(57)【要約】【課題】被加工歯車の歯元に凹みが発生することなく、被加工歯車を精度良くラッピング加工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。【解決手段】ラッピング工具１０を被加工歯車１１０に噛み合わせて被加工歯車１１０をラッピング加工するラッピング加工装置１００であって、ラッピング工具１０は、ラッピング工具１０の歯先と被加工歯車１１０の歯底との間、並びに、ラッピング工具１０の歯底と被加工歯車１１０の歯先との間に、所定量の頂隙Ｃが形成され、かつ、ラッピング工具１０の有効歯先径Ｄ２が、被加工歯車１１０の歯形管理径ｄ３よりも歯底よりに位置された状態で、被加工歯車１１０に噛み合わされる。【選択図】図２
2016068184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラッピング工具を被加工歯車に噛み合わせて該被加工歯車をラッピング加工するラッピング加工装置であって、
前記ラッピング工具は、前記ラッピング工具の歯先と前記被加工歯車の歯底との間、並びに、前記ラッピング工具の歯底と前記被加工歯車の歯先との間に、所定量の頂隙が形成され、かつ、前記ラッピング工具の有効歯先が前記被加工歯車の歯形管理径よりも歯底よりに位置された状態で、前記被加工歯車に噛み合わされる、
ラッピング加工装置。
【請求項２】
ラッピング工具を被加工歯車に噛み合わせて該被加工歯車をラッピング加工するラッピング加工方法であって、
前記ラッピング工具の歯先と前記被加工歯車の歯底との間、並びに、前記ラッピング工具の歯底と前記被加工歯車の歯先との間に、所定量の頂隙を形成し、かつ、前記ラッピング工具の有効歯先を、前記被加工歯車の歯形管理径よりも歯底よりに位置させた状態で、前記ラッピング工具を前記被加工歯車に噛み合わせる、
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、歯車のラッピング加工の技術に関する。
【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、被加工物をより平滑に仕上げていく加工である。歯車のラッピング加工では、ラッピング工具を被加工歯車に噛み合わせて被加工歯車をラッピング加工している（例えば、特許文献１）。
【０００３】
歯車のラッピング加工では、被加工歯車の歯面上でラッピング工具の歯先が噛み合う位置（被加工歯車の歯元）が他の歯面と比較して大きく削られて凹みが発生する場合がある。そのため、被加工歯車のラッピング加工による加工精度が低下し、ラッピング加工後の被加工歯車の噛み合い性能が悪化し、被加工歯車を製品に組み付けた際の振動及び騒音性能の低下を招くことになる。そこで、ラッピング加工では、被加工歯車の歯元の凹みの発生を防止することが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０２−０５７７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の解決しようとする課題は、被加工歯車の歯元に凹みが発生することなく、被加工歯車を精度良くラッピング加工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】
【０００６】
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。
【０００７】
即ち、請求項１においては、ラッピング工具を被加工歯車に噛み合わせて該被加工歯車をラッピング加工するラッピング加工装置であって、前記ラッピング工具は、前記ラッピング工具の歯先と前記被加工歯車の歯底との間、並びに、前記ラッピング工具の歯底と前記被加工歯車の歯先との間に、所定量の頂隙が形成され、かつ、前記ラッピング工具の有効歯先が前記被加工歯車の歯形管理径よりも歯底よりに位置された状態で、前記被加工歯車に噛み合わされるものである。
【０００８】
請求項２においては、ラッピング工具を被加工歯車に噛み合わせて該被加工歯車をラッピング加工するラッピング加工方法であって、前記ラッピング工具の歯先と前記被加工歯車の歯底との間、並びに、前記ラッピング工具の歯底と前記被加工歯車の歯先との間に、所定量の頂隙を形成し、かつ、前記ラッピング工具の有効歯先を、前記被加工歯車の歯形管理径よりも歯底よりに位置させた状態で、前記ラッピング工具を前記被加工歯車に噛み合わせるものである。
【発明の効果】
【０００９】
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、被加工歯車の歯元に凹みが発生することなく、被加工歯車を精度良くラッピング加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ラッピング加工装置の構成を示す模式図。
