JP4168985B2 - 電着内歯車型砥石 - Google Patents

Description

本発明は、ワークとなる歯車の外周に形成された歯面を研削する電着内歯車型砥石に関するものである。

この種の電着内歯車型砥石としては、例えば特許文献１に、内歯を形成する概略環状のアルミ合金からなる台金の内歯面にＣＢＮ等を含む硬質砥粒を電着した電着内歯車型砥石が記載されている。また、特許文献２には、ハードギヤホーニング盤の内歯砥石ヘッドを２軸とし、そのうちの１軸には上記特許文献１に記載のような電着内歯車型砥石を、他の１軸にはドレスギヤでドレッシングできる従来形仕上げ用内歯ホーニング砥石を、各々装着可能にかつ各内歯駆動可能とし、１台のハードギヤホーニング盤で歯車の焼入れ後の荒、仕上げの両加工を同時に処理できるようにした歯車仕上げ装置、すなわち研削装置が記載されている。
特開平８−１１８１４５号公報 特開平７−３２２１３号公報

ところで、このような内歯車型砥石のうち、ドレスギヤでドレッシングできる従来形仕上げ用内歯ホーニング砥石は、研削装置の上記他の１軸に取り付けられた上で、この研削装置の回転機構によって他の１軸の軸線回りに回転されつつ上記ドレスギヤによってドレッシングされることにより、この他の１軸の回転軸線を基準としてその内歯面が所定の寸法、形状に成形され、こうして成形された内歯面によってワークとなる歯車外周の歯面も所定の寸法、形状に仕上げられてゆく。ところが、上記１軸に取り付けられる電着内歯車型砥石は、台金の内歯面に硬質のＣＢＮ砥粒を電着したものであるため、上述の従来形仕上げ用内歯ホーニング砥石のように研削装置上で内歯面をドレスギヤによりドレッシングして所定の寸法、形状に成形するようなことはなく、円環状の台金内周面にＣＢＮ砥粒を電着して砥粒層を形成した状態で所定の寸法、形状の研削部が得られるようにして、これを上記台金の中心線が上記１軸の回転機構による回転軸線と一致するように取り付けることにより、ワークの歯面に荒加工や仕上げ加工を施すことになる。

しかしながら、このような内歯車型砥石を、その中心線が上記回転軸線と正確に一致するように研削装置の回転機構に取り付けるのは、上記台金が円環状であってその中心線上に上記回転軸線と突き合わせ得る指標を設けたりすることができないために極めて困難となる。そして、万一この中心線が回転軸線からずれて内歯車型砥石が回転機構に取り付けられてしまうと、内歯車型砥石は回転機構の軸線から偏心して振れながら回転させられてしまうため、ワークとなる歯車外周の歯面が荒加工や仕上げ加工において大きく削られすぎてしまい、所定の寸法、形状の歯車を製造することができなくなってしまう。

本発明は、このような背景の下になされたもので、上述のように円環状をなす台金の内周面にＣＢＮ砥粒等の超砥粒を電着した砥粒層を有する歯車型の研削部が形成された電着内歯車型砥石において、研削装置の回転機構に取り付ける際に、その中心線を回転機構の回転軸線に正確かつ容易に一致させることが可能な電着内歯車型砥石を提供することを目的としている。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の電着内歯車型砥石は、円環状をなす台金の内周面に、超砥粒を電着した砥粒層を有する歯車型の研削部が形成されてなる電着内歯車型砥石であって、上記台金の少なくとも一方の端面側に、該台金がなす円環の中心線を中心とした円筒面状をなす基準面を形成したことを特徴とする。

