JPH06510242A - 平歯車やはすば歯車を機械加工するための方法と装置 - 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】 機械加工するための方法と装置 発明の技術分野 本発明は、輻方向にほぼつづみ形をした工具を利用して行なわれる創成法による 歯車の機械加工技術、具体的には、平歯車やはすば歯車の機械加工技術に係る。

用して行なわれる平歯車やはすば歯車の機械加工は、従来より周知の技術である 。

螺旋溝のある研削盤の凹面縁に対し工作歯車を直線移動させて冠歯車を製造する 方法が、Ｂｅｒｌｉｎｓｋｙ氏に付与された米国特許Ｎｏ、　３，１１０．１３ ５号に記載されている。この方法によれば、クラウン形状をした直線歯または凸 状歯を成形するために、工作歯車は角度をつけて研削盤の縁を横切って移動させ なくてはならない。

この角度運動のために研削盤には特殊な機構を必要とし、装置および工程を複雑 にしてしまっている。研削盤の縁を直線移動させて得られる工作歯車の歯は、ク ラウンのない利用価値の低い凹面歯となる。

独国特許出願２５１６０５９号は、双曲面式または疑似球面式の研削ウオームを 用いて平歯車やはすは歯車を研削するプランジ法について記載している。研削盤 軸と工作歯車軸は交差しており、すなわち、両方の軸に平行な平面に投影した場 合、これら軸は互いに９０度より小さな角度で交差している。この形式の軸配置 によれば、工具の加工面を工作歯車の片面から反対側の面にかけてあてがえるた め、機械加工に要する作業は２つの軸の間の距離にラジアル方向の変化を加える だけである。言い替えると、歯の全長を完全に機械加工する際に工作歯車を軸に 沿って新たに動かす必要がなく、工作歯車に対し研削盤をプランジ送りすればす むことである。しかしなから、工作歯車の歯に対するストック・アローワンス（ ｓｔｏｃｋ　ａｌｌｏｗａｎｃｅｓ）により、操作中心距離に到達するまでの間 、歯と工作歯車の表面同志が長時間係合したままとなる。研削盤ねし部の複数の 部分が、他のシーケンス送り期間に比べて長時間にわたり工作歯車に係合し、よ り多くの材料を切除してしまっている。研削盤のこれら部分は急速に摩耗し、輪 郭形状の崩れる問題が起きている。またこの種の「全ねじ部」加工方式では、研 削盤と工作歯車との間の接触量か大きく、研削力が非常に大きくなる。この方法 では数種類の歯車を研削することができない。研削盤の歯面には操作中心距離に 到達するまでの間に工作歯車かまとわりつき、歯車輪郭の操作部分が取り除かれ てしまう。

Ｐｒａｇｉｎ氏、その他の者の発表による「調質した平歯車の歯を仕上げる新方 法」（Ｖｅｓｔｎｉｋ　Ｍａｓｈｉｎｏｓｔｒｏｅｎｉｙａ、　Ｖｏｌｕｍｅ　 ５５．１９７５年７月発行）は、プランジ式のホーニング加工法を明らかにして いる。それぞれの工作歯車の歯の一方のフランクは、疑似球面式の回転研削ウオ ームと一方のフランクを噛み合わせて機械加工される。研削ねじ部の幅は仕上が った歯ギャップよりも狭くされている。工作歯車に制動力を加えてホーニング加 工に必要な力を得ている。研削つす一ムと工作歯車を同時に回転させて工作歯車 を軸に沿って往復運動させ、歯全長に沿った機械加工を行なっている。それぞれ の工作歯車の歯の反対側のフランクは、研削つオームを逆回転させて加工をして いる。このため制動力と往復動作を正確に制御するのが困難となり、品質の一定 した歯車製品を得ることが難しい。

他のプランジ法か、Ｗｉ　ｒｚ氏に付与された米国特許Ｎｏ、　４．５５９．７ ４４号により明らかにされている。この方法では、研削ウオームは工作歯車の仕 上げ歯ギャップ寸法より厚みの薄いねじ部を備えている。研削ウオームと工作歯 車は、これら研削ウオームと工作歯車の歯数に見合う回転速度で回転される。次 いで、研削つす−ムと加工歯車の軸の間の所望距離に到達し非接触状態となるま で、研削ウオームは工作歯車に対して送られる。この地点で、研削ウオームのね じ部は工作歯車の歯の隣接歯フランクの間に位置している。基礎回転に加えて、 研削ウオームまたは加工歯車をさらに回転運動させ、それぞれの工作歯車の歯の 第１のフランクが加工される。各歯の他方のフランクは、第１のフランクを加工 した時とは逆向きに回転運動させて加工される。

米国特許Ｎｏ、　４，５５９．７４４号に似た方法が、Ｚｕｂｌｅｒ氏に付与さ れた米国特許Ｎｏ。

４、６５０．３７８号に記載されている。この方法によると、工具と工作歯車を 所望の中心距離までラジアル方向に移動させてから、歯と工作歯車の少なくとも 一方をラジアル運動方向に直交した向きに動かし、工作歯車の各々の歯の第１の フランクを機械加工している。工作歯車の各々の歯の他方のフランクは、第！の フランクを機械加工するのに必要な方向とは逆向きに移動させて加工されている 。

