JPS61197120A - 歯車状のワークを仕上げ加工するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はかさ歯車の歯部を、該かさ歯車の軸線に距離を
置いて交差する軸線を有するかさ歯車形状の工具による
かみ合い転動を以って精密加工するための方法であって
、この工具に砥石状の、即ち所謂切刃を有さない表面と
、ワークの歯部の一方端面から他方端面までかみ合い得
る軸線方向寸法とを付与形成する形式のものと、この方
法を実施するための装置であって、工具が工具スピンド
ルを以って工具ホルダ上に支承されかつワークがワーク
スピンドルを以ってワークホルダ上に支承され、この際
に両スピンドルの軸線が相互距離を置いて交差せしめら
れておす、更に両スピンドルの内の少なくとも一方が駆
動可能に、またその都度の他方が制動可能に形成されて
いる形式のものとに関する。

従来の技術 上記形式の本発明はアメリカ合衆国特許第２９４２３８
９号明細書で公知の先行技術から出発している。この公
知の方法及び装置においては、加工されるべきかさ歯車
（ワーク）魅砥石状の表面を有するかさ歯車形状の工具
に回転しつつ歯かみ合いせしめられる。この場合ワーク
の方が制動され、それによって工具が所定の形式で、即
ちワークの歯部によって案内される。しかしこの方法に
おいては、ワークの歯部が必ずしも誤差又は欠陥がない
とは言えないので所望の結果は得られないことが明らか
になっている。従って工具歯部はある程度ワーク歯部に
追従し、この際に当該の製作誤差を完全に除去すること
な（部分的な修正を行なうだけである。

発明の課題 従って本発明の課題は、冒頭で述べた形式の方法を改良
して、その加工成果を、前述の欠点が回避され得るよう
に改善することである。更に当該方法の実施のために適
した装置を提供することも必要とされている。

課題を解決するための手段（方法） 方法において上記の課題を解決するための本発明による
手段は、相互のかみ合い転動を以っての加工のために、
ワーク・工具対と、該対に同軸的に連結されて同じ歯車
比を有する案内歯車対とを、一方の対においてその都度
の右側又は左側の歯面のみを接触せしめ、その際に他方
の対においては他方側の歯面を接触せしめるように、そ
れぞれパツクラツシを以ってかみ合わせて保持し、ワー
クの右歯面と左歯面とを歯面交換によって順次に加工す
ることである。

ワークスピンドル及び工具スピンドル上に案内歯車を配
置すること自体はドイツ連邦共和国特許出願公開第３３
０４９８０号明細書で公知であるが、ここでは平声車の
精密加工のための方法及び装置が記されている。従って
かさ歯車の精密加工における案内歯車の使用は、かさ歯
車の幾何形状が平歯車のそれと大きく異なる故に、前記
の公知例から自明なものではあり得ない。従って本発明
では案内歯車のための別の配置構造が提案されている。

実施態様（方法） ワークに対して工具を位置調節するための有利な手段は
、特許請求の範囲第２項及び第３項に記されている。

課題ｔｌ−解決するための手段（装置）前記方法を実施
するための装置において上記の課題を解決するだめの本
発明による手段は、工具がかさ歯車状のワークを加工す
るためにかさ歯状に形成されており、この工具とワーク
とがハイポイド歯車伝動装置の形式で互いにかみ合って
おり、前記スピンドルの内の一方がその両スピンドルの
軸線距離を調節するために該スピンドルの軸線に対して
直角に摺動可能であり、また前記スピンドルの内Ω一方
が軸線交差角の調節のために、該スピンドルの軸線に対
して直角に向けられた軸線を中心に旋回可能であり、更
に両スピンドルが、ワーク・工具対と同じ歯車比を有す
る案内歯車対を介して互いに伝動的に接続されており、
しかも工具と所属の案内歯車との間及び（又は）ワーク
と所属の案内歯車との間に遮断クラッチが配設されてい
ることである。

