JPH08294818A - 歯車研削装置、歯車研削方法および歯車研削用といし - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】同一形状の研削といしで、実用上十分な歯数の
範囲に亘ってかつ歯型面との間で滑りを生じることなく
効率良く研削できる歯車研削方法を提供する。 【構成】 研削用といし１１の縁部１１ａを構成する一
方あるいは他方の研削面１１ｂ、１１ｃと内歯歯車２の
歯溝を構成する一方あるいは他方の歯型面２ａ、２ｂと
を選択的に接触させ、かつ上記研削面１１ｂと上記歯型
面２ａとを歯高方向に転接させることで上記歯型面の研
削を行うものであり、この際、歯型面２ａと上記研削面
１１ｂとをそれぞれ所定間隔の複数の点（１〜９および
１´〜９´）に分割し、各点の座標を順に一致させると
共に、各点における法線角度を一致させることで、上記
研削用といし１１の研削面１１ｂと上記歯型面２ａとを
歯高方向に転接させる方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、歯切りおよび焼き入
れの後に、研削によって歯車を仕上げる歯車研削装置、
歯車研削方法およびこれらに用いる歯車研削用といしに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】歯車のうち、特に高い精度を必要とする
ものについては、歯切り、焼き入れを行った後に歯型面
の研削を行って精密な仕上げを施す必要がある。外歯歯
車については、従来から多くの研削方法が提案され採用
されている。しかし、内歯歯車については、その形状に
起因する制約から、採用し得る研削方法に一定の制限が
ある。

【０００３】内歯歯車の研削方法として現在採用されて
いる方法は、大きく分けて「総型といし」を用いて創成
運動を行わずに研削を行う方法と、「皿型といし」を用
いて創成運動によって歯型研削を行う方法である。

【０００４】前者の方法は、図１９に示すように、縁部
１ａがワ−ク２の歯溝の歯型面形状（２ａ、２ｂ）と全
く同一の形状に成形されてなる円盤状の研削といし１
（総型といし）を用い、この総型といし１を高速で回転
させることで上記歯型面２ａ、２ｂの研削を行う。この
研削方法は、創成運動を行うことなく上記左右両側歯型
面２ａ、２ｂを同時に研削することができることが特徴
である。また、この方法を採用する装置としては、例え
ばグランディングマシン社製のものがある。

【０００５】一方、後者の研削方法を採用する内歯歯車
研削装置としては、例えばマ−グ社製の装置が挙げられ
る。この装置では、図２０に示すように、皿型のといし
３（皿型といし）を使用し、この皿型といし３を創成運
動機構に取り付け、上記歯切りされたワ−ク２との間で
相対運動を行わせることで、初めに左側用の皿型といし
３で左側歯型面２ａを研削した後、図示しない右側用の
皿型といしで右側用歯型面２ｂを研削する。このような
研削を行う皿型といし３の研削面３ａは、上記総型とい
し２が歯型面と同一の形状に形成されているのと異なり
平坦に形成されているのが特徴である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の内歯歯車研削方法には、以下に説明する解決すべき
課題がある。すなわち、前者の方法では、縁部１ａが歯
溝（歯型面２ａ、２ｂ）の形状と全く同一の形状に形成
されてなる総型といし１を用いているので、歯数が一枚
でも多くなり歯溝形状が異なるものとなった場合には、
この総型といし１の縁部１ａの形状をドレッサ−等を用
いて加工、修正するか、その歯車に適合する新たな総型
といしを作成する必要がある。

【０００７】近年、歯車に関して多品種少量生産の要請
があり、歯車毎に研削といしを加工する必要があったの
では、歯車の生産効率が悪く、生産コストも高くなると
いう問題がある。

【０００８】また、後者の研削方法の場合には、創成運
動により歯型面２ａ、２ｂの研削を行うのであるが、こ
の創成運動を行った場合には、各歯型面２ａ、２ｂの歯
先部分と歯元部分で必ず滑りが生じてしまう。このた
め、歯元と歯先部分で十分な研削が行えず、研削効率が
非常に悪くなってしまうということがある。また、滑り
が生じると、研削といしの磨耗が激しくなるため、この
研削といしの寿命が短くならざるをえないという問題も
ある。

【０００９】この発明は、このような事情に鑑みて成さ
れたもので、同一形状の研削といしで、実用上十分な歯
数の範囲に亘って、かつ、その歯型面を効率良く研削で
きる歯車研削装置および歯車研削方法を提供し、さらに
これらの装置および方法に適した研削用といしを提供す
ることを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明の第１の手段
は、歯車の歯溝を構成する一方および他方の歯型面を研
削する歯車研削装置において、円盤状をなし、上記歯型
面間の距離よりも薄く形成された縁部を有し、かつこの
縁部を構成する一方および他方の研削面が曲面をなす研
削用といしと、この研削用といしを保持し、かつこの研
削用といしを回転駆動する研削用といし保持部と、上記
歯車を保持する歯車保持部と、上記研削用といし保持部
と歯車保持部とを相対的に駆動することで、上記研削用
といしで上記歯車の歯型面の研削を行わせる駆動手段と
を有することを特徴とする歯車研削装置である。

【００１１】第２の手段は、第１の手段の歯車研削装置
において、上記駆動手段を制御し、上記研削用といしの
縁部の一方あるいは他方の研削面と上記歯溝を構成する
一方あるいは他方の歯型面とを選択的に接触させると共
に上記研削面と上記歯型面とを歯高方向に転接させる制
御手段を有することを特徴とするものである。

【００１２】第３の手段は、回転駆動される円盤状の研
削用といしの縁部で、歯車の歯溝を構成する一方および
他方の歯型面を研削する歯車研削方法において、上記研
削用といしの縁部を構成する一方あるいは他方の研削面
と上記歯溝を構成する一方あるいは他方の歯型面とを選
択的に接触させ、かつ上記研削面と上記歯型面とを歯高
方向に転接させることで上記歯型面の研削を行う工程を
有することを特徴とする歯車研削方法である。

