JP2017159401A - ギヤエッジ切除ツール及びギヤエッジ切除装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ギヤのサイドエッジの切除量のばらつきを抑えることができるギヤエッジ切除ツール及びギヤエッジ切除装置を提供する。【解決手段】本発明のギヤエッジ切除ツール１０には、歯車９０のサイドエッジ９２Ｂを切除することが可能な第１切削刃部２１の第１主平面１５Ｘ（すくい面）が歯車９０の噛合面９３Ｂと略同形に形成され、ギヤエッジ切除ツール１０と歯車９０とが相対移動するときに、第１主平面１５Ｘと噛合面９３Ｂとの交差角δの変位量を抑えることができる。【選択図】図１２

Description

本発明は、ギヤの歯のエッジを切除するギヤエッジ切除ツール及びギヤエッジ切除装置に関する。

従来、この種のギヤエッジ切除ツールとして、インボリュートギヤの歯のサイドエッジ（歯の噛合面とギヤ側面とが交差してなるエッジ）に対し、刃筋を斜めに交差させて宛がわれる切削刃を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このものでは、切削刃を歯に対して歯厚方向に相対移動することで、サイドエッジを歯底側から歯先側に向かって切除することができる。

特許５５５０１８７号公報（［００３６］、図７）

しかしながら、上記した従来のギヤエッジ切除ツールでは、サイドエッジにおける歯底側と歯先側とでは加工面の幅が大きく異なることがあり、加工品質の向上が求められていた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、従来より加工品質を向上させることが可能なギヤエッジ切除ツール及びギヤエッジ切除装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１の発明は、ギヤの隣り合った歯同士の間に配置されて、一方の歯のサイドエッジに刃筋を斜めに交差させて宛がわれる切削刃を備え、前記切削刃を前記歯に対して歯厚方向に相対移動すると、前記切削刃が、前記サイドエッジを歯底側から歯先側に向かって切除しながら前記隣り合った歯同士の間から歯幅方向に徐々に抜け出るギヤエッジ切除ツールにおいて、前記切削刃のすくい面が、前記刃筋方向において凹状に湾曲又は屈曲するギヤエッジ切除ツールである。

請求項２の発明は、前記切削刃のすくい面がインボリュート曲面になっている請求項１に記載のギヤエッジ切除ツールである。

請求項３の発明は、シャフト部と、前記シャフト部の先端から側方に張り出し、外縁部に前記切削刃を有する先端プレート部と、前記先端プレート部のうち前記シャフト部側を向いた内面が、前記切削刃のすくい面をなし、前記先端プレート部の側面が、前記切削刃の逃げ面をなしている請求項１又は２に記載のギヤエッジ切除ツールである。

請求項４の発明は、前記先端プレート部は線対称な形状をなし、その対称中心を挟んだ両側に前記切削刃を有する請求項３に記載のギヤエッジ切除ツールである。

請求項５の発明は、前記切削刃の刃筋が、前記ギヤの歯底側に近づくに従って前記対称中心線に接近するように傾斜し、その傾斜角は前記対称中心線を前記ギヤ側面と平行に配置したときに、前記切削刃が前記サイドエッジに好適に宛がわれる角度に設定されている請求項４に記載のギヤエッジ切除ツールである。

請求項６の発明は、前記先端プレート部は、縦横の２方向で線対称な形状をなしている請求項４又は５に記載のギヤエッジ切除ツールである。

請求項７の発明は、請求項３乃至６の何れか１の請求項に記載のギヤエッジ切除ツールと、前記ギヤとしての歯車を保持して回転駆動する回転治具と、前記ギヤエッジ切除ツールの前記シャフト部を保持して前記回転治具の回転軸方向と平行な方向に傾動可能に支持すると共に、前記ギヤエッジ切除ツールを一定の傾動姿勢に付勢するツールホルダとを備えるギヤエッジ切除装置である。

請求項８の発明は、二次元平面の任意の位置に位置決め制御可能な第１出力部を有する第１駆動機構と、前記第１出力部に取り付けられて、前記二次元平面と平行な回転軸を中心に回転する第２出力部を有する第２駆動機構と、前記第２出力部に取り付けられて、その第２出力部の回転軸と直交する方向に直動する第３出力部を有する第３駆動機構と、前記第３出力部に取り付けられ、その第３出力部の直動方向と平行な回転軸を中心に回転する第４出力部を有する第４駆動機構とを有するロボットを備え、前記ツールホルダは、前記ギヤエッジ切除ツールの前記シャフト部が、前記第４出力部の回転軸方向に沿って延びた状態になるように前記第４出力部に固定され、前記回転治具は、その回転軸が、前記二次元平面と平行でかつ前記第２出力部の回転軸と直交する方向を向くように配置されている請求項７に記載のギヤエッジ切除装置である。

請求項１のギヤエッジ切除ツールでギヤのエッジを切除するには、切削刃の刃筋をギヤのサイドエッジに交差した状態に押し付けて、ギヤエッジ切除ツールを歯に対して歯厚方向の一方に相対移動すると、ギヤエッジ切除ツールとサイドエッジとの相互の当接位置が歯底側から歯先側へと移動してサイドエッジが切除されていく。ここで、本発明では切削刃のすくい面が凹状に湾曲又は屈曲している。即ち、すくい面が平坦であるときに比べて、すくい面が噛合面に近づくように湾曲又は屈曲している。これにより、歯幅方向から見た、切削刃のすくい面とサイドエッジにおける歯底側及び歯先側との交差角の変位幅を抑えることが可能となり、サイドエッジの加工面の幅が大きく異なることを抑え、加工品質の向上を図ることができる。

