(57)【要約】【課題】被加工歯車の両歯面をバランス良く加工し、被加工歯車の工具寿命を向上させるラッピング加工装置及びラッピング加工方法を提供する。【解決手段】被加工歯車３０を挟んで両側に配置され、被加工歯車３０をラッピング加工する第一ラップ歯車１０・第二ラップ歯車と、被加工歯車３０と第一ラップ歯車１０・第二ラップ歯車との噛み合い部Ｇ１・Ｇ２に砥粒を含有するラップ液を供給するラップ液供給装置４０と、を具備するラッピング加工装置１００であって、第一ラップ歯車１０・第二ラップ歯車の駆動又は制動を制御するコントローラ５０を備え、コントローラ５０により、第一ラップ歯車１０を駆動するとともに第二ラップ歯車を制動する状態と、第二ラップ歯車を駆動するとともに第一ラップ歯車１０を制動する状態と、を切り替えて被加工歯車３０を加工する。【選択図】図１
2014018918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工歯車を挟んで両側に配置され、該被加工歯車をラッピング加工する複数の加工歯車と、
前記被加工歯車と前記各加工歯車との噛み合い部に砥粒を含有するラップ液を供給するラップ液供給手段と、
を具備するラッピング加工装置であって、
前記各加工歯車の駆動又は制動を制御する制御装置を備え、
前記制御装置により、一方の前記加工歯車を駆動するとともに他方の前記加工歯車を制動する状態と、他方の前記加工歯車を駆動するとともに一方の前記加工歯車を制動する状態と、を切り替えて前記被加工歯車を加工する、
ラッピング加工装置。
【請求項２】
請求項１記載のラッピング加工装置であって、
前記ラップ液供給手段は、前記ラップ液の供給を滴下により行う、
ラッピング加工装置。
【請求項３】
被加工歯車をラッピング加工する加工歯車を該被加工歯車を挟んで両側に配置し、前記被加工歯車をラッピング加工する際に前記被加工歯車と前記各加工歯車との噛み合い部に砥粒を含有するラップ液を供給してラッピング加工を行う加工方法であって、
一方の前記加工歯車を駆動するとともに、他方の前記加工歯車を制動する第一加工ステップと、
他方の前記加工歯車を駆動するとともに、一方の前記加工歯車を制動する第二加工ステップと、を有し、
前記第一加工ステップと前記第二加工ステップとを切り替えて前記被加工歯車を加工する、
ラッピング加工方法。
【請求項４】
請求項３記載のラッピング加工方法であって、
前記ラップ液の供給は、滴下により行う、
ラッピング加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラッピング加工装置及びラッピング加工方法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ラッピング加工とは、加工物と被加工物とを研磨剤を含んだ状態で擦りあわせ、被加工物を微少切削しながら研磨し、被加工物をより平坦に仕上げていく加工である。例えば、特許文献１には、ピニオンギヤの歯面を研磨するラッピング加工装置及びラッピング加工方法の技術が開示されている。
【０００３】
また、特許文献１には、対向するラッピング加工用歯車（加工歯車）のそれぞれに駆動力と制動力とを付与することで、被加工歯車の両歯面（左面及び右面）を同時に加工する構成が開示されている。
【０００４】
しかし、特許文献１に開示される構成では、被加工歯車の回転抵抗によって、駆動歯車と被加工歯車とに働く加工力と、制動歯車と被加工歯車とに働く加工力とに差が生じるため、加工にアンバランスが生じることになる。
【０００５】
また、特許文献１に開示される構成では、駆動歯車と被加工歯車との噛み合い付近、並びに、制動歯車と被加工歯車との噛み合い付近にそれぞれ砥粒を含有するラップ液を供給するものの、被加工歯車の回転方向によっては、噛み合い付近に向かってラップ液が巻き込まれていく側と、噛み合い付近からラップ液が排出される側とがあるため、噛み合い付近で作用する砥粒量等に差が生じ、被加工歯車の加工精度に差が生じる。
