JPH05212616A - 振分け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 歯車研削において、割出し振分けの精度、作
業速度を向上する 【構成】 コンピュータ制御されるモータ１６にて被加
工歯車２０が位置決めされる。研削ホイール３０に対し
て所定の角度関係にある探査プローブ３８が、歯みぞの
長さ方向に一定の間隔をおいた複数のポイントでの一連
の探査工程の各工程の際に、歯みぞ内で任意に位置決め
される。各ポイントでの探査工程において、歯車２０が
反対方向に回転することで、探査プローブ３８は隣接す
る歯面Ｆａ、Ｆｂにより作動して歯車２０の角度位置を
検出し、コンピュータが２つの角度位置の角度差の１／
２値を算出する。続いて、コンピュータは、間隔をおい
た複数のポイントのそれぞれで測定された角度差の１／
２値を平均し、振分けられた研削位置を決定する。続い
て歯車２０は、研削作業を受けるために振分け位置へと
回転する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は振分け装置に関する。

【０００２】

【従来の技術とその問題点】円筒状（スパーまたはヘリ
カル）歯車の研削工程には、高度の精密技術が要求され
る。一般的には、歯車の歯の形状および位置に関して極
限の精度を要求される航空機および精密機械用歯車に、
この種の研削工程が利用される。一般的に、歯車研削工
程において、研削ホイールの周部は、隣接する二つの歯
の間の歯みぞの横断面形状となる様に形成される。研削
ホイールは、被研削面に要求される表面速度を発生でき
る様に回転される。一方、研削ホイールの周囲は歯みぞ
そのものであり、かつ、相対的軸方向横移動によって、
同時にかつ漸進的に両フランク面の一端から他端までを
研削する。

【０００３】スパー歯車の場合、歯車軸に垂直に研削ホ
イールが設置され、この研削ホイールは、軸方向への移
動中に回転しない様に固定される。一方、ヘリカル歯車
の場合は、研削ホイールは要求されるネジレ角度に設置
され、歯車は軸方向に回転する様に制御され、ネジレを
発生する。

【０００４】肌焼き歯車の総形研削には、更に重大な問
題点が存在する。経済的見地から、総形研削される歯に
おいて、歯みぞの対向両側面から均等量の原材料を除去
することが望ましい。しかしながら、歯車の歯を肌焼き
する場合には、均等量の原材料の除去がより必要な条件
となる。仮に研削ホイールが歯みぞの中心に正確に設置
されていない場合は、一方の歯みぞを適正に研削しよう
とすると、他方の側面から必要以上の原材料が除去さ
れ、かつ、場合によっては、肌焼き分が他方の歯面から
除去される。

【０００５】歯みぞ内での研削ホイールの心出し工程
は、「振分け」と称され、典型的には、ホイールと歯み
ぞの両側面との間の初期接触を、オペレーターが目視ま
たは当接音で同時に判断していた。

【０００６】従来、歯車回転と、歯車・研削ホイール間
の相対的な軸方向移動との関係は、精密に研削されたリ
ード棒およびナット機構、すなわち、いわゆるサインバ
ーおよび従動体の機構として、米国特許第3,440,769 号
に開示される先行技術を用いて、機械的に成立させてい
た。この米国特許は、サインバーを調節して歯車の回転
を精密に制御することで、振分けを行う手段を示してい
る。

【０００７】従来、歯車の歯数に等しい等間隔の切欠部
を有する、精密研削された割出し板を用いて、歯車に機
械的に割出し回転を付与することも、通例であった。割
出し板は歯車とともに回転できるように接続され、歯車
は、割出し板に対し、精密に一歯分の割出しスペースだ
け進められて、切欠部内でドッグまたはフィンガーを用
いて所定位置に固定される。

【０００８】一方、上記歯車を、あらかじめ設定され、
プログラムされ、あるいはコンピュータ処理された位置
に円周方向に秒単位に正確に回転させるために、コンピ
ューター数値制御（ＣＮＣ）システムを導入した電動機
が新たに適用されている。この電動機は、上記歯車を、
その精度で、所定位置から他のいずれの位置にでも回転
させることが可能である。従って、従来技術の果し得な
かった高精度を以って、コンピューター制御により割出
し機能を果すことが可能である。

【０００９】更にまた、上記歯車と研削ホイールとの間
の軸方向移動に時間的に関連した歯車回転を、そのよう
な軸方向移動によって制御することが可能である。歯車
または研削ホイールの、歯車軸に平行な方向への移動
を、電気的ピックアップ手段で検出できる。この電気的
ピックアップ手段は、コンピューターの適正なプログラ
ムに基き、上記電動機を作動し、軸方向移動とタイミン
グを合致させて歯車を回転させて、所望のら旋角度を生
成させる。更に詳説すれば、当該加工用歯車の瞬間的角
度位置は、当該歯車および研削ホイールの、歯車軸に対
して平行な方向への相対的移動に関する相対的位置の最
大精度に関連するものである。

