(57)【要約】【課題】製造コストの増大を抑えつつ、被加工歯車の送り方向下流側端面におけるバリの発生を、容易に抑制することができる歯車加工方法及び歯車固定装置を提供する。【解決手段】ワークＷをピニオンカッタ１３によって歯切りする歯車加工方法において、２個目以降のワークＷの下端面Ｗｃを、１個目のワークＷと共に歯切りされたときの固定状態が維持された下治具２２に面接触させ、２個目以降のワークＷと、その固定状態が維持された下治具２２とを、同軸状に重ね合わせ、２個目以降のワークＷを、その固定状態が維持された下治具２２に向けて押圧固定し、ピニオンカッタ１３と固定状態が維持された下治具２２との間における噛み合い可能な回転位相関係を保ちつつ、ピニオンカッタ１３に対して、１個目のワークＷを歯切りしたときの歯切り動作と同じ歯切り動作を与えることにより、２個目以降のワークＷのみを歯切りする。【選択図】図４Ｃ
2018086688.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物と工具とを回転させながら、前記工具に対して、前記被加工物の軸方向への送りを与えることにより、前記被加工物を前記工具によって歯切りする歯車加工方法において、
初回品の被加工物における送り方向下流側端面を、下治具に面接触させ、
前記初回品の被加工物と前記下治具とを、同軸状に重ね合わせ、
前記初回品の被加工物を、固定された前記下治具に向けて押圧固定し、
前記初回品の被加工物と、固定された前記下治具とを、共に前記工具によって歯切りし、
前記初回品の被加工物と共に歯切りされたときの前記下治具の固定状態を、そのままの状態で維持し、
次回品以降の被加工物における送り方向下流側端面を、前記固定状態が維持された前記下治具に面接触させ、
前記次回品以降の被加工物と、前記固定状態が維持された前記下治具とを、同軸状に重ね合わせ、
前記次回品以降の被加工物を、前記固定状態が維持された前記下治具に向けて押圧固定し、
前記工具と前記固定状態が維持された前記下治具との間における噛み合い可能な回転位相関係を保ちつつ、前記工具に対して、前記初回品の被加工物を歯切りしたときの歯切り動作と同じ歯切り動作を与えることにより、前記次回品以降の被加工物のみを歯切りする
ことを特徴とする歯車加工方法。
【請求項２】
請求項１に記載の歯車加工方法において、
前記次回品以降の被加工物を歯切りする際に、前記工具を交換した場合には、
交換した前記工具による歯切りに先立って、
交換した前記工具と、前記固定状態が維持された前記下治具とが、噛み合い可能な回転位相関係となるように、交換した前記工具の回転位相を、前記固定状態が維持された前記下治具の回転位相と一致させる
ことを特徴とする歯車加工方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の歯車加工方法において、
前記初回品の被加工物または前記次回品以降の被加工物を、前記下治具よりも送り方向上流側に配置される上治具と、前記下治具とによって、軸方向両側から同軸状に挟み込んで固定し
前記工具は、前記上治具を歯切りすることなく、前記初回品の被加工物または前記次回品以降の被加工物を歯切りする
ことを特徴とする歯車加工方法。
【請求項４】
被加工物と工具とを回転させながら、前記工具に対して、前記被加工物の軸方向への送りを与えることにより、前記被加工物を前記工具によって歯切りする際に、前記被加工物を固定する歯車固定装置において、
前記被加工物の軸周りに回転可能に支持される回転テーブルと、
前記回転テーブルに固定されると共に、前記被加工物の送り方向下流側端面と面接触し、前記被加工物の周面と共に前記工具によって歯切りされる周面、または、前記被加工物を歯切りした直後の前記工具と噛み合う歯形を有する下治具と、
前記下治具よりも送り方向上流側に配置され、前記被加工物を、前記下治具との間において軸方向両側から同軸状に挟み込んで固定する上治具と、
前記上治具の送り方向下流側端面から送り方向下流側に向けて突出し、前記被加工物の送り方向上流側端面を押圧する突出部とを備える
ことを特徴とする歯車固定装置。
【請求項５】
請求項４に記載の歯車固定装置において、
前記下治具に形成され、前記被加工物と嵌合して、当該被加工物を径方向において位置決めする嵌合部とを備える
ことを特徴とする歯車固定装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の歯車固定装置において、
前記上治具と前記下治具とを軸方向において連結する連結用ボルトと、
前記上治具を軸方向に貫通し、前記連結用ボルトが挿入されるボルト孔とを備え、
前記ボルト孔は、前記突出部に隣接して開口される
