JPH10337614A - 歯車の歯先面取り方法および歯先面取り工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】歯車における各歯の歯先をその歯先のうち歯す
じに沿った縁において面取りする方法において、一般的
な装置を利用して効率よくかつ精度よく面取りを行うこ
とを可能にする。 【解決手段】歯車の歯先面取り工具として、面取りを行
うべき歯車１０とかみ合うべき相手歯車とモジュール，
歯数およびねじれ角は等しいが圧力角は相手歯車より大
きい歯車１２であって各歯１４の歯面１６が研削面とさ
れているものを使用し、その歯先面取り工具１２を当該
歯車１０とかみ合い回転させ、それにより、当該歯車１
０の各歯１８の歯先２０をその歯先２０のうち歯すじに
沿った縁である予定面取り部２２において面取りする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、歯車における各歯
の歯先をその歯先のうち歯すじに沿った縁において面取
りする技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６および図７には、上記歯先面取り技
術の２つの従来例が示されている。図６には、ハイポイ
ドギヤまたはベベルギヤである歯車対における一方の歯
車であるリングギヤ１００を例にとり、先端が尖ったテ
ーパ状の断面で一円周に沿って延びる環状の砥石１０１
をリングギヤ１００における各歯１０２の歯先１０４の
縁である予定面取り部１０６に押し当てるととも、砥石
１０１をそれの一軸線回りに回転させる従来例が示され
ている。一方、図７には、上記歯車対における相手歯車
であるピニオンギヤ１１０を例にとり、回転する円板状
の砥石１１２をピニオンギヤ１１０における各歯１１４
の歯先１１６の縁である予定面取り部１１８に押し当て
るとともに、砥石１１２を予定面取り部１１８に沿って
移動させる従来例が示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、先の従来例に
は、面取りを行うべき歯車に対して砥石を位置決めする
ために特殊な装置が必要であるという問題があり、ま
た、後の従来例には、面取りを行うべき歯車に対して砥
石を位置決めするとともに、その砥石を当該歯車に対し
て移動させるために特殊な装置が必要であるという問題
があった。

【０００４】また、いずれの従来例にも、面取りを行う
べき歯車における全歯に対して面取りを行うために当該
歯車を砥石に対して割り出さなければならず、面取り加
工の高能率化が困難であるという問題もあった。

【０００５】さらに、いずれの従来例にも、面取りを行
うべき歯車と砥石との相対位置が当該歯車の外径寸法誤
差，偏心誤差等、形状誤差のばらつきが考慮されること
なく決定されてしまい、面取り加工の高精度化が困難で
あるという問題もあった。

【０００６】本発明は、それらの問題を解決することを
課題としてなされたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段，作用および効果】請求項
１の発明は、歯車における各歯の歯先をその歯先のうち
歯すじに沿った縁において面取りする方法を、当該歯車
とかみ合うべき相手歯車とモジュール，歯数およびねじ
れ角は等しいが圧力角は相手歯車より大きい歯車であっ
て各歯面が当該歯車の歯先を面取り加工する面取り加工
面とされているものを歯先面取り工具とし、その歯先面
取り工具を当該歯車とかみ合い回転させ、それにより、
当該歯車の歯先を面取りするものとしたことを要旨とす
る。

【０００８】ここに「圧力角」は一般に、歯面上の任意
の点における歯形への接線と、円筒歯車では基準ピッチ
円筒と同軸のその点を通る円筒への接平面の法線、ベベ
ルギヤでは基準ピッチ円錐と頂点を共有する同軸のその
点を通る円錐への接平面の法線、ハイポイドギヤでは食
い違い軸間に運動を伝達するのに用いる円錐または円錐
に近い形状と同軸のその点を通る円錐または円錐に近い
形状への接平面の法線、ラックではデータム面に平行な
その点を通る平面の法線とがなす鋭角と定義される。

【０００９】また、「ねじれ角」は一般に、歯すじと、
歯すじを考える歯車と同軸の任意の仮想の円筒，円錐ま
たは円錐に近い形状の母線とがなす鋭角と定義される。

【００１０】また、「面取り加工面」は、歯先面取り工
具が当該歯車の歯先のうち歯すじに沿った縁を研削する
研削面（砥粒が付着された面）としたり、バニシングす
るバニシング面とすることができる。

