(57)【要約】【課題】ラッピングされた歯車の測定を簡易化する。【解決手段】歯車ラッピング機は、ピニオン１０とギヤ１２とを互いに噛み合わせた状態で回転させる回転装置２０と、ピニオン１０およびギヤ１２にラッピングコンパウンド液を供給するコンパウンド液供給装置２２と、ラッピングされたピニオン１０およびギヤ１２を洗浄する洗浄装置２４と、洗浄後にラッピングの結果を測定する測定装置２６とを備える。ピニオン１０およびギヤ１２は、回転装置２０に回転させられつつラッピングコンパウンド液がかけられ、ラッピング後、そのまま回転装置２０に保持された状態で洗浄および測定を行うことができ、ラッピングの測定結果によって再びラッピングが必要となれば、回転装置２０に取り付けたままでラッピングを行うことができる。ラッピングコンパウンド液を遠心分離機１３０によって砥粒とラップ液とに分離し、そのラップ液を洗浄液として使用できる。【選択図】　　　図１
2004042178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車対を歯車ラッピング機によりラッピングした後、そのラッピング機に取り付けたままで洗浄し、洗浄後に前記歯車対の測定を行う歯車ラッピング方法。
【請求項２】
前記洗浄を、前記ラッピング時に使用するラッピングコンパウンド液から砥粒を除去したラップ液を洗浄液として行う請求項１に記載の歯車ラッピング方法。
【請求項３】
歯車対を互いに噛み合わせた状態で回転させる回転装置と、回転中の歯車対にラッピングコンパウンド液を供給するコンパウンド液供給装置とを含む歯車ラッピング機において、
前記回転装置に取り付けたままの歯車対に洗浄液を供給し、洗浄を行う洗浄装置と、
洗浄後の歯車対の測定を行う測定装置と
を設けたことを特徴とする歯車ラッピング機。
【請求項４】
前記測定装置が、
前記歯車対を、前記回転装置に、測定のために回転させる測定用回転制御部と、
歯車対の振動を測定する振動測定部と歯車対の回転伝達誤差測定を行う回転伝達誤差測定部との少なくとも一方と
を備えた　請求項３に記載の歯車ラッピング機。
【請求項５】
前記洗浄装置が、
前記ラッピングコンパウンド液から砥粒を除去して洗浄液を得る洗浄液取得装置と、
その洗浄液取得装置により取得された洗浄液を前記回転装置に保持されている歯車対に供給する洗浄液供給装置と
を備えた請求項３または４に記載の歯車ラッピング機。
【請求項６】
前記洗浄装置が、前記歯車対に洗浄液を吹き付ける洗浄ノズルと、前記洗浄液を蓄える洗浄液タンクと、その洗浄液タンクから洗浄液を汲み上げて前記洗浄ノズルへ圧送するポンプと、前記洗浄ノズルから前記歯車対に吹き付けられた洗浄液を受けて前記洗浄液タンクへ環流させる環流装置とを有する請求項３または４に記載の歯車ラッピング機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯車をラッピングする方法および装置に関するものであり、特に、ラッピングされた歯車の測定の簡易化に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
かさ歯車、ハイポイドギヤ等かさ状歯車のラッピングは、一対のかさ状歯車を噛み合わせて回転させつつラッピングコンパウンド液を掛けて行われることが多い。このラッピングの結果を検査するために、ラッピング後の歯車対の振動測定や回転伝達誤差の測定を行うことが必要になる。これらの測定には、従来、ラッピング機と殆ど同じ構成を有する測定機が使用されており、設備費が高くなるとともに所要スペースが大きくなる問題があった。また、測定のためには、歯車対をラッピング機から取り外して測定機に装着することが必要であり、着脱に時間を要する問題があった。特に、ラッピングの途中で測定を行う場合には、歯車対をラッピング機から取り外して測定機に装着し、測定後、測定機から取り外して再びラッピング機に装着することが必要であり、大変面倒であった。これらの問題は、かさ状歯車のみならず、ウォーム，ウォームホイールや、すぐば歯車，はずば歯車等の円筒歯車等、他の歯車のラッピングにおいても同様に発生する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効果】
本発明は、以上の事情を背景とし、ラッピングされた歯車対の測定を簡易化することを課題としてなされたものであり、本発明によって、下記各態様の歯車ラッピング方法および歯車ラッピング機が得られる。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも本発明の理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴およびそれらの組合わせが以下の各項に記載のものに限定されると解釈されるべきではない。また、一つの項に複数の事項が記載されている場合、それら複数の事項を常に一緒に採用しなければならないわけではない。一部の事項のみを選択して採用することも可能なのである。
【０００４】
