(57)【要約】【課題】歯車素材に充分な回転トルクを与えることができ、高精度な歯車素材を得ることができる歯切り加工装置を提供する。【解決手段】棒状の歯車素材１０Ａの一端に嵌合する第１センタ２０、他端に嵌合する第２センタ３０がそれぞれ設けられ、第２センタ３０とともに回転させる回転台座４０Ａが設けられている。歯車素材１０Ａの軸方向の中間部には、鍔部１４Ａが設けられ、この鍔部１４Ａに、回転台座４０Ａに設けられたナイフエッジ５０が食い込むようになっている。鍔部１４Ａを設けることにより、回転半径ｒ１を長くでき、座屈長さＬ１を短くできる。【選択図】図１
2008036791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状の歯車素材の両端面に形成されたセンタ穴と嵌合し、前記歯車素材を軸方向に変位可能に支持する第１センタおよび第２センタと、
前記第１センタおよび前記第２センタの少なくとも一方とともに回転し、前記歯車素材を軸方向に支持する回転台座と、を備える歯切り加工装置であって、
前記歯車素材の軸方向の中間部に鍔部を設けて、この鍔部を前記回転台座に支持させるように構成したことを特徴とする歯切り加工装置。
【請求項２】
棒状の歯車素材の両端面に形成されたセンタ穴と嵌合し、前記歯車素材を軸方向に変位可能に支持する第１センタおよび第２センタと、
前記第１センタおよび第２センタの少なくとも一方とともに回転し、前記歯車素材を軸方向に支持する回転台座と、を備える歯切り加工装置であって、
前記歯車素材の端部に径方向に均等幅のリング部を設けて、このリング部を前記回転台座に支持させるように構成したことを特徴とする歯切り加工装置。
【請求項３】
棒状の歯車素材の両端面に形成されたセンタ穴と嵌合し、前記歯車素材を軸方向に変位可能に支持する一対のセンタと、
前記センタの少なくとも一方とともに回転し、前記歯車素材を軸方向に支持する回転台座と、を備える歯切り加工装置であって、
前記回転台座は、前記センタを軸方向に変位可能に支持する付勢部材を備え、前記センタに対して前記回転台座の回転方向に向けて常時与圧が与えられた状態で、前記付勢部材の一端が前記センタに支持され、他端が前記回転台座に支持されるように構成したことを特徴とする歯切り加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホブによって歯車を製造する際に用いられる歯切り加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、棒状の歯車素材を回転駆動させながらホブを用いて歯を形成する歯切り加工装置が種々提案されている。例えば、歯車素材の両端面にセンタと軸体がそれぞれ嵌合するセンタ穴を設け、軸体をセンタ穴の内壁に食い込ませて、歯車素材をセンタとともに回転させる技術が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、前記した特許文献１に記載の技術では、軸体の回転中心と、軸体と歯車素材（センタ穴）との支持点と、の距離（半径）が短いため、回転トルクの伝達効率が悪く、センタおよび軸体を歯車素材に押付ける押付荷重を大きく設定する必要があった。このため、歯車素材に過大な押付荷重が作用することとなって、歯車素材が曲がってしまう（座屈する）という問題があった。
【０００４】
そこで、図８ないし図１０に示すように、回転トルクの伝達効率を向上させるようにした歯切り加工装置１００，２００が提案されるに至った。図８および図１０に示す歯切り加工装置１００，２００は、それぞれ自動車のステアリングのラックアンドピニオン機構のピニオンギアとして用いられる棒状（シャフト状）の歯車素材を歯切り加工する装置である。歯切り加工装置１００に用いられる歯車素材１０１は、トーションバー（図示せず）を圧入するための凹部１０３が設けられたタイプのものであり、歯切り加工装置２００に用いられる歯車素材２０１は、トーションバーを圧入するための凹部が設けられていないタイプのものである。なお、図９（ａ）は図８に示す歯車素材の回転台座側の端面を示す平面図、（ｂ）は回転台座の歯車素材側の端面を示す平面図である。
【０００５】
