JPH038889B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は請求項１もしくは２の上位概念部に記
載した形式の、歯車の歯を仕上げ加工するための
装置に関する。

従来技術 本発明は例えば西ドイツ国特許出願公開第
3304980号等により公知である公知技術から出発
している。この公知の装置においてはワークと工
具とから成る対偶も案内歯車から成る対偶もそれ
ぞれ歯面遊びをもつて回転する。しかしながら両
方の対偶の歯面遊びは全体としては歯面遊びなし
に回転するように配置されている。例えば工具に
おいて左側の歯面が接触していると工具スピンド
ルに取付けられた案内歯車においては右側の歯面
が接触する。この公知の装置は直歯又は斜歯を有
する円筒歯車を仕上げ加工するためにしか適して
いない。

発明の課題 本発明の課題は公知の装置を改良し、直歯を有
する傘歯車も斜歯を有する傘歯車も仕上げ加工で
きるようにすることである。

課題を解決するための手段 本発明の課題は請求項１及び２に記載した装置
により解決された。傘歯車の歯車を砥石状の工具
を用いて、軸を交差させて仕上げ加工することは
米国特許第2942389号により公知である。しかし、
この場合には工具とワークとの間で歯が遊びなく
係合する純然たるホーン法での加工が行なわれ
る。遊びのない係合では、歯面遊びを有する転動
の場合とは異なつて、互いに噛合つている歯の両
歯面に力が生じる。該力は同じ瞬間に噛合つてい
る歯面の数に応じて変化する。この変化する力
は、工具が特別な形式で構成されていないと誤差
の原因となる。さらにこの形式の装置においては
工具を早期に使用不能にする破損が工具歯におい
て確認される。この破損の原因の１つは脆性の材
料が耐えることのできない交番力であり、別の原
因は工具歯がワークの歯溝に押込まれることであ
る。工具歯がワークの歯構内に押込まれることに
は種々の原因がある。工具の歯は超過寸法が大き
すぎ、つまり厚すぎるか又は損傷、例えば据え込
み部を有しているか又はワーク歯が先行した熱処
理に起因するひずみ（歯面方向誤差）を有してい
る。

発明の効果 特許請求の範囲第１項に記載された本発明の装
置によつて、前述の欠点を回避することがはじめ
て可能になつた。特に円筒形の直歯歯車もしくは
ねじ歯車として構成された案内歯車を、ワークに
対する工具の回動調節に利用できるということ
は、装置の構成を簡易化する。西ドイツ国特許出
願公開第3304980号により公知であるハイパボロ
イド形に形成された案内歯車ではこれは不可能で
ある。

本発明の課題の別の解決手段は特許請求の範囲
第２項に記載されている。西ドイツ国特許出願公
開第3304980号からは軸交差点に関しては該軸交
差点がワーク歯の中央に位置しかつ案内歯車と工
具とが相応にハイパボロイド形に形成できるとい
うことしか読取ることができない。この装置を傘
歯車の歯面を仕上げ加工するために用いることは
幾何学適な理由から不可能である。

本発明の装置は有利ではあるがこれに限られる
ことのない使用は、従来はいくらか不正確なラツ
プ及びホーン仕上げ又は費用のかかる研磨方法が
仕上げに用いられていた焼入れされた傘歯車に適
している。

次に本発明の６つの図面に示された３つの実施
例について説明する。

実施例 工作機械の略示されたフレーム２０内に支承さ
れたワークスピンドル１上には、加工されるべき
ワーク２（傘歯車）と案内歯車３とが互いに並ん
でかつ同軸的に支承されている。この両者は公知
機構によつて、回動不能かつ長手方向摺動不能に
しかし交換可能にワークスピンドル１上に取付け
られている。工作機械の略示された往復台２１内
に支承された工具スピンドル５上には、傘歯車と
して形成された歯付き工具６が回動不能かつ長手
方向摺動不能しかし交換可能に配設され、更に案
内歯車７が回動不能でしかし長手方向摺動可能か
つやはり交換可能に配設されている。この工具６
は砥石状の作業表面、即ち歯面を有しワーク２の
歯部とかみ合つている。案内歯車７と案内歯車３
とは円筒歯車又はねじ歯車である。両方の案内歯
車３，７は互いにかみ合つている。ワークスピン
ドル１及び工具スピンドル５の各軸線は距離を置
いて交差している。その所謂軸線交差点８（共通
の垂線）、即ち各軸線の距離が最も小さな個所は
案内歯車３，７の範囲内に位置する。軸交差角
を変えるために往復台２１が軸線交差点８を中心
に旋回可能（矢印方向２２）かつ位置固定可能で
ある。このための装置は従来の工作機械において
公知である。

