(57)【要約】【課題】部品と歯車とが一体化された部品一体型歯車をワンチャックで製造できる部品一体型歯車の製造方法を提供する。【解決手段】本発明では、ラックカッター（５）を有するNC旋盤を用いて部品と歯車とが一体化された部品一体型歯車を製造する。初めに、パラメータ入力工程において、歯車のパラメータとしてモジュールと歯数を入力する。切削パラメータとして、ラックカッターの始点位置と終点位置、及び１つの歯を形成するためのラックカッターの往復移動回数（ｋ回）を入力する。切削工程中に、ラックカッターを１回往復移動させるごとにラックカッターをＹ軸方向に１／ｋモジュールピッチだけ移動させると共にＹ軸をＣ軸のまわりで１／ｋモジュールピッチに相当角度だけ回転させる。この動作をｋ回繰り返して１つの歯を形成する。続いて、上記切削を歯車の歯数だけ繰り返して１つの全周歯車が形成される。【選択図】  図５
2008272906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを保持するチャックと、チャックに保持されたワークをＣ軸のまわりで回転させるワーク回転駆動機構と、ラックカッターを、カッタ刃がＣ軸と平行になるように保持する刃物台と、刃物台を、Ｃ軸と平行な軸線であるＺ軸、Ｚ軸と直交しＣ軸とＺ軸とを結ぶ方向であるＸ軸、並びにＺ軸及びＸ軸と直交するＹ軸の各方向に移動させる刃物台駆動機構と、ワークを旋削するバイトをＣ軸と平行な軸線方向及び当該軸線とＣ軸とを結ぶ方向に移動させるバイト駆動機構と、前記ワーク回転駆動機構、刃物台駆動機構及びバイト駆動機構をプログラム制御するコンピュータとを具えるNC旋盤を用い、形成すべき歯車の形状を規定するパラメータを入力し、ラックカッターによる切削とバイトによる旋削により、単一のワークから部品と歯車とが一体化された部品一体型歯車を製造することを特徴とする部品一体型歯車の製造。
【請求項２】
請求項１に記載の部品一体型歯車の製造方法において、当該部品一体型歯車の製造方法は、前記ワーク回転駆動機構、刃物台駆動機構及びバイト駆動機構を制御するパラメータをコンピュータに入力するパラメータ入力工程と、ラックカッターを始点位置と終点位置との間で往復移動させてワークを切削する工程と、バイトによりワークを旋削する工程とを含み、
前記パラメータ入力工程は、形成すべき歯車のモジュール及び歯数を入力する工程と、切削条件を規定するパラメータを入力する工程と、旋削条件を規定するパラメータを入力する工程とを含み、
前記切削条件を規定するパラメータを入力する工程において、ラックカッターの切削工程における始点位置と終点位置を規定する座標パラメータと、歯車の１つの歯を形成するためのラックカッターの往復移動回数ｋと、ラックカッターの１回の往復移動当たりのラックカッターのＹ軸方向の移動量１／ｋモジュールと、ラックカッターの１回の往復移動当たりのワークの１／ｋモジュールに相当する回転角度とを入力し、
切削工程中に、ラックカッターを始点位置と終点位置との間で１回往復移動させるごとに、ラックカッターをＹ軸方向に１／ｋモジュールだけ移動させると共に、ワークをＣ軸のまわりに１／ｋモジュールに相当する角度だけ回転させ、ラックカッターの始点と終点との間の往復移動、ラックカッターのＹ軸方向の移動、及びワークのＣ軸周りの回転をｋ回繰り返して歯車の１個の歯を形成することを特徴とする部品一体型歯車の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の部品一体型歯車の製造方法において、歯車の１つの歯又は複数の歯を形成した後、刃物台をＹ軸方向にラックカッターの始点位置まで戻し、始点位置から再びラックカッターによる切削を開始することを特徴とする部品一体型歯車の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の部品一体型歯車の製造方法において、前記歯車のパラメータを入力する工程において、形成すべき歯車のモジュールｍ及び歯数ｎが入力され、
歯車の１つの歯を形成した後、刃物台をＹ軸方向にラックカッターの始点位置まで戻し、この一連の切削工程をｎ回繰り返して、歯数ｎの全周歯が形成された歯車を有する部品一体型歯車を製造することを特徴とする部品一体型歯車の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の部品一体型歯車の製造方法において、前記ラックカッターの終点位置を始点位置に対してＸ軸方向に変位させると共にラックカッターの始点と終点との間の移動中にワークを所定の角度にわたって連続的に回転させて、ヘリカルギャ付きの部品一体型歯車を形成することを特徴とする部品一体型歯車の製造方法。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１項に記載の部品一体型歯車の製造方法において、ラックカッターの切削処理により歯車を形成した後、所望の外径形状の部品を同一軸線上において軸線方向に隣接するように形成することを特徴とする部品一体型歯車の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、NC旋盤とラックカッターを用いて部品一体型歯車を製造する部品一体型歯車の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
顕微鏡や光学式検査装置においては、倍率の異なる複数の対物レンズを切換可能に装着した電動レボルバが用いられている。この電動レボルバでは、使用する対物レンズの切換及び位置決めを行うため、フランジと歯車とが一体化されたフランジ付きの歯車が用いられている。このフランジ付きの歯車は、フランジの直径と歯車の刃先円の直径とが同一となるように設定され、歯車の回転により対物レンズの切り換えが行われ、フランジに形成した溝又は切欠部により対物レンズの位置決めが行われている。このフランジ付きの歯車は、フランジと歯車とが同一の軸線上に一体的に形成されているため、従来のホブ切りによる切削加工では単一のワークから一体部品として製造することができなかった。このため、従来のフランジ付き歯車は、フランジと歯車とを別々に製造し、ネジ止め又は半田付けにより一体化されていた。しかし、歯車とフランジとを別々に製造して一体化したのでは、半田付け工程において結合誤差が生じ易く、製造精度に難点があった。また、時計のムーブメントに用いられる各種の部品やセクタギャ等のように、部品と歯車とが一体化された製品は多数存在する。これらの部品と歯車とが一体化された製品或いは部品の一部が部分歯車を構成する部品一体型歯車が単一の製造工程（ワンチャック）で製造されれば、一層精密な製品を製造することが可能になる。
【０００３】
部品と歯車とが一体化された部品を製造する方法として、ホブを用いた切削加工により製造する方法が既知である（例えば、特許文献１参照）。この歯車の製造方法では、断面がラック状の回転砥石を用い、ワークのＣ軸周りの回転と、ホブのＹ軸方向の移動により歯面の創成研削が行われている。
【特許文献１】特開平９−１６８９２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したセクタギヤの製造方法では、同一の軸線上にセクタギャと直接隣接する他の部品が存在しないため、ホブを用いて歯車を形成することが可能である。しかしながら、フランジ付き歯車のように、歯車とフランジとが同一軸線上に一体的に形成される製品又は歯先円の直径が異なる２個の歯車が同一軸線上に隣接して形成されている製品の場合、ホブにより歯車を研削しようとすると、ホブの歯先がフランジを構成する部分まで進入するため、ホブを用いて歯車を研削することは技術的に不可能であった。また、部品と歯車とが一体的に形成されている製品を複数の切削工程を介して製造する場合、一つの切削工程が終了した後、ワークをチャックから取り外し、別の加工装置に装着するため、芯ずれが生じる不具合があった。
