内歯車研削盤
【課題】ドレッシング動作を簡素にすることにより、省スペース化を実現して、機械の小型化を図ることができると共に、停電等の異常事態が発生しても、工具の破損を防止することができる内歯車研削盤を提供する。
【解決手段】ワークＷと樽形のねじ状砥石１７とを噛み合せて同期回転させることにより、ワークＷに研削加工を行う内歯車研削盤において、ねじ状砥石１７とディスクドレッサ５６と噛み合せることにより、ねじ状工具１７をドレッシングするドレッシング装置２０を備え、ドレッシング時において、ねじ状砥石１７のねじれ角及び樽形形状に応じて、ねじ状砥石１７及びディスクドレッサ５６を動作させると共に、ブレーキ機構５８によって、ドレッサ旋回駆動用モータ５３に制動力を付与して、ディスクドレッサ５６をその旋回位置で保持可能とする。
【解決手段】ワークＷと樽形のねじ状砥石１７とを噛み合せて同期回転させることにより、ワークＷに研削加工を行う内歯車研削盤において、ねじ状砥石１７とディスクドレッサ５６と噛み合せることにより、ねじ状工具１７をドレッシングするドレッシング装置２０を備え、ドレッシング時において、ねじ状砥石１７のねじれ角及び樽形形状に応じて、ねじ状砥石１７及びディスクドレッサ５６を動作させると共に、ブレーキ機構５８によって、ドレッサ旋回駆動用モータ５３に制動力を付与して、ディスクドレッサ５６をその旋回位置で保持可能とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内歯車を樽形のねじ状工具により研削する内歯車研削盤に関し、特に、樽形のねじ状工具をドレッシングするドレッシング機能を有する内歯車研削盤に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、熱処理後の歯車に対して、研削工具であるねじ状砥石を用いて研削し、歯車の歯面を効率良く仕上げ加工するものとして、歯車研削盤が提供されている。また、ねじ状砥石は、研削加工を行うに従って、磨耗して切れ味が低下するため、所定数量の歯車を研削した後には、磨耗したねじ状砥石に対して、ドレッシングを行って鋭い刃面に再生させることが必要となる。
【０００３】
これにより、従来の歯車研削盤には、磨耗したねじ状砥石をドレッサによりドレッシングするドレッシング機能が備えられている。このような、ドレッシング機能を備えた歯車研削盤は、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００４】
一方、歯車の中でも、内歯車は、自動車用トランスミッション等において多用されており、近年、このトランスミッションの低振動化及び低騒音化を図ることを目的として、その加工精度の向上が求められている。そこで、従来から、内歯車を樽形のねじ状砥石により高精度に研削仕上げするための内歯車研削法が、例えば、非特許文献１に開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１１１６００号公報
【非特許文献１】穗屋下 茂，「内歯車歯形に共役な切れ刃形状をもつバレル形ウォーム状工具」，１９９６年１月，日本機械学会論文集（Ｃ編），６２巻，５９３号，ｐ．２８４−２９０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来の歯車研削盤では、ねじ状砥石に対向して立設したカウンタコラムの外周に、旋回リングを旋回可能に支持し、更にこの旋回リングに、歯車を把持可能な一対のグリッパと、この一対のグリッパ間に配置されるドレッシング装置とを設けている。そして、歯車を保持可能な回転テーブルに対し、グリッパを旋回して対向させることにより、歯車の搬入及び搬出を可能とする一方、ねじ状砥石に対し、ドレッシング装置を旋回して対向させることにより、ドレッシングを可能としている。
【０００７】
しかしながら、内歯車を研削する樽形のねじ状砥石をドレッシングするドレッシング装置を設ける場合には、単に、このドレッシング装置を内歯車研削盤に配置したのでは、内歯車の形状に起因する制約から、ドレッシング動作が複雑になるため、機械の大型化を招くおそれがある。また、ドレッシング動作においては、ねじ状砥石とドレッサとが噛み合っており、このような噛み合い状態で、停電等の異常事態が発生した場合には、ねじ状砥石やドレッサ等の破損を招くおそれがある。
【０００８】
従って、本発明は上記課題を解決するものであって、ドレッシング動作を簡素にすることにより、省スペース化を実現して、機械の小型化を図ることができると共に、停電等の異常事態が発生しても、工具の破損を防止することができる内歯車研削盤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】
【０００９】
上記課題を解決する第１の発明に係る内歯車研削盤は、
ワーク回転軸周りに回転可能な被加工内歯車と、前記ワーク回転軸と所定の軸交差角を有する工具回転軸周りに回転可能な樽形のねじ状工具とを、噛み合せて同期回転させることにより、被加工内歯車に研削加工を行う内歯車研削盤において、
前記ねじ状工具の形状に応じて、ドレッサ回転軸周りに回転駆動する円盤状のドレッサによって、前記ねじ状工具をドレッシングするドレッシング手段を備え、
前記ドレッシング手段は、
前記ドレッサを前記ドレッサ回転軸と直交するドレッサ旋回軸周りに旋回させるドレッサ旋回手段と、
前記ドレッサ旋回手段に制動力を付与して、前記ドレッサをその旋回位置で保持する制動保持手段とを有する
ことを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決する第２の発明に係る内歯車研削盤は、
前記制動保持手段は、
前記ドレッサ旋回軸と同軸上に配置され、ケーシング内に回転可能に支持される回転軸と、
前記回転軸に設けられる円盤状の回転ディスクと、
前記回転ディスクと対向するように前記ケーシングに設けられる固定部材と、
前記回転ディスクと前記固定部材との間に配置され、回転軸方向に摺動可能に支持されるアーマチュアと、
前記回転ディスクに対して前記アーマチュアの反対側に配置されるブレーキ板と、
前記固定部材に設けられ、前記アーマチュアを前記回転ディスク側に付勢するばね部材と、
前記固定部材に設けられ、通電時に磁力を発生することにより、前記アーマチュアを前記ばね部材の付勢力に抗して吸引するコイル部材とを有する
ことを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決する第３の発明に係る内歯車研削盤は、
前記ドレッサ旋回手段は、前記回転軸に設けられる回転子と、前記ケーシングに設けられる固定子とからなるダイレクトドライブ方式のモータである
ことを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決する第４の発明に係る内歯車研削盤は、
前記制動保持手段は、内歯車研削盤の電源がＯＦＦ状態になると、前記ドレッサ旋回手段に制動力を付与する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
従って、本発明に係る内歯車研削盤によれば、ねじ状工具の形状に応じて、ねじ状工具をドレッサによりドレッシングするドレッシング手段に、制動保持手段を設け、この制動保持手段によって、ドレッサに対して制動力を付与して、このドレッサをその旋回位置で保持するようにしたことにより、ドレッシング動作全体を簡素にすることができるので、省スペース化を実現して、機械の小型化を図ることができると共に、停電等の異常事態が発生しても、ねじ状工具及びドレッサの破損を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る内歯車研削盤について図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の一実施例に係る内歯車研削盤の斜視図、図２はドレッシング装置の斜視図、図３はドレッシング装置の旋回部の部分断面図、図４はドレッシング装置の旋回部の正面図、図５はブレーキ機構の詳細図、図６はねじ状砥石の外観図、図７はねじ状砥石の縦断面図、図８はワークをねじ状砥石により研削するときの様子を示した図、図９はねじ状砥石をディスクドレッサによりドレッシングするときの様子を示した図、図１０はドレッシング時におけるねじ状砥石の動作とディスクドレッサの動作との関係を示した図である。
【００１５】
