JP6403464B2 - 外歯車状砥石のドレッシング方法及びドレッシング装置 - Google Patents

Description

本発明は、外歯車状砥石のドレッシング方法及びドレッシング装置に関する。

歯車の製造においては、歯車材料に歯切り加工を行って歯を形成した後、熱処理を施し、その後、仕上げ加工として砥石により研削加工を行う。そして、砥石は、使用が進むと形状が変化するため、定期的にドレッシングを行い、形状を整えている。このような砥石のドレッシングについては種々の方法があるが、特に、はすば歯車の内歯車用の砥石のドレッシングについては、特許文献１に開示がある。この文献に係るドレッシング方法では、樽型の外歯車状の砥石をドレッシングするために、外歯車状のドレスギアを準備する。ここで用いられる砥石及びドレスギアの歯は回転軸回りにらせん状に延びている。そして、砥石の軸線とドレスギアの軸線とが交差するように、砥石とドレスギアを配置し、これらを噛み合わせて回転させる。さらに、砥石のねじれた歯面をドレッシングするため、ドレスギアは、砥石と噛み合う仮想的な内歯車（砥石の仕上げ加工対象）に沿って移動させる。

特開２０１０−８７４３６号公報

上記のように、特許文献１のドレッシング方法では、砥石とドレスギアとを近接させるのに加え、ドレスギアを仮想的な内歯車に沿って移動させている。そのため、この方法では、ドレスギアを複雑に移動させながら、ドレッシングを行う必要があり、制御が容易ではないという問題がある。本発明はこの課題を解決するものであり、簡易な制御により、ドレッシングを行うことができる内歯車用の外歯車状砥石のドレッシング方法、及びドレッシング装置を提供することを目的とする。

本発明に係る外歯車状砥石のドレッシング方法は、被加工内歯車を加工する外歯車状砥石を準備するステップと、前記外歯車状砥石の歯先面をドレッシングする円筒形状の第１ドレッサーを準備するステップと、前記外歯車状砥石の歯面をドレッシングする外歯車形状の第２ドレッサーであって、各歯面が歯幅方向に沿って、円弧状に窪んでいる、第２ドレッサーを準備するステップと、所定の交差角で、前記外歯車状砥石の軸線と、前記第１ドレッサーの軸線とを交差させた状態で、前記外歯車状砥石と前記第１ドレッサーとを当接させ、当該外歯車状砥石と当該第１ドレッサーとを回転させながら、前記外歯車状砥石の歯先面をドレッシングするステップと、前記所定の交差角で、前記外歯車状砥石の軸線と、前記第２ドレッサーの軸線とを交差させた状態で、前記外歯車状砥石と前記第２ドレッサーとを噛み合わせ、当該外歯車状砥石と当該第２ドレッサーとを回転させながら、前記外歯車状砥石の歯面をドレッシングするステップと、を備えている。

この構成によれば、第２ドレッサーの歯面が円弧状に窪んだ形状となっている。すなわち、第２ドレッサーが、予め、砥石のドレッシング後の形状と対応するような形状になっているため、第２ドレッサーを複雑に移動させることなく、主として第２ドレッサーと砥石とを近接させるだけで、砥石の歯面のドレッシングを行うことができる。したがって、制御が容易となる。

上記ドレッシング方法において、前記交差角は、歯車精度を安定させるべく、使用前の前記外歯車状砥石を基準としたドレッシングの量に応じて変動することができる。

上記ドレッシング方法において、前記外歯車状砥石の歯面をドレッシングするステップでは、前記外歯車状砥石及び前記第２ドレッサーを、互いの軸線が近接するように移動させることのみで当該ドレッシングを行うことができる。

上記ドレッシング方法においては、前記第１ドレッサーを鼓型に形成することができる。この構成によれば、第１ドレッサーが、ドレッシング後の砥石に対応した形状となっているため、第１ドレッサーを複雑に移動させることなく、主として第１ドレッサーと砥石とを近接させるだけで、砥石の歯先面のドレッシングを行うことができる。

上記ドレッシング方法において、前記外歯車状砥石の歯先面をドレッシングするステップでは、前記外歯車状砥石及び前記第１ドレッサーを、互いの軸線が近接するように移動させることのみで、当該ドレッシングを行うことができる。

