(57)【要約】【課題】歯車型工具と被加工歯車とを短時間で容易に歯合わせできる歯車加工機械の歯合わせ方法を提供することにある。【解決手段】シェービングカッタ１２から離間して配置されたワーク歯車Ｗをサーボモータ３０によりシェービングカッタ１２へ向けて移動させていき、ワーク歯車Ｗの移動途中でサーボモータ３０を制御して当該ワーク歯車Ｗの移動速度を下げ、その状態でシェービングカッタ１２とワーク歯車Ｗとの歯合わせを行うようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車型工具と被加工歯車とが噛み合いできるように歯合わせを行う歯車加工機械の歯合わせ方法であって、
前記歯車型工具から離間して配置された被加工歯車をサーボモータにより前記歯車型工具へ向けて移動させていき、前記被加工歯車の移動途中で前記サーボモータを制御して当該被加工歯車の移動速度を下げ、その状態で前記歯車型工具と前記被加工歯車との歯合わせを行う
ことを特徴とする歯車加工機械の歯合わせ方法。
【請求項２】
請求項１に記載された歯車加工機械の歯合わせ方法であって、
前記被加工歯車の移動速度を下げた地点が、前記歯車型工具と前記被加工歯車との歯合わせを行う直前である
ことを特徴とする歯車加工機械の歯合わせ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車型工具と被加工歯車とが噛み合いできるように歯合わせを行う歯車加工機械の歯合わせ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、歯車型工具により被加工歯車を加工するものとして、歯車シェービング盤等の歯車加工機械が提供されている。このような歯車加工機械では、歯車型工具と被加工歯車とを噛み合わせて歯車加工を行っている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上述した歯車加工機械として、例えば、被加工歯車の交換位置に配置された被加工歯車を歯車型工具による被加工歯車の加工位置へ向けて前進させていき、その途中にて、歯車型工具と被加工歯車とを接線方向で接触させながら歯合わせを行って、歯車型工具の歯先（山）および歯溝（谷）と、被加工歯車の歯溝（谷）および歯先（山）とを噛み合わせているものがある。このような歯車加工機械においては、交換位置と加工位置との間における被加工歯車の移動を油圧シリンダで行うことが考えられる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１５２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した歯車加工機械において、歯車型工具と被加工歯車との歯合わせ時間を短縮することが望まれている。例えば、油圧シリンダへの油圧の給排を制御して被加工歯車の移動速度を上げることが考えられるが、被加工歯車の移動速度を上げすぎると歯車型工具が被加工歯車の歯面に当って当該箇所を傷付けてしまう可能性があった。他方、歯車型工具と被加工歯車との噛み合い時のみ被加工歯車の移動速度を下げることが考えられるが、被加工歯車の移動が油圧シリンダで行われており、その速度の切換えおよび調整を容易に行うことができなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、前述した問題に鑑み提案されたもので、歯車型工具と被加工歯車とを短時間で容易に歯合わせできる歯車加工機械の歯合わせ方法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】
【０００７】
上述した課題を解決する第１の発明に係る歯車加工機械の歯合わせ方法は、歯車型工具と被加工歯車とが噛み合いできるように歯合わせを行う歯車加工機械の歯合わせ方法であって、前記歯車型工具から離間して配置された被加工歯車をサーボモータにより前記歯車型工具へ向けて移動させていき、前記被加工歯車の移動途中で前記サーボモータを制御して当該被加工歯車の移動速度を下げ、その状態で前記被加工歯車の移動速度を落として前記歯車型工具と前記被加工歯車との歯合わせを行うことを特徴とする。
【０００８】
上述した課題を解決する第２の発明に係る歯車加工機械の歯合わせ方法は、第１の発明に係る歯車加工機械の歯合わせ方法であって、前記被加工歯車の移動速度を下げた地点が、前記歯車型工具と前記被加工歯車との歯合わせを行う直前であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
