クレードル式傘歯車創成装置およびそれを用いて傘歯車を製造する方法
【課題】表面粗さの値が小さい歯形、歯筋を有する傘歯車を創成する。
【解決手段】 ワーク軸Ｗをクレードル軸ＡＣＲに対して傾け、前記ワーク軸に固定された台形円錐状ワーク１０をクレードルで揺動させながらこの台形円錐状ワーク外周面に切削工具軸Ｔに回転可能に軸承された切削工具３を前進・当接・回転させて前記ワーク外周面に歯形、歯筋を創成するクレードル式傘歯車創成装置１であって、前記回転および前進する切削工具軸Ｔに超音波振動を付加する超音波発生装置９を設ける。
【解決手段】 ワーク軸Ｗをクレードル軸ＡＣＲに対して傾け、前記ワーク軸に固定された台形円錐状ワーク１０をクレードルで揺動させながらこの台形円錐状ワーク外周面に切削工具軸Ｔに回転可能に軸承された切削工具３を前進・当接・回転させて前記ワーク外周面に歯形、歯筋を創成するクレードル式傘歯車創成装置１であって、前記回転および前進する切削工具軸Ｔに超音波振動を付加する超音波発生装置９を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クレードル式傘歯車創成装置およびそれを用いて傘歯車の歯型、歯筋を創成して傘歯車を製造する方法に関する。本発明の傘歯車を創成する方法によれば、ワークおよび切削工具の回転数を小さくしても刃筋痕跡が少なく、表面粗さが小さい滑らかな切り込み表面を有するスパイラルベベルギヤ（曲歯傘歯車）、ゼロール傘歯車、ハイポイド歯車などを切削工具（研削砥石とも言われる）の目詰まりなく製造できる。
【背景技術】
【０００２】
機械フレームと、工作物（ワーク）支持機構と、クレードル機構を有するクレードル支持物とを備えるクレードル式傘歯車創成装置を用い、切削工具軸線をクレードル軸線に対して傾け、回転割り出しするワーク軸に固定された台形円錐状ワークを歯底角台上で旋回させてワークの向きを定めるとともに、摺動ベース上を滑走させてワーク外周面を前記切削工具軸に軸承されている切削工具に当接させてワーク外周面に歯筋を創成することは知られている。また、実用化されている（例えば、特許文献１参照）。このクレードル式傘歯車創成装置では、偏芯角が、クレードル軸ＡＣＲと工具軸Ｔの間の角度を制御する。旋回角がクレードルの固定基準に対する工具軸の方位を制御する。クレードル角がクレードル軸の周りのある角度位置工具を配置する。前記歯底角がクレードル軸に対して工作物支持物の向きを定める。前記摺動ベースが工作物と係合する工具の深さを調整する線形の寸法である。ヘッド設定がワーク軸に沿ったワーク支持物の線形の調整である。ワークオフセットがクレードル軸に対するワーク軸のオフセットを制御する。最後の設定、回転比が、クレードルと工作物の間の相対回転運動を制御する。
【０００３】
また、切削工具軸線を電気制御で２軸を駆動してクレードルのようなツールの動きをなすクレードル軸線に対して傾けてカッタユニットに設けるとともに、切削工具軸を昇降可能および前後方向に可能にカッタユニットに設け、回転しているワーク軸に固定された台形円錐状ワークを歯底角台上で旋回させてワークの向きを定めるクレードル式傘歯車創成装置も提案され、また、実用化されている（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。
【０００４】
一方、米国ザ・グリーソン・ワークス社のコラムと、前記コラムに移動可能に取付けられた被加工物用スピンドルと、前記コラムに移動可能に取付けられたツール用スピンドルとを含み、前記被加工物用スピンドルおよび前記ツール用スピンドルが異なる三方向までの方向において互いに対して並進移動可能であり、前記被加工物用スピンドルおよび前記ツール用スピンドルが少なくとも一方の垂直な枢動軸線のまわりで互いに対して角度移動可能である傘歯車およびハイポイド歯車の六軸ＣＮＣ歯車製造装置を用いて傘歯車を製造することも実施されている（例えば、特許文献１、特許文献４参照）。
【０００５】
上記特許文献４および特許文献１の図２に開示される六軸ＣＮＣ歯車製造装置は、装置が２億円前後と高価であることと、上下一対の傾斜回転円板切削工具を加工中に他方の傾斜回転円板切削工具に取り替える必要があり、加工作業が中断される欠点がある。
【０００６】
前記特許文献１の図３、特許文献２の図４および特許文献３の図４または図７に開示されるクレードル式傘歯車創成装置は、六軸ＣＮＣ歯車製造装置と比較して小型であり、装置も廉価である利点を有するが、切削工具の回転数は、８，０００〜８０，０００ｒｐｍと高速である。また、創成された傘歯車に歯筋方向の加工痕が残るとこれと噛み合うピニオンとの噛み合わせでノイズが発生するために、必要により切削工具の送り速度を変化させて切削加工の微細な掻き傷がワーク歯状表面にできる間隔を不規則にして加工痕をなくする工程を取り入れる必要があった。
【０００７】
一方、本発明の刃筋痕跡を目立たなくし、表面粗さ（Ｒａ）の値が小さい傘歯車を切削加工して製作するという目的および加工方法とは異なり、切削またはプレス成形後の研削仕上げ代が残っている状態でシェービングしたり粗仕上げの研削工程を踏んだりすることなく焼き入れした後のワークを、このワークと同じモジュールを持つ工具歯車と互いに噛み合わせながら研削するに際し、前記工具歯車の歯に砥粒層を形成し、前記工具歯車と前記ワークとをそれぞれ回転駆動して互いに噛み合わせながら前記工具歯車に対して半径方向および軸線方向に超音波振動を付与しつつ、前記ワークと前記工具歯車の軸線方向の位置を相対的に変化させながら前記ワークの歯面を研削することにより、転がり滑り接触がない前記ワークと工具歯車のピッチ円部分を含めて研削することを特徴とする超音波の振動だけで平歯車の研削を行う方法も提案されている(例えば、特許文献５参照。)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−５０９７９３号公報の図２および図３
【特許文献２】特開平１０−２９１１５号公報の図２
【特許文献３】特開２００２−１４４１４９号公報
【特許文献４】特開２００４−５１８５４５号公報
