JPH07308821A

JPH07308821A - ギアホーニング加工装置における砥石のドレス制御方法及び装置

Info

Publication number: JPH07308821A
Application number: JP9993994A
Authority: JP
Inventors: Teruo Shimizu; 照夫清水; Tatsuyuki Nakatani; 達行中谷; Yoshihiro Teramoto; 義広寺本
Original assignee: Mazda Motor Corp; Toyo Advanced Technologies Co Ltd
Current assignee: Mazda Motor Corp; Toyo Advanced Technologies Co Ltd
Priority date: 1994-05-13
Filing date: 1994-05-13
Publication date: 1995-11-28
Anticipated expiration: 2015-03-21
Also published as: JP3023401B2

Abstract

(57)【要約】【目的】単一の砥石で複数種のワークの歯面を加工す
るギアホーニング加工において、各ワークに対応した歯
面ドレス用のドレスギアを砥石に噛合する際、その噛合
作業を自動的にかつ好適に行う。【構成】砥石諸元演算手段８１は、砥石の歯面ドレス
直後の砥石−ドレスギア中心間距離ａ_x及び軸交差角γ
に基づき、砥石転位係数ｘ_n2及び砥石ねじれ角β₀₂を演
算する。歯面ドレス用演算手段８３は、上記転位係数ｘ
_n2及びねじれ角β₀₂に基づいて、この砥石に次のワーク
加工用ドレスギアを噛合するための砥石−ドレスギア中
心間距離ａ_x及び軸交差角γを演算する。切込み駆動制
御手段８８及び砥石旋回制御手段８７は、上記ドレスギ
アを砥石に噛合する際、上記歯面ドレス用演算手段８３
で演算された中心間距離ａ_x及び軸交差角γが得られる
ように、切込み駆動モータ４４及び砥石旋回モータ４０
の作動をそれぞれ制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、歯車諸元である歯数、
ねじれ角、転位係数のうちの少なくとも一つが互いに異
なる複数種の歯車状のワークの歯面を単一の砥石で加工
するための砥石のドレス制御方法及び装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、歯車状のワークの歯面を仕上げ加
工する手段として、ギアホーニング加工装置が知られて
いる。この装置は、例えば外歯車状のワークを加工する
場合、このワークに噛合う内歯車状の砥石を用意し、上
記ワークを切込み送り方向に移動させて砥石とバックラ
ッシュがなくなる状態まで噛合う位置へ移動させ、さら
に上記切込み送りを行いながら砥石でワークを回転させ
ることにより、上記ワークの歯面を加工するものであ
る。

【０００３】ところで、このようなギアホーニング加工
では、多数種のワークが存在する場合でも、その歯車諸
元のうちの歯直角モジュール及び歯直角圧力角が同等で
あれば、これらのワークを共通の砥石に噛合でき、この
単一の砥石で加工することが可能である。このようなギ
アホーニング加工を行うには、各ワークの加工を行う前
に、そのワークと同じ歯車諸元をもつドレス用歯車を上
記砥石に噛合し、この砥石歯面をワーク加工可能な形状
にドレスするようにすればよい。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような砥石歯面
のドレス開始時には、上記ドレス用歯車を上記砥石に噛
合する必要があるが、各ドレス用歯車は、歯数、ねじれ
角、もしくは転位係数が互いに異なっているため、これ
らのドレス用歯車をそれぞれ単一の砥石に噛合するに
は、両者の中心間距離及び軸交差角を微妙に調整する必
要がある。

【０００５】ここで従来は、各種ドレス用歯車による砥
石のドレスを行う度に、これらドレス用歯車と砥石とを
噛合するべく作業者が手動で上記軸交差角の微調整を行
い、さらに、砥石とドレス用歯車とのバックラッシュが
なくなるように両者の中心間距離を手動で調整した上で
この距離を機械に記憶させる（いわゆるティーチング）
が行われている。このため、ドレス作業には熟練が必要
とされ、またその精度のバラツキが大きく、しかも作業
能率が低いという不都合があった。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑み、単一の
砥石で複数種のワークを加工するギアホーニング加工に
おいて、加工対象となるワークの段替えの際、そのワー
クに対応したドレス用歯車を自動的にかつ好適に上記砥
石に噛合して歯面ドレスを行うことを可能にするドレス
制御方法及び装置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】本発明は、歯数、ねじれ
角、転位係数のうちの少なくとも一つが互いに異なる複
数種の歯車状のワークの歯面を、これらのワークと噛合
する単一の砥石で加工するためのギアホーニング加工装
置における砥石のドレス制御方法であって、第１のワー
クと共通の歯車諸元をもつ第１のドレス用歯車を上記砥
石に噛合して両者を回転させることにより砥石の歯面を
ドレスした後、この歯面ドレス直後のドレス用歯車と砥
石との中心間距離及び軸交差角、上記第１のワークの歯
車諸元、並びに上記砥石の歯数に基づき、上記歯面ドレ
スにより変化した砥石の歯車諸元を演算する砥石諸元演
算動作と、この演算した砥石の歯車諸元に基づいて次に
加工される第２のワークと共通の歯車諸元をもつ第２の
ドレス用歯車を上記砥石に噛合するためのこれら第２の
ドレス用歯車と砥石との中心間距離及び軸交差角を演算
する歯面ドレス用演算動作と、上記第１のワークの加工
後であって上記第２のワークの加工前に、上記歯面ドレ
ス用演算動作で演算した中心間距離及び軸交差角を用い
て上記第２のドレス用歯車を砥石に噛合し、この砥石の
歯面をドレスする歯面ドレス動作とを行うものであり
（請求項１）、また本発明は、上記ギアホーニング加工
装置における砥石のドレス制御装置であって、上記ワー
クの歯車諸元に関する情報を入力するための情報入力手
段と、砥石とワークとの中心間距離及び砥石と上記ワー
クと共通の歯車諸元をもつドレス用歯車との中心間距離
を調節する距離調節手段と、砥石とワークとの軸交差角
及び砥石と上記ドレス用歯車との軸交差角を調節する軸
交差角調節手段と、第１のワークと共通の歯車諸元をも
つ第１のドレス用歯車との噛合により砥石の歯面がドレ
スされた直後の第１のドレス用歯車と砥石との中心間距
離及び軸交差角、上記情報入力手段により入力されたワ
ークの歯車諸元、並びに上記砥石の歯数に基づき、上記
歯面ドレスにより変化した砥石の歯車諸元を演算する砥
石諸元演算手段と、演算された砥石の歯車諸元に基づい
て次に加工される第２のワークと共通の歯車諸元をもつ
第２のドレス用歯車を上記砥石に噛合するためのこれら
第２のドレス用歯車と砥石との中心間距離及び軸交差角
を演算する歯面ドレス用演算手段と、この歯面ドレス用
演算手段で演算された中心間距離及び軸交差角に基づい
て上記第１のワーク加工後の上記第２のドレス用歯車に
よる砥石の歯面ドレス時にこの第２のドレス用歯車と砥
石との中心間距離及び軸交差角を調節するように上記距
離調節手段及び軸交差角調節手段の作動を制御する歯面
ドレス制御手段とを備えたものである（請求項４）。

