WO1995001849A1 - Appareil de finition a engrenages - Google Patents

Description

明 細 書

歯車仕上装置

【産業上の利用分野】

本発明は、 内歯型仕上砥石を回転させるこ とにより該 仕上砥石に嚙合した被加工歯車を仕上加工する歯車仕上 装置に関する。

【従来技術及びその問題点】

歯車の高い歯形精度が要求される場合は、 熱処理され た歯車の変形を矯正する仕上加工、 所謂ホーニング加工 が施される。 この仕上加工は、 被加工歯車に対して内歯 型仕上砥石を一定の交差角をもって嚙合させた状態で回 転させるこ とにより、 歯形状を修正するものである。 仕 上砥石は、 円環状をなし外周歯を有した砥石回転用歯車 に保持され、 該砥石回転用歯車は外周歯に嚙合する駆動 装置により回転させられ、 被加工歯車への切込みを行う ための摺動動作を行う。 歯形の修正を完了するまでには、 通常仕上砥石の一つの歯当たり 2 0から 1 0 0回という 多く の回数に亘つて被加工歯車の歯と嚙合を繰り返す。 従って、 仕上砥石の寿命は一般に短い。

従来の歯車仕上装置は、 砥石回転用歯車に対し 1個の 仕上砥石を装着していた （特開昭 5 2— 1 4 0 0 9 7、 特開平 4— 3 6 5 5 1 3 ) 。 従って、 砥石の寿命に達す る度に装置を停止し、 新たな砥石と交換する必要があつ た。 この場合、 砥石の装着には高い寸法精度が要求され、 慎重な取り付け作業が要求される上、 取り付けに不可避 な隙間に起因する仕上砥石の取り付け位置の誤差を修正 するため、 取り付け後に ドレ ツ シングを行う必要があつ た。 従って、 仕上砥石の交換に要する時間が、 歯車の仕 上加工全体の内に占める割合が大き く、 その短縮化及び 手間の簡略化が要請されていた。

このよ うな問題に対処する ものと して、 砥石回転用歯 車の内側に調節用カラーを装着した装置が提案されてい る （実開平 4一 5 7 3 1 9号） 。 この装置は、 径の異な る仕上げ砥石の交換を仕上げ砥石の径に対応したカラー と共に行なう ことにより、 ギヤへッ ドを取り外すことな く交換可能と したものである。 しかしながら、 この装置 は、 同一径の仕上げ砥石の交換の際の上述の問題を解決 する ものではなかった。 また、 径の異なる仕上げ砥石へ の交換の際も、 上述の高精度のための慎重な取付け作業 及び ドレッ シングの必要性を解消し得るものではなかつ た。

本発明は、 このような要請に答え歯車仕上砥石の交換 を合理的に行い、 その時間の短縮及び手間の簡略化を計 り得る歯車仕上装置を提供することを目的とする。 【発明の概要】

本発明の前記目的は、

内歯型仕上砥石を回転させるこ とにより該仕上砥石に 嚙合した被加工歯車を仕上加工する歯車仕上装置であつ て、

機台と、 該機台に支持され被加工歯車を保持するヮー ク保持装置と、 該ワーク保持装置上の被加工歯車に対し 該歯車の軸線に略垂直方向に接近離反し得るよ うに機台 に支持された摺動装置と、 該摺動装置に支持され仕上砥 石を保持する砥石保持装置とを備え、

該砥石保持装置は、 加工の間、 仕上砥石を被加工歯車 に対して一定交差角に保持する結合部と、 仕上砥石を前 記交差角の位置に保持して前記結合部に対し前記仕上砥 石の軸線に平行に摺動し得る作動部と、 摺動位置で該作 動部を前記結合部に固定するための固定部と、 円環状を なして内側に仕上砥石を保持し中心軸線回り に回転可能 に前記作動部に支持された砥石回転用ホイールと、 前記 作動部に装着され該砥石回転用ホイールを駆動する回転 駆動部とを備え、

前記砥石回転用ホイールは、 内側に複数の仕上砥石を 前記砥石軸線方向に並列して支持し固定し得る幅及び係 止部を有しているこ とを特徴とする歯車仕上装置により 達成される。