図１に示すように、内歯車研削盤１のベッド１１上には、コラム１２が水平なＸ軸方向に移動可能に支持されている。コラム１２には、サドル１３が鉛直なＺ軸方向に昇降可能に支持されており、このサドル１３には、旋回ヘッド１４が水平な砥石旋回軸Ａ周りに旋回可能に支持されている。旋回ヘッド１４には、スライドヘッド１５が水平なＹ軸方向に移動可能に支持されており、このスライドヘッド１５には、砥石ヘッド１６が設けられている。
【００１６】
砥石ヘッド１６には、砥石アーバ１６ａ（図８参照）が砥石回転軸Ｂ１周りに回転可能に支持されており、この砥石アーバ１６ａの下端には、詳細は後述するが、樽形のねじ状砥石（ねじ状工具）１７が着脱可能に装着されている。従って、旋回ヘッド１４及び砥石ヘッド１６を駆動することにより、ねじ状砥石１７は、砥石旋回軸Ａ周りに旋回すると共に、砥石回転軸Ｂ１周りに回転することになる。
【００１７】
また、ベッド１１上におけるコラム１２の正面には、回転テーブル１８が鉛直なワーク回転軸Ｃ１周りに回転可能に設けられている。回転テーブル１８の上面には、円筒状の取付治具１９が取り付けられており、この取付治具１９の上端内周面には、被加工内歯車であるワークＷが着脱可能に取り付けられている。従って、回転テーブル１８を駆動することにより、ワークＷはワーク回転軸Ｃ１周りに回転することになる。
【００１８】
更に、回転テーブル１８のＹ軸方向側方には、ドレッシング装置２０が設けられている。このドレッシング装置２０には、ねじ状砥石１７をドレッシングする円盤状のディスクドレッサ５６が着脱可能に装着されている。なお、コラム１２、サドル１３、旋回ヘッド１４、スライドヘッド１５、砥石ヘッド１６、ドレッシング装置２０は、ドレッシング手段を構成するものである。
【００１９】
図１及び図２に示すように、ドレッシング装置２０は、ベッド１１の上部に設けられるベース部３１と、このベース部３１の上部に設けられる旋回部３２とから構成されている。ベース部３１は、固定部４１及び回転部４２を有しており、固定部４１はベッド１１の上面に固定されており、回転部４２はその固定部４１に対して鉛直なドレッサ進退軸Ｃ２周りに割出回転可能に支持されている。そして、回転部４２の上面中央部には、旋回部３２の基端が支持されており、この旋回部３２の先端側には、ディスクドレッサ５６が装着されている。
【００２０】
従って、ドレッシング装置２０においては、ベース部３１の固定部４１に対して回転部４２を回転することにより、旋回部３２がドレッサ進退軸Ｃ２周りに旋回することになる。これにより、ディスクドレッサ５６は、ねじ状砥石１７をドレッシング可能なドレス位置Ｐ２と、研削時にドレス位置Ｐ２から退避した退避位置Ｐ１との間で、進退可能となっている。
【００２１】
次に、ドレッシング装置２０の旋回部３２の構成について、図２乃至図５を用いて詳細に説明する。
【００２２】
図２乃至図４に示すように、旋回部３２の先端側には、円筒状の収納部（ケーシング）５１が形成されている。収納部５１内には、複数の軸受を介して、回転軸５２が水平なドレッサ旋回軸Ｂ２周りに回転可能に収納されている。そして、収納部５１と回転軸５２との間には、ダイレクトドライブ方式のドレッサ旋回駆動用モータ（ドレッサ旋回手段）５３が介在されている。
【００２３】
このドレッサ旋回駆動用モータ５３は、外側の固定子５３ａと、この固定子５３ａの径方向内側に配置される回転子５３ｂとから構成されている。固定子５３ａは収納部５１の内周面に固定される一方、回転子５３ｂは回転軸５２の外周面に固定されている。即ち、ドレッサ旋回駆動用モータ５３を駆動することにより、固定子５３ａに対して回転子５３ｂが回転することになるため、収納部５１に対して回転軸５２が回転可能となっている。
【００２４】
また、回転軸５２の一端には、支持部材５４を介して、ドレッサ回転駆動用モータ５５が支持されている。このドレッサ回転駆動用モータ５５の出力軸は、ドレッサ回転軸Ｃ３周りに回転可能となっており、この出力軸にはディスクドレッサ５６が装着されている。従って、ドレッサ旋回駆動用モータ５３及びドレッサ回転駆動用モータ５５を駆動することにより、ディスクドレッサ５６は、ドレッサ旋回軸Ｂ２周りに旋回すると共に、ドレッサ回転軸Ｃ３周りに回転することになる。
【００２５】
なお、ドレッサ旋回軸Ｂ２とドレッサ回転軸Ｃ３とは直交するように配置されており、このドレッサ旋回軸Ｂ２は、ドレッサ回転駆動用モータ５５に装着されたディスクドレッサ５６の刃先（刃面）間を通るように位置している。即ち、ディスクドレッサ５６をドレッサ回転駆動用モータ５５に装着すると、このディスクドレッサ５６の取付位置は、ドレッサ旋回軸Ｂ２がその刃先間を通るように設定されている。
【００２６】
一方、回転軸５２の他端には、エンコーダ５７が収納部５１の外側において接続されている。これにより、回転軸５２が回転すると、その回転角度がエンコーダ５７により常時検出されるようになっている。そして、回転軸５２の他端側と収納部５１との間には、この回転軸５２の回転を停止可能なブレーキ機構（制動保持手段）５８が設けられている。
【００２７】
図５（ａ）に示すように、ブレーキ機構５８は、回転軸５２側の回転ディスク７１と、収納部５１側の固定部材７２とを有している。回転ディスク７１は、円盤状に形成されており、回転軸５２にキー結合されている。また、固定部材７２は、回転軸５２の径方向外側において、その周方向に等間隔で複数配置されるものであって、その一端が収納部５１の内周面に固定される一方、その他端が回転軸５２の外周面と摺接可能となっている。
【００２８】
この固定部材７２内には、コイル７３、ばね７４、支持ピン７５が埋設されている。コイル７３は、内歯車研削盤１の電源がＯＮ状態になると、通電して磁力を発生するものである。また、ばね７４は、その一端が固定部材７２内に支持されることにより、固定部材７２の外側に向けて、回転軸５２の軸方向（ドレッサ旋回軸Ｂ２方向）に付勢力を発生するものである。
【００２９】
そして、回転軸５２の外側には、円盤状のアーマチュア７６が嵌入されており、このアーマチュア７６は、その外周部において支持ピン７５に摺動可能に支持されると共に、ばね７４の他端と接触するように配置されている。更に、支持ピン７５には、ブレーキ板７７が支持されている。即ち、回転軸５２に固定された回転ディスク７１は、回転軸５２の軸方向において、アーマチュア７６とブレーキ板７７との間に挟まれるように配置されている。
【００３０】
従って、図５（ａ）に示すように、コイル７３が通電すると、このコイル７３に磁力が発生するため、アーマチュア７６がばね７４の付勢力に抗してコイル７３に吸引されることになる。これにより、回転ディスク７１とアーマチュア７６及びブレーキ板７７との間に隙間が形成されるので、回転軸５２の回転が許容されることになる。
【００３１】
一方、図５（ｂ）に示すように、コイル７３への通電が停止されると、このコイル７３の磁力がなくなるため、アーマチュア７６がばね７４の付勢力により回転ディスク７１側に摺動することになる。これにより、回転ディスク７１がアーマチュア７６によりブレーキ板７７に押し付けられるので、回転軸５２の回転が停止されることになる。
【００３２】
また、内歯車研削盤１には、図示しないクーラント供給装置が設けられている。このクーラント供給装置から供給されたクーラントは、ドレッシング時において、ディスクドレッサ５６によるねじ状砥石１７の加工部に向けて噴射されるようになっている。そこで、図３及び図４に示すように、ドレッシング装置２０の旋回部３２には、そのクーラントを噴射するためのクーラント噴射口５９が支持されている。
【００３３】
ここで、図８に示すように、内歯車研削盤１により研削されるワークＷは、所定の歯形形状が得られるようなワーク諸元を備えており、その歯形には所定のねじれ角が与えられている。これに対し、図６及び図７に示すように、そのワークＷを研削するねじ状砥石１７は、ワーク諸元と適切な噛み合いをする砥石諸元を備えて、樽形に形成されており、その刃形には所定のねじれ角が与えられている。具体的には、ねじ状砥石１７は、その軸方向中間部から軸方向両端部に向かうに従って、その径寸法が漸次小さくなるような樽形に形成されており、その軸方向長さ（砥石幅長さ）は、長さｈとなっている。
【００３４】
内歯車研削盤１では、ワークＷをねじ状砥石１７により研削する際に、これらの間に発生する相対速度（すべり速度）を大きくして、研削速度を上げるために、ワークＷのワーク回転軸Ｃ１に対して、所定の軸交差角（以下、軸角Σと称す）で交差するように、ねじ状砥石１７の砥石回転軸Ｂ１が調整可能となっている。即ち、ねじ状砥石１７は、ワークＷのワーク回転軸Ｃ１に対して、軸角Σで交差する砥石回転軸Ｂ１周りに回転することになる。従って、ねじ状砥石１７を樽形に形成することにより、軸角Σで取り付けられた該ねじ状砥石１７を、ワークＷに噛み合わせることが可能となっている。