実施態様（装置） 装置に関する有利な実施態様は特許請求の範囲の第５項
乃至第９項に記した通りである。

発明の効果 本発明の方法によれば直歯及びはす歯（又はねじれ歯）
を形成されたかさ歯車の歯面を精密加工可能である。ま
た限定するものではないが有利である本発明の使用対象
は焼き入れされたかさ歯車であり、このようながさ歯車
の精密加工のためには従来、幾らか不正確なラップ加工
又は経費のかかる研削加工のみが使用されていた。

実施例 工作機械の略示されたフレーム２０内に支承されたワー
クスピンドル１上には、加工されるべきかさ歯車２（ワ
ーク）と案内歯車３とが互いに並んでかつ同軸的に支承
されている。この両者は公知機構によって、回動不能か
つ長手方向摺動不能にしかし交換可能にワークスピンド
ル１上に取付けられている。工作機械の略示された往復
台２１内に支承された工具スピンドル５上には、かさ歯
車として形成された歯付き工具６が回動不能かつ長手方
向摺動不能しかし交換可能に配設され、更に案内歯車７
が回動不能でしかし長手方向摺動可能かつやはり交換可
能に配設されている。この工具６は砥石状の作業表面、
即ち歯面を有しワーク２の歯部とかみ合っている。案内
歯車７と案内歯車３とは平歯車又はねじ歯車である。両
方の案内歯車３，７は互いにかみ合っている。ワークス
ピンドル１及び工具スピンドル５の各軸線は距離を置い
て交差している。その所謂軸線交差点８（共通の垂線）
、即ち各軸線の距離が最も小さな個所は案内歯車３，７
の範囲内に位置する。軸線交差角ψを変えるために往復
台２１が軸線交差点８を中心に旋回可能（矢印方向２２
）かつ位置固定可能である。このための装置は従来の工
作機械において公知である。

図示の装置は大体は所謂プランジカット法に基づいて作
動し、即ちワーク歯部の各歯面が該ワークに対する工具
の長手方向摺動なしに加工、例えば研削加工される。従
って工具の転動体がピッチ平面内でワークの転動体にぴ
ったりと着いていることが必要である。更にワークの歯
幅全体が工具歯部によって被われなければならない。こ
の両方の要求は、工具６とワーク２とがハイポイド歯車
伝動装置の形式で協働せしめられていると比較的容易に
実現され得る。

案内歯車対の歯部自体は図示のように、交差する軸線を
有する通常の公知歯車装置の歯部に相応している。この
装置が軸線交差点の位置に応じてハイパボロイド形又は
類似の形に形成されていると有利でありかつ、装置によ
る加工質にとって有益である。装置の駆動のために、ワ
ークスピンドル１上にモータ１０及び制動機構１１が配
設されている。また工具スピンドル５には制動機構１２
と遮断クラッチ１３とが配設されている。これらの各機
構は別の位置へも配置可能であり又ははずみ車１４及び
（又は）、工具スピンドル５への別のモータ配設による
補充も可能であり、この各装置によって、ワーク２は工
具６の片面接触状態のもとて加工可能である。

第２図には案内歯車７の歯溝が拡大図示さへこの歯溝内
に案内歯車３の歯がかみ合っている。

各歯面は左側で接触しており、右側にはバックラツシ（
歯面間の遊び）が形成されている。第６図には工具６の
歯溝とワーク２の歯とがやはり拡大図示されている。こ
の場合は各歯面が右側で接触し、他方で左側にバックラ
ッシが形成されている。従って図示の例ではワークの右
側の歯面が加工されており、その間に同軸的な案内歯車
３の左側の歯面が案内と支持とを行なっている。他方の
ワーク歯面を加工するためには両方の歯車対内の相対位
置が交換され、それによって第２図上で゛は右側でまた
第３図上では左側で各歯面が相互接触せしめられる。駆
動を行なう歯面、延いては駆動される歯面を交換するた
めにはモータ１０の回転方向が変えられ、そして遮断ク
ラッチ１３が最初は開かれ、歯面の交換後に再び閉じら
れる。制動機構１１，１２はこの際に補助的に使用され
得る。

