JPH02284819A - 歯形仕上加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、予め歯形が形成されたワークを、ホーニング
加工により仕上げ整形を行う歯形仕上加工装置の改良に
関する。

（従来の技術） 自動車を構成する部品には、トランスミッション・ギヤ
、あるいはステアリング・ギヤのように多数の歯車部品
がある。

このような自動車用の歯車部品には、高精度に仕上げら
れることと、量産に対応するため高い作業能率とが要求
されている。そのため、歯車部品は、ホブやビニオンカ
ッタ等で予め歯形を形成する前加工が施された後、シェ
ービング加工で仕上げられ、そして熱処理後にホーニン
グ加工等で最終的な仕上げ整形が行われている。

第３．４図は、ホーニング加工によりワークの歯形を仕
上げ整形する歯形仕上加工装置を示している。

この歯形仕上加工装置１は、保持手段３ａ、３ｂを介し
て回動自在に保持されたワークとしての歯車Ｗと、当該
歯車Ｗの歯形１２に対応した形状に整形されたホーニン
グ砥石９との相対的な回転運動によるホーニング加工を
行い、前記歯形１２を整形するものである。

前記保持手段３ａ、３ｂは、歯車Ｗを回動自在に保持す
るものであり、歯形仕上加工装置１のベツド４上に設け
られている。保持手段３ａ内には、ベアリング５を介し
て回動自在に保持されるドラム６が内蔵されている。こ
のドラム６の回動中心には、ライブセンタ７が装着され
ており、このライブセンタ７によって歯車Ｗの回動軸２
の図中左端が支持されている。また、図中右側の保持手
段３ｂも同様に構成されており、回動中心に装着された
ライブセンタ７ｂにより前記回動軸２の右端が支持され
ている。これら両ライブセンタ７　ａ　Ｎ７ｂは、歯車
Ｗに回動力を付加するものではなく、歯車Ｗの自由な回
動を単に支持するだけのものである。尚、図中符号「８
」は、保持手段３ｂに取付けられたクランプシリンダを
示し、歯車Ｗの保持状態を維持するためのものである。

前記ホーニング砥石９は、第４図に示すように、リング
形状をなし、その内周面は歯車Ｗの歯形１２に対応した
形状に整形されている。また、このホーニング砥石９は
、ベルト１０を介して主軸モータ１１に連結されている
。

そして、第４図に示すように、図中矢印で示す方向から
加圧力を付加し、歯車Ｗとホーニング砥石９とを前記加
圧力の下で接触させた状態で、主軸モータ１１を所定の
主軸速度で回転させる。すると、歯車Ｗに形成された歯
形１２は、ホーニング砥石９の回転に伴って研磨され、
最終的な仕上げ整形が行われることになる。このとき、
両ライブセンター７ａ、７ｂに支持された歯車Ｗは、ホ
ーニング砥石９の回転に従動して回転している。

（発明が解決しようとする課題） ところで、ホーニング加工により歯車Ｗの各歯形１２を
高精度に仕上げるためには、第５図に拡大して示すよう
に、ある一つの歯形１２に着目すると、両歯面１２ａ、
１２ｂのうち回転方向の後側に位置する歯面１２ｂと、
ホーニング砥石９の凸部１３の両紙石面１３ａ、１３ｂ
のうち回転方向の前側に位置する砥石面１３ａとが、常
に接触しあって研磨することが必要となる。

しかしながら、上述した歯形仕上加工装置１にあっては
、歯車Ｗは、ホーニング砥石９の回転に従動するよう自
由支持されており、また、歯形１２の整形は、加圧力及
び主軸速度を調整することのみにより制御されている。

そのため、歯形１２と凸部１３との間で不規則なガタが
生じやすく、前記肉面１２ｂと前記砥石面１３ａとを常
に接触させることができず、両者の当たり面が歯面１２
ａと砥石面１３ｂとなることもある。

このように、当たり面が不安定であるため、南面の仕上
げ精度が全ての歯形１２について均一にならず、製品精
度そのものが不安定になるという問題があった。

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになさ
れたものであり、歯形とホーニング砥石との前記当たり
面を安定させ、これにより、各歯形の歯面を高精度に、
かつ、均一に整形し得る歯形仕上加工装置を提供するこ
とを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するための本発明は、予め歯形が形成さ
れたワークの軸方向両端を、保持手段により回動自在に
保持し、前記ワークと、前記１力形に対応する形状に整
形されたホーニング砥石との相対的な回転運動によるホ
ーニング加工により、前記ワークの前記歯形を仕上げ整
形するようにした歯形仕上加工装置において、前記保持
手段の少なくとも一方を回動自在に構成し、この一方の
保持手段に当該保持手段の回動を制動する制動手段を連
結し、この制動手段の制動力を検出する制動力検出手段
と、この制動力検出手段からの信号に基づいて前記制動
力が一定となるように前記制動手段を制御する制御手段
とを有してなる歯形仕上加工装置である。

