JP2617580B2 - 歯車研削盤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は歯車研削盤に関する。

＜従来の技術＞ 歯車の耐久摩耗性を高めて高速回転に適するようにす
るには、歯車を焼入れた後、歯車研削盤で研削を行な
う。

第８図乃至第10図に基づいて歯車研削盤の構成を説明
する。第８図、第９図、第10図にはそれぞれ歯車研削盤
の正面、側面、平面を示してある。

床面に設置されるベッド１にはテーブル２が水平な一
方向（左右方向）に往復摺動自在に支持され、テーブル
２は図示しないボールねじを介して往復駆動されるよう
になっている。テーブル２の上面には駆動回転する主軸
を備えた主軸台３及びテールストック４が同軸上に載置
され、主軸台３及びテールストック４により被削歯車５
が支持される。

テーブル２の後側におけるベッド１にはコラム６がテ
ーブル２の移動方向に直交する水平方向（前後方向）に
往復摺動自在に支持され、コラム６は砥石前後モータ７
（第９図、第10図）により往復駆動される。コラム６の
テーブル２側の側面には鉛直方向に延びる摺動面８が形
成され、摺動面８にはスライダ９が摺動自在に支持さ
れ、スライダ９は砥石上下モータ10により往復駆動され
る。スライダ９には鉛直軸回りで旋回可能に砥石頭11が
支持され、砥石頭11には水平軸回りで駆動回転される砥
石12が装着されている。砥石12（砥石軸）は砥石駆動モ
ータ13（第９図）によって駆動される。

テーブル２の端部には被削歯車５の支持中心線上の鉛
直軸回りで旋回可能に砥石成形装置14が設けられ、砥石
成形装置14には砥石12のトルーイング及びドレッシング
を行なうドレッサが設けられている。

上述した砥石前後モータ７、砥石上下モータ10、砥石
駆動モータ13、主軸駆動用モータ（図示省略）及びテー
ブル駆動用モータ（図示省略）は別途設けた数値制御装
置（図示省略）によって駆動制御されるようになってい
る。

上記構成の歯車研削盤による研削作用を説明する。

主軸台３とテールストック４の両センタ間に被削歯車
５を支持し、主軸を駆動させることによりケレ等を介し
て被削歯車５を駆動回転させる。被削歯車５のねじれ角
に合わせて砥石頭11を旋回させ、砥石駆動モータ13の駆
動により砥石12を駆動回転させる。テーブル２の左右
動、コラム６と前後動及びスライダ９の上下動により被
削歯車５と砥石12を所定状態で当接させて被削歯車５の
研削を行なう。砥石12のトルーイング及びドレッシング
を行なう場合、砥石頭11の旋回角度と同一角度で砥石成
形装置14を旋回させ、研削時と同様にテーブル２と砥石
頭11を移動させて砥石12にドレッサを当接させる。

＜発明が解決しようとする課題＞ 上述した歯車研削盤では、トルーイング及びドレッシ
ングを行なう場合、砥石成形装置14を砥石12と同一角度
で旋回させる必要がある。このため、砥石成形装置14を
旋回させる駆動機構及びサーボ制御装置が必要となり、
砥石成形装置14が複雑で大型な構造となってテーブル２
上でのスペースが多くなると共に高価な装置となってい
た。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、極めて簡
単な構成で確実に砥石と同一角度で旋回させることがで
きる砥石成形装置を備えた歯車研削盤を提供し、もって
砥石成形装置の小型化とトルーイング及びドレッシング
の精度向上を図ることを目的とする。

＜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、被削物の
支持中心線上の鉛直軸回りで旋回自在に砥石成形装置を
テーブル側に支持し、砥石を支持する砥石頭と前記砥石
成形装置とを前記テーブル及び前記砥石頭を相対的に旋
回させる時にのみ連結させる連結装置を備えたことを特
徴とする。

＜作用＞ 砥石頭を旋回させる時にのみ連結装置により砥石頭と
砥石成形装置とを連結し、砥石頭と砥石成形装置の関係
を同一状態に保持したまま砥石頭及び砥石成形装置を旋
回させる。

＜実 施 例＞ 第１図、第２図、第３図にはそれぞれ本発明の一実施
例に係る歯車研削盤の正面、側面、平面を、第４図には
そのテーブル旋回機構を示してある。

床面に載置されるベッド21には鉛直軸回りで旋回可能
なテーブルベースとしてのサドル22が支持され、サドル
22には水平な一方向に摺動可能なテーブル23が設けられ
ている。

第４図に示すように、ベッド21にはサドル22の旋回中
心と同心状のウォームホイール24が固定され、サドル22
にはウォームホイール24に噛み合うウォーム25が設けら
れ、ウォーム25はテーブル旋回モータ26によって駆動さ
れる。つまり、ウォームホイーム24がベッド21に固定さ
れているため、テーブル旋回モータ26の駆動によりウォ
ーム25が移動してサドル22が旋回する。

