(57)【要約】【課題】設備台数を増加させることなく、やまば歯車を製造すること。【解決手段】部品２０Ｌ，２０Ｒを、軸心が同一軸線上となるように軸心方向に対向させた状態で、芯出し治具１４により部品２０Ｌ，２０Ｒの両端のうち他方の部品に対向する一端側を支持すると共に、クランプ治具１２Ｌ，１２Ｒにより部品２０Ｌ，２０Ｒの他端側をクランプして、部品２０Ｌ，２０Ｒの歯切り又は歯面仕上げを行う。歯切り又は歯面仕上げ後に、芯出し治具１４による部品２０Ｌ，２０Ｒの一端側の支持を解除して芯出し治具１４を移動させると共に、クランプ治具１２Ｌ，１２Ｒを各ワークの軸心方向に相対移動させて、部品２０Ｌ，２０Ｒの一端側同士を接触させる。この状態でクランプ治具１２Ｌ，１２Ｒを相対回転させて、部品２０Ｌ，２０Ｒの一端側同士を摩擦溶接し、かつ、部品２０Ｌ，２０Ｒの位相合わせを行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじれ方向が逆向きである２個のはすば歯車を組み合わせたやまば歯車の製造方法であって、
一対のワークの軸心が同一軸線上となるように前記一対のワークを軸心方向に対向させた状態で、芯出し治具により各ワークの両端のうち他方のワークに対向する一端側を支持すると共に、一対のクランプ治具により各ワークの他端側をクランプして、前記一対のワークの歯切り又は歯面仕上げを行い、
歯切り又は歯面仕上げ後に、前記芯出し治具による各ワークの一端側の支持を解除して前記芯出し治具を移動させると共に、前記一対のクランプ治具を各ワークの軸心方向に相対移動させて、各ワークの一端側同士を接触させ、
前記一対のクランプ治具を相対回転させて、各ワークの一端側同士を摩擦溶接し、かつ、前記一対のワークの位相合わせを行い、
前記やまば歯車を製造する、
やまば歯車の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、やまば歯車の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ねじれ方向が逆向きである２個のはすば歯車を組み合わせたやまば歯車が知られている。特許文献１には、２個のはすば歯車のそれぞれに位置決め穴を設け、それぞれの位置決め穴をピンにより締結することにより、やまば歯車を製造することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−０９０４８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に開示されたやまば歯車の製造方法では、はすば歯車に位置決め穴を加工するための設備や、２個のはすば歯車のそれぞれの位置決め穴をピンにより締結するための設備が必要となり、設備台数が増加してしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記を鑑みなされたものであって、設備台数を増加させることなく、やまば歯車を製造することが可能なやまば歯車の製造方法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】
【０００６】
本発明の一態様に係るやまば歯車の製造方法は、
ねじれ方向が逆向きである２個のはすば歯車を組み合わせたやまば歯車の製造方法であって、
一対のワークの軸心が同一軸線上となるように前記一対のワークを軸心方向に対向させた状態で、芯出し治具により各ワークの両端のうち他方のワークに対向する一端側を支持すると共に、一対のクランプ治具により各ワークの他端側をクランプして、前記一対のワークの歯切り又は歯面仕上げを行い、