【特許文献５】特許第３７２５０１７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、切削工具の刃筋痕跡が少なく、表面粗さの値が小さい滑らかな切り込み表面を有するスパイラルベベルギヤ、ゼロール傘歯車、ハイポイド歯車を切削工具の目詰まりなく製造できるクレードル式傘歯車創成装置の提供を目的とする。
【００１０】
本発明の別の目的は、クレードル式傘歯車創成装置を用い、加工痕が少なく、ワークに創成された歯形、歯筋の表面粗さ（Ｒａ）が小さい滑らかな切り込み表面を有するスパイラルベベルギア、ゼロール傘歯車、ハイポイド歯車を切削工具の目詰まりなく製造する方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の請求項１の発明は、ワーク軸をクレードル軸に対して傾け、前記ワーク軸に固定された台形円錐状ワークをクレードルで揺動または電気制御で２軸を駆動することにより形成される仮想のクレードル軸を揺動させながらこの台形円錐状ワーク外周面に切削工具軸に回転可能に軸承された切削工具を前進・当接・回転させて前記ワーク外周面に歯形、歯筋を創成するクレードル式傘歯車創成装置であって、前記回転および前進する切削工具軸に１５〜６０ｋＨｚの超音波振動を付加する超音波発生装置を設けたことを特徴とする、クレードル式傘歯車創成装置を提供するものである。
【００１２】
本発明の請求項２の発明は、切削工具軸に軸承された切削工具と、クレードル軸に対して傾けて設けられたワーク軸に軸承されたワークとの相対的な動きにより前記ワーク外周面に歯形、歯筋を創成する傘歯車の製造方法において、前記ワーク軸に固定された台形円錐状ワークをクレードルで揺動させながら０〜１，０００ｒｐｍで固定または回転させ、前記切削工具軸を１００〜２０，０００ｒｐｍで回転させながら２〜５０μｍ／秒の送り速度で前記ワーク側へ前進させつつ、または、前進後停止させ、切削工具軸に１５〜６０ｋＨｚの超音波による２〜５０μｍの振幅振動を付加しながら前記切削工具をワーク外周面に当接させる切り込みを行って前記ワーク外周面に歯形、歯筋を創成することを特徴とする、傘歯車の製造方法を提供するものである。
【００１３】
本発明の請求項３の発明は、切削工具軸をクレードル軸に対して傾け、前記切削工具軸に軸承された切削工具を回転させるとともにクレードルで揺動または電気制御で２軸を駆動することにより形成される仮想のクレードル軸を揺動させ、ワーク軸に軸承された台形円錐状ワークを０〜１，０００ｒｐｍで固定または回転しているクレードル軸を前記切削工具軸側へ前進させて回転している前記切削工具に台形円錐状ワーク外周面を当接させて前記ワーク外周面に歯形、歯筋を創成するクレードル式傘歯車創成装置であって、前記前進するワーク軸に１５〜６０ｋＨｚの超音波振動を付加する超音波発生装置を設けたことを特徴とする、クレードル式傘歯車創成装置を提供するものである。
【００１４】
本発明の請求項４の発明は、クレードル軸に対して傾けて設けられた切削工具軸に軸承された切削工具と、ワーク軸に軸承されたワークとの相対的な動きにより前記ワーク外周面に歯形、歯筋を創成する傘歯車の製造方法において、前記切削工具軸に軸承された切削工具を１００〜２０，０００ｒｐｍで回転させながらクレードルで揺動させ、前記クレードル軸を０〜１，０００ｒｐｍで固定または回転させつつ、前記ワーク軸に１５〜６０ｋＨｚの超音波による２〜５０μｍの振幅振動を付加しながら２〜５０μｍ／秒の送り速度で前記切削工具側へ前進させて前記切削工具をワーク外周面に当接させる切り込みを行って前記ワーク外周面に歯筋を創成することを特徴とする、傘歯車の製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１５】
回転する切削工具によりワーク外周面に歯形、歯筋を創成する際、前進する切削工具軸またはワーク軸に超音波振動を与えることにより切削工具の加工痕が目立たないＪＩＳ Ｂ ０６１０−２００１の表面粗さ（Ｒａ）の値が小さい歯形、歯筋（超音波振動を懸けない場合のＲａ値の２０〜６２％小さい値の滑らかな加工表面）が得られる。また、ワーク外周面に歯形、歯筋を創成する際の切削工具の回転数を１００〜５，０００ｒｐｍまでに低減でき（超音波振動を懸けない場合の切削工具軸の回転数は８，０００〜８０，０００ｒｐｍ）ことができ、ツール軸回転駆動モータの消費電力を小さくすることができる。
【００１６】
曲歯傘歯車を製造するときは、図１に示す先端が円錐台形筒状の円筒状台座の先端に砥石層を形成させた切削工具を用い、傘歯車創成時のクレードル軸の回転数を１０〜１，０００ｒｐｍで歯形、歯筋を創成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１はクレードル式傘歯車創成装置を上方から見た一部を切り欠いた斜視図である。
【図２】図２は切削工具軸に超音波発生装置を備えさせた超音波振動システムを示す一部を切り欠いた正面図である。
【図３】図３は電気制御で２軸を駆動することにより仮想のクレードル軸を形成するクレードル式傘歯車創成装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１に示すクレードル式傘歯車創成装置１は、機械フレーム２、刃先３ａが円錐筒状の切削工具３、切削工具支持コラム４、送り螺子５ｂの上下調整ハンドル５ａを備える切削工具軸Ｔの昇降機構５、切削工具軸の駆動モータＭ１、前記切削工具支持コラム４をハンドル６ｄの回転により回転駆動する送り螺子６ｃの回転を受けて案内テーブル６ａをガイドレール６ｂ上に滑走させる切削工具頭７の前後方向案内機構６、切削工具支持コラム４を搭載する前記案内テーブル６ａを機械フレーム２上に設けられたツールテーブル８ａ上に設けたガイドレール８ｂ，８ｂ上をサーボモータ８ｄの回転駆動を受けて回転するボール螺子８ｃの回転駆動力により前記切削工具支持コラム４を左右方向に移動可能な案内機構８および超音波発信装置９を備えるツールステージＴｓと、ワーク軸Ｗに軸承された台形円錐状ワーク１０、クレードル旋回機構１２を設けたクレードルコラム１１、クレードル軸ＡＣＲ、すくい角度設定器１３、クーラント供給ノズル１８、前記ワーク軸Ｗを回転させる駆動モータＭ２、ワーク軸検出エンコーダ１７および前記クレードル軸ＡＣＲを回転させる駆動モータＭ３を具備したワークステージＷｓ、ならびに切削工具とワークの相対的な動きを制御する加工プログラムソフトウエアを搭載する数値制御コントローラＣを備える。
