JP2011079068A

JP2011079068A - 内歯車型砥石用ドレッサーおよびドレッシング方法

Info

Publication number: JP2011079068A
Application number: JP2009230786A
Authority: JP
Inventors: Hiromitsu Tanaka; 博充田中; Yuuki Matsuoka; 勇樹松岡
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2009-10-02
Filing date: 2009-10-02
Publication date: 2011-04-21
Anticipated expiration: 2029-10-02
Also published as: JP5423301B2

Abstract

【課題】内歯車型砥石の歯先面のドレッシングと歯面のドレッシングとで内歯車型砥石の中心軸に対するドレス軸中心の位置の調整を不要もしくは簡略化することができて、ドレッシング作業に要する時間や労力の軽減を図ることが可能な内歯車型砥石用ドレッサーおよびドレッシング方法を提供する。
【解決手段】内歯車型砥石４と噛合して内歯車型砥石４の歯面をドレッシングする歯車状のドレスギヤ２と、このドレスギヤ２よりも小径で内歯車型砥石４の歯先面をドレッシングする円筒状のドレスリング３とが、取付軸１にその軸線Ｏ方向に間隔をあけて同軸に配設され、ドレスギヤ２とドレスリング３との外径の半径の差Ｌが、ドレスギヤ２と内歯車型砥石４とが噛合した状態での内歯車型砥石４の中心軸Ｃからこの噛合した側のドレスギヤ２の外周までの距離Ｍと、内歯車型砥石４の内径の半径Ｎとの差と等しくされている。
【選択図】図３

Description

本発明は、ギヤホーニング加工を行う内歯車型砥石の歯面と歯先面とをドレッシングする内歯車型砥石用ドレッサーおよびドレッシング方法に関するものである。

このように内歯車型砥石の歯面と歯先面とをドレッシングするドレッサーとしては、例えば特許文献１に、内歯車型砥石の歯面をドレッシングするドレスギヤと内歯車型砥石の歯先面をドレッシングするドレスリングとが、同一のドレス軸に固着されたものが提案されている。このようなドレッサーは、内歯車型砥石の内径内に位置して回転可能かつ内歯車型砥石とドレス軸中心との間隔が調整可能、さらにはドレス軸の方向に移動可能に支持され、上記ドレスリングが内歯車型砥石の内径面と回転接触させられて歯先面をドレッシングするとともに、ドレスギヤが内歯車型砥石に噛み合わされて回転されることにより、内歯車型砥石の歯面のドレッシングを行う。

実開平６−４６８３０号公報

ところが、この特許文献１に記載のドレッサーでは、これらドレスギヤとドレスリングの外径が略等しくされており、ドレスリングによって内歯車型砥石の歯先面をドレッシングするときと、ドレスギヤを内歯車型砥石と噛み合わせて歯面をドレッシングするときとでは、内歯車型砥石の中心軸に対するドレス軸中心の位置が異なってしまう。このため、上述のように内歯車型砥石とドレス軸中心との間隔を調整可能として、歯先面のドレッシングと歯面のドレッシングとでこの間隔を、それぞれのドレッシングに応じた間隔に調整しなければならず、ドレッシング作業に時間と労力とを要する結果となっていた。

本発明は、このような背景の下になされたもので、内歯車型砥石の歯先面のドレッシングと歯面のドレッシングとで内歯車型砥石の中心軸に対するドレス軸中心の位置の調整を不要もしくは簡略化することができて、ドレッシング作業に要する時間や労力の軽減を図ることが可能な内歯車型砥石用ドレッサーおよびドレッシング方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の内歯車型砥石用ドレッサーは、内歯車型砥石と噛合して該内歯車型砥石の歯面をドレッシングする歯車状のドレスギヤと、このドレスギヤよりも小径で上記内歯車型砥石の歯先面をドレッシングする円筒状のドレスリングとが、取付軸に、該取付軸の軸線方向に間隔をあけて同軸に配設されており、上記ドレスギヤとドレスリングとの外径の半径の差が、上記ドレスギヤと上記内歯車型砥石とが噛合した状態での該内歯車型砥石の中心軸からこの噛合した側の上記ドレスギヤの外周までの距離と、上記内歯車型砥石の内径の半径との差と等しくされていることを特徴とする。

