JPH06246605A - 歯研削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】研削あるいは砥石修正のたびに砥石を取付けた
り取外したりする作業を無くして作業性を向上させ、研
削用の駆動源を利用して砥石修正を行うことによりコス
トの安い歯研削装置を提供する。さらに、砥石径が変化
しても多数の修正工具を用意して交換する作業を無く
し、作業性を向上させる。 【構成】工作物２９を回転駆動するテーブル１２上に砥
石修正装置２４を設置し、砥石台１９又はテーブル１２
を砥石１回転に対し砥石のピッチに条数を乗じた送りピ
ッチでもって移動させるようにした。修正工具２５の歯
形状を砥石２７の歯直角断面形状と等しい断面形状にし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、円筒ウォーム状砥石を
修正する砥石修正装置を備えた歯研削装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】円筒ウォーム状砥石を用いてはすば歯
車、平歯車若しくはウォーム歯車を加工する場合は、加
工精度を高めるために円筒ウォーム状砥石の歯面を整え
るツルーイングを行ったり、歯車の加工後に砥粒の突出
高さを揃えたり、目詰まりを解消するためにドレッシン
グを行う必要がある。このために従来は、図１１に示す
ように、歯研削装置と別に設けた砥石修正装置の回転台
１に円筒ウォーム状砥石２を取付けて回転駆動し、修正
台３，４に取付けた一対の円盤状の修正工具５，６を回
転駆動し、砥石２を回転させながら砥石２をこの回転軸
線方向Ｐｗに移動させることによって砥石修正を行って
いた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】円筒ウォーム状砥石を
歯研削装置又は砥石修正装置に取付けたり、取外したり
する作業が面倒である。又、前記修正工具５，６は、片
面が円筒ウォーム状砥石２の歯面７の軸直角圧力角αａ
に等しい傾斜角を有するテーパ面５ａ，６ａを備えてい
るため、砥石２自体を異なる径のものに交換したり、摩
耗によって砥石３の径が変化した場合は、前記軸直角圧
力角αａに一致したテーパ面５ａ，６ａを有する修正工
具５，６に交換しなければならず、この交換作業が面倒
である問題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上述した問題点
を解決するためになされたもので、円筒ウォーム状砥石
の歯直角断面形状と等しい断面形状の歯先を持つ円盤状
の修正工具を設け、この修正工具を旋回台の旋回軸線と
直交する軸線回りに回転駆動する砥石修正装置をテーブ
ル上に設け、砥石修正時は円筒ウォーム状砥石の修正工
具との噛み合う位置における歯直角断面が修正工具の回
転軸線を含む位置に旋回台を傾け、続いて砥石の１回転
に対して砥石のピッチに条数を乗じた送りピッチで砥石
台を移動させるべく旋回駆動装置並びに送り装置の作動
を制御する制御装置を備えたものである。

【０００５】又、円筒ウォーム状砥石の歯直角断面形状
と等しい断面形状の歯先を持つ円盤状の修正工具を設
け、この修正工具を回転駆動する砥石修正装置を前記テ
ーブル上に設け、砥石修正時は円筒ウォーム状砥石の回
転軸線がテーブルとコラムの工作物回転軸線方向の相対
移動と平行になるように砥石台を傾け、続いて砥石の１
回転に対して砥石のピッチに条数を乗じた送りピッチで
砥石の回転軸線方向にテーブルとコラムを相対移動させ
るべく旋回駆動装置並びに移動装置の作動を制御する制
御装置を備え、修正工具の円筒ウォーム状砥石との噛み
合い位置における歯直角断面と平行な軸線回りに修正工
具を回転駆動させるよう砥石修正装置を前記テーブルに
傾けて取付けたものである。

【０００６】

【作用】歯研削を行う時は、コラムとテーブルを工作物
の回転軸線方向に相対移動させることによって円筒ウォ
ーム状砥石と工作物を対応させる。続いて、コラムとテ
ーブルを旋回台の旋回軸線方向に移動させることによっ
て砥石に切り込みを与え、工作物と砥石を回転させなが
らコラムとテーブルを工作物の回転軸線方向に移動させ
ることによって、工作物に歯研削が施される。