すくい面が、例えばサイクロイド曲面であってもよいし、請求項２のギヤエッジ切除ツールのように、インボリュート曲面であってもよい。サイクロイド曲面であれば、サイクロイド歯車の歯に対して好適に用いることができ、インボリュート曲面であればインボリュート歯車に対して好適に用いることができる。

請求項３のギヤエッジ切除ツールのように、シャフト部の先端から側方に張り出した先端プレート部に切削刃を備えた構造にすれば、シャフト部を傾動可能に保持しかつ一定の姿勢になるように付勢して、ギヤの歯の並び方向（即ち、歯厚方向）にギヤエッジ切除ツールを移動して、上記したサイドエッジ及びボトムエッジの切除を容易に行うことができる。

請求項７のギヤエッジ切除装置によれば、回転治具によってギヤとしての歯車を回転することで、ギヤエッジ切除ツールをギヤの歯に対して歯厚方向に相対移動して、複数の歯のサイドエッジ及びボトムエッジを効率良く切除することができる。

請求項８の構成によれば、複数の歯車のサイドエッジ及びボトムエッジの切除を、ロボットのティーチングプレイバックにより行うことができる。

本発明の第１実施形態に係るギヤエッジ切除ツール及び歯車の斜視図 歯車の一部を拡大した斜視図 ギヤエッジ切除ツールの側面図 ギヤエッジ切除ツールの側面図 ギヤエッジ切除ツールの先端部の一部拡大側面図 ギヤエッジ切除ツールの平面図 （Ａ）図６のＡ−Ａ切断面の断面図、（Ｂ）図６のＢ−Ｂ切断面の断面図、 ツールホルダの側断面図 回転治具に歯車を取り付けた状態の部分側面図 （Ａ）ボトムエッジを切除しているギヤエッジ切除ツールを歯幅方向から見た側面図、（Ｂ）ボトムエッジを切除しているギヤエッジ切除ツールを歯厚方向から見た側面図 （Ａ）サイドエッジを切除しているギヤエッジ切除ツールを歯幅方向から見た側面図、（Ｂ）サイドエッジを切除しているギヤエッジ切除ツールを歯厚方向から見た側面図 サイドエッジを切除しているギヤエッジ切除ツールを歯幅方向から見た側面図 （Ａ）第２実施形態のギヤエッジ切除ツールの先端部の一部拡大側面図、（Ｂ）そのギヤエッジ切除ツールの平面図 第３実施形態のギヤエッジ切除ツールの平面図 第４実施形態のギヤエッジ切除ツールの先端部の一部拡大側面図 第５実施形態のギヤエッジ切除ツールの先端部の一部拡大側面図 （Ａ）第６実施形態のギヤエッジ切除ツールの先端部の一部拡大側面図、（Ｂ）そのギヤエッジ切除ツールの平面図 そのギヤエッジ切除ツールがサイドエッジを切除している状態を歯幅方向から見た側面図 第７実施形態のギヤエッジ切除ツールの平面図 第８実施形態のギヤエッジ切除ツールを歯車に宛がう前の側面図 第９実施形態のギヤエッジ切除装置の正面図 そのギヤエッジ切除装置の側断面図 本発明の変形例のギヤエッジ切除ツールの平面図

［第１実施形態］
以下、本発明の一実施形態を図１〜図１２に基づいて説明する。図１には、本実施形態のギヤエッジ切除ツール１０と、そのギヤエッジ切除ツール１０による加工対象であるギヤの一例としての歯車９０が示されている。

歯車９０は、インボリュート歯車であって、例えば円筒状をなして外周面に複数の歯９１を有する。また、歯車９０の軸方向の両端のギヤ側面９０Ｓ，９０Ｓは、全体が平坦面になっている。さらには、図２に拡大して示すように、歯９１の噛合面９３Ｂは、インボリュート曲面になっていて、歯厚方向Ｈ１に膨らんでいる。歯車９０の内周面９０Ｎ及び歯底面９３Ａ及び歯先面９３Ｃは同心円をなし、歯底面９３Ａと噛合面９３Ｂとの間は、それらに連続したコーナー曲面９３Ｄ，９３Ｄになっている。

歯車９０は、例えば金属材料をホブカッター等で切削して製造される。その際、歯車９０のうちギヤ側面９０Ｓとその他の面とが直交するエッジにバリが残る場合がある。また、バリが残っていなくてもエッジの一部に応力が集中して金属片となって欠け落ちることがある。そして、それらバリや金属片が歯車９０，９０同士が噛合面に入り込むと歯車９０の回転抵抗の増加や歯車９０の摩耗の原因になる。そこで、歯車９０のバリ及びエッジを除去するために、本実施形態のギヤエッジ切除ツール１０が使用される。

具体的には、歯車９０には、ギヤ側面９０Ｓと歯先面９３Ｃとが交差してなるトップエッジ９２Ｃと、ギヤ側面９０Ｓと噛合面９３Ｂとが交差してなるサイドエッジ９２Ｂと、ギヤ側面９０Ｓと歯底面９３Ａとが交差してなるボトムエッジ９２Ａと、ギヤ側面９０Ｓとコーナー曲面９３Ｄとが交差してなるコーナーエッジ９２Ｄと、ギヤ側面９０Ｓと内周面９０Ｎとが交差してなる内縁エッジ９０Ａとが備えられている。そして、サイドエッジ９２Ｂとボトムエッジ９２Ａとそれらの間のコーナーエッジ９２Ｄとを除去するためにギヤエッジ切除ツール１０が使用され、それ以外のエッジ（トップエッジ９２Ｃや内縁エッジ９０Ａ）は、図示しない別のツールによって除去される。

