JPH0679526A - 歯車仕上加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、予め歯形が形成された歯車素材に
対してホーニング加工により歯面の仕上げを行う歯車仕
上加工装置に関する。 【構成】 水平面と垂直面にスライド面を有する直角型
ベッド２を設け、水平面に沿って進退自在な砥石支持ユ
ニット１６と、垂直面に沿って昇降自在なワーク支持ユ
ニット４を設け、このワーク支持ユニット１６のワーク
保持治具７によって歯車素材Ｗを垂直軸まわりに回転自
在に保持する。そして砥石支持ユニット１６の先端部に
リング状の内歯歯車状砥石２５を設けて砥石回転モータ
２６によって水平面から所定角傾いた面内で回転自在と
し、内歯歯車状砥石２５の内周歯と歯車素材Ｗの外周歯
を噛み合わせてホーニング加工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、予め歯形が形成された
歯車素材に対してホーニング加工により歯面の仕上げを
行う歯車仕上加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば自動車のトランスミッショ
ン或いはディファレンシャル等には多数のギア部品が用
いられており、高精度に仕上げられている。すなわち、
例えばホブ盤等によって歯形を削り出した後、歯車シェ
ービング盤等によって仕上加工を行い、更に精度を高め
るためにホーニング加工を行って歯面を高精度に仕上げ
ている。そして、かかるホーニング加工装置としては、
例えば特開平２―２８４８１９号とか特開平３―２０２
２２５号のような装置が知られており、このような装置
は、図８のように、歯車素材Ｗのワーク支持軸Ｐを水平
にして回転自在に支えるとともに、この歯車素材Ｗに対
して、内周に同形の歯形を有する内歯歯車状砥石５１を
噛み合わせ、この内歯歯車状砥石５１の回転面を垂直か
ら軸角θだけ傾けて回転させて、歯車素材Ｗの歯面を仕
上げるようにしている。そして、このように内歯歯車状
砥石５１を用いるのは、内歯にすると噛み合い率が大き
くなって加工効率が良いからであり、又、内歯歯車状砥
石５１の回転面を垂直から軸角θだけ傾けるのは、歯す
じ方向にすべり成分を与えてホーニング効果を高めるた
めである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように歯車素材Ｗのワーク支持軸Ｐを水平とし、内歯歯
車状砥石５１の回転面を垂直面方向にするような構成に
あっては、特に歯車素材Ｗの加工反力を支えるための支
持剛性を大きくする必要が生じ、装置全体が大型化しや
すくなるという欠点があった。すなわち、図８に示すよ
うに、内歯歯車状砥石５１の傾き角θの設定は、歯車素
材Ｗの中心Ｏを通過する紙面垂直方向の水平軸まわりに
揺動させる必要があり、又、内歯歯車状砥石５１と歯車
素材Ｗの噛み合い点は、この中心Ｏの高さ位置に設定す
る必要があることから、ベース５２からワーク支持軸Ｐ
までの距離ｈは最小でも内歯歯車状砥石５１の半径分を
要する大きなオーバーハング量となって、加工反力を有
効に支えるためには支持剛性を大きく設定する必要があ
るからである。そして、この大きなオーバーハング量に
よって装置の縦方向の大型化を招くばかりでなく、ワー
ク支持軸Ｐを水平方向に向けていることによって装置の
全幅も大型化するからである。しかも、かかる歯車素材
Ｗのワーク支持軸Ｐを水平とするような形態は、歯車素
材Ｗの着脱が困難であることに加えて、加工時に研削屑
がベッド５２上面に流れ落ちて、蓄熱によるベッド５２
の変形、損傷等の不具合が生起しやすく、かかるベッド
５２の変形等は、加工物の仕上げ寸法等の加工精度に悪
影響を与えるおそれもあった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、本発明は内歯歯車状砥石に歯車素材を噛み合わせて
歯面をホーニング加工するようにした歯車仕上加工装置
において、水平面と垂直面にスライド面を有する直角型
ベッドを設けるとともに、前記水平面に沿って進退自在
な砥石支持ユニットと、前記垂直面に沿って昇降自在な
ワーク支持ユニットを設けた。そして砥石支持ユニット
の先端部に内歯歯車状砥石を設けて水平軸まわりに揺動
自在にするとともに回転駆動手段によって回転自在と
し、ワーク支持ユニットに歯車素材の保持部を設けて内
歯歯車状砥石の中を昇降自在とし、内歯歯車状砥石の内
周歯と歯車素材の外周歯を垂直面側部で噛み合わせるよ
うにした。又、ワーク支持ユニットに、歯車型ドレッサ
を設けるようにした。