なお、以下の各項において、　（１）項が請求項１に相当し、　（３）項が請求項２に、　（７）項が請求項３に、　（８）項が請求項４に、　（９）項が請求項５に、（１２）項が請求項６にそれぞれ相当する。
【０００５】
（１）歯車対を歯車ラッピング機によりラッピングした後、そのラッピング機に取り付けたままで洗浄し、洗浄後に前記歯車対の測定を行う歯車ラッピング方法。
このように、ラッピングされた歯車対をラッピング機に取り付けたままで洗浄し、測定すれば、ラッピング機を測定機として利用することが可能となり、設備費および設置スペースを低減させることができる。また、洗浄および測定のために歯車対をラッピング機から取り外して測定機に装着することが不要となり、洗浄および測定に要する時間を短縮し得る。この効果は、次項におけるように、ラッピングの途中で測定を行う場合に特に顕著である。歯車対の洗浄は、歯車対を回転させつつ高圧気体あるいは高圧高温の気体を吹き付ける方法や、洗浄液を歯車対に吹き付ける方法、ふきとり部材によって歯車対の表面をふき取る方法等種々のものがあるが、洗浄を簡易に行うためには流体を使用することが望ましい。
（２）前記測定によりラッピングが不足していることが判明した場合に、再びラッピングを行う　（１）項に記載の歯車ラッピング方法。
（３）前記洗浄を、前記ラッピング時に使用するラッピングコンパウンド液から砥粒を除去したラップ液を洗浄液として行う　（１）項または　（２）項に記載の歯車ラッピング方法。
ラッピングコンパウンド液から砥粒を除去したラップ液（例えば油）を洗浄液として利用すれば、洗浄専用の液を使用する場合に発生する廃液処理の問題を解消することができる。また、洗浄専用の液とラッピングコンパウンド液との混合を防止するための装置が不要となり、装置を簡易化し得る。
（４）前記洗浄を、洗浄液と加圧気体とを前記歯車対に吹き付けて行う　（１）項ないし　（３）項のいずれかに記載の歯車ラッピング方法。
洗浄液と加圧気体とを歯車対に吹き付けて洗浄を行えば、洗浄液の吹き付け速度を高めることが容易であり、歯車対に付着した砥粒を迅速に除去することができる。また、歯車対に付着した砥粒を比較的少量の洗浄液によって除去することが可能となる。
（５）前記洗浄を、前記歯車対を回転させつつ行う　（１）項ないし　（４）項のいずれかに記載の歯車ラッピング方法。
歯車対を回転させつつ洗浄を行えば、歯車対全体を均一に洗浄することができる。また、回転速度を高めれば、歯車対に付着した砥粒が洗浄液と共に遠心力により振り飛ばされるため、効果的に洗浄を行うことができる。
（６）前記歯車対として、かさ状歯車のピニオンとギヤとを対象とする　（１）項ないし　（５）項のいずれかに記載の歯車ラッピング方法。
洗浄する前に歯車対を回転させ、ラッピングコンパウンド液を遠心力により振り飛ばすことが試みられているが容易ではなく、ラッピングコンパウンド液が粘度の高いものである場合には特に困難である。中でもかさ状歯車のピニオンの小径端部に付着した砥粒は容易には除去されない。それに対し、洗浄液を供給しつつ歯車対を回転させれば、かさ状歯車のピニオンの小径端部に付着した砥粒も容易に除去することができる。
（７）歯車対を互いに噛み合わせた状態で回転させる回転装置と、回転中の歯車対にラッピングコンパウンド液を供給するコンパウンド液供給装置とを含む歯車ラッピング機において、
前記回転装置に取り付けたままの歯車対に洗浄液を供給し、洗浄を行う洗浄装置と、
洗浄後の歯車対の測定を行う測定装置と
を設けたことを特徴とする歯車ラッピング機。
本ラッピング機は前記（１）項に記載の歯車ラッピング方法の実施に好適なものである。
（８）前記測定装置が、
前記歯車対を、前記回転装置に、測定のために回転させる測定用回転制御部と、
歯車対の振動を測定する振動測定部と歯車対の回転伝達誤差測定を行う回転伝達誤差測定部との少なくとも一方と
を備えた　（７）項に記載の歯車ラッピング機。
歯車ラッピング機に洗浄装置と測定装置とを付加すれば測定機とすることができ、専用の測定機を設ける場合に比較して設備費を大幅に低減することができる。
（９）前記洗浄装置が、
前記ラッピングコンパウンド液から砥粒を除去して洗浄液を得る洗浄液取得装置と、
その洗浄液取得装置により取得された洗浄液を前記回転装置に保持されている歯車対に供給する洗浄液供給装置と
を備えた　（７）項または　（８）項に記載の歯車ラッピング機。
ラッピングコンパウンド液から砥粒を除去すれば洗浄液が得られ、この洗浄液はもともとラッピングコンパウンド液の一部であったものであるから、ラッピングコンパウンド液に混入しても何ら問題はない。したがって、混入を防止する装置が簡易なもので済み、あるいは、洗浄後の洗浄液全部がラッピングコンパウンド液タンクに環流するようにすることも可能である。
（１０）前記洗浄液取得装置が前記洗浄液取得装置により取得された洗浄液を蓄える洗浄液タンクを有し、前記洗浄液供給装置が、前記歯車対に洗浄液を吹き付ける洗浄ノズルと、前記洗浄液タンクから洗浄液を汲み上げて前記洗浄ノズルへ圧送するポンプとを有する　（９）項に記載のラッピング機。
