JP2016016482A - 外歯車状砥石のドレッシング方法及びドレッシング装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】内歯車用の外歯車状砥石のドレッシング方法、及びドレッシング装置を提供する。
【解決手段】本発明は、外歯車状砥石を準備するステップと、外歯車状砥石の歯先面をドレッシングする円筒形状の第1ドレッサーを準備するステップと、外歯車状砥石の歯面をドレッシングする外歯車形状で、各歯面が歯幅方向に沿って円弧状に窪んでいる第2ドレッサーを準備するステップと、所定の交差角で外歯車状砥石の軸線と第1ドレッサーの軸線とを交差させた状態で、外歯車状砥石と第1ドレッサーとを当接させ、外歯車状砥石と第1ドレッサーとを回転させながら外歯車状砥石の歯先面をドレッシングするステップと、所定の交差角で外歯車状砥石の軸線と第2ドレッサーの軸線とを交差させた状態で、外歯車状砥石と第2ドレッサーとを噛み合わせ、外歯車状砥石と第2ドレッサーとを回転させながら外歯車状砥石の歯面をドレッシングするステップと、を備えている。
【選択図】図6

Description

本発明は、外歯車状砥石のドレッシング方法及びドレッシング装置に関する。
歯車の製造においては、歯車材料に歯切り加工を行って歯を形成した後、熱処理を施し、その後、仕上げ加工として砥石により研削加工を行う。そして、砥石は、使用が進むと形状が変化するため、定期的にドレッシングを行い、形状を整えている。このような砥石のドレッシングについては種々の方法があるが、特に、はすば歯車の内歯車用の砥石のドレッシングについては、特許文献1に開示がある。この文献に係るドレッシング方法では、樽型の外歯車状の砥石をドレッシングするために、外歯車状のドレスギアを準備する。ここで用いられる砥石及びドレスギアの歯は回転軸回りにらせん状に延びている。そして、砥石の軸線とドレスギアの軸線とが交差するように、砥石とドレスギアを配置し、これらを噛み合わせて回転させる。さらに、砥石のねじれた歯面をドレッシングするため、ドレスギアは、砥石と噛み合う仮想的な内歯車(砥石の仕上げ加工対象)に沿って移動させる。
特開2010−87436号公報
上記のように、特許文献1のドレッシング方法では、砥石とドレスギアとを近接させるのに加え、ドレスギアを仮想的な内歯車に沿って移動させている。そのため、この方法では、ドレスギアを複雑に移動させながら、ドレッシングを行う必要があり、制御が容易ではないという問題がある。本発明はこの課題を解決するものであり、簡易な制御により、ドレッシングを行うことができる内歯車用の外歯車状砥石のドレッシング方法、及びドレッシング装置を提供することを目的とする。
本発明に係る外歯車状砥石のドレッシング方法は、被加工内歯車を加工する外歯車状砥石を準備するステップと、前記外歯車状砥石の歯先面をドレッシングする円筒形状の第1ドレッサーを準備するステップと、前記外歯車状砥石の歯面をドレッシングする外歯車形状の第2ドレッサーであって、各歯面が歯幅方向に沿って、円弧状に窪んでいる、第2ドレッサーを準備するステップと、所定の交差角で、前記外歯車状砥石の軸線と、前記第1ドレッサーの軸線とを交差させた状態で、前記外歯車状砥石と前記第1ドレッサーとを当接させ、当該外歯車状砥石と当該第1ドレッサーとを回転させながら、前記外歯車状砥石の歯先面をドレッシングするステップと、前記所定の交差角で、前記外歯車状砥石の軸線と、前記第2ドレッサーの軸線とを交差させた状態で、前記外歯車状砥石と前記第2ドレッサーとを噛み合わせ、当該外歯車状砥石と当該第2ドレッサーとを回転させながら、前記外歯車状砥石の歯面をドレッシングするステップと、を備えている。