図３に示すように、ギヤエッジ切除ツール１０は、シャフト部１４の先端に先端プレート部１５を備えた構造をなし、例えば、丸棒状の母材から所謂削り出しによって製作される。シャフト部１４は、その基端側から先端に向かって並んだ小径部１１、大径部１２及び帯板部１３からなる。小径部１１は、断面円形をなし、ギヤエッジ切除ツール１０の全長の略１／５程度を占めている。また、小径部１１の軸方向の中央には、Ｖ字溝１１Ｍが全周に形成されている。

大径部１２は、断面円形をなしてギヤエッジ切除ツール１０の全長の半分以上を占める。また、大径部１２の基端部には、周方向における１８０度離れた２箇所に位置決平面１２Ｈ，１２Ｈが形成されている。

帯板部１３は、図４に示すように、位置決平面１２Ｈ，１２Ｈと平行な主平面１３Ｍ，１３Ｍを有し、帯板部１３の板厚は大径部１２の直径の略１／５になっている。また、図３に示すように、帯板部１３の幅方向の一方の側面１３Ｓは、大径部１２の外周面に連続した円弧面をしている。これに対し、帯板部１３の他方の側面１３Ｔは、平坦面になっていて、一方の側面１３Ｓより大径部１２の中心の近い位置に配置されている。そして、帯板部１３と大径部１２との境界部分には、側面１３Ｔに連続した曲面１２Ｋと、図４に示すように主平面１３Ｍに連続した曲面１２Ｒとが形成されている。

図６に示すように、先端プレート部１５は、シャフト部１４の軸方向から見ると、左右対称な形状をなしている。また、先端プレート部１５の側面のうち対称中心線Ｊ１が延びる方向の一端の第１側面１５Ａは、大径部１２の外周面及び側面１３Ｓ（図３参照）と面一の円弧面をなし、他端側の第２側面１５Ｂは、対称中心線Ｊ１と直交する平面になっている。また、第１側面１５Ａと第２側面１５Ｂとの間には、第３側面１６，１６が左右対称に対をなして設けられ、それら第３側面１６，１６における第２側面１５Ｂ側の端部を切除して第４側面１７，１７が形成されている。そして、先端プレート部１５のうちシャフト部１４側の第１主平面１５Ｘ（図５参照）をすくい面としかつ第３側面１６を逃げ面とする１対の第１切削刃部２１，２１（本発明の「切削刃」に相当する。）が設けられると共に、第１主平面１５Ｘをすくい面としかつ第４側面１７を逃げ面とする１対の第２切削刃部３１，３１が設けられている。

図７（Ａ）に示すように、第１主平面１５Ｘと第２主平面１５Ｙとの間では、第３側面１６全体が円弧状をなし、その第３側面１６の一端部が第２主平面１５Ｙに連続する一方、第３側面１６の他端部が第１主平面１５Ｘに直交している。即ち、第３側面１６における第１主平面１５Ｘと交差する部分の接触面Ｓ１は、第１主平面１５Ｘと略９０度（図７（Ａ）のα参照）で交差している。そして、図７（Ｂ）に示すように、その接触面Ｓ１を第１主平面１５Ｘとの交差部分を中心に第３側面１６側に倒したときに、接触面Ｓ１が先端プレート部１５を切り取る部分が切除されて第４側面１７が形成されている。これにより、第２切削刃部３１のすくい面（第１主平面１５Ｘ）に対する逃げ面（第４側面１７）の交差角βが、第１切削刃部２１のすくい面（第１主平面１５Ｘ）に対する逃げ面（第３側面１６）の交差角αより小さくなっている。

図７（Ａ）に示すように、第１主平面１５Ｘと第３側面１６とが交差してなる稜線は、第１切削刃部２１の刃筋としての第１刃筋２２をなしている。そして、図６に示すように、左右の第１刃筋２２，２２が、第１側面１５Ａの両端部から第２側面１５Ｂ寄り位置まで、第２側面１５Ｂに近づくに従って互いに接近するように直線状に延びている。また、図７（Ｂ）に示すように、第１主平面１５Ｘと第４側面１７とが交差してなる稜線は、第２切削刃部３１の刃筋としての第２刃筋３２をなしている。そして、図６に示すように、左右の第２刃筋３２，３２が、第１刃筋２２，２２の端部から連続し、第１刃筋２２，２２から離れるに従って対称中心線Ｊ１側に接近する円弧状に延びかつ、途中から直線状になって第２側面１５Ｂまで延びている。

ここで、図５に示すように、先端プレート部１５のうち第１主平面１５Ｘは、第２側面１５Ｂ側の端部から第１側面１５Ａ側の端部に向かうにつれ、徐々に帯板部１３側に近づくように湾曲している。この湾曲形状は、上述したギヤ９０のサイドエッジ９２Ｂを歯幅方向から見たときの湾曲形状と略同形に形成されている。即ち、第１主平面１５Ｘ（すくい面）は、噛合面９３Ｂと略同形のインボリュート曲面になっている。なお、帯板部１３と先端プレート部１５との境界部分には、第１主平面１５Ｘと帯板部１３の側面１３Ｔとに連続した曲面１３Ｋと、第１主平面１５Ｘと帯板部１３の主平面１３Ｍとに連続した曲面１３Ｒとが形成されている。