【００１９】
上記加工プログラムソフトウエアは、クレードル軸ＡＣＲ、ワーク軸Ｗ、切削工具軸Ｔの直線移動、回転移動の動き、および、傾斜角と呼ばれるクレードル軸ＡＣＲとワーク軸Ｗの間の角度を制御する。
【００２０】
上記すくい角度設定器１３はクレードル軸ＡＣＲに対する切削工具支持コラム４の向きを定める。前記切削工具支持コラム左右案内機構８はワーク１０と係合する切削工具３の深さを調整するリニアーガイドである。前記切削工具支持コラムの前後方向案内機構６は、切削工具軸Ｔを搭載する切削工具支持コラム４のリニアーガイドである。切削工具軸Ｔの昇降機構５は、クレードル軸に対する切削工具軸Ｔの高さ位置を制御する。
【００２１】
超音波発信装置９は、株式会社カイジョウよりＡＵＴＯ ＣＨＡＳＥＲ３００ｓの商品名や株式会社岳将より超音波スピンドルの商品名で市販されている。超音波発信装置９は、１５〜６０ｋＨｚ、好ましくは、２０〜４０ｋＨｚの一定周波数の超音波を周期５０〜５６ｍｓで発信し、切削工具軸Ｔを２〜５０μｍの振幅で振動させる。軸の振幅は、レーザー測定器で測定できる。
【００２２】
図２に示す超音波振動システムように、超音波発信装置９はロータリーコネクタ２０を介して切削工具軸Ｔに接続される。図中、３は切削工具、３ａは切削工具刃先、２１は超音波振動子、２２はホーン、２３はフランジ、２４は切削工具軸内筒、２５は軸受、２６は外筒、Ｍ１は駆動モータ、２７はプーリー、２８はベルトである。ロータリーコネクタ２０は、超音波発信装置９から超音波振動子２１へ高周波電流を供給し、超音波振動子２１は電気振動を機械振動に変換してホーン２２へ伝達し、ホーン２２はこの機械振動の振幅を拡大して切削工具軸Ｔに伝え、切削工具軸に軸承されている切削工具刃先３ａを超音波振動させる。
【００２３】
切削工具３（研削砥石とも言われる）としては、砥番２００〜６００番のダイヤモンド、ｃＢＮ、ＷＣ、ＧＣなどの砥粒の電着砥石、ビトリファイドボンド砥石、メタルボンド砥石、レジンボンド砥石などが使用可能である。好ましくは、ワーク素材が焼き入れ鋼や合金鋼のような硬い鋼であるときは、ダイヤモンド、ｃＢＮの電着砥石がより平滑性の高い（表面粗さＲａ値が低い）歯筋を与える。なお、傘歯車の歯筋の表面粗さＲａは、キーエンス株式会社の３Ｄレーザー顕微鏡 ＫＥＹＥＮＣＥ ＶＫ−８７１０（商品名）で測定できる。曲歯傘歯車を製造するときは、図１に示す先端が円錐台形筒状の円筒状台座の先端に砥石層を形成させた切削工具を用いる。
【００２４】
図１に示すクレードル式傘歯車創成装置１を用い、切削工具軸Ｔに軸承された切削工具３と、クレードル軸ＡＣＲに対して傾けて設けられたワーク軸Ｗに軸承されたワーク１０との相対的な動きにより前記ワーク外周面に歯形、歯筋を創成して傘歯車を製造する。前記ワーク軸Ｗに固定された台形円錐状ワーク１０をクレードルで揺動させながら０〜１，０００ｒｐｍで固定または回転させ、前記切削工具軸Ｔを１００〜２０，０００ｒｐｍで回転させながら２〜５０μｍ／秒の送り速度で前記ワーク１０側へ前進させつつ、切削工具軸Ｔに１５〜６０ｋＨｚの超音波による２〜５０μｍの振幅振動を付加しながら前記切削工具３をワーク外周面に当接させる切り込みを行って前記ワーク外周面に歯形、歯筋を創成する。
【００２５】
図３に示すクレードル式傘歯車創成装置１は、特許文献２の図２開示のクレードル式傘歯車創成装置のワーク軸に超音波発信装置９を接続したものであり、電気制御で２軸（Ｘ軸、Ｙ軸）を駆動することにより仮想のクレードル軸ＡＣＲを形成する。この図３に示すツール軸が前進しないクレードル式傘歯車創成装置１は、ワーク軸を超音波振動させて平滑性の優れた歯筋を与えるが、図１に開示する高速回転および前後移動するツール軸を超音波振動させるクレードル式傘歯車創成装置１と比較すると、平滑性の優れた歯形、歯筋の表面粗さＲａの改良程度は約半分である。また、切削工具軸Ｔの回転数の低減も劣る。
【００２６】
図３に示すクレードル式傘歯車創成装置１において、機械フレーム２の上にワ−クステージＷｓとツールステージＴｓが配設されている。ワ−ク軸Ｗはモ−タＭ２の稼動で回転する。前記ワ−クステージＷｓのすくい角設定器１３を支持する滑走台８は案内レール８ａ上をモータＭ４の駆動力を受けたボールネジ８ｂが回転駆動し、ワ−クステージＷｓを左右方向（Ｚ軸方向）に往復移動可能である。ワ−ク軸Ｗには超音波発信装置９が接続されている。
【００２７】
ツールステージＴｓの案内レール１９ａを滑走するコラム１１は、モ−タＭ５の稼動で前後方向（Ｘ軸方向）へ進退し、切削工具軸頭７はモ−タＭ６の稼動でＹ軸方向へ上下動する。切削工具３の切削工具軸Ｔはモ−タＭ１で回転し、モータＭ３で切削工具軸Ｔを傾斜させ、モータＭ５で切削工具軸頭７を前後方向（Ｘ軸方向）に、モ−タＭ６で切削工具軸頭７を上下方向（Ｙ軸方向）に移動させて形成された仮想のクレードル軸ＡＣＲに対し切削工具軸Ｔを傾斜させるクレードル式傘歯車創成装置１である。
【００２８】
図３に示すクレードル式傘歯車創成装置１を用い、クレードル軸ＡＣＲに対して設けられた切削工具軸Ｔに軸承された切削工具３と、クレードル軸に対してすくい角設定器１３により傾けられたワーク軸Ｗに軸承されたワーク１０との相対的な動きにより前記ワーク外周面に歯筋を創成する。前記切削工具軸Ｔに軸承された切削工具３を１００〜２０，０００ｒｐｍで回転させながらクレードル軸を０〜１，０００ｒｐｍで固定または回転（揺動）させ、前記ワーク軸Ｗに１５〜６０ｋＨｚの超音波による２〜５０μｍの振幅振動を付加しながら２〜１５μｍ／秒の送り速度で前記切削工具３側へ前進させて前記切削工具をワーク外周面に当接させる切り込みを行って前記ワーク外周面に歯形、歯筋を創成する。
【実施例】
【００２９】
実施例１