第１図には歯面交換の更に別の可能性が示されている。

前述のように案内歯車７は長手方向摺動可能に工具スピ
ンドル５上に支承されている。この矢印９の方向での長
手方向摺動を実施するためにモータ１６が配設されてお
り、このモータ１６は切換えフォーク１７を介して案内
歯車７の付加部１８に作用している。モータ１６がオン
切換えされると、案内歯車７が工具スピンドル５上を摺
動され、この際に該工具スピンドル５は有利には遮断ク
ラッチ１３によって中断されて制動機構１２１Ｃよって
確保されている。歯の傾斜に規定されて前記の矢印９の
方向での長手方向摺動が、工具６に対する案内歯車３，
７と延いてはワーク２との相対的な回転を惹起せしめる
。

第４図及び第５図に示された各実施例においては、各案
内歯車がワーク２及び工具６と同様にがさ歯車２５，２
６として形成されている。

この各かさ歯車２５，２６は、ヴ−り・工具対２．６と
軸線交差点８との間に配置されるか（第４図）、又はワ
ーク・工具対２，６の側から見て軸線交差点８のそれぞ
れ反対側に配置されている（第５図）。重要なのはどち
らの場合でもワーク・工具対２，６及び案内歯車対２５
゜２６がハイポイド歯車伝動装置として形成されている
ことである。ワークスピンドルの軸線２７と工具スピン
ドルの軸線２８とは軸線交差点８において距離２９を置
いて交差している（第６図）。

第４図及び第５図においては明示化のために、ワーク２
と工具６と案内歯車対２５．２６とを有する両方のスピ
ンダル１と５のみが示されている。第６図には第５図の
装置が、矢印■線で見た第２の平面図において示されて
おり（しかし第６図は意味上は第４図に示された装置に
も当てはまる）、そこにはほぼ一般的であるいくつかの
機構も示されている。

工具スピンドル５は回転運動（工具とワークとの間のか
み合い転動）のためのモータ３１によって駆動可能であ
る。工具６の歯部がワーク２を駆動する。ワークスピン
ドル１ば、工作機械技術において公知の図示されていな
い装置を以って送りモータ３４によって各スピンダル１
゜５に対して直角に駆動可能である（矢印２３の方向で
の深さ送り）ワークホルダ３３によって保持されている
。また他にも適切な送り手段が配設可能である。案内機
構、軸受及び類似の各機械部分も図示されていない。

工具スピンドル５は工具ホルダ３５によって保持されて
いる。この工具ホルダ３５は機械フレーム２０内に、前
記スピンドル１．５に対して直角に向けられた軸線３６
ｔ−中心に旋回可能なように支承されている。矢印２２
の方向での　、この旋回運動は旋回モータ３７によって
形成される。

ワークスピンドル１上には案内歯車２５が、また工具ス
ピンドル５上には案内歯車２６−ｂｘｒＭ。

置されてし、・る。両方の歯車２５．２６は互いに　。

かみ合っており、ワーク・工具対２，６と同じ歯車比を
有しかつ軸線交差点８（共同の垂線）パの位置に適合せ
しめられている。工具スピンドル５は切換え可能なりラ
ッチ３８によって遮断可能である。ワークスピンドル１
上には制動機構３２又ははずみ板が配置されている。両
方の歯車対はパツクラツシを以って作動し、即ち加工作
業時には常に各歯部のその都度の片面のみが重なり接触
せしめられる。しかしこの両バツクラソシは、両方の歯
車対が協働することによってパツクラツシなしに作動す
るように、即ち同じスピンドルの一方の歯車において例
えば右歯面が接触している場合は他方の歯車では左歯面
が接触するように相互規定されている。作業する歯面の
交換のためには切換えクラッチ３８が短時間開かれ、そ
してモータ３１の回転方向が変換されるか又は図示され
ていない方向転換色動装置がオン切換えされる。この場
合に制動機構３２又ははずみ板が所望の歯側面への接触
°〒成゛のため１働（・ ′ワークホルｆ′３３の深さ送りはＣＮＣ制御機構４゛
１によって制御されており、この制御機構、４１はその
４ためにインクルメントな発信器４４と増幅器４３とを
介して送りモータ３４と接続されている。このＣＮＣ制
御機構４１によって軸”線交差角９の調節が同時に制御
される。このために該ＣＮＣ制御機構４１は、インクル
メントな発信器４４と増幅器４５とを介して旋回モータ
３７と接続されている。深さ送りと軸線交差角ψの調節
は相互依存して行なわれ、即ち深さ送り運動量のある所
定の長さ区分に、角度調節量がある十分に規定された値
を以って対応せしめられるように、ＣＮＣ制御機構４１
によって各モータ３４，３７が制御されている。ＣＮＣ
制御機構４１の代りにＮＣ制御機構又は他の適切な制御
機構、例えば滑子制御機構又は他の機械的、電気的、油
圧式又は液圧式の手段が用いられてもよい。

