JPS62236670A - かさ歯車のラツピング加工方法及び装置 - 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〉 開示技術は、歯車の仕上げ加工の技術分野に属する。

而して、この出願の発明はハイポイドギヤ等の一対のか
さ歯車の噛合い歯面にω１磨オイルに砥粒を混入させで
ある等のラッピング液を注ぎ、ブレーキ等の加工負荷を
与えながら所定に回転させてラッピング加工を行う方法
と該方法に直接使用するラッピング加工装置に関する発
明であり、特に、一対のかさ歯車のワークギヤの駆動ギ
ヤをモータ等の駆動装置に連結させ、その従動ギヤを該
ワークギヤの噛合いピッチと同一噛合いピッチを有する
マスタギヤの駆動ギヤと同軸的に連結させ、該マスクギ
ヤの従動ギヤはブレーキ等の加工負荷に連結させ、而し
て、ワークギヤとマスタギヤの噛合いの位相を互いに適
当量だけずらせてワークギヤの噛合い誤差を可及的に小
ざくするようにしたかさ歯車のラッピング加工方法及び
装置に係る発明である。

〈従来技術〉 周知の如く、多くの機械装置には歯車が用いられて動力
伝達等に供されているが、このうち、使用目的に応じて
かさ歯車も広く採用されている。

種かさ歯車例えばハイポイドギヤ等の噛合い歯面はその
加工が一般には難しく、特に、仕上げ加工における所謂
ラッピング加工は設計通りにいかず、製品において所謂
噛合い誤差が形成される。

該噛合い誤差は噛合い作動をする１ピツチの歯がその材
料力学的な撓みや、１ピツチの間の１つ、又は、２つ以
上の他の歯の複雑な噛合いから一般には第３図に示す様
に、横軸に回転角θを、縦軸噛合い誤差ΔＡをとると、
サインカーブ状の噛合い誤差があることが分っており、
１ピツチＴの間にプラス、マイナスの噛合い誤差が生じ
、その結果、製品の歯車作動の噛合いにおいて騒音が発
生するのが避けられない。

而して、噛合い誤差と騒音の関係は第２図に示す様に、
横軸に噛合い誤差ΔＡを、縦軸に騒音レベルＮ　（ｄＢ
＞をとると、リニアな比例関係の特性か現われ、したが
って、噛合い誤差が大きくなればなるほど騒音が大きく
現われ、逆にいうと噛合い誤差が小さければそれだけ騒
音を抑制することが出来ることが分っている。

ところが、ラッピング加工においては、一般にワークギ
ヤの噛合い歯面に前述した如く、加ニオイルに砥粒を混
合させたラッピング液を注いで従動ギヤに加工トルクの
負荷を与えながら回転させてラッピング加工を行ってい
るが、在来態様のラッピング盤によるラッピング加工で
は単に仕上げ加工が行われるだけで、上述第３図に示す
噛合い誤差が避けることが出来ず、したがって、製品の
騒音が不可避的に発生していた。

〈発明が解決しようとする問題点〉 而して、例えば、自動車製造においては、振動に次いて
騒音抑止が強く求められるようになってぎており、単室
の下側に設けられているミッションやディファレンシャ
ル等に用いられているかさ歯車からの上記噛合い誤差に
よる騒音が解決される対象の１つとして大きくクローズ
アップされてきている。

さりながら、従来技術に基づくラッピング加工では一定
の噛合いピッチを有するかさ歯車の個々の噛み合いが物
理的に複雑であり、且つ、各歯の撓み等の点から１つの
かさ歯車の固有の噛合い誤差を解消することが困難であ
るという難点があり、ラッピング盤による一対のかさ歯
車の噛合い歯面に対するラッピング液を介してのラッピ
ング加工では実用に耐える騒音抑止のラッピング加工が
困難であるという不都合さがあった。

この出願の発明の目的は上述従来技術に基づく上記ハイ
ポイドギヤ等のかさ歯車のラッピング加工による噛合い
誤差解消不能の問題点を解決すべき技術的課題とし、か
さ歯車の噛合い誤差が当該かさ歯車の所定ピッチの歯に
基づく固有のものであることを前提としながらも、当該
噛合いピッチを逆に利用してラッピング加工中にダミー
噛合いピッチのマスタギヤを用いて噛合い、誤差の原因
となる噛合いピッチを相殺するようにしてラッピング加
工中のワークギヤの噛合い誤差を可及的に生じないよう
にして機械製造産業における優れたかさ歯車のラッピン
グ加工方法及び装置を提供せんとするものである。

