JP3792566B2 - 歯車研削方法および歯車研削装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯車研削方法および歯車研削装置に関し、特に、被研削用歯車に予め形成されている歯を、螺旋状の研削部位を備えた歯車研削工具を用いて研削する歯車研削方法および歯車研削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術において被研削用歯車に対して歯車研削工具により研削加工を行う場合を図１４Ａを参照して説明する。歯車研削工具１００は周回する螺旋条１０１からなる砥石部１０３を有する。一方、被研削用歯車１０２は予め形成された歯１０４を有する（例えば、特開昭５８−５９７２７号公報参照）。この構成によれば、歯車研削工具１００の螺旋条１０１を被研削用歯車１０２の歯溝部分と噛合させ、歯車研削工具１００と被研削用歯車１０２とを同期回転させながら、螺旋条１０１により被研削用歯車１０２の歯面１０４ａおよび１０４ｂを研削する。ここで、図１４Ｂのクロスハッチング部分は前記螺旋条１０１により同時に研削される前記歯面１０４ａ、１０４ｂを示す。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の従来技術においては、歯車研削工具１００の螺旋条１０１は前記歯面１０４ａおよび１０４ｂを研削しているので、当該歯面１０４ａおよび１０４ｂは前記螺旋条１０１の研削部位の形状に対応する形状に研削されるに至る。つまり、歯面１０４ａおよび１０４ｂの形状は、螺旋条１０１の形状に制約を受けることとなり、歯面１０４ａ、１０４ｂの研削形状の自由度が少ない。このため、前記歯面１０４ａおよび１０４ｂを所望の形状に研削するためには、その所望の形状に適応した螺旋条１０１を有する専用の歯車研削工具を用意する必要がある。
【０００４】
また、図１５に示すように、従来技術を用いて、はすば歯車１０６の歯面１０４ａ、１０４ｂ両面を一挙に加工する際には、該歯面１０４ａおよび１０４ｂに沿った軌跡１１０ａおよび１１０ｂに従い研削を行う。ここで、歯車研削工具１００がはすば歯車１０６の歯幅Ｂ0の端部１０８にさしかかると、それまで軌跡１１０ａおよび１１０ｂの両方に沿って研削を行ってい研削面が、軌跡１１０ｂに関しては端点１０８ｂ以降負荷がなくなり、一方、軌跡１１０ａ側の歯面１０４ａは端点１０８ａに至るまで研削動作が続行される。従って、端点１０８ｂを通過した時点で該はすば歯車１０６に大きな負荷変動が生じ、はすば歯車１０６の精度に悪影響を与える。
【０００５】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、歯車の歯面および歯筋を種々の形状に研削することを可能にし、また、はすば歯車を研削する場合に、歯幅の端部付近でも研削による負荷が変動することがない歯車研削方法および歯車研削装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る歯車研削方法は、第１モータにより被研削用歯車を回転させ、第２モータにより歯車研削工具を前記被研削用歯車に同期して回転させ、前記歯車研削工具の螺旋条を前記被研削用歯車に噛合させ、前記被研削用歯車を軸芯方向に移動させるとともに前記被研削用歯車と前記歯車研削工具との位相を、前記螺旋条の中心線と歯溝の中心線が一致する基準値から変化した状態で、前記螺旋条により前記被研削用歯車の歯の左側歯面または右側歯面のいずれか一方を、歯面に沿って端部まで連続的に研削することを特徴とする。
【０００７】
前記の方法において、前記左側歯面または前記右側歯面のいずれか一方を研削した後、前記位相を歯溝の中心に対して反転させ、前記左側歯面または前記右側歯面のうち未研削の歯面を研削するようにしてもよい。
【０００８】
また、前記被研削用歯車を軸芯方向に移動させる動作と、前記被研削用歯車と前記歯車研削工具とを接近させる動作とを協働させ、前記被研削用歯車の歯にクラウニング研削を施すようにしてもよい。
【０００９】
さらに、前記被研削用歯車を軸芯方向に移動させる動作と、前記被研削用歯車と前記歯車研削工具との前記位相を変化させる動作とを協働させ、前記被研削用歯車の前記歯にクラウニング研削を施すようにしてもよい。
【００１０】
さらにまた、前記歯車研削工具の前記螺旋条の厚さは、前記左側歯面および前記右側歯面に当接することなく歯底に到達することができる厚さにしてもよい。前記被研削用歯車ははすば歯車であってもよい。
また、本発明に係る歯車研削方法は、第１モータにより被研削用歯車を回転させ、第２モータにより歯車研削工具を前記被研削用歯車に同期して回転させ、前記歯車研削工具の螺旋条の厚さは、噛合する前記被研削用歯車の歯の左側歯面および右側歯面に当接することなく歯底に到達することができる厚さであり、前記螺旋条を前記被研削用歯車に噛合させ、前記被研削用歯車を軸芯方向に移動させるとともに前記被研削用歯車と前記歯車研削工具との位相を変化させることにより、前記螺旋条により前記左側歯面または前記右側歯面のいずれか一方を研削することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る歯車研削装置は、被研削用歯車を軸芯を中心にして回転させる第１モータと、前記被研削用歯車の歯を研削する歯車研削工具と、前記歯車研削工具を軸芯を中心にして回転させる第２モータと、前記被研削用歯車と前記歯車研削工具とを相対的に進退動作させる切込機構と、前記被研削用歯車を軸芯方向に進退動作させるトラバース機構と、前記第１および第２モータによって前記被研削用歯車と前記歯車研削工具とを同期速度で回転させるとともに、前記トラバース機構の進退動作を行いながら前記被研削用歯車と前記歯車研削工具との位相を制御し、該位相が前記螺旋条の中心線と歯溝の中心線が一致する基準値から変化した状態で、前記螺旋条により前記被研削用歯車の歯の左側歯面または右側歯面のいずれか一方を、歯面に沿って端部まで連続的に研削させる回転位相制御部とを有することを特徴とする。
【００１２】
前記の構成によれば、被研削用歯車の歯の片側の歯面毎に研削を行い、しかも研削の条件を歯面毎に自由に設定することができるので、歯の両側面を異なる形状に研削することができる。なお、前記の構成では、歯幅の端部付近を研削しても研削負荷に変動がないことから、はすば歯車の加工やクラウニング加工に好適に用いることが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る歯車研削方法についてそれを実施する歯車研削装置との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図１〜図１３を参照しながら説明する。