前述したＦｒａｇｉｎ氏、その他の者による方法に似た後者の２つの方法は非常 に複雑であり、追加される回転運動の制御、またはラジアル方向に直交した面内 で行なわれる運動の制御はこれを精度よく実行し監視することが困難である。ま た、プランジ式の方法には、工作歯車の歯数が少な（なれば加工できる面幅も小 さくなることが知られている。さらに、工作歯車を加工するのに、この工作歯車 のサイズ毎にこれに見合う歯の形態をした研削盤を個別に用意しなくてはならな い。

工作歯車のサイズが変わる毎に、所望の工作歯車と同じサイズの目直し工具を用 いて研削盤を目直ししなくてはならない。

本発明の目的は、従来技術の欠点がなく、広範囲のサイズの歯車を機械加工でき る、平歯車やはすば歯車の機械加工用の方法と装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、単一の研削工具を用いて複数のサイズの歯車を機械加工で きる方法と装置を提供することにある。

本発明のその他の目的は、幅方向にほぼつづみ形をした研削工具を目直しする改 良された方法を提供することにある。

発明の要約 本発明は、幅方向にほぼつづみ形をしている、幅に沿って間隔を開けて設けた少 なくとも１つの材料除去面を持つ工具を利用して、ワークピースを機械加工する 装置と方法に関係している。

具体的には、本発明は、研削盤を利用した創成法により平歯車やはすば歯車を研 削する方法と装置に関係している。研削盤は回転軸を備え、この研削盤の軸方向 にある幅を持ち、しかも輻に沿ってほぼつづみ形をしている。研削盤は、はぼ螺 旋状に配置されこの研削盤の幅に沿って延びる少なくとも１つの材料除去面を備 えている。材料除去面は、研削盤の幅に沿って、理論旋回歯車の外側歯面に接し ている。

前記方法は、研削盤を軸を中心として回転させ、この回転により理論旋回歯車を 軸を中心に回転させる段階を備えている。工作歯車は軸を中心に回転され、回転 している理論旋回歯車の内歯面に噛み合うようにされる。理論旋回歯車に噛み合 った状態で回転させると同時に、噛み合ったままの工作歯車をこの工作歯車の回 転軸にほぼ直交した平面内で研削盤の幅を相対的に横切って横移動させる。本発 明によれば、工作歯車に非凹面状の有用な歯面を形成することができる。

また本発明の方法はコンピュータにより制御することができ、さらに、工具と工 作歯車を位置決めし作動係合させる複数のコンピュータ制御軸を備えた機械を用 いて行なうこともできる。この方法は、装置に入力されるセットアツプ・パラメ ータに応答して、工具と工作歯車の回転速度および初期位置を計算し、工具と工 作歯車か回転理論旋回歯車に噛み合って回転している場合に、工具の回転を工作 歯車の回転に同期させるようにする過程を含んでいる。回転軸を中心として工具 を回転させ、また回転軸を中心として工作歯車を回転させる。コンピュータ制御 軸を初期セットアツプ位置に移動し、工具と工作歯車はお互いに対し初期位置決 めされる。装置に入力される操作パラメータに応答して、軸の後続の操作位置か 計算される。コンピュータ制御軸を後続の操作位置に移動し、中心を通り抜ける 回転軸の廻りを回転している理論旋回歯車に工具と工作歯車が噛み合うようにし て、回転工具と回転工作歯車を操作係合させる。コンピュータ制御軸を後続の操 作位置に移動させる移動段階が、回転とほぼ同時に、コンピュータ制御軸を移動 させ、工作歯車の回転軸に直交した平面内で、工具の幅を相対的に横切る経路に 沿って、噛み合った状態の工作歯車を横移動させる過程を含んでいる。後続の操 作位置を計算し、コンピュータ制御軸をこの後続の操作位置に移動させて機械操 作を完了する前記工程は繰り返して行なわれる。

本発明の方法によ・れば、単一の研削盤を用いて多様な工作歯車を機械加工でき 、しかも従来よりも大きな面幅の歯車を機械加工することができる。本発明の他 の利点は、工作歯車と研削歯車の間の保合面が比較的小さいことにある。このこ とは、装置に作用する力も小さくてすむことを意味している。実際のところ、工 作歯車と研削盤の接触は瞬間的な点接触であり、発生する熱は少なく冷却剤の廻 りも良好である。また本発明の方法によれば、研削盤の幅のさらに多くの部分を 研削工程で利用することかできる。

さらに、本発明は、幅に沿ってほぼっづみ形をした研削盤を目直しする方法にも 関係している。この目直し方法は、所望の工作歯車の幾何学形状に比へて目直し 工具の幾何学形状が寸法的に僅かに異なる点を除いて、研削方法に類似している 。

本発明の目直し方法は、研削方法の場合と同様に、目直し工具と研削盤が点接触 し、機械に加わる力か小さくなり、熱の発生か少なく、冷却剤の廻りに優れた利 点か得られる。また目直し工具は工作歯車よりも小さく製作できるため、目直し に要するコストか安くすみ、歯の数か少なく歯のスペース側面間の歯先角を大き く取れるため、目直し工具のダイアモンド被覆を難なく簡単に行なうことができ る。

