(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車を研削する研削歯面を有する歯車研削用砥石の前記研削歯面をドレッシングする方法であって、
前記歯車研削用砥石の研削歯面と歯車状のドレッサの歯面とを噛合させて前記ドレッサを固定状態とした後、該ドレッサに対し歯車研削用砥石を所定方向に回動させて該歯車研削用砥石の一方の研削歯面を該ドレッサの一方の歯面に接触させる第１工程と、
前記歯車研削用砥石を第１工程とは反対方向に回動させ、該歯車研削用砥石の他方の研削歯面を前記ドレッサの他方の歯面に接触させる第２工程と、
前記歯車研削用砥石の回動量に基づいて該ドレッサの一方の歯面と該歯車研削用砥石の一方の研削歯面との離間間隔ｔを検出する第３工程と、
固定状態とされた前記歯車研削用砥石に対し離間間隔ｔ／２だけ前記ドレッサを回動変位させた後、該ドレッサと歯車研削用砥石とを相対的に所定量だけ移動して該ドレッサの歯面と歯車研削用砥石の研削歯面とを接近させる第４工程と、
前記第１工程から第４工程を順次連続して繰り返し、前記離間間隔ｔが所定量となった時に前記歯車研削用砥石およびドレッサを位置決めし、前記位置決めされた状態を保持して前記歯車研削用砥石およびドレッサを同期回転させながら前記歯車研削用砥石に対してドレッシングを行うことを特徴とする歯車研削用砥石のドレッシング方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、第１工程では、歯車研削用砥石を固定状態とした後、前記歯車研削用砥石に対しドレッサを所定方法に回動させて該ドレッサの一方の歯面を該歯車研削用砥石の一方の研削歯面に接触させ、
第２工程では、前記ドレッサを第１工程とは反対方向に回動させ、該ドレッサの他方の歯面を該歯車研削用砥石の他方の研削歯面に接触させ、
第３工程では、前記ドレッサの回動量に基づいて離間間隔ｔを検出することを特徴とする歯車研削用砥石のドレッシング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ねじ状の研削歯面を有する歯車研削用砥石のドレッシング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、歯車を研削仕上げするために、歯車研削用砥石が回動自在に装着された歯車研削盤が知られている。この歯車研削用砥石は、一般に、ねじ研削盤等によって表面にねじ状の研削歯面が精密仕上げ加工された金属製の砥石母材に、超硬砥粒（例えば、ＣＢＮ砥粒）をメッキ層を介して電着することにより形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記歯車研削用砥石を歯車状のドレッサによってドレッシングする際、該歯車研削用砥石の研削歯面とドレッサの歯面との噛合具合によってドレッシングされた研削歯面に凹凸状の歯形が形成される場合があり、この結果、砥粒が磨耗して歯車研削用砥石の耐久性が劣化するという不都合がある。
【０００４】
本発明は、前記の不都合を克服するためになされたものであり、研削歯面の歯形精度を向上させるとともに、砥粒の磨耗を防止して耐久性を向上させることが可能な歯車研削用砥石のドレッシング方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、歯車を研削する研削歯面を有する歯車研削用砥石の前記研削歯面をドレッシングする方法であって、
前記歯車研削用砥石の研削歯面と歯車状のドレッサの歯面とを噛合させて前記ドレッサを固定状態とした後、該ドレッサに対し歯車研削用砥石を所定方向に回動させて該歯車研削用砥石の一方の研削歯面を該ドレッサの一方の歯面に接触させる第１工程と、
前記歯車研削用砥石を第１工程とは反対方向に回動させ、該歯車研削用砥石の他方の研削歯面を前記ドレッサの他方の歯面に接触させる第２工程と、
前記歯車研削用砥石の回動量に基づいて該ドレッサの一方の歯面と該歯車研削用砥石の一方の研削歯面との離間間隔ｔを検出する第３工程と、
固定状態とされた前記歯車研削用砥石に対し離間間隔ｔ／２だけ前記ドレッサを回動変位させた後、該ドレッサと歯車研削用砥石とを相対的に所定量だけ移動して該ドレッサの歯面と歯車研削用砥石の研削歯面とを接近させる第４工程と、