【００１３】第４の手段は、第３の手段の歯車研削方法
において、前記工程は、歯型面と上記研削用といしの研
削面とをそれぞれ互いに対応する複数の点に分割し、各
点の座標を順に一致させると共に、各点における法線角
度を一致させることで、上記研削用といしの研削面と上
記歯型面とを歯高方向に転接させる工程を含むことを特
徴とするものである。

【００１４】第５の手段は、第３の手段の歯車研削方法
において、前記工程を行う際に、上記研削用といしを歯
すじ方向に所定速度で送り駆動する工程を含むことを特
徴とするものである。

【００１５】第６の手段は、歯車の歯溝を構成する一方
および他方の歯型面を研削する歯車研削用といしにおい
て、回転駆動されることで上記一方あるいは他方の歯型
面を選択的に研削できる縁部を有し、この縁部は、上記
一方の歯型面を研削できる一方の研削面と他方の歯型面
を研削できる他方の研削面とを有し、上記一方の研削面
は、上記一方の歯型面と歯高方向に転接しうる曲面を有
し、上記他方の研削面は、上記他方の歯型面と歯高方向
に転接しうる曲面を有することを特徴とする歯車研削用
といしである。

【００１６】第７の手段は、第６の手段の歯車研削用と
いしにおいて、上記縁部の厚さは、上記歯溝を構成する
一方の歯型面と他方の歯型面間の距離よりも薄く形成さ
れていることを特徴とするものである。

【００１７】第８の手段は、第７の手段の歯車研削用と
いしにおいて、上記縁部の厚さは、上記一方の研削面が
上記一方の歯型面の歯先あるいは歯元に接している際
に、他方の研削面が上記他方の歯型面の歯元あるいは歯
先に接しない寸法を有し、かつ、上記他方の研削面が上
記他方の歯型面の歯先あるいは歯元に接している際に、
上記一方の研削面が上記一方の歯型面の歯元あるいは歯
先に接しない寸法を有することを特徴とするものであ
る。

【００１８】第９の手段は、第６の手段の歯車研削用と
いしにおいて、上記縁部を構成する一方および他方の研
削面の曲面は、前記歯車と同一のモジュ−ルで上記歯車
よりも歯数の少ない基準歯車を基準とし、この基準歯車
の歯溝を構成する一方および他方の歯型面と略同一の形
状に形成されていることを特徴とするものである。

【００１９】第１０の手段は、第６の手段の歯車研削用
といしにおいて、上記縁部を構成する一方および他方の
研削面の曲面は、外歯歯車を研削する場合には、前記歯
車と同一のモジュ−ルで上記歯車よりも歯数の多い基準
歯車を基準とし、この基準歯車の歯溝を構成する一方お
よび他方の歯型面と略同一の形状に形成されていること
を特徴とするものである。

【００２０】

【作用】第１の手段の装置によれば、歯車の歯溝を構成
する歯型面間の距離よりも薄く形成された縁部を有しか
つこの縁部を構成する一方および他方の研削面が曲面を
なす研削用といしを用いるようにしたことで、外歯歯車
であっても内歯歯車であっても、その歯溝を所望の形状
に研削することができる。また、工具の研削面と歯型面
とを転接させることで、歯型面の研削を滑りなく、全歯
型面に亘って均一に行うことができる（第２の手段）。

【００２１】第３の手段の方法によれば、工具の研削面
と歯型面とを転接させることで、歯型面の研削を滑りな
く、全歯型面に亘って均一に行うことができる。また、
このためには、第４の手段の方法をとることが好まし
い。また、第５の手段のように、同時に歯すじ方向にも
工具を進めることで、この歯型面の歯すじ方向の研削も
行うことができる。

【００２２】第６の手段に研削といしによれば、工具の
研削面を歯型面とを転接させることができるので、滑り
のない研削を行うことができる。また、第７、第８の手
段のように、この縁部の厚さを薄く形成することで工具
と歯型面との干渉を有効に防止できる。また、内歯歯車
を研削する場合、第９の手段のように、上記研削面の曲
面を実用上最も歯数の少ない基準歯車の歯型面と同一形
状にすれば、この基準歯車と同じモジュ−ルで歯数の多
いすべての歯車に対応することができる。

【００２３】一方、外歯歯車を研削する場合には、第１
０の手段のように、上記研削面の曲面を実用上最も歯数
の多い基準歯車の歯型面と同一形状にすれば、この基準
歯車と同じモジュ−ルで歯数の少ないすべての歯車に対
応することができる。

【００２４】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照して
説明する。図１（ａ）および（ｂ）は、この発明の歯車
研削装置の概略構成を示す正面図および平面図である。

【００２５】同図に２で示すのは、この装置によって研
削されるワ−クとしての内歯歯車である。この内歯歯車
２は、すでに歯切り盤等によって歯切り加工がなされ、
図１９を引用して示すように左側歯型面２ａおよび右側
歯型面２ｂが形成されている。また、この内歯歯車２に
は、上記歯切り加工の後、焼き入れが施されている。

【００２６】この装置では、図１に１１で示す円盤状の
研削といしを用い、この研削といし１１を回転させつ
つ、上記内歯歯車２との間で４軸方向（ＸＹθおよびＺ
の各方向）の相対運動をさせることで、この内歯歯車２
の歯型面２ａ、２ｂを所望の形状に研削するようになっ
ている。以下、この装置の構成について詳しく説明す
る。