（１１）前記洗浄液取得装置が、前記ラッピングコンパウンド液を遠心分離して砥粒を含まない洗浄液を得る遠心分離機を有する　（９）項または（１０）項に記載の歯車ラッピング機。
例えば、濾過器により洗浄液取得装置を構成することも可能であるが、ラッピングコンパウンド液を砥粒と洗浄液とに分離するのに時間がかかることが多く、また、頻繁にフィルタエレメントの交換あるいは洗浄を必要とし、保守が大変である。それに比較すれば、遠心分離機は、ラッピングコンパウンド液を迅速に砥粒と洗浄液としてのラップ液とに分離することができ、保守も容易である。
（１２）前記洗浄装置が、前記歯車対に洗浄液を吹き付ける洗浄ノズルと、前記洗浄液を蓄える洗浄液タンクと、その洗浄液タンクから洗浄液を汲み上げて前記洗浄ノズルへ圧送するポンプと、前記洗浄ノズルから前記歯車対に吹き付けられた洗浄液を受けて前記洗浄液タンクへ環流させる環流装置とを有する　（７）項または　（８）項に記載の歯車ラッピング機。
洗浄液の循環経路をラッピングコンパウンド液の循環経路とは別に設ける態様である。洗浄液がラッピングコンパウンド液の砥粒以外の成分と同じものである場合、あるいは成分は異なるが多少混入しても差し支えないものである場合には、歯車対に吹き付けられた洗浄液を受ける受け部材は、多少不完全なものでもよく、設備費を低減させ得る。特に、受け部材は、ラッピングコンパウンド液を受ける受け部材と兼用にし、洗浄液およびラッピングコンパウンド液を導く液通路の途中に切換弁を設ければよい場合には、特に、設備費を低減させ得る。
（１３）前記洗浄装置が、前記歯車対を、前記回転装置に、洗浄のために回転させる洗浄用回転制御部を備える　（７）項ないし（１２）項のいずれかに記載の歯車ラッピング機。
（１４）前記洗浄装置が、前記歯車対に加圧気体を吹き付ける加圧気体吹付け装置を備える　（７）項ないし（１３）項のいずれかに記載の歯車ラッピング機。
（１５）前記加圧気体吹付け装置が前記洗浄ノズルを経て加圧気体を吹き付ける（１４）項に記載の歯車ラッピング機。
加圧空気等の加圧気体は、洗浄液と同時期に洗浄ノズルから吹き付けられるようにしてもよく、異なる時期に吹き付けられるようにしてもよい。前者の一例は、洗浄液を霧状にして洗浄ノズルから噴出させることであり、後者の一例は、洗浄液の供給を止めた後に加圧気体を噴出させるのである。あるいは、洗浄液と加圧気体とを交互に噴出させることも可能である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態である歯車ラッピング機およびそれを使用した歯車ラッピング方法について図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態における歯車ラッピング機の構成を図１に概略的に示す。本歯車ラッピング機は、かさ状歯車の歯車対の一例としてのピニオン１０とギヤ１２とから成るハイポイドギヤ１４のラッピングおよびそのラッピングの結果の測定に好適な装置である。歯車ラッピング機は、ピニオン１０とギヤ１２とを互いに噛み合わせた状態で各々自身の軸線まわりに回転させる回転装置２０と、回転装置２０に保持されたピニオン１０とギヤ１２との回転中にラッピングコンパウンド液を供給するコンパウンド液供給装置２２と、ラッピングが施された後のピニオン１０とギヤ１２とに洗浄液を供給し、洗浄を行う洗浄装置２４と、洗浄後のピニオン１０およびギヤ１２の測定を行う測定装置２６とを備えている。
【０００７】
回転装置２０は、図２に示すように、一軸線（図示の例では水平軸線）Ａまわりに回転可能な第１回転軸２８および第１回転軸２８を回転させる駆動源としての第１サーボモータ２９と、上記軸線Ａと交差する軸線（図示の例では垂直軸線）Ｂまわりに回転可能な第２回転軸３０および第２回転軸３０を回転させる駆動源としての第２サーボモータ３１とを備える。第１サーボモータ２９の回転が、プーリ，ベルト等の運動伝達装置によって第１回転軸２８に伝達され、第１回転軸２８が自身の軸線であって、水平軸線Ａまわりに回転させられる。ピニオン１０は、第１回転軸２８に、チャック等の保持装置（図示省略）によって同心かつ着脱可能に保持される。また、第２サーボモータ３１の回転が、プーリ，ベルト等の運動伝達装置によって第２回転軸３０に伝達され、第２回転軸３０が自身の軸線である垂直軸線Ｂまわりに回転させられる。ギヤ１２は、第２回転軸３０にチャック等適宜の保持装置（図示省略）により同心かつ着脱可能に保持される。第１サーボモータ２９および第２サーボモータ３１は駆動モータの一種であるＡＣサーボモータであり、それぞれ位置検出器としてのエンコーダ３２，３３（図４参照）を備え、回転角度の精度の良い制御が可能である。
【０００８】
