JPH08510696A - ねじ型砥石車の目直し方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 クラウン歯車研削用ねじ型砥石車（２０）の目直し方法。この方法は、ピニオン部材の形をし、このクラウン歯車（２）のかみ合いピニオン部材（１４）と同じピッチを有する目直し工具（３０）を設ける工程を含む。この目直し工具（３０）および砥石車（２０）を、この目直し工具（３０）および砥石車（２０）が互いにかみ合って作動できるような、それぞれの速度で回転する。この目直し工具（３０）および砥石車（２０）がかみ合って回転すると同時に、この目直し工具（３０）を砥石車（２０）の幅を横切って相対的に運動させ、この目直し工具（３０）が砥石車（２０）の幅に完全に沿って運動する。この目直し工具（３０）の運動の軌跡は、この砥石車（３０）上の、このかみ合いピニオン（１４）の中心点に相当する点（１６）の周りの弓形軌道（３８）として定められる。

Description

【発明の詳細な説明】 ねじ型砥石車の目直し方法発明の分野 この発明は、ねじ型砥石車の目直し方法に関する。更に詳しくは、この発明は 、正面歯車の研削に利用するねじ型砥石車を目直しするために、歯車型目直し工 具を使った目直し方法に関する。発明の背景 正面歯車としても知られるクラウン歯車は、アングル駆動に使用する歯車であ る。クラウン歯車は、一般に、歯が半径方向に伸び、圧力角が各歯の内端から外 端へそれらの長手方向に増加する。 クラウン歯車は、直線またはらせん形に歯の付いた円筒形ピニオンとかみ合う 。通常、このクラウン歯車とピニオンの軸は、互いに９０度の角度で交差するが 、常にそうではない。この交差角は、９０度以外でもよいし、または、これらの 軸が、互いに交差せずに、横切ってもよい。クラウン歯車とそれがかみ合うピニ オンを含む歯車セットは、ピニオンの軸方向調整が必要ないこと、歯車比が高い こと、および特別な手段なしに高いかみ合い率を達成できること等の利点がある 。 クラウン歯車の製造方法は、ミラーの米国特許明細書第２，３０４，５８６号 が教示する。ホブの形を、所望のクラウン歯車とかみ合うピニオンの歯形を基に したホブ切り法が開示されている。このホブ切り工具の刃先は、軸断面で見たと き、常にこのピニオンの部分の断面の外輪郭の形状をしている。ホブが回転する と、そのらせん状に配列された歯が、クラウン歯車とかみ合って回転するピニオ ンの歯の運動をエミュレートする。 クラウン歯車を仕上げるためには、幾つかの方法がある。そのような方法の一 つは、セルー外の米国特許明細書第４，９５４，０２８号に開示されていて、外 研削面が、このクラウン歯車とかみ合うピニオンの歯形に相当する砥石円盤を含 んでいる。 パーキンスの米国特許明細書第２，３０９，５３０号は、クラウン歯車を二つ のピニオンとかみ合い係合して配置し、一つのピニオンがこのクラウン歯車を駆 動し、次にそのクラウン歯車が第２のピニオンを駆動することを教示する。これ らの歯車が回転している内に、このクラウン歯車がピニオンを横切るようにされ る。このクラウン歯車の歯は、ピニオンの歯の形によって成形され、このクラウ ン歯車およびピニオンの材料に依って、研摩若しくは切削作用によってまたは金 属変位によって仕上げられる。 同様に、公告されたＰＣＴ国際出願第ＷＯ９２／１８２７９号は、焼入れした クラウン歯車をホーニングピニオンとかみ合せ、この歯車とピニオンを互いに対 してこのホーニング工具の軸に沿って前後に動かすことによって仕上げる方法を 教示する。 