(57)【要約】【課題】高精度かつ低コストなモジュール１以下の小形歯車の加工方法及び加工機械の提供【解決手段】モジュール１以下の小形歯車の加工方法として、被加工歯車１と砥石歯車２を軸交差角をもって噛合わせ、被加工歯車１の歯面を微小に研削除去する歯車ホーニング加工を行うことにより、高精度かつ低コストなモジュール１以下の小形歯車の加工方法及び加工機械の提供をする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モジュール１以下の小形歯車の加工方法において、被加工歯車１と砥石歯車２を軸交差角をもたせて噛合わせ、被加工歯車１の歯面を加工する歯車ホーニング加工を行うことを特徴とする加工方法及び加工機械。
【請求項２】
被加工歯車１と砥石歯車２を軸交差角をもたせて噛合わせ、被加工歯車１の歯面を加工するモジュール１以下の小形歯車の歯車ホーニング加工において、被加工歯車１又は砥石歯車２が、回転駆動する砥石歯車２又は被加工歯車１との噛合によりつれ回りで回転することを特徴とする加工方法及び加工機械。
【請求項３】
被加工歯車１と砥石歯車２を軸交差角をもたせて噛合わせ、被加工歯車１の歯面を加工するモジュール１以下の小形歯車の歯車ホーニング加工において、被加工歯車１及び砥石歯車２共に駆動し両軸の噛合い回転を同期制御することを特徴とする加工方法及び加工機械。
【請求項４】
被加工歯車１の歯面を加工する砥石歯車２が、外歯車でホーニング加工を行う外歯砥石式とした、請求項１，２または３に記載の加工方法及びホーニング加工機。
【請求項５】
被加工歯車１の歯面を加工する砥石歯車２が、内歯車でホーニング加工を行う内歯砥石式とした、請求項１，２または３に記載の加工方法及びホーニング加工機。
【請求項６】
つれ回りで回転する被加工歯車１又は砥石歯車２を取り付ける軸及び取付治具のイナーシャを被加工歯車１又は砥石歯車２のイナーシャの２０倍以内とすることを特徴とした、請求項２に記載の加工方法及びホーニング加工機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばＩＴ、福祉、医療関連設備機器ならびにロボット等に使用する小型減速機に用いられる小モジュール（１モジュール以下）歯車の加工方法及び加工機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の小モジュール歯車の加工工程は、歯切り、熱処理して最終仕上げとして歯面研削を施すかスカイビング加工（超硬ホブによるホブ加工）を行っている。（例えば、特開２００１−２９８９０１）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
これらの歯車は、直接人間に接して使用されるため、静粛性（ギヤノイズ）、信頼性（歯車強度、精度）が求められ、歯車が小さいためさらに低コストであることも求められる。
従来の加工工程である歯面研削とスカイビング加工においては、それらの加工方法に起因する歯車表面のスジ、凸凹が原因によるギヤノイズ、歯車強度低下、精度不足、コスト等の問題があり、歯車強度、加工精度の向上、ギヤノイズの低減化及び低コスト化を進めることが課題となっている。
【０００４】
従来の加工工程である歯面研削では、図３に示すようにその加工方法に起因する歯筋方向の研削筋（キズ）が歯車表面にできる。またスカイビング加工では、図４に示すようにその加工方法に起因するカッタマークと呼ばれるうろこ状の凸凹が歯車表面にできる。その為、それらで加工した歯車を噛合わせて回転させると研削筋（キズ）、凸凹が原因でギヤノイズが発生し、必要である静粛性が損なわれる。また歯車自体が小さいため、研削筋（キズ）、凸凹が大きく影響して歯車の強度低下と精度低下となり、信頼性の低下につながっている。また、歯面研削、スカイビング加工ともに、工程自体がコストのかかる工程のため、その工程で加工された歯車も高コストになるという課題があった。
【０００５】
本発明は、小モジュール歯車の従来の加工がもつ問題点の解消を課題としたものである。即ち本発明の目的は、小モジュール歯車の歯車強度、加工精度の向上、ギヤノイズの低減化及び低コスト化のできる加工方法及び加工機械を提供することにある。
【０００６】
また、従来の自動車用の大モジュール歯車の最終仕上工程である歯車ホーニング加工を小モジュールに適用しようとした場合、次のような課題がある。図１に従来の自動車用の大モジュール歯車のホーニング加工状態を示す。図１にある内歯の砥石歯車２は砥石内側に内歯車を加工する必要がある。この砥石歯車の内歯車の加工は図１１、図１２に示すように、歯溝の加工機を用い、この加工機内にある歯溝加工用ホィール５０で一歯づつ加工する。小モジュールの歯車用の砥石においては砥石歯車２の内径が非常に小さくなるため砥石の加工機と砥石歯車２の干渉が発生し砥石の内歯を加工出来ない場合もある。つまり砥石歯車が製作できないため、ホーニング加工が出来ないという問題がある。
【０００７】
