(57)【要約】【課題】内歯歯車の歯面加工装置において、加工精度を高めると共に効率よく加工を行うことができるようにする。【解決手段】ワークＷ１の内歯Ｔ１に噛合う外歯ダイス２Ａを有する複数のプラネタリ外歯歯車２をキャリア３によって支持し、プラネタリ外歯歯車２のピニオン２Ｂにサンギヤ４を噛合わせて遊星歯車機構を構成する。主軸５によってサンギヤ４を回転させ、キャリア３を固定してプラネタリ外歯歯車２を自転させてワークＷ１を回転させ、その回転に負荷を付与する。これにより、外歯ダイス２ＡによってワークＷ１の内歯Ｔ１の歯面を連続的に転造加工する。複数のプラネタリ外歯歯車２によってワークＷ１が均等に支持され、また、ワークＷ１の回転軸と主軸５が同軸上に配置されるので、振動の発生及び加工負荷の変動が抑制され、安定して円滑な転造加工が可能となり、加工精度が向上する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内歯歯車の内歯の歯面を機械加工するための内歯歯車の歯面加工装置であって、
前記内歯に噛合ってその歯面を加工する外歯を有する複数のプラネタリ外歯歯車と、該複数のプラネタリ外歯歯車を回転可能に支持するキャリアと、前記複数のプラネタリ外歯歯車の中心に配置されて、これらと噛合うサンギヤとを備え、前記内歯歯車、プラネタリ外歯歯車及びサンギヤによって遊星歯車機構を構成し、前記内歯歯車、前記キャリア及び前記サンギヤのいずれか１つを固定し、残りのいずれか一方を駆動して他方に負荷を付与するようにしたことを特徴とする内歯歯車の歯面加工装置。
【請求項２】
前記プラネタリ外歯歯車の外歯は、前記内歯の歯面を転造加工することを特徴とする請求項１に記載の内歯歯車の歯面加工装置。
【請求項３】
前記プラネタリ外歯歯車の外歯は、前記内歯の歯面を研削加工することを特徴とする請求項１に記載の内歯歯車の歯面加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内周に歯形が形成された環状の内歯歯車の歯面を機械加工するための内歯車の歯面加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動変速機の遊星歯車機構に用いられるリングギヤ等の内歯歯車の歯面を機械加工する場合、従来、例えば、シェービングカッタによる切削加工、外歯歯車形状のダイスによる転造加工、あるいは、特許文献１に記載されているように外歯歯車形状の砥石による研削加工が一般的に行われている。これらの機械加工によって歯面を連続的に効率よく加工することができる。
【特許文献１】特開２００３−１４５３４８号公報
【０００３】
しかしながら、上記従来の機械加工を行う場合、内歯歯車は環状であるため、スペース上の制約から使用工具の寸法を小さくする必要がある。特に、内歯歯車の一端部に内側フランジ部が設けられている場合、工具と内側フランジ部との干渉を避ける必要があり、スペース上の制約が大きくなっている。このため、工具寿命が短く、工具の支持剛性が不足しがちであり、また、ワークである内歯歯車の中心と工具側の主軸とがオフセットされるため、振動や加工負荷の変動が発生しやすく、安定した歯面の加工が困難になり、加工精度が低下するという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、加工精度を高めると共に効率よく加工を行うことができる内歯歯車の歯面加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、内歯歯車の内歯の歯面を機械加工するための内歯歯車の歯面加工装置であって、
前記内歯に噛合ってその歯面を加工する外歯を有する複数のプラネタリ外歯歯車と、該複数のプラネタリ外歯歯車を回転可能に支持するキャリアと、前記複数のプラネタリ外歯歯車の中心に配置されて、これらと噛合うサンギヤとを備え、前記内歯歯車、プラネタリ外歯歯車及びサンギヤによって遊星歯車機構を構成し、前記内歯歯車、前記キャリア及び前記サンギヤのいずれか１つを固定し、残りのいずれか一方を駆動して他方に負荷を付与するようにしたことを特徴とする。
請求項２に係る内歯歯車の歯面加工装置は、上記請求項１の構成において、前記プラネタリ外歯歯車の外歯は、前記内歯の歯面を転造加工することを特徴とする。