【００１０】従って、歯車の振分けおよび相対的移動に
関し同期した回転は、コンピューター数値制御により与
えられ、この結果、機械的に操作される割出し板および
リードバーまたはサインバーを除去できる。

【００１１】本出願人に譲渡された米国特許第4,755,95
0 号に依れば、歯車回転のためのコンピューター数値制
御を付属設備と結合させることで、より一層精度および
作業速度を高めた振分けを行い得る自動歯車研削機を提
供できる。

【００１２】これにより、準備時間を短縮し、かつ振分
けの精度を高めた新規なＣＮＣ歯車研削機が提供され
た。歯車の歯は既に切削された状態にあるため、上記研
削ホイールの両側面によって均等な量の研削代が除去さ
れる様に、この研削ホイールを歯みぞに位置決めするこ
とが要求される。米国特許第4,755,950 号の発明以前に
おいては、オペレーターが手作業でこの研削ホイール位
置決め作業を行っていた。この手作業での位置決めは、
各歯車を機械に設置するときのセットアップ時間の一部
分と考えられていた。

【００１３】前述の説明で分かる様に、米国特許第4,75
5,950 号の発明は、改良された振分け式のＣＮＣ歯車研
削機を提供するものであり、改良の結果、セットアップ
に要する時間を短縮し、その分、生産性が向上する。更
には、この改良された振分け操作は、従来の手作業によ
る位置決め処理よりもはるかに精度が向上し、確実に平
均研削時間を短縮できる。更には、所望の数の歯みぞに
ついての円周方向の角度幅を検出でき、これにより、円
周方向の角度幅の平均値が求められ、かつ、すべてのイ
ンデックス位置に対応する、歯車の平均的で適正な振分
け位置が決定される。

【００１４】このことは、歯車の各歯みぞに出入自在の
研削ホイールの位置に対応して正確に配置された高感度
の探査プローブを用いることにより、達成される。簡単
な場合においては、この探査プローブの中心は、歯車円
周上において研削ホイールと同一の角度位置にある。こ
の探査プローブの先端は、接触タイプでも非接触タイプ
でもよい。タッチトリガー（ＴＴ）タイプのプローブ
が、優れた効果をもたらす。

【００１５】ある歯みぞに対向する歯面間のスペースよ
り寸法の小さいボール形状の先端を有する探査プローブ
が、この歯みぞ内で位置決めされる。次に、一方の歯の
フランク面が探査プローブを作動させるまで歯車が一方
向に回転され、そして、この歯車の角度位置（０ａ°）
がコンピューターに記録される。次に、０ａ°からこの
歯車の回転方向が反転され、隣接のフランク面が探査プ
ローブを作動させるまでこの反転が継続される。そして
その瞬間における歯車の角度位置（０ｂ°）がコンピュ
ーターに記録される。続いて、この２つの回転位置の差
（０ａ°−０ｂ°）が計算され、その値の１／２に等し
い円弧の分だけ、コンピューター制御によって歯車が反
転される。この時点で、ボール先端の中心すなわち研削
ホイールは、歯みぞの中心にあり、従って、正確な振分
け条件が満たされる。

【００１６】コンピュータに所要データを記録している
限り、探査プローブの位置は、研削ホイールの位置から
円周方向に間隔をおいたものであってもよい。同様に、
歯車の軸方向における探査プローブの位置をコンピュー
ターに記録することにより、ヘリカル歯車を使用する場
合でも、探査プローブを研削ホイールに螺旋状に整合で
きる。

【００１７】振分けの精度を一層高めるため、歯みぞに
おける所要の数に対応して、０ｂ°および０ｂ°に相当
する数値の決定を多数行うことができる。コンピュータ
ー制御された歯車位置決め装置により得られる高精度の
振分け効果を勘案して、０ａ°−０ｂ°に相当する差値
の平均値のみならず、フランク面の位置の理論値からの
変化も、計算することができる。

【００１８】研削工程は最後に探査された歯みぞから始
められ、他の歯を研削するための、全てのさらなる歯車
の振分けは、０ａ°−０ｂ°に相当する差値の平均値に
基き、かつ歯車の歯どうしの間隔の変化に対応した、歯
車の歯の正確かつ適正な角度位置に基づいて行われる。

【００１９】仮に探査プローブを都合よく研削ホイール
の面上に設置できず、または探査プローブを研削ホイー
ルとら旋状に整合できない場合には、探査プローブと研
削ホイールとの間の角度変位をコンピュータに記録す
る。この角度変位値は定数であるので、探査プローブに
よるすべての振分け測定値は、探査プローブと研削ホイ
ール間の一定した角度変位値により修正される。しか
し、この修正は、コンピュータによって得られる正確な
振分け結果に基いて、自動的に行われる。