歯切り加工装置１００は、歯車素材１０１の一端（上端）に形成されたセンタ穴１０２に嵌合するセンタ１１０と、他端（下端）の凹部１０３内に形成されたセンタ穴１０４に嵌合するセンタ１２０と、センタ１２０とともに回転して歯車素材１０１を支持する回転台座１３０と、を備えている。回転台座１３０には、センタ１２０を歯車素材１０１の方向に付勢するためのねじりコイルばね１３１が設けられ、回転台座１３０の端面には、歯車素材１０１の端面に食い込んで歯車素材１０１に回転トルクを伝達するフェースドライバのためのナイフエッジ１３２が設けられている。
【０００６】
歯切り加工装置２００は、歯車素材２０１の一端に形成されたセンタ穴２０２に嵌合するセンタ２１０と、他端に形成されたセンタ穴２０４に嵌合するセンタ２２０と、センタ２２０とともに回転して歯車素材２０１を支持する回転台座２３０と、を備えている。また、回転台座２３０には、センタ２２０を歯車素材２０１の方向に付勢するためのねじりコイルばね２３１が設けられ、回転台座２３０の端面には、歯車素材２０１の端面に食い込んで歯車素材２０１に回転トルクを伝達するためのナイフエッジ２３２が設けられている。
【０００７】
このような歯切り加工装置１００，２００では、センタ１２０，２２０の周囲に歯車素材１０１，２０１との連結部を設けたことで、歯車素材１０１，２０１の回転中心から連結部までの距離（回転半径）ｒ１００，ｒ２００を従来よりも長くでき、歯車素材１０１，２０１への回転トルクの伝達効率を向上できるようになる。なお、ｒ１００，ｒ２００は、実際の半径の大きさを示すものではなく、単なる符号を示すものである。
【特許文献１】特開平１０−１９３２２１号公報（段落００１３、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、図８および図１０に示す従来の歯切り加工装置１００，２００では、回転トルクの伝達効率は向上できるが、歯車素材１０１，２０１が棒状（長尺状）のものであるため、センタ１１０，２１０（１２０，２２０）をセンタ穴１０２（２０２）に押付ける押付荷重Ｆ１００（Ｆ２００）を大きく設定する必要がある。このように押付荷重Ｆ１００，Ｆ２００を大きく設定すると、回転トルクの向上は図れるものの、歯車素材１０１，２０１に与えられる残留歪量が大きくなる。その結果、加工直後の歯車精度が良好でも、熱処理後の残留歪解放により歯車素材１０１，２０１の軸が曲がり、このため完成品の精度が悪化するという問題があった。また、大きな押付荷重により、歯車素材が座屈変形したり、センタ穴１０２，１０４が塑性変形を起こし、両センタ基準で行う歯車の精度検査の際、歯車素材１０１，２０１の軸がずれて測定精度が悪化するという問題もあった。
【０００９】
また、図８に示す歯切り加工装置１００では、図９（ｂ）に示すように、３枚のナイフエッジ１３２が周方向に等間隔に設けられおり、また図９（ａ）に示すように、ナイフエッジ１３２を食い込ませる歯車素材１０１の端面１０５の形状が、歯車素材１０１を固定するための治具の関係で場所によって径方向の幅が不均一になっている。このため、幅ｔ１の位置において食い込むナイフエッジ１３２と、幅ｔ２，ｔ３の位置において食い込むナイフエッジ１３２とでは、ナイフエッジ１３２による食い込み深さが異なり、つまり食い込み深さは幅に反比例するため、幅ｔ２，ｔ３の位置でのナイフエッジ１３２の食い込み深さが幅ｔ１の位置でのナイフエッジ１３２よりも深くなり、その結果、矢印Ｓ方向に歯車素材１０１が傾いてしまい、歯車素材１０１の加工精度が悪化するという問題があった。
【００１０】
また、従来の歯切り加工装置１００，２００では、センタ１２０，２２０が、回転台座１３０，２３０に対して移動可能に支持されている関係で、センタ１２０，２２０と回転台座１３０，２３０の凹部との間に隙間が存在し、ねじりコイルばね１３１，２３１で支えられているだけであるため、センタ１２０，２２０にガタツキが発生して、歯車素材１０１，２０１の加工精度が悪化するという問題もある。
【００１１】
本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、歯車素材に充分な回転トルクを与えることができ、高精度な歯車素材を得ることができる歯切り加工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】