図１に示すクレードル式傘歯車創成装置、＃４００番ｃＢＮ電着砥石を切削工具の円錐筒状刃先に設けた切削工具用い、モジュール１．５、円錐角４５度、ネジレ角３５度、歯数２４枚の曲歯傘歯車を切削工具軸に３０ｋＨｚ、周期５４μｍの超音波振幅１１μｍを付加させつつ、クレードル軸の回転数１２０ｒｐｍ、切削工具の回転数１，５００ｒｐｍ、切削工具軸の前進（切り込み）速度３μｍ／秒、１歯３秒の創成時間で仕上げ代０．０２ｍｍを残し５分１２秒かけて０．０３ｍｍの粗研削加工したのち、１歯３秒の創成時間で残りの取り代０．０２ｍｍを７分２８秒かけて仕上げ研削して表面粗さ（Ｒａ）が０．６４２μｍの歯筋の曲歯傘歯車を１２分４０秒で製造した。
【００３０】
比較例１
前記実施例１において、切削工具軸に超音波振動を付加させない外は同様にして表面粗さ（Ｒａ）が１．２３８μｍの歯筋の曲歯傘歯車を１２分４０秒で製造した。
【００３１】
実施例２〜実施例８、比較例２
実施例１において、切削工具の刃先の砥石種類を表１に示す砥番のｃＢＮビトリファイドボンド砥石に変え、かつ、同表に示す創成条件で歯形、歯筋を創成して曲歯傘歯車を製造した。得られた曲歯傘歯車の歯筋の表面粗さ（Ｒａ）を同表に示す。
【００３２】
表１
【００３３】
実施例９
図３に示すクレードル式傘歯車創成装置、＃３２５番ｃＢＮビトリファイドボンド砥石を切削工具の円錐筒状刃先に設けた切削工具用い、モジュール１．５、円錐角４５度、ネジレ角３５度、歯数２４枚の曲歯傘歯車を切削工具軸に３０ｋＨｚ、周期５４μｍの超音波振幅１１μｍを付加させつつ、クレードル軸の回転数１２０ｒｐｍ、切削工具の回転数３，０００ｒｐｍ、ワーク軸の前進（切り込み）速度３μｍ／秒、１歯３秒の創成時間で仕上げ代０．０２ｍｍを残す粗研削加工を行ったのち、１歯３秒の創成時間で残りの取り代０．０２ｍｍを仕上げ研削加工して表面粗さ（Ｒａ）が０．８４２μｍの歯筋の曲歯傘歯車を３６０秒で製造した。
【００３４】
比較例３
図３に示すクレードル式傘歯車創成装置、＃３２５番ｃＢＮビトリファイドボンド砥石を切削工具の円錐筒状刃先に設けた切削工具用い、モジュール１．５、円錐角４５度、ネジレ角３５度、歯数２４枚の曲歯傘歯車を切削工具軸に３０ｋＨｚ、周期５４μｍの超音波振幅１１μｍを付加させつつ、クレードル軸の回転数１２０ｒｐｍ、切削工具の回転数２０，０００ｒｐｍ、ワーク軸の前進（切り込み）速度３μｍ／秒、１歯２秒の創成時間で仕上げ代０．０２ｍｍを残す粗研削加工したのち、１歯２秒の創成時間で残りの取り代０．０２ｍｍを５回の切削回数で仕上げ研削加工して表面粗さ（Ｒａ）が０．８０６μｍの歯筋の曲歯傘歯車を４５５秒で製造した。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
前進、後退できるツール軸またはワーク軸に超音波振動を与えることにより切削工具により切削屑がより細かくされ、ワーク表面からの除去が容易となるので、ツール軸の回転数を低減させても表面粗さの値が小さい平滑な歯筋を有する傘歯車を創成することができる。また、噛み合わせ時のノイズと原因となる歯筋方向におおよそ平行に形成される筋状の加工痕は、超音波振動で減少されているので、ノイズを減少させた傘歯車を製造できる。
【符号の説明】
【００３６】
１ クレードル式傘歯車創成装置
２ 機械フレーム（ベッド）
ＴＳ ツールステージ
３ 切削工具
Ｔ 切削工具（ツール）軸
９ 超音波発生装置
ＷＳ ワークステージ
１０ ワーク
Ｗ ワーク軸
ＡＣＲ クレードル軸
Ｃ 数値制御コントローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クレードル式傘歯車創成装置およびそれを用いて傘歯車の歯型、歯筋を創成して傘歯車を製造する方法に関する。本発明の傘歯車を創成する方法によれば、ワークおよび切削工具の回転数を小さくしても刃筋痕跡が少なく、表面粗さが小さい滑らかな切り込み表面を有するスパイラルベベルギヤ（曲歯傘歯車）、ゼロール傘歯車、ハイポイド歯車などを切削工具（研削砥石とも言われる）の目詰まりなく製造できる。
【背景技術】
【０００２】
機械フレームと、工作物（ワーク）支持機構と、クレードル機構を有するクレードル支持物とを備えるクレードル式傘歯車創成装置を用い、切削工具軸線をクレードル軸線に対して傾け、回転割り出しするワーク軸に固定された台形円錐状ワークを歯底角台上で旋回させてワークの向きを定めるとともに、摺動ベース上を滑走させてワーク外周面を前記切削工具軸に軸承されている切削工具に当接させてワーク外周面に歯筋を創成することは知られている。また、実用化されている（例えば、特許文献１参照）。このクレードル式傘歯車創成装置では、偏芯角が、クレードル軸ＡＣＲと工具軸Ｔの間の角度を制御する。旋回角がクレードルの固定基準に対する工具軸の方位を制御する。クレードル角がクレードル軸の周りのある角度位置工具を配置する。前記歯底角がクレードル軸に対して工作物支持物の向きを定める。前記摺動ベースが工作物と係合する工具の深さを調整する線形の寸法である。ヘッド設定がワーク軸に沿ったワーク支持物の線形の調整である。ワークオフセットがクレードル軸に対するワーク軸のオフセットを制御する。最後の設定、回転比が、クレードルと工作物の間の相対回転運動を制御する。
【０００３】
また、切削工具軸線を電気制御で２軸を駆動してクレードルのようなツールの動きをなすクレードル軸線に対して傾けてカッタユニットに設けるとともに、切削工具軸を昇降可能および前後方向に可能にカッタユニットに設け、回転しているワーク軸に固定された台形円錐状ワークを歯底角台上で旋回させてワークの向きを定めるクレードル式傘歯車創成装置も提案され、また、実用化されている（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。
【０００４】
一方、米国ザ・グリーソン・ワークス社のコラムと、前記コラムに移動可能に取付けられた被加工物用スピンドルと、前記コラムに移動可能に取付けられたツール用スピンドルとを含み、前記被加工物用スピンドルおよび前記ツール用スピンドルが異なる三方向までの方向において互いに対して並進移動可能であり、前記被加工物用スピンドルおよび前記ツール用スピンドルが少なくとも一方の垂直な枢動軸線のまわりで互いに対して角度移動可能である傘歯車およびハイポイド歯車の六軸ＣＮＣ歯車製造装置を用いて傘歯車を製造することも実施されている（例えば、特許文献１、特許文献４参照）。
