JP2000198025A - 精密機械工程および精密機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モーター自動車の伝動ギア部品に関して、合
理化可能であり、改良され、しかも極めて簡易に操作す
ることができる、安価なクランプ手段を含む精密機械工
程、およびそのような精密機械を提供する。 【解決手段】 前処理して焼き入れされており、シリン
ダー状のボアを有する伝動ギア部品に対して、機能的表
面を施す（研磨を含む。）ための精密機械工程におい
て、一つまたは同様のギア部品のワークピースを、研磨
機械作業を必要としない表面であるベベルまたは平面
に、表面（７，８，２７）の研磨をする各機械工具
（５，１１，２８）の自由接近を妨げない芯出し手段
（９，１０）を用いて取りつけることにより、研磨工程
を生じる連続作業によるギア（７）の機械工程と、中ぐ
り（８）の機械工程とを同時に組み合わせて実施する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ギアボックスにお
ける歯型ギア用の精密機械工程および精密機械に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】モーター自動車において、ギアボックス
の重量を軽減したり、ギアボックスからの騒音を小さく
することが望まれている一方、ギアボックスを注意深
く、精密に作ることが望まれている。そのため、ギアボ
ックスにおけるギアが歯型を有することになるが、今ま
で、しばしば焼き入れ前の状態で切削され、次いで、焼
き入れされて、その後、精密機械研磨することにより作
成されていた。今日の、マニュアルシフト型の伝動装置
の従来設計においては、伝動ギア部品である全歯型ギア
の７０％以上は、ディスク型であり、幅よりも直径が大
きく、通常、シリンダー状の中ぐりを有している。そし
て、このような典型的なモーター自動車における伝動ギ
ア部品の製造においては、次ぎのような工程が採られて
いた。 −不要部の研磨による中ぐりの形成工程 −処理前の中ぐりに取り付けられた状態において、焼き
入れ前におけるギア（歯型）の概略形成工程 −焼き入れ工程 −概略形成されたギアをクランプした状態での中ぐりの
研磨工程 −中ぐりを有するギアをクランプした状態でのギアの研
磨工程

【０００３】このような焼き入れ工程および精密研磨工
程は、いずれも比較的困難、煩雑な作業が多く、したが
って、高価な工程とならざる得ないものである。また、
今日、未だ多くの歯切り加工において、焼き入れ工程お
よび精密研磨工程を行う替わりに、焼き入れ前に切削し
て最終製品としているのは、このような理由のためであ
る。したがって、あらゆる対抗策を用いて、焼き入れ工
程中に生じる歪みを最小限にしようとしているにもかか
わらず、このような歪みを許容せざる得ない状況であ
る。しかしながら、上述したように、多くの現代の伝動
装置において、切削されて形成されたギア部品は、いず
れの要求特性を満足するものでなかった。

【０００４】ところで、焼き入れ工程および精密研磨工
程なしには、中ぐりは存在することができない。という
のは、このようなギア部品のほとんどは、極めて正確か
つ精密な中ぐり表面を有するギアシャフトのニードルベ
アリングによってガイドされているためである。このよ
うな中ぐりを形成するには、ワークピ−スを通常、ギア
部品が研磨形成される前の状態において、中ぐりを良好
な円形に形成できるようにクランプしている。しかしな
がら、ギア部品におけるクランプは、慎重さを要する作
業であって、高価である。すなわち、各ギア部品をクラ
ンプするのは、個別に製造するためだけではなく、工程
が複雑であり、汚染しやすく、製品劣化を生じやすいた
めであり、大量生産には不向きであった。