歯切り又は歯面仕上げ後に、前記芯出し治具による各ワークの一端側の支持を解除して前記芯出し治具を移動させると共に、前記一対のクランプ治具を各ワークの軸心方向に相対移動させて、各ワークの一端側同士を接触させ、
前記一対のクランプ治具を相対回転させて、各ワークの一端側同士を摩擦溶接し、かつ、前記一対のワークの位相合わせを行い、
前記やまば歯車を製造する。
【発明の効果】
【０００７】
上述した本発明の態様によれば、設備台数を増加させることなく、やまば歯車を製造することが可能なやまば歯車の製造方法を提供することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】やまば歯車の構成例を示す図である。
【図２】本実施の形態に係るやまば歯車の製造方法における左右の部品を歯切り加工（又は歯面仕上げ加工）する工程例を示す図である。
【図３】本実施の形態に係るやまば歯車の製造方法における左右の部品を摩擦溶接する工程例を示す図である。
【図４】本実施の形態に係るやまば歯車の製造方法における左右の部品を位相合わせする工程例を示す図である。
【図５】本実施の形態に係るやまば歯車の製造方法における浸炭焼き入れ後の左右の部品の状態例を示す図である。
【図６】本実施の形態に係るやまば歯車の製造方法における左右の部品間のスペーサを切断する工程例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
まず、本実施の形態に係るやまば歯車の製造方法に用いられる歯車製造装置の構成について説明する。本実施の形態に係る歯車製造装置は、ねじれ方向が逆向きである２個のはすば歯車ＧＬ，ＧＲを組み合わせたやまば歯車Ｇ（図１）の製造方法に用いられる装置であり、図２に示されるように、一対の支持治具１１Ｌ，１１Ｒ、一対のクランプ治具１２Ｌ，１２Ｒ、ホブ盤１３、及び、芯出し治具１４を備えている。図２に示される一対の左右の部品（ワーク）２０Ｌ，２０Ｒは、図１に示されるはすば歯車ＧＬ，ＧＲにそれぞれ加工される部品である。
【００１０】
支持治具１１Ｌは、部品２０Ｌを、軸心方向（図２における左右方向。以下、同じ）に他方の部品２０Ｒと対向するように支持するための治具である。また、支持治具１１Ｒは、部品２０Ｒを、軸心方向に他方の部品２０Ｌと対向するように支持するための治具である。また、支持治具１１Ｌ，１１Ｒは、軸心方向に沿って移動可能である。
【００１１】
クランプ治具１２Ｌは、部品２０Ｌを、部品２０Ｌの両端のうち他方の部品２０Ｒと対向する一端とは反対側の他端側にてクランプするための治具である。また、クランプ治具１２Ｒは、部品２０Ｒを、部品２０Ｒの両端のうち他方の部品２０Ｌと対向する一端とは反対側の他端側にてクランプするための治具である。詳細には、クランプ治具１２Ｌは、センター１２２により部品２０Ｌの軸心を支持し、テーパ機構１２１により部品２０Ｌを挟み込んだ状態で部品２０Ｌをクランプする。また、クランプ治具１２Ｌは、軸心方向に沿って中央とは反対側に油圧を作用させてテーパ機構１２１を位置固定することで、クランプ状態を保持する。クランプ治具１２Ｒも同様である。また、クランプ治具１２Ｌ，１２Ｒは、軸心方向に沿って移動可能である。
【００１２】
ホブ盤１３は、２個の部品２０Ｌ，２０Ｒの双方の歯切り加工及び歯面仕上げ加工を行う。ホブ盤１３は、軸心方向に沿って移動可能で、かつ、軸心方向とは略直交する方向（図２における紙面に略直交する方向。）を軸として傾動可能であり、部品２０Ｌ，２０Ｒの一方の歯切り加工及び歯面仕上げ加工を行うと、軸心方向に沿って他方に移動し、傾ける向きを逆向きにして、他方の歯切り加工及び歯面仕上げ加工を行う。なお、ホブ盤１３は、やまば歯車Ｇの製品態様に合わせて、砥石歯研盤１３’又はシェービング盤１３”に置き換えられる。
