(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドストックとテールストックの両センタ間に回転可能に取り付けた成形リングを内歯車形ホーニング砥石の内径面と接触させて回転させると共に前記両センタの軸心方向にも往復運動させることによって内歯車形ホーニング砥石の内径面を成形した後、ヘッドストックとテールストックの両センタ間に回転可能に取り付けた成形ギアを内歯車形ホーニング砥石と噛み合わせて回転させると共に前記両センタの軸心方向にも往復運動させることによって内歯車形ホーニング砥石の歯面を成形することで内歯車形ホーニング砥石の歯丈及び歯形の所要の精度を確保する内歯車形ホーニング砥石の機上成形方法において、
成形リングや成形ギアの内歯車ホーニング砥石への押付力を一定に維持するように成形リングや成形ギアの内歯車形ホーニング砥石への切り込み量をワークテーブルの移動中に連続的に増大させることを特徴とする内歯車形ホーニング砥石の機上成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この出願の発明は、歯車のホーニング仕上げをするための歯車ホーニング盤における内歯車形砥石の機上成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車等に多用される歯車は、歯切り作業の後その歯面をシェービング仕上げ，ラップ仕上げ，ホーニング仕上げ或いは研削仕上げ等によりその加工精度を向上させる。ここで、ホーニング仕上げをする場合には歯車ホーニング盤が使用される。
【０００３】
従来のこの種の歯車ホーニング盤としては、スイス国のフェスラー（Ｆ３ｓｓｌｅｒ）社が製造・販売しているＤ−２５０−Ｃ型歯車ホーニング盤が知られている。図１を参照してこの構成を説明する。
【０００４】
図１に示す歯車ホーニング盤２において、ワークテーブル３上に互いに対向するようにヘッドストック３１及びテールストック３２が支持されている。両ストック３１，３２間にその軸心Ｏと一致するように歯切り後の歯車４が配置されると共に両センタ４１、４２間に回転可能に支持されている。歯切り後の歯車４の歯車面をホーニング加工する内歯車形ホーニング砥石１は、両ストック３１，３２の軸心Ｏに対し、所定の交差角θだけ傾けて配置されている。ホーニング砥石１は図示しない動力源によりホーニング砥石回転軸Ｙの周りに回転し、歯車４の歯車面をホーニング加工する。
【０００５】
歯車ホーニング盤２による歯面のホーニング加工は、歯車４の歯面にホーニング砥石２を例えば略１６ｋｇの押圧力を加えて接触させ、且つホーニング砥石２を例えば３０００ｒｐｍで回転させて１〜２μｍのとりしろをとることで行う。
【０００６】
このため、相当数の歯車４をホーニング加工すると、ホーニング砥石１が摩耗して加工精度の高いホーニング加工が得られなくなる。
【０００７】
そこで、ホーニング砥石１を新しいものに替える必要があるが、その新しいホーニング砥石１は必要な寸法精度になっていないことから、新しいホーニング砥石１に対してドレス加工を行う。
【０００８】
ドレス加工には、内歯車形ホーニング砥石１の内周面を切削する成形リング５と、歯面を切削する成形ギヤとが使用される。
【０００９】
成形リング５と成形ギア６を用いたホーニング砥石１への切削手順は、図２の（ａ）、（ｂ）に示すように、まず歯切り後の歯車４に代えて、両センタ４１、４２間に成形リング５を備えた成形軸１５を取付け、ワークテーブル３の移動により成形リング５を砥石１の内側に入れ、次いで図２（ｃ）、（ｄ）のように成形リング５に砥石１の内径面（歯先面）を接触させて回転させると共にワークテーブル３により両センタ４１、４２の軸心方向と平行なワークテーブル軸方向にも往復運動させることによって、砥石１の内径面の切削を行う。
【００１０】
図６は、砥石１の内径面の成形時における従来の砥石切り込み方法を示すものであり、ワークテーブル３が往復運動行程の各端に位置し停止している時に少量の砥石切り込みを行い、その繰り返しにより所定の成形切り込み量になったならば砥石切り込みを止めて仕上げのための往復運動を行うものであった。
【００１１】
より具体的には、例えば成形リング５をホーニング砥石１に対し２〜２．５μｍ切り込み、そのままのとしりろ（２〜２．５μｍ）で成形リング５をその軸心方向に移動させ、さらに戻り行程で同としりろとするよう成形リング５をホーニング砥石１に切り込んで切削を行う。
【００１２】
次に、図２（ｅ）、（ｆ）のように、成形軸１５に代えて両センタ４１、４２間に成形ギア６を備えた成形軸１６を取付け、ワークテーブル３の移動により成形ギア６を砥石１の内側に入れ、成形ギア６に砥石１の内歯を噛み合わせて回転させると共にワークテーブル３により両センタ４１、４２の軸心方向と平行なワークテーブル軸方向にも往復運動させることによって、砥石１の歯面の成形を行う。その際の砥石切り込みは、図６のようであった。
