JP2001170818A - 歯車の歯面研削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両走行時のゴースト音の発生を防止できる
高精度の歯車を効率良く低コストで製造する。 【解決手段】 ベッド１側のワークアーバ４に、歯すじ
方向へ移動する砥石面により歯面研削された歯車ワーク
５が保持されている。一方、工作ヘッド７側の回転軸７
１にはドレッシング歯車６が支持され、回転軸７１は電
動モータ７４によって駆動される。工作ヘッド７はドレ
ッシング歯車６が歯車ワーク５に隙を生じた状態で噛み
合うようにこれらの相対位置を位置決めする。ワークア
ーバ４は油圧ポンプ８に連結されて所定の回転抵抗が付
与されており、噛み合い状態で歯車ワーク５およびドレ
ッシング歯車６の、歯形の歯面のうち一方のみが互いに
当接して、歯車ワーク５１の一方の歯面が歯すじ方向と
交差する方向へ研削される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は歯車の歯面研削装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７に従来の歯車製造の工程を示す。図
７（Ａ）はそれ程精度を要しない車両の駆動系等で使用
されるＪＩＳ４〜５級程度の歯車の製造工程で、「歯
切」に続いて「シェービング」を行い、その後「焼入」
をして製品とする。特殊用途においては「焼入」の後、
ホーニングを行うこともあるが、ホーニングを行っても
「焼入」の際に生じた歪みによるピッチ変動等は解消さ
れない。

【０００３】一方、工作機械等に使用されるＪＩＳ０級
の高精度歯車は従来、図７（Ｂ）に示すように「歯切」
の後に「焼入」を行い、その後に例えば「マーグ歯研」
を行う。この「マーグ歯研」はマーグ社の研削盤を使用
した歯面研削で、２枚の皿形砥石で歯車の歯面をインボ
リュート曲面に創成研削するものである。

【０００４】ところで、近年、走行時の静粛性に対する
要請を背景として、車両分野においても歯車に精度が要
求されるようになってきた。しかし、上記「マーグ歯
研」は時間を要するために生産効率が悪く、コスト低減
を強く要求される車両分野への適用は困難である。

【０００５】そこで、図７（Ｃ）に示すように、「歯
切」、「焼入」の後に「ライスハウエル歯研」を行うこ
とが考えられる。「ライスハウエル歯研」はライスハウ
エル社の研削盤を使用した歯面研削で、歯形と対称形状
でウォーム状に成形された砥石により歯車の歯面をイン
ボリュート曲面に創成研削するものである。この「ライ
スハウエル歯研」は「マーグ歯研」に比して研削時間が
極めて短いため、大幅に生産効率を向上させることがで
きる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記「ライス
ハウエル歯研」では砥石面が歯面の歯すじ方向へ移動す
るため、図８に示すように、研削後の歯面に歯すじ方向
へ延びる２μ深さ程度の微細溝ｄ1 が多数平行に形成さ
れ、これが車両走行時のゴースト音の一因になるという
問題があった。そこで、図７（Ｃ）の破線で示すよう
に、「ライスハウエル歯研」の後にさらにホーニングを
行うことも考えられるが、ホーニングは設備が大掛かり
になるためコストアップが避けられない上に、「マーグ
歯研」ほどではないものの、未だ比較的長い作業時間を
要するという問題がある。

【０００７】そこで、本発明はこのような課題を解決す
るもので、車両走行時のゴースト音の発生を防止できる
高精度の歯車を効率良く低コストで製造することが可能
な歯車の歯面研削装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】歯すじ方向へ移動する砥
石面により歯面研削した歯車ワーク（５）をその中心で
回転自在に支持する第１軸体（４）と、ドレッシング歯
車（６）をその中心で回転自在に支持する第２軸体（７
１）と、第１軸体（４）と第２軸体（７１）のいずれか
を回転駆動する駆動手段（７４）と、ドレッシング歯車
（６）が歯車ワーク（５）に隙（Ｓ）を生じた状態で噛
み合うように第１軸体（４）と第２軸体（７１）の相対
位置を位置決めする位置決め手段（７）と、第１軸体
（４）および第２軸体（７１）のうち駆動手段（７４）
により回転駆動されないに軸体（４）に所定の回転抵抗
を付与する抵抗付与手段（８）とを具備し、噛み合い状
態で歯車ワーク（５）およびドレッシング歯車（６）
の、歯形（５１，６１）の歯面のうち一方（５１ａ，６
１ａ）のみを互いに当接させて歯車ワーク（５）の一方
の歯面（５１ａ）を歯すじ方向と交差する方向へ研削す
る。

