JPH06315825A - 内歯または外歯を備えた工作物の歯フランクを異形のディスク状工具を用いて研削またはフライス削りする方法及びこの方法を実施するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】位相修正を含めた複雑な修正をも行なうことが
できる歯フランク研削またはフライス削り方法及び装置
を提供すること。 【構成】加工中に、工具（０）の軸線と工作物（２）の
軸線とを再短距離で結ぶ線に対応している軸線のまわり
で工具（０）をスラストスライダ（８）の瞬間の位置
（ｚ）に依存して回動可能であり、または工具（２）が
所定の運動方向に成分を有する運動を少なくとも実施可
能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内歯または外歯を備え
た工作物の歯フランクを異形のディスク状工具を用いて
研削またはフライス削りする方法であって、工具を回転
させることにより切削速度を生じさせ、工作物に歯溝ま
たはフランクを加工するための機械に螺旋運動を実施さ
せ、フランク線を修正するため、機械のスラストスライ
ダの瞬間位置に依存して軸線間隔の変化及び／または螺
旋運動の回転成分の変化を重畳させ、適当に適合した工
具及び／または適当に位置決めした工具を使用し、及び
／または工具を適当に位置決めした状態で且つ機械運動
を同一にしてフランクを複数回のパスで生じさせる前記
方法及びこの方法を実施するための装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】筒状の歯車のフランクは、ほとんどの場
合伸開線状の螺旋面に基づいて構成されている。フラン
クが正確な伸開線状の螺旋面から構成される歯車は通常
最適な作動特性を示さない。従ってフランクの修正が望
まれる。

【０００３】フランクの修正方法には簡単な修正方法と
複雑な修正方法とがある。

【０００４】簡単な修正にはプロフィール修正（ヘッド
の後退、基部の後退、ならい角の修正、高さ方向のクラ
ウニングの修正）が挙げられる。この場合これらの修正
は１つの測定面、例えば歯幅中心部でのみ行なうべきで
ある。さらにフランク線の修正（フランク線角度修正、
端部の後退、幅方向のクラウニングの修正）も挙げられ
る。この場合これらの修正は筒体上で、例えば部分筒体
上で行なわれるべきである。

【０００５】複雑な修正方法の特徴は、複数の正面断面
部でプロフィール修正を行なうことに関する規定及び／
または複数の筒体の上でフランク線修正を行なうことに
関する規定があることである。

【０００６】最も複雑な場合には、フランク上に測定点
の網目を設定して、それぞれの測定点に対し、この点が
伸開線状の螺旋面からどの程度突出しているべきか、も
しくは後退しているべきかが決定される。製造に際して
の課題は、設定した前記測定点のすべてが存在している
ような一様に延びる面を生じさせること、もしくは前記
測定点がこの面からせいぜい許容間隔だけ離れているよ
うにすることである。ここに述べた種類の修正方法は位
相修正方法とよばれる。

【０００７】簡単なフランク修正は、上記産業上の利用
分野で述べた方法により行なうことができる。この場
合、望ましいプロフィール修正は主に工具に設定され、
フランク線の修正は研削またはフライス機械を適当に移
動させることにより生じる。

【０００８】また、異なる調整データ（軸間隔ａ、工具
の偏心率ｅ、工作物の回動角η及び工作物の位置調整回
転角Ψ）による複数の行程でフランクを加工する方法も
知られている。ただし、工作物の回動角η及び工作物の
位置調整回転角Ψを調整データとして採用する場合には
研削またはフライス機械の運動は不変である。

【０００９】前述したような複雑な修正、特に位相修正
は、上記産業上の利用分野で述べた方法では実施するこ
とができない。しかしプロフィール修正方法は他の方法
に比べて、特にサイズの大きな工作物を加工する場合に
加工時間の点で利点を持っている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このような状況に鑑
み、本発明の課題は、位相修正を含めた複雑な修正をも
行なうことができる冒頭で述べた方法及び装置を提供す
ることである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、方法に関しては、複雑なフランク修正を行
なうため、簡単に修正されるフランクの成形に必要な運
動の他に、工具の構成と位置決めを適当に選択した上
で、機械の異なる軸線上にて経過する少なくとも２つの
成分から成る付加運動を実施させ、その際個々の成分
を、フランクに所定のオフセット（ Schraenkung )が生
じるように互いに同調させることを特徴とし、さらにフ
ランクを、機械運動をその都度変化させることにより別
個の作業工程で生じる少なくとも２つの面要素から構成
し、工具の軸線間隔及び偏心率と工作物の回動角及び位
置調整回転角の４つの調整データのうち少なくとも２つ
の調整データを、それぞれの面要素を生じさせるために
種々に選択することを特徴とするものである。

【００１２】装置に関しては、加工中に、工具の軸線と
工作物の軸線とを再短距離で結ぶ線に対応している軸線
のまわりで工具をスラストスライダの瞬間の位置に依存
して回動可能であり、または工具が前記運動方向に成分
を有する運動を少なくとも実施可能であることを特徴と
するものである。