【０００５】
本発明の目的は、NC旋盤を用いて、部品と歯車とが一体化された部品一体型歯車を単一の製造工程（ワンチャック）で製造することができる部品一体型歯車の製造方法を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による部品一体型歯車の製造方法は、ワークを保持するチャックと、チャックに保持されたワークをＣ軸のまわりで回転させるワーク回転駆動機構と、ラックカッターを、カッタ刃がＣ軸と平行になるように保持する刃物台と、刃物台を、Ｃ軸と平行な軸線であるＺ軸、Ｚ軸と直交しＣ軸とＺ軸とを結ぶ方向であるＸ軸、並びにＺ軸及びＸ軸と直交するＹ軸の各方向に移動させる刃物台駆動機構と、ワークを旋削するバイトをＣ軸と平行な軸線方向及び当該軸線とＣ軸とを結ぶ方向に移動させるバイト駆動機構と、前記ワーク回転駆動機構、刃物台駆動機構及びバイト駆動機構をプログラム制御するコンピュータとを具えるNC旋盤を用い、形成すべき歯車の形状を規定するパラメータを入力し、ラックカッターによる切削とバイトによる旋削により、単一のワークから部品と歯車とが一体化された部品一体型歯車を製造することを特徴とする。
【０００７】
本発明では、NC旋盤の特性とラックカッターの特性を利用して部品と歯車とが一体的に形成された部品一体型歯車を製造する。すなわち、NC旋盤は、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の３軸方向について同期制御が可能であり、座標パラメータを入力することにより加工工具の移動経路並びに始点位置及び終点位置を規定することができる。よって、刃物台に装着されたラックカッターは、Ｚ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の３方向に同期して移動制御され、始点位置と終点位置とを規定するパラメータを入力することにより、始点位置と終点位置との間で往復移動することができる。また、歯車のパラメータとしてモジュールと歯数を入力することにより、コンピュータの演算処理により歯車の歯先円の直径（歯車の外径）と根元円直径とが算出される。従って、コンピュータにより算出された歯車の外径と根元円直径とを用いて始点位置と終点位置を規定するパラメータを入力することにより、ラックカッターの始点と終点との間の往復移動により歯車を形成することが可能である。
【０００８】
本発明による部品一体型歯車の製造方法の好適実施例は、前記ワーク回転駆動機構、刃物台駆動機構及びバイト駆動機構を制御するパラメータをコンピュータに入力するパラメータ入力工程と、ラックカッターを始点位置と終点位置との間で往復移動させてワークを切削する工程と、バイトによりワークを旋削する工程とを含み、
前記パラメータ入力工程は、形成すべき歯車のモジュール及び歯数を入力する工程と、切削条件を規定するパラメータを入力する工程と、旋削条件を規定するパラメータを入力する工程とを含み、
前記切削条件を規定するパラメータを入力する工程において、ラックカッターの切削工程における始点位置と終点位置を規定する座標パラメータと、歯車の１つの歯を形成するためのラックカッターの往復移動回数ｋと、ラックカッターの１回の往復移動当たりのラックカッターのＹ軸方向の移動量１／ｋモジュールと、ラックカッターの１回の往復移動当たりのワークの１／ｋモジュールに相当する回転角度とを入力し、
切削工程中に、ラックカッターを始点位置と終点位置との間で１回往復移動させるごとに、ラックカッターをＹ軸方向に１／ｋモジュールだけ移動させると共に、ワークをＣ軸のまわりに１／ｋモジュールに相当する角度だけ回転させ、ラックカッターの始点と終点との間の往復移動、ラックカッターのＹ軸方向の移動、及びワークのＣ軸周りの回転をｋ回繰り返して歯車の１個の歯を形成することを特徴とする。
【０００９】
本発明では、歯車の１つの歯をラックカッターの複数回（ｋ回）の往復移動により形成する。この場合、始点位置と終点位置との間でラックカッターを１回往復移動させるごとに、ラックカッターをＹ軸方向に１／ｋモジュールだけ間欠的に移動させると共に、ワークをＣ軸のまわりに１／ｋモジュールに相当する角度だけ回転させる。これにより、ラックカッターを始点位置と終点位置との間でｋ回往復移動させると、歯車の１つの歯が形成され、ｋ回の往復移動を歯数だけ繰り返すことにより歯数ｎの全周歯が形成される。
【００１０】
ラックカッターによる切削工程の特徴として、ラックカッターの往復移動の終点位置において、ラックカッターのカッタ刃は、ワークの歯車が形成される領域を超えて隣接する領域に進入しないことである。従って、ワークの歯車が形成される領域と直接隣接する領域に、バイトによる旋削やラックカッターの切削を利用してフランジや別の歯車等の各種の部品を形成することが可能である。これにより、ワークをチャックから取り外すことなく、１つの工程で歯車と他の部品とを一体的に形成することが可能となる。この結果、歯車と他の部品とを芯ずれが生ずることなく、同一軸線上に形成することが可能になる。
【００１１】
切削工程中のラックカッターの往復移動の始点位置及び終点位置は、歯車の種類に応じて設定され、例えば平歯車を形成する場合、始点位置と終点位置は、Ｚ軸に平行な軸線上の位置に設定する。また、終点位置を始点位置に対してＸ軸方向に変位させると共に、ラックカッターの往復移動中にワークをＣ軸のまわりで所定の角度にわたって回転させることにより、ヘリカルギヤ付きの部品一体型歯車が形成される。このように、本発明では、NC旋盤の制御プログラムのパラメータをわずかに変更するだけで各種の歯車を形成することが可能である。
【発明の効果】
【００１２】
NC旋盤にラックカッターを取り付けた加工装置においては、ラックカッターの切削工程中にカッタ刃は歯車が形成される領域を超えてワークのＺ軸方向に隣接する領域に進入しないため、歯車に直接Ｚ軸方向に隣接して他の部品を形成することが可能になる。
また、ラックカッターの始点位置と終点位置とを規定するパラメータをわずかに変更するだけで各種の歯車を形成することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明による部品一体型歯車の製造に用いられるNC旋盤の主要な構成要素を示す線図であり、図１Ａは線図的平面図、図１ＢはＣ軸方向からからワークを見た状態を示す線図的側面図である。ワーク１はチャック２により保持され、チャック２は回転駆動機構３に連結する。ワーク１は、回転駆動機構の回転軸線であるＣ軸にまわりで自在に回転し、その回転角度及び回転速度は、回転駆動機構３を制御するコンピュータ（図示せず）によりNC制御される。従って、コンピュータにパラメータを入力することにより、ワーク１の回転ピッチ及び回転角度を規定することができる。ワーク１を加工する工具を保持する刃物台４にラックカッター５を装着する。ラックカッターは、そのカッタ刃がＺ軸と平行になるように装着する。刃物台４は、刃物台駆動機構（図示せず）に連結され、Ｃ軸と平行なＺ軸方向、Ｚ軸と直交しＺ軸とＣ軸とを結ぶＸ軸方向、並びにＺ軸及びＸ軸と直交するＹ軸方向（紙面と直交する方向）に移動可能に設定する。刃物台駆動機構の駆動制御もコンピュータによりNC制御される。従って、ラックカッター５の移動を制御するプログラムをコンピュータに入力すると共に移動経路を規定する座標パラメータを入力することにより、ラックカッターは、入力されたプログラム及び座標パラメータにしたがってＺ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動する。従って、切削処理を開始する始点位置及び終点位置を規定する座標パラメータを入力することにより、始点位置と終点位置との間で往復移動させることも可能である。さらに、始点と終点との間の往復に加えて、所定の周期でＹ軸方向に移動させることも可能である。
