JPH08174360A - 歯車把持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】歯車をクランプする場合に、歯車の中心軸と歯
車センタ穴の中心軸との間の芯ズレ量を最小にし、芯ズ
レ量が歯車素材毎にばらつくことを防ぐことと、クラン
パが歯車を挟み込む際に歯車の歯面が直に接触した場合
に歯面に傷が付くことを防ぐことを目的とする。 【構成】歯車外周より複数個のクランパで締め付けて歯
車を把持する歯車クランプ装置において、歯車の歯面に
噛み合うチャック爪を該クランパの歯車当接面側に歯車
周方向に相対動可能に設けたことを特徴とする歯車クラ
ンプ装置と、前記クランパと前記チャック爪との間に前
記クランパ外側方向に前記チャック爪を付勢する弾性体
を設けたことを特徴とする歯車クランプ装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、歯車などの歯面を有す
る物品に対して機械加工などを施す場合に必要とされる
歯車把持装置の中で、歯車の歯面で歯車を把持する形式
の歯車把持装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、歯車に対しては、実開昭６３−１
８６５３４号公報に開示されているように、歯車外周よ
り連動したＶヤゲンにて歯車をその歯先面で把持した上
で、歯車センタ穴明けなどの切削加工を行っていた。

【０００３】しかし、例えば熱間又は冷間鍛造により成
形された歯先円真円度や歯先円円筒度、歯先円径寸法な
どの形状精度や寸法精度の低い歯車に対し、その歯先面
でＶヤゲンにて把持した状態で歯車センタ穴明けなどの
切削加工を行う場合、歯車の歯先面とＶヤゲンが適正に
当接しなくなることがある。つまり、歯車が傾いたまま
把持されるような不完全な把持状態や、把持力が充分に
伝わらず加工中に歯車が滑るような不充分な把持状態と
なり、加工中にビビリ振動などが発生し、歯車の加工精
度が低下することとなる。

【０００４】このように加工された歯車を実際に部品と
して使用すると、歯車の回転中心である歯車センタ穴中
心と歯車同士が噛み合う歯車ピッチ円中心との間の同心
度や歯車センタ穴中心軸と歯車ピッチ円中心軸との間の
平行度などの低下のため、歯車同士の噛み合いにガタが
生ずる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、このガタの発
生を解決するために、歯車の歯面で歯車を把持して、実
際に歯車が噛み合う歯面を基準に歯車センタ穴加工を行
うことが考えられる。歯車の歯面で歯車を把持するため
に、図５に示すように歯車の歯溝に噛合する固定爪２２
ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄを有するＶヤゲン２３ａ、
２３ｂなどの挟持部材を用いることが考えられる。

【０００６】しかし、固定爪付Ｖヤゲンによる把持で
は、固定爪は設計上定められる寸法及び形状の歯車の歯
溝に噛合するよう予め挟持部材上の固設位置が決められ
る。そのため、例えば製造誤差により歯車の歯形状、歯
面形状、歯溝形状、歯車ピッチ円径真円度、歯面寸法、
歯溝寸法、歯車ピッチ円径寸法などの形状及び寸法が夫
々微妙に異なる歯車を把持する場合、設計上定められた
寸法及び形状の歯車の歯溝に固定爪が正確に噛合するこ
とができない。つまり、無理な状態で歯車把持が行われ
るため、歯車が挟持部材や固定爪に対して歪んだ状態で
把持されることとなり、歯車ピッチ円中心軸と加工軸が
ずれ、加工精度が低下してしまう。

【０００７】本発明は上記した問題点を解決するために
なされたものであって、歯溝に噛合する爪を挟持部材に
対して歯車周方向に可動に設けることにより、爪と歯車
の歯溝との当接位置の変化に追従可能とし、歯車の形状
精度及び寸法精度のバラツキに起因する歯車把持状態の
不良を少なくして、歯車の加工精度の低下を防ぐことを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明で用いる手段は、歯車外周より複数個の挟持
部材で歯車を挟んで把持する歯車把持装置において、前
記挟持部材には歯車の歯溝に噛み合うチャック爪が歯車
周方向に該挟持部材に対して相対動可能に設けられてい
ることを特徴とする歯車把持装置である。

【０００９】

【作用】上記構成を有する歯車把持装置では、歯車毎に
異なる歯車の歯形状、歯面形状、歯溝形状、歯車ピッチ
円径真円度、歯面寸法、歯溝寸法、歯車ピッチ円径寸法
などに応じて、挟持部材に設けられたチャック爪が挟持
部材上を歯車周方向に歯車把持が最も安定する位置まで
摺動して、歯車を挟持部材にて挟み込んで把持する。