本発明に係る歯車仕上装置においては、 砥石保持装置 により保持される砥石回転用歯車が内側に複数の仕上砥 石を並列して支持固定し得る構造となっている。 さ らに 砥石保持部は、 仕上砥石を保持し回転させる作動部を仕 上砥石の軸線に平行に摺動可能と し、 摺動位置で固定可 能と している。 従って、 最初に複数の仕上砥石を砥石回 転用歯車に装着し位置調整を行っておけば、 1 つの仕上 歯車が磨耗した際に砥石保持装置の作動部を摺動させ固 定する こ とによりすでに位置調整された新たな仕上砥石 を加工位置に至ら しめることができ、 迅速に仕上加工を 継続するこ とができ る。 このよ う に複数の砥石の位置調 整を予め纏めて行い、 加工開始後は磨耗した仕上砥石を 作動部の摺動により迅速に位置変えするこ とができ るの で、 砥石の装着と仕上加工の作業を合理化するこ とがで き、 作業全体の迅速化及び作業手間の簡略化が可能とな 本発明は、 以下の図面を伴った実施例の説明によって より明らかとなろう。

【図面の簡単な説明】

図 1 は、 本発明の一実施例に係る歯車仕上装置の正面 図である。 図 2 は、 図 1 に示す歯車仕上装置の側面図である。 図 3 は、 図 1 に示す歯車仕上装置の平面図である。 図 4 は、 図 1に示す歯車仕上装置における砥石保持部 を詳細に示す側面図である。

図 5 は、 図 4に示す砥石保持装置の平面図である。 図 6 は、 図 4に示す砥石保持装置の正面図である。 図 7 は、 図 1 に示す歯車仕上装置における砥石回転用 歯車及びその近傍を詳細に示す. 断面図である。

図 8 は、 砥石回転用歯車に装着された砥石保持リ ング の他の例を示す縦断面図である。

図 9 は、 摺動装置の他の例を備えた砥石保持装置の平 面図である。

【実施例】

図 1から図 3に示す歯車仕上装置は、 土台 1 1 の上に 摺動可能に設けられたテーブル 1 2、 及び該テーブルを 摺動させる駆動モータ 1 3を有した機台 1 0を備えてい る。 テーブル 1 2の上にはワーク保持装置 2 0が配置さ れている。 ワーク保持装置 2 0は、 テーブル摺動方向に 平行に摺動可能な 2台の心押台 2 1、 2 2 と、 これらの 心押台を摺動させる駆動シリ ンダ 2 3、 2 4 とを備えて いる。 土台 1 1 におけるテーブル 1 2 の後方 （図 2 にお ける右方） には、 心押台の軸線にほぼ垂直方向に接近離 反し得るように支持された摺動装置 3 0が配置されてい る。 摺動装置 3 0 は、 土台 1 1上のガイ ドレール 1 4上 を摺動する摺動体 3 1 と、 該摺動体を駆動する駆動モー 夕 3 2 と、 駆動モータの出力軸の回転を摺動体 3 1の往 復動に変換して伝える伝動部 3 3 とを備えている。 摺動 体 3 1 の前端面には、 砥石保持装置 4 0が装着されてい る。

砥石保持装置 4 0 は、 摺動体 3 1の前端面に結合され た結合部 5 0 と、 該結合部に支持された作動部 6 0 とを 備えている。 これらの詳細を図 4から図 6 に示す。 結合 部 5 0 は、 摺動体 3 1 の前端から前方へ延びる支持軸 3 4に対し、 ベア リ ング 3 5を介して該支持軸周りに回転 可能に支持された支持体 5 1を備えている。 摺動体 3 1 の前部には駆動モータ 5 2 (図 2 ) が装着されており、 支持体 5 1 に取り付けられたラ ッ ク （図示せず） が、 駆 動モー夕 5 2 の出力軸に装着されたウォームギアと嚙合 することにより、 支持体 5 1及び支持軸 3 4は駆動され、 摺動体 3 1 の内部で回転する。 摺動体 3 1 の前端面と支 持体 5 1の背面とが接する部分には、 支持体の回転に対 する固定部 5 3が設けられている。 固定部 5 3 は、 支持 体 5 1 の回転方向に延び該支持体の背面に開いた外窄ま り形の溝 5 3 0 と、 シリ ンダー部を摺動体 3 1 に支持さ れ、 プラ ンジャー 5 3 1 を支持体 5 1 の方に延ばし先端 部を溝 5 3 0 に係合させた油圧シ リ ンダ装置 5 3 2 とを 備えている。 固定部 5 3は、 油圧駆動によりプラ ンジャ 5 3 1 を後退させるこ とにより、 溝 5 3 0の壁に高い圧 力をもって係合し支持体 5 1を回転しないように固定す る。

