JP2733929B2 - 歯車のラップ仕上げ方法 - Google Patents

歯車のラップ仕上げ方法

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JP2733929B2 JP62208780A JP20878087A JP2733929B2 JP 2733929 B2 JP2733929 B2 JP 2733929B2 JP 62208780 A JP62208780 A JP 62208780A JP 20878087 A JP20878087 A JP 20878087A JP 2733929 B2 JP2733929 B2 JP 2733929B2
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は歯車のラップ仕上げ方法に係り、特に、一対
の歯車を相対移動させて歯面全体にラップ仕上げを施す
ラップ仕上げ方法の改良に関するものである。 従来技術 ギヤノイズ低減などを目的として、歯車にラップ仕上
げを施すことが従来から行われている。そして、かかる
ラップ仕上げ方法の一種に、一対の歯車を噛合い回転さ
せつつ、その歯当り位置が歯面の歯幅方向へ移動するよ
うにその一対の歯車を相対移動させることにより、その
歯面全体にラップ仕上げを施す一連の工程を1サイクル
として、その工程を複数サイクル繰り返して歯車のラッ
プ仕上げを行うようにしたものがある。例えば、「かさ
歯車とウォームギヤ」(大河出版)の第111頁〜第112頁
に記載されている方法はその一例である。 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、かかる従来のラップ仕上げ方法におい
ては、前記一対の歯車の相対移動量が予め一定の大きさ
に設定されているため、ラップ仕上げが進行するに伴っ
て1サイクルにおけるラップ仕上げ範囲、すなわち歯当
り位置の範囲が次第に歯幅方向へ拡大され、歯面からは
み出してしまうことがあった。これは、単にラップ仕上
げに無駄な時間が費やされていることを意味するだけで
なく、歯面の両端部における歯形が損なわれて噛合い精
度が却って悪くなるという不都合を生じるのである。 問題点を解決するための手段 本発明は以上の事情を背景として為されたものであ
り、その目的とするところは、無駄時間を省いて能率的
なラップ仕上げを行うとともに、併せて噛合い精度が一
層優れた歯車を得られるようにすることにある。 そして、かかる目的を達成するため、本発明は、前述
した歯車のラップ仕上げ方法において、前記歯当り位置
が前記歯面から外れることのないように、前記一対の歯
車の相対移動量を前記複数サイクルの途中で次第に小さ
くするようにしたことを特徴とする。 作用および発明の効果 すなわち、本発明は、歯面全体にラップ仕上げを施す
ために一対の歯車を相対移動させる際の相対移動量を複
数サイクルの途中で次第に小さくすることにより、歯面
全体にラップ仕上げを行いつつ一対の歯車の歯当り位置
が歯面から外れないようにしたのである。このようにす
れば、ラップ仕上げの無駄時間が解消するとともに、歯
面の両端部における歯形が損なわれることもなくなり、
噛合い精度の優れた歯車が能率的に得られるようにな
る。 なお、一対の歯車の歯当り位置はある程度の範囲をも
っているが、その全範囲が歯面から外れないようにする
ことは必ずしも必要でなく、本発明の効果が得られる限
りにおいてその一部が歯面からはみ出すことがあっても
差支えない。 実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。 第1図は、一対の歯車としてのピニオン10およびリン
グギヤ12を噛合い回転させてラップ仕上げを行う歯車ラ
ップ盤の平面図であり、それ等のピニオン10およびリン
グギヤ12は、例えば自動車の動力伝達経路等において互
いに噛み合わされて使用されるかさ歯車若しくはハイポ
イドギヤである。ピニオン10は、軸線lまわりの回転可
能にピニオンヘッド14に支持された回転軸16に、チャッ
