JP5774740B2 - ツール修整機能を含んだ歯車研削装置 - Google Patents

Description

本発明は歯車の研削装置に関し、とりわけツール修整機能を含んだ歯車研削装置に関する。

歯車は動力及び運動を伝達する基本的な部品であって、伝動効率が高く、寿命が長く、安全で信頼性が高いという長所を含み、すでに数多くの機械製品において不可欠な伝動部品となっている。

歯車の設計及び製造の水準は、機械製品の性能及び品質に直接影響をするものであり、またこれに止まらず、高品質の運転を達成するため、歯車は研削ツールで仕上げ加工を行うが、この研削ツールは一定回数使用した後には、この研削ツールに必要な幾何形状及び鋭さを修復するために、修整を行う必要がある。

従来の歯車研削及びドレッシング装置にて、例えば特許文献１に開示する歯車研削装置おいて、ステージと、加工物スピンドルと、スライダと、ドレッシング装置とを含んでおり、前記加工物スピンドルは歯車を載置するために前記ステージ上に設置され、前記スライダは前記ステージ上に設けられ、垂直方向スライダと、前記垂直方向スライダ上に設けられた水平方向スライダと、前記水平方向スライダ上に設けられて前記歯車に研削を行う砥石車とを含んでおり、前記ドレッシング装置は前記ステージのスライダに対して前記加工物スピンドルとは反対側に配置されており、前記ドレッシング装置はドレッシングスピンドルと前記ドレッシングスピンドルにより回転するドレッシング砥石車とを含んでいる。これにより、前記砥石車は前記スライダの水平移動により前記加工物スピンドルに近づいて前記歯車を研削することになり、そして前記砥石車に修整が必要なときには、前記スライダの回転により前記ドレッシング装置に対面することで、前記ドレッシング砥石車によって修整を行うものである。

しかしながら、上記した前記歯車研削及びドレッシング装置では、前記スライダが水平移動及び回転の要求を同時に満さなければならないことから、機構設計が複雑になり製造コストが嵩み、また、前記加工物スピンドル、前記スライダ及び前記ドレッシング装置がそれぞれステージ上に設けられることから、前記ステージは大きな設置面が必要となり、前記歯車研削及びドレッシング装置が大型化してしまうい、改善の必要性があった。

米国特許第５，８５７，８９４号。

本発明の主な目的は、従来の歯車研削及びドレッシング装置ににある製造コストが高く大型化してしまうという問題を解決するところにある。

上記目的を達成するために、本発明では、加工物キャリアと、ツールキャリアと、砥石車ユニットと、ドレッシングユニットとを含むツール修整機能を含んだ歯車研削装置を提供する。

前記加工物キャリアは第１の回転軸を含むとともに前記第１の回転軸により回転する被加工歯車を載置する。前記ツールキャリアは前記加工物キャリアの一方側に設けられるとともに前記加工物キャリアに対して第１の軸方向に沿って移動するものであり、前記第１の軸方向と垂直となる第２の軸方向に沿って移動するスライダを含んでいる。砥石車ユニットは前記スライダに設けられて前記被加工歯車に研削を行う。前記ドレッシングユニットは前記スライダに設けられるとともに前記砥石車ユニットの上方に配置されているものであり、前記第１の回転軸と非垂直で交わる第２の回転軸を有するとともに前記スライダに枢接されたロータと、ドレッサと、前記ロータと前記ドレッサとの間に設けられた可動アームとを含んでいる。

このうち、前記ドレッサは斜め方向退避行程及びツール修整行程を有しており、前記斜め方向退避行程は、前記砥石車ユニットが前記被加工歯車に接触すると加工を行い、前記ロータが前記可動アームを駆動して前記ドレッサを前記砥石車ユニットから離間するように連動するものであって、前記ツール修整行程は、前記砥石車ユニットが前記被加工歯車から離間すると、前記ロータが前記可動アームを駆動して前記ドレッサを前記砥石車ユニットに接触して修整を行うように連動するものである。

このように、上記技術的思想により、本発明は少なくとも以下の長所を含む。

１．本発明は前記砥石車ユニット及び前記ドレッシングユニットを前記ツールキャリア上に設けることで、前記歯車研削装置のステージの台面の使用面積を節約し、前記歯車研削装置の装置体積を更に減らすことができる。