ことを特徴とする歯車固定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工歯車を歯切りする際に、その端面におけるバリの発生を抑制するようにした歯車加工方法、及び、その歯車加工方法に用いられる歯車固定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯車を加工する１つの方法として、被加工歯車と切削工具とを同期回転させつつ、切削工具に対して、切り込み及び送りを与えることにより、被加工歯車を歯切りするようにした、歯車加工方法が、従来から提供されている。このような歯車加工方法においては、例えば、切削工具を、往路となる送り工程において、歯切りさせる一方、復路となる戻り工程において、被加工歯車から退避させるようにしている。このため、被加工歯車の送り方向下流側端面には、バリが発生してしまう。
【０００３】
また、上述したような、バリを有する歯車を、他の部品に組み付けると、その組み付け精度を低下させたり、組み付け後に脱落したバリが摺動部や回転部に侵入して、それらの動作を妨げたりするおそれがある。これにより、歯切り後にバリが発生する場合には、何らかのバリ除去作業が必要となってしまい、多大な作業工数を要することになる。
【０００４】
そこで、近年の歯車加工の技術分野においては、加工と同時にバリ対策を施すようにした歯車加工法が、種々提供されている。そして、このような、従来の歯車加工方法としては、例えば、特許文献１，２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３０１６２号公報
【特許文献２】特開２０１６−３２８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１においては、被加工外歯車の送り方向下流側端面に、捨て座金を面接触させて、被加工外歯車と捨て座金とを共に歯切りすることにより、被加工外歯車の送り方向下流側端面におけるバリの発生を抑制している。しかしながら、このような、従来の歯車加工方法においては、１つの被加工外歯車を歯切りするごとに、１つの捨て座金を必要とするため、製造コストの増大を招くことになる。
【０００７】
また、特許文献２においては、重ね合わせて一体化させた複数の被加工内歯車を、ピニオンカッタによって一挙に歯切りする際に、前回の歯切り時において送り方向最下流位置に配置させた被加工内歯車を、送り方向最上流位置に配置することにより、被加工内歯車の送り方向下流側端面に発生したバリを除去するようにしている。
【０００８】
しかしながら、このような従来の歯車加工方法においては、バリが発生した被加工内歯車を、次回の歯切り時において、別の被加工内歯車上に重ね合わせなくてはならない。これにより、バリがその別の被加工内歯車に接触することを防止するため、バリの発生方向を所定の方向へと変更させる必要がある。
【０００９】
具体的には、ピニオンカッタを、送りの途中で一旦停止させた後、被加工内歯車から径方向内側に向けて移動させながら、改めて送り操作するようにしている。これにより、被加工内歯車に発生するバリを、内周面から径方向内側に向けて突出させている。つまり、上記従来の歯車加工方法においては、バリの発生方向を規定するために、ピニオンカッタの歯切り動作を複雑なものとしている。
【００１０】
更に、上記従来の歯車加工方法においては、歯切りに先立って、ピニオンカッタと、送り方向最上流位置に配置させた被加工内歯車との間における回転位相合わせを行わなければならない。また更に、複数の被加工内歯車を重ね合わせる際に、周方向における位置ずれを防止するため、被加工内歯車に対して位置ずれ防止手段を、予め加工しておく必要があるだけでなく、これに伴って、完成品となる内歯車においては、不必要な形状を残すことになる。
【００１１】
従って、本発明は上記課題を解決するものであって、製造コストの増大を抑えつつ、被加工物の送り方向下流側端面におけるバリの発生を、容易に抑制することができる歯車加工方法及び歯車固定装置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】
【００１２】
上記課題を解決する第１の発明に係る歯車加工方法は、
被加工物と工具とを回転させながら、前記工具に対して、前記被加工物の軸方向への送りを与えることにより、前記被加工物を前記工具によって歯切りする歯車加工方法において、
初回品の被加工物における送り方向下流側端面を、下治具に面接触させ、
前記初回品の被加工物と前記下治具とを、同軸状に重ね合わせ、
前記初回品の被加工物を、固定された前記下治具に向けて押圧固定し、
前記初回品の被加工物と、固定された前記下治具とを、共に前記工具によって歯切りし、
前記初回品の被加工物と共に歯切りされたときの前記下治具の固定状態を、そのままの状態で維持し、
次回品以降の被加工物における送り方向下流側端面を、前記固定状態が維持された前記下治具に面接触させ、
前記次回品以降の被加工物と、前記固定状態が維持された前記下治具とを、同軸状に重ね合わせ、
前記次回品以降の被加工物を、前記固定状態が維持された前記下治具に向けて押圧固定し、