請求項３の発明に係る内歯歯車の歯面加工装置は、上記請求項１の構成において、前記プラネタリ外歯歯車の外歯は、前記内歯の歯面を研削加工することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の内歯歯車の歯面加工装置によれば、複数のプラネタリ外歯歯車の外歯によって内歯の歯面を連続的に加工することができ、このとき、プラネタリ外歯歯車の外歯によって内歯歯車がバランスよく支持され、振動の発生及び加工負荷の変動を抑制することができるので、安定して円滑な加工が可能となり、加工精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の第１実施形態について、図１乃至図３を参照して説明する。
図１乃至図３に示すように、本実施形態に係る内歯歯車の歯面転造装置１（歯面加工装置）は、内歯歯車であるワークＷ１の内歯Ｔ１の歯面に転造加工を施すためのものであり、ワークＷは、予めホブ又はピニオンカッタ等によって歯切りされて、その内周部に荒加工された内歯Ｔ１が形成されている。
【０００８】
歯面転造装置１は、ワークＷ１の内歯Ｔ１に噛合う複数（図示の例では５つ）のプラネタリ外歯歯車２が円周方向に沿って等間隔で配置されてキャリア３に回転可能に支持されている。プラネタリ外歯歯車２は、一端側にワークＷ１の内歯Ｔ１に噛合う外歯ダイス２Ａが形成され、他端側にサンギヤ４（後述）に噛合うピニオン２Ｂが形成されており、外歯ダイス３Ａとピニオン３Ｂとは同軸上で共転する。
【０００９】
プラネタリ外歯歯車２は、例えば、外歯ダイス２Ａとピニオン２Ｂとが一体に形成されて、キャリア３に固定されたピンによって軸受を介して支持される構造、外歯ダイス２Ａ及びピニオン２Ｂと一体に形成された軸部が軸受を介してキャリアに支持される構造、あるいは、外歯ダイス２Ａとピニオン２Ｂとが別体とされ、キャリア３に軸受を介して回転可能に支持された共通のピンよってスプライン、キー等を用いて共転するよう支持される構造とすることができる。
【００１０】
複数のプラネタリ外歯歯車２のピニオン２Ｂの中心には、サンギヤ４が噛合わされており、ワークＷ１、プラネタリ外歯歯車２及びサンギヤ４によって遊星歯車機構が構成されている（図３参照）。なお、サンギヤ４は、外歯ダイス２Ａと干渉しないように配置されている。また、サンギヤ４には、歯面転造装置１の主軸５に連結するためのアーバー６が取付けられている。
【００１１】
外歯ダイス２Ａの歯形の諸元は、ワークＷ１の歯面を所望の形状に転造加工できるように設定されているのに対して、ピニオン２Ｂ及びサンギヤ４の歯形の諸元は、これらの間で安定して円滑に駆動力を伝達できるように設定されている。
【００１２】
歯面転造装置１は、ワークＷ１を保持するためのワーク保持部７を備えており、ワーク保持部７は、ワークＷ１を保持して、その軸回りに回転可能に支持すると共に、その回転に対して所定の負荷を付与できるようになっている。歯車加工装置１には、外歯ダイス２ＡがワークＷ１の内歯Ｔ１に噛合わされた状態でキャリア３の回転を固定するキャリア固定部８が設けられている。また、歯面転造装置１は、サンギヤ４に取付けられたアーバー６に連結される主軸５を回転駆動する主軸駆動部を備えている。
【００１３】
以上のように構成したい本実施形態の作用について次に説明する。
図２に示すように、ワークＷ１をワーク保持部７によって保持し、外歯ダイス２ＡをワークＷ１の内歯に噛合わせて、キャリア３の回転をキャリア固定部８によって固定し、サンギヤ４に取付けられたアーバー６を主軸５に連結する。主軸５によってサンギヤ４を回転させると、プラネタリ外歯歯車２が自転して、ワークＷ１が回転する。ワークＷ１の回転に対して、ワーク保持部７によって所定の負荷を付与しながら、複数のプラネタリ外歯歯車２の外歯ダイス２ＡによってワークＷ１の内歯Ｔ１の歯面を連続的に転造する。
【００１４】
