JP5777860B2 - フェースギヤの仕上げ研磨方法 - Google Patents

Description

この発明は、例えば直交形減速機などに好ましく用いられるねじれ角を有するフェースギヤの仕上げ研磨方法に関する。

ねじれ角を有するフェースギヤは高効率、低振動、低騒音を実現する直交出力構造であるが、歯面を高精度かつ量産的に仕上げる方法は現在のところ確立されていない。例えば、刃先にＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素）電着砥粒層を備えた環状ラック形加工工具を使用した傘歯車の加工において、仕上げ加工用電着砥石の外側又は内側に粗加工用電着砥石を装着する構成の傘歯車加工工具を用いて、１回の割り出しでひとつの歯溝の仕上げと隣の歯溝の粗加工を行うことにより加工時間の短縮または加工精度の向上と、工具寿命の向上を図るようにしたものがある（例えば特許文献１参照）。

特開２００５−６６７３７号公報（第１頁、図１）

上記のような従来の技術においては、工具寿命の向上を図り、且つ仕上げ面精度の高い傘歯車を効率よく生産することができるものの、ねじれ角を有するフェースギヤについて仕上げ加工を行う場合には、円筒研削盤等では砥石が干渉するため、ねじれ角を有するフェースギヤを効率的に研磨することは困難であるという課題があった。

この発明は、上記のような従来技術の実情に鑑みなされたもので、ねじれ角を有するフェースギヤの仕上げ加工に、汎用的な加工機を用いて効率的に仕上げ研磨することができるフェースギヤの仕上げ研磨方法を提供することを目的としている。

この発明に係るフェースギヤの仕上げ研磨方法は、ピニオンと噛合するねじれ角を有するフェースギヤを汎用ホブ盤またはＮＣホブ盤の受台に固定し上記フェースギヤの歯部を加工する方法において、上記フェースギヤの歯部を上記汎用ホブ盤または上記ＮＣホブ盤により仕上げ研磨する際に、上記フェースギヤの歯部と噛み合うように形成され、上記ピニオンと同様形状で表面に砥粒が電着されたネジ状部を有する砥石を用い、該砥石の半径方向の切込み送りを与えた噛合状態で上記フェースギヤと上記砥石を同期回転させることによって研磨するとともに、上記砥石の半径方向の切込み送りを与えると同時に、上記砥石の軸方向の切込み送りを与え、上記砥石の軸方向の送り分、回転補正を与えることを特徴とするものである。

この発明においては、ピニオンと噛合するねじれ角を有するフェースギヤの歯部を汎用ホブ盤またはＮＣホブ盤により仕上げ研磨する際に、上記フェースギヤの歯部と噛み合うように形成され、上記ピニオンと同様形状で表面に砥粒が電着されたネジ状部を有する砥石を用い、該砥石の半径方向の切込み送りを与えた噛合状態でフェースギヤと砥石を同期回転させることによって研磨するようにしたので、砥石と加工対象物であるフェースギヤとの干渉がなく、専用の加工機を必要としないため、汎用ホブ盤やＮＣホブ盤などの汎用機によって高精度に加工することが容易となり、汎用機による加工が可能なため、量産性に優れ製造コストの削減ができるともに、砥石の半径方向の切込み送りを与えると同時に、砥石の軸方向の切込み送りを与え、上記砥石の軸方向の送り分、回転補正を与えるようにしたので、１回の仕上げ研磨操作で仕上げ面精度を向上できる。

この発明の実施の形態１に係るフェースギヤの仕上げ研磨方法におけるフェースギヤと、フェースギヤの歯部を仕上げ加工するための、該歯部と噛み合うネジ状部を有するピニオン状の砥石との係合関係を概念的に示す斜視図。 図１に示された加工を汎用ホブ盤にて行うときの状態を概念的に示す図。 フェースギヤの歯部を仕上げ加工するための砥石の変形例を概念的に示す側面図。 この発明の実施の形態１に係るフェースギヤの仕上げ研磨方法によって得られたフェースギヤを用いた直交軸減速機の要部を示す側面断面図。 この発明の実施の形態１に係るフェースギヤの仕上げ研磨方法によって得られたフェースギヤを用いたギヤードモータを平面方向に見た要部断面図。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るフェースギヤの仕上げ研磨方法におけるフェースギヤと、フェースギヤの歯部を仕上げ加工するための、該歯部と噛み合うネジ状部を有するピニオン状の砥石との係合関係を概念的に示す斜視図、図２は図１に示された加工を汎用ホブ盤にて行うときの状態を概念的に示す図である。図において、仕上げ研磨前のフェースギヤ１は、ねじれ角を有する歯部１ａが従来技術によって形成されたものである。上記フェースギヤ１は、歯部１ａに噛み合うように形成された、ネジ状部２ａに砥粒（図示省略）が電着されたピニオン状の砥石２を、図１のように係合させて仕上げ研磨される。

上記仕上げ研磨前の歯部１ａが形成されたフェースギヤ１は、図２に示すように汎用ホブ盤またはＮＣホブ盤の下部受台３に対して中心軸Ｏが合致するように固定される。そして、上部補助センター４を介して支え軸５により図の下方向に所定のセンター圧が加えられる。一方、砥石２は、退避位置Ａで示すホブ軸後進端にネジ状部２ａを図の手前方向に向けてホブ軸ヘッド（図示省略）に固定される。なお、上記汎用ホブ盤またはＮＣホブ盤としては、例えば所望速度で回転させたワークに対して、工具を同期して回転させ、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に任意に移動可能に構成され、数値制御により動作されるものは、特別な制限なく用いることができる。