本発明に係る外歯車状砥石のドレッシング装置は、被加工内歯車を加工する外歯車状砥石を支持する第１支持部と、前記第１支持部を、前記外歯車状砥石の軸線回りに回転させる第１駆動部と、前記外歯車状砥石の歯先面をドレッシングする円筒形状の第１ドレッサー、及び前記外歯車状砥石の歯面をドレッシングする外歯車形状の第２ドレッサーであって、各歯面が歯幅方向に沿って、円弧状に窪んでいる第２ドレッサーの、いずれかを選択的に支持する第２支持部と、前記第２支持部を、前記第１または第２ドレッサーの軸線回りに回転させる第２駆動部と、前記第１または第２ドレッサーの軸線と、前記外歯車状砥石の軸線とを交差させるように、前記第１支持部及び第２支持部の少なくとも一方を回転させる第３駆動部と、前記第１または第２ドレッサーの軸線と、前記外歯車状砥石の軸線と、を互いに近接させる第４駆動部と、を備えている。

上記外歯車状砥石のドレッシング装置においては、前記第１ドレッサーを鼓型に形成することができる。

従って、本発明によれば、簡易な制御により、外歯車状砥石のドレッシングを行うことができる。

本発明に係る外歯車状砥石と内歯車が噛み合った状態を示す斜視図である。 図１の砥石を径方向から見た一部概略拡大図である。 第１ドレッサーの斜視図である。 第２ドレッサーの斜視図である。 第２ドレッサーを径方向から見た一部概略拡大図である。 本発明に係るドレッシング装置の一実施形態を示す概略平面図である。 第１ドレッサーによるドレッシングを示す図である。 第２ドレッサーによるドレッシングを示す図である。 第１ドレッサーの他の例によるドレッシングを示す図である。

以下、本発明に係る外歯車状砥石のドレッシング方法及びドレッシング装置の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に示すように、本実施形態に係る外歯車状砥石（以下、単に「砥石」ということがある）１は、はすば歯車の内歯車２（歯は図示省略）を仕上げ加工するためのものである。より詳細に説明すると、この砥石１は、外歯車状に形成され、外周面が回転軸方向に沿って円弧状に凸となるような樽型をなしており、歯１１が回転軸回りに螺旋状に延びている。また、図２に示すように、砥石１の各歯１１の歯面１１１は、歯幅方向に沿って、円弧状に外側に膨らんでいる。このように、砥石１が樽型に形成され、さらに歯面１１１が円弧状に膨らんでいるため、次に説明するように、内歯車２の軸線Ａ１に対して、砥石の軸線Ａ２を交差させた状態で両者を噛み合わせることができる。なお、図２は、説明の便宜上、１つの歯１１のみを示している。

そして、内歯車２を仕上げ加工する際には、砥石１の軸線Ａ２を内歯車２の軸線Ａ１に対して、所定の角度（交差角）αだけ傾斜させた上で、砥石１と内歯車２とを噛み合わせる。その後、砥石１と内歯車２とを同期回転させつつ、砥石１を内歯車２に近接させることで、内歯車２を仕上げ加工する。なお、内歯車２のみを回転駆動させ、砥石１を内歯車２と連れ周りさせることで、仕上げ加工することもできる。

本実施形態においては、この砥石１をドレッシングするために、２つのドレッサー、つまり第１ドレッサー３と、第２ドレッサー４とを用いる。図３は第１ドレッサーの斜視図、図４は第２ドレッサーの斜視図である。図３に示すように、第１ドレッサー３は、砥石１の歯先面１１２をドレッシングするためのものであり、円筒状に形成され、軸線Ａ３回りに回転されるようになっている。但し、砥石１の外周面の樽形状に対応するため、第１ドレッサー３の外周面３１は、軸方向の中間部の径が最も小さくなるように、断面が円弧状に形成されている。すなわち、この第１ドレッサー３は、鼓型に形成されている。

図４に示すように、第２ドレッサー４は、砥石１の歯面１１１をドレッシングするためのものであり、外歯車状に形成されている。そして、第２ドレッサー４の歯４１は、回転軸Ａ４周りに螺旋状に延びている。また、図５に示すように、各歯４１の歯面４１１は、歯幅方向Ｂ４に沿って円弧状に窪んでいる。より詳細には、各歯４１の歯面４１１は、歯幅方向Ｂ４の中間部が最も窪むように、径方向から見て円弧状に形成されている。なお、図５は、説明の便宜上、１つの歯４１のみを示している。

次に、砥石１をドレッシングするためのドレッシング装置について、図６を参照しつつ説明する。図６は、ドレッシング装置の概略構成を示す平面図である。図６に示すように、このドレッシング装置は、横置き型のドレッシング装置であり、砥石１を着脱自在に支持する第１支持部５１と、上記いずれかのドレッサー３，４を着脱自在に支持する第２支持部５２と、を備えている。第１支持部５１は、砥石１の軸線Ａ１が水平方向を向くように砥石１を支持するとともに、第１モータ（第１駆動部）６１により回転し、砥石１を軸線Ａ１回りに回転駆動させる。このときの第１支持部５１の回転軸を軸線Ｃ１と称することとする。一方、第２支持部５２は、第１支持部５１と概ね平行に、水平方向に延びるように配置されており、第２モータ（第２駆動部）６２により回転し、第１または第２ドレッサー３、４をその軸線Ａ３，Ａ４回りに回転させる。このときの第２支持部５２の回転軸を軸線Ｃ２と称することとする。