【００１３】
芯出し治具１４は、軸心方向の略中央付近に配置され、部品２０Ｌ，２０Ｒの軸心が同一軸線上になるように、部品２０Ｌ，２０Ｒの芯出しを行うための治具である。詳細には、部品２０Ｌ，２０Ｒの一端側の軸心部分に形成された凹部を、芯出し治具１４の軸心方向両端の先端部にそれぞれ嵌合させることで、部品２０Ｌ，２０Ｒの芯出しが行われる。また、芯出し治具１４は、起倒動作が可能であり、図２では起立した状態になっている。
【００１４】
以下、本実施の形態に係るやまば歯車Ｇの製造方法について、次の３つの製品態様に分けて説明する。
・歯面精度３級の仕上げホブ品
・歯面精度１級の歯研品
・歯面精度３級のシェービング品
【００１５】
（１）歯面精度３級の仕上げホブ品
最初に、やまば歯車Ｇを、歯面精度３級の仕上げホブ品として製造する場合の製造方法について説明する。仕上げホブ品とは、ホブ盤で歯切り加工及び歯面仕上げ加工を行う態様の製品である。
【００１６】
工程（Ａ）：
まず、粗材をブランク加工する。このとき、粗材は、別々の２個の部品２０Ｌ，２０Ｒに加工される。
【００１７】
工程（Ｂ）：
続いて、部品２０Ｌ，２０Ｒを、軸心方向に互いに対向するように、支持治具１１Ｌ，１１Ｒにそれぞれ取り付ける。このとき、芯出し治具１４は、起立した状態にあり、芯出し治具１４と部品２０Ｌ，２０Ｒとは軸心方向に離れた位置にある。
【００１８】
工程（Ｃ）：
続いて、図２に示されるように、部品２０Ｌ，２０Ｒが取り付けられた支持治具１１Ｌ，１１Ｒ及びクランプ治具１２Ｌ，１２Ｒを軸心方向に沿って中央側に相対移動させる。そして、部品２０Ｌ，２０Ｒの他方の部品２０に対向する一端側の軸心部分に形成された凹部を、芯出し治具１４の軸心方向両端の先端部にそれぞれ嵌合させることで、部品２０Ｌ，２０Ｒの芯出しを行う。これにより、部品２０Ｌ，２０Ｒは、軸心が同一軸線上になるように、軸心方向に互いに対向した状態で、一端側が芯出し治具１４により支持される。
【００１９】
工程（Ｄ）：
続いて、クランプ治具１２Ｌ，１２Ｒのテーパ機構１２１により、部品２０Ｌ，２０Ｒの他端側をそれぞれ挟み込んだ状態でクランプし、軸心方向に沿って中央とは反対側に油圧を作用させてテーパ機構１２１を位置固定することで、クランプ状態を保持する。このクランプ状態は、加工の最終段階まで保持される。
【００２０】
工程（Ｅ）：
続いて、ホブ盤１３により、部品２０Ｌ，２０Ｒの歯切り加工及び歯面仕上げ加工を行う。このとき、まず、ホブ盤１３により、部品２０Ｌ，２０Ｒの一方の歯切り加工及び歯面仕上げ加工を行い、続いて、ホブ盤１３を軸心方向に沿って他方に移動させ、傾ける向きを逆向きにした上で、ホブ盤１３により、他方の歯切り加工及び歯面仕上げ加工を行う。
【００２１】
工程（Ｆ）：
続いて、部品２０Ｌ，２０Ｒが取り付けられた支持治具１１Ｌ，１１Ｒ及びクランプ治具１２Ｌ，１２Ｒを軸心方向に沿って中央とは反対側に相対移動させて、芯出し治具１４による部品２０Ｌ，２０Ｒの一端側の支持を解除し、芯出し治具１４と部品２０Ｌ，２０Ｒとを分離させた後、芯出し治具１４を倒す。
【００２２】
工程（Ｇ）：
続いて、図３に示されるように、部品２０Ｌ，２０Ｒの一端側同士が接触するまで、部品２０Ｌ，２０Ｒが取り付けられた支持治具１１Ｌ，１１Ｒ及びクランプ治具１２Ｌ，１２Ｒを軸心方向に沿って中央側に相対移動させる。
【００２３】
工程（Ｈ）：
続いて、クランプ治具１２Ｌ，１２Ｒを軸心を中心に互いに逆方向に高速に相対回転させて、部品２０Ｌ，２０Ｒの一端側同士を摩擦溶接にて接合する。クランプ治具１２Ｌ，１２Ｒの回転は、例えば、軸心方向両側に設けたサーボモータ（不図示）を用いて、実現する。