前記工具と前記固定状態が維持された前記下治具との間における噛み合い可能な回転位相関係を保ちつつ、前記工具に対して、前記初回品の被加工物を歯切りしたときの歯切り動作と同じ歯切り動作を与えることにより、前記次回品以降の被加工物のみを歯切りする
ことを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決する第２の発明に係る歯車加工方法は、
前記次回品以降の被加工物を歯切りする際に、前記工具を交換した場合には、
交換した前記工具による歯切りに先立って、
交換した前記工具と、前記固定状態が維持された前記下治具とが、噛み合い可能な回転位相関係となるように、交換した前記工具の回転位相を、前記固定状態が維持された前記下治具の回転位相と一致させる
ことを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決する第３の発明に係る歯車加工方法は、
前記初回品の被加工物または前記次回品以降の被加工物を、前記下治具よりも送り方向上流側に配置される上治具と、前記下治具とによって、軸方向両側から同軸状に挟み込んで固定し
前記工具は、前記上治具を歯切りすることなく、前記初回品の被加工物または前記次回品以降の被加工物を歯切りする
ことを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決する第４の発明に係る歯車固定装置は、
被加工物と工具とを回転させながら、前記工具に対して、前記被加工物の軸方向への送りを与えることにより、前記被加工物を前記工具によって歯切りする際に、前記被加工物を固定する歯車固定装置において、
前記被加工物の軸周りに回転可能に支持される回転テーブルと、
前記回転テーブルに固定されると共に、前記被加工物の送り方向下流側端面と面接触し、前記被加工物の周面と共に前記工具によって歯切りされる周面、または、前記被加工物を歯切りした直後の前記工具と噛み合う歯形を有する下治具と、
前記下治具よりも送り方向上流側に配置され、前記被加工物を、前記下治具との間において軸方向両側から同軸状に挟み込んで固定する上治具と、
前記上治具の送り方向下流側端面から送り方向下流側に向けて突出し、前記被加工物の送り方向上流側端面を押圧する突出部とを備える
ことを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決する第５の発明に係る歯車固定装置は、
前記下治具に形成され、前記被加工物と嵌合して、当該被加工物を径方向において位置決めする嵌合部とを備える
ことを特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決する第６の発明に係る歯車固定装置は、
前記上治具と前記下治具とを軸方向において連結する連結用ボルトと、
前記上治具を軸方向に貫通し、前記連結用ボルトが挿入されるボルト孔とを備え、
前記ボルト孔は、前記突出部に隣接して開口される
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
従って、本発明に係る歯車加工方法及び歯車固定装置によれば、複数の被加工物を歯切りする際に、上下一対の上治具及び下治具を交換することなく使用し続けることができる。また、上治具及び下治具を設置しても、これらが工具の歯切り動作に影響を与えることがない。よって、製造コストの増大を抑えつつ、被加工物の送り方向下流側端面におけるバリの発生を、容易に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施例に係る歯車加工方法及び歯車固定装置の概要を示す図である。
【図２】本発明の一実施例に係る歯車固定装置の縦断面図である。
【図３】上治具を送り方向下流側から見た斜視図である。
【図４Ａ】１個目のワークを加工する前の様子を示した図である。
【図４Ｂ】図４Ａに続く動作図であって、１個目のワークを加工した後の様子を示した図である。
【図４Ｃ】２個目以降のワークを加工する前の様子を示した図である。
【図４Ｄ】図４Ｃに続く動作図であって、２個目以降のワークを加工した後の様子を示した図である。
【図５】カッタ交換時におけるピニオンカッタと下治具との間の回転位相合わせ動作を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る歯車加工方法及び歯車固定装置について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に記載した実施形態においては、本発明に係る歯車加工方法及び歯車固定装置を、スカイビング加工を用いて内歯車を歯切りする歯車加工方法、及び、その方法に用いられる歯車固定装置に適用した場合について、具体的に説明している。
【実施例】
【００２１】
図１及び図２に示すように、歯切り盤（図示省略）の上部には、回転テーブル１１が、鉛直軸となるワーク回転軸Ｃ周りに回転可能に支持されている。回転テーブル１１の上部は、円筒状をなしており、この円筒状上部の上面となる取付面１１ａには、リング状をなすワーク（被加工物、歯車素材）Ｗが、リング状をなす上下一対の上治具２１及び下治具２２によって、着脱可能に固定されている。