作動部 6 0 は、 後述する砥石軸線方向に摺動可能に結 合部 5 0 に支持されたフ レーム 6 1 と、 該フ レームに支 持され内側に仕上砥石を保持する砥石回転用歯車 6 2と、 フ レーム 6 1 を摺動させるための摺動装置 6 3 と、 フ レ ーム 6 1を摺動位置で固定する固定部 6 6 とを備えてい ' る。

フ レーム 6 1 は、 支持体 5 1 の上下端緣を上下方向に 囲むように係止する係止片 6 0 0を備えており、 支持体 5 1 の上下端縁に沿って案内され摺動する。 フ レーム 6 1 は支持体 5 1 との結合部から前方へ被加工歯車 Wを囲 むように大き く延びている。 フ レーム 6 1の前部には大 径の開口部 6 1 0が設けられ、 該開口部に砥石回転用歯 車 6 2が装着されている。 砥石回転用歯車 6 2 は、 図 5 及び図 7に示すようにべァ リ ング 6 2 0を介してフ レー ム 6 1 に対し回転可能に装着されている。 砥石回転用歯 車 6 2 は、 外周面に歯 6 2 1 を有している。 フ レーム 6 1の上部にはモータを備えた駆動部 6 4が装着されてお り、 その出力蚰に結合されたスプロケッ ト 6 4 0からチ エ ー ン 6 4 1が延び砥石回転用歯車 6 2の歯 6 2 1に嚙 合している。

砥石回転用歯車 6 2の内側には砥石保持用リ ング 6 5 が嵌入されている。 フ レーム 6 1、 砥石回転用歯車 6 2 及び砥石保持用リ ング 6 5の相互の結合は図 5に示すよ うに、 一方の側面に固定用 リ ング 6 2 2、 6 2 3をねじ 止めし、 他方の側面に固定用 リ ング 6 2 4、 6 2 5、 6 2 6をねじ止めすることにより行なわれる。 砥石保持用 リ ング 6 5は軸線方向の中央部に係止用突起 6 5 0を有 しており、 その両側は保持すべき砥石の外径に対応した 径となっている。 係止用突起 6 5 0の両側に嵌入された 砥石 A l、 A 2の周縁には、 固定用 リ ング 6 5 1、 6 5 2が被着され、 砥石保持用 リ ング 6 5にねじ止めされ、 砥石 A 1、 A 2を固定する。

フ レーム 6 1の後部には、 図 4及び図 5に示すよ う に 摺動装置 6 3の ピス ト ン 6 3 0が装着されている。 ビス ト ンの一端 6 3 1 はフ レーム 6 1に固定され、 他端は結 合部 5 0の支持体 5 1に形成されたシリ ンダ一部 5 1 0 に摺動自在に嵌入し ビス ト ンへッ ド 6 3 2を構成してい る。 シ リ ンダ一部 5 1 0には、 図外の油圧装置に連通す る送油路 5 1 1、 5 1 2が延びている。 従って送油路 5 1 1又は 5 1 2に作動油を圧送するこ とによ り、 ピス ト ン 6 3 0を移動させてフ レーム 6 1を結合部 5 0に対し て摺動させる ことができる。 なお、 ここに示した摺動装 置 6 3の配置を逆にして、 ピス ト ン 6 3 0を支持体 5 1 に結合し、 シ リ ンダー部 5 1 0をフ レーム 6 1に形成す ることも可能である。

結合部の支持体 5 3 とフ レーム 6 1 とが接する部分に は固定装置 6 6が形成されている。 図 4に示すように、 摺動部 5 3には、 フ レーム 6 1の摺動方向に延びる外す ぼま り型の溝 5 1 3が形成されている。 フ レーム 6 1の 後端部には、 該溝に先端部を係合させるブラ ンジャ 6 6 0 と、 該プラ ンジャを進退動させる油圧シリ ンダ 6 6 1 とが設けられている。 油圧シリ ンダ一 6 6 1を作動させ ることにより、 プラ ンジャ 6 6 0は後退して溝 5 1 3に 高い圧力を伴って係合し、 これによ り、 フ レーム 6 1を 摺動体 5 1に対して固定する。 この固定装置 6 6は、 図 6に示すように、 フ レーム 6 1の 4か所に設けられてい る 0