【００２０】

【発明の開示】本発明は、米国特許第4,775,950 号の発
明の改良発明であって、歯みぞの長さ方向に沿った単一
ポイント上におけるその歯みぞのみを探査するのではな
く、歯みぞ内の複数のポイントを探査する。各探査対象
点においては、フランク面が探査プローブを作動させる
まで、歯車は反対方向へ回転される。そして０ａ°およ
び０ｂ°の２つの角度位置がコンピューターに記録さ
れ、これに基き、コンピューターはこの２つの角度位置
の差の１／２値を計算する。引続き、コンピューター
は、各点で計測された各角度差の１／２値の平均値を計
算し、振分けられた研削位置を算出する。複数の間隔ポ
イントで探査を行うのは、ホブ切りまたは熱処理により
発生する歯車の偏差による誤差を平均するためである。
好ましくは、歯みぞの長さ方向に沿った数個所のポイン
トで容易に探査を行えるように、探査プローブは歯車の
径方向の進路に沿って歯みぞ内に進入される。

【００２１】

【実施例】まず図１において、歯車Ｇの２枚の歯Ｔａお
よびＴｂ間の歯みぞの内部に、研削ホイールＷの位置が
示される。図１において、未研削の複数の歯が実線で示
される。一方、研削ホイールＷの周囲の研削後の歯位置
が破線ＷａとＷｂで示される。図１に示す実線と破線Ｗ
ａおよびＷｂとの間の歯の材料が研削代である。歯車の
軸心に平行な方向に沿って、歯車Ｇおよび研削ホイール
Ｗが相対的に一回だけ移動することによって、この研削
代が歯のフランクから除去される。歯ＴａおよびＴｂの
フランクの底部外形を示す実線と、破線ＷａおよびＷｂ
との間の部分の深さが、各歯みぞの両側においてそれぞ
れ等しい場合には、適正な振分けが達成されている。

【００２２】ヘリカル歯車の場合、研削ホイールは、歯
車のら旋状角度に対応して設置され、さらには、歯車軸
に沿った歯車と研削ホイールとの間の相対的移動は、歯
車と研削ホイールと間における移動に同期した相対的回
転によって達成され、これにより、歯車の回転によっ
て、要求されるら旋が都合よく生成される。

【００２３】さらに明らかに、各歯みぞは別個に研削さ
れ、よって各工程の終了後に、歯車は回転により割出さ
れ、他の歯みぞが研削ホイールと整合される。既に述べ
た様に、従来の振分け作業は、各歯車のセットアップの
際の典型的に本質的な手作業であった。回転中の研削ホ
イールは歯車の半径方向に移動されて歯みぞに入れら
れ、この研削ホイールが両歯面に同時に最初に接触する
まで、歯車の角度が調整されていた。スパークにより視
覚的に、または摩擦音によって、作業者が両者間の最初
の接触を確認していた。均等な振分けが行われた後、歯
車は堅固に振分け機に連結され、歯車は、各歯みぞの研
削後に割出されていた。

【００２４】米国特許第4,755,950 号に開示される自動
振分け装置は、高感度の探査プローブのボール先端Ｂ
を、対向するフランク面ＦａとＦｂとの間の歯みぞに挿
入して、振分けを行っている。ボール先端Ｂの最初の位
置は重要でないが、図２においては、両フランク面Ｆａ
とＦｂとからほぼ等しい間隔をとって、すなわち歯みぞ
のセンターラインに位置する態様で、図示されている。

【００２５】探査プローブ先端Ｂは研削ホイールの面に
位置してもよく、または既知の量だけ歯車Ｇの軸のまわ
りに角度をとって位置してもよい。ヘリカル歯車の場
合、ボール先端Ｂは、研削ホイールとら旋状に整合され
る。従って、両フランクＦａとＦｂから等間隔にボール
先端Ｂが位置付けられる様に歯車位置を調整する場合
に、図１に示す適正な振分けが達成される。

【００２６】例えば、１つの歯の一方のフランク面Ｆａ
によって探査プローブが動作されるまで、歯車は一方向
に回転される。探査プローブは、フランク面に接近した
場合、または当接した場合に作動されてもよい。この種
の探査プローブは、タッチトリガー（ＴＴ）として容易
に入手できる。探査プローブの先端が作動されたとき
に、このプローブの作動が、そのときの歯車の角度位置
が０ａ°の信号を発し、この位置がコンピューターに伝
送されて記録される。ここで、当コンピューターは、数
値制御コンピューター（ＣＮＣ）とする。このコンピュ
ーターは、正確に決定された連続的な位置へ歯車を回転
させる一つのモーター手段と、精密に決定された連続的
相対位置への、歯車と研削ホイールとの歯車軸上の相対
的移動を行わせる他のモーター手段とを制御するために
接続されている。

【００２７】探査プローブの作動と同期して、コンピュ
ーターはそのときの歯車の位置０ａ°を記憶し、かつコ
ンピューター制御により歯車の回転方向が逆転し、この
逆方向への歯車の回転は、探査プローブが他方のフラン
ク面Ｆｂにより作動されるまで持続する。これにより第
２の歯車位置０ｂ°が決定され、コンピューターに入力
される。コンピューターは、０ａ°と０ｂ°との間の差
によって示される角度的変位を決定するようにプログラ
ムされている。最も単純な場合、コンピューターはこの
差の１／２値を決定し、再度歯車の回転方向を逆転し、
０ｂ°−０ａ°の円弧の１／２の角度的距離を歯車が移
動し、停止する様にモーターを動作させる。この時点で
は、歯車の角度位置は０ｂ°−（０ｂ°−０ａ°）／２
であって、０ｃ°と表される。この値は、一つの歯みぞ
内で探査プローブが決定した位置０ａ°および０ｂ°に
基いた、真の振分け位置を示す。