【００１３】本発明による方法により、ディスク状工具
を用いてならい方法により生じさせることができるフラ
ンクの形状（ Flankentopografie ）の可変性（ Flexib
ilitaet )を著しく高めることができる。よって本発明
による方法を以下では形状可変（ Topoflex ）方法と呼
ぶことにする。

【００１４】不連続なプロフィール方法により斜歯の歯
車を形成させる場合、歯部を幅方向で丸みを持つ（クラ
ウニング）ように形成すると不具合なフランクが生じ
る。この不具合はプロフィール測定の際にならい角のず
れにより現われる。ずれの大きさはすべての正面断面部
において異なっている。

【００１５】歯幅に対する幅方向のクラウニングの変化
が二次放物線に対応しているものと仮定すると、測定面
までの距離に比例して近似的に変化する１つのならい角
ずれが異なる正面断面部で得られる。今、歯車の正面に
最も近い測定面をＩで表し、歯車の背面に最も近い測定
面をＩＩで表すと、プロフィールのオフセット（ Schra
enkung )ＳＦαは次の式で表される。 ＳＦα＝ｆＨαＩＩ−ｆＨαＩ （１） ここでｆＨαはならい角のずれを示す（ＤＩＮ３９６
０）。

【００１６】プロフィールのオフセットと同時にフラン
ク線のオフセットＳＦβも生じる。ＳＦαとＳＦβは軌
跡の形状が異なっているにすぎず、同一の効果を奏す
る。従って以下ではプロフィールのオフセットＳＦαだ
けを扱うことにする。

【００１７】設計者によっては、オフセットのないフラ
ンクを望む場合もあれば、方法上のオフセットＳＦαｖ
とは異なるオフセットを望む場合がある。後者の場合に
は次のような付加的なオフセット ＳＦα_Z＝ＳＦα−ＳＦαｖ （２） が生じる。このオフセットＳＦαｚは、方法上のオフセ
ットＳＦαｖに重畳されて望ましいＳＦαを生じさせ
る。

【００１８】ドイツ特許公開第３８１６２７０号公報か
ら知られているように、調整データ、即ち軸間隔ａ、工
具の偏心率ｅ、工作物の回動角η（η＝９０°−軸線オ
フセットΣ）及び工作物の位置調整回転角Ψが設計デー
タに対応していない場合に生じるプロフィールのずれＦ
αをならい角のずれｆＨαと、高さ方向のクラウニング
ｃαと、プロフィール形状のずれｆｆαと、歯厚への影
響を表す量とに分解させることができる。このため正面
断面におけるそれぞれのフランクの寸法取り（Aufmass
）をｑtとすると、プロフィールを分解する式として次
の式が得られる。 Ｆα＝ｑｔ＋ｆＨα＋ｃα＋ｆｆα （３） ドイツ特許公開第３８１６２７０号公報では、プロフィ
ールのずれの上記成分に対する調整データの影響を実験
的に決定または算出することが提案されている。この提
案を、加工中の螺旋運動が要求されるリードＨに対応し
ていないことから生じる影響量だけ補足すると、具体的
な加工例と本発明との興味深い関係が明らかになる（図
１を参照）。

【００１９】

【実施例】次に、本発明の実施例を添付の図面を用いて
説明する。

【００２０】加工例は、右ねじれ斜歯歯車の右フランク
のシングルフランク加工の例である。 ｚ＝３８，
ｍ＝８．４６７ｍｍ ，α＝１７．５°，β＝＋２７．5
°,ｂ＝１７１mm ，Ｌβ＝ｂである。ここで ｚ 歯数， ｍ モジュール， α 圧力角 β 傾斜角 ｂ 歯幅 Ｌβ フランク線評価領域 である。

【００２１】図１の各行にはｑｔ（列１）、ｆＨα（列
２）、ｃα（列３）、ｆｆα（列４）に対する影響量の
結果が図示されている。ここで注意すべきは、列１と２
では列３と４で選定した目盛よりも大きな目盛が選定さ
れていることである。

【００２２】行１から３までは工具の調整データ、即ち
軸線間隔（行１）、偏心率（行２）、回動角（行４）に
関する。行４は工作物の調整回転角に関し、行５は機械
の運動を介して生じる螺旋運動に関する。

【００２３】軸線間隔ａと偏心率ｅとを変化させると、
寸法取りｑｔとならい角ＦＨαに強く影響するが、高さ
方向のクラウニングｃαとプロフィール形状のずれｆｆ
αにはほとんど影響ない。例えば Δａ＝１００μｍのとき，ｃα≒０，ｆｆα≒０．１μ
ｍ， Δｅ＝１００μｍのとき，ｃα≒０．６，μｍ，ｆｆα
≒０ である。