公告されたＰＣT国際出願第ＷＯ９２／０９３９５号は、前述の米国特許明細 書第２，３０４，５８６号を基に作られた、クラウン歯車仕上げ用砥石車を開示 し、らせん状に配列した切れ刃を、本質的に、この工具の外周にらせん状に配列 した砥石ねじまたはリブで置換えている。この種の工具は、ホブ砥石円盤または ねじ型砥石車として知られる。 この第ＷＯ９２／０９３９５号のねじ型砥石車は、目直しの結果リブの断面を 変えずにこの砥石車を目直しできるように、リブにアンダカットがないように作 られている。この砥石車表面の目直しは、作るべきクラウン歯車の最大圧力角と 最小圧力角を基に、目直し工具を最大角と最小角の間で１−５度ずつ増しながら 行う。しかし、この漸増目直し法は、リブの輪郭面が滑らかではなく、目直し工 具の位置が漸増するための一連の平らな部分から成るという結果となる。 公告されたＰＣT国際出願第ＷＯ９２／１１９６７号では、クラウン歯車を研 削するためにホブ砥石円盤を利用する。この砥石車は、研削すべきクラウン歯車 と同じ形状の目直し工具によって目直しする。この目直し工具と砥石車がかみ合 って回転している間に、この目直し工具の歯の長さおよび高さに沿って、付加的 相対運動を加え、この砥石車の全面が目直し工具と接触することを保証する。こ の種の目直し工具は、クラウン歯車形をした目直し工具の歯面形状にダイヤモン ドを正確に配置することは、管理が困難であるので、複雑である。 この発明の目的は、簡単な目直し工具によって、滑らかで、正確な研削輪郭面 を作る、クラウン歯車研削用のねじ型砥石車のための目直し法を提供することで ある。発明の概要 この発明は、クラウン歯車を研削用ねじ型砥石車の目直し法に関し、そのねじ 型砥石車は、回転軸、幅を有し、および一般的にこの砥石車の周りに少なくとも １回転する様にらせん状に配置された少なくとも一つのねじ状研削面またはリブ を含んでいる。このねじ状研削面は、この砥石車の幅に沿って伸び、この砥石車 の軸断面で見たとき、このクラウン歯車に対するかみ合いピニオンの歯形を有す る。 この方法は、ピニオン部材の形をし、このクラウン歯車のかみ合いピニオン部 材と同じピッチを有する目直し工具を設ける工程を含む。この目直し工具および 砥石車をかみ合せて回転すると同時に、この目直し工具を砥石車の幅を横切って 相対的に運動させ、この目直し工具をこの砥石車の幅に完全に沿って運動させる 。この目直し工具の運動の軌跡は、この砥石車上の、このかみ合いピニオンの中 心点に相当する点の周りの弓形軌道として定められる。図面の簡単な説明 第１図および第２図は、それぞれ、クラウン歯車の部分側面図および正面図で ある。 第３図は、ピニオンとかみ合っているクラウン歯車の部分図を示す。 第４図は、クラウン歯車と係合するねじ型砥石車を示す。 第５図は、第４図のねじ型砥石車の軸断面を描く。 第６図は、この目直し工程の開始時の砥石車に対する目直し車の位置を示す。 第７図は、この目直し方法のほぼ中間点での目直し車の位置を示す。 第８図は、この目直し方法の末端近くでの砥石車に対する目直し車の位置を示 す。好ましい実施例の説明 次に、添付の図面を参照して、この発明の好ましい実施例を説明する。 第１図および第２図は、回転軸４および半径方向に伸びる歯６を有するクラウ ン歯車２を示す。歯６は、歯先面８、歯面１０および歯底部１２を有する。半径 方向に伸びる歯を示すが、クラウン歯車２の歯は、はす歯（非放射状）でもよい 。 第３図は、円筒形ピニオン１４とかみ合っているクラウン歯車２を示す。この かみ合いピニオン１４は、回転軸１６および歯１８を有する。このかみ合いピニ オン１４の歯は、クラウン歯車２の歯６と同じピッチを有する。即ち、歯上の一 点から隣接する歯上の類似の点までの間隔は、ピニオン１４とクラウン歯車２の 両方に対して同じである。 