本発明は、棒状の歯車素材の両端面に形成されたセンタ穴と嵌合し、前記歯車素材を軸方向に変位可能に支持する第１センタおよび第２センタと、前記第１センタおよび前記第２センタの少なくとも一方とともに回転し、前記歯車素材を軸方向に支持する回転台座と、を備える歯切り加工装置であって、前記歯車素材の軸方向の中間部に鍔部を設けて、この鍔部を前記回転台座に支持させるように構成したことを特徴とする。
【００１３】
これによれば、鍔部を設けたことにより、歯車素材の回転中心部から、歯車素材と回転台座との支持点までの距離を長くすることができるので、歯車素材への回転トルクの伝達効率を向上させることができる。さらに、鍔部を軸方向の中間部に設けたことにより、歯車素材の支持長さを短くすることができるので、歯車素材の座屈を防止することが可能になる。さらに、歯車素材の支持点を、第１センタ、第２センタおよび中間部の鍔部の３点支持にすることができ、従来のような一対のセンタの２点支持（両端支持）と比較して、歯車素材を安定して支持することが可能になる。
【００１４】
また本発明は、棒状の歯車素材の両端面に形成されたセンタ穴と嵌合し、前記歯車素材を軸方向に変位可能に支持する第１センタおよび第２センタと、前記第１センタおよび第２センタの少なくとも一方とともに回転し、前記歯車素材を軸方向に支持する回転台座と、を備える歯切り加工装置であって、前記歯車素材の端部に径方向に均等幅のリング部を設けて、このリング部を前記回転台座に支持させるように構成したことを特徴とする。
【００１５】
これによれば、均等幅のリング部を設けることで、回転台座に対する歯車素材の押圧荷重が均等になり、歯切り時の歯車素材の傾きを抑制することができる。その結果、センタ穴の塑性変形や歯車素材の座屈を防止することが可能になる。
【００１６】
また本発明は、棒状の歯車素材の両端面に形成されたセンタ穴と嵌合し、前記歯車素材を軸方向に変位可能に支持する一対のセンタと、前記センタの少なくとも一方とともに回転し、前記歯車素材を軸方向に支持する回転台座と、を備える歯切り加工装置であって、前記回転台座は、前記センタを軸方向に変位可能に支持する付勢部材を備え、前記センタに対して前記回転台座の回転方向に向けて常時与圧が与えられた状態で、前記付勢部材の一端が前記センタに支持され、他端が前記回転台座に支持されるように構成したことを特徴とする。
【００１７】
これによれば、センタと回転台座との間においてガタツキが生じなくなるので、センタの回転軸と歯車素材の回転軸のずれがなくなり、加工精度を向上できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、歯車素材に充分な回転トルクを与えることができ、しかも高精度な歯車素材を得ることができる歯切り加工装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態に係る歯切り加工装置について説明する。なお、各実施形態において用いられる歯切り加工装置１Ａ〜１Ｃは、自動車のステアリングのラックアンドピニオン機構のピニオンギアの素材として用いられるものであり、歯切り加工装置１Ａ，１Ｃにおける歯車素材１０Ａ，１０Ｃは、トーションバー（図示せず）を圧入するための凹部１２Ａ，１２Ｃが設けられたタイプのものであり、歯切り加工装置１Ｂに用いられる歯車素材１０Ｂは、トーションバーを圧入するための凹部が設けられていないタイプのものである。
【００２０】
（第１実施形態）
図１は第１実施形態の歯切り加工装置を示す一部切欠断面図である。
この歯切り加工装置１Ａにおいて使用される歯車素材１０Ａは、棒状、つまり直線状の回転軸１０ｍを有するように略円柱状に細長く形成され、軸方向の略中央部寄りに歯Ｇ１が形成される外径部１０ａ１を有している。なお、この外径部１０ａ１の歯Ｇ１は、後記する回転機構によって歯車素材１０Ａを回転させながら、図示しないホブ（カッター）を用いて切削することによって形成される。なお、第２実施形態の歯Ｇ２についても同様である。
【００２１】
また、歯車素材１０Ａには、外径部１０ａ１の上下に、それぞれベアリングを嵌めこむための外径部１０ｂ１，１０ｃ１が形成されているとともに、外径部１０ａ１と外径部１０ｃ１との間にストリングによるカシメが可能な溝部１０ｄ１が形成されている。
【００２２】