このように構成されたドレッサーでは、ドレスギヤとドレスリングに外径差が与えられていて、その外径差が、半径の差として、ドレスギヤと内歯車型砥石とが噛合した状態での内歯車型砥石の中心軸からこの噛合した側のドレスギヤの外周までの距離と、内歯車型砥石の内径の半径との差と等しくされているので、こうしてドレスギヤと内歯車型砥石とが噛合した状態で、ドレスリングの外周面は、この噛合した側の内歯車型砥石の歯先面と上記中心軸および取付軸の軸線に対する径方向に等しい位置に配置される。

従って、このような内歯車型砥石用ドレッサーを用いた本発明のドレッシング方法では、上記ドレスギアによる上記内歯車型砥石の歯面のドレッシングと、上記ドレスリングによる該内歯車型砥石の歯先面のドレッシングとを、上記ドレッサーを上記内歯車型砥石に対して上記軸線方向に相対移動させることにより連続して行うことが可能となる。すなわち、こうしてドレスギヤと内歯車型砥石とが噛合した状態で内歯車型砥石の歯面をドレッシングした後、内歯車型砥石とドレッサーを上記軸線方向に相対移動させることでドレスリングの外周面が内歯車型砥石の歯先面に摺接するので、これら内歯車型砥石の中心軸とドレッサーの軸線との間隔を調整することなく、あるいは調整するにしても微調整だけで済み、この調整に要する時間や労力を大幅に軽減して効率的なドレッシングを行うことが可能となる。勿論、先に歯先面をドレスリングでドレッシングしてから内歯車型砥石とドレッサーとを相対移動させて、ドレスギヤにより歯面をドレッシングしてもよい。

ここで、ドレスギヤとドレスリングとでは、ドレスギヤの方が大幅に寿命が短く、例えばドレスリングとドレスギヤが取り外し不可能に取付軸に取り付けられていると、ドレスギヤが寿命に達したところで、ドレスリングごと廃棄しなければならなくなる。そこで、これらドレスギヤとドレスリングのうち少なくともドレスギヤは、上記軸線方向において該ドレスギヤが配設された側から上記取付軸に着脱可能とすることによって、ドレスギヤが寿命に達したときにはこうしてドレスギヤが配設された側から着脱して交換することにより、ドレスリングはそのままにドレッシング作業を続行することが可能となる。勿論、ドレスリングも取付軸に着脱可能に取り付けられていてもよい。

なお、このようなドレッサーによる内歯車型砥石のドレッシングを繰り返すうちには、内歯車型砥石の砥粒層が薄くなることから、ドレスギヤと内歯車型砥石とが噛合した状態での該内歯車型砥石の中心軸からこの噛合した側のドレスギヤの外周までの距離と、同じくこの噛合した側でドレスリングの外周面が内歯車型砥石の歯先面に摺接するときの中心軸からの距離とがともに大きくなり、すなわち内歯車型砥石の中心軸と取付軸の軸線との間の軸間距離が広がることは避けられない。

ただし、このような場合において、ドレスギヤ側の軸間距離の拡がりに対するドレスリング側の軸間距離の拡がりの比率である内歯車型砥石のドレス係数が大きくなりすぎたり、逆に小さくなりすぎたりすると、上述のように内歯車型砥石とドレッサーを軸線方向に相対移動させただけでは、ドレスギヤを内歯車型砥石に噛み合わせ、かつドレスリングを内歯車型砥石の歯先面に摺接させることが困難となって、さらに調整が必要となるおそれが生じる。そこで、本発明のドレッシング方法では、この内歯車型砥石のドレス係数が１．０±０．０５の範囲内で上記歯面のドレッシングと上記歯先面のドレッシングとを行うのが望ましく、すなわちこの範囲内であれば、上述のようにドレッサーを内歯車型砥石に対して上記軸線方向に相対移動させるだけで、あるいは微調整するだけで歯面のドレッシングと歯先面のドレッシングを確実に連続して行うことが可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、内歯車型砥石とドレッサーとをその中心軸方向または軸線方向に相対移動させるだけで、ドレスギヤによる内歯車型砥石の歯面のドレッシングとドレスリングによる歯先面のドレッシングとを、これら内歯車型砥石とドレッサーとの軸間距離の調整を行うことなく、あるいは簡単な微調整だけで連続して行うことができ、この内歯車型砥石のドレッシング作業に要する時間や労力の軽減を図ることが可能となる。