【００２７】図１に１２で示すのは、この歯車研削装置
の架台であり、この架台１２上には、上記内歯歯車２を
保持しＸＹθ方向に位置決めするテ−ブル部１３と、上
記研削といし１１を保持しＺ方向に駆動する研削といし
駆動部１４とが設けられている。そして、上記テ−ブル
部１３と、研削といし駆動部１４は、同図（ａ）に１５
で示すＣＮＣ制御部によって制御されるようになってい
る。

【００２８】上記テ−ブル部１３は、上記架台１２上に
保持されたＸＹ駆動テ−ブル１６と、このＸＹ駆動テ−
ブル１６に保持されたθ駆動テ−ブル１７とからなる。
そして、このθ駆動テ−ブル１７には、その上面に上記
内歯歯車２を握持固定するためのチャック機構１８が設
けられている。

【００２９】すなわち、このチャック機構１８によって
保持された内歯歯車２は、このテ−ブル部１３が作動す
ることで、上記研削といし駆動部１４に保持された研削
といし１１に対して、その歯型面２ａ、２ｂをＸＹ面内
の任意の方向の移動させることができると共に、その位
置で上記歯型面２ａ、２ｂの傾きをθ方向の任意の角度
に傾けることができるようになっている。

【００３０】一方、上記研削といし駆動部１４は、上記
架台１２上に立設されたコラム１９と、このコラム１９
の前面に設けられたＺ駆動機構２０と、このＺ駆動機構
２０に取着されると共に上記テ−ブル部１３側に延出さ
れたア−ム２１と、このア−ム２１の先端部にその回転
軸線を水平にした状態で保持された前記研削といし１１
とからなる。

【００３１】すなわち、この研削といし駆動部１４は、
前記研削といし１１を水平軸線回りに高速で回転駆動す
ると共に、この研削といし１１を上記位置決めされた内
歯歯車２の歯型面２ａ（２ｂ）に摺接させつつＺ方向に
駆動することで、この内歯歯車２の歯型面２ａ（２ｂ）
を研削できるようになっている。

【００３２】次に、上記研削といし１１の構成について
説明する。この研削といし１１は、図１（ａ）、（ｂ）
に示すように円盤状をなし、ボラゾン等の砥粒を電着す
ることによって構成された縁部１１ａを有する。この研
削といし１１の縁部１１ａの形状は、基準と定められた
モジュ−ルおよび歯数の内歯歯車２´（ワ−ク）に対し
て、次のような形状を有する。

【００３３】図２（ａ）は、基準（内歯）歯車２´の歯
型面２´ａ、２´ｂの形状と研削といし１１の縁部１１
ａの形状の関係を示すものである。上記基準歯車２´
は、任意のモジュ−ルにおいて、実用上歯数が最も少な
いと考えられる歯車が選択される。

【００３４】上記研削といし１１の縁部１１ａは、左側
および右側の研削面１１ｂ、１１ｃから構成される。そ
して、それぞれの研削面１１ｂ、１１ｃは上記基準歯車
２´の左側歯型面２´ａおよび右側歯型面２´ｂと同形
状に形成されている。ただし、この縁部１１ａの厚さｔ
は、上記歯型面間の距離Ｔよりも小さくなるように薄く
形成されている。

【００３５】なお、この研削といし１１は、この基準歯
車２´を研削するのには用いられず、同図２（ｂ）に示
すような、上記基準歯車２´とモジュ−ルが等しく、こ
の基準歯車２´よりも歯数が多い内歯歯車２（前記ワ−
ク）の研削に用いられる。

【００３６】なお、この図２（ｂ）に示すような歯数の
多い内歯歯車２の歯型面２ａ、２ｂの形状は、その接線
角度の変化が上記基準歯車２´の歯型面２´ａ、２´ｂ
の接線角度の変化よりも小さくなっているのが特徴であ
る。

【００３７】なお、この研削といし１１と図１９および
図２０に挙げた従来の研削といし１、３とを比較する
と、上記総型といし１（図１９）は上記縁部１ａが歯溝
と全く同じ形状に形成されている点（厚さも同じ）で異
なり、皿型といし３（図２０）は、その研削面３ａが平
坦になっている点で異なるものである。

【００３８】次に、上記ＣＮＣ制御部１５によるこの装
置の制御（研削方法）について説明する。このＣＮＣ制
御部１５は、あらかじめプログラムされた研削方法に基
づいて上記テ−ブル部１３および研削といし駆動部１４
を作動させ、４軸同時制御により上記研削を行うように
なっている。

【００３９】上記研削方法は、従来の総型といしを用い
た研削方法（図１９）や創成運動を用いた研削方法（図
２０）とは全く異なるものであり、具体的には、次に説
明するようにして行う。以下、この研削工程を図３以下
に示すフロ−チャ−トを参照して説明する。

【００４０】この研削工程は、図３に示すように、研削
準備処理工程と、研削処理工程と、寸法測定工程と、補
正および再研削工程とからなる。研削準備処理工程は、
図４に示すように、上記研削といし１１の取り付け工程
と、研削されるワ−ク（内歯歯車２）の歯溝形状（歯型
面２ａ、２ｂの形状）に対応するプログラムの入力工程
と、ワ−クの取付け工程とからなる。

【００４１】上記ワ−クとなる内歯歯車２は、上述した
ように、基準歯車２´と同一モジュ−ルでかつ基準歯車
２´よりも歯数の多い歯車である。また、この内歯歯車
２は、すでに前工程において歯切り加工され、焼入れさ
れている。

【００４２】一方、この発明の要部である研削処理工程
は、図５に示すように上記内歯歯車２の歯溝毎に行われ
る。すなわち、この内歯歯車の端数がｚ個である場合、
第１、第に、第３、……第ｎ、……第ｚの順で各歯溝の
研削を行っていく。以下、第ｎ歯溝の研削処理工程を図
８に示す第ｎ歯溝の斜視図および図６、図７のフロ−チ
ャ−トを参照して説明する。