く問題点を解決するための手段・作用〉上述目的に沿い
先述特許請求の範囲を要旨とするこの出願の発明の構成
は前述問題点を解決するために、ハイポイドギヤ等の一
対のかさ歯車の噛合い歯面に対するラッピング加工を行
うに際し、かさ歯車のワークギヤの駆動ギヤを七−夕等
の駆動装置に連結させ、その従動ギヤに対しては当該ワ
ークギヤの噛合いピッチと同一噛合いピッチを有する一
対のマスタギヤの駆動ギヤを同軸的に連結し、その従動
ギヤはブレーキ等の負荷トルクを与えるようにし、而し
て、マスタギヤとワークギヤの噛合いの位相が相互に適
当量だけずれるようにマスクギヤ、又は、ワークギヤの
回転方向の調整を予めしておぎ、このようにしてワーク
ギヤの噛合い歯面にラッピング液を注いでラッピング加
工することにより、ラッピング加工中のワークギＡ７に
潜在的に有している噛合い誤差はマスタギャの位相のず
れた噛合い誤差により相殺されてワークギヤには可及的
に噛合い誤差が削減されるようにし、これにより製造さ
れた製品のかさ歯車には噛合い誤差が可及的に少いよう
にされて製品作動中の噛合いによる騒音レベルが低く抑
えられて静粛な歯車動作がなされるようにした技術的手
段を講じたものである。

〈実施例〉 次に、この出願の発明の１実施例を図面に基づいて説明
すれば以下の通りである。

第１図に示す態様はこの出願の発明の１つの要旨を成す
かさ歯車のラッピング加工装置であり、１はハイポイド
ギヤ等のかさ歯車であってワークギヤをなし、その従動
ギヤ２に噛み合う駆動ギヤ３はモータ等の駆動装置４に
連結されて回転力を付与されるようにされている。

一方、５はマスタギヤとしての歯車であり、その駆動ギ
ヤ６に噛み合う従動ギヤ７はラッピング加工中にワーク
ギヤ１に対して負荷トルクを与えるブレーキ等の負荷で
ある。

而して、マスタギヤ５はその噛合いピッチが当該ワーク
ギヤ１の噛合いピッチと予め同一であるものが選定され
ており、その駆動ギヤ６とワークギヤ１の従動ギヤ２と
は軸９により一体連結されている。

而して、ワークギヤ１は先述した如く第３図に示す様に
、回転角θに対する噛合い誤差ｄＡがラッピング加工後
においても形成されるものであるが、一方、マスタギＡ
７５においては当該マスタギヤ５は、経験的に当該歯車
における噛合い誤差は予め所定の測定装置により測定さ
れており、したがって、基本的にはワークギヤ１の噛合
い誤差に対応する幅の噛合い誤差を有する歯車５が選定
される。

そして、軸９を介してマスタギヤ５の駆動ギヤ６とワー
クギヤ１の従動ギヤ２が連結されてラッピング加工に供
されるものであるが、そのラッピング加工中においては
軸９の撓み等が加味されるが、これを考慮して第３．４
図に示す様に、マスタギヤ５の噛合いピッチが前述した
如くワークギヤ１の噛合いピッチと同一にされているた
めに、マスタギヤ５の噛合い誤差とワークギヤ１の噛合
い誤差の位相を相互に１８０°ずらして逆位相にするこ
とにより、第３図のワークギヤ１の噛合い誤差に対して
第４図のマスタギヤ５の噛合い誤差が加味されて第５図
に示す様に横軸に回転角θを縦軸に噛合い誤差ｚＡをと
ると、可及的に噛合い誤差のピロフラット（確実にゼロ
にすることは設計上可能であるが実際のラッピング加工
においては困難であるために）が得られることになる。

そこで、ワークギヤ１とマスタギヤ５の噛合い誤差の位
相差については、例えば、マスタギヤ１の従動ギヤ２に
ついて歯車の位相ずれに慣用的に用いられているは溝に
鋼球を押し入れして回転の位置決めをしたり、ラックギ
ヤによる回転方向の位置決めをなして相互に固定する手
段を用いることが出来る。

このようにセットした後に駆動装置４を回転させること
により、ワークギヤ１の駆動ギヤ３が回転し、その噛合
い歯面を介して従動ギヤ２が回転し、ｆｌｌ　９を介し
てマスタギヤ５の゛駆動ギヤ６が回転するが、該駆動ギ
ヤ６は従動ギヤ７に噛み合っており、該従動ギヤ７は負
荷トルク装置の負荷８に連結されているために、ワーク
ギヤ１の従動ギヤ２には負荷がかかり、そこで、駆動ギ
ヤ３との噛合い歯面に対して在来態様同様にラッピング
オイルに砥粒を混入したラッピング液を注ぎラッピング
加工を行う。