【００１４】
ワーク１を旋削するバイト６をＣ軸と平行な軸線方向（Ｚ軸方向）及びこの軸線とＣ軸とを結ぶ方向（Ｘ軸方向）に移動可能に配置する。バイト６も駆動機構に連結され、当該駆動機構もコンピュータによりプログラム制御する。
【００１５】
図２は、ラックカッター５の一例を示すものであり、図２Ａは斜視図及び図２Ｂは側面図である。ラックカッターは、カッタ本体１０を有し、カッタ本体１０には４個の取り付け用の貫通穴１１ａ〜１１ｄを形成する。これら４本の貫通穴にボルトを装着して刃物台６に取り付ける。カッタ本体１０の側面には、焼き入れ処理された８個のカッタ歯１２ａ〜１２ｈを等間隔で形成する。カッタ歯間のピッチは、π×ｍ（ｍはモジュール）に設定し、圧力角は２０°とする。尚、すくい角及び逃げ角は、例えば２°に設定する。  
【００１６】
バイトによる旋削処理及びラックカッターによる切削処理について説明する。ワーク２をＣ軸の周りで回転させながら、バイト６をＸ軸方向に移動させることにより、ワークの端面が形成され、またワークに溝を形成することができる。ワーク１を回転させながら、バイトをＺ軸方向に移動させることにより、ワークの外周面が形成される。この際、Ｚ軸方向に移動させると共にＸ軸方向にも連続的に変位させることにより、ワークの外周面は円錐形に形成される。従って、バイトの旋削開始の始点位置及び終点位置並びにＺ軸方向及びＸ軸方向の移動をプログラム制御することにより、所望の外径形状の部品を形成することができる。
【００１７】
ラックカッターをＺ軸方向に移動させて歯車の厚さまで切り込むことにより、切削処理が行われ、歯車が形成される。本発明では、切削処理を行う始点位置と終点位置との間でラックカッターを複数回（ｋ回）往復移動させて歯車の１つの歯を形成する。この際、ラックカッターをＺ軸方向に１回往復移動させるごとに、ラックカッターをＹ軸方向に１／ｋモジュールだけ移動させると共に、ワークをＣ軸のまわりに１／ｋモジュールに相当する角度だけ回転させる。そして、１つ又は複数の歯を形成した後、ラックカッターをＹ軸方向に始点位置まで戻し、再びｋ回の切削を繰り返す。この動作を歯数ｎに相当する回数だけ繰り返すことにより、全周歯が形成される。尚、セクタギヤを形成する場合、必要な歯数だけ切削処理を繰り返すだけでよい。
【００１８】
歯車を形成する際、形成すべき歯車のモジュールｍと歯数ｎをパラメータとして入力すれば、コンピュータが演算処理し、歯車の歯先円（歯車の外径）及び根元円の直径が自動的に算出される。例えば、インボリュート歯車を形成する場合、歯数をｎとし、モジュールをｍとした場合、歯車外径は、式、
歯車外径＝ｎ×ｍ＋２×ｍ
に基づいて算出される。従って、歯車のパラメータ（モジュールと歯数）を入力し、コンピュータにより算出された歯車外径と根元円直径を用いて切削工程の始点位置と終点位置を規定すると共に、算出された歯車外径に等しい直径となるようにバイトによる旋削処理を行うことにより、所望の歯車が形成される。
【００１９】
ラックカッターの切削工程において、ラックカッターは始点位置と終点位置との間の往復移動によりワークを切削する。この切削工程中に、ラックカッターは、Ｚ軸方向において始点と終点との間を往復移動するだけであり、軸線方向の部品が形成される予定の隣接する領域まで進入しない。従って、ラックカッターの切削により歯車を形成した後、ワークのＺ軸方向の隣接する領域に部品（フランジ、他の歯車等）を形成することが可能となり、ワンチャックで歯車と部品とを一体的に形成することができる。
【００２０】
図３は、NC旋盤とラックカッターとを用いて製造される部品一体型歯車の一例を示す。本例の部品一体型歯車は、フランジ２０と歯車２１とを有し、フランジと歯車とが同一軸線上に隣接するように形成された製品である。フランジと歯車との間には溝２２が形成され、フランジ２０の外径と歯車２１の刃先円の直径とが同一に設定されている。このような製品を、円柱状のワークからホブ切りにより歯車を形成しようとすると、ワークのフランジが形成される領域内にホブが進入してしまい、ワンチャックでは製造できない。一方、NC旋盤とラックカッターとを用いれば、ラックカッターは、歯車が形成される領域内にしか進入しないため、フランジ２０と当接することなく、歯車２１を形成することが可能である。
【００２１】
図４Ａ及びＢは別の部品一体型歯車の例を示す。図４Ａに示す部品一体型歯車は、刃先円の直径及び歯数の異なる２個の歯車３０及び３１が同一軸線上に形成された部品一体型歯車である。２個の歯車が同一軸線上に形成された製品をホブ切りにより製造する場合、小径の歯車３０を形成する際にホブの歯が大径の歯車３１が形成される領域の内部まで進入するため、ホブを用いてワンチャックで製造することは不可能である。これに対して、本発明では、ラックカッターは、ワークの小径の歯車３０が形成される領域の境界までしか移動しないため、小径の歯車３０を形成した後、大径の歯車３１を形成することができる。すなわち、ワークのＣ軸に沿って歯車と他の複数の部品を順次形成することが可能である。
【００２２】
図４Ｂは、フランジ３２とセクターギヤ３３とが一体的に形成された部品一体型歯車である。
【００２３】
次に、本発明による部品一体型歯車の製造方法を実施するための一連の工程について説明する。本例では、円柱状のワークから図３に示すフランジと標準平歯車とが一体的に形成された部品一体型歯車を製造する方法を例にして説明する。図５及び図６は一連の製造工程を示すフローチャートである。初めに、ワーク、バイト及びラックカッターを駆動する各駆動装置をプログラム制御するためのパラメータを入力する。
【００２４】
ステップ１において、歯車のパラメータを入力する。歯車のパラメータとして、モジュールと歯数ｎを入力する。モジュールと歯数を入力することにより、コンピュータが演算処理を実行し、形成される歯車の歯先円及び根元円の直径が自動的に規定される。よって、歯車の外径も自動的に算出される。
【００２５】
ステップ２において、旋削パラメータを入力する。旋削パラメータとして、歯車２０及びフランジ２１の外径寸法、及び歯車とフランジとの間に形成される溝の深さ、並びに歯車及びフランジのＺ軸方向の厚さに対応した座標パラメータを入力する。
【００２６】
ステップ３において、切削パラメータを入力する。切削パラメータとして、歯車の１つの歯を形成するためのラックカッターの往復移動回数ｋ、ラックカッターの１回の往復移動当たりのＹ軸方向の間欠移動量（１／ｋモジュール）、１回の往復移動当たりのワークのＣ軸周りの１／ｋモジュールに相当する角度、及び、１回の往復移動毎のラックカッターの始点位置及び終点位置を規定する座標パラメータを入力する。ラックカッターの始点位置の座標パラメータは、歯車パラメータを入力した際、コンピュータの演算処理により歯車外径及び根元円直径が算出されるので、算出された歯車外径及び根元円直径に基づいてＸ，Ｙ及びＺ軸方向の座標パラメータを入力する。また、終点位置の座標パラメータについては、本例では、標準の平歯車を形成するため、Ｘ軸方向の座標パラメータは始点位置と同一であり、Ｚ軸方向については刃物台のストローク長を考慮した座標パラメータが入力される。
【００２７】