また、ホーニング加工時において加工回転部のイナーシャ（慣性）が小モジュールの場合精度に大きく影響する。小モジュールの場合歯車自体が小さく、歯車に比べて加工するための治具、治具を取り付けるためのスピンドル等の加工回転部が非常に大きく、加工回転部のイナーシャも非常に大きくなる。加工回転部のイナーシャにより過大な面圧が歯面にかかり、精度が悪くなるという課題がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、モジュール１以下の小形歯車の加工方法において、被加工歯車１と砥石歯車２を軸交差角をもたせて噛合わせ、被加工歯車１の歯面を加工する歯車ホーニング加工を行うことを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、被加工歯車１と砥石歯車２を軸交差角をもたせて噛合わせ、被加工歯車１の歯面を加工するモジュール１以下の小形歯車の歯車ホーニング加工において、被加工歯車１又は砥石歯車２が、回転駆動する砥石歯車２又は被加工歯車１との噛合によりつれ回りで回転することを特徴としている。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、被加工歯車１と砥石歯車２を軸交差角をもたせて噛合わせ、被加工歯車１の歯面を加工するモジュール１以下の小形歯車の歯車ホーニング加工において、被加工歯車１及び砥石歯車２共に駆動し両軸の噛合い回転を同期制御することを特徴としている。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１，２または３に記載の発明における被加工歯車１の歯面を加工する砥石歯車２が、外歯車でホーニング加工を行う外歯砥石式とすることを特徴としている。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１，２または３に記載の発明における被加工歯車１の歯面を加工する砥石歯車２が、内歯車でホーニング加工を行う内歯砥石式とすることを特徴としている。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項２に記載の発明におけるつれ回りで回転する被加工歯車１又は砥石歯車２を取り付ける軸及び取付治具のイナーシャを被加工歯車１又は砥石歯車２のイナーシャの２０倍以内とすることを特徴としている。
【００１４】
【実施の形態】
図１から図５を参照して請求項１の一実施例について説明する。工具は被加工歯車１と同一の諸元を持つダイヤモンドを電着したドレスギヤ３、砥石歯車２例えば内歯車形状のホーニング砥石を使用する。まず砥石歯車２をドレスする。求める精度を持つドレスギヤ３と、砥石歯車２をある軸交差角を持たせ噛合わせて回転しドレスギヤ３の歯面を砥石歯車２に転写する。次に被加工歯車１と砥石歯車２を噛合わせて、砥石歯車２の歯面を被加工歯車１に転写する。被加工歯車１の歯面は、噛合いと軸交差角によるすべりで図５に示すようにきれいに精度よく仕上げられる。この噛合いによるすべりと軸交差角によるすべりを複合して加工されるため、図３に示す歯面研削での研削スジ、図４に示すスカイビング加工での凸凹が付かないので、ギヤノイズ低減、歯車精度向上、強度向上に有効である。またドレスギヤの歯面がそのまま転写されるので、複雑な歯面が加工可能で、ギヤノイズの発生しにくい歯面形状が加工出来る。
【００１５】
図１及び図２は砥石歯車２と被加工歯車１またはドレスギヤ３が噛合い、回転している状況を示しており、砥石歯車２は砥石歯車軸の中心２６の周りをｗ１の回転速度で矢印方向に回転しており、センタ１４、１４に支持された支持軸１３に固定された被加工歯車１またはドレスギヤ３は支持軸１３の中心２５の周りを回転速度ｗ２で矢印方向に回転している。砥石歯車２と被加工歯車１は軸交差角ｒを有するように傾斜して取り付けられている。
【００１６】
図６は請求項２の一実施例を示す。例えば砥石歯車２側を駆動する場合を示す。被加工歯車１は遊転自在でありモーター３０により中間歯車１９を介して回転駆動される砥石歯車２との噛合によりつれ回りで回転する。
【００１７】
図７、図８、図９及び図１０は請求項３の一実施例を示す。被加工歯車１及び砥石歯車２共に駆動し両軸の噛合い回転を同期制御する。被加工歯車１及び砥石歯車２が軸交差角をもつような状態で噛合わせてあり、歯数の比に反比例して回転するように制御された各モータ３０，３１で回転するようにしてある。モーターと被加工歯車軸及び砥石歯車軸は、直結しても良いし、中間軸を設けても良い。
【００１８】
被加工歯車１及び砥石歯車２共に駆動し両軸の噛合い回転を同期制御することにより、加工時の加工回転部のイナーシャの影響がなくなる。つれ回りの場合の駆動しない側の加工回転部のイナーシャの影響で過大な面圧が歯面にかかり、精度が悪くなるという小モジュールの場合の問題である現象がなくなり、高精度の歯車が提供出来る。
【００１９】