この構成によれば、第2ドレッサーの歯面が円弧状に窪んだ形状となっている。すなわち、第2ドレッサーが、予め、砥石のドレッシング後の形状と対応するような形状になっているため、第2ドレッサーを複雑に移動させることなく、主として第2ドレッサーと砥石とを近接させるだけで、砥石の歯面のドレッシングを行うことができる。したがって、制御が容易となる。
上記ドレッシング方法において、前記交差角は、歯車精度を安定させるべく、使用前の前記外歯車状砥石を基準としたドレッシングの量に応じて変動することができる。
上記ドレッシング方法において、前記外歯車状砥石の歯面をドレッシングするステップでは、前記外歯車状砥石及び前記第2ドレッサーを、互いの軸線が近接するように移動させることのみで当該ドレッシングを行うことができる。
上記ドレッシング方法においては、前記第1ドレッサーを鼓型に形成することができる。この構成によれば、第1ドレッサーが、ドレッシング後の砥石に対応した形状となっているため、第1ドレッサーを複雑に移動させることなく、主として第1ドレッサーと砥石とを近接させるだけで、砥石の歯先面のドレッシングを行うことができる。
上記ドレッシング方法において、前記外歯車状砥石の歯先面をドレッシングするステップでは、前記外歯車状砥石及び前記第1ドレッサーを、互いの軸線が近接するように移動させることのみで、当該ドレッシングを行うことができる。
本発明に係る外歯車状砥石のドレッシング装置は、被加工内歯車を加工する外歯車状砥石を支持する第1支持部と、前記第1支持部を、前記外歯車状砥石の軸線回りに回転させる第1駆動部と、前記外歯車状砥石の歯先面をドレッシングする円筒形状の第1ドレッサー、及び前記外歯車状砥石の歯面をドレッシングする外歯車形状の第2ドレッサーであって、各歯面が歯幅方向に沿って、円弧状に窪んでいる第2ドレッサーの、いずれかを選択的に支持する第2支持部と、前記第2支持部を、前記第1または第2ドレッサーの軸線回りに回転させる第2駆動部と、前記第1または第2ドレッサーの軸線と、前記外歯車状砥石の軸線とを交差させるように、前記第1支持部及び第2支持部の少なくとも一方を回転させる第3駆動部と、前記第1または第2ドレッサーの軸線と、前記外歯車状砥石の軸線と、を互いに近接させる第4駆動部と、を備えている。
上記外歯車状砥石のドレッシング装置においては、前記第1ドレッサーを鼓型に形成することができる。
従って、本発明によれば、簡易な制御により、外歯車状砥石のドレッシングを行うことができる。
本発明に係る外歯車状砥石と内歯車が噛み合った状態を示す斜視図である。 図1の砥石を径方向から見た一部概略拡大図である。 第1ドレッサーの斜視図である。 第2ドレッサーの斜視図である。 第2ドレッサーを径方向から見た一部概略拡大図である。 本発明に係るドレッシング装置の一実施形態を示す概略平面図である。 第1ドレッサーによるドレッシングを示す図である。 第2ドレッサーによるドレッシングを示す図である。 第1ドレッサーの他の例によるドレッシングを示す図である。
以下、本発明に係る外歯車状砥石のドレッシング方法及びドレッシング装置の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図1に示すように、本実施形態に係る外歯車状砥石(以下、単に「砥石」ということがある)1は、はすば歯車の内歯車2(歯は図示省略)を仕上げ加工するためのものである。より詳細に説明すると、この砥石1は、外歯車状に形成され、外周面が回転軸方向に沿って円弧状に凸となるような樽型をなしており、歯11が回転軸回りに螺旋状に延びている。また、図2に示すように、砥石1の各歯11の歯面111は、歯幅方向に沿って、円弧状に外側に膨らんでいる。このように、砥石1が樽型に形成され、さらに歯面111が円弧状に膨らんでいるため、次に説明するように、内歯車2の軸線A1に対して、砥石の軸線A2を交差させた状態で両者を噛み合わせることができる。なお、図2は、説明の便宜上、1つの歯11のみを示している。
