(57)【要約】【課題】高精度に被加工歯車の内径加工を行うことができる歯車加工方法及び加工装置を提供する。【解決手段】位置決め手段２にて、直交するＸ−Ｙ平面上の特定位置に被加工歯車Ｗの仮想中心を位置させる。位置決め手段２にて被加工歯車Ｗを仮想中心に位置させた状態で、マスタギア３を被加工歯車Ｗに噛合させる。噛合させた状態では、付勢手段４にてマスタギア３を被加工歯車Ｗに向けて付勢する。付勢噛合状態において回転駆動手段５にて被加工歯車Ｗとマスタギア３とを相対回転させる。回転中においては、変位検知手段２５にてマスタギアのＸ−Ｙ方向への変位を検知する。Ｘ−Ｙ方向のズレ量をズレ把握手段２６にて把握して、加工制御手段２７にて上記ズレ量を修正して内径加工を行う。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
創生された歯車の内径を加工するための加工方法であって、被加工歯車（Ｗ）に対してマスタギア（３）を押し付け、両者を相対回転させることにより被加工歯車（Ｗ）のピッチ円中心位置を推定し、この推定された中心位置に基づいて内径加工を行うことを特徴とする歯車加工方法。
【請求項２】
上記請求項１の歯車加工方法は、熱処理された歯車の内径仕上加工であることを特徴とする請求項１の歯車加工方法。
【請求項３】
創生された歯車の内径を加工するための歯車加工装置であって、
直交するＸ−Ｙ平面上の特定位置に被加工歯車（Ｗ）の仮想中心を位置させる位置決め手段（２）と、
上記位置において被加工歯車（Ｗ）と噛合するマスタギア（３）と、
上記マスタギア（３）を上記被加工歯車（Ｗ）に向けて付勢する付勢手段（４）と、
上記被加工歯車（Ｗ）とマスタギア（３）との付勢噛合状態において両者を相対回転させる回転駆動手段（５）と、
上記回転中における上記マスタギア（３）のＸ−Ｙ方向への変位を検知する変位検知手段（２５）と、
上記検知された変位から求められるピッチ円中心位置と上記仮想中心とのＸ−Ｙ方向のズレ量を把握するズレ把握手段（２６）と、
上記ズレ量を修正して、内径加工を行う加工制御手段（２７）とを有することを特徴とする歯車加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、歯車加工方法及び加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
歯車加工において、歯切りして熱処理した後の内径研削は、例えば、図６に示すように、治具５１にて被加工歯車５２を押えた状態で行っていた。すなわち、治具５１としては、ピン５３とピン押え５４とからなる複数（この場合３個）の押え部材５５・・を備えていた。そして、この治具５１にて被加工歯車５２を押えた状態で、治具５１の中心と被加工歯車５２の中心とが一致しているとして、内径研削加工を行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、治具５１の中心と被加工歯車５２の中心とが一致しているかは不明であり、一致していない場合もあった。このような場合（一致していない場合）には、内径研削加工を精度良く行うことができなかった。また、治具５１は被加工歯車５２に応じたものとする必要があり、多数の治具５１を保持する必要があってコスト高となると共に、多数の治具５１を保持するための管理が必要であって面倒であった。しかも、被加工歯車５２に対応する治具５１を選出するのも面倒であって作業性に劣ることになっていた。さらに、内径研削加工後でないと精度（振れ）を確認することができず、内径研削加工後に修正したり、再度新たに加工し直したりする必要があった。
【０００４】
この発明は、上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、高精度に被加工歯車の内径加工を行うことができる歯車加工方法及び加工装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段および効果】
そこで請求項１の歯車加工方法は、創生された歯車の内径を加工するための加工方法であって、被加工歯車Ｗに対してマスタギア３を押し付け、両者を相対回転させることにより被加工歯車Ｗのピッチ円中心位置を推定し、この推定された中心位置に基づいて内径加工を行うことを特徴としている。
【０００６】
請求項１の歯車加工方法では、被加工歯車Ｗに対してマスタギア３を押し付け、両者を相対回転させることにより被加工歯車Ｗのピッチ円中心位置を推定することができ、しかも、この推定された中心位置に基づいて内径加工を行うものであるので、被加工歯車の内径加工（内径研削加工による内径仕上加工）を高精度に行うことができる。