図８にはギヤエッジ切除ツール１０が取り付けられるツールホルダ４０の一例が示されている。このツールホルダ４０は、特許５５５０１８７号公報に開示のものと基本構造が同一になっていて、可動部材４１と、その可動部材４１を任意の方向に傾動可能に支持する支持部材４２とを備える。可動部材４１は円柱状をなし、中心部にツール保持孔４１Ａが有すると共に、前端部が１対の回止壁４１Ｂ（図８には一方の回止壁４１Ｂのみが示されている）に縦割分割されている。また、可動部材４１の軸方向の中間部には、側方から可動部材４１に連通した螺子孔４１Ｃが形成されている。そして、ギヤエッジ切除ツール１０の小径部１１がツール保持孔４１Ａに挿入されると共に、ギヤエッジ切除ツール１０の位置決平面１２Ｈ，１２Ｈが１対の回止壁４１Ｂの内面に隣接した状態で、螺子孔４１Ｃに締め込まれた螺子４１Ｎが小径部１１のＶ字溝１１Ｍに係合してギヤエッジ切除ツール１０が可動部材４１に固定されている。

可動部材４１の側面からは、略正多角形（例えば、正六角形）のフランジ４１Ｆが張り出し、そのフランジ４１Ｆの側面は、フランジ４１Ｆの表裏の両面間で円弧状をなしている。そして、支持部材４２に形成された正六角形の支持孔４２Ａにフランジ４１Ｆが嵌合されている。また、支持孔４２Ａの前端部からは位置決当接壁４２Ｂが内側に張り出していて、その位置決当接壁４２Ｂにフランジ４１Ｆの前面が当接した状態になるように支持部材４２に内蔵した圧縮コイルバネ４３がフランジ４１Ｆを前方に付勢している。これにより、可動部材４１と共にギヤエッジ切除ツール１０が、その中心軸回りの回転を規制された状態で、支持部材４２に対して任意の方向に傾動すると共に、フランジ４１Ｆが位置決当接壁４２Ｂに面当接した原点姿勢になるように付勢されている。

図９には、本発明に係る回転治具４４が示されている。回転治具４４は図示しないモータの動力を受けて回転駆動される回転盤４４Ｂを有する。また、回転盤４４Ｂの端面の外縁部を３等分する位置からは、例えば３つの係止爪４４Ａが突出していて、回転盤４４Ｂの径方向の傾動可能に支持されている。そして、係止爪４４Ａ群が、図示しないエアーによって回転盤４４Ｂの中心側に動くように付勢されると共に、回転盤４４Ｂとそれを回転可能に支持するベース部４４Ｄとの間に備えた図示しないロータリージョイントを介して圧縮エアーの圧力を受けると、回転盤４４Ｂの中心から離れる側に動く。これにより、歯車９０の内側に係止爪４４Ａ群を挿入してギヤ側面９０Ｓを回転盤４４Ｂの端面に当接させて、係止爪４４Ａ群を外側に移動させると、歯車９０が回転盤４４Ｂに対して心出しされて一体回転可能に固定される。なお、本実施形態では、この回転治具４４と上記したツールホルダ４０（図８参照）とから本発明に係るギヤエッジ切除装置４５が構成されている。

本実施形態のギヤエッジ切除ツール１０及びギヤエッジ切除装置４５の構成に関する説明は以上である。次に、このギヤエッジ切除ツール１０及びギヤエッジ切除装置４５の作用効果について説明する。ギヤエッジ切除装置４５に取り付けられた歯車９０に対して、ギヤエッジ切除ツール１０が以下の配置になるようにツールホルダ４０（図８参照）をセットする。即ち、図１０（Ｂ）に示すように、ギヤエッジ切除ツール１０の先端プレート部１５における対称中心線Ｊ１を歯車９０のギヤ側面９０Ｓと平行に配置し、先端プレート部１５のうち対称中心線Ｊ１より一方側の第２切削刃部３１の刃筋である第２刃筋３２を図１０（Ａ）に示すように歯車９０のボトムエッジ９２Ａに当接させて、図１０（Ｂ）に示すように、一方側の第１切削刃部２１を隣り合った歯９１，９１の間に収める。また、ギヤエッジ切除ツール１０のシャフト部１４は、図９に示すようにギヤ側面９０Ｓに対して所定角度（図９のγ度）だけ傾けて、第２刃筋３２を歯９１の歯丈方向Ｈ３（図２参照）から見て、歯車９０のボトムエッジ９２Ａに対して斜めに交差させた状態にする。

そして、図１０（Ａ）の矢印に示すように、ギヤエッジ切除装置４５により歯車９０を一方に回転駆動し、先端プレート部１５が、第１主平面１５Ｘ側を前にして歯９１のサイドエッジ９２Ｂに接近するように、ギヤエッジ切除ツール１０を歯９１に対して歯厚方向Ｈ１の一方に相対移動する。すると、第２切削刃部３１がボトムエッジ９２Ａを切除しながら移動していき、コーナーエッジ９２Ｄに至ってそのコーナーエッジ９２Ｄも切除していく。ここで、第２切削刃部３１がコーナーエッジ９２Ｄを移動すると、第２切削刃部３１のうち歯車９０との当接位置が第２切削刃部３１における第１切削刃部２１側に移動し、これに伴い先端プレート部１５が隣り合った歯９１，９１同士の間から歯幅方向Ｈ２（図１０（Ｂ）参照）に徐々に抜け出ていく。そして、ギヤエッジ切除ツール１０のうち歯車９０との当接位置が第２切削刃部３１から第１切削刃部２１に移動して、第１切削刃部２１によってコーナーエッジ９２Ｄが切除されていく。やがて第１切削刃部２１がサイドエッジ９２Ｂに至り、図１１（Ａ）に示すように、歯幅方向Ｈ２から見て第１切削刃部２１の刃筋である第１刃筋２２がサイドエッジ９２Ｂに対して斜めに交差した状態になると共に、図１１（Ｂ）に示すように、歯厚方向Ｈ１から見て第１切削刃部２１の刃筋である第１刃筋２２がサイドエッジ９２Ｂに対して斜めに交差した状態になる。

