JPS6124136B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、円錐台の形をしそれらの軸のまわり
に回転可能であり且つ個々に駆動されている複数
の研削といしを有し、これらのといしは一つの回
転軸のまわりに回転可能な一つの研削ヘツドの中
に支承されておりそしてこれらの研削といしは研
削が実施される時、研削ヘツドの回転軸線と同心
的な外部並びに内部包絡面を形成している曲り歯
を有する歯車の曲り歯をクラウニング研削するた
めの方法並びに該方法を実施するための研削ヘツ
ドに関する。

歯車の曲り歯は、噛み合う相手の歯車の歯と接
触する歯面のいわゆる当たりを精密に仕上げるた
めにクラウニング研削される。この様にして歯の
一方の歯面のみに限定された当たり又は歯の端部
のみに限定された当たりが避けられる。

スイス国特許第543921号公報によれば、歯車の
研削並びに曲り歯をクラウニング研削する方法と
該方法を実施するための装置が、該公報の特許請
求の範囲の上位概念によつて公知なつている。こ
の方法では曲り歯の内歯面および外歯面の研削は
一つの加工工程で行われる。このため研削ヘツド
は円錐台の形の２つの研削といし群を有してい
る。といしの各群は研削ヘツドの回転軸線に対し
て同心的に配置された円周上に配置されている。
研削するためには、２つの群から１つ宛研削とい
しの一対の間を１つの歯が移動して行く。その際
研削といし並びに研削ヘツドは固有の軸のまわり
で回転している。

曲り歯をクラウニング研削するため研削といし
はそれらの軸の方向に往復運動可能な如く研削ヘ
ツド上に支承されている。この往復運動は、研削
といしの研削すべき歯車に向つていない端が、リ
ング状の制御円板に沿つて案内されていることに
より制御される。該リング状の制御円板はヘツド
が回転する際研削ヘツドの往復運動を行わせる。
即ち歯面は研削といしの端で制御されることによ
つて歯溝の底の近くまで研削され、そのことによ
り円錐台の形の研削といしはまた歯面に直角な方
向を強く研削する。

上記したような方法および研削といしでは、研
削精度が次に述べる様な欠点のため阻害されてい
る。

即ち研削といしの端が、研削ヘツドが回転する
時、制御円板上で回転軸線に直角な方向に滑り動
くため、研削といしは特にそれの円筒状の胴部が
振動させられる。このことは個々の研削といしの
支承が望み通りの安定のよいものに形成すること
ができないためである。何故ならば個々の研削と
いしの間にはそのために必要とされる空間が設け
られないからである。

研削といしを整形した後で一対となつている研
削といしの間の間隔並びに研削ヘツドの回転軸線
から個々の研削といしまでの距離を再び新らしく
調節しなければならない。一つの研削ヘツドは研
削といしの対を多数持つているから、その数に等
しい調整が実施されなければならず、そのことは
調整の誤差の発生率を高める。

更にまた米国特許第3440927号公報によれば、
歯車を切削する機械が公知になつており、該機械
では曲り歯の内歯面および外歯面が割り出されて
カツタによつて切削され、該カツタヘツド上相異
なる半径上に配置されている。この際内歯面およ
び外歯面は別々の作業工程で切削され、その際カ
ツタヘツドの回転軸線は作業中の歯面から距離を
隔てた位置にあり、その距離はカツタヘツド上の
カツタの半径距離に等しい。

上記した様な切削の方法は本発明による曲り歯
をクラウニング研削する方法と比較することは不
可能である。何故ならばその方法は傘歯車におい
て歯又は歯溝が歯すじの方向で狭くなる様に加工
するために用いられる方法だからである（米国特
許3440927号公報）。

本発明の目的は、曲り歯を有する歯車の歯をク
ラウニング研削する方法並びに該方方法を実施す
るための研削ヘツドを創成し、該方法並びに研削
ヘツドは大なる精度で作業を実施し、かくしてこ
れによつて製造された歯の形状の再現可能性が容
易に得られるものにすることである。

本発明により得られた特徴は主として次の通り
である。即ち、調整が非常に簡単になつたことで
ある。何故ならば研削といしは内歯面および外歯
面を研削するため別々の作業過程で調整すること
が可能であり、その際、別の歯面（例えば外歯
面）を研削するため再び調整される前に、引続い
て各同じ歯面（内歯面）を研削することが可能で
あるからである。更に研削ヘツドは種々のモヂユ
ールの歯車をクラウニング研削すするのに使用可
能である。

