JPH02109632A - 歯車研削装置の過負荷保護装置 - 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〉 本発明は、歯車形状の砥石を用いて歯車の研削加工を行
なう歯車研削装置における過負荷保護装置に関する。

〈従来の技術〉 近年、熱処理した後の歯車を効率良く仕上げろ焼入歯車
仕上機（ハードギヤフィニッシャ−）の開発が進められ
ている。八−ドギヤフイニツシヤ−は、歯車形状のＣＢ
Ｎ　（立方晶窒化硼素）砥石（以下単に砥石と記す）を
用い、この砥石を被加工歯車と軸受差角を持たせて噛み
合わせ、砥石と被加工歯車とを同期駆動させて歯筋方向
にすべりを生じさせると共に砥石を被加工歯車側に押し
付けて被加工歯車の研削仕上げを行なうものである。

砥石と被加工歯車とを同期させる機構を第３図に基づい
て説明する。

駆動モータ１の出力軸２には歯車形状の砥石３が設けら
れると共に、出力軸２には砥石３と同じ歯数のマスター
駆動歯車４が設けられている。砥石３とマスター駆動歯
車４の間におけろ出力軸２にはバックラッシ除去用のカ
ップリング５が設けられている。一方、従動軸６には砥
石３に噛み合う被加工歯車７と、マスター駆動歯車４に
噛み合う被加工歯車７と同じ歯数のマスター従動歯車８
とが設けられている。出力軸２と従動軸６とには所定の
軸交差角が設けられている。

駆動モータ１の駆動により出力軸２が回転すると、砥石
３が回転すると共にカップリング５を介してマスター駆
動歯車４が回転する。

マスター駆動歯車４の回転によりこれに噛み合うマスタ
ー従動歯車８が回転して従動軸６を介して被加工歯車７
が回転し、被加工歯車７はマスター駆動歯車４及びマス
ター従動歯車８を介して砥石３の回転に同期して駆動さ
れろことになる。

ところが、第３図で示した同期機構によると、マスター
駆動歯車４及びマスター従動歯車８を介して砥石３と被
加工歯車７の同期をとるようにしているので、砥石３や
被加工歯＄７の種類に応じてマスター駆Ｗｈ歯車４及び
マスター従動歯車８を用意する必要があった。

また、被加工歯車７が変更になる都度にマスター駆動歯
車４とマスター従動歯車８を交換しなければならず、段
取替えが大がか９になっていた。また、出力軸２と従動
軸６は軸交差角を持っているため、砥石３と被加工歯車
７との噛み合い状態と、マスター駆動歯車４とマスター
従動歯車８との噛み合い状態が異なり、正確な同期をと
ることが困難であった。

そこで、第４図に示すように、砥石３と被加工歯車７を
それぞれ独立した砥石駆動モータ９とワーク駆動モータ
１０とで駆動回転し、砥石駆動モータ９とワーク駆動モ
ータ１０のｍｓを数値制御によって行なって、砥石３と
被加工歯車７の回転を同期させるようにしたハードギヤ
フィニッシャ−が考えられている。

第５図にはこのハードギヤフィニッシャ−の正面視状態
を示しである。

ぺノド１１上にはテーブル１２が水平な一方向（Ｘ方向
）に往復動自在に支持され、テーブル１２上には主軸台
１３及びテールストック１４が支持されている。主軸台
１３とテールストック１４の間には被加工歯車７が保持
され、主軸台１３には主軸の駆動回転を行なって被加工
ｍ車７を回転させろワーク駆動モータｌＯが設けられて
いる。

一方、ペッド１ｊの後方に立設されたコラム１５にはヘ
ッドキャリア１６が＃ｇ直方向（Ｘ方向）に往復動可能
に支持され、ヘッドキャリア１６は上下動モータ２０に
よって往復駆動される。ヘッドキャリア１６にはカッタ
へラド１７が鉛直軸回り　（Ａ軸回り）で回動自在に支
持されている。カッタヘッド１７には歯車形状の砥石３
が回転中心が水平となるように取付けられ、カッタヘッ
ド１７の回動中心軸（Ａ軸）は砥石３の中心と一致して
イロ。カッタへラド１７にはカッタ主軸の駆動回転を行
なって砥石３を回転させる砥石駆動モータ９が設けられ
ている。

