JP2016107359A

JP2016107359A - 歯車加工用砥石

Info

Publication number: JP2016107359A
Application number: JP2014245520A
Authority: JP
Inventors: 秀彰有澤; Hideaki Arisawa
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Machine Tool Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Machine Tool Co Ltd
Priority date: 2014-12-04
Filing date: 2014-12-04
Publication date: 2016-06-20

Abstract

【課題】負荷集中による欠損を防止する歯車加工用砥石を提供する。【解決手段】歯車の歯面研削を行う歯車加工用砥石において、歯車加工用砥石が、砥石軸Ｂに対して連続的にねじれて形成された、はすば歯車形状又はねじ歯車形状の多条の研削歯１１を有し、砥石軸Ｂの軸方向の中央部から両端部に向かうに従って、その外径寸法が漸次大きくなる樽形のねじ状砥石１０であり、ねじ状砥石１０の少なくとも一方の端面１３の外縁部にＣ面取り加工を行って、研削歯１１の少なくとも一方の端部にＣ面１２を形成した。【選択図】図１

Description

本発明は、歯車を研削するための歯車加工用砥石に関する。

熱処理後の歯車の高精度化のため、熱処理後の歯車とねじ状砥石とを、軸交差角を与えた状態で噛み合わせて、同期回転させることにより、歯面研削を行う技術が知られている（特許文献１）。

例えば、内歯車の場合には、図７、図８に示すように、多条の歯車形状の研削歯３１を有する樽形のねじ状砥石３０を用いており、ねじ状砥石３０の砥石軸Ｂ１と内歯車Ｗ１のワーク軸Ｃ１とを、軸交差角Σ１を与えた状態で噛み合わせ、同期回転させることにより、歯面研削を行っている。

又、外歯車の場合には、図９に示すように、多条の歯車形状の研削歯４１を有する鼓形のねじ状砥石４０を用いており、ねじ状砥石４０の砥石軸Ｂ２と外歯車Ｗ２のワーク軸Ｃ２とを、軸交差角Σ２を与えた状態で噛み合わせ、同期回転させることにより、歯面研削を行っている。

特開２０１０−１４９２１９号公報

上述したねじ状砥石３０、４０は、円筒状の砥石素材そのものに直接歯溝を入れて形成しており、このようにして形成したものを用いて、内歯車Ｗ１や外歯車Ｗ２の歯面研削を行っている。このとき、内歯車Ｗ１の研削加工では、内歯車Ｗ１に対して、ワーク軸Ｃ１に沿う送り方向にねじ状砥石３０を送る動作を行っており、又、外歯車Ｗ２の研削加工では、外歯車Ｗ２に対して、ワーク軸Ｃ２に沿う送り方向（又は、ワーク軸Ｃ２に対して所定のダイヤゴナル角で交差する送り方向）にねじ状砥石４０を送る動作を行っている。

そのため、研削加工時に、ねじ状砥石３０、４０の研削歯３１、４１の端面３２、４２との境界となる端部に負荷集中が発生し、その結果、図１０、図１１に示すように、強度の弱い研削歯３１、４１の端部に欠けＤが生じてしまい、砥石の割れの原因にもなっている。

本発明は上記課題に鑑みなされたもので、負荷集中による欠損を防止する歯車加工用砥石を提供することを目的とする。

上記課題を解決する第１の発明に係る歯車加工用砥石は、
歯車の歯面研削を行う歯車加工用砥石において、
前記歯車加工用砥石が多条の歯車形状の研削歯を有するねじ状砥石であり、
少なくとも一方の端面の外縁部にＣ面取り加工又はＲ面取り加工を行って、前記研削歯の少なくとも一方の端部にＣ面又はＲ面を形成した
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第２の発明に係る歯車加工用砥石は、
歯車の歯面研削を行う歯車加工用砥石において、
前記歯車加工用砥石が多条の歯車形状の研削歯を有するねじ状砥石であり、
少なくとも一方の端面と前記研削歯の歯面がなす角部にＣ面取り加工又はＲ面取り加工を行って、当該角部にＣ面又はＲ面を形成した
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第３の発明に係る歯車加工用砥石は、
上記第２の発明に記載の歯車加工用砥石において、
前記Ｃ面又は前記Ｒ面を形成する前記角部は、前記端面と前記歯面がなす角度が鋭角な角部である
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第４の発明に係る歯車加工用砥石は、
上記第１〜第３のいずれか１つの発明に記載の歯車加工用砥石において、
前記ねじ状砥石は、砥石軸の軸方向の中央部から両端部に向かうに従って、その外径寸法が漸次小さくなる樽形のねじ状砥石である
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第４の発明に係る歯車加工用砥石は、
上記第１〜第３のいずれか１つの発明に記載の歯車加工用砥石において、
前記ねじ状砥石は、砥石軸の軸方向の中央部から両端部に向かうに従って、その外径寸法が漸次大きくなる鼓形のねじ状砥石である
ことを特徴とする。