第１の発明に係る歯車加工機械の歯合わせ方法によれば、歯車型工具と被加工歯車とが噛み合いできるように歯合わせを行う歯車加工機械の歯合わせ方法であって、前記歯車型工具から離間して配置された被加工歯車をサーボモータにより前記歯車型工具へ向けて移動させていき、前記被加工歯車の移動途中で前記サーボモータを制御して当該被加工歯車の移動速度を下げ、その状態で前記歯車型工具と前記被加工歯車との歯合わせを行うことにより、前記歯車型工具から離間した位置から前記被加工歯車の移動速度を下げた地点までの前記被加工歯車の移動に要する時間を短くすることができる。さらに、前記歯車型工具と前記被加工歯車との歯合わせを行うときの当該被加工歯車の移動速度に対して前記歯車型工具から離間した位置から前記被加工歯車の移動速度を下げる地点までの前記被加工歯車の移動速度を大幅に上げることができる。その結果、前記歯車型工具と前記被加工歯車とを歯合わせに要する時間を短縮することができる。サーボモータを制御して被加工歯車の移動速度を下げること自体が容易である。前記歯車型工具と前記被加工歯車との歯合わせを行う前で前記被加工歯車の移動速度を下げているため、前記歯合わせ時に前記歯車型工具により前記被加工歯車へ傷を付与してしまう可能性を低減できる。
【００１０】
第２の発明に係る歯車加工機械の歯合わせ方法によれば、被加工歯車の移動速度を下げた地点が、歯車型工具と前記被加工歯車との歯合わせを行う直前であることにより、第１の発明に係る歯車加工機械の歯合わせ方法と同様な作用効果を奏する他、前記被加工歯車の移動に要する時間をさらに短くすることができ、前記歯車型工具と前記被加工歯車との歯合わせ時間をより確実に短縮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に係る歯車加工機械の歯合わせ方法の最良の形態について、図面に基づき具体的に説明する。
【００１２】
［第一の実施形態］
本発明に係る歯車加工機械の歯合わせ方法を歯車シェービング盤の歯車型工具（シェービングカッタ）と被加工歯車との歯合わせに適用した場合の第一の実施形態につき図１〜３を用いて説明する。
図１は歯車加工機械の正面図であり、図２はそれが具備する歯合わせ装置の平面図であり、図３はその側面図である。
【００１３】
本実施形態に係る歯車シェービング盤５０は、図１に示すように、ホブ盤等の歯切り盤で歯車状に加工された被加工歯車（ワーク歯車）Ｗの歯面を微細に切削して仕上げ加工する歯車型工具であるシェービングカッタ１２がコラム１１に回転可能に取付けられている。なお、このシェービングカッタ１２は昇降可能にコラム１１に設けられている。コラム１１には、シェービングカッタ１２に対向して、マガジン１３に搭載されたワーク歯車Ｗを回転可能に支持する歯合わせ装置２０が取付けられている。
【００１４】
歯合わせ装置２０は、旋回板（支持アーム）２１と、支持アーム２１の両端部近傍にそれぞれ設けられ、マガジン１３を支持する支持具２２，２２とを具備する。すなわち、支持アーム２１は、２つのワーク歯車Ｗを支持することができる。支持アーム２１は、当該支持アーム２１を回転駆動するロータリーアクチュエータ２３の軸体２４に固定されている。
【００１５】
すなわち、ロータリーアクチュエータ２３の軸体２４が回転すると、この回転に応じて支持アーム２１が旋回するため、図１中左側の支持具２２と図１中右側の支持具２２とを入れ替えて配置することができる。これにより、一方の支持具２２に支持されたワーク歯車Ｗをシェービングカッタ１２により加工しているときに、他方の支持具２２にワーク歯車Ｗを支持させることができ、一方の支持具２２に支持されたワーク歯車の加工が終了した後に、直ぐにこれら支持具２２の配置を入れ替え未加工のワーク歯車を加工することができる。
【００１６】
ロータリーアクチュエータ２３は摺動板２５に固定されている。この摺動板２５には摺動部材２６が固定されている。この摺動部材２６の内周面にはボールネジなどのネジ部２７が形成されている。
【００１７】
上述したコラム１１におけるシェービングカッタ１２に対向する位置に固定板２８が固定されている。この固定板２８にはラック２９を介してサーボモータ３０が固定されている。このサーボモータ３０の駆動部３１の先端部には軸体３２が連結されている。軸体３２は上述した摺動部材２６を貫通して延在している。この軸体３２の周面にはネジ部３３が形成されており、このネジ部３３は摺動部材２６のネジ部２７に噛み合わされている。
【００１８】
固定板２８の両側部には、図２および図３に示すように、軸体３２と平行に延在するガイドレール３４，３５がそれぞれ固定されている。これらガイドレール３４，３５には、当該ガイドレール３４，３５上で移動可能であり、上述した摺動板２５に固定されたガイド部材３６，３７がそれぞれ配置されている。
【００１９】