砥石駆動モータ９とワーク駆動モータｌＯの駆動は数値
制御によって行ない、砥石３と被加工歯車７の回転を同
期させろようにしている。

上述したハードギヤフィニッシャ−による研削方法を説
明する。

テーブル１２を移動させて砥石３と被加工歯車７の位置
を合わせ、上下動モータ２０Ｑ〕駆動によってヘッドキ
ャリア１６を下方に移動させて砥石３と被加工歯車７の
歯合わせを行なう。歯合わせを行なった後、砥石駆動モ
ータ９とワーク駆動モータ１０の駆動を行なって砥石３
と被加工歯車７を同期回転させる。

上下動モータ２０の駆動によってヘッドキャリア１６を
切削送り速度で下方に移動させ、砥石３を被加工歯車７
に押し付けてプランジカットによって被加工歯車７の歯
面の研削を行なう。定寸までヘッドキャリア１６を下降
させて研削が完了した後、上下動モータ２０の駆動によ
って早送りによりヘッドキャリア１６を上昇させて砥石
３と被加工歯車７の噛み合いを外す。

以上により被加工歯車７の歯面が砥石３によって研削さ
れ、所定の寸法及び面粗度に仕上げられる。

〈発明が解決しようとする課題〉 上述したハードギヤフィニッシャ−では、砥石駆動モー
タ９とワーク駆動モータ１０のＶ、動によって砥石３と
被加工歯車７を同期回転するようにしている。乙のため
、ノイズ等によって砥石駆動モータ９とワーク駆動モー
タ１０との同期駆動が電気的にずれると、砥石３と被加
工歯車との同期回転に狂いが生じ、砥石３と被加工歯車
７の噛み合い負荷が大きくなることがあった。また、加
工条件が厳しすぎたり、工具寿命に達した砥石３を用い
た場合にも砥石３と被加工歯車７の噛り合い負荷が大き
くなっていた。噛み合いが過負荷状態になると砥石３や
被加工歯車７が破損して重大事故につながる虞があった
。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、砥石と被加
工歯車の噛み合い負荷が過大になった場合に、砥石と被
加工歯車の噛み合いを外すことができる歯車研削装置の
過負荷保護装置を提供することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するための本発明の構成は、ｔＭ車状の
砥石が取付けられる砥石軸の駆動を行なう砥石駆動モー
タと、被加工歯車が取付けられるワーク軸の駆動を行な
うワーク軸駆動モータと、前記砥石軸を前記ワーク軸に
対して接近離反動させる砥石送すモータとを備えた歯車
研削装置において、前記砥石駆動モータに設けられ前記
砥石軸の回転位置を検出する第一位置検出手段と、前記
ワーク駆動モータに設けられ前記ワーク軸の回転位置を
検出する第二位置検出手段と、前記第一位置検出手段も
しくは前記第二位置検出手段での検出値が予め決められ
た回転位置値と異なった際に前記砥石軸を前記ワーク軸
から離反させる状態に前記砥石送すモータを駆動させる
制御装置とを備えたことを特徴とする。

く作　　　用〉 砥石駆動モータとワーク駆動モータの駆動によって砥石
と被加工歯車は同期回転し、砥石送すモータの′ｇ鋤に
よって砥石を切込ませて研削を行なう。砥石駆動モータ
の砥石軸とワークＭ動モータのワーク軸の回転位置は、
第−位置検出手段及び第二位置検出手段で検知され、予
め定められた位置と異なった際、即ち砥石もしくは被加
工歯車の回転位相が定められた状態と異なった際に制御
装置によって砥石送りモータを駆動させて砥石を被加工
歯車から外す。