【０００６】
さらに、加工歯車はその両歯面を加工に使用することができるが、特許文献１に開示される構成では、被加工歯車の両歯面を同時に加工する場合であっても、加工歯車の片歯面しか加工に用いることができず、工具寿命が短くなる。また、加工歯車の反対歯面を使用するためには、加工歯車を入れ替えて取り付ける必要があり、作業工数が増加する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２０７９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、被加工歯車の両歯面をバランス良く加工し、加工歯車の工具寿命を向上することができるラッピング加工装置及びラッピング加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１０】
即ち、請求項１においては、被加工歯車を挟んで両側に配置され、該被加工歯車をラッピング加工する複数の加工歯車と、前記被加工歯車と前記各加工歯車との噛み合い部に砥粒を含有するラップ液を供給するラップ液供給手段と、を具備するラッピング加工装置であって、前記各加工歯車の駆動又は制動を制御する制御装置を備え、前記制御装置により、一方の前記加工歯車を駆動するとともに他方の前記加工歯車を制動する状態と、他方の前記加工歯車を駆動するとともに一方の前記加工歯車を制動する状態と、を切り替えて前記被加工歯車を加工するものである。
【００１１】
請求項２においては、請求項１記載のラッピング加工装置であって、前記ラップ液供給手段は、前記ラップ液の供給を滴下により行うものである。
【００１２】
請求項３においては、被加工歯車をラッピング加工する加工歯車を該被加工歯車を挟んで両側に配置し、前記被加工歯車をラッピング加工する際に前記被加工歯車と前記各加工歯車との噛み合い部に砥粒を含有するラップ液を供給してラッピング加工を行う加工方法であって、一方の前記加工歯車を駆動するとともに、他方の前記加工歯車を制動する第一加工ステップと、他方の前記加工歯車を駆動するとともに、一方の前記加工歯車を制動する第二加工ステップと、を有し、前記第一加工ステップと前記第二加工ステップとを切り替えて前記被加工歯車を加工するものである。
【００１３】
請求項４においては、請求項３記載のラッピング加工方法であって、前記ラップ液の供給は、滴下により行うものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のラッピング加工装置及びラッピング加工方法によれば、被加工歯車の両歯面をバランス良く加工し、加工歯車の工具寿命を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のラッピング加工装置の全体的な構成を示した模式図。
【図２】本発明のラッピング加工工程の流れを示したフロー図。
【図３】同じくラッピング加工工程の作用を示した模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１を用いて、ラッピング加工装置１００の構成について説明する。
なお、図１では、ラッピング加工装置１００を模式的に表している。また、図１の右上には、被加工歯車３０の歯３１の拡大図を表している。さらに、図１では、電気信号線を破線で表している。
【００１７】
ラッピング加工装置１００は、被加工歯車３０（本実施形態では平歯車）の歯３１の両歯面（左面３１Ｌ及び右面３１Ｒ）をラッピング加工する装置である。ラッピング加工とは、加工物と被加工物とを研磨剤を含んだ状態で擦りあわせ、被加工物を微少切削しながら研磨し、被加工物をより平坦に仕上げていく加工である。
【００１８】