ピニオン１０は、第１回転軸２８の回転軸線Ａと平行な水平面内の１方向であるＸ軸方向と、その水平面に直交する方向（垂直方向）であるＺ軸方向とに直線移動させられる。そのため、ベッド３４上には送りねじの一種たるボールねじ（図示省略）がＸ軸方向に平行に設けられるとともに、Ｘ軸スライド３６に設けられた図示しないナットに螺合されており、上記ボールねじがＸ軸移動用モータ（サーボモータ）３８によって回転させられることにより、Ｘ軸スライド３６がＸ軸方向に移動させられる。この移動は、ベッド３４上に設けられた案内部材たる一対のガイドレール４０（図２にはそのうちの一方のみ図示）と、Ｘ軸スライド３６に固定の被案内部材たるガイドブロック４２とにより案内される。
【０００９】
Ｘ軸スライド３６上には、ボールねじ（図示省略）が上下方向であるＺ軸方向に平行に設けられるとともに、Ｚ軸スライド５２が図示しないナットにおいて螺合されている。上記ボールねじがプーリ５３，５４およびベルト５６を含む運動伝達装置を介してＺ軸移動用モータ（サーボモータ）５８によって回転させられることにより、Ｚ軸スライド５２は一対のガイドレール６０とＺ軸スライド５２に固定のガイドブロック６２とに案内されてＺ軸方向に移動させられる。Ｚ軸スライド５２に前記第１回転軸２８が相対回転可能に保持されており、第１回転軸２８に保持されるピニオン１０は、Ｘ軸方向およびＺ軸方向において任意の位置に移動させられる。以上ナット，ボールねじ，Ｘ軸スライド３６，Ｘ軸移動用モータ３８等がＸ軸移動装置６６を構成し、ナット，ボールねじ，Ｚ軸スライド５２，Ｚ軸移動用モータ５８等がＺ軸移動装置６８を構成している。Ｘ軸移動用モータ３８およびＺ軸移動用モータ５８を、サーボモータに代えてステップモータとしてもよい。
【００１０】
ギヤ１２は、第２回転軸３０の回転軸線Ｂと直交し、水平面内においてＸ軸方向と直交するＹ軸方向に直線移動させられる。そのため、ベッド３４の、Ｘ軸スライド３６のＸ軸方向における前進端位置近傍に、Ｙ軸方向に移動可能なＹ軸スライド８０が設けられ、Ｙ軸スライド８０は、そのナットにおいて、Ｙ軸方向に平行に延びるボールねじ（図示省略）に螺合されている。ボールねじがＹ軸移動用モータ（サーボモータ）８２によって回転させられることにより、Ｙ軸スライド８０が一対のガイドレール８４にガイドブロック８６を介して案内されてＹ軸方向に移動させられる。Ｙ軸スライド８０に固定のハウジング８７に前記第２回転軸３０が相対回転可能に保持されており、第２回転軸３０に保持されるギヤ１２は、Ｙ軸方向において任意の位置に移動させられる。上記ナット，Ｙ軸スライド８０，ボールねじ，Ｙ軸移動用モータ８２等がＹ軸移動装置８８を構成している。Ｙ軸移動用モータ８２を、サーボモータに代えてステップモータとしてもよい。
【００１１】
コンパウンド液供給装置２２は、図１に示すように、コンパウンド液タンク１００と、ピニオン１０およびギヤ１２にラッピングコンパウンド液をかけるコンパウンドノズル１０２と、コンパウンド液タンク１００からラッピングコンパウンド液を汲み上げてコンパウンドノズル１０２へ圧送する第１コンパウンド液ポンプ１０４とを備えるものである。本実施形態では、コンパウンドノズル１０２は複数個（図示の例では２個）設けられ、それらコンパウンドノズル１０２が互いに異なる方向からピニオン１０およびギヤ１２の噛み合う歯面に向かってラッピングコンパウンド液をかけることができる。第１コンパウンド液ポンプ１０４とコンパウンドノズル１０２とは、液通路１０６により接続され、液通路１０６の途中には、電磁弁であるコンパウンド液用開閉弁１０８が設けられている。常には閉状態とされるコンパウンド液用開閉弁１０８が開かれれば、コンパウンドノズル１０２からラッピングコンパウンド液が供給される。ラッピングコンパウンド液は、砥粒とラップ液としての油とを含有するものである。なお、コンパウンドノズル１０２は、カバー１１０により覆われており、ラッピングコンパウンド液が外部に飛び散ることが防止される。カバー１１０は、円筒状部１２０と、底部に向かうに従って小径となる円錐筒状部１２２とを有し、ラッピングコンパウンド液等を受ける受け部材として機能する。カバー１１０の底部には、配管１１２が連結され、内部に形成された通路によってカバー１１０の内側空間がコンパウンド液タンク１００に接続される。したがって、コンパウンドノズル１０２から供給されたラッピングコンパウンド液であってピニオン１０およびギヤ１２に付着しなかったものは、カバー１１０の底部側に集められ、配管１１２を経て再びコンパウンド液タンク１００に戻される。
【００１２】
洗浄装置２４は、図１に示すように、コンパウンド液供給装置２２とカバー１１０を共有するものであり、洗浄液取得装置１３０と洗浄液供給装置１３２とを備えている。洗浄液取得装置１３０は、ラッピングコンパウンド液を遠心分離して砥粒を除去した洗浄液としてのラップ液を得る遠心分離機１４０と、遠心分離機１４０により取得された洗浄液を蓄える洗浄液タンク１４２とを備えている。遠心分離機１４０と洗浄液タンク１４２とは、配管１４６により接続されている。遠心分離機１４０については後に説明する。また、遠心分離機１４０に供給されるラッピングコンパウンド液は、コンパウンド液タンク１００から第２コンパウンド液ポンプ１５０により汲み上げられ、配管１５２内の液通路を経て遠心分離機１４０に供給される。第２コンパウンド液ポンプ１５０も洗浄液取得装置１３０の一構成要素であると考えることができる。