【０００５】
上記特許文献４および特許文献１の図２に開示される六軸ＣＮＣ歯車製造装置は、装置が２億円前後と高価であることと、上下一対の傾斜回転円板切削工具を加工中に他方の傾斜回転円板切削工具に取り替える必要があり、加工作業が中断される欠点がある。
【０００６】
前記特許文献１の図３、特許文献２の図４および特許文献３の図４または図７に開示されるクレードル式傘歯車創成装置は、六軸ＣＮＣ歯車製造装置と比較して小型であり、装置も廉価である利点を有するが、切削工具の回転数は、８，０００〜８０，０００ｒｐｍと高速である。また、創成された傘歯車に歯筋方向の加工痕が残るとこれと噛み合うピニオンとの噛み合わせでノイズが発生するために、必要により切削工具の送り速度を変化させて切削加工の微細な掻き傷がワーク歯状表面にできる間隔を不規則にして加工痕をなくする工程を取り入れる必要があった。
【０００７】
一方、本発明の刃筋痕跡を目立たなくし、表面粗さ（Ｒａ）の値が小さい傘歯車を切削加工して製作するという目的および加工方法とは異なり、切削またはプレス成形後の研削仕上げ代が残っている状態でシェービングしたり粗仕上げの研削工程を踏んだりすることなく焼き入れした後のワークを、このワークと同じモジュールを持つ工具歯車と互いに噛み合わせながら研削するに際し、前記工具歯車の歯に砥粒層を形成し、前記工具歯車と前記ワークとをそれぞれ回転駆動して互いに噛み合わせながら前記工具歯車に対して半径方向および軸線方向に超音波振動を付与しつつ、前記ワークと前記工具歯車の軸線方向の位置を相対的に変化させながら前記ワークの歯面を研削することにより、転がり滑り接触がない前記ワークと工具歯車のピッチ円部分を含めて研削することを特徴とする超音波の振動だけで平歯車の研削を行う方法も提案されている(例えば、特許文献５参照。)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−５０９７９３号公報の図２および図３
【特許文献２】特開平１０−２９１１５号公報の図２
【特許文献３】特開２００２−１４４１４９号公報
【特許文献４】特開２００４−５１８５４５号公報
【特許文献５】特許第３７２５０１７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、切削工具の刃筋痕跡が少なく、表面粗さの値が小さい滑らかな切り込み表面を有するスパイラルベベルギヤ、ゼロール傘歯車、ハイポイド歯車を切削工具の目詰まりなく製造できるクレードル式傘歯車創成装置の提供を目的とする。
【００１０】
本発明の別の目的は、クレードル式傘歯車創成装置を用い、加工痕が少なく、ワークに創成された歯形、歯筋の表面粗さ（Ｒａ）が小さい滑らかな切り込み表面を有するスパイラルベベルギア、ゼロール傘歯車、ハイポイド歯車を切削工具の目詰まりなく製造する方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の請求項１の発明は、ワーク軸をクレードル軸に対して傾け、前記ワーク軸に固定された台形円錐状ワークをクレードルで揺動または電気制御で２軸を駆動することにより形成される仮想のクレードル軸を揺動させながらこの台形円錐状ワーク外周面に切削工具軸に回転可能に軸承された切削工具を前進・当接・回転させて前記ワーク外周面に歯形、歯筋を創成するクレードル式傘歯車創成装置であって、前記回転および前進する切削工具軸に１５〜６０ｋＨｚの超音波振動を付加する超音波発生装置を設けたことを特徴とする、クレードル式傘歯車創成装置を提供するものである。
【００１２】
本発明の請求項２の発明は、切削工具軸に軸承された切削工具と、クレードル軸に対して傾けて設けられたワーク軸に軸承されたワークとの相対的な動きにより前記ワーク外周面に歯形、歯筋を創成する傘歯車の製造方法において、前記ワーク軸に固定された台形円錐状ワークをクレードルで揺動させながら０〜１，０００ｒｐｍで固定または回転させ、前記切削工具軸を１００〜２０，０００ｒｐｍで回転させながら２〜５０μｍ／秒の送り速度で前記ワーク側へ前進させつつ、または、前進後停止させ、切削工具軸に１５〜６０ｋＨｚの超音波による２〜５０μｍの振幅振動を付加しながら前記切削工具をワーク外周面に当接させる切り込みを行って前記ワーク外周面に歯形、歯筋を創成することを特徴とする、傘歯車の製造方法を提供するものである。
【００１３】
本発明の請求項３の発明は、切削工具軸をクレードル軸に対して傾け、前記切削工具軸に軸承された切削工具を回転させるとともにクレードルで揺動または電気制御で２軸を駆動することにより形成される仮想のクレードル軸を揺動させ、ワーク軸に軸承された台形円錐状ワークを０〜１，０００ｒｐｍで固定または回転しているクレードル軸を前記切削工具軸側へ前進させて回転している前記切削工具に台形円錐状ワーク外周面を当接させて前記ワーク外周面に歯形、歯筋を創成するクレードル式傘歯車創成装置であって、前記前進するワーク軸に１５〜６０ｋＨｚの超音波振動を付加する超音波発生装置を設けたことを特徴とする、クレードル式傘歯車創成装置を提供するものである。
【００１４】
本発明の請求項４の発明は、クレードル軸に対して傾けて設けられた切削工具軸に軸承された切削工具と、ワーク軸に軸承されたワークとの相対的な動きにより前記ワーク外周面に歯形、歯筋を創成する傘歯車の製造方法において、前記切削工具軸に軸承された切削工具を１００〜２０，０００ｒｐｍで回転させながらクレードルで揺動させ、前記クレードル軸を０〜１，０００ｒｐｍで固定または回転させつつ、前記ワーク軸に１５〜６０ｋＨｚの超音波による２〜５０μｍの振幅振動を付加しながら２〜５０μｍ／秒の送り速度で前記切削工具側へ前進させて前記切削工具をワーク外周面に当接させる切り込みを行って前記ワーク外周面に歯筋を創成することを特徴とする、傘歯車の製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１５】
