JPH04159017A - 研削装置 - 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」 本発明は横軸の砥石軸を持ち、水平な角テーブルを備え
、該砥石軸の軸方向に砥石と角テーブルに取付けた加工
物の相対移動による割出し動作が可能な研削装置に関す
る。

「従来の技術」 従来、ラック歯は焼入れ研削しないで用いられているが
近時はラック歯についても焼入れ、研削が行われるよう
になっている。ラック歯を研削するには１〜数歯の歯溝
に相当する形状の成形砥石を用いて行われる。このラッ
ク歯の研削の際には、ラックの長平方向の割出しを必要
とする。そこで角形のテーブルを持つ平面研削盤が用い
られるが、平面研削盤が必ずしも前記割出機能を備えて
いるとは限らないので、その場合は平面研削盤の角形テ
ーブル又は砥石台の送り装置に割出し機構を付設するか
、テーブル上に載置し加工物を取付ける治具に割出し装
置を設ける。

このようなラック研削においてラックの歯溝を所望の幅
とするため、従来は加工物から砥石を一定距離後退した
位置に砥石修正装置例えばロータリドレッサを備えて、
砥石成形を行ない、ロータリドレッサは摩耗量が非常に
少ないことに着目して、砥石をロータリドレッサから加
工物側へ数値制御装置を利用して砥石のロークリドレッ
サへの切込量を考慮した上一定位置へ送ることにより、
ラック歯の歯溝の幅を一定としていた。

「発明が解決しようとする課題」 上記のようにスＡ　七ｆｉｌ　ロータリドレッサは摩耗
は少ないにしても若干の摩耗がある。（２）砥石台の熱
変形及び砥石台の摺動面の油膜の厚さによる砥石台の変
位がある。（３）テーブルの熱変形、テーブルを支持す
る摺動面の油膜の厚さの変化によるテーブルの浮上りが
ある。（４）ロータリドレッサの熱変形、取付部の弾性
変形等の原因でもって加工物のラックの溝幅が加工物に
よってばらつく等の問題点がある。

本発明の第１の発明は上記のような砥石修正位置から加
工物への砥石移動による切込み量のばらつ宰がない多数
の溝を有する加工物の該溝を研削する研削装置を提供す
ることを目的としている。

本発明の第１の発明によれば計測装置は加工物の溝の両
側の面に触針が接するようになっており、計測装置は機
台に固定されているので、計測装置は不動位置に有り、
従来のロータリドレッサによる砥石修正位置を基準とし
て砥石台を移動してラック溝への切込深さを定める方法
に比較して、測定精度は格段に向上する。然し乍ら、本
願第１発明によれば以下のような課題がある。次に本発
明の第１の実施例の図面を用いて説明する。

第３図は第２図の一部拡大図である。加工物Ｗはその取
付面１５からピッチ線１６（必ずしもピッチ線でなけれ
ばという訳ではないが説明を簡単にするためピッチ線と
する。）までの距離Ａが正確に加工されなければならな
い。従って加工物Ｗは治具１４の基準面１３に密接して
取付けられ、該基準面１３はテーブル３の治具取付面と
は平行である。そして加工物Ｗの長手方向は治具１４の
長手基準面１７に加工物Ｗの端面を当接することにより
仮位層状めされ更に、治具１４を移動するロケート装置
で正確に位置決めされている。定寸ゲージ１２による計
測は触針ＧＦ２．　ＧＦ３を加工物Ｗの溝（谷）のピッ
チ点Ｐ２．Ｐ３に直角に当てピッチ点Ｐ２．Ｐ３の法線
方向寸法から制御装置１０での演算により溝幅Ｂが求め
られる。

上記のように加工物Ｗは機台に固定された定寸ゲージに
より測定されるため、従来砥石修正装置位置を基準位置
として、該位置から砥石移動を行う場合の砥石修正工具
摩耗及び砥石移動量のばらつき砥石修正装置の変形によ
る砥石修正工具の変位及び砥石台の変位によるラック溝
の誤差は一掃される。これによって、従来砥石修正工具
の摩耗を常時注目していなければならず、且つ、加工物
を取外した後に製品検査でラック溝幅を別途検査が必要
であるという点が一切解消する程度に測定精度は向上し
た。処が定寸ゲーン１２で計測する加工物Ｗの位置はテ
ーブル３の案内との間の油膜の厚さの変化による浮き上
り量の変動、テーブル３及び治具１４の温度変化により
テーブル３の治具取付面に直角方向の２軸方向に変位す
る。そのため、定寸ゲージ１２の触針ＧＦ２．　ＧＦ３
はピッチ点Ｐ２．Ｐ３からラック溝ＷＧの深さの方向に
おいて離れた位置を計測し、その点における溝幅が一定
値Ｂとなるように加工されるのでピッチ線１６上におけ
る溝幅Ｂが所定寸法にならないという欠点があった。