く実　施　例〉 第１図には本発明の一実施例に係る過負荷保護装置の制
御ブ四ツク図を示しである。尚、第４図に示したものに
対応する部材には同一符号を付しである。

砥石駆動モータ９の砥石軸９ａに砥石３が取付けられ、
ワーク駆動モータ１０のワーク軸１０ａに被加工歯車７
が取付けられる。砥石駆動モーラダ９はカッタヘッド１
７を介してヘッドキャリア１６に保持され、ヘッドキャ
リア１６は砥石送すモータとしての上下動モータ２０の
駆動によってボールねじ２０ａを介して鉛直方向に往＆
駆動される。砥石駆動モータ９には砥石軸９ａの回転位
置を検出する第一位置検出手段としての砥石軸パルス発
生器２１が設けられ、ワーク駆動モータ１０にはワーク
軸１０ａの回転位置を検出する第二位置検出手段として
のワーク軸パルス発生器２２が設けられている。

コントローラ（ＣＰＵ）２３からの指令に基づきパルス
発生器２４で所定のパルス（同期パルス）が出力され、
この同期パルスの信号は第一偏差カウンター２５及び第
二偏差カウンター２６、第−Ｄ／Ａ変換器２７及び第二
Ｄ／Ａ変換器２Ｂを介してワーク軸位置制御アンプ２９
及び砥石軸位置制御アンプ３０に入力されろ。ワーク軸
位置制御アンプ２９及び砥石軸位置制御アンプ３０によ
り増幅された信号がワーク軸モータアンプ３１及び砥石
軸モータアンプ３２に入力され、ワーク駆動モータ１０
及び砥石駆動モータ９が起動されて被加工歯車７及び砥
石３が同期回転されろ。

砥石駆動モータ９及びワーク駆動モータ１０が駆動する
と、砥石軸９ａ及びワーク軸１０ａの回転に対応したパ
ルスが砥石軸パルス発生器２１及びワーク軸パルス発生
器２２で発生する。砥石軸パルス発生器２１で発生した
パルスは第二偏差カウンター２６に入力され、パルス発
生器２４で発生したパルスとの偏差信号は第二Ｄ／Ａ変
換器２８を介して第一電圧比較器３３に入力されろ。ワ
ーク軸パルス発生ｕ２２で発生したパルスは第一偏差カ
ウンター２５に入力され、パルス発生器２４で発生した
パルスとの偏差信号は第−Ｄ／Ａ変換器２７を介して第
二電圧比較器３４に入力される。第−電圧比較器３３及
び第二電圧比較器３４にはＣＰＵ２３から偏差限度信号
がそれぞれ入力され、第一偏差カウンター２５、第二偏
差カウンター２６からの偏差信号が偏差Ｔ民度信号を越
えた場合、比較信号がＯＲゲート３５に出力される。Ｏ
Ｒゲート３５に出力された比較信号は偏差過大信号とし
てＣＰＵ２３に入力されろ。

第２図には偏差信号と偏差限度信号との関係を示しであ
る。第一（第二）電圧比較器３３（３４）では偏差限度
信号（上限及び下限）と第一（第二）Ｄ／Ａ変換ｇ２７
（２８）からの偏差信号とが比較さ、れ、偏差信号が偏
差上限もしくは偏差下限を越えた時（矢印０部）に比較
信号（偏差過大信号）が出力される。

偏差過大信号がＣＰＵ２３に入力されると、上昇指令が
上下動モータアンプ３６に出力されて上下動モータ２０
が駆動され、ヘッドキャリ１１６が上昇して砥石３が被
加工歯車７から外れろ。

つまり、パルス発生器２４で発生されろ所定のパルス（
砥石３と被加工歯車７が同期回転した時のパルス）と、
実際に砥石軸パルス発生器２１及びワーク軸パルス発生
器２２で発生したパルスとの偏差が偏差限度を越えた時
、即ち、砥石３と被加工歯車７の同期回転の狂いが限度
を超人ると砥石３が上昇される。

従って、制御装置３８はＣＰＵ２３、パルス発生器２４
、第一、第二偏差カウンター２５゜２６、第一、第二Ｄ
／Ａ変換器２７，２８、第一、第二電圧比較器３３，３
４、ＯＲゲート３５によって構成される。