【０００５】また、ギア部品におけるギア（歯型）は、
焼き入れ工程および精密研磨工程を経ているかいないに
かかわらず、全ての場合に、ギア部品の周囲において、
良好な円形状に形成することが必要である。しかしなが
ら、ギア（歯型）の焼き入れ工程および精密研磨工程用
機械が備わっていたとしても、中ぐりを、極めて精密な
高度でクランプするための高価なクランプ手段が必要と
なる。このようなクランプ手段は、通常、シリンダー状
の取り付け部分を有し、液力的に移動可能な突起部とし
て設計されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような状況下、本
発明は、モーター自動車の伝動ギア部品に関して、合理
化可能であり、改良され、しかも極めて簡易に操作する
ことができるとともに、安価なクランプ手段を含む、焼
き入れ工程および精密研磨工程用の精密機械工程、およ
びそのような精密機械を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そして、上述した課題
は、請求項１〜１０に記載の精密機械工程および精密機
械の構成により達成することができる。具体的に、請求
項１には、前処理して焼き入れされており、シリンダー
状のボアを有する伝動ギア部品に対して、機能的表面を
形成する（研磨する）ための精密機械工程において、一
つまたは同様の伝動ギア部品を、焼き入れ後に研磨機械
作業を必要としない表面に取りつけることにより、研磨
工程を生じる連続作業によるギア（７）の機械工程と、
中ぐり（８）の機械工程とを同時に実施することを特徴
とする精密機械工程が開示されている。また、請求項２
には、研磨工程を生じる連続作業によるギア（７）の機
械工程用の精密機械として、シリンダ−状の研磨ウオー
ムを用いることを特徴とする請求項１に記載の精密機械
工程が開示されている。また、請求項３には、研磨工程
を生じる連続作業によるギア（７）の機械工程用の精密
機械として、球状の研磨ウオームを用いることを特徴と
する請求項１に記載の精密機械工程が開示されている。
また、請求項４には、前処理して焼き入れされており、
シリンダー状のボアを有する伝動ギア部品のワークピー
スに対して、機能的表面を施すための精密機械であっ
て、第１の前面（１９，２２）にはドライバー（９）が
取り付けられているワークピース用のスピンドル（３）
と、第２の前面（１８，２５）には、カウンターホルダ
ー（１０，２４）が回転可能に取り付けられているテー
ルストック（１６）とを有する精密機械において、当該
テールストック（１６）は、ワークピース用のスピンド
ル（３）に対応して移動可能としてあり、ギア部品
（６）が、二つの前面の間にクランプされるとともに、
前記ドライバー（９）および／またはカウンターホルダ
ー（１０，２４）の位置において芯出しして配置され、
当該カウンターホルダー（１０，２４）は、回転軸に対
して、同軸となるような通過型の中ぐり（２９，３５）
を有しており、内側用の機械工具（１１）は、ギア部品
（６）の中ぐり（８）を形成するための機械装置によっ
て、研磨ウオーム（５）を取り付けるための研磨スピン
ドルと同様にガイドされており、ギア（７）の機械工程
が、中ぐり（８）の機械工程と同時に生じるように構成
してあることを特徴とする精密機械が開示されている。
また、請求項５には、前記ワークピースとしてのギア部
品（６）のベベル（１７，１８）をグリップするよう
に、前記前面（１８，１９）の少なくとも一つが、円錐
台形であることを特徴とする請求項４に記載の精密機械
が開示されている。また、請求項６には、前記前面（２
２，２５）の少なくとも一つが、平面であることを特徴
とする請求項４に記載の精密機械が開示されている。ま
た、請求項７には、前記第１の前面（１９，２２）に、
硬質材料が積層してあることを特徴とする請求項４に記
載の精密機械が開示されている。また、請求項８には、
前記第１の前面（１９，２２）に対する摩擦による係合
を介して、ギア部品（６）上に配置されるワークピ−ス
用のスピンドル（３）から、回転モーメントを選択的に
生じさせることを特徴とする請求項４に記載の精密機械
が開示されている。また、請求項９には、前記通過型の
中ぐり（２９，３５）の直径を、ギア部品（６）の中ぐ
り（８）の直径よりも大きくしてあることを特徴とする
請求項４に記載の精密機械が開示されている。また、請
求項１０には、前記ドライバー（９）が、ギア部品
（６）の中ぐり（８）の直径よりも大きい直径を有する
同軸の末端中ぐり（３６）を有していることを特徴とす
る請求項４に記載の精密機械が開示されている。

【０００８】すなわち、本発明によれば、ギア部品にお
けるギア（歯型）の機械作業と、ギア部品における中ぐ
りの機械作業とを、同一取り付け位置において、同時に
行うことが可能である。なお、このような機械作業を行
うにあたり、ワークピ−スの取り付けにおける設計によ
り、他の適当な工具が自由に適用可能なように、作業す
る表面を残しておくことが好ましい。このように機械作
業を行うと、製造時間の短縮となるばかりか、ギアにお
ける中ぐりの円形の機械作業をした場合に、欠点を自然
と少なくすることが可能である。さらに、このように構
成して機械作業を行うと、ギア部品の機械工程におい
て、ワークピ−スを取り付けるための高価なクランプ工
具や、その後の、ギア部品の研磨による中ぐりの円形の
機械作業も不要となる。

