特許 7418967 歯車のバリ取りブラッシング方法およびバリ取りブラッシングのための対応ソフトウェアを有するＣＮＣ歯切機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-12

(45)【発行日】2024-01-22

(54)【発明の名称】歯車のバリ取りブラッシング方法およびバリ取りブラッシングのための対応ソフトウェアを有するＣＮＣ歯切機械

(51)【国際特許分類】

   B23F 19/10 20060101AFI20240115BHJP

   B24B 9/00 20060101ALI20240115BHJP

   B24B 29/00 20060101ALI20240115BHJP

   B24D 13/02 20060101ALI20240115BHJP

【ＦＩ】

B23F19/10

B24B9/00 602Z

B24B29/00 F

B24D13/02

【請求項の数】 10

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2019074609

(22)【出願日】2019-04-10

(65)【公開番号】P2019188592

(43)【公開日】2019-10-31

【審査請求日】2022-03-24

(31)【優先権主張番号】10 2018 108 635.0

(32)【優先日】2018-04-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】504269327

【氏名又は名称】クリンゲルンベルク・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング

【氏名又は名称原語表記】Ｋｌｉｎｇｅｌｎｂｅｒｇ ＧｍｂＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100145403

【弁理士】

【氏名又は名称】山尾 憲人

(74)【代理人】

【識別番号】100132241

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 博史

(72)【発明者】

【氏名】ガリー・テプファー

【審査官】中川 康文

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－０３０１５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１４－５３０１１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１４－５１４１７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１４１９９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０４７５４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２５４２７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０１－１５６８１２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】国際公開第２００４／００９２９３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０２２４７９７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／００８５８３９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２６１０６８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００７／００２００５８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第０３０６４２９０（ＵＳ，Ａ）

【文献】独国実用新案第２０２００８００８２１２（ＤＥ，Ｕ１）

【文献】西独国実用新案公開第０９１１２７９２（ＤＥ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｆ １／００－２３／１２

Ｂ２４Ｂ ９／００－１９／２８

Ｂ２４Ｂ ２１／００－３９／０６

Ｂ２４Ｄ ３／００－９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

歯車またはかさ歯車のバリ取り方法であって、少なくともＮ＝１のブラシ束（４１．Ｎ）を備えるバリ取りブラシ（４０）を使用し、各ブラシ束は、３６０°未満の角度範囲を占め、
バリ取りブラシ（４０）をスピンドル軸（Ｑ１）の周りに回転駆動するステップと、
歯車またはかさ歯車（１０）を、ワークピーススピンドル軸（Ｂ）の周りに回転駆動するステップと、を含み、
バリ取りブラシ（４０）の回転駆動と、歯車またはかさ歯車（１０）の回転駆動は、結合伝達比（Ｕ）で結合された方法において行われ、
少なくともＮ＝１のブラシ束（４１．Ｎ）が、歯車またはかさ歯車（１０）に対して相対的な移動運動を行う連続的なバリ取り方法であり、
相対的な移動運動は、内転サイクロイドまたは外転サイクロイドによって定義され、
歯溝（１４）の少なくとも１つの歯端（１１．１，１１．２）において、少なくともＮ＝１のブラシ束（４１．Ｎ）と歯端（１１．１，１１．２）との接触によってバリを取り除く、歯車のバリ取り方法。

【請求項2】

少なくともＮ＝１のブラシ束（４１．Ｎ）の相対的な移動運動は、歯溝（１４）に入る、または歯溝（１４）から出る運動である、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

結合伝達比（Ｕ）は逆結合伝達比（Ｕ）であり、かつ相対的な移動運動は内転サイクロイドによって定義される、請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

結合伝達比（Ｕ）は正結合伝達比（Ｕ）であり、かつ相対的な移動運動は外転サイクロイドによって定義される、請求項１または２に記載の方法。

【請求項5】

結合伝達比（Ｕ）は、かさ歯車（１０）の歯数または歯溝（１４）の数と、ブラシ束（４１．Ｎ）の数Ｎとによって定義される、請求項１から４のいずれか１つに記載の方法。

【請求項6】

相対的な移動運動は、歯端（１１．１，１１．２）が、少なくとも１つのＮ＝１のブラシ束（４１．Ｎ）と接触後に離れるような向きで行われる、請求項１から３のいずれか１つに記載の方法。