図面の簡単な説明 第１図は、幅方向にほぼつづみ形をした研削盤と、これに噛み合った状態の理論 旋回歯車を示している。

第２図は、研削盤に係合する以前の理論旋回歯車と、これに噛み合った状態の工 作歯車を示している。

第３図は、本発明による研削工程の開始時期における、研削盤と理論旋回歯車に 対する工作歯車の位置を示している。

第４図は、本発明による研削工程のほぼ中間の時期における、研削盤と理論旋回 歯車に対する工作歯車の位置を示している。

第５図は、本発明による研削工程の終了間近の時期における、研削盤と理論旋回 歯車に対する工作歯車の位置を示している。

第６図は、本発明による研削方法を実施するための発明装置を概略的に示してい る。

第７図は、第６図のＡ−Ａ線に沿った、本発明の研削装置の概略断面図である。

好ましい実施例の詳細な説明 以下、添付図面に沿って本発明を説明する。尚、図面は本発明の実施例を示した に過ぎない。

第１図は、回転軸５を持つ軸方向に幅のある、研削盤２のような材料切除工具を 示している。研削盤２は幅に沿って事実上つづみ形をしており、酸化アルミニウ ムや立方晶系窒化ホウ素（ＣＢＮ）等の適当な研磨材料から作られている。明細 書中では研削技術に関連して本発明を説明しているが、この発明の原理は、幅方 向の事実上つづみ形をした工具を用いて行なう、切断やホーニング仕上げ等の他 の形式の材料切除技術にも応用することかできる。研削盤２は任意の大きさの直 径からなり、周囲には幅に沿ってほぼ螺旋状に配置された少なくとも１つの材料 除去面３を備えている。研削盤２はその全幅にわたり、中心Ｘ１を通る回転軸を 備えた理論旋回歯車６の外側歯面４と接している。理論旋回歯車６はその全幅か 研削盤２と接することから、この理論旋回歯車は研削盤２に噛み合うことのでき る最大直径の歯車である。

第２図において、中心Ｘｖを通る回転軸を備えた工作歯車８は、研削盤２との関 係ては、研削盤２に係合する直前の相対位置に示されている。研削盤２の軸５と 工作歯車８の軸１４は周知の軸交差形態に配置され、機械ねじれ角として知られ た軸５と軸１４の間の角度は９０度未満である。この９０度未満の角度は、主と して工作歯車８のねじれ角と研削盤２の材料除去面のねじれ角により決まる角度 である。第２図に示す状態ては、理論旋回歯車６の中心線が研削盤の軸に対し製 造中心距離となる位置にあっても、工作歯車８と研削盤２はお互いに接触しない 。この方法の利点は、本発明の方法により、理論旋回歯車６より小さな直径を持 ち且つ理論旋回歯車６の内歯面１０に噛み合うことのできる工作歯車を機械加工 できることである。研削盤２は所望の速度で回転され、この回転が理論旋回歯車 ６を研削盤２の回転速度に応じた速度で回転させる。工作歯車８は回転さ札回転 している理論旋回歯車６に噛み合った状態となる。従って、理論旋回歯車６は工 作歯車８ど研削盤２の両方に噛み合った状態にある。工作歯車８の直径が理論旋 回歯車６の直径よりも小さいため、工作歯車８の回転速度は理論旋回歯車６の速 度よりも必然的に大きくなる。理論旋回歯車６と工作歯車８の回転は時計方向に 行なわれるように示したか、本発明では特定の回転方向に限定されない。図示の 回転方向は参考のために示したに過ぎない。

回転している理論旋回歯車６に噛み合うと、回転している工作歯車８はほぼ回転 と同時に研削ｇ１２の幅を横切り相対的に横移動する。第３図は、研削工程初期 の工作歯車８の位置を示している。第３図に示す状態では、工作歯車８と研削盤 ２の間で特定の歯面だけの接触か起きるため、こうした横移動力環（とされる。

工作歯車８は研削盤２に噛み合ったまま、工作歯車８の回転軸にほぼ直交した平 面内を横移動する。横移動経路は、理論旋回歯車６の中心Ｘ、の廻りの経路に沿 って工作歯車の中心Ｘ、を移動させることて制御される。工作歯車８のとる経路 （ま、二り作ｒｈ車の中心ＸＶｌか理論旋回歯車６の中心Ｘ１の周囲を一定の半 径Ｒて移動する、第３図に示すような円形にすることかできる。ただし、工作歯 車の経路は円形運動用のものに限定されるわけてはない。

第４図および第５図の各々は、研削工程の中間点から研削工程終了の時期にかけ て、研削ｇ２の幅を横切って相対的に横移動しつつある工作歯車８の位置を示し ている。このように移動する過程で、工作歯車８の歯面ば研削盤２に係合する理 論旋回歯車６の部分に接するようにされる。理論旋回歯車６に加えられる機械的 な作用は理論旋回歯車の代わりに工作歯車８か受ける。工作歯車８か研削盤２の 幅を横切ってしまえば研削工程は完了し、ずへての歯面の機械加工か終わる。

本発明の方法は、工作歯車８ど研削盤２の係合面積か比較的小さくてすむ利点が ある。このことは、機械装置に作用する力も小さくてすむことを意味している。

機械手段を用いて工作歯車８を回転させたり、理論旋回歯車６の中心Ｘ、の廻り に工作歯車の中心Ｘｖを移動させることもてきる。ただし、こうした機械的手法 を用いたのでは、機械装置の製作できる歯車は単一仕様のものに限られる。好ま しい実施例では、理論旋回歯車の中心を巡る円形または非円形経路に沿って工作 歯車の中心を移動さすことのできる、一対のコンピュータ数値側ｆｉｔ　（ＣＮ Ｃ）スライダか利用される。所定形状の研削盤を用いれば、理論旋回歯車より小 さく且つこの理論旋回歯車に内接する様々な歯車を研削することかできる。個々 の工作歯車毎に中心Ｘ１は適当な経路に沿って動かされ、同時に、工作歯車は理 論旋回歯車に係合しているように回転させられる。ＣＮＣ法の別の利点として、 工作歯車の中・し”Ｘｖの移動する経路の形態を変えたり、および／または研削 盤に対する工作歯車の回転を変化させることにより歯面の修正を行なえるように したことか挙げられる。