【００２４】回動角ηを変化させると、同様にプロフィ
ール角のずれｆｆαに強く影響するが、軸線間隔ａと偏
心率ｅが寸法取りｑｔに影響するほど強くなく、しかし
軸線間隔ａと偏心率ｅが高さ方向のクラウニングｃαと
プロフィール形状のずれｆｆαに影響するよりは強く影
響する。例えば Δη＝０．１°のとき，ｃα≒２．５μｍ，ｆｆα≒
０．６μｍ である。

【００２５】工作物の調整回転角Ψを変化させてもなら
い角ｆＨαのずれにも、高さ方向のクラウニングｃαに
も、プロフィール形状のずれｆｆαにも影響せず、寸法
取りｑｔにだけ影響する。従って寸法取りｑｔは、シン
グルフランク加工においてフランクのプロフィールに影
響を与えずに任意の歯幅を得ることができる量である。

【００２６】機械運動によって生じる螺旋の変化は、行
５においてリードＨの変化によって特徴付けられてい
る。リードＨはフランクの形状との関連が明瞭でない。
従ってリードＨは歯幅に関連した工作物の付加回転Δψ
に換算され、或いはこの付加回転に相当する、歯部の基
礎円上の円弧ｒｂ×Δψに換算されている。基礎円の半
径としては、ＤＩＮ３９６０に従い、所望のオフセット
を考慮しないで決定可能な半径を選定した。

【００２７】行５には円弧ｒｂ×Δψに対して第２のス
ケーリングが含まれている。

【００２８】図１の行５、列１の寸法取りｑｔは、Ｆα
の変化から生じる“寸法取り”の成分だけを考慮してい
る。図示したΔψの範囲ではこの成分は実際にゼロであ
る。しかしシングルフランク加工において付加回転Δψ
により軸方向の距離ｚに比例してｑｔは変化する。

【００２９】

【数１】

【００３０】この成分は図１の行５、列１において破線
で示した。

【００３１】ここで本発明は、スラストスライダを移動
させている間に軸線間隔ａまたは偏心率ｅまたは回動角
ηを変化させてプロフィールのオフセットＳＦαを生じ
させることを提案するものである。同時に、その際に生
じるフランク線のずれを螺旋運動の同調により修正する
必要がある。

【００３２】次に、軸線間隔を変化させることによりオ
フセットＳＦαを生じさせることに関して説明する。軸
線間隔ａをスラストスライダの距離ｚに比例して変化さ
せると、例えば面Ｉ内でΔａ_I＝−５０μｍ、面ＩＩ内
でΔａ_II＝＋５０μｍであるように変化させると、図１
の行１、列２から、ｆＨαＩ＝−１０．８５及びｆＨα
ＩＩ＝＋１０．８５によりオフセットＳＦα＝２１．７
μｍが得られる。図１の行１、列１から、上記のΔａの
値に対しては面Ｉではｑｔ_I＝−１５．６５μｍ、面Ｉ
Ｉではｑｔ_II＝＋１５．６５μｍである。ここに記載し
た条件のもとでは、右フランクＲＦ（図２）が量的に大
きすぎるオフセット角または小さすぎるリードを有する
（図２の実際フランク線）ような歯車が形成される。こ
のような影響を修正するため、機械の運動は次のように
同調されねばならず、即ち軸線間隔ａが変化しないかぎ
り、歯幅ｂに関係した付加回転がｒｂ×Δψ＝３１．３
μｍになるように同調されねばならない。軸線間隔ａを
変化させると、即ち付加回転を考慮すると、所望のオフ
セット角（図２の目標フランク線）が得られる。

【００３３】本例の場合、付加回転ｒｂ×Δψはフラン
ク線角度修正ＭＨβと実際に線形的に関連しているた
め、フランク線角度修正ＭＨβとみなすことができる。
適当な制御装置を備えた機械では、この値は直接制御に
導入される。この場合機械は加工中所望の付加回転を自
動的に実施する。

【００３４】図１の行５、列２から明らかなように、リ
ードＨが変化するとならい角のずれｆＨαに変化が生じ
る。従って、ΔＨのために面ＩとＩＩに生じたならい角
のずれを一定の被加数だけ修正しなければならない。こ
のような修正に対しては、例えば面ＩとＩＩにおける前
記軸線間隔を同様に一定量だけ変化させる。しかしなが
らこの修正は実際には実施することができない。なぜな
らΔＨは正確なフランク線が工作物に生じることを保証
するためだけに必要だからである。ところで、工作物の
正確なフランク線は、図１の行１から行３までにおいて
従属性を考慮する際に前提とされているものである。図
１の行５、列２に含まれているならい角のずれは、生じ
たフランク線が対応するフランク線角度ずれｆＨβを有
していれば生じるであろうが、これは本例の場合に相当
しない。

