JPH03142128A - 長手方向に湾曲した歯車と、それを形成する方法及び機械 - 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】 発明の背景 本発明は長手方向に湾曲した歯車を形成する機械および
方法に関する。本発明は、特に、湾曲した歯車、例えば
、はすばかさ歯車およびハイポイド歯車を精密形成する
ためにさら形工具を使用する機械および方法に関する。

さら形といし車は、はすばかさ歯車およびハイポイド歯
車を仕上げ研削すめための歯車研削盤に５０年間にわた
って使用されてきた。これらの研削盤は、さら形のとい
し車をその軸線のまわりに回転し、その間といし車をは
すば歯車またはハイポイド歯車の歯の所望の長手方向の
計上に合致した円弧に沿って同時に揺動させるようにな
っている。このようなさら形のといし車の使用に関する
利点は、よく知られておりかつテーラ−氏に発行された
米国特許第１．８３０．９７１号の明細書に明瞭に開示
されている。これらのといし車の主な利点は、研削領域
への冷却液の接近を促進しかつ歯面の過熱および損傷を
阻止するためにといし車の作動面と研削される歯面との
間に十分な間隔を設けたことである。

０ ハイポイド歯車またばかさ歯車の歯を研削する既知の方
法によれば、１組の被加工歯車の一方の部材の隣接した
歯の側部を同時に総形研削するために、さら形といし車
を有する研削盤が使用されているが、他方の歯車部材の
隣接した歯の側部は慣用のコツプ形といし車により別個
に歯切りされる。総形研削された部材の長手方向の歯の
曲率を適当に不整合にするために、１組の被加工歯車の
一方の部材の歯車の歯の側部を別個に処理するｉとが必
要であった。かみ合う歯車の作動位置を若干調節可能に
するために、代表的には、かみ合う歯の曲線を若干不整
合にすることが望ましい。しかしながら、既知の方法に
より（組のかみ合う歯車の両方の部材に隣接した歯を同
時に形成しようとする場合に付随する不整合の量は、か
み合う歯の曲線往復動し、望ましい不整合の量を大幅に
超えることがある。同様に、両方の部材に隣接した歯を
同時に形成する代わりに、かみ合う１組の被加工歯車の
少なくとも一方の部材に隣接した歯の側部を別の加工工
程または匝瑳により形成することは−１ 時間がかかりかつ１組の被加工歯車の製造コストを可成
り高めることになる。

また、既知の方法によれば、１組の歯車の一方の部材の
歯の側部を研削するために使用されるコツプ形といし車
の半径を該歯車の他方の部材のかみ合う歯の側部を研削
するために使用されるさら形といし車の揺動半径に対し
て調節することにより、かみ合うかさ歯車およびハイポ
イド歯車の歯の間に長手方向の不整合が与えられる。か
み合う歯の側部往復動し、長手方向の不整合は、カップ
形といし車の半径とさら形といし車の弓形揺動通路の半
径との差により決定される。したがって、かみ合うかさ
歯車およびハイポイド歯車往復動し、既知の不整合は、
単一の点において理論的に合致する異なる半径の二つの
円弧往復動し、隔離距離として表わすことができる。し
かしながら、かみ合う歯は、荷重をうけているときに、
僅かに変形する傾向があり、かつ二つの面の接触が歯の
長さの一部分にわたって外方に拡がる。

既知の不整合のかさ歯車およびハイポイド歯車２ の歯面ば作動位置に対しである程度の調節を行なうこと
ができるが、かみ合う歯面の接触は、心出し不良または
大きい荷重をうけている場合には、歯の両端部まで極め
て迅速に移動する傾向がある。

歯の両端部における接触は、極めて望ましくなくかつ過
大な騒音または歯の破損を生ずることがある。また、か
み合う歯面の歯のそれぞれの曲率半径の差を増大するこ
とにより不整合を増大することが知られている。不整合
が増大すると、歯の接触の歯の両端までの移動を阻止す
る傾向が生ずる。

しかしながら、不整合量が増大すると、かみ合う歯往復
動し、接触パターンが望ましくない程度まで短縮して、
その結果、接触応力および摩耗が増大しかつ歯の負荷能
力を減少する傾向が生ずる。

したがって、既知の方法により形成された不整合のかき
歯車およびハイポイド歯車の歯により許容可能な調節量
は歯車の歯に要求される負荷能力により望ましくない程
度に制限されることになる。

発明の要約 本発明はかみ合う１組の歯の他方の部材の同時−３ に歯切りされた隣接した歯の側部を適当に不整合にする
ために、１組のかみ合うかさ歯車または）＼イボイド歯
車の一方の部材の隣接した歯の側部を同時に総形研削す
る機械および方法を含む。この明細書に関連して、「隣
接した歯の側部を同時に総形研削する」という文は、被
加工歯車の歯の長手方向に垂直な隣接した歯のフランク
を隣接した歯のフランクを研削するために使用されると
いし車の形状に形成する方法を定義することを意図して
いる。「同時に歯切りされた隣接した歯の側部」という
文は、被加工歯車とといし車との間に付加的なころがり
運動を与えてかみ合う１組の被加工歯車の総形研削され
たフランクと一緒に転動するような形状を有する隣接し
た歯のフランクを形成する方法を定義することを意図し
ている。