回転する切削工具によりワーク外周面に歯形、歯筋を創成する際、前進する切削工具軸またはワーク軸に超音波振動を与えることにより切削工具の加工痕が目立たないＪＩＳ Ｂ ０６１０−２００１の表面粗さ（Ｒａ）の値が小さい歯形、歯筋（超音波振動を懸けない場合のＲａ値の２０〜６２％小さい値の滑らかな加工表面）が得られる。また、ワーク外周面に歯形、歯筋を創成する際の切削工具の回転数を１００〜５，０００ｒｐｍまでに低減でき（超音波振動を懸けない場合の切削工具軸の回転数は８，０００〜８０，０００ｒｐｍ）ことができ、ツール軸回転駆動モータの消費電力を小さくすることができる。
【００１６】
曲歯傘歯車を製造するときは、図１に示す先端が円錐台形筒状の円筒状台座の先端に砥石層を形成させた切削工具を用い、傘歯車創成時のクレードル軸の回転数を１０〜１，０００ｒｐｍで歯形、歯筋を創成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１はクレードル式傘歯車創成装置を上方から見た一部を切り欠いた斜視図である。
【図２】図２は切削工具軸に超音波発生装置を備えさせた超音波振動システムを示す一部を切り欠いた正面図である。
【図３】図３は電気制御で２軸を駆動することにより仮想のクレードル軸を形成するクレードル式傘歯車創成装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１に示すクレードル式傘歯車創成装置１は、機械フレーム２、刃先３ａが円錐筒状の切削工具３、切削工具支持コラム４、送り螺子５ｂの上下調整ハンドル５ａを備える切削工具軸Ｔの昇降機構５、切削工具軸の駆動モータＭ１、前記切削工具支持コラム４をハンドル６ｄの回転により回転駆動する送り螺子６ｃの回転を受けて案内テーブル６ａをガイドレール６ｂ上に滑走させる切削工具頭７の前後方向案内機構６、切削工具支持コラム４を搭載する前記案内テーブル６ａを機械フレーム２上に設けられたツールテーブル８ａ上に設けたガイドレール８ｂ，８ｂ上をサーボモータ８ｄの回転駆動を受けて回転するボール螺子８ｃの回転駆動力により前記切削工具支持コラム４を左右方向に移動可能な案内機構８および超音波発信装置９を備えるツールステージＴｓと、ワーク軸Ｗに軸承された台形円錐状ワーク１０、クレードル旋回機構１２を設けたクレードルコラム１１、クレードル軸ＡＣＲ、すくい角度設定器１３、クーラント供給ノズル１８、前記ワーク軸Ｗを回転させる駆動モータＭ２、ワーク軸検出エンコーダ１７および前記クレードル軸ＡＣＲを回転させる駆動モータＭ３を具備したワークステージＷｓ、ならびに切削工具とワークの相対的な動きを制御する加工プログラムソフトウエアを搭載する数値制御コントローラＣを備える。
【００１９】
上記加工プログラムソフトウエアは、クレードル軸ＡＣＲ、ワーク軸Ｗ、切削工具軸Ｔの直線移動、回転移動の動き、および、傾斜角と呼ばれるクレードル軸ＡＣＲとワーク軸Ｗの間の角度を制御する。
【００２０】
上記すくい角度設定器１３はクレードル軸ＡＣＲに対する切削工具支持コラム４の向きを定める。前記切削工具支持コラム左右案内機構８はワーク１０と係合する切削工具３の深さを調整するリニアーガイドである。前記切削工具支持コラムの前後方向案内機構６は、切削工具軸Ｔを搭載する切削工具支持コラム４のリニアーガイドである。切削工具軸Ｔの昇降機構５は、クレードル軸に対する切削工具軸Ｔの高さ位置を制御する。
【００２１】
超音波発信装置９は、株式会社カイジョウよりＡＵＴＯ ＣＨＡＳＥＲ３００ｓの商品名や株式会社岳将より超音波スピンドルの商品名で市販されている。超音波発信装置９は、１５〜６０ｋＨｚ、好ましくは、２０〜４０ｋＨｚの一定周波数の超音波を周期５０〜５６ｍｓで発信し、切削工具軸Ｔを２〜５０μｍの振幅で振動させる。軸の振幅は、レーザー測定器で測定できる。
【００２２】
図２に示す超音波振動システムように、超音波発信装置９はロータリーコネクタ２０を介して切削工具軸Ｔに接続される。図中、３は切削工具、３ａは切削工具刃先、２１は超音波振動子、２２はホーン、２３はフランジ、２４は切削工具軸内筒、２５は軸受、２６は外筒、Ｍ１は駆動モータ、２７はプーリー、２８はベルトである。ロータリーコネクタ２０は、超音波発信装置９から超音波振動子２１へ高周波電流を供給し、超音波振動子２１は電気振動を機械振動に変換してホーン２２へ伝達し、ホーン２２はこの機械振動の振幅を拡大して切削工具軸Ｔに伝え、切削工具軸に軸承されている切削工具刃先３ａを超音波振動させる。
【００２３】
切削工具３（研削砥石とも言われる）としては、砥番２００〜６００番のダイヤモンド、ｃＢＮ、ＷＣ、ＧＣなどの砥粒の電着砥石、ビトリファイドボンド砥石、メタルボンド砥石、レジンボンド砥石などが使用可能である。好ましくは、ワーク素材が焼き入れ鋼や合金鋼のような硬い鋼であるときは、ダイヤモンド、ｃＢＮの電着砥石がより平滑性の高い（表面粗さＲａ値が低い）歯筋を与える。なお、傘歯車の歯筋の表面粗さＲａは、キーエンス株式会社の３Ｄレーザー顕微鏡 ＫＥＹＥＮＣＥ ＶＫ−８７１０（商品名）で測定できる。曲歯傘歯車を製造するときは、図１に示す先端が円錐台形筒状の円筒状台座の先端に砥石層を形成させた切削工具を用いる。
【００２４】
図１に示すクレードル式傘歯車創成装置１を用い、切削工具軸Ｔに軸承された切削工具３と、クレードル軸ＡＣＲに対して傾けて設けられたワーク軸Ｗに軸承されたワーク１０との相対的な動きにより前記ワーク外周面に歯形、歯筋を創成して傘歯車を製造する。前記ワーク軸Ｗに固定された台形円錐状ワーク１０をクレードルで揺動させながら０〜１，０００ｒｐｍで固定または回転させ、前記切削工具軸Ｔを１００〜２０，０００ｒｐｍで回転させながら２〜５０μｍ／秒の送り速度で前記ワーク１０側へ前進させつつ、切削工具軸Ｔに１５〜６０ｋＨｚの超音波による２〜５０μｍの振幅振動を付加しながら前記切削工具３をワーク外周面に当接させる切り込みを行って前記ワーク外周面に歯形、歯筋を創成する。
【００２５】