【００３５】既に述べたように、本例においてはｆＨβ
（Δａ）、ｑｔ（Δａ）、ｆＨα（Δψ）、ｑｔ（Δ
ψ）に対しては実際に線形的な関係がある。従って軸線
間隔Δａ（ｚ）と付加回転Δψ（ｚ）の修正に対しても
線形的な関係が生じる。いかなる場合も、機械の運動を
検出するために必要な関連性を線形化することは許され
ない。このような場合には、成形されるべき歯部を演算
用にいくつかの狭い歯部に分解し、上述した方法を個々
の狭い歯部に適用し、その結果をつなぎ合わせることが
できる。このことは、より強く非線形的に変化する関数
を演算により線形化し、その結果をつなぎ合わせること
を意味している。この場合、軸線間隔Δａ（ｚ）と付加
回転Δψ（ｚ）に対しては非線形的な関係（演算的には
線形的な関係）が得られる。機械に対するこれらの依存
性を実現することは、少なくとも数値制御機械において
は難なく可能である。

【００３６】機械の運動の経過を制御するために必要な
関連性は、製造プロセスのシュミレーションを用いてデ
ジタル演算器で容易に検出することができる。なぜなら
この方式では、非線形的な関連性が存在している場合に
も短時間で演算を行なうことができ、また工具と工作物
の接触点の変位（通常はわずかである）が自動的に検出
されるからである。これまで述べてきた処置は、個々の
作用が相互に干渉しないこと、即ち例えば特定のΔｅを
適用した場合、他の影響量の作用に対しては、もともと
検出された依存性を変更せずに適用できることを想定し
ている。もし、工具調整データとねじ切りとの実際に選
定した組合せを製造プロセスの演算的シュミレーション
用のベースとして選定し、その際期待されるプロフィー
ルを算出するならばより正確な結果が得られる。この場
合例えばΔａについてはならい角のずれｆＨαとｑｔと
を生じさせ、次に要求されたｚ成分を持つ測定シリンダ
上の一点が要求されたフランク線上に位置するまでΔａ
とΔψを反復させる。

【００３７】この方法は、生じるべきならい角の修正を
スラストスライダの変位に比例せずに変化させるべき場
合ももちろん適用することができる。

【００３８】結果として、例えばスラストスライダのそ
の都度の位置（ｚ位置）に依存した軌道修正、または直
接に機械のための数値制御プログラムが得られる。

【００３９】要供されるオフセットＳＦαは、本発明に
よれば、Δａ（ｚ）及びΔψ（ｚ）を介して生じさせる
代わりに、Δｅ（ｚ）とΔψ（ｚ）或いはΔη（ｚ）と
Δψ（ｚ）を介して、及びこれらの関数の組合せを介し
て生じさせることができる。前述した諸々のケースにお
いては、Δψ（ｚ）に対してそれぞれ量的に別の関係が
適用される。この関係は、Δａ（ｚ）とΔψ（ｚ）に対
して述べた方法を残りのケースに適用すれば図１から自
ずと明らかになる。

【００４０】Δｅ（ｚ）とΔψ（ｚ）或いはΔη（ｚ）
とΔψ（ｚ）についてオフセットＳＦαを生じさせる場
合、所望のオフセットとともに、高さ方向のクラウニン
グまたは凹状クラウニングもわずかながら生じる。その
量は軸方向の距離とともに変化する（図１の行２と３、
列３を参照）。凹状クラウニングは、本例の場合Δｅに
対して０よりも小さな値を選定し、Δηに対して０より
も大きな値を選定することにより避けることができる
（これに関しては図１の行２と３、列３を参照）。例え
ばΔη（ｚ）とΔψ（ｚ）についてオフセットＳＦαを
生じさせ、その際ｃα＜０、即ち凹状クラウニングを避
けたい場合には、Δη（ｚ）が変化する領域は、Δη＝
＋０．１°のまわりにほぼ対称に存在することができ
る。この値で図１の行３、列２に対応して生じるならい
角のずれｆＨα≒２０μｍは、軸線間隔を適合させるこ
とにより図１の行１、列２に応じて相殺することができ
る。ここで必要な軸線間隔の適合はコンスタントであ
り、即ちスラストスライダが走行しても変化しない。軸
線間隔ａの適合と関連しているｑｔの増加は、ΔΨ（図
１の行４、列１を参照）により補償することができる。
もちろん、期待されるならい角のずれを工具の設計段階
で考慮してもよい。この場合、軸線間隔ａと工作物の位
置調整回転Ψを変化させる必要はない。

【００４１】既に述べたように、Δη≠０の場合には、
わずかにプロフィール形状のずれが生じる（図１の行
３、列４を参照）。従ってどのような場合にも、このず
れを受け入れることができるかどうかを検討する必要が
ある。

【００４２】予想されるプロフィール形状のずれは、転
動経路に関してＳ字状に変化する。その振幅は軸方向の
距離に関して変化するので、工具の設計による完全な相
殺は不可能である。単に、例えば歯幅の中心部で予想さ
れる値を設計の際に考慮することしかできない。従って
残存する歯幅に関する形状のずれを半分にすることがで
きる。本例においては、予想される形状のずれは非常に
小さく、もし高い精度が要求されていないならばそれを
無視できるほど小さい。もし公差範囲内の形状のずれで
も残っているべきでないならば、Δη（ｚ）とΔψ
（ｚ）についてオフセットＳＦαを生じさせることを断
念し、二者択一的に記載した前記解決法を選択する。

