JP3661888B2 - マガリバ状の歯部を備えたかさ歯車のラッピング方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯すじが曲線であるマガリバ状の歯部を備えたかさ歯車（一般的にはマガリバかさ歯車やハイポイドギヤ）のラッピング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マガリバかさ歯車を例にとって説明する。マガリバかさ歯車対は、図６（Ａ）に示す様に歯すじが曲線である第１歯部１０１を備えたピニオンギヤ状の第１歯車１００と、歯すじが曲線である第２歯部２０１を備えたリングギヤ状の第２歯車２００とで構成されている。図６（Ａ）に示す様に、第１歯車１００の軸芯Ｗａと第２歯車２００の軸芯Ｗｂとは位置Ｐａで直交状態で交差している。
【０００３】
ところで、従来より、マガリバかさ歯車の対をなす第１歯車１００の第１歯部１０１及び第２歯車２００の第２歯部２０１の精度を確保するため、図６（Ａ）に示す配置において、第１歯車１００を回転駆動させることにより、第１歯車１００及び第２歯車２００を噛合しつつ、噛合部分に供給管３００からラッピング液を供給して、ラッピング処理することにしている。
【０００４】
この様にラッピング処理すれば、第１歯部１０１の噛合面及び第２歯部２０１の噛合面の精度を良好に仕上げることができる。よって、歪を誘発し易い焼入等の様な熱処理を歯車に施した場合であっても、熱処理後にラッピング処理を行えば、熱処理に伴う噛合面の歪みを矯正するのに有利である。
更に近年、ラッピング処理の生産性の一層の向上、歯車精度の一層の向上を図るため、上記したラッピング処理を更に効果的に行うことが要望されている。
【０００５】
また大倉グリーソンアジア株式会社のカタログ（ＮＯ．５１４）には、図６（Ｂ）に示すハイポイドギヤにおいてラッピング処理を行う技術が開示されている。ハイポイドギヤは、図６（Ｂ）に示す様に、第１歯車１００の軸芯Ｗｃを位置Ｐａから所定距離つまりΔＬ３オフセットさせて食い違う様に、第１歯車１００と第２歯車２００との軸芯関係を設定したものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで本発明者はハイポイドギヤにおいてラッピング処理した場合には、ラッピング処理効果が更に向上することを知見し、試験で確認した。ラッピング処理効果が向上する理由は、軸芯が食い違うハイポイドギヤの軸芯関係に設定すれば、マガリバかさ歯車の形態だけでラッピング処理する場合に比較して、歯すじ方向に滑りが発生し易いため、滑りに伴いラッピング液の微小砥粒の転動が誘発されるためと推察される。
【０００７】
即ち、図７に示す平板５００を例にとって説明すれば、平板５００を滑り方向に往復移動させれば、平板５００間に挟装されている微小砥粒５０２の転動が誘発され、ラッピング効果が向上するものであり、本発明方法においても同様な傾向が得られると推察される。
本発明は上記した実情に鑑みなされたものであり、マガリバ状の歯部を備えたかさ歯車に対して、ハイポイドギヤの軸芯関係にある歯車状工具を設けることにより、ラッピング処理を更に効果的に行い得るマガリバ状の歯部を備えたかさ歯車のラッピング方法を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るマガリバ状の歯部を備えたマガリバかさ歯車のラッピング方法は、マガリバ状の歯部を備えたマガリバかさ歯車の対を構成する第１歯車及び第２歯車の一方をラッピングする方法において、
第１歯車と第２歯車とを互いに噛合させ、
第１歯車及び第２歯車のうちの一方の軸芯に対して、これと交わる位置から所定距離オフセットした位置に軸芯を備えると共に一方と噛合する歯車状工具を配置し、