【０００７】砥石修正を行う時は、コラムとテーブルを
工作物の回転軸線方向に相対移動させることによって円
筒ウォーム状砥石と砥石修正工具を対応させる。続い
て、円筒ウォーム状砥石の修正工具との噛み合い位置に
おける歯直角断面が修正工具の回転軸線を含む位置に旋
回台を傾け、コラムとテーブルを旋回台の旋回軸線方向
に移動させることによって砥石に対して修正工具の修正
切り込みを与え、砥石と修正工具を回転させながら砥石
台又はテーブルを砥石の回転軸線方向に砥石の１回転に
対して砥石のピッチに条数を乗じた送りピッチで持って
移動させる。

【０００８】

【実施例】先ず、本発明の砥石の修正方法を実施するた
めの歯車研削盤の一例を図面に基づいて説明する。図１
の正面図に示すように、ベッド１１上にはテーブル１２
が水平方向に移動可能に案内されている。このテーブル
１２の下面にはボールナット１４が固定されており、こ
のボールナット１４はベッド１１内に架設されたボール
ねじ１３に螺合している。ベッド１１の一端に取付けら
れたサーボモータ１５によりボールねじ１３を正逆回転
させることにより、ボールナット１４と共にテーブル１
２がベッド１１上を図中左右方向に移動する。テーブル
１２上には主軸台１６と心押台１７が互いに対向して載
置され、主軸台１６には工作物２９の一端を把持するチ
ャック２８を備えている。主軸台１６と心押台１７によ
って工作物２９が両端支持されるとともにテーブル１２
の移動方向と平行な軸線回りに回転駆動されるようにな
っている。工作物２９には歯研削が施される被研削部３
０を有する。

【０００９】図２の側面図に示すように、テーブル１２
の後方（図中右方）には、コラム２３がベッド１１上を
テーブル１２の移動方向と直交する前後方向に移動可能
に案内されている。コラム２３の下面にはボールナット
４８が固定されており、このボールナット４８はベッド
１１内に架設されたボールねじ４７に螺合している。ベ
ッド１１の一端に取付けられたサーボモータ（旋回駆動
装置）４６によりボールねじ４７を正逆回転させること
により、ボールナット４８と共にコラム２３がベッド１
１上を前後方向に移動する。コラム２３の前面には、旋
回台１８がその水平軸４４によりコラム２３の移動方向
と平行な軸線回り回転可能に支持されている。この旋回
台１８の後方には、コラム２３に固定されたモータ４５
により回転するシャフト２０が垂下されており、このシ
ャフト２０に軸着されたウォーム２１に噛合う円形のウ
ォームホイール２２が水平軸４４の外周に設けられてい
る。モータ４５によりウォーム２１を正逆回転させるこ
とにより、旋回台１８は水平軸４４を中心として回動す
る。旋回台１８の前面には、旋回台１８の回転軸線と直
交する方向に砥石台１９が移動可能に案内されている。
砥石台１９の後面にはボールナット４３が固定されてお
り、このボールナット４３は旋回台１８に架設されたボ
ールねじ４２に螺合している。旋回台の一端に取付けら
れたサーボモータ（送り装置）４１によりボールねじ４
２を正逆回転させることにより、ボールナット４３と共
に砥石台１９が旋回台１８の回転軸線と直交する方向に
移動する。砥石台１９にはこの移動方向と平行な軸線回
りに回転する主軸２６を備え、この主軸２６に円筒ウォ
ーム状砥石２７が取付けられている。砥石台１９に内蔵
されたビルトインモータによって主軸２６とともに円筒
ウォーム状砥石２７が回転駆動される。