【００４３】本発明による方法は調整データを一定にし
て実施されない。このため、工作物のプロフィールを決
定する点が工具上で変位する。この変位は製造プロセス
のシュミレーションで算出することができ、ディスク
（工具）の利用可能なプロフィール高さを最終的に決定
する際に考慮することができる。ある場合には、手背ぃ
好くプロフィールの利用可能な高さを標準設計に比べて
いくぶん大きくすることができる。また別の場合にはい
くぶん小さくすることもできよう。検査がコンピュータ
で行なわれない場合には、ディスクのヘッド領域及び基
部領域での利用可能な高さを少なくともΔａ／２だけ大
きくするべきである。

【００４４】既に述べたように、図１にまとめた依存性
は、右ねじれ斜歯歯車の右フランクに対して適用され
る。右ねじれ斜歯歯車の左フランクに対する適当な実験
を行なえば、図１の第２行及び第４行を除いて、右フラ
ンクの場合と同じ量的な関係が得られる。行２と４にお
いては、曲線は横座標に関して対称になっている。即ち
“直線”は右フランクに適用される値とともに上昇する
が、符号は逆になる。

【００４５】このような状況は、本発明による方法を２
フランク加工にも適用できることを示している。以下に
実際的に興味深い例を示す：歯部の成形を２フランク研
削により全歯幅にわたって行なう。その際、放物線状に
延びる幅方向のクラウニングはｃβ＝２０μｍである。
この場合に通常生じるオフセットは左フランクにおいて
ＳＦαＬ＝＋１０μｍであり、右フランクにおいてＳＦ
αＲ＝−１０μｍである。このオフセットを避けるべき
ものとする。図３は、歯幅に関してならい角修正をどの
ように変化させるべきかを示している。

【００４６】右フランクＲＦに要求されるオフセットを
生じさせるため、面ＩＩにおいて偏心率ｅＩＩ＝ΔｅＩ
−５μｍ／０．０６４≒−７８μｍが実現され、面Ｉに
おいてはｅＩ＝ΔｅＩ≒＋７８μｍが実現されねばなら
ない。ファクター０．０６４は図１の行２、列２におけ
る関数の勾配である。面Ｉと面ＩＩの間では偏心率ｅは
線形的に内挿法によって求められ、外側では線形的に外
挿法により求められる。

【００４７】ここで述べた付加運動はまだ所望の結果を
提供しない。むしろまず第１に、シングルフランク加工
に対して既に述べたような付加運動を、所望のフランク
線が実際に形成されるように設定しなければならない。
本例の場合この適合は図１の行２、列１の関数により行
なわれる。

【００４８】第２に、工具の位置決めを適合させねばな
らない。本例の場合、必要な修正運動は後述するように
無視できるほど小さなものである。

【００４９】斜歯の２フランク加工の場合両フランクに
同時に生じる点が別のｚ成分を有しているという事実に
基づき、図３で破線で示したならい角修正ＭＨα（ｚ）
の変化が生じる。

【００５０】面Ｉと面ＩＩに存在している偏心率は右フ
ランク及び左フランクのプロフィールに望ましくない影
響を与えることがわかる。要求されるオフセットはなる
ほど両フランクに存在しているが、すべての位置におい
てＭＨαの値は大きすぎる。この大きすぎるＭＨαの値
は図１の行１、列２による軸線間隔の変化Δａまたは図
１の行３、列２による回動角の変化Δηにより除去する
ことができる。このためには工具の位置決めをΔａ＝−
１μｍまたはΔη＝−４’’に関して適合させねばなら
ないが、本例ではもちろんこの修正を行なう必要がな
い。

【００５１】以上述べた例は、幅方向のクラウニングが
放物線状に延びる２フランク加工に関するものである。
このクラウニングは、同様に放物線状に経過する軸線間
隔の変化Δａ（ｚ）により生じる。方法上の構成によっ
て生じるオフセットＳＦαｖを除去できるという事実
は、すべての正面断面部においてｆＨαが一定であると
いうことを意味するのではなく、単に測定面ＩとＩＩに
おいて同じｆＨαが存在するということを意味している
にすぎない。事実本例においては、ｆＨαは歯幅中心部
の方向へ次第に大きくなっている。即ち歯幅中心部にお
いて歯部のヘッドは面Ｉ及びＩＩ内にある。この効果
は、図１の行１、列２の関連性を考慮した軸線間隔の変
化Δａ（ｚ）から得られる。歯幅に関してならい角のず
れｆＨαを一定にし、または予め設定した法則に従って
経過するならい角のずれｆＨα（ｚ）を、別の運動によ
り、即ち所望の依存性ｆＨα（ｚ）に適合した軌道Δη
（ｚ）上での運動により生じさせることができる。