図３に示すクレードル式傘歯車創成装置１は、特許文献２の図２開示のクレードル式傘歯車創成装置のワーク軸に超音波発信装置９を接続したものであり、電気制御で２軸（Ｘ軸、Ｙ軸）を駆動することにより仮想のクレードル軸ＡＣＲを形成する。この図３に示すツール軸が前進しないクレードル式傘歯車創成装置１は、ワーク軸を超音波振動させて平滑性の優れた歯筋を与えるが、図１に開示する高速回転および前後移動するツール軸を超音波振動させるクレードル式傘歯車創成装置１と比較すると、平滑性の優れた歯形、歯筋の表面粗さＲａの改良程度は約半分である。また、切削工具軸Ｔの回転数の低減も劣る。
【００２６】
図３に示すクレードル式傘歯車創成装置１において、機械フレーム２の上にワ−クステージＷｓとツールステージＴｓが配設されている。ワ−ク軸Ｗはモ−タＭ２の稼動で回転する。前記ワ−クステージＷｓのすくい角設定器１３を支持する滑走台８は案内レール８ａ上をモータＭ４の駆動力を受けたボールネジ８ｂが回転駆動し、ワ−クステージＷｓを左右方向（Ｚ軸方向）に往復移動可能である。ワ−ク軸Ｗには超音波発信装置９が接続されている。
【００２７】
ツールステージＴｓの案内レール１９ａを滑走するコラム１１は、モ−タＭ５の稼動で前後方向（Ｘ軸方向）へ進退し、切削工具軸頭７はモ−タＭ６の稼動でＹ軸方向へ上下動する。切削工具３の切削工具軸Ｔはモ−タＭ１で回転し、モータＭ３で切削工具軸Ｔを傾斜させ、モータＭ５で切削工具軸頭７を前後方向（Ｘ軸方向）に、モ−タＭ６で切削工具軸頭７を上下方向（Ｙ軸方向）に移動させて形成された仮想のクレードル軸ＡＣＲに対し切削工具軸Ｔを傾斜させるクレードル式傘歯車創成装置１である。
【００２８】
図３に示すクレードル式傘歯車創成装置１を用い、クレードル軸ＡＣＲに対して設けられた切削工具軸Ｔに軸承された切削工具３と、クレードル軸に対してすくい角設定器１３により傾けられたワーク軸Ｗに軸承されたワーク１０との相対的な動きにより前記ワーク外周面に歯筋を創成する。前記切削工具軸Ｔに軸承された切削工具３を１００〜２０，０００ｒｐｍで回転させながらクレードル軸を０〜１，０００ｒｐｍで固定または回転（揺動）させ、前記ワーク軸Ｗに１５〜６０ｋＨｚの超音波による２〜５０μｍの振幅振動を付加しながら２〜１５μｍ／秒の送り速度で前記切削工具３側へ前進させて前記切削工具をワーク外周面に当接させる切り込みを行って前記ワーク外周面に歯形、歯筋を創成する。
【実施例】
【００２９】
実施例１
図１に示すクレードル式傘歯車創成装置、＃４００番ｃＢＮ電着砥石を切削工具の円錐筒状刃先に設けた切削工具用い、モジュール１．５、円錐角４５度、ネジレ角３５度、歯数２４枚の曲歯傘歯車を切削工具軸に３０ｋＨｚ、周期５４μｍの超音波振幅１１μｍを付加させつつ、クレードル軸の回転数１２０ｒｐｍ、切削工具の回転数１，５００ｒｐｍ、切削工具軸の前進（切り込み）速度３μｍ／秒、１歯３秒の創成時間で仕上げ代０．０２ｍｍを残し５分１２秒かけて０．０３ｍｍの粗研削加工したのち、１歯３秒の創成時間で残りの取り代０．０２ｍｍを７分２８秒かけて仕上げ研削して表面粗さ（Ｒａ）が０．６４２μｍの歯筋の曲歯傘歯車を１２分４０秒で製造した。
【００３０】
比較例１
前記実施例１において、切削工具軸に超音波振動を付加させない外は同様にして表面粗さ（Ｒａ）が１．２３８μｍの歯筋の曲歯傘歯車を１２分４０秒で製造した。
【００３１】
実施例２〜実施例８、比較例２
実施例１において、切削工具の刃先の砥石種類を表１に示す砥番のｃＢＮビトリファイドボンド砥石に変え、かつ、同表に示す創成条件で歯形、歯筋を創成して曲歯傘歯車を製造した。得られた曲歯傘歯車の歯筋の表面粗さ（Ｒａ）を同表に示す。
【００３２】
表１
【００３３】
実施例９
図３に示すクレードル式傘歯車創成装置、＃３２５番ｃＢＮビトリファイドボンド砥石を切削工具の円錐筒状刃先に設けた切削工具用い、モジュール１．５、円錐角４５度、ネジレ角３５度、歯数２４枚の曲歯傘歯車を切削工具軸に３０ｋＨｚ、周期５４μｍの超音波振幅１１μｍを付加させつつ、クレードル軸の回転数１２０ｒｐｍ、切削工具の回転数３，０００ｒｐｍ、ワーク軸の前進（切り込み）速度３μｍ／秒、１歯３秒の創成時間で仕上げ代０．０２ｍｍを残す粗研削加工を行ったのち、１歯３秒の創成時間で残りの取り代０．０２ｍｍを仕上げ研削加工して表面粗さ（Ｒａ）が０．８４２μｍの歯筋の曲歯傘歯車を３６０秒で製造した。
【００３４】
比較例３
図３に示すクレードル式傘歯車創成装置、＃３２５番ｃＢＮビトリファイドボンド砥石を切削工具の円錐筒状刃先に設けた切削工具用い、モジュール１．５、円錐角４５度、ネジレ角３５度、歯数２４枚の曲歯傘歯車を切削工具軸に３０ｋＨｚ、周期５４μｍの超音波振幅１１μｍを付加させつつ、クレードル軸の回転数１２０ｒｐｍ、切削工具の回転数２０，０００ｒｐｍ、ワーク軸の前進（切り込み）速度３μｍ／秒、１歯２秒の創成時間で仕上げ代０．０２ｍｍを残す粗研削加工したのち、１歯２秒の創成時間で残りの取り代０．０２ｍｍを５回の切削回数で仕上げ研削加工して表面粗さ（Ｒａ）が０．８０６μｍの歯筋の曲歯傘歯車を４５５秒で製造した。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
前進、後退できるツール軸またはワーク軸に超音波振動を与えることにより切削工具により切削屑がより細かくされ、ワーク表面からの除去が容易となるので、ツール軸の回転数を低減させても表面粗さの値が小さい平滑な歯筋を有する傘歯車を創成することができる。また、噛み合わせ時のノイズと原因となる歯筋方向におおよそ平行に形成される筋状の加工痕は、超音波振動で減少されているので、ノイズを減少させた傘歯車を製造できる。
【符号の説明】
【００３６】
１ クレードル式傘歯車創成装置
２ 機械フレーム（ベッド）
ＴＳ ツールステージ
３ 切削工具
Ｔ 切削工具（ツール）軸
９ 超音波発生装置
ＷＳ ワークステージ
１０ ワーク
Ｗ ワーク軸
ＡＣＲ クレードル軸
Ｃ 数値制御コントローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク軸をクレードル軸に対して傾け、前記ワーク軸に固定された台形円錐状ワークをクレードルで揺動または電気制御で２軸を駆動することにより形成される仮想のクレードル軸を揺動させながらこの台形円錐状ワーク外周面に切削工具軸に回転可能に軸承された切削工具を前進・当接・回転させて前記ワーク外周面に歯形、歯筋を創成するクレードル式傘歯車創成装置であって、前記回転および前進する切削工具軸に１５〜６０ｋＨｚの超音波振動を付加する超音波発生装置を設けたことを特徴とする、クレードル式傘歯車創成装置。