【００１０】テーブル１２上で主軸台１６の後方には、
ツルーイング装置（砥石修正装置）２４が立設されてい
る。このツルーイング装置２４は、鉛直方向を軸として
立設されており、その上端には、一枚の円盤状のツルア
（修正工具）２５が鉛直軸線回りに回転可能に支持され
ている。ツルア２５は、ツルーイング装置２４の下部に
設けられたモータ（図示略）により回転駆動される。図
４に示すように、ツルア２５の歯先２５ａの断面形状は
砥石２７の歯溝３１の歯直角断面形状に合致しており、
上下面には砥石２７の歯先面３２に接する円筒部２５ｂ
が形成されている。歯先２５ａと円筒部２５ｂの全表面
には、ダイヤモンド細粒が均一に付着されている。

【００１１】前記サーボモータ１５，４１，４５，４６
は図２に示すように駆動回路５０，５１，５２，５３を
介して中央処理装置（制御装置）５４に接続され、この
中央処理装置５４は入力装置５５とメモリ５６に接続さ
れている。メモリ５６には図６のフローチャートに示す
加工フログラムと、図７のフローチャートに示すツルー
イングプログラムが記憶されている。

【００１２】まず、図６のフローチャートに基づいて加
工動作を説明する。作業者が主軸台１６と心押台１７間
に工作物２９をセットし、入力装置５５の加工ボタンを
押すと加工プログラムがスタートする。ステップ７０で
カウンタＮを０にリセットし、続いてステップ７１で円
筒ウォーム状砥石２７と被研削部３０とが対応する位置
へテーブル１２を移動させ、ステップ７２で円筒ウォー
ム状砥石２７の回転軸線が鉛直軸線になる位置へ旋回台
１８を旋回させる。ステップ７３でコラム２３を前進さ
せ、続いてステップ７４で工作物２９と砥石２７を回転
させながらテーブル１２を左進又は右進させる。ステッ
プ７５でカウンタＮを＋１カウントアップし、ステップ
７６でカウンタＮが所定数Ｍになった時は、ステップ７
８へ移行してコラム２３を後退させ、加工を完了させ
る。加工完了でない場合は、ステップ７７で砥石台１９
を所定量下降させ、ステップ７４からステップ７６を繰
り返す。このようにして、被研削部３０にはすば歯車が
加工される。前記ステップ７４では、カウンタＮを＋１
カウントアップするたびにテーブル１２の移動方向を変
え、工作物２９の回転速度をテーブル１２を右進させる
時とテーブル１２を左進させる時とで変える。

【００１３】次に、図７のフローチャートに基づいてツ
ルーイング動作を説明する。工作物２９を所定本数加工
すると、ツルーイング動作が自動的に行われる。まず、
図３，図４及び図５に示すようにツルア２５の砥石２７
との噛み合い位置における歯直角断面に砥石２７の回転
軸線Ｐｗが含まれるようにステップ８０で旋回台１８を
旋回させ、続いてステップ８１でテーブル１２を移動さ
せる。ステップ８２でコラム２３を前進させ、ステップ
８３で砥石２７を回転させるとともにツルア２５を砥石
２７の回転数よりも高い回転数でもって回転させる。さ
らに、ステップ８４で砥石台１９を砥石２７の回転軸線
Ｐｗの方向に移動させる。砥石台１９の移動速度は、砥
石２７の一回転に対して該砥石２７のピッチｔ0 に砥石
２７の条数を乗じた長さずつ移動する速さである。そし
て、砥石２７の上端２７ｓから下端２７ｅまでがツルア
２５の歯先２５ａが通過するように砥石２７を移動させ
る。なお、砥石２７の条数が複数の場合には、ツルア２
５を砥石２７の上端２７ｓから下端２７ｅまで移動させ
る動作を各条毎に行って、各条毎にツルア２５による整
形を行う。