【００２２】
つまり、上治具２１は、ワークＷの上部に配置される一方、下治具２２は、ワークＷの下部に配置されている。そして、ワークＷを、上治具２１及び下治具２２を介して、回転テーブル１１の取付面１１ａに固定することにより、ワークＷ、上治具２１、及び、下治具２２は、同軸状に配置され、それらの中心軸は、回転テーブル１１の回転中心となるワーク回転軸Ｃと一致することになる。
【００２３】
従って、ワークＷを、上治具２１及び下治具２２を介して、回転テーブル１１の取付面１１ａに固定した後、回転テーブル１１をワーク回転軸Ｃ周りに回転させることにより、ワークＷ、上治具２１、及び、下治具２２を、一体化させた状態で、ワーク回転軸Ｃを回転中心として、回転させることができる。
【００２４】
また、歯切り盤には、主軸１２が、移動可能で、且つ、ワーク回転軸Ｃに対して傾斜可能に支持されており、この主軸１２は、カッタ回転軸Ｂ周りに回転可能となっている。更に、主軸１２の先端には、歯切り用の切削工具として、外歯はすば歯車となるピニオンカッタ（歯車状工具）１３が着脱可能に装着されている。そして、ピニオンカッタ１３を主軸１２の先端に装着することにより、当該ピニオンカッタ１３の中心軸は、主軸１２の回転中心となるカッタ回転軸Ｂと一致することになる。
【００２５】
従って、ピニオンカッタ１３を主軸１２に装着した後、主軸１２をカッタ回転軸Ｂ周りに回転させることにより、ピニオンカッタ１３を、カッタ回転軸Ｂを回転中心として、回転させることができる。また、主軸１２をワークＷの径方向及びワークＷの軸方向に移動させることにより、ピニオンカッタ１３に対して、径方向への切り込み及び軸方向（ワーク回転軸方向）への送りを与えることができる。
【００２６】
そして、ピニオンカッタ１３に対して送りが与えられると、当該ピニオンカッタ１３は、ワークＷの軸方向に沿って往復移動する。このとき、ピニオンカッタ１３においては、下方に向けて移動するときに、ワークＷ及び下治具２２を共に歯切りする一方、上方に向けて移動するときに、ワークＷ及び下治具２２から径方向内側に向けて離間して、当該ワークＷ及び下治具２２を共に歯切りしないようになっている。
【００２７】
具体的には、ピニオンカッタ１３は、ワークＷの送り方向上流側端面となる上端面Ｗｂから、ワークＷの送り方向下流側端面となる下端面Ｗｃに亘って、内周面Ｗａを歯切りし、これに連続して、下治具２２の送り方向上流側端面となる嵌合部２２ｄに切り込んで、内周面２２ａを歯切りする。よって、ピニオンカッタ１３によって切削された歯形は、内周面Ｗａの軸方向全域、及び、内周面２２ａに形成されることになり、ワークＷ及び下治具２２は、例えば、内歯平歯車に加工される。
【００２８】
つまり、上治具２１及び下治具２２は、ワークＷを回転テーブル１１の取付面１１ａに固定するための歯車固定装置を構成している。そして、詳細は後述するが、そのうち、下治具２２は、歯切り時において、ワークＷの下端面Ｗｃにおけるバリの発生を抑制することを目的として、１個目（初回品）のワークＷの歯切り時においては、そのワークＷと共にピニオンカッタ１３によって歯切りされ、２個目以降（次回品以降）のワークＷの歯切り時においては、ピニオンカッタ１３に歯切りされることなく、当該ピニオンカッタ１３と噛み合い可能となっている。
【００２９】
なお、図２は、図１に示した歯車固定装置の縦断面図としているが、ワークＷ及び下治具２２への歯切りを理解し易くするため、図１に示したワークＷ及び下治具２２については、歯切り後の状態とする一方、図２に示したワークＷ及び下治具２２については、歯切り前の状態としている。
【００３０】
次に、歯車固定装置の構成について、図１乃至図３を用いて詳細に説明する。
【００３１】
図１及び図２に示すように、上治具２１は、内径がワークＷの内径よりも大径となると共に、外径がワークＷの外径よりも大径となっており、内周面２１ａ、上端面２１ｂ、下端面２１ｃ、突出部２１ｄ、及び、ボルト孔２１ｅを有している。
【００３２】
内周面２１ａは、ワークＷの内周面Ｗａよりも径方向外側に配置されている。そして、内周面２１ａの送り方向上流側には、上治具２１の送り方向上流側端面となる、環状をなす上端面２１ｂが形成されている。一方、内周面２１ａの送り方向下流側には、上治具２１の送り方向下流側端面となる、環状をなす下端面２１ｃが形成されている。この下端面２１ｃは、ワークＷの上端面Ｗｂの中でも、その外周部分のみと軸方向において対向している。これにより、上治具２１は、ピニオンカッタ１３がワークＷ及び下治具２２を歯切りしても、そのピニオンカッタ１３によって歯切りされることはない。
【００３３】