また、歯車素材１０Ａには、軸方向の一端（上端面）１０ｆ１に、歯切り加工装置１Ａの第１センタ２０が嵌合するセンタ穴１１Ａが形成されている。このセンタ穴１１Ａは、略円錐形状（規格化されたもの）であり、歯車素材１０Ａ（センタ穴１１Ａ）の回転軸１０ｍと、第１センタ２０の中心軸２０ｍとが一致するように形成されている。
【００２３】
また、歯車素材１０Ａには、軸方向の他端（下端）に位置する外径部１０ｅ１の端面１０ｇ１に、中空形状にくり貫かれた凹部１２Ａが形成され、この凹部１２Ａの底部（図示天井部）に、歯切り加工装置１Ａの第２センタ３０が嵌合するセンタ穴１３Ａが形成されている。このセンタ穴１３Ａは、略円錐形状（規格化されたもの）であり、歯車素材１０Ａ（センタ穴１３Ａ）の回転軸１０ｍと、第２センタ３０の中心軸３０ｍとが一致するように設定されている。
【００２４】
また、歯車素材１０Ａには、軸方向の中間部に、外径部１０ｃ１と外径部１０ｅ１とを区切るように、外周面の全体に周方向に沿って鍔部１４Ａが水平方向に突出して形成されている。なお、この鍔部１４Ａの径方向への突出幅は、いずれの位置においても均等に形成されている。また、鍔部１４Ａの厚みは、適宜変更することができる。
【００２５】
前記した歯車素材１０Ａを歯切りする歯切り加工装置１Ａは、第１センタ２０、第２センタ３０および回転台座４０Ａを備えて構成されている。
【００２６】
前記第１センタ２０は、先端（下端）が円錐状に形成され、その先端が歯車素材１０Ａの一端側(上端側)に向けて配置され、図示しない駆動機構によって軸方向に駆動して、センタ穴１１Ａに嵌合するようになっている。
【００２７】
前記第２センタ３０は、先端（上端）が円錐状に形成され、その先端を歯車素材１０Ａの他端側（下端側）に向けて配置され、センタ穴１３Ａに嵌合するとともに、後記する回転台座４０Ａとともに中心軸３０ｍを中心として回転駆動するようになっている。
【００２８】
前記回転台座４０Ａは、第２センタ３０が収容される凹状の収容空間４１を有している。この収容空間４１は、上下に大径および小径２つの円柱状にくり貫かれた収容部４１ａ，４１ｂが形成されている。上側の収容部４１ａの径は、歯車素材１０Ａの外径部１０ｅ１が若干のクリアランスをもって挿入可能な径で形成されている。また、収容部４１ａの深さは、歯車素材１０Ａが回転台座４０Ａに支持されたときに、外径部１０ｅ１の端面１０ｇ１が、収容部４１ａの底部４１ａ１に当らない深さで形成されている。また、下側の収容部４１ｂの径は、第２センタ３０が若干のクリアランスをもって上下方向に動作可能な径で形成されている。また、収容部４１ｂ内には、第２センタ３０の下部にねじりコイルばね４２が収容され、ねじりコイルばね４２の一端（下端）４２ａが収容部４１ｂの底部４１ｂ１に支持され、他端（上端）４２ｂが第２センタ３０の下面に支持されて、回転台座４０Ａが回転駆動したときに、第２センタ３０が回転台座４０Ａと一緒に回転するようになっている。なお、回転台座４０Ａは、図示しない駆動機構によって中心軸３０ｍを中心として回転するように構成されている。
【００２９】
また、回転台座４０Ａには、収容部４１ａの開口部の周囲の上端面４０ａに、歯車素材１０Ａに回転台座４０Ａからの回転トルクを伝達するための複数のナイフエッジ５０が固定されている。このナイフエッジ５０は、フェースドライバといい、例えば、図５に示すように、楔状に形成され、かつ、周方向に３箇所に等間隔で配置されている。なお、ナイフエッジ５０の設定個数については、３個に限定されるものではなく、４個以上であってもよい。
【００３０】
次に、歯車素材１０Ａを歯切り加工装置１Ａで歯切り加工する手順について説明する。まず、歯車素材１０Ａのセンタ穴１１Ａに第１センタ２０を嵌合させて、第１センタ２０の中心軸２０ｍとセンタ穴１１Ａの回転軸１０ｍとを一致させる。そして、第１センタ２０を歯車素材１０Ａとともに回転台座４０Ａ側へ移動させ、第２センタ３０をセンタ穴１３Ａに嵌合させて、第２センタ３０の中心軸３０ｍとセンタ穴１３Ａの回転軸１０ｍとを一致させる。それと同時に、歯車素材１０Ａの外径部１０ｅ１が回転台座４０Ａの収容部４１ａに若干のクリアランスをもって挿入される。歯車素材１０Ａがさらに挿入されると、鍔部１４Ａの下面１４ａが、回転台座４０Ａの上端面４０ａに設けられた複数のナイフエッジ５０に接触する。そして、第１センタ２０からの押付荷重Ｆ１により、各ナイフエッジ５０が鍔部１４Ａの下面１４ａにそれぞれ食い込んで歯車素材１０Ａと回転台座４０Ａとが連結される。