【００５２】２フランク加工において本発明による形状
可変方法に必要とする工具は、従来使用されている工具
とほとんど変わらない。形状可変方法に対しては、工具
の厚さをその都度付加運動から生じる歯幅への影響に適
合させねばならない。また工具は、工作物の形状に適合
している領域において、調整データΔａ、Δｅ、Δη、
ΔＨの変化によって生じる作業点の変化に対して十分安
定でなければならない。

【００５３】本発明による形状可変方法によれば、位相
的なフランク修正も生じさせることができる。位相的な
修正は例えばシェービングカッター、ベッドドライブピ
ニオン、ドレッシングギヤに望ましいが、船舶及びター
ビンの分野における大きな高精度の歯車にも望ましい。
以下にその方法を述べる。

【００５４】既に述べたように設計者はフランク上に測
定点の網を設定し、それぞれの点に対し、修正されない
伸開線状螺旋面からどの程度突出させるべきか、もしく
は後退させるべきかを決定する。測定点と修正個所は、
修正されない歯部の基本筒体に接する接平面に変換され
る。次に例えばスプラインを使用して、可能な限り一様
に延びる面を位置修正された点によって決定し、歯部を
幅がΔＬαのＮ_i個の条片と、厚さがΔｚのＮｊ個のデ
ィスクとに分解する（図４）。これにより、上記接平面
内に面要素として側辺がΔＬαおよびΔｚ／ｃｏｓβｂ
の平行四辺形が得られる。面要素（ｉ，ｊ）の中心点Ｐ
Ｍ（ｉ，ｊ）は座標（Ｌｉ＋ｚｊ×ｔａｎβｂ），ｚｊ
を有している。上記接平面上の点Ｐ’ＭはＭβ（ｉ，
ｊ）だけＰＭ（ｉ，ｊ）の上方にある。条片ｉのための
測定筒体は、例えば点ＰＭ（ｉ，ｊ）を通り、歯部の軸
線に同心に延びる筒体である。ここで、点Ｐ’Ｍ（ｉ，
ｊ）を含む面要素ＭＨα（ｉ，ｊ）の勾配を正面断面部
において、或いはＭＨβ（ｉ，ｊ）を測定筒体上で決定
する。

【００５５】機械を運動させるための軌道座標の算出
は、フランクが各点Ｐ’Ｍ（ｉ，ｊ）を含み、例えば工
具の偏心率Δｅにより対応するＭＨα（ｉ，ｊ）を生じ
させ、且つ適当な付加回転により所望のＭＨβ（ｉ，
ｊ）を生じさせるように行なう。算出過程は反復法によ
り行なう。もちろんＭＨα（ｉ，ｊ）をΔａまたはΔη
を介して、或いはΔｅとΔａとΔηの組合せにより生じ
させてもよい。

【００５６】１つの条片に対する軌道座標を設定する
と、工具の調整回転角Ψが検出される。このため条片の
１つの面要素において調べた“寸法取り”ｑｔを検出
し、この位置での目標値と比較する。条片を加工するた
めの位置決めのための工作物の必要な回転はΔψ＝ｑｔ
／ｒｂである。

【００５７】次に上記の処置を右フランクと左フランク
のすべての条片に適用する。最後に軌道座標を機械の制
御部に入力し、加工を行なう。各条片は別個に生じ、即
ち工作物を１回転させるごとに各右側フランクまたは左
側フランクに１個の条片が生じる。不連続なならい方法
では１回の作業工程で生じさせることができないような
修正を施したフランクが得られる。この場合のフランク
は、例えば特定の領域が残りの部分に対して後退してい
るようなフランクである。この残りの部分を以下ではフ
ランクの主部分と呼ぶことにする。簡単な場合には、後
退させられるべき部分を伸開線状の螺旋面により描き、
生じさせることができる。

【００５８】より複雑なフランク戻り（ Flankenrueckn
ahme )を生じさせるためにはこの形状可変方法が適して
いる。この場合まず歯部の主部分を、所望の形状に応じ
て場合によっては通例のように１フランク切断または２
フランク切断で加工する。さらに１回のステップまたは
数回のステップで所望の戻りが生じる。フランクは、工
具と工作物の適当な位置決め及び適当な機械運動により
別個に加工される。

【００５９】本発明によれば、フランクの主部分と後退
されるべき部分との境界線が例えば基礎筒体に接する接
平面内で描かれる。そして歯部の軸線に同心に筒体を、
例えばヘッド成形筒体及び／または後退の経過が例えば
Ｍβ（ｚ）の形状で描かれる基部成形筒体を設定する
か、或いは後退の経過が例えばＦα（Ｌｙ）の形状で描
かれる正面切断部を例えば面ＩとＩＩの近くに設定す
る。Ｌｙは、任意の半径ｒｙを持った点までの転動距離
である（ＤＩＮ３９６０）。