【００１３】
この場合でも、成形リング５と同様に、成形ギヤ６をホーニング砥石１に対し、一定のとりしろとなるよう切り込んで切削を行う。
【００１４】
このような機上成形により、内歯車形砥石１の歯丈及び歯形の所要の精度を確保した後、図２（ｇ）、（ｈ）のように新しく取り付けたワーク４のホーニング加工が開始される。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の砥石切り込み方法においては、ワークテーブル３の停止時に砥石１への切り込みを行っているが、砥石１の破損を防止するためには、１回の停止状態での砥石１への切り込み量は砥石１の弾性変形の最大許容量以下に制限される。又、この従来の砥石切り込み方法においては、テーブル３が停止状態から軸方向に移動するに伴い、砥石１の弾性変形量が次第に減少し、再度停止する際には、弾性変形量が零になるので、移動時において砥石１への切り込みが可能であるにもかかわらず、移動時には砥石１への切り込みを行っていない。従って、１パス（ワークテーブル３の往動行程）当たりの砥石１への切り込み量が少なくなり、ワークテーブル３の往動回数が多くなる。故に、成形時間が長くなり、ホーニング盤の実稼働率の向上が妨げられる。
【００１６】
故に、本発明は、１パス当たりの砥石への切り込み量を増やして成形時間を短縮することをその技術的課題とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記技術的課題を解決するため本発明において講じた技術的手段は、ヘッドストックとテールストックの両センタ間に回転可能に取り付けた成形リングを内歯車形ホーニング砥石の内径面と接触させて回転させると共に両センタの軸心方向にも往復運動させることによって内歯車形ホーニング砥石の内径面を成形した後、ヘッドストックとテールストックの両センタ間に回転可能に取り付けた成形ギアを内歯車形ホーニング砥石と噛み合わせて回転させると共に両センタの軸心方向にも往復運動させることによって内歯車形ホーニング砥石の歯面を成形することで内歯車形ホーニング砥石の歯丈及び歯形の所要の精度を確保する内歯車形ホーニング砥石の機上成形方法において、成形リングや成形ギアの内歯車ホーニング砥石への押付力を一定に維持するように、成形リングや成形ギアの内歯車形ホーニング砥石への切り込み量をワークテーブルの移動中に連続的に増大させたことである。
【００１８】
【作用】
上記技術的手段によれば、成形リングや成形ギヤの内歯車形ホーニング砥石への押付力を一定値に維持する即ち砥石の弾性変形量が常時最大許容量を超えない範囲で略一定に維持するように、成形リングや成形ギヤの砥石への切り込み量をワークテーブルの移動中に連続的に増大させたので、１パス当たりの切り込み量が増大し、ワークテーブルの往動回数が減少する。従って、成形時間が短縮され、実稼働率が向上する。
【００１９】
【実施例】
添付図面に基づいて本実施例について説明する。
【００２０】
図１は、本実施例及び従来技術に係る歯車ホーニング盤の構成図である。
【００２１】
図１に示されるように、本実施例に係る歯車ホーニング盤２は、従来技術と同様に構成されている。即ち、軸中心をヘッドストック３１とテールストック３２の両センタ４１、４２間に回転可能に支持させたワーク４を、その中心軸Ｏと平行なワークテーブル軸Ｚと所定の交差角θをなすホーニング砥石回転軸Ｙの周りに回転駆動される内歯車形砥石１と噛み合わせて回転させると共に、ワークテーブル３によって両センタ４１、４２の軸心方向と平行なワークテーブル軸方向Ｚにも往復運動を行わせ、噛み合わせ部に研削液を注ぎ掛けてホーニング加工を行う機械である。砥石１はホーニング盤２の砥石頭（図示せず）に取り付けられており、砥石頭はワークテーブル３に対して直角方向に前後進可能であり、砥石１とワーク中心軸Ｏとの間隔が調整可能である。
【００２２】
加工精度を維持するため、常時正確な砥石歯形を保つ必要があり、砥石１を新品に交換した時、ワークの加工を開始する前、及びワークを一定数加工する毎に、砥石１を機械に取り付けたまま成形を行うようになっている。この機上成形の手順を図２に示す。
【００２３】
図２の（ａ）、（ｂ）に示されるように、まずワーク４に代えて、両センタ４１、４２間に成形リング５を備えた成形軸１５を取付け、ワークテーブル３の移動により成形リング５を砥石１の内側に入れる。ここで、成形リング５は、ダイヤモンド等の超砥粒が電着等によって外周面に固着されたものである。次いで図２（ｃ）、（ｄ）及び図３のように成形リング５に砥石１の内径面（歯先面）を接触させて回転させると共にワークテーブル３により両センタ４１、４２の軸心方向と平行なワークテーブル軸方向にも小幅に往復運動させることによって、砥石１の内径面の成形を行う。