【００４３】この第ｎ歯溝の研削処理においては、図９
に示すように、まず、「研削サイクル数」と「送りピッ
チ」を決定する。この研削方法における１サイクルの研
削は図８に実線の矢印で示すように、（イ）左側歯型面
の歯先から歯元への研削、（ロ）右側歯型面の歯元から
歯先への研削、（ハ）右側歯型面の歯先から歯元への研
削、（ニ）左側歯型面の歯元から歯先への研削で完了す
る。そして、この１サイクルの研削を行う間に、上記研
削といし１１は歯すじ方向（Ｚ方向に）寸法ｐだけ送ら
れることとなる。この寸法ｐがＺ送りピッチとなる。

【００４４】この実施例では、図８に示すように全歯す
じの研削を３サイクルで終了するようになっており、歯
すじ寸法Ｐの３分の１の寸法ｐがＺ送りピッチとなる。
次に、図６中に示された第ｎサイクル（個の実施例で
は、第１、第２、第３の各サイクル）の研削処理を図７
のフロ−チャ−トおよび図２（ｂ）、図９、図１０を参
照して説明するまず、図２（ｂ）に示すように、内歯歯
車２の上記左側歯型面２ａおよび右側歯型面２ｂを、歯
先から歯元に向かって等間隔に任意の数の第１〜第ｚ点
に分割する。この実施例では、第１〜第９の点に分割さ
れている。

【００４５】ついで、上記研削といし１１の研削面１１
ｂ、１１ｃを、上記歯型面２ａ、２ｂの各点と等間隔に
第１´〜第ｚ´点に分割する。この実施例では、第１´
〜第９´点に分割されている。

【００４６】この発明では、上記歯型面２ａの第ｎ点
を、上記研削面の第ｎ´点で研削できるように、上記テ
−ブル部１３と上記研削といし駆動部１４を作動させ、
上記内歯歯車２と研削といし１１とを相対駆動する。

【００４７】この相対駆動を図９および図１０を参照し
て説明する。図１０は、上記歯型面２ａの点１、点２
と、上記研削といし１１の点１´、点２´点の部分を拡
大して示した概略図である。

【００４８】この図（ａ）において、歯型面２ａの点１
における座標を（Ｘ１、Ｙ１）、この点における法線を
θ１とする。一方、上記研削といし１１の点１´の座標
を（Ｘ１´、Ｙ１´）、この点における法線をθ１´と
する。

【００４９】上記制御部１５は、上記テ−ブル部１３の
θテ−ブル１７を作動させ上記内歯歯車２の傾きを制御
することで、上記内歯歯車２の点１における法線角度θ
１を上記歯型面２ａの法線角度θ１´に一致させる。つ
いで、上記テ−ブル部のＸＹテ−ブル１６を作動させる
ことで、上記内歯歯車２をＸＹ方向に駆動し、上記歯型
面２ａの点１の座標を研削といし１１の点１´の座標
（Ｘ１´、Ｙ１´）に一致させる。

【００５０】このことで、図１０（ｂ）に示すように、
上記研削といし１１の点１´と上記内歯歯車の点１どう
し点接触する。上記研削といし１１は回転駆動されてい
るので、この点１から内歯歯車２の歯型面２ａの研削が
開始される。この状態を示したのが、図９（ａ）であ
る。

【００５１】次に、この制御部１５は、歯型面２ａの研
削を点１から微小距離ｄｓだけ離れた点２に進める。こ
の場合、上記研削といし１１の点１´から同じ距離ｄｓ
だけ離れた点２´で上記歯型面２ａの点２の切削を行
う。

【００５２】今、図１０（ｂ）において、上記点２の座
標を（Ｘ２、Ｙ２）とし、この点における法線角度をθ
２とする。また、上記点２´の座標を（Ｘ２´、Ｙ２
´）とし、この点における法線角度をθ２´とする。

【００５３】上記点１から点２へと研削を進めるには、
上記点１の場合と同様に、点２を点２´と一致させるよ
うに上記テ−ブル部１３を制御すれば良い。すなわち、
上記制御部１５は、上記テ−ブル部１３を作動させて上
記内歯歯車２をＸＹθ方向に位置決め駆動し、上記内歯
歯車２の歯型面２ａの点２の座標（Ｘ２、Ｙ２）を上記
研削といし１１の点２´の座標（Ｘ２´、Ｙ２´）に一
致させると同時に上記内歯歯車２を時計回りに回転させ
ることで、上記点２における法線角度をθ２を上記２´
における法線角度θ２´に一致させる。このことで、上
記研削位置は、点２から点２´に移動する。

【００５４】このような制御を繰り返すことで、点１か
ら、歯型面２ａの歯の高さ方向（歯高方向）に歯先から
歯元へ向かって切削を進めていく。図９（ｂ）は、点４
の切削を行っている状態を示すものであり、この研削
は、この点４からさらに、図９（ｃ）に示すように点９
に進められる。

【００５５】なお、図９において、上記内歯歯車２の歯
型面２ａ、２ｂに二重線で示すのは「研削しろ」であ
り、この研削しろを削り取るように研削が進められてい
く。このような方法によれば、上記内歯歯車２の歯型面
２ａ、２ｂと研削といし１１の研削面１１ａ、１１ｂと
を転接させるようにして、各点において滑りなく確実に
研削を行うことができる。

【００５６】なお、この研削といし１１の厚さｔは、前
述したように左右の歯型面の距離Ｔよりも小さく薄く形
成されているので（図２参照）、図９（ａ）に示すよう
に、左側研削面（点１´）で上記左歯型面２ａの歯元部
分（点１付近）を研削する際、この研削といし１１の右
側研削面１１ｃが上記ワ−クの右側歯型面２ｂの歯元部
分（点９付近）に干渉することを防止できる。