本発明は次の記述において実施例を示す添附図
により詳細に説明される。

第１図には研削ヘツド１が示されている。この
研削ヘツドは例えば、詳細に表わされていないが
公知の態様によつて、機械の工具軸に挿入され
る。このことは例えばスイス国特許第543921号公
報に示されている通りである。研削ヘツドは回転
軸線２のまわりに回転可能な如く工具軸に支承さ
れる。研削ヘツド１の中には円錐台の形を持つた
研削といし３がそれの円筒形の胴４を介してそれ
自体の軸線５のまわりに回転可能に支承されてい
る。研削といし３は研削のため速い回転数でそれ
自体の軸線５のまわりに回転する。これら研削と
いし３の駆動装置と支承装置はそれ自体公知のも
のであり、前同様スイス国特許第543921号公報に
記載されている。研削ヘツド１は複数の研削とい
し３を有しており、これらといしの軸５は同一円
周５ａ上にかつ回転軸線２と平行に配置されてい
る。該円周は第１図が斜視図のため楕円に表わさ
れている。研削といし３の、円錐台の形の表面
は、それが軸線５のまわりに回転すると同時に回
転軸線２のまわりにも回転し、これらの表面は内
部の包絡面６並びに外部の包絡面７を形成する。

第１図は更に歯溝８と隣接する外歯面９および
更に隣接する内歯面１０を示している。外歯面又
は内歯面という名称は特に曲り歯に関するもので
ある。内向きに彎曲した歯の側面を内歯面と言い
外向きに彎曲した歯の側面を外歯面と言うことに
する。第１図では研削といし３が丁度外歯面９を
研削している位置で表わされている。

第２図には傘歯車１１が示されており、該歯車
はワークスピンドル１２に個定されている。この
スピンドルは例えばすでに前述したスイス国特許
第543921号公報に記載されている機械に付設され
ているものである。更に第２図には歯１４，１
４′，１４″を有する仮想のクラウン歯車１３が示
されており、これらの歯はクラウン歯車１３のピ
ツチ面で切断された切り口で示されている。歯１
４′の内歯面１５′の研削前の歯筋線１５ａは算出
点１６の範囲では、傘歯車１１のこれに対応して
いる研削後の歯の歯筋線に合致する。さて傘歯車
１１の歯筋方向において彎曲した歯１４，１
４′，１４″は仮想のクラウン歯車１３のピツチ面
で切断された、該傘歯車の歯を示している。クラ
ウン歯車１３の歯１４，１４′，１４″，２８は説
明上第２および３図において傘歯車１１の直径に
比して大なる寸法で示されている。研削といし３
はこの図ではピツチ面１３で切断された位置で示
されている。第１図の包絡面７は第２図において
はクラウン歯車１３のピツチ面で切断されそして
円弧１７で表われている。

クラウニング研削されるべきクラウン歯車１３
或いは傘歯車１１の歯１４，１４′１４″はこの実
施例の場合回転するカツタヘツド３７（第４図参
照）により連続的な方法で製造される。このカツ
タヘツド３７の回転軸３８は中心点１８の位置で
クラウン歯車１３のピツチ面と交わる。この時点
４９で接している基本円１９と転がり円２０とは
歯１４，１４′，１４″を切削する時カツタヘツド
３７における基本円と転がり円との位置関係を示
す。基本円と転がり円の大きさは、カツタヘツド
の公転直径及び、カツタ軸の回転軸線からカツタ
までの距離が定まつているから切削される歯の曲
率半径を決定する。クラウニング研削の場合研削
ヘツド１の回転は回転軸線２のまわりに回転しな
がら基本円２１上を転がり円２２がころがる形で
行われる。基本円２１と転がり円２２とは点２３
で接している。この接触点と算出点１６との間に
は彎曲した歯筋線２６の瞬間的な曲率半径２４が
存在している。傘歯車１１と研削ヘツド１の回転
の際この創成運動で生ずる曲率半径２４でクラウ
ニング研削が行われる。歯筋方向における彎曲２
５、即ち最初の歯の歯筋線１５ａが歯１４′の端
部において彎曲した歯筋線２６とずれ量は、歯１
４′の厚み５８に比較して僅かな量である。歯筋
線１５ａおよび２６は第２図では歯筋方向におけ
る彎曲２５を明瞭にするために誇張して表わされ
ている。