【０００７】
請求項２の歯車加工方法は、上記請求項１の歯車加工方法は、熱処理された歯車の内径仕上加工であることを特徴としている。
【０００８】
上記請求項２の歯車加工方法では、上記請求項１の歯車加工方法は、熱処理された歯車の内径仕上加工であるので、外径側、つまり歯部は仕上げられており、被加工歯車Ｗに対してマスタギア３を押し付けてのピッチ円中心位置推定の信頼性は高く、内径仕上加工をより一層高精度に行うことができる。
【０００９】
請求項３の歯車加工装置は、創生された歯車の内径を加工するための歯車加工装置であって、直交するＸ−Ｙ平面上の特定位置に被加工歯車の仮想中心を位置させる位置決め手段２と、上記位置において被加工歯車Ｗと噛合するマスタギア３と上記マスタギア３を上記被加工歯車Ｗに向けて付勢する付勢手段４と、上記被加工歯車Ｗとマスタギア３との付勢噛合状態において両者を相対回転させる回転駆動手段５と、上記回転中における上記マスタギア３のＸ−Ｙ方向への変位を検知する変位検知手段２５と、上記検知された変位から求められるピッチ円中心位置と上記仮想中心とのＸ−Ｙ方向のズレ量を把握するズレ把握手段２６と、上記ズレ量を修正して、内径加工を行う加工制御手段２７とを有することを特徴としている。
【００１０】
上記請求項３の歯車加工装置では、位置決め手段２にて、直交するＸ−Ｙ平面上の特定位置に被加工歯車Ｗの仮想中心を位置させることができ、この位置決め手段２にて被加工歯車Ｗを仮想中心に位置させた状態で、マスタギア３を被加工歯車Ｗに噛合させることができる。また、この噛合させた状態では、付勢手段４にてマスタギア３を被加工歯車Ｗに向けて付勢することができ、この噛合を確実に行わせることができる。そして、この付勢噛合状態において回転駆動手段５にて上記被加工歯車Ｗとマスタギア３とを相対回転させることができる。この回転中においては、変位検知手段２５にてマスタギア３のＸ−Ｙ方向への変位を検知することができる。この際、ピッチ円中心位置と上記仮想中心とが一致していれば、Ｘ−Ｙ方向のズレはなく、ピッチ円中心位置と上記仮想中心とが一致していなければ、ズレが生じる。そして、Ｘ−Ｙ方向のズレ量をズレ把握手段２６にて把握することができ、加工制御手段２７にて上記ズレ量を修正して内径加工を行うことができる。
【００１１】
このように、上記請求項３の歯車加工装置では、仮想中心を決定して、この仮想中心上に被加工歯車Ｗを位置させ、この仮想中心のピッチ円中心位置に対するズレを検出して、このズレを修正することによって、内径研削加工を行うものであるので、内径加工を高精度にて行うことができる。しかも、押え用の治具を被加工歯車毎に保有する必要がないので、治具の管理や治具の選定等が必要なくなって、加工作業性の向上を図ることができる。さらに、位置決め手段２にて被加工歯車Ｗを保持したまま（押えたまま）ズレ修正を行って内径加工を行うことができるので、内径加工の際にずれていることがなく、内径加工の信頼性及び作業性の向上を図ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の歯車加工方法及び加工装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１はこの発明の歯車加工装置の全体簡略図を示し、図２はその平面図を示している。この歯車加工装置は、創生された歯車の内径を加工（例えば、内径研削による内径仕上加工）するためのものあって、被加工歯車Ｗの位置決め手段２と、被加工歯車Ｗと同じモジュールで互いに噛合するマスタギア３と、このマスタギア３を上記被加工歯車Ｗに向けて付勢する付勢手段４と、上記被加工歯車Ｗとマスタギア３との付勢噛合状態において両者を回転させる回転駆動手段５等を備える。なお、この場合の被加工歯車Ｗとは、その外径側の歯部が仕上加工させたものであって、歯切されて熱処理された後の歯車である。
【００１３】
位置決め手段２は、基盤部６上に配置される複数の押え部材７・・を備える。
この場合、押え部材７は上面に切欠き形成された嵌合部８を有するブロック体からなり、基盤部６上に周方向に沿って所定ピッチ（例えば、１２０°ピッチ）に３個配置される。そして、図１に示すように、被加工歯車Ｗを押え部材７の嵌合部８に嵌合させた状態では、この被加工歯車Ｗはその上半部が押え部材７より突出（露出）している。また、基盤部６上には、例えば、径方向に伸びる図示省略のガイドレールが設けられ、このガイドレールに沿って各押え部材７は径方向にスライドする。この際、各押え部材７は図示省略の固定手段（ねじ機構等）にて、被加工歯車Ｗを押え部材７の嵌合部８に嵌合させた状態にて固定することができる。すなわち、被加工歯車Ｗをこの押え部材７にて構成した治具９でもってチャックすることができ、この状態では、被加工歯車Ｗは、その軸心が鉛直上に配置されるように水平に配置される。