第６図は、本発明の方法を実施する装置をａＵ８的に示している。装置２０は、 機械ヘース２２、工具ハウジング３０および工作スピンドルハウジング６０を備 えている。工具ハウジング３０は、スピンドル３２に装着され研削盤軸５の廻り を回転可能なつづみ形研削盤２を備えている。研削盤スピンドル駆動モータ３６ か、一連の研削盤スピンドル駆動歯車３８．４０．４２を介して研削盤スピンド ル３２に連結されている。研削盤２とその付属駆動構成要素、すなわちスピンド ル３２、駆動モータ３６および駆動歯車３８．４０．４２は回転可能なドラム４ ４に収納されている。機械加工する個々の歯車に必要な所望の機械ねしれ角をセ ットするために、ドラム４４はサーボモータ４６により回転される。工具ハウジ ング３０は、ボールねし等の適当な構造体５２を介し工具ハウジング３０に連結 されたサーボモータ５０を使用して、スライダ（図示せず）により機械ベース２ ２に平行な軸線４８（Ｙ軸）に沿って直線運動可能である。

工作スピンドルハウジング６０はアーμ等の工作物保持手段６２を備え、回転軸 １４を中心として工作歯車８を回転可能に装着することかできる。工作物保持手 段６２は工作スピンドル６４に連結され、この工作スピンドルは適当な手段６８ により工作歯車８の回転用の工作スピンドルサーボモータ７０に連結されている 。工作スピンドルハウジング６０も、ホールねし等の適当な構造体を介し工作ス ピンドルハウジング６０に連結されたサーボモータ７４を使用して、スライダに より機械ベース２２に平行に軸線７２（Ｘ軸）に沿って直線運動可能である。

軸線４８（Ｙ軸）と軸線７２（Ｘ軸）は互いに直交して配置されている。工具ハ ウジング３０と工作スピンドルハウジング６０の移動方向は逆向きにすることか できる。工具ハウジング３０はＸ方向に移動させることができ、また工作スピン ドルハウジング６０はＹ方向に移動させることができる。あるいは、工具ハウジ ング３０または工作スピンドルハウジング６０の何れか一方をＸ方向とＹ方向の 両方に動かすこともてきる。

第７図は、第６図のＡ−Ａ線に沿った本発明の装置を示す断面図である。図面か ら明らかなように、研削盤２は工作歯車８を機械加工するのに適した機械ねじれ 角８２てセットされている。機械ねしれ角８２は、研削盤軸５と工作歯車８の回 転軸１４に直交した平面８０とのなす角度である。研削盤２の幅を横切る工作歯 車８の横移動は平面８０内で行なわれる。

駆動モータ３６，４６，５０．７０．７４の各々は、ＣＮＣ装置の一部をなす直 線エンコーダまたは回転エンコーダ（図示せず）に付属し、これらエンコーダは コンピュータ（図示せず）への人力情報に従って駆動モータの働きを管理してい る。エンコーダは、各々の可動機械軸の実際の位置に関する情報をコンピュータ にフィードバックしている。

操作に際し、工作スピンドルハウジング６０は工作歯車８を装填したり取り外す 引込み位置までＸ軸７２に沿って戻り移動させられる。工作歯車８の装填と取外 しは手動によりまたは自動的に行なわれる。工作歯車８を工作物保持手段６２に 装着し、心押台７８を動かしてクランプした後、研削盤２の回転に同期して工作 スピンドル６４の所望の回転が行なわれる。また、外部手段を用いて、工作歯車 ８の歯が研削盤２のねじ山の間のスペースの中心に係合する回転位置にこの工作 歯車８を移動させる。この位置決め工程は材料割出しとして知られた周知技術で ある。工具ハウジング３０と工作スピンドルハウジング６０は、工作歯車８の軸 か経路１２の始点にくるように位置決めされ、工作歯車軸１４が理論旋回歯車６ の中心Ｘ−こ対し従動しなければならないようにされる。第２図を参照する。

Ｘ軸７２とＹ軸４８は連係動作し、保合ゾーンを通り研削盤２に対し工作歯車８ を搬送する。この保合に伴い、工作歯車の歯の両側が機械加工される。次いで、 工作スピンドルハウジング６０は装填／取出し位置に戻される。エル１ウジング ３０は次の研削工程に備えて都合のよい位置まで移動させておくことができる。

本発明の研削盤２は、所望の工作歯車８とほぼ同じ仕様の目直し工具により目直 しすることもできる。目直し工具は、歯先と歯元の寸法にだけ違いがある。目直 し工具は工作歯車と同じ歯数を備えることができるが、少ない歯数の場合も歯数 の多い場合もあり得る。しかしながら、目直し工具は理論旋回歯車の多数の歯の 内歯面に噛合い係合できなくてはならない。歯数に関係なく、仕様は工作歯車と ほぼ同しにする必要がある。すなわち、目直し工具のモジュール、圧力角および ねじれ角は工作歯車と同じでなければならない。歯先は幾分長くしておくことで 、目直し作業中に研削盤２の歯底部を充分な深さまで切削し、後続して行なわれ る研削加工時に、研削盤の歯底が工作歯車のトップランドに接触しないようにす る。歯元は幾分短く形成しておき、目直し工具の歯底部が研削盤ねじ部のトップ ランドから材料を取り除き、後続して行なわれる研削加工時に、研削盤ねじ部の トップランドか工作歯車の歯底部を切削しないようにする。