【請求項２】
切削工具軸に軸承された切削工具と、クレードル軸に対して傾けて設けられたワーク軸に軸承されたワークとの相対的な動きにより前記ワーク外周面に歯形、歯筋を創成する傘歯車の製造方法において、前記ワーク軸に固定された台形円錐状ワークをクレードルで揺動させながら０〜１，０００ｒｐｍで固定または回転させ、前記切削工具軸を１００〜２０，０００ｒｐｍで回転させながら２〜５０μｍ／秒の送り速度で前記ワーク側へ前進させつつ、または、前進後停止させ、切削工具軸に１５〜６０ｋＨｚの超音波による２〜５０μｍの振幅振動を付加しながら前記切削工具をワーク外周面に当接させる切り込みを行って前記ワーク外周面に歯形、歯筋を創成することを特徴とする、傘歯車の製造方法。
【請求項３】
切削工具軸をクレードル軸に対して傾け、前記切削工具軸に軸承された切削工具を回転させるとともにクレードルで揺動または電気制御で２軸を駆動することにより形成される仮想のクレードル軸を揺動させ、ワーク軸に軸承された台形円錐状ワークを０〜１，０００ｒｐｍで固定または回転しているクレードル軸を前記切削工具軸側へ前進させて回転している前記切削工具に台形円錐状ワーク外周面を当接させて前記ワーク外周面に歯形、歯筋を創成するクレードル式傘歯車創成装置であって、前記前進するワーク軸に１５〜６０ｋＨｚの超音波振動を付加する超音波発生装置を設けたことを特徴とする、クレードル式傘歯車創成装置。
【請求項４】
クレードル軸に対して傾けて設けられた切削工具軸に軸承された切削工具と、ワーク軸に軸承されたワークとの相対的な動きにより前記ワーク外周面に歯形、歯筋を創成する傘歯車の製造方法において、前記切削工具軸に軸承された切削工具を１００〜２０，０００ｒｐｍで回転させながらクレードルで揺動させ、前記クレードル軸を０〜１，０００ｒｐｍで固定または回転させつつ、前記ワーク軸に１５〜６０ｋＨｚの超音波による２〜５０μｍの振幅振動を付加しながら２〜５０μｍ／秒の送り速度で前記切削工具側へ前進させて前記切削工具をワーク外周面に当接させる切り込みを行って前記ワーク外周面に歯筋を創成することを特徴とする、傘歯車の製造方法。
【請求項１】
ワーク軸をクレードル軸に対して傾け、前記ワーク軸に固定された台形円錐状ワークをクレードルで揺動または電気制御で２軸を駆動することにより形成される仮想のクレードル軸を揺動させながらこの台形円錐状ワーク外周面に切削工具軸に回転可能に軸承された切削工具を前進・当接・回転させて前記ワーク外周面に歯形、歯筋を創成するクレードル式傘歯車創成装置であって、前記回転および前進する切削工具軸に１５〜６０ｋＨｚの超音波振動を付加する超音波発生装置を設けたことを特徴とする、クレードル式傘歯車創成装置。
【請求項２】
切削工具軸に軸承された切削工具と、クレードル軸に対して傾けて設けられたワーク軸に軸承されたワークとの相対的な動きにより前記ワーク外周面に歯形、歯筋を創成する傘歯車の製造方法において、前記ワーク軸に固定された台形円錐状ワークをクレードルで揺動させながら０〜１，０００ｒｐｍで固定または回転させ、前記切削工具軸を１００〜２０，０００ｒｐｍで回転させながら２〜５０μｍ／秒の送り速度で前記ワーク側へ前進させつつ、または、前進後停止させ、切削工具軸に１５〜６０ｋＨｚの超音波による２〜５０μｍの振幅振動を付加しながら前記切削工具をワーク外周面に当接させる切り込みを行って前記ワーク外周面に歯形、歯筋を創成することを特徴とする、傘歯車の製造方法。
【請求項３】
切削工具軸をクレードル軸に対して傾け、前記切削工具軸に軸承された切削工具を回転させるとともにクレードルで揺動または電気制御で２軸を駆動することにより形成される仮想のクレードル軸を揺動させ、ワーク軸に軸承された台形円錐状ワークを０〜１，０００ｒｐｍで固定または回転しているクレードル軸を前記切削工具軸側へ前進させて回転している前記切削工具に台形円錐状ワーク外周面を当接させて前記ワーク外周面に歯形、歯筋を創成するクレードル式傘歯車創成装置であって、前記前進するワーク軸に１５〜６０ｋＨｚの超音波振動を付加する超音波発生装置を設けたことを特徴とする、クレードル式傘歯車創成装置。
【請求項４】
クレードル軸に対して傾けて設けられた切削工具軸に軸承された切削工具と、ワーク軸に軸承されたワークとの相対的な動きにより前記ワーク外周面に歯形、歯筋を創成する傘歯車の製造方法において、前記切削工具軸に軸承された切削工具を１００〜２０，０００ｒｐｍで回転させながらクレードルで揺動させ、前記クレードル軸を０〜１，０００ｒｐｍで固定または回転させつつ、前記ワーク軸に１５〜６０ｋＨｚの超音波による２〜５０μｍの振幅振動を付加しながら２〜５０μｍ／秒の送り速度で前記切削工具側へ前進させて前記切削工具をワーク外周面に当接させる切り込みを行って前記ワーク外周面に歯筋を創成することを特徴とする、傘歯車の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−３１３１７（Ｐ２０１１−３１３１７Ａ）
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７７３２８（Ｐ２００９−１７７３２８）
【出願日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【出願人】（３９１０１１１０２）株式会社岡本工作機械製作所 (161)
【出願人】（５９６１０１４４０）岡本工機株式会社 (1)
【出願人】（３０６０２４１４８）公立大学法人秋田県立大学 (74)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【出願人】（３９１０１１１０２）株式会社岡本工作機械製作所 (161)
【出願人】（５９６１０１４４０）岡本工機株式会社 (1)
【出願人】（３０６０２４１４８）公立大学法人秋田県立大学 (74)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]