JPH11821A - 歯車セットのラッピング装置 - Google Patents
歯車セットのラッピング装置Info
- Publication number
- JPH11821A JPH11821A JP15494397A JP15494397A JPH11821A JP H11821 A JPH11821 A JP H11821A JP 15494397 A JP15494397 A JP 15494397A JP 15494397 A JP15494397 A JP 15494397A JP H11821 A JPH11821 A JP H11821A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gear
- lapping
- ring gear
- phase difference
- pinion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
- B23F19/00—Finishing gear teeth by other tools than those used for manufacturing gear teeth
- B23F19/02—Lapping gear teeth
- B23F19/025—Lapping bevel gears by making use of a correspondingly shaped counterpart
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 相互に噛み合う一対の歯車の歯面よりピッチ
誤差や歯形誤差を高効率に修正することにある。 【解決手段】 相互に噛み合った歯車２，３をそれぞれ
独立して回転駆動する一対のモータ７，９と、歯車間の
噛み合い歯面にラッピングパウダを供給するラッピング
パウダ供給手段１０と、前記一対の歯車２，３が所定の
回転位相差を有して同期回転するようモータ７，８の回
転を制御する制御手段１３とを備えたことを特徴とす
る。
誤差や歯形誤差を高効率に修正することにある。 【解決手段】 相互に噛み合った歯車２，３をそれぞれ
独立して回転駆動する一対のモータ７，９と、歯車間の
噛み合い歯面にラッピングパウダを供給するラッピング
パウダ供給手段１０と、前記一対の歯車２，３が所定の
回転位相差を有して同期回転するようモータ７，８の回
転を制御する制御手段１３とを備えたことを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は加工すべき一対の歯
車の歯面をラッピングにより仕上げ加工する歯車セット
のラッピング装置、特に、一対の歯車を互いに噛み合い
回転状態で駆動しつつラッピングするラッピング装置に
関する。
車の歯面をラッピングにより仕上げ加工する歯車セット
のラッピング装置、特に、一対の歯車を互いに噛み合い
回転状態で駆動しつつラッピングするラッピング装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】機械加工により得られた歯車はその歯面
がカッターより受けた細かいすじを生じていたり、加工
誤差を含むこともある。特に、歯車はその歯面の強度を
より高めるため、歯面に浸炭焼入れ等の熱処理を施すこ
とが多く、歯面には焼歪による変形が生じることもあ
る。このように被加工物としての歯車はその歯面が機械
加工処理や熱処理を受けることにより微小量（μの単位
で）変形していることが多く、これらの歯面の変形を除
去するため、歯車は加工最終工程において歯面をラッピ
ング処理される。
がカッターより受けた細かいすじを生じていたり、加工
誤差を含むこともある。特に、歯車はその歯面の強度を
より高めるため、歯面に浸炭焼入れ等の熱処理を施すこ
とが多く、歯面には焼歪による変形が生じることもあ
る。このように被加工物としての歯車はその歯面が機械
加工処理や熱処理を受けることにより微小量（μの単位
で）変形していることが多く、これらの歯面の変形を除
去するため、歯車は加工最終工程において歯面をラッピ
ング処理される。
【０００３】ところで、２軸間の回転伝達を行うのに用
いる歯車対、特に、ハイポイドギヤセットのラッピング
処理では、被加工物としてのピニオンギヤとリングギヤ
を相互に噛み合わせ、回転運動させ、同時に、両歯面間
に細かい砥粒とラップ油が混合されたラップ剤を流し込
み、しかも、回転運動中の相互の噛み合い歯面が押圧状
態で摺動するように保持し、相互の歯面を平滑に仕上げ
るようにしている。
いる歯車対、特に、ハイポイドギヤセットのラッピング
処理では、被加工物としてのピニオンギヤとリングギヤ
を相互に噛み合わせ、回転運動させ、同時に、両歯面間
に細かい砥粒とラップ油が混合されたラップ剤を流し込
み、しかも、回転運動中の相互の噛み合い歯面が押圧状
態で摺動するように保持し、相互の歯面を平滑に仕上げ
るようにしている。
【０００４】このようなハイポイドギヤセットのラッピ
ングを行うラッピング装置の一例を図４に示した。ここ
では基台１２０上に回転軸１３０，１４０を枢着し、両
軸によりピニオンギヤ１００とリングギヤ１１０を互い
に噛み合う状態で支持する。ピニオンギヤ１００の回転
軸１３０は減速機構１５０を介し駆動モータ１６０に連
結され、回転駆動力を受け、リングギヤ１１０の回転軸
１４０は増速機構１７０を介しブレーキとしての油圧モ
ータ１８０に連結され制動力を受ける。ここで駆動モー