よって、サーボモータ３０の駆動部３１が回転すると、この回転に応じて軸体３２も回転する。そして摺動部材２６は、軸体３２に沿って摺動して移動する。これに伴い、摺動板２５、駆動モータ２３、支持アーム２１および支持具２２，２２が軸体３２およびガイドレール３４，３５に沿って移動することとなる。
【００２０】
なお、駆動部３１および軸体３２とラック２９との間には軸受３８，３９がそれぞれ配置されており、駆動部３１および軸体３２が軸受３８，３９を介してラック２９に支持されている。また、軸体３２における摺動部材２６の位置が検出可能となっている。検出された摺動部材２６の位置に基づき、支持アームに取付けられる支持具２２，２２の位置を演算可能となっている。よって、サーボモータ３０およびロータリーアクチュエータ２３により支持アーム２１を正確に制御できるようになっている。
【００２１】
次に、歯車シェービング盤５０における歯合わせ動作および加工について説明する。以下、支持アーム２１におけるシェービングカッタ１２近傍の端部を正転端と呼称すると共に、支持アーム２１におけるシェービングカッタ１２近傍の端部（前記正転端）に対向する端部を逆転端と呼称する。
【００２２】
最初に、サーボモータ３０を制御して、歯合わせ装置２０の支持アーム２１をシェービングカッタ１２に対して離間する方向へ移動して、すなわち後進させて後進端となるワーク交換位置（図１中にて想像線で示す箇所）に配置する。
【００２３】
続いて、ロータリーアクチュエータ２３を制御して支持アーム２１を左右１８０度反転して、支持アーム２１の正転端側に配置された支持具２２を支持アーム２１の逆転端に配置すると共に、支持アーム２１の逆転端側に配置された支持具２２を支持アーム２１の正転端側、すなわち前記ワーク交換位置に配置する。
【００２４】
続いて、サーボモータ３０を制御して支持アーム２１をシェービングカッタ１２へ向けて第１の所定の速度で前進させていき、支持アーム２１に支持されるワーク歯車Ｗとシェービングカッタ１２が接触する直前の減速位置（Ｐ）にて、サーボモータ３０を制御して第１の所定の速度よりも遅い第２の所定の速度で支持アーム２１をシェービングカッタ１２へ向けて前進させて前進端となるシェービングカッタ１２によるワーク歯車Ｗの加工位置に配置する（図１中実線にて示す箇所）。ただし、支持アーム２１をシェービングカッタ１２へ向けて第２の所定速度で前進させる途中にて、シェービングカッタ１２とワーク歯車Ｗとが接線方向で接触しながら歯合わせが行われて、シェービングカッタ１２の歯先（山）および歯溝（谷）と、ワーク歯車Ｗの歯溝（谷）および歯先（山）とが噛み合わされる。なお、シェービングカッタ１２とワーク歯車Ｗの歯が接触した時にはワーク歯車Ｗの歯が逃げることができるようになっており、シェービングカッタ１２によるワーク歯車Ｗの歯面へ傷が付与されないようになっている。
【００２５】
ここで、図４を用いて、上述したシェービング盤５０が具備する歯合わせ装置２０の支持アーム２１の前後進をサーボモータ３０で行う場合の加工サイクルと、サーボモータ３０の代わりに油圧シリンダで行う場合の加工サイクルとを比較する。
図４は加工サイクルを示す図であり、図４（ａ）に油圧シリンダで行う場合の加工サイクルを示し、図４（ｂ）にサーボモータで行う場合の加工サイクルを示す。
【００２６】
油圧シリンダで行う場合には、図４（ａ）に示すように、ワーク歯車の加工が終了すると、油圧シリンダへ所定の割合にて油圧を給排して、前進端に配置された支持アームが後進して後進端へ移動する。続いて、支持アームを１８０度反転する。そして、油圧シリンダへ所定の割合にて油圧を給排して支持アームを前進端へ向けて移動する。支持アームを前進する途中にて、支持アームに支持されるワーク歯車と歯車型工具との歯合わせが行われて噛み合わされる。支持アームを前進させてワーク歯車と歯車型工具とを歯合わせするため、支持アームを前進させるときの速度はそれを後進させるときの速度よりも遅く設定されている。また、油圧シリンダを用いているため、支持アームの移動速度が一定となっている。
【００２７】
他方、サーボモータで行う場合には、図４（ｂ）に示すように、ワーク歯車の加工が終了すると、サーボモータを制御して、前進端に配置された支持アームを後進して後進端へ移動する。続いて、支持アームを１８０度反転する。そして、サーボモータを制御して、支持アームを前進端へ向けて移動する。ただし、このとき支持アームを前進させる速度を変更している。具体的には、歯車型工具と支持アームに支持されるワーク歯車とが接触する直前にて第２の所定の速度に減速し、この第２の所定の速度にて歯車型工具とワーク歯車との歯合わせを行って噛み合わせるようにしている。すなわち、支持アームの前進速度を容易に調整できると共に、その速度を可変としたことで、歯合わせ時間を短縮できる。