図示の装置の大体は所謂プランジカツト法に基
づいて作動し、即ちワーク歯部の各歯面が該ワー
クに対する工具の長手方向摺動なしに加工、例え
ば研削加工される。従つて工具の転がり円筒がピ
ツチ平面内でワークの転がり円筒にぴつたりと着
いていることが必要である。更にワークの歯幅全
体が工具歯部によつて被われなければならない。
この両方の要求は、工具６とワーク２とがハイポ
イド歯車伝道装置の形式で協働せしめられている
と比較的容易に実現され得る。

案内歯車対偶の歯部自体は図示のように、交差
する軸線を有する通常の公知歯車装置の歯部に相
応している。この案内歯車は軸線交差点の位置に
応じてハイパボロイド形又は類似の形に形成され
ていると有利でありかつ、装置による加工質にと
つて有益である。装置の駆動のために、ワークス
ピンドル１上にモータ１０及び制動機構１１が配
設されている。また工具スピンドル５には制動機
構１２と遮断クラツチ１３とが配設されている。
これらの各機構は別の位置へも配置可能であり又
ははずみ車１４及び（又は）、工具スピンドル５
への別のモータ配設による補充も可能であり、こ
の各装置によつて、ワーク２は工具６の片面接触
状態のもとで加工可能である。

第２図には案内歯車７の歯溝が拡大図示され、
この歯構内に案内歯車３の歯がかみ合つている。
各歯面は左側で接触しており、右側にはバツクラ
ツシ（歯面間の遊び）が形成されている。第３図
には工具６の歯溝とワーク２の歯とがやはり拡大
図示されている。この場合は各歯面が右側で接触
し、他方で左側にバツクラツシが形成されてい
る。従つて図示の例ではワークの右側の歯面が加
工されており、その間に同軸的な案内歯車３の左
側の歯面が案内と支持とを行なつている。他方の
ワーク歯面を加工するためには両方の歯車対内の
相対位置が交換され、それによつて第２図上では
右側でまた第３図上では左側で各歯面が相互接触
せしめられる。駆動を行なう歯面、延いては駆動
される歯面を交換するためにはモータ１０の回転
方向が変えられ、そして遮断クラツチ１３が最初
は開かれ、歯面の交換後に再び閉じられる。制動
機構１１，１２はこの際に補助的に使用され得
る。

第１図には歯面交換の更に別の可能性が示され
ている。前述のように案内歯車７は長手方向摺動
可能に工具スピンドル５上に支承されている。こ
の矢印９の方向での長手方向摺動を実施するため
にモータ１６が配設されており、このモータ１６
は切換えフオーク１７を介して案内歯車７の付加
部１８に作用している。モータ１６がオン切換え
されると、案内歯車７が工具スピンドル５上を摺
動され、この際に該工具スピンドル５は有利に遮
断クラツチ１３によつて中断されて制動機構１２
によつて確保されている。歯の傾斜に規定されて
前記の矢印９の方向での長手方向摺動が、工具６
に対する案内歯車３，７と延いてはワーク２との
相対的な回転を惹起せしめる。

第４図及び第５図に示された各実施例において
は、各案内歯車がワーク２及び工具６と同様にか
さ歯車２５，２６として形成されている。この傘
歯車２５，２６はワーク・工具対偶２，６と軸線
交差点８との間に配置されるか（第４図）、又は
ワーク・工具対偶２，６の側から見て軸線交差点
８のそれぞれ反対側に配置されている（第５図）。
重要なのはどちらの場合でもワーク・工具対偶
２，６及び案内歯車対偶２５，２６がハイポイド
歯車伝動装置として形成されていることである。
ワークスピンドルの軸線２７の工具スピンドルの
軸線２８とは軸線交差点８において距離２９を置
いて交差している（第６図）。

第４図及び第５図においては明示化のために、
ワーク２と工具６と案内歯車対偶２５，２６とを
有する両方のスピンドル１と５のみが示されてい
る。第６図には第５図の装置が、矢印線で見た
第２の平面図において示されており（しかし第６
図は意味上は第４図に示された装置にも当てはま
る）、そこにはほぼ一般的であるいくつかの機構
も示されている。

工具スピンドル５は回転運動（工具とワークと
の間のかみ合い転動）のためのモータ３１によつ
て駆動可能である。工具６の歯部がワーク２を駆
動する。ワークスピンドル１は、工作機械技術に
おいて公知の図示されていない装置を以つて送り
モータ３４によつて各スピンドル１，５に対して
直角に駆動可能である（矢印２３の方向での深さ
送り）ワークホルダ３３によつて保持されてい
る。また他にも適切な送り手段が配設可能であ
る。案内機構、軸受及び類似の各機械部分も図示
されていない。