本発明の内歯車型砥石用ドレッサーの一実施形態を示す断面図である。ワークとなる歯車を内歯車型砥石によってギアホーニングする状態を示す断面図である。図１に示す実施形態のドレスギヤを噛み合わせて内歯車型砥石の歯面をドレッシングする状態を示す断面図である。図１に示す実施形態のドレスリングによって内歯車型砥石の歯先面をドレッシングする状態を示す断面図である。

図１は、本発明の内歯車型砥石用ドレッサーの一実施形態を示すものであり、図２ないし図４は、この実施形態のドレッサーを用いた本発明のドレッシング方法の一実施形態を説明するものである。本実施形態のドレッサーは多段円柱状の取付軸１と、この取付軸１の軸線Ｏ方向一端側（図１ないし図４において下側）に取り付けられる歯車状のドレスギヤ２と、他端側（図１ないし図４において上側）に取り付けられる円筒状（円板状）のドレスリング３とから概略構成されており、図２に示すようにワークである歯車Ｗをギヤホーニングする円環状の内歯車型砥石４の内周に、上記軸線Ｏ回りに回転可能かつ軸線Ｏ方向および該軸線Ｏに対する径方向に内歯車型砥石４に対して相対的に移動可能に配設される。

これらドレスギヤ２とドレスリング３とは、ドレスギヤ２にあっては歯車状をなす台金２Ａの歯部に、またドレスリング３にあっては円筒状（円板状）をなす台金３Ａの外周部に、例えばダイヤモンド等の超砥粒がＮｉめっき等のめっき層によって固着された砥粒層２Ｂ、３Ｂがそれぞれ形成されたものであって、このうち砥粒層２Ｂが形成されたドレスギヤ２の歯部は内歯車型砥石４の歯に噛合可能とされ、また砥粒層３Ｂが形成されたドレスリング３の外周部は一定の外径とされている。さらに、これらドレスギヤ２とドレスリング３の中央部には互いに同径の貫通孔２Ｃ、３Ｃが形成されている。

取付軸１は、上記一端側から他端側に向けて順に、雄ネジ部１Ａ、小径部１Ｂ、中径部１Ｃ、および大径部１Ｄが軸線Ｏに同軸に一体形成されたものであって、雄ネジ部１Ａの外径は小径部１Ｂより小さく、また小径部１Ｂ、中径部１Ｃ、および大径部１Ｄはその外径がそれぞれ一定、かつこの順に段階的に大きくなるようにされている。また、大径部１Ｄのさらに他端部側には一段小径となる端部１Ｅが形成されている。さらに、このうち中径部１Ｃの外径はドレスギヤ２とドレスリング３の上記貫通孔２Ｃ、３Ｃが嵌挿可能な大きさとされるとともに、中径部１Ｃの軸線Ｏ方向の長さは、他の雄ネジ部１Ａ、小径部１Ｂ、および大径部１Ｄなどより長くされている。

なお、上記端部１Ｅと雄ネジ部１Ａの端面すなわち取付軸１の両端面には、軸線Ｏを中心とした凹円錐状をなすセンタ穴１Ｆがそれぞれ形成されており、これらのセンタ穴１Ｆにギヤホーニングマシンの凸円錐状のセンタ５が挿入されて軸線Ｏ方向両側から挟み込まれることにより、取付軸１は上述のように回転、移動可能に該ギヤホーニングマシン上に支持される。また、この取付軸１の全長（上記両端面間の距離）は、図２に示すワークとなる歯車Ｗを取り付けたアーバＡの全長と等しくされている。