【００５７】また、図９（ｃ）に示すように、左側研削
面（点９´）で上記左歯型面２ａの歯先部分（点９）を
研削する際、この研削といし１１の右側研削面１１ｃが
上記ワ−クの右側歯型面２ｂの歯先部分に干渉すること
を防止できる。

【００５８】このようにして左側歯型面２ａの研削が終
了したならば、同様の方法により、上記研削といし１１
の右側研削面１１ｃで上記内歯歯車２の右側歯型面２ｂ
を研削するようにする。この際、反対に、点ｚから点１
（歯元から歯先）に向かって研削を進めるようにする
（図８に（ロ）で示す工程）。

【００５９】ついで、図７のフロチャ−トの下３段に示
すように、続けて、右側歯型面２ｂの歯先から歯元の間
での研削（図８に示す（ハ））および左側歯型面２ａの
歯元から歯先までの研削（図８に示す（ニ））を行うこ
とで、１サイクルの研削処理が終了する。

【００６０】この実施例では、前述したようにこのサイ
クルを３回行うことで、１歯溝の研削を終了し、このよ
うな研削を歯溝毎に繰り返すことで上記内歯歯車２全体
の研削を終了する。

【００６１】なお、すべての歯溝の研削が終了したなら
ば、図３に示すように歯型面２ａ、２ｂの寸法測定を行
う。測定結果が許容寸法範囲に入っている場合には、研
削は終了する。一方、許容寸法から外れている場合に
は、補正および再研削が行われる。

【００６２】このような構成によれば、以下に説明する
効果を得ることができる。第１に、研削するワ−ク（内
歯歯車２）の歯数が変更された場合であっても同じ形状
の研削といし１１で研削を続行できる効果がある。

【００６３】すなわち、従来の総型といしを用いた方法
では、上記内歯歯車の歯溝と全く同じ形状の縁部を有す
る研削といしを用意する必要があるので、歯数等が変更
されると、それに対応する形状の研削といしを新たに用
意する必要があった。

【００６４】一方、この発明によれば、基準歯車２´と
同一のモジュ−ルであればこの基準歯車２´よりも歯数
の多いすべての内歯歯車２の研削に、同一形状の研削と
いし１１で対応することができる。したがって、基準歯
車２´として、同一のモジュ−ルで実用上最も少ない歯
数であると考えられる歯車を選択すれば、略すべての内
歯歯車２に対応することができる効果がある。

【００６５】なお、上記研削面１１ｂ、１１ｃの形状を
基準歯車２´と同一の形状としたのは、この基準歯車２
´よりも歯数の多い歯車２の歯型面２ａ、２ｂの傾き角
度の変化率は、この基準歯車２´の歯型面２´ａ、２´
ｂの傾き角度の変化率よりも常に小さくなるからであ
る。すなわち、これにより、上記研削面１１ｂ、１１ｃ
を、基準歯車２´よりも歯数の多いすべての内歯歯車２
の歯型面２ａ、２ｂに対して上記歯高方向に転接させる
ことができるからである。

【００６６】第２に、滑りを生じることなく研削を行え
るから、研削効率が向上する効果がある。すなわち、従
来、内歯歯車について理論的に正確な研削を行える研削
方法として創成運動を利用した研削方法があったが、こ
の研削方法であると、研削といしと歯型面との間に滑り
が生じることとなり、特に歯先と歯元の部分で研削効率
が低下する。

【００６７】しかし、この方法であれば、４軸制御によ
り、上記研削といし１１と上記歯型面２ａ、２ｂとを、
歯高方向に沿うすべての点において、滑らせることなく
転接させることができる。このため、歯型面２ａ、２ｂ
の歯高方向全長（歯先から歯元）に亘って均一な研削結
果を得ることができ、研削効率を向上させることができ
る効果がある。

【００６８】なお、研削といし１１と歯型面２ａ、２ｂ
との間に滑りが生じることを防止できることにより、上
記研削といし１１の磨耗を低減することができ、工具寿
命を延ばすことができる効果もある。

【００６９】第３に、この実施例では、歯型面を全歯す
じに亘って一気に研削するのではなく、上記研削点を上
記歯すじ方向と略直行する方向（歯高方向）に往復さ
せ、この工程を複数サイクル繰り返すことで、一つの歯
溝の研削を行うようにした（図８）。このことで、より
高速で精度の良い研削を行うことができる効果がある。

【００７０】すなわち、従来の総型といしを用いた研削
や創成運動を利用した研削の場合には、上記研削といし
を歯すじ方向（Ｚ方向）に往復させることで歯溝の研削
を行っていた。

【００７１】しかし、この発明においてこのような方法
を採ると、分割する点数によっては、研削の終了に非常
に時間がかかることとなる恐れがある。また、分割する
点数を少なく設定すれば、その分仕上げ精度が低下する
こととなる。

【００７２】そこで、この発明では、歯型面２ａ、２ｂ
の仕上げ寸法が許容寸法に入る範囲内で１サイクルにお
ける歯すじ方向の送り寸法ｐを設定し、このＺ方向に送
る間に上記研削点を上記歯すじ方向と略直行する方向に
往復させることで、数サイクルで研削を終了させるよう
にした。

【００７３】このことで、所望の寸法精度を維持しつつ
比較的短時間で歯溝の研削を終了することができる効果
がある。第４に、上記研削といし１１の縁部１１ａの厚
さを、歯溝を構成する歯型面間２ａ、２ｂの距離よりも
薄くしたので、研削中に、この縁部１１ａと歯型面２
ａ、２ｂとが干渉することを有効に防止できる効果があ
る。