【００６０】次に、機械の軌道を、即ち例えば固定値ａ
とηのためのΔｅ（ｚ）とΔψ（ｚ）を反復法により算
出し、そして付加的に、工作物の必要とする回動角を工
作物位置調整回転角ΔΨの変化として決定する。既に述
べたように、ΔΨは、選定した位置調整データと機械の
運動軌道とから予想される歯部の一定位置における“寸
法取り”ｑｔをこの位置におけるｑｔの目標値と比較す
ることにより得られる。

【００６１】この形状可変方法によれば、フランクの主
部分と後退されるべき領域との境界線を任意に設定する
ことができる。図５にいくつかの例を示した。もちろ
ん、筒状の歯部において望ましい後退の領域における後
退の形状及び量は任意に選択可能である。

【００６２】図６は、上に述べた方法を実施するための
機械を示したものである。この機械は工具スピンドル３
のための駆動部１を有している。工具スピンドル３には
工具０が装着されている。工具スピンドル３を回転させ
るための駆動部１により切断速度が生じる。加工される
べき工作物２はテーブル７に固定されている。テーブル
７は駆動部４により自らの軸線のまわりに回転すること
ができる。駆動部１はスライダ８に支持されている。ス
ライダ８は鉛直方向に位置調整可能にスタンド９に支持
されている。スタンド９自身は、スライダ８の位置調整
方向に垂直に位置調整可能に機械ベッド１０で支持され
ている。駆動部１は、スライダ８の位置調整方向に垂直
に延びる軸線１１のまわりに位置調整可能である。スタ
ンド９上には、スライダ８を高さ方向に位置調整するた
めの駆動部５が設けられている。駆動部１は、スタンド
９及びスライダ８の位置調整方向に垂直に位置調整可能
である。工具０と工作物２の間に螺旋運動を生じさせる
ための手段４ないし６が設けられている。駆動部４と５
は制御部６に接続され、該制御部６は駆動部４と５から
受け取った信号を処理して、駆動部４に調整信号１２を
発し、工作物２を回転させる。

【００６３】工具０と工作物２の間に螺旋運動を生じさ
せるため、工具０と工作物２との間で工作物軸線ｚの方
向へ相対運動させるとともに、螺旋のピッチ高さＨに相
当する分だけ工作物２を回転させる。図示した実施例で
は、駆動部５とスライダ８により工具０が工作物軸線ｚ
の方向へ所望の量だけ移動せしめられる。これと同時に
工作物２が駆動部４により必要な量だけ回転する。この
ために必要な測定値を制御部６は駆動部４と５から得
る。制御部６は調整信号１２により、所望のピッチ高さ
を得るために工作物２を回転させる。位置調整運動ａ
は、スタンド９を機械ベッド１０上で半径方向へ工作物
２の方向へ走行させることにより生じる。駆動部４によ
り工作物２を回転させることにより、その都度必要な工
作物位置調整角Ψ或いは工作物２の付加回転Δψを得る
ことができる。偏心率ｅの調整は駆動部１または工具０
をその軸線の方向へ変位させることにより行なわれ、一
方回動角ηを調整するため、駆動部１を工具０とともに
軸線１１のまわりに回転させる。 次に、本発明の実施
態様を列記しておく。

【００６４】（１）オフセット（ＳＦα）を生じさせる
ためのシングルフランク加工の付加運動としてΔａ
（ｚ）とΔψ（ｚ）、及び／またはΔｅ（ｚ）とΔψ
（ｚ）、及び／またはΔη（ｚ）を実施し、工具の異形
ゾーンを、例えばΔａ（ｚ）のために工具上での作業点
の変位に対して安定であるようにすることを特徴とす
る、請求項１または２に記載の方法。

【００６５】（２）２フランク加工に対し、Δｅ（ｚ）
とΔψ（ｚ）を、左フランクのオフセット（ＳＦαＬ）
＝右側のフランクのオフセット（−ＳＦαＲ）となるよ
うに実施し、斜歯の工作物においては付加的に、工作物
の左側のフランクまたは右側のフランク上での加工軌跡
のずれから生じるならい角のずれを、適合した軸線間隔
及び／または適合した回動角に工具を位置決めすること
により相殺するとともに、工具の形状を次のように適合
させること、即ち軸線間隔及び／または回動角の適合か
ら生じる、工作物の歯幅への影響を工具の厚さに関して
考慮し、且つ工具の異形ゾーンが、例えば軸線間隔の変
化から生じる作業点の変位に対して十分安定であるよう
に適合させることを特徴とする、請求項１に記載の方
法。

【００６６】（３）幅方向のクラウニングを生じさせる
軸線間隔の変化から生じるｆＨα（ｚ）を適合した回動
角の変化Δη（ｚ）を介して相殺することを特徴とす
る、上記第２項に記載の方法。