【００２８】米国特許第4,775,950 の発明によれば、研
削ホイールが両フランク面ＦａとＦｂとの間の歯みぞに
配置され、適当な深さに送られ、その後、移動用モータ
ー駆動手段のコンピューター制御によって、相対移動が
行われる。ヘリカル歯車の場合には、回転駆動手段によ
る歯車の回転のコンピューター制御もが行われる。両フ
ランク面ＦａとＦｂとの研削作業は、横方向の１回の送
り工程または複数回の継続的な送り工程によって達成さ
れる。また継続的な横送り工程どうしの間における径方
向の送り、および送りの最終的な深さは、コンピュータ
ー制御されたフィードモーター駆動により完全に達成さ
れる。

【００２９】しかしながら、探査工程を歯みぞの長さ方
向に沿った単一のポイントにおいてのみ実施する米国特
許第4,775,950 号の技法と異り、本発明によれば、別々
の探査工程において、歯みぞの長さ方向に沿って、間隔
をおいた複数のポイントで歯みぞを探査する。本質的に
は、これら間隔をおいた各ポイントで行う歯みぞの探査
は、上述の単一ポイントで行う探査と同様の技法であ
る。最初に、歯みぞの長さ方向に沿ったあるポイントに
おいて、探査プローブを歯みぞ内に挿入し、当該プロー
ブが歯の一方のフランク面により作動されるまで歯車を
一方向に回転させ、続いて、当該プローブが他方のフラ
ンク面により作動されるまで、歯車を逆方向に回転させ
る。二つのフランク面によるプローブの作動が角度位置
０ａ°と０ｂ°とを示す信号を発生させ、この信号は、
コンピューターに伝送されて記録される。角度位置０ａ
°がコンピューターに記録されると、歯車は、コンピュ
ーター制御によって角度位置０ｂ°まで逆方向に回転す
る。角度位置０ａ°と０ｂ°との差によって示される角
度変位をコンピューターが決定する。さらにコンピュー
タは、この差の１／２値を決定し、これを記憶し、再度
歯車の回転方向を逆転し、モータ駆動を制御して、円弧
０ｂ°−０ｂ°の１／２に近い角度距離、即ち探査プロ
ーブから両フランク面まで充分に間隔がとれる距離だけ
歯車を移動させる。次に、モーター手段をコンピュータ
ー制御することにより、歯車とプローブとの間に相対的
な軸方向移動を行わせる（本実施例においては、歯車が
軸方向に移動し、研削ホイールと探査プローブはともに
軸方向に移動しないものとする）。

【００３０】ヘリカル歯車の場合は、歯車回転のコンピ
ューター制御によって、探査プローブは、歯みぞの長さ
方向に沿って歯車に対し相対的に移動し、最初のポイン
トから歯みぞの長さ方向に間隔をおいた第２ポイントの
両フランク面間に、これらフランク面から距離をおいて
位置する。この第２ポイントでは、第２の探査工程によ
って探査が繰り返され、角度位置０ａ°および０ｂ°が
決定される。この第２ポイントで探査された角度変位の
差の半分の値も、コンピューターに記憶される。探査
は、歯みぞの長さ方向に沿った二つのポイントまたはそ
れ以上のポイント上で実施してもよい。最終ポイントの
探査終了後、歯みぞの長さ方向に沿った各ポイントで計
算された探査結果の角度差の１／２の値の平均値を、コ
ンピューターにより算出し、平均化した振分け位置が求
められる。二つのフランク面の内の第二のものにより探
査プロープが作動されたなら、それぞれの探査工程で計
測された角度差の１／２値の平均値に等しい角度距離だ
け、コンピューター制御により歯車を逆方向に回転し、
最終的に平均振分け位置に歯車を角度的に位置づける。
その後、既述の通り、両フランク面間の歯みぞに研削ホ
イールを挿入し、研削工程を実施する。

【００３１】図３には、本発明の振分け装置を備えた研
削装置の主要部を図示する。ベース１０は水平方向に摺
動自在のテーブル１２を収容する。ヘッドストック１４
がテーブル１２の上部に装着され、このヘッドストック
１４には、被加工歯車２０の軸を駆動するようにこの軸
に接続されたドライブシャフト１８を有するモーター１
６がマウントされている。ここでは、被加工歯車２０は
ヘリカル歯車である。ドライブシャフト１８は、このシ
ャフト１８および被加工歯車２０の角度位置の検出手段
２２を装備する。