【００１３】
洗浄液供給装置１３２は、ピニオン１０およびギヤ１２に洗浄液を吹き付ける洗浄ノズル１６０と、洗浄液タンク１４２から洗浄液を汲み上げて洗浄ノズル１６０へ圧送する洗浄液ポンプ１６２とを備えている。なお、洗浄液ポンプ１６２の洗浄液タンク１４２から洗浄液を汲み上げる汲上口には、フィルタの一種であるストレーナ１６４が設けられ、洗浄液タンク１４２内の砥粒や金属粉等を濾過し、清浄な洗浄液のみを洗浄ノズル１６０へ圧送する。本実施形態においては、洗浄ノズル１６０は複数個（図示の例では２個）互いに異なる位置（ピニオン１０に近い位置と、ギヤ１２に近い位置）に設けられ、ピニオン１０とギヤ１２との各々に効果的に洗浄液を吹き付けることが可能である。洗浄液ポンプ１６２と洗浄ノズル１６０とは、液通路１６６により接続され、液通路１６６の途中には、電磁弁である洗浄液用開閉弁１６８が設けられ、常には閉状態とされている。
【００１４】
洗浄ノズル１６０からはまた、加圧気体としての加圧空気も吹き出されるようになっている。洗浄ノズル１６０は、エア通路１７０を経てエア源１７２に接続され、エア通路１７０の途中には、加圧空気用開閉弁１７６（常閉）が設けられている。これら洗浄ノズル１６０，エア通路１７０，エア源１７２および加圧空気用開閉弁１７６が、加圧気体吹付け装置たる加圧空気吹付け装置１７８を構成している。洗浄装置２４は、加圧空気吹付け装置１７８をも含むものである。
【００１５】
遠心分離機１４０について図３に基づいて説明する。遠心分離機１４０のハウジング１９０内には、回転体１９２が回転可能に設けられている。回転体１９２は、その円筒状の軸部１９４において、ハウジング１９０に一体的に設けられた保持部材１９６にベアリング１９８を介して回転可能に保持されている。回転体１９２の軸部１９４の、ベアリング１９８より上方に延び出す一方の端部である上端部には、プーリ２００が一体的に設けられ、ベルト２０２，プーリ２０４を介して、ハウジング１９０に固定の回転用モータ２０６の出力軸２０８に連結されている。回転体１９２の軸部１９４の他方の端部である下端部には、回転体１９２の本体部２１０が一体的に設けられている。本体部２１０は、軸部１９４より大径の概して円筒状をなしている。本体部２１０の底壁には、周方向に隔たった複数箇所に開口２１４が形成されている。それら開口２１４を下方から覆うように設けられている。閉塞部材２１８は、本体部２１０のボス部２２０に保持され、回転体１９２と一体的に回転可能なのであるが、図示しない開閉装置が操作されれば、回転体１９２とは独立して自身の軸線まわりに回転可能である。閉塞部材２１８にも、周方向に隔たった複数箇所に開口２２４が形成されているが、常には回転体１９２の開口２１４と閉塞部材２１８の開口２２４とは互いに位相を異にする位置となるように閉塞部材２１８の回転位相が予め定められており、常には回転体１９２の開口２１４は閉塞されたままである。図示しない開閉装置を作業者が操作して閉塞部材２１８を開口２２４と開口２１４との位相が一致する回転位置へ回転させれば、回転体１９２の内部空間がハウジング１９０の下部空間に連通させられる。
【００１６】
回転体１９２の内部空間の下部には、前記配管１５２が開口させられている。配管１５２を経て回転体１９２の内部空間に流入させられたラッピングコンパウンド液が、回転体１９２の回転により砥粒とラップ液とに遠心分離される。ラッピングコンパウンド液に強い遠心力が作用させられ、液より比重の高い砥粒が強制的に回転体１９２の本体部２１０の内壁に押し付けられて堆積させられるとともに、油から成るラップ液は、図３に矢印で示すように回転体１９２中心部より上方に流れ、本体部２１０の上壁に形成された開口２３０を通過し、ハウジング１９０内の排出路２３４を経て、図１に示す配管１４６から洗浄液タンク１４２へ導かれる。
【００１７】
回転体１９２内に堆積させられた砥粒は、スクレーパ２４０によって掻き出される。スクレーパ２４０は、回転体１９２の軸部１９４の内部に相対回転可能に保持された被駆動軸２４４と、被駆動軸２４４の一方の端部である下端部に一体的に設けられ、回転体１９２の本体部２１０の内側面を摺動可能な複数の羽根２４６とを備えている。本実施形態においては、羽根２４６は、被駆動軸２４４の直径方向に隔たった２箇所から半径方向外向きに延び出す状態で設けられている。被駆動軸２４４の他方の端部である上端部には、被係合部２４８が一体的に設けられている。駆動部材としてのスパナ２５２の係合部２５４を被係合部２４８に係合させた状態で、スパナ２５２が作業者等により回転操作されれば、スクレーパ２４０の羽根２４６が回転体１９２の本体部２１０の内壁を摺動させられ、本体部２１０の内壁に堆積した砥粒を掻き落とす。
【００１８】