【０００９】本第１発明においては、歯すじ方向へ移動
する砥石面により歯面に生じた歯すじ方向の微細溝に加
えて、これと交差するような新たな微細溝がドレッシン
グ歯車により形成され、この新たな微細溝によって歯す
じ方向の微細溝は問題とならない程度に削除されて滑ら
かな歯面が得られる。これにより、高精度な歯車の製造
を短時間で効率的に行うことができる。この場合、噛み
合わせた歯車ワークとドレッシング歯車の歯形間に隙を
形成して、歯車ワークの歯面を片側づつ研削しているか
ら、ドレッシング歯車の歯形先端部に対して歯車ワーク
の歯形基部の「逃げ」が可能となり、この部分に抉れを
生じることが防止できる。

【００１０】本第２発明では、上記第１軸体（４）と第
２軸体（７１）の交差角度を変更して上記歯車ワーク
（５）とドレッシング歯車（６）の噛み合い角度を変更
する角度変更手段（７）をさらに有している。

【００１１】本第２発明においては、特に歯車ワークが
ハスバである場合に、同じくハスバに成形されたドレッ
シング歯車との噛み合わせを最適に調整することができ
る。

【００１２】本発明は以下の方法としても実現すること
ができる。すなわち、本発明の歯車の歯面研削方法は、
歯すじ方向へ移動する砥石面により歯面研削した歯車ワ
ークに、ドレッシング歯車を噛み合わせるに際して、両
歯車の歯形の一方の歯面同士のみを当接させて、歯車ワ
ークの上記一方の歯面を前記歯すじ方向と交差する方向
へ歯面研削するものである。

【００１３】なお、上記カッコ内の符号は、後述する実
施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の装置を使用した歯面研削
は、図１に示すように、「歯切」、「焼入」、「ライス
ハウエル歯研」の各工程を行なった後の最終工程で行
う。そこで図２には本発明の歯面研削装置の一例を示
す。

【００１５】図２において、歯面研削装置のベッド１上
には間隔をおいて対向する心押台２，３が設けてある。
心押台２，３の押しピン２１，３１間には第１軸体とし
ての丸棒状のワークアーバ４が保持され、ワークアーバ
４に中心穴を嵌着して歯車ワーク５が支持されている。
この歯車ワーク５は既述のように「ライスハウエル歯
研」を終えたものである。

【００１６】歯車ワーク５の側方位置にはこれに噛み合
ってドレッシング歯車６が位置している。このドレッシ
ング歯車６は金属基体の表面にダイヤモンド粒を電着し
たもので、歯車ワーク５と噛み合うような歯形に成形さ
れている。ドレッシング歯車６はその中心を第２軸体と
しての回転軸７１に貫通させて装着されており、この回
転軸７１は工作ヘッド７上に設けた軸受部７２，７３で
支持されている。工作ヘッド７は公知の構造によって歯
車ワーク５に対して進出ないし後退移動可能であるとと
もに全体が回転してドレッシング歯車６の歯形方向を歯
車ワーク５の歯形方向と一致させることができ、これに
より、ドレッシング歯車６を歯車ワーク５に適正に噛み
合わせることができる。工作ヘッド７には電動モータ７
４が一体に設けてあり、これの出力軸に装着したプーリ
７４１と上記回転軸７１の一端に装着したプーリ７１１
との間にベルト７５が懸架されて、電動モータ７４によ
って回転軸７１が駆動される。

【００１７】図３には歯車ワークを保持する機構の詳細
を示す。ワークアーバ４の両端面の円錐状中心穴４１，
４２に挿入されてこれを支持する心押しピン２１，３１
はそれぞれ心押台２，３内に配設された回転軸２２，３
２の端面に形成されており、各回転軸２２，３２はボー
ルベアリング２３，３３によって心押台２，３内に支持
されている。回転軸３２には心押しピン３１の周囲に止
めピン３４が立設されてその先端がワークアーバ４の端
面内に嵌入し、ケレ部として回転軸３２とワークアーバ
４を一体化している。

【００１８】心押台３の背面には抵抗付与手段としての
油圧ポンプ８が設けてあり、これに、小径となった回転
軸後端部３２１が連結されている。油圧ポンプ８はオイ
ルタンク９１から出て途中のリリーフバルブ９２を経て
再びオイルタンク９１へ戻る油循環路９３中に介設され
ており、油圧ポンプ８は回転軸３２と一体に回転して油
を吸引吐出するとともに、この時の反作用で回転軸３
２、すなわち歯車ワーク５に所定の回転抵抗を与える。

【００１９】歯車ワーク５にドレッシング歯車６を噛合
させた状態の部分拡大側面図を図４に示す。図より明ら
かなように、歯車ワーク５とドレッシング歯車６を噛み
合わせた際にこれらの歯形５１，６１間に隙Ｓが生じる
ようにしてある。この状態で、歯車ワーク５は一定の回
転抵抗を有しているから、ドレッシング歯車６が図４の
矢印で示す方向へ回転すると、歯車ワーク５とドレッシ
ング歯車６の、各歯形５１，６１の歯面のうちの一方５
１ａと６１ａのみが互いに当接して歯車ワーク５の歯面
５１ａが歯すじ方向と交差する方向へ研削される。