クラウン歯車は、前述のＷＯ９２／０９３９５に議論され、第４図に示すよう に、ねじ型砥石車で研削することができる。クラウン歯車２は、砥石車２０と係 合していて、その砥石車は、軸２２の周りに回転可能であり、その外周にらせん 状に配置され、その幅に亙って端２６と２８の間に広がるねじ型研削面またはリ ブ２４を有する。この方法での研削は、クラウン歯車を作るためのホブカッタを 開示する、先に議論した米国特許明細書第２，３０４，５８６号に基づく。 クラウン歯車は、ねじ型砥石車で研削することができる。何故なら、軸断面で 見たとき、この砥石車の外輪郭が、このクラウンとかみ合うピニオンの歯面をエ ミュレートするからである。第５図は、第４図の砥石車２０の軸断面を示す。こ の軸断面の外輪郭が、第３図のかみ合いピニオン１４の歯面１８をエミュレート することが分かる。第５図の位置１６は、この砥石車上の、かみ合いピニオン１ ４の中心に相当する点であり、軸２２から一定距離にある。 砥石車２０の研削面２４がらせん状に配置されているために、この砥石車が回 転すると、砥石車の連続する軸断面がクラウン歯車２と係合し、研削面２４の外 輪郭は、かみ合いピニオン１４の歯面１８がクラウン歯車２とかみ合うのと本質 的に同様に、クラウン歯車２とかみ合う。換言すれば、砥石車２０の研削面２４ は、かみ合いピニオン１４の共役歯を表すように配置され、作られている。第５ 図のように軸断面で見るとき、砥石車２を回転すると、このねじ型研削面２４の リードのために、この外輪郭があたかも点１６の周りに回転するかみ合いピニオ ン１４の歯であるかのように、この外輪郭をクラウン歯車２とかみ合せて前進さ せる。クラウン歯車をねじ型砥石車で研削することの更に詳しい説明が、この発 明を完全に理解するために必要であるとは考えないが、そのような説明は、上に 参照した米国特許第２，３０４，５８６号およびＷＯ９２／０９３９５に見出す ことができる。 砥石車２の研削面２４が減耗したとき、例えばダイヤモンドを付けた工具によ って、この面２４の形状を修復する必要である。この発明は、ねじ型砥石車の目 直し法にある。 この発明の方法は、かみ合いピニオン１４と同じピッチであり、本質的に同じ 歯形である歯車型目直し工具を使用するが、歯数は、必ずしも同じでなくてもよ い。同じピッチである目直し工具３０は、従って、かみ合いピニオン１４と共役 であり、それ故、砥石車２０と共役である。この目直し工具３０に、かみ合いピ ニオン１４と同じ歯数があるのが好ましいが、歯数は、多くても少なくてもよい 。しかし、この目直し工具と砥石車が共役であるためには、歯数に関係なくピッ チが同じでなければならない。目直し工具には、ダイヤモンドのような、適当な 目直し材料の加工面がある。 この目直し工具は、砥石車と共役であり、次にその砥石車は、クラウン歯車と かみ合うピニオンの歯面を表すので、この目直し工具の歯面は、運動の軌跡３８ と共に、かみ合いピニオンとかみ合って回転しているクラウン歯車の歯面を表す と考えてもよい。従って、この目直し工具の回転と運動が、このクラウン歯車の 歯と共役の歯形（かみ合いピニオンの歯面）をこのねじ型砥石車の研削面の上に 目直しする。クラウン歯車を研削するとき、かみ合いピニオンの歯形を表す、ね じ型砥石車の研削面は、クラウン歯車の歯面上に適当な共役面を形成する。 第６図は、この発明の目直し法の開始を示し、回転軸３２および歯面３４を有 する歯車型目直し工具３０が、その軸３２の周りに速度ω_Dで回転し、同時に軌 跡３８に沿って軌道速度ω_DPでこの砥石車２０の全幅を横切って動かされる。砥 石車２０は、速度ω_wで回転され、この砥石車２０と目直し工具３０のそれぞれ の速度は、それらが互いにかみ合って作動することができるようになっている。 