ステップ４において旋削モードが選択され、バイトによる旋削処理が実行される。この旋削工程において、バイトは、Ｘ軸方向に移動し、パラメータ入力されたスタート位置に移動する。続いてＺ軸方向に歯車の厚さに相当する距離だけ移動し、歯先にでた「かえり」を削り取り、歯車が形成される領域の外周面を形成する。外周面を形成した後、Ｘ軸方向にラックカッター１回分のＸ軸切り込み量だけ移動して、切削による切り屑を除去すると共にさらに移動して歯車２０とフランジ２１との間に溝２２が形成される。
【００２８】
ステップ５において、ミーリングモードが選択され、ラックカッターによる切削処理（歯切り工程）を行う。この歯切り工程が歯数ｎに等しい回数だけ行われたか否かが計数され（形成された歯数ｇが所定の歯数ｎに等しいか否かが計数される）、歯数ｎに等しい回数だけ歯切り工程が実行された場合、旋削モードが選択される（ステップS6）。
【００２９】
旋削工程において(ステップS6)、溝が旋削され、切子が削り取られると共に、同一軸線上に隣接するようにフランジ部分をバイトにより形成する。フランジ部分を形成する際、バイトを始点位置に位置させ、所定の距離だけＺ軸方向に移動させてフランジ部分の外周面を形成する。その後、フランジ部分をワークから切り落とし終了する。この一連の工程により、平歯車とフランジとが同一軸線上に形成された部品一体型歯車の製造が完了する。
【００３０】
次に、ラックカッターによる歯切り工程について説明する。初めに、ステップＳ１０において、ラックカッターを始点位置まで移動させる。次に、ステップステップＳ１１において、ラックカッターをＺ軸方向に終点位置までだけ移動させ、歯車の厚さまで切り込む。次に、ステップＳ１２において、ラックカッターをＺ軸方向の反対方向に移動させて始点位置に戻す。
【００３１】
次に、ステップＳ１３ において、ラックカッターをＹ軸方向に１／ｋモジュールピッチだけ移動させる。また、ワークをＣ軸のまわりに１／ｋモジュールピッチに相当する角度だけ回転させる。
【００３２】
上記ラックカッターのＺ軸方向の往復移動、ラックカッターのＹ軸方向の変位、及びワークのＣ軸まわりの回転が計数され、実行された歯切り回数Ｐがｋに等しいか否か計数され、ｋ回繰り返すことにより１個の歯が形成される。そして、１つの歯が形成された後、ラックカッターをＹ軸方向の反対方向に移動して始点位置に戻す。
【００３３】
上記ラックカッター及びワークの動作を歯車の歯数であるｎ回繰り返すことにより、全周歯車が形成される。
【００３４】
本発明は上述した実施例だけに限定されず種々の変形や変更が可能である。例えば、上述した実施例では、平歯車が形成された部品一体型歯車を製造する例について説明したが、ヘリカルギヤ付きの部品一体型歯車を形成することも可能である。この場合、終点位置を始点位置に対してＸ軸方向に変位させると共に、ラックカッターの往復移動中にワークを所定の角度だけ回転変位させることにより、ヘリカルギヤが形成された部品一体型歯車を製造することができる。
【００３５】
さらに、上述した実施例では、平歯車付きの部品一体型歯車の製造方法について説明したが、複数のギヤやフランジが同一軸線方向に沿って２個以上形成された部品一体型歯車を製造することも可能である。すなわち、最初に直径の一番小さい部品や歯車を形成し、その後Ｃ軸方向に沿って直径の大きい歯車やフランジを順次形成することにより、２個以上の複数の部品を同一軸線上に形成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】ラックカッターが装着されたNC旋盤の主要な構成要素を示す線図的平面図及び側面図である。
【図２】ラックカッターの構成を示す斜視図及び側面図である。
【図３】部品一体型歯車の一例を示す側面図及び斜視図である。
【図４】別の部品一体型歯車を示す斜視図である。
【図５】図３に示す部品一体型歯車を製造する工程を示すフローチャートである。
【図６】ラックカッターによる歯切り工程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３７】
１  ワーク
２  チャック
３  回転駆動機構
４  刃物台
５  ラックカッター
６  バイト
１０  カッタ本体    
１１ａ〜１１ｄ  貫通穴  
１２ａ〜１２ｈ  カッタ刃  
２０  フランジ    
２１  歯車  
２２  溝
３０，３１  歯車
３２  セクタギヤ
【図１】
2008272906.tif 000003
【図２】
2008272906.tif 000004
【図３】
2008272906.tif 000005
【図４】
2008272906.tif 000006
【図５】
2008272906.tif 000007
【図６】
2008272906.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成19年12月3日(2007.12.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
ワークを保持するチャックと、チャックに保持されたワークをＣ軸のまわりで回転させるワーク回転駆動機構と、ラックカッターを、カッタ刃がＣ軸と平行になるように保持する刃物台と、刃物台を、Ｃ軸と平行な軸線であるＺ軸、Ｚ軸と直交しＣ軸とＺ軸とを結ぶ方向であるＸ軸、並びにＺ軸及びＸ軸と直交するＹ軸の各方向に移動させる刃物台駆動機構と、ワークを旋削するバイトをＣ軸と平行な軸線方向及び当該軸線とＣ軸とを結ぶ方向に移動させるバイト駆動機構と、前記ワーク回転駆動機構、刃物台駆動機構及びバイト駆動機構をプログラム制御するコンピュータとを具えるNC旋盤を用い、形成すべき歯車の形状を規定するパラメータを入力し、ラックカッターによる切削とバイトによる旋削により、単一のワークから部品と歯車とが一体化された部品一体型歯車を製造することを特徴とする部品一体型歯車の製造方法。
【手続補正書】
【提出日】平成20年3月26日(2008.3.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを保持するチャックと、チャックに保持されたワークをＣ軸のまわりで回転させるワーク回転駆動機構と、ラックカッターを、カッタ刃がＣ軸と平行になるように保持する刃物台と、刃物台を、Ｃ軸と平行な軸線であるＺ軸、Ｚ軸と直交しＣ軸とＺ軸とを結ぶ方向であるＸ軸、並びにＺ軸及びＸ軸と直交するＹ軸の各方向に移動させる刃物台駆動機構と、ワークを旋削するバイトをＣ軸と平行な軸線方向及び当該軸線とＣ軸とを結ぶ方向に移動させるバイト駆動機構と、前記ワーク回転駆動機構、刃物台駆動機構及びバイト駆動機構をプログラム制御するコンピュータとを具えるNC旋盤、及び、ラックカッターを用い、歯車と部品とを同一軸線上に隣接するようにワンチャックで形成する部品一体化歯車の製造方法であって、
前記ワーク回転駆動機構、刃物台駆動機構及びバイト駆動機構を制御するパラメータをコンピュータに入力するパラメータ入力工程と、ラックカッターを始点位置と終点位置との間で往復移動させてワークを切削する工程と、バイトによりワークを旋削する工程とを含み、
ラックカッターによる切削加工とバイトによる旋削加工により、単一のワークから部品と歯車とが一体化された部品一体型歯車を製造することを特徴とする部品一体型歯車の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の部品一体型歯車の製造方法において、前記パラメータ入力工程は、形成すべき歯車のモジュール及び歯数を入力する工程と、切削条件を規定するパラメータを入力する工程と、旋削条件を規定するパラメータを入力する工程とを含み、