【００１４】
本実施の形態における歯車研削方法を実施する歯車研削装置は、基本的には、歯車研削工具を構成する螺旋条と被研削用歯車の歯溝を噛合させて、歯車研削工具と被研削用歯車とを互いに同期速度で回転させながら研削を行うものである。このとき、歯車研削工具と被研削用歯車との互いの位相を制御することにより歯面を片側ずつ研削する。
【００１５】
図１に示すように、本実施の形態において使用する歯車研削装置１０は、ベッド１２の上面に切込テーブル１４が配設され、切込テーブル１４は切込モータ１６の回転作用下に矢印Ａ方向に進退動作する（切込機構）。前記切込テーブル１４の上面に配設されるトラバーステーブル１８はトラバースモータ２０の回転作用下に矢印Ａ方向と直角の方向、すなわち、矢印Ｂ方向に進退動作する（トラバース機構）。
【００１６】
また、トラバーステーブル１８上には、予め歯形が歯切り形成された被研削用歯車２２が着脱自在に配設されるとともに、回転する前記被研削用歯車２２の歯の凸部を検出して所定のパルスを発生させる近接スイッチからなる歯先検出センサ２４が設けられている。被研削用歯車２２はワークスピンドルモータ（第１モータ）２６の回転作用下に回転し、この回転の軸芯はトラバーステーブル１８の進退方向（矢印Ｂ方向）と一致するように設定されている。
【００１７】
一方、切込テーブル１４の進行方向であって、かつ、ベッド１２上にはコラム２８が配設され、コラム２８に旋回テーブル３０が保持される。旋回テーブル３０はコラム２８内に配設された旋回モータ３１（図５参照）により矢印Ｃ方向に旋回自在であり、さらに旋回テーブル３０にはシフトテーブル３２が設けられ、このシフトテーブル３２はシフトモータ３４の作用下に矢印Ｄ方向に移動自在である。
【００１８】
旋回テーブル３０およびシフトテーブル３２は、被研削用歯車２２との相対的な位置を調節し、さらに、被研削用歯車２２がはすば歯車である場合の歯２３のねじれ角β（図９参照）に適合するように、矢印Ｃ方向および矢印Ｄ方向に変位調整可能である。
【００１９】
図２に模式的に示すように、シフトテーブル３２には工具スピンドルユニット３６が設けられている。この工具スピンドルユニット３６は工具スピンドルモータ（第２モータ）３８と、この工具スピンドルモータ３８によって回転する工具軸３９とから基本的に構成される。工具スピンドルモータ３８の作用下に回転する歯車研削工具４２は円柱形状であり、その周縁に被研削用歯車２２を研削するための砥石からなる螺旋条４３が設けられている。
【００２０】
一方、工具スピンドルユニット３６は前記シフトテーブル３２に装着される。前記シフトテーブル３２はボールねじ３５に連結され、該ボールねじ３５はシフトモータ３４により回転される。従って、工具スピンドルユニット３６と歯車研削工具４２は、シフトモータ３４の駆動作用下にシフトテーブル３２とともに矢印Ｄ方向に変位する。
【００２１】
図３に示すように、被研削用歯車２２の歯溝２３ａにおいて、歯車研削工具４２の螺旋条４３は、左側歯面である歯面２３ｂおよび右側歯面である歯面２３ｃに当接することなく歯底部２３ｄに到達することのできる厚さに設定されており、また螺旋条４３の先端部４３ａのうち、上下の隅角部４３ｂは半径Ｒの曲面形状に形成されている。ここで、歯面２３ｂおよび歯面２３ｃのうち、歯底部２３ｄからみて時計回転方向の歯面２３ｃを右側歯面とし、反時計回転方向の歯面２３ｂを左側歯面として区別する。
【００２２】
図４に示すように、被研削用歯車２２は歯幅がＢ0であり、ワーク軸４８の一端部に一組のクランプ治具５０を介して着脱自在に軸支される。ワーク軸４８の他端部側には動力伝達機構であるトラクションドライブ５１が連結され、このトラクションドライブ５１は回転軸４９を介してワークスピンドルモータ２６に連結される。なお、回転軸４９には回転を安定させる機能を有するイナーシャダンパ５３が設けられている。
【００２３】
図５に示すように、歯車研削装置１０は、コントローラ６０により統括的に制御される。前記コントローラ６０は、駆動回路６２、６４、６６、６８、７０および７２と光ファイバ７４を介して接続されている。駆動回路６２〜７２は光ファイバ７４を経由して供給される指令信号によってそれぞれワークスピンドルモータ２６、工具スピンドルモータ３８、切込モータ１６、トラバースモータ２０、旋回モータ３１およびシフトモータ３４を駆動する。前記コントローラ６０には、研削のための各種条件を設定する入力装置７６が接続可能となっている。
【００２４】
さらに、このコントローラ６０には、被研削用歯車２２の回転を検出する第１パルス発生器８０と、歯車研削工具４２の回転を検出する第２パルス発生器８２と、トラバース軸の移動量を検出する第３パルス発生器８４と、歯先検出センサ２４とから得られるそれぞれの信号が入力される。これらの信号によって、コントローラ６０は、工具軸３９、ワーク軸４８、トラバース軸の回転量および移動量と、被研削用歯車２２の歯２３の位置が検出可能となる。
【００２５】
また、コントローラ６０は、前記の種々の信号によって被研削用歯車２２の歯２３と、歯車研削工具４２の螺旋条４３との相対的な位置関係を示す位相θ（図６参照）に係る信号を検出し且つ前記位相θの制御が可能となる。
【００２６】
ここで、位相θとは、図６に示すように、螺旋条４３の中心線８６と、歯溝２３ａの中心線８８が一致する箇所を基準値（θ＝０）として、この基準値に対して螺旋条４３と歯２３が相対的に移動する移動量を示す。位相θは、被研削用歯車２２と歯車研削工具４２が互いに停止している状態および被研削用歯車２２と歯車研削工具４２が互いに同期速度ωWとωTで回転している状態において規定される。同期速度ωWおよびωTについては後述する。前記位相θは基準値を「０」として、プラス（＋）の値とマイナス（−）の値をとりうる。
【００２７】
ところで、被研削用歯車２２と歯車研削工具４２が互いに回転している状態においては、被研削用歯車２２と歯車研削工具４２の回転速度および位相θは回転位相制御部６０ａ（図５参照）によって所望の値に制御される。つまり、第１および第２パルス発生器８０、８２の信号によって被研削用歯車２２および歯車研削工具４２の回転を検出しながら、所定の位相θ（または回転速度）となるように駆動回路６２および６４に指令を与えて制御が行われる。
【００２８】
次に、このように構成される歯車研削装置１０の動作について図７〜図１３を参照しながら説明する。
【００２９】
まず、被研削用歯車２２をワーク軸４８の一端部にクランプ治具５０を介して装着するとともに、研削する歯形を表す条件（例えば、研削量、モジュールおよび基礎円直径等）を入力装置７６から入力しておく。また、シフトテーブル３２は、被研削用歯車２２の大きさや、研削しようとする歯筋のねじれ角β（図９参照）に応じて矢印Ｃ方向および矢印Ｄ方向（図１参照）に、予め調整を行っておく。