【００１１】この請求項１の発明に係る方法において
は、歯先面取り工具が、相手歯車より圧力角が大きいた
め、その歯先面取り工具を、面取りを行うべき当該歯車
にかみ合わせれば、歯先面取り工具はそれの各歯の歯面
で当該歯車の歯先の縁に接触する。また、歯先面取り工
具は、各歯面が当該歯車の歯先を面取り加工する面取り
加工面とされているため、歯先面取り工具を当該歯車と
かみ合い回転させれば、当該歯車の歯先が歯先面取り工
具によって面取り加工されるとともに、面取り加工が当
該歯車における複数の歯に対して連続的に行われること
となる。

【００１２】したがって、この請求項１の発明によれ
ば、相手歯車の諸元寸法を利用することによって歯先面
取り工具を簡単に設計できるとともに、歯先面取り工具
と、歯先面取り工具と当該歯車とをかみ合い回転させる
一般的な装置とさえあれば、面取りが実施可能となり、
よって、面取りのために特殊な装置を製造または購入す
ることが不要になるという効果が得られる。

【００１３】また、この請求項１の発明によれば、歯先
面取り工具と当該歯車とをかみ合い回転させることによ
って当該歯車における全歯に対する面取りが、当該歯車
の歯先面取り工具に対する割出しなしで連続的に行われ
ることとなり、面取り加工の高効率化を容易に図り得る
という効果も得られる。

【００１４】さらに、この請求項１の発明によれば、歯
先面取り工具における各歯と当該歯車における各歯との
相対位置が当該歯車の形状誤差のばらつきに応じて変化
し、よって、当該歯車の形状誤差のばらつきが考慮され
て面取りが行われるため、面取り加工の高精度化を容易
に図り得るという効果も得られる。

【００１５】さらにまた、この請求項１の発明によれ
ば、相手歯車が存在する限り、歯車の面取りが実施可能
となるため、歯車の種類の如何を問わず、面取りを実施
可能となるという効果も得られる。

【００１６】請求項２の発明は、請求項１に記載の歯車
の歯先面取り方法において、前記面取り加工面を、前記
歯先面取り工具が当該歯車の歯先のうち歯すじに沿った
縁を研削する研削面としたことを要旨とする。

【００１７】この請求項２の発明によれば、当該歯車の
歯先が研削加工により効率よく面取りされるという効果
が得られる。

【００１８】それら請求項１または２の発明の実施に好
適な歯車歯先面取り装置の一態様においては、前記歯
先面取り工具と、当該歯車と歯先面取り工具とをかみ
合い回転させる回転装置であって、(a) 当該歯車と歯先
面取り工具とをかみ合い状態で回転可能に保持する保持
部と、(b) その保持部に保持されている当該歯車と歯先
面取り工具とをかみ合い回転させるモータとを有する回
転装置とが設けられる。なお、この回転装置として、歯
当たりテスタとして製造または販売された装置を流用可
能である。

【００１９】上記歯車歯先面取り装置の別の態様におい
ては、前記回転装置が、さらに、(c) 前記保持部に保持
されている当該歯車の軸線と歯先面取り工具の軸線との
相対位置を変化させる相対位置変更機構をも有するもの
とされる。この態様によれば、当該歯車の軸線と歯先面
取り工具の軸線との相対位置を変更可能となり、例え
ば、その相対位置を歯先面取り工具の歯が当該歯車の歯
溝に嵌入する深さが変化するように変化させれば、歯先
面取り工具における各歯面の一部分のみが当該歯車の面
取りに使用し続けられずに済み、歯先面取り工具におけ
る各歯面のほぼ全体が当該歯車の面取りに使用可能とな
るという効果が得られる。

【００２０】請求項３の発明は、歯車とかみ合い回転す
ることによってその歯車における各歯の歯先をその歯先
のうち歯すじに沿った縁において面取りするために用い
られる歯先面取り工具を、当該歯車とかみ合うべき相手
歯車とモジュール，歯数およびねじれ角は等しいが圧力
角は相手歯車より大きい歯車であって各歯面が当該歯車
の歯先を面取り加工する面取り加工面とされているもの
としたことを要旨とする。