目直し作業工程は研削作業工程と同しようにして行なわれる。目直し工具は軸を 中心に回転し、この目直し工具の軸に直交した平面内を研削盤２の輻に沿って横 移動するか、両者は理論旋回歯車６に係合しているような動きをする。目直し工 具中心の移動経路はＣＮＣにより制御することもできる。機械加工中に、理論旋 回歯車の中心を巡る工作歯車中心の円形経路を変化させることにより、工作歯車 の歯面を変更する操作を行なうことができる。また目直し作業中に、理論旋回歯 車の中心を巡る目直し工具中心の円形経路を変化させて、工作歯車の歯面変更を 行なうこともてきる。後者の方法によれば、引き続いて工作歯車に直接に変更歯 面を切削することかでき、工作歯車を円形経路以外の経路に沿って移動させる必 要かない。

研削ｆ１２のねし部を目直しして形成される表面は、ねし部の輪郭が研削盤の幅 方向に連続的に変化するように加工される。すなわち、軸方向断面で見たねじ部 の輪郭は特存の形態をしている。目直し工具は回転しつつ研削盤２を横切って移 動し、目直し工具の歯と研削盤のねじ山との間で点接触か起こり、この目直し工 具の回転と研削盤２を横切っての横移動に伴って接触地点は独特の形態で変化し ていく。このようにして行なわれる接触により、研削盤２に螺旋状に設けた材料 除去面に沿った向きに、ねじ部には連続的に変化する輪郭面か形成される。目直 しした研削盤か回転横移動工作歯車に接触する場合には、研削盤の目直し表面は 、工作歯車の歯の表面を理論旋回歯車の内面に接触するように加工する。研削盤 と工作歯車との間の接触も点と点の接触である。従来の線接触に比較して、この 種の接触によれば切削面か減少し、発熱も少なく冷却剤の廻りも良好である。

目直し作業を終える度に、研削盤のねじれ角には僅かな変化か生じる。従って、 工作歯車と研削盤との間の角度は適宜調節し、研削盤ねじれ角に生じたこの変化 を消去しなくてはならない。この調整は回転調節ドラム４４により行なわれ、こ の操作により機械のねじれ角は調節される。

本発明の目直し法には、目直し工具のコストを低減できる利点かある。目直し工 具はワークピースよりも小さくすることができ、その結果、ダイヤモンドで被覆 し矯正研削を必要とする歯の数は少なくてすむ。歯数の多い歯車に比べて歯数の 少ない歯車の方か歯面のダイヤモンド被覆は簡単に行なえる。これは、歯溝の側 部間の歯先角力伏きいことによる。従来技術におけるような、目直し工具力λ工 作歯車と同じ歯数の同じサイズのものであれば、目直し工具の下側フランク（こ 適当なダイヤモンド粒子を堆積させておくことが非常に困難となる。圧力角の１ １＼さな歯車では特に支障がある。　本発明の目直し工程の他の利点１よ、目直 し工具と研削盤の保合面積が小さいため、目直し力を大幅に低減できることであ る。従って、目直し工具と研削盤それぞれの剛性は高まり、反りによる誤差（ｉ 少なし）。

本発明の研削方法は、従来技術のプランジ式の加工方法のよう（こ、工作歯車の 歯数か減少すると工作歯車に機械加工できる面幅も小さくしてしまうこと（よな し）。

また本発明によれば、研削に際し研削盤のより多くの部分を利用できる。このこ とは、主に、従来法によるラジアル送り方向の場合とは異なり、工作歯車を研Ａ ｌｌ盤に向けて円周方向に送り移動できることによる。

ここまでは好ましい実施例に基づいて本発明を説明してきたが、本発明（よ別画 これら実施例に限定されるわけではない。本発明は、発明の精神および請求の範 囲から逸脱することのない、関係技術に習熟した当業者にとって明ら力１な変更 例を含むものである。