前記切削条件を規定するパラメータを入力する工程において、ラックカッターの切削工程における始点位置と終点位置を規定する座標パラメータと、歯車の１つの歯を形成するためのラックカッターの往復移動回数ｋと、ラックカッターの１回の往復移動当たりのラックカッターのＹ軸方向の移動量１／ｋモジュールと、ラックカッターの１回の往復移動当たりのワークの１／ｋモジュールに相当する回転角度とを入力し、
切削工程中に、ラックカッターを始点位置と終点位置との間で１回往復移動させるごとに、ラックカッターをＹ軸方向に１／ｋモジュールだけ移動させると共に、ワークをＣ軸のまわりに１／ｋモジュールに相当する角度だけ回転させ、ラックカッターの始点と終点との間の往復移動、ラックカッターのＹ軸方向の移動、及びワークのＣ軸周りの回転をｋ回繰り返して歯車の１個の歯を形成することを特徴とする部品一体型歯車の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の部品一体型歯車の製造方法において、歯車の１つの歯又は複数の歯を形成した後、刃物台をＹ軸方向にラックカッターの始点位置まで戻し、始点位置から再びラックカッターによる切削を開始することを特徴とする部品一体型歯車の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の部品一体型歯車の製造方法において、前記歯車のパラメータを入力する工程において、形成すべき歯車のモジュールｍ及び歯数ｎが入力され、
歯車の１つの歯を形成した後、刃物台をＹ軸方向にラックカッターの始点位置まで戻し、この一連の切削工程をｎ回繰り返して、歯数ｎの全周歯が形成された歯車を有する部品一体型歯車を製造することを特徴とする部品一体型歯車の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の部品一体型歯車の製造方法において、前記ラックカッターの終点位置を始点位置に対してＸ軸方向に変位させると共にラックカッターの始点と終点との間の移動中にワークを所定の角度にわたって連続的に回転させて、ヘリカルギャ付きの部品一体型歯車を形成することを特徴とする部品一体型歯車の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明による部品一体型歯車の製造方法は、ワークを保持するチャックと、チャックに保持されたワークをＣ軸のまわりで回転させるワーク回転駆動機構と、ラックカッターを、カッタ刃がＣ軸と平行になるように保持する刃物台と、刃物台を、Ｃ軸と平行な軸線であるＺ軸、Ｚ軸と直交しＣ軸とＺ軸とを結ぶ方向であるＸ軸、並びにＺ軸及びＸ軸と直交するＹ軸の各方向に移動させる刃物台駆動機構と、ワークを旋削するバイトをＣ軸と平行な軸線方向及び当該軸線とＣ軸とを結ぶ方向に移動させるバイト駆動機構と、前記ワーク回転駆動機構、刃物台駆動機構及びバイト駆動機構をプログラム制御するコンピュータとを具えるNC旋盤、及び、ラックカッターを用い、歯車と部品とを同一軸線上に隣接するようにワンチャックで形成する部品一体化歯車の製造方法であって、
前記ワーク回転駆動機構、刃物台駆動機構及びバイト駆動機構を制御するパラメータをコンピュータに入力するパラメータ入力工程と、ラックカッターを始点位置と終点位置との間で往復移動させてワークを切削する工程と、バイトによりワークを旋削する工程とを含み、
ラックカッターによる切削加工とバイトによる旋削加工により、単一のワークから部品と歯車とが一体化された部品一体型歯車を製造することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明による部品一体型歯車の製造方法の好適実施例は、前記パラメータ入力工程は、形成すべき歯車のモジュール及び歯数を入力する工程と、切削条件を規定するパラメータを入力する工程と、旋削条件を規定するパラメータを入力する工程とを含み、
前記切削条件を規定するパラメータを入力する工程において、ラックカッターの切削工程における始点位置と終点位置を規定する座標パラメータと、歯車の１つの歯を形成するためのラックカッターの往復移動回数ｋと、ラックカッターの１回の往復移動当たりのラックカッターのＹ軸方向の移動量１／ｋモジュールと、ラックカッターの１回の往復移動当たりのワークの１／ｋモジュールに相当する回転角度とを入力し、
切削工程中に、ラックカッターを始点位置と終点位置との間で１回往復移動させるごとに、ラックカッターをＹ軸方向に１／ｋモジュールだけ移動させると共に、ワークをＣ軸のまわりに１／ｋモジュールに相当する角度だけ回転させ、ラックカッターの始点と終点との間の往復移動、ラックカッターのＹ軸方向の移動、及びワークのＣ軸周りの回転をｋ回繰り返して歯車の１個の歯を形成することを特徴とする。
【手続補正書】
【提出日】平成20年7月4日(2008.7.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを保持するチャックと、チャックに保持されたワークをＣ軸のまわりで回転させるワーク回転駆動機構と、ラックカッターが装着され、当該ラックカッタをカッタ刃がＣ軸と平行になるように保持する刃物台と、刃物台を、Ｃ軸と平行な軸線であるＺ軸、Ｚ軸と直交しＣ軸とＺ軸とを結ぶ方向であるＸ軸、並びにＺ軸及びＸ軸と直交するＹ軸の各方向に移動させる刃物台駆動機構と、ワークを旋削するバイトをＣ軸と平行な軸線方向及び当該軸線とＣ軸とを結ぶ方向に移動させるバイト駆動機構と、前記ワーク回転駆動機構、刃物台駆動機構及びバイト駆動機構をプログラム制御するコンピュータとを具えるNC旋盤を用い、ラックカッターのＺ軸方向の往復移動による切削加工とバイトによる旋削加工により、歯車と部品とを同一軸線上に隣接するようにワンチャックで形成する部品一体化歯車の製造方法であって、
前記ワーク回転駆動機構、刃物台駆動機構及びバイト駆動機構を制御するパラメータをコンピュータに入力するパラメータ入力工程と、
ラックカッタを始点位置と終点位置との間で往復移動させることによりワークを切削する工程と、
バイトによりワークを旋削する工程とを含み、
前記パラメータ入力工程は、形成すべき歯車のモジュール及び歯数を入力する工程と、ラックカッタによる切削条件を規定するパラメータを入力する工程と、バイトによる旋削条件を規定するパラメータを入力する工程とを含み、
前記切削条件を規定するパラメータを入力する工程において、ラックカッターの切削工程における始点位置と終点位置を規定する座標パラメータと、歯車の１つの歯を形成するためのラックカッターの往復移動回数ｋと、ラックカッターの１回の往復移動当たりのラックカッターのＹ軸方向の移動量１／ｋモジュールと、ラックカッターの１回の往復移動当たりのワークの１／ｋモジュールに相当する回転角度とを入力し、
切削工程中に、ラックカッターを始点位置と終点位置との間で１回往復移動させるごとに、ラックカッターをＹ軸方向に１／ｋモジュールだけ移動させると共に、ワークをＣ軸のまわりに１／ｋモジュールに相当する角度だけ回転させ、ラックカッターの始点と終点との間の往復移動、ラックカッターのＹ軸方向の移動、及びワークのＣ軸周りの回転をｋ回繰り返して歯車の１個の歯を形成することを特徴とする部品一体型歯車の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の部品一体型歯車の製造方法において、歯車の１つの歯又は複数の歯を形成した後、刃物台をＹ軸方向にラックカッターの始点位置まで戻し、始点位置から再びラックカッターによる切削を開始することを特徴とする部品一体型歯車の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の部品一体型歯車の製造方法において、前記歯車のパラメータを入力する工程において、形成すべき歯車のモジュールｍ及び歯数ｎが入力され、