（作用） このように構成した歯形仕上加工装置にあっては、回動
するワークには、少なくとも一方の保持手段を介して制
動手段により制動力が加えらる。

そして、ワークはこの状態の下でホーニング砥石との相
対的な回転運動によるホーニング加工が施され、歯形の
仕上げ整形が行われる。

このとき、制動力検出手段は前記制動力を検出し、また
、制御手段は制動力検出手段からの信号に基づいて制動
手段を制御しているので、ワークに作用する制動力は、
ホーニング加工中一定に維持されている。

これにより、ホーニング砥石と歯形との当たり面が安定
することになる。

（実施例） 以下、本発明に係る歯形仕上加工装置の一実施例を図面
に基づいて説明する。

第１図は、本発明に係る歯形仕上加工装置の一実施例を
示す概略構成図であり、第３〜５図に示した部材と共通
する部材には、同一の符号を付し、その説明は一部省略
する。

図示する歯形仕上加工装置１ａは、保持手段３ａ、３ｂ
により回動自在に保持されたワークＷとしての歯車と、
当該歯車Ｗの歯形１２に対応した形状に整形されたホー
ニング砥石９との相対的な回転運動によるホーニング加
工を行い、前記歯車Ｗの歯形１２を整形するものである
。

前記保持手段３　ａ　Ｎ　３　ｂは、ベツド４上に設け
られており、保持手段３ａ、３ｂの内部には、ベアリン
グ５を介して回動自在に保持されたドラム６が内蔵され
ている。このドラム６の回動中心には、ライブセンタ７
が装着されており、このライブセンタ７によって歯車Ｗ
の回動軸２の図中左端が支持されている。また、図中右
側の保持手段３ｂも同様に構成されており、回動中心に
装着されたライブセンタ７ｂにより前記回動軸２の右端
が支持されている。これら両ライブセンター７　ａ　ｓ
７ｂに支持された歯車Ｗは、ホーニング砥石９の回動に
従動して回動自在となっている。また、ドラム６も、歯
車Ｗの回動が伝達されて回動自在となっている。尚、両
保持手段３ａ、３ｂのうち一方の保持手段３ｂを、デッ
ドセンタを備えた回動しない構成としても良い。

更に、本実施例の歯形仕上加工装置１ａにあっては、両
保持手段３　ａ　ｓ　３　ｂのうち少なくとも一方の保
持手段３ａに、当該保持手段３ａのドラム６の回動を制
動するための制動手段が連結されている。

この制動手段は、例えばサーボモータ１４等であり、当
該サーボモータ１４はリブ１５を介して前記ベツド４上
に固定されている。サーボモータ１４は、周知のように
、電流対トルク特性が直線性に富み、制御性に優れてい
るため、工作機械等の速度制御用、位置制御用として広
く使用されているものである。

また、このサーボモータ１４による制動力を検出するた
め、制動力検出手段としてのトルクセンサー１６が、サ
ーボモータ１４とドラム６との間にカップリング１７．
１７を介して装着されている。そして、前記トルクセン
サー１６で検出したトルクが所定値を維持するように、
前記サーボモータ１４は制御されている。

一方、前記ホーニング砥石９は、第４図に示したのと同
様にリング形状をなし、その内周面は歯車Ｗの歯形１２
に対応した形状に整形されている。

また、ホーニング砥石９は、ベルト１０を介して主軸モ
ータ１１に連結されている。

第２図は、同実施例の制御系を示すブロック図である。

制御手段としての制御装置１８には、主軸モータ１１へ
の電力を制御する主軸モータ用アンプ１９と、サーボモ
ータ１４への電力を制御するサーボモータ用アンプ２０
が、入出力部を介して接続されている。各アンプ１９．
２０のそれぞれには、主軸モータ１１、サーボモータ１
４が接続されている。また、サーボモータ１４に接続さ
れたトルクセンサー１６は、検出したトルク信号を、前
記制御装置１８に入出力部を介してフィードバックする
ようになっている。前記制御装置１８は、前記トルクを
所定値に維持する制御信号を前記トルク信号に基づいて
算出し、算出した制御信号を前記サーボモータ用アンプ
２０に送る。このサーボモータ用アンプ２０は、前記制
御信号に基づいた電力をサーボモータ１４に供給するよ
うになっている。そして、サーボモータ１４は、供給電
力に応じて回転し、ドラム６の回転を制動する制動力を
一定の値に維持することになる。

次に、本実施例の作用を説明する。

第４図に示すように、図中矢印で示す方向から加圧力を
付加し、歯車Ｗとホーニング砥石９とを前記加圧力の下
で接触させた状態で、主軸モータ１１を所定の主軸速度
で回転させる。すると、歯車Ｗに形成された各歯形１２
は、ホーニング砥石９の回転に伴って研磨され、最終的
な仕上げ整形が行われることになる。