この歯車仕上装置は次のよ う に作動する。 まず、 仕上 加工を始める前に、 2個の仕上砥石 A l、 A 2を砥石保 持リ ング 6 5に装着する。 この装着の際に砥石の精密な 位置調整及び取り付け誤差修正のための ドレッ シングを、 双方の砥石に対して行なっておく。 被加工歯車に対し、 ァーバを両側へ突出するように取り付け、 該ァーバの両 端部を心押台 2 1、 2 2 により挟持して被加工歯車をテ 一ブル上に固定する。 この時、 摺動体 3 1 は、 図 2 に示 す後退位置にある。 この状態から、 駆動モータ 3 2によ り摺動体 3 0を前進させ、 仕上砥石 A 1又は A 2を被加 ェ歯車に嚙合させる。 次に駆動部 6 4を作動させ、 砥石 回転用歯車を仕上砥石と共に回転させ、 所定の切込み深 さ迄摺動体 3 1を前進させて行く。 仕上砥石の回転及び テーブル 1 2の往復動の適切な繰返しにより彼加工歯車 の仕上が完了すると、 駆動部 6 4を停止させ、 摺動体 3 1を後退させ、 心押台 2 1、 2 2によるクラ ンプを解除 して、 被加工歯車を取り出す。

仕上加工の繰り返しにより一方の砥石 （例えば A 1 ) が磨耗した場合は、 摺動装置 6 3を作動させてフ レーム 6 1を摺動させ、 他方の砥石 （例えば A 2 ) を加工位置 に至ら しめる。 これにより、 仕上砥石の取り外しを伴つ た交換をする こ とな く、 新たな砥石による仕上加工を継 続することができる。

摺動装置と しては、 前述の油圧シ リ ンダを備えたもの の他、 図 9に示すように、 結合部 5 0の支持体 5 1 にボ —ルねじ （送りねじ） 6 3 4、 これを駆動するサーボモ 一夕 6 3 5、 及びこれらの間に介在するカ ツプリ ング 6 3 6を設け、 フ レーム 6 1 にボールねじに嚙合する雌ね じ部 6 3 7を固定した摺動装置 6 3 ' とするこ とができ る。 また、 これらの結合関係を逆に して、 ボールねじ (送りねじ） 、 駆動用モ一夕及びカ ップリ ングをフ レー ム 6 1 に設け、 雌ねじ部 6 3 7を支持体 5 1 に設けても よい。

以上の例では 2個の仕上砥石を装着する夕イブのもの を示したが、 砥石保持リ ング等を適宜変更する こ とによ り、 3個以上の仕上砥石を装着可能とすることもできる。 図 8 は、 このような砥石保持リ ングの例を示している。 この砥石保持リ ング 6 5 ' は、 一方の側端面から軸線方 向にほぼ 3分の 1の距離に、 係止用突起 6 5 3を備えて いる。 砥石保持リ ング 6 5 ' の他方の側端面から軸線方 向にほぼ 3分の 1の距離の位置には、 係止用 リ ング 6 5 5が嵌め入れられている。 砥石の取り付けは、 係止用 リ ング 6 5 5を取り外した状態で係止用突起 6 5 3の両側 に砥石 A l、 A 2を嵌め入れ、 その後係止用 リ ング 6 5 5を嵌め入れる。 更に砥石 A 3を係止用 リ ング 6 5 5 に 当接するまで嵌め入れて、 砥石保持リ ング 6 5 ' の両側 の端面及び砥石 A l、 A 3の周縁に跨がる固定リ ング 6 5 7、 6 5 8 をねじ止めする。 これにより 3個の仕上砥 石を装着する こ とができる。 より多く の仕上砥石を装着 するには、 砥石保持リ ングを更に広幅と し、 係止用 リ ン グ 6 5 5を砥石の幅に相当する間隔を於て必要な数だけ 取り付け可能とすればよい。

また、 本仕上装置に装着される複数の仕上砥石を種類 の異なる ものとすれば、 異種の被加工歯車に対して仕上 砥石の取り外しを伴う交換をするこ となく、 必要な加工 を迅速に対処して行なう ことができる。 この場合、 異種 の被加工歯車に対する識別装置及びその識別に伴って摺 動部の位置を制御する制御装置を設けることにより、 異 種の歯車に対する仕上加工を自動的に行なう こ とができ o