また、第１支持部５１は、軸線Ｃ１と直交する軸線Ｃ３回りにも回転可能に支持されている。すなわち、軸線Ｃ３は、砥石１といずれかのドレッサー３，４が噛み合う位置を水平に通り、第１支持部５１の軸線Ｃ１と直交する軸線であり、第１支持部５１がこの軸線Ｃ３回りに回転することで、砥石１の軸線Ａ２（Ｃ１）と、ドレッサー３，４の軸線Ａ３，Ａ４（Ｃ２）とを交差させることができ、これが交差角となる。また、第１支持部５１を軸線Ｃ３回りに回転させるために、第３モータ（第３駆動部）６３が設けられている。

さらに、第１支持部５１の軸線Ｃ１と、第２支持部５２の軸線Ｃ２とを近接させるために、第１支持部５１は、水平方向に移動可能に構成されており、この移動を行うための第４モータ（第４駆動部）６４が設けられている。

以上のようなドレッシング装置を用いることで、砥石１は、次のようにドレッシングされる。まず、第１支持部５１に砥石１を取り付けるとともに、第２支持部５２に第１ドレッサー３を取り付ける。そして、第３モータ６３を駆動し、砥石１の軸線Ａ１と第１ドレッサー３の軸線Ａ３とが交差するように、第２支持部５２を回転させる。このときの交差角αは、例えば、−１５〜＋１５度とすることができる。

続いて、第１モータ６１及び第２モータ６２を駆動し、砥石１及び第１ドレッサー３を軸回りに回転させる。これに続いて、第４モータ６４を駆動して、第１支持部５１を水平移動させ、砥石１と、第１ドレッサー３とを近接させる。こうして、第１ドレッサー３の外周面により、砥石１の外形を構成する面、つまり砥石１の歯先面１１２をドレッシングする。このとき、第１ドレッサー３の外周面は、鼓型に形成されているため、この形状に対応するように、砥石１の外周面は、樽型となるようにドレッシングされる。

こうして、第１ドレッサー３により、砥石１の歯先面１１２がドレッシングされると、第４モータ６４を駆動して、第１支持部５１を第２支持部５２から離間し、すべてのモータを停止する。これに続いて、第１ドレッサー３を第２支持部５２から取り外し、第２ドレッサー４を第２支持部５２に取り付ける。そして、第１モータ６１及び第２モータ６２を駆動し、砥石１及び第２ドレッサー４を軸回りに回転させる。また、第４モータ６４を駆動し、砥石１を第２ドレッサー４に近接させる。このとき、交差角αは、第１ドレッサー３によるドレッシングを行ったときと同じにしておく。また、第１モータ６１と第２モータ６２とは、砥石１の歯１１と第２ドレッサー４の歯４１が噛み合うように同期回転させる。

こうして、第２ドレッサー４の歯４１により、砥石１の歯１１がドレッシングされる。すなわち、第２ドレッサー４において、窪んだ歯面４１１が砥石１の歯面１１１に接触し、砥石１の歯面１１１は、円弧状に突出するようにドレッシングされる。以上の工程を経て、砥石のドレッシングが完了する。

以上のように、本実施形態によれば、第１ドレッサー３が鼓型に形成されるとともに、第２ドレッサー４の歯面４１１が円弧状に窪んだ形状となっている。そのため、第１ドレッサー３及び第２ドレッサー４を砥石に対して、交差させた状態で近接させるだけで砥石１のドレッシングを行うことができる。すなわち、第１及び第２ドレッサー３、４が、予め、砥石１のドレッシング後の形状と対応するような形状になっているため、第１及び第２ドレッサー３、４を複雑に移動させることなく、近接させるだけでドレッシングを行うことができる。

なお、同一の砥石１に対して、定期的にドレッシングを行う場合、第１及び第２ドレッサー３、４と砥石１との交差角αは、歯車精度を安定させるべくその都度変動させる。すなわち、砥石は、使用により形状が変化するため、前回のドレッシングが完了したときの（使用前の）砥石の形状を基準とし、今回のドレッシング量に応じて第３モータ６３を駆動制御し、交差角を変動させる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態では、第１ドレッサー３の外形を鼓型に形成しているが、図９に示すように、円板状に形成したものを用いることもできる。この場合、第１ドレッサー８は、鼓型に形成されていないため、砥石１の外形、つまり歯先面１１２が樽型になるように、砥石１及び第１ドレッサー８を移動させる必要がある。すなわち、第１ドレッサー８を軸線Ｃ２方向に移動させて砥石１を歯幅方向にドレッシングしていく。このとき、第４モータ６４を駆動し、砥石１を第１ドレッサー８に対して近接離間（Ｃ３方向）させることで、砥石１の外形を樽型に形成する。