２．本発明は更に前記ドレッシングユニットを前記砥石車ユニットの上方に設けることで、前記ドレッサは前記ロータの駆動のみで前記砥石車に接触して修整を行うことができ、前記ツールキャリアは回転機能を必要とせず、その構造を簡素化し、製造コストを削減する。

本発明の実施例における外観立体概略図である。 本発明の実施例における側面概略図である。 本発明の実施例における斜め方向退避行程の概略図である。 本発明の実施例におけるツール修整行程の概略図である。

本発明の詳細な説明及び技術内容については、ここで図面を併せて下記の通り説明する。

それぞれ本発明の実施例における外観立体及び側面概略図である「図１」及び「図２」に併せて参照されたい。図示するように、本発明はツール修整機能を含んだ歯車研削装置であって、加工物キャリア１０と、ツールキャリア２０と、砥石車ユニット３０と、ドレッシングユニット４０とを含んでいる。

前記加工物キャリア１０は第１の回転軸Ａを有しており、前記加工物キャリア１０は被加工歯車７０を載置して、前記被加工歯車７０を前記第１の回転軸Ａに伴って回転させるためのものである。この実施例において、前記歯車研削装置ではステージ６０を更に含んでおり、前記加工物キャリア１０が前記ステージ６０上に設けられており、前記ステージ６０は前記加工物キャリア１０に向けて摺動可能な第１の軸方向Ｘを有するスライドレール６１を含んでいる。前記ツールキャリア２０はここでは前記加工物キャリア１０に隣接しており、そして前記加工物キャリア１０の一方側に位置し、前記ステージ６０の前記スライドレール６１上に設けられており、前記スライドレール６１を通じて前記加工物キャリア１０に対して前記第１の軸方向Ｘに沿って移動することで、加工物キャリア１０に接近または離間可能となっている。前記ツールキャリア２０は前記第１の軸方向Ｘと垂直となる第２の軸方向Ｙで摺動可能に沿ってあるスライダ２１を含んでいる。

前記砥石車ユニット３０は前記被加工歯車７０を研削するために前記スライダ２１上に設けられている。この実施例において、前記砥石車ユニット３０は砥石車３２と可動部材３１とを更に含んでおり、前記砥石車３２はここではディスク状となっているが、サンドグラインダーとしてもよいものの、ただしこれに限定はされない。前記砥石車３２は外周の周回面上にて半径方向に延びてエッジが突起してもよく、前記エッジは左右対称のテーパ状としてもよい。前記可動部材３１は前記砥石車３２を駆動するために、前記スライダ２１と前記砥石車３２との間に取り付けられて、スインガ３１１と水平方向シフタ３１２とを含んでいる。前記スインガ３１１は前記スライダ２１に枢接されるとともに、前記第１の回転軸Ａと垂直となるスイング軸Ｓを有しており、そして前記スイング軸Ｓに基づいて±４５°の揺動を行う。前記水平方向シフタ３１２は前記スインガ３１１上に設けられて、前記スインガ３１１の揺動に伴って連動するものであり、かつ前記水平方向シフタ３１２は前記スインガ３１１に対して第３の軸方向Ｚに沿って移動する。前記水平方向シフタ３１２は前記スインガ３１１により連動されることから、前記第３の軸方向Ｚが前記第１の軸方向Ｘと垂直となるものの前記第２の軸方向Ｙと平行とはならない。

前記ドレッシングユニット４０は前記スライダ２１上に設けられるとともに、前記砥石車ユニット３０上方の傾斜面２１１上に配置されている。前記ドレッシングユニット４０はロータ４１と、可動アーム４２と、ドレッサ４３とを含んでおり、前記ロータ４１は前記スライダ２１の前記傾斜面２１１上に枢接されるとともに、前記第１の回転軸Ａとは非垂直で交わる第２の回転軸Ｂを有している。前記可動アーム４２は前記ロータ４１上に設けられて、前記ロータ４１に伴って連動する。前記可動アーム４２は、前記ロータ４１に結合されて、前記可動アーム４２上に結合されている前記ドレッサ４３が前記ロータ４１に対して垂直方向で移動する垂直方向シフタ４２１を更に含んでいる。また、この実施例において、前記歯車研削装置は、前記垂直方向シフタ４２１に結合され、ノズル５１と回転軸５２とを含んだ切削液チューブ５０を更に含んでおり、前記ノズル５１は前記ドレッサ４３とは反対側に延びて前記ドレッサ４３とは背中合わせとなっている。前記回転軸５２は前記ノズル５１を前記垂直方向シフタ４２１に枢接するためのものであり、前記回転軸５２は前記第３の軸方向Ｚを揺動軸として、前記ノズル５１を揺動させるためのものである。