第１歯車及び第２歯車のうちの一方と歯車状工具とを噛合しつつ、第１歯車及び第２歯車のうちの一方と歯車状工具との噛合部分にラッピング液を供給して、一方の歯部の噛合面をラッピング処理することを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
第１歯車及び第２歯車は、歯すじが曲線状をなすマガリバ状の歯部を備えたかさ歯車の対を構成するものである。
本発明方法によれば、次の単独形態及び並設形態を採用できる。本発明方法に係る単独形態としては、第１歯車及び第２歯車のうちの一方の軸芯に対して、これと交わる位置から所定距離オフセットした位置に軸芯を備えると共に一方と噛合する歯車状工具を配置する。そして、一方と歯車状工具とを噛合しつつ噛合部分にラッピング液を供給して、一方の歯部の噛合面をラッピング処理する。
【００１０】
本発明に係る上記した並設形態としては、第１歯車の軸芯に対して、これと交わる位置から所定距離オフセットした位置に軸芯を備えると共に第１歯車と噛合する第１歯車状工具を配置する。更に第２歯車の軸芯に対して、これと交わる位置から所定距離オフセットした位置に軸芯を備えると共に第２歯車と噛合する第２歯車状工具を配置する。
【００１１】
そして第１歯車と第１歯車状工具とを噛合すると共に、第２歯車と第２歯車状工具とを噛合しつつ、各噛合部分にラッピング液を供給して、第１歯車の歯部の噛合面及び第２歯車２の歯部の噛合面をラッピング処理する。
ラッピング液は一般的には液に微小砥粒を混合したものを採用できる。微小砥粒としては、アルミナ、ＣＢＮ等の様にラッピング処理に通常使用されるものを採用でき、特に限定されるものではない。
【００１２】
第１歯車１及び第２歯車２の材質は特に限定されるものではなく、一般的には鋳鉄系や鋼系等の金属製にできる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図１〜図４を参照して説明する。
本実施例によれば、斜視図である図１に示す様に、第１歯車１及び第２歯車２は、マガリバかさ歯車の対を構成するものである。第１歯車１は鋳鉄系や鋼系の金属製のピニオンギヤ状であり、歯すじが曲線である第１歯部１０を備えている。第２歯車２は鋳鉄系や鋼系の金属製のリングギヤ状であり、歯すじが曲線である第２歯部２０を備えている。
【００１４】
第１歯車１の軸芯Ｐ１と第２歯車２の軸芯Ｐ２とは位置Ｐｃで交差している。交差状況は直交である。従って、第１歯車１と第２歯車２とはハイポイドギヤの関係ではない。なお図１の平面図を模式的に図２に示す。
本実施例によれば図３及び図４から理解できる様に、リングギヤ状の第１歯車状工具４が配置されている。第１歯車状工具４はピニオンギヤ状の第１歯車１と噛合する。更に、ピニオンギヤ状の第２歯車状工具５が配置されている。第２歯車状工具５は、リングギヤ状の第２歯車２と噛合する。
【００１５】
この場合には、図３及び図４から理解できる様に、第１歯車状工具４の軸芯Ｎ１が第２歯車２の軸芯Ｐ２からオフセットする様に、第１歯車状工具４を配置する。
故に第１歯車状工具４の軸芯Ｎ１は、第１歯車１の軸芯Ｐ１に対して所定距離つまりΔＬ１オフセットされている。従って第１歯車１と第１歯車状工具４とは、軸芯が食い違うハイポイドギヤの軸芯関係とされている。
【００１６】
また図３及び図４から理解できる様に、第２歯車状工具５の軸芯Ｎ２が第１歯車１の軸芯Ｐ１からオフセットする様に、第２歯車状工具５を配置する。
故に第２歯車状工具５の軸芯Ｎ２は、第２歯車２の軸芯Ｐ２に対して所定距離つまりΔＬ２オフセットされており、換言すれば位置Ｐｃからオフセットされている。従って第２歯車２と第２歯車状工具５とは、軸芯関係が食い違うハイポイドギヤの軸芯関係とされている。
【００１７】