タ１６０がピニオンギヤ１００を駆動するとリングギヤ
１１０が連れ回りし、同時に一対の歯面間に砥粒を含む
ラップ剤が供給されるので、相互の歯面が互いに適正に
すり合わされ、互いに相手側を研磨するように摺動す
る。しかも、リングギヤ１１０側が油圧モータ１８０に
ブレーキ力を受けることより、両歯面間の隙間は排除さ
れ、両歯面には適度の面圧が加わり、歯面のラッピング
が効率良くなされる。
ングを行うラッピング装置の一例を図４に示した。ここ
では基台１２０上に回転軸１３０，１４０を枢着し、両
軸によりピニオンギヤ１００とリングギヤ１１０を互い
に噛み合う状態で支持する。ピニオンギヤ１００の回転
軸１３０は減速機構１５０を介し駆動モータ１６０に連
結され、回転駆動力を受け、リングギヤ１１０の回転軸
１４０は増速機構１７０を介しブレーキとしての油圧モ
ータ１８０に連結され制動力を受ける。ここで駆動モー
タ１６０がピニオンギヤ１００を駆動するとリングギヤ
１１０が連れ回りし、同時に一対の歯面間に砥粒を含む
ラップ剤が供給されるので、相互の歯面が互いに適正に
すり合わされ、互いに相手側を研磨するように摺動す
る。しかも、リングギヤ１１０側が油圧モータ１８０に
ブレーキ力を受けることより、両歯面間の隙間は排除さ
れ、両歯面には適度の面圧が加わり、歯面のラッピング
が効率良くなされる。
【０００５】ここで、油圧モータ１８０によるブレーキ
力を増減調整し、更に、砥粒の粒度及び硬度をそれぞれ
増減調整することにより、ラッピング加工時間を低減出
来る。しかし、自動車用ハイポイドギヤセットのように
低騒音化の要求が高いものでは、最終の仕上げ加工とな
るラッピング加工により高精度の歯面を成形できるよ
う、このラッピング加工に十分時間をかけ、念入りなラ
ッピング加工が行われることが多い。
力を増減調整し、更に、砥粒の粒度及び硬度をそれぞれ
増減調整することにより、ラッピング加工時間を低減出
来る。しかし、自動車用ハイポイドギヤセットのように
低騒音化の要求が高いものでは、最終の仕上げ加工とな
るラッピング加工により高精度の歯面を成形できるよ
う、このラッピング加工に十分時間をかけ、念入りなラ
ッピング加工が行われることが多い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】処で、図４に示したラ
ッピング装置の場合、基本的にピニオンギヤ１００やリ
ングギヤ１１０、或いは双方が回転方向のピッチ誤差を
含むとしても、ピニオンギヤ１００に対しリングギヤ１
１０がそのピッチ誤差を許容したままで回転角速度を変
化させて連れ回りすることとなる。即ち、両者あるいは
一方のギヤがもともと持っていたピッチ誤差により、リ
ングギヤ１１０側はその回転角速度を増減変化させ、即
ち、振動を含む状態で連れ回りすることとなる。
ッピング装置の場合、基本的にピニオンギヤ１００やリ
ングギヤ１１０、或いは双方が回転方向のピッチ誤差を
含むとしても、ピニオンギヤ１００に対しリングギヤ１
１０がそのピッチ誤差を許容したままで回転角速度を変
化させて連れ回りすることとなる。即ち、両者あるいは
一方のギヤがもともと持っていたピッチ誤差により、リ
ングギヤ１１０側はその回転角速度を増減変化させ、即
ち、振動を含む状態で連れ回りすることとなる。
【０００７】このため、このラッピング加工では、ピッ
チ誤差によって生じた振動によりラッピング加工精度が
低下し易い。しかも、この連れ回りによるラッピング加
工では、単に、歯面全体を同量づつ平均的に研磨するだ
けとなり、ピッチ誤差を修正することは出来なかった。
特に、ハイポイドギヤセットのように歯面に特定の理論
曲線を持ち、互いに噛合う歯面での摺接面積が比較的大
きな場合、ラッピングにより歯面全体の平均的な研磨だ
けが進み、ピッチ誤差を除去出来することは出来ず、む
しろ、長時間をかけてラッピングを行うと、振動発生に
伴い、ピニオンギヤ１００やリングギヤ１１０のピッチ
誤差が拡大し易く、問題となっている。
チ誤差によって生じた振動によりラッピング加工精度が
低下し易い。しかも、この連れ回りによるラッピング加
工では、単に、歯面全体を同量づつ平均的に研磨するだ
けとなり、ピッチ誤差を修正することは出来なかった。
特に、ハイポイドギヤセットのように歯面に特定の理論
曲線を持ち、互いに噛合う歯面での摺接面積が比較的大
きな場合、ラッピングにより歯面全体の平均的な研磨だ
けが進み、ピッチ誤差を除去出来することは出来ず、む
しろ、長時間をかけてラッピングを行うと、振動発生に
伴い、ピニオンギヤ１００やリングギヤ１１０のピッチ
誤差が拡大し易く、問題となっている。
【０００８】本発明の目的は、相互に噛み合う一対の歯
車の歯面よりピッチ誤差や歯形誤差を高効率に修正でき
る歯車セットのラッピング装置を提供することにある。
車の歯面よりピッチ誤差や歯形誤差を高効率に修正でき
る歯車セットのラッピング装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載された発
明によれば、相互に噛み合った一対の歯車間に所定の回
転位相差が与えられるため、両歯車の歯面間に噛合面圧
を発生させてラッピング加工を施すことができる。特
に、この状態で一対の歯車が同期回転していることか
ら、ピッチ誤差や歯形誤差に起因する歯面の進み部位や
遅れ部位に対して、歯面の進み部位ではより高い面圧が
作用してより強いラッピング加工が施され、逆に歯面の
遅れ部ではより低い面圧が作用してより弱いラッピング