【００３０】
次に、ステップＳ１において、歯車研削工具４２を同期速度ωTで回転させ、被研削用歯車２２を同期速度ωWで回転させる。歯車研削工具の同期速度ωTと被研削用歯車２２の同期速度ωWとの関係は、螺旋条４３の条数をＺT、被研削用歯車２２の歯数をＺWとしたとき、次の（１）式で与えられる。
ωW＝ωT×ＺT／ＺW …（１）
【００３１】
このとき、図８に示すように、歯車研削工具４２は同期速度ωTで回転することにより、螺旋条４３は見かけ上、軸芯方向（矢印Ｖ方向）へ移動する。一方、螺旋条４３が１ピッチ移動する間に被研削用歯車２２も歯２３の１ピッチ相当分回転するので、螺旋条４３と歯２３の上下方向の相対位置が保持されることとなる。
【００３２】
次に、ステップＳ２において、被研削用歯車２２の歯溝２３ａと、歯車研削工具４２の螺旋条４３とを噛合させる。この動作は、歯先検出センサ２４を用いて自動的に行われる。このとき、前記歯車研削工具４２の螺旋条４３は、その先端から被研削用歯車２２の歯溝２３ａに挿入することができる細い厚さに設定されているので、該被研削用歯車２２の歯底部２３ｄ付近まで噛合させることが可能である。
【００３３】
なお、ステップＳ２の噛合動作は予め実施した位相教示処理に基づいて位相θを検出および確認しながら実行される。位相教示処理とは、自動噛合を行うために被研削用歯車２２と歯車研削工具４２の位相状態をコントローラ６０に記憶させる処理である。例えば、被研削用歯車２２と歯車研削工具４２とを低速で回転させながら連れ回りさせ、このとき発生する歯先検出センサ２４、第１パルス発生器８０および第２パルス発生器８２の各信号から位相θのデータを取得し、コントローラ６０に記憶させるものである。
【００３４】
この位相教示処理は、ワークスピンドルモータ２６、工具スピンドルモータ３８をオフとした状態で手動によって行ってもよい。
【００３５】
次に、ステップＳ３において、被研削用歯車２２と歯車研削工具４２との位相θを回転位相制御部６０ａの機能によって変更する。位相θを、例えば図６のプラスの方向に変更することにより、歯２３の歯面２３ｂと歯車研削工具４２の螺旋条４３とが摺動しながら当接することとなり、その結果、歯面２３ｂの研削が行われる。
【００３６】
なお、研削量が大きいときには、位相θを段階的に増加させる設定にするとよい。これにより少量の研削が段階的に行われることになり、研削に伴って歯車研削工具４２が受ける負荷を小さくすることができる。なお、研削を行っている歯面２３ｂの反対側の歯面２３ｃは螺旋条４３に接触していないので研削は行われない。
【００３７】
また、ステップＳ２の噛合動作とステップＳ３の研削開始の処理とを協働させて同時に開始するようにしてもよい。
【００３８】
さらに、ステップＳ４において、被研削用歯車２２および歯車研削工具４２を回転させながら、トラバースモータ２０を回転駆動させ、被研削用歯車２２およびトラバーステーブル１８を矢印Ｂ方向（図１参照）に進退動作させる。このように被研削用歯車２２を矢印Ｂ方向に進退動作させることにより、被研削用歯車２２の歯幅Ｂ0の全面に対して均一に研削を行うことができる。被研削用歯車２２がはすば歯車であるときは、トラバーステーブル１８の進退動作および歯筋のねじれ角β（図９参照）に応じて、被研削用歯車２２の同期運転を適宜変更する。
【００３９】
前述のとおり、従来技術によってはすば歯車を研削する場合においては、歯車研削工具４２が端部１０８（図１５参照）にさしかかると大きな負荷変動が生じる。これに対して本実施の形態では、図９に示すように、歯車研削工具４２の螺旋条４３と被研削用歯車２２との相対位置が変化し、研削箇所が歯面２３ｂに沿った軌跡９２のように移動する。従って、被研削用歯車２２の歯幅Ｂ0のうち端部９４の研削を行っても、歯２３の片面側である歯面２３ｂのみの研削が行われているので、被研削用歯車２２および歯車研削工具４２にかかる負荷の変動はない。
【００４０】
次に、ステップＳ５において、研削の工程を確認する。すなわち、被研削用歯車２２の歯２３のうち片側の歯面、つまり歯面２３ｂだけの研削が終了した状態であるならば、ステップＳ３に戻る。このとき、位相θの符号を基準値に対して反転させ（例えば、マイナス側にする。）、未研削の歯面２３ｂまたは２３ｃを研削する。両方の歯面２３ｂおよび２３ｃの研削が終了すれば、各モータを停止するなどの後処理を行い、研削を終了する。
【００４１】
なお、歯面２３ｃを研削する際には当初の歯面２３ｂと同じ研削量にする必要はなく、また、位相θも異なる値としてもよい。換言すれば、歯２３の両側の歯面２３ｂ、２３ｃは互いに異なる形状に研削することが可能であるとともに、歯面２３ｂ、２３ｃおよび歯筋を所望の形状に研削可能である。このため、歯面形状に対する自由度が大きくなる。
【００４２】
上記の説明では、歯車研削工具４２の螺旋条４３を被研削用歯車２２の歯底部２３ｄ付近まで噛合させた後に研削する例について説明したが、図１０Ａに示すように、螺旋条４３を被研削用歯車２２の歯面２３ｂの適当な箇所まで挿入するようにして研削を行うようにしてもよい。また、図１０Ｂに示すように、螺旋条４３を歯底部２３ｄの付近まで噛合させ、切込テーブル１４を第２パルス発生器８２の信号を確認しつつ後退させながら研削を行い、例えば、軌跡９６のような経路で研削を行うようにしてもよい。これにより、歯車研削工具４２を交換することなく歯面２３ｂおよび２３ｃを任意の形状に研削することができる。
【００４３】
このように、本実施の形態によれば、歯車研削工具４２の螺旋条４３の厚さが歯面２３ｂおよび２３ｃに当接することなく歯底部２３ｄに到達することのできる厚さのものを用いて研削を行い、被研削用歯車２２と歯車研削工具４２の位相θを変化させながら研削を行う。従って、歯車研削工具４２の螺旋条４３を被研削用歯車２２の片側の歯面２３ｂだけに当接し且つ摺動することとなり、歯面２３ｂと歯面２３ｃとを個別に研削することが可能となる。しかも、研削量、位相θおよび切込テーブル１４の移動量等を異なる条件設定にすることにより、歯面２３ｂと歯面２３ｃの両面のそれぞれを異なる形状にすることができる。
【００４４】
また、歯２３を片側面ずつ研削可能であるために、歯車研削工具４２にかかる負荷が小さくなり、歯車研削工具４２の寿命を向上させることができる。
【００４５】
次に、前記歯車研削装置１０を用いてクラウニング研削を行う例について説明する。
【００４６】
