され、「ラップ盤のマシンセッティング」に示されるマシンセッティングによってラッピング加工されたピニオン２０とギア３０との、「歯当たり状態」、「角度伝達誤差」、「振動又は音圧」及び「歯形形状」等を視覚的に確認することができる。
【００８３】
上述したように、本実施の形態におけるラップ盤１０によれば、ラッピング加工の工程から歯当たり状態を測定するためのテスト工程までの一連の作業を一台で自動的に行うことができるため歯車の製造作業における作業の効率化を図ることができる。
【００８４】
また、ＣＣＤカメラ１２０、振動計１３０、レーザ１４０及びロータリーエンコーダ１７０等によって測定したデータに基づいて歯車の歯当たり状態や形状を自動的に測定し、歯当たり状態や形状が適正でない場合には、適正な歯当たり状態を得るためのマシンセッティングに自動的に変更してラッピング加工を行うため、歯車の品質の安定化を図ることができる。
【００８５】
以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００８６】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、ラッピング加工装置において歯車の歯当たり状態や形状を測定することができるため、歯車の製造作業の効率化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるラップ盤の外観図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるラップ盤の機能構成例である。
【図３】ラップ盤の処理を説明するためのフローチャートである。
【図４】設計値を構成するパラメータを示す図である。
【図５】歯当たり状態を判定するためのパラメータを説明するための図である。
【図６】歯当たり状態の目標値を構成するパラメータの例を示す図である。
【図７】隣り合う伝達曲線が一点のみで交差する状態を説明するための図である。
【図８】塗料を塗布している状況を示す図である。
【図９】マシンセッティング修整用テーブルの例を示す図である。
【図１０】マシンセッティング修整用テーブルの例を示す図である。
【図１１】ラッピング加工の様子を示す図である。
【図１２】ラップ剤を除去している様子を示す図である。
【図１３】テスト結果の表示例を示す図である。
【符号の説明】
１０ ラップ盤
２０ ピニオン
３０ ギア
１１０ 制御装置
１１１ テスター機能制御手段
１１２ 伝達誤差計算手段
１１３ 解析手段
１１４ ラッピング機能制御手段
１１５ 振動計制御手段
１１６ レーザ測定器制御手段
１２０ ＣＣＤカメラ
１３０ａ、１３０ｂ 振動計
１４０ レーザ測定器
１５０ 供給管
１６０ 駆動装置
１７０ ロータリーエンコーダ
１８０ 表示装置
５０１ 目標値
５０２ 設計値

Claims (11)

1. 歯車をラッピング加工するラッピング加工手段を有するラッピング加工装置であって、
   前記歯車の歯当たり状態及び又は形状を測定する測定手段と、
   前記測定手段が測定したデータに基づいて前記歯車の歯当たり状態及び又は形状は適正であるか否かを判断する適性判断手段とを有することを特徴とするラッピング加工装置。
2. 前記測定手段による前記データに基づいて、前記歯車をラッピング加工する際の加工条件を変更する加工条件変更手段を更に有し、
   前記適正判断手段が前記歯車の歯当たり状態及び又は形状は適正でないと判断した場合、前記ラッピング加工手段は前記加工条件変更手段が変更した前記加工条件に基づいて前記歯車のラッピング加工を行うことを特徴とする請求項１記載のラッピング加工装置。
3. ラッピング加工された前記歯車からラップ剤を除去するための歯車洗浄手段を更に有することを特徴とする請求項１又は２記載のラッピング加工装置。
4. 前記測定手段は、前記歯車の歯面を撮像する撮像手段を有することを特徴とする請求項１乃至３いずれか一項記載のラッピング加工装置。
5. 前記歯車の歯面に歯当たり状態を確認するための塗料を塗布する塗料塗布手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至４いずれか一項記載のラッピング加工装置。
6. 前記測定手段は、前記歯車を対となる歯車と噛合わせて回転させた際の振動を検出する振動検出手段を有することを特徴とする請求項１乃至５いずれか一項記載のラッピング加工装置。
7. 前記測定手段は、前記歯車を対となる歯車と噛合わせて回転させた際の伝達誤差を検出する伝達誤差検出手段を有することを特徴とする請求項１乃至６いずれか一項記載のラッピング加工装置。
8. 前記測定手段は、前記歯車の形状をレーザ測定するレーザ測定手段を有することを特徴とする請求項１乃至７いずれか一項記載のラッピング加工装置。
9. 歯当たり状態毎に前記加工条件を修整するための修正用データを管理する修正用データ管理手段を更に有し、
   前記加工条件変更手段は、前記測定手段が測定した前記歯車の歯当たり状態と前記加工条件修正用データとに基づいて前記加工条件を変更することを特徴とする請求項２乃至８いずれか一項記載のラッピング加工装置。
10. 歯車をラッピング加工するラッピング加工装置におけるラッピング加工方法であって、
    前記歯車の歯当たり状態及び又は形状を測定する測定手順と、
    前記測定手順が測定したデータに基づいて前記歯車の歯当たり状態及び又は形状は適正であるか否かを判断する適性判断手順とを有することを特徴とするラッピング加工方法。
11. 前記測定手順による前記データに基づいて、前記歯車をラッピング加工する際の加工条件を変更する加工条件変更手順を更に有し、
    前記適正判断手順が前記歯車の歯当たり状態及び又は形状は適正でないと判断した場合、前記加工条件変更手順において変更した前記加工条件に基づいて前記歯車のラッピング加工を行うことを特徴とする請求項１０記載のラッピング加工方法。

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