【００２４】
ここで、図５に示されるように、砥石１の内径面の成形時における成形リング５の砥石１への切り込み量を砥石１の最大許容弾性変形量を越えない範囲でワークテーブル３の移動中に連続的に増大させ、その繰り返しにより所定の成形切り込み量になったならば砥石１への切り込みを止めて仕上げのための往復運動を行う。即ち、ワークテーブル３の移動中成形リング５の砥石１への押付力を一定に維持する。
【００２５】
次に、図２（ｅ）、（ｆ）及び図４のように、成形軸１５に代えて両センタ４１、４２間に成形ギア６を備えた成形軸１６を取付け、ワークテーブル３の移動により成形ギア６を砥石１の内側に入れ、成形ギア６に砥石１の内歯を噛み合わせて回転させると共にワークテーブル３により両センタ４１、４２の軸心方向と平行なワークテーブル軸方向にも小幅で往復運動させることによって、砥石１の歯面の成形を行う。尚、成形ギア６は、ダイヤモンド等の超砥粒が電着等によって歯面に固着されたものである。
【００２６】
図５に示されるように、その際の成形ギヤ６の砥石切り込みも砥石１の最大許容弾性変形量を越えない範囲でワークテーブル３の移動中に連続的に増大させ、その繰り返しにより所定の成形切り込み量になったならば砥石１への切り込みを止めて仕上げのための往復運動を行う。即ち、ワークテーブル３の移動中成形ギヤ６の砥石１への押付力を一定に維持する。
【００２７】
以上、ワークテーブル３の移動中に成形リング５と成形ギヤ６の砥石１への押付力を一定に維持することにより砥石１を切削することを記載したが、これを図解すると図７のようになる。
【００２８】
成形リング５と成形ギヤ６は、１回目のストロークで砥石１の右側にテーパ部を戻りの２回目のストロークで砥石１の左側にテーパ部を形成し、所定ストロークを繰り返した後、図５の如く切り込み量を一定にした工程を最終的に繰り返し、切削面を平坦化する。
【００２９】
このような機上成形により、内歯車形砥石１の歯丈及び歯形の所要の精度を確保した後、図２（ｇ）、（ｈ）のように新しく取り付けたワーク４のホーニング加工が開始される。
【００３０】
以下、図８及び図９を参照して、上記した砥石１の機上成形方法に用いる機上成形装置について説明する。
【００３１】
図８に示す機上成形装置は、前述した歯車ホーニング盤２と、圧力センサ５０と、押付力制御装置６０とから構成されている。
【００３２】
圧力センサ５０は、両センタ４１，４２の下部に１つずつ設けられ、成形リング５又は成形ギヤ６の砥石１への実際の押付力即ち砥石１から成形リング５又は成形ギヤ６に加えられる力を検出するようになっている。ここで、図８に示す位置に圧力センサ５０を配置すると、その取り付けが容易であるという効果を奏する。尚、圧力センサ５０の配置位置は、図８に示す位置に限定される必要もなく、例えば砥石１の内部に配置しても良い。又、圧力センサ５０の数は１個でも良い。
【００３３】
押付力制御装置６０は、目標押付力記憶装置６１と、入力回路６２と、比較器６３と、出力回路６４とから構成されている。尚、押付力制御装置６０は、油圧制御式でもＮＣ制御式でも良い。
【００３４】
目標押付力記憶装置６１は、実験等により砥石１を破壊しない程度に設定された目標押付力（一定値）を記憶するものである。入力回路６２は、圧力センサ５０により検出された実際の押付力が入力され、それを比較器６３に出力するものである。比較器６３は、実際の押付力を目標押付力記憶装置６１内で記憶された目標押付力と比較してその結果を出力回路６４に出力するものである。出力回路６４は、常に実際の押付力を目標押付力（一定値）に一致させるよう図示しない砥石１の駆動源の駆動量をフィードバック制御するものである。
【００３５】
次に、図１０，図１１を用いて他の機上成形装置について説明する。
【００３６】
まず、図１０に示す機上成形装置は、圧力センサ５０を用いずに成形リング５や成形ギヤ６の砥石１への押付力を一定に維持し、且つ図８の制御装置６０の代わりに油圧制御装置７０を用いたものである。油圧制御装置７０は、実験等により砥石１を破壊しない程度に設定された目標押付力（一定値）を記憶する目標押付力記憶装置７１と、図示しない砥石１の駆動源に目標押付力（一定値）で砥石１を駆動するよう命令する出力回路７２とから構成されている。
【００３７】