クラウニング研削とは、歯車同士を滑らかに噛み合わせるなどの目的により、歯筋を膨らみを持った形状に研削する加工や、歯筋をその他の種々の形状に研削する加工をいう。被研削用歯車２２にクラウニング研削を行うためには、前記ステップＳ４において、被研削用歯車２２および歯車研削工具４２を同期速度ωW、ωTで回転させながらトラバーステーブル１８を矢印Ｂ方向に進退動作させる際に、その進退量に対応した位相θを設定すればよい。
【００４７】
すなわち、入力装置７６（図５参照）からクラウニング形状を表すデータをコントローラ６０に入力し、コントローラ６０は、このデータに基づいて矢印Ｂ方向の進退量Ｂに応じた位相θを設定する。この設定は、例えば、図１１に示す曲線のごとく設定し、これを図示しないメモリ内に記憶する。
【００４８】
図１１に示す曲線の設定値に従い、トラバースモータ２０の駆動回路６８および位相θを制御する。この設定により、被研削用歯車２２の歯幅Ｂ0のうち中央部では研削する量を少なくし、歯幅Ｂ0の端部ではより多く研削するようにすると、図１２Ａに示すクラウニング形状の歯面を得ることができる。
【００４９】
この場合も、上記の実施の形態と同様に、歯面２３ｂ、２３ｃを歯面の形状やクラウニングの形状が異なるように研削することが可能である。さらに、図１２Ｂに示すように、はすば歯車に対してクラウニング研削を行うことが可能である。このとき、歯幅Ｂ0のうち端部９４部分を研削するときにも負荷の変動がない。さらにまた、種々の変則形状のクラウニング研削が可能であり、例えば、図１２Ｃに示すように、歯幅Ｂ0の中心軸８９に対して非対称な形状のクラウニング研削も可能である。クラウニング研削を行う他の方法としては、位相θを変更する代わりに、図１３に示すように、移動量Ｂに応じて切込テーブル１４の矢印Ａ方向の進退量を変更するようにしてもよい。この場合、矢印ＡおよびＢ方向で構成される直交軸に対して切込テーブル１４が軌跡９０を描くように動作させればよい。
【００５０】
この発明に係る歯車研削方法および歯車研削装置は、上記の実施の形態に限らず、この発明の要旨を逸脱することなく、種々のステップ乃至構成を採り得ることはもちろんである。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る歯車研削方法および歯車研削装置によれば、歯車の歯面形状および歯筋形状を種々の形状に研削することができる。また、はすば歯車を研削する場合に、歯幅の端部付近でも研削による負荷が変動することがなく、それにより研削の精度を向上させるとともに歯車研削工具の寿命を向上させることができるという効果が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る歯車研削装置を示す斜視図である。
【図２】歯車研削工具と被研削用歯車との位置関係を示す模式説明図である。
【図３】歯車研削工具の螺旋条が被研削用歯車の歯溝と噛合した状態を示す部分断面説明図である。
【図４】被研削用歯車とワークスピンドルモータとの連結状態を示す構成図である。
【図５】本実施の形態に係る歯車研削装置の制御回路を示すブロック図である。
【図６】被研削用歯車と歯車研削工具との位相を示す説明図である。
【図７】歯車研削方法の手順を示すフローチャートである。
【図８】被研削用歯車を歯車研削工具の螺旋条により研削している状態を示す模式説明図である。
【図９】はすば歯車を研削する状態を示す概略正面説明図である。
【図１０】図１０Ａは、螺旋条を被研削用歯車の歯溝の適当な箇所まで挿入するようにして研削を行う例を示す一部概略断面説明図であり、図１０Ｂは、螺旋条を歯底部の付近まで噛合させ、切込テーブル後退させながら研削を行う例を示す一部概略断面説明図である。
【図１１】クラウニング研削を行う際の、被研削用歯車の矢印Ｂ方向への移動量と、位相の関係を示す説明図である。
【図１２】図１２Ａは、被研削用歯車にクラウニング研削を施した状態を示す模式説明図であり、図１２Ｂは、はすば歯車にクラウニング研削を施した状態を示す模式説明図であり、図１２Ｃは、変則形状のクラウニング研削を施した状態を示す模式説明図である。
【図１３】クラウニング研削を行う際の、切込テーブルおよびトラバーステーブルの動作軌跡を示す概略説明図である。
【図１４】図１４Ａは、従来技術に係る歯車研削工具の螺旋条と被研削用歯車の形状を示す一部概略断面説明図であり、図１４Ｂは、従来技術における研削状態を示す一部概略断面説明図である。
【図１５】従来技術によりはすば歯車を研削する状態を示す概略正面説明図である。
【符号の説明】
１０…歯車研削装置 １２…ベッド
１４…切込テーブル １６…切込モータ
１８…トラバーステーブル ２０…トラバースモータ
２２…被研削用歯車 ２３…歯
２３ａ…歯溝 ２３ｂ、２３ｃ…歯面
２３ｄ…歯底部 ２４…歯先検出センサ
２６…ワークスピンドルモータ ３０…旋回テーブル
３２…シフトテーブル ３８…工具スピンドルモータ
４２…歯車研削工具 ４３…螺旋条
６０…コントローラ ６０ａ…回転位相制御部
７６…入力装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯車研削方法および歯車研削装置に関し、特に、被研削用歯車に予め形成されている歯を、螺旋状の研削部位を備えた歯車研削工具を用いて研削する歯車研削方法および歯車研削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術において被研削用歯車に対して歯車研削工具により研削加工を行う場合を図１４Ａを参照して説明する。歯車研削工具１００は周回する螺旋条１０１からなる砥石部１０３を有する。一方、被研削用歯車１０２は予め形成された歯１０４を有する（例えば、特開昭５８−５９７２７号公報参照）。この構成によれば、歯車研削工具１００の螺旋条１０１を被研削用歯車１０２の歯溝部分と噛合させ、歯車研削工具１００と被研削用歯車１０２とを同期回転させながら、螺旋条１０１により被研削用歯車１０２の歯面１０４ａおよび１０４ｂを研削する。ここで、図１４Ｂのクロスハッチング部分は前記螺旋条１０１により同時に研削される前記歯面１０４ａ、１０４ｂを示す。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の従来技術においては、歯車研削工具１００の螺旋条１０１は前記歯面１０４ａおよび１０４ｂを研削しているので、当該歯面１０４ａおよび１０４ｂは前記螺旋条１０１の研削部位の形状に対応する形状に研削されるに至る。つまり、歯面１０４ａおよび１０４ｂの形状は、螺旋条１０１の形状に制約を受けることとなり、歯面１０４ａ、１０４ｂの研削形状の自由度が少ない。このため、前記歯面１０４ａおよび１０４ｂを所望の形状に研削するためには、その所望の形状に適応した螺旋条１０１を有する専用の歯車研削工具を用意する必要がある。