加工が施されることになる。これによりピッチ誤差や歯
形誤差を高効率に修正でき、加工品質、加工能率を十分
向上させることができる。
明によれば、相互に噛み合った一対の歯車間に所定の回
転位相差が与えられるため、両歯車の歯面間に噛合面圧
を発生させてラッピング加工を施すことができる。特
に、この状態で一対の歯車が同期回転していることか
ら、ピッチ誤差や歯形誤差に起因する歯面の進み部位や
遅れ部位に対して、歯面の進み部位ではより高い面圧が
作用してより強いラッピング加工が施され、逆に歯面の
遅れ部ではより低い面圧が作用してより弱いラッピング
加工が施されることになる。これによりピッチ誤差や歯
形誤差を高効率に修正でき、加工品質、加工能率を十分
向上させることができる。
【００１０】請求項２に記載された発明によれば、各モ
ータの負荷電流として検出されるトルクを所定値となる
ようにして位相差を設定するので、位相差の設定を簡単
かつ適切に行える。
ータの負荷電流として検出されるトルクを所定値となる
ようにして位相差を設定するので、位相差の設定を簡単
かつ適切に行える。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１には本発明の実施形態例とし
ての歯車セットのラッピング装置を示した。この歯車セ
ットのラッピング装置Ａは、自動車の終減速機で用いる
ハイポイドギヤセットを研削加工及び熱処理した後にラ
ッピング処理するものであり、基台１上にハイポイドギ
ヤセットをなすピニオンギヤ２とリングギヤ３をリヤア
クスルハウジング内で使用すると同様の態様に配備し
て、噛み合い状態で回転駆動するよう構成される。
ての歯車セットのラッピング装置を示した。この歯車セ
ットのラッピング装置Ａは、自動車の終減速機で用いる
ハイポイドギヤセットを研削加工及び熱処理した後にラ
ッピング処理するものであり、基台１上にハイポイドギ
ヤセットをなすピニオンギヤ２とリングギヤ３をリヤア
クスルハウジング内で使用すると同様の態様に配備し
て、噛み合い状態で回転駆動するよう構成される。
【００１２】ここで、歯車セットのラッピング装置Ａ
は、基台１と、基台１上に複数の軸受Ｂを介し枢支され
る第１、第２回転軸４，５と、両回転軸４，５に支持さ
れるピニオンギヤ２とリングギヤ３の各歯面に細かい砥
粒とラップ油が混合されたラップ剤を流し込むラッピン
グパウダ供給手段１０と、第１回転軸４に第１回転伝達
系６を介し連結された第１ＡＣサーボモータ（以後単に
第１モータと記す）７と、第２回転軸５に第２回転伝達
系８を介し連結された第２ＡＣサーボモータ（以後単に
第２モータと記す）９と、第１、第２モータ７，９の各
駆動回路を成す第１第２ＡＣサーボアンプ（以後単に第
１、第２アンプと記す）１１，１２と、第１、第２アン
プ１１，１２に制御信号α１，α２，ω１，ω２をそれ
ぞれ出力するコントローラ１３とを備える。
は、基台１と、基台１上に複数の軸受Ｂを介し枢支され
る第１、第２回転軸４，５と、両回転軸４，５に支持さ
れるピニオンギヤ２とリングギヤ３の各歯面に細かい砥
粒とラップ油が混合されたラップ剤を流し込むラッピン
グパウダ供給手段１０と、第１回転軸４に第１回転伝達
系６を介し連結された第１ＡＣサーボモータ（以後単に
第１モータと記す）７と、第２回転軸５に第２回転伝達
系８を介し連結された第２ＡＣサーボモータ（以後単に
第２モータと記す）９と、第１、第２モータ７，９の各
駆動回路を成す第１第２ＡＣサーボアンプ（以後単に第
１、第２アンプと記す）１１，１２と、第１、第２アン
プ１１，１２に制御信号α１，α２，ω１，ω２をそれ
ぞれ出力するコントローラ１３とを備える。
【００１３】基台１はテーブル状を成し、その上面に支
持された第１、第２回転軸４，５を互いの回転中心線Ｌ
１，Ｌ２が平面視で直交状態となるよう保持し、図示し
ない側面視では所定量だけ高さ方向に離隔して、即ち、
食違い状態で保持し、この状態でハイポイドギヤとして
形成されているピニオンギヤ２とリングギヤ３を噛み合
い回転できるように支持する。
持された第１、第２回転軸４，５を互いの回転中心線Ｌ
１，Ｌ２が平面視で直交状態となるよう保持し、図示し
ない側面視では所定量だけ高さ方向に離隔して、即ち、
食違い状態で保持し、この状態でハイポイドギヤとして
形成されているピニオンギヤ２とリングギヤ３を噛み合
い回転できるように支持する。
【００１４】第１回転軸４は一端に第１回転伝達系６の
従動スプロケット６０１を一体的に結合し、他端には加
工物としてのピニオンギヤ２をコレット等の固定手段１
４で締付固定する。第２回転軸５は一端に第２回転伝達
系８の従動スプロケット８０１を一体的に結合し、他端
には加工物としてのリングギヤ３をリング状のコレット
エキスパンディスク等の固定手段１５で締付固定する。
第１モータ７の回転軸７０１には第１回転伝達系６の駆
動スプロケット６０２が一体的に結合され、この駆動ス
プロケット６０２は第１回転伝達系６のＶベルト６０３
を介し従動スプロケット６０１に連結される。第２モー
タ９の回転軸９０１には第２回転伝達系８の駆動スプロ
ケット８０２が一体的に結合され、この駆動スプロケッ
ト８０２は第２回転伝達系８のＶベルト８０３を介し従
動スプロケット８０１に連結される。なお、第１、第２
回転伝達系６，８は共に所定の減速比で各モータ回転を
各ギヤ側に回転伝達するよう構成される。
従動スプロケット６０１を一体的に結合し、他端には加