【００３２】テーブル１２は、駆動装置２６を介して、
モーター２４により移動される。駆動装置２６は、被加
工歯車２０の軸方向ににおけるテーブル１２の時々刻々
の位置を検出する手段（不図示）を含む。ＣＮＣシステ
ムは、被加工歯車２０の時々刻々の角度位置および軸位
置を検出し、両検出位置を相互に関係づけるようにプロ
グラムされて、歯車の歯および歯みぞをら旋状に前進さ
せる。スパー歯車の場合には、テーブル１２の水平摺動
の際に、モーター１６が歯車の回転を阻止する。

【００３３】研削ホイール３０は、ヘッド３２において
鉛直方向に調節可能であり、かつ、この研削ホイール３
０の面を被研削歯みぞと整合できる様に、歯車半径の縦
軸方向に位置を調節することが可能である。研削ホイー
ル３０は、モーター３４により所定の研削速度で駆動さ
れる。

【００３４】ヘッド３２は、探査プローブ３８を装備し
て垂直位置を調節可能なプローブ装置を有する。プロー
ブ３８は、高感度の球状の先端部を有し、歯の表面に当
接または近接することにより作動される。いずれの形式
の先端部も、広義には、この先端部が歯の表面に近接し
たときに作動されるとすることができる。単純な場合に
は、プローブ３８の先端部は、研削ホイール３０の調節
のための鉛直軸と歯車の軸とを含む平面内にある。然し
ながら、この要件は必須のものではなく、プローブ３８
の先端部はこの平面から既知量だけ角度的に変位してい
てもよい。この変位は、ＣＮＣシステム内にプログラム
されていて、プローブ３８先端部がフランク面間の中心
に位置したときには、動作位置に送り込まれた研削ホイ
ール３０もが同様に中心に位置される。好ましくは、プ
ローブ３８の先端部はロッド４５の先端に設置され、こ
のロッド４５は、歯車２０の半径方向に延伸しかつ水平
アーム３９から下方に垂直に延設される。水平アーム３
９はボディ４３から歯車２０の上方に延設され、このボ
ディ４３は、研削ホイール３０とは無関係に、モーター
４１により上下方向に駆動され、被加工歯車２０の半径
方向およびロッド４５の長さ方向の経路に沿って、プロ
ーブ３８を歯みぞに進入させ、かつ、退去させる。アー
ム３９は軸心まわりに１８０度回転可能なようにボディ
４３と連結され、内歯歯車の歯みぞの探査のためにプロ
ーブ３８の先端部を上向きに伸ばし得るようにされてい
る。

【００３５】上述のように正確な振分けのために歯車を
回転させて位置決めさせ、続いてヘッド３２を所定位置
に移動させ、研削ホイール３０を歯車歯みぞ内の振分け
位置に挿入したうえで、研削加工が行われる。その後、
テーブル１２を１行程または複数行程で水平方向に摺動
させ、その間ヘッド３２は、テーブル１２の行程間に徐
々に繰り出され、所定の深さに到達する。次にヘッド３
２は被加工歯車２０の半径方向に移動され、歯みぞから
研削ホイール３０が退去される。すべての歯が完全に研
削されるまで、歯車の割出し工程と研削工程とが繰り返
される。

【００３６】振分け、リード制御、および割出し工程の
ためのモータ１６を操作するＣＮＣ制御システムは、タ
ッチトリガー（ＴＴ）チップと同様に、市販のものから
選択できる。

【００３７】図４は、歯車位置決め装置と振分け装置と
のハードウェアの概略構成図である。そのタッチトリガ
式探査プローブからの出力信号は、信号調整電子回路に
より処理され、その出力が数値制御コンピューター（Ｃ
ＮＣ）に読み込まれる。コンピュータは、さらに振分け
および研削を行うための歯車の角度位置を、ヘッドスト
ックサーボコントロールおよびテーブルを介して制御す
る。一方歯車位置および他の目的に対しては、テーブル
サーボコントロールを介して制御する。

【００３８】図５は、ソフトウェアのフローチャートを
示す。歯車位置決め機能と振分け機能とが始動すると、
探査プローブは所定の処理開始位置に移動される。この
開始位置は、コンピューターに既に伝達された歯車寸法
に基き、コンピューターが自動的に決定する。続いて、
ＴＴプローブが歯車表面を探査し、その探査位置がコン
ピューターに記録されるまで、テーブルが移動される。