また、このとき、第２センタ３０がセンタ穴１３Ａに嵌合しながら、ねじりコイルばね４２の付勢力を受けながら沈み込む。なお、ねじりコイルばね４２は、歯車素材１０Ａが押付荷重Ｆ１を受けてナイフエッジ５０が鍔部１４Ａに食い込んだときに、歯車素材１０Ａが、第１センタ２０と第２センタ３０の双方から荷重を受けた状態で保持されるように設定されている。つまり、ねじりコイルばね４２は、ナイフエッジ５０が鍔部１４Ａに食い込んだときに、ばねが完全につぶれない程度のばね性を備えたものが使用されている。なお、歯車素材１０Ａを加工装置に設置する手順については、上記したものに限定されず、先に歯車素材１０Ａのセンタ穴１３Ａに第２センタ３０を嵌合させるようにしてもよい。
【００３１】
これにより、歯車素材１０Ａが、回転台座４０Ａに相対回転不能に連結され、回転台座４０Ａを回転させることにより、歯車素材１０Ａが一緒に回転する。そして、歯車素材１０Ａを回転させるとともに、ホブ（カッター）を回転させながら押し当てて外径部１０ａ１を歯切り加工する。ホブによる歯切りが完了したら、第１センタ２０を図示しない駆動機構によって上方へ後退移動させ歯車素材１０Ａを歯切り加工して得られたピニオンギアを回転台座４０Ａから取り外す。
【００３２】
このように、第１実施形態の歯切り加工装置１Ａによれば、歯車素材１０Ａの軸方向の中間部に鍔部１４Ａを設け、この鍔部１４Ａを回転台座４０Ａに相対回転不能に連結させて歯車素材１０Ａに回転トルクを与えることにより、従来よりも、回転軸１０ｍから、歯車素材１０Ａと回転台座４０Ａとの連結点までの距離、つまり、歯車素材１０Ａの回転駆動時の回転半径ｒ１が大きくなるので、回転台座４０Ａから歯車素材１０Ａへの回転トルクの伝達効率を向上させることが可能になる。これにより、歯車素材１０Ａに与える押付荷重Ｆ１を小さくすることができるので、歯車素材１０Ａの座屈やセンタ穴１１Ａ，１３Ａの塑性変形を防止することが可能になる。
【００３３】
さらに、この点について詳述すると、図１のものは、押付荷重をＦ１（Ｎ）、回転台座４０Ａが歯車素材１０Ａを回転させるトルクをＴ（Ｎｍ）、ナイフエッジ５０が歯車素材１０Ａの端面１０ｇ１に食い込む際の食い込み部と回転台座４０Ａとの距離（回転半径）をｒ１（ｍ）、ナイフエッジ５０と歯車素材１０Ａとの端面間の摩擦係数をμとした場合、Ｔ＝μ・Ｆ１・ｒ１という関係式が成り立つ。この関係式より、歯切りに必要なトルクＴが一定であるとすると、摩擦係数μも一定であるので、回転半径ｒ１が長くなることによって押付荷重Ｆ１を小さくできる。
【００３４】
したがって、鍔部１４Ａを設けたことにより、図１に示す第１実施形態での回転半径ｒ１は、図８に示す回転半径ｒ１００より長くできるので、第１実施形態での押付荷重Ｆ１は、図８に示す押付荷重Ｆ１００よりも小さくできるようになる。よって、前記したように、歯車素材１０Ａの座屈やセンタ穴１１Ａ，１３Ａの塑性変形を防止することができる。
【００３５】
また、前記したように押付荷重Ｆ１を従来（押付荷重Ｆ１００）よりも小さくできるので、加工機側のナイフエッジ５０やセンタ穴１１Ａの摩耗や疲労による耐久性を向上できる。また、図８に示す従来例では、歯車素材１０１の端面１０５がナイフエッジ１３２との連結部であったため、端面１０５の平坦度の精度を高める必要性があったが、第１実施形態では、歯車素材１０Ａの端面１０ｇ１が、ナイフエッジ５０との連結部である必要性がなくなったので、端面１０ｇ１の平坦度の精度を向上させる必要がなくなる。その結果、端面１０ｇ１の加工であれば、第２センタ３０との干渉があるため平坦加工しずらくなるが、鍔部１４Ａであれば平坦加工し易くなる。
【００３６】
また、歯車素材１０Ａが許容できる座屈荷重（許容座屈荷重）をＰｃｒ（Ｎ）とした場合、Ｐｃｒ＝（π２ＥＩ）／４Ｌ２という関係式が成り立つ。なお、Ｅは弾性係数（Ｎ／ｍｍ２）、Ｉは断面二次モーメント（ｍｍ４）、Ｌは押付け長さ（ｍ）である。この関係式より、許容座屈荷重Ｐｃｒは、弾性係数Ｅおよび断面二次モーメントＩは一定であるので、押付け長さＬが短くなることによって許容座屈荷重Ｐｃｒを大きくできる。
【００３７】