【０００４】
また、図１５に示すように、従来技術を用いて、はすば歯車１０６の歯面１０４ａ、１０４ｂ両面を一挙に加工する際には、該歯面１０４ａおよび１０４ｂに沿った軌跡１１０ａおよび１１０ｂに従い研削を行う。ここで、歯車研削工具１００がはすば歯車１０６の歯幅Ｂ0の端部１０８にさしかかると、それまで軌跡１１０ａおよび１１０ｂの両方に沿って研削を行ってい研削面が、軌跡１１０ｂに関しては端点１０８ｂ以降負荷がなくなり、一方、軌跡１１０ａ側の歯面１０４ａは端点１０８ａに至るまで研削動作が続行される。従って、端点１０８ｂを通過した時点で該はすば歯車１０６に大きな負荷変動が生じ、はすば歯車１０６の精度に悪影響を与える。
【０００５】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、歯車の歯面および歯筋を種々の形状に研削することを可能にし、また、はすば歯車を研削する場合に、歯幅の端部付近でも研削による負荷が変動することがない歯車研削方法および歯車研削装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る歯車研削方法は、第１モータにより被研削用歯車を回転させ、第２モータにより歯車研削工具を前記被研削用歯車に同期して回転させ、前記歯車研削工具の螺旋条を前記被研削用歯車に噛合させ、前記被研削用歯車を軸芯方向に移動させるとともに前記被研削用歯車と前記歯車研削工具との位相を、前記螺旋条の中心線と歯溝の中心線が一致する基準値から変化した状態で、前記螺旋条により前記被研削用歯車の歯の左側歯面または右側歯面のいずれか一方を、歯面に沿って端部まで連続的に研削することを特徴とする。
【０００７】
前記の方法において、前記左側歯面または前記右側歯面のいずれか一方を研削した後、前記位相を歯溝の中心に対して反転させ、前記左側歯面または前記右側歯面のうち未研削の歯面を研削するようにしてもよい。
【０００８】
また、前記被研削用歯車を軸芯方向に移動させる動作と、前記被研削用歯車と前記歯車研削工具とを接近させる動作とを協働させ、前記被研削用歯車の歯にクラウニング研削を施すようにしてもよい。
【０００９】
さらに、前記被研削用歯車を軸芯方向に移動させる動作と、前記被研削用歯車と前記歯車研削工具との前記位相を変化させる動作とを協働させ、前記被研削用歯車の前記歯にクラウニング研削を施すようにしてもよい。
【００１０】
さらにまた、前記歯車研削工具の前記螺旋条の厚さは、前記左側歯面および前記右側歯面に当接することなく歯底に到達することができる厚さにしてもよい。前記被研削用歯車ははすば歯車であってもよい。
また、本発明に係る歯車研削方法は、第１モータにより被研削用歯車を回転させ、第２モータにより歯車研削工具を前記被研削用歯車に同期して回転させ、前記歯車研削工具の螺旋条の厚さは、噛合する前記被研削用歯車の歯の左側歯面および右側歯面に当接することなく歯底に到達することができる厚さであり、前記螺旋条を前記被研削用歯車に噛合させ、前記被研削用歯車を軸芯方向に移動させるとともに前記被研削用歯車と前記歯車研削工具との位相を変化させることにより、前記螺旋条により前記左側歯面または前記右側歯面のいずれか一方を研削することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る歯車研削装置は、被研削用歯車を軸芯を中心にして回転させる第１モータと、前記被研削用歯車の歯を研削する歯車研削工具と、前記歯車研削工具を軸芯を中心にして回転させる第２モータと、前記被研削用歯車と前記歯車研削工具とを相対的に進退動作させる切込機構と、前記被研削用歯車を軸芯方向に進退動作させるトラバース機構と、前記第１および第２モータによって前記被研削用歯車と前記歯車研削工具とを同期速度で回転させるとともに、前記トラバース機構の進退動作を行いながら前記被研削用歯車と前記歯車研削工具との位相を制御し、該位相が前記螺旋条の中心線と歯溝の中心線が一致する基準値から変化した状態で、前記螺旋条により前記被研削用歯車の歯の左側歯面または右側歯面のいずれか一方を、歯面に沿って端部まで連続的に研削させる回転位相制御部とを有することを特徴とする。
【００１２】
前記の構成によれば、被研削用歯車の歯の片側の歯面毎に研削を行い、しかも研削の条件を歯面毎に自由に設定することができるので、歯の両側面を異なる形状に研削することができる。なお、前記の構成では、歯幅の端部付近を研削しても研削負荷に変動がないことから、はすば歯車の加工やクラウニング加工に好適に用いることが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る歯車研削方法についてそれを実施する歯車研削装置との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図１〜図１３を参照しながら説明する。
【００１４】
本実施の形態における歯車研削方法を実施する歯車研削装置は、基本的には、歯車研削工具を構成する螺旋条と被研削用歯車の歯溝を噛合させて、歯車研削工具と被研削用歯車とを互いに同期速度で回転させながら研削を行うものである。このとき、歯車研削工具と被研削用歯車との互いの位相を制御することにより歯面を片側ずつ研削する。
【００１５】
図１に示すように、本実施の形態において使用する歯車研削装置１０は、ベッド１２の上面に切込テーブル１４が配設され、切込テーブル１４は切込モータ１６の回転作用下に矢印Ａ方向に進退動作する（切込機構）。前記切込テーブル１４の上面に配設されるトラバーステーブル１８はトラバースモータ２０の回転作用下に矢印Ａ方向と直角の方向、すなわち、矢印Ｂ方向に進退動作する（トラバース機構）。
【００１６】
また、トラバーステーブル１８上には、予め歯形が歯切り形成された被研削用歯車２２が着脱自在に配設されるとともに、回転する前記被研削用歯車２２の歯の凸部を検出して所定のパルスを発生させる近接スイッチからなる歯先検出センサ２４が設けられている。被研削用歯車２２はワークスピンドルモータ（第１モータ）２６の回転作用下に回転し、この回転の軸芯はトラバーステーブル１８の進退方向（矢印Ｂ方向）と一致するように設定されている。
【００１７】
一方、切込テーブル１４の進行方向であって、かつ、ベッド１２上にはコラム２８が配設され、コラム２８に旋回テーブル３０が保持される。旋回テーブル３０はコラム２８内に配設された旋回モータ３１（図５参照）により矢印Ｃ方向に旋回自在であり、さらに旋回テーブル３０にはシフトテーブル３２が設けられ、このシフトテーブル３２はシフトモータ３４の作用下に矢印Ｄ方向に移動自在である。
【００１８】