【０００５】

【作用】直角型ベッドの垂直面にそって昇降自在なワー
ク支持ユニットによって歯車素材を垂直軸まわりに回転
自在に保持し、この歯車素材に噛み合わせた内歯歯車状
砥石を水平面から僅かに傾けて回転させ加工することに
よって、従来の装置を９０度反転させた形態とする。そ
してかかる形態によって、歯車素材と内歯歯車状砥石の
噛み合い点をベッド側に近接させることが出来、歯車素
材側からベッドの垂直面に伝達される加工反力と、砥石
側からベッドの水平面に伝達される加工反力をともに減
らすことが出来る。つまり、ワーク支持ユニット及び砥
石支持ユニットに大きな支持剛性が不要となって装置の
小型化、簡素化が可能となる。又、ワーク支持ユニット
を片持ち式に構成出来るため、装置の簡素化に一層効果
的である。又、片持ち式の昇降自在なワーク支持ユニッ
トによって保持される歯車素材の着脱は容易である。更
にワークの加工部が直角型ベッドから外側に張り出した
形態となり、従来のように加工部に吹き付ける切削油が
ベッドの上面を流れるようなことがなく、ベッドの熱変
形、及びこれに起因する仕上げ加工精度の狂いといった
事態が生じない。

【０００６】

【実施例】本発明の歯車仕上加工装置の実施例について
添付した図面に基づき説明する。図１は装置全体の斜視
図、図２は同側面図、図３は同正面図、図４は同平面図
である。

【０００７】本発明の歯車仕上加工装置１は、従来の装
置の姿勢を９０度反転させてワーク支持軸を垂直方向と
し、砥石の回転面を水平面から僅かに傾けた面とした装
置として構成され、図２に示すように直角型ベッド２を
備えている。

【０００８】そして、この直角型ベッド２の前面には、
一対のガイドレール３が設けられて、このガイドレール
３にワーク支持ユニット４が昇降自在に係合している。

【０００９】すなわち、このワーク支持ユニット４は、
中央にワークスピンドル５を備えた本体６と、ワークス
ピンドル５の上部に設けられた保持部としてのワーク保
持治具７と、ワークスピンドル５の下部に連結するワー
ク割出モータ８を備えるとともに、この本体６の裏面側
のスライダ９が前記ガイドレール３に係合している。

【００１０】そして、この本体６の下方には、直角型ベ
ッド２に固着される昇降駆動部１１が設けられ、この昇
降駆動部１１は、図３に示すように本体６に係合する垂
直なボールネジシャフト１２と、このボールネジシャフ
ト１２に駆動モータ１３からの回転を伝達する伝達部１
４を備え、ボールネジシャフト１２の回転によってワー
ク支持ユニット４を昇降動させるようにしている。

【００１１】そして、歯車素材Ｗは、ワーク保持治具７
の上部に着脱自在とされ、後述する砥石２５との噛み合
わせ時にワーク割出モータ８によって位相合せが行われ
る。又その際、予め歯車素材Ｗの位相を割出すため、図
２に示すように直角型ベッド２からブラケット２７を突
設し、このブラケット２７にワーク割出ユニット２８を
設けている。尚、かかるワーク保持治具７は、例えばワ
ークスピンドル５の上部に着脱自在とされ、ワークの種
類によって取替えが出来るようにしている。

【００１２】一方、直角型ベッド２の上面にはガイドレ
ール１５に係合する砥石支持ユニット１６が設けられて
いる。

【００１３】この砥石支持ユニット１６は、ガイドレー
ル１５に係合するスライダ１７と、このスライダ１７を
取着せしめた本体１８を備えるとともに、この本体１８
の後部には図４に示すような駆動モータ２０から延出す
る水平なボールネジシャフト２１が連結している。

【００１４】そしてこのボーネジジャフト２１の回転に
よって砥石支持ユニット１６が進退動自在とされる。

【００１５】ところで、前記本体１８の前面には旋回ベ
ース２２が設けられており、この旋回ベース２２に砥石
ヘッド２３が水平軸を中心として揺動自在に設けられて
いる。