【００７４】第５に、強度が高くコンパクトでかつ精度
の高い内歯歯車を多品種少量生産することができる効果
がある。すなわち、内歯歯車は、外歯歯車と比較して特
殊な歯車であり、用途も限定されている。この発明によ
って得ることを目的とする内歯歯車は、例えば、風力発
電機のギアボックスに用いられるものであり、多品種な
上に生産個数は限られており、かつコンパクトで品質
（強度、寸法精度も含む）の良いものが要求される。こ
の風力発電機に用いる歯車において品質の向上は、発電
作業の信頼性を向上させるだけでなく、騒音の定価につ
ながるものであり、非常に重要な要件となっている。

【００７５】コンパクトで強度が高く、寸法制度の良い
歯車を得るには、ワ−クに歯切り加工を行った後焼き入
れを施し、これを研削により精密寸法に仕上げることが
好ましい。また、多品種少量生産に対応するためには、
一種類の研削といしで多種類の歯車に対応することがで
きることが必要となる。

【００７６】このような内歯歯車の研削を行う場合、前
記総型といしを用いる方法では、多品種少量生産に対応
することができないため適用が困難である。また、上記
創成運動を利用する研削方法の場合、創成運動を行うた
めに相当のスペ−スが必要となるために、コンパクトな
歯車の研削が難しい。また、強度の高く寸法精度の要求
が厳しい歯車を作成する際には、前記滑りおよび磨耗が
非常に問題となる。

【００７７】このため、従来の方法は、焼き入れ後のコ
ンパクトな内歯歯車の研削には適しておらず、このよう
な歯車の作成は非常に困難であった。しかし、この発明
の装置によれば、一種類の研削といし１１で多種類の内
歯歯車２を研削することができ、かつ創成運動を行わな
いので、滑りおよび磨耗の問題も少ない。したがって、
従来の装置の欠点を解消した研削を行うことができ、コ
ンパクトで強度の高く、寸法制度の良い歯車を多品種少
量生産することが容易になる効果がある。

【００７８】次に、この発明の第２の実施例について説
明する。なお、上記第１の実施例と同一の構成要素につ
いては同一符号を付してその説明は省略する。この実施
例では、上記第１の実施例で説明した研削処理工程を
「仕上げ研削処理工程」とし、その前工程として、図１
２に示すように、粗研削処理工程を行うようにしたもの
である。

【００７９】この粗研削処理工程を図１３、図１４のフ
ロ−チャ−トおよび図１１を参照して説明する。この粗
研削処理工程では、上記歯型面２ａ、２ｂおよび研削面
１１ｂ、１１ｃを前記仕上げ工程よりも少ない点に分割
して研削を行う。この実施例では図１１に示すように３
点に分割している。

【００８０】ついで、上記研削といし１１を回転駆動さ
せつつ、前述したのと同様の方法により上記歯型面２ａ
の点１を上記研削といし１１の点１´に接触させる。つ
いで、図１１（ａ）に（ホ）で示すように、上記研削と
いし１１をＺ方向に全歯すじ寸法に亘って移動させて研
削を行う。

【００８１】続いて、（ヘ）、（ト）に示すように、点
２、点３についても、全歯すじ寸法に亘る研削を行う。
このことで、左側歯型面２ａの研削が終了したならば、
右側歯型面２ｂも同様の方法で研削を行う。ただし、こ
の右側研削面２ｂについては、点３、点２、点１の順で
行うようにする。

【００８２】このことで、粗研削工程が終了する。この
粗研削工程終了後の研削面２ａ、２ｂの形状は、極端に
表現すると図１１（ｂ）のようになる。すなわち、上記
分割点の数が少なく、かつ、全歯すじ寸法に亘って一度
に研削しているので、各点間に研削しろが残ることとな
る。

【００８３】図１２に示すように、この粗研削が終了し
たならば、寸法測定を行い、この残った研削しろの大き
さが許容寸法内に入るかを測定する。このとき、許容寸
法内に入るようであれば、この内歯歯車２の研削は終了
し、入らなければ、続いて、前述した仕上げ研削処理工
程（第１の実施例）を行うようにする。

【００８４】このような構成によれば、上記歯型面の研
削を粗研削と仕上げ研削で行うようにしたので、より精
度の高い研削を行うことができる効果がある。また、こ
の内歯歯車２に要求される許容寸法の大きさによって
は、上記粗研削だけで研削を終了することもでき、この
場合には、より短時間で研削を終了することができる効
果がある。

【００８５】次に、この発明の第３の実施例について説
明する。この第３の実施例は、図１５に示すように、外
歯歯車２５の研削を行うものである。この外歯歯車２５
の研削についても、上記第１あるいは第２の実施例と同
様の方法で行うことが可能である。

【００８６】この実施例で用いる研削といし２６の縁部
２６ａは、図１５に示すような形状をなすものであり、
内歯歯車２用の研削といし１１の場合とは逆に、同一の
モジュ−ルで実用上最も多い歯数と考えられる外歯歯車
の歯溝と同一の形状を有する。

【００８７】すなわち、外歯歯車２５の場合には、前記
内歯歯車２の場合とは逆に、同一のモジュ−ルであれ
ば、歯数が多くなるほど、歯型面２５ａ、２５ｂの傾き
角度の変化率が大きくなり、これに対応するには、最も
傾き角度の変化率の小さい歯型面を有する外歯歯車（基
準歯車）に合わせて上記研削といし２６の歯型面２６
ｂ、２６ｃを形成するようにすれば良いのである。

【００８８】なお、この研削といし２６の縁部２６ａの
厚さは、内歯歯車２用の研削といし１１と同様に、上記
基準歯車の歯型面間の距離よりも小さく（薄く）形成さ
れている。

【００８９】このような研削といし２６を用いて、上記
基準歯車と同一モジュ−ルでかつ歯数が少ない外歯歯車
２５を研削するようにすれば、上記第１、第２の実施例
と同様の方法で研削を行うことができる。