工物としてのピニオンギヤ２をコレット等の固定手段１
４で締付固定する。第２回転軸５は一端に第２回転伝達
系８の従動スプロケット８０１を一体的に結合し、他端
には加工物としてのリングギヤ３をリング状のコレット
エキスパンディスク等の固定手段１５で締付固定する。
第１モータ７の回転軸７０１には第１回転伝達系６の駆
動スプロケット６０２が一体的に結合され、この駆動ス
プロケット６０２は第１回転伝達系６のＶベルト６０３
を介し従動スプロケット６０１に連結される。第２モー
タ９の回転軸９０１には第２回転伝達系８の駆動スプロ
ケット８０２が一体的に結合され、この駆動スプロケッ
ト８０２は第２回転伝達系８のＶベルト８０３を介し従
動スプロケット８０１に連結される。なお、第１、第２
回転伝達系６，８は共に所定の減速比で各モータ回転を
各ギヤ側に回転伝達するよう構成される。
【００１５】第１モータ７、第２モータ９は第１、第２
アンプ１１，１２から供給される電流を受け、所定の回
転角速度、回転位相に調整されるように構成される。第
１、第２アンプ１１，１２は交流電源１６に接続され、
コントローラ１３から指示されている所定の回転角速
度、回転位相で第１、第２モータ７，９を回転させるよ
うに、この交流電源１６から供給された電流を調整して
第１、第２モータ７，９へ供給する。
アンプ１１，１２から供給される電流を受け、所定の回
転角速度、回転位相に調整されるように構成される。第
１、第２アンプ１１，１２は交流電源１６に接続され、
コントローラ１３から指示されている所定の回転角速
度、回転位相で第１、第２モータ７，９を回転させるよ
うに、この交流電源１６から供給された電流を調整して
第１、第２モータ７，９へ供給する。
【００１６】コントローラ１３は、シーケンサ１３１、
モニタ画面を表示する表示器１３２、及び制御信号出力
部１３３を備える。シーケンサ１３１は数値制御装置で
あり、ピニオンギヤ２とリングギヤ３が同期回転するた
めの各ギヤの回転角速度を制御信号出力部１３３に指示
すると同時に、両ギヤ間に設定する回転位相差を演算し
て制御信号出力部１３３に指示する。シーケンサ１３１
による回転位相差の演算について説明すると、シーケン
サ１３１は各アンプ１１，１２から検出した各モータ
７，９の負荷電流値ｉ１，ｉ２から歯面に発生したトル
クを演算し、演算トルクが目標トルクになるよう演算ト
ルクと回転トルクの偏差に応じた位相差補正量で位相差
指示量を補正して補正後の位相差指示量を制御信号出力
部１３３に指示している。制御信号出力部１３３はシー
ケンサ１３１からの回転角速度及び位相差の指示量を変
換して、第１モータ７用の角速度制御信号ω１、位相制
御信号α１を第１アンプ１１に、第２モータ９用の角速
度制御信号ω２、位相制御信号α２を第２アンプ１２に
それぞれ出力する。
モニタ画面を表示する表示器１３２、及び制御信号出力
部１３３を備える。シーケンサ１３１は数値制御装置で
あり、ピニオンギヤ２とリングギヤ３が同期回転するた
めの各ギヤの回転角速度を制御信号出力部１３３に指示
すると同時に、両ギヤ間に設定する回転位相差を演算し
て制御信号出力部１３３に指示する。シーケンサ１３１
による回転位相差の演算について説明すると、シーケン
サ１３１は各アンプ１１，１２から検出した各モータ
７，９の負荷電流値ｉ１，ｉ２から歯面に発生したトル
クを演算し、演算トルクが目標トルクになるよう演算ト
ルクと回転トルクの偏差に応じた位相差補正量で位相差
指示量を補正して補正後の位相差指示量を制御信号出力
部１３３に指示している。制御信号出力部１３３はシー
ケンサ１３１からの回転角速度及び位相差の指示量を変
換して、第１モータ７用の角速度制御信号ω１、位相制
御信号α１を第１アンプ１１に、第２モータ９用の角速
度制御信号ω２、位相制御信号α２を第２アンプ１２に
それぞれ出力する。
【００１７】なお、ここでの第１モータ７が駆動するピ
ニオン２と第２モータ９が駆動するリングギヤ３の回転
位相の制御モードの一例を図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）
を用い説明する。ここで、ピニオンギヤ２とリングギヤ
３はあらかじめ設定されたピニオン２の歯数Ｎ１とリン
グギヤ３の歯数Ｎ２から求めたギヤ比Ｎ２：Ｎ１（＝
５：１）に応じた理想的な回転角速度で同期回転を行う
ことができ、例えば、ピニオン２が５００ｒｐｍでリン
グギヤ３が１００ｒｐｍで同期回転すると仮定する。こ
の状態で、ピニオン２とリングギヤ３が理論的に位相差
無く同期回転する状態を図２（ａ）に示し、ピニオン２
をリングギヤ３より進角側に位相差Δθを保ち同期回転
する状態を図２（ｂ）に示し、この位相差Δθ設定時の
実際のラッピング状態での同期回転状態を図２（ｃ）に
示した。
ニオン２と第２モータ９が駆動するリングギヤ３の回転
位相の制御モードの一例を図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）
を用い説明する。ここで、ピニオンギヤ２とリングギヤ
３はあらかじめ設定されたピニオン２の歯数Ｎ１とリン
グギヤ３の歯数Ｎ２から求めたギヤ比Ｎ２：Ｎ１（＝
５：１）に応じた理想的な回転角速度で同期回転を行う
ことができ、例えば、ピニオン２が５００ｒｐｍでリン
グギヤ３が１００ｒｐｍで同期回転すると仮定する。こ
の状態で、ピニオン２とリングギヤ３が理論的に位相差
無く同期回転する状態を図２（ａ）に示し、ピニオン２
をリングギヤ３より進角側に位相差Δθを保ち同期回転