【００３５】
次に、内歯車研削盤１における研削時及びドレッシング時の動作について、図２、図５、図６、図８乃至図１０を用いて詳細に説明する。
【００３６】
内歯車研削盤１を用いてワークＷに研削加工を行う場合には、先ず、ワークＷを取付治具１９に装着する。次いで、コラム１２、サドル１３、旋回ヘッド１４、スライドヘッド１５を駆動して、ねじ状砥石１７を、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向に移動させると共に、ワークＷのねじれ角に応じた軸角Σとなるように砥石旋回軸Ａ周りに旋回させて、ワークＷの内側に配置させる。
【００３７】
そして、コラム１２を駆動して、ねじ状砥石１７をＸ軸方向（図１の左側方向）に移動させてワークＷに噛み合わせた後（図８参照）、砥石ヘッド１６を駆動して、ねじ状砥石１７を砥石回転軸Ｂ１周りに回転させると共に、回転テーブル１８を駆動して、ワークＷをワーク回転軸Ｃ１周りに回転させる。次いで、更に、コラム１２及びサドル１３を駆動して、ねじ状砥石１７をＸ軸方向に移動させながら、Ｚ軸方向に揺動させる。これにより、ねじ状砥石１７がワークＷに切り込んで、ねじ状砥石１７の刃面によりワークＷの歯面が研削されることになる。
【００３８】
なお、研削時におけるねじ状砥石１７のワークＷとの噛み合い位置は、図６に示すような、接触（噛み合い）線１７ａとなる。即ち、ねじ状砥石１７によるワークＷへの研削では、ねじ状砥石１７の複数の刃面が、ワークＷの複数の歯面を同時に研削することになる。
【００３９】
ここで、ねじ状砥石１７を用いて所定数量のワークＷを研削すると、その刃面が磨耗して切れ味が低下するため、定期的にディスクドレッサ５６によるねじ状砥石１７へのドレッシングを行う。
【００４０】
そこで、ねじ状砥石１７をディスクドレッサ５６によりドレッシングする場合には、先ず、ドレッシング装置２０のベース部３１を駆動して、固定部４１に対して回転部４２を回転させる。これにより、図２に示すように、旋回部３２がドレッサ進退軸Ｃ２周りに旋回することになり、ディスクドレッサ５６は退避位置Ｐ１からドレス位置Ｐ２に９０°旋回する。
【００４１】
次いで、ドレッサ旋回駆動用モータ５３を駆動して、ディスクドレッサ５６を、ねじ状砥石１７のねじれ角に応じて、ドレッサ旋回軸Ｂ２周りに旋回させて位置決めする。このとき、図５（ａ）に示すように、内歯車研削盤１の電源がＯＮ状態であることから、ブレーキ機構５８のコイル７３が通電して、アーマチュア７６がばね７４の付勢力に抗してコイル７３に吸引されている。これにより、回転ディスク７１の回転が許容され、ブレーキＯＦＦ状態となり、回転軸５２は回転可能となっている。
【００４２】
一方、コラム１２、サドル１３、スライドヘッド１５を駆動して、ねじ状砥石１７をＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向に移動させて、ドレス位置Ｐ２に配置されたディスクドレッサ５６に対して、Ｙ軸方向において対向させる。なお、上述したねじ状砥石１７のドレッシング段取り移動時においては、旋回ヘッド１４の駆動により、砥石回転軸Ｂ１が鉛直方向に配置されるように旋回され、その旋回角（軸角Σ）は０°となっている。
【００４３】
次いで、スライドヘッド１５を駆動して、ねじ状砥石１７をＹ軸方向に移動させて、ドレス位置Ｐ２に配置されたディスクドレッサ５６に噛み合わせる（図９参照）。そして、このように噛み合った状態から、ねじ状砥石１７のねじれ角及び樽形形状に応じて、コラム１２、サドル１３、スライドヘッド１５、砥石ヘッド１６を駆動して、ねじ状砥石１７を、砥石回転軸Ｂ１周りに回転させると共に、Ｘ軸及びＹ軸方向に移動させながら、長さｈ分だけＺ軸方向に揺動させる一方、ドレッサ旋回駆動用モータ５３及びドレッサ回転駆動用モータ５５を駆動して、ディスクドレッサ５６を、ドレッサ旋回軸Ｂ２周りに旋回させると共に、ドレッサ回転軸Ｃ３周りに回転させる。
【００４４】
これにより、ディスクドレッサ５６がねじ状砥石１７に切り込むことになり、ディスクドレッサ５６の刃面によって、ねじ状砥石１７の刃面がドレッシングされることになる。このドレッシング動作は、ねじ状砥石１７の刃溝の数量分行われることになる。なお、ドレッシング時においては、ディスクドレッサ５６によるねじ状砥石１７の加工部に向けて、クーラント噴射口５９からクーラントが噴射されている。
【００４５】
そして、ドレッシング動作が終了すると、ディスクドレッサ５６をドレス位置Ｐ２から退避位置Ｐ１に旋回させて、待機状態にする一方、ドレッシングされたねじ状砥石１７により所定数量のワークＷが研削される。更に、このような一連の動作が繰り返し行われることになる。
【００４６】
次に、上述したドレッシング時におけるねじ状砥石１７の動作とディスクドレッサ５６の動作との関係について、図１０（ａ）〜（ｅ）を用いて詳細に説明する。
【００４７】
先ず、図１０（ａ）は、ディスクドレッサ５６が接触するねじ状砥石１７の軸方向位置と、ディスクドレッサ５６のドレッサ旋回軸Ｂ２周りの旋回角度との関係を示しており、これらの間には、下に凸の２次曲線的な関係が成り立っている。即ち、ディスクドレッサ５６の旋回角度は、ディスクドレッサ５６の噛み合い位置が、ねじ状砥石１７の軸方向中間部において、最も小さくなると共に、ディスクドレッサ５６の噛み合い位置が、ねじ状砥石１７の軸方向上端部側または軸方向下端部側に移動するに従って、漸次大きくなるように設定されている。このように設定される理由としては、ねじ状砥石１７が樽形となっているため、その軸方向中間部から軸方向両端部に向かうに従って、そのねじれ角が大きくなり、これに伴って、ディスクドレッサ５６の旋回角度も大きくなるからである。
【００４８】
また、図１０（ｂ）は、ディスクドレッサ５６が接触するねじ状砥石１７の軸方向位置と、ねじ状砥石１７の砥石回転軸Ｂ１周りの回転角度との関係を示しており、これらの間には直線的な関係が成り立っている。即ち、ねじ状砥石１７の回転角度は、ディスクドレッサ５６の噛み合い位置が、ねじ状砥石１７の軸方向上端部側に移動するに従って、右回転方向へ漸次大きくなる一方、ディスクドレッサ５６の噛み合い位置が、ねじ状砥石１７の軸方向下端部側に移動するに従って、左回転方向へ漸次大きくなるように設定されている。
【００４９】
また、図１０（ｃ）は、ディスクドレッサ５６が接触するねじ状砥石１７の軸方向位置と、ねじ状砥石１７のＸ軸方向移動量との関係を示しており、これらの間には３次曲線的な関係が成り立っている。即ち、ねじ状砥石１７のＸ軸方向移動量は、ディスクドレッサ５６の噛み合い位置が、ねじ状砥石１７の軸方向上端部側に移動するに従って、砥石回転軸Ｂ１がワーク回転軸Ｃ１に近づく方向へ漸次大きくなる一方、ディスクドレッサ５６の噛み合い位置が、ねじ状砥石１７の軸方向下端部側に移動するに従って、砥石回転軸Ｂ１がワーク回転軸Ｃ１から離れる方向へ漸次大きくなるように設定されている。これを詳細に説明すると、ねじ状砥石１７のＸ軸方向移動量は、ディスクドレッサ５６が接触するその軸方向位置に対して、軸方向中間部を基準とした点対称となっており、その噛み合い位置が軸方向中間部付近のときには、なだらかに変化し、その噛み合い位置が軸方向中間部から軸方向両端部側に移動し始めると、大きく変化し、その噛み合い位置が軸方向両端部に近づくと、なだらかに変化するようになっている。
【００５０】
また、図１０（ｄ）は、ディスクドレッサ５６が接触するねじ状砥石１７の軸方向位置と、ねじ状砥石１７のＹ軸方向移動量との関係を示しており、これらの間には、上に凸の２次曲線的な関係が成り立っている。即ち、ねじ状砥石１７のＹ軸方向移動量は、ディスクドレッサ５６の噛み合い位置が、ねじ状砥石１７の軸方向中間部において、砥石回転軸Ｂ１がドレッサ回転軸Ｃ３から離れる方向へ最も大きくなると共に、ディスクドレッサ５６の噛み合い位置が、ねじ状砥石１７の軸方向上端部側または軸方向下端部側に移動するに従って、砥石回転軸Ｂ１がドレッサ回転軸Ｃ３に近づく方向へ漸次大きくなるように設定されている。このように設定される理由としては、ねじ状砥石１７が樽形となっているため、その軸方向中間部から軸方向両端部に向かうに従って、その径寸法が漸次小さくなり、これに伴って、ディスクドレッサ５６の切り込み量も漸次大きくなるからである。
【００５１】
更に、図１０（ｅ）は、ディスクドレッサ５６が接触するねじ状砥石１７の軸方向位置と、ねじ状砥石１７のＺ軸方向移動量との関係を示しており、これらの間には直線的な関係が成り立っている。即ち、ねじ状砥石１７のＺ軸方向移動量は、ディスクドレッサ５６の噛み合い位置が、その軸方向上端部側に移動するに従って、鉛直方向下側へ漸次大きくなる一方、ディスクドレッサ５６の噛み合い位置が、その軸方向下端部側に移動するに従って、鉛直方向上側へ漸次大きくように設定されている。