【００１６】すなわち、図３に示す軸角θを調整するた
めのものであり、この軸角θの調整は、図２に示す旋回
角変更ハンドル２４によって行う。

【００１７】又砥石ヘッド２３の先端側には円形状の中
空穴が設けられ、この中空穴の内周部にリング状の内歯
歯車状砥石２５が設けられ、内周面に沿って回転自在に
支えられている。

【００１８】そして、この砥石２５の回転を駆動するた
めの回転駆動手段としての砥石回転モータ２６を砥石ヘ
ッド２３の基端部側に設け、例えばギア噛合によって砥
石２５に回転を伝達する。

【００１９】又、この砥石２５の内径は歯車素材Ｗの径
よりも充分大きく、歯車素材Ｗが砥石２５のリング内を
自在に昇降出来るようにしている。

【００２０】前記ワーク支持ユニット４の下方周囲に
は、切削に使用した切削油を回収し、循環させるための
クーラント回収ユニット３０を設けている。

【００２１】すなわち、直角型ベッド２の前面にオイル
パン３１を設けて、ワーク支持ユニット４の下方周囲を
覆い、このオイルパン３１によって加工中に使用した切
削油を回収するとともに、この加工済切削油をクーラン
ト一次ろ過用遠心分離器３８に導いてろ過し、更にこの
切削油を二次ろ過用のクーラントタンク３２に導いてク
ーラント二次ろ過用フィルター３３を通して確実に切削
屑との分離を図った後、再循環させて使用するようにし
ている。因みに、かかる切削油は従来であればそのまま
ベッドの上面を流して回収していたものである。

【００２２】尚、歯車素材Ｗの形態によってワークの中
心軸を上下から保持する場合もあることから、図３に示
すようなテールストック３４を設け、直角型ベッド２に
立設したスライド台３５に沿って昇降自在としている。

【００２３】以上のような歯車仕上加工装置１の作用に
ついて説明する。

【００２４】まずワーク保持治具７に歯車素材Ｗをセッ
トする。この際、ワーク支持ユニット４を上昇或いは降
下させて歯車素材Ｗのセット部を砥石ヘッド２３の内周
面の高さと異ならせることで両者の干渉が避けられ、セ
ット操作が容易である。

【００２５】次に歯車素材Ｗの位相を、ワーク割出ユニ
ット２８とワーク割出モータ８によって合せた後、高さ
方向の位置決めを行い、砥石２５と噛み合わせる。すな
わち、砥石ヘッド２３を前方に進めて、図５に示すよう
に、砥石２５の基端側内周歯と歯車素材Ｗの外周歯を噛
合させる。尚この際、砥石２５には既に所定の軸角θが
与えられており、正面方向から見た位置関係図は、図６
のように、回転面を水平とした歯車素材Ｗに対して、砥
石２５の回転面は軸角θだけ傾いた状態にある。

【００２６】そして砥石回転モータ２６によって砥石２
５を回転させ、同時に歯車素材Ｗを連れ回して歯面の仕
上加工を行う。

【００２７】この際、砥石２５の軸角θの設定は、砥石
ヘッド２３が図５のＯ―Ｏ線を中心軸として揺動するこ
とにより行われるため、歯車素材Ｗとの噛み合い点を砥
石２５の内周歯のうち旋回ベース２２側に最も近い位置
に設定することが出来る。そして砥石２５側を通じて直
角型ベッド２の上面に伝達される加工反力は、図２に示
す旋回ベース２２からの張り出し距離ｅ（尚、図２は歯
車素材Ｗが砥石２５の中央にあって噛み合った状態にな
く、実際は砥石ヘッド２３が更に右方に前進した位置で
噛み合い、ｅはもっと小さくなる）で表わされる部分
と、旋回ベース２２のスライダ１７からの張り出し距離
ｆで表わされる部分の影響を通してベッド２に伝達され
る。そして、この距離ｅ及びｆを最小に抑えることによ
って砥石側の加工反力による部材の変形を最小限にする
ことが出来、又、剛性が高まる。

【００２８】一方、歯車素材Ｗ側を通じて直角型ベッド
２の前面に伝達される加工反力は、図２に示すように直
角型ベッド２の前面からの距離ｄとスライダ９からのオ
ーバーハング量ｃの影響を受け、これら距離等ｄ、ｃに
応じて部材に変形を及ぼすが、この距離ｄも従来のよう
に砥石の半径分といったような大きな値ではなく最小限
に抑えることの出来る形態であり、加工部の保持剛性を
高めるのに有効である。