【０００９】また、本発明の精密機械工程によれば、デ
ィスク状のギア部品による特性上、モーター自動車の伝
動機部品に使用することが可能であり、それは、機械工
程において、ワークピースを素早く、そして連続的に回
転させる必要がある連続研磨工程に適用できることが見
出されている。すなわち、このような回転動作を、公知
の方法、例えば、内側研磨やホーニング加工により行う
中ぐりの機械作業と、ギア部品の機械作業とにおいて、
同時に使用することができる。

【００１０】また、上述したように、現在の実務によれ
ば、焼き入れられたワークピ−スは、ほとんどの場合、
中ぐりの研磨のために、概略形成され、研磨前のギア部
品としてクランプされることになる。これは、主とし
て、製造に伴う技術的理由によるものである。一方、こ
のようなワークピ−スは、研磨機械に対して、異なる仕
様で取り付けることが困難であり、一方、焼き入れ後の
ギア部品の機械的作業は、煩雑な作業が多く、高価であ
る。したがって、機械の余計な部分を、出来るだけ減ら
そうとするものである。このように小さな機械にもかか
わらず、当該小さな機械を用いて全てのギア（歯型）を
きれいに研磨するために、前処理されたギア部品につい
て、できるだけ正確な円形に中ぐり作業をする必要があ
る。しかしながら、中ぐり作業には、ギア部品のクラン
プの正確さが影響しており、明らかに限界があるもので
ある。なぜならば、焼き入れによる変形を避けることが
できないためである。また、ギア部品における精密研磨
のために、中ぐりにワークピースを極めて正確に取り付
けることが叫ばれているものの、ギア部品における生産
性が明らかに低下するものである。

【００１１】したがって、仮に、ワークピースを、ギア
（歯型）の形成作業と、中ぐり作業とを同時に実施でき
るように取り付けることができれば、機能部品が同時に
生産できるとともに、完全に円形に作業することができ
るため、ワークピースを高度に正確に取り付ける必要が
なくなるのである。

【００１２】このようなワークピースの取り付けは、中
ぐりの両方または片方のベベルと、ワークピースにおけ
る平面または外側表面とが使用されて、接触する芯出し
手段により芯出しされるものである。ここで、中ぐり機
械工具の側の少なくとも芯出し手段は、貫通した中ぐり
を有しているものである。また、接触する芯出し手段
は、各機械工具（５，１１，２８）の機械作業を施す作
業表面（７，８，２７）に対して、自由に接近すること
を阻害しないように設計してあるものである。

【００１３】

【発明の実施形態】以下、本発明の実施形態を、図１〜
４を参照しながら、具体的に説明する。

【００１４】図１は、本発明の第１の実施形態を示して
いる。この実施形態においては、ワークピース用スライ
ド１と、ワークピース用のスピンドル３が設けてあるス
ピンドルヘッド２と、テールストック用スライド４とを
用い、ギア（歯型）を研磨して連続的に作るに際して、
ギア（歯型）７を、ウオーム型研磨ディスク５を用いて
研磨して作成するとともに、同時に、中ぐり作業するも
のである。このようなワークピース６は、ワークピース
用のスピンドル３に取り付けてあるドライバーとして作
用する駆動芯出し手段９と、空転状態のテールストック
の芯出し手段１０との間に取り付けてある。機械工具１
１、あるいは、ワークピース６の中ぐり８を研磨するた
めの内側研磨用のスピンドル１２を動かすため、テール
ストック用スライド４の上に、供給側スライド１４と、
前方向移動用スライド１５とからなる面方向移動用スラ
イド１３が配置されている。テールストックの芯出し手
段１０は、ホルダー１６に支持された状態で回転可能に
取り付けられており、さらに、テールストック用スライ
ド４の上に強固にねじ止めされている。