ワークホルダ３３の接近又は離動によって距離２９が変
えられると、前述の制御部材によって、一方でワーク２
と工具６そして他方で両方の案内歯車３，７が互いに半
径方向で次第に接近されるか又は互いに離動せしめられ
る。この制御手段がないとしたら、その接近又は離動は
深さ送りの方向２３でのみ行なわれ、歯かみ合いの誤差
と延いては不正確な加工結果をもたらすであろう。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の３つの実施例を示すものであって、第１
図は本発明の第１実施例による装置を１部分破断して示
す略示斜視図、第２図は各案内歯車の歯部を示す拡大部
分図、第３図は同じくワークと工具との歯部を示す拡大
部分図、第４図は本発明の第２実施例による装置を示す
部分斜視図、第５図は第４図の例に対する変化形を示す
部分斜視図、第６図は第５図の装置を矢印■方向で見た
斜視図である。 １・・・ワークスピンドル、２・・・ワーク（かさ歯車
）、３．　７．　２５．　２６・・案内歯車、５・・・
工具スピンドル、６・・・工具、８・・・軸線交差点、
９゜２２．２３・・・矢印１．１０，１６．３１・・・
モータ、１１．１２．３２・・・制動機構、１３・・・
遮断クラッチ、１４・・・はずみ車、１７・・・切換え
フォーク、１８・・・付加部、２０・・・フレーム、２
１・・・往復台、２７．２８，３６・・・軸線、２９・
・・距離、３３・・・ワークホルダ、３４・・・送りモ
ータ、３５・・・工具ホルダ、３７・・・旋回モータ、
３８・・・切換えクラッチ、４１・・・ＣＮＣ制御機構
、４２．４４・・・インクルメントな発信器、４３．４
５・・・増幅器、ψ１頁の続き