歯車の１つの歯を形成した後、刃物台をＹ軸方向にラックカッターの始点位置まで戻し、この一連の切削工程をｎ回繰り返して、歯数ｎの全周歯が形成された歯車を有する部品一体型歯車を製造することを特徴とする部品一体型歯車の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の部品一体型歯車の製造方法において、前記ラックカッターの終点位置を始点位置に対してＸ軸方向に変位させると共にラックカッターの始点と終点との間の移動中にワークを所定の角度にわたって連続的に回転させて、ヘリカルギャ付きの部品一体型歯車を形成することを特徴とする部品一体型歯車の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、NC旋盤とラックカッターを用いて部品一体型歯車を製造する部品一体型歯車の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
顕微鏡や光学式検査装置においては、倍率の異なる複数の対物レンズを切換可能に装着した電動レボルバが用いられている。この電動レボルバでは、使用する対物レンズの切換及び位置決めを行うため、フランジと歯車とが一体化されたフランジ付きの歯車が用いられている。このフランジ付きの歯車は、フランジの直径と歯車の刃先円の直径とが同一となるように設定され、歯車の回転により対物レンズの切り換えが行われ、フランジに形成した溝又は切欠部により対物レンズの位置決めが行われている。このフランジ付きの歯車は、フランジと歯車とが同一の軸線上に一体的に形成されているため、従来のホブ切りによる切削加工では単一のワークから一体部品として製造することができなかった。このため、従来のフランジ付き歯車は、フランジと歯車とを別々に製造し、ネジ止め又は半田付けにより一体化されていた。しかし、歯車とフランジとを別々に製造して一体化したのでは、半田付け工程において結合誤差が生じ易く、製造精度に難点があった。また、時計のムーブメントに用いられる各種の部品やセクタギャ等のように、部品と歯車とが一体化された製品は多数存在する。これらの部品と歯車とが一体化された製品或いは部品の一部が部分歯車を構成する部品一体型歯車が単一の製造工程（ワンチャック）で製造されれば、一層精密な製品を製造することが可能になる。
【０００３】
部品と歯車とが一体化された部品を製造する方法として、ホブを用いた切削加工により製造する方法が既知である（例えば、特許文献１参照）。この歯車の製造方法では、断面がラック状の回転砥石を用い、ワークのＣ軸周りの回転と、ホブのＹ軸方向の移動により歯面の創成研削が行われている。
【特許文献１】特開平９−１６８９２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したセクタギヤの製造方法では、同一の軸線上にセクタギャと直接隣接する他の部品が存在しないため、ホブを用いて歯車を形成することが可能である。しかしながら、フランジ付き歯車のように、歯車とフランジとが同一軸線上に一体的に形成される製品又は歯先円の直径が異なる２個の歯車が同一軸線上に隣接して形成されている製品の場合、ホブにより歯車を研削しようとすると、ホブの歯先がフランジを構成する部分まで進入するため、ホブを用いて歯車を研削することは技術的に不可能であった。また、部品と歯車とが一体的に形成されている製品を複数の切削工程を介して製造する場合、一つの切削工程が終了した後、ワークをチャックから取り外し、別の加工装置に装着するため、芯ずれが生じる不具合があった。
【０００５】
本発明の目的は、NC旋盤を用いて、部品と歯車とが一体化された部品一体型歯車を単一の製造工程（ワンチャック）で製造することができる部品一体型歯車の製造方法を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による部品一体型歯車の製造方法は、ワークを保持するチャックと、チャックに保持されたワークをＣ軸のまわりで回転させるワーク回転駆動機構と、ラックカッターが装着され、当該ラックカッタをカッタ刃がＣ軸と平行になるように保持する刃物台と、刃物台を、Ｃ軸と平行な軸線であるＺ軸、Ｚ軸と直交しＣ軸とＺ軸とを結ぶ方向であるＸ軸、並びにＺ軸及びＸ軸と直交するＹ軸の各方向に移動させる刃物台駆動機構と、ワークを旋削するバイトをＣ軸と平行な軸線方向及び当該軸線とＣ軸とを結ぶ方向に移動させるバイト駆動機構と、前記ワーク回転駆動機構、刃物台駆動機構及びバイト駆動機構をプログラム制御するコンピュータとを具えるNC旋盤を用い、ラックカッターのＺ軸方向の往復移動による切削加工とバイトによる旋削加工により、歯車と部品とを同一軸線上に隣接するようにワンチャックで形成する部品一体化歯車の製造方法であって、
前記ワーク回転駆動機構、刃物台駆動機構及びバイト駆動機構を制御するパラメータをコンピュータに入力するパラメータ入力工程と、
ラックカッタを始点位置と終点位置との間で往復移動させることによりワークを切削する工程と、
バイトによりワークを旋削する工程とを含み、
前記パラメータ入力工程は、形成すべき歯車のモジュール及び歯数を入力する工程と、ラックカッタによる切削条件を規定するパラメータを入力する工程と、バイトによる旋削条件を規定するパラメータを入力する工程とを含み、
前記切削条件を規定するパラメータを入力する工程において、ラックカッターの切削工程における始点位置と終点位置を規定する座標パラメータと、歯車の１つの歯を形成するためのラックカッターの往復移動回数ｋと、ラックカッターの１回の往復移動当たりのラックカッターのＹ軸方向の移動量１／ｋモジュールと、ラックカッターの１回の往復移動当たりのワークの１／ｋモジュールに相当する回転角度とを入力し、
切削工程中に、ラックカッターを始点位置と終点位置との間で１回往復移動させるごとに、ラックカッターをＹ軸方向に１／ｋモジュールだけ移動させると共に、ワークをＣ軸のまわりに１／ｋモジュールに相当する角度だけ回転させ、ラックカッターの始点と終点との間の往復移動、ラックカッターのＹ軸方向の移動、及びワークのＣ軸周りの回転をｋ回繰り返して歯車の１個の歯を形成することを特徴とする。
【０００７】
本発明では、NC旋盤の特性とラックカッターの特性を利用して部品と歯車とが一体的に形成された部品一体型歯車を製造する。すなわち、NC旋盤は、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の３軸方向について同期制御が可能であり、座標パラメータを入力することにより加工工具の移動経路並びに始点位置及び終点位置を規定することができる。よって、刃物台に装着されたラックカッターは、Ｚ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の３方向に同期して移動制御され、始点位置と終点位置とを規定するパラメータを入力することにより、始点位置と終点位置との間で往復移動することができる。また、歯車のパラメータとしてモジュールと歯数を入力することにより、コンピュータの演算処理により歯車の歯先円の直径（歯車の外径）と根元円直径とが算出される。従って、コンピュータにより算出された歯車の外径と根元円直径とを用いて始点位置と終点位置を規定するパラメータを入力することにより、ラックカッターの始点と終点との間の往復移動により歯車を形成することが可能である。
【０００８】
【０００９】