前記第１工程から第４工程を順次連続して繰り返し、前記離間間隔ｔが所定量となった時に前記歯車研削用砥石およびドレッサを位置決めし、前記位置決めされた状態を保持して前記歯車研削用砥石およびドレッサを同期回転させながら前記歯車研削用砥石に対してドレッシングを行うことを特徴とする。
【０００６】
この場合、第１工程では、歯車研削用砥石を固定状態とした後、前記歯車研削用砥石に対しドレッサを所定方法に回動させて該ドレッサの一方の歯面を該歯車研削用砥石の一方の研削歯面に接触させ、第２工程では、前記ドレッサを第１工程とは反対方向に回動させ、該ドレッサの他方の歯面を該歯車研削用砥石の他方の研削歯面に接触させ、第３工程では、前記ドレッサの回動量に基づいて離間間隔ｔを検出してもよい。
【０００７】
本発明によれば、前記第１工程から第４工程までを順次連続して繰り返し、前記離間間隔ｔが所定量となった時、歯車研削用砥石およびドレッサは、ノーバックラッシに近い状態で噛み合わされて位置決めされ、前記位置決めされた状態を保持しながらドレッサによって歯車研削用砥石に対するドレッシング加工が開始される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る歯車研削用砥石のドレッシング方法について、これを実施するドレッシング装置との関連で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【０００９】
図１において、参照符号１０は、歯車研削用砥石のドレッシング装置を示し、このドレッシング装置１０は、軸線方向（矢印Ａまたは矢印Ｂ方向）に沿って移動可能に設けられた研削用砥石１２（以下、単に砥石１２という）と、前記砥石１２の軸線を回転中心として該砥石１２を矢印Ｃまたは矢印Ｄ方向に正転または逆転させる砥石用駆動モータ１４と、前記砥石用駆動モータ１４の回転角度に対応する所定数のパルスをコントローラ１６に導出する第１パルスジェネレータ１８とを含む。
【００１０】
さらに、ドレッシング装置１０は、前記砥石１２の研削歯面２０に噛合するインボリュート歯面２２（以下、単に歯面２２という）を有する歯車状のドレッサ２４と、ギヤトレイン２６を介して前記ドレッサ２４に連結され、ドレッサ２４の軸線を回転中心として矢印Ｅまたは矢印Ｆ方向に正転または逆転させるドレッサ用駆動モータ２８と、前記ドレッサ用駆動モータ２８の回転角度に対応する所定数のパルスをコントローラ１６に導出する第２パルスジェネレータ３０とを有する。
【００１１】
ドレッサ２４は、砥石１２の研削歯面２０をドレッシングするものであり、凸凹からなる歯面２２および歯底（図示せず）には、例えば、ダイヤモンド砥粒等がニッケルメッキ層を介して電着されている。なお、前記ドレッサ２４は、砥石用駆動モータ１４と同期制御されるドレッサ用駆動モータ２８によって正逆方向に回転される。
【００１２】
前記ギヤトレイン２６、ドレッサ用駆動モータ２８および第２パルスジェネレータ３０は、それぞれテーブル３２に固設され、前記テーブル３２はテーブル移動用駆動モータ３４の駆動作用下に変位自在に設けられる。すなわち、前記テーブル移動用駆動モータ３４を駆動させてテーブル３２を変位させることによりドレッサ２４が矢印Ｇまたは矢印Ｈ方向に移動し、前記ドレッサ２４の歯面２２を砥石１２の研削歯面２０に対して接近または離間させることができる。
【００１３】
なお、砥石用駆動モータ１４、ドレッサ用駆動モータ２８およびテーブル移動用駆動モータ３４は、好適にはそれぞれ高分解能を有するステッピングモータを用いるとよい。コントローラ１６は、図示しないカウンタ、Ｄ／Ａコンバータ、加算器、フィードフォワード演算器、およびセミクローズドループ演算器等を構成要素とし、その詳細については、本出願人の提案に係る特開平５−３４５２２２号公報を参照するとよい。
【００１４】
本発明に係る歯車研削用砥石のドレッシング方法が適用されたドレッシング装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、図２に示すフローチャートに沿って前記ドレッシング方法について説明する。なお、ドレッシングは、砥石１２の相互に隣接する両方の研削歯面２０を同時に行うのではなく、一方の研削歯面２０をドレッシングした後、他方の研削歯面２０をドレッシングするというように片側の研削歯面２０ごとに行うものとする。