【請求項7】

結合伝達比（Ｕ）は、バリ取りの前に選択または特定可能である、請求項１から４のいずれか１つに記載の方法。

【請求項8】

バリ取りブラシ（４０）は、Ｎ＝１のブラシ束（４１．Ｎ）と、Ｎ＝１の中間スペースとを有する、請求項１から７のいずれか１つに記載の方法。

【請求項9】

ＣＮＣ機械（２００）であって、
少なくとも４つのＮＣ軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｃ）と、
ワークピーススピンドル軸（Ｂ）を有し、歯車ワークピースまたはかさ歯車ワークピース（１０）を収容して回転駆動するためのワークピーススピンドル（２０５）と、スピンドル軸（Ｑ１）を有し、バリ取りブラシ（４０）を収容して回転駆動するためのバリ取り装置（５０）とを備え、
ワークピーススピンドル軸（Ｂ）とスピンドル軸（Ｑ１）は、電子的に互いに結合可能なＮＣ軸であり、
ＣＮＣ機械（２００）は、電子的結合のための結合伝達比（Ｕ）を選択または特定するために設計されたソフトウェアモジュール（ＳＭ）をさらに含み、
ソフトウェアモジュール（ＳＭ）は、請求項１から８のいずれか１つに記載の方法を実行するように設計された、ＣＮＣ機械（２００）。

【請求項10】

ＣＮＣ機械（２００）であって、
少なくとも４つのＮＣ軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｃ）と、
ワークピーススピンドル軸（Ｂ）を有し、歯車ワークピースまたはかさ歯車ワークピース（１０）を収容して回転駆動するためのワークピーススピンドル（２０５）と、スピンドル軸（Ｑ１）を有し、バリ取りブラシ（４０）を収容して回転駆動するためのバリ取り装置（５０）とを備え、
ワークピーススピンドル軸（Ｂ）とスピンドル軸（Ｑ１）は、電子的に互いに結合可能なＮＣ軸であり、
ＣＮＣ機械（２００）は、電子的結合のための結合伝達比（Ｕ）を選択または特定するために設計されたソフトウェアモジュール（ＳＭ）をさらに含み、
ソフトウェアモジュール（ＳＭ）は、内転サイクロイドの移動経路を有する逆結合伝達比（Ｕ）または外転サイクロイドの移動経路を有する正結合伝達比（Ｕ）を、特定するように設計された、ＣＮＣ機械（２００）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、歯車の、特にかさ歯車の、バリ取りブラッシング方法と、バリ取りブラッシングのための対応するソフトウェアを備えたＣＮＣ機械とに関する。

【背景技術】

【0002】

かさ歯車の製造において、切削加工のため、バリ（本明細書では１次バリとも称される）が生じうる。傷害のリスクだけでなく、かさ歯車を焼入れ硬化する際に完全硬化のリスクがあるため、これらの歯端は、面取り／バリ取りの範囲内で面取り部によって破壊されることが多い。

【0003】

前述のバリ取りにおいて、配置によっては、歯端の面取りに起因して、１次バリの除去から２次バリが生じる。１次バリの除去がバリ取り工具を使用して行われる場合、バリ取り工具の切削端は、歯溝から出るように外側に導かれ（運動方向は図１Ａに矢印Ｐ１で表示される）、その結果２次バリ２１は、図１Ａに示されるように歯溝１４の外側に生じる。対照的に、１次バリ取り中にバリ取り工具が歯溝１４内側に導かれるとき（運動方向は図１Ａに矢印Ｐ２で表示される）、２次バリ２１は、かさ歯車１０の機能領域に生じる。

【0004】

したがって、大量生産において、１次バリ取りは多くの場合、図１Ａにブロック矢印Ｐ１で表示されるように、内側から外側に行われる。

【0005】

１次バリは、図１Ａに概略的に示されるように、主に凹状側部１６．ｒの歯端１１．１で生じる。なぜなら、この側部１６．ｒは一般的に、かさ歯車１０の後方面１７で外端Ｆｅの領域において、比較的鋭角を形成するからである。図１Ａは、歯端１１．１の面取り後の状態を示す。面取り部１２が面取りによって生成され、１次バリが除去された。しかしながら同時に、概略的に示されたように２次バリ２１が発生している。

【0006】

かさ歯車１０に基づく図１Ｂの例は、歯端１１．１の外側から内側への面取り後の状況を示す。図１Ｂでは、面取り部１２の形状が概略的に示されている。さらに図１Ｂからわかるように、第１面取り部１２に沿って２次バリ２１が形成されており、この場合２次バリ２１は、かさ歯車１０の機能領域にある。

【0007】

しかしながら、２次バリ２１は常に生じるとは限らない。ここではとりわけ、バリ取り工具の切削端の質との関係が示されてきた。バリ取り工具が鋭利な切削端を有する間は、１次バリ取りは比較的高い信頼性で実行される。切削端が鈍化すると、かさ歯車１０の材質は、もはや切削されず、むしろ変位される。この場合、２次バリ２１を形成する傾向が強まる。かさ歯車の歯１５．ｒ，１５．ｌの歯端１１．１，１１．２は、典型的には直線形状を有しないので、例えばかさ歯車１０の外端Ｆｅにおいて、バリ取り中に除去される切り屑の厚さは様々である。２次バリ２１は、この理由によっても生じることがある。