本発明の機械は、機械ベース、該機械ベースに装着され
た有する長手方向および工具サポートと、工具サポート
内にそれ自体の軸線のまわりに回転するように軸支され
たクレードルと、クレードル内にその軸線のまわりに回
転するように軸支され４ たさら形といし車と、といし車を有する長手方向に対し
てクレードルの軸線のまわりに相対揺動する装置の慣用
の特徴を含む。本発明の機械は、また、有する長手方向
を工具サポートに対してクレードルの軸線に全体として
沿った方向にかっさら形といし車の加工通路を形成する
ための揺動装置と時限関係に相対的に往復動する新規の
装置をも含む。有する長手方向の往復動とといし車の揺
動と往復動し、時限関係は、加工通路の両端において被
加工歯車をさら形といし車に対して引っ込めることがで
きるように規制することができる。この特殊に規制され
た時限関係は、１組の被加工歯車のかみ合う部材に同時
に形成された隣接した歯を適当に不整合にするために、
１組の被加工歯車の一方の部材の隣接した歯の長手方向
の歯のそれぞれの曲率半径を調整するために設定されて
いる。長手方向の歯の曲線の適当な整合は、１組の歯車
の相対的な作動位置においである程度の調節を可能にす
るように意図された小量の不整合を含む。そのほかに、
往復動する有する長手方向と揺動する１、５ 工具サポートと往復動し、時限関係は、１組かみ合う歯
車の改良された作動特性が得られるようにさらに規制す
ることができる。

また、本発明はハイポイド歯車およびかさ歯車を研削す
るための改良された方法を提供するものである。本発明
の方法は、被加工歯車およびさら形といし車をそれぞれ
のサポート上に既知の態様で取り付けかっといし車を被
加工歯車に形成しようとする歯の長手方向に実質的に垂
直に延びるクレードルの軸線のまわりに相対揺動する工
程を含む。また、本発明の方法は有する長手方向をとい
し車の揺動と時限関係で実質的にクレードル軸線に沿っ
て往復動し、かつクレードルの軸線に沿った有する長手
方向の変位速度がクレードルの軸線のまわりのといし車
の角変位に対して変化するようにこの時限関係を制御す
る重要な工程をも含む。

上記の時限関係は、有する長手方向の変移量がさら形と
いし車の角変位の関数として決定されるベキ級数の方程
式によりさらに規制することができる。ベキ級数の方程
式の特定の項は、かみ合う６ 歯の不整合の改良された形態を得るために機械の相対運
動を制御するために使用することができる。

例えば、有する長手方向の往復動とさら形といし車の揺
動と往復動し、時限関係は、有する長手方向の引込み速
度が揺動加工通路の各々の端部に向うさら形といし車の
角変位に対して増大するように制御することができる。

これらの相対運動は、かみ合うかさ歯車およびハイポイ
ド歯車の歯往復動し、過大な不整合を減少するために使
用される。

また、この特殊の時限関係は、有する長手方向の引込み
速度が加工通路の一部分において増大し、その後、さら
形といし車が加工通路の各々の端に接近するときに加工
通路の第２部分において減少するように制御することが
できる。この場合には、かみ合う歯の曲線往復動し、正
規の不整合量をかみ合う歯の中央加工部分に与え、一方
、歯の両端部に付加的な不整合を与えることができる。

この改良された型式の不整合は、広範囲の負荷および取
付は調節にわたってかみ合う歯の間に望ましい接触特性
を維持するものと考えられている。

７ 好ましい実施例の説明 本発明に使用するように意図された一般的な機械を第１
図に例示した。この機械は、ベース１０゜工具サポート
１２および有する長手方向１４の一般的な特徴を含んで
いる。工具サポート１２はベース１０上に直接に装着さ
れ、かつ有する長手方向１４はスライダベース１６上に
装着されている。

スライダベース１６はベース１０の上面に形成された台
１８により担持されている。被加工歯車２０は主軸台２
２内に軸支されている。主軸台２２は有する長手方向１
４内で垂直方向に調節するためにスライダ２４上に担持
されている。さら形といし車２６がクレードル２８内に
その軸線のまわりに回転するように軸支されている。次
に、クレードル２８は工具サポート１２内にクレードル
軸線６６のまわりに揺動するように軸支されている。

工具および被加工歯車の駆動機構を第２図および第３図
に例示しである。さら形といし車２６は、変速プーリ３
２．３４、連結ベルト３６、およびクレードル２８の内
部に担持された歯車列３８を８ 介してモータ３０により駆動される。ウオーム４６に至
る減速歯車４２．４４を介してクレードル２８にクレー
ドル軸線６６のまわりの揺動運動を伝達するために、モ
ータ４０が設けられている。

ウオーム４６は、クレードル２８に関して共軸をなして
装着されたウオーム歯車４８と係合している。被加工歯
車２０を割出しするために、同様な型式の駆動機構を設
けである。ウオーム歯車５８が加工物スピンドル６０に
共軸をなして装着され、かつウオーム５６および減速歯
車５２．５４により駆動される。減速歯車５２．５４は
駆動モータ５０に作動関係に連結されている。