引き続き、「図３」及び「図４」を参照されたい。「図３」は本発明の実施例における斜め方向退避行程の概略図であり、「図４」は本発明の実施例におけるツール修整行程の概略図である。上記した構造設置により、本発明は使用時において、前記ドレッサ４３が斜め方向退避行程とツール修整行程とを有しており、「図３」に示すように、前記砥石車ユニット３０が前記被加工歯車７０に加工研削を行いたい場合、前記砥石車ユニット３０は前記ツールキャリア２０及び前記スライダ２１の駆動により、前記空間内で前記第１の軸方向Ｘ及び前記第２の軸方向Ｙに沿って移動することになる。例えば前記被加工歯車７０に向けて平行移動及び下方移動すると、前記被加工歯車７０に近接する。前記砥石車３２は更に前記横方向シフタ３１２及び前記スインガ３１１によって、前記被加工歯車７０に接触する時の加工位置及び加工角度を調整して、加工研削を行う。このとき、前記ドレッシングユニット４０において、前記ロータ４１はアームの長い前記可動アーム４２が前記第２の回転軸Ｂにより回転するよう駆動して、前記ドレッサ４３を斜め方向の円周運動において前記砥石車ユニット３０から離間するよう連動する。これが前記ドレッサ４３が有する前記斜め方向退避行程である。また、前記斜め方向退避行程において、前記切削液チューブ５０は前記ロータ４１の回転により前記砥石車３２に向き、前記砥石車３２が前記被加工歯車７０に加工研削を行うとき、加工研削を補助すべく切削液を供給するとともに、前記切削液チューブ５０は前記砥石車３２と前記被加工歯車７０との接触位置に応じて、前記回転軸５２が揺動を提供して、前記切削液を付与する角度を調整することで、前記接触位置に合わせる。

「図４」に示すように、前記砥石車ユニット３０が修整を行いたい場合、前記砥石車ユニット３０は前記ツールキャリア２０及び前記スライダ２１の駆動により、前記空間内で前記第１の軸方向Ｘ及び前記第２の軸方向Ｙに沿って移動することになる。例えば前記被加工歯車７０とは反対方向に向けて平行移動及び上方移動することで、前記被加工歯車７０から離間する。前記砥石車３２は更に前記横方向シフタ３１２及び前記スインガ３１１によって、前記ドレッサ４３に接触させたい時の被修整位置及び被修整角度を調整する。このとき、前記ドレッシングユニット４０において、前記ロータ４１はアームの長い前記可動アーム４２が前記第２の回転軸Ｂに対して回転するよう駆動し、前記ドレッサ４３を斜め方向の円周運動において前記砥石車ユニット３０に近接するよう連動する。更に前記垂直方向シフタ４２１により前記ドレッサ４３が前記第２の軸方向Ｙに沿って前記砥石車３２に向けて下方移動するように連動して、前記砥石車３２に接触することで修整を行う。これが前記ドレッサ４３が有する前記ツール修整行程である。

上記をまとめるに、本発明では前記砥石車ユニット及び前記ドレッシングユニットを前記ツールキャリア上に設けて、前記歯車研削装置は前記ステージ上にて、前記加工物キャリアと一つの前記ツールキャリアのみを設けるだけでよく、前記ステージの使用面積を節約し、前記歯車研削装置の装置体積を更に減らすことができる。更には、本発明ではまた前記ドレッシングユニットを前記砥石車ユニットの上方に設けることで、前記ドレッサは前記ロータの駆動のみで前記可動アームを連動して、更に前記垂直方向シフタにより下方移動して前記砥石車に接触可能であり、前記ツールキャリア上にて前記砥石車に直接修整を行うことから、前記ツールキャリアは平行移動及び回転する機能を兼備させる必要はなくなり、その構造を簡素化し、製造コストを削減するので、本発明は進歩性を含み、特許出願の要件に符合する。