【0008】

手動で、または機械の中で、バリを除去するためのバリ取りブラシが使用される場合もある。機械で使用するバリ取りブラシは、プラスチックか金属の毛を有する。機械バリ取りブラッシングは、通例非常に高速で行われるので、プラスチックや金属の毛に大きな力が生じることがあり、毛が歯にぶつかると、ブラシは曲がりまたは断裂を生じる傾向がある。したがって、そのようなバリ取りブラシは、信頼性のあるバリ除去を保証するため、比較的頻繁に交換される必要がある。

【0009】

かさ歯車のバリ取りを確実かつ安全に行う需要が存在する。特に、かさ歯車の量産において、例えば自動車製造において、バリ取りブラシの使用に関連して生じる問題を避ける必要がある。

【0010】

一方で、バリ取りをさらに効率化する需要がある。

【発明の概要】

【0011】

したがって本発明の目的は、バリ取りブラシを損壊することなく、容易かつ可能な限り効率的にバリ取りを実行可能とするような、かさ歯車のバリ取りブラッシング方法と、対応ソフトウェアを有するＣＮＣ制御機械とを提供することである。

【0012】

前述の目的は、請求項１に記載の方法および、請求項９に記載のＣＮＣ制御機械によって達成される。本発明の有利な実施形態は、従属請求項の主題を形成する。

【0013】

本発明によれば、この目的は、歯車の、特にかさ歯車のバリ取りブラッシング方法によって達成される。当該方法では、少なくともＮ＝１のブラシ束を備えるバリ取りブラシが使用される。少なくともＮ＝１のこれらのブラシ束のそれぞれは、３６０°未満の角度範囲を占める。当該方法は、バリ取りブラシを（バリ取り）スピンドル軸の周りに回転駆動するステップと、歯車またはかさ歯車をワークピーススピンドル軸の周りに回転駆動するステップとを有する。バリ取りブラシの回転駆動と、歯車またはかさ歯車の回転駆動は、特定の結合伝達比で結合的に行われる。当該方法は、連続的なバリ取りブラッシングの方法であり、ブラシ束が歯車またはかさ歯車に対して相対的な移動運動を行う。相対的な移動運動は、内転サイクロイドまたは外転サイクロイドによって定義される。当該方法は、歯溝の少なくとも１つの歯端において、少なくともＮ＝１のブラシ束と歯端との接触によってバリを取り除く。

【0014】

本発明によれば、この目的は、次のようなＣＮＣ機械によって達成される。当該ＣＮＣ機械は、少なくとも４つのＮＣ軸と、ワークピーススピンドル軸を有し歯車ワークピース、特にかさ歯車ワークピースを収容し回転駆動するためのワークピーススピンドルを備える。当該ＣＮＣ機械はさらに、スピンドル軸を有しバリ取りブラシを収容し回転駆動するためのバリ取り装置を備える。ワークピーススピンドル軸とスピンドル軸は、電子的に互いに結合可能なＮＣ軸である。

【0015】

少なくとも一部の実施形態において、バリ取りブラシは、Ｎ＝１のブラシ束（４１．Ｎ）とＮ＝１の中間スペースとを有する。

【0016】

少なくとも一部の実施形態において、バリ取りブラシは、Ｎ＝１のブラシ束（４１．Ｎ）とＮ＝１のスペーサとを有する。

【0017】

少なくとも一部の実施形態において、少なくともＮ＝１のブラシ束の相対的な移動運動は、歯車またはかさ歯車の歯溝に入るような動きである。すなわちバリ取りは、外側から内側への相対的な移動運動によって実行される。

【0018】

少なくとも一部の実施形態において、Ｎ＝１のブラシ束の少なくとも１つは、歯車またはかさ歯車に対して、歯溝から出る運動方向を有する相対的な移動運動を行う。

【0019】

少なくとも一部の実施形態において、逆結合伝達比を有する内転サイクロイド結合が用いられる。そのような内転サイクロイド結合は、少なくともＮ＝１のブラシ束の移動運動が、著しいねじれを有するという利点がある。すなわち、少なくともＮ＝１のブラシ束が、バリ取り後に歯車またはかさ歯車の（衝突）領域から出る急な移動経路上を動くように、バリ取りが実行される。

【0020】

少なくとも一部の実施形態において、正結合伝達比を有する外転サイクロイド結合が用いられる。

【0021】

かさ歯車の歯数と、バリ取りブラシのブラシ束の数Ｎ（Ｎ＝１，２，３，４など）と、に起因する結合伝達比を有する結合が用いられる。

【0022】

少なくとも一部の実施形態において、歯車またはかさ歯車が、フライス削り、研削、ブローチ削り、ピーリング、面取り、または別の切り屑除去方法によって加工された後に、バリ取りブラッシングが実行される。