さら形といし車２６は工具スピンドル６２（第２図参照
）上に回転するように軸支されている。

工具スピンドル６２は偏心輪６４内に担持されている。

しかしながら、といし車２６は工具サポートのその他の
特徴を不明確にしないように第１０図では僅かに小さく
図示しであることに留意されたい。クレードル２８内に
は、偏心輪６４をクレードル軸線６６から偏位した位置
で回転するよう９ に装着するために、ジャーナル装置を設けである。

クレードル軸線６６からといし車２６の作動部分までの
距離Ｒを調節するために、クレードル２８内の偏心輪６
４の角度を調節することができるようになっている。中
心位置６８を円弧長りにわたって揺動するように規制す
るために、クレードル軸線６６のまわりのクレードル２
８の角度もまた調節可能である。

前述した機械の基本的な構成および駆動機構は、かき歯
車およびハイポイド歯車の製造技術分野においてよく知
られかつ理解されている。これと同様なまたは相当する
構造が米国特許第１．９８２゜０５０号、米国特許第２
．０９９．６９４号、米国特許第２，１３３．３８６号
および米国特許第２．４２４．２７１号の各明細書に記
載されている。これらの米国特許のすべては、本発明の
譲受人により共有されておりかつ本明細書において参考
として引用されている。

第１図、第４図および第５図には、クレードル２８に取
り付けられたさら形といし車２６のフレ０ 一ドル軸線６６のまわりの揺動に対するスライダベース
１６上の被加工歯車２０の往復動を特殊の時限機構によ
り制御する本発明に特定の装置を例示しである。工具サ
ポート１２に装着された変位変換器７０がカム７２の偏
心部分と接触するように配置されてカム７２の偏心距離
に応じた信号を発生するようになっている。第２変位変
換器７４がベース１０上にスライダベース１６と接触し
て装着されており、クレードル軸線６６に沿ったスライ
ダベース１６の直線移動に比例した第２信号を発生する
ようになっている。スライダベース１６を台１８上で前
進しかつ後退するために、モータ８０が使用されている
。減速歯車８２．８４は、モータ８０により駆動されて
回転運動をねじ８６に伝達する。ねじ８６は、スライダ
延長部９０に固定されたナツト８８とねじ係合している
。ねじ８６の回転運動により、ナツト８８およびスライ
ダ延長部９０がモータ８０の回転方向によりねじ８０に
沿って前進しまたは後退せしめられる。

第４図および第５図には、変位変換器７０，７１ ４の拡大横断面図を示しである。変換器７０，７４の各
々は、カム７２およびスライダベース１６とそれぞれ接
触させるためのプローブ１００を含む。コア１０２がプ
ローブ１００に取り付けられかつ振動子−復調器の胴体
１０４内に形成された穴の内部に摺動可能に担持されて
いる。変換器７０．７４のそれぞれにより、胴体１０４
内のゼロ位置、すなわち、中心位置７８からのコア１０
２の変位に比例した信号を発生するようになっている。

カム７２がクレードル軸線６６のまわりに例えば角度ｑ
だけ回転すると、コア１０２がその中心位置７８からカ
ム７２の関連した偏心距離に相当する距離りだけ変位せ
しめられる。変換器７０により、この変位に比例した信
号が発生せしめられる。同様に、変換器７４の出力信号
は、ベース１０上のスライダベース１６の変位に比例す
る。

変位変換器７０（第６図参照）からの出力信号は、除算
回路９４により受信される。除算回路９４には、取扱者
により符号９２で示すように除数を入力することができ
る。変換器７４からの人力２ と、変換器７０からの信号の所定の部分を出力する除算
回路９４からの入力とを受信するために、合計回路９６
が設けられている。二つの変換器７０．７４の信号は合
計回路９６において組み合わされ、かつ出力信号が増幅
器９８に送られて、モータ８０を駆動するために使用さ
れる。このようにして、スライダベース１６の位置は２
個の変位変換器７０．７４往復動し、信号が相互に比例
するように調節される。したがって、スライダベース１
６上の被加工歯車２０の直線位置をクレードル２８上の
さら形といし車２６の角位置に対して制御することがで
きる。

クレードル２８の角位置に対してスライダベース１６の
直線位置を制御するために多数のその他の別の構成を使
用できることを理解すべきである。

このような構成は完全に機械的な型式とするかまたは別
の電気制御装置に基づく型式とすることができる。例え
ば、スライダベース１６と直接に衝接するように配置さ
れたカムを回転してカムの回転によりスライダに直線運
動を伝達するように駆３ 動列をクレードルと連結することができる。また、別の
態様として、変位変換器のかわりに光学エンコーダを設
けることができ、かつクレードルの角位置に対して出力
信号を発生するためにコンピュータに特定の方程式を計
数として記憶することができる。本発明の目的のために
は、クレードルの軸線にほぼ沿った被加工歯車の位置が
クレードルの軸線のまわりのさら形といし車の角位置に
対して制御されることが肝要である。本発明によるクレ
ードルの軸線６６のまわりのさら形のといし車２６の角
位置に対するクレードルの軸線６６に沿った被加工歯車
の運動の特定の関係について以下に説明する。