したがって、鍔部１４Ａを設けたことにより、図１に示す第１実施形態での押付け長さＬ１は、図８に示す押付け長さＬ１００より短くできるので、第１実施形態での許容座屈荷重は、図８に示す許容座屈荷重よりも大きくできる。よって、歯車素材１０Ａの座屈を防止する方向に機能させることが可能になり、また、歯切り時の軸振れを抑えることが可能になる。
【００３８】
また、第１実施形態では、従来型の歯車素材１０１の軸方向両端のセンタ穴１０２，１０４の位置での２点に、鍔部１４Ａの位置での点を加えた３点で支持することができるので、従来のような２点支持（両端支持）と比較して、歯車素材１０Ａが歯切り時にホブから受ける切削振動に対する振動幅を小さくすることができる。これにより、歯車素材１０Ａと加工機側との両中心軸２０ｍ，３０ｍの軸ずれや傾きを抑制することができ、歯切りによる歯車の加工精度を向上できるようになる。
【００３９】
図２は第１実施形態の歯切り加工装置の変形例を示す一部切欠断面図である。この歯切り加工装置１Ｂは、トーションバーを圧入するための凹部が設けられていないタイプの歯車素材１０Ｂを歯切り加工するものであり、図１０に示す歯車素材２０１に鍔部１４Ｂを設け、それに合わせて加工機側の第２センタ３０Ｂおよび回転台座４０Ｂを変更したものであり、基本的な構成は第１実施形態と同様である。なお、歯車素材１０Ｂにおける外径部１０ａ２，１０ｂ２，１０ｃ２，１０ｄ２，１０ｅ２、および端面１０ｆ２，１０ｇ２は、図１に示す第１実施形態の外径部１０ａ１，１０ｂ１，１０ｃ１，１０ｄ１，１０ｅ１、および端面１０ｆ１，１０ｇ１にそれぞれ対応する部分であり、第１実施形態での歯車素材１０Ａと形状が若干異なるだけであるのでその説明を省略する。
【００４０】
前記鍔部１４Ｂは、歯車素材１０Ｂの軸方向の中間部に、外径部１０ｃ２と外径部１０ｅ２とを区切るように、外周面に沿って円盤状に突出して形成されている。
【００４１】
前記回転台座４０Ｂは、歯車素材１０Ｂとナイフエッジ５０との連結部が軸方向の中間部に位置するとともにセンタ穴１３Ｂが端面１０ｇ２に形成されているので、収容部４１ｃの内径が図１０に示す従来のものよりも大きく、さらに収容部４１ｃの軸方向の長さが従来よりも長くなるように形成されている。
【００４２】
なお、第２センタ３０Ｂは、収容部４１ｃの径の拡大に伴って、形状が大きく形成され、若干のクリアランスをもって軸方向に移動可能となっている。また、ねじりコイルばね４２Ｂも、第２センタ３０Ｂの形状拡大に基づいて径が大きく形成されている。
【００４３】
なお、この歯切り加工装置１Ｂの場合も、前記した歯切り加工装置１Ａと同様にして、歯車素材１０Ｂのセンタ穴１１Ｂ，１３Ｂに第１センタ２０、第２センタ３０を、回転軸１０ｍと中心軸２０ｍ，３０ｍとが軸方向に一致するように嵌合させ、歯車素材１０Ｂの外径部１０ｅ２が回転台座４０Ｂの収容部４１ｃに若干のクリアランスをもって挿入される。歯車素材１０Ｂがさらに挿入されると、鍔部１４Ｂの下面１４ｂが、回転台座４０Ｂの上端面４０ｂに設けられた複数のナイフエッジ５０に接触する。そして、第１センタ２０からの押付荷重Ｆ２により、各ナイフエッジ５０が鍔部１４Ｂの下面１４ｂにそれぞれ食い込む。なお、ホブによる歯切りは、前記と同様である。また、第２実施形態でのねじりコイルばね４２も、歯車素材１０Ｃが押付荷重Ｆ３を受けてナイフエッジ５０がリング部１５の端面１５ａに食い込んだときに、歯車素材１０Ｃが、第１センタ２０と第２センタ３０の双方から荷重を受けた状態で保持されるように設定されている。
【００４４】
また、この第１実施形態の変形例の場合も、鍔部１４Ｂを設けたことにより、関係式Ｔ＝μ・Ｆ２・ｒ２によって、図２に示す回転半径ｒ２は、図１０に示す従来における回転半径ｒ２００と比較して、長くできるので、押付荷重Ｆ２は、従来での押付荷重Ｆ２００よりも小さくできるようになる。よって、前記したように、歯車素材１０Ａの座屈やセンタ穴１１Ａ，１３Ａの塑性変形を防止することが可能になる。
【００４５】
また、鍔部１４Ｂを設けたことにより、関係式Ｐｃｒ＝（π２ＥＩ）／４Ｌ２によって、図２に示す実施形態での押付け長さＬ２は、図１０に示す押付け長さＬ２００と比較して、短くできるので、第１実施形態の変形例での許容座屈荷重は、図１０に示す許容座屈荷重よりも大きくできる。よって、歯車素材１０Ｂの座屈を防止する方向に機能させることができ、また、歯切り時の軸振れを抑えることが可能になる。
【００４６】