【００２０】上記研削を行うと、歯車ワーク５の歯面５
１ａには図６に示すように、「ライスハウエル歯研」に
よって生じた歯すじ方向の微細溝ｄ１に加えてこれと交
差するような新たな微細溝ｄ2 が形成される。図６は理
解を容易にするために溝深さと溝間隔を過大に描いてあ
るが、実際には新たな微細溝ｄ2 によって歯すじ方向の
微細溝ｄ2 は問題とならない程度に削除され、滑らかな
歯面が得られる。なお、本発明の歯面研削による新たな
微細溝ｄ2 は、ハスバ歯車では図６に示すように歯すじ
方向の微細溝ｄ1 に対して斜めに交差するように生じる
が、平歯車の場合には上記微細溝ｄ1 に直交する歯たけ
方向に生じる。歯車ワーク５の各歯形５１の一方の歯面
５１ａを研削し終えた後は、ドレッシング歯車６を逆転
させて各歯形５１，６１の他方の歯面５１ｂ，６１ｂ
(図４）を当接させ、各歯形５１の他方の歯面５１ｂを
研削する。

【００２１】このように、噛み合わせた歯車ワーク５と
ドレッシング歯車６の歯形５１，６１間に隙Ｓを形成し
て歯面５１ａ，５１ｂを片側づつ研削することにより、
以下に説明する不具合を回避することができる。すなわ
ち、図５に示すように、歯車ワーク５とドレッシング歯
車６の歯形５１，６１を隙なく噛合させて両者を回転さ
せ、歯車ワーク５の歯形５１の両歯面５１ａ，５１ｂを
同時に研削しようとすると、ドレッシング歯車６の歯形
６１の先端部によってこじられることによって、図５の
破線で示すように歯車ワーク５の歯形５１の基部が抉ら
れてその強度が低下してしまう。

【００２２】これに対して、本実施形態のように、歯車
ワーク５とドレッシング歯車６の歯形５１，６１間に隙
Ｓを形成した状態で両者を噛み合わせると、ドレッシン
グ歯車６の歯形６１の先端部に対して歯車ワーク５の歯
形５１基部の「逃げ」が可能となり、この部分に抉れを
生じることが防止できる。なお、上記実施形態ではドレ
ッシング歯車６を回転駆動したが、歯車ワーク５を回転
駆動するようにしても良い。

【００２３】

【発明の効果】以上のように、本発明の歯面研削装置に
よれば、車両走行時のゴースト音の発生を防止できる高
精度の歯車を効率良く低コストで製造することが可能で
あるとともに、歯形基部に抉れ等の不具合を生じること
もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の歯面研削装置を使用した歯研工程を有
する歯車製造のブロック流れ図である。

【図２】歯面研削装置の全体斜視図である。

【図３】歯車ワーク保持機構の詳細を示す垂直断面図で
ある。

【図４】噛み合い状態での歯車ワークとドレッシング歯
車の部分拡大側面図である。

【図５】噛み合い状態での歯車ワークとドレッシング歯
車の部分拡大側面図である。

【図６】本発明の歯面研削を行った歯形の斜視図であ
る。

【図７】従来の歯車製造のブロック流れ図である。

【図８】従来の歯面研削を行った歯形の斜視図である。

【符号の説明】

１…ベッド、２，３…心押台、２１，３１…押しピン、
４…ワークアーバ、４１…支持部材、４３…軸体、５…
歯車ワーク、６…ドレッシング歯車、７…工作ヘッド、
８…油圧ポンプ、Ｓ…隙。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 歯すじ方向へ移動する砥石面により歯面
   研削した歯車ワークをその中心で回転自在に支持する第
   １軸体と、ドレッシング歯車をその中心で回転自在に支
   持する第２軸体と、前記第１軸体と前記第２軸体のいず
   れかを回転駆動する駆動手段と、前記ドレッシング歯車
   が前記歯車ワークに隙を生じた状態で噛み合うように前
   記第１軸体と前記第２軸体の相対位置を位置決めする位
   置決め手段と、前記第１軸体および前記第２軸体のうち
   前記駆動手段により回転駆動されていない軸体に所定の
   回転抵抗を付与する抵抗付与手段とを具備し、噛み合い
   状態で前記歯車ワークおよび前記ドレッシング歯車の、
   歯形の歯面のうち一方のみを互いに当接させて前記歯車
   ワークの一方の歯面を歯すじ方向と交差する方向へ研削
   することを特徴とする歯車の歯面研削装置。
2. 【請求項２】 前記第１軸体と第２軸体の交差角度を変
   更して前記歯車ワークと前記ドレッシング歯車の噛み合
   い角度を変更する角度変更手段をさらに具備する請求項
   ２に記載の歯車の歯面研削装置。