【００１４】図４は、砥石２７とツルア２５が噛み合っ
た時の状態を示す。同図に示すように、ツルア２５の回
転軸線Ｐｔに対して砥石２７の回転軸線Ｐｗは、砥石２
７の歯先のねじれ角γだけ傾いている。また、ツルア２
５の回転軸線Ｐｔは砥石２７のツルア２５との噛み合い
位置におけるの歯直角平面に含まれている。図４中のＡ
矢視である図５に示すように、ツルアの回転軸線Ｐｔと
砥石の回転軸線Ｐｗとは、紙面に垂直で互いに平行な平
面内にあり、この２つの平行な平面の距離Ｌはツルア２
５と砥石２７の中心距離に等しい。同図においては、紙
面が砥石２７の歯直角断面である。

【００１５】このように、本実施例の方法においては、
砥石の回転軸線Ｐｗがツルアの回転軸線Ｐｔに対してね
じれ角γだけ傾いていることにより、砥石２７のピッチ
径ｄに対して相関関係を有する軸直角圧力角αｎを考慮
しなくても良くなる。すなわち、図４に示すようにツル
アの回転軸線Ｐｔが砥石２７の歯直角方向に一致してい
るから、ツルアの歯先２５ａのテーパ角はこの歯直角圧
力角に等しくしておけば良いことになる。この歯直角圧
力角は、ピッチｔ0 が一定であれば砥石の径の大小に拘
らず一定であるから、砥石２７の径が変わって軸直角圧
力角αｎが変化しても、ツルアの先端２５ａの断面形状
は一定で良いことになる。但し、砥石２７のピッチｔ0
が変更されたときには、歯直角圧力角が変化するため、
変更後の砥石２７に適した形状の歯先２５ａを有するツ
ルア２５と交換する。これにより、ツルアの歯先２５ａ
は、砥石２７の歯面に対して常に合致した噛合い状態で
当接することになり、砥石２７の歯面を正確に整形する
ことができる。

【００１６】また、砥石２７をその回転軸線Ｐｗ方向に
移動させることにより、ツルアの歯先２５ａと砥石の歯
溝３１との当接面の中心Ｒ（図４に示す）は、砥石の回
転軸線Ｐｗ上を、上端点２７ｓから下端点２７ｅまで直
線的に相対移動する。従って、ツルア２５の径を通る平
面上において、砥石の回転軸線Ｐｗとツルアの回転軸線
Ｐｔとの距離は常に中心距離Ｌに保持され、砥石２７の
歯形は正円筒状に整形される。

【００１７】なお、上述した実施例は、砥石台１９をサ
ーボモータ４１によって砥石２７の回転軸線Ｐｗ方向に
移動させる例について述べたが、第２実施例として図８
及び図９に示すようにサーボモータ４１を廃止しても良
い。図８は砥石２７の回転軸線Ｐｗが鉛直軸線になる位
置へ旋回台１８を旋回させた状態図であり、図９は砥石
２７の回転軸線Ｐｗがテーブル１２の移動方向と平行に
なるように旋回台１８を旋回させた状態である。図１及
び図２と同一の物は同じ番号を付し、説明を省略する。
ここで、砥石２７をツルーイングする時は、円筒ウォー
ム状砥石２７の回転軸線Ｐｗがテーブル１２の移動方向
と平行になるように旋回台１８を傾け、サーボモータ１
５によってツルア２５を砥石２７の回転軸線Ｐｗ方向に
移動させる。この場合、ツルア２５の回転軸線Ｐｔを砥
石２７のツルア２５との噛み合い位置における歯直角断
面と平行になるようにツルーイング装置２４を傾けた状
態でテーブル１２に固定する必要がある。

【００１８】また、第３実施例として図１０に示すよう
に、ベッド９０にスライダー９１を左右方向に移動可能
に設け、このスライダー９１にコラム９２を前後方向に
移動可能に設け、このコラム９２に旋回台９３をコラム
９２の移動方向と平行な軸線回りに旋回可能に設け、こ
の旋回台９３に砥石台９４を固定し、この砥石台９４に
旋回台９３の旋回軸線と直交する軸線回りに回転駆動さ
れる円筒ウォーム状砥石９６を取付け、ベッド９０上の
固定テーブル９７にツルーイング装置９８を固定し、旋
回台９３を砥石９６の回転軸線がスライダー９１の移動
方向と平行になるように傾けた状態でスライダー９１を
移動させることによって、砥石９６のツルーイングを行
ってもよい。この場合、砥石９６のツルア９９の噛み合
い位置における歯直角断面と平行な軸線回りにツルア９
９を回転させるべく、ツルーイング装置９８を傾けた状
態で固定テーブル９７に固定する。なお、固定テーブル
９７には、工作物１００をスライダー９１の移動方向と
平行な軸線回りに回転駆動する図略の主軸台と心押台が
対向して設置されている。