【００１０】

【実施例】続いて、本発明の実施例について以下に説明
する。第３図には、本発明の歯車把持装置が設けられた
歯車センタ穴加工機の概要を例示する。架台１には軸頭
２、３が図面左右方向に摺動可能に設けられており、軸
頭２、３は架台１上外側に設置された電動モータ４、５
により架台１上を摺動駆動される。軸頭２、３の前面に
は主軸６、７が、加工中心軸回りに回転可能に設けられ
ており、主軸６、７は軸頭２、３の上部に設けられた電
動モータ８、９により回転駆動される。主軸６、７の先
端にはドリルなどの切削工具１０、１１が取り付けら
れ、歯車１２のセンタ穴明けなどの機械加工を行う。

【００１１】また、架台１上の軸頭２及び軸頭３の間に
は本発明に係る歯車把持装置１３が設置されている。歯
車把持装置１３には、挟持部材であるＶ字型の上クラン
パ１４及び下クランパ１５が上下方向に移動可能に設け
られており、両クランパにより歯車１２を挟み込む。こ
こでは上下方向に移動可能なクランパを使用する実施例
に基づき説明を行なうが、紙面垂直方向に移動可能なク
ランパからなる歯車把持装置を用いてもよい。また、こ
こでは挟持部材としてＶ字型のクランパを二個用いて上
下方向より歯車把持を行う場合について説明するが、挟
持部材としてＶ字型のクランパと平型のクランパとを組
み合わせて用いてもよいし、挟持部材として平型のクラ
ンパを複数用いて複数の歯車径方向から歯車把持を行っ
てもよい。

【００１２】上クランパ１４及び下クランパ１５は、ギ
ヤトレーン（図示しない）とボールネジ（図示しない）
により機械的に連結されており、歯車把持装置１３上部
に設けられた流体圧シリンダ１６により、上下方向に互
いに同期して駆動される。ここで、上クランパ１４及び
下クランパ１５の上下方向摺動ストロークは、正規の寸
法及び形状の歯面を有する歯車を把持する際に、主軸の
加工中心軸と歯車のピッチ円中心軸が一致した状態で、
ビビリ振動などが生じることなく歯車に対して機械加工
が行えるように設定される。

【００１３】続いて、本発明の歯車把持装置の詳細を第
１図、第２図を用いて説明する。第１図に示すように、
上クランパ１４のＶ字型傾斜部には歯車の歯溝に噛み合
う二つのチャック爪１７ａ、１７ｂが、下クランパ１５
のＶ字型傾斜部には歯車の歯溝に噛み合う二つのチャッ
ク爪１７ｃ、１７ｄが歯車周方向にクランパに対して相
対動可能に設けられている。仮に平型のクランパを用い
る場合は、平型クランパの平面部に一つのチャック爪が
歯車周方向にクランパに対して相対動可能に設けられる
ことになる。

【００１４】本実施例で用いたチャック爪には第２図
（ａ）に示すように三つの歯が成形されており、歯車１
２の歯溝に噛み合うものである。また、チャック爪とク
ランパは断面Ｔ字状の係合部を有している。すなわち、
チャック爪には第２図（ｂ）に示すように断面Ｔ字形の
凸部が成形されており、クランパのＶ字型傾斜部にはチ
ャック爪の前記凸部が嵌合する断面Ｔ字形の凹部が成形
されているため、チャック爪がクランパから落下するこ
とはない。

【００１５】また、上クランパ１４にはチャック爪１７
ａ、１７ｂの上クランパ１４に対する相対動を規制する
ストッパ１８ａ、１８ｂが、下クランパ１５には同じく
ストッパ１８ｃ、１８ｄがクランパのＶ字型傾斜部の歯
車周方向外側端面に固設されている。さらに、上クラン
パのＶ字型傾斜部の歯車周方向内側にはチャック爪１７
ａ、１７ｂを歯車周方向外側、すなわちストッパ１８
ａ、１８ｂのある方向へ付勢する弾性体であるスプリン
グ１９ａ、１９ｂが設けられており、下クランパのＶ字
型傾斜部の歯車周方向内側にはチャック爪１７ｃ、１７
ｄの下クランパ１５に対する相対動範囲を規制するスト
ッパ２０ａ、２０ｂが設けられており、チャック爪１７
ｃ、１７ｄはストッパ１８ｃ、１８ｄとストッパ２０
ａ、２０ｂの間で下クランパ１５に対して所定範囲だけ
相対動可能となっている。歯車１２を歯車把持装置１３
の中に搬入するための手段としては、仮爪２１が下クラ
ンパ１５の上方に歯車１２のピッチ円中心軸１２ａ方向
に摺動可能に設けられている。