【０００８】上記方法では、上記第２のドレス用歯車に
よる歯面ドレス後、上記第２のワーク及び第２のドレス
用歯車をそれぞれ上記第１のワーク及び第１のドレス用
歯車として上記砥石諸元演算動作と上記歯面ドレス用演
算動作と上記歯面ドレス動作とをこれらの順に繰り返す
ことにより、さらに効果的となる（請求項２）。

【０００９】さらに、請求項１または２記載の方法にお
いて、上記砥石諸元演算動作を上記第１のワークの加工
前に行い、この砥石諸元演算動作で演算された砥石の歯
車諸元と、上記第１のドレス用歯車による歯面ドレス後
の砥石と第１のドレス用歯車との中心間距離と、上記ワ
ーク歯面のインボリュート開始径とに基づき第１のワー
クの加工に必要な砥石歯先径を演算し、この砥石歯先径
に基づいて上記第１のワーク加工前に上記砥石の歯先面
をドレスすることにより（請求項３）、また、請求項４
記載の装置において、上記砥石諸元演算手段で演算され
た砥石の歯車諸元と上記第１のドレス用歯車による歯面
ドレス後の砥石と第１のドレス用歯車との中心間距離と
上記ワーク歯面のインボリュート開始径とに基づき第１
のワークの加工に必要な砥石歯先径を演算する歯先面ド
レス用演算手段と、上記砥石諸元演算動作後であって第
１のワークの加工を行う前の歯先面ドレス時に、上記歯
先面ドレス用演算手段で演算された砥石歯先径に基づい
て上記砥石に対する歯先面ドレス用砥石の相対位置を調
節する歯先面ドレス制御手段とを備えることにより（請
求項５）、後述のようなより優れた効果が得られる。

【００１０】

【作用】請求項１記載の方法及び請求項４記載の装置に
よれば、第１のワークと共通の歯車諸元をもつ第１のド
レス用歯車を上記砥石に噛合してドレスした後、この歯
面ドレス直後の第１のドレス用歯車と砥石との中心間距
離及び軸交差角、上記ワークの歯車諸元、並びに上記砥
石の歯数に基づき、上記歯面ドレスにより変化した砥石
の歯車諸元（転位係数やねじれ角）等を演算する砥石諸
元演算動作と、この演算した砥石の歯車諸元に基づいて
次に加工される第２のワークと共通の歯車諸元をもつ第
２のドレス用歯車を上記砥石に噛合するためのこれら第
２のドレス用歯車と砥石との中心間距離及び軸交差角を
演算する歯面ドレス用演算動作とを実行することによ
り、上記第２のドレス用歯車による砥石歯面のドレス時
に、上記歯面ドレス用演算動作で演算した中心間距離及
び軸交差角を利用して上記第２のドレス用歯車を自動的
に砥石に噛合し、歯面ドレス動作を行うことができる。

【００１１】そして、請求項２記載の方法のように、上
第２のドレス用歯車による歯面ドレス後、第２のワーク
及び第２のドレス用歯車をそれぞれ第１のワーク及び第
１のドレス用歯車として上記砥石諸元演算動作と上記歯
面ドレス用演算動作と上記歯面ドレス動作とをこれらの
順に繰り返すことにより、単一の砥石による３種以上の
ワークの加工及びそのための歯面ドレス動作を円滑に行
うことができる。

【００１２】さらに、請求項３記載の方法及び請求項５
記載の装置によれば、上記砥石諸元演算動作後、上記砥
石諸元演算動作で演算された砥石の歯車諸元と上記第１
のドレス用歯車による歯面ドレス後の砥石と第１のドレ
ス用歯車との中心間距離と上記ワーク歯面のインボリュ
ート開始径とに基づき必要な砥石歯先径を演算すること
により、この砥石歯先径に基づいて上記砥石の歯先面を
好適な量だけ自動的にドレスすることができる。

【００１３】

【実施例】本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。

【００１４】図２及び図３に示すギアホーニング加工装
置は、砥石支持ハウジング１０を備え、この砥石支持ハ
ウジング１０には、中空状のリング部１２が設けられて
いる。このリング部１２の径方向内側には図略の砥石用
軸受を介して外向きの歯をもつリングスプロケット１６
が回転可能に保持されており、このリングスプロケット
１６の径方向内側に砥石押え１８によって砥石２０が固
定されている。この砥石２０は、図４に示すような内歯
車状をなし、上記リングスプロケット１６と一体に回転
するようになっており、このリングスプロケット１６の
左右両側面には、クーラント侵入防止用のドーナツ板状
の水きり板２２が固定されている。