そして、内歯車2を仕上げ加工する際には、砥石1の軸線A2を内歯車2の軸線A1に対して、所定の角度(交差角)αだけ傾斜させた上で、砥石1と内歯車2とを噛み合わせる。その後、砥石1と内歯車2とを同期回転させつつ、砥石1を内歯車2に近接させることで、内歯車2を仕上げ加工する。なお、内歯車2のみを回転駆動させ、砥石1を内歯車2と連れ周りさせることで、仕上げ加工することもできる。
本実施形態においては、この砥石1をドレッシングするために、2つのドレッサー、つまり第1ドレッサー3と、第2ドレッサー4とを用いる。図3は第1ドレッサーの斜視図、図4は第2ドレッサーの斜視図である。図3に示すように、第1ドレッサー3は、砥石1の歯先面112をドレッシングするためのものであり、円筒状に形成され、軸線A3回りに回転されるようになっている。但し、砥石1の外周面の樽形状に対応するため、第1ドレッサー3の外周面31は、軸方向の中間部の径が最も小さくなるように、断面が円弧状に形成されている。すなわち、この第1ドレッサー3は、鼓型に形成されている。
図4に示すように、第2ドレッサー4は、砥石1の歯面111をドレッシングするためのものであり、外歯車状に形成されている。そして、第2ドレッサー4の歯41は、回転軸A4周りに螺旋状に延びている。また、図5に示すように、各歯41の歯面411は、歯幅方向B4に沿って円弧状に窪んでいる。より詳細には、各歯41の歯面411は、歯幅方向B4の中間部が最も窪むように、径方向から見て円弧状に形成されている。なお、図5は、説明の便宜上、1つの歯41のみを示している。
次に、砥石1をドレッシングするためのドレッシング装置について、図6を参照しつつ説明する。図6は、ドレッシング装置の概略構成を示す平面図である。図6に示すように、このドレッシング装置は、横置き型のドレッシング装置であり、砥石1を着脱自在に支持する第1支持部51と、上記いずれかのドレッサー3,4を着脱自在に支持する第2支持部52と、を備えている。第1支持部51は、砥石1の軸線A1が水平方向を向くように砥石1を支持するとともに、第1モータ(第1駆動部)61により回転し、砥石1を軸線A1回りに回転駆動させる。このときの第1支持部51の回転軸を軸線C1と称することとする。一方、第2支持部52は、第1支持部51と概ね平行に、水平方向に延びるように配置されており、第2モータ(第2駆動部)62により回転し、第1または第2ドレッサー3、4をその軸線A3,A4回りに回転させる。このときの第2支持部52の回転軸を軸線C2と称することとする。
また、第1支持部51は、軸線C1と直交する軸線C3回りにも回転可能に支持されている。すなわち、軸線C3は、砥石1といずれかのドレッサー3,4が噛み合う位置を水平に通り、第1支持部51の軸線C1と直交する軸線であり、第1支持部51がこの軸線C3回りに回転することで、砥石1の軸線A2(C1)と、ドレッサー3,4の軸線A3,A4(C2)とを交差させることができ、これが交差角となる。また、第1支持部51を軸線C3回りに回転させるために、第3モータ(第3駆動部)63が設けられている。
さらに、第1支持部51の軸線C1と、第2支持部52の軸線C2とを近接させるために、第1支持部51は、水平方向に移動可能に構成されており、この移動を行うための第4モータ(第4駆動部)64が設けられている。
以上のようなドレッシング装置を用いることで、砥石1は、次のようにドレッシングされる。まず、第1支持部51に砥石1を取り付けるとともに、第2支持部52に第1ドレッサー3を取り付ける。そして、第3モータ63を駆動し、砥石1の軸線A1と第1ドレッサー3の軸線A3とが交差するように、第2支持部52を回転させる。このときの交差角αは、例えば、−15〜+15度とすることができる。