する状態を図２（ｂ）に示し、この位相差Δθ設定時の
実際のラッピング状態での同期回転状態を図２（ｃ）に
示した。
【００１８】図２（ａ）から明らかなように、理論的に
位相差無く同期回転する状態ではピニオン２とリングギ
ヤ３の両歯は相互に設定クリアランスを保ち回転し、加
工誤差、例えば進角側への突出部ｐ１をピニオン２の歯
２０１が生じている場合には、同突出部ｐ１のみがリン
グギヤ３の歯３０１に押圧され、噛合面圧（ラッピング
トルク）が生じてラッピングされる。図２（ｂ）から明
らかなように、ピニオン２とリングギヤ３の両歯が位相
差Δθを保ち同期回転する状態ではピニオン２とリング
ギヤ３の両歯は理論的には相互に連続して重なる回転状
態と成り、実際は図２（ｃ）に示すように、位相差Δθ
が低減してΔθｒとなり、歯面の噛み合いを開始してい
くと第１、第２モータ７，９は指示された位相差Δθに
戻す回転力を発生し、即ち、ピニオン２側の第１モータ
７は遅れを戻す方向に、リングギヤ３側の第２モータ９
は進みを戻す方向に面圧を発生させ、これがラッピング
加工に必要な噛合面圧（ラッピングトルク）として互い
の歯面に発生し続ける。即ち、図２（ｂ）に示す状態に
戻そうとして発生するトルクを利用して歯面全域を相互
にラッピングする。特に、加工誤差、例えば進角側への
突出部ｐ１をピニオン２の歯２０１が生じていると同突
出部ｐ１がリングギヤ３の歯３０１に強く押圧され、強
くラッピングされ、歯形形状が修正される。
位相差無く同期回転する状態ではピニオン２とリングギ
ヤ３の両歯は相互に設定クリアランスを保ち回転し、加
工誤差、例えば進角側への突出部ｐ１をピニオン２の歯
２０１が生じている場合には、同突出部ｐ１のみがリン
グギヤ３の歯３０１に押圧され、噛合面圧（ラッピング
トルク）が生じてラッピングされる。図２（ｂ）から明
らかなように、ピニオン２とリングギヤ３の両歯が位相
差Δθを保ち同期回転する状態ではピニオン２とリング
ギヤ３の両歯は理論的には相互に連続して重なる回転状
態と成り、実際は図２（ｃ）に示すように、位相差Δθ
が低減してΔθｒとなり、歯面の噛み合いを開始してい
くと第１、第２モータ７，９は指示された位相差Δθに
戻す回転力を発生し、即ち、ピニオン２側の第１モータ
７は遅れを戻す方向に、リングギヤ３側の第２モータ９
は進みを戻す方向に面圧を発生させ、これがラッピング
加工に必要な噛合面圧（ラッピングトルク）として互い
の歯面に発生し続ける。即ち、図２（ｂ）に示す状態に
戻そうとして発生するトルクを利用して歯面全域を相互
にラッピングする。特に、加工誤差、例えば進角側への
突出部ｐ１をピニオン２の歯２０１が生じていると同突
出部ｐ１がリングギヤ３の歯３０１に強く押圧され、強
くラッピングされ、歯形形状が修正される。
【００１９】なお、ここで明らかなように、ピニオン２
とリングギヤ３の両歯が位相差Δθを確保しようとしつ
つ、実際は相互に押圧しあって回転することより、位相
差Δθと第１、第２モータ７，９のトルクとは対応関係
にあると見做せる。更に、ピニオン２の歯２０１の１つ
が回転方向の進角側へピッチ誤差を持って成形されてい
ると仮定すると、この時、ピニオン２側の歯２０１でピ
ッチ誤差を有する進み部位では噛み合い中連続してリン
グギヤ３の歯３０１と大きく相互に重なっての回転状態
と成り、実際はこのピッチ誤差を有する進み部位は噛み
合い中連続してリングギヤ３の歯３０１より歯面面圧
（ラッピングトルク）を強固に受けて強いラッピング加
工が施され、逆に歯２０１の遅れ部位ではより低い面圧
が作用し弱いラッピング加工が施される、歯のピッチ誤
差の修正ラッピングが高効率でなされる。
とリングギヤ３の両歯が位相差Δθを確保しようとしつ
つ、実際は相互に押圧しあって回転することより、位相
差Δθと第１、第２モータ７，９のトルクとは対応関係
にあると見做せる。更に、ピニオン２の歯２０１の１つ
が回転方向の進角側へピッチ誤差を持って成形されてい
ると仮定すると、この時、ピニオン２側の歯２０１でピ
ッチ誤差を有する進み部位では噛み合い中連続してリン
グギヤ３の歯３０１と大きく相互に重なっての回転状態
と成り、実際はこのピッチ誤差を有する進み部位は噛み
合い中連続してリングギヤ３の歯３０１より歯面面圧
（ラッピングトルク）を強固に受けて強いラッピング加
工が施され、逆に歯２０１の遅れ部位ではより低い面圧
が作用し弱いラッピング加工が施される、歯のピッチ誤
差の修正ラッピングが高効率でなされる。
【００２０】ここで、図１の歯車セットのラッピング装
置Ａを用いてハイポイドギヤセットを同時にラッピング
処理する際の作動を説明する。なお、図３にはラッピン
グ制御ルーチンを示した。先ず、ラッピング処理に先立
ち、基台上の第１回転軸４に加工物であるピニオンギヤ
２を固定手段１４で締付固定し、第２回転軸５にリング
ギヤ３を固定手段１５で締付固定する。次にコントロー
ラ１３の図示しない制御盤により、ピニオン２とリング
ギヤ３のギヤ比Ｎ２：Ｎ１（減速比）が５：１であるこ
とを入力すると、シーケンサ１３１はピニオン２がｎ１
（＝５００ｒｐｍ）でリングギヤ３がｎ２（＝１００ｒ
ｐｍ）で同期回転するよう目標回転速度を指示し（ステ
ップｓ１，ｓ２）、制御信号出力部１３３内で制御信号
ω１、ω２が設定されている（ステップｓ３）。
置Ａを用いてハイポイドギヤセットを同時にラッピング
処理する際の作動を説明する。なお、図３にはラッピン
グ制御ルーチンを示した。先ず、ラッピング処理に先立