【００１５】上記砥石支持ハウジング１０の上部には、
砥石駆動モータ２４が横向きに固定されている。この砥
石駆動モータ２４の出力軸２６にはモータスプロケット
２８が固定され、このモータスプロケット２８はサイレ
ントチェーン３０を介して上記リングスプロケット１６
に連結されており、これらモータスプロケット２８、サ
イレントチェーン３０、及びリングスプロケット１６に
よって、上記砥石駆動モータ２４の駆動力が上記砥石２
０に伝達されるようになっている。具体的には、上記モ
ータ出力軸２６が図2の矢印Ａ１方向に回転するのに伴
って、砥石２０が図4の矢印Ａ２方向に回転するように
なっている。

【００１６】上記砥石支持ハウジング１０の後部には、
フランジ部３４が設けられ、このフランジ部３４は、ボ
ルト３６によって軸交差角調節装置３８の回転出力軸３
９に固定されている。この軸交差角調節装置３８は、上
記回転出力軸３９を回転駆動する砥石旋回モータ４０を
備え、この回転駆動によって後述のワーク及びドレスギ
アに対する砥石２０及び砥石支持ハウジング１０全体の
傾き角（すなわち軸交差角）を調整するように構成され
ている。

【００１７】この軸交差角調節装置３８は、テーブル４
２上に固定されており、このテーブル４２は所定の切込
み方向（図１の矢印Ａ３を含む方向）に沿ってスライド
可能に設置されている。このテーブル４２には、切込み
駆動モータ４４及び図略のボールねじ機構が設けられ、
これらの作動によって、上記軸交差角調節装置３８、砥
石支持ハウジング１０、及び砥石２０全体がテーブル４
２とともに上記切込み方向にスライド駆動されるように
なっている。

【００１８】図４に示すように、この装置において加工
されるワーク４６は、はすば歯車状の歯車部４８を有
し、この歯車部４８は上記砥石２０に噛合可能な形状
（すなわち歯直角モジュールｍ_n及び歯直角圧力角α_nが
砥石２０と等しい形状）を有している。そして、後に詳
細に記すように、歯車諸元である歯数ｚ₁、ねじれ角
（ピッチ円筒ねじれ角）β₀₁、転位係数（歯直角転位係
数）ｘ_n1、のうちの少なくとも一つが互いに異なる複数
種のワーク４６が共通の上記砥石２０によって加工され
るようになっており、この加工のために、各種ワーク４
６と上記歯車諸元（すなわち歯数ｚ₁、ねじれ角β₀₁、
転位係数ｘ_n2）がそれぞれ等しい形状のドレスギア（ド
レス用歯車）によって砥石２０の歯面がドレスされるよ
うになっている。

【００１９】なお、本発明においてワーク４６およびド
レスギアの歯車部４８の種類は特に問わず、図例のよう
なβ₀₁≠０のはすば歯車であってもよいし、β₀₁＝０の
平歯車であってもよい。

【００２０】これらのワーク４６及びドレスギアは、図
５のような装置により支持される。この装置は、ワーク
４６等を軸方向に挾持する主軸台５０と心押し台５２を
備えている。主軸台５０は、主軸５４を水平状態で回転
可能に支持するとともに、この主軸５４を回転駆動する
主軸モータ６２を備えており、上記主軸５４の先端には
ワーク４６の軸方向一端部と圧接する挾持部５６が設け
られている。心押し台５２は、べッド６０上に設置さ
れ、心押し軸５３を図５矢印Ａ４方向（ワーク軸方向）
にスライド可能に支持している。この心押し軸５３に
は、上記ワーク４６の軸方向他端部と圧接する挾持部６
９が図略のスラスト軸受を介して回転可能に取付けられ
ており、これら挾持部６９及び心押し軸５３が上記主軸
台５０に接近する方向に駆動されることにより、ワーク
４６やドレスギアの挾持がなされるとともに、上記主軸
５４に伝達される駆動力が挾持部５６から摩擦力によっ
てワーク４６に伝わるようになっている。この主軸５４
は、ワーク４６の歯と砥石２０の歯とを噛み合わせるた
めにワーク４６の歯を所定位置に割り出す時のみ回転駆
動され、歯が噛み合った後は図示しないクラッチを切換
えることにより主軸モータ６２との結合が解除され、ワ
ーク４６またはドレスギアとつれ回りするようになって
いる。

【００２１】さらに、この装置には、図１に示すような
情報入力装置７０及び制御装置８０が設けられている。

【００２２】情報入力装置７０は、キーボード等の操作
部を備え、その操作により次の情報を制御装置８０に入
力できるように構成されている。

【００２３】絶対諸元Ｓo ：全てのワーク４６、ド
レスギア、及び砥石２０に共通する歯車諸元であり、ワ
ーク４６及びドレスギアが砥石２０と噛み合うための絶
対条件となる諸元である。具体的には、歯直角モジュー
ルｍ_n、及び歯直角圧力角α_nが該当する。

【００２４】砥石諸元Ｓg ：砥石２０の歯車諸元の
うち、上記絶対諸元Ｓo 以外の諸元であり、かつ、後述
の歯面ドレスを行っても変化しない諸元である。具体的
には、砥石２０の歯数ｚ₂が該当する。

【００２５】ワーク諸元Ｓwa，Ｓwb，… ：各ワー
ク４６（以下、ワークの種類に応じてＡワーク、Ｂワー
ク、Ｃワーク…と称する）の歯車諸元であって、上記絶
対諸元Ｓo 以外の諸元である。すなわち、Ａワークのワ
ーク諸元Ｓwa（歯数ｚ_1A、ねじれ角β_01A、転位係数ｘ
_n1A、インボリュート開始径（ワーク歯面においてイン
ボリュート曲線が開始される地点に対応する直径）
ｄ_fA）、Ｂワークのワーク諸元Ｓwb（歯数ｚ_1B、ねじれ
角β_01B、転位係数ｘ_n1B、インボリュート開始径
ｄ_fB）、…が入力される。なお、これらのワーク諸元
は、各ワークに対応するドレスギアのドレスギア諸元と
等しいため、ワーク諸元の入力は同時にドレスギア諸元
の入力を意味することになる。