このように構成された電着内歯車型砥石においては、円環状をなす台金の少なくとも一方の端面側に該台金の中心線を中心とする円筒面状の基準面が形成されているので、例えば研削装置の回転機構にこの電着内歯車型砥石を取り付けて、その上記基準面に振れ検出用テスタを接触させつつ電着内歯車型砥石を回転させることにより、電着内歯車型砥石の台金の中心線が回転機構の回転軸線からずれていれば、上記基準面も回転軸線に対して偏心して振れながら回転することとなって、この偏心の方向および偏心量を振れ検出用テスタによって容易に検出することができる。従って、こうして検出された偏心方向および偏心量に基づいて台金の取付位置を修正して振れ調整を行うことにより、電着内歯車型砥石の台金中心線と回転機構の回転軸線とを一致させることができ、このように取り付けられた電着内歯車型砥石によってワークとされる歯車外周の歯面を所定の寸法、形状に高精度に成形することが可能となる。

ここで、上記電着内歯車型砥石において、上記基準面は、上記台金の端面から突出して上記中心線を中心とした円環状をなす突壁部の内周面とされるのが望ましい。このように台金の端面から突出する突壁部に基準面を形成することにより、この基準面と、台金がなす円環の内周面に形成された砥粒層によって研削される上記ワークとしての歯車とが干渉したりするのを避けることができるとともに、該突壁部の内周面を基準面とすることで、この基準面に振れ検出用のテスタを接触させつつ電着内歯車型砥石を回転させる際にテスタが周方向にずれて検出結果に誤差が生じたりするのを防ぐことができる。

図１ないし図３は、本発明の電着内歯車型砥石の一実施形態を示すものである。本実施形態の電着内歯車型砥石１は、中心線Ｏを中心とした円環状をなす工具鋼等の金属材料により形成された台金２を備え、この台金２の内周面には、歯車型の研削部３が形成されている。この研削部３は、台金２の内周面に周方向に向けて内外周に凹凸するように該台金２と一体に形成された図３に示すような歯型４の表面に、電着によりＣＢＮ砥粒やダイヤモンド砥粒等の超砥粒をＮｉ等の金属めっき相に分散して固着した砥粒層５が形成されてなるものであり、こうして砥粒層５が形成された歯型４の寸法、形状は、当該電着内歯車型砥石によって研削されるワークとしての歯車Ｗ外周の歯面と噛合して、これを所定の寸法、形状に成形しうるものとされている。

そして、この台金２の一方の端面（図１において図面右手前側の端面）６には、この端面６から突出するように、台金２と同様に上記中心線Ｏを中心とした円環状をなす突壁部７が台金２と一体に形成されており、この突壁部７の内周面が本実施形態の電着内歯車型砥石１における基準面８とされている。ここで、この突壁部７は、軸線Ｏに沿った断面が図２に示すように方形をなすようにして端面６の外周側に形成されたものであり、従って上記基準面８となる内周面は中心線Ｏを中心とした円筒面状をなすとともに、その内径すなわち基準径Ｄは上記研削部３の歯型４の歯底径ｄよりも大きくされている。また、突壁部７の外周面は台金２本体の外周面と面一となるやはり中心線Ｏを中心とした円筒面状とされている。なお、上記端面６と台金２の他方の端面９および突壁部７の端面１０は、中心線Ｏに垂直な平坦面とされている。

このように構成された電着内歯車型砥石１は、図４に示すように研削装置の回転機構１１に取り付けられて中心線Ｏ回りに回転させられることにより、図１に示したようにワークとしての歯車Ｗ外周の歯面を研削する。ここで、図４において符号１２で示すのは、この電着内歯車型砥石１が取り付けられる当該回転機構１１の取付金具であり、この取付金具１２もまた円環状をなしていて、その中心線を回転軸線として歯車Ｗの軸線Ｃと交差角を持たせるように研削装置の機上に軸受け１３を介して支持され、図示されない駆動手段によって該回転軸線回りに回転駆動される。そして、上記電着内歯車型砥石１は、この取付金具１２の内周に、その中心線Ｏが上記回転軸線と同軸となるようにして着脱可能に取り付けられる。