そこからさらにギヤエッジ切除ツール１０が歯９１に対して歯厚方向の一方に相対移動すると、第１切削刃部２１がサイドエッジ９２Ｂを歯底側から歯先側に向かって切除しながら、隣り合った歯９１，９１同士の間から歯幅方向Ｈ２（図２，図１１（Ｂ）参照）に徐々に抜け出て、次の隣り合った歯９１，９１同士の間にギヤエッジ切除ツール１０が移動する。

このとき、本実施形態のギヤエッジ切除ツール１０はすくい面（第１主平面１５Ｘ）が噛合面９３Ｂと略同形同大のインボリュート曲面に形成されている。これにより、図１２で示すように、歯幅方向から見た第１切削刃部２１のすくい面（第１主平面１５Ｘ）に対する噛合面９３Ｂ（第３側面１６）の交差角を略一定に保った状態でギヤエッジ切除ツール１０が歯９１に対して歯厚方向の一方に相対移動することができる。即ち、第１刃筋２２とサイドエッジ９２Ｂとの当り角δが略一定に保たれる。

そして、歯車９０を１又は数回転させることで、歯車９０の各歯９１における歯幅方向Ｈ２の一端側のボトムエッジ９２Ａと一方のコーナーエッジ９２Ｄ及びサイドエッジ９２Ｂとが切除された状態になる。

次いで、図９の実線で示したギヤエッジ切除ツール１０を、歯車９０の中心軸を含みかつギヤエッジ切除ツール１０の先端プレート部１５の対称中心線Ｊ１と平行な基準面に対し、左右対称となる位置に移動して（即ち、図９の二点鎖線のギヤエッジ切除ツール１０の位置に移動して）、前回使用しなかった側の第１切削刃部２１を隣り合った歯９１，９１の間に配置しかつ第２切削刃部３１の第２刃筋３２をボトムエッジ９２Ａに当接させて歯車９０を前回と逆向きに回転させる。または、歯車９０の中心軸を含みかつギヤエッジ切除ツール１０の先端プレート部１５の対称中心線Ｊ１と直交する基準面に対し、前回使用しなかった側の第１切削刃部２１を隣り合った歯９１，９１の間に配置しかつ第２切削刃部３１の第２刃筋３２をボトムエッジ９２Ａに当接させて歯車９０を前回と逆向きに回転させる。これにより、歯車９０の各歯９１における歯幅方向Ｈ２の一端側の他方のコーナーエッジ９２Ｄ及びサイドエッジ９２Ｂとが切除される。即ち、ギヤエッジ切除ツール１０により、歯９１の歯幅方向Ｈ２の一端側における全てのサイドエッジ９２Ｂとコーナーエッジ９２Ｄとボトムエッジ９２Ａとが切除された状態になる。同様の処理を行って、ギヤエッジ切除ツール１０により歯９１の歯幅方向Ｈ２の他端側における全てのサイドエッジ９２Ｂとコーナーエッジ９２Ｄとボトムエッジ９２Ａとを切除することができる。

このように、本実施形態のギヤエッジ切除ツール１０によれば、第１主平面１５Ｘ（すくい面）の形状を噛合面９３Ｂと略同形同大にしたことで、第１刃筋２２とサイドエッジ９２Ｂとの当り角δを略一定に保てるので、歯車９０の歯９１に対して歯厚方向に相対移動させるだけで、歯車９０の各歯９１のサイドエッジ９２Ｂの切除量を略均一にすることができる。即ち、サイドエッジ９２Ｂにおける歯底側と歯先側との加工面の幅が略均一となり、サイドエッジ９２Ｂの加工品質の向上を図ることができる。

また、ギヤエッジ切除ツール１０を歯車９０の歯９１に対して歯厚方向に相対移動させるだけで、歯車９０の各歯９１のサイドエッジ９２Ｂとボトムエッジ９２Ａとの両方を効率良く切除することができる。さらに、第１切削刃部２１のすくい面と逃げ面との交差角α（図７（Ａ）参照）より、第２切削刃部３１のすくい面と逃げ面との交差角β（図７（Ｂ）参照）を小さくしたことで、サイドエッジ９２Ｂとボトムエッジ９２Ａと切除量のバランスを好適にすることができる。

なお、上記した本実施形態のギヤエッジ切除ツール１０は、第１切削刃部２１と第２切削刃部３１とを対称に備えて、歯車９０を一方に回転した場合と他方に回転した場合の両方でギヤエッジ切除ツール１０を使用していたが、歯車９０を一方に回転した場合用と他方に回転した場合用とで、ギヤエッジ切除ツールを別々に用意してもよい。また、本実施形態のギヤエッジ切除ツール１０では、対称中心線Ｊ１を歯車９０のギヤ側面９０Ｓと平行に配置して使用していたが、非平行に配置して使用してもよい。

［第２実施形態］
図１３には、本発明の第２実施形態のギヤエッジ切除ツール１０Ｐの先端プレート部１５が示されている。同図に示すようにギヤエッジ切除ツール１０Ｐは、第１実施形態とは異なり第２切削刃部３１を有さず、第１切削刃部２１のみで構成されている。なお、本実施形態において、前記第１実施形態と同一部位に関しては、図面に同一符号を付して重複した説明は省略する。下記の実施形態においても同様である。

［第３実施形態］
図１４には、本発明の第２実施形態のギヤエッジ切除ツール１０Ｖの先端プレート部１５が示されている。同図に示すようにギヤエッジ切除ツール１０Ｖでは、第２刃筋３２全体が第１刃筋２２に連続した円弧状になっている。