ち、基台上の第１回転軸４に加工物であるピニオンギヤ
２を固定手段１４で締付固定し、第２回転軸５にリング
ギヤ３を固定手段１５で締付固定する。次にコントロー
ラ１３の図示しない制御盤により、ピニオン２とリング
ギヤ３のギヤ比Ｎ２：Ｎ１（減速比）が５：１であるこ
とを入力すると、シーケンサ１３１はピニオン２がｎ１
（＝５００ｒｐｍ）でリングギヤ３がｎ２（＝１００ｒ
ｐｍ）で同期回転するよう目標回転速度を指示し（ステ
ップｓ１，ｓ２）、制御信号出力部１３３内で制御信号
ω１、ω２が設定されている（ステップｓ３）。
【００２１】更に、ピニオンギヤ２とリングギヤ３の目
標ラッピングトルクＴの指示を図示しない制御盤から行
う。この目標ラッピングトルクＴの設定に当たっては、
ピニオンギヤ２とリングギヤ３の素材の硬度、熱処理等
の有無、ラップ剤の特性、ラッピング時間等が考慮され
て、適宜設定される。ところで、この目標ラッピングト
ルクＴの指示を受けたシーケンサ１３１はこのラッピン
グトルクを確保できる両ギヤ２，３間の位相差指示量Δ
θを演算し、前述の如く各モータの負荷電流値ｉ１、ｉ
２を参照しながら位相差指示量Δθを増減調整すること
で目標ラッピングトルクＴを確保するという制御を行
う。
標ラッピングトルクＴの指示を図示しない制御盤から行
う。この目標ラッピングトルクＴの設定に当たっては、
ピニオンギヤ２とリングギヤ３の素材の硬度、熱処理等
の有無、ラップ剤の特性、ラッピング時間等が考慮され
て、適宜設定される。ところで、この目標ラッピングト
ルクＴの指示を受けたシーケンサ１３１はこのラッピン
グトルクを確保できる両ギヤ２，３間の位相差指示量Δ
θを演算し、前述の如く各モータの負荷電流値ｉ１、ｉ
２を参照しながら位相差指示量Δθを増減調整すること
で目標ラッピングトルクＴを確保するという制御を行
う。
【００２２】即ち、コントローラ１３の図示しない駆動
開始スイッチがオンされると（ステップｓ４）、先ずラ
ッピングパウダ供給手段１０が駆動して、ラップ剤をピ
ニオンギヤ２とリングギヤ３の各歯面に連続して流し込
む（ステップｓ５）。同時に制御信号出力部１３３から
制御信号ω１，ω２を出力してピニオンギヤ２とリング
ギヤ３をそれぞれ第１、第２モータ７，９で駆動し、両
ギヤをギヤ比Ｎ２：Ｎ１（５：１）に応じた理想的な回
転角速度で同期回転を行う（ステップｓ６）。
開始スイッチがオンされると（ステップｓ４）、先ずラ
ッピングパウダ供給手段１０が駆動して、ラップ剤をピ
ニオンギヤ２とリングギヤ３の各歯面に連続して流し込
む（ステップｓ５）。同時に制御信号出力部１３３から
制御信号ω１，ω２を出力してピニオンギヤ２とリング
ギヤ３をそれぞれ第１、第２モータ７，９で駆動し、両
ギヤをギヤ比Ｎ２：Ｎ１（５：１）に応じた理想的な回
転角速度で同期回転を行う（ステップｓ６）。
【００２３】更に、シーケンサ１３１はステップｓ７に
おいて、前述の目標ラッピングトルクＴを読み込み、ス
テップｓ８では各モータ７，８の負荷電流ｉ１，ｉ２を
読み込む。続いて、負荷電流ｉ１，ｉ２から現在の発生
トルクＴｎを演算して、目標ラッピングトルクＴとの偏
差δTを求めて、偏差δTに応じて所定の関数式ｆ
（δT）に基づき位相差補正量Δθ’を演算して、この
補正量Δθ’により位相差指示量Δθを補正して新たな
位相差指示量Δθを求める（ステップｓ８〜ｓ１２）。
その後、制御信号出力部１３３が位相差指示量Δθに基
づいて位相制御信号α１，α２を設定し、これを出力し
て各モータ７，８の回転位相を制御する（ステップｓ１
３，ｓ１４）。
おいて、前述の目標ラッピングトルクＴを読み込み、ス
テップｓ８では各モータ７，８の負荷電流ｉ１，ｉ２を
読み込む。続いて、負荷電流ｉ１，ｉ２から現在の発生
トルクＴｎを演算して、目標ラッピングトルクＴとの偏
差δTを求めて、偏差δTに応じて所定の関数式ｆ
（δT）に基づき位相差補正量Δθ’を演算して、この
補正量Δθ’により位相差指示量Δθを補正して新たな
位相差指示量Δθを求める（ステップｓ８〜ｓ１２）。
その後、制御信号出力部１３３が位相差指示量Δθに基
づいて位相制御信号α１，α２を設定し、これを出力し
て各モータ７，８の回転位相を制御する（ステップｓ１
３，ｓ１４）。
【００２４】なお、現在の負荷電流ｉ１，ｉ２は第１、
第２アンプ１１，１２より読み込むことができる。この
ように、ここでは各モータの負荷電流ｉ１，ｉ２に基づ
いて演算されるトルクＴｎが目標トルクＴとなるように
して位相差Δθを調整するので、位相差の設定を簡単か
つ適切に行える。
第２アンプ１１，１２より読み込むことができる。この
ように、ここでは各モータの負荷電流ｉ１，ｉ２に基づ
いて演算されるトルクＴｎが目標トルクＴとなるように
して位相差Δθを調整するので、位相差の設定を簡単か
つ適切に行える。
【００２５】このようにコントローラ１３がピニオンギ
ヤ２とリングギヤ３の位相差Δθを目標値に保持しつつ
同期回転を継続することにより、ピニオンギヤ２とリン
グギヤ３の両者の歯面はラッピング処理される。この際
量産加工されるピニオンギヤ２とリングギヤ３は微小な
ピッチ誤差や歯形誤差を有しているため、理想的な歯面
を持った両ギヤを理想的な回転角速度で、且つ所定の位
相差Δθで回転した場合に対して、回転方向の歯面に誤
差の分だけ進み、遅れを発生する。このため、図１の歯
車セットのラッピング装置Ａによる回転位相同期ラッピ