本発明によれば、負荷集中による欠損を防止する歯車加工用砥石を提供することができる。

本発明に係る歯車加工用砥石の実施形態の一例（実施例１）を示す斜視図である。図１に示した歯車加工用砥石の一部を拡大して示す斜視図である。本発明に係る歯車加工用砥石の実施形態の他の一例（実施例２）を示す斜視図である。図３に示した歯車加工用砥石の一部を拡大して示す斜視図である。本発明に係る歯車加工用砥石の実施形態の他の一例（実施例３）であって、その一部を拡大して示す斜視図である。本発明に係る歯車加工用砥石の実施形態の他の一例（実施例４）であって、その一部を拡大して示す斜視図である。樽形のねじ状砥石を示す斜視図である。図７に示した樽形のねじ状砥石を用いた内歯車の研削加工を説明する図である。鼓形のねじ状砥石を用いた外歯車の研削加工を説明する図である。図７〜図９に示したねじ状砥石の研削歯を示す斜視図である。図１０に示した研削歯の欠けを説明する斜視図である。

以下、本発明に係る歯車加工用砥石の実施形態について、図１〜図６を参照して、説明を行う。なお、ここでは、歯車加工用砥石として、樽形のねじ状砥石を例示するが、鼓形のねじ状砥石にも適用可能である。樽形のねじ状砥石が、その砥石軸の軸方向の中央部から両端部に向かうに従って、その外径寸法が漸次小さくなるのに対して、鼓形のねじ状砥石は、その砥石軸の軸方向の中央部から両端部に向かうに従って、その外径寸法が漸次大きくなるものである。

（実施例１）
図１は、本実施例の歯車加工用砥石を示す斜視図であり、図２は、図１に示した歯車加工用砥石の一部を拡大して示す斜視図である。

本実施例の歯車加工用砥石は、図１に示すように、樽形のねじ状砥石１０であり、円筒状の砥石素材そのものに直接歯溝を入れて、多条の研削歯１１を形成したものである。砥石を構成する砥粒としては、例えば、ＣＢＮ砥粒等が使用される。このねじ状砥石１０では、多条の研削歯１１が歯車形状（はすば歯車形状、又は、ねじ歯車形状）に形成されると共に、砥石軸Ｂの軸方向の中央部から両端部に向かうに従って、その外径寸法が漸次小さくなるような樽形に形成されている。

又、各々の研削歯１１は、ねじ状砥石１０の砥石幅（砥石軸Ｂの軸方向の幅）の略全域に渡って、砥石軸Ｂに対し、連続的に右ねじ方向にねじれて形成されており、そのねじれ角は、砥石軸Ｂの軸方向の中央部から両端部に向かうに従って、徐々に変化するように設定されている。

そして、図７に示したねじ状砥石３０と比較すると明らかなように、本実施例のねじ状砥石１０の端面１３の外縁には、角を平らにするＣ面取りを行うことにより形成されたＣ面（傾斜面）１２が設けられている。ここでは、一例として、Ｃ３（角度４５°、幅３ｍｍ）程度の面取りを行っているが、ねじ状砥石１０の大きさ等により、適宜に変更可能であり、例えば、角度３０〜６０°で、歯丈程度の幅であることが望ましい。

本実施例のねじ状砥石１０の一部を拡大して図示した図２において、図７に示したねじ状砥石３０を点線で併記して説明すると、研削歯３１において、鋭角又は鋭角に近い形状であったため、強度が弱かった端部を、本実施例の研削歯１１においては、Ｃ面取りによるＣ面１２を設けることにより、切除することになり、研削歯１１の端部をより鈍角な形状としている。このような形状とすることにより、研削歯１１の端部の強度を増加させて、研削加工時における負荷集中による欠損を防止することができる。

なお、図１では、ねじ状砥石１０の両方の端面１３にＣ面取りによるＣ面１２を設けているが、研削加工に伴う負荷集中がねじ状砥石１０の一方の端面１３に起こる場合には、両方ではなく、一方の端面１３の方にのみＣ面１２を設けるようにしても良い。

（実施例２）
図３は、本実施例の歯車加工用砥石を示す斜視図であり、図４は、図３に示した歯車加工用砥石の一部を拡大して示す斜視図である。

本実施例の歯車加工用砥石も、図３に示すように、樽形のねじ状砥石２０であり、円筒状の砥石素材そのものに直接歯溝を入れて、多条の研削歯２１を形成したものである。砥石を構成する砥粒としては、例えば、ＣＢＮ砥粒等が使用される。このねじ状砥石２０でも、多条の研削歯２１が歯車形状（はすば歯車形状、又は、ねじ歯車形状）に形成されると共に、砥石軸Ｂの軸方向の中央部から両端部に向かうに従って、その外径寸法が漸次小さくなるような樽形に形成されている。

又、各々の研削歯２１は、ねじ状砥石２０の砥石幅（砥石軸Ｂの軸方向の幅）の略全域に渡って、砥石軸Ｂに対し、連続的に右ねじ方向にねじれて形成されており、そのねじれ角は、砥石軸Ｂの軸方向の中央部から両端部に向かうに従って、徐々に変化するように設定されている。

そして、図７に示したねじ状砥石３０と比較すると明らかなように、本実施例のねじ状砥石２０の端面２３の外縁には、角を丸めるＲ面取りを行うことにより形成されたＲ面（湾曲面）２２が設けられている。このＲ面取りの大きさも、ねじ状砥石２０の大きさ等により、適宜に変更可能である。

本実施例のねじ状砥石２０の一部を拡大して図示した図４において、図７に示したねじ状砥石３０を点線で併記して説明すると、研削歯３１において、鋭角又は鋭角に近い形状であったため、強度が弱かった端部を、本実施例の研削歯２１においては、Ｒ面取りによるＲ面２２を設けることにより、切除することになり、研削歯２１の端部を丸めた形状としている。このような形状とすることにより、研削歯２１の端部の強度を増加させて、研削加工時における負荷集中による欠損を防止することができる。

なお、図３でも、ねじ状砥石２０の両方の端面２３にＲ面取りによるＲ面２２を設けているが、研削加工に伴う負荷集中がねじ状砥石２０の一方の端面２３に起こる場合には、両方ではなく、一方の端面２３の方にのみＲ面２２を設けるようにしても良い。

（実施例３）
図５は、本実施例の歯車加工用砥石であって、その一部を拡大して示す斜視図である。ここでは、歯車加工用砥石として、図７に示した樽形のねじ状砥石３０の構成を前提にして説明を行う。そのため、図５においては、図７に示したねじ状砥石３０と同等の構成に同じ符号を付している。

ねじ状砥石の大きさが大きいとき、ねじ状砥石の砥石幅が薄いとき等、ねじ状砥石の端面に実施例１及び実施例２で示したＣ面取り及びＲ面取りを行えない形状のときには、ねじ状砥石の端面に面取りを行うのではなく、研削歯の歯面の端部に面取りを行うようにしても良い。

例えば、図７に示したねじ状砥石３０の研削歯３１は、実施例１及び実施例２に示した研削歯１１、２１と同様に、右ねじ方向にねじれて形成されており、そのため、図５中において、研削歯３１の左側の歯面３１ａと端面３２とがなす角より、研削歯３１の右側の歯面３１ｂと端面３２とがなす角の方が鋭角になっており、研削加工時における負荷集中による欠損が生じやすくなっている。

そこで、本実施例では、歯面３１ｂと端面３２とがなす角部に、Ｃ面取りによるＣ面３５を設けている。ここでは、一例として、Ｃ１（４５°、１ｍｍ）程度の面取りを行っているが、ねじ状砥石３０の大きさ等により、適宜に変更可能である。

このように、本実施例においては、研削歯３１において、鋭角又は鋭角に近い形状で強度が弱かった歯面３１ｂと端面３２とがなす角部に、Ｃ面取りによるＣ面３５を設けることにより、当該角部を切除することになり、その部分をより鈍角な形状としている。このような形状とすることにより、研削歯３１の端部の強度を増加させて、研削加工時における負荷集中による欠損を防止することができる。

なお、歯面３１ａと端面３２とがなす角部に、上述したＣ面取りによるＣ面３５を設けるようにしても良い。又、実施例１や実施例２と組み合わせた構成としても良い。即ち、Ｃ面１２やＲ面２２を形成すると共に、研削歯１１や研削歯２１の歯面とＣ面１２やＲ面２２とがなす角部に、上述したＣ面取りによるＣ面３５を設けるようにしても良い。

（実施例４）
図６は、本実施例の歯車加工用砥石であって、その一部を拡大して示す斜視図である。ここでも、歯車加工用砥石として、図７に示した樽形のねじ状砥石３０の構成を前提にして説明を行う。そのため、図６においても、図７に示したねじ状砥石３０と同等の構成に同じ符号を付している。

本実施例も、実施例３と同様に、ねじ状砥石の端面に面取りを行うのではなく、研削歯の歯面の端部に面取りを行うようにしている。

具体的には、本実施例でも、歯面３１ｂと端面３２とがなす角部に、Ｒ面取りによるＲ面３６を設けている。このＲ面取りの大きさも、ねじ状砥石３０の大きさ等により、適宜に変更可能である。

このように、本実施例においては、研削歯３１において、鋭角又は鋭角に近い形状で強度が弱かった歯面３１ｂと端面３２とがなす角部に、Ｒ面取りによるＲ面３６を設けることにより、当該角部を切除することになり、その部分を丸めた形状としている。このような形状とすることにより、研削歯３１の端部の強度を増加させて、研削加工時における負荷集中による欠損を防止することができる。

なお、歯面３１ａと端面３２とがなす角部に、上述したＲ面取りによるＲ面３６を設けるようにしても良い。又、実施例１や実施例２と組み合わせた構成としても良い。即ち、Ｃ面１２やＲ面２２を形成すると共に、研削歯１１や研削歯２１の歯面とＣ面１２やＲ面２２とがなす角部に、上述したＲ面取りによるＲ面３６を設けるようにしても良い。

本発明は、歯車加工用の砥石に好適なものである。

１０ねじ状砥石
１１研削歯
１２Ｃ面
１３端面
２０ねじ状砥石
２１研削歯
２２Ｒ面
２３端面
３５Ｃ面
３６Ｒ面

Claims

歯車の歯面研削を行う歯車加工用砥石において、
前記歯車加工用砥石が多条の歯車形状の研削歯を有するねじ状砥石であり、
少なくとも一方の端面の外縁部にＣ面取り加工又はＲ面取り加工を行って、前記研削歯の少なくとも一方の端部にＣ面又はＲ面を形成した
ことを特徴とする歯車加工用砥石。
歯車の歯面研削を行う歯車加工用砥石において、
前記歯車加工用砥石が多条の歯車形状の研削歯を有するねじ状砥石であり、
少なくとも一方の端面と前記研削歯の歯面がなす角部にＣ面取り加工又はＲ面取り加工を行って、当該角部にＣ面又はＲ面を形成した
ことを特徴とする歯車加工用砥石。
請求項２に記載の歯車加工用砥石において、
前記Ｃ面又は前記Ｒ面を形成する前記角部は、前記端面と前記歯面がなす角度が鋭角な角部である
ことを特徴とする歯車加工用砥石。
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の歯車加工用砥石において、
前記ねじ状砥石は、砥石軸の軸方向の中央部から両端部に向かうに従って、その外径寸法が漸次小さくなる樽形のねじ状砥石である
ことを特徴とする歯車加工用砥石。
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の歯車加工用砥石において、
前記ねじ状砥石は、砥石軸の軸方向の中央部から両端部に向かうに従って、その外径寸法が漸次大きくなる鼓形のねじ状砥石である
ことを特徴とする歯車加工用砥石。