第３図は第２図に類似した配置を示しているが
この際研削といし３は、クラウン歯車１３のピツ
チ面により切断された歯２８の歯筋線２７ａとし
て表わされている外歯面２７を研削している。第
１図に示した内部の包絡面６はクラウン歯車のピ
ツチ面１３により切断され円弧２９として表わさ
れており、該円弧は歯筋線２７ａと外歯面２７の
算出点３０で交わつている。回転軸線２は円周３
１の中心であり、該円周は基本円３２に点３３で
接触している。曲り歯の歯面２７の彎曲した歯筋
線３５の瞬間的な曲率半径３４は点３３と算出点
３０との間の長さになつている。創成運動で生ず
るこの曲率半径３４によつてクラウニング研削が
行われる。歯筋方向におけるクラウニング３６は
この場合筋線２７ａと３５との間で行われる。

第４図は一つのカツタヘツド３７を示し、該カ
ツタヘツドは例えば傘歯車１１を連続的な方法で
歯切りするために使用される。該カツタヘツドの
回転軸線は３８であり内側のカツタブレード（内
歯面用）は３９でありそして外側のカツタブレー
ド（外歯面用）は４０である。切削縁４１，４２
はそれ自体公知の如くピツチ面４４との交叉点４
３が夫々等しい半径４５を有している。このこと
は内刃と外刃２枚１組で一つの歯溝を切削する例
えばエリコン社の歯切盤の創成法として周知なこ
とである。

作動態様は以下に述べる通りである。第１図を
用いて歯車の曲り歯の内歯面および外歯面１０，
９がどの様に、シングルサイド法によつてクラウ
ニング研削されるかを説明する。この際例えば先
づ外歯面９がすべて研削された後に内歯面１０が
すべてクラウニング研削される。

外歯面９をクラウニング研削するため一つの研
削ヘツド１が用いられ、該ヘツドの内部の包絡面
６は、研削されていない外歯面９の曲率半径５５
よりも僅かに小さな曲率半径５４を持つている。
研削ヘツド１と外歯面９との相対的な位置は、研
削ヘツド１の回転軸線２を、外歯面９の両端から
等しい距離に位置しそしてその際研削といし３が
外歯面９に接触することが可能な所に移動するこ
とによつて調節される。別の外歯面９を研削する
ためには歯車がその都度歯の間隔だけ回転させら
れ、かくして別の研削されていない外歯面９が、
研削された外歯面９に代つて出現する。研削する
ため研削といし３の駆動装置並びに研削ヘツド１
の駆動装置が駆動させられる。かくして研削とい
し３は大なる速度でそれ自体の軸線５のまわりに
回転してそして全体がそれよりも小なる速度で回
転軸線２のまわりに公転する。包絡面６並びに外
歯面の曲率半径５４，５５がすでに述べた様な差
異を持つているため、創成研削において外歯面９
の両端の所で研削が強く行われる。その状態は例
えば第３図の実施例で歯２８の歯筋線２７ａ，３
５の比較を示しているのと同じ理由である。

内側の歯面１０をクラウニング研削する場合に
も同様な方法が行われる。このため外部の包絡面
７が内歯面１０の曲率半径５７よりも僅かに大な
る曲率半径５６を有する研削といし３の外側が使
用される（第３図）。その他は外歯面９を創成研
削する際前述したことと同様である。

次のことに言及して置く。即ち歯車の歯の内歯
面および外歯面１０，９を研削するために同一の
研削といし３を有する同一の研削ヘツド１が使用
可能である。高い研削効率を達成するため研削と
いし３の直径はできるだけ大であるが歯溝８の幅
よりはいくらか小になつていなければならない。
外部の包絡面７は曲率半径５６であるが、これは
内部の包絡面６の曲率半径５４よりは大である。
しばしば歯車においては内歯面１０の曲率半径は
切削された後で外歯面９に等しいか或いは僅かに
異なつているから、曲り歯を研削するため外部の
包絡面７の曲率半径５６は内歯面１０の曲率半径
５７より大でなければならず、また内部の包絡面
６の曲率半径５４は外歯面９の曲率半径５５より
も小さくなければならないという条件は同一の研
削ヘツド１を用いる時、研削されていない歯面の
曲率半径５５，５７が双方の包絡線６，７の曲率
半径５４，５６の中間の値になつている場合に満
足される。