【0023】

本発明によれば、全実施形態において、好ましくは、バリ取り装置を有するＣＮＣ機械（例えば、かさ歯車歯切機械または専用のバリ取り機械）がバリ取りブラッシングに使用される。当該バリ取り装置は、バリ取りスピンドルと、対応してプログラムされるソフトウェアモジュールを有する。

【0024】

バリ取りブラシと、歯車またはかさ歯車との結合された回転運動のために、Ｎ個のブラシ束が歯車またはかさ歯車の歯と制御されない方法で衝突することなく、目標を定め制御された方法で歯溝を通って導かれることは、本発明の利点である。

【0025】

本発明のさらなる利点は、歯車の、とりわけ、かさ歯車の、歯形端のほぼ任意な成形を達成できることである。これは、ソフトウェアモジュールとＣＮＣ制御機械（例えば、かさ歯車歯切機械または専用のバリ取り機械）の手段によって、数値制御可能な軸（ＮＣ軸）を使用するブラシ束によって達成される。したがって、強く曲がった歯形端であっても、バリ取りブラシが過度に強く機械的に歪むことなく、バリ取りを実行できる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

本発明の例示的な実施形態は、図を参照して、以下さらに詳細に説明される。

【図1A】先行技術によって、内側から外側への面取りで面取り部が生成され、２次バリが面取り部の領域に形成された単一の歯溝が示された、例示的なかさ歯車（ここでは冠歯車）の概略的な斜視図

【図1B】先行技術によって、外側から内側への面取りで面取り部が生成され、２次バリが面取り部の領域に形成された単一の歯溝が示された、例示的なかさ歯車（ここでは冠歯車）の概略的な斜視図

【図2A】ここでは例としてＮ＝４のバリ取りブラシが設けられた、ＣＮＣ制御機械の領域の概略的な斜視図

【図2B】例としてＮ＝４のバリ取りブラシの概略図

【図3A】Ｎ＝６のバリ取りブラシの概略図

【図3B】さらなる実施形態のブラシ束の概略図

【図4】Ｎ＝３のバリ取りブラシの概略図

【図5】本発明のバリ取り装置とバリ取りブラシが設けられた、例示的な歯切機械の部分的な斜視図

【発明を実施するための形態】

【0027】

最初に既に述べられた図１Ａと図１Ｂは、かさ歯車１０の概略斜視図を示す。これら２つの図に基づき、２つの従来のバリ取り方法の例示的なステップが説明されてきた。本明細書で用いられる要素と用語もまた、図１Ａと図１Ｂに基づいて定義された。

【0028】

図２Ａは、ＣＮＣ制御（コンピュータ数値制御）される機械２００の一部の概略斜視図を示す。機械２００は、本発明のバリ取り装置５０の実施形態を備える。図示されたバリ取り装置５０は、機械２００の可動部４２につり下がるように配置される。バリ取り装置５０は、（バリ取り）スピンドル４３を備え、（バリ取り）スピンドル４３の（バリ取り）スピンドル軸には、参照符号Ｑ１が付される。この（バリ取り）スピンドル軸Ｑ１は、図示された例において水平方向に伸びる。Ｎ＝４のブラシ束４１．１，４１．２，４１．３，４１．４を有するバリ取りブラシ４０は、（バリ取り）スピンドル４３に固定される。

【0029】

バリ取りブラシ４０は、少なくとも一部の実施形態において、中央にプレート形状またはディスク形状の本体４４を備える。本体４４は、例えば、中央の通路孔４５を有し、通路孔４５は、バリ取りブラシ４０を（バリ取り）スピンドル４３のシャフトに接続するように設計される。しかしながら、多数の異なる固定の選択肢をここでは使用可能であるため、図２Ａに示される通路孔４５は、実際の固定手段が省略されている。

【0030】

図２Ｂに示す例示的な実施形態では、ねじ４６とワッシャ４７が示されており、ねじ４６は、（バリ取り）スピンドル４３のシャフト内部のねじ山にねじ込まれる。

【0031】

本体４４は、少なくとも一部の実施形態において、回転対称な形状（ここでは薄肉円筒の形状）を有し、その外囲面（ｅｎｖｅｌｏｐｉｎｇ ｓｕｒｆａｃｅ）上に、径方向外向きに毛が群状または束状に配置される。ここで、数Ｎは、バリ取りブラシ４０のブラシ束４１．Ｎの数を定義するように用いられる。Ｎは１以上の整数である。すなわち、Ｎ＝１，２，３，４，などである。

【0032】

図２Ｂの実施形態において、Ｎ＝４のブラシ束４１．Ｎのそれぞれは、角度範囲Δ１に及び、Δ１は３６０°未満である。図示された例において、角度範囲Δ１は、次のように計算できる。