上記実施形態では、ドレッシングを行う際に、砥石１とドレッサー３，４を同期回転させた後、両者を近接させて噛み合わせているが、砥石１とドレッサー３，４とを噛み合わせた後、いずれか一方を回転駆動することで、両者を連れ回りさせながら、ドレッシングを行うこともできる。

上記実施形態に係るドレッシング装置では、第１支持部５１を、第２支持部５２に対して近接させているが、相対的に近接すればよいため、いずれを移動させてもよい。また、交差角αを設けるため、第１支持部５１を軸線Ｃ３回りに回転させているが、第２支持部５２を軸線Ｃ３回りに回転させてもよい。すなわち、交差角αを設けるために、相対的に少なくとも一方を回転させればよい。

また、上記ドレッシング装置は、横置き型であるが、縦置き型にも適用することができる。例えば、ドレッサーを上方から吊下げつつ回転させるようにし、砥石を下側から回転可能に支持するようにすることができる。このとき、交差角を設けるため、砥石を支持する支持部を回転可能に構成する必要がある。

１ ：砥石
２ ：内歯車
３ ：第１ドレッサー
４ ：第２ドレッサー
５１ ：第１支持部
５２ ：第２支持部
α ：交差角

Claims (7)

1. 被加工内歯車を加工する外歯車状砥石を準備するステップと、
   前記外歯車状砥石の歯先面をドレッシングする円筒形状の第１ドレッサーを準備するステップと、
   前記外歯車状砥石の歯面をドレッシングする外歯車形状の第２ドレッサーであって、各歯面が歯幅方向に沿って、円弧状に窪んでいる、第２ドレッサーを準備するステップと、
   所定の交差角で、前記外歯車状砥石の軸線と、前記第１ドレッサーの軸線とを交差させた状態で、前記外歯車状砥石と前記第１ドレッサーとを当接させ、当該外歯車状砥石と当該第１ドレッサーとを回転させながら、前記外歯車状砥石の歯先面をドレッシングするステップと、
   前記所定の交差角で、前記外歯車状砥石の軸線と、前記第２ドレッサーの軸線とを交差させた状態で、前記外歯車状砥石と前記第２ドレッサーとを噛み合わせ、当該外歯車状砥石と当該第２ドレッサーとを回転させながら、前記外歯車状砥石の歯面をドレッシングするステップと、
   を備えている、外歯車状砥石のドレッシング方法。
2. 前記交差角は、歯車精度を安定させるべく、使用前の前記外歯車状砥石を基準としたドレッシングの量に応じて変動される、請求項１に記載の外歯車状砥石のドレッシング方法。
3. 前記外歯車状砥石の歯面をドレッシングするステップでは、前記外歯車状砥石及び前記第２ドレッサーを、互いの軸線が近接するように移動させることのみで当該ドレッシングを行う、請求項１に記載の外歯車状砥石のドレッシング方法。
4. 前記第１ドレッサーは鼓型に形成されている、請求項１に記載の外歯車状砥石のドレッシング方法。
5. 前記外歯車状砥石の歯先面をドレッシングするステップでは、前記外歯車状砥石及び前記第１ドレッサーを、互いの軸線が近接するように移動させることのみで、当該ドレッシングを行う、請求項４に記載の外歯車状砥石のドレッシング方法。
6. 被加工内歯車を加工する外歯車状砥石を支持する第１支持部と、
   前記第１支持部を、前記外歯車状砥石の軸線回りに回転させる第１駆動部と、
   前記外歯車状砥石の歯先面をドレッシングする円筒形状の第１ドレッサー、及び前記外歯車状砥石の歯面をドレッシングする外歯車形状の第２ドレッサーであって、各歯面が歯幅方向に沿って、円弧状に窪んでいる第２ドレッサーの、いずれかを選択的に支持する第２支持部と、
   前記第２支持部を、前記第１または第２ドレッサーの軸線回りに回転させる第２駆動部と、
   前記第１または第２ドレッサーの軸線と、前記外歯車状砥石の軸線とを交差させるように、前記第１支持部及び第２支持部の少なくとも一方を回転させる第３駆動部と、
   前記第１または第２ドレッサーの軸線と、前記外歯車状砥石の軸線と、を互いに近接させる第４駆動部と、
   を備えている、外歯車状砥石のドレッシング装置。
7. 前記第１ドレッサーは鼓型に形成されている請求項６に記載の外歯車状砥石のドレッシング装置。