第１歯車状工具４及び第２歯車状工具５は、それぞれ硬質樹脂製（例えばナイロン樹脂製）であり、歯切り加工されており、高精度のマスターギヤとして機能できる。
本実施例によれば、第１歯車１は駆動モータ等の駆動機構に接続されており、駆動源として機能する。従って図３において第１歯車１が矢印Ａ１方向に駆動すると、第１歯車１と噛合する第１歯車状工具４が矢印Ａ２方向に回転する。更に駆動源としての第１歯車１が矢印Ａ１方向へ駆動すると、これと噛合する第２歯車２が矢印Ａ３方向に回転する。更に第２歯車２と噛合する第２歯車状工具５が矢印Ａ４方向に回転する。
【００１８】
そして第１供給管８１の先端及び第２供給管８２の先端からそれぞれラッピング液を吐出することにより、各噛合部分にラッピング液８７を供給する。これにより第１歯車１の第１歯部１０の噛合面はラッピング処理される。同様に第２歯車２の第２歯部２０の噛合面はラッピング処理される。
このとき本実施例によれば、第１歯車と第２歯車２とはハイポイドギヤの関係ではないものの、第１歯車１と第１歯車状工具４とは前述した様にハイポイドギヤの軸芯関係に設定されているため、第１歯車１の第１歯部１０の噛合面は良好にラッピング処理される。前述の様にハイポイドギヤの軸芯関係に設定されているため、噛合面に滑りが作用し、滑りに伴い砥粒が転動するためと推察される。
【００１９】
また同様に第１歯車と第２歯車２とはハイポイドギヤの関係ではないものの、、第２歯車２と第２歯車状工具５ともハイポイドギヤの軸芯関係に設定されているため、第２歯車２の第２歯部２０の噛合面は良好にラッピング処理される。
図５に示す様に第１歯車１の第１歯部１０は、互いに背向する噛合面１０ａ、１０ｂを備えている。そこで駆動源である第１歯車１の回転方向を一方向にすれば、一方の噛合面１０ａと第１歯車状工具４とが噛合して一方の噛合面１０ａをラッピング処理でき、また第１歯車１の回転方向を逆方向にすれば、他方の噛合面１０ｂと第１歯車状工具４とが噛合して他方の噛合面１０ｂをラッピング処理できる。
【００２０】
また第２歯車２の第２歯部２０も互いに背向する噛合面を備えているため、同様のことがいえる。
更に本実施例によれば、マスターギヤとして機能できる第１歯車状工具４及び第２歯車状工具５の双方を用いており、第１歯車１の歯部１０の噛合面を第１歯車状工具４でラッピング処理すると共に、第２歯車２の歯部２０の噛合面を第２歯車状工具５でラッピング処理するため、第１歯車１の第１歯部１０のピッチ精度、第２歯車２の第２部のピッチ精度の確保に有利である。従って第１歯車１と第２歯車２との間で発生する伝達誤差を軽減、回避するのに有利である。
【００２１】
加えて本実施例によれば、駆動源としての第１歯車１にブレーキを適宜かければ、第１歯車１と第１歯車状工具４との噛合関係にもブレーキ作用を伝達できて面圧を高くでき、ラッピング効果を向上させる得る効果も期待できる。同様にして、第２歯車２と第２歯車状工具５との噛合関係にもブレーキ作用を伝達できて面圧を高くでき、ラッピング効果を向上させる得る効果を期待できる。
【００２２】
更に本実施例によれば、第１歯車状工具４及び第２歯車状工具５は樹脂製であるため、金属に比較して、ラッピング液に含まれている微小砥粒を突きささり等で受け止め易い。そのため歯車製品となる第１歯車１の第１歯部１０の噛合面や歯車製品となる第２歯車２の第２歯部２０の噛合面に微小砥粒が突きささることを抑制でき、突きささった微小砥粒に起因する異音や寿命低下を抑制でき、第１歯車１及び第２歯車２の高品質の維持に有利である。
【００２４】
上記した実施例では第１歯車状工具４及び第２歯車状工具５は樹脂製であるが、これに限らず鋳鉄製とすることも可能である。
【００２５】
その他、本発明方法は上記しかつ図面に示した実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で必要に応じて適宜選択できるものである。