【００１５】
まず、砥石１２の研削歯面２０とドレッサ２４の歯面２２との噛合具合を調整する方法について説明する。
【００１６】
砥石１２の研削歯面２０とドレッサ２４の歯面２２とを噛合させることにより、図４Ａに示されるようなドレッサ投入位置が形成される（ステップＳ１、Ｓ２）。
【００１７】
続いて、図示しないクランプ手段を付勢してドレッサ２４を固定するとともに、砥石１２に対して前記ドレッサ２４を図４Ａに示す状態から矢印Ｈ方向に所定量だけ後退させることにより、砥石１２およびドレッサ２４は、図４Ｂに示す検出モード開始位置に到達する（ステップＳ３、Ｓ４）。なお、ドレッサ２４を図４Ａから図４Ｂに示す位置に後退させるのは、クランプ手段を介して前記ドレッサ２４を固定状態とすることにより砥石１２の研削歯面２０とドレッサ２４の歯面２２とが接触することを防止するためである。
【００１８】
検出モード開始位置では、図３に示すサブルーチンにしたがって第１回目の検出モード（ステップＳ５）が遂行される。以下、検出モードについて詳細に説明する。
【００１９】
ドレッサ２４が固定された状態において、砥石用駆動モータ１４の駆動作用下に軸線を回転中心として砥石１２を矢印Ｃ方向に正転させることにより、図５Ａに示されるように、砥石１２の研削歯面２０とドレッサ２４のＲ歯面３６とが接触する（ステップａ）。なお、図５Ａ中において参照符号３８は、前記研削歯面２０と前記Ｒ歯面３６との接触点を示す。
【００２０】
この場合、コントローラ１６は、第１パルスジェネレータ１８から出力されるパルスを所定の周期でサンプリングし、得られたサンプリングパルスの変化量が略零で一定状態となることにより、正転する砥石１２の研削歯面２０がドレッサ２４のＲ歯面３６に接触したことを検出する（ステップｂ）。砥石１２の研削歯面２０がドレッサ２４のＲ歯面３６に接触することにより前記砥石１２の回転が停止し、第１パルスジェネレータ１８からのパルスの出力が中止される。
【００２１】
次に、ステップａの状態から砥石用駆動モータ１４の駆動作用下に砥石１２を矢印Ｄ方向に逆転させることにより、図５Ｂに示されるように、砥石１２の研削歯面２０とドレッサ２４のＬ歯面４０とが接触する（ステップｃ）。前記砥石１２の研削歯面２０とドレッサ２４のＬ歯面４０とが接触したことは、前述したように、コントローラ１６がサンプリングパルスの変化量を監視することによって検出される（ステップｄ）。なお、図５Ｂ中において参照符号４２は、前記研削歯面２０と前記Ｌ歯面４０との接触点を示す。
【００２２】
この場合、砥石１２の研削歯面２０がドレッサ２４のＲ歯面３６に接触した状態からＬ歯面４０に接触するまでの砥石用駆動モータ１４の回転量に対応する所定数のパルスが第１パルスジェネレータ１８を介してコントローラ１６に導入され、コントローラ１６は、前記パルス数をカウントすることによって砥石１２の研削歯面２０とドレッサ２４のＬ歯面４０との離間間隔ｔを検出する（図５Ｂ参照）。
【００２３】
続いて、ドレッサ用駆動モータ２８を駆動させ砥石１２の相互に隣接する研削歯面２０間の中央部にドレッサ２４の歯部４４が位置するように該ドレッサ２４を矢印Ｆ方向に所定量だけ回転移動させる。すなわち、砥石１２の研削歯面２０とドレッサ２４のＲ歯面３６との離間間隔および前記研削歯面２０とＬ歯面４０との離間間隔がそれぞれ等しくなるようにドレッサ２４を矢印Ｆ方向に所定量（離間間隔ｔ／２）だけ逆転させる（ステップｅ）。
【００２４】
この場合、コントローラ１６は、前記検出された離間間隔ｔに対応するパルス数の半分のパルス数をドレッサ２４の回転量に換算することにより、離間間隔ｔ／２に対応するデータを得る。
【００２５】
続いて、砥石１２の研削歯面２０とドレッサ２４のＲ歯面３６との間および前記研削歯面２０とＬ歯面４０との間の離間間隔を等しく保持しながら、図５Ｃに示されるように、テーブル移動用駆動モータ３４をステップ送りしてテーブル３２を矢印Ｇ方向に所定長だけ前進させる（ステップｆ）。従って、ドレッサ２４が砥石１２側に所定長だけ接近し、砥石１２およびドレッサ２４は、図４Ｃに示されるような位相教示位置に到達する（ステップＳ６）。
【００２６】
位相教示位置では、図３に示されるような工程に沿って第２回目の検出モードを行う（ステップＳ７）。なお、検出モードについては、前述しているのでその詳細な説明を省略する。