【００３９】次に、モーター４１が起動して探査プロー
ブ３８を下降させ、歯みぞの長さ方向に沿った第１ポイ
ントにおける歯車の２本の歯間のスペースに挿入させ
る。歯車は時計方向および反時計方向に回転して、歯み
ぞにおける左フランク面Ｆａおよび右フランク面Ｆｂを
探知する。角度位置０ａ°および０ｂ°が決定され、こ
のデータはコンピューターに入力される。引続きコンピ
ューターは、角度位置０ａ°および０ｂ°の差で示され
る角度変位を演算し、この差の１／２の値を決定し、こ
れを記憶する。同一の歯みぞの長さ方向に沿った第２ポ
イントで同一の歯みぞを探査する場合には、「スペース
再探査？」のブロックが満足されて枝「Ｙ」に分岐し、
歯車が軸方向に移動され（ヘリカル歯車の場合には回転
もが与えられ）、探査プローブは両フランク面間の第２
ポイントに配置される。引続き、歯車２０は再度時計方
向および反時計方向に回転され、両フランク面が探知さ
れ、角度位置０ａ°と０ｂ°が決定される。一方、コン
ピューターは再度０ａ°と０ｂ°の差を記録し、この差
の１／２値を算出してこれを記憶する。歯みぞに沿った
最終探査ポイントを探査した後、コンピューターは探査
された各ポイントの角度距離の１／２値の平均値を算出
し、振分け位置の平均値を決定する。これにより、「完
了？」ブロックに工程が進行する。もし振分けが単一の
歯みぞのみに基いて達成される場合には、「完了？」ブ
ロックが満足され、枝「Ｙ」に分岐する。この結果、研
削機構は自動的に研削位置に進行し、研削サイクルを開
始するために停止する。一方、振分けが一以上の歯みぞ
に基いて行われる場合には、図５に示す様に、歯車２０
は次の探査位置に進行し、一連のループを再び繰返す。

【００４０】前述の様に、連続した歯みぞに対する研削
工程のために行う歯車の割出し回転は、この研削装置で
は、コンピューター制御下の回転駆動モーターにより行
われる。これにより、一つの歯みぞのセンターラインが
決定されることで、すべての歯みぞの研削のための正確
な割出しおよび振分け位置が決定される。

【００４１】しかしながら、複数の歯みぞの角度幅に変
化が生じている可能性がまだ残っている。従って、所望
の数の歯みぞの角度幅を決定し、しかも振分け工程のた
めに角度幅を平均してこの平均値に基いて振分け作業を
行える様に、コンピューターをプログラムしてもよい。
このことは、各工程に続いて歯みぞから探査プローブを
引き出し、一つまたはそれ以上の付加的な選択位置に対
し歯車を割出しし、探査プローブを再度歯みぞに挿入
し、そして追加の歯みぞの角度幅についての付加的な数
値を決定できる様にコンピューターをプログラムするこ
とによって、容易に達成することができる。これら数値
の平均値は、最後の幅測定動作を完了した後に、歯車が
占める位置からのこの歯車逆回転の量を制御するために
用いられる。

【００４２】歯みぞの間隔の微妙な変化により生ずる誤
差の存在の可能性が、まだ存在する。この誤差の存在
は、次のようにして判別され、かつ、振分け工程に加味
される。すなわち、連続した歯みぞ内に挿入された探査
プローブが、最初および／または２回目（好ましくは２
回目）に作動され、しかも歯車に占有されている連続的
角度位置の数値を、最初の歯みぞ内で最初および／また
は２回目に探査プローブが作動される連続的角度位置と
比較するようにコンピューターをプログラムすること
で、誤差の存在が判別される。もし各歯の間隔が正確に
保たれていれば、これら連続的数値は、当初の歯車位置
を（各ツース間の歯車割出し回転数×最初にテストした
歯みぞを起点とする歯みぞの数）に加算したものに等し
い角度増加分と等しくなる。最初の操作で決定した歯車
位置からの偏差の平均値は、最終的にチェックされた歯
車歯みぞ内で、プローブの２回目の始動時に占められた
位置からの逆方向回転量の修正のために用いられる。

【００４３】本発明によれば、ホブ切りまたは熱処理に
起因する、歯の初期形成工程中に起り得る誤差は、一つ
の歯みぞの長さ方向に沿って行う連続的探査結果の数値
を比較して振分け作業を行うようにコンピューターをプ
ログラムすることによって、考慮される。スパー歯車の
場合、もし歯形または歯みぞに誤差がなければ、歯みぞ
の長さ方向に沿う異った各ポイントにおける探査結果の
数値は一致する。同様に、ヘリカル歯車の場合でも、も
しリードが正確であれば、各連続数値は、３６０°を工
作物のリードで除すとともに図３に示す水平移動テーブ
ル１２の面における直線移動距離を乗じて得られる角度
距離を、以前の数値に加算したものに等しくなる。一旦
数値が調整されると、偏差の平均値は、当初の振分け位
置を決定する目的で使用される歯みぞのセンターライン
を定めるために用いられる。

【００４４】以上の説明から、歯車ホイールに関連する
歯車の歯みぞにおける正確な振分け位置を、２ポイント
またはそれ以上の数のポイントにおいて単一の歯みぞを
探査して決定することが、最も簡単な技法であることが
理解できる。この歯みぞのセンターラインは歯車ホイー
ルの中心をなし、そして、当初の振分け位置から正確に
割出しされた歯車の連続状の歯みぞが研削される。

【００４５】本発明の第１の変形実施例においては、複
数またはすべての歯みぞの有効幅の平均値が決定され、
かつ、最後の探査工程が終了したときに歯車によって占
有されていた位置から、最初の振分け位置へ向けての歯
車の角度上の反転移動量が決定される。