【００１４】
次に、マスタギア３を被加工歯車Ｗ側へ付勢する付勢手段４は、マスタギア３の軸部１０を、鉛直軸心廻りに回転自在に支持する支持体１１と、この支持体１１から突出されるロッド１２と、このロッド１２をその軸心（水平軸）に沿ってスライド自在に支持する支持ブロック１３とを備える。そして、ロッド１２にコイルスプリング等からなる弾性体１４が装着（外嵌）され、この弾性体１４の付勢力にて支持体１１が後述するＸ軸に沿って矢印Ａ方向に押圧されて、マスタギア３が矢印Ａ方向に押圧される。
【００１５】
また、支持ブロック１３は、図２に示すように、水平方向枠１６に沿ってＸ軸方向に沿ってスライドする。なお、支持ブロック１３をスライドさせる機構としては、ねじ軸とこのねじ軸に螺合するナット部材等から構成したり、ラック部材とこのラックに噛合するピニオン等から構成したりすることができる。そして、支持ブロック１３を被加工歯車Ｗ側へスライドさせることによって、上記マスタギア３を支持している支持体１１を被加工歯車Ｗに接近させて、マスタギア３の歯部を、各押え部材７から露出している被加工歯車Ｗの上半部の歯部に噛合させることができる。この際、マスタギア３は付勢手段４にて被加工歯車Ｗに向けて付勢され、その噛合を確実に行わせることができる。
【００１６】
回転駆動手段５は図示省略の駆動用モータを備え、この駆動用モータの駆動により基盤部６が回転して、この位置決め手段２にて保持された被加工歯車Ｗが回転する。また、この基盤部６は移動部材１７に支持されている。すなわち、図１と図２に示すように、この移動部材１７はＸ軸方向に沿ってスライドする第１スライド体１８と、このＸ軸と直交するＹ軸方向に沿ってスライドする第２スライド体１９とを備え、第１スライド体１８上に第２スライド体１９が載置状とされている。この場合、第１スライド体１８は、その下面に嵌合溝２０を有し、この嵌合溝２０が基台２１上のガイドレール２２に嵌合することによって、Ｘ軸方向に沿ってスライドする。また、第２スライド体１９は、その下面に嵌合溝２３を有し、この嵌合溝２３に第１スライド体１８上のガイドレール２４が嵌合するこによって、Ｙ軸方向に沿ってスライドする。
【００１７】
また、第１スライド体１８をＸ軸方向にスライドさせる機構及び第２スライド体１９をＹ軸方向にスライドさせる機構としては、それぞれ上記支持ブロック１３をスライドさせる機構と同様に、ねじ軸とこのねじ軸に螺合するナット部材等から構成したり、ラック部材とこのラックに噛合するピニオン等から構成したりすることができる。
【００１８】
ところで、この加工装置には、図１に示すように、マスタギア３のＸ軸方向及びＹ軸方向の変位量を検知する変位検知手段２５と、その変位量（ズレ量）を把握するズレ把握手段２６と、上記ズレ量を修正して、内径研削加工を行う加工制御手段２７とを有する。
【００１９】
この場合、位置決め手段２にて、直交するＸ−Ｙ平面上の特定位置に被加工歯車Ｗの仮想中心を位置させ、変位検知手段２５にて、この状態におけるこの仮想中心と、被加工歯車Ｗのピッチ円中心（理想的な中心）とのズレ量を検知（検出）するものである。そして、変位検知手段２５としては、上記ロッド１２の移動量（位置）を検出する変位計（位置検出センサ）が使用され、被加工歯車Ｗのピッチ円中心位置を算出する。また、ズレ把握手段２６としては、被加工歯車Ｗのピッチ円中心と、仮想中心とのＸ−Ｙ変位量を演算するものである。なお、この演算方法としては、公知の演算方法を採用することができる。そして、加工制御手段２７は図１に示す装置制御手段２８（上記移動部材１７のＸ−Ｙ軸方向の移動量を制御する手段）と、図示省略の研削機構等にて構成することができる。すなわち、この装置制御手段２８では、ズレ把握手段２６にて把握されたＸ−Ｙ変位量に応じて上記仮想中心を、被加工歯車Ｗのピッチ円中心に合わせることができる。なお、ズレ把握手段２６及び装置制御手段２８等はマイクロコンピュータ等にて構成することはできる。
【００２０】