図１１に示す機上成形装置は、圧力センサ５０を用いずに成形リング５や成形ギヤ６の砥石１への押付力を一定に維持し、且つ図８の制御装置６０の代わりにＮＣ制御装置８０を用いたものである。ＮＣ制御装置８０は、実験等により砥石１を破壊しない程度に設定された目標押付力（一定値）を記憶する目標押付力記憶装置８１と、目標押付力（一定値）を図５に示す目標切り込みパターンに変換する目標切り込みパターン設定装置８２と、目標切り込みパターンに基づいて砥石１の駆動源の駆動量を制御するものである。ここで、目標切り込みパターンとは、成形リング５や成形ギヤ６の位置と切り込み量との関数である。
【００３８】
以上示したように、本実施例に係る砥石１の機上成形方法においては、ワークテーブル３の移動中に成形リング５と成形ギヤ６の砥石１への押付力を一定に維持する（即ち砥石１の弾性変形量を常時最大許容量を超えない範囲で略一定に維持する）ように成形リング５や成形ギヤ６の砥石１への切り込みをワークテーブル３の移動中に連続的に増大させているので、１パス当たりの砥石１への切り込み量が増大し、ワークテーブル３の往動回数が減少する。従って、成形時間が短縮され、実稼働率が向上する。
【００３９】
又、図８，図９に示す機上成形装置においては、圧力センサ５０を用いて常に実際の押付力を目標の押付力に維持するようフィードバック制御するものであるので、砥石の材質変更や寸法変更等の原因で実際の押付力が変動して目標押付力とずれても、自動的に実際の押付力を目標押付力に一致させることができ、信頼性が向上する。
【００４０】
又、図１０，図１１に示す機上成形装置においては、圧力センサ５０が不要となり、その分コストダウンに繋がる。
【００４１】
又、図１０に示す機上成形装置においては、油圧制御装置７０を用いているので、ＮＣ制御装置８０のように目標押付力を目標切り込みパターンに変換する必要がなくなり、コストダウンに繋がる。
【００４２】
更に、図１１に示す機上成形装置においては、ＮＣ制御装置８０を用いているので、砥石１を取り替えたりする場合における段取り変えが容易となる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明は、以下の如く効果を有する。
【００４４】
１パス当たりの砥石１への切り込み量が増大し、ワークテーブル３の往動回数が減少する。その結果、成形時間を短縮でき、実稼働率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例又は従来技術に係る歯車ホーニング盤の構成図である。
【図２】本実施例又は従来技術に係る内歯車形ホーニング砥石の機上成形手順を示す説明図であって、（ａ）は基準状態の一部断面正面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図、（ｃ）は砥石内径面の成形時の一部断面正面図、（ｄ）は（ｃ）のｄ−ｄ線断面図、（ｅ）は砥石歯面の成形時の一部断面正面図、（ｆ）は（ｅ）のｆ−ｆ線断面図、（ｇ）はワークのホーニング加工時の一部断面正面図、（ｈ）は（ｇ）のｈ−ｈ線断面図である。
【図３】本実施例に係る砥石内径面の成形時の説明図である。
【図４】本実施例に係る砥石歯面の成形時の説明図である。
【図５】砥石内径面の成形時及び砥石歯面の成形時における本実施例に係る砥石への切り込み方法の説明図である。
【図６】砥石内径面の成形時及び砥石歯面の成形時における従来技術に係る砥石への切り込み方法の説明図である。
【図７】成形リングと成形ギヤのストロークと砥石の切削面の状態を示す説明図である。
【図８】砥石の機上成形装置の１例を示す構成図である。
【図９】図８の制御装置のブロック図である。
【図１０】他の例に係る砥石の機上成形装置における油圧制御装置のブロック図である。
【図１１】他の例に係る砥石の機上成形装置におけるＮＣ制御装置のブロック図である。
【符号の説明】
１・・・内歯車形ホーニング砥石
２・・・歯車ホーニング盤
３・・・ワークテーブル
４・・・ワーク
５・・・成形リング
６・・・成形ギヤ
３１・・・ヘッドストック
３２・・・テールストック
４１・・・ヘッドストックのセンタ
４２・・・テールストックのセンタ
【図１】
0003612726.tif 000002
【図２】
0003612726.tif 000003
【図３】
0003612726.tif 000004
【図４】
0003612726.tif 000005
【図５】
0003612726.tif 000006
【図６】
0003612726.tif 000007
【図７】
0003612726.tif 000008
【図８】
0003612726.tif 000009
【図９】
0003612726.tif 000010
【図１０】
0003612726.tif 000011
【図１１】
0003612726.tif 000012