【００１９】さらに他の実施例として、第１実施例は、
コラムによって工作物又はツルアに対する砥石の切込み
を与えているが、テーブルによって砥石に対する工作物
又はツルアの切込みを与えても良い。いずれの実施例に
おいて、砥石２７の径が変化した場合には、砥石のピッ
チ径ｄとねじれ角γとが相関関係にあることから、ツル
ーイング時の砥石の回転軸線Ｐｗのツルアの回転軸線Ｐ
ｔに対する傾斜角を、そのときに使用している砥石２７
のねじれ角γに合せれば良く、これは簡単な調整作業で
行える。また、砥石２７のドレッシングを行う方法につ
いても、前記ツルア２５に代えて同形状のドレッサを用
いることによって、前記ツルーイング方法と同様にして
行うことができる。

【００２０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の歯
研削装置は、円筒ウォーム状砥石の歯直角断面形状と等
しい断面形状の歯先を持つ円盤状の修正工具を設け、こ
の修正工具を旋回台の旋回軸線と直交する軸線回りに回
転駆動する砥石修正装置をテーブル上に設け、砥石修正
時は円筒ウォーム状砥石の修正工具との噛み合う位置に
おける歯直角断面が修正工具の回転軸線を含む位置に旋
回台を傾け、続いて砥石の１回転に対して砥石のピッチ
に条数を乗じた送りピッチで砥石台を移動させるべく旋
回駆動装置並びに送り装置の作動を制御する制御装置を
備え、あるいは円筒ウォーム状砥石の歯直角断面形状と
等しい断面形状の歯先を持つ円盤状の修正工具を設け、
この修正工具を回転駆動する砥石修正装置を前記テーブ
ル上に設け、砥石修正時は円筒ウォーム状砥石の回転軸
線がテーブルとコラムの工作物回転軸線方向の相対移動
と平行になるように砥石台を傾け、続いて砥石の１回転
に対して砥石のピッチに条数を乗じた送りピッチで砥石
の回転軸線方向にテーブルとコラムを相対移動させるべ
く旋回駆動装置並びに移動装置の作動を制御する制御装
置を備え、修正工具の円筒ウォーム状砥石との噛み合い
位置における歯直角断面と平行な軸線回りに修正工具を
回転駆動させるよう砥石修正装置を前記テーブルに傾け
て取付けたものであるため、研削あるいは砥石修正のた
びに砥石を取付けたり取外したりする必要が無くなり、
作業性が向上する。また、研削用の駆動源を利用して砥
石修正を行うため、駆動源を少なくできコストの安い歯
研削装置を提供できる。さらに円筒ウォーム状砥石の径
が変化したときには、砥石の回転軸線と修正工具の回転
軸線との傾斜角を調整するのみの簡単な操作で済むた
め、多数の修正工具を用意して交換する必要が無くな
り、作業性が向上する効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る歯研削装置の正面図である。