次に、上記のように構成された装置を使用して歯車加工方法を説明する。この場合、この装置の構成図を示す図３と図４とを使用して説明する。まず被加工歯車Ｗを位置決め手段２にセットする。すなわち、押え部材７・・の嵌合部８・・に被加工歯車Ｗを嵌合させ、この状態で、各押え部材７・・を内径方向へスライドさせ、これによって、被加工歯車Ｗをこの押え部材７・・にてチャックした状態とする。この場合、仮想中心（理想的なピッチ円中心に一致する場合もあるが大抵は一致しない）上に被加工歯車Ｗを配置することになる。次に、マスタギア３を被加工歯車Ｗ側にＸ軸方向に沿って平行に移動させて、被加工歯車Ｗに噛合させる。すなわち、支持ブロック１３を水平方向枠１６に沿ってスライドさせる。従って、この噛合状態では付勢手段４の付勢力にてマスタギア３は被加工歯車Ｗ側へ押された状態となっている。
【００２１】
その後、この状態で回転駆動手段５を駆動させることによって、位置決め手段２にて位置決めされている被加工歯車Ｗを回転させる。この回転によって、被加工歯車Ｗに噛合しているマスタギア３もその軸心廻りに回転することになる。この際、変位検知手段２５によって、図５に示すように、この状態での被加工歯車Ｗのピッチ円（測定ピッチ円）Ｋを求める。すなわち、変位検知手段２５である変位計（位置検出センサ）の変位量（移動量）により測定（計測）開始点との誤差を計測することによって、上記測定ピッチ円Ｋを求める。そして、この測定ピッチ円Ｋの各測定点（×印で示され、被加工歯車Ｗの１周分の点）をもとにこの被加工歯車Ｗの理想的な基準ピッチ円（図５の一点鎖線で示される円）の中心位置を算出する。次に、この算出した理想的な中心位置と、上記仮想中心との変位量を算出する。その後、この算出した変位量分だけ被加工歯車Ｗを移動させて、この被加工歯車Ｗを算出した理想的な中心位置上に配置し、この状態でこの被加工歯車Ｗの内径研削加工を行って内径仕上加工を行う。なお、上記変位量が大きくて予め設定された所定基準値を越えているような場合には、その後の加工制御手段２７を使用した内径研削加工を行わないように設定することができる。この際には、アラーム音を発生させて作業者に知らせるようにすることも可能である。
【００２２】
このため、被加工歯車Ｗのピッチ円中心位置（理想的な中心位置）を推定することができ、しかも、この推定された中心位置に基づいて内径加工（内径研削加工）を行うものであるので、被加工歯車Ｗの内径加工を高精度に行うことができる。また、熱処理された歯車の内径仕上加工であるので、外径は仕上げられており、被加工歯車Ｗに対してマスタギア３を押し付けてのピッチ円中心位置推定の信頼性は高く、内径研削加工をより一層高精度に行うことができる。さらに、押え用の治具を被加工歯車Ｗ毎に保有する必要がないので、治具の管理や治具の選定等が必要なくなって、加工作業性の向上を図ることができる。さらに、位置決め手段２にて被加工歯車Ｗを保持したまま（押えたまま）ズレ修正を行って内径加工を行うことができるので、内径研削加工の際にずれていることがなく、内径研削加工の信頼性及び作業性の向上を図ることができる。
【００２３】
以上にこの発明の歯車加工方法及び加工装置の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、被加工歯車Ｗとマスタギア３とを噛合させた状態で相対的に被加工歯車Ｗとマスタギア３とを回転させる場合、マスタギア３側を回転駆動させるようにしてもよい。また、位置決め手段２として、上記実施形態では押え部材７が３個であったが、もちろん４個以上であってもよく、また、使用するＸ−Ｙ平面としても水平面に限るものではなく、鉛直面であってもよい。なお、マスタギア３として、外径寸法が被加工歯車Ｗの外径寸法と略同一であっても、被加工歯車Ｗの外径寸法よりも大きくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の歯車加工装置の実施形態を示す簡略正面図である。
【図２】上記歯車加工装置の簡略平面図である
【図３】この発明の歯車加工方法の実施形態を示す簡略平面図である。
【図４】上記歯車加工方法を説明するための簡略正面図である。
【図５】被加工歯車の測定したピッチ円を示す簡略図である。
【図６】従来の歯車加工装置の簡略図である。
【符号の説明】
２　位置決め手段
３　マスタギア
４　付勢手段
５　回転駆動手段
２５　変位検知手段
２６　ズレ把握手段
２７　加工制御手段
Ｗ　被加工歯車
【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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