【００１５】図２は、本発明の実施形態における断面を
さらに拡大して示している。ワークピース６は、二つの
芯出し手段９、１０を用いて、中ぐりの前面のベベル１
７、１８を超えた機械の所定場所に取り付けてある状態
を示している。芯出し手段（アイドラー）９におけるベ
ベル１７の反対側表面は、精密ダイヤモンドや、他の硬
度材料粒子からなる被覆物で被覆されており、第１の前
面を含む支持領域１９の範囲内に位置している。このよ
うに構成すると、機械力、特に、ギア（歯型）７を形成
するための力を提供するために必要な回転モーメント
を、過度な負荷がかかった場合には、スリップ可能な状
態として伝動しないことができる一方、それ以外にはワ
ークピース６に伝動することができる。また、必要な回
転モーメントを得るための軸方向押圧力は、芯出し手段
１０によって、ホルダー１６におけるベアリング２３を
介して適用される。芯出し手段９のみならず、ホルダー
１６は、研磨ウオーム５の接触軌跡（コンター）２０に
接触しないように、その外側に位置するように設計され
ている。また、芯出し手段１０は、中ぐり３５に対して
同軸をなしており、さらに芯出し手段９は、もう一方の
端部の中ぐり３６と同軸をなしている。両方の中ぐり３
５、３６は、わずかに仕上げた状態でのギアであるワー
クピース６における中ぐり８の直径よりもわずかに大き
くしてあることが好ましい。このように構成することに
より、両方の中ぐり３５、３６の作業が可能となり、結
果として、機械工具１１の中ぐり３５、３６に対する内
部駆動および外部駆動が可能となる。

【００１６】図３は、ワークピ−ス６が、芯出し手段１
０、３０により、機械装置の所定場所に取り付けられて
いる状態を示す図である。図２に示す態様と比較する
と、この場合、ワークピ−ス６は、中ぐりのベベルでは
なく、かわりに、通常、使用可能なカップリングギア２
１により芯出しされて、駆動側の芯出し手段３０を介し
てガイドされており、硬度材料粒子からなる被覆物で被
覆されているリング状の前面２２により、回転されるこ
とになる。図１および図２に示されるワークピ−スにお
いて、テールストック側は、ベベル１８によって支持さ
れている。このベベル１８を介して、前面２２に対抗し
て押圧し、ワークピ−ス６を回転するのに必要な軸力が
得られる。

【００１７】図４は、ワークピ−ス６が、硬度材料粒子
からなる被覆物で被覆されているキャリアの表面１９に
より、中ぐり８のベベル１７の駆動側において、芯出し
されており、ワークピ−ス６は、平面２５と、ホルダー
１６を有してなる、キャリアの表面１９に対向するカウ
ンターホルダー２４のベアリングによって、テールスト
ック側で支持されている。

【００１８】図２〜図４に示すように、ワークピ−スの
取り付けには、ワークピ−スに対するベベルに対応した
最小限の大きさを必要とするため、芯出しを正確に行う
ことができるようにしてある。ただし、一般的に言え
ば、ベベルの大きさをわずかに大きくすることにより機
械作業が容易となる。なぜならば、中ぐりの端部場所に
おいて組み込まれたギア部品に対して、ニードルベアリ
ングが設けられたケージが存在するため、中ぐり壁のこ
れらの部分が不要となり、結果として、ベベルの大きさ
をわずかに大きくすることができるためである。また、
芯出し手段９、１０の内側直径は、目的に応じて仕上げ
されたワークピ−スの中ぐりにおける直径よりも、わず
かに大きくしておくことが好ましい。このように構成す
ると、内側用の機械工具が、露出しているワークピ−ス
の内側に入り込むことができるためである。

【００１９】また、仮に、ワークピ−ス６（図３および
４参照。）に、さらに加工すべき作業表面２７である平
面がある場合であって、同一取り付け位置において加工
作業をする場合には、芯出し手段１０，２４の外径また
は内径２６，２９を、平面用の機械工具２８が、作業表
面２７の機械を隠さないような大きさとすることが好ま
しい。このように構成すると、例えば、図３に示す他の
例では、研磨ウオーム５に対して、機械工具２８の位置
を、周囲方向において変えることが可能となる。すなわ
ち、このように構成することにより、さらなる加工作業
を、上述した機械作業と同時に行うことが可能となる。
さらに、対応する可能な構成において、例えば、平板状
のディスクに対して、付加的な研磨スピンドルを設ける
ことも好ましい。このように構成すると、他の二つの機
械作業と同時に、研磨スピンドルを用いた機械作業を行
うことも可能である。したがって、ワークピ−スにおけ
る機能表面に対して、正確な円方向の機械作業と、平面
方向との機械作業がそれぞれ可能となる。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、ギア部品におけるギア
（歯型）の機械作業と、ギア部品における中ぐりの機械
作業とを、同一取り付け位置において、同時に行うこと
が可能となった。したがって、モーター自動車の伝動ギ
ア部品に関して、合理化可能であり、改良され、しかも
極めて簡易に操作することができ、安価なクランプ手段
を含む精密機械工程、およびそのような精密機械を提供
することができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の精密機械工程に使用される機械要素の
構成例を示す図である。