旋回テーブル３０およびシフトテーブル３２は、被研削用歯車２２との相対的な位置を調節し、さらに、被研削用歯車２２がはすば歯車である場合の歯２３のねじれ角β（図９参照）に適合するように、矢印Ｃ方向および矢印Ｄ方向に変位調整可能である。
【００１９】
図２に模式的に示すように、シフトテーブル３２には工具スピンドルユニット３６が設けられている。この工具スピンドルユニット３６は工具スピンドルモータ（第２モータ）３８と、この工具スピンドルモータ３８によって回転する工具軸３９とから基本的に構成される。工具スピンドルモータ３８の作用下に回転する歯車研削工具４２は円柱形状であり、その周縁に被研削用歯車２２を研削するための砥石からなる螺旋条４３が設けられている。
【００２０】
一方、工具スピンドルユニット３６は前記シフトテーブル３２に装着される。前記シフトテーブル３２はボールねじ３５に連結され、該ボールねじ３５はシフトモータ３４により回転される。従って、工具スピンドルユニット３６と歯車研削工具４２は、シフトモータ３４の駆動作用下にシフトテーブル３２とともに矢印Ｄ方向に変位する。
【００２１】
図３に示すように、被研削用歯車２２の歯溝２３ａにおいて、歯車研削工具４２の螺旋条４３は、左側歯面である歯面２３ｂおよび右側歯面である歯面２３ｃに当接することなく歯底部２３ｄに到達することのできる厚さに設定されており、また螺旋条４３の先端部４３ａのうち、上下の隅角部４３ｂは半径Ｒの曲面形状に形成されている。ここで、歯面２３ｂおよび歯面２３ｃのうち、歯底部２３ｄからみて時計回転方向の歯面２３ｃを右側歯面とし、反時計回転方向の歯面２３ｂを左側歯面として区別する。
【００２２】
図４に示すように、被研削用歯車２２は歯幅がＢ0であり、ワーク軸４８の一端部に一組のクランプ治具５０を介して着脱自在に軸支される。ワーク軸４８の他端部側には動力伝達機構であるトラクションドライブ５１が連結され、このトラクションドライブ５１は回転軸４９を介してワークスピンドルモータ２６に連結される。なお、回転軸４９には回転を安定させる機能を有するイナーシャダンパ５３が設けられている。
【００２３】
図５に示すように、歯車研削装置１０は、コントローラ６０により統括的に制御される。前記コントローラ６０は、駆動回路６２、６４、６６、６８、７０および７２と光ファイバ７４を介して接続されている。駆動回路６２〜７２は光ファイバ７４を経由して供給される指令信号によってそれぞれワークスピンドルモータ２６、工具スピンドルモータ３８、切込モータ１６、トラバースモータ２０、旋回モータ３１およびシフトモータ３４を駆動する。前記コントローラ６０には、研削のための各種条件を設定する入力装置７６が接続可能となっている。
【００２４】
さらに、このコントローラ６０には、被研削用歯車２２の回転を検出する第１パルス発生器８０と、歯車研削工具４２の回転を検出する第２パルス発生器８２と、トラバース軸の移動量を検出する第３パルス発生器８４と、歯先検出センサ２４とから得られるそれぞれの信号が入力される。これらの信号によって、コントローラ６０は、工具軸３９、ワーク軸４８、トラバース軸の回転量および移動量と、被研削用歯車２２の歯２３の位置が検出可能となる。
【００２５】
また、コントローラ６０は、前記の種々の信号によって被研削用歯車２２の歯２３と、歯車研削工具４２の螺旋条４３との相対的な位置関係を示す位相θ（図６参照）に係る信号を検出し且つ前記位相θの制御が可能となる。
【００２６】
ここで、位相θとは、図６に示すように、螺旋条４３の中心線８６と、歯溝２３ａの中心線８８が一致する箇所を基準値（θ＝０）として、この基準値に対して螺旋条４３と歯２３が相対的に移動する移動量を示す。位相θは、被研削用歯車２２と歯車研削工具４２が互いに停止している状態および被研削用歯車２２と歯車研削工具４２が互いに同期速度ωWとωTで回転している状態において規定される。同期速度ωWおよびωTについては後述する。前記位相θは基準値を「０」として、プラス（＋）の値とマイナス（−）の値をとりうる。
【００２７】
ところで、被研削用歯車２２と歯車研削工具４２が互いに回転している状態においては、被研削用歯車２２と歯車研削工具４２の回転速度および位相θは回転位相制御部６０ａ（図５参照）によって所望の値に制御される。つまり、第１および第２パルス発生器８０、８２の信号によって被研削用歯車２２および歯車研削工具４２の回転を検出しながら、所定の位相θ（または回転速度）となるように駆動回路６２および６４に指令を与えて制御が行われる。
【００２８】
次に、このように構成される歯車研削装置１０の動作について図７〜図１３を参照しながら説明する。
【００２９】
まず、被研削用歯車２２をワーク軸４８の一端部にクランプ治具５０を介して装着するとともに、研削する歯形を表す条件（例えば、研削量、モジュールおよび基礎円直径等）を入力装置７６から入力しておく。また、シフトテーブル３２は、被研削用歯車２２の大きさや、研削しようとする歯筋のねじれ角β（図９参照）に応じて矢印Ｃ方向および矢印Ｄ方向（図１参照）に、予め調整を行っておく。
【００３０】
次に、ステップＳ１において、歯車研削工具４２を同期速度ωTで回転させ、被研削用歯車２２を同期速度ωWで回転させる。歯車研削工具の同期速度ωTと被研削用歯車２２の同期速度ωWとの関係は、螺旋条４３の条数をＺT、被研削用歯車２２の歯数をＺWとしたとき、次の（１）式で与えられる。
ωW＝ωT×ＺT／ＺW …（１）
【００３１】
このとき、図８に示すように、歯車研削工具４２は同期速度ωTで回転することにより、螺旋条４３は見かけ上、軸芯方向（矢印Ｖ方向）へ移動する。一方、螺旋条４３が１ピッチ移動する間に被研削用歯車２２も歯２３の１ピッチ相当分回転するので、螺旋条４３と歯２３の上下方向の相対位置が保持されることとなる。
【００３２】
次に、ステップＳ２において、被研削用歯車２２の歯溝２３ａと、歯車研削工具４２の螺旋条４３とを噛合させる。この動作は、歯先検出センサ２４を用いて自動的に行われる。このとき、前記歯車研削工具４２の螺旋条４３は、その先端から被研削用歯車２２の歯溝２３ａに挿入することができる細い厚さに設定されているので、該被研削用歯車２２の歯底部２３ｄ付近まで噛合させることが可能である。
【００３３】
なお、ステップＳ２の噛合動作は予め実施した位相教示処理に基づいて位相θを検出および確認しながら実行される。位相教示処理とは、自動噛合を行うために被研削用歯車２２と歯車研削工具４２の位相状態をコントローラ６０に記憶させる処理である。例えば、被研削用歯車２２と歯車研削工具４２とを低速で回転させながら連れ回りさせ、このとき発生する歯先検出センサ２４、第１パルス発生器８０および第２パルス発生器８２の各信号から位相θのデータを取得し、コントローラ６０に記憶させるものである。