以上、本発明では詳細な説明を行ったが、上記したものは、単に本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明の実施の範囲を限定することはできない。本発明のクレームによりなされる均等の変化及び付加は、いずれも本発明のクレームの範囲に含まれるものである。

１０ 加工物キャリア
２０ ツールキャリア
２１ スライダ
２１１ 傾斜面
３０ 砥石車ユニット
３１ 可動部材
３１１ スインガ
３１２ 水平方向シフタ
３２ 砥石車
４０ ドレッシングユニット
４１ ロータ
４２ 可動アーム
４２１ 垂直方向シフタ
４３ ドレッサ
５０ 切削液チューブ
５１ ノズル
５２ 回転軸
６０ ステージ
６１ スライドレール
７０ 被加工歯車
Ａ 第１の回転軸
Ｂ 第２の回転軸
Ｓ スイング軸
Ｘ 第１の軸方向
Ｙ 第２の軸方向
Ｚ 第３の軸方向

Claims (8)

1. 第１の回転軸を含むとともに前記第１の回転軸により回転される被加工歯車を載置する加工物キャリアと、
   前記加工物キャリアの一方側に設けられるとともに前記加工物キャリアに対して第１の軸方向に沿って移動するものであり、前記第１の軸方向と垂直となる第２の軸方向に沿って移動するスライダを含んだツールキャリアと、
   前記スライダに設けられて前記被加工歯車に研削を行う砥石車ユニットと、
   前記スライダに設けられるとともに前記砥石車ユニットの上方に配置されているものであり、前記第１の回転軸と非垂直で交わる第２の回転軸を有するとともに前記スライダに枢接されたロータと、ドレッサと、前記ロータ及び前記ドレッサを接続する可動アームとを含んだドレッシングユニットと、を具備したツール修整機能を含んだ歯車研削装置であって、
   前記ドレッサが、前記砥石車ユニットが前記被加工歯車に接触して加工を行う際、当該ロータは前記可動アームを駆動して回転させ、前記可動アームは前記ドレッサをさらに連動し、前記ドレッサを徐々に前記砥石車ユニットから離間する斜め方向退避行程と、前記砥石車ユニットが前記被加工歯車から離間する際、前記ロータは前記可動アームを駆動して回転させ、前記可動アームは前記ドレッサをさらに連動し、前記ドレッサを徐々に接近させた後前記砥石車ユニットに接触させて修整を行うツール修整行程とを有する、ことを特徴とするツール修整機能を含んだ歯車研削装置。
2. 前記砥石車ユニットが、砥石車と、前記砥石車と前記スライダとの間に可動的に結合されている可動部材とを含んだ、ことを特徴とする請求項１に記載のツール修整機能を含んだ歯車研削装置。
3. 前記可動部材が、前記スライダに枢接されるとともに前記第１の回転軸と垂直となる揺動軸を有するスインガを含んだ、ことを特徴とする請求項２に記載のツール修整機能を含んだ歯車研削装置。
4. 前記可動部材が、前記スインガに設けられるとともに前記スインガに対して第１の軸方向と垂直となるものの前記第２の軸方向と平行とはならない第３の軸方向に沿って移動する水平方向シフタを含んだ、ことを特徴とする請求項３に記載のツール修整機能を含んだ歯車研削装置。
5. 前記可動アームが、前記ロータに結合されて、前記可動アームの一端に結合されているドレッサが前記ロータに対して垂直方向で移動する垂直方向シフタを含んだ、ことを特徴とする請求項１に記載のツール修整機能を含んだ歯車研削装置。
6. 前記垂直方向シフタに枢接する回転軸と、前記回転軸から前記ドレッサの反対側方向に延び、且つ前記ドレッサとは背中合わせとなっているノズルとを含み、前記垂直方向シフタに結合されている切削液チューブを更に含んだ、ことを特徴とする請求項５に記載のツール修整機能を含んだ歯車研削装置。
7. 前記加工物キャリア及び前記ツールキャリアがステージ上に配置されて隣接して設けられた、ことを特徴とする請求項１に記載のツール修整機能を含んだ歯車研削装置。
8. 前記ステージが前記ツールキャリアに接続されて前記ツールキャリアを前記第１の軸方向に沿って移動させるスライドレールを含んだ、ことを特徴とする請求項７に記載のツール修整機能を含んだ歯車研削装置。