第７図には、両方の部材の隣接した歯の側部が同時に研
削される方法においてさら形といし車を使用することを
阻害した問題を例示するために、ピニオンの歯１１０お
よびかみ合う歯車の歯１１２および１１４の横断面を略
図で示しである。ピニオンの歯および加工される歯車の
歯が例示するようにかみ合っているときに、ピニオンの
凸面１４ ２０の曲率半径１１６がかみ合う歯１１２の凹面１３０
の曲率半径１２６よりもはるかに小さいことが理解され
よう。それに加えて、ピニオンの歯１１０の凹面１２２
が歯１１４のかみ合う凸面１２８の曲率半径１２４より
もはるかに大きい曲率半径１１８を含む。かみ合う歯の
曲率半径のこれらの望ましくない程に大きい差異は、両
方の歯車部材に歯の凹面を形成するためにそれぞれのと
いし車の外側材料除去面が使用されかつ両方の歯車部材
の歯の凸面を形成するためにそれぞれのといし車の内側
材料除去面が使用されるので、交互の歯の側部を研削す
る工程中に発生することがある。

しかしながら、かみ合う１組の歯の一方の回転方向にお
いては、ピニオン部材の歯の凸面が歯車の歯の凹面とか
み合うことが必要であり、かつその反対の回転方向にお
いては、ピニオンの歯の凹面が歯車の凸面とかみ合うこ
とが必要である。したがって、両方の部材の歯の空間を
同時に研削するために既知の方法により歯の側部を交互
に研削する方法が使用されるとすれば、歯の両端おいて
、５ かみ合う歯面の間に過大な不整合１３２が生ずる。

第８図は第７図に示した改良されていない歯車およびピ
ニオンがかみ合って転動する場合に生ずる歯面の望まし
くない接触パターンを示す。線１３４は両方の部材往復
動し、別個のころがり角度において歯車およびピニオン
の歯面往復動し、瞬間的な接触線を表わしている。この
接触パターンは歯車の歯の長手方向において望ましくな
い程に短く、その結果、過大な接触応力を生じかつ使用
中に二つの部材往復動し、動力の伝達に乱れを生ずる。

さて、第７図について再び述べると、ダッシュ線１３６
および１３８は本発明により改良された歯車の歯１１２
および１１４のそれぞれの歯面を表わしている。歯車お
よびピニオンの歯のかみ合う歯面往復動し、不整合１４
０が大幅に減少していることを留意すべきである。第９
図は本発明の方法により得られると期待される歯面の望
ましい接触パターンを示す。瞬間的な接触線１４２の各
々は歯の長さの望ましい部分にわたって延びている。

第１１図には、本発明により意図されたさら形６ といし車２６および被加工歯車２０の相対運動を既知の
相対運動と対照して例示しである。さら形といし車２６
は、通常、その軸線７６のまわりに回転せしめられかつ
被加工歯車２０の面を横切って線４４に沿ってクレード
ルの軸線６６のまわりに前後に揺動せしめられる。しか
しながら、本発明の一つの方法によれば、被加工歯車２
０は、歯の長手方向にほぼ垂直に延びるクレードルの軸
線６６に全般的に沿う方向に、さら形といし車２６の揺
動と時限関係で往復動せしめられ、それによりといし車
２６が歯の空間の中心６８から離れたいずれか一方向に
揺動されるときに、被加工歯車２０が僅か引っ込められ
る。軸線６６に沿った被加工歯車２０の運動を例示する
ために、ダッシュ線で描いた被加工歯車の輪郭を使用し
ている。このような付加的な運動から生ずるといし車２
６の相対加工通路をダッシュ線４６で示しである。

第１２図には、被加工歯車２０の歯の空間の中央部に通
されたさら形といし車２６の横断面を示しである。とい
し車２６は、隣接した歯の側部を７ 加工するために該といし車の周囲に配置された内側材料
除去面１４８と、外側材料除去面１５０とを含む。とい
し車２６が例示した歯の中央の位置からクレードルの軸
線６６のまわりに前後に揺動するときに、被加工歯車２
０はといし車２６に対して距離りだけ引っ込められる。

距離りだけ引っ込められたこの被加工歯車の歯の空間の
端末位置は、第１２図にダッシュ線で示しである。この
引込み運動により、歯車の歯の両端の材料の除去量がよ
り少なくなる。被加工歯車のピッチ面１６０内で測定さ
れた被加工歯車の凹面の瞬間曲率半径１５２は、被加工
歯車をといし車２６に対して距離りだけ引っ込めたため
に、同一ピッチ面内の瞬間曲率半径１５４よりも僅か大
きい。それに加えて、被加工歯車の凸面の瞬間曲率半径
１５６は被加工歯車２０を距離りだけ引っ込めた後に得
られる瞬間曲率半径１５８よりも小さい。したがって、
被加工歯車２０がクレードルの軸線６６に沿ってさら形
といし車２６から引っ込められたときに、被加工歯車２
０の歯の凹面の曲率半径が減少しか８ つ被加工歯車２０の歯の凸面の曲率半径が増大する。