【0033】

具体的には、図２Ｂの実施形態において、Δ２≒７０°であり、Δ２≒２０°である。

【0034】

ブラシ束４１．Ｎは、本体４４の外周に沿って互いに等距離のところに配置されるように区別される。単一のブラシ束４１．１が角度範囲Δ１を占める場合、例えば１０°のとき、他のブラシ束４１．２，４１．３，４１．４もまた、その結果、同じ角度範囲１０°をそれぞれ占める。相補的な、連続する２つのブラシ束の角度間隔Δ２は、その結果それぞれ８０°となる。

【0035】

本発明のバリ取りブラッシングのための方法は、連続的方法であり、角度配分（図示されたように、例えば、図２Ｂと図３Ａに基づく）を維持することが重要である。なぜなら、本発明の連続的方法において、バリ取りブラシ４０と、バリ取りされるかさ歯車ワークピース１０は、結合して回転駆動されるからである。この結合は、かさ歯車ワークピース１０の歯数または歯溝１４の数それぞれと、ブラシ束４１．Ｎの数Ｎから生じる。

【0036】

全実施形態において、好ましくは電子結合が用いられる。

【0037】

結合は、基円の半径に対する転がり円の半径の比率によっても定義可能である。

【0038】

バリ取りブラシ４０が、例えば、Ｎ＝１のブラシ束４１．１を含み、かつ１０個の歯溝１４を有するかさ歯車ワークピース１０が、ワークピーススピンドル軸Ｂの周りを角速度ω２で回転する場合に、ブラシ束４１．Ｎが、第１の歯溝，第２の歯溝，第３の歯溝，など歯溝１４に順次導かれるとき、バリ取りブラシ４０の角速度ω１は、ω２の１０倍となる必要がある。結合伝達比Ｕは、この場合１０である。

【0039】

しかしながら、他の結合伝達比Ｕもまた可能である。その場合、Ｎ＝１のブラシ束４１．１を使用して全ての歯溝１４の歯端がバリ取りされるまで、かさ歯車ワークピース１０は、２またはそれより多い回数の完全な回転をする必要がある。伝達比Ｕは、整数である必要はなく、０より大きく（正結合）、または０より小さく（逆結合）てもよい。

【0040】

バリ取りブラシ４０が、ただ１つのブラシ束４１．１より多いブラシ束を備える場合、すなわち、Ｎ＞１のとき、バリ取りブラシ４０の角速度ω１は小さくできる。例えば、Ｎ＝２のブラシ束４１．１，４１．２が使用され、第１ブラシ束４１．１が第１の歯溝に導かれる場合、第２ブラシ束４１．２はすぐ隣の第２の歯溝１４に導かれ、第１ブラシ束４１．１はすぐ隣の第３の歯溝１４に導かれ、などのように、この例では結合伝達比Ｕ＝５となる。

【0041】

少なくとも一部の実施形態において、逆結合伝達比が使用され、バリ取りブラシ４０のブラシ束４１．Ｎがかさ歯車ワークピース１０に対して３次元空間で描く飛跡（本明細書では移動経路（ｆｌｉｇｈｔ ｐａｔｈ）とも称される）は、内転サイクロイドに従う。

【0042】

少なくとも一部の実施形態において、正結合伝達比が使用され、バリ取りブラシ４０のブラシ束４１．Ｎが、かさ歯車ワークピース１０に対して３次元空間で描く移動経路は、外転サイクロイドに従う。

【0043】

一部の実施形態において、バリ取りブラシ４０の第１ブラシ束４１．１が、例えばかさ歯車ワークピース１０の第１の歯溝１４を通り外側から内側に動かされるように、逆結合伝達比が選択される。バリ取りブラシ４０の第２ブラシ束４１．１は、例えば、かさ歯車ワークピース１０の次の歯溝１４などを通るように、外側から内側に動かされる。

【0044】

少なくとも一部の実施形態において、ブラシ束４１．Ｎは、バリ取りブラシ４０の外周の円上にある。

【0045】

運動順序や関係をより良く例示可能とするために、バリ取りブラシ４０とかさ歯車１０の回転方向が曲線矢印ω１とω２で示されている。

【0046】

２つの回転方向ω１とω２の相対的な向きは、回転方向ω１に対して回転方向ω２が遠ざかる場合、本明細書では逆結合と呼ばれる。

【0047】

例えば、図１Ｂにおいて、２つの回転方向ω１とω２の逆結合を用いてバリ取りブラッシングが行われた場合、ブラシ束４１．Ｎは、矢印Ｐ２の方向に動き、一方かさ歯車１０は、図１Ｂの曲線矢印ω２で示されるように、反時計回りに離れるように回転する。