【００２６】ドレスリング諸元Ｓr ：このギアホー
ニング加工装置では、上記歯面ドレス後、この砥石２０
の内径（すなわち歯先径）ｄ_k2を調節すべく内径ドレス
（すなわち歯先面ドレス）が行われるが、この時用いら
れる円筒状のドレスリング（外周面に砥石が固着された
内径研削工具）の外径ｄrがドレスリング諸元Ｓr とし
て入力される。

【００２７】制御装置８０は、図１に示すように、砥石
諸元演算手段８１、砥石諸元記憶手段８２、歯面ドレス
用演算手段８３、ドレス状態記憶手段８４、内径ドレス
用演算手段８５、指令手段８６、砥石旋回制御手段８
７、及び切込み駆動制御手段８８を備えている。

【００２８】砥石諸元演算手段８１は、情報入力装置７
０から入力される各諸元と、後述のドレス状態記憶手段
８４で記憶されている砥石−ドレスギアの中心間距離ａ
_x及び軸交差角γとに基づき、この条件で歯面ドレスが
行われた直後の砥石２０の転位係数ｘ_n2及びねじれ角β
₀₂を演算し、砥石諸元記憶手段８２に記憶させるもので
ある。

【００２９】歯面ドレス用演算手段８３は、情報入力装
置７０から入力される各諸元と、前回の歯面ドレス直後
に砥石諸元演算手段８１で演算されかつ砥石諸元演算手
段８２で記憶された砥石２０の転位係数（歯直角転位係
数）ｘ_n2及びねじれ角β₀₂とに基づき、次の歯面ドレス
時にこの歯面ドレス用のドレスギアと砥石２０とを好適
に噛合することができる砥石−ドレスギア中心間距離ａ
_x及び軸交差角γを演算するものである。

【００３０】ドレス状態記憶手段８４は、１回目の砥石
２０の歯面ドレス前に調節された砥石−ドレスギアの中
心間距離ａ_x及び軸交差角γを記憶するとともに、２回
目以降の砥石歯面ドレスの前に上記歯面ドレス用演算手
段８１で演算される中心間距離ａ_x及び軸交差角γを更
新記憶するものである。

【００３１】内径ドレス用演算手段８５は、情報入力装
置７０から入力される各諸元と、上記砥石諸元記憶手段
８２で記憶された砥石２０の転位係数ｘ_n2及びねじれ角
β₀₂と、上記ドレス状態記憶手段８４で記憶された砥石
−ドレスギア中心間距離ａ_xとに基づき、インボリュー
ト開始径ｄ_f1をもつワークを加工するために必要な砥石
２０の内径ｄ_k2を演算し、この砥石内径ｄ_k2が得られる
ように内径ドレスを行うための砥石２０とドレスリング
との中心間距離Ｄｃを演算するものである。

【００３２】指令手段８６は、ワーク加工用歯面ドレ
ス、ワーク加工用内径ドレス、及び同種類のワーク（歯
数、ねじれ角、転位係数及びインボリュート開始径が互
いに等しいワーク）の連続加工、の順にこれらの動作を
繰り返すべく、歯面ドレス時には砥石旋回制御手段８７
及び切込み駆動制御手段８８に指令信号を出力し、内径
ドレス時、及びワーク連続加工時には切込み駆動制御手
段８８に指令信号を出力するものである。

【００３３】砥石旋回制御手段８７は、歯面ドレスの際
に指令手段８６から指令信号が入力された場合に、上記
ドレス状態記憶手段８２で記憶されている軸交差角γが
得られるように砥石旋回モータ４０を作動させるもので
ある。

【００３４】切込駆動制御手段８８は、上記砥石旋回制
御手段８７とともに本発明におけるドレス制御手段を構
成するものであり、歯面ドレスの際及びワーク連続加工
の際に指令手段８６から指令信号が入力された場合に
は、上記ドレス状態記憶手段８２で記憶されている砥石
−ドレスギア（砥石−ワーク）中心間距離ａ_xが得られ
るように切込み駆動モータ４４の駆動を制御し、内径ド
レスの際に指令手段８６から指令信号が入力された場合
には、上記内径ドレス用演算手段８５で演算された砥石
−ドレスリング中心間距離Ｄc が得られるように切込み
駆動モータ４４の駆動を制御するものである。

【００３５】次に、この装置において行われる砥石２０
のドレス制御及びワーク加工制御を図６及び図７のフロ
ーチャートを併せて参照しながら説明する。なお、以下
に説明する演算動作で前提となるかみあい基礎式は次の
表１に示す通りである。

【００３６】

【表１】

【００３７】１）ティーチング動作（図６のステップＳ
１）：ギアホーニング加工装置において砥石２０が交換
された後、この砥石２０を用いてＡワーク（第１のワー
ク）を加工できるように砥石２０の歯面がドレスされる
が、この歯面ドレスを行うには、図５に示す支持装置に
支持されるＡワーク加工用のドレスギア（Ａワークと共
通の歯車諸元をもつ第１のドレス用歯車）と砥石２０と
を噛み合せる必要があり、この噛合を行うには砥石２０
と上記Ａワーク加工用ドレスギアとの中心間距離ａ_xA及
び軸交差角γ_Aを適当に調節する必要がある。この最初
の調節に関しては、本実施例では作業者による手動操作
で行われる。より具体的には、砥石２０が上記ワーク４
６と噛合可能となるように、砥石２０の回転位置及び傾
きが手動で調整され、この砥石２０とワーク４６の歯車
部４８とのバックラッシュがなくなるまで砥石２０が切
込み方向へ手動で移送される。このようにして噛合調節
が完了した後、情報入力装置７０に設けられた図略のテ
ィーチングスイッチが操作される。このスイッチ操作に
より、その操作時点での砥石−ドレスギア中心間距離ａ
_xA及び軸交差角γ_Aがドレス状態記憶手段８４に入力さ
れ、ここで記憶される。