［第４実施形態］
図１５には、本発明の第３実施形態のギヤエッジ切除ツール１０Ｗが示されている。このギヤエッジ切除ツール１０Ｗでは、１対の第１切削刃部２１，２１の間を１つの第２切削刃部３１で連絡した構造になっている。具体的には、第２刃筋３２の両端部は、第１刃筋２２，２２の各端部に連続した円弧状をなしかつ、第２刃筋３２の中間部分は、対称中心線Ｊ１と直交する直線状に延びている。また、第１実施形態と同様に、第３側面１６の一部が平坦に切除されて第４側面１７Ｂが形成され、その第４側面１７Ｂが第２切削刃部３１の逃げ面になっている。なお、このギヤエッジ切除ツール１０Ｗでは、前記第１実施形態の帯板部１３（図３参照）の代わりに、シャフト部１４の先端側には断面円形の小径部１３Ｗが備えられ、その先に先端プレート部１５が設けられている。

［第５実施形態］
図１６には、本発明の第４実施形態のギヤエッジ切除ツール１０Ｘが示されている。このギヤエッジ切除ツール１０Ｘは、第１実施形態のギヤエッジ切除ツール１０の先端プレート部１５における第１側面１５Ａ（図６参照）側の端部と、第３実施形態のギヤエッジ切除ツール１０Ｗの先端プレート部１５における第１側面１５Ａ（図１４参照）側の端部とを接合した構造をなしている。この構造によれば、適宜、第２切削刃部３１を選んでボトムエッジ９２Ａを切除することができる。

［第６実施形態］
本実施形態のギヤエッジ切除ツール１０Ｙは、図１７及び図１８に示されている。図１６に示すように、このギヤエッジ切除ツール１０Ｙは、前記第１実施形態のギヤエッジ切除ツール１０を変形させたものであって、第１主平面１５Ｘが屈曲した形状をなしている。具体的には、第１主平面１５Ｘ（すくい面）は、大径部１２（図３参照）の中心軸と直交している直交平坦面１５Ｑと、第１主平面１５Ｘにおける第１側面１５Ａ寄り位置から第１側面１５Ａ側の端部に向かって徐々に帯板部１３側に傾斜した傾斜平面１５Ｚとで構成されている。そして、突部１５Ｔの側方まで延びた第３側面１６を逃げ面としたサブ第１切削刃部２１Ｂが設けられている。また、サブ第１切削刃部２１Ｂと第２切削刃部３１との間は、第１主平面１５Ｘをすくい面としかつ第３側面１６を逃げ面とするメイン第１切削刃部２１Ａになっていて、メイン第１切削刃部２１Ａとサブ第１切削刃部２１Ｂとから本発明に係る第１切削刃部２１Ｙが構成されている。これにより、第１切削刃部２１Ｙ全体のすくい面は、凹状に屈曲した構造になしている。また、第１切削刃部２１Ｙの刃筋である第１刃筋２２Ｙは、メイン第１刃筋２２Ａとサブ第１刃筋２２Ｂとから構成されて、第１刃筋２２Ｙ全体も屈曲した形状をなしている。

本実施形態のギヤエッジ切除ツール１０Ｙによれば、図１８に示すように、すくい面を平坦な第１主平面１５Ｘと、第１主平面１５Ｘに対して傾斜した傾斜平面１５Ｚとを備えることで、すくい面が平坦面のみで構成されたギヤエッジ切除ツールと比べて、インボリュート曲面である歯９１の噛合面９３Ｂとすくい面との交差角δの変位を抑えることができる。なお、本実施形態では、すくい面が第１主平面１５Ｘと傾斜平面１５Ｚとで構成されているが、第１主平面１５Ｘに対して２以上の傾斜平面を有する構成としても良いし、傾斜平面１５Ｚを湾曲させた平坦面と湾曲面とで構成してもよい。

［第７実施形態］
本実施形態のギヤエッジ切除ツール１０Ｕは、図１９に示されている。このギヤエッジ切除ツール１０Ｕは、前記第４実施形態のギヤエッジ切除ツール１０Ｗを変形させたものであって、先端プレート部１５をギヤエッジ切除ツール１０Ｕの軸方向から見ると、第１切削刃部２１のすくい面である第３側面１６が凹状に湾曲し、第１刃筋２２Ｕが凹状に湾曲している。より具体的には、第３側面１６及び第１刃筋２２Ｕは、インボリュート曲線を描くように湾曲している。この構成によってもインボリュート歯車の歯９１のサイドエッジ９２Ｂを第１切削刃部２１Ｕによって効率よく切除することができる。

［第８実施形態］
本実施形態のギヤエッジ切除ツール１０Ｔは、図２０に示されている。このギヤエッジ切除ツール１０Ｔは、前記第４実施形態のギヤエッジ切除ツール１０Ｗを変形させたものであって、ギヤエッジ切除ツール１０Ｔの軸方向から見て、第１切削刃部２１Ｔ，２１Ｔにおける第１側面１５Ａ側の端部を先端プレート部１５の両側方に張り出させて張出部１５Ｎ，１５Ｎを備えた構造をなしている。そして、各第１切削刃部２１Ｔが、張出部１５Ｎに形成されたサブ第１切削刃部２１Ｄとそのサブ第１切削刃部２１Ｄより第２切削刃部３１側のメイン第１切削刃部２１Ｃとから構成されると共に、第１刃筋２２Ｔが、サブ第１刃筋２２Ｄとメイン第１刃筋２２Ｃとを交差させた屈曲形状をなしている。このギヤエッジ切除ツール１０Ｔによれば、図２０に示すように歯９１の先端部の歯幅が徐々に狭くなった形状の歯車９０に対応することができる。即ち、ギヤ側面９０Ｓのうち歯９１の先端側の傾斜部９０Ｕと噛合面９３Ｂとが交差してなる先端側サイドエッジ９２Ｇをギヤエッジ切除ツール１０Ｔのサブ第１切削刃部２１Ｄによって除去することができる。