【００２１】この請求項３の発明によれば、請求項１ま
たは２の発明の実施に必要な歯先面取り工具が得られ
る。

【００２２】請求項４の発明は、請求項３に記載の歯先
面取り工具において、前記面取り加工面を、前記歯先面
取り工具が当該歯車の歯先のうち歯すじに沿った縁を研
削する研削面としたことを要旨とする。

【００２３】この請求項４の発明によれば、請求項３の
発明の一実施態様が得られるという効果が得られる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明のいくつかの実施形
態を図面に基づいて詳細に説明する。

【００２５】本発明の第１実施形態は、ハイポイドギヤ
またはベベルギヤである歯車対を構成するリングギヤと
ピニオンギヤとのうちリングギヤの歯先を研削加工によ
り面取りする方法である。

【００２６】本実施形態においては、図１に示すよう
に、モジュールｍ，歯数ｚおよびねじり角βはリングギ
ヤ１０の相手歯車であるピニオンギヤと同じであるが圧
力角αはピニオンギヤより大きい歯車が歯先面取り工具
１２として用いられている。その歯先面取り工具１２に
おける各歯１４の歯面１６には、ＣＢＮ（立方晶窒化ホ
ウ素），ダイヤモンド等の砥粒が散布されて接着剤によ
り接着されており、それにより、各歯面１６が研削面
（面取り加工面の一例）とされている。歯先面取り工具
１２の圧力角αがピニオンギヤの圧力角αより大きくさ
れているため、それら歯先面取り工具１２とリングギヤ
１０とをかみ合わせると、同図に示すように、歯先面取
り工具１２における歯面１６が、リングギヤ１０の各歯
１８の歯先２０のうちそれの歯すじに沿った縁である予
定面取り部２２に接触する。

【００２７】それら歯先面取り工具１２とリングギヤ１
０とは回転装置２４によりかみ合い状態で回転させられ
る。図２には、その回転装置２４が示されている。回転
装置２４は、(a) リングギヤ１０と歯先面取り工具１２
とをかみ合い状態で回転可能に保持する保持部（図示し
ない）と、(b) その保持部に保持されているリングギヤ
１０と歯先面取り工具１２とをかみ合い回転させるモー
タ２６，２７と、(c)保持部に保持されているリングギ
ヤ１０の軸線と歯先面取り工具１２の軸線との相対位置
を変化させる相対位置変更機構２８とを含むように構成
されている。なお、回転装置２４は、面取り専用に製造
または購入することは不可欠ではなく、例えば良く知ら
れている歯当たりテスタを流用してもよい。

【００２８】次に、この面取り方法の内容を経時的に説
明する。まず、リングギヤ１０と歯先面取り工具１２と
が、回転装置２４内において非かみ合い状態でセットさ
れる。次に、それらリングギヤ１０と歯先面取り工具１
２とが相対位置変更機構２８により互いに接近させら
れ、それにより、かみ合い状態とされる。かみ合い状態
においては、図１に示すように、リングギヤ１０の各歯
１８と歯先面取り工具１２の各歯１４との間にバックラ
ッシが存在している。

【００２９】次に、リングギヤ１０の面取りが行われ
る。面取りは、リングギヤ１０の複数の予定面取り部１
６において各歯溝を隔てて互いに対向した各対の予定面
取り部１６（以下、単に「各対の予定面取り部１６」と
いう。）の一方と他方とに対して順に行われる。

【００３０】具体的には、まず、モータ２７を駆動モー
タとして正回転方向に回転させる一方、モータ２６を制
動モータとして作用させ、それにより、各対の予定面取
り部１６のうちリングギヤ１０の回転方向（今回は正回
転方向）における前側のものに対して面取りが行われ
る。リングギヤ１０の回転中、一方の予定面取り部１６
に対する面取りがリングギヤ１０の複数の歯１８につい
て連続的に行われ、設定回数の回転により、一方の予定
面取り部１６に対する面取りが終了する。なお、歯先面
取り工具１２の回転速度は、それの研削面の研削能力に
応じて決定される。

【００３１】次に、モータ２７を駆動モータとして逆回
転方向に回転させる一方、モータ２６を制動モータとし
て作用させ、それにより、各対の予定面取り部１６のう
ちリングギヤ１０の回転方向（今回は逆回転方向）にお
ける前側のものに対して面取りが行われる。リングギヤ
１０の回転中、他方の予定面取り部１６に対する面取り
がリングギヤ１０の複数の歯１８について連続的に行わ
れ、設定回数の回転により、他方の予定面取り部１６に
対する面取りが終了する。