ハウジング１９０において回転体１９２より下方には、排出口２６０が設けられている。排出口２６０の上方には、水平方向に移動可能なスライド２６２が設けられている。スライド２６２の移動によって排出口２６０が開閉される。ラッピングコンパウンド液の遠心分離作業中には、スライド２６２が作用位置にあって排出口２６０を上方から覆っているが、スクレーパ２４０により掻き出されたスラッジ（砥粒と若干の金属粉末とラップ液との混合物）を排出する際には、スライド２６２が退避させられて排出口２６０が開かれ、掻き落とされたスラッジが、排出口２６０の下方に設置されたスラッジ収容器の一種であるスラッジトロッコ２６６により受けられる。スラッジトロッコ２６６に溜められたスラッジは、再びコンパウンド液タンク１００内のラッピングコンパウンド液と混ぜて使用することができる。
【００１９】
なお、ラッピングコンパウンド液の遠心分離作業中において、液が回転体１９２内より漏れ出すことがある。そのため、作業中はスライド２６２が排出口２６０を覆って、液がスラッジトロッコ２６６に収容されたスラッジと混ざらないようにされており、スライド２６２上に溜まったラッピングコンパウンド液は、排水口２７０を経て図示しない液通路を通過してコンパウンド液タンク１００に戻されるようになっている。
【００２０】
本歯車ラッピング機は、図４に示す制御装置２８０により制御される。制御装置２８０は、ＣＰＵ（セントラルプロセシングユニット）２８２，ＲＯＭ（リードオンリメモリ）２８４，ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）２８６およびそれらを接続するバスを有するコンピュータ２９０を主体とするものである。バスにはインプットインタフェース２９２が接続され、前記エンコーダ３２，３３，振動センサ２９４等の各種センサが接続されている。振動センサ２９４は、ピニオン１０の第１回転軸２８を相対回転可能に保持するハウジング（Ｚ軸スライド５２）またはギヤ１２の第２回転軸３０を相対回転可能に保持するハウジング８７において、第１回転軸２８または第２回転軸３０近傍部に設けられた加速度センサとすることができる。あるいは、噛合い回転時の騒音を取得するマイクロフォンを振動センサとすることも可能である。マイクロフォンはピニオン１０とギヤ１２との噛合い点に可及的に近い位置に配設することが望ましい。バスにはまた、アウトプットインタフェース３００が接続され、機械制御装置（ＰＬＣやＮＣコントローラ等）３０１を経由し、駆動回路３０２を介して、第１サーボモータ２９，第２サーボモータ３１，Ｘ軸移動用モータ３８，Ｚ軸移動用モータ５８，Ｙ軸移動用モータ８２，第１コンパウンド液ポンプ１０４，コンパウンド液用開閉弁１０８，遠心分離機１４０（の回転用モータ２０６等），第２コンパウンド液ポンプ１５０，洗浄液ポンプ１６２，洗浄液用開閉弁１６８，加圧空気用開閉弁１７６等が接続されている。
【００２１】
本実施形態における測定装置２６は、ハイポイドギヤ１４のラッピングの精度測定のために、ラッピング後にハイポイドギヤ１４の振動測定や回転伝達誤差測定を行うものである。ピニオン１０とギヤ１２との噛み合い状態において第１，第２サーボモータ２９，３１の駆動によりそれらピニオン１０およびギヤ１２を回転させる。そして、回転センサとしてのエンコーダ３２，３３からの出力値に基づいて、制御装置２８０のコンピュータ２９０において回転伝達誤差が測定される。コンピュータ２９０では、回転伝達誤差の波形出力，Ｐ−Ｐ値の表示だけでなく、周波数分析（ＦＦＴ処理）をすることにより、噛合い次数解析や平均化処理をすることもできる。また、ピッチ誤差の測定をすることも可能である。このように、本測定装置２６は、片歯面噛合い試験機としての機能を有し、第１，第２回転軸２８，３０に取り付けられた各エンコーダ３２，３３の出力値に基づいてピニオン１０およびギヤ１２の回転伝達誤差測定を行う部分により構成される回転伝達誤差測定部を含むものである。
【００２２】
また、前記振動センサ２９４によって、ハイポイドギヤ１４の噛合い振動の大きさを測定することができる。振動センサ２９４と、制御装置２８０の振動センサ２９４の検出値に基づいてピニオン１０およびギヤ１２の振動を測定する部分とが振動測定部を構成し、測定装置２６はこの振動測定部をも含むものである。
【００２３】
ただし、振動センサ２９４とエンコーダ３２，３３とを両方設けることは不可欠ではなく、いずれか一方のみによりラッピングの精度測定を行ってもよい。例えば、振動センサ２９４を省略してエンコーダ３２，３３の出力値に基づく回転伝達誤差測定のみを行い、あるいは、エンコーダ３２，３３を省略して振動センサ２９４の出力値に基づく回転伝達誤差測定を行ってもよいのである。
【００２４】
さらに、測定装置２６においては、歯当たりの検査を行うこともできる。前記Ｘ軸移動装置６６，Ｚ軸移動装置６８およびＹ軸移動装置８８によってピニオン１０とギヤ１２とを所定の相対位置関係となるように位置決めした状態で、噛み合わせて回転させ、歯当たり検査を行うのである。歯当たり検査は、歯当たり検査用の塗布剤をピニオン１０またはギヤ１２の歯面に塗布して、上記のように噛合状態で回転させ、塗布剤の剥げ方や塗布剤が塗布されていない側の歯面への付着状態を目視で確認することによって行うことができる。つまり、測定装置２６は、歯当たり検査機としても使用可能なのである。