【００３８】２）Ａワーク加工用歯面ドレス動作（ステ
ップＳ２）：上記のようにしてＡワーク加工用ドレスギ
アと砥石２０とが噛合された状態で、砥石駆動モータ２
４の作動により、砥石２０が所定回転数で回転駆動さ
れ、これに伴って、砥石２０と圧接するＡワーク加工用
ドレスギアも回転し、このドレスギアによって砥石２０
の歯面がＡワーク加工可能な形状にドレスされる。

【００３９】３）砥石諸元演算（ステップＳ３）：歯面
ドレス完了後、この歯面ドレスによって変化した砥石２
０の歯車諸元、すなわち砥石転位係数（歯直角転位係
数）ｘ_n2A及びねじれ角（ピッチ円筒ねじれ角）β
_02Aが、情報入力装置７０から入力される各諸元と上記
ドレス状態記憶手段８４で記憶された中心間距離ａ_xA及
び軸交差角γ_Aとに基づき、砥石諸元演算手段８１によ
り演算される。

【００４０】なお、砥石転位係数ｘ_n2及びねじれ角β₀₂
の演算原理は次の通りである。

【００４１】ａ）砥石ねじれ角β₀₂の演算原理：まず、
上記表１の１４式より次式が得られる。

【００４２】

【数１】

【００４３】これに表１の１２式を代入して整理すると
以下のようになる。

【００４４】

【数２】

【００４５】一方、表１の１５式から次式が得られる。

【００４６】

【数３】

【００４７】この（数３）に（数２）を代入すると次式
が得られる。

【００４８】

【数４】

【００４９】この（数４）を三角関数（正接）の加法定
理の公式に代入すると次式が得られる。

【００５０】

【数５】

【００５１】ここで、Ｃ＝tan(β_b1−β_b2)(＝tan
γ）、Ｐ＝tanβ₀₁・tanβ₀₂、Ｑ＝tanβ₀₁−tanβ₀₂と
おくと、次式が得られる。

【００５２】

【数６】

【００５３】この（数６）を変形すると、次のような
（２ａ_x／ｍ_n）に関する二次方程式が得られる。

【００５４】

【数７】

【００５５】この二次方程式を解いて有効解のみを採用
することにより、次のようにしてａ_xに関する式を得る
ことができる。

【００５６】

【数８】

【００５７】この（数８）において、β₀₂以外の値はす
べて与えられているので、この式におけるａ_xが得られ
るようなβ₀₂を検索することで、ねじれ角β₀₂を得るこ
とができる。

【００５８】ｂ）砥石転位係数ｘ_n2の演算原理：表１の
８式を砥石転位係数ｘ_n2について解くと次式が得られ
る。

【００５９】

【数９】

【００６０】一方、表１の１０式をα_bnについて解く
と、次式が得られる。

【００６１】

【数１０】

【００６２】また、表１の１１式をｙについて解くと次
式が得られる。

【００６３】

【数１１】

【００６４】この（数１１）から得られるｙを上記（数
１０）に代入し、この（数１０）で得られたα_bnを上記
（数９）に代入することにより、砥石転位係数ｘ_n2を得
ることができる。

【００６５】４）内径ドレス用演算動作（ステップＳ
４）：上記砥石諸元演算動作で演算されたＡワーク加工
用歯面ドレス後の砥石転位係数ｘ_n2A及びねじれ角β_02A
と、ドレス状態記憶手段８４に記憶されている中心間距
離ａｘ_Aに基づき、インボリュート開始径ｄ_fAをもつＡ
ワークを加工できるような砥石内径ｄ_k2が演算され、こ
の砥石内径ｄ_k2を得るための砥石−ドレスリング中心間
距離Ｄc が演算される。

【００６６】上記砥石内径ｄ_k2の演算原理は次の通りで
ある。図８に示すように砥石２０とワーク４６とが噛合
した状態において、両者の接触点Ｐと砥石中心Ｏg との
距離が砥石内径ｄ_k2の１／２に相当する。上記接触点Ｐ
は、インボリュート外径ｄ_f1を直径とする円Ｃf と、ワ
ーク基礎円Ｃg の接線であってワーク４６の正面かみあ
い圧力角α_bs1を傾き角とする直線Ｌb との交点であ
り、正面かみあい圧力角α_bs1は表１の９式と上記砥石
諸元演算動作での演算結果とから算出が可能である。こ
こで、上記円Ｃr 及び直線Ｌb の式は次の通りである。

【００６７】

【数１２】

【００６８】この（数１２）はＸ，Ｙに関する連立方程
式であり、その解が上記接触点Ｐの座標となる。ここ
で、（数１３）に示すような変数ｕ，ｖ，ｗを導入して
これを上記（数１２）に代入し、連立方程式を解いてそ
の有効解のみを採用すると、接触点ＰのＸ座標ｘを表す
式として（数１４）が得られる。

【００６９】

【数１３】

【００７０】

【数１４】

【００７１】一方、上記接触点Ｐとワーク中心点Ｏｗと
を結ぶ直線と、Ｙ軸との交点は、次式により表される。

【００７２】

【数１５】

【００７３】また、ピタゴラスの定理により、次式が成
立する。

【００７４】

【数１６】

【００７５】従って、この（数１６）に（数１４）及び
（数１５）を代入することにより、砥石内径（直径）ｄ
_k2が得られる。そして、この砥石内径に基づき、砥石−
ドレスリング中心間距離Ｄc ＝（ｄ_k2−ｄr ）／２が演
算される。