上記構成の過負荷保護装置の作用を説明する。

ＣＰＵ２３からの指令に基づいて砥石駆動モータ９とワ
ーク駆動モータ１０の駆動を行なって砥石３と被加工歯
車７を同期回転させろ。上下動モータ２０の駆動によっ
て砥石３に切込み送りを与え、被加工歯車７の研削を行
なう。砥石軸９ａとワーク軸１０ａの回転位置は砥石軸
パルス発生ＷＪ２１とワーク軸パルス発生器２２で発生
するパルスで検出され、この実際の回転に伴なうパルス
は第一、第二偏差カウンター２５，２６に入力される。

−方、第＋、第二偏差カウンター２５．２６には同期回
転時のパルスが入力され、実際の回転に伴なうパルスと
同期回転時のパルスとの偏差、即ち砥石３と被加工歯Ｒ
Ｌ７どの同期の狂い具合が出力される。第一、第二偏差
カウンター２５．２６からの偏差信号は第一、第二電圧
比較語３３．３４に入力され、偏差が限度を越えた場合
、即ち砥石３と被加工歯車７との同期が一定以上狂った
場合第一、第二比較器３３，３４から偏差過大信号がＣ
ＰＵ２３に出されろ。ＣＰＵ２３に偏差過大信号が入力
されろと、上下動モータ２０に上昇指令が送られて砥石
３が上昇し、砥石３と被加工歯車７の噛み合いが外れる
。

従って、砥石３と被加工歯車７の回転位相が予め定めら
れた状態と異なった際、制御装置３８によって上下動モ
ータ２０が駆動されて砥石３が被加工歯車７から外れる
。これにより、砥石３と被加工歯車７の噛み合い負荷が
過大になった場合に砥石３と被加工歯車７の噛み合いを
外すことができる。

〈発明の効果〉 本発明の歯車研削装置の過負荷保護装置は、第一位置検
出手段と第二位置検出手段での検出値が予め定められた
値と異なった場合、制御装置により砥石送りモータを駆
動させて砥石軸をワーク軸から離反させるようにしたの
で、砥石と被加工歯車の同期回転が狂って噛み合い負荷
が過大になった場合に砥石と被加工歯車の噛み合いを外
すことができる。この結果、砥石や被加工歯車の破損が
防止でき重大事故につながる虞が無くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る過負荷保護装置の制御
ブロック図、第２図は偏差信号と偏差限度信号との関係
を表わすグラフ、第３図。 第４図は砥石と被加工歯車の同期機構図、第５図はハー
ドギヤフィニッシャ−の正面図である。 図　　面　　中、 ３　Ｉｆ砥石、 ７は被加工歯車、 ９は砥石駆動モータ、 ９ａは砥石軸、 １０はワーク駆動モータ、 １０ａはワーク軸、 ２０は上下モータ、 ２１は砥石軸パルス発生器、 ２２はワーク軸パルス発生器、 ２３はコント四−ラ　（ｃｐｕ） ２５は第一偏差カウンター ２６は第二偏差カウンター ３３は第一電圧比較器、 ３４は第二電圧比較器、 ３８は制御装置である。 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 歯車状の砥石が取付けられる砥石軸の駆動を行なう砥石
   駆動モータと、被加工歯車が取付けられるワーク軸の駆
   動を行なうワーク軸駆動モータと、前記砥石軸を前記ワ
   ーク軸に対して接近離反動させる砥石送りモータとを備
   えた歯車研削装置において、前記砥石駆動モータに設け
   られ前記砥石軸の回転位置を検出する第一位置検出手段
   と、前記ワーク駆動モータに設けられ前記ワーク軸の回
   転位置を検出する第二位置検出手段と、前記第一位置検
   出手段もしくは前記第二位置検出手段での検出値が予め
   決められた回転位置値と異なった際に前記砥石軸を前記
   ワーク軸から離反させる状態に前記砥石送りモータを駆
   動させる制御装置とを備えたことを特徴とする歯車研削
   装置の過負荷保護装置。