【００２７】
図６は、第１および第２パルスジェネレータ１８、３０からそれぞれ出力されたパルスをサンプリングしたパルス数と時間との関係を表したものである。図６中の実線は、図６中の向かって左側の縦軸に示すパルス数を単位とする砥石１２の回転変位量を示し、破線は、図６中の向かって右側の縦軸に示すパルス数を単位とするドレッサ２４の回転変位量を示している。
【００２８】
また、図６中、Ｏ、ＱおよびＵは、砥石１２の研削歯面２０とドレッサ２４のＲ歯面３６とが接触した接触点を示し、Ｐ、Ｓ、ＶおよびＷは、研削歯面２０とドレッサ２４のＬ歯面４０とが接触した接触点をそれぞれ示している。
【００２９】
第２回目の検出モード（ステップＳ７）では、ドレッサ２４が位相教示位置で固定された状態で砥石１２を正転および逆転させ、接触点Ｏと接触点Ｐとの偏差から離間間隔ｔは、約５０００パルスであることが読みとれる。コントローラ１６は、このパルス数をドレッサ２４の回転量に換算し、ドレッサ用駆動モータ２８の付勢作用下に離間間隔ｔ／２だけドレッサ２４を矢印Ｆ方向に回転させる。このようにして砥石１２の隣接する研削歯面２０の中央部にドレッサ２４の歯部４４が回転移動した後、ドレッサ２４を砥石１２側（矢印Ｇ方向）に向かって所定量だけ前進させる。なお、前記所定量は、離間間隔ｔに対応するパルス数が５００パルス未満となるように予め実験によって得られたデータであり、このデータはコントローラ１６内にテーブルとして記憶されているものとする。
【００３０】
次に、前記と同様な工程に沿って第３回目の検出モードを行う（ステップＳ８）。すなわち、砥石１２を正転および逆転させ、前記砥石１２の研削歯面２０とドレッサ２４のＲ歯面３６およびＬ歯面４０との接触点Ｑ、Ｓの偏差から離間間隔ｔを演算し、ドレッサ２４を離間間隔ｔ／２だけ矢印Ｆ方向に逆転させた後、所定量だけドレッサ２４を砥石１２側（矢印Ｇ方向）に向かって前進させる。
【００３１】
第３回目の検出モードが終了することにより、砥石１２およびドレッサ２４は、図４Ｄに示されるようなドレッシング開始位置に到達する。前記ドレッシング開始位置では、砥石１２およびドレッサ２４が、ギヤトレイン２６におけるバックラッシを除いたノーバックラッシに近い状態で噛み合わされる。
【００３２】
ドレッシング開始位置において、コントローラ１６は、砥石１２とドレッサ２４との離間間隔ｔが所定量未満であるか否かを判断し（ステップＳ９）、前記離間間隔ｔが所定量未満に到達していないと判断した時はステップＳ７に戻り、前記離間間隔ｔが所定量未満に到達していると判断した時は、ステップＳ１０に進む。なお、ステップＳ９は、実質的に第４回目の検出モードとして機能するものであり、その検出モード中に離間間隔ｔを検出している。
【００３３】
すなわち、コントローラ１６は、砥石１２を正転および逆転させ、接触点Ｕと接触点Ｖの偏差（離間間隔ｔ）に係るパルス数をカウントし、前記カウントされたパルス数が所定量、例えば、３００パルス未満か否かを判断する。
【００３４】
前記ステップＳ９で検出された前記離間間隔ｔに対応するパルス数が所定量未満であると判断した時、コントローラ１６は、砥石１２を矢印Ｄ方向に逆転させてドレッサ２４のＬ歯面４０が砥石１２の一方の研削歯面２０に接触していることを検出した後（図６中の接触点Ｗ参照）、前記一方の研削歯面２０に対するドレッシング作業が開始される（ステップＳ１０、Ｓ１１）。なお、前記ステップＳ１０において、コントローラ１６は、予め実験値により求められた補正データに基づいてドレッサ２４を所定量だけ逆転させる補正作業を行う。
【００３５】
コントローラ１６は、砥石用駆動モータ１４およびドレッサ用駆動モータ２８に付勢信号を導出してともに駆動させ、その回転作用下に砥石１２の一方の研削歯面２０に対するドレッシング作業を行う。その際、コントローラ１６は、砥石用駆動モータ１４とドレッサ用駆動モータ２８とが同期回転するように駆動制御する。
【００３６】
この場合、前記砥石用駆動モータ１４およびドレッサ用駆動モータ２８は、砥石１２の砥粒およびドレッサ２４の砥粒を保護するため、後述するようなモータ特性に基づいて低速回転且つ低トルクで駆動される。
【００３７】