また、図２及び図３に示すように、下端面２１ｃには、複数の突出部２１ｄが形成されている。これらの突出部２１ｄは、下端面２１ｃから送り方向下流側に向けて突出しており、ワーク回転軸Ｃを中心として放射状に形成されている。即ち、突出部２１ｄは、径方向に延在すると共に、周方向において等間隔で配置されている。これにより、上治具２１を構成する部位の中でも、突出部２１ｄのみが、ワークＷの上端面Ｗｂと線接触することになり、当該突出部２１ｄは、ワークＷの上端面Ｗｂを送り方向上流側から下流側に向けて押圧可能となっている。
【００３４】
更に、上治具２１には、複数のボルト孔２１ｅが軸方向に貫通して形成されている。これらのボルト孔２１ｅは、突出部２１ｄの径方向外側で、且つ、周方向において等間隔で配置されており、ボルト孔２１ｅの数量は、突出部２１ｄの数量と同じ数量となっている。即ち、ボルト孔２１ｅは、突出部２１ｄと周方向において同じ位置に配置されており、当該突出部２１ｄの径方向外側端部に隣接するように開口している。そして、ボルト孔２１ｅには、後述する連結用ボルト２３が挿入可能となっている。
【００３５】
これに対して、図１及び図２に示すように、下治具２２は、内径がワークＷの内径と同じ内径となる共に、外径がワークＷの外径よりも大径となっており、内周面２２ａ、上端面２２ｂ、下端面２２ｃ、及び、嵌合部２２ｄを有している。
【００３６】
内周面２２ａは、ワークＷの内周面Ｗａと径方向において同じ位置に配置されている。そして、内周面２２ａの送り方向上流側には、下治具２２の送り方向上流側端面となる、環状をなす上端面２２ｂが形成されている。一方、内周面２２ａの送り方向下流側には、下治具２２の送り方向下流側端面となる、環状をなす下端面２２ｃが形成されている。
【００３７】
また、下治具２２における径方向内側で、且つ、下治具２２における送り方向上流側には、環状をなす嵌合部２２ｄが形成されている。この嵌合部２２ｄには、ワークＷの送り方向下流側端部が嵌合可能となっている。
【００３８】
つまり、嵌合部２２ｄは、内周面２２ａと上端面２２ｂとに亘って開口しており、ワークＷの下端面Ｗｃ及び外周面Ｗｄと面接触可能となっている。このように、嵌合部２２ｄを、内周面２２ａと上端面２２ｂとに亘って切り欠くような、切り欠き状とすることにより、嵌合部２２ｄに嵌合されたワークＷは、径方向へのずれが規制されることになる。即ち、嵌合部２２ｄは、ワークＷを径方向において位置決め可能となっている。
【００３９】
更に、ワークＷを下治具２２の嵌合部２２ｄに嵌合させることにより、ワークＷの内周面Ｗａと下治具２２の内周面２２ａとを、径方向において一致させることができる。よって、ワークＷと下治具２２とを共に歯切りすることができるので、ワークＷに形成された歯形と、下治具２２に形成された歯形とは、一致する。
【００４０】
以上より、ワークＷと下治具２２とを連続して歯切りすると、ワークＷの下端面Ｗｃから抜け出たピニオンカッタ１３の刃部は、必ず、下治具２２の嵌合部２２ｄに切れ込むことになる。よって、ワークＷの下端面Ｗｃと下治具２２の嵌合部２２ｄとは、隙間無く密着しているため、ワークＷの下端面Ｗｃには、バリが、当該下端面Ｗｃから送り方向下流側に向けて発生し難くなる。
【００４１】
つまり、ワークＷの下端面Ｗｃにおけるバリの発生を抑制するためには、その下端面Ｗｃから抜け出たピニオンカッタ１３の刃部が、下治具２２の嵌合部２２ｄに切り込めば良い。このため、本実施形態においては、ワークＷの内径と下治具２２の内径とを同じ内径としているが、下治具２２の内径を、ワークＷの内径以下の内径とすれば良い。
【００４２】
一方、下端面２２ｃは、取付面１１ａの全域に面接触している。なお、取付面１１ａは、上治具２１の内径及び外径と同じ内径及び外径を有している。これにより、回転テーブル１１は、ピニオンカッタ１３がワークＷ及び下治具２２を歯切りしても、そのピニオンカッタ１３によって歯切りされることはない。
【００４３】
また、上治具２１と下治具２２とは、複数の連結用ボルト２３によって連結されている。これらの連結用ボルト２３は、ワークＷの外周面Ｗｄよりも径方向外側で、且つ、周方向において等間隔で配置されており、上治具２１のボルト孔２１ｅを軸方向に貫通して、下治具２２内まで軸方向からねじ込まれている。なお、連結用ボルト２３を、下治具２２を介して、回転テーブル１１内までねじ込むようにしても構わない。
【００４４】
このように、複数の連結用ボルト２３を、上治具２１のボルト孔２１ｅに貫通させて、下治具２２内に締結させることにより、上治具２１が下治具２２に向けて引き寄せられる。これにより、突出部２１ｄと嵌合部２２ｄとの間に、ワークＷを挟み込んで固定することができる。
【００４５】
このとき、連結用ボルト２３の締結力は、突出部２１ｄがワークＷを嵌合部２２ｄに向けて押圧する押圧力として作用することになる。更に、連結用ボルト２３は、突出部２１ｄに隣接したボルト孔２１ｅに貫入されているため、当該連結用ボルト２３の頭部は、上端面Ｗｂにおける突出部２１ｄと軸方向において対向する位置に係止する。これにより、連結用ボルト２３による締結力を、突出部２１ｄによる押圧力に効率的に変換させることができるので、ワークＷを大きな押圧力によって押圧することができる。この結果、ワークＷを強固に固定することができる。