工具スピンドル５は工具ホルダ３５によつて保
持されている。この工具ホルダ３５は機械フレー
ム２０内に、前記スピンドル１，５に対して直角
に向けられた軸線３６を中心に旋回可能なように
支承されている。矢印２２の方向でのこの旋回運
動は旋回モータ３７によつて形成される。

ワークスピンドル１上には案内歯車２５が、ま
た工具スピンドル５上には案内歯車２６が配置さ
れている。両方の歯車２５，２６は互いにかみ合
つており、ワーク・工具対偶２，６の同じ歯車比
を有しかつ軸線交差点８（共同の垂線）の位置に
適合せしめられている。工具スピンドル５は切換
え可能なクラツチ３８によつて遮断可能である。
ワークスピンドル１上には制動機構３２又ははず
み板が配置されている。両方の歯車対はバツクラ
ツシを以つて作動し、即ち加工作業時には常に各
歯部のその都度の片面のみが重なり接触せしめら
れる。しかしこの両バツクラツシは、両方の歯車
対偶が協働することによつてバツクラツシなしに
作動するように、即ち同じスピンドルの一方の歯
車において例えば右歯面が接触している場合は他
当の歯車では左歯面が接触するように相互規定が
されている。作業する歯面の交換のためには切換
えクラツチ３８が短時間開かれ、そしてモータ３
１の回転方向が変換されるか又は図示されていな
い方向転換伝動装置がオン切換えされる。この場
合に制動機構３２又ははずみ板が所望の歯側面へ
の接触形成のために働く。

ワークホルダ３３の深さ送りはCNC制御機構
４１によつて制御されており、この制御機構４１
はそのためにインクルメントな発信器４４と増幅
器４３とを介して送りモータ３４と接続されてい
る。このCNC制御機構４１によつて軸線交差角
の調節が同時に制御される。このために該
CNC制御機構４１は、インクルメントな発信器
４４と増幅器４５とを介して旋回モータ３７と接
続されている。深さ送りと軸線交差角の調節は
相互依存して行なわれ、即ち深さ送り運動量のあ
る所定の長さ区分に、角度調節量がある十分に規
定された値を以つて対応せしめられるように、
CNC制御機構４１によつて各モータ３４，３７
が制御されている。CNC制御機構４１の代りに
NC制御機構又は他の適切な制御機構、例えば滑
子制御機構又は他の機械的、電気的、油圧式又は
液圧式の手段が用いられてもよい。