【００３２】なお付言すれば、本実施形態においては、
面取り対象が各対の予定面取り部１６の一方である際に
も他方である際にも、モータ２７が駆動モータとして作
用する一方、モータ２６が制動モータとして作用するよ
うになっているが、モータ２７を駆動モータとして一回
転方向（正回転方向または逆回転方向）に回転させる一
方、モータ２６を制動モータとして作用させることによ
り、各対の予定面取り部２６の一方を面取りし、モータ
２６を駆動モータとして一回転方向（モータ２７の上記
回転方向に対応する回転方向）に回転させる一方、モー
タ２７を制動モータとして作用させることにより、他方
の予定面取り部１６を面取りすることができる。モータ
２６，２７の回転方向を変化させることなく、モータ２
６，２７を交互に駆動モータまたは制動モータとしてそ
れぞれ作用させることにより、各対の予定面取り部１６
の一方と他方とを順に面取りすることができるのであ
る。

【００３３】さらに付言すれば、本実施形態において
は、リングギヤ１０に対する面取りが、歯先面取り工具
１２の歯１４がリングギヤ１０の歯溝に嵌入する深さが
変化しない状態で行われるようになっているが、歯先面
取り工具１２における各歯面１６のうちリングギヤ１０
と接触する領域が摩耗して正常な研削作用を行い得なく
なる毎に、例えば、設定複数個のリングギヤ１０に対す
る面取りが終了する毎に、歯先面取り工具１２の歯１４
がリングギヤ１０の歯溝に嵌入する深さを相対位置変更
機構２８により変化させ、それにより、歯先面取り工具
１２における各歯面１６のうちリングギヤ１０と接触す
る領域を更新することができる。このようにすれば、歯
先面取り工具１２における各歯面１６のほぼ全体を複数
個のリングギヤ１０の研削に使用可能となり、その結
果、歯先面取り工具１２における各歯面１６のほぼ全体
を有効に面取りに利用可能となる。

【００３４】本発明の第２実施形態は、ピニオンギヤの
歯先を研削加工により面取りする方法である。本実施形
態は先の第１実施形態と、面取り対象の点以外の点では
共通するため、簡単に説明する。

【００３５】本実施形態においては、図３に示すよう
に、モジュールｍ，歯数ｚおよびねじり角βはピニオン
ギヤ３０の相手歯車であるリングギヤ１０と同じである
が圧力角αはリングギヤ１０より大きい歯車が歯先面取
り工具３２として用いられている。その歯先面取り工具
３２における各歯３４の歯面３６は、第１実施形態にお
けると同様にして研削面（面取り加工面の一例）とされ
ている。歯先面取り工具３２の圧力角αがリングギヤ１
０の圧力角αより大きくされているため、それら歯先面
取り工具３２とピニオンギヤ３０とをかみ合わせると、
同図に示すように、歯先面取り工具３２における歯面３
６がピニオンギヤ３０の各歯３８の歯先４０のうちそれ
の歯すじに沿った縁である予定面取り部４２と接触す
る。それら歯先面取り工具３２とピニオンギヤ３０と
は、先の第１実施形態におけると同様に、回転装置２４
によりかみ合い状態で回転させられる。

【００３６】なお、いずれの実施形態においても、歯先
面取り工具１２，３２は、他の方法でも製造可能であ
り、例えば、各歯先面取り工具１２，３２が保有すべき
形状を有する成形型内において砥粒を結合剤により結合
することによっても製造可能である。

【００３７】本発明の第３実施形態は、リングギヤ１０
の歯先２０をバニシングにより面取りする方法である。
本実施形態は前記第１実施形態と、面取り加工の種類の
点以外の点では共通するため、簡単に説明する。

【００３８】図４には、その面取りのための歯先面取り
工具６０が示されている。この歯先面取り工具６０は、
前記歯先面取り工具１２と同じ形状を有しているが、各
歯６２の各歯面６４がバニシング面（面取り加工面の一
例）とされている。各歯面６４は、焼入れ等により、表
面硬度が面取りを行うべきリングギヤ１０より高められ
ている。