【００４６】
この点について、複数の突出部２１ｄを有する上治具２１と、突出部２１ｄを有していない従来の上治具とを比較しながら説明する。但し、下端面２１ｃの形状及び面積と、従来の上治具における下端面の形状及び面積とが同じであることを前提とする。
【００４７】
ここで、上治具２１及び従来の上治具を、複数の連結用ボルト２３を用いて連結するのに当たって、それぞれに使用する連結用ボルト２３の数量及び貫通位置を、同じ数量及び同じ位置とする。即ち、上治具２１と従来の上治具とに、同じ大きさの締結力を作用させる。これにより、上治具２１は、複数の突出部２１ｄのみで押圧するのに対して、従来の上治具は、下端面全域で押圧することになるため、複数の突出部２１ｄによる押圧力は、上記下端面全域による押圧力よりも大きくなる。つまり、上治具２１においては、下端面２１ｃの全域によって押圧するよりも、複数の突出部２１ｄによって押圧する方が、単位面積当たりの押圧力が増加することになる。
【００４８】
更に、下治具２２は、複数の固定用ボルト２４によって、回転テーブル１１の取付面１１ａに固定されている。これらの固定用ボルト２４は、ワークＷの外周面Ｗｄよりも径方向外側で、且つ、周方向において等間隔で配置されており、下治具２２を軸方向に貫通して、回転テーブル１１内まで軸方向からねじ込まれている。なお、連結用ボルト２３と固定用ボルト２４とは、周方向において交互に配置されている。
【００４９】
このように、複数の固定用ボルト２４を、下治具２２に貫通させて、回転テーブル１１内に締結させることにより、下治具２２を取付面１１ａに固定させることができるので、当該下治具２２を回転テーブル１１と共に回転させることができる。つまり、下治具２２の固定状態は、固定用ボルト２４の締結を解除しない限り、その状態のまま維持されることになり、その回転位相においても、ずれが生じることはない。
【００５０】
従って、ワークＷを回転テーブル１１の取付面１１ａに固定する場合には、先ず、ワークＷを上治具２１の突出部２１ｄと下治具２２の嵌合部２２ｄとの間に挟持する。次いで、上治具２１と下治具２２とを複数の連結用ボルト２３によって連結させて、上治具２１、ワークＷ、及び、下治具２２を、隙間無く同軸状に重ね合わせる。そして、下治具２２を固定用ボルト２４によって取付面１１ａに固定する。
【００５１】
或いは、先ず、下治具２２を固定用ボルト２４によって取付面１１ａに固定する。次いで、ワークＷを下治具２２の嵌合部２２ｄに嵌合させた後、上治具２１の突出部２１ｄを、ワークＷの上端面Ｗｂに密着させることにより、ワークＷを上治具２１の突出部２１ｄと下治具２２の嵌合部２２ｄとの間に挟持する。そして、上治具２１と下治具２２とを複数の連結用ボルト２３によって連結させて、上治具２１、ワークＷ、及び、下治具２２を、隙間無く同軸状に重ね合わせる。
【００５２】
よって、上述した２つの固定方法のうち、どちらを採用しても、上治具２１、ワークＷ、及び、下治具２２を同軸状に重ね合わせて、回転テーブル１１の取付面１１ａに対して、そのワークＷを軸方向から押圧固定することができる。
【００５３】
次に、スカイビング加工を利用した歯車加工方法について、図４Ａ乃至図４Ｄ、図５を用いて詳細に説明する。
【００５４】
先ず、図４Ａに示すように、１個目のワークＷを、治具２１，２２及びボルト２３，２４を用いて、回転テーブル１１の取付面１１ａに固定する。
【００５５】
次いで、ワーク回転軸Ｃに対してカッタ回転軸Ｂが傾斜するように、主軸１２を傾動させる。つまり、ピニオンカッタ１３のねじれ角に応じて、カッタ回転軸Ｂとワーク回転軸Ｃとの間の軸交差角度が所定の角度になるように、主軸１２を傾動させる。これにより、ピニオンカッタ１３の刃すじ方向がワークＷの歯すじ方向と一致する。
【００５６】
そして、ワークＷを、治具２１，２２と共に、ワーク回転軸Ｃ周りに回転させると共に、ピニオンカッタ１３をカッタ回転軸Ｂ周りに回転させる。つまり、ワークＷとピニオンカッタ１３とを、内周面Ｗａの周速度、内周面２１ａの周速度、及び、内周面２２ａの周速度と、ピニオンカッタ１３の外周面（刃部）の周速度とが、等しくなるように、同期回転させる。
【００５７】
次いで、ピニオンカッタ１３に対して、径方向への切り込みを与えた後、軸方向への送りを与える。即ち、ワークＷ及び下治具２２とピニオンカッタ１３とを、同期回転させて噛み合わせると共に、ピニオンカッタ１３を径方向に段階的に切り込ませながら、当該ピニオンカッタ１３を各切り込み位置において軸方向上側から下側に向けて移動させる。
【００５８】
これにより、図４Ｂに示すように、ピニオンカッタ１３の刃部が、ワークＷの内周面Ｗａ及び下治具２２の内周面２２ａを歯切りすることになり、当該内周面Ｗａ及び内周面２２ａには、同一の歯形が形成される。
【００５９】