【００１６】続いて、歯車１２を本歯車把持装置により
把持する動作について説明する。歯車１２は仮爪２１の
上に歯車１２の歯溝と仮爪２１の歯が噛み合った状態で
乗せられる。仮爪２１は歯車１２を乗せたまま歯車ピッ
チ円中心軸１２ａ方向へ移動し、歯車１２を歯車把持装
置１３中に搬入する。ここで、下クランパ１５の原位置
としては、仮爪２１により歯車１２が搬入された際に、
歯車１２の歯と下クランパ１５のチャック爪１７ｃ、１
７ｄの歯とがぶつかることなく適正に噛み合う位置が予
め設定されている。また、上クランパ１４の原位置とし
ては、仮爪２１により搬入された歯車１２の歯に上クラ
ンパ１４のチャック爪１７ａ、１７ｂの歯がぶつからな
い程度に上方に離れた位置が予め設定されている。

【００１７】次に、流体圧シリンダ１６により上クラン
パ１４は下方へ、下クランパ１５は歯車１２の歯溝とチ
ャック爪１７ｃ、１７ｄの歯が噛み合った状態で歯車１
２を仮爪２１から引き離すように上方へ摺動する。上ク
ランパ１４は下方へ摺動するので、歯車１２の歯溝とチ
ャック爪１７ａ、１７ｂの歯とはある時点で接触するこ
ととなる。

【００１８】ここで、従来のＶ字型挟持部材のような、
歯車径方向に移動するクランパの傾斜面に固設されたチ
ャック爪によって歯車の把持を行う場合、つまり歯車径
方向に対してある角度を保った状態で接近するチャック
爪により歯車を把持する場合には、第５図に示すよう
に、挟持部材２３ａ、２３ｂにチャック爪２２ａ、２２
ｂ、２２ｃ、２２ｄが固定されていると、歯車把持時に
例えばチャック爪２２ａの歯２４と噛み合う歯車の歯溝
２５を構成する二つの歯２６ａ、２６ｂのうち、接近し
てくるチャック爪２２ａに近い側の歯２６ａにチャック
爪２２ａの歯２４などがぶつかることがある。これは、
歯車の歯溝を構成する歯と、歯車把持時にその歯溝に噛
み合うべきチャック爪の歯との間に、クランパ移動方向
からみて重なりが生じているからである。そのため、チ
ャック爪と歯車が干渉することとなり、クランパが接触
時以後移動できなくなるか、チャック爪または歯車の歯
が破損することとなる。

【００１９】しかし、本実施例では第１図に示すよう
に、スプリングによりチャック爪は歯車周方向外側に付
勢されているため、接近するチャック爪に近い側の歯車
の歯にチャック爪の歯がぶつかることなく、接近するチ
ャック爪に遠い側の歯車の歯面にチャック爪の歯面が接
触することとなる。すなわち、歯車径方向に移動するク
ランパの傾斜面に設けられたチャック爪により歯車の把
持を行う場合であっても、チャック爪がクランパ上を摺
動することが可能であるため、適正な歯車把持を実現す
ることができる。

【００２０】両歯面の接触後さらに上クランパ１４が下
方へ移動するにつれ、チャック爪１７ａ、１７ｂはスプ
リング１９ａ、１９ｂの付勢力に逆らって上クランパ１
４のＶ字型傾斜部上を歯車周方向内側へ摺動する。上ク
ランパ１４が所定ストロークまで達し下方への移動が終
了すると、チャック爪１７ａ、１７ｂの上クランパ１４
上の摺動も終了し、第４図に示すように、チャック爪１
７ａ、１７ｂの歯面と歯車１２の歯面とが互いに噛み合
い把持が完了する。