この軌跡３８は、目直し工具３０の軸３２を砥石車２０上の、第５図に示すよう に、この砥石車２０の軸断面で表して、かみ合いピニオンの中心に相当する点１ ６周りに、旋回することによって定められる。 第７図および第８図は、それぞれ、この目直し法のほぼ中間およびこの目直し 法の末端近くでの目直し工具３０を示す。この目直し工具３０は、砥石車２０の 一端で最初に接触した瞬間から、この砥石車の他端で接触しなくなるまで、点１ ６周りの弓形軌跡３８を追従する。この目直し工具の歯先は、砥石車の歯溝２５ （第６図参照）の表面も目直しされるような長さであるのが好ましい。 この目直し工具の軌道速度並びにこの目直し工具および砥石車の回転速度は、 次のような関係にある： 但し、ω_D ＝ 目直し工具回転速度 ω_w ＝ 砥石車回転速度 ω_DP＝ 目直し工具の軌道速度 ｎ_w ＝ 砥石車の条数 ｎ_D ＝ 目直し工具の歯数 ｎ_P ＝ かみ合いピニオンの歯数 この方法は、目直し工具と砥石車を、この発明の方法を実施できるように、位 置付けることができるなら、どんな機械で実行してもよい。推奨する機械は、共 有に譲渡された、ピーダーセンの米国特許第５，１７５，９６２号が開示するも のである。この機械は、コンピュータ数値制御装置を含み、砥石車と目直し工具 を回転し、この目直し工具と砥石車を互いに対して３相互直角方向にまで動かす ことができる。 この発明の方法は、次のように実施する。ねじ型砥石車と目直し工具を、それ らが互いにかみ合って作動することができるような、それぞれの速度で回転する 。この砥石車と目直し工具は、この砥石車の幅の一端で互いにかみ合うようにさ れる。互いにかみ合って作動すると同時に、この目直し工具を、砥石車の他端で 接触しなくなるまで、この砥石車の幅を横切って相対的に動かす。この点で、こ の目直しサイクルが終り、クラウン歯車の研削を続けることができる。 目直し工具を動かすことによって、砥石車の幅に沿った目直し工具の運動を説 明したが、この発明は、砥石車の運動により、または目直し工具の運動と砥石車 の運動の組合せによって、弓形軌跡を得て、この発明による目直しに必要な弓形 軌跡を生ずることも意図することを理解すべきである。 この発明は、砥石車の表面に平らな部分を発生することを無くすることで、従 来技術の目直し法に勝る利点を提供する。この発明の目直し法は、非常に正確な 結果を生ずる、はるかに簡単な目直し工具を提供する。 この発明の目直し工具の歯の輪郭形状は、かみ合いピニオンの歯の輪郭形状、 例えば、円弧または、好ましくは、インボリュートと本質的に同じである。勿論 、もしクラウン歯車に何かの整合ずれを望むなら、その適当な整合ずれを目直し 工具に含め、砥石車の研削面を目直ししてもよい。 この発明の目直し工具は、直線歯をもつ円筒形目直し工具として図示してきた が、この目直し法には、らせん状に伸びる歯をもつ目直し工具も使うことができ ることを理解すべきである。 好ましい実施例を参照して、この発明を説明してきたが、この発明は、その詳 細に限定されないことを理解すべきである。この発明は、この主題が関連する当 業者に明白な、添付の請求項の精神および範囲から逸脱しない変形を含める意図 である。