上記のような加工物Ｗ位置の変動は主とじて温度に依存
しているので研削液が定常温度となるまでウオームアツ
プすることにより緩和されるけれども、研削負荷、室温
等の変動により、変動があるので尚正確なラック溝の形
成は困難である。

本発明の第２の発明は上記のようなテーブルの浮き上り
や、テーブル、治具、及び機台等の変形による加工物と
砥石間の相対変位による影響を受けないラック等の割り
出し溝を有する部材の研削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」 本発明の第１の発明は横軸の砥石軸と角形のテーブルを
持ち、砥石軸の軸方向に砥石と加工物を相対移動して加
工物に形成する複数の溝の割り出し装置を配設し、加工
物に形成した前記溝幅を計測する計測装置を機台に固定
した不動部材に取付けた研削装置であって、前記計測装
置は加工物がテーブルの研削のため送り方向の移動によ
り、研削送り行程範囲外で加工物に作用する位置に配設
され加工物の一つの溝の一定深さにおいて、該−つの溝
の両側の面にほぼ法線方向に向って移動可能に当接する
触針を有し、前記触針位置の変位から加工物の溝幅を演
算する制御装置を備えたことを特徴とする研削装置であ
る。

本発明の第２の発明は横軸の砥石軸と角形のテーブルを
持ち、砥石軸の軸方向に砥石と加工物を相対移動して加
工物に形成する複数の溝の割り出し装置を配設し、加工
物に形成した前記溝幅を計測する計測装置を機台に固定
した不動部材に取付けた研削装置において、加工物の切
込方向変位量検出手段を機台に固定した不動部材に備え
たことを特徴とする研削装置である。

「実　施　例」 以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。

第１図は平面研削盤の一例を示す正面図、第２図は第１
図の側面図である。機台１上には第２図の紙面に直交す
る方向の案内２が設けられ、該案内２にテーブル３が案
内され、図示されない駆動装置によって往復動出来るよ
うになっている。テーブル３の傍で機台１に立設したコ
ラム４の上下方向の案内５にはサドル６が滑合し、コラ
ム４に設けた図示されない送り装置により上下方向に位
置を調整可能となっている。サドル６には案内２．５に
対して直交する案内７が設けられ、該案内７には砥石台
８が滑合している。砥石台８は図示されない割出し機能
を備えた送り装置により、第２図で左右、第１図で第１
図の紙面に直交する方向に位置を調節可能となっている
。砥石台８には案内７と平行な砥石軸９が回転駆動され
るように設けてあり、砥石軸９には加工物Ｗのラック溝
ＷＧと同形状の半径方向断面を持つ成形された砥石１１
、が固定されている。本実施例ではラック溝ＷＧの７歯
分の成形砥石となっている。コラム４には加工物Ｗのラ
ック溝ＷＧを計測する計測装置として定寸ゲージ１２が
取付アーム１９、取付アーム１９に固定したスライドベ
ース２２、スライドベース２２に滑合した上下スライド
２３を介して取付けられており、その触針ＧＦ２．　Ｇ
Ｆ３がラック溝のＷＧの歯面に接触するようになってい
る。テーブル３が第１図の矢印イ方向に送られ、砥石１
１はサドル６を下降して切込まれ、テーブル３に治具１
４を介して取付けられた加工物Ｗのラック溝ＷＧがテー
ブル３の往復動に従って切込みを与えて研削され、更に
テーブル３は矢印イ方向に進んで加工物Ｗは定寸ゲージ
１２でラック溝ＷＧの溝幅が計測される。

計測された溝幅が所定寸法より小さい間は定寸ゲージ１
２から制御装置１ｏに入力された信号により制御装置１
０はサドル６の図示されない上下送り装置に信号を送り
、サドル６を下降して砥石１１を加工物Ｗに切込み、溝
幅が所定寸法Ｂ（第３図参照）となるとサドル６の切込
み送りは停止され、次のラック溝への割出しく本実施例
ではラック溝ＷＧ７歯分を送ることになる。）が砥石台
８の送り装置によって行われる。

次に本発明の第２の発明の実施例について説明する。第
４図は正面図、第５図は第４図の構成部材の一部を外し
た側面図、第６図は第４図の平面図である。機台１、角
形のテーブル３、コラム４、サドル６、砥石台８、定寸
ゲージ１２等は前記実施例と同構成であり、重複を避は
説明を省略する。

