Composite gear and its manufacturing method

本発明は、外周面に外歯車及び回転支持面が形成され、内周面に第１内歯車及び第２内歯車が回転軸方向に関して所定間隔をおいて形成された複合歯車及びその製造方法に関する。

内周面に内歯車が形成されるとともに外周面に外歯車（凸部）が形成された複合歯車の一例が特許文献１に開示されている。 特許文献１の複合歯車は、原動軸と出力回転軸との間に遊星歯車減速装置を装着した機関始動装置において、遊星歯車減速装置のリングギヤに用いられている。 このような複合歯車においては、通常、ベアリングによって回転可能に支持される面である回転支持面が外周面に設けられている。

また、その他の背景技術として、歯部加工機に歯車をセットするための歯車用ローディング装置が特許文献２に開示されている。

実開昭６３−８７３４４号公報

特開平６−１１４６７２号公報

外周面に外歯車が形成され内周面に内歯車が形成された複合歯車においては、外周面の回転支持面にて外径チャックを行った状態で外歯車の加工が行われている。 しかし、回転支持面はベアリングによって回転可能に支持される面であるため、外歯車の加工後に回転支持面の仕上げ加工を行う必要がある。 そのため、外周面の回転支持面にて外径チャックを行った状態で外歯車の加工を行った場合は、外歯車の加工時と回転支持面の加工時とで、加工物の位置決めを行うための基準が異なってくる。 したがって、外歯車の精度が低下してしまうという問題点がある。

本発明は、外歯車の精度を向上させることができる複合歯車及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る複合歯車は、外周面に外歯車及び回転支持面が形成され、内周面に第１内歯車及び第２内歯車が回転軸方向に関して所定間隔をおいて形成された複合歯車であって、前記内周面における前記第１内歯車と前記第２内歯車の間には、チャック部が形成されており、前記チャック部の内径は、前記第１内歯車の歯先径及び前記第２内歯車の歯先径の少なくとも１つより小さいことを要旨とする。

本発明においては、内周面における第１内歯車と第２内歯車の間にチャック部が形成されており、このチャック部の内径は、第１内歯車の歯先径及び第２内歯車の歯先径の少なくとも１つより小さいことにより、内周面に形成されたチャック部にて内径チャックを行った状態で、外歯車の加工及び回転支持面の加工を行うことができる。 したがって、外歯車の加工時と回転支持面の加工時とで、加工物の位置決めを行うための基準が異なることがないので、本発明によれば、外歯車の精度を向上させることができる。

本発明に係る複合歯車において、前記チャック部の内径は、前記第１内歯車の歯先径より小さく、かつ前記第２内歯車の歯底径より大きいものとすることもできる。 こうすれば、第２内歯車の精度を向上させることができる。

本発明に係る複合歯車を製造する方法において、前記チャック部が回転軸方向に関して前記第１内歯車と前記第２内歯車の間に位置し、前記チャック部の内径が前記第１内歯車の歯先径及び前記第２内歯車の歯先径の少なくとも１つより小さくなるように、該チャック部、該第１内歯車、及び該第２内歯車を前記内周面に形成する内周面加工工程と、前記外歯車の形成を前記チャック部にてチャックを行った状態で行う外歯車加工工程と、前記回転支持面の加工を前記チャック部にてチャックを行った状態で行う回転支持面加工工程と、を含むものとすることもできる。 こうすれば、内周面に形成されたチャック部にて内径チャックを行った状態で、外歯車の加工及び回転支持面の加工を行うことができる。

本発明に係る複合歯車の製造方法において、前記内周面加工工程は、前記チャック部の内径が前記第１内歯車の歯先径より小さくかつ前記第２内歯車の歯底径より大きくなるように、該チャック部、該第１内歯車、及び該第２内歯車を前記内周面に形成する工程であるものとすることもできる。 こうすれば、第２内歯車の形成をブローチ加工によって行うことができる。

以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を図面に従って説明する。

図１，２は、本発明の実施形態に係る複合歯車の構成の概略を示す図であり、図１は断面図を示し、図２は図１の○部の拡大図を示す。 本実施形態に係る複合歯車においては、外周面８に第１外歯車１２及び第２外歯車１４が回転軸方向に関して所定間隔をおいて形成されているとともに、内周面１０に第１内歯車１６及び第２内歯車１８が回転軸方向に関して所定間隔をおいて形成されている。

外周面８における第１外歯車１２及び第２外歯車１４より回転軸方向に関して外側の両端部には、回転支持面３２，３４がそれぞれ形成されている。 本実施形態に係る複合歯車は、この回転支持面３２，３４の位置にてベアリング（図示せず）によって回転可能に支持される。