特表千６−５１０２４２　（７） 国際調査報告　１１ｒＴ／ＩＩｃ　Ｑｌ／ｎ。７９゜ＰＣＴ／ＵＳ　９１１０９ ７５３ 国際調査報告

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. １．平歯車やはすば歯車を機械加工する歯車の加工方法にして、当該加工方法は 創成法であり、またこの方法は、 回転軸を備え、軸方向にある幅を持ち、しかも幅方向にほぼつづみ形をしていて 、またほぼ螺旋状に配置され前記幅に沿って延びる少なくとも１つのねじ部状の 材料除去面を備えており、少なくとも１つの前記ねじ部が周囲を数回転し、幅に 沿って理論旋回歯車の歯面に接し、前記理論旋回歯車がある大きさの直径を持ち 中心Ｘｌを通り抜ける回転軸を備えているような、材料切除工具を用意する段階 と、 歯面を持ち前記理論旋回歯車の直径より小さな直径を備え、歯面が前記理論旋回 歯車の歯面に内側から接するようにされ、中心Ｘｗを持ちこの中心を通り抜ける 回転軸を備えているような工作歯車を用意する段階と、この工作歯車を回転軸を 中心に回転させる段階と、回転軸を中心として前記材料切除工具を回転させ、前 記理論旋回歯車が前記材料切除工具に噛み合った状態で回転するようにした段階 と、前記材料切除工具と前記工作歯車を係合させて、この工作歯車の前記中心Ｘ ｗが前記理論旋回歯車の前記中心Ｘｌから間隔を置いて配置されるようにする段 階と、 噛み合った状態の前記工作歯車を材料切除工具の前記幅に沿いこの材料切除工具 を相対的に横切って横移動させる段階とを有し、前記横移動は前記工作歯車の前 記回転軸にほぼ直交する平面内で行なわれ、この横移動操作が、前記理論旋回歯 車の内歯面に噛み合った状態の前記工作歯車を回転させる段階と、これと同時に 、前記理論旋回歯車の中心Ｘｌから前記距離を置いて周囲を巡る経路に沿って前 記工作歯車の前記中心Ｘｗを移動させる段階とを有し、前記工作歯車の前記歯面 が前記理論旋回歯車の前記歯面に噛み合った状態のまま、この工作歯車が前記材 料切除工具を相対的に横切って横移動するようにした歯車の加工方法。
2. ２．請求項１に記載された歯車の加工方法において、前記少なくとも１つのねじ 部状の材料除去面が、前記工作歯車の隣接歯の両側面から加工材料を同時に除去 するようにした歯車の加工方法。
3. ３．請求項１に記載された歯車の加工方法において、前記理論旋回歯車の前記中 心を巡る前記経路がほぼ円形の経路である歯車の加工方法。
4. ４．請求項１に記載された歯車の加工方法において、前記材料切除工具が研削盤 である歯車の加工方法。
5. ５．非凹形の長手方向の歯曲率を持つ平歯車やはすば歯車を研削する歯車の研削 方法にして、この方法は、 回転軸を備え、軸方向にある幅を持ち、ある大きさの直径を備え、しかも幅方向 にほぼつづみ形をしていて、またほぼ螺旋状に配置され前記幅に沿って延びる少 なくとも１つの研削面を備え、少なくとも１つの前記研削面が前記幅の全体にわ たり理論旋回歯車の歯面に接しているような、研削盤を用意する段階と、回転軸 を持ち、また前記理論旋回歯車の直径より小さな直径を備えた工作歯車を用意す る段階と、 この工作歯車を回転軸を中心に回転させる段階と、回転軸を中心として前記研削 盤を回転させ、前記理論旋回歯車が前記研削盤に噛み合った状態で回転するよう にした段階と、前記工作歯車の前記回転軸にほぼ直交した平面内で、前記研削盤 の前記幅を相対的に横切って、前記回転工作歯車を横移動させる段階とを有し、 前記横移動操作が、前記工作歯車をある速度で回転させ、前記回転理論旋回歯車 の内歯面に噛み合うようにする段階と、これと同時に、前記理論旋回歯車の中心 を巡る経路に沿って前記工作歯車を移動させ、前記工作歯車が、少なくとも１つ の前記研削面に噛み合った状態で前記研削盤の前記幅を横切って相対的に横移動 する段階とを有している歯車の研削方法。
6. ６．請求項５に記載された歯車の加工方法において、前記理論旋回歯車の前記中 心を巡る前記経路がほぼ円形の経路である歯車の加工方法。
7. ７．平歯車やはすば歯車を研削する歯車の研削方法にして、この方法は、回転軸 を備え、軸方向にある幅を持ち、ある大きさの直径を備え、しかも幅方向にほぼ つづみ形をしていて、またほぼ螺旋状に配置され前記幅に沿って延びる少なくと も１つの研削面を備え、前記研削面が、ほぼ螺旋状に配置された前記研削面に沿 った方向に連続的に変化する輪郭形状を備え、また少なくとも１つの前記研前面 が、前記幅の全体にわたり理論旋回歯車の歯面に接しているような、研削盤を用 意する段階と、 回転軸を持ち、また前記理論旋回歯車の直径より小さな直径を備えた工作歯車を 用意する段階と、 この工作歯車を回転軸を中心に回転させる段階と、回転軸を中心として前記研削 盤を回転させ、前記理論旋回歯車が前記研削盤に噛み合った状態で回転するよう にした段階と、前記回転工作歯車を前記研削盤の前記幅を相対的に横切って横移 動させる段階とを有し、前記横移動操作が、前記工作歯車をある速度で回転させ 、前記回転理論旋回歯車の内歯面に噛み合うようにする段階と、これと同時に、 前記理論旋回歯車の中心を巡る経路に沿って前記工作歯車を移動させ、前記工作 歯車が、少なくとも１つの前記研削面に噛み合った状態で前記研削盤の前記幅を 横切って相対的に横移動する段階とを有している歯車の研削方法。
8. ８．請求項７に記載された歯車の加工方法において、前記理論旋回歯車の前記中 心を巡る前記経路がほぼ円形の経路である歯車の加工方法。