以上、 本発明の実施例について説明したが、 本発明は 上記実施例に限定されるものではなく、 本発明の範囲を 逸脱するこ となく種々の変形が可能である。

Claims

請 求 の 範 囲

内歯型仕上砥石を回転させるこ とによ り該仕上砥石 に嚙合した被加工歯車を仕上加工する歯車仕上装置で あつ C" ゝ

機台と、 該機台に支持され被加工歯車を保持する ヮ ーク保持装置と、 該ワーク保持装置上の被加工歯車に 対し該歯車の軸線に略垂直方向に接近離反し得るよ う に機台に支持された摺動装置と、 該摺動装置に支持さ れ仕上砥石を保持する砥石保持装置とを備え、

該砥石保持装置は、 加工の間、 仕上砥石を被加工歯 車に対して一定交差角に保持する結合部と、 仕上砥石 を前記交差角の位置に保持して前記結合部に対し前記 仕上砥石の軸線に平行に摺動し得る作動部と、 摺動位 置で該作動部を前記結合部に固定するための固定部と、 円環状をな して内側に仕上砥石を保持し中心軸線回り に回転可能に前記作動部に支持された砥石回転用ホイ ールと、 前記作動部に装着され該砥石回転用ホイール を駆動する回転駆動部とを備え、

前記砥石回転用ホイールは、 内側に複数の仕上砥石 を前記砥石軸線方向に並列して支持し固定し得る幅及 び係止部を有していることを特徴とする歯車仕上装置。

前記結合部が、 被加工歯車に対する仕上砥石の交差 角を変化させ得るよ う に、 前記摺動装置に対し該摺動 装置の摺動方向に平行な軸線の回り に回動可能に結合 されている請求項 1 に記載の歯車仕上装置。

前記ワーク保持装置が、 機台のテーブル上を摺動す る心押台を備え、 前記摺動装置が、 該心押台の摺動方 向に垂直に摺動可能とされている請求項 1 に記載の歯 車仕上装置。

前記作動部が、 開 pの内側に前記砥石回転用ホイ一 ルを受入れ該ホイールをその軸線回りに回動可能と し 且つその軸線方向への移動を制止するように保持する フ レームを備えている請求項 1に記載の歯車仕上装置。 前記作動部が、 前記仕上砥石を前記結合部に対し該 仕上砥石の軸線に平行に摺動させるために、 前記結合 部及び前記フ レームの一方及び他方に各々結合された 油圧シリ ンダ及びピス ト ンからなる摺動装置を備えて いる請求項 4に記載の歯車仕上装置。

前記作動部が、 前記仕上砥石を前記結合部に対し該 仕上砥石の軸線に平行に摺動させるために、 前記結合 部及び前記フ レームの一方及び他方に各々結合された 送りねじ及びその駆動装置と、 該送りねじに嚙合する 雌ねじ部とを備えている請求項 4に記載の歯車仕上装 前記砥石回転用ホイールが外周歯を有した歯車であ り、 前記回転駆動部が該砥石回転用ホイ ールの外周歯 に嚙合して該砥石回転用ホイールを駆動する請求項 1 に記載の歯車仕上装置。

前記砥石回転用ホイールの係止部が、 該ホイールの 軸線方向におけるほぼ中央部で該ホイールの内周面に 沿って延びる凸部を備えており、 該凸部の両側で前記 砥石回転用ホイール内に納められた仕上砥石は、 該ホ ィールの両側面に当てがわれる固定リ ングにより固定 される請求項 1 に記載の歯車仕上装置。

前記砥石回転用ホイ ールの係止部が、 前記砥石回転 用ホイールに蜜に嵌まる外径を有した少なく とも 1つ の係止用 リ ングを備え、 複数の前記仕上砥石は、 各々 の間に前記係止用 リ ングを介在させた状態で前記砥石 回転用ホイール内に納められ、 該砥石回転用ホイール の両側面に当てがわれる固定リ ングにより固定される 請求項 1 に記載の歯車仕上装置。

前記砥石回転用ホイールの係止部が、 該ホイールの 軸線方向における中間の位置で該ホイールの内周面に 沿って延びる凸部と、 該砥石回転用ホイールに蜜に嵌 まる外径を有した少なく と も 1つの係止用 リ ングとを 備え、 複数の前記仕上砥石は、 各々の間に前記凸部及 び係止用 リ ングのいずれかを介在させた状態で前記砥 石回転用ホール内に納められ、 該砥石回転用ホイール の両側面に当てがわれる固定リ ングにより固定される 請求項 1 に記載の歯車仕上装置。