（付記）
上記した実施例から次の技術的思想も把握できる。
(1)かさ歯車の対を構成する第１歯車及び第２歯車の双方をラッピングする方法であり、
第１歯車の軸芯に対して、これと交わる位置から所定距離オフセットした位置に軸芯を備えると共に第１歯車と噛合する第１歯車状工具を配置し、
第２歯車の軸芯に対して、これと交わる位置から所定距離オフセットした位置に軸芯を備えると共に該第２歯車と噛合する第２歯車状工具を配置し、
第１歯車と第１歯車状工具とを噛合すると共に、第２歯車と第２歯車状工具とを噛合しつつ、各噛合部分にラッピング液を供給して、第１歯車の歯部の噛合面及び第２歯車の歯部の噛合面をラッピング処理することを特徴とするかさ歯車のラッピング方法であり、
第１歯車状工具及び第２歯車状工具のうちの少なくとも一方は、硬質樹脂製であることを特徴とするかさ歯車のラッピング方法。
【００２６】
【発明の効果】
本発明方法によれば、ハイポイドギヤの関係となる歯車状工具を設けるので、マガリバ状の歯部を備えたかさ歯車の対を構成する第１歯車及び第２歯車の少なくとも一方の歯部の噛合面を良好にラッピング処理できる。従って歯部の噛合面の精度を向上するのに有利である。故に焼入等の熱処理を歯車に施した場合であっても、歪みの低減、回避に有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】マガリバかさ歯車対の斜視図である。
【図２】マガリバかさ歯車対の模式的な平面図である。
【図３】第１歯車状工具及び第２歯車状工具を用いてマガリバかさ歯車対をラッピング処理している形態の斜視図である。
【図４】第１歯車状工具及び第２歯車状工具を用いてマガリバかさ歯車対をラッピング処理している形態を模式的に示す平面図である。
【図５】歯部付近の構成図である。
【図６】マガリバかさ歯車対とハイポイドギヤ対の斜視図である。
【図７】滑り作用の影響を示す構成図である。
【符号の説明】
図中、１は第１歯車、２は第２歯車、４は第１歯車状工具、５は第２歯車状工具を示す。

Claims (2)

1. マガリバ状の歯部を備えたマガリバかさ歯車の対を構成する第１歯車及び第２歯車の一方をラッピングする方法において、
   該第１歯車と該第２歯車とを互いに噛合させ、
   該第１歯車及び該第２歯車のうちの該一方の軸芯に対して、これと交わる位置から所定距離オフセットした位置に軸芯を備えると共に該一方と噛合する歯車状工具を配置し、
   該第１歯車及び該第２歯車のうちの該一方と該歯車状工具とを噛合しつつ、前記第１歯車及び前記第２歯車のうちの該一方と前記歯車状工具との噛合部分にラッピング液を供給して、該一方の歯部の噛合面をラッピング処理することを特徴とするマガリバ状の歯部を備えたマガリバかさ歯車のラッピング方法。
2. マガリバ状の歯部を備えたマガリバかさ歯車の対を構成する第１歯車及び第２歯車の双方をラッピングする方法であり、
   前記第１歯車及び前記第２歯車とを互いに噛合させ、前記第１歯車の軸芯に対して、これと交わる位置から所定距離オフセットした位置に軸芯を備えると共に前記第１歯車と噛合する第１歯車状工具を配置し、
   前記第２歯車の軸芯に対して、これと交わる位置から所定距離オフセットした位置に軸芯を備えると共に前記第２歯車と噛合する第２歯車状工具を配置し、
   前記第１歯車と前記第１歯車状工具とを噛合すると共に、前記第２歯車と前記第２歯車状工具とを噛合しつつ、各噛合部分にラッピング液を供給して、前記第１歯車の歯部の噛合面及び前記第２歯車の歯部の噛合面をラッピング処理することを特徴とするマガリバかさ歯車のラッピング方法。

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