【手続補正書】 【提出日】１９９６年３月２１日 【補正内容】 『 請求の範囲 １．クラウン歯車研削用ねじ型砥石車の目直し方法であって、上記砥石車が回 転軸、幅を含み、および一般的に上記砥石車の周りに少なくとも１回転して上記 幅に沿って伸びる様にらせん状に配置された少なくとも一つのねじ状研削面を含 み、上記ねじ状研削面が、上記砥石車の軸断面で見たとき、上記クラウン歯車に 対してかみ合うピニオン部材の歯形を有するねじ型砥石車の目直し方法において ； この改良された方法が： ピニオン部材の形をなし、上記かみ合いピニオン部材と同じピッチを有する目 直し工具を設ける工程、および 上記目直し工具および砥石車がかみ合って回転すると同時に、上記目直し工具 を上記砥石車の上記幅を横切って相対的に運動させ、上記目直し工具が上記砥石 車の幅に完全に沿って運動する工程を含むとともに、 上記運動が、上記砥石車上の、上記かみ合いピニオンの中心点に相当する点の 周りの弓形軌跡に沿うねじ型砥石車の目直し方法。 ２．請求項１の方法において、上記弓形軌跡に沿う上記運動並びに上記砥石車 および上記目直し工具の回転速度が次の関係にある方法： 但し、ω_D ＝ 目直し工具回転速度 ω_w ＝ 砥石車回転速度 ω_DP＝ 目直し工具の軌道速度 ｎ_w ＝ 砥石車の条数 ｎ_D ＝ 目直し工具の歯数 ｎ_P ＝ かみ合いピニオンの歯数。 ３．請求項１の方法において、上記目直し工具の歯の輪郭形状が上記かみ合い ピニオンの歯の輪郭形状と実質的に同じである方法。 ４．請求項３の方法において、上記目直し工具の上記歯の上記輪郭形状が螺旋 状 である方法。 ５．請求項１の方法において、上記目直し工具の歯の歯先が上記かみ合いピニ オンの歯先より長い方法。 ６．請求項１の方法において、上記目直し工具が、直線歯を有する円筒形ピニ オンの形をしている方法。 ７．請求項１の方法において、上記目直し工具が、はす歯を有する円筒形ピニ オンの形をしている方法。 ８．請求項１の方法において、上記目直し工具が上記かみ合いピニオンと同じ 歯数を有する方法。 ９．請求項１の方法において、上記目直し工具の歯がダイヤモンドメッキされ ている方法。』

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． クラウン歯車を研削用ねじ型砥石車の目直し法であって、上記ねじ型砥 石車が回転軸、幅を有し、および一般的に上記砥石車の周りに少なくとも１回転 して上記幅に沿って伸びる様にらせん状に配置された少なくとも一つのねじ状研 削面を含み、上記少なくとも一つのねじ状研削面が、上記砥石車の軸断面で見た とき、上記クラウン歯車に対するかみ合いピニオンの歯形を有し、上記方法が： ピニオン部材の形をし、上記かみ合いピニオン部材と同じピッチを有する目直 し工具を設ける工程、 上記目直し工具および上記砥石車を、上記目直し工具および上記砥石車が互い にかみ合って作動できるような、それぞれの速度で回転する工程、 上記回転する目直し工具および上記回転する砥石車を上記砥石車の幅の一端で 接触させる工程、並びに 上記目直し工具および砥石車がかみ合って回転すると同時に、上記回転する目 直し工具を上記回転する砥石車の上記幅を横切って相対的に運動させ、上記目直 し工具が上記砥石車の幅に完全に沿って運動する工程を含み、 上記運動が、上記砥石車上の、上記かみ合いピニオンの中心点に相当する点の 周りの弓形軌跡に沿う方法。 ２． 請求項１の方法において、上記弓形軌跡に沿う上記運動並びに上記砥石 車および上記目直し工具の回転速度が次の関係にある方法： 但し、ω_D ＝ 目直し工具回転速度 ω_w ＝ 砥石車回転速度 ω_DP＝ 目直し工具の軌道速度 ｎ_w ＝ 砥石車の条数 ｎ_D ＝ 目直し工具の歯数。 ３． 請求項１の方法において、上記目直し工具が上記かみ合いピニオンと同 じ歯数を有する方法。 ４． 請求項１の方法において、上記目直し工具の歯の歯先が上記かみ合いピ ニオンの歯先より長い方法。 ５． 請求項１の方法において、上記目直し工具の歯がダイヤモンドを付けら れている方法。 ６． 請求項１の方法において、上記目直し工具が、直線歯を有する円筒形ピ ニオンの形をしている方法。 ７． 