［第９実施形態］
本実施形態のギヤエッジ切除装置４５Ｖは、図２１及び図２２に示されており、第１実施形態で説明したツールホルダ４０を保持するロボット５０を備えている。そして、回転治具４４に保持された歯車９０に対し、ツールホルダ４０に保持されたギヤエッジ切除ツール１０が、ロボット５０のティーチングプレイバックにより位置決めされるようになっている。

具体的には、ロボット５０は、本発明に係る「第１駆動機構」としてのＸＹテーブル５１を有し、そのＸＹテーブル５１は、回転治具４４のベース部４４Ｄと同じ図示しない支持部材に固定された第１ベース部５１Ａを有する。そして、その第１ベース部５１Ａに対して、図２１の紙面と直交する第１水平方向Ｈ５（図２２参照）に第１可動テーブル５１Ｂが直動し、第１可動テーブル５１Ｂに対して第２可動テーブル５１Ｄが第１水平方向Ｈ５と直交する第２水平方向Ｈ４に直動するようになっている。なお、回転治具４４の回転軸は、第１水平方向Ｈ５（図２２参照）と平行になっている。また、ＸＹテーブル５１には、２つの図示しないサーボモータと、それらの回転出力を直動に変換する図示しない２つのボールネジ機構とが備えられ、これらにより、本発明に係る「第１出力部」としての第２可動テーブル５１Ｄが、水平な二次元平面の任意の位置に位置決め制御される。

第２可動テーブル５１Ｄには、本発明に係る「第２駆動機構」としてのγ軸回転機構５２が搭載されている。γ軸回転機構５２は、第２可動テーブル５１Ｄ上に固定されたベース部５２Ａと減速機５２Ｇを固定して備えている。減速機５２Ｇは、例えば入力部と出力部とを表裏の同軸上に備え、それらの共通の回転軸が前記した第２水平方向Ｈ４と平行になっている。そして、減速機５２Ｇの入力部にサーボモータ５２Ｍが連結され、減速機５２Ｇの出力部に、本発明の「第２出力回転部」としての回転スリーブ５２Ｓが取り付けられている。回転スリーブ５２Ｓは、第２水平方向Ｈ４に延びた円筒状をなしている。また、回転スリーブ５２Ｓの中間部分は、第１可動テーブル５１Ｂから起立した第２起立支持部５２Ｃの軸受部５２Ｄにより回転可能かつ直動可能に支持されている。

回転スリーブ５２Ｓの先端部には、本発明の「第３駆動機構」としてのＺ軸直動機構５３が取り付けられている。Ｚ軸直動機構５３は、回転スリーブ５２Ｓの先端に取り付けられたベース部５３Ａを有する。ベース部５３Ａは、例えば上下方向に延びた筐体構造をなし、その平面形状は、第１水平方向Ｈ５に長い長方形をなしている。

図２２に示すように、ベース部５３Ａのうち第１水平方向Ｈ５の一端寄り位置には、ボールネジ機構６０のボールネジ６１が上下に貫通していて、そのボールネジ６１の両端部がベース部５３Ａに備えた軸受部５３Ｊ，５３Ｊに回転可能に支持されている。そして、ベース部５３Ａに中継ボックス５３Ｃを介して取り付けられたサーボモータ５３Ｍにてボールネジ６１が回転駆動される。

ボールネジ機構６０のボールナット６２には、本発明の「第３出力部」としての直動ベース６３が固定されている。直動ベース６３は、ボールナット６２から第１水平方向Ｈ５の他端側に延び、その先端部から上方に延びた円筒状の上側円筒部６３Ａと、下方に延びた円筒状の下側円筒支持部６３Ｂとを備えている。上側円筒部６３Ａは、ベース部５３Ａの上部の貫通孔５３Ｄに挿通し、下側円筒支持部６３Ｂはベース部５３Ａに備えた軸受部５３Ｂにより直動可能に支持されている。これにより、ボールネジ６１が回転駆動されると直動ベース６３が上下動する。

直動ベース６３には、本発明の「第４駆動機構」としてのθ軸回転機構５４が取り付けられている。θ軸回転機構５４は、円筒支持部６３Ａの上端部に取り付けられたサーボモータ５４Ｍを有し、そのサーボモータ５４Ｍの出力軸が円筒支持部６３Ａ内に配置されている。そして、そのサーボモータ５４Ｍの出力軸に回転シャフト５４Ａが一体回転可能に連結されかつ下方に延び、ベース部５３Ａの下面から突出した状態になっている。そして、回転シャフト５４Ａの下端部にツールホルダ４０が固定され、ギヤエッジ切除ツール１０が回転シャフト５４Ａの同軸上に配置されている。また、θ軸回転機構５４の中間部分は、ベース部５３Ａの貫通孔５３Ｅに備えた軸受部５３Ｆにより直動可能に支持されている。

本実施形態のギヤエッジ切除装置４５Ｖによれば、冒頭で述べたように、回転治具４４に保持された歯車９０に対し、ギヤエッジ切除ツール１０を、ロボット５０のティーチングプレイバックにより位置決めして、効率良く歯車９０のエッジを切除することができる。

［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）前記各実施形態では、ギヤエッジ切除ツールによるエッジ除去の対象ワークとして平歯車を例示したが、対象ワークは、はす歯歯車（歯幅方向が回転軸方向に対して傾斜しているもの）であってもよい。また、歯車ではなく、ラックをギヤエッジ切除ツールによるエッジ除去の対象ワークとしてもよい。