ング加工においては、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に於
いて説明したように、歯面の回転方向進み部では所定の
位相角Δθに戻そうとする量がより大きいため、サーボ
モータからより高いラッピングトルクを受け、プラスし
ている歯面をより強く加工することとなる。一方、回転
方向で遅れている歯面ではその逆により低いラッピング
トルクが発生し、マイナスしている歯面をより弱くラッ
ピングすることと成る。このような作用により、ピニオ
ンギヤ２とリングギヤ３のピッチ誤差や歯形誤差をより
効率良く修正することが可能となり、高品質、高効率な
ラッピング加工が達成される。
ヤ２とリングギヤ３の位相差Δθを目標値に保持しつつ
同期回転を継続することにより、ピニオンギヤ２とリン
グギヤ３の両者の歯面はラッピング処理される。この際
量産加工されるピニオンギヤ２とリングギヤ３は微小な
ピッチ誤差や歯形誤差を有しているため、理想的な歯面
を持った両ギヤを理想的な回転角速度で、且つ所定の位
相差Δθで回転した場合に対して、回転方向の歯面に誤
差の分だけ進み、遅れを発生する。このため、図１の歯
車セットのラッピング装置Ａによる回転位相同期ラッピ
ング加工においては、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に於
いて説明したように、歯面の回転方向進み部では所定の
位相角Δθに戻そうとする量がより大きいため、サーボ
モータからより高いラッピングトルクを受け、プラスし
ている歯面をより強く加工することとなる。一方、回転
方向で遅れている歯面ではその逆により低いラッピング
トルクが発生し、マイナスしている歯面をより弱くラッ
ピングすることと成る。このような作用により、ピニオ
ンギヤ２とリングギヤ３のピッチ誤差や歯形誤差をより
効率良く修正することが可能となり、高品質、高効率な
ラッピング加工が達成される。
【００２６】上述の処において、相互に噛み合った被加
工歯車としてピニオン２とリングギヤ３からなるハイポ
イドギヤを例に説明したが、その他の相互に噛み合った
ハイポイドギヤ、相互に噛み合った平歯車でも同様にラ
ッピング加工でき、同様の作用効果が得られる。これら
の場合、上述の第１、第２回転軸４，５に代えて、各一
対の歯車の使用態様に応じた所定の噛み合い状態を保持
できるよう、第１、第２回転軸（図示せず）が基台１に
配設され、使用されることと成る。
工歯車としてピニオン２とリングギヤ３からなるハイポ
イドギヤを例に説明したが、その他の相互に噛み合った
ハイポイドギヤ、相互に噛み合った平歯車でも同様にラ
ッピング加工でき、同様の作用効果が得られる。これら
の場合、上述の第１、第２回転軸４，５に代えて、各一
対の歯車の使用態様に応じた所定の噛み合い状態を保持
できるよう、第１、第２回転軸（図示せず）が基台１に
配設され、使用されることと成る。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載さ
れた発明によれば、相互に噛み合った歯車間に回転位相
差を与え、噛合面圧を発生させることによりラッピング
加工を施すことができ、特に、この状態で各歯車が同期
回転するので、ピッチ誤差や歯形誤差に起因する歯面の
進み部をより高い面圧でより強くラッピング加工し、逆
に歯面の遅れ部をより低い面圧でより弱くラッピング加
工するので、ピッチ誤差や歯形誤差を高効率に修正で
き、加工品質、加工能率を十分向上させることができ
る。
れた発明によれば、相互に噛み合った歯車間に回転位相
差を与え、噛合面圧を発生させることによりラッピング
加工を施すことができ、特に、この状態で各歯車が同期
回転するので、ピッチ誤差や歯形誤差に起因する歯面の
進み部をより高い面圧でより強くラッピング加工し、逆
に歯面の遅れ部をより低い面圧でより弱くラッピング加
工するので、ピッチ誤差や歯形誤差を高効率に修正で
き、加工品質、加工能率を十分向上させることができ
る。
【００２８】請求項２に記載された発明によれば、各モ
ータの負荷電流として検出されるトルクを所定値となる
ようにして位相差を設定するので、位相差の設定を簡単
かつ適切に行え、制御を容易に行える。
ータの負荷電流として検出されるトルクを所定値となる
ようにして位相差を設定するので、位相差の設定を簡単
かつ適切に行え、制御を容易に行える。
【図１】本発明の適用された歯車セットのラッピング装
置の全体構成図である。
置の全体構成図である。
【図２】図１のラッピング装置の作動説明図である。
【図３】図１のラッピング装置の制御フローチャートで
ある。
ある。
【図４】従来の歯車セットのラッピング装置の全体構成
図である。
図である。
２ ピニオンギヤ ３ リングギヤ ４ 第１回転軸 ５ 第２回転軸 ７ 第１モータ ９ 第２モータ １０ ラッピングパウダ供給手段 １３ コントローラ Ａ 歯車セットのラッピング装置
Claims (2)
- 【請求項１】相互に噛み合った歯車をそれぞれ独立して
回転駆動する一対のモータと、 歯車間の噛み合い歯面にラッピングパウダを供給するラ
ッピングパウダ供給手段と、 前記一対の歯車が所定の回転位相差を有して同期回転す
るよう前記モータの回転を制御する制御手段とを備えた
ことを特徴とする歯車セットのラッピング装置。 - 【請求項２】前記制御手段は、前記モータの負荷電流と
して検出されるトルクが所定値になるように前記位相差
を設定することを特徴とする請求項１記載の歯車セット