【図２】噛み合い部の構成を示す模式図。
【図３】ラッピング加工工程の流れを示すフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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では、電気信号線を破線で表している。
【００１２】
ラッピング加工装置１００は、本発明のラッピング加工装置に係る実施形態である。ラッピング加工装置１００は、被加工歯車１１０（本実施形態ではインボリュート歯形の平歯車）の両歯面をラッピング加工する装置である。
【００１３】
なお、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、被加工物をより平滑に仕上げていく加工である。本実施形態のラッピング加工では、ラッピング工具１０と被加工歯車１１０とをラッピング剤（研磨剤）を含んだ状態で噛み合わせ、被加工歯車１１０を微少切削しながら研磨し、被加工歯車１１０の歯面をより平滑に仕上げていく加工である。
【００１４】
ラッピング加工装置１００は、ラッピング工具１０と、ラップ液供給装置２０と、中心距離調整装置３０と、制御手段としてのコントローラ５０と、を具備している。ラッピング工具１０は、被加工歯車１１０に隣接して配置されている。
【００１５】
ラッピング工具１０は、被加工歯車１１０と噛み合って被加工歯車１１０の両歯面を研磨する工具である。ラッピング工具１０は、歯車形状に構成されている。ラッピング工具１０は、回転軸１５に軸支されている。なお、ラッピング工具１０は、被加工歯車１１０と噛み合った際には、後述する噛み合い部Ｇの構成となるように諸元が設定されるものとする。
【００１６】
なお、ラッピング工具１０の諸元とは、ラッピング工具１０の形状、並びに、ラッピング工具１０の中心と被加工歯車１１０の中心との距離を含むものである。
【００１７】
回転軸１５は、モータ（図示なし）に接続されて回転駆動される状態と、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、所定の回転方向（図１の矢印の向き）に駆動されるものとする。なお、モータ及びブレーキは、コントローラ５０に接続されている。
【００１８】
ラップ液供給装置２０は、被加工歯車１１０とラッピング工具１０の噛み合い部Ｇ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。
【００１９】
中心距離調整装置３０は、ラッピング工具１０に対する被加工歯車１１０の位置を調整し、ラッピング工具１０の中心と被加工歯車１１０の中心との距離を調整するものである。なお、中心距離調整装置３０は、コントローラ５０に接続されている。
【００２０】
コントローラ５０は、ラッピング工具１０の回転軸１５を、回転軸１５に接続されたモータにより回転駆動する状態と、ブレーキによって回転軸１５の回転を制動する状態とに、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、ラッピング工具１０の駆動又は制動を制御する機能を有している。
【００２１】
コントローラ５０は、ラッピング工具１０に対する被加工歯車１１０の位置を調整し、ラッピング工具１０の中心と被加工歯車１１０の中心との距離を調整する機能を有している。
【００２２】
図２を用いて、噛み合い部Ｇの構成について説明する。
なお、図２では、噛み合い部Ｇの構成を模式的に表している。
【００２３】
噛み合い部Ｇでは、被加工歯車１１０にラッピング工具１０が噛み合っている。なお、図２では、ラッピング工具１０の歯底円及び被加工歯車１１０の歯底円を実線で表している。ラッピング工具１０の歯底円の径を歯底径Ｄ１と呼び、被加工歯車１１０の歯底円の径を歯底径ｄ１と呼ぶ。
【００２４】
噛み合い部Ｇでは、条件（１）として、ラッピング工具１０の歯先と被加工歯車１１０の歯底との間、並びに、ラッピング工具１０の歯底と被加工歯車１１０の歯先との間に、所定量の頂隙Ｃが形成された状態で、被加工歯車１１０にラッピング工具１０が噛み合っているものとする。
【００２５】
噛み合い部Ｇでは、条件（２）として、ラッピング工具１０の有効歯先径Ｄ２が、被加工歯車１１０の歯形管理径ｄ３よりも歯底よりに位置された状態で、被加工歯車１１０にラッピング工具１０が噛み合っているものとする。
【００２６】
つまり、ラッピング工具１０の有効歯先が、被加工歯車１１０の歯形管理径ｄ３よりも歯底側で被加工歯車１１０と噛み合うことができるように、ラッピング工具１０の中心と被加工歯車１１０の中心との距離が設定されている。
【００２７】