このとき、ワークＷは、上治具２１と下治具２２との間において、連結用ボルト２３による締付力や、嵌合部２２ｄへの嵌合によって、位置決め精度良く強固に固定されているため、ワークＷの下端面Ｗｃと下治具２２の嵌合部２２ｄとは、隙間無く密着している。よって、ワークＷ及び下治具２２を共にピニオンカッタ１３によって歯切りすると、下端面Ｗｃにおけるバリの発生が抑制される一方、下端面２２ｃにバリが発生する。
【００６０】
また、ピニオンカッタ１３の歯切り動作においては、各送り時における切り込み位置（切り込み量）が変化しないため、ピニオンカッタ１３とワークＷとの間における径方向の位置関係が一定となっている。これにより、ワークＷ及び下治具２２に形成された歯形の寸法は、ワークＷの上端面Ｗｂから下治具２２の下端面２２ｃに亘って、一定となっている。
【００６１】
そして、１個目のワークＷに対する歯切りが終了すると、連結用ボルト２３の締結のみを解除して、上治具２１を取り外した後、その１個目のワークＷを、２個目のワークＷと交換する。即ち、固定用ボルト２４の締結を解除することなく、下治具２２を固定したままの状態で、連結用ボルト２３の締結を解除して、上治具２１を取り外した後、ワークＷを、加工済み品から未加工品へと交換する。これにより、主軸１２の回転位相と回転テーブル１１の回転位相とが、それらの間における同期を保っているため、ワークＷの交換を行っても、ピニオンカッタ１３の回転位相と下治具２２の回転位相とは、互いに適切に噛み合うような回転位相関係が保たれており、それらの間の回転位相関係に変化は生じていない。
【００６２】
次いで、図４Ｃに示すように、２個目のワークＷを、治具２１，２２及びボルト２３，２４を用いて、回転テーブル１１の取付面１１ａに固定する。その後、図４Ｄに示すように、上述した、１個目のワークＷを歯切りした際の歯切り動作と同じ歯切り動作を行う。これにより、ワークＷのみがピニオンカッタ１３によって歯切りされる。
【００６３】
つまり、図４Ｃに示すように、２個目のワークＷを歯切りする場合には、１個目のワークＷを歯切りする場合と違って、下治具２２が既に歯切りされており、更に、当該下治具２２の回転位相とピニオンカッタ１３の回転位相とが一致しているため、ワークＷ及び下治具２２のうち、ワークＷのみが歯切りされる。このとき、ピニオンカッタ１３は、１個目のワークＷと共に歯切りされたときの固定状態が維持された下治具２２と噛み合うだけであって、当該下治具２２を歯切りすることはない。これにより、下端面Ｗｃにおけるバリの発生が抑制されると共に、下端面２２ｃにはバリが発生しない。
【００６４】
そして、３個目以降のワークＷを歯切りする場合においても、２個目のワークＷを歯切りする場合と同様にして、ワークＷの交換とワークＷへの歯切りとが交互に行われる。即ち、図４Ｃ及び図４Ｄに示すように、３個目以降のワークＷを歯切りする場合においても、ワークＷを固定するための治具としては、上下一対の上治具２１及び下治具２２のみを使用することになり、上治具２１は、ワークＷの交換ごとに、着脱されるものの、下治具２２は、１個目のワークＷと共に歯切りされた後でも、そのままの固定状態（回転位相）を維持しつつ、使用され続ける。
【００６５】
ここで、上述したように、複数のワークＷを１つのピニオンカッタ１３によって順次歯切りし続けると、当該ピニオンカッタ１３の刃部が摩耗して、その切れ味が低下してしまう。このような場合には、その摩耗したピニオンカッタ１３を、摩耗していない新たなピニオンカッタ１３と交換する必要がある。
【００６６】
しかしながら、ピニオンカッタ１３を交換してしまうと、この交換した新たなピニオンカッタ１３の回転位相と、歯切りされた下治具２２の回転位相とが、ずれてしまう。このような状態で、ワークＷのみを歯切りしようとすると、歯切りを必要としていない下治具２２までも歯切りされてしまい、場合によっては、ワークＷの下端面Ｗｃに、大きなバリが発生してしまうおそれがある。従って、ピニオンカッタ１３を交換する場合には、これに伴って、下治具２２についても交換する必要があり、生産性の低下を招いてしまう。
【００６７】
そこで、上記問題を解決するため、ピニオンカッタ１３を交換した場合には、その交換した新たなピニオンカッタ１３による歯切りに先立って、ピニオンカッタ１３と下治具２２との間における回転位相合わせを行うようにしている。即ち、交換したピニオンカッタ１３と、既に歯切りされた下治具２２とが、互いに適切に噛み合うような回転位相関係となるように、それらの間における回転位相合わせを行う。
【００６８】
具体的には、図５に示すように、先ず、複数個目のワークＷを、治具２１，２２及びボルト２３，２４を用いて、回転テーブル１１の取付面１１ａに固定すると共に、ピニオンカッタ１３を新しいものと交換する。
【００６９】