ワークホルダ３３の接近又は離動によつて距離
２９が変えられると、前述の制御部材によつて、
一方でワーク２と工具６そして他方で両方の案内
歯車３，７が互いに半径方向で次第に接近される
か又は互いに離動せしめられる。この制御手段が
ないとしたら、その接近又は離動は深さ送りの方
向２３でのみ行なわれ、歯かみ合いの誤差と延い
ては不正確な加工結果をもたらすであろう。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の３つの実施例を示すものであつ
て、第１図は本発明の第１実施例による装置を１
部分破断して示す略示斜視図、第２図は各案内歯
車の歯部を示す拡大部分図、第３図は同じくワー
クと工具との歯部を示す拡大部分図、第４図は本
発明の第２実施例による装置を示す部分斜視図、
第５図は第４図の例に対する変化形を示す部分斜
視図、第６図は第５図の装置を矢印方向で見た
斜視図である。 １……ワークスピンドル、２……ワーク（かさ
歯車）、３，７，２５，２６……案内歯車、５…
…工具スピンドル、６……工具、８……軸線交差
点、９，２２，２３……矢印、１０，１６，３１
……モータ、１１，１２，３２……制動機構、１
３……遮断クラツチ、１４……はずみ車、１７…
…切換えフオーク、１８……付加部、２０……フ
レーム、２１……往復台、２７，２８，３６……
軸線、２９……距離、３３……ワークホルダ、３
４……送りモータ、３５……工具ホルダ、３７…
…旋回モータ、３８……切換えクラツチ、４１…
…CNC制御機構、４２，４４……インクルメン
トな発信器、４３，４５……増幅器、……軸線
交差角。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 歯車状のワーク２の歯の右側歯面と左側歯面
   とを歯面交換して転動により順次仕上げ加工する
   ための装置であつて、工具スピンドル５の上に配
   置された歯車状の工具６を有し、該工具６の軸線
   がワークスピンドル１の上に配置されたワーク２
   の軸線と間隔をおいて交差（軸交差角）してお
   り、該工具６が砥石状の表面、つまり統一された
   方向に配置された切削エツジを備えてはいない表
   面を有しており、該工具６がワーク２の歯の一方
   の端面から他方の端面までワーク２と噛合うよう
   な軸方向の寸法を有しており、両方のスピンドル
   の軸間隔を調節するための装置と、軸交差角を
   調節するための装置と、両方のスピンドルの少な
   くとも一方を駆動しかつ少なくとも他方のスピン
   ドルを制動するための装置とが設けられており、
   さらに斜歯円筒歯車又はねじ歯車として構成され
   た２つの案内歯車３，７が設けられ、これらの案
   内歯車３，７の一方が工具６にかつ他方がワーク
   ２に同軸に連結されており、両方の案内歯車３，
   ７が互いに噛合つておりかつワーク２と工具６か
   ら成る対偶と同じ伝達比を有しており、転動する
   場合に、ワーク２と工具６とから成る対偶も案内
   歯車３，７から成る対偶も歯面遊びをおいて噛合
   い、一方の対偶において右側又は左側の歯面が接
   触するのに対し、他方の対偶においては他方の歯
   面が接触するようになつており、工具６と所属の
   案内歯車７との間およびワーク２と所属の案内歯
   車３との間又はそのいずれか一方に分離クラツチ
   が設けられており、切削量を調節しかつ歯面交換
   を行なうために工具６をワーク２に対して回動さ
   せる手段が設けられている形式のものにおいて、 工具６が傘歯車状のワーク２を加工するために
   傘歯車状に構成されており、工具６とワーク２と
   がハイポイドギアの形式で互いに噛合つており、
   軸交差点８が両方の案内歯車３，７の幅内に位置
   しており、両方の案内歯車３，７の少なくとも一
   方を他方の案内歯車に対して相対的に回動させる
   ために該案内歯車３，７が軸方向に移動可能でか
   つこのために駆動可能であることを特徴とする、
   歯車状のワークの歯を仕上げ加工するための装
   置。 ２ 歯車状のワーク２の歯の右側歯面と左側の歯
   面とを歯面交換して転動により順次仕上げ加工す
   るための装置であつて、工具スピンドル５の上に
   配置された歯車状の工具６を有し、該工具６の軸
   線がワークスピンドル１１の上に配置されたワー
   ク２の軸線と間隔をおいて交差（軸交差角）し
   ており、該工具６が砥石状の表面、つまり統一さ
   れた方向に配置された切削エツジを備えていない
   表面を有しており、該工具６がワーク２の歯の一
   方の端面から他方の端面までワーク２と噛合うよ
   うな軸方向の寸法を有しており、両方のスピンド
   ルの軸間隔を調節するための装置と、軸交差角
   を調節するための装置と、両方のスピンドルの少
   なくとも一方を駆動しかつ少なくとも他方のスピ
   ンドルを制動するための装置とが設けられてお
   り、２つの案内歯車３，７が設けられ、これらの
   案内歯車３，７の一方が工具６にかつ他方がワー
   ク２に同軸に連結されており、両方の案内歯車
   ３，７が互いに噛合つておりかつワーク２と工具
   ６とから成る対偶と同じ伝達比を有しており、転
   動する場合にワーク２と工具６とから成る対偶も
   案内歯車３，７から成る対偶も歯面遊びをおいて
   噛合い、一方の対偶においては右側又は左側の歯
   面が接触するのに対し、他方の対偶においては他
   方の歯面が接触するようになつており、工具６と
   所属の案内歯車３，７との間およびワーク２と所
   属の案内歯車３，７との間又はそのいずれか一方
   に分離クラツチが設けられており、切削量を調節
   しかつ歯面交換を行なうために工具６をワーク２
   に対して回動させる手段が設けられている形式の
   ものにおいて、 工具６が傘歯車状のワーク２を加工するために
   傘歯車状に構成されており、工具６とワーク２と
   がハイポイドギアの形式で噛合つており、両方の
   案内歯車２５，２６が傘歯車状に構成され、工具
   ６とワーク２とから成る対偶から見て軸交差点８
   の前又はこの軸交差点８の後ろに配置されてお
   り、軸間隔を調節する装置３４と軸交差角を調節
   する装置３７とが制御装置４１に接続されてお
   り、該制御装置４１による軸間隔の調節に応じ
   て、該制御装置４１により軸交差角が調節され、
   一方では工具６とワーク２とが、他方では傘歯車
   状の案内歯車２５，２６が半径方向で互いに次第
   に接近させられることを特徴とする、歯車状のワ
   ークの歯を仕上げ加工するための装置。