【００２４】
工程（Ｉ）：
続いて、摩擦溶接の最終段階になると、部品２０Ｌ，２０Ｒが取り付けられた支持治具１１Ｌ，１１Ｒ及びクランプ治具１２Ｌ，１２Ｒを軸心方向に沿って中央側にさらに相対移動させて、部品２０Ｌ，２０Ｒ同士の接合部分２１を潰し、部品２０Ｌ，２０Ｒ間のスペースがほぼゼロになるようにする。
【００２５】
工程（Ｊ）：
続いて、部品２０Ｌ，２０Ｒの回転角度が、それぞれに予め設定した角度となるような位置で、クランプ治具１２Ｌ，１２Ｒの回転を停止させる。これにより、部品２０Ｌ，２０Ｒの高精度な位相合わせを実現する。例えば、図４に示されるように、部品２０Ｌの回転角度をαに設定し、部品２０Ｒの回転角度をβに設定する場合、左右の部品２０Ｌ，２０Ｒで（β―α）の位相差を実現できる。
【００２６】
工程（Ｋ）：
続いて、クランプ治具１２Ｌ，１２Ｒによる部品２０Ｌ，２０Ｒのクランプ状態を解除し、部品２０Ｌ，２０Ｒを支持治具１１Ｌ，１１Ｒから取り外す。
工程（Ｌ）：
その後、部品２０Ｌ，２０Ｒを浸炭焼き入れする。
【００２７】
以上のようにして、やまば歯車Ｇを、歯面精度３級の仕上げホブ品として製造することができる。
【００２８】
（２）歯面精度１級の歯研品
続いて、やまば歯車Ｇを、歯面精度１級の歯研品として製造する場合の製造方法について説明する。歯研品とは、最初に、ホブ盤で歯切り加工を行い、その後、歯研砥石盤で歯面仕上げ加工を行う態様の製品である。なお、歯面精度１級の歯研品を製造する場合、図２に示されるホブ盤１３を、砥石歯研盤１３’に置き換える。
【００２９】
工程（ａ）：
まず、粗材をブランク加工する。このとき、粗材は、部品２０Ｌと部品２０Ｒとの間にスペーサ２２を持つように一体の状態に加工される。
【００３０】
工程（ｂ）：
続いて、部品２０Ｌ，２０Ｒにホブ盤で歯切り加工を行い、その後、粗材を浸炭焼き入れする。浸炭焼き入れ後の状態を図５に示す。
【００３１】
工程（ｃ）：
続いて、図６に示されるように、粗材を、部品２０Ｌ，２０Ｒが支持治具１１Ｌ，１１Ｒにそれぞれ取り付けられるようにセットする。このとき、芯出し治具１４は、倒した状態にある。
【００３２】
工程（ｄ）：
続いて、部品２０Ｌ，２０Ｒの他端側の軸心部分に形成された凹部を、クランプ治具１２Ｌ，１２Ｒのセンター１２２にそれぞれ嵌合させることで、部品２０Ｌ，２０Ｒの芯出しを行う。これにより、部品２０Ｌ，２０Ｒは、軸心が同一軸線上になるように、他端側がセンター１２２によりそれぞれ支持される。続いて、テーパ機構１２１により、部品２０Ｌ，２０Ｒの他端側をそれぞれ挟み込んだ状態でクランプし、軸心方向に沿って中央とは反対側に油圧を作用させてテーパ機構１２１を位置固定することで、クランプ状態を保持する。このクランプ状態は、加工の最終段階まで保持される。
【００３３】
工程（ｅ）：
続いて、部品２０Ｌ，２０Ｒの間のスペーサ２２を切断し、除去する。
工程（ｆ）：
続いて、図２に示されるように、芯出し治具１４を起立させ、部品２０Ｌ，２０Ｒが取り付けられた支持治具１１Ｌ，１１Ｒ及びクランプ治具１２Ｌ，１２Ｒを軸心方向に沿って中央側に相対移動させる。そして、部品２０Ｌ，２０Ｒの一端側の軸心部分に形成された凹部を、芯出し治具１４の軸心方向両端の先端部にそれぞれ嵌合させることで、部品２０Ｌ，２０Ｒの芯出しを行う。これにより、部品２０Ｌ，２０Ｒは、軸心が同一軸線上になるように、軸心方向に互いに対向した状態で、一端側が芯出し治具１４により支持される。
【００３４】
工程（ｇ）：