【図２】図１に示される構成例の拡大図である。

【図３】平面側の支持部によりワークピ−スが取り付け
られた状態であって、中ぐりのベベルにより芯出しをし
た状態を示す図である。

【図４】図３と類似の構成を示す図であるが、芯出し手
段を交換した構成の図である。

【符号の説明】

３ スピンドル ５ 研磨ウオーム ６ ギア部品 ７ ギア（歯型） ８ 中ぐり ９ ドライバー １０，２４ カウンターホルダー（芯出し手段） １１ 内側用の精密機械 １６ テールストックまたはテールストック用ホルダー １７，１８ ベベル １８，２５ 第２の前面（ベベルを含む。） １９，２２ 第１の前面（支持領域） ２３ ベアリング ２７ 作業表面 ２８ 機械工具 ２９ 中ぐり ３５ 中ぐり

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前処理して焼き入れされており、シリン
   ダー状のボアを有する伝動ギア部品に対して、機能的表
   面を形成するための精密機械工程において、 一つまたは同様の伝動ギア部品を、焼き入れ後の研磨工
   程を必要としない表面に取りつけることにより、研磨工
   程を生じる連続作業によるギア（７）の機械工程と、中
   ぐり（８）の機械工程とを同時に実施することを特徴と
   する精密機械工程。
2. 【請求項２】 研磨工程を生じる連続作業によるギア
   （７）の機械工程用の精密機械として、シリンダ−状の
   研磨ウオームを用いることを特徴とする請求項１に記載
   の精密機械工程。
3. 【請求項３】 研磨工程を生じる連続作業によるギア
   （７）の機械工程用の精密機械として、球状の研磨ウオ
   ームを用いることを特徴とする請求項１に記載の精密機
   械工程。
4. 【請求項４】 前処理して焼き入れされており、シリン
   ダー状のボアを有する伝動ギア部品のワークピースに対
   して、機能的表面を施すための精密機械であって、 第１の前面（１９，２２）にはドライバー（９）が取り
   付けられているワークピース用のスピンドル（３）と、 第２の前面（１８，２５）には、カウンターホルダー
   （１０，２４）が回転可能に取り付けられているテール
   ストック（１６）とを有する精密機械において、 当該テールストック（１６）は、ワークピース用のスピ
   ンドル（３）に対応して移動可能としてあり、 ギア部品（６）が、二つの前面の間にクランプされると
   ともに、前記ドライバー（９）および／またはカウンタ
   ーホルダー（１０，２４）の位置において芯出し配置さ
   れ、 当該カウンターホルダー（１０，２４）は、回転軸に対
   して、同軸となるような通過型の中ぐり（２９，３５）
   を有しており、 内側用の機械工具（１１）は、ギア部品（６）の中ぐり
   （８）を形成するための機械装置によって、研磨ウオー
   ム（５）を取り付けるための研磨スピンドルと同様にガ
   イドされており、 ギア（７）の機械工程が、中ぐり（８）の機械工程と同
   時に生じるように構成してあることを特徴とする精密機
   械。
5. 【請求項５】 前記ワークピースとしてのギア部品
   （６）のベベル（１７，１８）をグリップするように、
   前記前面（１８，１９）の少なくとも一つが、円錐台形
   であることを特徴とする請求項４に記載の精密機械。
6. 【請求項６】 前記前面（２２，２５）の少なくとも一
   つが、平面であることを特徴とする請求項４に記載の精
   密機械。
7. 【請求項７】 前記第１の前面（１９，２２）に、硬質
   材料が積層してあることを特徴とする請求項４に記載の
   精密機械。
8. 【請求項８】 前記第１の前面（１９，２２）に対する
   摩擦による係合を介して、ギア部品（６）上に配置され
   るワークピ−ス用のスピンドル（３）から、回転モーメ
   ントを選択的に生じさせることを特徴とする請求項４に
   記載の精密機械。
9. 【請求項９】 前記通過型の中ぐり（２９，３５）の直
   径を、ギア部品（６）の中ぐり（８）の直径よりも大き
   くしてあることを特徴とする請求項４に記載の精密機
   械。
10. 【請求項１０】 前記ドライバー（９）が、ギア部品
    （６）の中ぐり（８）の直径よりも大きい直径を有する
    同軸の末端中ぐり（３６）を有していることを特徴とす
    る請求項４に記載の精密機械。