ク18によってクランプされるようになっているか、リン
グギヤ12は、平面視において上記軸線lと直角に交差す
る軸線mまわりの回転可能にギヤヘッド20に支持された
回転軸22に、チャック24によってクランプされるように
なっている。なお、この従来例ではピニオン10およびリ
ングギヤ12としてハイポイドギヤをラップ仕上げする場
合について説明する。 上記ピニオン10が取り付けられる回転軸16は、駆動モ
ータ26によって正逆両方向へ回転駆動されるようになっ
ている一方、リングギヤ12が取り付けられる回転軸22に
は、図示しないブレーキ装置によって負荷トルクが加え
られるようになっている。これにより、それ等のピニオ
ン10およびリングギヤ12は、自動車への組付け状態にお
いて自動車が前進する前進駆動方向および後退する後退
駆動方向へ、所定の負荷トルクが加えられた状態で噛合
い回転させられる。 前記ピニオンヘッド14は、基台28上に設けられた略水
平な一対のガイドロッド30に移動可能に支持されてい
る。ガイドロッド30は前記回転軸22の軸線mと平行に配
設されており、ピニオンヘッド14は、噛合せ装置32によ
ってそのガイドロッド30に案内されつつリングギヤ12に
対して接近離間させられる。この噛合せ装置32は、ピニ
オンヘッド14がリングギヤ12から離間する退避位置と、
リングギヤ12に接近してそのリングギヤ12とピニオン10
とをバックラッシが0の状態で噛み合わせる噛合い位置
とへ、そのピニオンヘッド14を移動させるシリンダと、
その噛合い位置からピニオンヘッド14を予め設定された
距離だけ後退させてピニオン10とリングギヤ12との間に
所定のバックラッシを付与する送りねじおよびモータと
を備えて構成されている。 一方、前記ギヤヘッド20は、回転軸22を上下方向すな
わち第1図の紙面に対して垂直な方向の移動可能に保持
しており、その回転軸22は、サーボモータ34により図示
しない送りねじを介して上下移動させられるようになっ
ている。また、かかるギヤヘッド20は、前記基台28上に
設けられた略水平で且つ前記回転軸16の軸線lと平行な
一対のガイドロッド36に移動可能に支持されており、サ
ーボモータ38により送りねじを介してそのガイドロッド
36に案内されつつ第1図の左右方向へ移動させられるよ
うになっている。これらのサーボモータ34,38により、
回転軸22に取り付けられたリングギヤ12は、ピニオン10
との歯当り位置が歯面の歯幅方向へ移動するように予め
定められた軌跡に従って移動させられる。例えば、第4
図においてピニオン10の中心がP点にある時の歯当り位
置を第5図の範囲EPとすると、ピニオン10の中心がL
点,S点に位置するようにリングギヤ12がピニオン10に対
して相対移動させられると、その時の歯当り位置はそれ
ぞれ第5図の範囲EL,ESで示されるように、上記範囲EP
を中心として歯面40の歯幅方向へ移動するのである。な
お、かかる第5図は、リングギヤ12を第4図において左
まわり方向へ回転させる場合におけるピニオン10の歯当
り位置を示した図である。 そして、このような歯車ラップ盤には、第2図に示さ
れている制御回路が備えられており、前記駆動モータ2
6,サーボモータ34,38は、制御装置42からモータ駆動制
御装置44,46,48にそれぞれ供給される駆動信号DM1,DM2,
DM3に従って作動させられ、前記チャック18,28はチャッ
ク駆動制御装置50,52に供給される駆動信号DC1,DC2に従
って作動させられる。また、前記噛合せ装置32は、駆動
信号DDに従って作動させられる。なお、制御装置42に
は、起動スイッチ54から起動信号SSが供給されるように
なっているとともに、サーボモータ34,38からはモータ
の回転位置を表す位置信号が供給されるようになってい
る。 次に、本実施例の作動を第3図のフローチャートを参
照しつつ説明する。 先ず、ピニオンヘッド14が退避位置に保持されている
状態において、回転軸16,22の先端にラップ仕上げを施
すべきピニオン10,リングギヤ12をそれぞれ取り付けた