本発明では、歯車の１つの歯をラックカッターの複数回（ｋ回）の往復移動により形成する。この場合、始点位置と終点位置との間でラックカッターを１回往復移動させるごとに、ラックカッターをＹ軸方向に１／ｋモジュールだけ間欠的に移動させると共に、ワークをＣ軸のまわりに１／ｋモジュールに相当する角度だけ回転させる。これにより、ラックカッターを始点位置と終点位置との間でｋ回往復移動させると、歯車の１つの歯が形成され、ｋ回の往復移動を歯数だけ繰り返すことにより歯数ｎの全周歯が形成される。
【００１０】
ラックカッターによる切削工程の特徴として、ラックカッターの往復移動の終点位置において、ラックカッターのカッタ刃は、ワークの歯車が形成される領域を超えて隣接する領域に進入しないことである。従って、ワークの歯車が形成される領域と直接隣接する領域に、バイトによる旋削やラックカッターの切削を利用してフランジや別の歯車等の各種の部品を形成することが可能である。これにより、ワークをチャックから取り外すことなく、１つの工程で歯車と他の部品とを一体的に形成することが可能となる。この結果、歯車と他の部品とを芯ずれが生ずることなく、同一軸線上に形成することが可能になる。
【００１１】
切削工程中のラックカッターの往復移動の始点位置及び終点位置は、歯車の種類に応じて設定され、例えば平歯車を形成する場合、始点位置と終点位置は、Ｚ軸に平行な軸線上の位置に設定する。また、終点位置を始点位置に対してＸ軸方向に変位させると共に、ラックカッターの往復移動中にワークをＣ軸のまわりで所定の角度にわたって回転させることにより、ヘリカルギヤ付きの部品一体型歯車が形成される。このように、本発明では、NC旋盤の制御プログラムのパラメータをわずかに変更するだけで各種の歯車を形成することが可能である。
【発明の効果】
【００１２】
NC旋盤にラックカッターを取り付けた加工装置においては、ラックカッターの切削工程中にカッタ刃は歯車が形成される領域を超えてワークのＺ軸方向に隣接する領域に進入しないため、歯車に直接Ｚ軸方向に隣接して他の部品を形成することが可能になる。
また、ラックカッターの始点位置と終点位置とを規定するパラメータをわずかに変更するだけで各種の歯車を形成することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明による部品一体型歯車の製造に用いられるNC旋盤の主要な構成要素を示す線図であり、図１Ａは線図的平面図、図１ＢはＣ軸方向からからワークを見た状態を示す線図的側面図である。ワーク１はチャック２により保持され、チャック２は回転駆動機構３に連結する。ワーク１は、回転駆動機構の回転軸線であるＣ軸にまわりで自在に回転し、その回転角度及び回転速度は、回転駆動機構３を制御するコンピュータ（図示せず）によりNC制御される。従って、コンピュータにパラメータを入力することにより、ワーク１の回転ピッチ及び回転角度を規定することができる。ワーク１を加工する工具を保持する刃物台４にラックカッター５を装着する。ラックカッターは、そのカッタ刃がＺ軸と平行になるように装着する。刃物台４は、刃物台駆動機構（図示せず）に連結され、Ｃ軸と平行なＺ軸方向、Ｚ軸と直交しＺ軸とＣ軸とを結ぶＸ軸方向、並びにＺ軸及びＸ軸と直交するＹ軸方向（紙面と直交する方向）に移動可能に設定する。刃物台駆動機構の駆動制御もコンピュータによりNC制御される。従って、ラックカッター５の移動を制御するプログラムをコンピュータに入力すると共に移動経路を規定する座標パラメータを入力することにより、ラックカッターは、入力されたプログラム及び座標パラメータにしたがってＺ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動する。従って、切削処理を開始する始点位置及び終点位置を規定する座標パラメータを入力することにより、始点位置と終点位置との間で往復移動させることも可能である。さらに、始点と終点との間の往復に加えて、所定の周期でＹ軸方向に移動させることも可能である。
【００１４】
ワーク１を旋削するバイト６をＣ軸と平行な軸線方向（Ｚ軸方向）及びこの軸線とＣ軸とを結ぶ方向（Ｘ軸方向）に移動可能に配置する。バイト６も駆動機構に連結され、当該駆動機構もコンピュータによりプログラム制御する。
【００１５】
図２は、ラックカッター５の一例を示すものであり、図２Ａは斜視図及び図２Ｂは側面図である。ラックカッターは、カッタ本体１０を有し、カッタ本体１０には４個の取り付け用の貫通穴１１ａ〜１１ｄを形成する。これら４本の貫通穴にボルトを装着して刃物台６に取り付ける。カッタ本体１０の側面には、焼き入れ処理された８個のカッタ歯１２ａ〜１２ｈを等間隔で形成する。カッタ歯間のピッチは、π×ｍ（ｍはモジュール）に設定し、圧力角は２０°とする。尚、すくい角及び逃げ角は、例えば２°に設定する。  
【００１６】
バイトによる旋削処理及びラックカッターによる切削処理について説明する。ワーク２をＣ軸の周りで回転させながら、バイト６をＸ軸方向に移動させることにより、ワークの端面が形成され、またワークに溝を形成することができる。ワーク１を回転させながら、バイトをＺ軸方向に移動させることにより、ワークの外周面が形成される。この際、Ｚ軸方向に移動させると共にＸ軸方向にも連続的に変位させることにより、ワークの外周面は円錐形に形成される。従って、バイトの旋削開始の始点位置及び終点位置並びにＺ軸方向及びＸ軸方向の移動をプログラム制御することにより、所望の外径形状の部品を形成することができる。
【００１７】
ラックカッターをＺ軸方向に移動させて歯車の厚さまで切り込むことにより、切削処理が行われ、歯車が形成される。本発明では、切削処理を行う始点位置と終点位置との間でラックカッターを複数回（ｋ回）往復移動させて歯車の１つの歯を形成する。この際、ラックカッターをＺ軸方向に１回往復移動させるごとに、ラックカッターをＹ軸方向に１／ｋモジュールだけ移動させると共に、ワークをＣ軸のまわりに１／ｋモジュールに相当する角度だけ回転させる。そして、１つ又は複数の歯を形成した後、ラックカッターをＹ軸方向に始点位置まで戻し、再びｋ回の切削を繰り返す。この動作を歯数ｎに相当する回数だけ繰り返すことにより、全周歯が形成される。尚、セクタギヤを形成する場合、必要な歯数だけ切削処理を繰り返すだけでよい。
【００１８】
歯車を形成する際、形成すべき歯車のモジュールｍと歯数ｎをパラメータとして入力すれば、コンピュータが演算処理し、歯車の歯先円（歯車の外径）及び根元円の直径が自動的に算出される。例えば、インボリュート歯車を形成する場合、歯数をｎとし、モジュールをｍとした場合、歯車外径は、式、
歯車外径＝ｎ×ｍ＋２×ｍ
に基づいて算出される。従って、歯車のパラメータ（モジュールと歯数）を入力し、コンピュータにより算出された歯車外径と根元円直径を用いて切削工程の始点位置と終点位置を規定すると共に、算出された歯車外径に等しい直径となるようにバイトによる旋削処理を行うことにより、所望の歯車が形成される。
【００１９】
ラックカッターの切削工程において、ラックカッターは始点位置と終点位置との間の往復移動によりワークを切削する。この切削工程中に、ラックカッターは、Ｚ軸方向において始点と終点との間を往復移動するだけであり、軸線方向の部品が形成される予定の隣接する領域まで進入しない。従って、ラックカッターの切削により歯車を形成した後、ワークのＺ軸方向の隣接する領域に部品（フランジ、他の歯車等）を形成することが可能となり、ワンチャックで歯車と部品とを一体的に形成することができる。
【００２０】