【0048】

逆結合の利点は、バリ取りブラシ４０のトレーリング（ｔｒａｉｌｉｎｇ）に関して、バリ取りブラシ４０の毛が、かさ歯車１０の材質／歯と過度に強く衝突しないことである。言い換えると、歯溝１４の方向に矢印Ｐ２の向きに動くブラシ束４１．Ｎが非常に遅れて到達する場合、結合伝達比Ｕがシフトされるべき（例えば、駆動の１つに対する強制作用によって）であるため、かさ歯車１０の端部１１．１は既にわずかに離れるように回転している。

【0049】

逆結合比を有する内側から外側へのバリ取りブラッシングの手順が選択される場合、ブラシ束４１．Ｎは、内転サイクロイドの移動経路に沿って歯溝１４から外側に導かれる。図１Ｂの運動方向ω２を図１Ａにおいても維持する場合、逆結合をなおも達成するように、運動方向ω１は反転される必要がある。この場合、矢印Ｐ１はその結果、歯溝１４から外向きを指す。

【0050】

正結合が望ましい場合、運動方向ω２は、例えば図１Ａまたは図１Ｂにおいて反転される必要がある。本発明の方法において、固定の結合伝達比Ｕが用いられるので、バリ取りブラシ４０のブラシ束４１．Ｎは、可能な限り寸法安定性があることが重要である。過剰に強い負荷のためにブラシ束４１．Ｎの毛が曲がる場合、いわゆるブラシ束４１．Ｎのトレーリングが生じる可能性がある。

【0051】

逆結合の場合、ワークピース軸Ｂに対する（バリ取り）スピンドル軸Ｑ１のトレーリングは、大きな問題を示さない。これは、バリ取りされる歯端が連動するためである。毛が曲がることによるブラシ束４１．Ｎのトレーリングの場合に、バリ取りされる歯端（例えば、図１Ｂの歯端１１．１）もまた連動して過剰に強い衝突が避けられるため、逆結合を有する方法は、対応して有利である。

【0052】

対照的に、正結合の場合、（バリ取り）スピンドル軸Ｑ１のトレーリングおよび／またはブラシ束４１．Ｎのトレーリングによって、ブラシ束４１．Ｎがかさ歯車ワークピース１０の歯に対してより強く衝突する。これは、バリ取りされる歯端がブラシ束４１．Ｎにぶつかるためである（図１Ｂの例で、正結合が望まれる場合、運動方向ω２は反転される必要がある。）。

【0053】

毛が曲がることに伴う問題を避けるため、少なくとも一部の実施形態において、次のようなバリ取りブラシ４０が使用される。当該バリ取りブラシ４０は、ブラシ束４１．Ｎ間の中間スペースまたは角度区間が、例えば、図３Ａの例に基づいて示されるように、短く、安定性が著しく高い、毛やローブ、プレート、または他のスペ－サに占められる。図３Ａのバリ取りブラシ４０は、Ｎ＝６のブラシ束４１．１，４１．２，４１．３，４１．４，４１．５，４１．６を備え、相互の角度間隔Δ２は約４０°である。ブラシ束４１．Ｎのそれぞれは、約１０°の角度範囲Δ１を占める。中間スペースまたは角度区間は、それぞれ約４０°の角度Δ２を有する。すなわち、スペ－サ４０は、約４０°の角度範囲をおよそ占める。

【0054】

図２Ｂと対照的に、図３Ａではワッシャ４７とナット４８が使用される。ナットは、ピン５２の外側のねじ山に締め付けられる。

【0055】

毛が曲がることに伴う問題を避けるため、少なくとも一部の実施形態において、次のようなバリ取りブラシ４０が使用される。当該バリ取りブラシ４０は、図３Ｂに単一のブラシ束４１．Ｎに基づいて示されるように、ブラシ束４１．Ｎがカラーまたはジャケット５３を備える。カラーまたはジャケット５３は、早期に毛が曲がることを防ぐ。

【0056】

毛が曲がることに伴う問題を避けるため、少なくとも一部の実施形態において、次のようなバリ取りブラシ４０が使用される。当該バリ取りブラシ４０は、図４の例に基づいて示されるように、そのブラシ束４１．Ｎが比較的短い毛を有する。図４のバリ取りブラシ４０は、Ｎ＝３のブラシ束４１．１，４１．２，４１．３を備え、相互の角度間隔Δ２は約１１０°である。ブラシ束４１．Ｎのそれぞれは、ここでは約１０°の角度範囲Δ１を占める。

【0057】

ＣＮＣ歯切機械２００において、図５に示すように、必要な相対運動が生成される。例えば、転がり円の中心点が空間内で固定され、一方で基円は回転する。回転しているかさ歯車１０に対して内転サイクロイドを生成するように、転がり円は基円の内側を転がる。転がり円が基円の外側を転がる場合、回転しているかさ歯車１０に対して外転サイクロイドが生成される。

【0058】

少なくとも一部の実施形態において、ＣＮＣ歯切機械２００は、バリ取りブラシのための逆結合または正（非逆）結合が特定可能なように、ソフトウェアＳＭの手段によって設計され、またはプログラムされる。