クレードルの軸線６６に沿った被加工歯車２゜の往復動
に対する被加工歯車２ｏの面を横切るさら形といし車２
６の揺動の定量的な関係は、第１３図および第１４図を
参照するとさらに十分に理解できよう。といし車２６を
クレードルの軸線６６のまわりに、例えば、角度ｑだけ
揺動させるときに、被加工歯車２０が特定の距離りだけ
引っ込められる。この関係はｑに関するｈに対する次の
ベキ級数の方程式により数学的に表わすことかできる。

３ ｈ＝ａＸｑ＋ｂｘｑ　＋ｃｘｑ　＋ｄｘｑ４・・・・式
中、計数ａからｄ等は、さら形といし車の運動と被加工
歯車の運動と往復動し、正確な関係を制御するために選
択される。単一または組み合わせて考えられたベキ級数
の次項は独立変数ｑに関するｈの特定の曲線を定義する
。偶数の次項（ｂ　Ｘ　ｑ　　、　　ｄｘ　ｑ　４等）
の各々は、ｒＵＪ字形の曲線の系の定義づけに寄与する
。また、奇数の９ 次項（ａＸｑ、ａＸｑ３等）は、「段」形の曲線の系を
定義している。

例えば、ピニオンの歯１１０内に同時に形成された歯を
ほぼ整合させる目的のために、ベキ級数の方程式を２次
項のみを含めるように下記のとおり短縮することができ
る。

ｈ＝ｂｘｑ２ この方程式は、といし車を歯の長さの中心位置、すなわ
ち、ゼロ位置６８のいずれか一方の側に揺動させるとき
にさら形といし車に対する被加工歯車の加速した引込み
を行うために２次項を含む。

第１４図の曲線１６２はｑに関するｈの２次曲線を表わ
している。この曲線は、前記の２次方程式によりカム７
２の半径をカムの回転角ｑに対してｈ（またはｈの倍数
）だけ増大するように、カム７２の表面上に形成するこ
とができる。したがって、被加工歯車２０を担持したス
ライダベース１６は、クレードルおよびそれに取り付け
られたカム７２を角度ｑだけ回転させるときに、増大す
る変化りだけ移動せしめられる。この特定の相対運０ 動の作用は、かみ合う歯面往復動し、長手方向の不整合
を減少することである。例えば、第７図のピニオンの歯
１１０とかみ合う歯車の歯１１２および１１４と往復動
し、不整合１３２は、といし車が歯の両端に接近すると
きにといし車が加速引込みされるために、符号１４０で
示した測定された不整合の量まで減少させることができ
る。

第１４図はベキ級数の方程式の４次項の曲線を表わす■
線１６４を例示している。第４図のダ・ソシュ線１６６
はベキ級数の方程式の２次項および４次項の合計から得
られた曲線を表わす。本発明の好ましい一実施例によれ
ば、ｑに関するｈのベキ級数は次の方程式により表わさ
れる。

ｈ＝ｂｘｑ２＋ｄｘｑ４ 第１４図から、曲線１６６に対して、４次項が２次項に
よるｑに関するｈの増大を緩和することに寄与すること
が理解されよう。換言すると、２次曲線１６２および４
次曲線１６４を組み合わせて曲線１６６を得ることによ
り、ｑをそのゼロ位置からいずれか一方の側（正または
負）に変化し３ま たときに、ｈの変化割合が増大し、その後りの変化割合
が減少する。この関係は、第１５図に例示した新しい型
式の不整合を生ずるためにさら形といし車と被加工歯車
と往復動し、相対運動を制御するために使用される。第
７図と比較すると、改良された歯の曲線１６８．１６９
とピニオンの歯１１０との間に測定された不整合１７０
が改良された歯の曲線１３６，１３８に付随した不整合
１４０よりもかなり大きいことに気付かれよう。しかし
ながら、第１５図においてかみ合う歯車の歯の中心部分
に向かって生ずる不整合は第７図と対比して僅か変化し
ている。第１５図におけるかみ合うピニオンおよび歯車
の歯面往復動し、接触パターンは第９図と対比して実質
的に変化していないけれども、歯の両端の付近に付加的
な不整合が与えられている。かみ合う歯車セットが使用
中に僅かに移動して整列状態からずれるかまたは大きい
負荷をうけたときに、この付加的な不整合がかみ合う歯
の中心に向かって接触パターンを維持することに寄与す
ると考えられる。

２ また、ベキ級数の４次項の係数ｄをベキ級数の２次項の
係数すのほぼ５倍から１０倍の範囲から選択しかつ反対
の符号を与えることが好ましい。

次式はこの好ましい関係に対する標本値を示す。

ｈ＝　（０，２２）　ｑ２＋　（−１，１０）　Ｘｑ’
ｑ　（ラジアン）　　　　　　ｈ（インチ）０ ＋／−０，１２２２０，００３０ ＋／−０，２４４４０，００９２ 本発明により形成された歯車の歯の接触パターンおよび
負荷挙動に対して特定の寄与をなすためにベキ級数の方
程式のその他の項を付は加えまたは代入することができ
ることは理解されよう。例えば、一般的なベキ級数の方
程式の３次項（ｃ×ｑ３）を使用して歯車の歯の一方の
端部に向かう接触パターンを長くし、一方歯車の歯の他
方の端部に向う接触パターンの長さを短くすることがで
きる。このようにして、歯車の歯に沿った接触パターン
の正確な位置を制御することができる。