【００２５】
以上の構成のラッピング機の作動について説明する。ピニオン１０とギヤ１２とがそれぞれ第１回転軸２８と第２回転軸３０とに取り付けられる。Ｘ軸移動装置６６，Ｚ軸移動装置６８およびＹ軸移動装置８８によってピニオン１０とギヤ１２とが最適な噛み合い状態となるように位置決めされる。そして、第１サーボモータ２９および第２サーボモータ３１がそれぞれ駆動され、互いに噛み合わされた状態のピニオン１０とギヤ１２とがそれぞれ回転させられるとともに、第１コンパウンド液ポンプ１０４の駆動によりコンパウンド液タンク１００からラッピングコンパウンド液が汲み上げられ、コンパウンド液用開閉弁１０８が開状態とされて液通路１０６を経てコンパウンドノズル１０２からピニオン１０とギヤ１２との噛み合わされた両歯面の間にラッピングコンパウンド液がかけられる。機械加工および熱処理を経たピニオン１０およびギヤ１２は、それらの歯面が僅かに変形している場合があるのであるが、ラッピングによって上記変形が除去される。ピニオン１０とギヤ１２とは、それらの歯の間に所定の回転位相差（ピニオン１０とギヤ１２との歯同士がラッピングに適した力で押し付けられる回転位相差）を保った状態で同期回転させられるように、第１，第２サーボモータ２９，３１がそれぞれ制御される。このような制御については、例えば、特開平１１−８２１号公報に記載されている。ピニオン１０およびギヤ１２が、予め設定されたピニオン１０の歯数とギヤ１２の歯数とから求めたギヤ比に応じた理想的な回転角速度で同期回転させられ、ピニオン１０およびギヤ１２の両歯面が押圧状態で摺動させられてラッピングされるのである。それによって、例えば、ピニオン１０またはギヤ１２の歯面に、回転方向に突出した突部が存在することにより、ピニオン１０またはギヤ１２の歯が歯形誤差を有する場合には、その突部と相手方の歯との間の面圧が高くなって強いラッピング作用を受け、逆に回転方向に関して窪んでいる部分では面圧が小さくなって弱いラッピング作用を受けることとなり、歯形誤差やピッチ誤差が修正される。
【００２６】
続いて、ラッピングが行われたピニオン１０およびギヤ１２の歯面の洗浄が行われる。ピニオン１０およびギヤ１２は、回転装置２０に取り付けられたままで洗浄される。Ｚ軸移動装置６８によってピニオン１０がＺ軸方向に移動させられてギヤ１２との噛み合い状態から離脱させられ、洗浄位置である前記洗浄ノズル１６０の吐出口に近接させられる（図１において二点鎖線で図示）。洗浄液用開閉弁１６８が開状態とされるとともに、洗浄液ポンプ１６２が駆動され、洗浄液タンク１４２から前述のように遠心分離機１４０によって得られた洗浄液が汲み上げられ、洗浄ノズル１６０に圧送される。また、加圧空気用開閉弁１７６が開状態とされ、エア源１７２から加圧空気が洗浄ノズル１６０に送られる。したがって、洗浄ノズル１６０からは霧状の洗浄液がピニオン１０とギヤ１２とに向かって吹き付けられることにより、ピニオン１０およびギヤ１２に付着した砥粒が吹き飛ばされる。それと同時に、第１，第２サーボモータ２９，３１の駆動によってピニオン１０とギヤ１２とがそれぞれ回転させられるため、ピニオン１０およびギヤ１２全体が均一に洗浄される。上述のようにして霧状の洗浄液がピニオン１０とギヤ１２とに吹き付けられた後、ピニオン１０およびギヤ１２が回転させられるとともに加圧空気のみが洗浄ノズル１６０から吹き付けられ、ピニオン１０およびギヤ１２に付着した洗浄液が吹き飛ばされる。なお、コンパウンドノズル１０２から供給されたラッピングコンパウンド液や、洗浄ノズル１６０から供給された洗浄液、ピニオン１０およびギヤ１２の洗浄により除去された砥粒は、全てカバー１１０に受けられてコンパウンド液タンク１００に戻される。
【００２７】
ピニオン１０およびギヤ１２の洗浄後、そのまま歯車ラッピング機に取り付けられた状態で、ラッピングの結果を検査するために、ピニオン１０およびギヤ１２の振動測定，回転伝達誤差測定や歯当たり検査が行われる。測定装置２６によるこれらの測定は前述の通りであり、測定，検査結果に基づいて、ラッピングが不足していることが判明した場合には、再びラッピング工程が実施される。そして、ピニオン１０およびギヤ１２が洗浄され、再び測定工程が行われる。
【００２８】
以上の説明から明らかなように、制御装置２８０の、ピニオン１０およびギヤ１２の洗浄の際に第１サーボモータ２９および第２サーボモータ３１を制御する部分が洗浄用回転制御部を構成している。さらに、ピニオン１０およびギヤ１２の測定の際に第１，第２サーボモータ２９，３１を制御する部分が測定用回転制御部を構成している。測定装置２６は、上記測定用回転制御部，前記回転伝達誤差測定部および振動測定部を含むものである。
【００２９】