すなわち、この取付金具１２の内周面１４は、電着内歯車型砥石１の台金２外周が嵌挿可能な大きさの内径を有する上記回転軸線を中心とした円筒面状とされており、こうして取付金具１２の内周面１４内に電着内歯車型砥石１の台金２が嵌挿された上で、この台金２の両側の内周面１４内には、台金２の外径と等しい外径と上記基準径Ｄよりも大きな内径とを有する断面方形のリング状のカラー１５，１６がそれぞれ嵌挿される。さらに、こうして取付金具１２の内周に電着内歯車型砥石１の台金２とカラー１５，１６とが嵌挿された上で、上記内周面１４に連なる取付金具１２の両端面には、この内周面１４の上記内径よりも小さく、かつカラー１５，１６の内径よりは大きな内径を有する円環状のフランジ１７，１８が上記回転軸線を中心とするように取り付けられる。

ここで、これらのフランジ１７，１８には、該フランジ１７，１８のそれぞれにその周方向に間隔をあけて複数本の取付ボルト１９が上記回転軸線に平行に挿通され、これらの取付ボルト１９が取付金具１２の上記両端面にねじ込まれることにより、該フランジ１７，１８はその内周部が取付金具１２の上記内周面１４よりも内周側にはみ出した状態で、互いに対向する方向に接近するようにして取り付けられる。なお、このうち一方のフランジ（図４において右側のフランジ）１７は断面が方形とされているのに対し、他方のフランジ（図４において左側のフランジ）１８は、その内周部が取付金具１２の内周面１４内に嵌挿されて一方のフランジ１７側に突出する断面略Ｌ字状とされ、またその内径は上記一方のフランジ１７よりも小さくされている。

さらに、これらのフランジ１７，１８の上記内周面１４よりも内周側にはみ出して互いに対向する端面１７Ａ，１８Ａは、この内周面１４内に電着内歯車型砥石１およびカラー１５，１６を嵌挿せずに取付ボルト１９をねじ込んで該フランジ１７，１８を取付金具１２の両端面に取り付けた状態で、ともに取付金具１２の上記回転軸線に垂直な平坦面とされ、かつこの回転軸線方向の互いの間隔が上記カラー１５，１６の該回転軸線方向の幅と電着内歯車型砥石１の台金２の上記端面９，１０間の幅との和よりも僅かに小さくなるようにされている。従って、これら電着内歯車型砥石１とカラー１５，１６とを取付金具１２の内周面１４内に嵌挿して取付金具１２にフランジ１７，１８を取り付けた状態（通常は、フランジ１８を取り付けた取付金具１２にカラー１５、電着内歯車型砥石１、カラー１６を順に嵌挿した上で、フランジ１７を取り付ける。）で、電着内歯車型砥石１はカラー１５，１６を介してフランジ１７，１８により、その端面１７Ａ，１８Ａ間に挟み込まれるようにして取付金具１２に取り付けられる。

このようにして電着内歯車型砥石１を研削装置の回転機構１１に取り付ける際の振れ検出方法の一例について、回転機構１１の図示を略した図１を用いて説明すると、上述のように回転機構１１に取付金具１２に電着内歯車型砥石１が取り付けられた状態で、その台金２の上記突壁部７が形成された一方の端面６側には振れ検出用のテスタ２０が備えられる。このテスタ２０は、回転機構１１から離れた研削装置の機上に固定されるものであって、突壁部７内周の上記基準面８に先端が突壁部７の外周側に向けて付勢されて当接する軸状の接触端子２０Ａを備えており、この接触端子２０Ａの当接位置の変動が、例えば該テスタ２０に設けられた検針２０Ｂによって検出可能とされている。

従って、こうして接触端子２０Ａの先端を基準面８に接触させたまま取付金具１２とともに回転軸線回りに電着内歯車型砥石１を回転させると、電着内歯車型砥石１の台金２の中心線Ｏが取付金具１２の上記回転軸線からずれて偏心した状態で取り付けられている場合には台金２に振れが生じ、これに伴い基準面８への接触端子２０Ａ先端の当接位置が変動してこれがテスタ２０によって検出される。すなわち、電着内歯車型砥石１の偏心した方向が取付金具１２の回転軸線とテスタ２０の接触端子２０Ａ先端とを結ぶ線上に一致したときに上記当接位置の変動が最も大きくなってその偏心の方向が検出されるとともに、その偏心量も上記検針２０Ｂによって検出されて、電着内歯車型砥石１の振れが容易に検出されるので、これに応じて電着内歯車型砥石１の取付位置を回転軸線に対する径方向に修正することにより、振れ調整を行うことができる。