また接触パターンの制御は、本発明により、回３ 転軸線１９６を有しかつ工具の周囲に二つの突起部１７
２，１７４を有するさら形といし車１７６（第１６図参
照）を使用して行なうことができる。

といし車１７６は、歯車の歯の対向側部を加工するため
にそれぞれの環状突出部に配置された内側材料除去面１
７８および外側材料除去面１８０を含む。被加工歯車の
歯の両端部から付加的な材料を除去してかみ合う歯の間
に望ましい不整合量を与えるためにクレードル軸線６６
に沿った被加工歯車１８０の往復動が使用される。第１
２図に示したようなさら形といし車の使用を含む説明と
対比して、といし車１７６が歯の中心位置１９８（第１
７図参照）から揺動して歯の両端において付加的な材料
を除去するときに、被加工歯車１９０がといし車１７６
に向かって前進せしめられる。

被加工歯車１９０がといし車１７６に対して距離ｈ′だ
け前進するために、ピッチ面１９２内で測定された被加
工歯車１９０の凹面の瞬間的な曲率半径１８２は同一ピ
ッチ面内の瞬間的な曲率半径１８４よりも僅か小さい。

それに加えて、被加工４ 歯車１９０のの凸面の瞬間的な曲率半径１８６は被加工
歯車１９０が距離ｈ′だけ前進した後の瞬間的な曲率半
径１８８よりも大きい。したがって、被加工歯車１９０
をクレードルの軸線６６に沿ってさら形といし車１７６
に向かって前進させるときに、被加工歯車１９０の歯の
凹面の曲率半径が増大しかつ被加工歯車１９０の歯の凸
面の曲率半径が減少する。

第１７図はクレードルの角度ｑの運動に対する被加工歯
車１９０の距離ｈ′の相対前進量を例示している。しか
しながら、この場合には、値ｈ′は加工通路１９４に沿
った歯の両端において付加的な材料が除去される負の値
であると考えられる。

この相対運動は下記のベキ級数の一般的な方程式の４次
項を使用して制御されることが好ましい。

ｈ’　＝ｄＸｑ’ この方程式は歯の両端に最大量の不整合を与えると共に
かみ合う歯の中央加工領域に最小量の不整合を維持する
ために使用することができる。この場合にかみ合う歯の
間に生ずる接触パターンは、５ 第９図に示した望ましい接触パターンから僅か異なって
いるが、上記の特殊の４次項の関係によって与えられる
歯の両端における付加的な不整合は、かみ合う歯に作用
する負荷が増大しかつ歯の整列不良を生じた場合に望ま
しい接触パターンを維持するように意図されている。

上記の例において、本発明の一般的な原理を説明したが
、かさ歯車およびハイポイド歯車の製造技術に精通した
技術者にとって明らかな小変更を行うことにより上記の
原理による多くのその他の組み合わせも可能である。例
えば、歯車の歯を構成する部材を既知の方法により形成
することができ、かつ歯車の歯面を適当に不整合にする
ためにピニオン部材を本発明の特徴である特殊の相対運
動により変更することができる。また、被加工歯車を固
定した状態に保ちながら本発明のさら形といし車を全体
としてクレードルの軸線に沿って前進させることも同様
に可能であろう。また、本発明の原理は、間欠的な割出
し操作を使用して別々に形成しうる型式のかさ歯車また
はハイポイド歯６ 車の歯または連続的な割出し操作を使用して歯車部材に
集合的に形成されるかさ歯車またはハイポイド歯車の歯
にも適用される。したがって、本発明に概説した原理は
、本発明において概説した特殊の相対運動により改良さ
れたはすばかさ歯車またはハイポイド歯車の歯を形成す
るための広範囲の応用を含むように意図されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例により構成された機械を部分
的に横断面で示した側面図、第２図はざら彫工具に運動
を伝達する駆動機構を例示した略図、第３図は被加工歯
車を割出しする駆動機構を例示した略図、第４図はカム
と接触した変位変換器の横断面図、第５図は有する長手
方向を移動するスライドと接触した変位変換器の横断面
図、第６図は第１図に例示した機械に使用される第４図
および第５図の変位変換器を含む制御回路を例示した図
、第７図は本発明による変型歯形と比較して、両方の部
材の隣接した歯の側部を既知の方法により同時に形成し
ようとする場合の各々のかみ７ 合う歯車部材を示したかみ合う歯の横断面図、第８図は
既知の方法を使用する場合に付随した第７図のかみ合う
歯往復動し、望ましくない接触パターンを示した歯車の
歯の側面図、第９図は本発明により得られる望ましい接
触パターンを示した歯車の歯の側面図、第１０図は第１
図の機械と組み合わされた工具サポートの部分正面図、
第１１図は被加工歯車の半径方向の平面を通る横断面を
示したさら彫工具と被加工歯車と往復動し、新規の作用
関係を例示した図、第１２図は被加工歯車の歯面に垂直
な平面内で被加工歯車と係合したさら彫工具の横断面図
、第１３図はさら彫工具の角位置と被加工歯車の相対直
線位置と往復動し、新規の関係を例示した図、第１４図
はベキ級数の方程式の２次項および４次項を例示したグ
ラフ、第１５図は一つの好ましい歯形の変型を示した第
７図に示した図と同様なかみ合う歯車の歯の横断面図、
第１６図は２個のさら形突起部を特徴とする工具の別の
形態の横断面図、第１７図はさら彫工具の角位置と被加
工歯車の相対直線位置と往復動し、別の関係を例示８ した第１３図と同様な図である。 １０・・・ベース、１２・・・工具サポート、１４・・
・有する長手方向、２６・・・といし車、２８・・・ク
レードル、３０・・・モータ、３２．３４・・・連結プ
ーリ、３６・・・連結ベルト、３８・・・歯車列、４０
・・・モータ、４２．４４・・・減速歯車、４６・・・
ウオーム、４８・・・ウオーム歯車、６６・・・クレー
ドル軸線、８０・・・モータ、８２．８４・・・減速歯
車、８６・・・ねじ、８８・・・ナツト、９０・・・ス
ライダ延長部。