また、鍔部１４Ｂを設けたことにより、第２センタ３０Ｂの径（寸法ｄ２）を、図１０に示す従来のセンタ２２０の径（寸法ｄ２００）よりも太くすることができるので、歯切り時の第２センタ３０Ｂの撓みや座屈を抑制することもできる。
【００４７】
（第２実施形態）
ところで、図８に示す従来の歯切り加工装置１００では、歯車素材１０１の第２センタ３０側（下側）の端面１０５が、歯車素材１０１を固定するための治具の関係で、図９（ａ）に示すように、径方向に幅ｔ１，ｔ２，ｔ３が不均一（ｔ１＞ｔ２＝ｔ３）となっている。このため、幅ｔ１の位置において食い込むナイフエッジ１３２と、幅ｔ２，ｔ３の位置において食い込むナイフエッジ１３２とでは、ナイフエッジ１３２による食い込み深さに差が生じ、幅ｔ２，ｔ３の位置でのナイフエッジ１３２の食い込み深さが幅ｔ１の位置でのナイフエッジ１３２よりも深くなり、矢印Ｓ方向に歯車素材１０１が傾いてしまうという問題があった。その結果、歯車素材１０１の加工精度が悪化する。
【００４８】
この問題を解決するための実施形態として、図３および図４に示す第２実施形態を参照しながら説明する。図３は第２実施形態の歯切り加工装置を示す一部切欠断面図、図４は第２実施形態の歯切り加工装置に使用される歯車素材の回転台座側の端面を示す平面図である。なお、ここで用いられる歯車素材１０Ｃは、図１に示す歯車素材１０Ａの鍔部１４Ａを設けずに、リング部１５を新たに追加した以外は、歯車素材１０Ａと同様であるので、同一の符号を付してその説明を省略する。また、回転台座４０Ｃは、一段にくり貫かれた収容部４１ｄを備え、第２センタ３０が収容部４１ｄ内に若干のクリアランスをもって軸方向に移動可能に収容されている。
【００４９】
図４に示すように、第２実施形態でのリング部１５は、所定の高さで、径方向に均等幅ｔ４の端面１５ａを備えたものであり、この端面１５ａにナイフエッジ５０が食い込むことで、歯車素材１０Ｃと回転台座４０Ｃとが連結されて、歯車素材１０Ｃに回転トルクが伝達されるように構成されている。
【００５０】
このように均等な幅ｔ４のリング部１５を設けたことにより、図８に示す従来と同様に、３箇所においてナイフエッジ５０を歯車素材１０Ｃに食い込ませると、各ナイフエッジ５０が歯車素材１０Ｃの端面１５ａに食い込む食い込み深さを均等にできるので、歯車素材１０Ｃ加工時の傾きを抑えることができ、歯車素材１０Ｃの加工精度を向上できるようになる。
【００５１】
また、第２実施形態において、第２センタ３０は、回転台座４０Ｃに対して移動可能に支持されている関係で、第２センタ３０と回転台座４０Ｃの収容空間４１との間に隙間ｅ３が存在し、ねじりコイルばね４２で支えられているだけであるため、ガタツキが発生して、歯車素材１０Ｃの歯車精度が悪化するという問題がある。そこで、以下において、ガタツキの問題を解決するための手段（一方向の回転のみを許容する構成）を、第２実施形態に適用した場合について、図５ないし図７を参照しながら説明する。図５は第２センタと回転台座との支持機構を示す分解斜視図、図６は図５のＡ−Ａ断面図、図７は図６のＢ−Ｂ断面図である。
【００５２】
図５に示すように、第２センタ３０は、歯車素材１０Ｃの下端に形成されたセンタ穴１３Ａに嵌合する円錐部３１と、この円錐部３１の下方に延びる円柱部３２とが一体に形成されて構成されている。第２センタ３０の円柱部３２の外周面には、球体６０の一部が納まる程度の凹状の球面穴３２ａが、周方向に３等分する位置（１２０度間隔の位置）に３箇所に形成され、さらに軸方向に２列分、計６箇所に形成されている。なお、球面穴３２ａの曲率は、図７に示すように、球体６０の曲率よりも若干大きく形成されている。また、図５に示す第２センタ３０が、請求項３に記載の一方のセンタに相当する。
【００５３】
一方、回転台座４０Ｃの収容空間４１の側壁面には、球体６０がスライドできる程度の凹面状の溝４１ｓが、前記球面穴３２ａと対応する位置に、軸方向に沿って延びて形成されている。また、溝４１ｓの曲率は、図７に示すように、球体６０の曲率よりも若干大きく形成されている。
【００５４】
また、円柱部３２の下面には、ねじりコイルばね４２の一端４２ａが挿入される支持穴３２ｂが形成され、他端４２ｂが挿入される支持穴４１ｔが形成されて、第２センタ３０が、回転台座４０Ｃに対して回転しないように支持されている。
【００５５】