そして、本実施形態においては、内周面１０における第１内歯車１６と第２内歯車１８との間に、チャック部２０が形成されている。 このチャック部２０は、第１外歯車１２の形成位置に対しほぼ裏側となる位置に形成されている。 そして、図２に示すように、チャック部２０の内径ｃは、第１内歯車１６の歯先径ａより小さく、かつ第２内歯車１８の歯底径ｂより大きい。

次に、本実施形態に係る複合歯車の製造方法について説明する。

まず図３に示すように、歯車１２，１６，１８の形成を行う前における外周面８及び内周面１０の形成が行われる。 外周面８には、第１外歯車形成面２２及び第２外歯車１４が回転軸方向に関して所定間隔をおいて形成され、回転軸方向に関する両端部には仕上げ加工前の回転支持面３２，３４が仮形成される。 一方、内周面１０には、第１内歯車形成面２６及び第２内歯車形成面２８が回転軸方向に関して所定間隔をおいて形成され、第１内歯車形成面２６と第２内歯車形成面２８との間にチャック部２０が形成される。 ここで、チャック部２０の内径は、第１内歯車形成面２６の内径より小さく、かつ第２内歯車形成面２８の内径より大きい。 そして、チャック部２０、第１外歯車形成面２２の形成位置に対しほぼ裏側となる位置に形成される。

なお、図３では、第２外歯車１４の精度を必要としないものとして、第２外歯車１４をすでに形成した場合を示している。 ただし、第２外歯車１４の精度を必要とする場合は、この時点ではまだ第２外歯車１４を形成しない。 また、チャック部２０については、既知の加工方法を用いて形成することができる。

次に、図４に示すように、第２内歯車形成面２８の加工を行うことで、第２内歯車１８の形成を行う。 ここでは、ブローチ加工によって第２内歯車１８を形成することができる。 本実施形態では、第２内歯車形成面２８の内径がチャック部２０の内径及び第１内歯車形成面２６の内径より小さいことにより、第２内歯車１８の形成のためにブローチ（図示せず）を回転軸方向に挿入することができる。 そして、ブローチ加工により第２内歯車１８を形成することで、第２内歯車１８を短時間でかつ高精度に形成することができる。 ブローチを第１内歯車形成面２６側から第２内歯車形成面２８側へ挿入する際には、位置決め治具４２を回転軸方向の一端面３６に当接させることで、工作物の回転軸方向の位置決めが行われる。 また、挿入されるブローチによって工作物の半径方向の位置決めが行われる。 ブローチ加工の後は、第２内歯車１８のシェービング加工を行う。

第２内歯車１８の形成後は、図５に示すように、第１内歯車形成面２６の加工を行うことで、第１内歯車１６の形成を行う。 ここでは、例えばホブ加工等の既知の加工方法によって第１内歯車１６を形成することができる。 その際に、位置決め治具４２を回転軸方向に垂直な面に当接させることで、工作物の回転軸方向の位置決めが行われる。 また、位置決め治具４４を第１外歯車形成面２２に当接させることで、工作物の半径方向の位置決めが行われる。 第１内歯車形成面２６の加工後は、第１内歯車１６のシェービング加工を行う。

以上の工程を行うことで、図５に示すように、チャック部２０が回転軸方向に関して第１内歯車１６と第２内歯車１８の間に位置し、チャック部２０の内径ｃが第１内歯車１６の歯先径ａより小さくかつ第２内歯車１８の歯底径ｂより大きくなるように、チャック部２０、第１内歯車１６、及び第２内歯車１８が内周面１０に形成される。

チャック部２０、第１内歯車１６、及び第２内歯車１８を内周面１０に形成した後は、図６に示すように、第１外歯車形成面２２の加工を行うことで、第１外歯車１２の形成を行う。 ここでは、例えばホブ加工等の既知の加工方法によって第１外歯車１２を形成することができる。 その際に、位置決め治具４２を回転軸方向に垂直な面に当接させることで、工作物の回転軸方向の位置決めが行われる。 また、位置決め治具４６をチャック部２０に当接させることで、工作物の半径方向の位置決めが行われる。 本実施形態では、チャック部２０の内径ｃが第１内歯車１６の歯先径ａ（第１内歯車形成面２６の内径）より小さいことにより、チャック部２０に当接させるための位置決め治具４６を第１内歯車１６側から挿入することができるので、内径チャックを行った状態で第１外歯車１２の形成を行うことができる。 第１外歯車形成面２２の加工後は、第１外歯車１２のシェービング加工を行う。 そして、第１外歯車１２の形成後は、各歯車１２，１４，１６，１８の焼入れを行う。