テーブル23の上面には駆動回転する主軸を備えた主軸
台27及びテールストック28が同軸状に載置され、主軸台
27及びテールストック28により被削物としての被削歯車
29が支持される。主軸台27及びテールストック28の中心
軸線、即ち被削歯車29の支持中心線はサドル22の旋回中
心線と一致し、被削歯車29の支持中心線に沿ってテーブ
ル23はサドル22上を摺動自在となっている。テーブル23
はテーブル駆動モータ30の駆動によって往復駆動され
る。

テーブル23の後側におけるベッド21にはコラム31がテ
ーブル23の移動方向に交差する水平方向（前後方向）に
往復摺動自在に支持され、コラム31は砥石前後モータ32
により往復駆動される。コラム31の形状は、コラム31が
最もテーブル23に接近した時にテーブル23が旋回しても
テーブル23と干渉しない形状となっている（第３図参
照）。コラム31にはテーブル23側に突出する砥石頭33が
鉛直方向に移動自在に設けられ、砥石頭33は砥石上下モ
ータ34により往復駆動される。砥石頭33にはコラム31の
移動方向に沿った水平な砥石軸35が設けられ、砥石軸35
は砥石駆動モータ36によって駆動回転される。砥石軸35
の先端には砥石37が取付けられ、砥石37は砥石頭33に固
定された砥石カバー38に覆われている。

主軸台27には砥石成形装置39が鉛直軸回りで旋回可能
に設けられ、砥石成形装置39の旋回中心は被削歯車29の
支持中心線に一致している。

第５図、第６図に基づいて砥石成形装置39の構成を説
明する。第５図には砥石成形装置39の断面側面、第６図
にはその平面を示してある。

主軸台27には固定ベース40が取付けられ、固定ベース
40上には鉛直軸回りで旋回可能な旋回ベース41が支持さ
れている。旋回ベース41の上面には一対のホルダ42が固
定され、ホルダ42には砥石37のトルーイング及びドレッ
シングを行なうダイヤモンドドレッサ（ドレッサ）43が
取付けられている。固定ベース40と旋回ベース41との間
にはシリンダ室44が形成され、シリンダ室44にはピスト
ン45が設けられている。ピストン45にはクランプ46が取
付けられ、皿ばね47によってピストン45が下方に付勢さ
れるとクランプ46が旋回ベース41に係合して旋回ベース
41の旋回が不能となる。シリンダ室44に流体圧を供給す
ると、ピストン45が皿ばね47のばね力に抗して上方に移
動し、クランプ46の旋回ベース41への係合が解除されて
旋回ベース41が旋回可能となる。

第１図、第２図に示すように、砥石カバー38には水平
軸回りで回動可能な連結装置としての固定アーム48が設
けられ、固定アーム48は砥石成形装置39のホルダ42に固
定可能となっている。そして、固定アーム８は、テーブ
ル23を旋回させる時にのみホルダ42に固定されるように
なっている。

上述した歯車研削盤では、主軸駆動用モータ（図示省
略）、テーブル旋回モータ26、テーブル駆動モータ30、
砥石前後モータ32及び砥石上下モータ34の駆動は別途に
設けた数値制御装置（図示省略）によって駆動制御され
るようになっている。

上記構成の歯車研削盤の作用を第７図に基づいて説明
する。第７図にはテーブル23の旋回状況を示してある。

被削歯車29のねじれ歯溝に沿って砥石37を噛み合わせ
るために、被削歯車29の支持中心線Ｐと砥石中心線Ｑは
被削歯車29のねじれ角βだけ旋回させる必要がある。砥
石37をねじれ角βに設定するため、テーブル旋回モータ
26の駆動によりウォーム25をウォームホイール24の回り
で移動させ、テーブル23を旋回する。

研削加工に先立ち砥石37のトルーイング及びドレッシ
ングを行なう。テーブル23を移動させてテーブル23の旋
回中心と砥石成形装置39の旋回中心とを一致させる。固
定アーム48を下方に回動させてホルダ42に固定し、この
状態でテーブル23を被削歯車29のねじれ角βだけ旋回さ
せる。

砥石成形装置39のピストン45を作動させてクランプ46
による旋回ベース41への係合を解除し、固定ベース40に
対して旋回ベース41を旋回可能にする。テーブル旋回モ
ータ26の駆動によりウォーム25を回転させベッド21に対
してサドル22を所定角度（β）回動させる。サドル22の
回動によりテーブル23がねじれ角と同一角旋回し、同時
に砥石成形装置39の旋回ベース41も固定ベース40に対し
てねじれ角βと同一角旋回したことになる。これにより
ドレッサ43と砥石37との相対関係を変えることなくホル
ダ42はテーブル23の旋回角度と同一角度旋回したことに
なる。旋回ベース41を旋回させた後、皿ばね47のばね力
によってピストン45を移動させ、クランプ46により旋回
ベース41を固定ベース40側に固定し、ボルダ42と固定ア
ーム48の固定を解除して固定アーム48を上方に回動させ
る。この状態で砥石上下モータ34を同期制御して砥石37
を所要の成形軌跡で動かし、ドレッサ43により砥石37の
トルーイング及びドレッシングを行なう。