【００２８】
よって、支持アームの前後進をサーボモータで行う場合は、支持アームの前後進を油圧シリンダで行う場合と比べると、歯車型工具とワーク歯車との歯合わせ時間を短縮することができ、ワーク歯車Ｗの生産効率を向上させることができる。
【００２９】
歯車シェービング盤５０による歯合わせ方法では、シェービングカッタ１２から離間して配置されたワーク歯車Ｗをサーボモータ３０によりシェービングカッタ１２へ向けて移動させていき、ワーク歯車Ｗの移動途中でサーボモータ３０を制御して当該ワーク歯車Ｗの移動速度を下げ、その状態でシェービングカッタ１２とワーク歯車Ｗとの歯合わせを行うことにより、シェービングカッタ１２から離間した位置からワーク歯車Ｗの移動速度を下げた地点までのワーク歯車Ｗの移動に要する時間を短くすることができる。さらに、シェービングカッタ１２とワーク歯車Ｗとの歯合わせを行うときの当該ワーク歯車Ｗの移動速度に対してシェービングカッタ１２から離間した位置からワーク歯車Ｗの移動速度を下げる地点までのワーク歯車Ｗの移動速度を大幅に上げることができる。その結果、シェービングカッタ１２とワーク歯車Ｗとを歯合わせに要する時間を短縮することができる。サーボモータを制御してワーク歯車Ｗの移動速度を下げること自体が容易である。シェービングカッタ１２とワーク歯車Ｗとの歯合わせを行う前でワーク歯車Ｗの移動速度を下げているため、前記歯合わせ時にシェービングカッタ１２によりワーク歯車Ｗへ傷を付与してしまう可能性を低減できる。
【００３０】
また、ワーク歯車Ｗの移動速度を下げた地点が、シェービングカッタ１２とワーク歯車Ｗとの歯合わせを行う直前であることにより、ワーク歯車Ｗの移動に要する時間をさらに短くすることができ、シェービングカッタ１２とワーク歯車Ｗとの歯合わせ時間をより確実に短縮できる。
【００３１】
さらに、ワーク歯車Ｗの移動が、行われることにより、サーボモータ３０の制御自体が容易である上に、シェービングカッタ１２とワーク歯車Ｗとの歯合わせを行うときの当該ワーク歯車Ｗの移動速度に対してシェービングカッタ１２から離間した位置からワーク歯車Ｗの移動速度を下げる地点までのワーク歯車Ｗの移動速度を大幅に上げることができ、シェービングカッタ１２とワーク歯車Ｗとを歯合わせに要する時間をさらに短縮することができる。
【００３２】
なお、上記では、２つの支持具２２，２２を備え、２つのワーク歯車Ｗを支持可能な支持アーム２１を有する歯合わせ装置２０を用いて説明したが、１つの支持具を備え、１つのワーク歯車を支持可能な支持アームを有する歯合わせ装置とすることも可能である。このような歯合わせ装置であっても、上述した歯合わせ装置２０と同様な作用効果を奏する。
【００３３】
また、ワーク歯車Ｗとシェービングカッタ１２が接触する直前の減速位置（Ｐ）にて、サーボモータ３０を制御して第１の所定の速度よりも遅い第２の所定の速度で支持アーム２１をシェービングカッタ１２へ向けて前進させるようにした歯車シェービング盤５０を用いて説明したが、上述したワーク交換位置と上述した減速位置（Ｐ）との間にてサーボモータを制御して支持アームの移動速度を下げたり、その移動速度を複数回切り替えたりするようにした歯車シェービング盤とすることも可能である。このような歯車シェービング盤であっても、上述した歯車シェービング盤５０と同様な作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る歯車加工機械の第一の実施形態の正面図である。
【図２】歯合わせ装置の平面図である。
【図３】歯合わせ装置の側面図である。
【図４】歯車加工機械の加工サイクルを示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１１        コラム
１２        シェービングカッタ
１３        マガジン
２０        歯合わせ装置
２１        旋回板（支持アーム）
２２        支持具
２３        ロータリーアクチュエータ
２４        軸体
２５        摺動板
２６        摺動部材
２７        ネジ部
２８        固定板
２９        ラック
３０        サーボモータ
３１        駆動部
３２        軸体
３３        ネジ部
３４，３５  ガイドレール
３６，３７  ガイド部材
３８，３９  軸受
５０        シェービング盤
Ｗ          ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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