定寸ゲージ１２をコラム４に取付けるため、コラム１２
にはボルト１８により、取付アーム１９が固定され、取
付アーム１９にボルト２１により定寸ゲージ１２の位置
調整を行うための上下方向のスライドベース２２が固定
され、スライドベース２２に上下スライド２３が滑合し
、上下スライド２３にボルト２８により定寸ゲージ１２
が固定され、スライドベース２２とスライド２３間に設
けたねじ送り装置２４によって定寸ゲージ１２は上下位
置を調整可能に取付けられている。取付アーム１９の先
端はテーブル３上方へ延在しており、これによって定寸
ゲージ１２は加工物Ｗに作用する位置に配設されている
。取付アーム１９にはブラケット２５を介して治具１４
のテーブル３表面に平行な面に触針ＧＦＩが接する変位
検出手段として定寸ゲージ２６が設けられている。第３
図に示すように砥石１１の或１歯の幅方向の中心は定寸
ゲージ１２の触針ＧＦ２．　ＧＦ３間を三等分する位置
を通っている。

第５図、第７図に示すように定寸ゲージ２６の触針ＧＦ
Ｉは計測位置において治具１４上に取付けられた基準ブ
ロック２７上面を測定するようになっている。基準ブロ
ック２７の取付はテーブル３上面でもよく、テーブルに
取付けられた他の部材のテーブル上面と平行な面に取付
けてもよい。

定寸ゲージ１２は第７図に示すようにラック溝ＷＧの歯
面に法線方向寸法を夫々計測することにより、ラック溝
ＷＧの溝幅を制御装置２０で計算するようになっている
。従って、触針ＧＦ２．　ＧＦ３の計測値をＧ２．Ｇ３
としたときに計測値Ｇ２＋Ｇ３が一定値となるように管
理される。

加工物Ｗは従来例同様に研削される。ただし、本例では
ラックの７歯を同時に研削する成形砥石１１が用いられ
る。研削後、テーブル３を送って加工物Ｗを計測位置へ
移動すると定寸ゲージ１２はラック溝ＷＧのピッチ点Ｐ
２゜Ｐ３に触針ＧＦ３．　ＧＦ３が接触し、定寸ゲージ
２６の触針ＧＦＩが基準ブロック２７に接触し、夫々計
測が行われる。令弟８図に示すように加工物Ｗがデープ
ル３、治具１４等の変形により実線位置で示すようにピ
ッチ点Ｐ２．Ｐ３に定寸ゲージ１２の触針ＧＦ２．　Ｇ
Ｆ３が接すべき処、図示２点鎖線で示すようにＣだけ加
工物Ｗが変位したとするとラック溝ＷＧのピッチ点Ｐ２
．Ｐ３に立てた法線が変位後のラック溝の歯面を切る点
Ｐ２’、　Ｐ３’に触針ＧＦ２．　ＧＦ３が接触する。

従って第１実施例であると制御装置１０で演算した溝幅
は一定の寸法Ｂに達しないとして制御装置１０は切込み
を続行させてしまい、第９図に示すようにＰ２．　Ｐ２
’＝Ｃ５ｉｎ　ａ　（ａ＝圧力角）だけ切込みが過剰と
なる。本願第２発明では定寸ゲージ２６は基準ブロック
２７の変位Ｃを計測しこの信号は制御装置２０に入力さ
れ、所望の計測値Ｇ２＋Ｇ３から２Ｃｓｉｎａを減じた
値Ｇ２＋Ｇ３−２Ｃｓｉｎ　ａ＝ｆ　（Ｂ）が計算され
、定寸ゲージ１２の触針ＧＦ２．　ＧＦ３が実際に計測
した値Ｇ２’＋Ｇ３’と比較し、一致する点で砥石切り
込みを停止する。

尚Ｘ軸方向の加工物Ｗの割出し方向の取付誤差及び温度
変化による変位りに対しては第１０図に示すようにＧ２
＋Ｇ３の演算を行うので自動的に補正される。即ち、Ｅ
＝Ｆ従って（Ｇ２−Ｆ）　十（Ｇ３＋Ｅ）＝Ｇ２＋Ｇ３
となる。この点は第１実施例についても同様である。

実施例に用いられた平面研削盤は機台にコラムが固定さ
れ、上下動できるようにコラムにサドルが取付けられ、
サドルにサドル及びテーブルの夫々の運動方向に直角方
向に運動できる砥石台を備え、砥石台はこの運動方向と
同方向の砥石軸を備え、テーブル上に設けた加工物の取
付用の治具をラックのピッチ毎の割出しが出来るものと
したが、テーブルが長手方向に対して直角方向に割出し
送りが可能な平面研削盤にも適用出来る。又、コラムが
機台に対して上下動する形式の平面研削盤では各計測装
置はコラムに取付けないで機台に固定した不動の部材に
取付けることになる。