（２）前記第１実施形態では、第１及び第２の切削刃部２１，３１を有する先端プレート部１５を、歯車９０の歯幅方向に往復動させるために、先端プレート部１５を先端に備えて傾動するシャフト部１４が、歯車９０の概ねピッチ円の接線上に配置されていたが（図１参照）、これに限定されるものではなく、シャフト部１４を、例えば、歯車９０の中心軸と直交する線上に配置してもよい。なお、この場合は、シャフト部１４の先にシャフト部１４の中心軸と略平行に延びる第１切削刃部２１を有する突片が設けられる構造にすればよい。また、シャフト部１４を歯幅方向に対して直動可能に支持する構成としてもよい。

（３）前記第４実施形態のギヤエッジ切除ツール１０は、２種類の第２切削刃部３１を両端に備えていたが、図２３に示したギヤエッジ切除ツール１０Ｓのように同一種類の第２切削刃部３１を両端部に備えて、先端プレート部１５が縦横の２方向で線対称な形状にしてもよい。このような構成にすれば、各第１切削刃部２１及び第２切削刃部３１の消耗が抑えられ、ギヤエッジ切除ツール１０Ｓを長期間に亘って使用することが可能になると共に、第８実施形態で示したようなロボット５０にギヤエッジ切除ツール１０Ｓを取り付けたときに、ギヤエッジ切除ツール１０Ｓをθ軸回転機構５４にて回転させる量を少なくすることができ、ロボット５０の動作が簡素になる。

１０，１０Ｓ〜１０Ｚ ギヤエッジ切除ツール
１４ シャフト部
１５ 先端プレート部
２１，２１Ｔ，２１Ｕ，２１Ｙ，２１Ｚ 第１切削刃部（切削刃）
２２、２２Ｔ，２２Ｕ，２２Ｙ 第１刃筋（刃筋）
３１ 第２切削刃部
３２ 第２刃筋
４０ ツールホルダ
４５，４５Ｖ ギヤエッジ切除装置
５０ ロボット
５１ ＸＹテーブル（第１駆動機構）
５２ α軸回転機構（第２駆動機構）
５３ Ｚ軸直動機構（第３駆動機構）
５４ θ軸回転機構（第４駆動機構）
９０ 歯車（ギヤ）
９０Ｓ ギヤ側面
９１ 歯
９２Ａ ボトムエッジ
９２Ｂ サイドエッジ
９２Ｄ コーナーエッジ
Ｊ１ 対称中心線

Claims (8)

1. ギヤの隣り合った歯同士の間に配置されて、一方の歯のサイドエッジに刃筋を斜めに交差させて宛がわれる切削刃を備え、前記切削刃を前記歯に対して歯厚方向に相対移動すると、前記切削刃が、前記サイドエッジを歯底側から歯先側に向かって切除しながら前記隣り合った歯同士の間から歯幅方向に徐々に抜け出るギヤエッジ切除ツールにおいて、
   前記切削刃のすくい面が、前記刃筋方向において凹状に湾曲又は屈曲するギヤエッジ切除ツール。
2. 前記切削刃のすくい面がインボリュート曲面になっている請求項１に記載のギヤエッジ切除ツール。
3. シャフト部と、
   前記シャフト部の先端から側方に張り出し、外縁部に前記切削刃を有する先端プレート部と、
   前記先端プレート部のうち前記シャフト部側を向いた内面が、前記切削刃のすくい面をなし、
   前記先端プレート部の側面が、前記切削刃の逃げ面をなしている請求項１又は２に記載のギヤエッジ切除ツール。
4. 前記先端プレート部は線対称な形状をなし、その対称中心を挟んだ両側に前記切削刃を有する請求項３に記載のギヤエッジ切除ツール。
5. 前記切削刃の刃筋が、前記ギヤの歯底側に近づくに従って前記対称中心線に接近するように傾斜し、その傾斜角は前記対称中心線を前記ギヤ側面と平行に配置したときに、前記切削刃が前記サイドエッジに好適に宛がわれる角度に設定されている請求項４に記載のギヤエッジ切除ツール。
6. 前記先端プレート部は、縦横の２方向で線対称な形状をなしている請求項４又は５に記載のギヤエッジ切除ツール。
7. 請求項３乃至６の何れか１の請求項に記載のギヤエッジ切除ツールと、
   前記ギヤとしての歯車を保持して回転駆動する回転治具と、
   前記ギヤエッジ切除ツールの前記シャフト部を保持して前記回転治具の回転軸方向と平行な方向に傾動可能に支持すると共に、前記ギヤエッジ切除ツールを一定の傾動姿勢に付勢するツールホルダとを備えるギヤエッジ切除装置。
8. 二次元平面の任意の位置に位置決め制御可能な第１出力部を有する第１駆動機構と、
   前記第１出力部に取り付けられて、前記二次元平面と平行な回転軸を中心に回転する第２出力部を有する第２駆動機構と、
   前記第２出力部に取り付けられて、その第２出力部の回転軸と直交する方向に直動する第３出力部を有する第３駆動機構と、
   前記第３出力部に取り付けられ、その第３出力部の直動方向と平行な回転軸を中心に回転する第４出力部を有する第４駆動機構とを有するロボットを備え、
   前記ツールホルダは、前記ギヤエッジ切除ツールの前記シャフト部が、前記第４出力部の回転軸方向に沿って延びた状態になるように前記第４出力部に固定され、
   前記回転治具は、その回転軸が、前記二次元平面と平行でかつ前記第２出力部の回転軸と直交する方向を向くように配置されている請求項７に記載のギヤエッジ切除装置。

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