上記のようにＮＣホブ盤にセットされたフェースギヤ１は、下部受台３によって所定の回転数で回転され、その回転と同期して回転する砥石２を、中心軸Ｏに対して所定の寸法ＬだけオフセットされたＺ軸上のＢ点に移動した後、Ｚ軸上で矢印Ｃ方向に移動させて、砥粒が電着されたネジ状部２ａ（図１）がフェースギヤ１の、図２では図示省略されている歯部１ａに噛み合うように、砥石２の半径方向に切り込ませる。そして、フェースギヤ１が１周以上の所定角度回転するまで研磨を続ける。なお、砥石２は、用いる砥粒の粒子の大きさが異なるものを複数用意し、複数段階で研磨するようにしても良い。

上記のように、実施の形態１は、フェースギヤ１のねじれ角を有する歯部１ａと噛み合うネジ状部２ａに砥粒を電着したピニオン状の砥石２を用いて実際の噛み合いと同様の動きによってフェースギヤ１の歯部１ａを仕上げ研磨するようにしたので、砥石２とワークであるフェースギヤ１の干渉がない。そのため、汎用ホブ盤またはＮＣホブ盤を用いて容易に仕上げ研磨を行うことができる。また、フェースギヤ１とピニオンとの通常の噛合動作で研磨できるので作業が簡単で容易であり、効率的で歩留まりも高い。

なお、仕上げ面精度を向上させるため、上記のように砥石２の半径方向の切り込みを行った後、砥石２の軸方向送り（タンジェンシャル送り）を加え、該砥石２の軸方向送り分、回転補正を加えて、同様にフェースギヤ１が所定回転するまで研磨を行うようにしても良い。さらに、砥石２の半径方向の切り込みと、砥石２の軸方向送りを同時に加える（ダイアゴナル送り）ようにしても良い。なお、その際、砥石２の軸方向送り分、回転補正を加える。この場合には、１回の仕上げ研磨操作で仕上げ面精度を向上できる。

なお、砥石２として、図１に示すピニオンと同様形状のものを用いたが、これに限定されるものではなく、例えば図３に示すように、図示していないホブ軸ヘッドに固定できる棒状の工具の端部に形成されたフェースギヤ１のねじれ角を有する歯部１ａに噛み合うに形成されたネジ状の加工部６ａ（図では模式化してネジ状部分を示していない）に砥粒が電着された砥石６としても良い。また、砥粒として好ましく用いることができるものとしては、一般的な例えばＣＢＮ砥粒、ダイヤモンド砥粒などを挙げることができる。これらは何れも容易に入手できるものである。

図４は上記のように汎用ホブ盤によって仕上げ研磨されたフェースギヤを直交軸減速機に用いた例を示す要部断面図、図５は直交軸ギヤードモータに用いた例を示す要部断面図である。図４において、仕上げ研磨されたフェースギヤ２０は、入力軸７の先端部に歯切りされたピニオン７ａに噛合され、減速機構８を介して出力軸９を駆動する。また、図５において、モータ１０の回転軸１１の先端部に歯切りされたピニオン１１ａは、同様にフェースギヤ２０に噛合され、減速機構９を介して出力軸９を駆動する。

上記のように構成された直交軸減速機、及び直交軸ギヤードモータは、何れも従来の直交軸減速ギヤを用いたものよりも振動や騒音が低減され、減速ロスも少ないものであった。なお、実施の形態１では、フェースギヤ２０の回転軸と入力軸７がオフセットされているものについて説明したが、直交するものにも適用できる。

以上説明したように、実施の形態１によれば、ねじれ角を有するフェースギヤ１の歯部１ａを仕上げ研磨する際に、フェースギヤ１と噛み合うネジ状部２ａに砥粒を電着した砥石２にて該砥石２の半径方向の切込み送りを与えた噛合状態で上記フェースギヤと上記砥石を同期回転させることによって研磨するようにしたので、砥石２がフェースギヤ１の歯部１ａと干渉することがない。このため、専用の加工機を必要とせず、汎用の加工機にて高精度に加工することが容易となる。また、汎用機にて製造可能なため、量産性及び製造コストの削減ができるなどの効果が得られる。

１ フェースギヤ、 １ａ 歯部、 ２ 砥石、 ２ａ ネジ状部、 ３ 下部受台、 ４ 上部補助センター、 ５ 支え軸、 ６ 砥石、 ６ａ 加工部、 ７ 入力軸、 ７ａ ピニオン、 ８ 減速機構、 ９ 出力軸、 １０ モータ、 １１ 回転軸、 １１ａ ピニオン、 ２０ 仕上げ研磨されたフェースギヤ、 Ａ 退避位置、 Ｏ 中心軸。

Claims (3)

1. ピニオンと噛合するねじれ角を有するフェースギヤを汎用ホブ盤またはＮＣホブ盤の受台に固定し上記フェースギヤの歯部を加工する方法において、上記フェースギヤの歯部を上記汎用ホブ盤または上記ＮＣホブ盤により仕上げ研磨する際に、上記フェースギヤの歯部と噛み合うように形成され、上記ピニオンと同様形状で表面に砥粒が電着されたネジ状部を有する砥石を用い、該砥石の半径方向の切込み送りを与えた噛合状態で上記フェースギヤと上記砥石を同期回転させることによって研磨するとともに、上記砥石の半径方向の切込み送りを与えると同時に、上記砥石の軸方向の切込み送りを与え、上記砥石の軸方向の送り分、回転補正を与えることを特徴とするフェースギヤの仕上げ研磨方法。
2. 上記砥粒として、ＣＢＮ砥粒を用いるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のフェースギヤの仕上げ研磨方法。
3. 上記砥粒として、ダイヤモンド砥粒を用いるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のフェースギヤの仕上げ研磨方法。

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