【0059】

結合伝達比は、いずれの場合も、バリ取りブラシ４０とかさ歯車１０の間で、バリ取りされる歯端の領域のみ（１１．１または１１．２）で短時間の接触が生じるように選択される。結合伝達比Ｕは、基円と転がり円の２つの半径の比によって定義される。

【0060】

図５は、ＣＮＣ歯切機械２００の基本的構造の斜視図を示す。ＣＮＣ歯切機械２００は、かさ歯車１０の歯切りとバリ取りのために設計される。そのような機械２００は、バリ取りブラシ４０をバリ取りスピンドル５１上に担持するバリ取り装置５０の手段によってかさ歯車１０のバリ取りブラッシングが実行可能なように、本発明によって設計または改装される。ここでは、（図２Ａまたは図２Ｂに同様に示されるように）Ｎ＝４のブラシ束４１．Ｎを有するバリ取りブラシ４０が用いられる。

【0061】

しかしながら、本発明の原理は、他のＣＮＣ歯切機械２００において、または、例えば図２Ａもしくは図５に示されたようなバリ取り装置５０を備えるバリ取り機械において、適用されてもよい。

【0062】

ＣＮＣ歯切機械２００は、次のように構築される。機械２００は、機械ハウジング２０１を備えてもよい。機械ハウジング２０１は、機械２００が、工具スピンドル２０４を座標軸Ｘ（第１軸）に沿って直線的に垂直に、座標軸Ｙ（第２軸）に沿って直線的に水平に、および座標軸Ｚ（第３軸）に沿って直線的に水平に、導くことを可能にする。前述の工具スピンドル２０４は、機械２００に吊り下げて配置でき、例えば、対応する工具スピンドル軸Ａ（第４軸）は空間に垂下する。工具スピンドル２０４は、例えば複数のバーカッター（図示せず）を有するカッターヘッド２０２によって、工具を担持する。

【0063】

第１旋回装置２０３を機械２００に設けることができる。例えば、第１旋回装置２０３は、ワークピーススピンドル軸Ｂ（第５軸）を有するワークピーススピンドル２０５を担持する。ワークピーススピンドル軸Ｂを含むワークピーススピンドル２０５は、第１旋回装置２０３の旋回軸（Ｃ軸；第６軸）の周りに旋回可能である。旋回軸Ｃは、工具スピンドル軸Ａに対して垂直で、ここでは空間に水平に伸びる。図５の機械２００を旋回軸Ｃの方向で前から見ると、ワークピーススピンドル２０５は、図示された時点で、２時の位置に斜めに位置する。この位置において、例えば、バリ取り装置５０のバリ取りブラシ４０は、かさ歯車ワークピース１０と相互作用を生じうる。

【0064】

ワークピーススピンドル２０５は、図示された例ではワークピース１０として、ねじれ歯状の小かさ歯車を担持する。クランプ装置１３は、かさ歯車１０をワークピーススピンドル２０５に接続するために使用できる。

【0065】

第１旋回軸装置２０３は、Ｃ軸周りに旋回可能なように取り付けられる。例えば、かさ歯車１０が歯切り工具２０２の下の加工位置に旋回可能なように取り付けられる。さらに、バリ取りブラッシングのために、かさ歯車１０は、第１旋回軸２０３によって、バリ取り装置５０のバリ取りブラシ４０に対して適した位置に移動可能である。

【0066】

さらに、バリ取り装置５０は、例えば、かさ歯車１０に対してバリ取りブラシ４０を動かすことができ、かつバリ取りブラシ４０にかさ歯車１０と相互作用を生じさせることが可能な送り装置を備えてもよい。

【0067】

バリ取りブラシ４０を備える本発明のバリ取り装置５０は、例えば、直線軸Ｘ２（第７軸）と、図５に示されたようなバリ取りスピンドル軸Ｑ１（第８軸）を備えてもよい。少なくともバリ取りスピンドル軸Ｑ１は、ＮＣ軸として設計され、バリ取りスピンドル軸Ｑ１での回転運動ω１と、ワークピーススピンドル軸Ｂでの回転運動ω２は、電子的に結合されることが可能である。

【0068】

全実施形態において、機械２００は、かさ歯車１０とバリ取りブラシ４０が正結合または逆結合のどちらでも回転駆動されうるように設計される。この結合は、結合伝達比Ｕによって定義される。

【0069】

少なくとも一部の実施形態において、機械２００は、正結合または逆結合のどちらも選択できるように設計される。この場合、機械２００は、両方の結合の形態をサポートするように設計される。