固定アーム48をホルダ42に固定してテーブル23を旋回
させることにより、ドレッサ43は砥石37と共にテーブル
23に対して所定のねじれ角に旋回させることができる。

砥石37のトルーイング及びドレッシングが完了した
後、テーブル23を移動させて被削歯車29の研削を行な
う。被削歯車29の歯幅方向の研削は、テーブル23の移動
（被削歯車29の支持中心線方向の移動）に対し主軸台27
の主軸を次の（１）式の関係で同期回転制御する。

テーブル23の移動量をＬ（mm）、主軸の回転角をθ
（deg）、被削歯車29のピッチ円上ねじれ角をβ_０（de
g）、被削歯車29のピッチ円径をd₀（deg）とした場合、 テーブル23の移動と主軸回転の同期制御により、被削
歯車29の一歯の研削が終了すると、砥石上下モータ34の
駆動によって砥石37と歯溝の噛み合いを外す。次に被削
歯車29の（1/歯数）回転主軸を割出回転させて砥石37と
歯溝を噛み合わせ、同様に同期制御によって被削歯車29
の歯溝の研削を行なう。以上の動作を被削歯車29の歯数
回数繰返すことにより全歯の研削が完了する。

ねじれ角が異なった被削歯車29の研削を行なう場合、
ベッド21に対するサドル22の回動を行ない、テーブル23
を所定角度に旋回させて砥石37の被削歯車29に対する傾
斜角度の変更を行なう。この時、固定アーム48によって
砥石頭33側と砥石成形装置39側を連結しておくことで、
砥石37との位置関係を一定に保ったままドレッサ43をテ
ーブル23（被削歯車29）に対して旋回させる。

上述した歯車研削盤では、被削歯車29と砥石37の交差
角の設定は、被削歯車29を支持したテーブル23を旋回さ
せて行なうので、砥石頭33に旋回機構が不要になり砥石
頭33のスペース上の制限がなくなる。また、テーブル23
を旋回させる時にのみ、固定アーム48により砥石頭33側
と砥石形成装置39側を連結してテーブル23を旋回させる
ことで、装置を大型化することなくテーブル23に対して
ドレッサ43を砥石37と共に所定角度に旋回させることが
できるので、砥石成形装置39自身に同期旋回機構が不要
となると共に、砥石37に対する位置関係を正確に保つこ
とができる。また、主軸台27に砥石成形装置39を設けた
ので、被削歯車29の研削位置からトルーイング及びドレ
ッシング位置までのテーブル23の移動ストロークが短か
くなり、砥石37の成形時間が短縮されて生産性向上が図
れる。

＜発明の効果＞ 本発明の歯車研削盤は、砥石成形装置を鉛直軸回りで
旋回自在にテーブル側に設けると共にテーブルに対する
砥石頭の旋回角を設定する時にのみ連結装置により砥石
頭と砥石成形装置を連結するようにしたので、装置を大
型化することなく砥石頭と同一角で砥石成形装置をテー
ブルに対して旋回させることができる。この結果、極め
て簡単な構成で確実に砥石成形装置を旋回させることが
でき、砥石成形装置の小型化とトルーイング及びドレッ
シングの精度向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る歯車研削盤の正面図、
第２図はその側面図、第３図はその平面図、第４図はそ
のテーブル旋回機構を表わす断面図、第５図はその砥石
成形装置の断面図、第６図は第５図の平面図、第７図は
テーブルの旋回説明図、第８図は従来の歯車研削盤の正
面図、第９図はその側面図、第10図はその平面図であ
る。 図面中、 21はベッド、 22はサドル、 23はテーブル、 27は主軸台、 28はテールストック、 29は被削歯車、 31はコラム、 33は砥石頭、 37は砥石、 39は砥石成形装置、 48は固定アームである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 和幸 京都府京都市右京区太秦巽町１番地 三 菱重工業株式会社京都精機製作所内 (72)発明者 山口 政男 岐阜県武儀郡武芸川町跡部1333番地の１ 株式会社長瀬鉄工所内 (56)参考文献 特開 昭62−292363（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−269559（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−178061（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被削物の支持中心線上の鉛直軸回りで旋回
   自在に砥石成形装置をテーブル側に支持し、砥石を支持
   する砥石頭と前記砥石成形装置とを前記テーブル及び前
   記砥石頭を相対的に旋回させる時にのみ連結させる連結
   装置を備えたことを特徴とする歯車研削盤。