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、かさ歯車の歯部を、該かさ歯車の軸線に距離を置い
   て交差する軸線を有するかさ歯車形状の工具によるかみ
   合い転動を以って精密加工するための方法であって、こ
   の工具に砥石状の表面と、ワークの歯部の一方端面から
   他方端面までかみ合い得る軸線方向寸法とを付与形成す
   る形式のものにおいて、相互のかみ合い転動を以っての
   加工のために、ワーク・工具対（２、６）と、該対に同
   軸的に連結されて同じ歯車比を有する案内歯車対（３、
   ７）とを、一方の対においてその都度の右側又は左側の
   歯面のみを接触せしめ、その際に他方の対においては他
   方側の歯面を接触せしめるように、それぞれバックラッ
   シを以ってかみ合わせて保持し、ワークの右歯面と左歯
   面とを歯面交換によって順次に加工することを特徴とす
   る、かさ歯車の歯を精密加工するための方法。 ２、各案内歯車が平歯車又はねじ歯車として形成され、
   その共同の垂線がワークと工具との各軸線に、少なくと
   もその両者の距離が最も小さな個所のほぼ近くで交差せ
   しめられている装置の使用のもとで、切削のためにワー
   ク（２）に対して工具（６）を回転接近させるために、
   また（又は）歯面の交換のために、各案内歯車（３、７
   ）が軸線方向（９）で相対的に摺動可能である、特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 ３、かさ歯車として形成された案内歯車が、ワーク・工
   具対の方から見て、該ワークの軸線と工具の軸線との距
   離が最も少ない個所の手前に又は該個所の向こう側に配
   置せしめられている装置の使用のもとで、切削のために
   工具（６）をワーク（２）に対して接近させる際に又は
   該工具（６）を引き戻す際に、工具軸線（２８）とワー
   ク軸線（２７）との間の距離（２９）の減少又は増大作
   動を、その軸線交差角（ψ）の減少又は増大と同時に行
   なう、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４、かさ歯車の歯部を、該かさ歯車の軸線に距離を置い
   て交差する軸線を有するかさ歯車形状の工具によるかみ
   合い転動を以って精密加工するために、この工具に砥石
   状の表面と、ワークの歯部の一方端面から他方端面まで
   かみ合い得る軸線方向寸法とを付与形成する方法を実施
   するための装置であって、該工具が工具スピンドルを以
   って工具ホルダ上に支承されかつワークがワークスピン
   ドルを以ってワークホルダ上に支承され、この際に両ス
   ピンドルの軸線が相互距離を置いて交差せしめられてお
   り、更に両スピンドルの内の少なくとも一方が駆動可能
   に、またその都度の他方が制動可能に形成されている形
   式のものにおいて、工具（６）がかさ歯車状のワーク（
   ２）を加工するためにかさ歯状に形成されており、この
   工具（６）とワーク（２）とがハイポイド歯車伝動装置
   の形式で互いにかみ合っており、前記スピンドル（１、
   ５）の内の一方がその両スピンドル（１、５）の軸線距
   離（２９）を調節するために該スピンドルの軸線（２７
   、２８）に対して直角に摺動可能であり、また前記スピ
   ンドル（１、５）の内の一方が軸線交差角（ψ）の調節
   のために、該スピンドルの軸線に対して直角に向けられ
   た軸線を中心に旋回可能であり、更に両スピンドル（１
   、５）が、ワーク・工具対（２、６）と同じ歯車比を有
   する案内歯車対（３、７）を介して互いに伝動的に接続
   されており、しかも工具（６）と所属の案内歯車（７）
   との間及び （又は）ワーク（２）と所属の案内歯車（３）との間に
   遮断クラッチが配設されていることを特徴とする、かさ
   歯車の歯を精密加工するための装置。 ５、案内歯車（３、７）が平歯車又はねじ歯車として形
   成されており、その共同の垂線（８）がワーク（２）と
   工具（６）との各軸線に、少なくともその両者の距離が
   最も小さい個所（８）のほぼ近くで交差している、特許
   請求の範囲第４項記載の装置。 ６、案内歯車がかさ歯車対（２５、２６）として形成さ
   れて、ワーク・工具対（２、６）と、ワーク軸線（２７
   ）と工具軸線（２８）の距離が最も小さい個所（８）と
   の間に配置されている、特許請求の範囲第４項記載の装
   置。 ７、案内歯車がかさ歯車対（２５、２６）として形成さ
   れかつ、ワーク・工具対（２、６）の方から見て、ワー
   ク軸線（２７）と工具軸線（２８）との距離が最も少な
   い個所（８）の向こう側に配置されている、特許請求の
   範囲第４項記載の装置。 ８、両方の案内歯車（３、７）の少なくとも一方が他方
   に対して相対的に軸線方向摺動可能でありかつ、そのた
   めに駆動可能である、特許請求の範囲第５項記載の装置
   。 ９、軸線間の距離（２９）のための調節装置（３４）が
   制御機構（４１）と接続されており、この制御機構（４
   １）が、一方で工具 （６）とワーク（２）とを、また他方で円錐形の各案内
   歯車（２５、２６）を半径方向で次第に相互接近せしめ
   るように、軸線交差角（ψ）のための調節装置（３７）
   に作用する、特許請求の範囲第６項又は第７項記載の装
   置。