このようにラッピング加工を行うと、上述した如く、ワ
ークギヤ１の従動ギヤ２と駆動ギヤ３との噛合い歯面に
はマスタギヤ５の略位相の噛合い誤差が加味されるため
に、第５図に示す様なラッピング加工によるワークギヤ
１の噛合い誤差は可及的にフラットゼロに近く抑えられ
ることになる。

そこで、加工後はワークギヤ１の従動ギヤ２をマスタギ
ヤ５の駆動ギヤ６の軸９から取り外して製品とする。

したがって、得られた製品のかさ歯車は第５図に示す様
な噛合い誤差をピロフラットに有していることになり、
第２図に示す様に、噛合い誤差ΔＡが小さくされるため
に、その騒音レベルＮ（ｄＢ）は低く抑えられて、例え
ば、自動車等のミッションやディファレンシャルに用い
られた場合に室内に対する騒音の影響は低く抑えられ、
設計と加工によっては極めてゼロに近く抑えることが可
能となる。

尚、この出願の発明の実ｍ態様は上述実施例に限るもの
でないことは勿論であり、種々の態様が採用可能である
。

尚、適用対象はハイポイドギヤの他に通常のベベルギヤ
等のかさ歯車にも適用可能であることは勿論のことであ
る。

又、適用対象のかさ歯車は自動車のかさ歯車のみでなく
、他のあらゆる機械装置のかさ歯車に適用可能であるこ
とも勿論のことである。

〈発明の効果〉 以上、この出願の発明によれば、基本的に、ハイポイド
ギヤ等のかさ歯車のラッピング加工においては、在来態
様では不可能とされてきた大きな噛合い誤差が確実にゼ
ロフラットに近く削減することが出来、自動車等のギヤ
機構に用いられる場合に噛合い誤差に起因する騒音を可
及的に抑止して静粛にすることが出来るという優れた効
果が奏される。

又、マスタギヤとして採用する歯車は予めその噛合い誤
差を測定しておくことが出来るために、対象とするワー
クギヤのかさ歯車に選択して組合せすることが出来ると
いう効果も秦される。

そして、ワークギヤに対するマスタギヤは単にワークギ
ヤの噛合いピッチと同一の噛合いピッチを用いるだけで
よく、又、その従動ギヤとワークギヤの従動ギヤと軸で
連結する際の噛合いピッチの調整については、従来のギ
ヤの回転角調整に用いる手段をそのまま用いることが出
来るためにそれほど困難性がないという利点もある。

そして、ラッピング加工に使用するラッピング加工液等
の注ぎ等は在来態様同様に用いることが出来るためにラ
ッピング加工も容易に行えるという効果も奏される。

【図面の簡単な説明】

図面はこの出願の発明の詳細な説明図であり、第１図は
ラッピング加工装置の模式平面図、第２図は噛合い誤差
と騒音との関係グラフ図、第３図はワークギヤの回転角
と噛合い誤差の特性グラフ図、第４図はマスタギヤの回
転角の噛合い誤差のグラフ図、第５図はこの出願の発明
によって得られるワークギヤの噛合い誤差と回転角の特
性グラフ図である。 １・・・かさ歯車（ワークギヤ）、 ５・・・平歯ｆ１ｍ（マスタギヤ）、 ３・・・ワークギＡ７の駆動ギヤ、 ２・・・ワークギヤの従動ギヤ、 ７・・・マスタギＡ７の従動ギヤ、 ６・・・マスタギヤの駆動ギヤ、 ４・・・駆動装置、　　８・・・負荷 出願人　　トヨタ自動車株式会社 代１人　富田幸春：／”・・。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一対のかさ歯車の噛合い歯面にラッピング液を注
   ぎ負荷を与えながら回転させてラッピング加工する方法
   において、かさ歯車のワークギヤの従動ギヤの回転軸に
   同軸に上記一対のかさ歯車の噛合いピッチと同じ噛合い
   ピッチの一対のマスタギヤの駆動ギヤを設けると共に該
   マスタギヤの駆動ギヤに負荷に連動する従動ギヤを噛み
   合せ、而して該マスタギヤの噛合いの位相とワークギヤ
   の噛合いの位相が逆位相になるように調整してラッピン
   グ加工するようにしたことを特徴とするかさ歯車のラッ
   ピング加工方法。
2. （２）かさ歯車のラッピング加工装置において、駆動装
   置に連結したかさ歯車のワークギヤの従動ギヤに対し負
   荷に連結され該ワークギヤと同じ噛合いピッチの駆動ギ
   ヤが連係されていることを特徴とするかさ歯車のラッピ
   ング加工装置。