ラッピング加工装置１００は、加工歯車としての第一ラップ歯車１０と、加工歯車としての第二ラップ歯車２０と、被加工歯車３０と、ラップ液供給装置４０・４０と、制御装置としてのコントローラ５０と、を具備している。第一ラップ歯車１０及び第二ラップ歯車２０は、被加工歯車３０を挟んで両側に配置されている。
【００１９】
第一ラップ歯車１０は、被加工歯車３０と噛み合って被加工歯車３０の歯３１の両歯面（左面３１Ｌ及び右面３１Ｒ）を研磨する歯車である。第一ラップ歯車１０は、回転軸１５に軸支されている。回転軸１５は、モータ（図示なし）に接続されて駆動される状態と、ブレーキ（図示なし）によって制動される状態とが、選択的に切り替えられるものである。なお、本実施形態の回転軸１５は、所定の向き（図１の矢印の向き）に駆動されるものとする。
【００２０】
第二ラップ歯車２０は、被加工歯車３０と噛み合って被加工歯車３０の歯３１の両歯面（左面３１Ｌ及び右面３１Ｒ）を研磨する歯車である。第二ラップ歯車２０は、回転軸２５に軸支されている。回転軸２５は、モータ（図示なし）に接続されて駆動される状態と、ブレーキ（図示なし）によって制動される状態とが、選択的に切り替えられるものである。なお、本実施形態の回転軸２５は、所定の向き（図１の矢印の向き）に駆動されるものとする。本実施形態では、回転軸２５は回転軸１５と同じ向きに回転駆動される。
【００２１】
ラップ液供給装置４０・４０は、被加工歯車３０と第一ラップ歯車１０の噛み合い部Ｇ１、並びに、被加工歯車３０と第二ラップ歯車２０との噛み合い部Ｇ２に、砥粒が混入したラップコンパウンドであるラッピング剤を、ラッピング剤の自重を用いて上方から滴下するものである。
【００２２】
なお、本実施形態のラップ液供給装置４０は、ラッピング剤の自重を用いて上方から滴下する構成としたが、これに限定されない。例えば、ラッピング剤を吹き付けて供給する構成としても良い。
【００２３】
コントローラ５０は、第一ラップ歯車１０の回転軸１５を、回転軸１５に接続されたモータにより駆動する状態と、ブレーキによって制動する状態とに、選択的に切り替えるものである。すなわち、コントローラ５０は、第一ラップ歯車１０の駆動又は制動を制御する機能を有している。
【００２４】
コントローラ５０は、第二ラップ歯車２０の回転軸２５を、回転軸２５に接続されたモータにより駆動する状態と、ブレーキによって制動する状態とに、選択的に切り替えるものである。すなわち、コントローラ５０は、第二ラップ歯車２０の駆動又は制動を制御する機能を有している。
【００２５】
図２を用いて、ラッピング加工工程Ｓ１００の流れについて説明する。
なお、図２では、ラッピング加工工程Ｓ１００の流れをフローチャートによって表している。
【００２６】
ステップＳ１１０は、ステップＳ１１１とステップＳ１１２とから構成される。
ステップＳ１１１において、コントローラ５０の制御により、第一ラップ歯車１０を駆動するとともに、第二ラップ歯車２０を制動し、第一ラップ歯車１０が駆動されるとともに、第二ラップ歯車２０が制動された状態で、被加工歯車３０がラッピング加工される。
【００２７】
ステップＳ１１２において、コントローラ５０の制御により、第二ラップ歯車２０を駆動するとともに、第一ラップ歯車１０を制動し、第二ラップ歯車２０が駆動されるとともに、第一ラップ歯車１０が制動された状態で、被加工歯車３０がラッピング加工される。
【００２８】
ステップＳ１２０は、ステップＳ１２１とステップＳ１２２とから構成される。ステップ１２１は、ステップＳ１１１と同様であるため、説明を省略する。ステップ１２２は、ステップＳ１１２と同様であるため、説明を省略する。
【００２９】
ステップＳ１３０は、ステップＳ１３１とステップＳ１３２とから構成される。ステップ１３１は、ステップＳ１１１と同様であるため、説明を省略する。ステップ１３２は、ステップＳ１１２と同様であるため、説明を省略する。
【００３０】