のラッピング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15494397A JPH11821A (ja) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | 歯車セットのラッピング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15494397A JPH11821A (ja) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | 歯車セットのラッピング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11821A true JPH11821A (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=15595328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15494397A Pending JPH11821A (ja) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | 歯車セットのラッピング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11821A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002009903A1 (fr) * | 2000-08-01 | 2002-02-07 | Aisin Aw Co., Ltd. | Roue d'engrenage, procede et dispositif pour realiser la finition de la face dentee de cette roue d'engrenage |
| JP2003520689A (ja) * | 1999-12-17 | 2003-07-08 | ザ グリーソン ワークス | 工作機械の主軸 |
| JP2003245823A (ja) * | 2002-02-21 | 2003-09-02 | Honda Motor Co Ltd | 歯車研削方法および歯車研削装置 |
| JP2004001206A (ja) * | 2002-04-19 | 2004-01-08 | Kanzaki Kokyukoki Mfg Co Ltd | 同期駆動による歯車仕上げ加工方法 |
| JP2005096061A (ja) * | 2003-08-25 | 2005-04-14 | Yaskawa Electric Corp | 歯車同期加工装置及びその制御方法 |
| JP2015520039A (ja) * | 2012-06-19 | 2015-07-16 | ザ グリーソン ワークス | ギアをラッピングする上での活性トルク方法 |
-
1997
- 1997-06-12 JP JP15494397A patent/JPH11821A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003520689A (ja) * | 1999-12-17 | 2003-07-08 | ザ グリーソン ワークス | 工作機械の主軸 |
| WO2002009903A1 (fr) * | 2000-08-01 | 2002-02-07 | Aisin Aw Co., Ltd. | Roue d'engrenage, procede et dispositif pour realiser la finition de la face dentee de cette roue d'engrenage |
| JP2003245823A (ja) * | 2002-02-21 | 2003-09-02 | Honda Motor Co Ltd | 歯車研削方法および歯車研削装置 |
| JP2004001206A (ja) * | 2002-04-19 | 2004-01-08 | Kanzaki Kokyukoki Mfg Co Ltd | 同期駆動による歯車仕上げ加工方法 |
| JP2005096061A (ja) * | 2003-08-25 | 2005-04-14 | Yaskawa Electric Corp | 歯車同期加工装置及びその制御方法 |
| JP2015520039A (ja) * | 2012-06-19 | 2015-07-16 | ザ グリーソン ワークス | ギアをラッピングする上での活性トルク方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040203 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040405 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041026 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20041222 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20050405 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |