JPH01188224A - 面取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ この発明は、自動車の終減速装置に用いられるドライブ
ピニオン等、不等リードの曲がり歯を有するギヤの歯先
面取りに用いて好適な面取り装置に関する。

［従来の技術］ 互いに傾いた２軸間に回転連動を伝達する手段として、
一対のかさ歯車が用いられる機会が多いが、このかさ歯
車は、その用途に応じて従来より多種多様な形状のもの
が提案されている。中でもハイポイドギヤは、食い違い
軸の間に回転運動を伝達する円錐状の歯車として知られ
ている。このハイポイドギヤは、まがりばかさ歯車に比
べてかみ合い率が大きいため、回転時の騒音が小さいと
いう長所が有り、特に自動車の終減速装置に好んで使用
されるもので、その−例を第３図に示す。

第３図において符号ｌは、自動車の終減速装置に用いら
れるドライブピニオンである。このドライブピニオン！
は、原動機側から伝えられた軸部ｌａの軸線回りの回転
運動を、その軸線が該ドライブピニオンｌ軸線と直交す
る方向に一定の距離だけ離された状態で゛、該ドライブ
ピニオン１と噛み合わされ、図示しない車軸と連結され
たリングギヤ２に減速して伝えるためのものである。

上記ドライブピニオン１は、その歯先面が円錐状に形成
されたハイポイドギヤの一種ではあるが、歯部１ｂが、
その捩れ角が微妙に変化する、いわゆる不等リードの歯
すじ曲線を描く曲がり歯となっているのが特徴であり、
また、その歯先の両側には、第４図に示すように所定形
状の面取りが施されているが、この面取りは、噛み合い
時の歯先欠けや噛み合い不良を防止して、回転時の騒音
をより低減させるために行われているものである。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上記ドライブピニオンｌの歯部１ｂに、第４
図のように面取り加工を施す場合、以下に述べる問題点
があった。

一般に自動車部品は量産効果を得るために、その加工を
人手に頼らず自動化させることが図られるが、上記ドラ
イブピニオンｌの歯部１ｂは既述のように不等リードで
あるため、その自動化は容易でない。すなわち、面取り
工具を歯部１ｂに沿って自動に移動させるためには、加
工装置に複雑な数値制御装置を備え付けることが必要と
なり、そのコストが膨大なものとなってしまう。また、
数値制御装置を備え付けたとしても、そのプログラム作
成がまた）Ｕ　Ｉｔで、多大な労力を必要としてしまう
。

従って、従来より上記面取り加工は手作業とせざるを得
なかったのであるが、この作業時間は、作業重要度を考
慮したうえで他の歯切り工程等重要度の高い作業に要す
る時間と比較した場合、非常に不経済なものであり、そ
の製造工程中に占める比率は無視できるものではなかっ
た。また、手作業に頼ると品質が一定せず、歩留まり率
が低下してしまうという問題もあり、上記面取り加工の
自動化は、かねてより、その解決が強く望まれる課題と
なっていた。

この発明は、このような背景の下になされたもので、上
記ドライブピニオン１のように不等リードの凸部をその
表面に有するワークの、凸部頂点面取り作業を、複雑な
制御装置を使用することなく自動で行う面取り装置を提
供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するための本発明の面取り装置は、上記
ドライブピニオンｌのように不等リードの凸部が形成さ
れたワークを、その軸線回りに回転させる回転機構と、
上記ワークの凸部頂点に当接された面取り工具と、この
面取り工具と上記ワークの少なくともいずれか一方を、
上記ワークの軸線方向に移動させる移動機構と、上記面
取り工具を上記ワーク凸部頂点に押圧する押圧機構とを
備えたものである。

［作用］ 上記構成の面取り装置を用いて面取りを行うには、まず
押圧手段によって面取り工具をワーク凸部頂点の加工開
始点に押圧する。ついで、ワーク凸部が面取り工具に押
し付けられるように、ワークを回転機構によって等速度
で回転させるとともに、面取り工具がワークの加工終了
点の方向に向かって相対運動するように、面取り工具な
いしはワークを移動機構によって等速度で移動させる。

すると、上記回転機構と移動機構の速度の比率に応じて
面取り工具と、ワーク凸部頂点の間に等リード捩れ運動
が与えられ、この等リード捩れ運動による面取り工具を
押し上げようとする力と、押圧機構の押圧力との釣り合
いにより、面取り工具がワークの凸部頂点の不等リード
曲線をなぞり、ワークの凸部頂点に一定量の面取り加工
が施されるのである。

［実施例］ 以下、第１図ないし第２図を参照して、本発明の詳細な
説明する。

第１図において、符号３は移動機構である。この移動機
構３は、案内台３ａと、この案内台３ａ上に摺動可能に
設けられた直方体状の移動台３ｂとからなるものである
。そして、上記案内台３ａの後端面には、送りモータ３
Ｃが固定されており、この送りモータ３ｃの回転運動は
、案内台３ａ内部の、図示しないボールネジによって移
動台３ｂの直線運動に変換され、移動台３ｂを図中矢印
方向及び逆方向に送ることができるようになっている。

また、送りモータ３Ｃは、図示しない制御装置と接続さ
れ、制御装置に入力された回転数で、一定に回転するこ
とが可能である。

上記移動台３ｂの上部には、不当リードの曲がり歯を有
するドライブピニオン１を、その軸線回りに回転させる
回転機構４が設けられている。この回転機構４は、上記
移動台３ｂの正面に、その軸線を上記移動台３ｂの移動
方向と一致させて回転自在に固定され、上記ドライブピ
ニオン１の軸部１ａを把持して、ドライブピニオン１を
同軸上に支持するスクロールチャック（以下、チャック
と略称する）４ａと、上記移動台３ｂの背面に固定され
、上記チャック４ａと同軸上に、図示しないスピンドル
によって連結されたワーク回転用サーボモータ（以下サ
ーボモータと略称する）４ｂとからなるものである。上
記サーボモータ４ｂは、上記送りモータ３Ｃが接続され
た図示しない制御装置に接続され、任意速度で定回転可
能であると共に、該サーボモータ４ｂ内部に内蔵された
ロータリーエンコーダによってモータ回転軸の位相を常
時検出し、所定の位相でモータ回転軸を停止させる割り
出し動作を行うことが可能である。

一方、上記移動機溝３正面の上記ドライブピニオンｌの
軸線と直交する方向には、面取り工具５と、この而取り
工具５をドライブピニオン！の歯部ｔｂに押圧する押圧
機構６が設けられている。

上記面取り工具５は、第２図（Ａ）に示すように円錐体
の外周面を研磨面とする砥石５ａと、この砥石５ａと砥
石スピンドル５ｂを介して連結された砥石モータ５ｃ（
第１図参照）とからなるものであり、上記砥石５ａの研
磨面の傾斜角度は、ドライブピニオン１の所要の面取り
角度と同一に定められている。

また、上記押圧機構６は、案内台６ａ−と、この案内台
６ａに摺動可能に固定され、さらにその先端に上記面取
り工具５が固定された工具台６ｂと、上記案内台６ａの
工具台６ｂ反対側に配置されたバランスウェイト６ｃと
からなるものであり、上記工具台６ｂと上記バランスウ
ェイト６Ｃとは、上記案内台６ａ上部四隅に回転自在に
配置されたスプロケットホイール６ｄに巻回されたバラ
ンスウェイト６ｅによって互いに連結されている。そし
て、上記バランスウェイト６Ｃの重量は、上記工具台６
ｂの而取り工具５を含めた重量よりやや軽く定められて
おり、当該押圧機構６は、この重量差を上記面取り工具
５の砥石５ａをドライブピニオンｌの歯部１ｂに押圧す
る図中矢印方向の押圧力として利用するものなのである
。なお、上記案内台６ａには、上記工具台６ｂの移動を
固定する、図示しないストッパーが設けられている。ま
た、バランスウェイト６Ｃには、図示しないサブウェイ
トが数枚固定されていて、上記面取り工具５の押圧力を
調整することができるようになっている。

以上の構成からなる面取り装置を用いて、上記ドライブ
ピニオンｌの歯部１ｂの歯先面取りを行うには、以下の
手順で行う。

まず、チャック４ａによってドライブピニオンｌの軸部
１ａを把持し、ドライブピニオン１を回転機溝４と同軸
上に保持する。ついで、移動機構３と回転機構４によっ
てドライブピニオン１の位置を調整し、押圧機構６の案
内台６ａの図示しないストッパーを外して工具台６ｂを
移動させ、面取り工具５の砥石５ａの研磨面を、第２図
（Ａ）に示すようにドライブピニオン！の歯部！ｂ先端
部分の歯先に当接さＵｏる。そして、砥石モータ５Ｃに
よって砥石５ａを回転させ、図示しない制御装置によっ
て、移動機構３の送りモータ３ｃを等速度で回転させて
ドライブピニオン１を軸線方向前方に移動させると同時
に、回転機構４のサーボモータ４ｃによって、ドライブ
ピニオンｌを図中矢印方向に等速度で回転させる。

すると、ドライブピニオン！の歯ｍｔｂと砥石５ａとの
間に等リードの捩れ運動が与えられ、この等リード捩れ
運動によって、砥石５ａと歯部！ｂの接触点には、砥石
５を押し上げようとずろ力が作用する。従って、この砥
石５を押し上げようとする力と、押圧機構６の押圧力が
釣り合った状態において、ドライブピニオンｌの歯部１
ｂの歯先に、砥石５が所定ｍだけ切り込むように、バラ
ンス−ウェイト６ｃの図示しないサブウェイトの枚数を
調整すれば、歯部１ａに所定形状の面取り加工が施され
る。そして、上記等す−ド捩れ運動の軌跡が、ドライブ
ピニオンｌの歯部１ｂの描く不等リード曲線と近似の曲
線を描くように、図示しない制御装置によって各モータ
３ｃ、４ｂの回転数を制御すれば、砥石５ａがドライブ
ピニオンｌの歯部１ｂの不等リード部分を通過する場合
、上記砥石押し上げ力や研削抵抗に微少変動をきたして
も、押圧機構６の工具台６ｂが、この微少変動を吸収す
るように上方もしくは下方に移動して、砥石５ａの切り
込み量を常に一定に保とうとする。

従って、砥石５ａは、常にドライブピニオンｌの歯部１
ｂ歯先を一定量の切り込みが与えられた状態で不等リー
ド曲線に沿ってなぞっていき、ドライブピニオン１の歯
部１ｂの歯先部分には、一定形状の面取り加工が施され
るのである。

そして、以上により一歯分の歯先面取り加工が終了した
ら、ついで、サーボモータ４Ｃによってドライブピニオ
ンＩを一歯分の角度だけ回転させ、上記と同様の手順に
よって面取り加工を行い、順次同様手順を繰り返して各
歯の片側に面取りを施し、ついで、第２図（Ｂ）に示す
ように砥石５ａを逆向きに装若し、各モータ３ｃ、４ｂ
を上記手順と逆の方向に回転させれば、上記の場合と同
様に砥石５ａが不等リード曲線をなぞり、歯部１ｂの残
る歯先に所定形状の而取り加工を施すことができるので
ある。

以上述べたように、本実施例の面取り装置によれば、不
等リードの歯部１ｃを有するドライブピニオンＩの歯先
面取りを、送りモータ３ｃとサーボモータ４ｂとを一定
比率で回転させるだけで行うことができる。よって、そ
の制御も極めて容易で、装置の構成も簡素となっており
、容易に而取り加工の自動化を図ることができる。そし
て、各モータ３ｃ、４ｂの速度比率と、押圧機構６の押
圧力の組み合わせを変化させれば、ドライブピニオンｌ
の歯部１ｂ形状が変化しても容易に対応することができ
る。

ところで、上記実施例においてはドライブピニオン！の
片側面取りを片側ずつ行う場合について説明したが、第
２図（Ｃ）、（Ｄ）における砥石５ｄ、５ｅのように二
つの研磨面を有する砥石を用いれば、歯先両側の面取り
を同時に行うことができ、より効率的である。

また、本実施例においては、移動機構３を回転機構４と
一体に設けたが、これに限らず押圧機構６側に設けて面
取り工具５をドライブピニオンＩの軸線方向に移動させ
ても良い。さらに、押圧機構６もバランスウェイト６ｃ
との重量差によるものに限らず、エアーシリンダー等の
アクチュエーターを用いたり、バネによる押し付は力を
用いたものとしても良い。

また、本実施例ではワークをドライブピニオンＩに限っ
て説明したが、例えば第３図のリングギヤ２を加工する
場合には、チャック４ａを内径把持形式のものに変更し
、リングギヤ２内径を把持して加工すれば何等問題はな
い。また、これらハイポイドギヤに限らず、同様の不等
リードを有する円筒体のカム溝口元や、へりカルギヤや
ヘリカルスプラインなどの等リード凸部の面取りも当然
加工可能であることは言うまでもない。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明の面取り装置では、回転
機構と移動機構によって、ワークと面取り工具の間に等
リード捩れ連動を与え、押圧機構によって面取り工具を
ワーク凸部に押圧ずれば、等リード捩れ運動による面取
り工具押し上げ力と押圧機構の押圧力との釣り合いによ
って、面取り工具をワークの不等リード凸部頂点をなぞ
らせることができ、所定形状の面取り加工を、複雑な数
値制御装置を用いることなく自動的に行うことができる
。

従って、手作業に頼らざるを得なかった面取り加工の自
動化と、品質の安定化を図ることが可能であり、特に対
象ワークが大量生産される場合には、その効果は絶大で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の面取り装置を示す斜視図、第
２図は本発明の実施例における面取り工具とワークの位
置関係を示す図であり、（Ａ）及び（ｎ）は片側ずつ面
取り加工を行う場合、（Ｃ）及び（Ｄ）は両側に同時に
面取り加工を行う場合。 第３図は自動車の終減速装置に用いられるハイポイドギ
ヤの一例を示す斜視図、第４図は第３図のハイポイドギ
ヤの歯部軸直角断面図である。 ！・・・・・・ドライブピニオン、　　３・・・・・・
移動機構、４・・・・・・回転機構、　　５・・・・・
・面取り工具、６・・・・・・押圧機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 軸線を中心として回転せしめられて使用され、その外周
   面に不等リードの凸部が形成されたワークを、その軸線
   回りに回転させる回転機構と、上記ワークの凸部頂点に
   当接された面取り工具と、この面取り工具と上記ワーク
   の少なくともいずれか一方を、上記ワークの軸線方向に
   移動させる移動機構と、上記面取り工具を上記ワーク凸
   部頂点に押圧する押圧機構とを具備してなる面取り装置
   。