請求項１の方法において、上記目直し工具が、はす歯を有する円筒形ピ ニオンの形をしている方法。 ８． 請求項１の方法において、上記目直し工具の歯の輪郭形状が上記かみ合 いピニオンの歯の輪郭形状と本質的に同じである方法。 ９． 請求項８の方法において、上記目直し工具の上記歯の上記輪郭形状がイ ンボリュートである方法。 １０． クラウン歯車を研削用ねじ型砥石車の目直し法であって、上記砥石車 が回転軸、幅を含み、および一般的に上記砥石車の周りに少なくとも１回転して 上記幅に沿って伸びる様にらせん状に配置された少なくとも一つのねじ状研削面 を含み、上記ねじ状研削面が、上記砥石車の軸断面で見たとき、上記クラウン歯 車に対するかみ合いピニオンの歯形を有する方法において； この改良が： ピニオン部材の形をし、上記かみ合いピニオン部材と同じピッチを有する目直 し工具を設ける工程、および 上記目直し工具および砥石車がかみ合って回転すると同時に、上記目直し工具 を上記砥石車の上記幅を横切って相対的に運動させ、上記目直し工具が上記砥石 車の幅に完全に沿って運動する工程を含み、 上記運動が、上記砥石車上の、上記かみ合いピニオンの中心点に相当する点の 周りの弓形軌跡に沿う方法。 １１． 請求項１０の方法において、上記弓形軌跡に沿う上記運動並びに上記 砥石車および上記目直し工具の回転速度が次の関係にある方法： 但し、ω_D ＝ 目直し工具回転速度 ω_w ＝ 砥石車回転速度 ω_DP＝ 目直し工具の軌道速度 ｎ_w ＝ 砥石車の条数 ｎ_D ＝ 目直し工具の歯数。 １２． 請求項１０の方法において、上記目直し工具の歯の輪郭形状が上記か み合いピニオンの歯の輪郭形状と本質的に同じである方法。 １３． 請求項１２の方法において、上記目直し工具の上記歯の上記輪郭形状 がインボリュートである方法。 １４． 請求項１０の方法において、上記目直し工具の歯の歯先が上記かみ合 いピニオンの歯先より長い方法。 １５． 請求項１０の方法において、上記目直し工具が、直線歯を有する円筒 形ピニオンの形をしている方法。 １６． 請求項１０の方法において、上記目直し工具が、はす歯を有する円筒 形ピニオンの形をしている方法。 １７． クラウン歯車を研削用ねじ型砥石車の目直し法であって、上記ねじ型 砥石車が回転軸、幅を有し、および一般的に上記砥石車の周りに少なくとも１回 転して上記幅に沿って伸びる様にらせん状に配置された少なくとも一つのねじ状 研削面を含み、上記少なくとも一つのねじ状研削面が、上記砥石車の軸断面で見 たとき、上記クラウン歯車に対するかみ合いピニオンの歯形を有し、上記方法が ： ピニオン部材の形をし、上記かみ合いピニオン部材と同じピッチを有する目直 し工具を設ける工程、および 上記目直し工具および砥石車がかみ合って回転すると同時に、上記目直し工具 を上記砥石車の上記幅を横切って相対的に運動させ、上記目直し工具が上記砥石 車の幅に完全に沿って運動する工程を含み、 上記運動が、上記砥石車上の、上記かみ合いピニオンの中心点に相当する点の 周りの弓形軌跡に沿い、この目直し工具の相対運動並びに上記砥石車および上記 目直し工具の回転速度が次の関係にある方法： 但し、ω_D ＝ 目直し工具回転速度 ω_w ＝ 砥石車回転速度 ω_DP＝ 目直し工具の軌道速度 ｎ_w ＝ 砥石車の条数 ｎ_D ＝ 目直し工具の歯数。 １８． 請求項１７の方法において、上記目直し工具の歯の輪郭形状が上記か み合いピニオンの歯の輪郭形状と本質的に同じである方法。 １９． 請求項１８の方法において、上記目直し工具の上記歯の上記輪郭形状 がインボリュートである方法。 ２０． 請求項１７の方法において、上記目直し工具の歯の歯先が上記かみ合 いピニオンの歯先より長い方法。