【００７６】５）内径ドレス動作（ステップＳ５）：図
５に示す支持装置には、上記Ａワーク加工用ドレスギア
に代えて外径ｄ_f1のドレスリングが装着される。そし
て、砥石２０が砥石駆動モータ２４により回転駆動され
ながら、このドレスリングと砥石２０との中心間距離が
上記値Ｄc となる位置まで砥石２０をドレスリングに対
して切込み送りするように、切込み駆動制御手段８８に
よる切込み駆動モータ４４の制御が行われる。これによ
り、砥石２０はその内径がｄ_k2となるまで内径ドレスさ
れる。

【００７７】６）Ａワーク加工（ステップＳ６）：図５
に示す支持装置には、上記ドレスリングに代えてＡワー
クが装着され、ステップＳ２の歯面ドレス動作と同様の
動作がギアホーニング加工装置において行われる。すな
わち、Ａワークと砥石２０とをゼロバックラッシュ状態
で噛み合わせながら砥石２０を回転駆動する動作が行わ
れ、これによりＡワークの歯面が砥石２０によって加工
される。このような動作が全てのＡワークについて連続
して行われ（ステップＳ７でＮＯ）、全てのＡワークの
加工が完了した時点で（ステップＳ７でＹＥＳ）、Ｂワ
ーク（第２のワーク）の加工ステージに段替えされる
（ステップＳ８）。

【００７８】７）Ｂワーク歯面ドレス用演算（図７のス
テップＳ９）：このＢワーク加工ステージでは、図５に
示す支持装置にＢワーク加工用ドレスギア（Ｂワークと
共通の歯車諸元をもつ第２のドレス用歯車）が装着され
る一方、歯面ドレス用演算手段８３では、砥石諸元記憶
手段８２で記憶されている砥石諸元（すなわち、前記ス
テップＳ３の砥石諸元動作で演算された砥石転位係数ｘ
_n2A及び砥石ねじれ角β_02A）に基づき、砥石２０に上記
Ｂワーク加工用ドレスギアを適正に噛み合わせるための
両者の中心間距離ａ_xB及び軸交差角γ_Bが演算される。

【００７９】具体的に、中心間距離ａ_xBは、前記表１の
６式で与えられる相当平歯車歯数ｚ_v1，ｚ_v2と、同表８
式で与えられる歯直角かみあい圧力角α_bnとを同表１０
式に代入し、これにより得られた中心間距離増加係数ｙ
を同表１１式に代入することにより演算される。また、
軸交差角γ_Bは、上記表１の１２式で求められるピッチ
円直径ｄ₀₁，ｄ₀₂と、同表１４式で与えられるかみあい
ピッチ円直径ｄ_b1，ｄ_b2とを同表の１５式に代入し、こ
れにより得られるかみあいピッチ円筒ねじれ角β_b1，β
_b2を式γ_B＝β_b1−β_b2に代入することにより、演算さ
れる。これらの中心間距離ａ_xB及び軸交差角γ_Bは、ド
レス状態記憶手段８４に記憶される。

【００８０】８）砥石旋回モータ作動（ステップＳ１
０）：砥石旋回制御手段８７は、砥石旋回モータ４０を
作動させ、上記Ｂワーク加工用ドレスギアと砥石２０と
の軸交差角が上記値γ_Bに合致するまで砥石２０を傾斜
させる。これにより、砥石２０とＢワーク加工用ドレス
ギアとは噛合可能な状態となる。

【００８１】９）Ｂワーク加工用歯面ドレス動作（ステ
ップＳ１１）：前記ステップＳ２のＡワーク加工用歯面
ドレス動作と同様にして、Ｂワーク加工用歯面ドレスが
実行される。すなわち、切込み駆動モータ４４の作動に
より、砥石２０とＢワーク加工用ドレスギアとの中心間
距離が上記値ａ_xBとなるまで砥石２０が切込み方向に移
送され、これら砥石２０とＢワーク加工用ドレスギアと
が噛合した状態で砥石２０が回転駆動されることによ
り、砥石２０の歯面が、Ｂワークと加工可能な形状にド
レスされる。なお、この時のドレス量をδd とすると、
上記値ａ_xBにこのドレス量δd を加算した値が歯面ドレ
ス直後の中心間距離ａ_xBとしてドレス状態記憶手段８４
に更新記憶される。

【００８２】１０）砥石諸元演算動作（ステップＳ１
２）：上記歯面ドレス後、このドレス直後の中心間距離
ａ_xB及び軸交差角γ_Bに基づき、前記ステップＳ３と同
様にして砥石２０の転位係数ｘ_n2B及びねじれ角β_02Bが
新たに演算され、これらの値が砥石諸元記憶手段８２に
現在の砥石諸元として新たに記憶される。

【００８３】このような砥石諸元演算動作後、前記ステ
ップＳ４〜Ｓ６で行われたＡワーク加工用内径ドレス用
演算動作、Ａワーク加工用内径ドレス動作、及びＡワー
クの連続加工動作が、Ｂワークについて同様に行われ
（ステップＳ１３〜Ｓ１５）、このＢワークが全て加工
された段階で（ステップＳ１６でＹＥＳ）、Ｃワーク加
工ステージへ段替えされる（ステップＳ１７）。以下、
上記のような動作が繰り返されることにより、単一の砥
石２０による複数種のワーク（Ａワーク、Ｂワーク、Ｃ
ワーク、…）の加工が自動的に行われることになる。

【００８４】なお、これらのワークの途中で、砥石２０
の切れ味鈍化等の理由で目立て用ドレスの要求が入力さ
れた場合には、ワーク加工動作が一時中断され、前記ス
テップＳ２，Ｓ１１で示した歯面ドレス動作、前記ステ
ップＳ３，Ｓ１２で示した砥石諸元動作、前記ステップ
Ｓ４〜Ｓ５，Ｓ１３〜Ｓ１４で示した内径ドレス用演算
動作及び内径ドレス動作が臨時的に行われる。