このような取付軸１に、上記ドレスギヤ２とドレスリング３とは、まずドレスリング３が、その貫通孔３Ｃに中径部１Ｃを挿入させるように上記一端側から嵌め入れられて大径部１Ｄに当接させられる。次いで、円筒状のスペーサ６が中径部１Ｃに嵌挿された後に、ドレスギヤ２が、同じくその貫通孔２Ｃに中径部１Ｃを挿入させるように上記一端側から嵌め入れられて、このスペーサ６に当接させられる。

さらに、上記小径部１Ｂおよび中径部１Ｃにそれぞれ嵌合可能な２段の内径部を有する円筒状のキャップ７を、これら小径部１Ｂおよび中径部１Ｃにそれぞれ嵌合するように一端側から挿入した上で、上記雄ネジ部１Ａにナット８を螺着して締め込むことにより、これらナット８、キャップ７、スペーサ６および大径部１Ｄに挟み込まれるようにして、ドレスギヤ２とドレスリング３は軸線Ｏと同軸に、かつ該軸線Ｏ方向にスペーサ６の長さ分の間隔をあけて取付軸１に着脱可能に取り付けられる。

そして、こうして取付軸１に取り付けられるドレスギヤ２とドレスリング３とは、ドレスリング３の外径がドレスギヤ２の外径よりも小径となるようにされており、この外径の半径の差Ｌは、図３に示すようにドレスギヤ２と内歯車型砥石４とが噛合した状態での内歯車型砥石４の中心軸Ｃからこの噛合した側（図３において左側）のドレスギヤ２の外周までの距離Ｍと、内歯車型砥石４の内径の半径Ｎとの差Ｍ−Ｎと等しくされている。

このようなドレッサーは、図２に示すようにワークとなる歯車ＷがアーバＡに取り付けられて内歯車型砥石４によりギアホーニングされた後、この歯車ＷがアーバＡごとギアホーニングマシンのセンタ５から取り外され、これに代えて図３および図４に示すように取付軸１がセンタ５によって支持されて内歯車型砥石４の内周に配設され、この内歯車型砥石４のドレッシングに用いられる。なお、図２ないし図４では、これらドレッサーの取付軸１の軸線Ｏと、歯車Ｗの中心軸線Ｘと、内歯車型砥石４の中心軸Ｃとは互いに平行に示されているが、歯車Ｗやドレスギヤ２、内歯車型砥石４がヘリカルギヤ状であるときには、中心軸Ｃが軸線Ｏ、Ｘに対して交差角を有していてもよい。

そして、こうして内歯車型砥石４のドレッシングを行う際に、例えばまず内歯車型砥石４の歯面のドレッシングを行うには、内歯車型砥石４とドレッサーとを軸線Ｏ方向に相対移動させて該軸線Ｏ方向における内歯車型砥石４の位置とドレスギヤ２の位置を合わせるとともに中心軸Ｃに対する外周側にドレッサーを相対移動させて、図３に示すようにこれら内歯車型砥石４とドレスギヤ２とを噛み合わせる。次いで、内歯車型砥石４を回転させると、噛み合ったドレスギヤも取付軸１、ドレスリング３、およびセンタ５ごと回転させられ、必要に応じてドレッサーに軸線Ｏ方向のトラバースや上記噛合した側に向けてのプランジを与えることにより、内歯車型砥石４の歯面がドレッシングされる。

こうして内歯車型砥石４の歯面のドレッシングが終了したなら、次いでドレスリング３により内歯車型砥石４の歯先面のドレッシングを行うのであるが、このとき上記構成のドレッサーでは、外径がドレスギヤ２よりも小径とされたこのドレスリング３のドレスギヤ２に対する外径の半径の差Ｌが、ドレスギヤ２と内歯車型砥石４とが噛合した状態での内歯車型砥石４の中心軸Ｃからこの噛合した側のドレスギヤ２の外周までの距離Ｍと、内歯車型砥石４の内径の半径Ｎとの差Ｍ−Ｎと等しくされており、すなわちこのドレスギヤ２と噛合した内歯車型砥石４の歯先面の軸線Ｏ方向における延長線上にドレスリング３の外周面（砥粒層３Ｂ）が位置することになる。