図３は、NC旋盤とラックカッターとを用いて製造される部品一体型歯車の一例を示す。本例の部品一体型歯車は、フランジ２０と歯車２１とを有し、フランジと歯車とが同一軸線上に隣接するように形成された製品である。フランジと歯車との間には溝２２が形成され、フランジ２０の外径と歯車２１の刃先円の直径とが同一に設定されている。このような製品を、円柱状のワークからホブ切りにより歯車を形成しようとすると、ワークのフランジが形成される領域内にホブが進入してしまい、ワンチャックでは製造できない。一方、NC旋盤とラックカッターとを用いれば、ラックカッターは、歯車が形成される領域内にしか進入しないため、フランジ２０と当接することなく、歯車２１を形成することが可能である。
【００２１】
図４Ａ及びＢは別の部品一体型歯車の例を示す。図４Ａに示す部品一体型歯車は、刃先円の直径及び歯数の異なる２個の歯車３０及び３１が同一軸線上に形成された部品一体型歯車である。２個の歯車が同一軸線上に形成された製品をホブ切りにより製造する場合、小径の歯車３０を形成する際にホブの歯が大径の歯車３１が形成される領域の内部まで進入するため、ホブを用いてワンチャックで製造することは不可能である。これに対して、本発明では、ラックカッターは、ワークの小径の歯車３０が形成される領域の境界までしか移動しないため、小径の歯車３０を形成した後、大径の歯車３１を形成することができる。すなわち、ワークのＣ軸に沿って歯車と他の複数の部品を順次形成することが可能である。
【００２２】
図４Ｂは、フランジ３２とセクターギヤ３３とが一体的に形成された部品一体型歯車である。
【００２３】
次に、本発明による部品一体型歯車の製造方法を実施するための一連の工程について説明する。本例では、円柱状のワークから図３に示すフランジと標準平歯車とが一体的に形成された部品一体型歯車を製造する方法を例にして説明する。図５及び図６は一連の製造工程を示すフローチャートである。初めに、ワーク、バイト及びラックカッターを駆動する各駆動装置をプログラム制御するためのパラメータを入力する。
【００２４】
ステップ１において、歯車のパラメータを入力する。歯車のパラメータとして、モジュールと歯数ｎを入力する。モジュールと歯数を入力することにより、コンピュータが演算処理を実行し、形成される歯車の歯先円及び根元円の直径が自動的に規定される。よって、歯車の外径も自動的に算出される。
【００２５】
ステップ２において、旋削パラメータを入力する。旋削パラメータとして、歯車２０及びフランジ２１の外径寸法、及び歯車とフランジとの間に形成される溝の深さ、並びに歯車及びフランジのＺ軸方向の厚さに対応した座標パラメータを入力する。
【００２６】
ステップ３において、切削パラメータを入力する。切削パラメータとして、歯車の１つの歯を形成するためのラックカッターの往復移動回数ｋ、ラックカッターの１回の往復移動当たりのＹ軸方向の間欠移動量（１／ｋモジュール）、１回の往復移動当たりのワークのＣ軸周りの１／ｋモジュールに相当する角度、及び、１回の往復移動毎のラックカッターの始点位置及び終点位置を規定する座標パラメータを入力する。ラックカッターの始点位置の座標パラメータは、歯車パラメータを入力した際、コンピュータの演算処理により歯車外径及び根元円直径が算出されるので、算出された歯車外径及び根元円直径に基づいてＸ，Ｙ及びＺ軸方向の座標パラメータを入力する。また、終点位置の座標パラメータについては、本例では、標準の平歯車を形成するため、Ｘ軸方向の座標パラメータは始点位置と同一であり、Ｚ軸方向については刃物台のストローク長を考慮した座標パラメータが入力される。
【００２７】
ステップ４において旋削モードが選択され、バイトによる旋削処理が実行される。この旋削工程において、バイトは、Ｘ軸方向に移動し、パラメータ入力されたスタート位置に移動する。続いてＺ軸方向に歯車の厚さに相当する距離だけ移動し、歯先にでた「かえり」を削り取り、歯車が形成される領域の外周面を形成する。外周面を形成した後、Ｘ軸方向にラックカッター１回分のＸ軸切り込み量だけ移動して、切削による切り屑を除去すると共にさらに移動して歯車２０とフランジ２１との間に溝２２が形成される。
【００２８】
ステップ５において、ミーリングモードが選択され、ラックカッターによる切削処理（歯切り工程）を行う。この歯切り工程が歯数ｎに等しい回数だけ行われたか否かが計数され（形成された歯数ｇが所定の歯数ｎに等しいか否かが計数される）、歯数ｎに等しい回数だけ歯切り工程が実行された場合、旋削モードが選択される（ステップS6）。
【００２９】
旋削工程において(ステップS6)、溝が旋削され、切子が削り取られると共に、同一軸線上に隣接するようにフランジ部分をバイトにより形成する。フランジ部分を形成する際、バイトを始点位置に位置させ、所定の距離だけＺ軸方向に移動させてフランジ部分の外周面を形成する。その後、フランジ部分をワークから切り落とし終了する。この一連の工程により、平歯車とフランジとが同一軸線上に形成された部品一体型歯車の製造が完了する。
【００３０】
次に、ラックカッターによる歯切り工程について説明する。初めに、ステップＳ１０において、ラックカッターを始点位置まで移動させる。次に、ステップステップＳ１１において、ラックカッターをＺ軸方向に終点位置までだけ移動させ、歯車の厚さまで切り込む。次に、ステップＳ１２において、ラックカッターをＺ軸方向の反対方向に移動させて始点位置に戻す。
【００３１】
次に、ステップＳ１３ において、ラックカッターをＹ軸方向に１／ｋモジュールピッチだけ移動させる。また、ワークをＣ軸のまわりに１／ｋモジュールピッチに相当する角度だけ回転させる。
【００３２】
上記ラックカッターのＺ軸方向の往復移動、ラックカッターのＹ軸方向の変位、及びワークのＣ軸まわりの回転が計数され、実行された歯切り回数Ｐがｋに等しいか否か計数され、ｋ回繰り返すことにより１個の歯が形成される。そして、１つの歯が形成された後、ラックカッターをＹ軸方向の反対方向に移動して始点位置に戻す。
【００３３】
上記ラックカッター及びワークの動作を歯車の歯数であるｎ回繰り返すことにより、全周歯車が形成される。
【００３４】
本発明は上述した実施例だけに限定されず種々の変形や変更が可能である。例えば、上述した実施例では、平歯車が形成された部品一体型歯車を製造する例について説明したが、ヘリカルギヤ付きの部品一体型歯車を形成することも可能である。この場合、終点位置を始点位置に対してＸ軸方向に変位させると共に、ラックカッターの往復移動中にワークを所定の角度だけ回転変位させることにより、ヘリカルギヤが形成された部品一体型歯車を製造することができる。
【００３５】
さらに、上述した実施例では、平歯車付きの部品一体型歯車の製造方法について説明したが、複数のギヤやフランジが同一軸線方向に沿って２個以上形成された部品一体型歯車を製造することも可能である。すなわち、最初に直径の一番小さい部品や歯車を形成し、その後Ｃ軸方向に沿って直径の大きい歯車やフランジを順次形成することにより、２個以上の複数の部品を同一軸線上に形成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】ラックカッターが装着されたNC旋盤の主要な構成要素を示す線図的平面図及び側面図である。
【図２】ラックカッターの構成を示す斜視図及び側面図である。
【図３】部品一体型歯車の一例を示す側面図及び斜視図である。
【図４】別の部品一体型歯車を示す斜視図である。
【図５】図３に示す部品一体型歯車を製造する工程を示すフローチャートである。
【図６】ラックカッターによる歯切り工程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３７】
１  ワーク
２  チャック
３  回転駆動機構
４  刃物台
５  ラックカッター
６  バイト
１０  カッタ本体    
１１ａ〜１１ｄ  貫通穴  
１２ａ〜１２ｈ  カッタ刃  
２０  フランジ    
２１  歯車  
２２  溝
３０，３１  歯車
３２  セクタギヤ