【００８５】以上のような方法及び装置によれば、ステ
ップＳ１で一旦Ａワーク加工用歯面ドレスを行った後
は、そのドレス状態に基づく砥石諸元演算動作と、この
演算された砥石諸元（すなわち砥石転位係数ｘ_n2及び砥
石ねじれ角β₀₂）に基づく歯面ドレス用演算動作（すな
わち次のワークを加工するためのワーク−ドレスギア中
心間距離ａ_x及び軸交差角γの演算動作）とを交互に行
っているので、歯面ドレス時には、上記歯面ドレス用演
算動作の演算結果を利用してドレスギアを自動的に砥石
２０に噛み合わせて歯面ドレス動作を開始することがで
きる。従って、従来のように歯面ドレスを行う度に手作
業で砥石−ドレスギア中心間距離及び軸交差角を調節す
る場合に比べ、作業者の負担を大幅に軽減することがで
き、単一の砥石２０によるワーク加工能率及び加工精度
を飛躍的に向上させることができる。

【００８６】さらに、この実施例では、歯面ドレス後、
ドレスリングによる内径ドレスを行う前に、上記砥石諸
元演算動作及び歯面ドレス用演算動作の演算結果に基づ
いて、ワークインボリュート開始径ｄ_f1に適合する砥石
内径ｄ_k2及びこの砥石内径ｄ_k2を得るための砥石−ドレ
スリング中心間距離Ｄc を演算するようにしているの
で、上記歯面ドレス動作のみならず、内径ドレス動作も
自動化することが可能である。なお、この内径ドレス動
作は、ワークインボリュート開始径ｄ_k2に高い精度が要
求されない場合には、省略が可能である。

【００８７】また、本発明はこのような実施例に限定さ
れるものでなく、例として次のような態様をとることも
可能である。

【００８８】(1) 上記実施例では、内歯車状の砥石２０
の歯面を外歯車状のドレスギアでドレスし、この砥石２
０を用いて外歯車状のワークを加工するものを示した
が、本発明は、外歯車状の砥石の歯面を内歯車状のドレ
スギアでドレスし、この砥石を用いて内歯車状のワーク
を加工するものについても適用が可能である。この場
合、内径ドレス用演算動作では、砥石歯先径として砥石
外径を演算すれば良く、この砥石の外径面を砥石で研削
するようにすればよい。

【００８９】(2) 上記内径ドレスあるいは外径ドレスを
行う場合、そのドレスを行う具体的な手段は問わず、前
記実施例で示したドレスリングの他、小片状の砥石を歯
先面に圧接させるようにしてもよい。

【００９０】

【発明の効果】以上のように本発明は、第１のワークと
共通の歯車諸元をもつ第１のドレス用歯車を上記砥石に
噛合してドレスした後、この歯面ドレス直後の第１のド
レス用歯車と砥石との中心間距離及び軸交差角、上記第
１のワークの歯車諸元、並びに上記砥石の歯数に基づ
き、上記歯面ドレスにより変化した砥石の歯車諸元（転
位係数やねじれ角等）を演算する砥石諸元演算動作と、
この演算した砥石の歯車諸元に基づいて次に加工される
第２のワークと共通の歯車諸元をもつ第２のドレス用歯
車を上記砥石に噛合するためのこれら第２のドレス用歯
車と砥石との中心間距離及び軸交差角を演算する歯面ド
レス用演算動作とを実行し、上記第２のドレス用歯車に
よる砥石歯面のドレス時に、上記歯面ドレス用演算動作
で演算した中心間距離及び軸交差角を利用して上記第２
のドレス用歯車を砥石に噛合し、歯面ドレス動作を行う
ようにしたものであるので、従来のように歯面ドレスを
行う度に手作業で砥石−ドレスギア中心間距離及び軸交
差角を調節する場合に比べ、作業者の負担を大幅に軽減
することができ、単一の砥石によるワーク加工能率及び
加工精度を飛躍的に向上させることができる効果があ
る。

【００９１】そして、請求項２記載の方法のように、上
記砥石諸元演算動作と、上記歯面ドレス用演算動作と、
上記歯面ドレス動作とをこれらの順に繰り返すことによ
り、単一の砥石による３種以上のワークの加工及びこの
加工のための歯面ドレス動作を円滑に行うことができる
効果がある。

【００９２】さらに、請求項３記載の方法及び請求項５
記載の装置では、上記砥石諸元演算動作後、この砥石諸
元演算動作及で演算された砥石の歯車諸元と砥石−ドレ
スギア中心間距離と上記ワーク歯面のインボリュート開
始径とに基づき第１のワークの加工に必要な砥石歯先径
を演算し、この砥石歯先径に基づいて上記砥石の歯先面
をドレスするようにしているので、上記砥石諸元演算動
作で演算した砥石諸元を利用して、ワークのインボリュ
ート開始径に適合する量だけ砥石歯先面を自動的にドレ
スすることができ、作業能率をさらに高めることができ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるギアホーニング加工
装置に装備された情報入力装置及び制御装置の機能構成
を示すブロック図である。