【００５２】
従って、上述したように、ねじ状砥石１７のねじれ角及び樽形形状に応じて、ねじ状砥石１７及びディスクドレッサ５６を動作させることにより、ディスクドレッサ５６の刃面は、ねじ状砥石１７の刃面に対して、接触線１７ａで接触する（噛み合う）ワークＷの歯面と同じように接触して、ドレッシングを行うことになる。
【００５３】
また、ドレッサ旋回駆動用モータ５３をダイレクトドライブ方式のモータとしているので、ギヤを用いたモータとは違って、バックラッシュを抑えることができる。これにより、ディスクドレッサ５６が、連続的で、且つ、滑らかに旋回可能となる。しかも、このドレッサ旋回駆動用モータ５３にエンコーダ５７を接続させているので、ねじ状砥石１７のねじれ角に対して、ディスクドレッサ５６を高精度に位置決めすることができる。
【００５４】
更に、ディスクドレッサ５６の進退動作を行うドレッシング装置２０の旋回部３２に、クーラント噴射口５９を設けているので、ディスクドレッサ５６がドレス位置Ｐ２に配置されると共に、そのクーラント噴射口５９も所定の位置に配置されるため、ドレッシング時におけるクーラント噴射口５９の位置調整が不要となっている。
【００５５】
なお、内歯車研削盤１の使用（駆動）中において、停電等の異常事態が発生して、その電源がＯＦＦ状態になった場合には、図５（ｂ）に示すように、ブレーキ機構５８のコイル７３への通電が停止され、このコイル７３の磁力がなくなるため、アーマチュア７６がばね７４の付勢力により回転ディスク７１側に摺動することになる。これにより、回転ディスク７１がアーマチュア７６によりブレーキ板７７に押し付けられ、ブレーキ状態となり、回転軸５２の回転が停止される。
【００５６】
この結果、ドレッサ旋回駆動用モータ５３の惰性やドレッサ回転駆動用モータ５５の取付位置のアンバランスによるディスクドレッサ５６の旋回が停止され、更に、ディスクドレッサ５６はその状態で保持されることになる。これにより、ねじ状砥石１７とディスクドレッサ５６との間の不用意な接触が抑えられ、ねじ状砥石１７及びディスクドレッサ５６の破損が防止されることになる。
【００５７】
また、上述したドレッシング装置２０においては、ディスクドレッサ５６のドレス位置Ｐ２を、ドレッシングされるねじ状砥石１７に対してＹ軸方向側に設定しているが、このドレス位置Ｐ２を、ドレッシングされるねじ状砥石１７に対してＸ軸方向側に設定するようにしても構わない。このような構成にした場合には、ドレッシング時において、ねじ状砥石１７及びディスクドレッサ５６のＸ軸方向の動作とＹ軸方向の動作とを入れ替えることにより可能となる。
【００５８】
従って、本発明に係る内歯車研削盤によれば、ドレッシング時において、ねじ状砥石１７のねじれ角及び樽形形状に応じて、ねじ状砥石１７及びディスクドレッサ５６を動作させると共に、ブレーキ機構５８によって、ドレッサ旋回駆動用モータ５３に制動力を付与して、ディスクドレッサ５６をその旋回位置で保持可能とした。これにより、ドレッシング動作全体が簡素化され、その動作範囲を最小限に抑えることができるので、ドレッシング装置２０の省スペース化及び小型化を図ることができる。この結果、内歯車研削盤１全体の小型化を図ることができる。また、停電等の異常事態が発生した場合には、即座にディスクドレッサ５６の旋回を停止させ、ねじ状砥石１７とディスクドレッサ５６との間の不用意な接触を抑えることができるので、ねじ状砥石１７及びディスクドレッサ５６の破損を防止することができる。
【００５９】
更に、ドレッサ旋回駆動用モータ５３をダイレクトドライブ方式のモータとしたことにより、バックラッシュレスとなり、ディスクドレッサ５６を連続的で、且つ、滑らかに旋回させることができるので、ディスクドレッサ５６を微小な旋回量で、且つ、正転または逆転させることができる。しかも、このドレッサ旋回駆動用モータ５３にエンコーダ５７を接続させているので、ねじ状砥石１７のねじれ角に対して、ディスクドレッサ５６を高精度に位置決めすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、高精度に砥石再生化を行うことができるドレッシング装置を備えた内歯車研削盤に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一実施例に係る内歯車研削盤の斜視図である。
【図２】ドレッシング装置の斜視図である。
【図３】ドレッシング装置の旋回部の部分断面図である。
【図４】ドレッシング装置の旋回部の正面図である。
【図５】ブレーキ機構の詳細図であって、（ａ）はブレーキＯＦＦ状態の様子を示した図、（ｂ）はブレーキＯＮ状態の様子を示した図である。
【図６】ねじ状砥石の外観図である。
【図７】ねじ状砥石の縦断面図である。
【図８】ワークをねじ状砥石により研削するときの様子を示した図である。
【図９】ねじ状砥石をディスクドレッサによりドレッシングするときの様子を示した図である。
【図１０】ドレッシング時におけるねじ状砥石の動作とディスクドレッサの動作との関係を示した図であって、（ａ）はディスクドレッサが接触するねじ状砥石の軸方向位置とディスクドレッサのドレッサ旋回軸周りの旋回角度との関係を示した図、（ｂ）はディスクドレッサが接触するねじ状砥石の軸方向位置とねじ状砥石の砥石回転軸周りの回転角度との関係を示した図、（ｃ）はディスクドレッサが接触するねじ状砥石の軸方向位置とねじ状砥石のＸ軸方向移動量との関係を示した図、（ｄ）はディスクドレッサが接触するねじ状砥石の軸方向位置とねじ状砥石のＹ軸方向移動量との関係を示した図、（ｅ）はディスクドレッサが接触するねじ状砥石の軸方向位置とねじ状砥石のＺ軸方向移動量との関係を示した図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 内歯車研削盤
１１ ベッド
１２ コラム
１３ サドル
１４ 旋回ヘッド
１５ スライドヘッド
１６ 砥石ヘッド
１６ａ 砥石アーバ
１７ ねじ状砥石
１７ａ 接触線
１８ 回転テーブル
１９ 取付治具
２０ ドレッシング装置
３１ ベース部
３２ 旋回部
４１ 固定部
４２ 回転部
５１ 収納部
５２ 回転軸
５３ ドレッサ旋回駆動用モータ
５４ 支持部材
５５ ドレッサ回転駆動用モータ
５６ ディスクドレッサ
５７ エンコーダ
５８ ブレーキ機構
５９ クーラント噴射口
７１ 回転ディスク
７２ 固定部材
７３ コイル
７４ ばね
７５ 支持ピン
７６ アーマチュア
７７ ブレーキ板
Ｗ ワーク
Ａ 砥石旋回軸
Ｂ１ 砥石回転軸
Ｂ２ ドレッサ旋回軸
Ｃ１ ワーク回転軸
Ｃ２ ドレッサ進退軸
Ｃ３ ドレッサ回転軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内歯車を樽形のねじ状工具により研削する内歯車研削盤に関し、特に、樽形のねじ状工具をドレッシングするドレッシング機能を有する内歯車研削盤に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、熱処理後の歯車に対して、研削工具であるねじ状砥石を用いて研削し、歯車の歯面を効率良く仕上げ加工するものとして、歯車研削盤が提供されている。また、ねじ状砥石は、研削加工を行うに従って、磨耗して切れ味が低下するため、所定数量の歯車を研削した後には、磨耗したねじ状砥石に対して、ドレッシングを行って鋭い刃面に再生させることが必要となる。
【０００３】
これにより、従来の歯車研削盤には、磨耗したねじ状砥石をドレッサによりドレッシングするドレッシング機能が備えられている。このような、ドレッシング機能を備えた歯車研削盤は、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００４】
一方、歯車の中でも、内歯車は、自動車用トランスミッション等において多用されており、近年、このトランスミッションの低振動化及び低騒音化を図ることを目的として、その加工精度の向上が求められている。そこで、従来から、内歯車を樽形のねじ状砥石により高精度に研削仕上げするための内歯車研削法が、例えば、非特許文献１に開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１１１６００号公報