【００９０】すなわち、この実施例では、同図に示すよ
うに、上記外歯歯車２５の左側および右側の歯型面２５
ａ、２５ｂを１〜１２（ｚ）の各点に分割し、上記研削
といし２６の左側および右側の研削面２６ｂ、２６ｃを
これに対応する１´〜１２´（ｚ´）の点に分割する。

【００９１】ついで、点ｎと点ｎ´の座標および法線角
度が一致するように上記テ−ブル部１３を制御すること
で、図１６（ａ）〜（ｃ）に示すように、上記研削とい
し２６の研削面２６ｂ（２６ｃ）を上記歯型面２５ａ
（２５ｂ）に対して歯高方向に転接させることができ、
上記第１の実施例と同様の研削を行うことができる。

【００９２】このような構成によれば、外歯歯車２５の
研削においても、上記第１、第２の実施例と同様の効果
を得ることができる。また、このような研削装置によれ
ば、同一の装置および同一のプログラムで内歯歯車２と
外歯歯車２５の両方に対応することができる。また、こ
のとき、内歯用および外歯用の一組の研削といし１１、
２６を用意するだけで、同一のモジュ−ルであれば歯数
の異なる多種類の歯車の研削に対応することができる効
果がある。

【００９３】なお、この発明は、上記一実施例に限定さ
れるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で種々
変形可能である。例えば、上記研削といし１１、２６の
形状は上記一実施例に限定されるものではなく、上記内
歯歯車２あるいは外歯歯車２５の歯型面に転接できる曲
面を有していれば、単なる円弧面であっても良い。例え
ば、内歯歯車２については、外側に凸なる円弧面を有
し、外歯歯車２５については内側に凹なる円弧面を有す
る研削といしを用意すれば良い。このような構成によれ
ば、上記研削といしの形成がより容易となる。

【００９４】また、上記一実施例では、ワ−クは内歯歯
車２と外歯歯車２５であったが、これに限定されるもの
ではなく、他の種類の歯車、例えばかさ歯車等であって
も良い。

【００９５】さらに、上記一実施例では、上記ワ−クと
しての歯車２、２５をＸＹθ方向に駆動し、上記研削と
いし１１、２６をＺ方向に駆動するようにしたが、これ
に限定されるものではない。要は、両者を４軸方向に相
対運動できる構成であれば良い。

【００９６】なお、上記一実施例で説明した研削といし
１１、２６は、縁部の厚さが、基準歯車の歯溝よりも薄
く形成されたものであった。しかし、歯車の寸法精度の
要求が厳しくない場合には、厚さが歯溝と略等しい研削
といしを用いて研削を行うことも可能である。以下、こ
の場合に用いる研削といしおよび研削方法について説明
する。

【００９７】まず、図１７に示すのは、外歯歯車どうし
の噛み合い状態を示す概略構成図である。そして、図に
（チ）で示すのは噛み合い線である。この図において、
噛み合い線（チ）の噛み合い寸法（点１から点６までの
寸法）分を５等分し、図に示すように点１〜点６（噛み
合い点）をとる。

【００９８】図の下側に示す歯車２５は、外歯歯車であ
り、上記各点１〜点６を歯型面２５ａ、２５ｂに移す
と、図１８（ａ）に示す点１〜点６に示すようになる。
この図において、２６´で示すのは、研削といしであ
る。この研削といし２６´の縁部２６´ａは、その「厚
さ」を含め上記歯車２５の歯溝とまったく同一の形状を
有する。

【００９９】次に、上記研削といし２６´の研削面２６
´ｂ、２６´ｃに、図に示すように点１´〜６´を設定
する。この点１´〜６´は、図１７の上側に示す外歯歯
車３０の歯型面３０ａ、３０ｂに、下側に位置する外歯
歯車２５の上記点１〜点６と噛み合う点をとり（図示し
ない）、この各点と同じ間隔を有する点を上記研削とい
し２６´の研削面２６´ｂ、２６´ｃ上にとったもので
ある。

【０１００】図に示すように、上記点１〜点６は略等間
隔（ｔ1 ）であるのに対し、上記点１´〜点６´の各点
間の間隔は、上記歯車の歯元に対応する部分でｔ1 より
長く（ｔ2 ）、歯先に対応する部分でｔ1 より短くなっ
ている（ｔ3 ）。

【０１０１】この例においては、上記第１の実施例と略
同じ制御方法によって、歯型面２５ａ、２５ｂの点ｎ
（１〜６）と研削面２６´ｂ、２６´ｃの点ｎ´（１´
〜６´）とが互いに接し、かつ各点どうしの法線角度が
等しくなるように上記研削といし２６´あるいは歯車２
５を相対駆動する。なお、このとき上記研削といし２６
を高速で回転駆動するようにする。

【０１０２】このような制御を行うことで、上記研削と
いし２６´は研削している歯型面（２５ａあるいは２５
ｂ）と向かい合う他方の歯型面に食い込むことなく、そ
の歯型面の研削を歯元から歯先に亘って行うことができ
る。

【０１０３】なお、内歯歯車の研削についても、図１８
（ｂ）に示すように点１〜点６および点１´〜点６´を
とれば、歯溝と全く同様の形状を有する縁部１１´ａを
有する研削といし１１´を用いて同様の方法で研削を行
うことができる。

【０１０４】

【発明の効果】以上述べたような構成によれば、内歯歯
車、外歯歯車を問わず、同一形状の研削といしで、実用
上十分な歯数の範囲に亘って、かつ、その歯型面を滑り
を生じることなく効率良く研削できる効果を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を示す正面図および上
面図。