ステップＳ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１３０が行われた後は、同様に、第一ラップ歯車１０を駆動するとともに第二ラップ歯車２０を制動して、被加工歯車３０のラッピング加工を行う工程と、第二ラップ歯車２０を駆動するとともに第一ラップ歯車１０を制動して、被加工歯車３０のラッピング加工を行う工程とが、繰り返し行われる。
【００３１】
このように、ラッピング加工装置１００においては、コントローラ５０により、一方の第一ラップ歯車１０を駆動するとともに他方の第二ラップ歯車２０を制動する状態と、他方の第二ラップ歯車２０を駆動するとともに一方の第一ラップ歯車１０を制動する状態と、を切り替えながら、被加工歯車３０を加工するように構成されている。
【００３２】
図３を用いて、ラッピング加工工程Ｓ１００の作用について説明する。
なお、図３では、ステップＳ１１１及びステップＳ１１２におけるラッピング加工工程Ｓ１００の作用を模式的に表している。
【００３３】
ステップＳ１１１では、コントローラ５０の制御により、第一ラップ歯車１０が駆動されるとともに、第二ラップ歯車２０は制動される。このとき、被加工歯車３０は、第一ラップ歯車１０の回転方向とは逆向きに回転する（図３の矢印の向き）。
【００３４】
また、ステップＳ１１１では、噛み合い部Ｇ１において、第一ラップ歯車１０と被加工歯車３０とが下向きに回転するため、ラップ液供給装置４０によって滴下されるラッピング剤がそのまま噛み合い部Ｇ１に巻き込まれることになる。
【００３５】
一方、ステップＳ１１１では、噛み合い部Ｇ２において、第二ラップ歯車２０と被加工歯車３０とが上向きに回転するため、ラップ液供給装置４０によって滴下されるラッピング剤が噛み合い部Ｇ２から排出されることになる。
【００３６】
さらに、ステップＳ１１１では、噛み合い部Ｇ１において、駆動される第一ラップ歯車１０が被加工歯車３０を回転させるため、被加工歯車３０の歯３１の左面３１Ｌが第一ラップ歯車１０の歯の左面１０Ｌと擦れることになる。そのため、被加工歯車３０の歯３１の左面３１Ｌがラッピング加工される。
【００３７】
一方、ステップＳ１１１では、噛み合い部Ｇ２において、第一ラップ歯車１０によって回転される被加工歯車３０が、制動される第二ラップ歯車２０を回転させるため、被加工歯車３０の歯３１の右面３１Ｒが第二ラップ歯車２０の歯の右面２０Ｒと擦れることになる。そのため、被加工歯車３０の歯３１の右面３１Ｒがラッピング加工される。
【００３８】
ステップＳ１１２では、コントローラ５０の制御により、第二ラップ歯車２０が駆動されるとともに、第一ラップ歯車１０は制動される。このとき、被加工歯車３０は、第二ラップ歯車２０の回転方向とは逆向きに回転する（図３の矢印の向き）。
【００３９】
また、ステップＳ１１２では、噛み合い部Ｇ１において、第一ラップ歯車１０と被加工歯車３０とが下向きに回転するため、ラップ液供給装置４０によって滴下されるラッピング剤がそのまま噛み合い部Ｇ１に巻き込まれることになる。
【００４０】
一方、ステップＳ１１２では、噛み合い部Ｇ２において、第二ラップ歯車２０と被加工歯車３０とが上向きに回転するため、ラップ液供給装置４０によって滴下されるラッピング剤が噛み合い部Ｇ２から排出されることになる。
【００４１】
さらに、ステップＳ１１２では、噛み合い部Ｇ１において、第二ラップ歯車２０によって回転される被加工歯車３０が第一ラップ歯車１０を回転させるため、被加工歯車３０の歯３１の右面３１Ｒが第一ラップ歯車１０の歯の右面１０Ｒと擦れることになる。そのため、被加工歯車３０の歯３１の右面３１Ｒがラッピング加工される。
【００４２】
一方、ステップＳ１１２では、噛み合い部Ｇ２において、駆動される第二ラップ歯車２０が被加工歯車３０を回転させるため、被加工歯車３０の歯３１の左面３１Ｌが第二ラップ歯車２０の歯の左面２０Ｌと擦れることになる。そのため、被加工歯車３０の歯３１の左面３１Ｌがラッピング加工される。