【図２】上記ギアホーニング加工装置の正面図である。

【図３】上記ギアホーニング加工装置の側面図である。

【図４】上記ギアホーニング加工装置において砥石とワ
ークとが噛合された状態を示す断面図である。

【図５】上記ギアホーニング加工装置に設けられるワー
ク支持装置の正面図である。

【図６】上記制御装置により行われる演算制御動作を示
すフローチャートの一部である。

【図７】上記制御装置により行われる演算制御動作を示
すフローチャートの一部である。

【図８】上記ギアホーニング加工装置において砥石とワ
ークとが噛み合った状態での各諸元の関係を示す説明図
である。

【符号の説明】

２０砥石２４砥石駆動モータ３８軸交差角調節装置４４切込み駆動モータ（距離調節手段）４６ワーク４８歯車部７０情報入力装置８０制御装置８１砥石諸元演算手段８２砥石諸元記憶手段８３歯面ドレス用演算手段８４ドレス状態記憶手段８５内径ドレス用演算手段（歯先面ドレス用演算手
段）８７砥石旋回制御手段（歯面ドレス制御手段）８８切込み駆動制御手段（歯面ドレス制御手段及び歯
先面ドレス制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者寺本義広広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】歯数、ねじれ角、転位係数のうちの少な
くとも一つが互いに異なる複数種の歯車状のワークの歯
面を、これらのワークと噛合する単一の砥石で加工する
ためのギアホーニング加工装置における砥石のドレス制
御方法であって、第１のワークと共通の歯車諸元をもつ
第１のドレス用歯車を上記砥石に噛合して両者を回転さ
せることにより砥石の歯面をドレスした後、この歯面ド
レス直後のドレス用歯車と砥石との中心間距離及び軸交
差角、上記第１のワークの歯車諸元、並びに上記砥石の
歯数に基づき、上記歯面ドレスにより変化した砥石の歯
車諸元を演算する砥石諸元演算動作と、この演算した砥
石の歯車諸元に基づいて次に加工される第２のワークと
共通の歯車諸元をもつ第２のドレス用歯車を上記砥石に
噛合するためのこれら第２のドレス用歯車と砥石との中
心間距離及び軸交差角を演算する歯面ドレス用演算動作
と、上記第１のワークの加工後であって上記第２のワー
クの加工前に、上記歯面ドレス用演算動作で演算した中
心間距離及び軸交差角を用いて上記第２のドレス用歯車
を砥石に噛合し、この砥石の歯面をドレスする歯面ドレ
ス動作とを行うことを特徴とするギアホーニング加工装
置における砥石のドレス制御方法。
【請求項２】請求項１記載のギアホーニング加工装置
における砥石のドレス制御方法において、上記第２のド
レス用歯車による歯面ドレス後、上記第２のワーク及び
第２のドレス用歯車をそれぞれ上記第１のワーク及び第
１のドレス用歯車として上記砥石諸元演算動作と上記歯
面ドレス用演算動作と上記歯面ドレス動作とをこれらの
順に繰り返すことを特徴とするギアホーニング加工装置
における砥石のドレス制御方法。
【請求項３】請求項１または２記載のギアホーニング
加工装置における砥石のドレス制御方法において、上記
砥石諸元演算動作を上記第１のワークの加工前に行い、
この砥石諸元演算動作で演算された砥石の歯車諸元と、
上記第１のドレス用歯車による歯面ドレス後の砥石と第
１のドレス用歯車との中心間距離と、上記ワーク歯面の
インボリュート開始径とに基づき第１のワークの加工に
必要な砥石歯先径を演算し、この砥石歯先径に基づいて
上記第１のワーク加工前に上記砥石の歯先面をドレスす
ることを特徴とするギアホーニング加工装置における砥
石のドレス制御方法。
【請求項４】歯数、ねじれ角、転位係数のうちの少な
くとも一つが互いに異なる複数種の歯車状のワークの歯
面を、これらのワークと噛合する単一の砥石で加工する
ためのギアホーニング加工装置における砥石のドレス制
御装置であって、上記ワークの歯車諸元に関する情報を
入力するための情報入力手段と、砥石とワークとの中心
間距離及び砥石と上記ワークと共通の歯車諸元をもつド
レス用歯車との中心間距離を調節する距離調節手段と、
砥石とワークとの軸交差角及び砥石と上記ドレス用歯車
との軸交差角を調節する軸交差角調節手段と、第１のワ
ークと共通の歯車諸元をもつ第１のドレス用歯車との噛
合により砥石の歯面がドレスされた直後の第１のドレス
用歯車と砥石との中心間距離及び軸交差角、上記情報入
力手段により入力されたワークの歯車諸元、並びに上記
砥石の歯数に基づき、上記歯面ドレスにより変化した砥
石の歯車諸元を演算する砥石諸元演算手段と、演算され
た砥石の歯車諸元に基づいて次に加工される第２のワー
クと共通の歯車諸元をもつ第２のドレス用歯車を上記砥
石に噛合するためのこれら第２のドレス用歯車と砥石と
の中心間距離及び軸交差角を演算する歯面ドレス用演算
手段と、この歯面ドレス用演算手段で演算された中心間
距離及び軸交差角に基づいて上記第１のワーク加工後の
上記第２のドレス用歯車による砥石の歯面ドレス時にこ
の第２のドレス用歯車と砥石との中心間距離及び軸交差
角を調節するように上記距離調節手段及び軸交差角調節
手段の作動を制御する歯面ドレス制御手段とを備えたこ
とを特徴とするギアホーニング加工装置における砥石の
ドレス制御装置。
【請求項５】請求項４記載のギアホーニング加工装置
における砥石のドレス制御装置において、上記砥石諸元
演算手段で演算された砥石の歯車諸元と上記第１のドレ
ス用歯車による歯面ドレス後の砥石と第１のドレス用歯
車との中心間距離と上記ワーク歯面のインボリュート開
始径とに基づき第１のワークの加工に必要な砥石歯先径
を演算する歯先面ドレス用演算手段と、上記砥石諸元演
算動作後であって第１のワークの加工を行う前の歯先面
ドレス時に、上記歯先面ドレス用演算手段で演算された
砥石歯先径に基づいて上記砥石に対する歯先面ドレス用
砥石の相対位置を調節する歯先面ドレス制御手段とを備
えたことを特徴とするギアホーニング加工装置における
砥石のドレス制御装置。