本実施形態によれば、ピニオン１０およびギヤ１２を歯車ラッピング機に取り付けたまま、ラッピング工程後の洗浄および測定を実施することができ、従来のように、洗浄および測定のためにラッピング機より取り外して別の装置に取り付ける等の手間が省け、作業能率が向上する。特に、本実施形態のように、測定によってラッピング不足が判明し、再びラッピングが必要となる場合には、作業能率向上の効果が高い。また、洗浄専用の装置や、測定専用の装置を別に設ける必要がなく、設備費の低減効果も高く、所要スペースも小さくて済む。さらに、洗浄液をラッピングコンパウンド液から砥粒を除去したラップ液とすれば、洗浄液を別に準備したり、その洗浄液がコンパウンド液タンクに混ざらないように特別な機構を設ける必要もない。使用された洗浄液は、再びラッピングコンパウンド液に混ぜて使用することができ、経済性が高い。
【００３０】
ピニオン１０およびギヤ１２の洗浄の際、本実施形態のように洗浄液と加圧空気とを吹き付ければ、ピニオン１０およびギヤ１２に付着した砥粒を迅速に除去する効果が高いのであるが、このことは不可欠ではなく、加圧空気と洗浄液とを交互に吹き付けてもよい。例えば、加圧空気がピニオン１０およびギヤ１２に吹き付けられた後に、洗浄液が吹き付けられるという動作が繰り返されるのである。加圧空気と洗浄液との吹付けの順序は、いずれが先になってもよい。また、加圧空気と洗浄液とを別々のノズルから供給することも可能である。あるいはまた、加圧空気と洗浄液とのいずれか一方のみが吹き付けられる構成としてもよい。
【００３１】
図５に本発明のラッピング機の別の実施形態を示す。本実施形態は、ラッピングコンパウンド液と洗浄液とを受ける受け部材を、前記実施形態と同様に、兼用のカバー１１０により構成し、洗浄液の循環経路をラッピングコンパウンド液の循環経路とは別に設ける形態である。なお、本実施形態において、ラッピングコンパウンド液の循環経路等は図１〜図４に示す実施形態と同様に構成されているため、同じ符号を付して説明を省略し、前記実施形態と異なる部分のみについて説明する。本実施形態における洗浄装置４００は、ピニオン１０およびギヤ１２に洗浄液をかける洗浄ノズル４０２と、洗浄液を蓄える洗浄液タンク４０４と、洗浄液タンク４０４から洗浄液を汲み上げて洗浄ノズル４０２へ圧送する洗浄液ポンプ４０６とを備えている。洗浄液ポンプ４０６と洗浄ノズル４０２とは、液通路４１０により接続され、液通路４１０の途中には、電磁弁である洗浄液用開閉弁４１２が設けられている。カバー１１０の円錐筒状部１２２の下端部には、切換弁４１６が設けられ、自動あるいは作業者の操作による切換弁４１６の切換えによって、円錐筒状部１２２内部から流下するラッピングコンパウンド液が配管１１２内の液通路を経てコンパウンド液タンク１００に流入する状態と、液通路４２０を経て洗浄液タンク４０４に流入する状態とに選択的に切り換えられる。本実施形態における洗浄液は、前記実施形態における洗浄液のように、ラッピングコンパウンド液の砥粒以外の成分と同じものとしてもよいし、あるいは、成分は異なるがラッピングコンパウンド液と多少混合しても差し支えないものとしてもよい。液通路４２０の洗浄液タンク４０４側の開口部には、フィルタ４２４が設けられ、砥粒や金属粉等が濾過されて洗浄液タンク４０４内には清浄な洗浄液が蓄えられるようになっている。カバー１１０，切換弁４１６，液通路４２０が、ピニオン１０およびギヤ１２に吹き付けられた洗浄液を受けて洗浄液タンク４０４へ環流させる環流装置を構成しているのである。
【００３２】
以上、本発明のいくつかの実施形態を詳細に説明したが、これは例示に過ぎず、本発明は、前記〔発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効果〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である歯車ラッピング機の構成を示す概略図である。
【図２】上記歯車ラッピング機の構成要素である回転装置を示す斜視図である。
【図３】上記歯車ラッピング機の構成要素である遠心分離機を示す正面断面図である。
【図４】上記歯車ラッピング機を制御する制御装置を示すブロック図である。
【図５】本発明の別の実施形態である歯車ラッピング機の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１０：ピニオン　　１２：ギヤ　　１４：ハイポイドギヤ　　２０：回転装置　２２：コンパウンド液供給装置　　２４：洗浄装置　　２６：測定装置　　２９：第１サーボモータ　　３１：第２サーボモータ　　３２，３３：エンコーダ１００：コンパウンド液タンク　　１０２：コンパウンドノズル　　１０４：第１コンパウンド液ポンプ　　１３０：洗浄液取得装置　　１３２：洗浄液供給装置　　１４０：遠心分離機　　１４２：洗浄液タンク　　１５０：第２コンパウンド液ポンプ　　１６０：洗浄ノズル　　１６２：洗浄液ポンプ　　１７８：加圧空気吹付け装置　　２８０：制御装置　　２９４：振動センサ
【図１】
2004042178.tif 000003
【図２】
2004042178.tif 000004
【図３】
2004042178.tif 000005
【図４】
2004042178.tif 000006
【図５】
2004042178.tif 000007