【００６７】（４）歯フランクの主部分に対して所定量
だけ後退するように特定された歯フランクの部分を加工
するため、調整データを適合させて加工プロセスを次の
ように反復法によりシュミレーションすること、即ち要
求された条件（後退の量とフランクの主部分への移行
線）を維持し、且つこのようにして検出した軌道座標を
加工中に加工経過のために利用することを特徴とする、
請求項１、請求項２、上記第１項から第３項までのいず
れか１つに記載の方法。

【００６８】（５）工具（０）が、スラストスライダの
位置（ｚ）に依存して加工中に自らの軸線の方向へ移動
可能であることを特徴とする、請求項２に記載の装置。

【００６９】

【発明の効果】本発明により、ディスク状工具を用いて
ならい方法により生じさせることができるフランクの形
状を自在に変化させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】個々の加工パラメータの関係を示すグラフであ
る。

【図２】右側フランクのフランク線と左側フランクのフ
ランク線との目標線及び実際線を示す図である。

【図３】右側フランクと左側フランクのならい角の修正
を示す図である。

【図４】加工すべき歯部を本発明にしたがって面要素に
分解することを説明する図である。

【図５】フランクの主部分と後退されるべき領域との境
界線を任意に設定した例を示しす図である。

【図６】本発明による方法を実施するための機械の斜視
図である。

【符号の説明】

１，４，５ 駆動部 ２ 工作物 ８ スライダ ９ スタンド

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内歯または外歯を備えた工作物の歯フラ
   ンクを異形のディスク状工具を用いて研削またはフライ
   ス削りする方法であって、工具を回転させることにより
   切削速度を生じさせ、工作物に歯溝またはフランクを加
   工するための機械に螺旋運動を実施させ、フランク線を
   修正するため、機械のスラストスライダの瞬間位置に依
   存して軸線間隔の変化及び／または螺旋運動の回転成分
   の変化を重畳させ、適当に適合した工具及び／または適
   当に位置決めした工具を使用し、及び／または工具を適
   当に位置決めした状態で且つ機械運動を同一にしてフラ
   ンクを複数回のパスで生じさせる前記方法において、 複雑なフランク修正を行なうため、簡単に修正されるフ
   ランクの成形に必要な運動の他に、工具の構成と位置決
   めを適当に選択した上で、機械の異なる軸線上にて経過
   する少なくとも２つの成分から成る付加運動を実施さ
   せ、その際個々の成分を、フランクに所定のオフセット
   （ＳＦ）が生じるように互いに同調させることを特徴と
   する方法。
2. 【請求項２】 内歯または外歯を備えた工作物の歯フラ
   ンクを異形のディスク状工具を用いて研削またはフライ
   ス削りする方法であって、工具を回転させることにより
   切削速度を生じさせ、工作物に歯溝またはフランクを加
   工するための機械に螺旋運動を実施させ、フランク線を
   修正するため、機械のスラストスライダの瞬間位置に依
   存して軸線間隔の変化及び／または螺旋運動の回転成分
   の変化を重畳させ、適当に適合した工具及び／または適
   当に位置決めした工具を使用し、及び／または工具を適
   当に位置決めした状態で且つ機械運動を同一にしてフラ
   ンクを複数回のパスで生じさせる前記方法において、 フランクを、機械運動をその都度変化させることにより
   別個の作業工程で生じる少なくとも２つの面要素から構
   成し、工具の軸線間隔（ａ）及び偏心率（ｅ）と工作物
   の回動角（η）及び位置調整回転角（Ψ）の４つの調整
   データのうち少なくとも２つの調整データを、それぞれ
   の面要素を生じさせるために種々に選択することを特徴
   とする方法。
3. 【請求項３】 切削速度を生じさせるため工具スピンド
   ル（３）を回転させる駆動部（１）と、工具（０）と工
   作物（２）との間に螺旋運動を生じさせるための手段
   （４，５，６）と、半径方向に工作物（２）のほうへ及
   び／または工作物の周方向（Ψ）へ部分運動、位置調整
   運動（ａ）を生じさせる手段（６）と、スラストスライ
   ダが変位している間に軸線間隔（ａ）及び／または工作
   物の回転（Ψ）を変化させることによりフランク線を修
   正する手段と、軸線間隔（ａ）と偏心率（ｅ）と回動角
   （η）に関して工具（０）を位置決めし、且つ工作物
   （２）を加工のための基準回転角（Ψ）に関して位置決
   めするための手段とを有し、前記螺旋運動が、工作物の
   軸線（ｚ）の方向での工作物（２）と工具（０）との相
   対変位と、螺旋のピッチ高さ（Ｈ）に相当する工作物
   （２）の回転運動とから構成されている、請求項１また
   は２に記載の方法を実施するための装置において、 加工中に、工具の軸線と工作物の軸線とを再短距離で結
   ぶ線に対応している軸線のまわりで工具をスラストスラ
   イダの瞬間の位置（ｚ）に依存して回動可能であり、ま
   たは工具が前記運動方向に成分を有する運動を少なくと
   も実施可能であることを特徴とする装置。