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. （１）機械のベースと、前記ベースに装着された加工物
   サポートと、前記ベースに装着された工具サポートと、
   前記工具サポート内に軸支されたクレードルと、前記ク
   レードルが回転するように軸支された前記工具サポート
   を通るクレードルの軸線と、前記クレードルの軸線から
   偏位した位置において前記クレードル内に回転するよう
   に軸支されたさら形工具と、前記さら形工具を回転する
   装置と、前記工具を前記加工物サポートに対して前記ク
   レードルの軸線のまわりに相対揺動させる装置と、前記
   加工物サポートを前記工具に対して前記クレードルの軸
   線に実質的に沿った方向にしかも前記工具の加工通路を
   規制するための前記揺動装置と時限関係で相対往復動さ
   せる装置とを含み、前記時限関係が長手方向に湾曲した
   歯車のかみ合う歯面の間の長手方向の不整合を減少する
   ために前記クレードルの軸線のまわりに前記工具の相対
   角変位に対する前記クレードルの軸線に沿った前記加工
   物サポートの相対引込みにより規制されるようにした長
   手方向に湾曲した歯車を形成する機械。
2. （２）特許請求の範囲第１項に記載の長手方向に湾曲し
   た歯車を形成する機械において、前記加工通路がさらに
   前記クレードルの軸線のまわりの前記工具の相対角変位
   に相当する中心位置および両端位置により規制され、か
   つ前記時限関係がさらに前記中心位置と前記両端位置の
   各々との間の前記加工通路の第１部分に沿った前記工具
   の相対角変位の関数としての前記加工物サポートの相対
   引込み速度の増大により規制される長手方向に湾曲した
   歯車を形成する機械。
3. （３）特許請求の範囲第２項に記載の長手方向に湾曲し
   た歯車を形成する機械において、前記加工物サポートの
   相対引込み速度の前記増大に引続いて前記第１部分と前
   記両端位置の各々との間の前記加工通路の第２部分に沿
   った前記加工物サポートの前記相対引込み速度を減少さ
   せるようにした長手方向に湾曲した歯車を形成する機械
   。
4. （４）特許請求の範囲第３項に記載の長手方向に湾曲し
   た歯車を形成する機械において、前記さら形工具が隣接
   した歯の側部を同時に形成するために前記工具の周囲に
   配置された内側材料除去面および外側材料除去面を含む
   長手方向に湾曲した歯車を形成する機械。
5. （５）特許請求の範囲第１項に記載の長手方向に湾曲し
   た歯車を形成する機械において、前記加工通路がさらに
   クレードルの軸線のまわりの前記工具の相対角変位に相
   当する中心位置および両端位置により規制され、かつ前
   記時限関係がさらに前記クレードルの軸線のまわりの前
   記工具の相対角変位に関してベキ級数により決定される
   前記クレードルの軸線に沿った前記加工物サポートの相
   対引込みにより規制される長手方向に湾曲した歯車を形
   成する機械。
6. （６）特許請求の範囲第５項に記載の長手方向に湾曲し
   た歯車を形成する機械において、前記ベキ級数が前記中
   心位置と前記両端位置の各々との間の前記加工通路の第
   １部分に沿った前記加工物サポートの相対引込み速度の
   増大を規制するゼロでない２次係数を含む長手方向に湾
   曲した歯車を形成する機械。
7. （７）特許請求の範囲第６項に記載の長手方向に湾曲し
   た歯車を形成する機械において、前記ベキ級数が前記第
   １部分と前記両端位置の各々との間の前記加工通路の第
   ２部分に沿った前記加工物サポートの引込み速度の減少
   を規制するゼロでない４次係数を含む長手方向に湾曲し
   た歯車を形成する機械。
8. （８）特許請求の範囲第７項に記載の長手方向に湾曲し
   た歯車を形成する機械において、前記４次係数が２次係
   数の約５倍から１０倍でありかつ反対の符号を有する長
   手方向に湾曲した歯車を形成する機械。
9. （９）被加工歯車を加工物サポートに装着し、さら形工
   具を工具サポートに装着し、前記さら形工具を前記工具
   の実質的に中心を通る軸線のまわりに回転し、前記工具
   を前記加工物サポートに対して前記被加工歯車に形成し
   ようとする歯の長手方向に実質的に垂直に延びるクレー
   ドル軸線のまわりに相対揺動し、前記加工物サポートを
   前記工具に対して前記クレードルの軸線に実質的に沿っ
   た方向にしかも前記工具の加工通路を形成するための前
   記工具を揺動する前記工程と時限関係で相対往復動し、
   かつ長手方向に湾曲した歯車のかみ合う歯面の間の長手
   方向の不整合を減少するために前記クレードルの軸線の
   まわりの前記工具の相対角変位に対して前記クレードル