第２および３図により歯車の歯の内歯面および
外歯面、例えば傘歯車１１の歯面が如何に連続的
な方法で切削されるかを説明する。このための前
提としては歯溝がすでに同様に連続的な方法で切
削されていることである。この切削方法を第２図
によつて説明する。第２図では歯の内歯面がカツ
タヘツド３７（第４図参照）の内側のカツタブレ
ード３９の刃縁４１によつて切削されている。第
２図は該歯面が如何にクラウン歯車のピツチ面１
３上にあらわれるかが示されている。この様にク
ラウン歯車１３は、矢印４６の方向に回転すると
き、同様に回転する傘歯車１１と噛み合う。カツ
タヘツド３７はピツチ面を中心点１８で貫通して
いる回転軸３８のまわりに矢印４７の方向に回転
し、そのことにより刃縁４１はクラウン歯車１３
の歯１４の歯筋線１５ａを創成する。カツタヘツ
ド３７と傘歯車１１はこの際、カツタヘツド３７
の転がり円２０がクラウン歯車１３の基本円１９
上を転がり、その際両者の接触点が何時も点４９
の所に存在する様な回転速度で回転する。この実
施例では内側および外側のカツタブレード３９，
４０の２つの刃縁４１，４２の、クラウン歯車１
３のピツチ面（図面の紙面）に合致しているピツ
チ面内の半径４５（第４図）は等しいからクラウ
ン歯車１３並びに傘歯車１１のあらゆる歯の歯筋
線１５ａ，２７ａは等しい曲率半径を持つてい
る。この半径は算出点１６では、該接触点１６
と、基本円１９と転がり円２０との接点４９との
距離（創成運動における曲率半径）４８に対応し
ている。上記の半径４５は算出点１６と中心点１
８の距離に等しくなつている。カツタヘツド３７
上の半径４５に等しい距離５０が第２図で瞬間的
な曲率半径、即ち距離４８よりも大であることは
この連続的な製造方法の特徴でありそして研削の
場合にもこの方法を用いることによつてその特徴
があらわれる。

歯１４′の内歯面１５′をクラウニング研削する
ため研削ヘツド１が挿入される。該研削ヘツドの
外部の包絡面７の曲率半径５６は、第２図では算
出点１６と回転軸線２との間の距離５１に等しい
ものであるが、カツタヘツド３７のこれに対応し
ている距離５０又は半径４５より大きい。従つて
研削ヘツド１の回転軸線２は歯筋線１５ａの算出
点１６からより大なる距離５１に支承されていな
ければならない。このことから基本円と転がり円
２１，２２もまた切削の場合と別にならなければ
ならない。これら基本円と転がり円とは接触点２
３において接し、この点は算出点１６から点４９
よりも遠く離れた距離２４にある。このことによ
り歯１４，のクラウニング研削の歯筋線２６のよ
り大なる曲率半径が距離２４に等しいものとして
得られる。

歯２８の外歯２７（第３図）をクラウニング研
削するため研削ヘツド１が用いられ、該研削ヘツ
ドの内部の包絡面６の曲率半径５４は、第３図に
おいては接触点３０と研削ヘツド１の回転軸線２
との間の距離５２に等しいものであるが、算出点
３０と中心点１８との間の距離５０′又はカツタ
ヘツド３７の半径４５（第４図）よりは小であ
る。従つて研削ヘツド１の回転軸線２は歯筋線２
７ａの算出点３０から小なる距離５２に支承され
ていなければならない。このことから基本円と転
がり円３２，３１は切削の場合と別にならなけれ
ばならない。これらの基本円と転がり円とは接触
点３３において接し、この点は算出点３０から点
４９よりも小さい距離３４に位置する（第２図参
照）。このことにより歯２８のクラウニング研削
された歯筋線３５のより小なる曲率半径３４が得
られる。

第２および３図に示されている実施例では内歯
面および外歯面１５，１５′，１５″，２７を研削
するために同一の研削ヘツド１が使用されてい
る。特に、研削ヘツド１の回転軸線２と研削とい
し３の軸線５との間の距離５３（第１図）が、刃
縁４１，４２のピツチ面４４上の半径４５と等し
い場合上記のことが可能である。外部又は内部の
包絡面７，６の曲率半径５６，５４（第１図）は
上記から刃縁４１，４２の半径４５（第４図）よ
りは大又は小であり、この曲率半径４５により歯
１４，１４′，１４″，２８の歯筋線１５ａ，２７
ａ（第２，３図）が切削されているものである。