続いて、第1モータ61及び第2モータ62を駆動し、砥石1及び第1ドレッサー3を軸回りに回転させる。これに続いて、第4モータ64を駆動して、第1支持部51を水平移動させ、砥石1と、第1ドレッサー3とを近接させる。こうして、第1ドレッサー3の外周面により、砥石1の外形を構成する面、つまり砥石1の歯先面112をドレッシングする。このとき、第1ドレッサー3の外周面は、鼓型に形成されているため、この形状に対応するように、砥石1の外周面は、樽型となるようにドレッシングされる。
こうして、第1ドレッサー3により、砥石1の歯先面112がドレッシングされると、第4モータ64を駆動して、第1支持部51を第2支持部52から離間し、すべてのモータを停止する。これに続いて、第1ドレッサー3を第2支持部52から取り外し、第2ドレッサー4を第2支持部52に取り付ける。そして、第1モータ61及び第2モータ62を駆動し、砥石1及び第2ドレッサー4を軸回りに回転させる。また、第4モータ64を駆動し、砥石1を第2ドレッサー4に近接させる。このとき、交差角αは、第1ドレッサー3によるドレッシングを行ったときと同じにしておく。また、第1モータ61と第2モータ62とは、砥石1の歯11と第2ドレッサー4の歯41が噛み合うように同期回転させる。
こうして、第2ドレッサー4の歯41により、砥石1の歯11がドレッシングされる。すなわち、第2ドレッサー4において、窪んだ歯面411が砥石1の歯面111に接触し、砥石1の歯面111は、円弧状に突出するようにドレッシングされる。以上の工程を経て、砥石のドレッシングが完了する。
以上のように、本実施形態によれば、第1ドレッサー3が鼓型に形成されるとともに、第2ドレッサー4の歯面411が円弧状に窪んだ形状となっている。そのため、第1ドレッサー3及び第2ドレッサー4を砥石に対して、交差させた状態で近接させるだけで砥石1のドレッシングを行うことができる。すなわち、第1及び第2ドレッサー3、4が、予め、砥石1のドレッシング後の形状と対応するような形状になっているため、第1及び第2ドレッサー3、4を複雑に移動させることなく、近接させるだけでドレッシングを行うことができる。
なお、同一の砥石1に対して、定期的にドレッシングを行う場合、第1及び第2ドレッサー3、4と砥石1との交差角αは、歯車精度を安定させるべくその都度変動させる。すなわち、砥石は、使用により形状が変化するため、前回のドレッシングが完了したときの(使用前の)砥石の形状を基準とし、今回のドレッシング量に応じて第3モータ63を駆動制御し、交差角を変動させる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。
例えば、上記実施形態では、第1ドレッサー3の外形を鼓型に形成しているが、図9に示すように、円板状に形成したものを用いることもできる。この場合、第1ドレッサー8は、鼓型に形成されていないため、砥石1の外形、つまり歯先面112が樽型になるように、砥石1及び第1ドレッサー8を移動させる必要がある。すなわち、第1ドレッサー8を軸線C2方向に移動させて砥石1を歯幅方向にドレッシングしていく。このとき、第4モータ64を駆動し、砥石1を第1ドレッサー8に対して近接離間(C3方向)させることで、砥石1の外形を樽型に形成する。
上記実施形態では、ドレッシングを行う際に、砥石1とドレッサー3,4を同期回転させた後、両者を近接させて噛み合わせているが、砥石1とドレッサー3,4とを噛み合わせた後、いずれか一方を回転駆動することで、両者を連れ回りさせながら、ドレッシングを行うこともできる。