このように構成された機構では、歯車素材１０Ｃを加工機側に設置する際には、歯車素材１０Ｃのセンタ穴１３Ａが第２センタ３０の先端を押圧し、ねじりコイルばね４２の付勢力を受けながら下方に移動していく。移動中、各球体６０は、第２センタ３０の球面穴３２ａと、回転台座４０Ｃの溝４１ｓの双方に接し（図６参照）、かつ、転がりながら進むため、第２センタ３０は、滑らかに上下動できる。
【００５６】
ただし、第２センタ３０が、回転台座４０Ｃに対して容易に相対回転できてしまうと、回転台座４０Ｃの溝４１ｓと、球体６０と、第２センタ３０の球面穴３２ａと、のスライド機構上、径方向にガタツキが生じてしまう。そこで、本実施形態では、第２センタ３０に、図７において矢印Ｗで示す回転方向（図では半時計回り方向）に常時与圧を与えるようにした。すなわち、ねじりコイルばね４２の軸方向に相反する方向に突出する一端４２ａおよび他端４２ｂを、支持穴３２ｂおよび支持穴４１ｔに挿入して固定することにより、第２センタ３０は、ねじりコイルばね４２から回転反力（半時計回り方向）を受け、球面穴３２ａと球体６０と溝４１ｓとの間での径方向のガタツキを抑えることが可能になる。例えば、第２センタ３０および回転台座４０Ｃは、常に、図７に示す状態を保持しながら上下する。この場合も、球体６０は、溝４１ｓに沿って転がることができるので、第２センタ３０の軸方向の滑らかな動きを損なうことがない。
【００５７】
また、ねじりコイルばね４２は、軸方向に縮めば縮むほど径方向に広がる性質を持ち、回転反力が増加していく。この性質を利用すれば、第２センタ３０が回転台座４０Ｃの内部（下部）に挿入されていくにしたがって、与圧の与えられている方向（図７の矢印Ｗ方向、反時計回り方向）にさらに力がかかり、一層ガタツキの発生の抑止力を増す。つまり、歯車素材１０Ｃを第２センタ３０の先端に設置し、歯車素材１０Ｃの端面１５ａがナイフエッジ５０に連結されるまでの一連の動作において、ガタツキ発生の機会が与えられることはない。
【００５８】
なお、一方向の回転のみを許容する構成を第２実施形態に適用する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、第１実施形態（図１）およびその変形例（図２）に適用してもよい。
【００５９】
また、回転台座４０Ａ〜４０Ｃは、第２センタ３０，３０Ｂとともに回転する実施形態を例に挙げて説明したが、第１センタ２０とともに回転するものであってもよく、第１センタ２０と第２センタ３０，３０Ｂの双方と回転するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】第１実施形態の歯切り加工装置を示す一部切欠断面図である。
【図２】第１実施形態の歯切り加工装置の変形例を示す一部切欠断面図である。
【図３】第２実施形態の歯切り加工装置を示す一部切欠断面図である。
【図４】第２実施形態の歯切り加工装置に使用される歯車素材の回転台座側の端面を示す平面図である。
【図５】第２センタと回転台座との支持機構を示す分解斜視図である。
【図６】図５のＡ−Ａ断面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ断面図である。
【図８】従来の歯切り加工装置を示す一部切欠断面図である。
【図９】図９（ａ）は歯車素材の回転台座側の端面を示す平面図、（ｂ）は回転台座の歯車素材側の端面を示す平面図である。
【図１０】従来の別の歯切り加工装置を示す一部切欠断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１      歯切り加工装置
１０Ａ〜１０Ｃ  歯車素材
１１Ａ，１１Ｂ  センタ穴
１３Ａ，１３Ｂ  センタ穴
１４Ａ，１４Ｂ  鍔部
１５    リング部
２０    第１センタ
３０，３０Ｂ  第２センタ
４０Ａ，４０Ｃ  回転台座
４２    ねじりコイルばね（付勢部材）
【図１】
2008036791.tif 000003
【図２】
2008036791.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008036791.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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