【００２１】このとき、上クランパ及び下クランパの上
下方向摺動ストロークは前述したように、正規の寸法及
び形状の歯面を有する歯車を把持する際に、主軸の加工
中心軸と歯車のピッチ円中心軸が一致するように設定さ
れているため、チャック爪が挟持部材に固設されている
と、歯車の歯や歯面の寸法や形状が悪い場合にはチャッ
ク爪に沿って歯車が動いてしまうので、ピッチ円中心軸
と加工中心軸との間の芯ズレが生ずる。しかし、本実施
例ではチャック爪が挟持部材に対し相対動可能であるた
め、形状精度や寸法精度の低い歯車を把持するときで
も、チャック爪１７ａ、１７ｂが上クランパ１４上を、
チャック爪１７ｃ、１７ｄが下クランパ１５上を歯車把
持が最も安定する位置まで摺動してピッチ円中心軸と加
工中心軸との間の芯ズレの発生を防ぐことができる。

【００２２】以上、本実施例の歯車クランプ装置によれ
ば、Ｖ字型あるいは平型のクランパにかかわらず、歯車
の歯溝に噛み合うチャック爪はクランパに歯車周方向に
可動に設けられているため、歯車の形状精度及び寸法精
度のバラツキに起因する歯車把持状態の不良を少なくし
て、歯車の加工精度の低下を防ぐことができる。そのた
め、歯車を部品として用いたとき、歯車噛み合い時のガ
タを小さくすることができる。

【００２３】また、本実施例の歯車クランプ装置によれ
ば、スプリングによりチャック爪は歯車周方向外側に付
勢されているため、クランパが歯車を挟み込む際にチャ
ック爪の歯と歯車の歯が互いに干渉することない。すな
わち、Ｖ字型クランパによるような、歯車径方向に移動
するクランパの傾斜面に設けられたチャック爪により歯
車の把持を行う場合であっても、クランパが歯車を挟み
込む際のチャック爪の歯と歯車の歯との干渉を防ぐこと
ができる。

【００２４】また、本実施例の歯車クランプ装置によれ
ば、Ｖ字型あるいは平型のクランパにかかわらず、歯車
の歯溝に噛み合うチャック爪はクランパに歯車周方向に
可動に設けられているため、チャック爪と歯車の歯面の
一面が直に接触してもチャック爪が逃げることができ、
歯車の歯面に傷が付くことを防ぐことができる。つま
り、固定爪付きクランパが歯車を挟み込む場合に、固定
爪の歯と歯車の歯面の一面がクランパの駆動速度で直に
衝突するときに生じる歯車歯面の傷付きがなくなる。

【００２５】また、本実施例の歯車クランプ装置によれ
ば、クランパが形状精度や寸法精度の低い歯車を挟み込
んだときでも、Ｖ字型あるいは平型のクランパにかかわ
らず、チャック爪はクランパに歯車周方向に可動に設け
られているため、固定爪による把持のような無理な状態
での歯車把持とならず、歯車の歯面の傷付きや歯の破損
を防ぐことができる。

【００２６】

【効果】以上詳述したように、本歯車把持装置によれ
ば、歯車の歯溝に噛み合うチャック爪を挟持部材に歯車
周方向に可動に設けたため、歯車の形状精度及び寸法精
度のバラツキに起因する歯車把持状態の不良を少なくし
て、歯車の加工精度の低下を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における歯車把持装置の正面
図（原位置の状態）。

【図２】（ａ）本発明の一実施例におけるチャック爪の
正面図。 （ｂ）本発明の一実施例におけるチャック爪の側面図。

【図３】本発明の一実施例における歯車センタ穴加工機
の正面図。

【図４】本発明の一実施例における歯車把持装置の正面
図（歯車把持完了位置の状態）。

【図５】従来技術における歯車把持装置の正面図（チャ
ック爪が固定の場合）。

【符号の説明】

１…架台 ２、３…軸頭 ４、５、８、９…電動モータ ６、７…主軸 １０、１１…切削工具 １２…歯車 １２ａ…歯車のピッチ円中心軸 １３…歯車クランプ装置 １４…上クランパ １５…下クランパ １６…流体圧シリンダ １７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ…チャック爪 １８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、２０ａ、２０ｂ…ス
トッパ １９ａ、１９ｂ…スプリング ２１…仮爪 ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ…固定爪 ２３ａ、２３ｂ…クランパ ２４…チャック爪の歯 ２５…歯車の歯溝 ２６ａ、２６ｂ…歯車の歯

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 歯車外周より複数個の挟持部材で歯車を
   挟んで把持する歯車把持装置において、前記挟持部材に
   は歯車の歯溝に噛み合うチャック爪が歯車周方向に該挟
   持部材に対して相対動可能に設けられていることを特徴
   とする歯車把持装置。