【００４６】本発明の第２の変形実施例においては、ま
ず、歯車の理論的被修正位置を決定し、それに基き、有
効歯みぞ幅の１／２の被修正平均値を適用するために、
最初の位置からの平均割出し歯位置を計算し、かつ、最
終探査位置からの歯車の逆方向回転の基礎を、実際の位
置でなく、計算により平均化された位置におく。

【００４７】従って、単純な場合においては、歯車軸は
水平であり、ホイールを調節するための軸は、鉛直であ
って歯車軸と交差する。高感度の探査プローブ先端部３
８の中心は、歯車軸およびホイール軸を含む鉛直平面内
にある。スパー歯車の場合、歯車がホイールの下を移動
するので、上記メカニズムによってホイールと歯車との
間の適正な振分けをなすのに効果的である。ヘリカル歯
車の場合、ホイールは適正なら旋角度のまわりに配置さ
れる。ホイール調整の垂直軸とプローブ先端部３８の中
心との間の距離は既知であり、コンピューターに記憶さ
れる。プローブ先端部は、歯車最頂部の歯みぞ内の振分
け位置に中心をおき、歯車の回転位置を検出後、当該歯
みぞから退去する。歯車のら旋角度に要求される歯車回
転位置の修正、および歯車最頂部中心とホイール調整用
垂直軸間の距離は、ＣＮＣコントロールシステムで計算
処理され、歯車が水平移動せずに回転することで行われ
る。その後、適正な回転をなしつつ歯車はホイール下方
を横に移動し、ホイールの深さを漸増的に与え、さらに
周知の周方向自動割出しがなされる。

【００４８】

【発明の効果】以上述べたように本発明によると、歯み
ぞの長さ方向に沿った単一ポイント上におけるその歯み
ぞのみを探査するのではなく、歯みぞ内の複数のポイン
トを探査し、コンピューターによって、各点で計測され
た各角度差の１／２値の平均値を計算し、割出された研
削位置を算出するため、ホブ切りまたは熱処理により発
生する歯車の偏差による誤差を平均して、精度良く歯車
を研削することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る振分け装置を示す概略図である。

【図２】本発明に係る振分け位置における探査プローブ
の先端を示す概略図である。

【図３】本発明に係る研削装置の簡略正面図である。

【図４】本発明に係る振分け装置のハードウェアシステ
ムの構成略図である。

【図５】本発明に係る振分け装置のソフトウェアを示す
フローチャートである。

【符号の説明】

１６ モーター ２０ 被加工歯車 ３８ 探査プローブ Ｆａ フランク面 Ｆｂ フランク面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ステフェン ピー． ボウアー アメリカ合衆国 48083 ミシガン州 ト ロイ、フランクトン 3275