【００４３】
ラッピング加工工程Ｓ１００の効果について説明する。
ラッピング加工工程Ｓ１００によれば、被加工歯車３０の両歯面（左面３１Ｌ及び右面３１Ｒ）をバランス良く加工し、第一ラップ歯車１０及び第二ラップ歯車２０の工具寿命を向上することができる。
【００４４】
すなわち、ステップＳ１１１では、左面３１Ｌが加工される噛み合い部Ｇ１において、ラップ液供給装置４０によって滴下されるラッピング剤がそのまま噛み合い部Ｇ１に巻き込まれる。一方、ステップＳ１１２では、右面３１Ｒが加工される噛み合い部Ｇ１において、ラップ液供給装置４０によって滴下されるラッピング剤がそのまま噛み合い部Ｇ１に巻き込まれる。そのため、ラッピング剤が加工される歯面にバランス良く巻き込まれ、被加工歯車３０の両歯面（左面３１Ｌ及び右面３１Ｒ）をバランス良く加工することができる。
【００４５】
また、第一ラップ歯車１０及び第二ラップ歯車２０は、駆動又は制動の切り替えがされることによって、加工に作用する歯面も切り替えられる。そのため、加工途中で第一ラップ歯車１０と第二ラップ歯車２０とを入れ替える等の作業を行うことなく、第一ラップ歯車１０及び第二ラップ歯車２０の両歯面（左面１０Ｌ・２０Ｌ及び右面１０Ｒ・２０Ｒ）をラッピング加工に使用することができ、第一ラップ歯車１０及び第二ラップ歯車２０の工具寿命を向上することができる。
【００４６】
さらに、ラップ液供給装置４０は、第一ラップ歯車１０と被加工歯車３０との回転、並びに、第二ラップ歯車２０と被加工歯車３０との回転を利用することにより、ラップ液を自重による滴下によって噛み合い部Ｇ１・Ｇ２に供給することができるため、動力を用いたラップ液の吹き付け等の構成を必要としない。これにより、装置の簡素化を図ることができる。
【００４７】
本実施形態の被加工歯車３０は平歯車としているが、これに限定されない。例えば、はすば歯車等の平行軸の歯車としても良い。
【００４８】
本実施形態のラップ液供給装置４０では、ラップ液を自重による滴下によって供給しているものの、これに限定されない。例えば、ポンプ等の動力を用いて、下方又は側方からラップ液を噛み合い部Ｇ１・Ｇ２に吹き付ける構成、或いは、第一ラップ歯車１０及び第二ラップ歯車２０の下部にオイルパン等を設置して、第一ラップ歯車１０及び第二ラップ歯車２０の一部を前記オイルパン等に貯留したラップ液に浸し、加工時の第一ラップ歯車１０及び第二ラップ歯車２０の回転を用いてラップ液を噛み合い部Ｇ１・Ｇ２に供給する構成であっても良い。
【００４９】
また、本実施形態のラッピング加工装置１００では、第一ラップ歯車１０及び第二ラップ歯車２０は、所定の方向に駆動される構成としたが、これに限定されない。例えば、第一ラップ歯車１０及び第二ラップ歯車２０の駆動方向を、前記所定の方向と、前記所定の方向とは反対の方向とに切り替えるように制御することもできる。このように、第一ラップ歯車１０及び第二ラップ歯車２０の駆動方向を切り替えることによって、例えば噛み合い部Ｇ１における、ラップ液が巻き込まれる状態又は排出される状態を切り替えることができ、さらにバランスの良く加工することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１０      第一ラップ歯車
１５      回転軸
２０      第二ラップ歯車
２５      回転軸
３０      被加工歯車
３１      歯
４０      ラップ液供給装置
５０      コントローラ
１００    ラッピング加工装置
Ｇ１      噛み合い部
Ｇ２      噛み合い部
３１Ｌ        左面
３１Ｒ        右面
【図１】
2014018918.tif 000003
【図２】
2014018918.tif 000004
【図３】
2014018918.tif 000005