【非特許文献１】穗屋下 茂，「内歯車歯形に共役な切れ刃形状をもつバレル形ウォーム状工具」，１９９６年１月，日本機械学会論文集（Ｃ編），６２巻，５９３号，ｐ．２８４−２９０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来の歯車研削盤では、ねじ状砥石に対向して立設したカウンタコラムの外周に、旋回リングを旋回可能に支持し、更にこの旋回リングに、歯車を把持可能な一対のグリッパと、この一対のグリッパ間に配置されるドレッシング装置とを設けている。そして、歯車を保持可能な回転テーブルに対し、グリッパを旋回して対向させることにより、歯車の搬入及び搬出を可能とする一方、ねじ状砥石に対し、ドレッシング装置を旋回して対向させることにより、ドレッシングを可能としている。
【０００７】
しかしながら、内歯車を研削する樽形のねじ状砥石をドレッシングするドレッシング装置を設ける場合には、単に、このドレッシング装置を内歯車研削盤に配置したのでは、内歯車の形状に起因する制約から、ドレッシング動作が複雑になるため、機械の大型化を招くおそれがある。また、ドレッシング動作においては、ねじ状砥石とドレッサとが噛み合っており、このような噛み合い状態で、停電等の異常事態が発生した場合には、ねじ状砥石やドレッサ等の破損を招くおそれがある。
【０００８】
従って、本発明は上記課題を解決するものであって、ドレッシング動作を簡素にすることにより、省スペース化を実現して、機械の小型化を図ることができると共に、停電等の異常事態が発生しても、工具の破損を防止することができる内歯車研削盤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】
【０００９】
上記課題を解決する第１の発明に係る内歯車研削盤は、
ワーク回転軸周りに回転可能な被加工内歯車と、前記ワーク回転軸と所定の軸交差角を有する工具回転軸周りに回転可能な樽形のねじ状工具とを、噛み合せて同期回転させることにより、被加工内歯車に研削加工を行う内歯車研削盤において、
前記ねじ状工具の形状に応じて、ドレッサ回転軸周りに回転駆動する円盤状のドレッサによって、前記ねじ状工具をドレッシングするドレッシング手段を備え、
前記ドレッシング手段は、
前記ドレッサを前記ドレッサ回転軸と直交するドレッサ旋回軸周りに旋回させるドレッサ旋回手段と、
前記ドレッサ旋回手段に制動力を付与して、前記ドレッサをその旋回位置で保持する制動保持手段とを有する
ことを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決する第２の発明に係る内歯車研削盤は、
前記制動保持手段は、
前記ドレッサ旋回軸と同軸上に配置され、ケーシング内に回転可能に支持される回転軸と、
前記回転軸に設けられる円盤状の回転ディスクと、
前記回転ディスクと対向するように前記ケーシングに設けられる固定部材と、
前記回転ディスクと前記固定部材との間に配置され、回転軸方向に摺動可能に支持されるアーマチュアと、
前記回転ディスクに対して前記アーマチュアの反対側に配置されるブレーキ板と、
前記固定部材に設けられ、前記アーマチュアを前記回転ディスク側に付勢するばね部材と、
前記固定部材に設けられ、通電時に磁力を発生することにより、前記アーマチュアを前記ばね部材の付勢力に抗して吸引するコイル部材とを有する
ことを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決する第３の発明に係る内歯車研削盤は、
前記ドレッサ旋回手段は、前記回転軸に設けられる回転子と、前記ケーシングに設けられる固定子とからなるダイレクトドライブ方式のモータである
ことを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決する第４の発明に係る内歯車研削盤は、
前記制動保持手段は、内歯車研削盤の電源がＯＦＦ状態になると、前記ドレッサ旋回手段に制動力を付与する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
従って、本発明に係る内歯車研削盤によれば、ねじ状工具の形状に応じて、ねじ状工具をドレッサによりドレッシングするドレッシング手段に、制動保持手段を設け、この制動保持手段によって、ドレッサに対して制動力を付与して、このドレッサをその旋回位置で保持するようにしたことにより、ドレッシング動作全体を簡素にすることができるので、省スペース化を実現して、機械の小型化を図ることができると共に、停電等の異常事態が発生しても、ねじ状工具及びドレッサの破損を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る内歯車研削盤について図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の一実施例に係る内歯車研削盤の斜視図、図２はドレッシング装置の斜視図、図３はドレッシング装置の旋回部の部分断面図、図４はドレッシング装置の旋回部の正面図、図５はブレーキ機構の詳細図、図６はねじ状砥石の外観図、図７はねじ状砥石の縦断面図、図８はワークをねじ状砥石により研削するときの様子を示した図、図９はねじ状砥石をディスクドレッサによりドレッシングするときの様子を示した図、図１０はドレッシング時におけるねじ状砥石の動作とディスクドレッサの動作との関係を示した図である。
【００１５】
図１に示すように、内歯車研削盤１のベッド１１上には、コラム１２が水平なＸ軸方向に移動可能に支持されている。コラム１２には、サドル１３が鉛直なＺ軸方向に昇降可能に支持されており、このサドル１３には、旋回ヘッド１４が水平な砥石旋回軸Ａ周りに旋回可能に支持されている。旋回ヘッド１４には、スライドヘッド１５が水平なＹ軸方向に移動可能に支持されており、このスライドヘッド１５には、砥石ヘッド１６が設けられている。
【００１６】
砥石ヘッド１６には、砥石アーバ１６ａ（図８参照）が砥石回転軸Ｂ１周りに回転可能に支持されており、この砥石アーバ１６ａの下端には、詳細は後述するが、樽形のねじ状砥石（ねじ状工具）１７が着脱可能に装着されている。従って、旋回ヘッド１４及び砥石ヘッド１６を駆動することにより、ねじ状砥石１７は、砥石旋回軸Ａ周りに旋回すると共に、砥石回転軸Ｂ１周りに回転することになる。
【００１７】
また、ベッド１１上におけるコラム１２の正面には、回転テーブル１８が鉛直なワーク回転軸Ｃ１周りに回転可能に設けられている。回転テーブル１８の上面には、円筒状の取付治具１９が取り付けられており、この取付治具１９の上端内周面には、被加工内歯車であるワークＷが着脱可能に取り付けられている。従って、回転テーブル１８を駆動することにより、ワークＷはワーク回転軸Ｃ１周りに回転することになる。
【００１８】
更に、回転テーブル１８のＹ軸方向側方には、ドレッシング装置２０が設けられている。このドレッシング装置２０には、ねじ状砥石１７をドレッシングする円盤状のディスクドレッサ５６が着脱可能に装着されている。なお、コラム１２、サドル１３、旋回ヘッド１４、スライドヘッド１５、砥石ヘッド１６、ドレッシング装置２０は、ドレッシング手段を構成するものである。
【００１９】
図１及び図２に示すように、ドレッシング装置２０は、ベッド１１の上部に設けられるベース部３１と、このベース部３１の上部に設けられる旋回部３２とから構成されている。ベース部３１は、固定部４１及び回転部４２を有しており、固定部４１はベッド１１の上面に固定されており、回転部４２はその固定部４１に対して鉛直なドレッサ進退軸Ｃ２周りに割出回転可能に支持されている。そして、回転部４２の上面中央部には、旋回部３２の基端が支持されており、この旋回部３２の先端側には、ディスクドレッサ５６が装着されている。
【００２０】
従って、ドレッシング装置２０においては、ベース部３１の固定部４１に対して回転部４２を回転することにより、旋回部３２がドレッサ進退軸Ｃ２周りに旋回することになる。これにより、ディスクドレッサ５６は、ねじ状砥石１７をドレッシング可能なドレス位置Ｐ２と、研削時にドレス位置Ｐ２から退避した退避位置Ｐ１との間で、進退可能となっている。
【００２１】
次に、ドレッシング装置２０の旋回部３２の構成について、図２乃至図５を用いて詳細に説明する。
【００２２】
図２乃至図４に示すように、旋回部３２の先端側には、円筒状の収納部（ケーシング）５１が形成されている。収納部５１内には、複数の軸受を介して、回転軸５２が水平なドレッサ旋回軸Ｂ２周りに回転可能に収納されている。そして、収納部５１と回転軸５２との間には、ダイレクトドライブ方式のドレッサ旋回駆動用モータ（ドレッサ旋回手段）５３が介在されている。
【００２３】