【0070】

１つまたは複数の前述した軸を使用して、バリ取りブラシ４０は、かさ歯車１０に対してバリ取りブラッシングに適した開始位置に移動可能である。

【0071】

次に、かさ歯車１０はワークピーススピンドル軸Ｂの周りを回転駆動され、結合的にバリ取りブラシ４０はバリ取りスピンドル軸Ｑ１の周りを回転駆動されて、互いに相対的に移動する。連続的な方法において、バリ取りブラシ４０の毛は、かさ歯車１０の所定の端部１１．１および／または１１．２において、外側から内側へ、または内側から外側へ対応するバリ取り運動を行う。

【0072】

連続的な方法でバリ取りブラシを実装できるように、図５の例によって示されるような、少なくとも６つの数値制御された軸を有するかさ歯車歯切機械２００が好ましい。

【0073】

しかしながら、他のＣＮＣかさ歯車歯切機械２００もまた、本発明によって改装または装備されることが可能である。図５に基づいて既に説明されたように、７，８，または９つの数値制御された軸を有する当該機械２００が好ましい。

【0074】

バリ取り装置５０は全実施形態において、前述のバリ取りスピンドル軸Ｑ１を有するバリ取りスピンドル５１を備えることが好ましい。本明細書で示された例では、バリ取りスピンドル軸Ｑ１は水平方向を向いている。バリ取りブラシ４０は、図５に示されるように、バリ取りスピンドル５１に固定可能である。図５に示されたバリ取りブラシ４０は特に、ブラシ束４１．Ｎがバリ取りブラシ４０の外周から半径方向に突出するように、Ｎ＝４のブラシ束４１．Ｎを備える。

【0075】

ここでの数値制御可能な軸は、プログラム可能な制御装置を通して制御できる軸である。数値制御可能な複数の軸のうち少なくとも１つの軸を調整することで、かさ歯車１０を含むワークピーススピンドル２０５をバリ取りブラシ４０に対して移動させ、これにより、ワークピーススピンドル軸Ｂを中心とするワークピーススピンドル２０５の回転と、バリ取りスピンドル軸Ｑ１を中心とするバリ取りブラシ４０の回転とが同時に結合して生じる間、特定の歯端１１．１，１１．２に対してブラシ束４１．Ｎがバリ取り運動を連続して行うように、複数の数値制御可能な軸が設計され、配置される。

【0076】

図５に示されたように、バリ取り装置５０のバリ取りスピンドル軸Ｑ１は、例えばＹ軸に平行に伸びてもよい。しかしながら、他の座標軸もまた可能である。

【0077】

本発明によれば、ワークピース１０に対して工具４０のブラシ束４１．Ｎを動かせるように、１つまたは複数の数値制御された軸が、全実施形態において好ましくは用いられる。

【0078】

かさ歯車１０は、特定の第１の角速度ω２でワークピース軸Ｂの周りを回転し、バリ取りブラシ４０は、第２の角速度ω２でバリ取りスピンドル軸Ｑ１の周りを回転するため、そして２つの回転運動は（電子的に）結合された方法で、同じまたは逆方向に生じるので、結果的に３次元空間にブラシ束４１．Ｎの複雑ならせん状移動経路を生じる。

【符号の説明】

【0079】

１０ 歯車／歯車ワークピース／かさ歯車／かさ歯車ワークピース
１１．１ 第１歯端／第１歯形端
１１．２ 第２歯端／第２歯形端
１２ 第１面取り部
１３ クランプ装置
１４ 歯溝
１６．ｒ 凹状歯側部
１７ 円錐台外囲面／後方面
２１ ２次バリ
４０ バリ取りブラシ
４１．１，４１．２，４１．３，４１．４，４１．Ｎ ブラシ束
４２ 部分
４３ （バリ取り）スピンドル
４４ 本体
４５ 通路孔
４６ ねじ
４７ ワッシャ
４８ ナット
４９ スペ－サ
５０ バリ取り装置
５１ バリ取りスピンドル／ベースホルダ
５２ ねじが切られたピン
５３ カラー／ジャケット
２００ （かさ歯車）歯切機械／ＣＮＣ歯切機械／バリ取り機械
２０１ 機械ハウジング
２０２ （歯切り）工具／カッターヘッド
２０３ 旋回装置
２０４ 工具スピンドル
２０５ ワークピーススピンドル
Ａ 工具スピンドル軸
Ｂ ワークピーススピンドル軸
Ｃ 旋回軸／回転軸
Δ１，Δ１＊ 角度範囲
Δ２，Δ２＊ 角度間隔
Ｆｅ かさ歯車外端／外端
Ｎ 整数
Ｐ１，Ｐ２ 運動方向
Ｑ１ （バリ取り）スピンドル軸
ＳＭ ソフトウェア（モジュール）
ω１，ω２ 回転運動
Ｘ 座標軸／直線軸
Ｘ２ 座標軸／直線軸
Ｙ 座標軸／直線軸
Ｚ 座標軸／直線軸
Ｕ 結合伝達比

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】