9. ９．回転軸を備え、軸方向にある幅を持ち、ある大きさの直径を備え、しかも幅 方向にほぼつづみ形をしていて、またほぼ螺旋状に配置され前記幅に沿って延び る少なくとも１つの研削面を備えている、平歯車やはすば歯車に所望の歯面を研 削する研削盤の目直し方法にして、この方法は、回転および複数の歯軸面を備え 、所望の工作歯車と基本的には同じ仕様にされ、前記歯面に硬質の研磨剤の被■ を備えている、目直し工具を用意する段階と、この目直し工具を回転軸を中心に 回転させる段階と、回転軸を中心として前記研削盤を回転させ、前記理論旋回歯 車が前記研削盤に噛み合った状態で回転するようにした段階と、前記回転目直し 工具を、この目直し工具の前記回転軸にほぼ直交した平面内で前記研削盤の前記 幅を相対的に横切って横移動させる段階とを有し、前記横移動操作が、前記目直 し工具をある速度で回転させ、前記回転理論旋回歯車の内歯面に噛み合うように する段階と、これと同時に、前記理論旋回歯車の中心を巡る経路に沿って前記目 直し工具を移動させ、前記目直し工具が、少なくとも１つの前記研削面に噛み合 った状態で前記研削盤の前記幅を横切って相対的に横移動する段階とを有してい る研削盤の目直し方法。
10. １０．請求項９に記載された研削盤の目直し方法において、前記目直し工具が、 前記所望の工作歯車よりも小さい歯元寸法と大きい歯先寸法を備えていることを 除いて、この所望の工作歯車と同じ仕様のものからなる研削盤の目直し方法。
11. １１．請求項９に記載された研削盤の目直し方法において、前記理論旋回歯車の 前記中心を巡る前記経路がほぼ円形の経路である研削盤の目直し方法。
12. １２．請求項９に記載された研削盤の目直し方法において、前記目直し工具が、 前記所望の工作歯車とは数の異なる歯を有している研削盤の目直し方法。
13. １３．請求項１２に記載された研削盤の目直し方法において、前記目直し工具が 、前記所望の工作歯車より数の少ない歯を有している研削盤の目直し方法。
14. １４．平歯車やはすば歯車の歯面を機械加工するための装置にして、この装置は 、 機械ベースと、 前記機械ベース上に配置されていて、軸を中心として回転可能な材料切除工具を 備え、この材料切除工具が軸方向に幅を持ち、またこの材料切除工具が前記幅に 沿ってほぼつづみ形をしていて、ほぼ螺旋状に配置され前記幅に沿って延びる少 なくとも１つの材料除去面を備えており、前記材料切除工具は内部の回転可能ド ラムに取り外し可能に固定され、前記回転可能なドラムが前記材料切除工具の機 械ねじれ角をセットするために回転調節可能であるような工具ハウジングと、前 記機械ベース上に配置されていて、回転軸を中心に回転できるよう少なくとも１ つのワークピースを回転可能に載置できる工作物保持手段を備えている工作スピ ンドルハウジングと、 相互に直交する方向（Ｘ、Ｙ）に前記工具ハウジングと前記工作スピンドルハウ ジングを互いに対し同時に移動させ、少なくとも１つの前記ワークピースを、こ の少なくとも１つのワークピースの回転軸にほぼ直交した平面内で、ほぼつづみ 形をした前記材料切除工具を相対的に横切り所定の経路に沿って横移動させるよ うにした手段とを有する歯車の歯面の機械加工装置。
15. １５．請求項１４に記載された歯車の歯面の機械加工装置において、前記経路が 円形の経路である歯車の歯面の機械加工装置。
16. １６．請求項１４に記載された歯車の歯面の機械加工装置において、少なくとも 、同時移動用の前記手段がコンピュータ数値制御される歯車の歯面の機械加工装 置。
17. １７．請求項１６に記載された歯車の歯面の機械加工装置において、さらに、前 記材料切除工具の回転部を備え、少なくとも１つの前記ワークピースと前記ドラ ムがコンピュータ数値制御される歯車の歯面の機械加工装置。
18. １８．請求項１４に記載された歯車の歯面の機械加工装置において、同時移動用 の前記手段がスライダとボールねじからなる歯車の歯面の機械加工装置。
19. １９．請求項１４に記載された歯車の歯面の機械加工装置において、前記工具ハ ウジングは、前記直交する方向の内の一方の向きに移動可能であり、しかも前記 工作スピンドルハウジングは前記直交する方向の内の他方の向きに移動可能であ る歯車の歯面の機械加工装置。
20. ２０．請求項１４に記載された歯車の歯面の機械加工装置において、前記工具ハ ウジングと前記工作スピンドルハウジングの一方は、前記直交する方向の両方向 に移動可能である歯車の歯面の機械加工装置。
21. ２１．コンピュータ制御装置を用いて平歯車やはすば歯車を機械加工する方法に して、前記装置は、工具を位置決めし工作歯車に操作係合させるために複数のコ ンピュータ制御軸を備え、各々のコンピュータ制御軸は中心を通り抜ける回転軸 を持ち、また前記工具は軸方向に幅を備え、この幅に沿ってほぼつづみ形をして おり、ほぼ螺旋状に配置され前記幅に沿って延びる少なくとも１つの材料除去面 を備えているような歯車を機械加工する方法において、この方法は、前記装置に 入力されるセットアップ・パラメータに応答して、前記工具と前記工作歯車の回 転速度および位置を計算し、工具と工作歯車が回転理論旋回歯車に噛み合って回 転している場合に、前記工具の回転を前記工作歯車の回転に同期させるようにす る段階と、 回転軸を中心として前記工具を回転させる段階と、回転軸を中心として前記工作 歯車を回転させる段階と、前記コンピュータ制御軸を前記初期セットアップ位置 