ここで、有効歯先径Ｄ２とは、ラッピング工具１０における歯先の面取り加工を施す部分を含まない歯先径のことである。なお、図２では、ラッピング工具１０の有効歯先径Ｄ２を二点鎖線によって表している。また、図２では、被加工歯車１１０の有効歯先径ｄ２を二点鎖線によって表している。
【００２８】
また、歯形管理径ｄ３とは、例えば被加工歯車１１０がワークとして製品に組み込まれた際に、被加工歯車１１０が他の歯車と噛み合うものと仮定したとき、被加工歯車１１０の噛み合い開始点となる位置である。噛み合い開始点とは、被加工歯車１１０に対し他の歯車の噛み合いが開始される位置である。
【００２９】
言い換えれば、歯形管理径ｄ３とは、被加工歯車１１０がワークとして製品に組み込まれた際に、被加工歯車１１０が他の歯車と噛み合うものと仮定したとき、他の歯車が被加工歯車１１０の噛み合いに作用する被加工歯車１１０の歯底側の位置である。なお、図２では、被加工歯車１１０の歯形管理径ｄ３を二点鎖線によって表している。
【００３０】
噛み合い部Ｇでは、被加工歯車１１０とラッピング工具１０とは、バックラッシを設けて被加工歯車１１０にラッピング工具１０が噛み合っているものとする。なお、バックラッシとは、被加工歯車１１０の歯面とラッピング工具１０の歯面との「遊び」のことである。
【００３１】
図３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３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。
【００３２】
ラッピング加工工程Ｓ１００は、本発明のラッピング加工方法に係る実施形態である。ラッピング加工工程Ｓ１００は、ラッピング加工装置１００を用いて、被加工歯車１１０の両歯面をラッピング加工する工程である。
【００３３】
ステップＳ１１０において、ラッピング加工装置１００は、条件（１）としてラッピング工具１０の歯先と被加工歯車１１０の歯底との間、並びに、ラッピング工具１０の歯底と被加工歯車１１０の歯先との間に、所定量の頂隙Ｃが形成され、条件（２）としてラッピング工具１０の有効歯先径Ｄ２が、被加工歯車１１０の歯形管理径ｄ３よりも歯底よりに位置するように、被加工歯車１１０とラッピング工具１０とを噛み合わせる。
【００３４】
つまり、ラッピング加工装置１００では、条件（１）及び（２）を実現できるように、ラッピング工具１０の諸元が設定され、中心距離調整装置３０によりラッピング工具１０の中心と被加工歯車１１０の中心との距離が調整される。中心距離調整装置３０によるラッピング工具１０の中心と被加工歯車１１０の中心との距離の調整は、例えばコントローラ５０により制御される。
【００３５】
ステップＳ１２０において、コントローラ５０は、ラッピング工具１０を駆動して、被加工歯車１１０にラッピング加工を施す。
【００３６】
ラッピング加工装置１００及びラッピング加工工程Ｓ１００の効果について説明する。
ラッピング加工装置１００及びラッピング加工工程Ｓ１００によれば、被加工歯車１１０の歯元に凹みが発生することなく、被加工歯車１１０を精度良くラッピング加工することができる。
【００３７】
従来のラッピング加工では、被加工歯車１１０の歯面上でラッピング工具１０の歯先が噛み合う位置（歯元）が他の歯面と比較して大きく削られて凹みが発生する場合があった。そのため、被加工歯車１１０のラッピング加工の加工精度が低下し、加工後の被加工歯車１１０の噛み合い性能が悪化し、振動及び騒音性能の低下を招いていた。
【００３８】
ラッピング加工装置１００及びラッピング加工工程Ｓ１００によれば、ラッピング工具１０の歯先と被加工歯車１１０の歯底との間、並びに、ラッピング工具１０の歯底と被加工歯車１１０の歯先との間に、所定量の頂隙Ｃを形成し、ラッピング工具１０の有効歯先径Ｄ２は、被加工歯車１１０の歯形管理径ｄ３よりも歯底よりに位置させ、被加工歯車１１０にラッピング工具１０を噛み合わせることによって、歯元に凹みが発生することを防止できる。
【００３９】
また、本実施形態のラッピング加工工程Ｓ１００では特に限定していないが、被加工歯車１１０の歯底に前加工による大きな加工段差がある場合には、その段差を避ける位置にて、被加工歯車１１０にラッピング工具１０を噛み合わせることが好ましい。
【符号の説明】
【００４０】
１０          ラッピング工具
２０          ラップ液供給装置
３０          中心距離調整装置
５０          コントローラ
１００        ラッピング加工装置
１１０        被加工歯車
Ｓ１００      ラッピング加工工程
【図１】
2016068184.tif 000003
【図２】
2016068184.tif 000004
【図３】
2016068184.tif 000005