【００３４】
この位相教示処理は、ワークスピンドルモータ２６、工具スピンドルモータ３８をオフとした状態で手動によって行ってもよい。
【００３５】
次に、ステップＳ３において、被研削用歯車２２と歯車研削工具４２との位相θを回転位相制御部６０ａの機能によって変更する。位相θを、例えば図６のプラスの方向に変更することにより、歯２３の歯面２３ｂと歯車研削工具４２の螺旋条４３とが摺動しながら当接することとなり、その結果、歯面２３ｂの研削が行われる。
【００３６】
なお、研削量が大きいときには、位相θを段階的に増加させる設定にするとよい。これにより少量の研削が段階的に行われることになり、研削に伴って歯車研削工具４２が受ける負荷を小さくすることができる。なお、研削を行っている歯面２３ｂの反対側の歯面２３ｃは螺旋条４３に接触していないので研削は行われない。
【００３７】
また、ステップＳ２の噛合動作とステップＳ３の研削開始の処理とを協働させて同時に開始するようにしてもよい。
【００３８】
さらに、ステップＳ４において、被研削用歯車２２および歯車研削工具４２を回転させながら、トラバースモータ２０を回転駆動させ、被研削用歯車２２およびトラバーステーブル１８を矢印Ｂ方向（図１参照）に進退動作させる。このように被研削用歯車２２を矢印Ｂ方向に進退動作させることにより、被研削用歯車２２の歯幅Ｂ0の全面に対して均一に研削を行うことができる。被研削用歯車２２がはすば歯車であるときは、トラバーステーブル１８の進退動作および歯筋のねじれ角β（図９参照）に応じて、被研削用歯車２２の同期運転を適宜変更する。
【００３９】
前述のとおり、従来技術によってはすば歯車を研削する場合においては、歯車研削工具４２が端部１０８（図１５参照）にさしかかると大きな負荷変動が生じる。これに対して本実施の形態では、図９に示すように、歯車研削工具４２の螺旋条４３と被研削用歯車２２との相対位置が変化し、研削箇所が歯面２３ｂに沿った軌跡９２のように移動する。従って、被研削用歯車２２の歯幅Ｂ0のうち端部９４の研削を行っても、歯２３の片面側である歯面２３ｂのみの研削が行われているので、被研削用歯車２２および歯車研削工具４２にかかる負荷の変動はない。
【００４０】
次に、ステップＳ５において、研削の工程を確認する。すなわち、被研削用歯車２２の歯２３のうち片側の歯面、つまり歯面２３ｂだけの研削が終了した状態であるならば、ステップＳ３に戻る。このとき、位相θの符号を基準値に対して反転させ（例えば、マイナス側にする。）、未研削の歯面２３ｂまたは２３ｃを研削する。両方の歯面２３ｂおよび２３ｃの研削が終了すれば、各モータを停止するなどの後処理を行い、研削を終了する。
【００４１】
なお、歯面２３ｃを研削する際には当初の歯面２３ｂと同じ研削量にする必要はなく、また、位相θも異なる値としてもよい。換言すれば、歯２３の両側の歯面２３ｂ、２３ｃは互いに異なる形状に研削することが可能であるとともに、歯面２３ｂ、２３ｃおよび歯筋を所望の形状に研削可能である。このため、歯面形状に対する自由度が大きくなる。
【００４２】
上記の説明では、歯車研削工具４２の螺旋条４３を被研削用歯車２２の歯底部２３ｄ付近まで噛合させた後に研削する例について説明したが、図１０Ａに示すように、螺旋条４３を被研削用歯車２２の歯面２３ｂの適当な箇所まで挿入するようにして研削を行うようにしてもよい。また、図１０Ｂに示すように、螺旋条４３を歯底部２３ｄの付近まで噛合させ、切込テーブル１４を第２パルス発生器８２の信号を確認しつつ後退させながら研削を行い、例えば、軌跡９６のような経路で研削を行うようにしてもよい。これにより、歯車研削工具４２を交換することなく歯面２３ｂおよび２３ｃを任意の形状に研削することができる。
【００４３】
このように、本実施の形態によれば、歯車研削工具４２の螺旋条４３の厚さが歯面２３ｂおよび２３ｃに当接することなく歯底部２３ｄに到達することのできる厚さのものを用いて研削を行い、被研削用歯車２２と歯車研削工具４２の位相θを変化させながら研削を行う。従って、歯車研削工具４２の螺旋条４３を被研削用歯車２２の片側の歯面２３ｂだけに当接し且つ摺動することとなり、歯面２３ｂと歯面２３ｃとを個別に研削することが可能となる。しかも、研削量、位相θおよび切込テーブル１４の移動量等を異なる条件設定にすることにより、歯面２３ｂと歯面２３ｃの両面のそれぞれを異なる形状にすることができる。
【００４４】
また、歯２３を片側面ずつ研削可能であるために、歯車研削工具４２にかかる負荷が小さくなり、歯車研削工具４２の寿命を向上させることができる。
【００４５】
次に、前記歯車研削装置１０を用いてクラウニング研削を行う例について説明する。
【００４６】
クラウニング研削とは、歯車同士を滑らかに噛み合わせるなどの目的により、歯筋を膨らみを持った形状に研削する加工や、歯筋をその他の種々の形状に研削する加工をいう。被研削用歯車２２にクラウニング研削を行うためには、前記ステップＳ４において、被研削用歯車２２および歯車研削工具４２を同期速度ωW、ωTで回転させながらトラバーステーブル１８を矢印Ｂ方向に進退動作させる際に、その進退量に対応した位相θを設定すればよい。
【００４７】
すなわち、入力装置７６（図５参照）からクラウニング形状を表すデータをコントローラ６０に入力し、コントローラ６０は、このデータに基づいて矢印Ｂ方向の進退量Ｂに応じた位相θを設定する。この設定は、例えば、図１１に示す曲線のごとく設定し、これを図示しないメモリ内に記憶する。
【００４８】
図１１に示す曲線の設定値に従い、トラバースモータ２０の駆動回路６８および位相θを制御する。この設定により、被研削用歯車２２の歯幅Ｂ0のうち中央部では研削する量を少なくし、歯幅Ｂ0の端部ではより多く研削するようにすると、図１２Ａに示すクラウニング形状の歯面を得ることができる。
【００４９】
この場合も、上記の実施の形態と同様に、歯面２３ｂ、２３ｃを歯面の形状やクラウニングの形状が異なるように研削することが可能である。さらに、図１２Ｂに示すように、はすば歯車に対してクラウニング研削を行うことが可能である。このとき、歯幅Ｂ0のうち端部９４部分を研削するときにも負荷の変動がない。さらにまた、種々の変則形状のクラウニング研削が可能であり、例えば、図１２Ｃに示すように、歯幅Ｂ0の中心軸８９に対して非対称な形状のクラウニング研削も可能である。クラウニング研削を行う他の方法としては、位相θを変更する代わりに、図１３に示すように、移動量Ｂに応じて切込テーブル１４の矢印Ａ方向の進退量を変更するようにしてもよい。この場合、矢印ＡおよびＢ方向で構成される直交軸に対して切込テーブル１４が軌跡９０を描くように動作させればよい。
【００５０】