このドレッサ旋回駆動用モータ５３は、外側の固定子５３ａと、この固定子５３ａの径方向内側に配置される回転子５３ｂとから構成されている。固定子５３ａは収納部５１の内周面に固定される一方、回転子５３ｂは回転軸５２の外周面に固定されている。即ち、ドレッサ旋回駆動用モータ５３を駆動することにより、固定子５３ａに対して回転子５３ｂが回転することになるため、収納部５１に対して回転軸５２が回転可能となっている。
【００２４】
また、回転軸５２の一端には、支持部材５４を介して、ドレッサ回転駆動用モータ５５が支持されている。このドレッサ回転駆動用モータ５５の出力軸は、ドレッサ回転軸Ｃ３周りに回転可能となっており、この出力軸にはディスクドレッサ５６が装着されている。従って、ドレッサ旋回駆動用モータ５３及びドレッサ回転駆動用モータ５５を駆動することにより、ディスクドレッサ５６は、ドレッサ旋回軸Ｂ２周りに旋回すると共に、ドレッサ回転軸Ｃ３周りに回転することになる。
【００２５】
なお、ドレッサ旋回軸Ｂ２とドレッサ回転軸Ｃ３とは直交するように配置されており、このドレッサ旋回軸Ｂ２は、ドレッサ回転駆動用モータ５５に装着されたディスクドレッサ５６の刃先（刃面）間を通るように位置している。即ち、ディスクドレッサ５６をドレッサ回転駆動用モータ５５に装着すると、このディスクドレッサ５６の取付位置は、ドレッサ旋回軸Ｂ２がその刃先間を通るように設定されている。
【００２６】
一方、回転軸５２の他端には、エンコーダ５７が収納部５１の外側において接続されている。これにより、回転軸５２が回転すると、その回転角度がエンコーダ５７により常時検出されるようになっている。そして、回転軸５２の他端側と収納部５１との間には、この回転軸５２の回転を停止可能なブレーキ機構（制動保持手段）５８が設けられている。
【００２７】
図５（ａ）に示すように、ブレーキ機構５８は、回転軸５２側の回転ディスク７１と、収納部５１側の固定部材７２とを有している。回転ディスク７１は、円盤状に形成されており、回転軸５２にキー結合されている。また、固定部材７２は、回転軸５２の径方向外側において、その周方向に等間隔で複数配置されるものであって、その一端が収納部５１の内周面に固定される一方、その他端が回転軸５２の外周面と摺接可能となっている。
【００２８】
この固定部材７２内には、コイル７３、ばね７４、支持ピン７５が埋設されている。コイル７３は、内歯車研削盤１の電源がＯＮ状態になると、通電して磁力を発生するものである。また、ばね７４は、その一端が固定部材７２内に支持されることにより、固定部材７２の外側に向けて、回転軸５２の軸方向（ドレッサ旋回軸Ｂ２方向）に付勢力を発生するものである。
【００２９】
そして、回転軸５２の外側には、円盤状のアーマチュア７６が嵌入されており、このアーマチュア７６は、その外周部において支持ピン７５に摺動可能に支持されると共に、ばね７４の他端と接触するように配置されている。更に、支持ピン７５には、ブレーキ板７７が支持されている。即ち、回転軸５２に固定された回転ディスク７１は、回転軸５２の軸方向において、アーマチュア７６とブレーキ板７７との間に挟まれるように配置されている。
【００３０】
従って、図５（ａ）に示すように、コイル７３が通電すると、このコイル７３に磁力が発生するため、アーマチュア７６がばね７４の付勢力に抗してコイル７３に吸引されることになる。これにより、回転ディスク７１とアーマチュア７６及びブレーキ板７７との間に隙間が形成されるので、回転軸５２の回転が許容されることになる。
【００３１】
一方、図５（ｂ）に示すように、コイル７３への通電が停止されると、このコイル７３の磁力がなくなるため、アーマチュア７６がばね７４の付勢力により回転ディスク７１側に摺動することになる。これにより、回転ディスク７１がアーマチュア７６によりブレーキ板７７に押し付けられるので、回転軸５２の回転が停止されることになる。
【００３２】
また、内歯車研削盤１には、図示しないクーラント供給装置が設けられている。このクーラント供給装置から供給されたクーラントは、ドレッシング時において、ディスクドレッサ５６によるねじ状砥石１７の加工部に向けて噴射されるようになっている。そこで、図３及び図４に示すように、ドレッシング装置２０の旋回部３２には、そのクーラントを噴射するためのクーラント噴射口５９が支持されている。
【００３３】
ここで、図８に示すように、内歯車研削盤１により研削されるワークＷは、所定の歯形形状が得られるようなワーク諸元を備えており、その歯形には所定のねじれ角が与えられている。これに対し、図６及び図７に示すように、そのワークＷを研削するねじ状砥石１７は、ワーク諸元と適切な噛み合いをする砥石諸元を備えて、樽形に形成されており、その刃形には所定のねじれ角が与えられている。具体的には、ねじ状砥石１７は、その軸方向中間部から軸方向両端部に向かうに従って、その径寸法が漸次小さくなるような樽形に形成されており、その軸方向長さ（砥石幅長さ）は、長さｈとなっている。
【００３４】
内歯車研削盤１では、ワークＷをねじ状砥石１７により研削する際に、これらの間に発生する相対速度（すべり速度）を大きくして、研削速度を上げるために、ワークＷのワーク回転軸Ｃ１に対して、所定の軸交差角（以下、軸角Σと称す）で交差するように、ねじ状砥石１７の砥石回転軸Ｂ１が調整可能となっている。即ち、ねじ状砥石１７は、ワークＷのワーク回転軸Ｃ１に対して、軸角Σで交差する砥石回転軸Ｂ１周りに回転することになる。従って、ねじ状砥石１７を樽形に形成することにより、軸角Σで取り付けられた該ねじ状砥石１７を、ワークＷに噛み合わせることが可能となっている。
【００３５】
次に、内歯車研削盤１における研削時及びドレッシング時の動作について、図２、図５、図６、図８乃至図１０を用いて詳細に説明する。
【００３６】
内歯車研削盤１を用いてワークＷに研削加工を行う場合には、先ず、ワークＷを取付治具１９に装着する。次いで、コラム１２、サドル１３、旋回ヘッド１４、スライドヘッド１５を駆動して、ねじ状砥石１７を、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向に移動させると共に、ワークＷのねじれ角に応じた軸角Σとなるように砥石旋回軸Ａ周りに旋回させて、ワークＷの内側に配置させる。
【００３７】
そして、コラム１２を駆動して、ねじ状砥石１７をＸ軸方向（図１の左側方向）に移動させてワークＷに噛み合わせた後（図８参照）、砥石ヘッド１６を駆動して、ねじ状砥石１７を砥石回転軸Ｂ１周りに回転させると共に、回転テーブル１８を駆動して、ワークＷをワーク回転軸Ｃ１周りに回転させる。次いで、更に、コラム１２及びサドル１３を駆動して、ねじ状砥石１７をＸ軸方向に移動させながら、Ｚ軸方向に揺動させる。これにより、ねじ状砥石１７がワークＷに切り込んで、ねじ状砥石１７の刃面によりワークＷの歯面が研削されることになる。
【００３８】
なお、研削時におけるねじ状砥石１７のワークＷとの噛み合い位置は、図６に示すような、接触（噛み合い）線１７ａとなる。即ち、ねじ状砥石１７によるワークＷへの研削では、ねじ状砥石１７の複数の刃面が、ワークＷの複数の歯面を同時に研削することになる。
【００３９】
ここで、ねじ状砥石１７を用いて所定数量のワークＷを研削すると、その刃面が磨耗して切れ味が低下するため、定期的にディスクドレッサ５６によるねじ状砥石１７へのドレッシングを行う。
【００４０】
そこで、ねじ状砥石１７をディスクドレッサ５６によりドレッシングする場合には、先ず、ドレッシング装置２０のベース部３１を駆動して、固定部４１に対して回転部４２を回転させる。これにより、図２に示すように、旋回部３２がドレッサ進退軸Ｃ２周りに旋回することになり、ディスクドレッサ５６は退避位置Ｐ１からドレス位置Ｐ２に９０°旋回する。
【００４１】
次いで、ドレッサ旋回駆動用モータ５３を駆動して、ディスクドレッサ５６を、ねじ状砥石１７のねじれ角に応じて、ドレッサ旋回軸Ｂ２周りに旋回させて位置決めする。このとき、図５（ａ）に示すように、内歯車研削盤１の電源がＯＮ状態であることから、ブレーキ機構５８のコイル７３が通電して、アーマチュア７６がばね７４の付勢力に抗してコイル７３に吸引されている。これにより、回転ディスク７１の回転が許容され、ブレーキＯＦＦ状態となり、回転軸５２は回転可能となっている。
【００４２】
一方、コラム１２、サドル１３、スライドヘッド１５を駆動して、ねじ状砥石１７をＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向に移動させて、ドレス位置Ｐ２に配置されたディスクドレッサ５６に対して、Ｙ軸方向において対向させる。なお、上述したねじ状砥石１７のドレッシング段取り移動時においては、旋回ヘッド１４の駆動により、砥石回転軸Ｂ１が鉛直方向に配置されるように旋回され、その旋回角（軸角Σ）は０°となっている。