に移動し、前記工具と前記工作歯車を互いに対して初期位置決めする段階と、前 記装置に入力される操作パラメータに応答して、前記軸の後続の操作位置を計算 する段階と、 前記コンピュータ制御軸を前記後続の操作位置に移動し、中心を通り抜ける回転 軸の回りを回転している前記理論旋回歯車に前記工具と工作歯車が噛み合うよう にして、前記回転工具と前記回転工作歯車を操作係合させる段階とを有し、前記 コンピュータ制御軸を前記後続の操作位置に移動させる前記移動段階が、前記工 具と前記工作歯車の前記回転とほぼ同時に前記コンピュータ制御軸を移動させ、 前記工作歯車の回転軸に直交した平面内で、前記工具の幅を相対的に横切る経路 に沿って、噛み合った状態の前記工作歯車を横移動させる段階と、後続の操作位 置を計算し、前記コンピュータ制御軸をこの後続の操作位置に移動させて機械操 作を完了する前記工程を繰り返して行なう段階とを有する歯車の機械加工方法。
22. ２２．請求項２１に記載された歯車の機械加工方法において、前記コンピュータ 制御軸を横移動させる前記段階が、前記軸を移動させ、前記工作歯車の前記中心 が前記理論旋回歯車の前記中心の回りを移動する段階を有している歯車の機械加 工方法。
23. ２３．平歯車やはすば歯車の歯面を研削するための方法にして、この方法は、（ ａ）機械ベースと、 前記機械ベース上に配置されていて、軸を中心として回転可能な材料切除工具を 備え、この材料切除工具が軸方向に幅を持ち、またこの幅に沿ってほぼつづみ形 をしていて、ほぼ螺旋状に配置され前記幅に沿って延びる少なくとも１つの材料 除去面を備えており、前記材料切除工具は内部の回転可能ドラムに取り外し可能 に固定され、前記回転可能なドラムが前記材料切除工具の機械ねじれ角をセット するために回転調節可能であるような工具ハウジングと、前記機械ベース上に配 置されていて、回転軸を中心に回転できるよう少なくとも１つのワークピースを 回転可能に載置できる工作物保持手段を備えている工作スピンドルハウジングと 、 相互に直交する方向（Ｘ、Ｙ）に前記工具ハウジングと前記工作スピンドルハウ ジングを互いに対し同時に移動させ、少なくとも１つの前記ワークピースを、こ の少なくとも１つのワークピースの回転軸にほぼ直交した平面内で、ほぼつづみ 形をした前記材料切除工具を相対的に横切り所定の経路に沿って横移動させるよ うにした手段と、を有する機械を用意する段階と、（ｂ）幅方向にほぼつづみ形 をしていて、またほぼ螺旋状に配置され前記幅に沿って延びる少なくとも１つの ねじ部状の材料除去面を備えており、少なくとも１つの前記ねじ部が周囲を数回 転し、幅に沿って理論旋回歯車の歯面に接し、前記理論旋回歯車が中心Ｘｌとあ る大きさの直径を備えているような、材料切除工具を用意する段階と、 （ｃ）歯面を持ち前記理論旋回歯車の直径より小さな直径を備え、歯面が前記理 論旋回歯車の歯面に内側から接するようにされ、中心Ｘｗを持ちこの中心を通り 抜ける回転軸を備えているような工作歯車を用意する段階と、（ｄ）この工作歯 車を回転軸を中心にして回転させる段階と、（ｅ）回転軸を中心として前記材料 切除工具を回転させ、前記理論旋回歯車が前記材料切除工具に噛み合った状態で 回転するようにした段階と、（ｆ）前記材料切除工具と前記工作歯車を係合させ 、当該工作歯車の前記中心Ｘｗが前記理論旋回歯車の前記中心Ｘｌから間隔を置 いて配置されるようにする段階と、 （ｇ）噛み合った状態の前記工作歯車を材料切除工具の前記幅に沿いこの材料切 除工具を相対的に横切って横移動させる段階とを有し、前記横移動は前記工作歯 車の前記回転軸にほぼ直交する平面内で行なわれ、この横移動操作が、前記理論 旋回歯車の内歯面に噛み合った状態の前記工作歯車を回転させる段階と、これと 同時に、前記理論旋回歯車の中心Ｘｌから前記距離を置いて周囲を巡る経路に沿 って前記工作歯車の前記中心Ｘｗを移動させる段階とを有し、前記工作歯車の前 記歯面が前記理論旋回歯車の前記歯面に噛み合った状態のまま、この工作歯車が 前記材料切除工具を相対的に横切って横移動するようにした歯車の歯面の研削方 法。
24. ２４．平歯車やはすば歯車を研削する方法において、中心を通る回転軸を備えた 工作歯車を、回転軸を持ち軸方向に幅を備えた研削盤を横切って横移動させる段 階を有し、前記研削盤が前記幅に沿ってほぼつづみ形をしていて、また周囲にほ ぼ螺旋状に配置されこの研削盤の幅に沿って延びる少なくとも１つの材料切除面 を備えている歯車の研削方法にして、連続的に変化する表面輪郭を備え、この表 面輪郭が任意の軸方向断面において固有のものであるような少なくとも１つの前 記材料切除面を用意する段階と、前記工作歯車の回転軸にほぼ直交した方向に、 前記研削盤の前記幅を相対的に横切って前記工作歯車を横移動させ、前記工作歯 車に非凹形状の歯面を形成する段階とを有する歯車の研削方法。
25. ２５．請求項２４に記載の歯車の研削方法において、前記横移動段階が、中心を 通る回転軸を備えた理論旋回歯車の外側歯面に、前記研削盤が前記幅に沿って噛 み合った状態でこの研削盤を回転させる段階と、前記工作歯車の直径より大きい 直径を備えた前記理論旋回歯車の内歯面に前記工作歯車の歯面が係合した状態で 、また前記研削盤と前記工作歯車の回転とほぼ同時に、前記工作歯車を回転させ る段階と、前記理論旋回歯車の前記中心を巡る経路に沿って前記工作歯車の中心 を移動させ、前記工作歯車が前記研削盤の前記幅に沿って相対的に噛み合った状 態にする段階とを有する歯車の研削方法。