【図２】本発明に係る歯研削装置の側面図である。

【図３】ツルーイングを行っているときの状態正面図で
ある。

【図４】ツルアと砥石の位置関係を示す正面図である。

【図５】図４のＡ矢視図である。

【図６】加工プログラムの内容を示すフローチャートで
ある。

【図７】ツルーイングプログラムの内容を示すフローチ
ャートである。

【図８】第２実施例としての歯研削装置の側面図であ
る。

【図９】第２実施例においてツルーイングを行っている
ときの状態正面図である。

【図１０】第３実施例においてツルーイングを行ってい
るときの状態正面図である。

【図１１】従来のツルーイング装置を示す正面図であ
る。

【符号の説明】

１１ ベッド １２ テーブル １５ サーボモータ（移動装置） １８ 旋回台 １９ 砥石台 ２３ コラム ２４ ツルーイング装置（砥石修正装置） ２５ ツルア（修正工具） ２７ 円筒ウォーム状砥石 ２９ 工作物 ３０ 被研削部 ４１ サーボモータ（送り装置） ４５ サーボモータ（旋回駆動装置） ４６ サーボモータ（移動装置） ５４ 中央処理装置（制御装置）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベッドと、このベッド上に設けられたテ
   ーブルと、このテーブル上に設けられ工作物を回転駆動
   する主軸台と、ベッド上に設けられたコラムと、コラム
   に旋回可能に支持され旋回駆動装置によって工作物の回
   転軸線と直交する軸線回りに旋回する旋回台と、この旋
   回台に移動可能に設けられ送り装置によって旋回台の旋
   回軸線と直交する方向に移動する砥石台と、前記砥石台
   に設けられ砥石台の移動方向と平行な軸線回りに回転駆
   動される円筒ウォーム状砥石と、前記テーブルとコラム
   を工作物の回転軸線方向及び旋回台の旋回軸線方向に相
   対移動させる移動装置とからなり、工作物と円筒ウォー
   ム状砥石を回転させながらテーブルとコラムを工作物の
   回転軸線方向に相対移動させることによって工作物に歯
   研削を施す歯研削装置において、前記円筒ウォーム状砥
   石の歯直角断面形状と等しい断面形状の歯先を持つ円盤
   状の修正工具を設け、この修正工具を前記旋回台の旋回
   軸線と直交する軸線回りに回転駆動する砥石修正装置を
   前記テーブル上に設け、砥石修正時は円筒ウォーム状砥
   石の修正工具との噛み合う位置における歯直角断面が修
   正工具の回転軸線を含む位置に旋回台を傾け、続いて砥
   石の１回転に対して砥石のピッチに条数を乗じた送りピ
   ッチで砥石台を移動させるべく前記旋回駆動装置並びに
   送り装置の作動を制御する制御装置を備えたことを特徴
   とする歯研削装置。
2. 【請求項２】 ベッドと、このベッド上に設けられたテ
   ーブルと、このテーブル上に設けられ工作物を回転駆動
   する主軸台と、ベッド上に設けられたコラムと、コラム
   に旋回可能に支持され旋回駆動装置によって工作物の回
   転軸線と直交する軸線回りに旋回する砥石台と、前記砥
   石台に設けられ砥石台の移動方向と平行な軸線回りに回
   転駆動される円筒ウォーム状砥石と、前記テーブルとコ
   ラムを工作物の回転軸線方向及び旋回台の旋回軸線方向
   に相対移動させる移動装置とからなり、工作物と円筒ウ
   ォーム状砥石を回転させながらテーブルとコラムを工作
   物の回転軸線方向に相対移動させることによって工作物
   に歯研削を施す歯研削装置において、円筒ウォーム状砥
   石の歯直角断面形状と等しい断面形状の歯先を持つ円盤
   状の修正工具を設け、この修正工具を回転駆動する砥石
   修正装置を前記テーブル上に設け、砥石修正時は円筒ウ
   ォーム状砥石の回転軸線がテーブルとコラムの工作物回
   転軸線方向の相対移動と平行になるように砥石台を傾
   け、続いて砥石の１回転に対して砥石のピッチに条数を
   乗じた送りピッチで砥石の回転軸線方向にテーブルとコ
   ラムを相対移動させるべく旋回駆動装置並びに移動装置
   の作動を制御する制御装置を備え、修正工具の円筒ウォ
   ーム状砥石との噛み合い位置における歯直角断面と平行
   な軸線回りに修正工具を回転駆動させるよう砥石修正装
   置を前記テーブルに傾けて取付けたことを特徴とする歯
   研削装置。