【００４３】
次いで、スライドヘッド１５を駆動して、ねじ状砥石１７をＹ軸方向に移動させて、ドレス位置Ｐ２に配置されたディスクドレッサ５６に噛み合わせる（図９参照）。そして、このように噛み合った状態から、ねじ状砥石１７のねじれ角及び樽形形状に応じて、コラム１２、サドル１３、スライドヘッド１５、砥石ヘッド１６を駆動して、ねじ状砥石１７を、砥石回転軸Ｂ１周りに回転させると共に、Ｘ軸及びＹ軸方向に移動させながら、長さｈ分だけＺ軸方向に揺動させる一方、ドレッサ旋回駆動用モータ５３及びドレッサ回転駆動用モータ５５を駆動して、ディスクドレッサ５６を、ドレッサ旋回軸Ｂ２周りに旋回させると共に、ドレッサ回転軸Ｃ３周りに回転させる。
【００４４】
これにより、ディスクドレッサ５６がねじ状砥石１７に切り込むことになり、ディスクドレッサ５６の刃面によって、ねじ状砥石１７の刃面がドレッシングされることになる。このドレッシング動作は、ねじ状砥石１７の刃溝の数量分行われることになる。なお、ドレッシング時においては、ディスクドレッサ５６によるねじ状砥石１７の加工部に向けて、クーラント噴射口５９からクーラントが噴射されている。
【００４５】
そして、ドレッシング動作が終了すると、ディスクドレッサ５６をドレス位置Ｐ２から退避位置Ｐ１に旋回させて、待機状態にする一方、ドレッシングされたねじ状砥石１７により所定数量のワークＷが研削される。更に、このような一連の動作が繰り返し行われることになる。
【００４６】
次に、上述したドレッシング時におけるねじ状砥石１７の動作とディスクドレッサ５６の動作との関係について、図１０（ａ）〜（ｅ）を用いて詳細に説明する。
【００４７】
先ず、図１０（ａ）は、ディスクドレッサ５６が接触するねじ状砥石１７の軸方向位置と、ディスクドレッサ５６のドレッサ旋回軸Ｂ２周りの旋回角度との関係を示しており、これらの間には、下に凸の２次曲線的な関係が成り立っている。即ち、ディスクドレッサ５６の旋回角度は、ディスクドレッサ５６の噛み合い位置が、ねじ状砥石１７の軸方向中間部において、最も小さくなると共に、ディスクドレッサ５６の噛み合い位置が、ねじ状砥石１７の軸方向上端部側または軸方向下端部側に移動するに従って、漸次大きくなるように設定されている。このように設定される理由としては、ねじ状砥石１７が樽形となっているため、その軸方向中間部から軸方向両端部に向かうに従って、そのねじれ角が大きくなり、これに伴って、ディスクドレッサ５６の旋回角度も大きくなるからである。
【００４８】
また、図１０（ｂ）は、ディスクドレッサ５６が接触するねじ状砥石１７の軸方向位置と、ねじ状砥石１７の砥石回転軸Ｂ１周りの回転角度との関係を示しており、これらの間には直線的な関係が成り立っている。即ち、ねじ状砥石１７の回転角度は、ディスクドレッサ５６の噛み合い位置が、ねじ状砥石１７の軸方向上端部側に移動するに従って、右回転方向へ漸次大きくなる一方、ディスクドレッサ５６の噛み合い位置が、ねじ状砥石１７の軸方向下端部側に移動するに従って、左回転方向へ漸次大きくなるように設定されている。
【００４９】
また、図１０（ｃ）は、ディスクドレッサ５６が接触するねじ状砥石１７の軸方向位置と、ねじ状砥石１７のＸ軸方向移動量との関係を示しており、これらの間には３次曲線的な関係が成り立っている。即ち、ねじ状砥石１７のＸ軸方向移動量は、ディスクドレッサ５６の噛み合い位置が、ねじ状砥石１７の軸方向上端部側に移動するに従って、砥石回転軸Ｂ１がワーク回転軸Ｃ１に近づく方向へ漸次大きくなる一方、ディスクドレッサ５６の噛み合い位置が、ねじ状砥石１７の軸方向下端部側に移動するに従って、砥石回転軸Ｂ１がワーク回転軸Ｃ１から離れる方向へ漸次大きくなるように設定されている。これを詳細に説明すると、ねじ状砥石１７のＸ軸方向移動量は、ディスクドレッサ５６が接触するその軸方向位置に対して、軸方向中間部を基準とした点対称となっており、その噛み合い位置が軸方向中間部付近のときには、なだらかに変化し、その噛み合い位置が軸方向中間部から軸方向両端部側に移動し始めると、大きく変化し、その噛み合い位置が軸方向両端部に近づくと、なだらかに変化するようになっている。
【００５０】
また、図１０（ｄ）は、ディスクドレッサ５６が接触するねじ状砥石１７の軸方向位置と、ねじ状砥石１７のＹ軸方向移動量との関係を示しており、これらの間には、上に凸の２次曲線的な関係が成り立っている。即ち、ねじ状砥石１７のＹ軸方向移動量は、ディスクドレッサ５６の噛み合い位置が、ねじ状砥石１７の軸方向中間部において、砥石回転軸Ｂ１がドレッサ回転軸Ｃ３から離れる方向へ最も大きくなると共に、ディスクドレッサ５６の噛み合い位置が、ねじ状砥石１７の軸方向上端部側または軸方向下端部側に移動するに従って、砥石回転軸Ｂ１がドレッサ回転軸Ｃ３に近づく方向へ漸次大きくなるように設定されている。このように設定される理由としては、ねじ状砥石１７が樽形となっているため、その軸方向中間部から軸方向両端部に向かうに従って、その径寸法が漸次小さくなり、これに伴って、ディスクドレッサ５６の切り込み量も漸次大きくなるからである。
【００５１】
更に、図１０（ｅ）は、ディスクドレッサ５６が接触するねじ状砥石１７の軸方向位置と、ねじ状砥石１７のＺ軸方向移動量との関係を示しており、これらの間には直線的な関係が成り立っている。即ち、ねじ状砥石１７のＺ軸方向移動量は、ディスクドレッサ５６の噛み合い位置が、その軸方向上端部側に移動するに従って、鉛直方向下側へ漸次大きくなる一方、ディスクドレッサ５６の噛み合い位置が、その軸方向下端部側に移動するに従って、鉛直方向上側へ漸次大きくように設定されている。
【００５２】
従って、上述したように、ねじ状砥石１７のねじれ角及び樽形形状に応じて、ねじ状砥石１７及びディスクドレッサ５６を動作させることにより、ディスクドレッサ５６の刃面は、ねじ状砥石１７の刃面に対して、接触線１７ａで接触する（噛み合う）ワークＷの歯面と同じように接触して、ドレッシングを行うことになる。
【００５３】
また、ドレッサ旋回駆動用モータ５３をダイレクトドライブ方式のモータとしているので、ギヤを用いたモータとは違って、バックラッシュを抑えることができる。これにより、ディスクドレッサ５６が、連続的で、且つ、滑らかに旋回可能となる。しかも、このドレッサ旋回駆動用モータ５３にエンコーダ５７を接続させているので、ねじ状砥石１７のねじれ角に対して、ディスクドレッサ５６を高精度に位置決めすることができる。
【００５４】
更に、ディスクドレッサ５６の進退動作を行うドレッシング装置２０の旋回部３２に、クーラント噴射口５９を設けているので、ディスクドレッサ５６がドレス位置Ｐ２に配置されると共に、そのクーラント噴射口５９も所定の位置に配置されるため、ドレッシング時におけるクーラント噴射口５９の位置調整が不要となっている。
【００５５】
なお、内歯車研削盤１の使用（駆動）中において、停電等の異常事態が発生して、その電源がＯＦＦ状態になった場合には、図５（ｂ）に示すように、ブレーキ機構５８のコイル７３への通電が停止され、このコイル７３の磁力がなくなるため、アーマチュア７６がばね７４の付勢力により回転ディスク７１側に摺動することになる。これにより、回転ディスク７１がアーマチュア７６によりブレーキ板７７に押し付けられ、ブレーキ状態となり、回転軸５２の回転が停止される。
【００５６】
この結果、ドレッサ旋回駆動用モータ５３の惰性やドレッサ回転駆動用モータ５５の取付位置のアンバランスによるディスクドレッサ５６の旋回が停止され、更に、ディスクドレッサ５６はその状態で保持されることになる。これにより、ねじ状砥石１７とディスクドレッサ５６との間の不用意な接触が抑えられ、ねじ状砥石１７及びディスクドレッサ５６の破損が防止されることになる。
【００５７】
また、上述したドレッシング装置２０においては、ディスクドレッサ５６のドレス位置Ｐ２を、ドレッシングされるねじ状砥石１７に対してＹ軸方向側に設定しているが、このドレス位置Ｐ２を、ドレッシングされるねじ状砥石１７に対してＸ軸方向側に設定するようにしても構わない。このような構成にした場合には、ドレッシング時において、ねじ状砥石１７及びディスクドレッサ５６のＸ軸方向の動作とＹ軸方向の動作とを入れ替えることにより可能となる。
【００５８】