上記実施形態に係るドレッシング装置では、第1支持部51を、第2支持部52に対して近接させているが、相対的に近接すればよいため、いずれを移動させてもよい。また、交差角αを設けるため、第1支持部51を軸線C3回りに回転させているが、第2支持部52を軸線C3回りに回転させてもよい。すなわち、交差角αを設けるために、相対的に少なくとも一方を回転させればよい。
また、上記ドレッシング装置は、横置き型であるが、縦置き型にも適用することができる。例えば、ドレッサーを上方から吊下げつつ回転させるようにし、砥石を下側から回転可能に支持するようにすることができる。このとき、交差角を設けるため、砥石を支持する支持部を回転可能に構成する必要がある。
1 :砥石
2 :内歯車
3 :第1ドレッサー
4 :第2ドレッサー
51 :第1支持部
52 :第2支持部
α :交差角

Claims (7)

  1. 被加工内歯車を加工する外歯車状砥石を準備するステップと、
    前記外歯車状砥石の歯先面をドレッシングする円筒形状の第1ドレッサーを準備するステップと、
    前記外歯車状砥石の歯面をドレッシングする外歯車形状の第2ドレッサーであって、各歯面が歯幅方向に沿って、円弧状に窪んでいる、第2ドレッサーを準備するステップと、
    所定の交差角で、前記外歯車状砥石の軸線と、前記第1ドレッサーの軸線とを交差させた状態で、前記外歯車状砥石と前記第1ドレッサーとを当接させ、当該外歯車状砥石と当該第1ドレッサーとを回転させながら、前記外歯車状砥石の歯先面をドレッシングするステップと、
    前記所定の交差角で、前記外歯車状砥石の軸線と、前記第2ドレッサーの軸線とを交差させた状態で、前記外歯車状砥石と前記第2ドレッサーとを噛み合わせ、当該外歯車状砥石と当該第2ドレッサーとを回転させながら、前記外歯車状砥石の歯面をドレッシングするステップと、
    を備えている、外歯車状砥石のドレッシング方法。
  2. 前記交差角は、歯車精度を安定させるべく、使用前の前記外歯車状砥石を基準としたドレッシングの量に応じて変動される、請求項1に記載の外歯車状砥石のドレッシング方法。
  3. 前記外歯車状砥石の歯面をドレッシングするステップでは、前記外歯車状砥石及び前記第2ドレッサーを、互いの軸線が近接するように移動させることのみで当該ドレッシングを行う、請求項1に記載の外歯車状砥石のドレッシング方法。
  4. 前記第1ドレッサーは鼓型に形成されている、請求項1に記載の外歯車状砥石のドレッシング方法。
  5. 前記外歯車状砥石の歯先面をドレッシングするステップでは、前記外歯車状砥石及び前記第1ドレッサーを、互いの軸線が近接するように移動させることのみで、当該ドレッシングを行う、請求項4に記載の外歯車状砥石のドレッシング方法。
  6. 被加工内歯車を加工する外歯車状砥石を支持する第1支持部と、
    前記第1支持部を、前記外歯車状砥石の軸線回りに回転させる第1駆動部と、
    前記外歯車状砥石の歯先面をドレッシングする円筒形状の第1ドレッサー、及び前記外歯車状砥石の歯面をドレッシングする外歯車形状の第2ドレッサーであって、各歯面が歯幅方向に沿って、円弧状に窪んでいる第2ドレッサーの、いずれかを選択的に支持する第2支持部と、
    前記第2支持部を、前記第1または第2ドレッサーの軸線回りに回転させる第2駆動部と、
    前記第1または第2ドレッサーの軸線と、前記外歯車状砥石の軸線とを交差させるように、前記第1支持部及び第2支持部の少なくとも一方を回転させる第3駆動部と、
    前記第1または第2ドレッサーの軸線と、前記外歯車状砥石の軸線と、を互いに近接させる第4駆動部と、
    を備えている、外歯車状砥石のドレッシング装置。
  7. 前記第1ドレッサーは鼓型に形成されている請求項6に記載の外歯車状砥石のドレッシング装置。
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