本発明の研削方法はシングルサイド法又は創成
用クラウン歯車により製造された歯車のみに適用
を限定されるものではなく、その他の創成傘歯車
により製造された歯車又はフライス加工又は鋳造
の方法で造られた歯車にも本発明のクラウニング
研削方法は適用される。本発明による方法に従い
本発明による研削ヘツドを用いて曲り歯のクラウ
ニング研削は同様に処理される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による研削ヘツドの斜視図、第
２図は一つの曲り歯の内歯面に本発明の方法を実
施する際の幾何学的関係を示す略図、第３図は第
２図と同様な表現であるがこの際曲り歯の外歯面
に本発明の方法を実施する時の略図、第４図はカ
ツタヘツドの側面図である。 図において、１……研削ヘツド、２……回転軸
線、３……研削といし、５……軸線、５ａ……円
周、６，７……包絡面、１５′……内歯面、１５
ａ，２７ａ……歯筋線、１６，３０……算出点、
１８……中心点、２７……外歯面、３７……カツ
タヘツド、３９，４０……内歯面用カツタブレー
ドおよび外歯面用カツタブレード、４１，４２…
…刃縁、４５……刃線半径、５０，５０′……距
離、５１，５２……距離、５３……半径である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 軸線５のまわりに回転可能で、個々に駆動可
   能な円錐台形研削といしによつて曲がり歯を備え
   た歯車をクラウニング研削するための方法にし
   て、 研削といしは回転軸線２のまわりに回転可能な
   研削ヘツド１に支承されており、かつ研削の際研
   削ヘツド１の回転軸線２と同心の外方並びに内方
   の包絡面６，７を形成する研削方法において、 研削といし３の軸線５は軸間距離５３を以つて
   円５ａ上に回転軸線２と平行に配設されており、
   かつ研削といし３は半径方向及び軸線方向に移動
   不能に支承され、 研削ヘツド１は一方の歯面−内歯面又は外歯面
   −に対して研削ヘツド１の回転軸線２が相応する
   歯面の歯すじ線１０，１５ａ又は９，２７ａの算
   出点１６又は３０に対して 算出点と相応したクラウニングされない歯面の
   ための中心１８との間の距離５０，５７；５
   ０′，５５とは異なる−大きい又は小さい−距離
   ５１，５６又は５２，５４を有し、一方の歯面２
   ６又は３５が研削ヘツド１によつて研削された後 研削ヘツド１は他方の歯面−外歯面又は内歯面
   −のために調整されて、 他方の歯面３５又は２６が研削ヘツド１によつ
   て研削されることを特徴とする曲がり歯を備えた
   歯車のクラウニング研削方法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、
   内歯面１５′の歯筋線１５ａの算出点１６から研
   削ヘツド１の回転軸２までの距離５１が、クラウ
   ニングなしの場合の回転軸の中心点１８までの距
   離５０よりも大であるクラウニング研削方法。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、
   外歯面２７の歯筋線２７ａの算出点３０から研削
   ヘツド１の回転軸２までの距離５２は、クラウニ
   ングなしの場合の回転軸の中心点１８までの距離
   ５０′よりも小であるクラウニング研削方法。 ４ 軸線５のまわりに回転可能で、個々に駆動可
   能な円錐台形研削といしによつて曲がり歯を備え
   た歯車をクラウニング研削するために 研削といし３は回転軸線２のまわりに回転可能
   な研削ヘツド１に支承されており、かつ研削の際
   研削ヘツド１の回転軸線２と同心の外方並びに内
   方の包絡面６，７を形成することにより曲がり歯
   を有する歯車の歯をクラウニング研削する研削ヘ
   ツドにおいて、 軸線５のまわりに回転可能でかつ個々に駆動可
   能な円錐台形研削といし群が設けられており、 各研削といし３の軸線５は研削ヘツド１の回転
   軸線２のまわりの一つの円５ａ上に回転軸線２と
   平行に配設されており、かつ各研削といし３は研
   削のために研削ヘツド１に軸線方向及び半径方向
   に移動不能されており 一方の歯面−内歯面２６又は外歯面３５−の研
   削のために、研削ヘツド１の回転軸線２は、歯す
   じ線１０，１５ａ又は９，２７ａの算出点１６又
   は３０に対して、 クラウニングされない場合における算出点と研
   削ヘツド１の回転軸線１８との間の距離５０，５
   ７；５０′５５とは異なる−大きい又は小さい−
   一方の距離５１，５６又は５２，５４にあり、そ
   して 他方の歯面−外歯面３５又は内歯面２６−の研
   削のためには前記研削ヘツド１の回転軸線２が−
   大きい又は小さい−他方の距離５２，５４又は５
   １，５６にあつて研削が行われることを特徴とす
   る曲がり歯を備えた歯車の歯のクラウニング研削
   のための研削ヘツド。