図８と図９は請求項４の一実施例を示す。砥石歯車２が、外歯車でホーニング加工を行う外歯砥石式の一実施例である。図１に示す内歯の砥石歯車２は砥石内側に内歯車の歯溝を加工する必要があり、特に小モジュールにおいては内径が非常に小さくなるため砥石の加工機と砥石歯車の干渉が発生し砥石内側に内歯車を加工出来ない場合もあった。砥石歯車を外歯車にすることにより、それらの問題がなくなり容易に砥石歯車が製作でき、内歯の砥石歯車では製作出来なかった砥石も製作可能となり、しかも砥石が低コストで製作でき、低コストな歯車が提供できることになる。
【００２０】
図６、図７及び図１０は請求項５の一実施例を示す。砥石歯車２が、内歯車でホーニング加工を行う内歯砥石式の一実施例である。
【００２１】
図２を使用して請求項６の一実施例を示す。例えば、図２において砥石歯車２側を駆動する場合では、被加工歯車１側はつれ回りになる。つれ回り側の治具は、図２の場合支持軸１３とセンター１４である。センター１４を保持する図示していないスピンドル軸と上記治具のイナーシャの合計が、被加工歯車２のイナーシャの２０倍以内にする。この様にイナーシャを小さくすることにより、前述したつれ回りの場合の駆動しない側のイナーシャの影響で過大な面圧が歯面にかかり、精度が悪くなるという小モジュールの場合の問題である現象がなくなり、高精度の歯車が提供出来る。
【００２２】
【発明の効果】
モジュール１以下の小形歯車の加工方法において、従来の加工である歯面研削、スカイビング加工の加工法に起因する歯面のキズ、凸凹が歯車の性能を著しく低下させている原因であった。そこで本発明では、被加工歯車１と砥石歯車２を軸交差角をもたせて噛合わせ、被加工歯車１の歯面を加工する歯車ホーニング加工を行うことにより、歯面が滑らかになり、小モジュール歯車の従来の加工がもつ問題点の解消が図られる。
【００２３】
また、小モジュール歯車にホーニング加工を適用する上での問題点として、小モジュールの歯車用の砥石においては砥石歯車２の内径が非常に小さくなるため砥石の加工機と砥石歯車２の干渉が発生し砥石の内歯を加工出来ない場合があり砥石歯車が製作できないため、ホーニング加工が出来ないという問題があった。砥石歯車を外歯車にすることにより、それらの問題がなくなり容易に砥石歯車が製作でき、内歯の砥石歯車では製作出来なかった砥石も製作可能となり、しかも砥石が低コストで製作でき、低コストな歯車が提供できることになる。
【００２４】
また、小モジュール歯車にホーニング加工を適用する場合、被加工歯車１及び砥石歯車２共に駆動し両軸の噛合い回転を同期制御することにより、加工時の加工回転部のイナーシャの影響がなくなる。つれ回りの場合の駆動しない側の加工回転部のイナーシャの影響で過大な面圧が歯面にかかり、精度が悪くなるという小モジュールの場合の問題である現象がなくなり、高精度の歯車が提供出来る。また、つれ回りの場合では、駆動しない側の加工回転部のイナーシャを駆動しない側にある被加工歯車１又は砥石歯車２のイナーシャの２０倍以内とすることで、加工回転部のイナーシャの影響を小さくすることが出来るので、高精度の歯車が提供出来る。
【００２５】
従って、本発明により、小モジュール歯車の歯車強度、加工精度の向上、ギヤノイズの低減化及び低コスト化のできる加工方法及び加工機械が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】砥石歯車と被加工歯車との噛合状態を示す正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線での断面図である。
【図３】歯面研削後の歯車の一歯の歯面の斜視図である。
【図４】スカイビング加工後の歯車の一歯の歯面の斜視図である。
【図５】ホーニング加工後の歯車の一歯の歯面の斜視図である。
【図６】本発明に係る歯車ホーニング加工機の機構を示す実施例の概略斜視図である
【図７】本発明に係る歯車ホーニング加工機の機構を示す他の実施例の概略斜視図である。
【図８】本発明に係る歯車ホーニング加工機の機構を示す別の実施例の概略斜視図である。
【図９】本発明に係る歯車ホーニング加工機の機構を示す更に他の実施例の概略斜視図である。
【図１０】本発明に係る歯車ホーニング加工機の機構を示す更に別の実施例の概略斜視図である。
【図１１】砥石歯車の内歯車の加工状態を示す概略斜視図である。
【図１２】図１１のＢ線での概略断面図である。
【符号の説明】
１−被加工歯車
２−砥石歯車
３−ドレスギヤ
９−被加工歯車の外歯
１０−砥石歯車の内歯
１９−中間歯車
２０−中間歯車
３０−モータ
３１−モータ
５０−歯溝加工用ホィール
５１−歯溝
ｒ　−軸交差角
【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】
2004141971.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004141971.tif 000011
【図１０】
2004141971.tif 000012
【図１１】
2004141971.tif 000013
【図１２】
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