後、起動スイッチ54をON操作する。起動スイッチ54のON
操作に伴って起動信号SSが制御装置42に供給されると、
そのことがステップS1において確認され、次にステップ
S2が実行される。ステップS2においては、駆動信号DC1,
DC2がそれぞれ出力されることにより、チャック18,24に
より回転軸16,22にピニオン10,リングギヤ12がそれぞれ
クランプされる。 その後、ステップS3においては駆動信号DDが出力さ
れ、ピニオンヘッド14が噛合い位置まで前進してピニオ
ン10とリングギヤ12とを噛み合わせた後、一定距離だけ
後退させられることによって所定のバックラッシが付与
される。リングギヤ12は、前記軸線mに直角な移動平面
内において、ピニオンヘッド14が上記噛合い位置まで接
近させられた時の歯当り位置が歯面の中央となるよう
に、換言すれば前記第4図のP点にピニオン10の中央が
相対的に位置するように定められた初期位置に予め位置
させられている。この初期位置は、ピニオン10,リング
ギヤ12の径寸法等の諸元に基づいて予め設定されてい
る。 そして、このようにピニオン10とリングギヤ12とが噛
み合わされた状態においてステップS4が実行され、駆動
信号DM1が出力されてピニオン10が自動車の後退駆動側
の方向へ回転させられることにより、ピニオン10とリン
グギヤ12の歯面が互いに擦り合わされる。この時、ピニ
オン10とリングギヤ12との噛合い位置には、図示しない
ノズルからラップ剤を含む工作液が供給されるようにな
っており、そのラップ剤によって歯面にラップ仕上げが
施される。 また、かかるステップS4においては、ピニオン10とリ
ングギヤ12との歯当り位置が歯面の歯幅方向へ移動する
ように、具体的には前記第5図の範囲EPからEL,ESへ歯
当り位置が移動するように、リングギヤ12を移動させる
ための駆動信号DM2,DM3が出力され、歯面全体にラップ
仕上げが施される。これは、第4図におけるピニオン10
の中央が点Pから点L,点Sへ相対的に移動するようにリ
ングギヤ12を移動させることで、点P→点L→点P→点
S→点Pの移動を1サイクルとして複数サイクル、例え
ば5サイクル程度繰り返される。 ここで、上記点Pから点Lへの相対移動量VL,点Pか
ら点Sへの相対移動量VSは、それぞれ前記各サイクル毎
に次第に小さくなるように設定されている。これは、相
対移動量VL,VSが一定であると、ラップ仕上げサイクル
が進行するのに伴って歯当り位置は歯面40の歯幅方向へ
拡大し、点L,Sにおける歯当りの範囲EL,ESは第6図に示
されているように歯面40から次第に外れていくため、ラ
ップ仕上げの進行に伴って相対移動量VL,VSを小さくす
ることにより、点L,Sにおける範囲EL,ESの大部分或いは
全てが歯面40上に位置するようにしたのである。 このようにしてピニオン10およびリングギヤ12の後退
駆動側の歯面にラップ仕上げが施されると、次のステッ
プS5において駆動モータ26は一旦停止させられた後ステ
ップS6において逆まわりに回転駆動され、ピニオン10が
自動車の前進駆動側へ回転させられることにより、ピニ
オン10およびリングギヤ12の前進駆動側の歯面にラップ
仕上げが行われる。このステップS6においても、前記ス
テップS4と同様にピニオン10とリングギヤ12との歯当り
位置が歯面の歯幅方向へ移動するように、リングギヤ12
は軸線mに直角な平面内を複数サイクル往復移動させら
れるとともに、この時のピニオン10とリングギヤ12との
相対移動量も、ラップ仕上げのサイクルが進行するに従
って小さくなるように設定されている。 その後、ステップS7において駆動モータ26が停止させ
られるとともに、ステップS8においてピニオンヘッド14
が退避位置まで後退させられ、且つステップS9において
両チャック18,24のクランプが解除されることにより、
本実施例の一連の作動は終了する。 このように、本実施例の歯車ラップ盤においては、歯
面全体にラップ仕上げを施すためにピニオン10とリング
ギヤ12とを相対移動させる際の相対移動量が、ラップ仕