【図２】同じく、歯車と研削といしの形状の関係を示す
概略横断面図。

【図３】同じく、フロ−チャ−ト。

【図４】同じく、フロ−チャ−ト。

【図５】同じく、フロ−チャ−ト。

【図６】同じく、フロ−チャ−ト。

【図７】同じく、フロ−チャ−ト。

【図８】同じく、歯溝を拡大して示す斜視図。

【図９】同じく、研削工程を示す横断面図。

【図１０】同じく、拡大して研削工程を示す横断面図。

【図１１】第２の実施例を示す斜視図および横断面図。

【図１２】同じく、フロ−チャ−ト。

【図１３】同じく、フロ−チャ−ト。

【図１４】同じく、フロ−チャ−ト。

【図１５】第３の実施例を示す拡大横断面図。

【図１６】同じく、工程図。

【図１７】他の実施例を示す概略構成図。

【図１８】同じく他の実施例を示す概略構成図。

【図１９】従来例の研削方法を示す横断面図。

【図２０】従来例の研削方法を示す横断面図。

【符号の説明】

２…内歯歯車（歯車）、２ａ…左側歯型面、２ｂ…右側
歯型面、１１…研削といし（研削用といし）、１１ａ…
縁部、１１ｂ…右側研削面、１１ｃ…左側研削面、１３
…テ−ブル部（歯車保持部、駆動手段）、１４…研削と
いし駆動部（研削用といし保持部、駆動手段）、１５…
ＣＮＣ制御装置（制御手段）、２５外歯歯車（歯車）、
２６…研削といし。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 歯車の歯溝を構成する一方および他方の
   歯型面を研削する歯車研削装置において、 円盤状をなし、上記歯型面間の距離よりも薄く形成され
   た縁部を有し、かつこの縁部を構成する一方および他方
   の研削面が曲面をなす研削用といしと、 この研削用といしを保持し、かつこの研削用といしを回
   転駆動する研削用といし保持部と、 上記歯車を保持する歯車保持部と、 上記研削用といし保持部と歯車保持部とを相対的に駆動
   することで、上記研削用といしで上記歯車の歯型面の研
   削を行わせる駆動手段とを有することを特徴とする歯車
   研削装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の歯車研削装置において、 上記駆動手段を制御し、上記研削用といしの縁部の一方
   あるいは他方の研削面と上記歯溝を構成する一方あるい
   は他方の歯型面とを選択的に接触させると共に上記研削
   面と上記歯型面とを歯高方向に転接させる制御手段を有
   することを特徴とする歯車研削装置。
3. 【請求項３】 回転駆動される円盤状の研削用といしの
   縁部で、歯車の歯溝を構成する一方および他方の歯型面
   を研削する歯車研削方法において、 上記研削用といしの縁部を構成する一方あるいは他方の
   研削面と上記歯溝を構成する一方あるいは他方の歯型面
   とを選択的に接触させ、かつ上記研削面と上記歯型面と
   を歯高方向に転接させることで上記歯型面の研削を行う
   工程を有することを特徴とする歯車研削方法。
4. 【請求項４】 請求項３記載の歯車研削方法において、 上記工程は、 歯型面と上記研削用といしの研削面とをそれぞれ所定間
   隔の複数の点に分割し、 各点の座標を順に一致させると共に、各点における法線
   角度を一致させることで、上記研削用といしの研削面と
   上記歯型面とを歯高方向に転接させる工程を含むことを
   特徴とする研削方法。
5. 【請求項５】 請求項３記載の歯車研削方法において、 前記工程を行う際に、上記研削用といしを歯すじ方向に
   所定速度で送り駆動する工程を含むことを特徴とする。
6. 【請求項６】 歯車の歯溝を構成する一方および他方の
   歯型面を研削する歯車研削用といしにおいて、 回転駆動されることで上記一方あるいは他方の歯型面を
   選択的に研削できる縁部を有し、 この縁部は、上記一方の歯型面を研削できる一方の研削
   面と他方の歯型面を研削できる他方の研削面とを有し、 上記一方の研削面は、上記一方の歯型面と歯高方向に転
   接しうる曲面を有し、 上記他方の研削面は、上記他方の歯型面と歯高方向に転
   接しうる曲面を有することを特徴とする歯車研削用とい
   し。
7. 【請求項７】 請求項６記載の歯車研削用といしにおい
   て、 上記縁部の厚さは、 上記歯溝を構成する一方の歯型面と他方の歯型面間の距
   離よりも薄く形成されていることを特徴とする歯車研削
   用といし。
8. 【請求項８】 請求項７記載の歯車研削用といしにおい
   て、 上記縁部の厚さは、 上記一方の研削面が上記一方の歯型面の歯先あるいは歯
   元に接している際に、他方の研削面が上記他方の歯型面
   の歯元あるいは歯先に接しない寸法を有し、 かつ、上記他方の研削面が上記他方の歯型面の歯先ある
   いは歯元に接している際に、上記一方の研削面が上記一
   方の歯型面の歯元あるいは歯先に接しない寸法を有する
   ことを特徴とする歯車研削用といし。
9. 【請求項９】 請求項６記載の歯車研削用といしにおい
   て、 上記縁部を構成する一方および他方の研削面の曲面は、 内歯歯車を研削する場合には、 前記歯車と同一のモジュ−ルで上記歯車よりも歯数の少
   ない基準歯車を基準とし、この基準歯車の歯溝を構成す
   る一方および他方の歯型面と略同一の形状に形成されて
   いることを特徴とする歯車研削用といし。
10. 【請求項１０】 請求項６記載の歯車研削用といしにお
    いて、 上記縁部を構成する一方および他方の研削面の曲面は、 外歯歯車を研削する場合には、 前記歯車と同一のモジュ−ルで上記歯車よりも歯数の多
    い基準歯車を基準とし、この基準歯車の歯溝を構成する
    一方および他方の歯型面と略同一の形状に形成されてい
    ることを特徴とする歯車研削用といし。