前記砥石１２の一方の研削歯面２０に対するドレッシング作業が終了した後、砥石１２の他方の研削歯面２０をドレッシングする場合には、砥石１２およびドレッサ２４の回転方向が反対方向となる点で相違し、その他の点はステップＳ１からステップＳ１１まで同様の工程を経て行う。
【００３８】
ここで、砥石用駆動モータ１４の特性図を図７に示す。図７において、特性曲線Ｍは、第１パルスジェネレータ１８からコントローラ１６に導出されるパルス数と時間との関係を表したものである。砥石用駆動モータ１４は、砥石１２の研削歯面２０がドレッサ２４のＲ歯面３６にまだ接触しない空転時に（−１５００）パルス周辺でその変化量が略零で一定状態となり、砥石１２の研削歯面２０とドレッサ２４のＲ歯面３６とが接触した時、（−５０００）パルス周辺で再びその変化量が略零で一定状態となる特性を有する。
【００３９】
また、特性曲線Ｎは、所定の周波数でサンプリングされた偏差パルス数と時間との関係を表したものであり、特性曲線Ｍに対応して砥石１２の研削歯面２０とドレッサ２４のＲ歯面３６とが接触することにより、偏差パルス数が０に近似した値となる。なお、ドレッサ用駆動モータ２８は、砥石用駆動モータ１４と同様なモータ特性を有する。
【００４０】
本実施の形態では、砥石１２の研削歯面２０とドレッサ２４の歯面２２とをノーバックラッシに近い状態で位置決め噛合し前記状態を保持しながら片側の研削歯面２０ごとにドレッシング加工を行っているため、ドレッシング加工された研削歯面２０に凹凸状の歯形、例えば、歯形うねりが形成されることがなく、前記ドレッシングされた研削歯面２０の歯形精度を向上させることができる。
【００４１】
また、砥石１２とドレッサ２４との噛合具合が好適に調整された状態でドレッシングされるため、砥粒の磨耗を防止し砥石１２の耐久性を向上させることができる。
【００４２】
なお、本実施の形態では、予めドレッサ２４側を固定状態とし、砥石１２側を正逆回転させて砥石１２とドレッサ２４との噛合状態を位置決めしているが、これに限定されるものではなく、予め砥石１２側を固定状態とし、ドレッサ２４側を正逆回転させて噛合状態を位置決めすることも可能である。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００４４】
すなわち、歯車研削用砥石の研削歯面とドレッサとの歯面との離間間隔ｔを予め所定量に設定してドレッシング加工を開始しているため、前記ドレッシング加工された研削歯面の歯形精度が向上する。
【００４５】
また、砥石とドレッサとの噛合具合が好適に調整された状態でドレッシングされるため、砥粒の磨耗を防止し砥石の耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る歯車研削用砥石のドレッシング方法を実施するドレッシング装置の概略図である。
【図２】本発明に係る歯車研削用砥石のドレッシング方法を示すフローチャートである。
【図３】図２中の検出モードを示すサブルーチンである。
【図４】図４Ａ〜図４Ｄは、歯車研削用砥石とドレッサとの噛合状態を示す概略動作説明図である。
【図５】図５Ａ〜図５Ｃは、検出モードにおける歯車研削用砥石とドレッサとの噛合状態を示す概略動作説明図である。
【図６】歯車研削用砥石およびドレッサの回転変位量を表すものであり、サンプリングされたパルス数と時間との関係を示す説明図である。
【図７】図１に示すドレッシング装置を構成するモータの特性図である。
【符号の説明】
１０…ドレッシング装置                １２…研削用砥石
１４…砥石用駆動モータ                １６…コントローラ
１８、３０…パルスジェネレータ        ２０…研削歯面
２２…インボリュート歯面              ２４…ドレッサ
２６…ギヤトレイン                    ２８…ドレッサ用駆動モータ
３２…テーブル                        ３４…テーブル移動用駆動モータ
３６…Ｒ歯面                          ３８、４２…接触点
４０…Ｌ歯面                          ４４…歯部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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