【００３９】この歯先面取り方法においては、リングギ
ヤ１０と歯先面取り工具６０とがかみ合い回転させられ
れば、歯先面取り工具６０の各歯面６４がリングギヤ１
０の歯先２０にそれの予定面取り部２２において局部的
に接触する。それにより、歯先２０が予定面取り部２２
において局部的にバニシング加工を受け、その結果、リ
ングギヤ１０の歯先２０が面取りされる。

【００４０】本発明の第４実施形態は、ピニオンギヤ３
０の歯先４０をバニシング加工により面取りする方法で
ある。本実施形態は前記第２実施形態と、面取り加工の
種類の点以外の点では共通するため、簡単に説明する。

【００４１】図５には、その面取りのための歯先面取り
工具７０が示されている。この歯先面取り工具７０は、
前記歯先面取り工具３２と同じ形状を有しているが、各
歯７２の各歯面７４がバニシング面（面取り加工面の一
例）とされている。各歯面７４は、焼入れ等により、表
面硬度が面取りを行うべきピニオンギヤ３０より高めら
れている。

【００４２】この歯先面取り方法においては、ピニオン
ギヤ３０と歯先面取り工具７０とがかみ合い回転させら
れれば、歯先面取り工具７０の各歯面７４がピニオンギ
ヤ３０の歯先４０にそれの予定面取り部４２において局
部的に接触する。それにより、歯先４０が予定面取り部
４２において局部的にバニシング加工を受け、その結
果、ピニオンギヤ３０の歯先４０が面取りされる。

【００４３】以上、本発明のいくつかの実施形態を図面
に基づいて詳細に説明したが、これらの他にも、特許請
求の範囲を逸脱することなく、当業者の知識に基づいて
種々の変形，改良を施した形態で本発明を実施すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である歯車の歯先面取り方
法が実施される様子を示す斜視図である。

【図２】上記歯先面取り方法を実施する際に使用される
回転装置の構成を概念的に示す平面図である。

【図３】本発明の別の実施形態である歯車の歯先面取り
方法が実施される様子を示す斜視図である。

【図４】本発明のさらに別の実施形態である歯車の歯先
面取り方法が実施される様子を示す斜視図である。

【図５】本発明のさらに別の実施形態である歯車の歯先
面取り方法が実施される様子を示す斜視図である。

【図６】歯車の歯先面取り方法の一従来例が実施される
様子を示す斜視図である。

【図７】歯車の歯先面取り方法の別の従来例が実施され
る様子を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０ リングギヤ １２，３２，６０，７０ 歯先面取り工具 １６，３６ 研削面 ２０，４０ 歯先 ２２，４２ 予定面取り部 ２４ 回転装置 ３０ ピニオンギヤ ６４，７４ バニシング面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】歯車における各歯の歯先をその歯先のうち
   歯すじに沿った縁において面取りする方法であって、 当該歯車とかみ合うべき相手歯車とモジュール，歯数お
   よびねじれ角は等しいが圧力角は相手歯車より大きい歯
   車であって各歯面が当該歯車の歯先を面取り加工する面
   取り加工面とされているものを歯先面取り工具とし、そ
   の歯先面取り工具を当該歯車とかみ合い回転させ、それ
   により、当該歯車の歯先を面取りすることを特徴とする
   歯車の歯先面取り方法。
2. 【請求項２】前記面取り加工面が、前記歯先面取り工具
   が当該歯車の歯先のうち歯すじに沿った縁を研削する研
   削面とされている請求項１に記載の歯車の歯先面取り方
   法。
3. 【請求項３】歯車とかみ合い回転することによってその
   歯車における各歯の歯先をその歯先のうち歯すじに沿っ
   た縁において面取りするために用いられる歯先面取り工
   具であって、 当該歯車とかみ合うべき相手歯車とモジュール，歯数お
   よびねじれ角は等しいが圧力角は相手歯車より大きい歯
   車であって各歯面が当該歯車の歯先を面取り加工する面
   取り加工面とされているものであることを特徴とする歯
   先面取り工具。
4. 【請求項４】前記面取り加工面が、前記歯先面取り工具
   が当該歯車の歯先のうち歯すじに沿った縁を研削する研
   削面とされている請求項３に記載の歯先面取り工具。