このとき、両ライブセンター７ａ、７ｂに支持された歯
車Ｗは、ホーニング砥石９の回転に従動して回転すると
共に、ドラム６も同様に回転している。

また、トルクセンサー１６は、ドラム６に作用するトル
ク、換言すれば、ライブセンタ７ａを介して歯車Ｗに作
用するトルクを検出し、検出したトルク信号を、制御装
置１８にフィードバックしている。

前記制御装置１８は、前記トルクを所定値に維持する制
御信号をトルク信号に基づいて算出し、算出した制御信
号を前記サーボモータ用アンプ２０に発信する。このサ
ーボモータ用アンプ２０は、前記制御信号に基づいた電
力をサーボモータ１４に供給している。

そして、サーボモータ１４は、供給電力に応じた回転を
行っており、歯車Ｗの回転を制動する制動力を一定の値
に維持し続けることになる。

従って、歯車Ｗは、全く自由に回動するのではなく、一
定の制動力が加えられた状態の下で、ホーニング加工が
施されることになる。

このように歯車Ｗに制動力を加えつつホーニング加工を
行うと、第５図に示したように、ある一つの歯形１２の
両歯面１２ａ、１２ｂのうち回転方向の後側に位置する
歯面１２ｂと、ホーニング砥石９の凸部１３の両紙石面
１３ａ、１３ｂのうち回転方向の前側に位置する砥石面
１３ａとを、常に接触させて研磨することが可能になる
。

そして、他方の歯面１２ａを研磨する場合には、主軸モ
ータ１１を逆方向に回転させるか、歯車Ｗの支持を逆に
すれば良い。このときには、歯面１２ａと砥石面１３ｂ
とが常に接触した状態で、歯面１２ａは研磨されること
になる。

このように、歯形１２とホーニング砥石９との当たり面
を、歯面１２ｂと砥石面１３ａ、あるいは、歯面１２ａ
と砥石面１３ｂとの組み合わせのように、一定にするこ
とができる。これにより、凸部１３と歯面１２ａ、１２
ｂとの間に、不規則なガタが生じることはなく、各歯形
１２の仕上げ精度が均一になり、その結果、高精度の仕
上げ加工を歯車Ｗの歯面に施すことが可能となる。

尚、上述した実施例では、制動手段としてサーボモータ
１４を使用した場合を示したが、本発明はこのサーボモ
ータ１４に限定されるものではなく、一定の制動力を制
御し得るものであれば良い。

例えば、制動手段１４を、パウダークラッチを有するブ
レーキに置き換えても良い。この場合には、制御装置１
８は、制動力検出手段１６からの信号に基づいて前記パ
ウダークラッチへの通電を制御することになる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の歯形仕上加工装置は、保
持手段の少なくとも一方を回動自在に構成し、この一方
の保持手段に当該保持手段の回動を制動する制動手段を
連結し、この制動手段の制動力を検出する制動力検出手
段と、この制動力検出手段からの信号に基づいて前記制
動力が一定となるように前記制動手段を制御する制御手
段とを有しているので、ホーニング加工を行うときには
、ワークに作用する制動力は一定に維持されることから
、ホーニング砥石と歯形との当たり面が一定になり、各
歯形の歯面を高精度に、かつ、均一に整形することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る歯形仕上加工装置の一実施例を
示す概略構成図、第２図は、同実施例の制御系を示すブ
ロック図、第３図は、従来の歯形仕上加工装置を示す概
略構成図、第４図は、第１図及び第３図のＩＶ−ＩＶ線
に沿う断面図、第５図は、ワークとホーニング砥石との
接触状態を示す部分拡大図である。 １．１ａ・・・歯形仕上加工装置、 ３ａ、３ｂ・・・保持手段、 ７ａ、７ｂ・・・ライブセンタ、 ９・・・ホーニング砥石、　　　　１２・・・歯形、１
４・・・サーボモータ（制動手段）、１６・・・トルク
センサー（制動力検出手段）、１８・・・制御装置（制
御手段）、 Ｗ・・・歯車（ワーク）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 予め歯形が形成されたワークの軸方向両端を、保持手段
   により回動自在に保持し、前記ワークと、前記歯形に対
   応する形状に整形されたホーニング砥石との相対的な回
   転運動によるホーニング加工により、前記ワークの前記
   歯形を仕上げ整形するようにした歯形仕上加工装置にお
   いて、前記保持手段の少なくとも一方を回動自在に構成
   し、この一方の保持手段に当該保持手段の回動を制動す
   る制動手段を連結し、この制動手段の制動力を検出する
   制動力検出手段と、この制動力検出手段からの信号に基
   づいて前記制動力が一定となるように前記制動手段を制
   御する制御手段とを有してなる歯形仕上加工装置。