【００２９】すなわち、このような本案の形態は、砥石
支持ユニット１６側、及びワーク支持ユニット４側のい
ずれの側も従来のような大きな支持剛性を必要とせず、
装置の小型化、軽量化に寄与する。しかもワークの片持
ち支持が可能となって、装置の簡素化に効果があるのみ
ならず、ワークのセット等が一層容易となっている。

【００３０】又、加工中に加工部に吹き付けられる切削
油は、上述のようにオイルパン３１を介してクーラント
循環ユニット３０に回収され、直角型ベッド２には何等
の影響も与えないことから、従来のようにベッドの上面
を伝わって流れることに起因するベッドの熱変形、及び
これに起因する加工精度の狂いといった不具合がなく、
仕上げ寸法等の品質が向上する。

【００３１】尚、かかる一連の加工操作は、例えば装置
１の後方に設けた制御盤３６によって制御しながら行
う。

【００３２】次に図７に基づきワーク支持ユニット４に
ドレッサを設けた別実施例について説明する。

【００３３】この実施例は、図７に示すようにワーク保
持治具７のワークセット部の下方に歯車型ドレッサ３７
を設けたものであり、砥石２５のドレッシングが必要と
なった場合には、ドレッサ３７と砥石２５を噛み合わ
せ、相対回転させてドレッシングするものである。

【００３４】すなわち、従来であれば、例えば砥石２５
を取外して別途設けたドレッシング装置でドレッシング
するか、或いは加工装置１の近傍に設けたドレッシング
装置によって必要な場合にドレッシングしていたもので
あり、かかる本案の構成によってドレッシング手順の簡
略化が図られるものであり、必要な時に簡単にドレッシ
ング作業が出来るものである。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明の歯車仕上加工装置
は、直角型ベッドの水平面と垂直面に夫々砥石支持ユニ
ット及びワーク支持ユニットを配設し、加工部での反力
の伝達経路を夫々最短にして各面に伝達するようにした
ため、砥石及びワークの支持剛性を高める必要がなくな
り、小型軽量で且つシンプルな構成にすることが出来
る。しかも、ワークの支持を片持ち式とすることが出来
るため、一層シンプルな構成にすることが出来、コスト
的なメリットがあるのみならず、ワークのセットも容易
となる。そしてかかる直角型ベッド２の隣に切削油の回
収装置を設け、この回収装置を加工部の真下とすること
で、従来のようなベッドへの蓄熱、ベッドの変形及びこ
れに起因する仕上げ加工精度の狂いといった不具合がな
く、加工品質を高めることが出来る。又、ワーク支持ユ
ニットにドレッサを設けることで、ドレッシングが極め
て簡単に実施出来るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】歯車仕上加工装置の斜視図

【図２】同側面図

【図３】同正面図

【図４】同平面図

【図５】内歯歯車状砥石と歯車素材の噛み合い状態を示
す平面図

【図６】内歯歯車状砥石と歯車素材の噛み合い状態を示
す正面図

【図７】別実施例の装置を示す側面図

【図８】従来例図

【符号の説明】

１ 歯車仕上加工装置 ２ 直角型ベッド ４ ワーク支持ユニット ７ ワーク保持治具 １６ 砥石支持ユニット ２３ 砥石ヘッド ２５ 内歯歯車状砥石 ２６ 砥石回転モータ ３７ 歯車型ドレッサ Ｗ 歯車素材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内歯歯車状砥石に歯車素材を噛み合わせ
   て歯面をホーニング加工するようにした歯車仕上加工装
   置において、この装置は、水平面と垂直面にスライド面
   を有する直角型ベッドと、前記水平面に沿って進退自在
   な砥石支持ユニットと、前記垂直面に沿って昇降自在な
   ワーク支持ユニットを備え、前記砥石支持ユニットの先
   端部に内歯歯車状砥石を設けて水平軸まわりに揺動自在
   にするとともに回転駆動手段によって回転自在とし、前
   記ワーク支持ユニットに前記歯車素材の保持部を設けて
   前記内歯歯車状砥石の中を昇降自在とし、該内歯歯車状
   砥石の内周歯と歯車素材の外周歯を垂直面側部で噛み合
   わせることを特徴とする歯車仕上加工装置。
2. 【請求項２】 前記ワーク支持ユニットに、歯車型ドレ
   ッサを設けたことを特徴とする請求項１に記載の歯車仕
   上加工装置。