このとき、ワークＷ１、プラネタリ外歯歯車２及びサンギヤ４によって遊星歯車機構が形成されて、円周方向に等間隔で配置された複数のプラネタリ外歯歯車２の外歯ダイス２ＡによってワークＷ１がバランスよく均等に支持され、また、ワークＷ１の回転軸と主軸５が同軸上に配置される。これにより、振動の発生及び加工負荷の変動を抑制することができ、安定して円滑な転造加工が可能となり、加工精度を高めることができる。そして、複数のプラネタリ外歯歯車２の外歯ダイス２ＡとワークＷ１との間で作用する荷重がバランスされるので、ワークＷ１を支持するための力が小さくてすみ、歯面転造装置１を小型化することができる。また、複数の外歯ダイス２Ａによって転造加工を行うことにより、工具寿命を長くすることができる。
【００１５】
なお、上記実施形態では、キャリア３を固定して、サンギヤ４を駆動し、ワークＷ１に負荷を付与する構成としているが、この他、ワークＷ１、キャリア３又はサンギヤ４のいずれか１つを固定し、残りのいずれか一方を駆動して他方に負荷を付与する構成とすることもできる。また、ピニオン２Ｂを省略して、外歯ダイス２Ａにサンギヤ４を直接噛合わせる構成とすることもできる。
【００１６】
次に、本発明の第２実施形態について、図４を参照して説明する。なお、本実施形態は、上記第１実施形態に対して、外歯ダイス２Ａの代りに外歯砥石２Ｃが設けられている点以外は概して同様の構造であるから、以下、同様の部分には同一の符号を付して、異なる部分についてのみ詳細に説明する。
図４に示すように、本実施形態に係る内歯歯車の歯面研削装置９（歯面加工装置）は、内歯歯車であるワークＷ２の内歯Ｔ２の歯面に研削加工を施すためのものであり、ワークＷ２の内周部には、予め、切削、転造加工等によって内歯Ｔ２が形成されて熱処理が施されている。
【００１７】
プラネタリ外歯歯車２には、上記第１実施形態の外歯ダイス２Ａの代りにワークＷ２の内歯Ｔ２に噛合う外歯砥石２Ｃが設けられている。外歯砥石２Ｃの歯面には、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）等の砥粒層が電着等によってコーティングされている。外歯砥石２Ｃの歯形は、噛合わされるワークＷ２の内歯２Ｔとの間で研削加工に必要な滑りが生じるように、噛合いピッチ円が歯先側又は歯元側へ逃げるような形状に形成されている。
【００１８】
このように構成したことにより、上記第１実施形態と同様、ワーク保持部７によってワークＷ２を保持し、キャリア固定部８によってキャリア３の回転を固定し、主軸５によってサンギヤ４を駆動することにより、プラネタリ外歯歯車２の外歯砥石２Ｃが自転して、ワークＷ２が負荷状態で回転する。これにより、複数の外歯車砥石１１によってワークＷ２の内歯２Ｔの歯面を連続的に研削することができる。
【００１９】
このとき、ワークＷ２、プラネタリ外歯歯車２及びサンギヤ４によって遊星歯車機構が形成され、円周方向に等間隔で配置された複数の外歯砥石２ＣによってワークＷ２がバランスよく均等に支持され、また、ワークＷ２の回転軸と主軸５が同軸上に配置される。これにより、振動の発生及び加工負荷の変動を抑制することができ、安定して円滑な研削加工が可能となり、加工精度を高めることができる。そして、複数のプラネタリ外歯歯車２の外歯砥石２ＣとワークＷ２との間で作用する荷重がバランスされるので、ワークＷ２を支持するための力が小さくてすみ、歯面研削装置９を小型化することができる。また、複数の外歯砥石２Ｃによって研削加工を行うことにより、工具寿命を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る内歯歯車の歯面転造装置の要部を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示す装置の概略斜視図である。
【図３】図１に示す装置が構成する遊星歯車機構の正面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る内歯歯車の歯面研削装置の要部を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  歯面転造装置（歯面加工装置）、２  プラネタリ外歯歯車、３  キャリア、４  サンギヤ、Ｗ１  内歯歯車、Ｔ１  内歯
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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