続いて、砥石歯研盤１３’により、部品２０Ｌ，２０Ｒの歯面仕上げ加工を行う。このとき、まず、砥石歯研盤１３’により、部品２０Ｌ，２０Ｒの一方の歯面仕上げ加工を行い、続いて、砥石歯研盤１３’を軸心方向に沿って他方に移動させ、傾ける向きを逆向きにした上で、砥石歯研盤１３’により、他方の歯面仕上げ加工を行う。
【００３５】
工程（ｈ）〜（ｍ）：
以降の工程（ｈ）〜（ｍ）は、上述した歯面精度３級の仕上げホブ品の工程（Ｆ）〜（Ｋ）と同様であるため、説明を省略する。なお、工程（ｂ）で既に浸炭焼き入れを行っているため、工程（ｍ）の後、再度の浸炭焼き入れ工程は不要である。
【００３６】
以上のようにして、やまば歯車Ｇを、歯面精度１級の歯研品として製造することができる。
なお、工程（ｅ）を工程（ｇ）の後に行い、工程（ｆ）を省略しても良い。つまり、スペーサ２２を切断せず、また、芯出し治具１４を使用せずに、砥石歯研盤１３’で歯面仕上げ加工を行い、その後に、スペーサ２２を切断しても良い。
【００３７】
（３）歯面精度３級のシェービング品
続いて、やまば歯車Ｇを、歯面精度３級のシェービング品として製造する場合の製造方法について説明する。シェービング品とは、最初に、ホブ盤で歯切り加工を行い、その後、シェービングカッターで歯面仕上げ加工を行う態様の製品である。なお、歯面精度３級のシェービング品を製造する場合、図２に示されるホブ盤１３を、シェービング盤１３”に置き換える。
【００３８】
歯面精度３級のシェービング品の工程のうち、上述した歯面精度１級の歯研品の工程（ａ）〜（ｍ）と異なる点は、工程（ｇ）において、シェービング盤１３”により部品２０Ｌ，２０Ｒの歯面仕上げ加工を行う点のみである。その他の工程は、歯面精度１級の歯研品と同様であるため、説明を省略する。
【００３９】
以上のようにして、やまば歯車Ｇを、歯面精度３級のシェービング品として製造することができる。
【００４０】
上述したように本実施の形態によれば、部品２０Ｌ，２０Ｒを軸心が同一軸線上となるように軸心方向に対向させた状態で、芯出し治具１４により部品２０Ｌ，２０Ｒの一端側を支持すると共に、クランプ治具１２Ｌ，１２Ｒにより部品２０Ｌ，２０Ｒの他端側をクランプして、部品２０Ｌ，２０Ｒの歯切り又は歯面仕上げを行う。歯切り又は歯面仕上げ後は、芯出し治具１４による部品２０Ｌ，２０Ｒの一端側の支持を解除して、クランプ治具１２Ｌ，１２Ｒを軸心方向に相対移動させて、部品２０Ｌ，２０Ｒの一端側同士を接触させる。この状態でクランプ治具１２Ｌ，１２Ｒを相対回転させて、部品２０Ｌ，２０Ｒの一端側同士を摩擦溶接し、かつ、部品２０Ｌ，２０Ｒの位相合わせを行う。
【００４１】
従って、特許文献１のように、はすば歯車に位置決め穴を加工するための設備や、２個のはすば歯車のそれぞれの位置決め穴をピンにより締結するための設備は不要になるため、設備台数を増加させることなく、やまば歯車Ｇを製造することができる。また、部品２０Ｌ，２０Ｒの歯切り又は歯面仕上げから、接合・位相合わせまでの工程を、一連の流れの中で行うことができるため、これら工程に要する時間の短縮化を図ることができる。
【００４２】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００４３】
Ｇ  やまば歯車
ＧＬ，ＧＲ  はすば歯車
１１Ｌ，１１Ｒ  支持治具
１２Ｌ，１２Ｒ  クランプ治具
１２１  テーパ機構
１２２  センター
１３  ホブ盤
１４  芯出し治具
２０Ｌ，２０Ｒ  部品（ワーク）
２１  接合部分
２２  スペーサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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