従って、ドレスギヤ２が内歯車型砥石４と噛合した状態からドレッサーを中心軸Ｃに対する径方向には相対移動させることなく、軸線Ｏ方向に相対移動させて図４に示すようにドレスリング３を内歯車型砥石４の位置に配置させるだけで、このドレスリング３の砥粒層３Ｂが内歯車型砥石４の歯先面に摺接し、あるいは径方向に相対移動させるにしても互いの間隔を微調整するだけで摺接可能とすることができる。従って、この状態から内歯車型砥石４とドレッサーとを相対回転させることにより、ドレスリング３の砥粒層３Ｂによって内歯車型砥石４の歯先面をドレッシングすることができる。なお、ドレスギヤ２による歯面のドレッシングとドレスリング３による歯先面のドレッシングの順序を逆にしてもよい。

このように、上記構成のドレッサーによれば、これらドレスギヤ２とドレスリング３とによる内歯車型砥石４の歯面と歯先面のドレッシングの間で、内歯車型砥石４の中心軸Ｃとドレッサーの軸線Ｏとの間隔を調整することなく、あるいは調整するにしても微調整だけで済ませることができる。従って、例えばギヤホーニングマシンの制御手段などによってドレッサーと内歯車型砥石４の相対移動を自動制御するなどして、この調整に要する時間や労力を大幅に軽減することができ、これにより効率的なドレッシングを行うことが可能となる。

また、本実施形態のドレッサーでは、これらドレスギヤ２とドレスリング３とが取付軸１に着脱可能に取り付けられており、いずれか一方が寿命に達したときには取り外して交換することで、他方はその寿命に達するまで続けて使用することができ、経済的である。特に、ドレスリング３に対してドレスギヤ２は短寿命であるのに対し、本実施形態ではこのドレスギヤ２が、取付軸１の雄ネジ部１Ａおよび小径部１Ｂが形成された一端側に取り付けられており、ナット８およびキャップ７を取り外すだけで、スペーサ６やドレスリング３は取り外すことなくドレスギヤ２を一端側から着脱可能であるので、ドレスギヤ２の交換を容易に行うことが可能となって一層効率的である。なお、例えばスペーサ６を設けることなく取付軸１のドレスギア２とドレスリング３との間の部分を大径部１Ｄとするとともに、取付軸１の他端側にも雄ネジ部１Ａと小径部１Ｂ、中径部１Ｃを形成して、ドレスリング３をこの他端側から中径部１Ｃに嵌挿してキャップ７およびナット８により着脱可能とするなどして、これらドレスギア２とドレスリング３とをそれぞれ取付軸１の一端側と他端側とから互いに独立して着脱可能としてもよい。

さらに、本実施形態では、上記取付軸１の全長が、ワークとなる歯車Ｗを取り付けたアーバＡの全長と等しくされており、内歯車型砥石４をドレッシングするときに、アーバＡごと歯車Ｗを取り外してドレッサーをギヤホーニングマシンに取り付ける際には、このアーバＡと取付軸１とに対してセンタ５の位置を同一とすることができて、一層効率的である。なお、ワークとなる歯車Ｗが上述のようなアーバＡに取り付けられることなく、歯車Ｗ自体にその中心軸線Ｘ方向に延びる軸部が一体に形成されている場合には、この軸部を含めたワークの全長に取付軸１の全長を等しい長さとすればよい。