   の軸線に沿った前記加工物サポートの相対引込みを行う
   ように前記時限関係を制御する諸工程を含む長手方向に
   湾曲した歯車を形成する方法。
10. （１０）特許請求の範囲第９項に記載の長手方向に湾曲
    した歯車を形成する方法において、かみ合う１組の歯車
    の両方の部材の隣接した歯の側部が同時に形成されかつ
    前記部材の少なくとも一方に対して前記加工通路がさら
    に前記クレードルの軸線のまわりの前記工具の相対角変
    位に相当する中心位置および両端位置により規制され、
    かつ前記時限関係がさらに前記中心位置と前記両端位置
    の各各との間に規制された前記加工通路の第１部分に沿
    った前記工具の相対角変位の関数として前記加工物サポ
    ートの相対引込み速度を増大するように制御される長手
    方向に湾曲した歯車を形成する方法。
11. （１１）特許請求の範囲第１０項に記載の長手方向に湾
    曲した歯車を形成する方法において、前記加工物サポー
    トの相対引込み速度の前記増大に引続いて前記第１部分
    と前記両端位置の各々との間の前記加工通路の第２部分
    に沿った前記加工物サポートの相対引込み速度を減少さ
    せる長手方向に湾曲した歯車を形成する方法。
12. （１２）特許請求の範囲第１０項に記載の長手方向に湾
    曲した歯車を形成する方法において、前記さら形工具が
    隣接した歯の側部を同時に加工するために前記工具の周
    囲に配置された内側材料除去面および外側材料除去面を
    含む長手方向に湾曲した歯車を形成する方法。
13. （１３）特許請求の範囲第９項に記載の長手方向に湾曲
    した歯車を形成する方法において、前記加工通路がさら
    に前記クレードルの軸線のまわりの前記工具の相対角変
    位に相当する中心位置および両端位置により規制され、
    かつ前記時限関係がさらに前記クレードルの軸線のまわ
    りの前記工具の相対角変位に関してベキ級数により決定
    される前記クレードルの軸線に沿った前記加工物サポー
    トの相対引込みにより規制される長手方向に湾曲した歯
    車を形成する方法。
14. （１４）特許請求の範囲第１３項に記載の長手方向に湾
    曲した歯車を形成する方法において、前記ベキ級数が前
    記中心位置と前記両端位置の各々との間の前記加工通路
    の第１部分に沿った前記加工物サポートの相対引込み速
    度の増大を規制するゼロでない２次係数を含む長手方向
    に湾曲した歯車を形成する方法。
15. （１５）特許請求の範囲第１４項に記載の長手方向に湾
    曲した歯車を形成する方法において、前記ベキ級数が前
    記第１部分と前記両端位置の各々との間の前記加工通路
    の第２部分に沿った前記加工物サポートの引込み速度の
    減少を規制するゼロでない４次係数を含む長手方向に湾
    曲した歯車を形成する方法。
16. （１６）特許請求の範囲第１５項に記載の長手方向に湾
    曲した歯車を形成する方法において、前記４次係数が２
    次係数の約５倍から１０倍でありかつ反対の符号を有す
    る長手方向に湾曲した歯車を形成する方法。
17. （１７）被加工歯車を加工物サポートに装着し、さら形
    工具を工具サポートに装着し、前記さら形工具を前記工
    具の実質的に中心を通る軸線のまわりに回転し、前記工
    具を前記加工物サポートに対して前記被加工歯車に形成
    しようとする歯の長手方向に実質的に垂直に延びるクレ
    ードルの軸線のまわりに相対揺動し、前記加工物サポー
    トを前記工具に対して前記クレードルの軸線に実質的に
    沿った方向にしかも前記工具の加工通路を規制するため
    の前記工具を揺動する前記工程と時限関係で往復動し、
    長手方向に湾曲した歯車のかみ合う歯面の間の長手方向
    の不整合を減少するために前記クレードルの軸線のまわ
    りに前記工具の相対角変位に対して前記クレードルの軸
    線に沿った前記加工物サポートの相対変位を行うように
    前記時限関係を制御する諸工程を含み、前記加工通路が
    さらに前記クレードルの軸線のまわりの前記工具の相対
    角変位に相当する中心位置および両端位置により規制さ
    れ、前記時限関係がさらに前記中心位置と前記両端位置
    の各々との間に規制された前記加工通路の第１部分に沿
    った前記工具の相対角変位の関数としての前記加工物サ
    ポートの相対引込み速度の増大に引続いて前記第１部分
    と前記両端位置の各々との間の前記加工通路の第２部分
    に沿った前記加工物サポートの相対引込み速度の減少を
    行うように制御される方法により形成された長手方向に
    湾曲した歯を有するかさ歯車またはハイポイド歯車。