上げサイクルが進行するに従って小さくなり、歯当り位
置が歯面から外れないようになっているため、歯面の両
端部における歯形が損なわれることがなくなるとともに
ラップ仕上げの無駄時間が解消し、噛合い精度の優れた
ピニオン10およびリングギヤ12が能率的に得られるので
ある。 以上、本発明方法を好適に実施し得る歯車ラップ盤の
一実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明は
他の態様で実施することもできる。 例えば、前記実施例の歯車ラップ盤はあくまでも一例
で、他の形式の歯車ラップ盤を用いることも可能であ
る。第7図はその一例で、一対の歯車であるピニオン60
とリングギヤ62とを、ピニオン60の歯面の中心が点Pか
ら点Lへ移動するように相対移動させつつピニオン60を
θ方向へ揺動させるとともに、ピニオン60の歯面の中
心が点Pから点Sへ移動するように相対移動させつつピ
ニオン60をθ方向へ揺動させることにより、それ等の
歯車の歯当り位置を歯面の歯幅方向へ移動させて歯面全
体にラップ仕上げを施すものであるが、その場合には、
各サイクルにおける点L,S方向への相対移動量やθL
方向への揺動量を変更すればよい。なお、前記「かさ
歯車とウォームギヤ」(大河出版)に記載されているよ
うに、上記相対移動と揺動運動とを一つの動作で行わせ
る歯車ラップ盤を利用することも勿論可能である。 また、前記実施例ではかさ歯車若しくはハイポイドギ
ヤをラップ仕上げする場合について説明したが、本発明
は他の歯車にラップ仕上げを施すラップ仕上げ方法にも
同様に適用され得る。 また、前記実施例では各サイクルにおける相対移動量
が次第に小さくなるように設定されているが、一部のサ
イクルの相対移動量だけを変更することも可能である。 また、前記実施例では互いに噛み合わされて使用され
るピニオン10およびリングギヤ12を互いに擦り合わせて
ラップ仕上げする場合について説明したが、一方の歯車
としてラップを用いることにより他方の歯車にラップ仕
上げを施す場合にも本発明は適用され得る。 その他一々例示はしないが、本発明はその精神を逸脱
することなく当業者の認識に基づいて種々の変更,改良
を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明方法を好適に実施できる歯車ラップ盤の
平面図である。第2図は第1図の歯車ラップ盤の制御回
路を説明するブロック線図である。第3図は第1図の歯
車ラップ盤の作動を説明するフローチャートである。第
4図は第1図の歯車ラップ盤における一対の歯車の相対
移動を説明する図である。第5図は第4図の相対移動に
伴う歯当り位置の変化を説明する図である。第6図は各
サイクルの相対移動量が一定である従来の場合において
ラップ仕上げが進行した状態の歯当り位置を説明する図
である。第7図は本発明方法を好適に実施できる他の歯
車ラップ盤の作動を説明する図である。 10,60:ピニオン(歯車) 12,62:リングギヤ(歯車) 40:歯面 EP,EL,ES:歯当り位置 VL,VS:相対移動量

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.一対の歯車を噛合い回転させつつ、その歯当り位置
    が歯面の歯幅方向へ移動するように該一対の歯車を相対
    移動させることにより、該歯面全体にラップ仕上げを施
    す一連の工程を1サイクルとして、該工程を複数サイク
    ル繰り返して歯車のラップ仕上げを行う方法であって、 前記歯当り位置が前記歯面から外れることのないよう
    に、前記一対の歯車の相対移動量を前記複数サイクルの
    途中で次第に小さくするようにしたことを特徴とする歯
    車のラップ仕上げ方法。 2.前記一対の歯車は、互いに噛み合わされて使用され
    るかさ歯車またはハイポイドギヤである特許請求の範囲
    第1項に記載の歯車のラップ仕上げ方法。
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