ところで、このようなドレッサーによる内歯車型砥石４のドレッシング方法において、ドレスギヤ２による内歯車型砥石４の歯面のドレッシングとドレスリング３による歯先面のドレッシングとを繰り返すうちに、内歯車型砥石４の砥粒層が薄くなってゆくと、この内歯車型砥石４とドレッサーのドレスギヤ２とが噛合した状態での該内歯車型砥石４の中心軸Ｃからこの噛合した側のドレスギヤ２の外周までの距離Ｍと、同じくこの噛合した側でドレスリング３の外周面が内歯車型砥石４の歯先面に摺接するときの中心軸Ｃからの距離Ｎとはともに増大することになる。

従って、これに伴い、ドレッシングの際の内歯車型砥石４の中心軸Ｃと取付軸１の軸線Ｏとの間の軸間距離も拡がることになるが、こうしてドレッシングにより内歯車型砥石４の砥粒層が薄くなったときの上記距離Ｍ、Ｎの増大量は必ずしも等しくはない。そして、これらの増大量の差が大きくなりすぎると、ドレスギヤ２を内歯車型砥石４に噛み合わせてドレッシングを行ってから、上述のように内歯車型砥石４とドレッサーを軸線Ｏ方向に相対移動させるだけでドレスリング３を内歯車型砥石４の歯先面に摺接させてドレッシングを行うことが困難となり、径方向への調整量を大きくしなければならなくなるおそれが生じる。

そこで、本発明のドレッシング方法は、このような場合のドレスギヤ２側の軸間距離の拡がり（距離Ｍの増大量）に対するドレスリング３側の軸間距離の拡がり（距離Ｎの増大量）の比率である内歯車型砥石４のドレス係数が、１．０±０．０５の範囲内のときに適用されるのが望ましく、すなわち、このように距離Ｍ、Ｎの増大量の差が小さな範囲内であれば、上述のようにドレッサーを内歯車型砥石４に対して軸線Ｏ方向に相対移動させるだけで、あるいは径方向には僅かな調整量で微調整するだけで、内歯車型砥石４の歯面のドレッシングと歯先面のドレッシングとを確実に連続して行うことが可能となる。

１取付軸
２ドレスギヤ
３ドレスリング
４内歯車型砥石
Ｏ取付軸１の軸線
Ｃ内歯車型砥石４の中心軸
Ｗワークとなる歯車
Ｘ歯車Ｗの中心軸線
Ｌドレスギヤ２とドレスリング３との外径の半径の差
Ｍドレスギヤ２と内歯車型砥石４とが噛合した状態での内歯車型砥石４の中心軸Ｃから噛合した側のドレスギヤ２の外周までの距離
Ｎ内歯車型砥石４の内径の半径

Claims

内歯車型砥石と噛合して該内歯車型砥石の歯面をドレッシングする歯車状のドレスギヤと、このドレスギヤよりも小径で上記内歯車型砥石の歯先面をドレッシングする円筒状のドレスリングとが、取付軸に、該取付軸の軸線方向に間隔をあけて同軸に配設されており、上記ドレスギヤとドレスリングとの外径の半径の差が、上記ドレスギヤと上記内歯車型砥石とが噛合した状態での該内歯車型砥石の中心軸からこの噛合した側の上記ドレスギヤの外周までの距離と、上記内歯車型砥石の内径の半径との差と等しくされていることを特徴とする内歯車型砥石用ドレッサー。
上記ドレスギヤとドレスリングのうち少なくとも上記ドレスギヤは、上記軸線方向において該ドレスギヤが配設された側から上記取付軸に着脱可能とされていることを特徴とする請求項１に記載の内歯車型砥石用ドレッサー。
請求項１または請求項２に記載の内歯車型砥石用ドレッサーを用いて、上記ドレスギアによる上記内歯車型砥石の歯面のドレッシングと、上記ドレスリングによる該内歯車型砥石の歯先面のドレッシングとを、上記ドレッサーを上記内歯車型砥石に対して上記軸線方向に相対移動させることにより連続して行うことを特徴とする内歯車型砥石のドレッシング方法。
上記内歯車型砥石のドレス係数が１．０±０．０５の範囲内で上記歯面のドレッシングと上記歯先面のドレッシングとを行うことを特徴とする請求項３に記載の内歯車型砥石のドレッシング方法。