次いで、ピニオンカッタ１３をカッタ回転軸Ｂ周りに回転させながら、その回転位相をセンサ１４によって検出する。このセンサ１４は、ピニオンカッタ１３の刃部または刃溝におけるカッタ回転軸Ｂ周りの周方向位置を検出し、この検出結果に基づいて、ピニオンカッタ１３の回転位相を求めることが可能となっている。これに対して、下治具２２は、１個目のワークＷを歯切りするときから固定されるものであるから、当該下治具２２の回転位相は、１個目に歯切りされたワークＷの回転位相と一致したままとなっている。
【００７０】
そして、ピニオンカッタ１３の回転位相が、下治具２２の回転位相と一致するように、ピニオンカッタ１３をカッタ回転軸Ｂ周りに回転させる。つまり、ピニオンカッタ１３の刃部及び刃溝と、下治具２２の歯溝及び歯部とが、適切に噛み合うことができるように、ピニオンカッタ１３の回転位相を調整する。
【００７１】
次いで、ワークＷ及び下治具２２とピニオンカッタ１３とを、同期回転させて噛み合わせると共に、ピニオンカッタ１３を径方向に段階的に切り込ませながら、当該ピニオンカッタ１３を各切り込み位置において軸方向上側から下側に向けて移動させる。これにより、ピニオンカッタ１３は、ワークＷのみを歯切りする一方、下治具２２を歯切りすることなく、これと噛み合うことになる。
【００７２】
つまり、ピニオンカッタ１３を交換した場合においても、下治具２２が既に歯切りされており、更に、当該下治具２２の回転位相とピニオンカッタ１３の回転位相とを予め一致させているため、ワークＷ及び下治具２２のうち、ワークＷのみが歯切りされる。このとき、ピニオンカッタ１３は、既に歯切りされた下治具２２と噛み合うだけであって、当該下治具２２を歯切りすることはない。これにより、下端面Ｗｃにおけるバリの発生が抑制されると共に、下端面２２ｃにはバリが発生しない。
【００７３】
なお、上述した実施形態においては、本発明に係る歯車加工方法及び歯車固定装置を、スカイビング加工を利用した内歯車歯切り方法及び内歯車固定装置に適用した場合について説明しているが、歯車形削り盤を用いて内歯車を加工する内歯車歯切り方法及び内歯車固定装置や、ホブ盤を用いて外歯車を加工する外歯車歯切り方法及び外歯車固定装置に適用することができる。また、被加工物が内歯車及び外歯車のいずれかになる場合であっても、それらの歯車が、平歯車やはすば歯車であっても構わない。更に、被加工物が内歯車となる場合には、切削工具として、歯車状工具に替えて、樽形ねじ状工具を使用しても構わない。
【００７４】
従って、複数のワークＷを歯切りする際に、上下一対の上治具２１及び下治具２２を交換することなく使用し続けることができる。また、ワークＷを上治具２１及び下治具２２によって固定しても、これらがピニオンカッタ１３の歯切り動作に影響を与えることがなく、ピニオンカッタ１３における歯切り動作の複雑化を招くおそれがない。よって、製造コストの増大を抑えつつ、ワークＷの下端面Ｗｃにおけるバリの発生を、容易に抑制することができる。
【００７５】
また、ピニオンカッタ１３を交換した場合であっても、その交換したピニオンカッタ１３と、歯切りされた下治具２２とが、互いに噛み合い可能な回転位相関係となるように、ピニオンカッタ１３の回転位相を、下治具２２の回転位相と一致させることにより、下治具２２の交換を不要とすることができる。
【００７６】
一方、上治具２１の下端面２１ｃに、突出部２１ｄを形成することにより、ワークＷを大きな押圧力で押圧することができるので、ワークＷを強固に固定することができる。また、下治具２２に形成した嵌合部２２ｄに、ワークＷを嵌合させることにより、ワークＷを径方向において高精度に位置決めすることができる。これにより、ワークＷの加工精度の低下を防止することができる。更に、上治具２１と下治具２２とを連結させるための連結用ボルト２３が挿入されるボルト孔２１ｅを、突出部２１ｄに隣接して開口させることにより、連結用ボルト２３による締結力を、突出部２１ｄによる押圧力に効率的に変換することができる。
【符号の説明】
【００７７】
１１      回転テーブル
１１ａ    取付面
１２      主軸
１３      ピニオンカッタ
１４      センサ
２１      上治具
２１ａ    内周面
２１ｂ    上端面
２１ｃ    下端面
２１ｄ    突出部
２１ｅ    ボルト孔
２２      下治具
２２ａ    内周面
２２ｂ    上端面
２２ｃ    下端面
２２ｄ    嵌合部
２３      連結用ボルト
２４      固定用ボルト
Ｗ      ワーク
Ｗａ    内周面
Ｗｂ    上端面
Ｗｃ    下端面
Ｗｄ    外周面
Ｂ      カッタ回転軸
Ｃ      ワーク回転軸
【図１】
2018086688.tif 000003
【図２】
2018086688.tif 000004
【図３】
2018086688.tif 000005
【図４Ａ】
2018086688.tif 000006
【図４Ｂ】
2018086688.tif 000007
【図４Ｃ】
2018086688.tif 000008
【図４Ｄ】
2018086688.tif 000009
【図５】
2018086688.tif 000010