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 歯車の歯を研削する研削機に適用される
   振り分け方法であって、 歯車の歯みぞの左右いずれかの側面に近接することによ
   り作動される探査プローブを用い、 歯みぞの長さ方向に沿って所定の間隔を有した複数の各
   ポイントにおいてなされる探査工程によって、各歯みぞ
   の探査を行い、 各探査工程において、 (1) 前記歯みぞの両側面間における任意の位置に前記探
   査プローブを配置し、 (2) 前記歯みぞに探査プローブを挿入して前記歯車を一
   方向に回転させ、 (3) 前記探査プローブを歯みぞの一方の側面に接近させ
   ることにより、前記歯車における第１の角度位置を検知
   して、その後に前記歯車を逆方向に回転させ、 (4) 前記探査プローブを歯みぞの他方の側面に接近させ
   ることにより、前記歯車における第２の角度位置を検知
   し、そして、 (5) 前記第１および第２の歯車角度位置間の角度距離の
   １／２値を算出し、前記各探査工程で算出した角度差の
   １／２値を平均して、振分けられた研削位置を設定し、
   さらに、 前記歯車を前記振分けられた研削位置へ向けて回転させ
   ることを特徴とする振分け方法。
2. 【請求項２】 前記歯みぞの長さ方向に沿って前記間隔
   をおいたポイントの一つにおいて、前記歯みぞの他方の
   側面に前記探査プローブが接近することにより、前記歯
   車の第２の角度位置を探査した後に、前記歯みぞの両側
   面が前記プローブから間隔をおく位置まで前記歯車が回
   転され、かつ、後続の探査工程の準備のため、前記探査
   プローブが、前記歯みぞの長さ方向に沿って、前記間隔
   をおいたポイントの他の一つへ進行されることを特徴と
   する請求項１記載の振分け方法。
3. 【請求項３】 前記プローブが前記歯車の径方向の経路
   に沿って前記歯みぞに出入りされることを特徴とする請
   求項１記載の振分け方法。
4. 【請求項４】 歯車の歯を研削するための総形研削機で
   あって、 被加工歯車を支持するための回転スピンドルと、 前記スピンドルを回転させるためのスピンドル駆動モー
   タと、 前記被加工歯車の歯みぞの横断面に一致する様に整形さ
   れた周辺部を有する研削ホイールと、 この研削ホイールを研削速度で回転させるホイール駆動
   部と、 前記被加工歯車の軸にほぼ平行な方向に、前記歯車と前
   記研削ホイールとを相対的に移動させる横駆動モーター
   と、 探査プローブを有するとともに、歯みぞの長さ方向に沿
   い間隔をおいて設けられた複数のポイントのそれぞれに
   おいて行われる探査工程により歯溝を探査する振分け機
   構と、 前記回転スピンドルに固定された被加工歯車の歯みぞ内
   に前記探査プローブを任意に導入するとともに、各探査
   工程中に前記探査プローブを退去させ、かつ歯みぞの長
   さ方向に沿って前記探査プローブを前進させるプローブ
   位置設定手段と、 コンピューターと、 各探査工程において前記コンピューターにより作動され
   て、前記探査プローブを歯みぞ内に導入した後に前記ス
   ピンドル駆動モーターを一方向に低速で回転させる制御
   手段と、 前記各探査工程において前記プローブが歯みぞの一方の
   側面に接近することにより作動されて、歯車の第１の角
   度位置のデータを前記コンピューターに伝送して記憶さ
   せるとともに、前記スピンドル駆動モータを逆転させる
   ように前記制御手段を作動させ、かつ、前記各探査工程
   において前記プローブが歯みぞの他方の側面に接近する
   ことにより作動されて、歯車の第２の角度位置のデータ
   を前記コンピューターに伝送して記憶させる検出手段
   と、 前記コンピューターに含まれて、前記各探査工程におい
   て第１および第２の角度位置の角度差の１／２値を決定
   する手段と、 前記コンピューターに含まれて、前記振分け研削位置を
   得るために前記各探査工程において算出された角度差の
   １／２値を平均する手段と、 前記コンピューターに含まれて、前記歯車を前記振分け
   研削位置まで回転させるために前記スピンドル駆動モー
   ターを作動させる手段と、 を有することをと特徴とする総形研削機。
5. 【請求項５】 前記検出手段は、歯みぞの長さ方向に沿
   い間隔をおいて設けられたポイントの一つにおいて、前
   記プローブが歯みぞの前記他方の側面に接近することに
   より前記第２の角度位置を検出した後に、前記スピンド
   ル駆動モーターにより前記歯車を回転させて、前記歯み
   ぞの両側面が前記プローブから距離をおくように前記制
   御手段を動作させるとともに、後続の探査工程の準備の
   ために、前記探査プローブを前記歯みぞの長さ方向に沿
   って前記間隔をおいたポイントの他の一つへ進行させる
   ように前記プローブ位置決め手段を動作させるように構
   成されていることを特徴とする請求項４記載の総形研削
   機。
6. 【請求項６】 前記プローブは、歯車の半径方向に伸び
   るロッドの端部のチップにて構成され、かつ、前記ロッ
   ドの長さ方向に沿って前記歯みぞに出し入れされるよう
   に構成されていることを特徴とする請求項５記載の総形
   研削機。
7. 【請求項７】 コンピューター制御される研削機に装備
   される、コンピューター制御式の振分け装置であり、前
   記研削機において、回転式の被加工歯車支持スピンドル
   がスピンドル駆動モータに接続されるとともに、このモ
   ーターがコンピュータで管理される制御手段によって作
   動されるように構成された振分け装置であって、 歯みぞの長さ方向に沿い間隔をおいて設けられたポイン
   トのそれぞれにおいて実施される探査工程においてその
   歯みぞを探査する手段を有し、 前記探査手段は、前記スピンドル上の歯車の歯みぞの左
   右いずれかの側面に接近することによって作動される探
   査プローブを備え、 前記各探査工程中に前記歯みぞ内の任意の位置に前記探
   査プローブを位置決めする手段を有し、 前記歯みぞ内に前記探査プローブを導入後に、前記スピ
   ンドル駆動モーターを一方向に起動させるために、前記
   コンピューターによって各探査工程中に操作される制御
   手段を有し、 前記各探査工程において前記プローブが歯みぞの一方の
   側面に接近することにより作動されて、歯車の第１の角
   度位置のデータを前記コンピューターに伝送して記憶さ
   せるとともに、前記スピンドル駆動モータを逆転させる
   ように前記制御手段を作動させ、かつ、前記各探査工程
   において前記プローブが歯みぞの他方の側面に接近する
   ことにより作動されて、歯車の第２の角度位置のデータ
   を前記コンピューターに伝送して記憶させる検出手段を
   有し、 前記コンピューターは、前記各探査工程において第１お
   よび第２の角度位置の角度差の１／２値を決定する手段
   を含み、 前記コンピューターは、前記振分け研削位置を得るため
   に前記各探査工程において算出された角度差の１／２値
   を平均する手段を含み、 前記コンピューターは、前記歯車を前記振分け研削位置
   まで回転させるために前記スピンドル駆動モーターを作
   動させるように構成され、 ていることを特徴とする振分け装置。
8. 【請求項８】 前記プローブは、歯車の半径方向に伸び
   るロッドの端部のチップにて構成され、かつ、前記ロッ
   ドの長さ方向に沿って前記歯みぞに出し入れされるよう
   に構成されていることを特徴とする請求項７記載の振分
   け装置。