従って、本発明に係る内歯車研削盤によれば、ドレッシング時において、ねじ状砥石１７のねじれ角及び樽形形状に応じて、ねじ状砥石１７及びディスクドレッサ５６を動作させると共に、ブレーキ機構５８によって、ドレッサ旋回駆動用モータ５３に制動力を付与して、ディスクドレッサ５６をその旋回位置で保持可能とした。これにより、ドレッシング動作全体が簡素化され、その動作範囲を最小限に抑えることができるので、ドレッシング装置２０の省スペース化及び小型化を図ることができる。この結果、内歯車研削盤１全体の小型化を図ることができる。また、停電等の異常事態が発生した場合には、即座にディスクドレッサ５６の旋回を停止させ、ねじ状砥石１７とディスクドレッサ５６との間の不用意な接触を抑えることができるので、ねじ状砥石１７及びディスクドレッサ５６の破損を防止することができる。
【００５９】
更に、ドレッサ旋回駆動用モータ５３をダイレクトドライブ方式のモータとしたことにより、バックラッシュレスとなり、ディスクドレッサ５６を連続的で、且つ、滑らかに旋回させることができるので、ディスクドレッサ５６を微小な旋回量で、且つ、正転または逆転させることができる。しかも、このドレッサ旋回駆動用モータ５３にエンコーダ５７を接続させているので、ねじ状砥石１７のねじれ角に対して、ディスクドレッサ５６を高精度に位置決めすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、高精度に砥石再生化を行うことができるドレッシング装置を備えた内歯車研削盤に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一実施例に係る内歯車研削盤の斜視図である。
【図２】ドレッシング装置の斜視図である。
【図３】ドレッシング装置の旋回部の部分断面図である。
【図４】ドレッシング装置の旋回部の正面図である。
【図５】ブレーキ機構の詳細図であって、（ａ）はブレーキＯＦＦ状態の様子を示した図、（ｂ）はブレーキＯＮ状態の様子を示した図である。
【図６】ねじ状砥石の外観図である。
【図７】ねじ状砥石の縦断面図である。
【図８】ワークをねじ状砥石により研削するときの様子を示した図である。
【図９】ねじ状砥石をディスクドレッサによりドレッシングするときの様子を示した図である。
【図１０】ドレッシング時におけるねじ状砥石の動作とディスクドレッサの動作との関係を示した図であって、（ａ）はディスクドレッサが接触するねじ状砥石の軸方向位置とディスクドレッサのドレッサ旋回軸周りの旋回角度との関係を示した図、（ｂ）はディスクドレッサが接触するねじ状砥石の軸方向位置とねじ状砥石の砥石回転軸周りの回転角度との関係を示した図、（ｃ）はディスクドレッサが接触するねじ状砥石の軸方向位置とねじ状砥石のＸ軸方向移動量との関係を示した図、（ｄ）はディスクドレッサが接触するねじ状砥石の軸方向位置とねじ状砥石のＹ軸方向移動量との関係を示した図、（ｅ）はディスクドレッサが接触するねじ状砥石の軸方向位置とねじ状砥石のＺ軸方向移動量との関係を示した図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 内歯車研削盤
１１ ベッド
１２ コラム
１３ サドル
１４ 旋回ヘッド
１５ スライドヘッド
１６ 砥石ヘッド
１６ａ 砥石アーバ
１７ ねじ状砥石
１７ａ 接触線
１８ 回転テーブル
１９ 取付治具
２０ ドレッシング装置
３１ ベース部
３２ 旋回部
４１ 固定部
４２ 回転部
５１ 収納部
５２ 回転軸
５３ ドレッサ旋回駆動用モータ
５４ 支持部材
５５ ドレッサ回転駆動用モータ
５６ ディスクドレッサ
５７ エンコーダ
５８ ブレーキ機構
５９ クーラント噴射口
７１ 回転ディスク
７２ 固定部材
７３ コイル
７４ ばね
７５ 支持ピン
７６ アーマチュア
７７ ブレーキ板
Ｗ ワーク
Ａ 砥石旋回軸
Ｂ１ 砥石回転軸
Ｂ２ ドレッサ旋回軸
Ｃ１ ワーク回転軸
Ｃ２ ドレッサ進退軸
Ｃ３ ドレッサ回転軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク回転軸周りに回転可能な被加工内歯車と、前記ワーク回転軸と所定の軸交差角を有する工具回転軸周りに回転可能な樽形のねじ状工具とを、噛み合せて同期回転させることにより、被加工内歯車に研削加工を行う内歯車研削盤において、
前記ねじ状工具の形状に応じて、ドレッサ回転軸周りに回転駆動する円盤状のドレッサによって、前記ねじ状工具をドレッシングするドレッシング手段を備え、
前記ドレッシング手段は、
前記ドレッサを前記ドレッサ回転軸と直交するドレッサ旋回軸周りに旋回させるドレッサ旋回手段と、
前記ドレッサ旋回手段に制動力を付与して、前記ドレッサをその旋回位置で保持する制動保持手段とを有する
ことを特徴とする内歯車研削盤。
【請求項２】
請求項１に記載の内歯車研削盤において、
前記制動保持手段は、
前記ドレッサ旋回軸と同軸上に配置され、ケーシング内に回転可能に支持される回転軸と、
前記回転軸に設けられる円盤状の回転ディスクと、
前記回転ディスクと対向するように前記ケーシングに設けられる固定部材と、
前記回転ディスクと前記固定部材との間に配置され、回転軸方向に摺動可能に支持されるアーマチュアと、
前記回転ディスクに対して前記アーマチュアの反対側に配置されるブレーキ板と、
前記固定部材に設けられ、前記アーマチュアを前記回転ディスク側に付勢するばね部材と、
前記固定部材に設けられ、通電時に磁力を発生することにより、前記アーマチュアを前記ばね部材の付勢力に抗して吸引するコイル部材とを有する
ことを特徴とする内歯車研削盤。
【請求項３】
請求項２に記載の内歯車研削盤において、
前記ドレッサ旋回手段は、前記回転軸に設けられる回転子と、前記ケーシングに設けられる固定子とからなるダイレクトドライブ方式のモータである
ことを特徴とする内歯車研削盤。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の内歯車研削盤において、
前記制動保持手段は、内歯車研削盤の電源がＯＦＦ状態になると、前記ドレッサ旋回手段に制動力を付与する
ことを特徴とする内歯車研削盤。
【請求項１】
ワーク回転軸周りに回転可能な被加工内歯車と、前記ワーク回転軸と所定の軸交差角を有する工具回転軸周りに回転可能な樽形のねじ状工具とを、噛み合せて同期回転させることにより、被加工内歯車に研削加工を行う内歯車研削盤において、
前記ねじ状工具の形状に応じて、ドレッサ回転軸周りに回転駆動する円盤状のドレッサによって、前記ねじ状工具をドレッシングするドレッシング手段を備え、
前記ドレッシング手段は、
前記ドレッサを前記ドレッサ回転軸と直交するドレッサ旋回軸周りに旋回させるドレッサ旋回手段と、
前記ドレッサ旋回手段に制動力を付与して、前記ドレッサをその旋回位置で保持する制動保持手段とを有する
ことを特徴とする内歯車研削盤。
【請求項２】
請求項１に記載の内歯車研削盤において、
前記制動保持手段は、
前記ドレッサ旋回軸と同軸上に配置され、ケーシング内に回転可能に支持される回転軸と、
前記回転軸に設けられる円盤状の回転ディスクと、
前記回転ディスクと対向するように前記ケーシングに設けられる固定部材と、
前記回転ディスクと前記固定部材との間に配置され、回転軸方向に摺動可能に支持されるアーマチュアと、
前記回転ディスクに対して前記アーマチュアの反対側に配置されるブレーキ板と、
前記固定部材に設けられ、前記アーマチュアを前記回転ディスク側に付勢するばね部材と、
前記固定部材に設けられ、通電時に磁力を発生することにより、前記アーマチュアを前記ばね部材の付勢力に抗して吸引するコイル部材とを有する
ことを特徴とする内歯車研削盤。
【請求項３】
請求項２に記載の内歯車研削盤において、
前記ドレッサ旋回手段は、前記回転軸に設けられる回転子と、前記ケーシングに設けられる固定子とからなるダイレクトドライブ方式のモータである
ことを特徴とする内歯車研削盤。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の内歯車研削盤において、
前記制動保持手段は、内歯車研削盤の電源がＯＦＦ状態になると、前記ドレッサ旋回手段に制動力を付与する
ことを特徴とする内歯車研削盤。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１４２９２８（Ｐ２０１０−１４２９２８Ａ）
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２５６３４（Ｐ２００８−３２５６３４）
【出願日】平成２０年１２月２２日（２００８．１２．２２）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２２日（２００８．１２．２２）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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