この発明に係る歯車研削方法および歯車研削装置は、上記の実施の形態に限らず、この発明の要旨を逸脱することなく、種々のステップ乃至構成を採り得ることはもちろんである。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る歯車研削方法および歯車研削装置によれば、歯車の歯面形状および歯筋形状を種々の形状に研削することができる。また、はすば歯車を研削する場合に、歯幅の端部付近でも研削による負荷が変動することがなく、それにより研削の精度を向上させるとともに歯車研削工具の寿命を向上させることができるという効果が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る歯車研削装置を示す斜視図である。
【図２】歯車研削工具と被研削用歯車との位置関係を示す模式説明図である。
【図３】歯車研削工具の螺旋条が被研削用歯車の歯溝と噛合した状態を示す部分断面説明図である。
【図４】被研削用歯車とワークスピンドルモータとの連結状態を示す構成図である。
【図５】本実施の形態に係る歯車研削装置の制御回路を示すブロック図である。
【図６】被研削用歯車と歯車研削工具との位相を示す説明図である。
【図７】歯車研削方法の手順を示すフローチャートである。
【図８】被研削用歯車を歯車研削工具の螺旋条により研削している状態を示す模式説明図である。
【図９】はすば歯車を研削する状態を示す概略正面説明図である。
【図１０】図１０Ａは、螺旋条を被研削用歯車の歯溝の適当な箇所まで挿入するようにして研削を行う例を示す一部概略断面説明図であり、図１０Ｂは、螺旋条を歯底部の付近まで噛合させ、切込テーブル後退させながら研削を行う例を示す一部概略断面説明図である。
【図１１】クラウニング研削を行う際の、被研削用歯車の矢印Ｂ方向への移動量と、位相の関係を示す説明図である。
【図１２】図１２Ａは、被研削用歯車にクラウニング研削を施した状態を示す模式説明図であり、図１２Ｂは、はすば歯車にクラウニング研削を施した状態を示す模式説明図であり、図１２Ｃは、変則形状のクラウニング研削を施した状態を示す模式説明図である。
【図１３】クラウニング研削を行う際の、切込テーブルおよびトラバーステーブルの動作軌跡を示す概略説明図である。
【図１４】図１４Ａは、従来技術に係る歯車研削工具の螺旋条と被研削用歯車の形状を示す一部概略断面説明図であり、図１４Ｂは、従来技術における研削状態を示す一部概略断面説明図である。
【図１５】従来技術によりはすば歯車を研削する状態を示す概略正面説明図である。
【符号の説明】
１０…歯車研削装置 １２…ベッド
１４…切込テーブル １６…切込モータ
１８…トラバーステーブル ２０…トラバースモータ
２２…被研削用歯車 ２３…歯
２３ａ…歯溝 ２３ｂ、２３ｃ…歯面
２３ｄ…歯底部 ２４…歯先検出センサ
２６…ワークスピンドルモータ ３０…旋回テーブル
３２…シフトテーブル ３８…工具スピンドルモータ
４２…歯車研削工具 ４３…螺旋条
６０…コントローラ ６０ａ…回転位相制御部
７６…入力装置
Claims (8)
- 第１モータにより被研削用歯車を回転させ、
第２モータにより歯車研削工具を前記被研削用歯車に同期して回転させ、
前記歯車研削工具の螺旋条を前記被研削用歯車に噛合させ、前記被研削用歯車を軸芯方向に移動させるとともに前記被研削用歯車と前記歯車研削工具との位相を、前記螺旋条の中心線と歯溝の中心線が一致する基準値から変化した状態で、前記螺旋条により前記被研削用歯車の歯の左側歯面または右側歯面のいずれか一方を、歯面に沿って端部まで連続的に研削することを特徴とする歯車研削方法。 - 請求項１記載の歯車研削方法において、
前記左側歯面または前記右側歯面のいずれか一方を研削した後、前記位相を歯溝の中心に対して反転させ、前記左側歯面または前記右側歯面のうち未研削の歯面を研削することを特徴とする歯車研削方法。 - 請求項１または２記載の歯車研削方法において、
前記被研削用歯車を軸芯方向に移動させる動作と、前記被研削用歯車と前記歯車研削工具とを接近させる動作とを協働させ、前記被研削用歯車の歯にクラウニング研削を施すことを特徴とする歯車研削方法。 - 請求項１〜３のいずれか１項に記載の歯車研削方法において、
前記被研削用歯車を軸芯方向に移動させる動作と、前記被研削用歯車と前記歯車研削工具との前記位相を変化させる動作とを協働させ、前記被研削用歯車の前記歯にクラウニング研削を施すことを特徴とする歯車研削方法。 - 請求項１〜４のいずれか１項に記載の歯車研削方法において、
前記歯車研削工具の前記螺旋条の厚さは、前記左側歯面および前記右側歯面に当接することなく歯底に到達することができる厚さであることを特徴とする歯車研削方法。 - 請求項１〜５のいずれか１項に記載の歯車研削方法において、
前記被研削用歯車ははすば歯車であることを特徴とする歯車研削方法。 - 第１モータにより被研削用歯車を回転させ、
第２モータにより歯車研削工具を前記被研削用歯車に同期して回転させ、
前記歯車研削工具の螺旋条の厚さは、噛合する前記被研削用歯車の歯の左側歯面および右側歯面に当接することなく歯底に到達することができる厚さであり、
前記螺旋条を前記被研削用歯車に噛合させ、前記被研削用歯車を軸芯方向に移動させるとともに前記被研削用歯車と前記歯車研削工具との位相を変化させることにより、前記螺旋条により前記左側歯面または前記右側歯面のいずれか一方を研削することを特徴とする歯車研削方法。 - 被研削用歯車を軸芯を中心にして回転させる第１モータと、
前記被研削用歯車の歯を研削する歯車研削工具と、
前記歯車研削工具を軸芯を中心にして回転させる第２モータと、
前記被研削用歯車と前記歯車研削工具とを相対的に進退動作させる切込機構と、
前記被研削用歯車を軸芯方向に進退動作させるトラバース機構と、
前記第１および第２モータによって前記被研削用歯車と前記歯車研削工具とを同期速度で回転させるとともに、前記トラバース機構の進退動作を行いながら前記被研削用歯車と前記歯車研削工具との位相を制御し、該位相が前記螺旋条の中心線と歯溝の中心線が一致する基準値から変化した状態で、前記螺旋条により前記被研削用歯車の歯の左側歯面また は右側歯面のいずれか一方を、歯面に沿って端部まで連続的に研削させる回転位相制御部と、
を有することを特徴とする歯車研削装置。
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| JP2001373197A JP3792566B2 (ja) | 2001-12-06 | 2001-12-06 | 歯車研削方法および歯車研削装置 |
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