実施例は基準ブロックを用い間接に加工物の切込方向変
位を計測したが、加工物のブランクが研削されるべきラ
ック歯の切込方向に対して正確な基準となり計測器の触
針の作用可能な面があれば、この基準面を用いると一層
正確に寸法が管理される。

［発明の効果］ 本発明の第１の発明は横軸の砥石軸と角形のテーブルを
持ち、砥石軸の軸方向に砥石と加工物を相対移動して加
工物に形成する複数の溝の割り出し装置を配設し、加工
物に形成した前記溝幅を計測する計測装置を機台に固定
した不動部材に取付けた研削装置であって、前記計測装
置は加工物がテーブルの研削のため送り方向の移動によ
り、研削送り行程範囲外で加工物に作用する位置に配設
され加工物の一つの溝の一定深さにおいて、該−つの溝
の両側に面にほぼ法線方向に向って移動可能に当接する
触針を有し、前記触針位置の変位から加工物の溝幅を演
算する制御装置を備えたことを特徴とする研削装置とし
たから、砥石修正工具位置を基準にして所要量砥石を移
動して加工物に切込む場合のように砥石修正工具の摩耗
、砥石修正工具の変位、砥石台の変位、砥石台を移動す
る場合の移動量のばらつきに基ずく、切込み誤差がな（
なり、実用上正確な加工物の溝幅を計測できる。

本発明の第２の発明は横軸の砥石軸と角形のテーブルを
持ち、砥石軸の軸方向に砥石と加工物を相対移動して加
工物に形成する複数の溝の割り出し装置を配設し、加工
物に形成した前記溝幅を計測する計測装置を機台に固定
した不動部材に取付けた研削装置において、加工物の切
込方向変位量検出手段を機台に固定した不動部材に備え
たことを特徴とする研削装置としだから、テーブル、治
具等の変形、変位により生ずる加工物と砥石の関係位置
はテーブルの加工物取付面の変位計測手段により把握さ
れ、割出し溝の計測の補正が出来、加工物Ｗの割出し溝
を正確に形成出来るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の正面図、第２図は第１図の側
面図、第３図は第１図の一部拡大図、第４図は本発明の
第２の実施例の正面図、第５図は第４図の側面図、第６
図は第４図の平面図、第７図は第５図の一部拡大図、第
８図は加工物Ｗの変位と計測の関係を示す説明図、第９
図は第８図のＡ部拡大図、第１０図はラック溝長平方向
変位に対する説明図である。 Ｗ・・加工物　ＷＧ・・ラック溝　Ｐ２゜Ｐ３・・ピッ
チ点　Ｐ２’、　Ｐ３″・・歯面を切る点　Ｇ２．Ｇ３
・・計測値　ＧＦＩ、　ＧＦ２．　ＧＦ３　・・触針　
１・・機台　２・・案内　３・・テーブル　４・・コラ
ム　５・・案内　６・・サドル　７・・案内　８・・砥
石台　９・・砥石軸１０・・制御装置　１１・・砥石　
１２・・定寸ゲージ　１３・・基準面　１４・・治具１
５・・取付面　１６・・ピッチ＃！　１７・・長手基準
面　−１８・・ボルト　１９・・取付アーム　２０・・
制御装置　２１・・ボルト２２・・スライドベース　２
３・・上下スライド　２４・・送り装置　２５・・ブラ
ケット２６・・定寸ゲージ　２７・・基準ブロック２８
・・ボルト。 特許出願人　　株式会社日平トヤマ 代　理　人　　　新　　井　　一部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、横軸の砥石軸と角形のテーブルを持ち、砥石軸の軸
   方向に砥石と加工物を相対移動して加工物に形成する複
   数の溝の割り出し装置を配設し、加工物に形成した前記
   溝幅を計測する計測装置を機台に固定した不動部材に取
   付けた研削装置であって、前記計測装置は加工物がテー
   ブルの研削のため送り方向の移動により、研削送り行程
   範囲外で加工物に作用する位置に配設され加工物の一つ
   の溝の一定深さにおいて、該一つの溝の両側の面にほぼ
   法線方向に向って移動可能に当接する触針を有し、前記
   触針位置の変位から加工物の溝幅を演算する制御装置を
   備えたことを特徴とする研削装置。 ２、横軸の砥石軸と角形のテーブルを持ち、砥石軸の軸
   方向に砥石と加工物を相対移動して加工物に形成する複
   数の溝の割り出し装置を配設し、加工物に形成した前記
   溝幅を計測する計測装置を機台に固定した不動部材に取
   付けた研削装置において、加工物の切込方向変位量検出
   手段を機台に固定した不動部材に備えたことを特徴とす
   る研削装置。