各歯車１２，１４，１６，１８の焼入れを行った後は、回転支持面３２，３４の研磨を行うことで、ベアリングによって回転支持される面である回転支持面３２，３４の仕上げ加工を行う。 ここでも、チャック部２０に当接させるための位置決め治具４６を第１内歯車１６側から挿入することができるので、内径チャックを行った状態で回転支持面３２，３４の仕上げ加工を行うことができる。 以上説明した工程に基づいて、本実施形態に係る複合歯車を得ることができる。

なお、以上の説明においては、第２内歯車１８の形成を行った後に第１内歯車１６の形成を行う場合を説明したが、第１内歯車１６の形成を行った後に第２内歯車１８の形成を行ってもよい。 また、第２外歯車１４の精度を必要とする場合は、第１内歯車１６の形成の後または第１外歯車１２の形成の後に、第２外歯車１４の形成を行う。 その際にも、チャック部２０に当接させるための位置決め治具４６を第１内歯車１６側から挿入することができるので、内径チャックを行った状態で第２外歯車１４の形成を行うことができる。

以上説明したように、本実施形態においては、チャック部２０の内径ｃが第１内歯車１６の歯先径ａ（第１内歯車形成面２６の内径）より小さいことにより、位置決め治具４６を第１内歯車１６側から挿入してチャック部２０に当接させることができるので、内径チャックを行った状態で第１外歯車１２の形成及び回転支持面３２，３４の仕上げ加工を行うことができる。 このように、外周面８の回転支持面３２，３４にて外径チャックを行うことなく第１外歯車１２の形成を行うことができるので、第１外歯車１２の形成時と回転支持面３２，３４の仕上げ加工時とで、加工物の位置決めを行うための基準が異なることがない。 したがって、本実施形態によれば、第１外歯車１２の精度を向上させることができる。 さらに、内径チャックを行った状態で第１外歯車１２の形成を行うことができるので、第１外歯車１２の形成の際に切削工具が位置決め治具に干渉するのを確実に防止することができる。

さらに、本実施形態においては、チャック部２０の内径ｃが第２内歯車１８の歯底径ｂより大きいことにより、ブローチ加工によって第２内歯車１８を形成することができるので、第２内歯車１８の精度を向上させることができる。 さらに、第２内歯車１８の形成に要する時間を短縮することができる。

以上の説明においては、チャック部２０の内径ｃが、第１内歯車１６の歯先径ａより小さくかつ第２内歯車１８の歯底径ｂより大きい場合について説明した。 ただし、チャック部２０の内径ｃが、第１内歯車１６の歯先径及び第２内歯車１８の歯先径の少なくとも１つより小さい場合でも、位置決め治具４６をチャック部２０に当接させることができるので、内径チャックを行った状態で第１外歯車１２の形成及び回転支持面３２，３４の仕上げ加工を行うことができる。 したがって、その場合でも、第１外歯車１２の精度を向上させることができる。 なお、その場合は、チャック部２０の内径が第１内歯車形成面２６の内径及び第２内歯車形成面２８の内径の少なくとも１つより小さくなるように、チャック部２０、第１内歯車形成面２６、及び第２内歯車形成面２８が内周面１０に形成される。 これによって、チャック部２０の内径が第１内歯車１６の歯先径及び第２内歯車１８の歯先径の少なくとも１つより小さくなるように、チャック部２０、第１内歯車１６、及び第２内歯車１８が内周面１０に形成される。 また、第２内歯車１８の形成については、例えばホブ加工等の既知の加工方法によって行うことができる。

また、以上の説明においては、外周面８に第１外歯車１２及び第２外歯車１４が回転軸方向に関して所定間隔をおいて形成されている場合について説明した。 ただし、例えば外周面８に第１外歯車１２のみが形成されている場合についても本発明の適用が可能であり、外周面８に形成する外歯車の数に関係なく本発明の適用が可能である。

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明の実施形態に係る複合歯車の構成の概略を示す断面図である。

本発明の実施形態に係る複合歯車の構成の概略を示す断面図である。

本発明の実施形態に係る複合歯車の製造方法を説明する断面図である。

本発明の実施形態に係る複合歯車の製造方法を説明する断面図である。

本発明の実施形態に係る複合歯車の製造方法を説明する断面図である。

本発明の実施形態に係る複合歯車の製造方法を説明する断面図である。

符号の説明

８ 外周面、１０ 内周面、１２ 第１外歯車、１４ 第２外歯車、１６ 第１内歯車、１８ 第２内歯車、２０ チャック部、３２，３４ 回転支持面。