このため、例えば電着内歯車型砥石１における台金２の外径寸法誤差や回転機構１１における取付金具１２の内周面１４の内径寸法誤差などにより、これら取付金具１２と台金２の内外周のクリアランスが大きくなったりして、台金２を内周面１４内に嵌挿して電着内歯車型砥石１を回転機構１１に取り付ける際に振れが生じたりしても、上記構成の電着内歯車型砥石１によれば、上述のようにこの振れを検出することによって振れ調整を行うことにより、電着内歯車型砥石１の台金２の中心線Ｏを回転機構１１による取付金具１２の回転軸線に正確に一致させることができる。従って、この電着内歯車型砥石１によってワークとしての歯車Ｗ外周の歯面が大きく削られすぎたりするのを防ぐことができ、所定の寸法、形状の歯車Ｗを確実に製造することが可能となる。

また、本実施形態の電着内歯車型砥石１においては、上記基準面８が、円環状をなす台金２の一方の端面６から突出してその中心線Ｏを中心としたやはり円環状をなす突壁部７の内周面に形成されており、上述のようにこの基準面８の内径すなわち基準径Ｄを台金２内周における研削部３の歯型４の歯底径ｄよりも大きくされるので、この基準面８とワークとしての歯車Ｗとの干渉を確実に防ぐことができる。さらに、こうして突壁部７の凹曲面となる内周面を基準面８とすることにより、上述の例の振れ検出方法のように振れ検出用のテスタ２０の接触端子２０Ａを基準面８に当接させつつ電着内歯車型砥石１を回転させることにより振れを検出する場合には、例えばこれとは逆に凸曲面となる突壁部７の外周面を基準面としたりするときのように接触端子２０Ａの先端が凸曲面に沿って所定の当接位置から周方向にずれたりすることがなく、従って検出結果に誤差が生じたりするのを防いでより正確な振れ検出を図ることも可能となる。

なお、本実施形態の電着内歯車型砥石１においては突壁部７を台金２の一方の端面６側に設けてその内周面を基準面８としているが、他方の端面９側にも基準面８を設けてもよい。また、上述の振れ検出方法では、テスタ２０の接触端子２０Ａをこの基準面８に当接させて振れを検出しているが、上記構成の電着内歯車型砥石を研削装置の回転機構に取り付ける際の振れ検出方法であれば、例えば光学的な非接触の手段によって基準面８の振れを検出したりすることも可能である。

本発明の電着内歯車型砥石の一実施形態を示す斜視図である。 図１に示す実施形態の電着内歯車型砥石１の中心線Ｏに沿った部分断面図である。 図２におけるＺＺ断面図である。 図１に示す実施形態の電着内歯車型砥石１を取り付けた回転機構１１の中心線Ｏに沿った部分断面図である。

符号の説明

１ 電着内歯車型砥石
２ 台金
３ 研削部
５ 砥粒層
６ 台金２の一方の端面
７ 突壁部
８ 基準面
１１ 回転機構
１２ 取付金具
１４ 取付金具１２の内周面
１５，１６ カラー
１７，１８ フランジ
１９ 取付ボルト
２０ 振れ検出用テスタ
２０Ａ 接触端子
Ｏ 台金２の中心線
Ｗ 歯車（ワーク）
Ｃ 歯車Ｗの軸線

Claims (2)

1. 円環状をなす台金の内周面に、超砥粒を電着した砥粒層を有する歯車型の研削部が形成されてなる電着内歯車型砥石であって、上記台金の少なくとも一方の端面側には、該台金がなす円環の中心線を中心とした円筒面状をなす基準面が形成されていることを特徴とする電着内歯車型砥石。
2. 上記基準面は、上記台金の端面から突出して上記中心線を中心とした円環状をなす突壁部の内周面であることを特徴とする請求項１に記載の電着内歯車型砥石。
   

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